一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法.pdf

本发明提供一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，通信控制方法包括：构建一控制层实现对整个分布式无线系统以及系统中无线资源的管理控制；构建一与控制层通信的数据层将下行空口协议数据转换成下行基带信号数据，或将上行基带信号数据转换成上行空口协议数据；构建一射频层将用户终端输出的上行射频信号数据转换为上行基带信号数据输出给数据层，或将数据层输出的下行基带信号数据转换成下行射频信号数据输出给用户终端；构建一与交换层在数据层和射频层之间交互上下行基带信号数据。本发明解决了分布式无线网络系统在联合处理过程中，大量数据交互所带来的处理处理瓶颈的问题，实现了对分布式无线网络资源进行统一管理、维护和调度。

权利要求书1.  一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于，所述通信控制方法包 括： 构建一控制层实现对整个分布式无线系统以及系统中无线资源的管理控制； 构建一与所述控制层通信的数据层，用于在控制层的控制下将下行空口协议数据转 换成下行基带信号数据，或将上行基带信号数据转换成上行空口协议数据； 构建一射频层，用于将用户终端输出的上行射频信号数据转换为上行基带信号数据 输出给数据层，或将数据层输出的下行基带信号数据转换成下行射频信号数据输出给用 户终端； 构建一与所述数据层和射频层分别通信的交换层，用于在数据层和射频层之间交互 上下行基带信号数据； 构建一与所述控制层，数据层，交换层，射频层分别通信的时间同步设备，用于实 现所述控制层，数据层，交换层，射频层之间的时间同步。 2.  根据权利要求1所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于：所述 控制层由至少1个无线网络中心控制器实现；所述数据层由至少1个基带数据计算中心单 元实现；所述射频层由至少1个射频单元实现；所述交换层由至少1个基带交换单元实 现；所述无线网络中心控制器用于实现整个分布式无线系统的控制，具体包括：基带数 据计算中心单元中上下行空口协议数据处理过程的控制，基带交换单元在基带数据计算 中心单元和射频单元之间传递上下行基带信号数据过程的控制，所述射频单元发送和接 收用户终端上下行射频信号数据过程的控制。 3.  根据权利要求2所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于：每个 基带数据计算中心单元包括至少1个锚点，每个锚点均为虚拟网络锚点；所述虚拟网络 锚点由若干个通用计算单元BCU通过级联组成。 4.  根据权利要求3所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于，所述 锚点的处理能力由无线网络中心控制器根据网络负荷状况动态调整，具体调整过程包 括： 无线网络中心控制器监控并统计分析所有锚点的负荷状态，输出锚点的负荷状态信 息报告； 当锚点的负荷状态过高时，增加锚点中BCU的数量，提高锚点的处理能力； 当锚点的负荷状态过低时，减少锚点中BCU的数量，提高基带数据计算中心单元的 资源利用率。 5.  根据权利要求3所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于：所述 无线网络中心控制器控制用户终端附着锚点的过程包括： 无线网络中心控制器根据用户终端上报的各个射频单元的信号覆盖质量信息，以及 射频单元的地理位置信息判断用户终端所处的地理位置区域； 无线网络中心控制器根据预先配置的锚点和地理位置区域的关联信息，确定用户终 端所附着的锚点； 当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络中心控制器相应的变更用户终端所附 着的锚点。 6.  根据权利要求3所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于：所述 无线网络中心控制器控制用户终端附着锚点的过程包括： 无线网络中心控制器根据用户终端通过GPS、GLONASS、或北斗信息上报的地理位 置信息判断用户终端所处的地理位置区域； 无线网络中心控制器根据预先配置的锚点和地理位置区域的关联信息，确定用户终 端所附着的锚点； 当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络中心控制器相应的变更用户终端所附 着的锚点。 7.  根据权利要求3所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于，所述基 带数据计算中心单元中上下行空口协议数据处理过程包括： 所述锚点根据无线网络中心控制器分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将从 核心网接收到的发向用户终端的下行空口协议数据转换为下行基带信号数据，将下行基 带信号数据打包成下行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述基带资源调度矩阵为三 维结构，分别用x、y和z轴表示；x轴为某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号 的射频单元；y轴为某用户终端被分配的射频单元的最小射频资源单位；z轴为某用户终 端被调度的时机和次数，表示为一个公共传输时间间隔；所述下行基带信号数据包的包头 包括射频单元地址信息、射频单元端口信息、版本号信息、扩展位信息； 锚点根据无线网络中心控制器分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行基 带信号数据转换成上行空口协议数据。 