本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于切片流表的無線網(wǎng)切片方法。

背景技術(shù)：

5G作為新一代無線移動通信網(wǎng)絡，主要用于滿足2020年以后的移動通信需求。在高速發(fā)展的移動互聯(lián)網(wǎng)和不斷增長的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務需求共同推動下，要求5G具備低成本、低能耗、安全可靠的特點，同時傳輸速率提升10到100倍，峰值傳輸速率達到10Gbit/s，端到端時延達到毫秒級，連接設備密度增加10到100倍，流量密度提升1000倍，頻譜效率提升5到10倍，能夠在500km/h的速度下保證用戶體驗。為了滿足5G的各種需求，再無線傳輸技術(shù)方面主要運用大規(guī)模天線陣列技術(shù)、新型多址技術(shù)、全頻率服用技術(shù)等。在網(wǎng)絡架構(gòu)方面，未來5G將是基于軟件定義網(wǎng)絡(softwaredefinednetworking，SDN)、網(wǎng)絡功能虛擬化和云計算技術(shù)的更加靈活、智能高效和開放的異構(gòu)融合網(wǎng)絡系統(tǒng)。

SDN作為一種對網(wǎng)絡具有重大影響的新技術(shù)，其價值已經(jīng)被業(yè)界普遍認可。SDN技術(shù)是一項全局性、顛覆性的網(wǎng)絡變革技術(shù)，它采用IT技術(shù)的模式來改造傳統(tǒng)的“封閉”網(wǎng)絡，使用軟件定義的方法重新定義網(wǎng)絡能力，使得網(wǎng)絡從靜態(tài)走向動態(tài)，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡中無法避免的一些問題，包括對需求變化的響應速度慢、無法實現(xiàn)網(wǎng)絡的虛擬化以及高昂的運維成本和設備成本等，為網(wǎng)絡發(fā)展帶來新的機遇。

現(xiàn)階段，在SDN部署的目標網(wǎng)絡選擇上，運營商主要瞄準MPLS骨干網(wǎng)、云業(yè)務網(wǎng)絡以及跨層傳送網(wǎng)絡，此外還包括城域匯聚、光網(wǎng)絡以及無線接入網(wǎng)。目前，針對SDN架構(gòu)在無線接入網(wǎng)絡的研究主要還集中在網(wǎng)絡架構(gòu)上的探討和研究。且將SDN運用到無線網(wǎng)絡中還存在著一些技術(shù)挑戰(zhàn)。實現(xiàn)軟件定義網(wǎng)絡至少需要能夠定義切片以及隔離這些切片，而且還要求網(wǎng)絡設備能夠測量，并向控制器報告它們的狀態(tài)，這些要求在使用無線傳輸介質(zhì)的條件下都是難以實現(xiàn)的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于切片流表的無線網(wǎng)絡切片方法，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的分離。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于切片流表的無線網(wǎng)絡切片方法，所述方法包括：

將SDN架構(gòu)中的Openflow切片流表擴展至無線接入網(wǎng)絡中，所述切片流表的匹配字段包括遠端發(fā)射頭RRH字段和基帶處理單元BBU字段；

根據(jù)不同的切片觸發(fā)條件，生成至少一種切片網(wǎng)絡；其中，所述切片網(wǎng)絡包括靜態(tài)切片式網(wǎng)絡、動態(tài)切片式網(wǎng)絡以及半靜態(tài)切片式網(wǎng)絡。

進一步地，所述RHH字段中包括：

實體RRH物理標識；RRH物理端口；基站的發(fā)射功率；基站天線的數(shù)量；調(diào)制編碼策略；信道傳播模型；傳播幀結(jié)構(gòu)；實體Fronthaul物理標識；Fronthaul物理端口；Fronthaul的時延限制；Fronthaul的容量限制。

進一步地，所述BBU字段包括：

實體BBU物理標識；BBU物理端口；資源調(diào)度方式；協(xié)議棧配置；帶寬分配數(shù)量。

進一步地，所述靜態(tài)切片式網(wǎng)絡按照下述方式生成：

運營商或者業(yè)務提供商通過應用程序編程接口API向SDN控制器發(fā)送切片請求；

所述SDN控制器根據(jù)網(wǎng)絡切片策略生成切片流表數(shù)據(jù)；

所述SDN控制器修改BBU和RRH中的切片流表信息，以形成新的切片網(wǎng)絡；

建立數(shù)據(jù)傳輸通道,當有用戶需要接入所述新的切片網(wǎng)絡時，與切片流表進行匹配，形成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面。

