[發明專利]一種基于軟件定義的超密集無線網絡體系結構及實現方法

在審

• 申請號: 201611262340.7
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106792858A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 朱曉榮;蔣凌鵬;劉金付;朱洪波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W28/02;H04W28/24
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所32241
• 代理人: 唐小紅

1.基于軟件定義的超密集無線網絡體系結構，其特征在于，包括：網絡接入層和網絡控制層。

1)網絡接入層，包括：

1-1)傳輸節點，負責用戶接入及用戶面數據轉發，由移動通信中的小基站和WLAN中的AP節點構成，分布在網絡的各個空間位置中；

1-2)控制節點，負責對所述傳輸節點控制面的控制，位于虛擬小區之中，僅對傳輸節點進行集中管控，完成統一的配置協調和作為虛擬連接錨點作用；控制節點需要與虛擬小區中每個所述傳輸節點之間建立連接，用于配置信息的下發和狀態信息的上報；

2)網絡控制層即為云數據中心，包含：

2-1)虛擬網關為所述傳輸節點和所述控制節點與SDN控制器之間控制消息傳輸的中間件，負責消息協議格式的轉換；承擔部分核心網的網關功能，對用戶面數據轉發至Internet路徑的路由管理；

2-2)云計算虛擬化資源池，對所述網絡接入層網絡資源和云數據中心資源的虛擬化處理，將底層可抽象出來的計算資源、通信資源和存儲資源抽象成池中可被SDN控制器集中管理的參數；

2-3)SDN控制器，對上述虛擬化資源池的管理和編排，內部分為兩個部分：NFV管理和編排系統和網絡感知與管理系統；

2.如權利要求1所述結構的實現方法，其特征在于，所述的2-3)NFV管理與編排系統中，虛擬網元功能編排是對傳統的網元功能進行虛擬化，利用軟件定義的方式來添加新的網元功能；虛擬化基礎架構管理根據用戶的服務需求、網絡的狀況屬性較為靈活的把所覆蓋區域分成若干個虛擬小區；虛擬化平臺管理對云計算虛擬化資源池的的各個資源參數進行靈活配置；

3.如權利要求1所述結構的實現方法，其特征在于，所述的2-3)網絡感知與管理系統中，網絡拓撲功能針對即插即用的傳輸節點靈活發現拓撲結構，在總體上知悉網絡分布狀況；網絡狀態功能是針對不同的傳輸節點和控制節點監測網絡運行狀態；移動性管理功能在面對用戶移動的過程中合理配置虛擬小區和傳輸控制節點為用戶的業務服務，保證用戶實時在線連接網絡；安全管理和鑒權功能是為了防止非法用戶的接入，在用戶首次接入傳輸節點時，對用戶進行鑒權和分配連接的資源優先級。

4.如權利要求1-3所述結構的實現方法，其特征在于，虛擬小區中，存在一個所述控制節點和多個所述傳輸節點，所述傳輸節點的控制平面和用戶平面相互分離，用戶平面的數據傳輸由所述傳輸節點承載，控制面則由所述控制節點集中進行控制；

所述控制節點對所述傳輸節點的控制，包括：控制面策略和用戶面策略；

1)具體控制面策略步驟為：

步驟1-1)：用戶對附近傳輸節點掃描測量附近的無線信號強度并上報傳輸節點的信號強度至SDN控制器；

步驟1-2)：SDN控制器根據傳輸節點信號強度值和傳輸節點的負載情況構建出用戶的虛擬小區傳輸節點連接列表，傳輸節點的負載包括著傳輸數據量、傳輸速率和帶寬占用情況、用戶連接數量；

步驟1-3)：控制節點接根據接收到SDN控制器下發的虛擬小區傳輸節點連接列表，配置列表中的傳輸節點與用戶之間保持連接；

上述是基本的用戶接入及虛擬小區中傳輸節點連接列表建立過程，以用戶為中心建立的連接，由SDN控制器掌控，當用戶移動距離大于閾值a時會循環的進行測量信號強度然后SDN控制器更新用戶的虛擬小區傳輸節點連接列表；

2)具體用戶面的策略步驟為：

步驟2-1)：用戶業務請求上報至SDN控制器，上報請求信息標記了業務對QoS的要求；

步驟2-2)：SDN控制器調取以用戶為中心的虛擬小區傳輸節點連接列表，查詢用戶所連接傳輸節點的負載情況；

步驟2-3)：SDN控制器根據虛擬小區傳輸節點連接列表中傳輸節點負載是否大于負載的門限值b，若是則進入步驟4，若否則進入步驟5；

步驟2-4)：傳輸節點只保持與用戶的控制信令連接而不需要承載用戶的業務數據；

步驟2-5)：SDN控制器將滿足負載條件的傳輸節點加入到虛擬小區的傳輸節點業務列表中，構建起虛擬小區業務傳輸節點列表；

步驟2-6)：虛擬小區的控制節點根據虛擬小區業務傳輸節點列表部署傳輸節點為用戶業務傳輸數據；

上述是用戶有業務請求時，用戶面數據的被傳輸節點承載的策略過程，當用戶的業務不斷地到達時，循環的進行用戶面的策略過程，并不斷地更新虛擬小區業務傳輸節點列表。