[發(fā)明專利]面向LTE小基站超密集組網(wǎng)的軟件定義無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710056232.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN106851738A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱曉榮;劉金付;鞏曉迪;蔣繼勝;李嘉琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W28/08
• 分類號(hào): H04W28/08;H04W28/16
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所32241
• 代理人: 唐小紅

1.基于LTE小基站超密集組網(wǎng)的軟件定義無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其特征在于，包括，移動(dòng)終端、LTE小基站、SDN交換機(jī)、云數(shù)據(jù)中心服務(wù)器；

所述移動(dòng)終端使用SIM卡接入LTE網(wǎng)絡(luò)的可移動(dòng)設(shè)備，與所述LTE小基站建立空口連接，進(jìn)行接入、附著、切換等流程；

所述LTE小基站一方面需要與LTE核心網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行連接，保證空口連接的所述移動(dòng)終端上網(wǎng)；另一方面所述LTE小基站通過(guò)所述SDN交換機(jī)與云數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的SDN控制器連接。

所述SDN交換機(jī)內(nèi)部支持OpenFlow協(xié)議，通過(guò)與SDN控制器的連接，接收并執(zhí)行SDN控制器流表，實(shí)現(xiàn)路由路徑的自定義規(guī)劃；

所述云數(shù)據(jù)中心服務(wù)器是支持云計(jì)算處理功能的中心服務(wù)器，通過(guò)所述SDN交換機(jī)與所述LTE小基站連接將LTE小基站資源抽象成虛擬資源池。

2.如權(quán)利要求1所述的架構(gòu)，其特征在于，所述的云數(shù)據(jù)中心服務(wù)器最重要部分為SDN控制器，所述SDN控制器劃分為對(duì)LTE無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)和回程網(wǎng)絡(luò)的控制兩個(gè)組成功能。

3.如權(quán)利要求1所述架構(gòu)的方法，其特征在于，包括：

1)SDN控制器對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制方法

包括SDN控制器對(duì)LTE小基站形成的無(wú)線接入網(wǎng)側(cè)的控制和SDN控制器對(duì)SDN交換機(jī)形成的回程網(wǎng)絡(luò)的控制，具體如下：

1-1)SDN控制器對(duì)LTE小基站形成的無(wú)線接入網(wǎng)側(cè)的控制

采用軟件定義的方法，以自適應(yīng)的方式進(jìn)行控制平面與數(shù)據(jù)平面的分離，LTE小基站的控制部分由SDN控制器來(lái)完成。

1-2)SDN控制器無(wú)線接入網(wǎng)側(cè)的控制主要分為用戶接入控制和新業(yè)務(wù)請(qǐng)求控制，用戶接入控制步驟如下：

步驟1：移動(dòng)終端開機(jī)；安裝SIM卡的移動(dòng)終端開機(jī)，移動(dòng)終端開始掃頻收集附近基站的信息。

步驟2：移動(dòng)終端接收BCCH即廣播控制信道上的系統(tǒng)信息塊；移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線信道BCCH可接受到來(lái)自LTE小基站周期發(fā)送的系統(tǒng)信息塊，該信息塊主要包含了LTE小基站的配置信息及自身接入LTE小基站應(yīng)該進(jìn)行的參數(shù)配置。

步驟3：移動(dòng)終端在CCCH即公共控制信道上發(fā)送RRC即無(wú)線資源控制接入請(qǐng)求；移動(dòng)終端在完成參數(shù)配置后，會(huì)向基站發(fā)送請(qǐng)求接入的請(qǐng)求，該請(qǐng)求內(nèi)容為用臨時(shí)識(shí)別號(hào)作為認(rèn)證方式在LTE小基站上無(wú)線接入；

步驟4：LTE小基站將終端請(qǐng)求接入報(bào)告發(fā)送給SDN控制；通過(guò)開發(fā)的API接口，LTE小基站會(huì)自動(dòng)將終端接入的請(qǐng)求信息所包含的內(nèi)容發(fā)送給SDN控制，等待SDN控制器下達(dá)處理結(jié)果；

