无线电接入网中的分布式负载均衡的装置、网络及方法制造方法及图纸

实施方式涉及用于处理去往或来自至少一个第一远程射频头(204)的基带信号的基带处理装置(200)，所述至少一个远程射频头(204)服务于蜂窝通信系统的无线电小区，所述基带处理装置(200)包括：接口(208)，将作为网络(300)的第一节点(200‑1)的所述基带处理装置(200)连接至作为网络(300)的第二节点(200‑2)的另一基带处理装置；多个专用用户数据处理器(210；410；420)，其中每个专用用户数据处理器可操作以处理与所述无线电小区相关联的第一用户的用户特定数据，对所述第一用户的所述用户特定数据的处理导致所述第一节点(200‑1)的处理负载；以及负载均衡器(212)，可操作以经由所述接口(208)与所述第二节点(200‑2)的负载均衡器交换负载信息并且响应于所交换的负载信息在所述第一节点(200‑1)的所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)之间分布处理任务和/或在所述第一节点(200‑1)的所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)与所述第二节点(200‑2)之间分布处理任务，以便在所述网络(300)的不同节点之间分布处理负载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电接入网中的分布式负载均衡的装置、网络及方法
本专利技术的实施方式一般涉及无线通信，更具体地涉及无线电接入网中的基带资源的分布式负载均衡。
技术介绍
对移动服务的更高数据速率的需求正在稳步增长。与此同时，现代移动通信系统例如第三代(3G)系统和第四代(4G)系统提供实现更高频谱效率且允许更高数据速率和小区容量的增强技术。随着对具有增加差异的高速服务的需求比对小区容量的需求增长得更快，促使运营商在它们的网络中增加小区数目，即基站的密度增大。基站收发机是移动通信系统或网络的总功耗的主要贡献者，于是也是运营商所面对的运营支出(OPEX)的主要贡献者。一个功率节省策略是从基站收发机移走处理能力并且移向针对若干基站收发机提供处理能力的中央处理单元。基站收发机的处理设备消耗基站收发机的总功率的大部分，尽管基站收发机的处理能力仅在高负载条件下被完全采用，其中高负载条件不会永久地出现而仅在高峰时间出现。无线电接入系统中的不同小区关于它们随时间变化的业务负载彼此非常异构。这意味着在小区簇中，不同的小区不在相同的时间具有它们的高峰忙时。此行为定性地在图1a和图1b中示出，其中图1a示出了无线电小区A的示例性业务负载随时间变化的曲线100，而图1b示出了无线电小区B的示例性业务负载随时间变化的曲线110。尽管例如小区A在约上午11点经历其最高负载，但是小区B在约晚上11点经历其最高负载。当前，移动网络的无线电接入(RAN)使用基站或基站收发机，例如处理所有无线电、基带和控制功能的用于最新技术LTE(长期演进)的e节点B。这些基站，就宏基站而言，由位于升高位置的、具有需要大量空间安装体积的电子系统的大量天线构成。另外，用于供电、空气调节等的补充系统被安装在附近。在人口稠密的区域，这种安装以具有～1km或更小的网孔宽度的网格进行重复。整个RAN的资本支出(CAPEX)和OPEX的大部分因此归因于每个站的独立处理单元，例如租赁站、基础设施、处理硬件、维护等。最近的研究行为给出了切掉这些成本要素的至少大部分的若干方法。一些方案降低发射功率和处理复杂度由此减少了所需的体积，然而，这些方案都是以增加所需站的数目为代价。
技术实现思路
本专利技术的一个发现是可通过从无线电前端移除处理能力和通过使用云计算或负载均衡的处理单元作为处理能力来提高无线电接入网的成本效率。这种处理能力可由多个无线电前端共享，由此整体处理能力可被更有效地利用。实施方式因此可提供具有减少的整体处理能力由此减少移动通信系统的整体功耗(OPEX和CAPEX)的概念。云计算可通过作为池的大型安装资源的共享使用来降低操作成本。另外，安装成本可通过缩放硬件的效果来减少并且可降低(每个用户)对于高成本外围设备和硬件的需求。通过考虑室内(企业或住宅)或户外应用的随时间变化的不同负载曲线情况下安装的处理资源的成熟负载共享，可实现站点和所需硬件的显著减少。这导致运营商的OPEX和CAPEX减少。除了处理资源的负载均衡之外，本专利技术的实施方式还可在负载管理的一般上下文中从低业务区域向高业务区域分配处理资源。还发现多标准配置可通过软件(SW)更换、以半静态的方式被修改，即使独立的处理元件在给定时间仅可操作一个无线标准或无线电接入技术(RAT)。这向运营商提供了演变多标准系统的更大灵活性而不需要改变任何硬件(HW)。因此，本专利技术的实施方式旨在通过提供整合云计算元件的分散式负载均衡方法而为下一代移动无线电接入网(RAN)更新当前的RAN架构。分散式负载均衡由此可被认为比集中式负载均衡架构即通过中央网络实体执行负载均衡的架构重要。