無線電接入網中的分布式負載均衡的裝置、網絡及方法制造方法及圖紙

實施方式涉及用于處理去往或來自至少一個第一遠程射頻頭(204)的基帶信號的基帶處理裝置(200)，所述至少一個遠程射頻頭(204)服務于蜂窩通信系統的無線電小區，所述基帶處理裝置(200)包括：接口(208)，將作為網絡(300)的第一節點(200?1)的所述基帶處理裝置(200)連接至作為網絡(300)的第二節點(200?2)的另一基帶處理裝置；多個專用用戶數據處理器(210；410；420)，其中每個專用用戶數據處理器可操作以處理與所述無線電小區相關聯的第一用戶的用戶特定數據，對所述第一用戶的所述用戶特定數據的處理導致所述第一節點(200?1)的處理負載；以及負載均衡器(212)，可操作以經由所述接口(208)與所述第二節點(200?2)的負載均衡器交換負載信息并且響應于所交換的負載信息在所述第一節點(200?1)的所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)之間分布處理任務和/或在所述第一節點(200?1)的所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)與所述第二節點(200?2)之間分布處理任務，以便在所述網絡(300)的不同節點之間分布處理負載。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】無線電接入網中的分布式負載均衡的裝置、網絡及方法
本專利技術的實施方式一般涉及無線通信，更具體地涉及無線電接入網中的基帶資源的分布式負載均衡。
技術介紹
對移動服務的更高數據速率的需求正在穩步增長。與此同時，現代移動通信系統例如第三代(3G)系統和第四代(4G)系統提供實現更高頻譜效率且允許更高數據速率和小區容量的增強技術。隨著對具有增加差異的高速服務的需求比對小區容量的需求增長得更快，促使運營商在它們的網絡中增加小區數目，即基站的密度增大。基站收發機是移動通信系統或網絡的總功耗的主要貢獻者，于是也是運營商所面對的運營支出(OPEX)的主要貢獻者。一個功率節省策略是從基站收發機移走處理能力并且移向針對若干基站收發機提供處理能力的中央處理單元。基站收發機的處理設備消耗基站收發機的總功率的大部分，盡管基站收發機的處理能力僅在高負載條件下被完全采用，其中高負載條件不會永久地出現而僅在高峰時間出現。無線電接入系統中的不同小區關于它們隨時間變化的業務負載彼此非常異構。這意味著在小區簇中，不同的小區不在相同的時間具有它們的高峰忙時。此行為定性地在圖1a和圖1b中示出，其中圖1a示出了無線電小區A的示例性業務負載隨時間變化的曲線100，而圖1b示出了無線電小區B的示例性業務負載隨時間變化的曲線110。盡管例如小區A在約上午11點經歷其最高負載，但是小區B在約晚上11點經歷其最高負載。當前，移動網絡的無線電接入(RAN)使用基站或基站收發機，例如處理所有無線電、基帶和控制功能的用于最新技術LTE(長期演進)的e節點B。這些基站，就宏基站而言，由位于升高位置的、具有需要大量空間安裝體積的電子系統的大量天線構成。另外，用于供電、空氣調節等的補充系統被安裝在附近。在人口稠密的區域，這種安裝以具有～1km或更小的網孔寬度的網格進行重復。整個RAN的資本支出(CAPEX)和OPEX的大部分因此歸因于每個站的獨立處理單元，例如租賃站、基礎設施、處理硬件、維護等。最近的研究行為給出了切掉這些成本要素的至少大部分的若干方法。一些方案降低發射功率和處理復雜度由此減少了所需的體積，然而，這些方案都是以增加所需站的數目為代價。
技術實現思路
本專利技術的一個發現是可通過從無線電前端移除處理能力和通過使用云計算或負載均衡的處理單元作為處理能力來提高無線電接入網的成本效率。這種處理能力可由多個無線電前端共享，由此整體處理能力可被更有效地利用。實施方式因此可提供具有減少的整體處理能力由此減少移動通信系統的整體功耗(OPEX和CAPEX)的概念。云計算可通過作為池的大型安裝資源的共享使用來降低操作成本。另外，安裝成本可通過縮放硬件的效果來減少并且可降低(每個用戶)對于高成本外圍設備和硬件的需求。通過考慮室內(企業或住宅)或戶外應用的隨時間變化的不同負載曲線情況下安裝的處理資源的成熟負載共享，可實現站點和所需硬件的顯著減少。這導致運營商的OPEX和CAPEX減少。除了處理資源的負載均衡之外，本專利技術的實施方式還可在負載管理的一般上下文中從低業務區域向高業務區域分配處理資源。還發現多標準配置可通過軟件(SW)更換、以半靜態的方式被修改，即使獨立的處理元件在給定時間僅可操作一個無線標準或無線電接入技術(RAT)。這向運營商提供了演變多標準系統的更大靈活性而不需要改變任何硬件(HW)。因此，本專利技術的實施方式旨在通過提供整合云計算元件的分散式負載均衡方法而為下一代移動無線電接入網(RAN)更新當前的RAN架構。分散式負載均衡由此可被認為比集中式負載均衡架構即通過中央網絡實體執行負載均衡的架構重要。