CN114301921B - 网络节点控制方法、装置、存储介质与电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种网络节点控制方法、装置、存储介质与电子设备，涉及通信技术领域，该网络节点控制方法包括：获取在当前时间段各光纤连接器与DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；根据第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；根据目标连接状态控制DU节点在下一时间段的迁移调度，并将目标RU激活节点进行激活。本公开通过对DU节点的自适应迁移调度以及RU节点激活状态的控制，可以解决通信数据量在时间和空间上分布的不均衡性，大幅提升网络通信资源的利用率。
Description
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉一种网络节点控制方法、网络节点控制装置、计算机可读存储介质与电子设备。
背景技术
对于密集城区，部署移动网络的初衷是提供普遍服务，目前为了满足密集城区的通信需求不得不设置大量的通信站点，由于密集城区的移动网话务量存在明显的潮汐效应以及不均衡性，所以部分通信节点的容量在大多数时间并没有得到充分利用。随着未来移动网业务需求的增加，这种流量潮汐以及不均衡性将会进一步加剧，如何提升通信资源的利用率，避免造成不必要的浪费，将成为无线通信的亟待解决的一个难点。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供了一种网络节点控制方法、网络节点控制装置、计算机可读存储介质与电子设备，进而至少在一定程度上解决通信资源无法充分利用的问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，提供一种网络节点控制方法，所述网络节点包括中央单元CU节点、分布式单元DU节点以及无线电单元RU节点，其中所述DU节点通过光纤连接器与所述CU节点建立连接，所述方法包括：获取在当前时间段各光纤连接器与所述DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；根据所述第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；根据所述目标连接状态控制所述DU节点在下一时间段的迁移调度，并将所述目标RU激活节点进行激活。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点，包括：将所述第一连接状态进行状态转移，得到下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的候选连接状态；根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点；根据所述候选连接状态以及所述候选RU激活节点，确定所述目标连接状态以及所述目标RU激活节点。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点，包括：根据各RU节点在下一时间段的激活概率，从各RU节点所组成的RU分组中确定候选激活RU分组；将所述候选激活RU分组中所包含的RU节点作为所述候选RU激活节点。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述候选连接状态以及所述候选RU激活节点，确定所述目标连接状态以及所述目标RU激活节点，包括：根据所述候选RU激活节点以及各候选RU激活节点之间的可连接无线链路，构建第一无向图；根据所述候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图；将所述候选无向图与预存储无向图进行对比分析，确定所述目标连接状态以及所述目标RU激活节点。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图，包括：根据所述候选连接状态，确定在下一时间段连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与所述候选RU激活节点之间的候选链路；将连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与所述候选RU激活节点之间的候选链路，添加至所述第一无向图中，得到候选无向图。
在本公开的一种示例性实施例中，所述将所述候选无向图与预存储无向图进行对比分析，确定所述目标连接状态以及所述目标RU激活节点，所述方法还包括：根据所述候选无向图，确定所述候选RU激活节点与DU节点之间进行通信的前传路径，并确定所述前传路径的通信时延；当所述前传路径的通信时延小于预设时延时，将所述候选无向图与所述预存储无向图进行对比分析，以确定所述目标连接状态以及所述目标RU激活节点。
在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：当所述候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于所述预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且所述候选无向图所对应的所述第一连接状态和所述候选连接状态之间的汉明距离小于所述预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，将所预先存储的预存储无向图替换为所述候选无向图，并更新所述预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量以及所述预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离。