進一步地，所述動態(tài)切片式網(wǎng)絡按照下述方式生成：

用戶發(fā)送的網(wǎng)絡切片請求通過RRH上報給SDN控制器；

所述SDN控制器根據(jù)當前網(wǎng)絡狀態(tài)信息和切片生成策略形成切片流表參數(shù)；

所述SDN控制器通過信令交互修改RRH和BBU的切片流表；

所述用戶根據(jù)匹配切片流表建立數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面。

進一步地，所述半靜態(tài)切片式網(wǎng)絡按照下述方式生成：

在已有的靜態(tài)切片式網(wǎng)絡中，如果出現(xiàn)了用戶發(fā)來的新的網(wǎng)絡切片請求，按照生成動態(tài)切片式網(wǎng)絡的方式生成新的網(wǎng)絡。

進一步地，將SDN架構(gòu)中的Openflow切片流表擴展至無線接入網(wǎng)絡中包括：

在各個接入網(wǎng)絡實體中添加至少一項切片流表。

進一步地，所述方法還包括：

通過SDN控制器對所述切片流表進行控制，并且通過所述切片流表的匹配轉(zhuǎn)發(fā)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的分離。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明將SDN架構(gòu)中的流表擴展到無線接入網(wǎng)絡中，通過SDN控制器對切片流表進行控制，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)則通過切片流表進行匹配轉(zhuǎn)發(fā)，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的分離。切片流表的匹配字段主要包括RRH字段和BBU字段，兩部分分別對應無線接入網(wǎng)絡的物理層和二、三層相關(guān)的網(wǎng)絡參數(shù)以及轉(zhuǎn)發(fā)流程和端口。

2)本發(fā)明按照切片網(wǎng)絡生成觸發(fā)條件的不同將切片方式分為：靜態(tài)切片方式、動態(tài)切片方式和半靜態(tài)切片方式。各種切片方式主要的實現(xiàn)方法都是通過SDN控制器對網(wǎng)絡切片流表進行修改，并將數(shù)據(jù)流與切片流表進行匹配從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)，此方法很好的實現(xiàn)了網(wǎng)絡控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的分離。并且，通過SDN控制器的控制，能快捷方便的實現(xiàn)不同切片網(wǎng)絡的切片流表的相關(guān)屬性的修改，以此更好的區(qū)分各個切片網(wǎng)絡的特定，對各個切片網(wǎng)絡進行差異化的配置，也便于各個切片網(wǎng)絡的維護。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發(fā)明實施例中基于切片流表的無線網(wǎng)絡切片場景示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中切片流表的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中靜態(tài)切片方式的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中動態(tài)切片方式的流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中半靜態(tài)切片方式的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。

本申請實施方式提供一種基于切片流表的無線網(wǎng)絡切片方法，所述方法包括：

將SDN架構(gòu)中的Openflow切片流表擴展至無線接入網(wǎng)絡中，所述切片流表的匹配字段包括遠端發(fā)射頭RRH字段和基帶處理單元BBU字段；

根據(jù)不同的切片觸發(fā)條件，生成至少一種切片網(wǎng)絡；其中，所述切片網(wǎng)絡包括靜態(tài)切片式網(wǎng)絡、動態(tài)切片式網(wǎng)絡以及半靜態(tài)切片式網(wǎng)絡。

具體地，參見圖1，圖1是本發(fā)明實施例提供的基于切片流表的無線網(wǎng)絡切片場景示意圖。在本發(fā)明案例中，采用CRAN架構(gòu)，即將傳統(tǒng)的基站分為遠端發(fā)射頭(RRH)和基帶處理單元(BBU)，考慮到將SDN架構(gòu)引入無線接入網(wǎng)中，所以加入SDN控制器對RRH和BBU進行控制。在本實施方式中，在各個接入網(wǎng)絡實體(RRH和BBU)中可以添加至少一項切片流表。整個網(wǎng)絡的上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程為：首先用戶UE通過無線信道與RRH相連，RRH再將數(shù)據(jù)通過前向鏈路(Fronthaul)轉(zhuǎn)發(fā)給BBU，最后BBU將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給分組核心網(wǎng)(EPC)。圖中可以看出，通過SDN控制器對所述切片流表進行控制，并且通過所述切片流表的匹配轉(zhuǎn)發(fā)進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的分離。

參見圖2，圖2是本發(fā)明實施例提供的切片流表的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中可以看出，整個表的匹配字段包括RRH和BBU兩個字段。其中RRH字段主要涉及物理層參數(shù)和轉(zhuǎn)發(fā)端口等信息，其中，RRH ID表示實體RRH物理標示；RRHPort表示RRH物理端口，即虛擬RRH設備標示；Transmit Power表示基站的發(fā)射功率；MIMO表示基站天線的數(shù)量；MCS表示調(diào)制編碼策略；Channel Model表示信道傳播模型；Frame Type表示傳播幀結(jié)構(gòu)；Fronthaul ID表示實體Fronthaul物理標示；FronthaulPort表示Fronthaul物理端口，即虛擬Fronthaul設備標示；Delay Constraint表示Fronthaul的時延限制；Capacity Constraint表示Fronthaul的容量限制。