在实施方式中，RAN架构可由远程射频头(RRH)构成，RRH可被认为是无线电前端，其接收和发送实际的无线电信号并且建立至少一个无线电小区。下面将考虑两个传输方向。第一方向指下行链路或前向链路。它指代从RAN即RRH到覆盖区域中的移动终端或用户设备(UE)的传输。第二方向指代上行链路或反向链路。它指代从移动终端到RAN即RRH的传输。在上行链路中，RRH可将来自传输带的、接收的无线电信号转换成基带接收信号并且将基带接收信号提供给云计算网络的分布式负载均衡架构。在下行链路中，RRH可将已经在云网络中处理的基带传输信号转换成传输带并且使用一个或多个天线发送信号。下面将参考传输带作为具有系统带宽和载波频率的系统频带。如在频分双工(FDD)系统中那样，传输带可包括用于下行链路传输的子带和用于无线电信号的上行链路接收的子带。在一些实施方式中，如在时分双工(TDD)系统中那样，相同的传输带可用于下行链路和上行链路。在传统方案中，基带处理单元与RRH之间存在1:1关系，在RRH中基带处理能力根据高峰业务来调节。在一些实施方式中，RRH可提供发送(Tx)、接收(Rx)和天线功能。RRH可与作为传统基带处理元件的池的相关联的基带处理单元或基带单元(BBU)空间分离，从而后者可在若干BBU的BBU间云计算簇内被组合。这开启了路径以应用云计算(BBU内或BBU间)的技术、建立分布式或分散式负载均衡并直接减少所需的处理站点的数目以及并行的相关联的安装成本而且还减少了维护和功率消耗。换句话说，实施方式可提供具有形成云计算架构的节点的RRH和基带处理单元的RAN架构。由此，每个单独的网络节点即BBU被装配有负载均衡实体，从而网络节点的单独的互连负载均衡实体一起形成分布式或分散式负载均衡器，其中分布式或分散式负载均衡器在下面也被称为分散式云控制器(DCC)。由此，DCC可以与云计算网络的其他DCC协作，以便将由其相关联的BBU从RRH接收的负载分布或路由至网络的其它节点或BBU。这增加了运营商的业务分布的灵活性。根据本专利技术的第一方面，提供了一种基带单元(BBU)，即基带处理装置。该基带处理装置用于处理一个或多个用户的基带信号。由此，基带信号可去往或来自与基带处理装置耦合的至少一个远程射频头(RRH)，其中至少一个RRH建立或服务于蜂窝通信系统或网络的小区。根据各种实施方式，蜂窝通信系统可例如对应于由第3代合作伙伴计划(3GPP)标准化的移动通信系统之一，例如通用陆地无线电接入网(UTRAN)或演进UTRAN(E-UTRAN)，例如通用移动通信网(UMTS)、全球移动通信系统(GSM)或用于GSM增强数据率演进(EDGE)网络、GSM/EDGE无线电接入网(GERAN)、长期演进(LTE)或LTE-高级(LTE-A)。一般地，基于码分多址(CDMA)、正交频分多址(OFDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)等的任意系统。在下文中，术语移动通信系统和蜂窝通信系统/网络互换地使用。由此，至少一个远程射频头(RRH)可例如包括用于GSM、EDGE、UMTS、LTE或LTE-A蜂窝通信系统的无线电收发器。至少一个RRH可耦合至基带处理装置，以在基带处理装置与至少一个RRH之间交换复数数字基带数据。为了此目的，例如可使用已知为通用公共无线电接口的接口。基带处理装置可充当网络的第一处理节点，该网络可例如为云计算网络。根据实施方式，基带处理装置包括接口以将所述基带处理装置连接至充当网络的第二处理节点的另一基带处理装置。所述接口可适于在所述基带处理装置(BBU)之间交换复数数字基带数据。所述接口还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理去往或来自至少一个第一远程射频头(204)的基带信号的基带处理装置(200)，所述至少一个远程射频头(204)服务于蜂窝通信系统的至少一个第一无线电小区，所述基带处理装置(200)包括：接口(208)，将作为网络(300)的第一节点(200‑1)的所述基带处理装置(200)连接至作为所述网络(300)的第二节点(200‑2)的另一基带处理装置，所述另一基带处理装置用于处理去往或来自至少一个第二远程射频头(204)的基带信号，所述至少一个第二远程射频头(204)服务于所述蜂窝通信系统的至少一个第二无线电小区；多个专用用户数据处理器(210；410；420)，其中每个所述专用用户数据处理器可操作以处理与所述至少一个第一无线电小区相关联的第一用户的用户特定数据，对所述第一用户的所述用户特定数据的所述处理导致所述第一节点(200‑1)的处理负载；以及负载均衡器(212)，可操作以经由所述接口(208)而与所述第二节点(200‑2)的负载均衡器交换负载信息并且响应于所交换的负载信息而在所述第一节点(200‑1)的所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)之间分布处理任务以及在所述第一节点(200‑1)的所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)与所述第二节点(200‑2)之间分布处理任务，以便在所述网络(300)的不同节点之间分布处理负载。