根据本公开的第二方面，提供一种网络节点控制装置，所述网络节点包括中央单元CU节点、分布式单元DU节点以及无线电单元RU节点，其中所述DU节点通过光纤连接器与所述CU节点建立连接，所述装置包括：当前状态获取模块，用于获取在当前时间段各光纤连接器与所述DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；下一状态确定模块，用于根据所述第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；节点控制模块，用于根据所述目标连接状态控制所述DU节点在下一时间段的迁移调度，并将所述目标RU激活节点进行激活。
根据本公开的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述网络节点控制方法。
根据本公开的第四方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述网络节点控制方法。
本公开的技术方案具有以下有益效果：
上述网络节点控制过程中，获取在当前时间段各光纤连接器与DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；根据第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；根据目标连接状态控制DU节点在下一时间段的迁移调度，并将目标RU激活节点进行激活。该过程通过对DU节点的自适应迁移调度以及RU节点激活状态的控制，进行网络重构，以适应通信需求的变化。一方面，通过网络重构解决了通信数据量在时间和空间上分布的不均衡性，能够有效确保通信数据的转发效率。另一方面，通过网络重构大幅提升了网络通信资源的利用率，以避免造成不必要的资源浪费。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施方式，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本示例性实施方式中一种基于C-RAN的网络架构图；
图2示出本示例性实施方式中一种基于C-RAN的网络节点部署的实例图；
图3示出本示例性实施方式中一种网络节点控制方法的流程图；
图4示出本示例性实施方式中一种确定目标连接状态以及待RU激活节点的流程图；
图5示出本示例性实施方式中一种通过对比分析确定目标连接状态以及目标RU激活节点的流程图；
图6A至6C示出本示例性实施方式中一种市中心城市街区模型中RU节点和光纤连接器的分布实例图；
图7示出本示例性实施方式中一种基于C-RAN网络架构的自适应网络节点控制的流程图；
图8示出本示例性实施方式中一种网络节点控制装置的结构框图；
图9示出本示例性实施方式中一种用于实现网络节点控制方法的电子设备。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
相关技术中，虽然提出了通过无人机构建可移动网络，将通信功能安装在无人机上，实现网络重构，但是需要人为去控制无人机所部署的位置，需要消耗较大的人力成本，缺乏一种自适应构建移动网络的具体实施方式。
鉴于上述一个或多个问题，本公开的示例性实施方式提供一种网络节点控制方法，可适用于密集城区的网络部署场景，使得移动通信数据可以通过一个跟随需求运动的移动基站和由光纤网络组成的光反射回程进行转发。移动的基站随着需求的移动而移动，从而根据需求分布灵活地重构移动网络。
需要说明的是，该网络节点控制方法可基于C-RAN(Cloud-Radio AccessNetwork，基于云计算的无线接入网构架)来实现。C-RAN是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。如图1所示的基于C-RAN的网络架构，可将一个移动基站分为三个部分：CU(Centralized Unit，中央单元)节点110、DU(Distributed Unit，分布式单元)节点120、RU(Radio Unit，无线电单元)节点130，其中CU节点和DU节点之间的连接可称为中传链路，DU节点和RU节点之间的连接可称为前传链路。需要说明的是，中传链路需要具备高带宽，以满足高数据速率需求。前传链路的DU节点和RU节点之间的距离有限，具有严格的时延要求。
基于C-RAN的网络节点部署可如图2所示，CU节点可安装于中央办公室，以提供RLC(Radio Link Control，无线链路层控制协议)和PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议)功能。DU节点的功能是在移动机器上实现的，如无人机、机器人和车辆，可通过光中传链路与CU节点建立通信，该光中传链路的拓扑结构可以是点对点或PON(Passive Optical Network，无源光网络)网络，当一个DU连接到光中途，它将与相邻的RU节点建立无线前传链路，其中可以通过采用无线中继，以降低前传光纤网络的成本。结点可提供光纤连接器，以供DU接入光纤网络连接到CU节点。RU节点配备了所需的最低功能，即天线元件和模数转换器，可被密集部署在城市地区的交通信号和电线杆等结构上，密集部署的多个RU节点构成了超高密度分布式天线系统，能够根据移动通信数据量激活/关闭RU节点。当RU节点被激活时，该RU节点处于激活状态；当RU节点被关闭时，RU处于睡眠状态。
本公开的示例性实施方式提供一种网络节点控制方法，网络节点包括中央单元CU节点、分布式单元DU节点以及无线电单元RU节点，其中DU节点通过光纤连接器与CU节点建立连接，如图3所示，具体可包括以下步骤S310至步骤S330：