8.  根据权利要求7所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于，所述基 带交换单元在基带数据计算中心单元和射频单元之间传递上下行基带信号数据的过程包 括： 所述基带交换单元解析下行基带信号数据包的包头信息，将下行基带信号数据发送给 包头中射频单元地址信息对应的射频单元； 所述基带交换单元解析上行基带数据包的包头信息，根据无线网络中心控制器分配的 上行基带交换矩阵将上行基带信号数据传输给对应的锚点；所述上行基带交换矩阵为二维 结构，分别用x和y轴表示；x轴为某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频 单元；y轴为某用户终端被分配的射频单元的最小射频资源单位；上行基带交换矩阵中填 写的内容为处理上行基带信号数据的虚拟无线网络锚点的身份标签；所述上行基带信号数 据包的包头包括最小频谱分配资源单位信息和射频单元身份标签。 9.  根据权利要求8所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于，所述射 频单元接收和发送用户终端上下行射频信号数据过程包括： 所述射频单元接收下行基带信号数据后，将下行基带信号数据调制成下行射频信号数 据，然后将下行射频信号数据通过空口发送给用户终端； 所述射频单元接收到用户终端通过空口上传的上行射频信号数据后，将上行射频信号 数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号数据以最小频谱分配资源单位进行划 分，将划分后的每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行基带信号数据包，然后将 上行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述上行基带信号数据包的包头包括最小频谱 分配资源单位信息和射频单元身份标签。 10.  根据权利要求2所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，其特征在于：所述 时间同步设备采用定时装置；所述定时装置和无线网络中心控制器，基带数据计算中心 单元，基带交换单元和射频单元分别连接，将定时信号传送给无线网络中心控制器，基 带数据计算中心单元，基带交换单元和射频单元，保证无线网络中心控制器，基带数据 计算中心单元，基带交换单元和射频单元之间的时间同步。

说明书一种软件定义的分布式无线系统的通信控制方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，涉及一种分布式网络联合系统，特别是涉及一种软件定 义的分布式无线系统的通信控制方法。
背景技术
移动通信技术飞速发展，已经历了4个主要发展阶段。每一代的发展都是技术的突破和 观念的创新。第一代起源于20世纪80年代，主要采用模拟和频分多址（FDMA）技术，向 用户提供移动语音业务服务，语音通信从有线时代进入无线移动时代。第二代（2G）起源于 20世纪90年代初期，主要采用时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术，移动语音 通信从模拟时代进入数字时代，除了向用户提供更高质量的数字语音业务服务，还能提供低 速的数据接入服务，如短数据报文业务和WAP业务。第三代移动通信系统(3G)起源于20世 纪末，相比2G，可以提供更高的空口数据吞吐率和更丰富的业务服务，标志着移动通信进入 移动互联网时代，不仅能够提供更高质量的话音服务，还能提供高速数据业务服务，如视频 会议业务、静止的图像浏览、移动互联联网社交业务和移动电子商务等。第四代移动通信系 统（4G，LTE）起源于本世纪初，提供一种全IP的扁平化无线架构，采用正交频分复用（OFDM） 技术，全球移动通信制式呈现大一统的状态，移动互联网进入宽带接入时代，目标是提供固 网管带的接入体验。依托于4G LTE的高吞吐量（上下行最高吞吐量可达300Mbps/600Mbps） 和更低的端到端延迟（小于100ms），可以为用户提供相比3G更丰富、更高质量和更高容量 的业务服务，如全高清的视频业务、移动云计算、移动物联网服务。
随着第四代移动通信的部署和商用化，第五代移动通信也进入人们的视野。对5G的总 体目标，相关的研究机构和标准化组织已经达成了共识：到2020年，网络容量将达到如今规 模的1000倍，用户数据速率将是如今的100倍，同一时刻的设备互联级别的数量可达到现在 的100倍，终端的功耗下降10倍。相对于2，3，4G技术而言，5G的概念是一个综合的整 体性范围，它是现有无线技术的演进、整合和开发补充性的新技术，到2020年，为终端用户 提供超宽带无线接入体验，提供虚拟现实、3D/4k等增强现实体验等当今渴望而不可及的无 线服务。庞大的5G无线网络是由大量的不同制式和标准的无线网络的末端射频单元共同组 成了一张分布式无线网络系统。
传统的无线网络架构为核心网加无线接口部分，其中无线接口设备由基站构成。每个基 站是一个独立的物理实体，在分布式网络中，基站和基站之间的交互和联合处理，通过基站 之间的传输线路交互大量的信息来完成，这种模式，随着无线设备节点的增加，会极大的降 低资源的利用率和数据处理的效率。