在實施方式中，RAN架構可由遠程射頻頭(RRH)構成，RRH可被認為是無線電前端，其接收和發送實際的無線電信號并且建立至少一個無線電小區。下面將考慮兩個傳輸方向。第一方向指下行鏈路或前向鏈路。它指代從RAN即RRH到覆蓋區域中的移動終端或用戶設備(UE)的傳輸。第二方向指代上行鏈路或反向鏈路。它指代從移動終端到RAN即RRH的傳輸。在上行鏈路中，RRH可將來自傳輸帶的、接收的無線電信號轉換成基帶接收信號并且將基帶接收信號提供給云計算網絡的分布式負載均衡架構。在下行鏈路中，RRH可將已經在云網絡中處理的基帶傳輸信號轉換成傳輸帶并且使用一個或多個天線發送信號。下面將參考傳輸帶作為具有系統帶寬和載波頻率的系統頻帶。如在頻分雙工(FDD)系統中那樣，傳輸帶可包括用于下行鏈路傳輸的子帶和用于無線電信號的上行鏈路接收的子帶。在一些實施方式中，如在時分雙工(TDD)系統中那樣，相同的傳輸帶可用于下行鏈路和上行鏈路。在傳統方案中，基帶處理單元與RRH之間存在1:1關系，在RRH中基帶處理能力根據高峰業務來調節。在一些實施方式中，RRH可提供發送(Tx)、接收(Rx)和天線功能。RRH可與作為傳統基帶處理元件的池的相關聯的基帶處理單元或基帶單元(BBU)空間分離，從而后者可在若干BBU的BBU間云計算簇內被組合。這開啟了路徑以應用云計算(BBU內或BBU間)的技術、建立分布式或分散式負載均衡并直接減少所需的處理站點的數目以及并行的相關聯的安裝成本而且還減少了維護和功率消耗。換句話說，實施方式可提供具有形成云計算架構的節點的RRH和基帶處理單元的RAN架構。由此，每個單獨的網絡節點即BBU被裝配有負載均衡實體，從而網絡節點的單獨的互連負載均衡實體一起形成分布式或分散式負載均衡器，其中分布式或分散式負載均衡器在下面也被稱為分散式云控制器(DCC)。由此，DCC可以與云計算網絡的其他DCC協作，以便將由其相關聯的BBU從RRH接收的負載分布或路由至網絡的其它節點或BBU。這增加了運營商的業務分布的靈活性。根據本專利技術的第一方面，提供了一種基帶單元(BBU)，即基帶處理裝置。該基帶處理裝置用于處理一個或多個用戶的基帶信號。由此，基帶信號可去往或來自與基帶處理裝置耦合的至少一個遠程射頻頭(RRH)，其中至少一個RRH建立或服務于蜂窩通信系統或網絡的小區。根據各種實施方式，蜂窩通信系統可例如對應于由第3代合作伙伴計劃(3GPP)標準化的移動通信系統之一，例如通用陸地無線電接入網(UTRAN)或演進UTRAN(E-UTRAN)，例如通用移動通信網(UMTS)、全球移動通信系統(GSM)或用于GSM增強數據率演進(EDGE)網絡、GSM/EDGE無線電接入網(GERAN)、長期演進(LTE)或LTE-高級(LTE-A)。一般地，基于碼分多址(CDMA)、正交頻分多址(OFDMA)、頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)等的任意系統。在下文中，術語移動通信系統和蜂窩通信系統/網絡互換地使用。由此，至少一個遠程射頻頭(RRH)可例如包括用于GSM、EDGE、UMTS、LTE或LTE-A蜂窩通信系統的無線電收發器。至少一個RRH可耦合至基帶處理裝置，以在基帶處理裝置與至少一個RRH之間交換復數數字基帶數據。為了此目的，例如可使用已知為通用公共無線電接口的接口。基帶處理裝置可充當網絡的第一處理節點，該網絡可例如為云計算網絡。根據實施方式，基帶處理裝置包括接口以將所述基帶處理裝置連接至充當網絡的第二處理節點的另一基帶處理裝置。所述接口可適于在所述基帶處理裝置(BBU)之間交換復數數字基帶數據。所述接口還可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于處理去往或來自至少一個第一遠程射頻頭(204)的基帶信號的基帶處理裝置(200)，所述至少一個遠程射頻頭(204)服務于蜂窩通信系統的至少一個第一無線電小區，所述基帶處理裝置(200)包括：接口(208)，將作為網絡(300)的第一節點(200?1)的所述基帶處理裝置(200)連接至作為所述網絡(300)的第二節點(200?2)的另一基帶處理裝置，所述另一基帶處理裝置用于處理去往或來自至少一個第二遠程射頻頭(204)的基帶信號，所述至少一個第二遠程射頻頭(204)服務于所述蜂窩通信系統的至少一個第二無線電小區；多個專用用戶數據處理器(210；410；420)，其中每個所述專用用戶數據處理器可操作以處理與所述至少一個第一無線電小區相關聯的第一用戶的用戶特定數據，對所述第一用戶的所述用戶特定數據的所述處理導致所述第一節點(200?1)的處理負載；以及負載均衡器(212)，可操作以經由所述接口(208)而與所述第二節點(200?2)的負載均衡器交換負載信息并且響應于所交換的負載信息而在所述第一節點(200?1)的所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)之間分布處理任務以及在所述第一節點(200?1)的所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)與所述第二節點(200?2)之間分布處理任務，以便在所述網絡(300)的不同節點之間分布處理負載。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.11.14 EP 11306485.11.一種用于處理去往或來自至少一個第一遠程射頻頭(204)的基帶信號的基帶處理裝置(200)，所述至少一個遠程射頻頭(204)服務于蜂窩通信系統的至少一個第一無線電小區，所述基帶處理裝置(200)包括：接口(208)，將作為網絡(300)的第一節點(200-1)的所述基帶處理裝置(200)連接至作為所述網絡(300)的第二節點(200-2)的另一基帶處理裝置，所述另一基帶處理裝置用于處理去往或來自至少一個第二遠程射頻頭(204)的基帶信號，所述至少一個第二遠程射頻頭(204)服務于所述蜂窩通信系統的至少一個第二無線電小區；多個專用用戶數據處理器(210；410；420)，其中每個所述專用用戶數據處理器可操作以處理與所述至少一個第一無線電小區相關聯的第一用戶的用戶特定數據，對所述第一用戶的所述用戶特定數據的所述處理導致所述第一節點(200-1)的處理負載；以及負載均衡器(212)，可操作以經由所述接口(208)而與所述第二節點(200-2)的負載均衡器交換負載信息并且響應于所交換的負載信息而在所述第一節點(200-1)的所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)之間分布處理任務以及在所述第一節點(200-1)的所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)與所述第二節點(200-2)之間分布處理任務，以便在所述網絡(300)的不同節點之間分布處理負載。2.根據權利要求1所述的基帶處理裝置(200)，其中所述負載均衡器(212)可操作以響應于所交換的負載信息而發起經由所述接口(208)與所述第二節點(200-2)進行第二用戶特定數據的交換，所述第二用戶特定數據被關聯至與所述至少一個第一無線電小區相關聯的第二用戶，其中所述基帶處理裝置(200)還包括：小區物理層處理器(214；430；440；530)，用于處理去往或來自對所述至少一個第一無線電小區的所述第一用戶和所述第二用戶進行服務的所述至少一個第一遠程射頻頭的無線電幀的基帶無線電幀結構，所述無線電幀包括所述第一用戶的所述用戶特定數據和所述第二用戶的所述用戶特定數據。3.根據權利要求2所述的基帶處理裝置(200)，其中所述負載均衡器(212)可操作以響應于所交換的負載信息，發起在所述第二節點處對針對與所述至少一個第一無線電小區相關聯的第二用戶的第二用戶特定下行鏈路數據的處理并且經由所述接口(208)從第二節點接收經處理的第二用戶特定下行鏈路數據，其中所述專用用戶數據處理器(210)可操作以處理針對所述第一用戶的第一用戶特定下行鏈路數據，并且其中所述小區物理層處理器(214；430；440；530)可操作以根據下行鏈路多址接入技術將所述第一用戶特定下行鏈路數據和所述第二用戶特定下行鏈路數據復用成公共下行鏈路無線電幀結構。4.根據權利要求2所述的基帶處理裝置(200)，其中所述小區物理層處理器(214；430；440；530)可操作以根據上行鏈路多址接入技術從復用的上行鏈路無線電幀結構中解復用所接收的第一用戶特定上行鏈路數據和第二用戶特定上行鏈路數據，所述第一用戶特定上行鏈路數據和所述第二用戶特定上行鏈路數據分別與所述至少一個第一無線電小區的第一用戶和第二用戶相關聯，其中所述負載均衡器(212)可操作以響應于所交換的負載信息而發起在所述第二節點處對解復用的第二用戶特定上行鏈路數據的進一步處理，并且其中所述專用用戶數據處理器可操作以進一步處理解復用的第一用戶特定上行鏈路數據。5.根據權利要求2所述的基帶處理裝置(200)，其中專用用戶數據處理器(210；410；420)可操作以執行所述用戶特定數據的用戶平面協議棧處理和/或專用控制平面協議棧處理，和/或其中所述小區物理層處理器(214；430；440)可操作以執行以下處理步驟的群組中的一個或多個處理步驟：基帶至傳輸帶轉換、傳輸帶至基帶轉換、解復用、復用、快速傅里葉變換(FFT)、快速傅里葉逆變換(IFFT)、循環前綴插入(CPI)、循環前綴移除(CPR)、擴頻和解擴。6.根據權利要求1所述的基帶處理裝置(200)，其中所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)包括專用用戶數據處理實體(410)的第一群組，所述第一群組可操作以根據第一無線電接入技術來處理用戶特定數據，并且其中所述多個專用用戶數據處理器(210；410；420)包括專用用戶數據處理實體(420)的第二群組，所述第二群組可操作以根據第二無線電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·哈伯蘭德，
申請(專利權)人：阿爾卡特朗訊，
類型：發明
國別省市：法國;FR