步骤S310，获取在当前时间段各光纤连接器与DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；
步骤S320，根据第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；
步骤S330，根据目标连接状态控制各DU节点在下一时间段的迁移调度，并将目标RU激活节点进行激活。
上述过程中，通过对DU节点的自适应迁移调度以及RU节点激活状态的控制，进行网络重构，以适应通信需求的变化。一方面，通过网络重构解决了通信数据量在时间和空间上分布的不均衡性，能够有效确保通信数据的转发效率。另一方面，通过网络重构大幅提升了网络通信资源的利用率，以避免造成不必要的资源浪费。
下面分别对图3中的每个步骤进行具体说明。
步骤S310，获取在当前时间段各光纤连接器与DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率。
当光纤连接器与DU节点之间进行连接时，表明DU节点连接到光中途，DU节点可以与相邻的RU节点建立无线前传链路。这里的第一连接状态指的是在当前时间段光纤连接器与DU节点之间的连接状态。例如，可用X(t)＝{x1t,x2t,…,xjt,…}表示在t时间段各光纤连接器与DU节点的连接状态，其中xjt可表示在t时间段第j个光纤连接器与DU节点的连接状态，可以用二进制变量进行表示，xjt＝1可表示已连接状态，xjt＝0可表示未连接状态。RU节点的激活概率指的是在RU节点在相应时间段处于激活状态的概率，各RU节点在各时间段的激活概率，可通过统计通信需求分布预先进行确定。
步骤S320，根据第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点。
目标连接状态指的是在下一时间段各光纤连接器与DU节点之间的连接状态。例如，可用X(t+1)＝{x1t+1,x2t+1,…,xjt+1,…}表示在t+1时间段各光纤连接器与DU节点的连接状态，其中xjt+1可表示在t+1时间段第j个光纤连接器与DU节点的连接状态。目标RU激活节点指的是在下一时间段需要处于激活状态的RU节点。
确定在下一时间段分别各光纤连接器与DU节点之间的目标连接状态的过程可以为各光纤连接器与DU节点之间连接状态的状态转换过程。根据DU节点与光纤连接器之间的连接状态可以确定DU节点的部署情况，以便根据DU节点部署控制DU节点进行相应的迁移调度。可选的，可通过MCMC(Markov Chain Monte Carlo，马尔可夫链蒙特卡罗)算法来确定，即将第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率作为输入数据，采用MCMC法，计算各DU节点在下一时间段分别与各光纤连接器的目标连接状态，从而实现DU节点的重定位。
在一种可选的实施方式中，上述步骤S320中，根据第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点，可通过如图4所示的步骤来实现，具体包括以下步骤S410至步骤S430：
步骤S410，将第一连接状态进行状态转移，得到下一时间段各光纤连接器与DU节点的候选连接状态；
步骤S420，根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点；
步骤S430，根据候选连接状态以及候选RU激活节点，确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
具体的，在步骤S410中，将第一连接状态进行状态转移，得到各DU节点在下一时间段分别与各光纤连接器的候选连接状态。
候选连接状态指的是第一连接状态经过随机状态转移后的连接状态。这里第一连接状态与候选连接状态之间的状态转移概率可以是平均分配的，即可将X(t)经过随机状态转移生成Xh(t+1)，其中X(t)表示第一连接状态，Xh(t+1)为第一连接状态经过状态转移后的候选连接状态。
具体的，在步骤S420中，根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点。
候选RU激活节点指的是在下一时间段可能处于激活状态的RU节点，为一种候选方式。此外，在确定候选RU激活节点时，为了避免激活状态RU分布的偏差，可以使得相邻的若干个RU节点同时处于激活状态或睡眠状态。
在一种可选的实施方式中，上述根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点，还可以通过以下方式来实现：根据各RU节点在下一时间段的激活概率，从各RU节点所组成的RU分组中确定候选激活RU分组；将候选激活RU分组中所包含的RU节点作为候选RU激活节点。
上述过程对RU节点进行了分组，这里可以根据RU节点所在位置区域进行分组，将处于同一区域范围内的若干个RU节点分为一组，也可以根据RU是否连接同一个DU节点将RU节点进行分组，将连接相同DU节点的若干个RU节点分为一组。通过将RU节点进行分组，以RU分组为单位实现多个RU节点的同时激活或关闭，以避免激活状态RU分布的偏差。
具体的，在步骤S430中，根据候选连接状态以及候选RU激活节点，确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
在一种可选的实施方式中，如图5所示，上述根据候选连接状态以及候选RU激活节点，确定目标连接状态以及目标RU激活节点，具体可以包括以下步骤S510至步骤S530：
步骤S510，根据候选RU激活节点以及各候选RU激活节点之间的可连接无线链路，构建第一无向图；