综上所述，需要一种分布式无线网络联合处理的系统，能对不同技术组成的分布式无线 网络进行统一管理和维护，统一资源调度，统一处理，达到提高系统资源利用率，降低系统 维护成本的目的。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种软件定义的分布式无线系统 的通信控制方法，用于解决现有分布式无线网络系统，在联合处理过程中，基站设备间进行 大规模联合联合处理时，大量数据交互所带来的处理处理瓶颈的问题，并且，针对无线网络 负荷量分布不均匀的特点，对分布式无线网络资源进行统一管理、维护和调度。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种软件定义的分布式无线系统的通信控 制方法，所述通信控制方法包括：构建一控制层实现对整个分布式无线系统以及系统中无线 资源的管理控制；构建一与所述控制层通信的数据层，用于在控制层的控制下将下行空口协 议数据转换成下行基带信号数据，或将上行基带信号数据转换成上行空口协议数据；构建一 射频层，用于将用户终端输出的上行射频信号数据转换为上行基带信号数据输出给数据层， 或将数据层输出的下行基带信号数据转换成下行射频信号数据输出给用户终端；构建一与所 述数据层和射频层分别通信的交换层，用于在数据层和射频层之间交互上下行基带信号数 据；构建一与所述控制层，数据层，交换层，射频层分别通信的时间同步设备，用于实现所 述控制层，数据层，交换层，射频层之间的时间同步。
优选地，所述控制层由至少1个无线网络中心控制器实现；所述数据层由至少1个基带 数据计算中心单元实现；所述射频层由至少1个射频单元实现；所述交换层由至少1个基带 交换单元实现；所述无线网络中心控制器用于实现整个分布式无线系统的控制，具体包括： 基带数据计算中心单元中上下行空口协议数据处理过程的控制，基带交换单元在基带数据计 算中心单元和射频单元之间传递上下行基带信号数据过程的控制，所述射频单元发送和接收 用户终端上下行射频信号数据过程的控制。
优选地，每个基带数据计算中心单元包括至少1个锚点，每个锚点均为虚拟网络锚点； 所述虚拟网络锚点由若干个通用计算单元BCU通过级联组成。
优选地，所述锚点的处理能力由无线网络中心控制器根据网络负荷状况动态调整，具体 调整过程包括：无线网络中心控制器监控并统计分析所有锚点的负荷状态，输出锚点的负荷 状态信息报告；当锚点的负荷状态过高时，增加锚点中BCU的数量，提高锚点的处理能 力；当锚点的负荷状态过低时，减少锚点中BCU的数量，提高基带数据计算中心单元的资 源利用率。
优选地，所述无线网络中心控制器控制用户终端附着锚点的过程包括：无线网络中心控 制器根据用户终端上报的各个射频单元的信号覆盖质量信息，以及射频单元的地理位置信息 判断用户终端所处的地理位置区域；无线网络中心控制器根据预先配置的锚点和地理位置区 域的关联信息，确定用户终端所附着的锚点；当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络 中心控制器相应的变更用户终端所附着的锚点。
优选地，所述无线网络中心控制器控制用户终端附着锚点的过程包括：无线网络中心控 制器根据用户终端通过GPS、GLONASS、或北斗信息上报的地理位置信息判断用户终端所 处的地理位置区域；无线网络中心控制器根据预先配置的锚点和地理位置区域的关联信息， 确定用户终端所附着的锚点；当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络中心控制器相应 的变更用户终端所附着的锚点。
优选地，所述基带数据计算中心单元中上下行空口协议数据处理过程包括：所述锚点根 据无线网络中心控制器分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将从核心网接收到的发向 用户终端的下行空口协议数据转换为下行基带信号数据，将下行基带信号数据打包成下行基 带信号数据包发送给基带交换单元；所述基带资源调度矩阵为三维结构，分别用x、y和z轴 表示；x轴为某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频单元；y轴为某用户终端被 分配的射频单元的最小射频资源单位；z轴为某用户终端被调度的时机和次数，表示为一个 公共传输时间间隔；所述下行基带信号数据包的包头包括射频单元地址信息、射频单元端口 信息、版本号信息、扩展位信息；锚点根据无线网络中心控制器分配的基带资源调度矩阵和 基带计算矩阵，将上行基带信号数据转换成上行空口协议数据。
优选地，所述基带交换单元在基带数据计算中心单元和射频单元之间传递上下行基带信 号数据的过程包括：所述基带交换单元解析下行基带信号数据包的包头信息，将下行基带信 号数据发送给包头中射频单元地址信息对应的射频单元；所述基带交换单元解析上行基带数 据包的包头信息，根据无线网络中心控制器分配的上行基带交换矩阵将上行基带信号数据传 输给对应的锚点；所述上行基带交换矩阵为二维结构，分别用x和y轴表示；x轴为某用户 终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频单元；y轴为某用户终端被分配的射频单元的 最小射频资源单位；上行基带交换矩阵中填写的内容为处理上行基带信号数据的虚拟无线网 络锚点的身份标签。
