CN112586048B

CN112586048B - 管理前传网络的方法、设备、计算机程序产品和数据集

Info

Publication number: CN112586048B
Application number: CN201980055091.XA
Authority: CN
Inventors: M·坎富西; H·博纳维尔; L·布鲁内尔
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2024-04-16
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: CN112586048A; WO2020045603A1; EP3618518A1; EP3618518B1; US20210266764A1; US11490274B2; JP2021526758A; JP7142726B2

Abstract

提出了一种在无线通信系统中管理前传网络的方法，该前传网络包括多个分布式单元和一个或更多个中央单元。该方法包括以下步骤：对前传网络执行前传网络动态配置，该前传网络动态配置包括在无线通信系统的控制器处：获得指示移动终端的定位的信息；基于指示移动终端的定位的信息，获得所述多个分布式单元当中的一个或更多个活动分布式单元的集合；确定各个活动分布式单元与所述一个或更多个中央单元中的相应一个或更多个第一中央单元之间的第一关联；以及根据所确定的第一关联在各个活动分布式单元与其相应的一个或更多个第一中央单元之间配置通信链路。

Description

管理前传网络的方法、设备、计算机程序产品和数据集

技术领域

本公开涉及无线网络管理领域，具体地，涉及高速列车(HST)通信网络的管理。

背景技术

在当前的无线通信系统中，接入网络或无线电接入网络可包括所谓的“前传网络”，其是提供高级功能的集中式单元和分布式单元(也称为“RRM单元”或“无线电资源管理单元”)在通信上连接到提供低级功能的所谓无线电单元的网络。前传网络的设计可基于RRM单元与无线电单元之间的通信接口，其被指定为常见公共无线电接口(CPRI)接口。CPRI是定义内部接口的行业标准，其将无线电接入网络的无线电接入节点(例如，基站)拆分成中央单元(CU)和一个或更多个分布式单元(DU)。CU通常可被称为基带单元(BBU)或无线电设备控制(REC)，而DU通常可被称为远程无线电头端(RRH)或无线电设备(RE)。CPRI已被专门设计为在CU与DU单元之间发送数字化的基带信令，从而使层2和层3操作全部处于CU中。

演进前传架构考虑使用以太网协议进行CPRI信号的分组传输，其中，经由前传网络中使用的CPRI接口发送的数据被打包并经由以太网分组发送。基于以太网的前传的优点包括使用包括关联的信令的分组传输，而非传统CPRI的同相正交(IQ)数据块信令，这改进了经由前传网络的分组路由、吞吐量粒度，并且允许通过经由ARQ信令的以太网分组重传来保护CU与DU之间的数据传输。

然而，在CPRI上使用以太网的当前网络架构的缺点在于它们使用以太网交换机，其是无法以高效的方式重新配置的固定交换机，特别是适应变化的网络吞吐量和网络弹性要求。

在诸如用于铁路通信的前传网络(例如，与铁路并排部署的前传网络)的特定上下文中，特别是对于与高速列车(HST)上的一个或更多个用户设备的铁路通信(需要应对快速CPRI业务变化和/或改进前传网络弹性)，这种缺点可能证明非常成问题。标准以太网交换机和相关的以太网协议组难以解决这些要求。

因此，在前传网络中实现CPRI上的以太网的HST通信网络面临这些缺点。在这方面，图1示出传统HST通信系统1，其包括基于长期演进(LTE)技术的无线网络系统。无线网络系统包括通过S1接口连接到核心网络3的无线电接入网络2。无线电接入网络2包括多个基站(也称为eNodeB)，各个eNodeB包括中央单元CU#1-CU#6，其通过交换以太网分组的CPRI接口连接到相应分布式单元DU1-DU6。安装在列车5a上的LTE用户设备(5)通过分布式单元DU3和DU5与无线网络系统数据通信。

中央单元CU#1-CU#6与相应分布式单元DU1-DU6之间的一组CPRI接口可被看作固定以太网交换机。该示例性传统架构不是资源高效的，也非可扩展的，因为其高估了与HST通信所需的资源。实际上，由于通常将针对列车的预期最大业务密度设计前传网络部署的尺寸，所以其不是资源高效的。由于每次附加分布式单元和/或中央单元被添加到前传网络，固定以太网交换机都应该更新，所以其也不是可扩展的。特别是，图1所示的架构可能高估与HST通信所需的资源，因为固定以太网交换机被配置为在对于HST通信网络的性能而言最差情况的场景期间提供数据，这通常导致与常规前传网络操作方案所需的资源相比高估资源。另外，该架构缺少弹性，因为无线电接入网络中的故障可能导致性能和/或安全损失。由于无线电接入网络架构的静态本质，该架构也不会对变化做出反应。

在要在前传网络与一个或多个高速列车之间提供数据通信的铁路通信网络中上述缺点尤其突出，因为HST的高速增加了资源的高估和CPRI业务变化，因此增加了对改进的资源管理和网络弹性的需求。

因此需要提供一种无线网络管理方法和实现其的网络节点，其解决了本领域传统技术的上述缺点和不足。

还需要提供一种无线网络管理方法和实现其的网络节点，其解决了在铁路通信网络，特别是HST通信网络的特定上下文中本领域传统技术的上述缺点和不足。

还需要提供一种无线网络管理方法和实现其的网络节点，其具有改进的资源管理和/或改进的网络弹性。

还需要提供一种无线网络管理方法和实现其的网络节点，其在铁路通信网络，特别是HST通信网络的特定上下文中具有改进的资源管理和/或改进的网络弹性。

本主题公开的目的在于提供一种用于无线网络管理的改进的方法和实现其的网络节点。

本主题公开的另一目的在于提供一种用于无线网络管理的改进的方法和实现其的网络节点，以用于减轻传统系统的上述缺点和不足。

本主题公开的另一目的在于提供一种用于无线监测的改进的方法和实现其的网络节点，以用于减轻传统列车通信系统的缺点和不足。

为了实现这些目的和其它优点并且根据本主题公开的目的，如本文具体实现并广义描述的，在本主题公开的一个方面，提出了一种在无线通信系统中管理前传网络的方法，该前传网络包括多个分布式单元和一个或更多个中央单元，其中，所述多个分布式单元中的各个分布式单元被配置为在所述一个或更多个中央单元中的中央单元的控制下在移动终端与前传网络之间提供数据的无线通信。该方法包括以下步骤：对前传网络执行前传网络动态配置，该前传网络动态配置包括在无线通信系统的控制器处：获得指示移动终端的定位的信息；基于指示移动终端的定位的信息，获得所述多个分布式单元当中的一个或更多个活动分布式单元的集合，其中，移动终端可使用所述一个或更多个活动分布式单元来与前传网络进行无线通信；确定各个活动分布式单元与所述一个或更多个中央单元中的相应的一个或更多个第一中央单元之间的第一关联；以及根据所确定的第一关联在各个活动分布式单元与其相应的一个或更多个第一中央单元之间配置通信链路。

