[發(fā)明專利]用于實施虛擬基站間通信的方法和基帶處理單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410619643.4
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN105635219B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 王澄
• 申請（專利權）人: 上海諾基亞貝爾股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L1/00;H04W28/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

本發(fā)明涉及一種在基帶處理單元的虛擬基站中用于實施虛擬基站間通信的方法，該方法包括：B.在虛擬基站的第一邏輯內存段和共享文件之間建立映射，其中，共享文件位于基帶處理單元的物理內存中；G.將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入第一邏輯內存段中或從第一邏輯內存段中讀出待接收的數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明還涉及一種用于實施虛擬基站間通信的基帶處理單元。根據(jù)本發(fā)明的方法能夠顯著地提高虛擬基站間通信的效率并且顯著地降低通信延遲。

技術領域

本發(fā)明涉及基于云計算的無線接入網(wǎng)領域，具體地，本發(fā)明涉及一種在基帶處理單元的虛擬基站中用于實施虛擬基站間通信的方法以及一種用于實施虛擬基站間通信的基帶處理單元。

背景技術

基于云計算的無線接入網(wǎng)(Cloud RAN)被認為是未來移動網(wǎng)的演進方向，它的主要特點是采用集中放置的基帶處理單元(Base band Unit：BBU)和分布式的遠程射頻單元。其主要優(yōu)勢包括：1)BBU的集中放置可以大幅減少基站機房的數(shù)量，進而降低了建設投資、站址租賃費用和維護費用，顯著降低總體擁有成本，同時降低了接入網(wǎng)能耗。2)BBU的集中放置，便于基帶池內的虛擬基站之間方便地共享用戶業(yè)務數(shù)據(jù)和信道信息，使得多基站協(xié)作處理(CoMP)成為可能，有利于提高頻譜效率和系統(tǒng)容量。3)在云無線接入網(wǎng)的架構下，對信號發(fā)送和接收的處理是在虛擬基站上完成的，資源池中的計算資源利用虛擬化技術(Virtualization)進行動態(tài)管理。由于分布在不同地理位置的基站不會同時出現(xiàn)峰值流量，資源池的處理能力可以在不同基站之間動態(tài)地統(tǒng)計復用，從而減少了硬件成本，提高了設備利用率。4)基于通用處理器和軟件無線電技術，使得新接口標準易于開發(fā)、升級和維護，并且容易實現(xiàn)多標準共存。

圖1示出了這種基于云計算的無線接入網(wǎng)的拓撲圖。如圖所示，分布式的遠程射頻單元通過IQ(In-phase/Quadrature-phase：同相/正交)數(shù)據(jù)交換機與集中式的基于通用處理器的基帶處理單元池進行通信，而基帶處理單元池與核心網(wǎng)相連接。在基帶處理單元池中包括多個基帶處理單元，而單個基帶處理單元又能夠支持多個虛擬基站。

在當前的虛擬化平臺(例如VMware和KVM)中，基于虛擬化引擎(hypervisor)的虛擬化技術的實時性很難滿足基站信號處理的要求，并且嚴重降低了虛擬機的I/O能力。這是因為，即使是兩個運行在同一個基帶處理單元的虛擬基站之間的通信，也需要通過網(wǎng)絡協(xié)議，如TCP/UDP。由于網(wǎng)絡協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進行額外的封裝和解封裝，通過網(wǎng)絡協(xié)議的數(shù)據(jù)交換是低效的，這會顯著影響需要在基站之間進行大量數(shù)據(jù)交換的信號處理技術(例如CoMP)的性能。而共享內存技術已經(jīng)被證明是在同一個主機(基帶處理單元)中的多個進程間通信的最快的方式。能夠想象，如果將共享內存技術用于虛擬基站之間的通信，則將是十分有利的。

我們注意到，近年來出現(xiàn)了一種輕量級虛擬化技術，即linux容器(linuxcontainer)。研究顯示，linux容器幾乎取得了與原生系統(tǒng)相同的實時性和I/O能力，這對于無線網(wǎng)絡基帶信號處理非常重要并且能夠潛在地被用在基于云計算的無線接入網(wǎng)絡中。在實際系統(tǒng)中，一個linux容器能夠管理一個上行鏈路實體、或者一個下行鏈路實體、或者整個虛擬基站。

然而，與其他虛擬化平臺類似，為了實現(xiàn)虛擬基站之間的隔離，linux容器技術也不支持虛擬基站之間的基于的通信方式。具體地，為了實現(xiàn)容器之間的隔離，linux內核實現(xiàn)了6種命名空間(namespace)，從而使每個容器擁有自己的主機名、IP地址、獨立進程ID等。其中的IPC(Inter-process Communication：進程間通信)命名空間的實現(xiàn)，隔離了虛擬基站間的通信資源，包括和信號量、消息隊列，使得分別屬于不同容器的虛擬基站之間不可見。即容器技術本身不支持跨容器的進程間通信。

綜上所述，如果能夠尋找到一種基于linux容器技術的用于實施虛擬基站間高效通信的方法，將會在滿足虛擬基站的隔離性要求的前提下顯著地提高虛擬基站間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男什⑶医档蛡鬏數(shù)难舆t。

發(fā)明內容