优选地，所述射频单元接收和发送用户终端上下行射频信号数据过程包括：所述射频单 元接收下行基带信号数据后，将下行基带信号数据调制成下行射频信号数据，然后将下行射 频信号数据通过空口发送给用户终端；所述射频单元接收到用户终端通过空口上传的上行射 频信号数据后，将上行射频信号数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号数据以最 小频谱分配资源单位进行划分，将划分后的每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行 基带信号数据包，然后将上行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述上行基带信号数据 包的包头包括最小频谱分配资源单位信息和射频单元身份标签。
优选地，所述时间同步设备采用定时装置；所述定时装置和无线网络中心控制器，基带 数据计算中心单元，基带交换单元和射频单元分别连接，将定时信号传送给无线网络中心控 制器，基带数据计算中心单元，基带交换单元和射频单元，保证无线网络中心控制器，基带 数据计算中心单元，基带交换单元和射频单元之间的时间同步。
如上所述，本发明所述的软件定义的分布式无线系统的通信控制方法，具有以下有益效 果：
本发明通过将无线网络中各协议层的控制部分剥离，集中于一个无线网络中心控制器， 有利于分布式无线网络的资源合理调度和分配，有利于分布式无线网络的联合处理；若干个 虚拟的无线网络锚点构成一个空口协议数据处理计算的云计算平台，在无线网络中心控制器 的控制下，负责处理上行和下行空口协议数据；无线网络锚点由若干个通用化的计算单元组 成，实现了空口协议数据处理设备的通用化，并且能够根据网络的负荷状态，动态的调整和 调配网络锚点计算单元的个数，提高资源利用率，达到降低设备成本的目的；解决了现有分 布式无线网络系统在联合处理过程中，大量数据交互所带来的处理处理瓶颈的问题，并且针 对无线网络负荷量分布不均匀的特点，实现了对分布式无线网络资源进行统一管理、维护和 调度。
附图说明
图1为本发明所述的软件定义的分布式无线系统的结构示意图。
图2为本发明所述的动态调整锚点的处理能力的示意图。
图3为本发明所述的确定用户终端的锚点附着过程和锚点切换过程的流程示意图。
图4为本发明所述的基带资源调度矩阵的结构示意图。
图5为本发明所述的下行基带信号数据包的包头结构示意图。
图6为本发明所述的上行基带交换矩阵的结构示意图。
图7为本发明所述的上行基带信号数据包的包头结构示意图。
图8为本发明所述的LTE网络下行数据联合处理过程的流程示意图。
图9为本发明所述的LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络中下行数据联合 处理过程的流程示意图。
图10为本发明所述的LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络中上行基带资 源调度矩阵的结构示意图。
图11为本发明所述的LTE网络上行数据联合处理过程的流程示意图。
图12a和图12b本发明所述的LTE网络组成的异构分布式无线网络中无线网络中心控制 器分别在t0时刻和t1时刻为基带交换单元提供的上行基带交换矩阵的结构示意图。
图13为本发明所述的LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络中上行数据联 合处理过程的流程示意图。
图14为本发明所述的LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络中基带资源调 度矩阵的结构示意图。
图15a和图15b本发明所述的LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络中无线 网络中心控制器分别在t0时刻和t1时刻为基带交换单元提供的上行基带交换矩阵的结构示意 图。
元件标号说明
100    控制层
110    无线网络中心控制器
200    数据层
210    基带信号数据计算中心单元
211    锚点
300    交换层
310    基带交换单元
400    射频层
410    射频单元
500    时间同步设备
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露 的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加 以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本 构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸 绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也 可能更为复杂。
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。
实施例
本发明提供一种软件定义的分布式无线系统，如图1所示，所述软件定义的分布式无线 系统至少包括：控制层100，数据层200，交换层300，射频层400，时间同步设备500；其 中，控制层100用于实现对整个分布式无线系统以及系统中无线资源的管理控制；数据层 200与控制层100通信，用于在控制层的控制下处理上下行空口协议数据；交换层300与数 据层200和射频层400分别通信相连，用于在数据层200和射频层400之间交互上下行基带 信号数据；射频层400与交换层300通信，用于将用户终端输出的上行射频信号数据转换为 上行基带信号数据输出给数据层，或将数据层输出的下行基带信号数据转换成下行射频信号 数据输出给用户终端。所述时间同步设备500用于实现控制层100，数据层200，交换层 300，射频层400之间的时间同步。