发明内容

所提出的方法有利地提供了前传网络的快速且高效的重新配置，无论动态地适应终端与前传网络之间的数据通信的吞吐量或者动态地适应网络弹性是否需要或期望这种重新配置。

在一些实施方式中，前传网络动态配置还可包括：向移动终端发送前传网络配置信息，其中，前传网络配置信息包括指示一个或更多个活动分布式单元的集合的信息。

因此，可有利地向移动终端告知前传网络配置信息，该信息可用于增加数据通信的吞吐量的效率或网络弹性自适应。

在一些实施方式中，配置各个活动分布式单元与其相应一个或更多个中央单元之间的连接可包括：启用和/或停用前传网络的多个分布式单元与一个或更多个中央单元之间的可用连接的矩阵中的连接。

在一些实施方式中，确定关联的步骤可包括以下步骤：确定增加移动终端与前传网络之间的数据通信吞吐量的关联。

在一些实施方式中，前传网络动态配置还可包括：配置活动分布式单元的无线电参数以将活动分布式单元配置为单频网络。

在一些实施方式中，确定关联的步骤可包括以下步骤：确定增加和/或适应前传网络弹性的关联以便于移动终端与前传网络之间的数据通信。

在一些实施方式中，从移动终端接收的测量可包括与移动终端的位置和/或移动终端的速度和/或移动终端的移动方向有关的测量。

在一些实施方式中，可在前传网络动态配置循环中迭代地执行前传网络动态配置。因此可有利地以重复的方式执行配置，以使前传网络动态地适应业务改变条件和/或网络部署改变。

在一些实施方式中，可基本上周期性地执行前传网络动态配置循环的迭代。

在一些实施方式中，移动终端的轨迹可被分成部分，并且可针对轨迹的各个部分执行前传网络动态配置循环的迭代。在这些实施方式中，可有利地针对移动终端轨迹的各个部分确定对根据本主题公开的动态网络配置的需求，并且可根据对应确定针对该部分执行前传网络重新配置。有利地，轨迹的部分可基于至少一个部分的网络前传重新配置的历史来定义。

在一些实施方式中，前传网络动态配置还可包括：基于指示移动终端的定位的所述信息、指示移动终端的速度的信息以及指示移动终端的移动方向的信息，获得所述多个分布式单元当中的一个或更多个测量分布式单元的集合，移动终端使用该集合在移动终端与测量分布式单元之间的无线链路上进行无线电测量，并且前传网络配置信息可包括指示一个或更多个测量分布式单元的集合的信息。

在一些实施方式中，前传网络动态配置还可包括：确定至少一个测量分布式单元与所述一个或更多个中央单元中的相应的一个或更多个第二中央单元之间的第二关联，并且根据所确定的第二关联在所述至少一个测量分布式单元中的每一个与其相应的一个或更多个第二中央单元之间配置通信链路。

在一些实施方式中，从移动终端接收的测量可包括相对于一个或更多个测量分布式单元执行的无线电测量。

在本主题公开的另一方面，提出了一种设备，该设备包括处理器、在操作上联接到处理器的存储器以及在无线通信系统中通信的网络接口，其中，该设备被配置为执行根据本主题公开的任何所提出的网络管理方法。

在本主题公开的另一方面，提出了一种编码有可执行指令的非暂时性计算机可读介质，所述可执行指令在被执行时使得包括操作上与存储器联接的处理器的网络节点执行根据本主题公开的任何所提出的网络管理方法。

在本主题公开的另一方面，提出了一种包括有形地具体实现在计算机可读介质中的计算机程序代码的计算机程序产品，所述计算机程序代码包括指令，所述指令在被提供给计算机系统并执行时使得所述计算机执行根据本主题公开的任何所提出的网络管理方法。

在本主题公开的另一方面，还提出了一种例如通过压缩或编码来表示这种计算机程序的数据集。

应该理解，可按许多方式实现和利用本发明，包括但不限于作为现在已知和以后开发的处理、设备、系统、装置和应用方法。本文所公开的系统的这些和其它独特特征将从以下描述和附图变得更容易显而易见。

对于本领域技术人员而言，通过结合所附说明书参考以下附图，本主题公开将更好理解并且其许多目的和优点将变得更显而易见。

附图说明

[图1]图1是示出根据一个或更多个实施方式的HST通信系统的总体架构的示意图。

[图2]图2是示出根据一个或更多个实施方式的HST通信系统的总体架构的示意图。

[图3]图3是示出根据一个或更多个实施方式的示例性网络管理处理的流程图。

[图4]图4是示出根据一个或更多个实施方式的配置交换机/关联矩阵的示例性方法的流程图。

[图5]图5是示出根据一个或更多个实施方式的配置交换机/关联矩阵的示例性方法的示意图。

[图6]图6是示出根据一个或更多个实施方式的示例性集中式交换机控制器特征的示意图。

[图7]图7是示出根据一个或更多个实施方式的示例性半集中式交换机控制器特征的示意图。

[图8]图8是示出根据一个或更多个实施方式的示例性分布式交换机控制器特征的示意图。

[图9]图9是示出根据一个或更多个实施方式的网络节点的示例性功能的框图。

具体实施方式

为了例示简单和清晰，附图示出一般构造方式，并且可省略熟知特征和技术的描述和细节，以避免不必要地模糊所描述的本发明的实施方式的讨论。另外，附图中的元件未必按比例绘制。例如，图中的一些元件的尺寸可相对于其它元件被夸大以帮助改进本发明的实施方式的理解。例如当结构被示出为在真实世界条件下具有对称性和有序性可能大大降低的直线、锐角和/或平行平面等，特定图可按理想化方式示出以便帮助理解。不同图中的相同标号表示相同元件，而相似标号可(但未必)表示相似元件。

另外，应该显而易见的是，本文中的教导可按各种形式具体实现，并且本文所公开的任何具体结构和/或功能仅是代表性的。具体地，本领域技术人员将理解，本文所公开的方面可独立于任何其它方面实现，并且多个方面可按各种方式组合。

下面参考根据一个或更多个示例性实施方式的方法、系统和计算机程序的功能、引擎、框图和流程图描述本公开。框图和流程图的各个描述的功能、引擎、方框可在硬件、软件、固件、中间件、微码或其任何合适的组合中实现。如果在软件中实现，则框图和/或流程图的功能、引擎、方框可由计算机程序指令或软件代码实现，其可经由计算机可读介质存储或发送，或者被加载到通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备上以生成机器，使得在计算机或其它可编程数据处理设备上执行的计算机程序指令或软件代码创建用于实现本文所描述的功能的手段。

计算机可读介质的实施方式包括(但不限于)计算机存储介质和通信介质二者，包括方便将计算机程序从一个地方转移到另一地方的任何介质。如本文所使用的，“计算机存储介质”可以是可由计算机或处理器访问的任何物理介质。另外，术语“存储器”和“计算机存储介质”包括任何类型的数据存储装置，例如但不限于硬盘驱动器、闪存驱动器或其它闪存装置(例如，存储器密钥、记忆棒、密钥驱动器)、CD-ROM或其它光学存储装置、DVD、磁盘存储装置或其它磁存储装置、存储器芯片、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、智能卡或者可用于以计算机处理器可读取的指令或数据结构或其组合的形式承载或存储程序代码的任何其它合适的介质。另外，各种形式的计算机可读介质可向计算机发送或承载指令，包括路由器、网关、服务器或其它传输装置、有线(同轴线缆、光纤、双绞线、DSL线缆)或无线(红外、无线电、蜂窝、微波)。指令可包括来自任何计算机编程语言的代码，包括但不限于汇编、C、C++、Visual Basic、SQL、PHP和JAVA。