步骤S520，根据候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图；
步骤S530，将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
第一无向图指的是包含候选RU激活节点的关系图，可用图Gt+1来表示，其中 是候选RU激活节点所构成的节点集合，εt+1是候选RU激活节点之间可连接无线链路所构成的集合。候选无向图指的是包含候选RU激活节点以及连接于DU节点的光纤连接器的关系图。预存储无向图可以是预先所存储的包含RU激活节点以及连接于DU节点的光纤连接器的最优关系图。需要说明的是，可以根据通信需求为不同时间段设置不同的预存储无向图，这里可根据当前时间段所对应的下一时间段确定具体所采用的预存储无向图。
图5所示的步骤中，通过将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，得到更加符合通信需求的目标连接状态以及目标RU激活节点，有利于DU节点的迁移部署优化以及RU激活节点的优化。
在一种可选的实施方式中，上述步骤S520中根据候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图，包括：根据候选连接状态，确定在下一时间段连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路；将连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路，添加至第一无向图中，得到候选无向图。
候选无向图可用图G′t+1来表示，其中 表示在下一时间段连接于DU节点的光纤连接器集合，/>指的是连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路所构成的集合。当光纤连接器与DU节点之间处于连线状态时，光纤连接器处于被激活状态，此时光纤连接器与RU节点之间的候选链路也会被激活。
图6A显示了一种市中心城市街区模型中RU节点和光纤连接器的分布实例图，这种情况的图形表示如图6B和6C所示。如图6B所示，当光纤连接器未被激活时，即与DU节点之间无法进行连接时，相应的候选链路还没有被激活，实线边表示可连接无线链路，实线边所连接的实体之间可进行通信，虚线边表示虚拟候选链路，虚线边所连接的实体之间此时还无法进行通信。如图6C所示，当光纤连接器作为图6A中的一个顶点被激活时，即与DU节点之间处于连接状态时，相应的候选链路被激活，连接于光纤连接器的DU节点可与相应的RU之间进行无线通信，实线边所连接的实体之间可进行通信。
光纤连接器的设置有利于DU节点的灵活部署。通过确定连接于DU节点的光纤连接器来构建候选无向图，便于后续评估重构网络的通信数据的转发路径性能，以确保前传路径的转发时延能够满足需求。
在一种可选的实施方式中，上述步骤S530中将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，确定目标连接状态以及目标RU激活节点，可通过以下方式来实现：根据候选无向图，确定候选RU激活节点与DU节点之间进行通信的前传路径，并确定前传路径的通信时延；当前传路径的通信时延小于预设时延时，将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，以确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
在根据候选无向图确定候选RU激活节点与DU节点之间进行通信的前传路径时，可以采用迪杰斯特拉算法对候选无向图进行路径分析，从而得到候选RU激活节点与DU节点进行通信的前传路径。
前传路径的通信时延指的是RU节点与DU节点之间进行通信所需的时间，可以包括：转发处理时延、传播时延以及传输等待时延。
需要说明的是，RU节点在与DU节点进行通信时，中途可经过多个中继RU节点进行数据转发。例如：第f条前传路径的通信时延可表示为其中，/>为转发路径第n个RU的处理时延，该延时取决于RU处理速度；/>是第l条链路的传播时延，由第l条链路的物理距离决定；/>表示第l条链路的排队时延，表示在该处RU的传输等待时间，需要说明的是这里的链路指的是两个相邻实体之间所构成的通信链路。为满足前传的时延要求，可使得df≤τ，其中τ为预设时延。
同一个DU节点可能处理来自不同的RU节点的通信数据，形成聚合流，聚合流的数量和无线传输的带宽大小在一定程度上可能会影响前传路径的通信时延。由于在C-RAN网络架构中对前传路径有严格的时延要求，例如100μs，上述过程中以满足预设时延为前提进行网络重构，能够确保后续重构网络的前传路径时延能够满足时延需求，保证数据传输的时效性。
在一种可选的实施方式中，上述步骤S530中将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，确定目标连接状态以及目标RU激活节点，还可以通过以下方式来实现：将候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量与预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量进行比较，以及将候选无向图所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离与预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离进行比较；根据比较结果，确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