所述控制层100的功能由至少1个无线网络中心控制器110实现。
所述数据层200的功能由至少1个基带信号数据计算中心单元210实现，每个基带信号 数据计算中心单元210包括至少1个锚点211。每个锚点211均为虚拟网络锚点，所述虚拟 网络锚点由若干个通用计算单元BCU通过级联组成。所有的虚拟网络锚点构成一个基带信 号数据云计算平台；即：所述数据层200是由基带信号数据云计算平台实现的。基带信号数 据云计算平台根据无线网络中心控制器110的控制，实现对附着于所述锚点211的用户终端 的上下行空口协议数据的处理。其中，所述锚点211的处理能力由无线网络中心控制器110 根据网络负荷状况进行控制调整。在实际应用中，每个锚点211负责处理某一地理区域内用 户终端的上下行业务数据（即上下行空口协议数据）。锚点211的处理能力由BCU的数量 决定，无线网络中心控制器110根据锚点所对应的地理区域内的网络负荷量的大小，动态的 调整锚点中BCU的数量。
所述交换层300的功能由至少1个基带交换单元310实现。所述基带交换单元310用于 将用户终端通过射频单元上传的上行基带信号数据传送给该用户终端附着的锚点，以及将锚 点输出的下行基带信号数据通过射频单元传送给具体的目的用户终端。
所述射频层400的功能由至少1个射频单元410实现，所述射频单元410用于接收用户 终端输出的上行射频信号数据，或向用户终端发送下行射频信号数据。
所述时间同步设备500用于实现无线网络中心控制器110，基带信号数据计算中心单元 210，基带交换单元310，射频单元410之间的时间同步。
下面对所述软件定义的分布式无线系统的通信控制过程进行进一步详细描述。
所述无线网络中心控制器110用于实现对整个分布式无线系统的通信控制，具体包括： 基带信号数据计算中心单元210中上下行空口协议数据处理过程的控制，基带交换单元310 在基带信号数据计算中心单元210和射频单元410之间传递上下行基带信号数据过程的控 制，用户终端附着虚拟无线网络锚点过程的控制，虚拟无线网络锚点的处理能力的控制，所 有射频单元410发送和接收用户终端射频信号数据过程的控制。
所述基带信号数据计算中心单元210用于在无线网络中心控制器110的控制下，处理用 户终端的上下行业务数据和性能测量，具体包括：从核心网接收用户终端的下行业务数据并 将下行业务数据转换为下行基带信号数据发送给用户终端，从射频单元接收用户终端的上行 基带信号数据并将上行基带信号数据转换为上行业务数据发送给核心网，以及测量整个分布 式无线系统的性能。
所述基带交换单元310用于在无线网络中心控制器110的控制下，传递和交换基带信号 数据计算中心单元210和射频单元410之间的上下行基带信号数据。所述射频单元410用于 将用户终端输出的上行射频信号数据转换为上行基带信号数据，再通过基带交换单元310将 上行基带信号数据转发给基带信号数据计算中心单元210，或将基带信号数据计算中心单元 210输出的下行基带信号数据转换成下行射频信号数据，再通过基带交换单元310将下行基 带信号数据转发给用户终端。
所述时间同步设备500采用定时装置，所述定时装置和无线网络中心控制器110，基带 信号数据计算中心单元210，基带交换单元310和射频单元410分别连接，将定时信号传送 给无线网络中心控制器110，基带信号数据计算中心单元210，基带交换单元310和射频单元 410，保证无线网络中心控制器110，基带信号数据计算中心单元210，基带交换单元310和 射频单元410之间的时间同步。
如图2所示，在所述软件定义的分布式无线系统中，无线网络中心控制器110根据网络 负荷状况动态调整所述锚点211的处理能力的过程包括：
无线网络中心控制器110监控并统计分析所有锚点211的负荷状态，输出锚点的负荷状 态信息报告；
当锚点的负荷状态过高时，增加锚点中BCU的数量，提高锚点的处理能力；
当锚点的负荷状态过低时，减少锚点中BCU的数量，提高基带信号数据计算中心单元 210的资源利用率。
如图3所示，无线网络中心控制器110控制用户终端附着锚点的过程包括确定用户终端 的锚点附着过程和锚点切换过程，具体包括：
无线网络中心控制器110根据用户终端上报的各个射频单元410的信号覆盖质量信息， 以及射频单元的地理位置信息判断用户终端所处的地理位置区域；或者，无线网络中心控制 器110直接根据用户终端通过GPS（Global Position System,全球定位系统）、GLONASS （Global Navi Gation Satellite System，全球卫星导航系统）、或北斗信息上报的地理位置信息 判断用户终端所处的地理位置区域；
无线网络中心控制器110根据预先配置的锚点和地理位置区域的关联信息，确定用户终 端所附着的锚点；
当用户终端的地理位置发生变化时，无线网络中心控制器110相应的变更用户终端所附 着的锚点。
无线网络中心控制器110在所述软件定义的分布式无线系统中对基带信号数据计算中心 单元210的控制过程包括：
无线网络中心控制器110根据射频单元410，基带信号数据计算中心单元210，和用户终 端上报的信息，生成无线网络资源调度矩阵；其中，无线网络资源包括：发送和接收射频单 元的个数，上行和下行频谱带宽资源，上行和下行扩频码资源，用户终端上下行被调度的时 刻和次数，用户终端上行和下行空口射频信号的发送模式（如单入单出发送模式，单入多出 发送模式，多入多出发送模式，开环或者闭环发送模式）。