除非另外具体地说明，否则将理解，贯穿以下描述，利用诸如处理、计算、确定等的术语的讨论是指计算机或计算系统或类似电子计算装置的动作或处理，其将计算系统的寄存器或存储器内表示为物理(例如，电子)量的数据操纵或变换为计算系统的存储器、寄存器或其它这种信息存储、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其它数据。

术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变体旨在涵盖非排他性包括，使得包括元件列表的处理、方法、制品或设备未必限于那些元件，而是可包括未明确列出或这种处理、方法、制品或设备固有的其它元件。

另外，本文中使用词语“例示性”来意指“用作示例、实例或例示”。本文中描述为“示例性”的任何实施方式或设计未必被解释为比其它实施方式或设计优选或有利。

在以下描述和权利要求中，术语“联接”和“连接”及其派生词可无差别地用于指示两个或更多个元件彼此直接物理或电接触，或者两个或更多个元件彼此不直接接触，但仍彼此协作或交互。

在以下描述和权利要求中，术语“有效载荷”、“有效载荷数据”、“消息”、“分组”和“数据分组”可无差别地使用，并且可包括可在节点或站之间或横跨网络路由或发送的数据块、数据帧、协议数据单元或者任何数据单元。例如，分组可包括一组比特，其可包括一个或更多个地址字段、控制字段和数据。数据块可以是任何数据单元或信息比特。

应该理解，本主题公开的实施方式可用在各种应用中。尽管在此方面本发明不受限制，但是本文所公开的用于管理接入网络节点的所提出的方法的实施方式可用在诸如无线通信系统的任何网络节点中的许多设备中，例如，使用诸如时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等或其任何组合的一个或更多个无线电技术的无线通信系统。这些无线通信系统的示例包括全球移动通信系统(GSM)系统及其演进(包括通用分组无线电服务(GPRS)系统、增强数据速率GSM演进(EDGE)系统)、通用移动电信系统(UMTS)及其演进(包括高速下行链路分组接入(HSDPA)、高速分组接入(HSPA)、高速下行链路分组接入(HSUPA)、高速下行链路/上行链路分组接入(HSxPA))、频分多址(CDMA)系统及其演进(包括CDMA-2000系统)、长期演进(LTE)系统及其演进(包括LTE-Advanced(LTE-A)系统)及其演进(无论已经存在的还是未来开发的)。为了清晰，以下描述聚焦于为列车单元上的无线装置的数据通信提供无线传输的无线网络，例如向HST上的移动终端提供无线通信的高速列车(HST)通信系统。然而，本发明的技术特征不限于此。

如本文所使用的，术语“无线装置”可用于指示能够与无线基础设施网络的网络节点无线通信的任何装置(固定或移动的)，并且根据无线网络，可被称为移动站(MS)、移动终端(MT)、移动设备、用户终端、订户站、用户设备(UE)和机载单元(OBU)等。无线装置可支持语音和数据通信、仅语音通信或仅数据通信，例如机器对机器(M2M)装置。

如本文所使用的，术语“接入点”和“接入节点”可无差别地用于指示能够与无线装置无线通信的无线基础设施网络的固定网络节点，并且根据无线网络，可被称为基站(BS)、基站收发器(BTS)、Node-B、演进Node-B(eNB)、路边无线电单元(WRU)等。

图2示出根据本主题公开的一个或更多个实施方式的HST通信系统的总体架构。

图2上示出示例性无线通信系统10，其包括LTE网络和一个或更多个LTE移动终端(MT)(14)。网络可包括连接到接入网络(本文中也称为“前传”网络)的核心网络11(本文中也称为“回程”网络)。前传网络包括中央单元(CU)12a-12d和分布式单元(DU)13a-13g。前传网络的基站可包括一个或更多个分布式单元13a-13g和中央单元12a-12d。DU管理相应地理覆盖区域(称为小区)中的无线传输，其可部分地交叠以在两个邻近小区之间提供无缝切换。

核心网络11可包括区域控制器(ZC)15，并且前传网络的各个基站可通过与区域控制器15的逻辑接口(称为S1接口)连接到回程网络。前传网络的两个中央单元可通过称为X2接口的逻辑接口互连。CU和DU可根据可实现的CPRI和/或OBSAI规范经由前传接口互连，并且可被配置为使用以太网协议(例如，10千兆以太网、100千兆以太网等)通信，在这种情况下CPRI接口可被称为“e-CPRI”接口。各个DU可管理网络的小区，并且在一些架构设计中，一个DU可仅连接到一个CU，以避免管理相同DU的多个CU之间的小区资源访问冲突。在其它架构中，DU可连接到多个CU，以增加网络弹性，特别是对CU故障或前传接口故障。

MT 14可以是移动的，并且位于高速列车14a上。MT可配备有至少两个发送和/或接收天线，并且可通过称为Uu接口的逻辑接口与前传网络的多个DU 13c、13e无线通信。

经由Uu接口和S1接口的协议可被分成：一方面的用户平面协议，其是实现实际PDU会话服务(即，通过接入层面(AS)承载用户数据)的协议；以及另一方面的控制平面协议，其是用于控制PDU会话的各个方面以及UE与网络之间的连接的协议，包括请求服务、控制不同的传输资源、切换等。

指定不同的无线电接口协议栈以用在控制平面和用户平面的Uu接口上的接入层面中。无线电接口通常由具有对应协议的3个层组成。对于4G(LTE)网络，3GPP TS36.200系列描述了层1(物理层)，而在3GPP TS 36.300系列规范中描述了层2和层3。关于这3个层或其关联协议的更多细节可参考这些规范。

层1(物理层(PHY))向高层提供数据传输服务，并与层2的介质访问控制(MAC)子层和层3的无线电资源控制(RRC)层接口。物理层向MAC提供传输信道，并且通过经由MAC子层使用传输信道来访问PHY层所提供的服务。传输信道由如何经由无线电接口传送信息来表征。物理层处理包括小区搜索、功率控制、上行链路同步和上行链路定时控制、随机接入相关处理、混合自动重传请求(HARQ)相关处理、中继相关处理、侧链路相关处理和信道接入处理。

LTE网络的层2被拆分成以下子层：介质访问控制(MAC)、无线电链路控制(RLC)和分组数据融合协议(PDCP)。MAC向层2的无线电链路控制(RLC)子层提供不同的逻辑信道。MAC子层的主服务和功能包括逻辑信道与传输信道之间的映射、向/从在传输信道上向/从物理层传送的传输块(TB)复用/解复用属于一个或不同逻辑信道的MAC SDU、调度信息报告、通过HARQ的纠错、一个UE的逻辑信道之间的优先级处理、UE之间通过动态调度的优先级处理、MBMS服务标识、传输格式选择以及填充。

在层3中，控制平面中定义的RRC子层的主要服务和功能包括广播与非接入层面(NAS)有关的系统信息、广播与接入层面(AS)有关的系统信息、寻呼、UE与E-UTRAN之间的RRC连接的建立、维持和释放(包括在UE与E-UTRAN之间分配临时标识符以及为RRC连接配置信令无线电承载)、低优先级SRB和高优先级SRB、包括密钥管理的安全功能、点对点无线电承载的建立、配置、维持和释放、移动性功能(包括：对小区间和RAT间移动性的UE测量报告和报告的控制、切换、UE小区选择和重选以及小区选择和重选的控制、以及切换时的上下文传递)、对MBMS服务的通知和计数、用于MBMS服务的无线电承载的建立、配置、维持和释放、服务质量(QoS)管理功能、UE测量报告和报告的控制、从UE向NAS/从NAS向UE的NAS直接消息传递。