候选无向图所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离可例如上述X(t)与Xh)t+1)之间的汉明距离。上述过程通过综合考虑连接于光纤连接器的DU节点数量以及第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离，进一步确定目标连接状态以及目标RU激活节点，以便减轻后续对DU节点进行迁移调度的控制压力，能够进一步优化网络重构的成本开销。
在一种可选的实施方式中，上述根据所述比较结果，确定所述目标连接状态以及所述目标RU激活节点，包括：当候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且候选无向图所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离小于预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，将候选连接状态作为目标连接状态，将候选RU激活节点作为目标RU激活节点。
例如，当NDU≤Nbest以及H≤Hbest时，将Xh(t+1)作为目标连接状态X(t+1)，将作为目标RU激活节点/>其中，Nbest为预存储无向图Gbest所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，Hbest为预存储无向图Gbest所对应的连接状态之间的汉明距离，Nbest和Hbest在客观上定义了预存储无向图Gbest。NDU为候选无向图G′t+1所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，H为候选无向图G′t+1所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离。
需要说明的是，当候选无向图不满足上述对比条件时，可将该候选无向图所对应的候选连接状态以及候选RU激活节点进行丢弃，确定新的候选连接状态以及新的候选RU节点，或者直接将预存储无向图所对应的RU激活节点作为目标RU激活节点，将预存储无向图所对应的连接状态作为目标连接状态。
上述过程中，通过设置判别对比条件，使得可以获取到优于预存储无向图所对应的连接状态以及预存储无向图所对应的RU激活节点，从而优化重构网络，减轻网络控制成本，以尽可能减少网络资源的消耗，并提升网络节点的利用率。
在一种可选的实施方式中，当候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且候选无向图所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离小于预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，还可以将所预先存储的预存储无向图替换为该候选无向图，并更新预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量以及预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离。
上述过程中，在候选无向图满足判别对比条件时，将候选无向图G′t+1赋值给预存储无向图Gbest，将NDU赋值给Nbest，将H赋值给Hbest，实现预存储无向图的动态优化，在不断降低重构网络成本的同时，还能够不断增强重构网络的动态自适应性。
步骤S330，根据目标连接状态控制各DU节点在下一时间段的迁移调度，并将待RU激活节点进行激活。
该步骤可由安装在远程计算机上的控制器进行相应的控制操作。RU节点的激活状态是根据流量需求的时空分布在激活和睡眠之间切换的，当RU节点被激活后，该RU节点将处于激活状态；当RU节点未被激活时，该RU节点处于睡眠状态，这样可以节省不必要的耗能，提高能源效率。该步骤通过对DU节点和RU节点的控制，以实现移动网络的重构。
本公开提供一种基于C-RAN网络架构的自适应网络节点控制的具体实施方式，如图7所示，可包括以下步骤S701至步骤S711：
步骤S701，获取在当前时间段各光纤连接器与DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；
步骤S702，根据各RU节点在下一时间段的激活概率，从各RU节点所组成的RU分组中确定候选激活RU分组；
步骤S703，将候选激活RU分组中所包含的RU节点作为上述候选RU激活节点；
步骤S704，根据候选RU激活节点以及各候选RU激活节点之间的可连接无线链路，构建第一无向图；
步骤S705，将第一连接状态进行状态转移，得到在下一时间段各光纤连接器与DU节点的候选连接状态；
步骤S706，根据候选连接状态，确定在下一时间段连接于DU节点的光纤连接器，以及各连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路；
步骤S707，将连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路，添加至第一无向图中，得到候选无向图；
步骤S708，根据候选无向图，确定候选RU激活节点与DU节点之间进行通信的前传路径，并确定前传路径的通信时延；
步骤S709，当前传路径的通信时延小于预设时延时，将候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量与预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量进行比较，以及将候选无向图所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离与预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离进行比较；