无线网络中心控制器110根据网络的负荷状态、用户终端的上下行信号覆盖强度和信道 质量信息，用户终端的签约属性信息以及用户终端的上下行数据量信息，输出基带资源调度 矩阵给基带信号数据计算中心单元210中的虚拟网络锚点。参见图4所示，所述基带资源调 度矩阵（Base Scheduler Matrix，简称BSM）为三维结构，分别用x、y和z轴表示。x轴为 某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频单元；y轴为某用户终端被分配的射频 单元的最小射频资源单位，对于LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统，最小射频资 源单位为物理资源块；对于UMTS系统，最小射频资源单位为码资源；z轴为某用户终端被 调度的时机和次数，表示为一个公共TTI（Transmission Time Interval，传输时间间隔），即不 同制式的无线系统的传输时间间隔的公倍数，例如，无线网络系统包括UMTS系统和LTE系 统，UMTS系统的传输时间间隔为10ms，LTE系统的传输时间间隔为1ms，那么，z轴的时 间长度为10ms；BSM分成上行BSM和下行BSM。
无线网络中心控制器110从基带信号数据计算中心单元210，射频单元410，和用户终端 收集网络信息和无线信息；所述网络信息和无线信息包括网络负荷状态，用户终端的上下行 信号覆盖强度，用户终端的上下行信道质量，用户终端的上下行通信链路质量评估，用户终 端的位置信息。
无线网络中心控制器110根据收集到的信息，在某一时刻向锚点输出用户终端的基带计 算矩阵，该基带计算矩阵是该锚点在该时刻向该用户终端发送基带信号数据用的。所述基带 计算矩阵包括加扰参数、调制参数、层映射参数、预处理矩阵、发送模式参数、RLC（Radio  Link Control，无线链路控制）层数据处理参数和PDCP（Packet Data Convergence Protocol， 分组数据汇聚协议）层数据处理参数。
在某时刻，锚点根据无线网络中心控制器110分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩 阵，将从核心网接收到的发向用户终端的下行空口协议数据转换为下行基带信号数据，将下 行基带信号数据打包发送给基带交换单元；每一个下行基带信号数据包的包头如图5所示， 包括射频单元地址信息、射频单元端口信息、版本号信息、扩展位信息。射频单元根据解析 出的下行基带信号数据包包头中的射频单元地址信息判断该下行基带信号数据包是否属于自 己处理的数据包。
锚点也根据无线网络中心控制器110分配的基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行 基带信号数据转换成上行空口协议数据（即业务数据），然后将上行空口协议数据传送给其他 的业务数据处理单元。
无线网络中心控制器110在所述软件定义的分布式无线系统中对基带交换单元310的控 制过程包括：
所述基带交换单元310解析下行基带信号数据包的包头信息，将下行基带信号数据发送 给包头中射频单元地址信息对应的射频单元410。
无线网络中心控制器110根据用户终端被分配的接收上行射频信号的射频单元410、处 理上行基带信号的锚点211、以及用户终端被分配的频谱带宽资源，为基带交换单元310提 供上行基带交换矩阵。对于LTE系统，用户终端被分配的频谱带宽资源对应的是用户终端被 分配的物理资源块编号；对于UMTS系统，用户终端被分配的频谱带宽资源对应的是整个 UMTS系统的空口频谱带宽。参见图6所示，上行基带交换矩阵为二维结构，分别用x和y 轴表示；x轴为某用户终端被分配的用于发送和接收射频信号的射频单元；y轴为某用户终端 被分配的射频单元的最小射频资源单位；中填写的内容为处理上行基带信号数据的虚拟无线 网络锚点的身份标签。所述基带交换单元310解析上行基带数据包的包头信息，根据上行基 带交换矩阵将上行基带信号数据传输给对应的锚点211。
无线网络中心控制器110在所述软件定义的分布式无线系统中对射频单元410的控制过 程包括：
所述射频单元410布置于不同的地理位置，构成分布式无线网络。所述射频单元410接 收下行基带信号数据后，将下行基带信号数据调制成下行射频信号数据，然后将下行射频信 号数据通过空口发送给用户终端。
所述射频单元410接收到用户终端通过空口上传的上行射频信号数据后，将上行射频信 号数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号数据以最小频谱分配资源单位进行划分， 将划分后的每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行基带信号数据包，然后将上行基 带信号数据包发送给基带交换单元310。所述最小频谱分配资源单位为一个PRB（Physical  Resource Blocker，物理资源块）。所述上行基带信号数据包的包头包括最小频谱分配资源单位 信息和射频单元身份标签，具体参见图7所示。
本发明以LTE网络为例，对软件定义的分布式无线系统中下行数据通信方法进行详细描 述。假设，用户终端当前t0时刻附着的锚点为锚点A，t1时刻附着的锚点为锚点B；那么LTE 网络的下行数据联合处理过程如图8所示，具体包括如下步骤：
S81，无线网络中心控制器根据网络的负荷状态、用户终端的上下行信号覆盖强度和信道 质量信息，用户终端的签约属性信息以及用户终端的上下行数据量信息，在t0时刻（即当前 调度时刻）分配射频单元2，3，4，5给用户终端；每个射频单元的频谱带宽单元3，4，5， 6，7给用户终端，输出如图4所示的基带资源调度矩阵给锚点A；无线网络中心控制器根据 收集到的信息，在t0时刻向锚点A输出用户终端的基带计算矩阵；
无线网络中心控制器在t1时刻仍然分配射频单元2，3，4，5给用户终端，每个射频单 元的频谱带宽单元仍旧是3，4，5，6，7，输出如图4所示的基带资源调度矩阵给锚点B； 无线网络中心控制器根据收集到的信息，在t1时刻向锚点B输出用户终端的基带计算矩阵；
S82，在t0时刻，锚点A根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将接收到的下行空口 协议数据（即下行业务数据）转换为下行基带信号数据，然后将发向每一个射频单元的下行 基带信号数据打上一个数据包头，组成一个下行基带信号数据包，最后将下行基带信号数据 包发送给基带交换单元；其中，下行基带信号数据包的结构如图5所示，每个下行基带信号 数据包的包头包括射频单元地址信息、射频单元端口信息、版本号信息、扩展位信息；
在t1时刻，锚点B根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将接收到的下行空口协议数 据（即下行业务数据）转换为下行基带信号数据，然后将发向每一个射频单元的下行基带信 号数据打上一个数据包头，组成一个下行基带信号数据包，最后将下行基带信号数据包发送 给基带交换单元；
S83，基带交换单元解析下行基带信号数据包的包头信息，将下行基带信号数据发送至射 频单元2，3，4，5；
S84，射频单元2，3，4，5将下行基带信号数据转换成下行射频信号数据后，将下行射 频信号数据通过空口发送给对应的用户终端。
本发明以LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络为例，对软件定义的分布式 无线系统中下行数据通信方法进行详细描述。假设，用户终端当前t0时刻附着的锚点为锚点 A，t1时刻附着的锚点为锚点B；那么LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络的 下行数据联合处理过程如图9所示，具体包括如下步骤：
S91，无线网络中心控制器根据网络的负荷状态、用户终端的上下行信号覆盖强度和信 道质量信息，用户终端的签约属性信息以及用户终端的上下行数据量信息，在t0时刻（即当 前调度时刻）分配射频单元2，3，4，5给用户终端作为LTE射频信号处理单元，射频单元 2，3，4，5中的每个射频单元的频谱带宽单元（即物理资源块）3，4，5，6，7给用户终端； 在t0时刻分配射频单元6给用户终端作为UMTS射频信号处理单元，射频单元6中的频谱带 宽单元（即码资源）5，6，7，8给用户终端；输出如图10所示的基带资源调度矩阵给锚点A； 其中，基带资源调度矩阵的TTI为LTE网络TTI和UMTS网络TTI的公倍数；无线网络中 心控制器根据收集到的信息，在t0时刻向锚点A输出用户终端的基带计算矩阵；
S92，在t0时刻，锚点A根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，分别生成射频单元2， 3，4，5，6的下行基带信号数据包传递给基带交换单元；
S93，基带交换单元解析下行基带信号数据包的包头信息，将下行基带信号数据对应发 送至射频单元2，3，4，5，6；
S94，射频单元2，3，4，5，6分别将下行基带信号数据转换成下行射频信号数据后， 在空口发送给用户终端。
本发明以LTE网络为例，对软件定义的分布式无线系统中上行数据通信方法进行详细描 述。假设，用户终端当前t0时刻附着的锚点为锚点A，t1时刻附着的锚点为锚点B；那么LTE 网络的上行数据联合处理过程如图11所示，具体包括如下步骤：
S111，无线网络中心控制器根据LTE网络的负荷状态、用户终端的上下行信号覆盖强度 和信道质量信息，用户终端的签约属性信息以及用户终端的上下行数据量信息，在t0时刻 （即当前调度时刻），分配射频单元2，3，4，5给用户终端，每个射频单元的频谱带宽单元 3，4，5，6，7给用户终端，输出如图5所示的基带资源调度矩阵给锚点A；在t1时刻，仍 然分配射频单元2，3，4，5给用户终端，每个射频单元的频谱带宽单元3，4，5，6，7仍然 给用户终端，输出如图5所示的基带资源调度矩阵给锚点B；无线网络中心控制器根据收集 到的信息，在t0时刻向锚点A输出用户终端的基带计算矩阵，在t1时刻向锚点B输出用户 终端的基带计算矩阵；
S112，在t0时刻和t1时刻，射频单元2，3，4，5均在空口端接收来自用户终端的上行 射频信号数据，对上行射频信号数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号数据以最 小频谱分配资源单位进行划分，将每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行基带信号 数据包，然后将上行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述上行基带信号数据包的包头 包括最小频谱分配资源单位信息和射频单元身份标签，具体参见图7所示；
S113，无线网络中心控制器根据用户终端被分配的接收上行射频信号的射频单元、处理 上行基带信号的锚点、以及用户终端被分配的频谱带宽资源，为基带交换单元提供分别如图 12a和图12b所示的t0时刻和t1时刻的上行基带交换矩阵；基带交换单元解析上行基带信号 数据包的包头信息，并根据上行基带交换矩阵，在t0时刻将上行基带信号数据传输给对应的 锚点A；