位于RRC层上方的非接入层面(NAS)层提供诸如会话管理的服务和功能。

在图2的前传网络的一些部署场景中，DU可沿着HST 14a所在的铁道部署。DU可被配置为向中央单元发送分组/从中央单元接收分组，中央单元可被配置为执行各种L2/L3分组处理任务，包括调度、路由等。各个基站的CU节点可向基站中在其控制下操作的多个DU提供控制平面功能和用户平面功能二者。

根据所考虑的场景，不同的逻辑实体(分布式单元、控制平面CU和用户平面CU)可按不同的方式物理地实现和部署。

图2上还示出所谓“交换机/关联矩阵”16，其表示前传网络的中央单元(CU)12a-12d和分布式单元(DU)13a-13g之间的连接的集合，其可通过分别与CU 12a-12d和DU 13a-13g之间的通信链路集合对应的逻辑前传连接集合的启用/停用来动态地配置。在下文中，交换机/关联矩阵可被无差别地称为“交换机矩阵”和“关联矩阵”。无线通信系统10还可包括配置用于控制交换机/关联矩阵16的配置的控制器17。在一个或更多个实施方式中，交换机/关联矩阵16可包括配置用于定义前传网络中从各个CU到各个DU的路径的路由矩阵单元。在一些实施方式中，各个路径可包括隧道，其由源CUi和目标DU j定义并且配置用于从源CU 12a、12c到目标DU 13c、13e路由移动终端MT 14的用户平面分组。在一些实施方式中，可通过使用用于CPRI信号的以太网打包的任何合适的隧穿协议从源CU 12a、12c到目标DU13c、13e(或从源DU到目标CU)隧穿数据分组为下行链路(或上行链路)方向实现交换机/关联矩阵16中的路径。在其它实施方式中，可通过源CU和目标DU(或源DU和目标CU)的地址信息，例如通过包括源层2地址和目标层2地址的地址信息(例如，包括源层2子层MAC(介质访问控制)地址和目标MAC地址的一对地址)为下行链路(或上行链路)方向定义交换机/关联矩阵16中的路径，该地址信息可在以太网分组中提供。在该后一种示例性情况下，交换机/关联矩阵16可包括使用源CU和目标DU的MAC地址(和/或源DU和目标CU的MAC地址)的路由矩阵。

相关领域的普通技术人员将理解，可代替图2上所示的仅作为示例给出的网络拓扑使用用于前传网络或回程网络的任何合适的网络拓扑(例如，环形拓扑或网状拓扑)。同样，可代替仅作为示例给出的系统10的架构使用任何合适的网络功能架构。此外，本文中针对下行链路方向(即，针对从前传网络到移动终端的数据通信)描述的任何实施方式可被转换为上行链路方向(即，从移动终端到前传网络的数据通信)，以使得交换机/关联矩阵16的任何路径可被配置用于下行链路方向、上行链路方向或者下行链路和上行链路方向二者。

图3示出根据一个或更多个实施方式的所提出的方法。

根据本主题公开，无线通信系统的前传网络可由无线通信系统的控制器通过动态配置/重新配置来管理。前传网络可包括多个分布式单元和一个或更多个中央单元，其中，多个分布式单元中的各个分布式单元可被配置为在一个或更多个中央单元中的中央单元的控制下在移动终端与前传网络之间提供数据无线通信。

可对前传网络执行前传网络动态配置，其可包括从移动终端接收21测量。在一些实施方式中，从移动终端接收的测量可包括与移动终端的位置有关的测量、与移动终端的速度有关的测量和/或与移动终端的移动方向有关的测量。

可通过不同的方法获得关于移动终端的地理位置的信息，其结果可单独或组合使用以增加其准确性。例如，移动终端可配备有地理位置传感器(例如，全球定位系统传感器、伽利略传感器等)，并且被配置为向无线通信系统发送指示其地理位置的信息。作为另一示例，无线通信系统可被配置为基于从移动终端接收的信息(例如，基于移动终端与其无线通信的前传网络的基站)来确定移动终端的位置，这些基站(例如，其分布式单元或远程无线电头端)的地理位置已知。

同样，可通过不同的方法获得关于移动终端的地理位置的信息，其结果可单独或组合使用以增加其准确性。例如，移动终端可配备有地理位置传感器(例如，全球定位系统传感器、伽利略传感器等)，并且被配置为向无线通信系统发送指示其速度的信息。作为另一示例，无线通信系统可被配置为基于从移动终端接收的信息(例如，基于在无线通信系统处获得的移动终端的地理位置)来确定移动终端的速度。

根据实施方式，移动终端的移动方向也可由移动终端确定并发送，或者由系统基于系统所获得的关于移动终端的信息(例如，地理位置信息)来确定。在一些实施方式中，移动终端的轨迹可预定义，并且例如作为分别与移动方向关联的地理位置的集合存储在无线通信系统的数据库中。例如对于系统可设置有数据库(其中与轨迹对应标识列车)的HST通信系统，或者例如对于机器(机器人)被配置为根据预定义的轨迹移动的IoT网络，通常可能是这种情况。

然后，可针对移动终端基于所接收的测量获得22多个分布式单元当中的一个或更多个活动分布式单元的集合。即，移动终端可使用一个或更多个活动分布式单元来与前传网络无线电通信。

在一些实施方式中，在设置或配置与一个或更多个CU的一个或更多个活动关联时，分布式单元可被认为是活动的，即，DU可被配置用于向前传网络中的这一个或更多个CU发送和/或从其接收数据分组。相反，测量DU可以是具有活动无线电但是不与前传网络的CU关联的DU。

在所接收的测量包括移动终端的位置和速度，并且移动终端的轨迹对系统已知的实施方式中，可确定移动终端在这种轨迹上的未来位置，并且可基于所确定的移动终端的未来位置来标识活动分布式单元。即，可在前传网络的分布式单元当中选择分布式单元以预期其在移动终端与前传网络之间的无线数据通信中的使用。

在一些实施方式中，随着移动终端沿其轨迹移动(例如，随着HST沿其轨道移动)，可重复地确定针对前传网络配置确定的活动分布式单元的集合。然后，可将所确定的活动分布式单元的集合与移动终端轨迹上的对应位置关联地存储在例如配置用于存储表示这种信息的数据的数据库中。

然后，根据实施方式，为了将存储在数据库中的集合与所确定的集合进行比较并且可能基于比较结果更新存储在数据库中的活动分布式单元数据的集合，活动分布式单元的集合可基于移动终端在其轨迹上的位置从数据库检索，基于移动终端在其轨迹上的位置确定，或者这二者。

一旦已根据其位置为移动终端标识了活动分布式单元的集合，然后可确定用于控制所标识的活动分布式单元的中央单元。否则，可确定23所获得的分布式单元的集合中的各个活动分布式单元与一个或更多个中央单元中的一个或更多个相应中央单元之间的关联。

根据实施方式，可指定分布式单元与中央单元之间的关联的特定规则，以使得可根据这些规则确定关联。例如，前传网络部署(由于网络尺寸设计、设备限制、网络拓扑等)可能不允许具有管理相同分布式单元的两个中央单元。