步驟5：SDN控制器通過(guò)接入控制模塊對(duì)接入的移動(dòng)終端進(jìn)行判斷是否接入；

步驟6：SDN控制器接入控制的結(jié)果必須滿足整個(gè)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載達(dá)到均衡狀態(tài)，保證LTE小基站接入的用戶數(shù)量盡量達(dá)到均衡；

步驟7：SDN控制器對(duì)接入完成控制后，下達(dá)接入響應(yīng)結(jié)果和移動(dòng)終端的配置參數(shù)指令給LTE小基站。

步驟8：LTE小基站完成對(duì)移動(dòng)終端的參數(shù)配置，將上述106中的配置參數(shù)指令下達(dá)給移動(dòng)終端，移動(dòng)終端配置RRC參數(shù)完成接入；

2)SDN控制器對(duì)SDN交換機(jī)形成的回程網(wǎng)絡(luò)的控制

SDN控制器對(duì)回程網(wǎng)絡(luò)控制，具體分為用戶數(shù)據(jù)至核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)傳輸控制和尋呼數(shù)據(jù)至用戶設(shè)備傳輸控制，其中：

2-1)用戶數(shù)據(jù)至核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)傳輸控制步驟為：

步驟1：用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過(guò)小基站上報(bào)至SDN控制器；

步驟2：SDN控制器查詢連接到小基站的各個(gè)SDN交換機(jī)端口負(fù)載狀況，為用戶傳輸至核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)分配最優(yōu)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，下發(fā)流表；

步驟3：超密集網(wǎng)絡(luò)中的SDN交換機(jī)，通過(guò)執(zhí)行流表，完成數(shù)據(jù)的高速轉(zhuǎn)發(fā)至核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)；

2-2)尋呼數(shù)據(jù)至用戶設(shè)備傳輸控制步驟為：

步驟1：來(lái)自Internet數(shù)據(jù)要傳輸至移動(dòng)終端即被尋呼，通過(guò)核心網(wǎng)SDN交換機(jī)的可指定端口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的功能，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至SDN控制器所在的云處理中心；

步驟2：云處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行頭部解析找到被尋呼的移動(dòng)終端所附著的LTE小基站；

步驟3：通過(guò)查詢各個(gè)超密集網(wǎng)絡(luò)中SDN交換機(jī)端口負(fù)載狀況，分配尋呼數(shù)據(jù)的最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，并下發(fā)流表；

步驟4:超密集網(wǎng)絡(luò)中的SDN交換機(jī)，通過(guò)執(zhí)行流表，將尋呼數(shù)據(jù)高速轉(zhuǎn)發(fā)至被尋呼移動(dòng)終端所附著的LTE小基站；

步驟5：LTE小基站將尋呼數(shù)據(jù)解析下發(fā)至被尋呼終端。

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述1-2)新業(yè)務(wù)請(qǐng)求控制步驟如下：

步驟1：移動(dòng)終端有新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求；新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求包括：傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)；實(shí)時(shí)游戲業(yè)務(wù)；IMS短信業(yè)務(wù)；

步驟2：移動(dòng)終端將承載資源分配的請(qǐng)求發(fā)送給LTE小基站；資源分配的請(qǐng)求包含了新業(yè)務(wù)的所需速率下限、時(shí)延參數(shù)要求；

步驟3：LTE小基站將新業(yè)務(wù)請(qǐng)求發(fā)送給SDN控制器；

步驟4：SDN控制會(huì)根據(jù)新業(yè)務(wù)請(qǐng)求參數(shù)內(nèi)容與已經(jīng)存儲(chǔ)的業(yè)務(wù)QoS進(jìn)行匹配，由于是匹配過(guò)程，快速進(jìn)行響應(yīng)處理；

步驟5：響應(yīng)處理的結(jié)果應(yīng)滿足無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載達(dá)到均衡，保證此新的業(yè)務(wù)執(zhí)行使所有的LTE小基站帶寬資源、計(jì)算資源處于均衡狀態(tài)；

步驟6：SDN控制器通過(guò)API接口下達(dá)業(yè)務(wù)響應(yīng)和配置參數(shù)；

步驟7：移動(dòng)終端根據(jù)根據(jù)接收到的RRC配置參數(shù)請(qǐng)求重新配置終端參數(shù)，完成與基站側(cè)的匹配，然后進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸。