[發(fā)明專利]基帶資源池中的上行信道數(shù)據(jù)處理方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410691190.6
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN104410583A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 漆淵;錢榮榮;彭濤;王文博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/861
• 分類號(hào): H04L12/861
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 王雙;王琦

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及無線通信技術(shù)，特別涉及基帶資源池中的上行信道數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中基帶信號(hào)處理通常在滿足實(shí)時(shí)性需求的前提下，在專用處理器上采用固定的算法方案實(shí)現(xiàn)，所消耗的資源固定，方案的實(shí)時(shí)性能也是確定的。然而基站資源池平臺(tái)架構(gòu)通常采用通用處理器，由操作系統(tǒng)對多項(xiàng)處理任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，其中物理層處理的實(shí)時(shí)性較傳統(tǒng)平臺(tái)難以得到保障，不確定性也會(huì)增加，因而不可避免地會(huì)遇到超時(shí)擁塞問題：處理器調(diào)度其他任務(wù)導(dǎo)致物理層基帶處理的計(jì)算任務(wù)停滯時(shí)間過長，超過了實(shí)時(shí)性所能容許的時(shí)限，使得后續(xù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理發(fā)生擁塞。傳統(tǒng)基帶處理過程中幾乎不存在這一問題，所以缺乏這一問題的應(yīng)對方案。

具體地，傳統(tǒng)的通信設(shè)備往往是一家廠商提供一整套解決方案，系統(tǒng)維護(hù)或者升級(jí)依賴性高。而隨著近幾年能源資源緊張，全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商面臨日漸嚴(yán)重的成本壓力。大多數(shù)主流運(yùn)營商通常擁有多個(gè)不同通信制式的網(wǎng)絡(luò)，為保證網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量，需要部署大量的基站以解決網(wǎng)絡(luò)覆蓋的問題。但站址和機(jī)房資源的相對稀缺，與大量基站部署的需求形成難以協(xié)調(diào)的矛盾。而由于移動(dòng)通信市場的激烈競爭，單用戶平均收入增長緩慢甚至下降，運(yùn)營商的“盈利”能力并不隨之提高，這將導(dǎo)致建網(wǎng)和設(shè)備采購?fù)顿Y的壓縮。出于行業(yè)持續(xù)盈利和長期發(fā)展考慮，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)界提出通過改變接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決這個(gè)問題。

新型基站系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，所有基帶處理單元(Baseband?Unit,BBU)和遠(yuǎn)端無線射頻單元(Radio?Remote?Unit,RRU)通過高帶寬、低延遲的光傳輸網(wǎng)絡(luò)連接起來。基帶處理單元集中在一個(gè)物理站點(diǎn)構(gòu)成基帶池。基帶池中多個(gè)基帶處理單元之間通過高帶寬、低延遲、靈活拓?fù)洹⒌统杀窘徊孢B接。基帶資源池需要應(yīng)用基站虛擬化技術(shù)，在基帶池中多基站共享計(jì)算資源，而計(jì)算資源的分配由系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)量統(tǒng)一動(dòng)態(tài)調(diào)度。而無線信號(hào)處理算法構(gòu)成了無線通信系統(tǒng)物理層核心處理，具有計(jì)算密集的特點(diǎn)，并且面臨嚴(yán)苛的實(shí)時(shí)性要求。為保證基站集中處理的實(shí)時(shí)性、減少系統(tǒng)能耗，使虛擬化技術(shù)能夠最大限度發(fā)揮硬件系統(tǒng)性能，以支撐高速運(yùn)行的通信系統(tǒng)基帶數(shù)據(jù)處理，需要對基帶信號(hào)處理的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行劃分并封裝起來，將封裝后的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行集中處理。封裝方案可根據(jù)基站資源池的資源使用情況進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)多核通用處理器上動(dòng)態(tài)任務(wù)分配并滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)要求。

不同于傳統(tǒng)基站，基站資源池聚集了大量的計(jì)算資源可容納多小區(qū)多用戶數(shù)據(jù)同時(shí)處理，無線通信系統(tǒng)物理層信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性要求較高，以LTE系統(tǒng)為例，下行信道每1ms向用戶發(fā)送一個(gè)子幀的數(shù)據(jù)，上行信道每1ms接收一個(gè)子幀的數(shù)據(jù)。由于資源池平臺(tái)架構(gòu)通常采用通用處理器，由操作系統(tǒng)同時(shí)對多個(gè)處理任務(wù)進(jìn)行調(diào)度，因此資源池中物理層處理會(huì)不可避免地遇到下述問題：處理器調(diào)度導(dǎo)致物理層基帶處理的計(jì)算任務(wù)停滯時(shí)間過長，超過了規(guī)定時(shí)限，使得后續(xù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)生擁塞，如圖2所示。本申請中將該問題稱為“超時(shí)擁塞”。

圖2中，處理器在處理信道A計(jì)算任務(wù)的過程中調(diào)度了其他的處理計(jì)算任務(wù)導(dǎo)致信道A計(jì)算任務(wù)發(fā)生停滯，如果該信道為上行信道，由于接收前端處理的實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可能使到達(dá)的數(shù)據(jù)無法得到及時(shí)處理發(fā)生堵塞，如果該信道為下行信道，由于發(fā)送前端處理的實(shí)時(shí)性要求高，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法及時(shí)輸送到前端。

這一問題在傳統(tǒng)的基帶處理單元(BBU)所采用的專用處理器上幾乎不會(huì)出現(xiàn)，但在通用平臺(tái)上操作系統(tǒng)介入對實(shí)時(shí)處理任務(wù)進(jìn)行調(diào)度處理，處理超時(shí)擁塞導(dǎo)致實(shí)時(shí)性難以保障的問題就會(huì)凸顯。而目前許多處理擁塞的技術(shù)，往往針對網(wǎng)絡(luò)分組擁塞問題，相應(yīng)的解決方案并不能直接應(yīng)用于本申請中來解決超時(shí)擁塞的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝嘶鶐зY源池中的上行信道數(shù)據(jù)處理方法，能夠在基帶資源池架構(gòu)中出現(xiàn)超時(shí)擁塞時(shí)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。

為解決上述問題，本申請采用如下的技術(shù)方案：

一種基帶資源池中的上行信道數(shù)據(jù)處理方法，包括：

a、預(yù)先在基帶處理入口前設(shè)置入口緩沖區(qū)；

b、將經(jīng)過前端處理后的上行信道接收數(shù)據(jù)順序存入所述入口緩沖區(qū)，待入口緩沖區(qū)存滿后，按照當(dāng)前入口緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)存入的先后順序，將新數(shù)據(jù)依次覆蓋當(dāng)前入口緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)；基帶資源池按照各數(shù)據(jù)存入所述入口緩沖區(qū)的先后順序，讀取入口緩沖區(qū)中保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行基帶處理。

較佳地，所述入口緩沖區(qū)為一循環(huán)緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)的初始位置輸入，每輸入一個(gè)新數(shù)據(jù)，輸入位置向后移動(dòng)一位；當(dāng)前輸入位置上已保存有數(shù)據(jù)時(shí)，利用輸入的新數(shù)據(jù)覆蓋當(dāng)前保存的數(shù)據(jù)。