在一些实施方式中，前传网络拓扑可允许选择多个中央单元中的一个或多个来管理分布式单元，以使得可在可选择的一个或多个中央单元与所获得的移动终端的活动分布式单元的集合中的活动分布式单元之间确定一个或多个关联。还可在单个中央单元与多个活动分布式单元之间确定关联。

然后，可根据所确定的关联来配置24各个活动分布式单元与其相应一个或更多个中央单元之间的通信链路。在一些实施方式中，这可能需要根据所确定的关联来启用DU与CU之间的相应通信链路，以使得可根据所确定的关联重新配置前传网络。根据这种通信链路上使用的接口，启用DU与CU之间的通信链路可包括启用这些接口、建立连接、根据接口所使用的通信协议建立数据路径等。

在一些实施方式中，各个活动分布式单元与其相应一个或更多个中央单元之间的通信链路的配置还可能需要停用一些通信链路，作为重新配置前传网络的一部分。

在一个或更多个实施方式中，前传网络动态配置还可包括向移动终端发送前传网络配置信息，其包括指示一个或更多个活动分布式单元的集合的信息。

例如，随着移动终端沿其轨迹移动，系统可向它告知可用并且系统已选择用于其与前传网络的无线通信的活动分布式单元。

在其它实施方式中，动态前传网络配置或重新配置可对移动终端完全透明，移动终端可随其沿其轨迹移动以透明方式(即，与其针对任何前传网络的切换操作相比没有改变)在活动分布式单元之间执行切换。在这种实施方式中，前传网络的动态重新配置可包括基于移动终端的位置来确定或获得(例如，从存储相关数据的数据库)更新的活动DU集合、确定或获得(例如，从存储相关数据的数据库)控制活动DU的CU以及配置所选CU与活动DU之间的通信链路。

在一个或更多个实施方式中，前传网络动态配置还可包括基于指示移动终端的定位的信息、指示移动终端的速度的信息以及指示移动终端的移动方向的信息来获得多个分布式单元当中移动终端要用于移动终端与测量分布式单元之间的无线链路上的无线电测量的一个或更多个测量分布式单元的集合。

在一些实施方式中，移动终端可具有预定轨迹，以使得对于沿其轨迹的位置，与其移动方向有关的信息可能已知(例如，存储在存储其轨迹的数据库中)。在这种情况下，该系统可被配置为基于指示移动终端的定位的信息和指示移动终端的速度的信息来确定移动终端可能能够针对其执行测量的DU。

例如，如果移动终端在时间T1位于第一位置P1，则与其速度有关的信息可用于预测移动终端在时间T2的位置P2，其中T2>T1。

在一些实施方式中，移动终端可沿其轨迹具有预定路径，例如对于沿其相应铁轨具有预定路径的列车(特别是HST)就是这种情况。在这种情况下，与移动终端的速度有关的信息也可预定，并且与移动终端沿其轨迹的相应位置关联地存储在数据库中，并且可在需要确定测量DU集合时通过从数据库检索来获得。

在其它实施方式中，可从终端接收与移动终端的速度有关的信息。

如上面针对活动DU集合以及DU与CU之间的关联所描述的，通常在移动终端沿着相同的轨迹重复地行进的实施方式中，测量DU集合可预先确定，并且与移动终端的相应位置关联地存储在数据库中，该数据库被配置用于存储表示与移动终端的相应位置关联的测量DU集合的数据。在这些实施方式中，与移动终端的当前位置对应的测量DU集合可通过从数据库检索来获得。

在一些实施方式中，测量DU集合可预先确定，并且与移动终端的相应位置和移动终端的相应速度关联地存储在数据库中，该数据库被配置用于存储表示与移动终端的相应位置和移动终端的相应速度关联的测量DU集合的数据。在这些实施方式中，与移动终端的当前位置和移动终端的当前速度对应的测量DU集合可通过从数据库检索来获得。如上所述，终端的位置和速度可各自由终端测量并从其接收，或者由系统基于与终端的无线通信来确定。

在一个或更多个实施方式中，一旦确定了一个或更多个测量分布式单元的集合，该系统可被配置为向移动终端发送指示一个或更多个测量分布式单元的集合的信息(例如，包括在前传网络配置信息中)。除了接收指示一个或更多个测量分布式单元的集合的这种信息之外，移动终端可被配置为对从测量分布式单元接收的无线电信号执行测量。在一些实施方式中，移动终端还可被配置为向控制器发送源自利用测量分布式单元执行测量的测量数据。

测量分布式单元的集合可优选包括活动分布式单元的集合，因为移动终端也可被配置为对与活动分布式单元交换的无线电信号执行测量。

在一个或更多个实施方式中，可以增加移动终端与前传网络之间的数据通信吞吐量为目标确定关联。

另选地或另外地，可以增加用于移动终端与前传网络之间的数据通信的前传网络的弹性为目标确定关联。

现在将参照图2上所示的示例性系统描述本主题公开的各种实施方式。

在一些实施方式中，HST移动终端14可被配置为测量来自DU集合(即，大于活动DU集合18的测量集合19)的无线电信号。测量和附加网络信息(例如，列车的当前位置、当前速度和/或传播的无线电参数图)可由移动终端14发送到交换机控制器17，交换机控制器17可被配置为使用这种信息来配置CU/DU关联矩阵16。

根据实施方式，多个标准可用于前传的关联矩阵16的动态(重新)配置，如下：

在一些实施方式中，交换机/关联矩阵16可被动态地配置以根据移动终端14的移动性在CU与DU之间提供无缝连接。只要移动终端被关联到活动DU集合18，就可在活动DU集合18与特定CU集合之间启用关联，在移动终端远离活动DU集合18移动时停用该关联。在这些实施方式中，活动DU集合可被看作随着移动终端14沿其轨迹移动(随着列车14a沿其铁轨移动)，沿着为前传网络部署的DU集合滑动的DU的集合。

在一些实施方式中，可根据前传网络重新配置更新功能来配置/重新配置交换机/关联矩阵16，该功能基于包括移动终端14沿其轨迹的速度的重新配置参数来确定是否要执行重新配置。例如，在一些实施方式中，当HST的速度增加时，前传配置延迟可减小，和/或对于HST的低速，前传配置延迟可增加。在一些实施方式中，可基于预定配置延迟可分别与HST速度关联的查找表来确定前传配置延迟。

在一些实施方式中，交换机/关联矩阵16可被动态地配置以在CU与DU之间提供使提供给活动DU集合的总吞吐量最大化的连接。在一些实施方式中，该优化可考虑对不同前传关联的吞吐量限制，这可能发生在例如在前传中检测到拥塞时或者关联矩阵由不同的异构有线连接形成时。

在一些实施方式中，交换机/关联矩阵16可被动态地配置以增加和/或适应前传冗余，以便保护CU与DU之间的关联免受在移动终端14的移动性期间检测到或者可能发生的拥塞。