在本實施方式中，BBU字段主要涉及二、三層處理相關(guān)信息，其中：所述字段主要包含的內(nèi)容包括：BBU ID表示實體BBU物理標示；BBUPort表示BBU物理端口，即虛擬BBU設備標示；Schedule Type表示資源調(diào)度方式；Protocol表示協(xié)議棧配置；Bandwidth表示帶寬分配數(shù)量。

在本實施方式中，本發(fā)明提供的一種基于切片流表的無線網(wǎng)絡切片方法，通過SDN控制器對切片流表進行控制，實現(xiàn)不同切片網(wǎng)絡的生成，按照切片網(wǎng)絡生成觸發(fā)條件的不同可以分為：靜態(tài)切片方式、動態(tài)切片方式和半靜態(tài)切片方式。

參見圖3，圖3是本發(fā)明實施例提供的靜態(tài)切片方式流程示意圖。如圖3所示，在靜態(tài)切片方式下，運營商或者業(yè)務提供商會主動向SDN控制器發(fā)送切片請求，SDN控制器會根據(jù)網(wǎng)絡切片策略生成切片流表數(shù)據(jù)。然后SDN控制器通過修改BBU和RRH中的切片流表信息形成新的網(wǎng)絡切片，建立數(shù)據(jù)傳輸通道。最后用戶通過匹配切片流表的方式，連接到網(wǎng)絡中形成數(shù)據(jù)傳輸平面。

參見圖4，圖4是本發(fā)明實施例提供的動態(tài)切片方式流程示意圖。如圖4所示，在動態(tài)切片方式下，用戶發(fā)送的網(wǎng)絡切片請求首先會通過RRH上報給SDN控制器；然后，SDN控制器再根據(jù)當期網(wǎng)絡狀態(tài)信息和切片生成策略形成具體的切片流表參數(shù)；最后SDN控制器通過信令交互修改RRH和BBU的切片流表。進一步形成數(shù)據(jù)傳輸通道，最后用戶通過匹配切片流表的方式，連接到網(wǎng)絡中形成數(shù)據(jù)傳輸平面。

參見圖5，圖5是本發(fā)明實施例提供的半靜態(tài)切片方式流程示意圖。如圖5所示，可以在已有的靜態(tài)切片式網(wǎng)絡中，如果出現(xiàn)了用戶發(fā)來的新的網(wǎng)絡切片請求，則按照生成動態(tài)切片式網(wǎng)絡的方式生成新的網(wǎng)絡。具體地，在半靜態(tài)切片方式下，用戶在原有的數(shù)據(jù)傳輸平面上產(chǎn)生了新的切片請求。此時用戶將發(fā)送新的網(wǎng)絡切片請求，并通過RRH上報給SDN控制器；然后，SDN控制器再根據(jù)當期網(wǎng)絡狀態(tài)信息和切片生成策略形成具體的切片流表參數(shù)；最后SDN控制器通過信令交互修改RRH和BBU的切片流表。進一步形成新的數(shù)據(jù)傳輸通道，最后用戶通過匹配切片流表的方式，連接到網(wǎng)絡中形成這個新數(shù)據(jù)傳輸平面。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)本發(fā)明將SDN架構(gòu)中的流表擴展到無線接入網(wǎng)絡中，通過SDN控制器對切片流表進行控制，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)則通過切片流表進行匹配轉(zhuǎn)發(fā)，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和控制平面的分離。切片流表的匹配字段主要包括RRH字段和BBU字段，兩部分分別對應無線接入網(wǎng)絡的物理層和二、三層相關(guān)的網(wǎng)絡參數(shù)以及轉(zhuǎn)發(fā)流程和端口。

2)本發(fā)明按照切片網(wǎng)絡生成觸發(fā)條件的不同將切片方式分為：靜態(tài)切片方式、動態(tài)切片方式和半靜態(tài)切片方式。各種切片方式主要的實現(xiàn)方法都是通過SDN控制器對網(wǎng)絡切片流表進行修改，并將數(shù)據(jù)流與切片流表進行匹配從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)，此方法很好的實現(xiàn)了網(wǎng)絡控制與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的分離。并且，通過SDN控制器的控制，能快捷方便的實現(xiàn)不同切片網(wǎng)絡的切片流表的相關(guān)屬性的修改，以此更好的區(qū)分各個切片網(wǎng)絡的特定，對各個切片網(wǎng)絡進行差異化的配置，也便于各個切片網(wǎng)絡的維護。

最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。