[发明专利]一种小区虚拟化的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络虚拟化领域，尤其涉及一种小区虚拟化的方法及装置。

背景技术

随着智能终端和移动互联网的发展，移动数据流量呈现爆发式增长，且室内通信需求越来越显著，宏蜂窝基站的频谱资源有限，且建址受限，使运营商迫切需要一种既能分流宏蜂窝流量又布网简单易行的解决方案，在此需求下Small Cell(微蜂窝基站)逐渐被大量部署。Small Cell可与宏蜂窝的多个层面组成了HetNet(Heterogeneous Network，异构网络)，通过宏微协同技术以及抗干扰技术的联合使用，网络容量可以实现数倍甚至更高幅度提升，大大缓解无线网络的容量压力。但是Small Cell在与宏蜂窝形成一体化覆盖大幅度提升网络整体容量的同时，也面临着诸多方面的挑战，包括邻区管理、切换配置、承载、安全、干扰、负载均衡和优化运维的挑战。如何面对这些挑战，有效利用密集部署的Small Cell成为一个重要的研究课题，而小区虚拟化技术就是其中一种最为关键的研究方向。

2015年5月由ITM-2020(5G)推进组发表的5G白皮书《5G无线技术架构》中指出，小区虚拟化技术是超密集组网的重要研究方向。小区虚拟化技术又包括以用户为中心的虚拟化小区技术、虚拟层技术和软扇区技术，其中以用户为中心的虚拟化小区技术被称为是移动接入理念的一次革命，实现从“用户找网络”到“网络追用户”的转变，因而对它的研究也最为广泛。针对不同的网络架构和不同的研究侧重点，关于虚拟小区的定义也有所不同。

较早提出虚拟小区技术的是日本NTT-DoCoMo公司，它是基于小小区的大规模部署，旨在解决高数据流量区域小区切换次数增多的问题，该技术重新设计和利用现有的宏小区，在宏小区层加入额外的层(即虚拟小区层)，依靠空闲频段和小区间的干扰协调技术进行规划和部署，从而降低了运营成本，并有效保证了网络移动性。其中的虚拟小区又被称为“宏蜂窝辅助”的微基站，是在分布式天线阵中移动台自组织小区，该架构又称为PhantomCell(虚拟小区)架构、PhantomCell的缺点在于其针对网络移动性提出，仅对网络边缘的少数用户性能有所提高，且将单个“宏微辅助”的微基站作为虚拟小区，干扰问题依然存在。

现有技术中有一种基于软件定义的以用户为中心的网络架构，该架构包含了无线接入层、资源层和控制层三层，并在控制层引入VUC(Virtual User Controller，虚拟用户控制器)，VUC管理该用户小区中的所有基站，根据用户当前的业务需求和每个基站当前的通信环境、负载情况等信息管理由哪些基站进行通信，从而实现以用户为中心的思想，使基站动态、自适应地为用户服务。但是基站间的频繁交互将会产生信令风暴。

现有的专门对Small Cell进行研究并参与制定相关标准的论坛组织Small Cell Forum(小蜂窝论坛)提出了一种对Small Cell分层解耦的虚拟化方法，该方法从协议栈角度出发，将Small Cell划分成VNF(VirtualNetworkFunction，虚拟网络功能)和PNF(NetworkFunction，物理网络功能)两部分，且有七种不同的解耦方式：服务解耦、PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)-RLC(Radio Link Control，无线链路层控制协议)解耦、RLC-MAC(Media Access Control，媒介访问控制)解耦、MAC分离、MAC-PHY(Physical Layer，物理层)解耦、PHY分离、PHY-RF(RadioFrequency，射频)解耦，SmallCellForum中将这种解耦称为Small Cell虚拟化。然而不同的解耦方式对时延和上下行带宽的要求有所不同，因此对相关技术的支持程度也不一。

3GPP Release 12TR36.842中针对双连接的提案也记载了关于S-eNB(Secondary eNB)协议栈的分离，针对S-eNB是否与S-GW(Serving GateWay，服务网关)相连，定义了三种用户面数据分离承载的方式，并分别对应9种协议栈分离的方式。

现有技术的的另一种架构是将网络划分成多组重叠的虚拟小区，网络为用户分配最合适的虚拟小区来为用户分配资源，使得大部分用户都处于虚拟小区的中心，消除边缘感受。这种架构的缺点在于用户的移动会导致整个虚拟小区网络的重新划分，在动态网络中计算量较大，因此，更加适合静态网络，。