步骤S710，当候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且候选无向图所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离小于预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，将所预先存储的预存储无向图替换为该候选无向图，并更新预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量以及预存储无向图所对应连接状态之间的汉明距离，将该候选连接状态作为目标连接状态，将该候选RU激活节点作为目标RU激活节点；
步骤S711，根据目标连接状态控制各DU节点在下一时间段的迁移调度，并将目标RU激活节点进行激活。
此外，还可以通过重复上述确定候选连接状态的步骤，确定出多个不同的候选连接状态，通过重复上述确定候选RU激活节点的步骤，确定出不同组合的候选RU激活节点，以便基于多个不同的候选连接状态以及不同组合的候选RU激活节点对预存储无向图重复进行对比和更新操作，最终得到优化后的目标连接状态以及目标RU激活节点，进而实现DU节点的重定位。
在一种可选示例中，DU节点的重定位实现算法，以根据通信需求分布灵活优化网络节点的激活状态以及网络节点所处的位置，具体算法可如下所示：
该DU节点的重定位实现算法以X(t)和Pt+1为输入数据，和X(t+1)为输出，以确定目标激活节点以及目标连接状态。其中，所输入的X(t)可表示在t时间段各光纤连接器与DU节点之间的第一连接状态，Pt+1可表示在t+1时间段RU节点的激活概率；所输出的X(t+1)可表示在t+1时间段各光纤连接器与DU节点之间的目标连接状态，/>可表示在t+1时间段的目标RU激活节点。首先，将Pt+1输入GetRandomRuStates()算法生成候选RU激活节点的组合/>将/>和εt+1输入GenerateGraph()算法生成第一无向图Gt+1，其中εt+1为候选RU激活节点之间可连接无线链路所构成的集合。接着将X(t)输入GetRandomTransition()算法生成候选连接状态Xh(t+1)，将/>输入GenerateGraph()算法候选无向图G′t+1，其中/>为在t+1时间段连接于DU节点的光纤连接器集合，/>为t+1时间段连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路所构成的集合。接着，通过CalulateDelay()算法计算前传路径的通信时延df，其中f∈F，F表示候选无向图G′t+1所对应的前传路径集合，f表示集合F中的每条前传路径，当每条前传路径都满足df≤τ时，将候选无向图G′t+1与预存储无向图Gbest进行比较，若NDU≤Nbest以及H≤Hbest，将候选无向图G′t+1进行存储，替换掉原Gbest，并更新原Nbest以及原Hbest，其中，NDU表示候选无向图G′t+1所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，满足NDU＝∑jxjt+1，这里xjt+1为在t+1时间段第j个光纤连接器与DU节点的连接状态，Nbest表示预存储无向图Gbest所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，H表示候选无向图G′t+1所对应的第一连接状态和候选连接状态之间的汉明距离，Hbest表示预存储无向图Gbest所对应的连接状态之间的汉明距离。上述过程在不同的Xh(t+1)下重复M2次，在不同的/>下重复M1次，基于RestoreFrom()算法从最终所存储的G′t+1中计算目标RU激活节点/>和目标连接状态X(t+1)，组成最优解，其中M1和M2可以为预先所设置的迭代次数。
本公开的示例性实施方式还提供一种应用于网络节点控制装置，如图8所示，该网络节点控制装置800可以包括：
当前状态获取模块810，用于获取在当前时间段各光纤连接器与DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；
下一状态确定模块820，用于根据第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率确定在下一时间段各光纤连接器与DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；
节点控制模块830，用于根据目标连接状态控制DU节点在下一时间段的迁移调度，并将目标RU激活节点进行激活。
在一种可选的实施方式中，下一状态确定模块820，可以包括：候选连接状态确定模块，用于将第一连接状态进行状态转移，得到下一时间段各光纤连接器与DU节点的候选连接状态；候选RU确定模块，用于根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点；目标状态确定模块，根据候选连接状态以及候选RU激活节点，确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
在一种可选的实施方式中，候选RU确定模块，可以被配置为：根据各RU节点在下一时间段的激活概率，从各RU节点所组成的RU分组中确定候选激活RU分组；将候选激活RU分组中所包含的RU节点作为候选RU激活节点。