在一个或更多个实施方式中，交换机控制器17可被配置为设定活动DU的无线电参数以便将活动DU区域配置为单频网络(SFN)，以改进在移动终端14处从多个活动DU 13c、13e接收的数据的吞吐量。交换机控制器17还可被配置为还配置构成SFN区域的CU与DU之间的连接，并且在DU与移动终端14之间建立多点传输。在一个或更多个实施方式中，交换机控制器17可被配置为基于HST的测量来确定活动DU集合，并且修改活动DU集合的无线电参数以便建立单频网络配置。交换机控制器17可被配置为在CU与活动DU之间以及在CU之间建立关联，以便协调单频网络的CU与活动DU之间的传输。移动终端14可从网络接收信令数据，该信令数据包括关于从SFN网络的不同活动DU接收的数据分组的组合的信息，以便开始协调多点传输。协调多点传输允许移动终端从多个DU接收协调和无干扰传输，以便增加在高速列车处接收的吞吐量。

在一个或更多个实施方式中，交换机控制器17可被配置为基于所接收的移动终端14所执行的测量来确定活动DU集合18、测量DU集合19和CU集合。在一些实施方式中，测量DU集合19可用于选择将用于交换机/关联矩阵16的未来重新配置的DU。在一些实施方式中，可为CU之间的负载平衡有利地确定CU集合，例如作为包括可有助于未来前传重新配置的CU当中负载较少的CU的CU集合。

在一些实施方式中，可基于移动终端14的位置来确定活动DU集合18、测量DU集合19和/或CU集合。

在一些实施方式中，还可基于移动终端14的速度来确定活动DU集合18、测量DU集合19和/或CU集合。在实施方式中，如果移动终端14的速度高于预定阈值(例如，可为150km/h左右)，则测量DU 19的大小可增加以便预期动态前传配置。在一些实施方式中，活动DU集合18可被确定为包括沿着铁道侧移动终端14连接至的DU的DU集合。

在一些实施方式中，活动DU集合18、测量DU集合19和/或CU集合可基于铁道上的交通来确定。例如，如果存在分别与铁道中当前活动的N个列车对应的N个移动终端，则可针对N个不同的移动终端联合地确定活动DU集合18和测量DU集合19和/或CU集合。

在一些实施方式中，活动DU集合18、测量DU集合19和/或CU集合可基于所测量的铁道干扰分布(即，在移动终端处测量的干扰功率和/或与不同移动终端关联的活动DU之间的干扰)来确定。因此，活动DU可被确定为对部署的移动终端的干扰最大的DU。在HST的情况下，活动DU可以是场景中干扰大量HST的DU。

在一个或更多个实施方式中，交换机控制器17可被配置为基于移动终端14的位置来动态地配置/重新配置交换机/关联矩阵16，以便提供连接性并改进提供给活动DU的吞吐量。

在一些实施方式中，配置交换机/关联矩阵16可包括：在负载较小的CU与DU之间设定逻辑前传连接，DU从测量DU的集合(即，测量DU)的确定获得并且由移动终端14最佳接收(例如，由移动终端14以高于预定阈值的信噪(SNR)比接收，根据实施方式，其可动态地更新或固定)。这有利地允许通过准备CU与测量DU集合中的DU之间的连接来预期移动终端14的切换，从而改进交换机/关联矩阵16重新配置的切换延迟，并且优化提供给移动终端14的吞吐量。

在一些实施方式中，配置交换机/关联矩阵16可包括：在任何可用CU与测量DU集合中的DU之间设定逻辑前传连接，测量DU由移动终端14最佳接收(例如，由移动终端14以高于预定阈值的SNR接收，根据实施方式，其可动态地更新或固定)。这有利地允许通过准备CU与测量DU集合中的DU之间的连接来预期移动终端14的切换，从而改进交换机/关联矩阵16重新配置的切换延迟。

在一些实施方式中，配置交换机/关联矩阵16可包括：确定可用CU与测量DU集合中的DU之间的前传连接容量，测量DU由移动终端14最佳接收(例如，由移动终端14以高于预定阈值的SNR接收，根据实施方式，其可动态地更新或固定)。交换机控制器17可被配置为基于容量从测量集合确定CU与DU之间使提供给DU的吞吐量之和最大化的关联子集，即，求解CU/DU指派问题的关联子集，即，配置CU/DU关联，使得与移动终端的数据通信的前传网络吞吐量最大化的问题。所获得的关联子集可确定CU和活动DU二者。

在一个或更多个实施方式中，可配置/重新配置交换机/关联矩阵16冗余，以便保护前传网络免受CU、DU和/或CU与DU之间的通信链路故障影响。

在一些实施方式中，作为交换机/关联矩阵16中连接到CU的DU的数量，可基于为交换机/关联矩阵16的CU定义的CU度标准来更新交换机/关联矩阵16冗余。在这些实施方式中，配置交换机/关联矩阵16可包括：如果在交换机/关联矩阵16中预期/预料到连接到CU的DU的故障，则增加CU度。例如，在连接到CU的DU故障的情况下，旨在用于故障DU的CU的数据分组可以较低的延迟重发和/或广播到为移动终端14确定的活动DU。

在一些实施方式中，作为连接到DU的CU的数量，可基于为交换机/关联矩阵16的DU定义的DU度标准来更新交换机/关联矩阵16冗余。在这些实施方式中，配置交换机/关联矩阵16可包括：如果在交换机/关联矩阵16中预期/预料到连接到DU的CU的故障，则增加DU度。例如，在连接到多个DU的CU故障的情况下，DU的上行链路分组可被重发到DU的CU池中的另一CU，其中DU的CU池是DU连接到的CU的集合，以进一步重新配置交换机/关联矩阵16。

在一些实施方式中，可基于从所确定的CU集合中的任何CU到连接到CU集合中的CU的DU集合中的任何DU的延迟低于预定阈值的平均路径数量来更新交换机/关联矩阵16冗余。这些路径考虑了CU-DU关联以及CU集合中的不同CU之间的连接。在这些实施方式中，配置交换机/关联矩阵16可包括：如果在交换机/关联矩阵中检测到CU与DU之间以及CU之间的若干关联故障，则通过建立具有可控延迟的附加CU/DU关联和/或CU/CU连接来增加该平均路径数量。

图4是示出根据一个或更多个实施方式的配置交换机/关联矩阵的方法的流程图。图5示出根据一个或更多个实施方式的配置交换机/关联矩阵的方法。

参照图2和图5，列车14a所在的铁道的模型可包括K个部分{Portion_i}_i＝1,…,K，各个部分Portion_i包括沿着铁道部分部署的N个分布式单元{DU(i,j)}_j＝1,…,N。在一些实施方式中，可在前传网络动态配置循环的迭代执行前传网络动态配置，针对铁道模型的各个部分执行循环的迭代。交换机控制器17可被配置为在检测到列车14a进入第k部分Portion_k时，执行前传网络动态配置循环的第k迭代。循环的第k迭代可包括：确定30测量DU集合19；确定31活动DU集合18和部分Portion_k+1的CU；以及在一些实施方式中，可能基于控制器17从移动终端14接收的测量信息来确定将添加以便吸收前传重新配置的附加延迟的附加DU(图上未示出)。实际上，在一些实施方式中，移动终端可执行与其当前所在的部分(Portion_k)之后的部分(Portion_k+1)有关的测量，并且将从这些测量发送的测量信息发送到控制器17。控制器17可使用从移动终端14接收的测量信息来确定30测量DU集合19，确定31活动DU集合18和部分on_k+1的CU，活动DU集合18在一些实施方式中基于所确定的测量DU集合19来确定(例如，作为测量DU集合19的子集)，和/或依情况确定附加DU。然后，循环的第k迭代可潜在地包括更新32交换机/关联矩阵16中的CU与DU之间的关联，以便增加交换机/关联矩阵16在部分Portion_k中提供给DU的吞吐量，这可导致或者可不导致根据更新的关联重新配置前传网络。在一些实施方式中，还可执行关于是否部分Portion_k的冗余的确定34，并且可相应地重新配置前传网络。在依情况根据更新的关联配置35与部分Portion_k对应的前传网络时，循环的第k迭代完成，此后循环索引k增加36，以在根据铁道模型进入后续部分(Portion_k+1)时执行后续循环迭代。