S114，在t0时刻，锚点A根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行基带信号数据 转换为上行空口协议数据（即上行业务数据），并将上行空口协议数据传送给其他业务数据 处理单元；在t1时刻，锚点B根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行基带信号数据 转换为上行空口协议数据（即上行业务数据），并将上行空口协议数据传送给其他业务数据 处理单元。
本发明以LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络为例，对软件定义的分布式 无线系统中上行数据通信方法进行详细描述。假设，用户终端当前t0时刻附着的锚点为锚点 A，t1时刻附着的锚点为锚点B；那么LTE网络和UMTS网络组成的异构分布式无线网络的 上行数据联合处理过程如图13所示，具体包括如下步骤：
S131，无线网络中心控制器根据LTE网络的负荷状态、用户终端的上下行信号覆盖强度 和信道质量信息，用户终端的签约属性信息以及用户终端的上下行数据量信息，在t0时刻 （即当前调度时刻）分配射频单元2，3，4，5给用户终端作为LTE射频信号处理单元，每 个射频单元的频谱带宽单元3，4，5，6，7给用户终端，输出如图14所示的基带资源调度矩 阵给锚点A；在t1时刻分配射频单元2，3，4，5给用户终端作为LTE射频信号处理单元， 每个射频单元的频谱带宽单元3，4，5，6，7给用户终端，输出如图14所示的基带资源调度 矩阵给锚点B；在t0时刻和t1时刻分配射频单元6和7给用户终端作为UMTS射频信号处 理单元，射频单元6和7输出的上行基带信号数据固定由锚点A负责处理；即：t0时刻，无 线网络中心控制器根据收集到的信息，确定接收用户终端上行LTE射频信号数据的射频单元 为2，3，4，5，接收用户终端上行UMTS射频信号数据的射频单元为6，7；t1时刻，无线 网络中心控制器根据收集到的信息，确定接收用户终端上行LTE射频信号的射频单元为2， 3，4，5，接收用户终端上行UMTS射频信号的射频单元为6，7；
无线网络中心控制器根据收集到的信息，在t0时刻向锚点A输出用户终端的基带计算矩 阵，在t1时刻向锚点B输出用户终端的基带计算矩阵；
S132，在t0时刻和t1时刻，射频单元2，3，4，5均在空口端接收来自用户终端的上行 LTE射频信号数据，对上行LTE射频信号数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号 数据以最小频谱分配资源单位进行划分，将每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行 基带信号数据包，然后将上行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述上行基带信号数据 包的包头包括最小频谱分配资源单位信息和射频单元身份标签，具体参见图7所示；
在t0时刻和t1时刻，射频单元6，7均在空口端接收来自用户终端的上行UMTS射频信 号数据，对上行UMTS射频信号数据解调成上行基带信号数据，并将上行基带信号数据以最 小频谱分配资源单位进行划分，将每段上行基带信号数据加上包头打包成一个上行基带信号 数据包，然后将上行基带信号数据包发送给基带交换单元；所述上行基带信号数据包的包头 包括最小频谱分配资源单位信息和射频单元身份标签，具体参见图7所示；
S133，无线网络中心控制器根据用户终端被分配的接收上行射频信号的射频单元、处理 上行基带信号的锚点、以及用户终端被分配的频谱带宽资源，为基带交换单元提供如图15a 所示的t0时刻和如图15b所示的t1时刻的上行基带交换矩阵；基带交换单元解析上行基带信 号数据包的包头信息，并根据上行基带交换矩阵，在t0时刻将射频单元2，3，4，5，6，7 输出的上行基带信号数据传输给锚点A处理；在t1时刻，将射频单元2，3，4，5输出的上 行基带信号数据传输给锚点B处理，将射频单元6，7输出的上行基带信号数据传输给锚点A 处理；
S134，在t0时刻，锚点A根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行基带信号数据 （包括上行LTE基带信号数据和上行UMTS基带信号数据）转换为上行空口协议数据（即上 行业务数据），并将上行空口协议数据传送给其他业务数据处理单元；在t1时刻，锚点B根 据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行LTE基带信号数据转换为上行空口协议数据 （即上行业务数据），并将上行空口协议数据传送给其他业务数据处理单元；在t1时刻，锚 点A根据基带资源调度矩阵和基带计算矩阵，将上行UMTS基带信号数据转换为上行空口协 议数据（即上行业务数据），并将上行空口协议数据传送给其他业务数据处理单元。
本发明通过将无线网络中各协议层的控制部分剥离，集中于一个无线网络中心控制器， 有利于分布式无线网络的资源合理调度和分配，有利于分布式无线网络的联合处理；若干个 虚拟的无线网络锚点构成一个空口协议数据处理计算的云计算平台，在无线网络中心控制器 的控制下，负责处理上行和下行空口数据；无线网络锚点由若干个计算单元组成；基带计算 单元与具体的无线技术或者制式无关，是一个通用化的计算处理单元；在无线网络中心控制 器的控制下，组成无线网络锚点的计算单元的个数，可根据网络负荷状态进行动态的调整， 实现空口协议数据处理设备的通用化，并且能够根据网络的负荷状态，动态的调整和调配网 络锚点计算单元的个数，提高资源利用率，达到降低设备成本的目的。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。