在一种可选的实施方式中，目标状态确定模块，可以包括：第一无向图构建模块，用于根据候选RU激活节点以及各候选RU激活节点之间的可连接无线链路，构建第一无向图；候选无向图获取模块，用于根据候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图；对比分析模块，将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
在一种可选的实施方式中，候选无向图获取模块，可以被配置为：根据候选连接状态，确定在下一时间段连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路；将连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与候选RU激活节点之间的候选链路，添加至第一无向图中，得到候选无向图。
在一种可选的实施方式中，对比分析模块，可以被配置为：根据候选无向图，确定候选RU激活节点与DU节点之间进行通信的前传路径，并确定前传路径的通信时延；当前传路径的通信时延小于预设时延时，将候选无向图与预存储无向图进行对比分析，以确定目标连接状态以及目标RU激活节点。
在一种可选的实施方式中，网络节点控制装置800，还包括：预存储无向图更新模块，用于当候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且候选无向图所对应的第一连接状态和目标连接状态之间的汉明距离小于预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，将所预先存储的预存储无向图替换为候选无向图，并更新预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量以及预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离。
上述网络节点控制装置800中各部分的具体细节在方法部分实施方式中已经详细说明，未披露的细节内容可以参见方法部分的实施方式内容，因而不再赘述。
本公开的示例性实施方式还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述网络节点控制方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在电子设备上运行时，程序代码用于使电子设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。该程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本公开的示例性实施方式还提供了一种能够实现上述网络节点控制方法的电子设备。下面参照图9来描述根据本公开的这种示例性实施方式的电子设备900。图9显示的电子设备900仅仅是一个示例，不应对本公开实施方式的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，电子设备900可以以通用计算设备的形式表现。电子设备900的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元910、至少一个存储单元920、连接不同系统组件(包括存储单元920和处理单元910)的总线930和显示单元940。
存储单元920存储有程序代码，程序代码可以被处理单元910执行，使得处理单元910执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元910可以执行图3至图5、图7中任意一个或多个方法步骤。
存储单元920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)921和/或高速缓存存储单元922，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)923。
存储单元920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块925的程序/实用工具924，这样的程序模块925包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备900也可以与一个或多个外部设备1000(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备900交互的设备通信，和/或与使得该电子设备900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口950进行。并且，电子设备900还可以通过网络适配器960与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器960通过总线930与电子设备900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开示例性实施方式的方法。
此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施方式的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的示例性实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施方式。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种网络节点控制方法，其特征在于，所述网络节点包括中央单元CU节点、分布式单元DU节点以及无线电单元RU节点，其中所述DU节点通过光纤连接器与所述CU节点建立连接，所述方法包括：