在一个或更多个实施方式中，铁道可被建模为与整个铁道对应的单个部分。交换机控制器17可被配置为确定存在于铁道上的高速列车的活动和测量DU集合以及对应CU。然后，交换机控制器17还可被配置为更新CU与DU之间的关联和/或最终前传网络的冗余。

可考虑本文所公开的控制器功能的不同实施方式如下：图6示出根据一个或更多个实施方式的集中式交换机控制器特征。

在一个或更多个实施方式中，铁道可被拆分成多个区域，各个区域由区域控制器控制。图6示出铁道的一个区域40，其由区域控制器15控制。区域控制器15可包括LTE核心网络节点/服务器15a(例如，配置为移动性管理实体(MME)的节点和/或配置为服务网关(S-GW)的节点)，并且可被配置为设定列车14a在区域40中的速度分布，并且各个区域可包括K条轨道，其中各条轨道与对应交换机/关联矩阵16a、16b关联。配置用于控制区域中的交换机/关联矩阵16a-16b的交换机控制器可与区域控制器15共同定位，或者如图6所示，可在区域控制器15中实现交换机控制器特征17。实现交换机控制器特征17的区域控制器15可被配置为相对于根据本主题公开的交换机控制器特征17执行所提出的方法的实施方式。特别是，在一些实施方式中，实现交换机控制器特征17的区域控制器15可被配置为从列车14a接收测量(例如，与移动终端14的定位、列车14a的定位、移动终端14的速度、列车14a的速度等有关)，和/或从前传网络接收网络状态信息(例如，前传拥塞指示符)。实现交换机控制器特征17的区域控制器15还可被配置为使用所接收的测量和/或所接收的网络状态信息来配置与区域40关联的交换机/关联矩阵16a、16b中的一个或更多个。前传网络重新配置可包括确定交换机/关联矩阵16a、16b中的一个或更多个中的CU-DU关联，其改进了提供给分别与分布于铁道上的列车对应的活动DU集合的吞吐量。

如上所述，在一些实施方式中，还可执行前传网络重新配置以修改交换机/关联矩阵16a、16b中的CU-DU关联的冗余，以便保护它们免受CU、DU和/或关联故障影响。交换机控制器17可被配置为将各个活动DU集合配置到单频网络(SFN)区域中。在一些实施方式中，可由交换机控制器在SFN网络区域设置中配置活动DU，以使用协调多点传输将数据发送到HST。

使用集中式控制器的实施方式可有利地与LTE网络向后兼容：交换机控制器可确实位于LTE MME节点中并且CU/交换机控制器架构可基于3GPP技术规范TS36.413中指定的LTE S1应用协议(S1AP)。

由于交换机控制器从区域的交换机/关联矩阵的节点接收所有上述网络状态信息，而控制器可被配置为针对铁道的所有交换机配置/重新配置前传网络，使用集中式控制器的实施方式的另一优点是性能水平。

如图7所示，在一个或更多个实施方式中，交换机控制器特征17可在实现于区域控制器15中的部分与一个或更多个本地交换机控制器17b、17c之间拆分。交换机控制器17的区域控制器部分17a可被配置为更新区域40中的前传网络的冗余，而本地交换机控制器部分17b、17c可被配置为更新一个或更多个交换机/关联矩阵16a、16b中的CU-DU关联，使得前传网络与列车之间的通信链路的吞吐量改进。

与集中式交换机控制器实施方式相比，由于其增加的灵活性和降低的复杂度，可有利地使用半集中式交换机控制器实施方式。另外，半集中式交换机控制器实施方式对区域控制器节点中的故障的抵抗力增加。

如图8所示，在一个或更多个实施方式中，交换机控制器17可被拆分成多个本地交换机控制器17(z)，其被配置为更新交换机/关联矩阵的关联以改进与列车上的移动终端的数据通信的吞吐量和/或改进相应区域40中的前传网络的冗余。本地交换机控制器17(z)可不与区域控制器15共同定位或实现于区域控制器15中，并且可例如实现在区域的DU中或者实现在比区域控制器更靠近DU的本地网关(L-GW)旁边。

与其它实施方式相比，由于其增加的适应性和较低的复杂度，可有利地使用分布式交换机控制器实施方式。另外，相对于半集中式交换机控制器实施方式，分布式交换机控制器实施方式有利地涉及较少的信令开销，因为在多个分布式本地控制器与中央交换机控制器之间不需要协调，然而代价可能是本地交换机控制器间信令增加。

根据本主题公开的另一方面，还提出了一种被配置为在计算机网络中用作网络节点的设备，其包括处理器和在操作上联接到处理器的存储器，其中，处理器被配置用于执行上述管理前传网络的方法。

图9示出根据本主题公开的实施方式的被配置为实现交换机控制器功能的示例性网络节点101。

网络节点101包括控制引擎102、网络管理引擎103、数据通信引擎104和存储器105。

在图9上所示的架构中，网络管理引擎103、数据通信引擎104和存储器105全部通过控制引擎102在操作上彼此联接。

在一个实施方式中，网络管理引擎103被配置为执行所提出的网络管理方法的实施方式的各种方面。例如，如上所述，在CU被配置为基于要发送到一个或更多个DU的CPRI信号在下行链路中生成以太网分组，各个以太网分组包括CU的MAC地址和目的地DU的MAC地址的实施方式中，网络管理引擎103可被配置为确定要启用哪一DU，并且相应地控制所生成的以太网分组中的目的地MAC地址的更新。在其它实施方式中，网络管理引擎103可被配置为控制所生成的以太网分组中的源MAC地址的更新，以启用DU与更新的源MAC地址所对应的不同CU之间的数据通信链路或路径。

在一些实施方式中，网络管理引擎103可被配置为在操作上连接到数据库服务器(图上未示出)，根据实现方式，其可与网络管理节点(101)或其元件共同定位。数据库服务器可以是NoSQL数据库，其例如使用Cassandra No SQL数据库技术实现，并且可被配置为存储表示根据本主题公开的交换机/关联矩阵的数据。在一些实施方式中，数据库服务器可被配置为存储表示可能与时间信息和/或位置信息关联的前传配置的数据。例如，数据库服务器可被配置为存储前传配置集合，各个前传配置包括表示交换机/关联矩阵的数据，并且各个前传关联与时间信息和/或HST位置信息关联，以使得可基于HST在其铁轨上的位置和/或基于在其铁轨上行进的HST的定时信息来配置前传网络。在一些实施方式中，数据库服务器还可被配置为存储当前前传网络配置，其包括表示当前用于配置前传网络的交换机/关联矩阵的数据。