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.14 EP 11306485.11.一种用于处理去往或来自至少一个第一远程射频头(204)的基带信号的基带处理装置(200)，所述至少一个远程射频头(204)服务于蜂窝通信系统的至少一个第一无线电小区，所述基带处理装置(200)包括：接口(208)，将作为网络(300)的第一节点(200-1)的所述基带处理装置(200)连接至作为所述网络(300)的第二节点(200-2)的另一基带处理装置，所述另一基带处理装置用于处理去往或来自至少一个第二远程射频头(204)的基带信号，所述至少一个第二远程射频头(204)服务于所述蜂窝通信系统的至少一个第二无线电小区；多个专用用户数据处理器(210；410；420)，其中每个所述专用用户数据处理器可操作以处理与所述至少一个第一无线电小区相关联的第一用户的用户特定数据，对所述第一用户的所述用户特定数据的所述处理导致所述第一节点(200-1)的处理负载；以及负载均衡器(212)，可操作以经由所述接口(208)而与所述第二节点(200-2)的负载均衡器交换负载信息并且响应于所交换的负载信息而在所述第一节点(200-1)的所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)之间分布处理任务以及在所述第一节点(200-1)的所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)与所述第二节点(200-2)之间分布处理任务，以便在所述网络(300)的不同节点之间分布处理负载。2.根据权利要求1所述的基带处理装置(200)，其中所述负载均衡器(212)可操作以响应于所交换的负载信息而发起经由所述接口(208)与所述第二节点(200-2)进行第二用户特定数据的交换，所述第二用户特定数据被关联至与所述至少一个第一无线电小区相关联的第二用户，其中所述基带处理装置(200)还包括：小区物理层处理器(214；430；440；530)，用于处理去往或来自对所述至少一个第一无线电小区的所述第一用户和所述第二用户进行服务的所述至少一个第一远程射频头的无线电帧的基带无线电帧结构，所述无线电帧包括所述第一用户的所述用户特定数据和所述第二用户的所述用户特定数据。3.根据权利要求2所述的基带处理装置(200)，其中所述负载均衡器(212)可操作以响应于所交换的负载信息，发起在所述第二节点处对针对与所述至少一个第一无线电小区相关联的第二用户的第二用户特定下行链路数据的处理并且经由所述接口(208)从第二节点接收经处理的第二用户特定下行链路数据，其中所述专用用户数据处理器(210)可操作以处理针对所述第一用户的第一用户特定下行链路数据，并且其中所述小区物理层处理器(214；430；440；530)可操作以根据下行链路多址接入技术将所述第一用户特定下行链路数据和所述第二用户特定下行链路数据复用成公共下行链路无线电帧结构。4.根据权利要求2所述的基带处理装置(200)，其中所述小区物理层处理器(214；430；440；530)可操作以根据上行链路多址接入技术从复用的上行链路无线电帧结构中解复用所接收的第一用户特定上行链路数据和第二用户特定上行链路数据，所述第一用户特定上行链路数据和所述第二用户特定上行链路数据分别与所述至少一个第一无线电小区的第一用户和第二用户相关联，其中所述负载均衡器(212)可操作以响应于所交换的负载信息而发起在所述第二节点处对解复用的第二用户特定上行链路数据的进一步处理，并且其中所述专用用户数据处理器可操作以进一步处理解复用的第一用户特定上行链路数据。5.根据权利要求2所述的基带处理装置(200)，其中专用用户数据处理器(210；410；420)可操作以执行所述用户特定数据的用户平面协议栈处理和/或专用控制平面协议栈处理，和/或其中所述小区物理层处理器(214；430；440)可操作以执行以下处理步骤的群组中的一个或多个处理步骤：基带至传输带转换、传输带至基带转换、解复用、复用、快速傅里叶变换(FFT)、快速傅里叶逆变换(IFFT)、循环前缀插入(CPI)、循环前缀移除(CPR)、扩频和解扩。6.根据权利要求1所述的基带处理装置(200)，其中所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)包括专用用户数据处理实体(410)的第一群组，所述第一群组可操作以根据第一无线电接入技术来处理用户特定数据，并且其中所述多个专用用户数据处理器(210；410；420)包括专用用户数据处理实体(420)的第二群组，所述第二群组可操作以根据第二无线电...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·哈伯兰德，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国;FR