获取在当前时间段各光纤连接器与所述DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；
根据所述第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；
根据所述目标连接状态控制所述DU节点在下一时间段的迁移调度，并将所述目标RU激活节点进行激活；
其中，所述根据所述第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点，包括：
将所述第一连接状态进行状态转移，得到下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的候选连接状态；
根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点；
根据所述候选RU激活节点以及各候选RU激活节点之间的可连接无线链路，构建第一无向图；
根据所述候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图；
将所述候选无向图与预存储无向图进行对比分析，当所述候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于所述预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且所述候选无向图所对应的所述第一连接状态和所述候选连接状态之间的汉明距离小于所述预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，将所预先存储的预存储无向图替换为所述候选无向图，并更新所述预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量以及所述预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离，将所述候选连接状态作为目标连接状态，将所述候选RU激活节点作为目标RU激活节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点，包括：
根据各RU节点在下一时间段的激活概率，从各RU节点所组成的RU分组中确定候选激活RU分组；
将所述候选激活RU分组中所包含的RU节点作为所述候选RU激活节点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图，包括：
根据所述候选连接状态，确定在下一时间段连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与所述候选RU激活节点之间的候选链路；
将连接于DU节点的光纤连接器，以及连接于DU节点的光纤连接器与所述候选RU激活节点之间的候选链路，添加至所述第一无向图中，得到候选无向图。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述候选无向图，确定所述候选RU激活节点与DU节点之间进行通信的前传路径，并确定所述前传路径的通信时延；
当所述前传路径的通信时延小于预设时延时，将所述候选无向图与所述预存储无向图进行对比分析。
5.一种网络节点控制装置，其特征在于，所述网络节点包括中央单元CU节点、分布式单元DU节点以及无线电单元RU节点，其中所述DU节点通过光纤连接器与所述CU节点建立连接，所述装置包括：
当前状态获取模块，用于获取在当前时间段各光纤连接器与所述DU节点的第一连接状态，以及各RU节点在下一时间段的激活概率；
下一状态确定模块，用于根据所述第一连接状态以及各RU节点在下一时间段的激活概率，确定在下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的目标连接状态以及下一时间段的目标RU激活节点；
节点控制模块，用于根据所述目标连接状态控制所述DU节点在下一时间段的迁移调度，并将所述目标RU激活节点进行激活；
其中，所述下一状态确定模块，被配置为：
将所述第一连接状态进行状态转移，得到下一时间段各光纤连接器与所述DU节点的候选连接状态；
根据各RU节点在下一时间段的激活概率，确定下一时间段的候选RU激活节点；
根据所述候选RU激活节点以及各候选RU激活节点之间的可连接无线链路，构建第一无向图；
根据所述候选连接状态，更新第一无向图，得到候选无向图；
将所述候选无向图与预存储无向图进行对比分析，当所述候选无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量小于所述预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量，且所述候选无向图所对应的所述第一连接状态和所述候选连接状态之间的汉明距离小于所述预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离时，将所预先存储的预存储无向图替换为所述候选无向图，并更新所述预存储无向图所对应的连接于光纤连接器的DU节点数量以及所述预存储无向图所对应的连接状态之间的汉明距离，将所述候选连接状态作为目标连接状态，将所述候选RU激活节点作为目标RU激活节点。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述的方法。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至4任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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