在一个实施方式中，数据通信引擎104被配置为从节点101通过数据通信引擎104在通信上连接至的交换机/关联矩阵接收信令数据以及向其发送信令数据。

在本主题公开的实施方式中，为了根据本主题公开的实施方式确定前传网络配置，数据通信引擎104和网络管理引擎103以协调方式操作。

控制引擎102包括一个或更多个计算机，各个计算机包括一个或更多个处理器，各个处理器可以是任何合适的微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理芯片和/或状态机或其组合。根据各种实施方式，一个或更多个计算机可被配置成具有多个处理器的多处理器计算机以用于提供并行计算。控制引擎102还可包括能够存储计算机程序指令或软件代码的计算机存储介质(例如但不限于存储器105)或者可与之通信，这些计算机程序指令或软件代码在由处理器执行时使得处理器执行本文所描述的元件。另外，存储器105可以是任何类型的数据存储计算机存储介质，其能够存储表示网络节点101所属的计算机网络的数据结构，联接到控制引擎102并且可与数据通信引擎104和网络管理引擎103一起操作以方便与之关联存储的数据的管理和处理。

将理解，仅作为示例提供了参照图9示出并描述的网络节点101。许多其它架构、操作环境和配置是可能的。节点的其它实施方式可包括数量更少或更多的组件，并且可包含关于图9所示的网络节点组件描述的一些或所有功能。因此，尽管控制引擎102、网络管理引擎103、数据通信引擎104和存储器105作为网络节点101的一部分示出，但是对组件102-105的位置和控制没有施加限制。具体地，在其它实施方式中，组件102-105可以是不同实体或计算系统的一部分，例如上面关于交换机控制器的实施方式(集中式、半分布式、分布式)所描述的。

根据本主题公开的实施方式的方法和设备提供以下优点，特别是对于传统列车通信系统：

给出本发明相对于列车通信系统中的现有技术的优点如下：

本主题公开提出了一种改进前传网络部署的灵活性的自适应架构。例如，通过在一些实施方式中使用可重新配置的交换机/关联矩阵和交换机控制器，单个部署能够应对各种业务强度。传统系统提出了基本上静态且不可重新配置的交换机。

本主题公开还提出了一种通过使前传网络配置和拓扑适应列车的位置和速度来改进提供给列车(特别是HST列车)上的移动终端的吞吐量的手段。在一些实施方式中，可通过在中央单元CU与铁道侧分布式单元之间选择使对活动DU进行的吞吐量之和最大化的关联来执行前传网络的适应。

在一些实施方式中，本主题公开还提出了通过基于铁道中的延伸条件和/或列车的速度和位置设定和更新前传网络的冗余来改进总体网络的弹性。

本主题公开还提出了通过在一些实施方式中从可用CU-DU关联选择最快关联并使用移动边缘计算来减小前传和前传重新配置的延迟的技术。更具体地，在一些实施方式中，交换机控制器可靠近交换机/关联矩阵设置以便增加所提出的方法的反应性。

本主题公开还可有利地实现节能，因为在一些实施方式中，提出了减少CU-DU关联中所涉及的中央单元(CU)的数量的技术，因此还节省了活动/测量DU的给定集合的计算能力。

尽管关于优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将容易理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种改变和/或修改。

尽管在特定优选实施方式的上下文中公开了本发明，但是应该理解，系统、装置和方法的特定优点、特征和方面可在各种其它实施方式中实现。另外，可以想到，本文中所描述的各个方面和特征可单独地实践，被组合在一起，或者彼此替代，并且可进行特征和方面的各种组合和子组合并且仍落在本发明的范围内。此外，上述系统和装置无需包括优选实施方式中描述的所有模块和功能。

本文中所描述的信息和信号可使用各种不同的技术中的任一种来表示。例如，数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其任何组合表示。

根据实施方式，本文所描述的任何方法的特定动作、事件或功能可按不同的顺序执行，可被添加、合并或全部省去(例如，方法的实践未必需要所有描述的动作或事件)。此外，在特定实施方式中，动作或事件可同时执行，而非依次执行。

Claims

1.一种在无线通信系统中管理前传网络的方法，所述前传网络包括多个分布式单元和一个或更多个中央单元，其中，所述多个分布式单元中的各个分布式单元被配置为在所述一个或更多个中央单元中的中央单元的控制下在移动终端与所述前传网络之间提供数据的无线通信，该方法包括以下步骤：对所述前传网络执行前传网络动态配置，该前传网络动态配置包括在所述无线通信系统的控制器处：

-从所述移动终端接收测量，所述测量与所述移动终端的位置和/或所述移动终端的速度和/或所述移动终端的移动方向有关；

-获得指示所述移动终端的定位的信息，其中，所述信息通过从所述移动终端接收的所述测量获得；

-基于接收的所述测量确定所述移动终端的未来位置；

-基于指示所述移动终端的定位的信息，获得所述多个分布式单元当中的一个或更多个活动分布式单元的集合，其中，所述移动终端能够使用所述一个或更多个活动分布式单元来与所述前传网络进行无线通信，其中，基于所确定的所述移动终端的所述未来位置，在所述多个分布式单元对所述一个或更多个活动分布式单元进行标识；

-确定各个所述活动分布式单元与所述一个或更多个中央单元中的相应的一个或更多个第一中央单元之间的第一关联；以及

-根据所确定的第一关联在各个所述活动分布式单元与其相应的一个或更多个第一中央单元之间配置通信链路。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，配置各个所述活动分布式单元与其相应的一个或更多个中央单元之间的连接的步骤包括以下步骤：启用和/或停用所述前传网络的所述多个分布式单元与一个或更多个中央单元之间的可用连接的矩阵中的连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定关联的步骤包括以下步骤：确定增加所述移动终端与所述前传网络之间的数据通信吞吐量的关联。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述前传网络动态配置还包括：配置所述活动分布式单元的无线电参数以将所述活动分布式单元配置为单频网络。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，确定关联的步骤包括以下步骤：确定增加和/或适应前传网络弹性的关联以便于所述移动终端与所述前传网络之间的数据通信。

6.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，在前传网络动态配置循环中迭代地执行所述前传网络动态配置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，周期性地执行所述前传网络动态配置循环的迭代。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述移动终端的轨迹被分成多个部分，并且其中，针对所述轨迹的各个部分执行所述前传网络动态配置循环的迭代。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，所述前传网络动态配置还包括：向所述移动终端发送前传网络配置信息，其中，该前传网络配置信息包括指示一个或更多个活动分布式单元的集合的信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述前传网络动态配置还包括：基于指示所述移动终端的定位的信息、指示所述移动终端的速度的信息以及指示所述移动终端的移动方向的信息，获得所述多个分布式单元当中的一个或更多个测量分布式单元的集合，所述移动终端使用该集合在所述移动终端与所述测量分布式单元之间的无线链路上进行无线电测量，其中，所述前传网络配置信息包括指示一个或更多个测量分布式单元的集合的信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述前传网络动态配置还包括：确定至少一个测量分布式单元与所述一个或更多个中央单元中的相应的一个或更多个第二中央单元之间的第二关联，并且根据所确定的第二关联在所述至少一个测量分布式单元中的每一个与其相应的一个或更多个第二中央单元之间配置通信链路。

12.一种设备，该设备包括处理器、在操作上联接到所述处理器的存储器以及在无线通信系统中进行通信的网络接口，其中，该设备被配置为执行根据权利要求1至11中的任一项所述的方法。

13.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1至11中的任一项所述的方法。