用于實(shí)施虛擬基站間通信的方法和基帶處理單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于云計(jì)算的無線接入網(wǎng)領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種在基帶處理單元的虛擬基站中用于實(shí)施虛擬基站間通信的方法以及一種用于實(shí)施虛擬基站間通信的基帶處理單元。
【背景技術(shù)】
[0002]基于云計(jì)算的無線接入網(wǎng)(Cloud RAN)被認(rèn)為是未來移動(dòng)網(wǎng)的演進(jìn)方向，它的主要特點(diǎn)是采用集中放置的基帶處理單元(Base band Unit:BBU)和分布式的遠(yuǎn)程射頻單元。其主要優(yōu)勢(shì)包括:1)BBU的集中放置可以大幅減少基站機(jī)房的數(shù)量，進(jìn)而降低了建設(shè)投資、站址租賃費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，顯著降低總體擁有成本，同時(shí)降低了接入網(wǎng)能耗。2)BBU的集中放置，便于基帶池內(nèi)的虛擬基站之間方便地共享用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信道信息，使得多基站協(xié)作處理(CoMP)成為可能，有利于提高頻譜效率和系統(tǒng)容量。3)在云無線接入網(wǎng)的架構(gòu)下，對(duì)信號(hào)發(fā)送和接收的處理是在虛擬基站上完成的，資源池中的計(jì)算資源利用虛擬化技術(shù)(Virtualizat1n)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。由于分布在不同地理位置的基站不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)峰值流量，資源池的處理能力可以在不同基站之間動(dòng)態(tài)地統(tǒng)計(jì)復(fù)用，從而減少了硬件成本，提高了設(shè)備利用率。4)基于通用處理器和軟件無線電技術(shù)，使得新接口標(biāo)準(zhǔn)易于開發(fā)、升級(jí)和維護(hù)，并且容易實(shí)現(xiàn)多標(biāo)準(zhǔn)共存。
[0003]圖1示出了這種基于云計(jì)算的無線接入網(wǎng)的拓?fù)鋱D。如圖所示，分布式的遠(yuǎn)程射頻單元通過IQ(In-phase/Quadrature_phase:同相/正交)數(shù)據(jù)交換機(jī)與集中式的基于通用處理器的基帶處理單元池進(jìn)行通信，而基帶處理單元池與核心網(wǎng)相連接。在基帶處理單元池中包括多個(gè)基帶處理單元，而單個(gè)基帶處理單元又能夠支持多個(gè)虛擬基站。
[0004]在當(dāng)前的虛擬化平臺(tái)(例如VMware和KVM)中，基于虛擬化引擎(hypervisor)的虛擬化技術(shù)的實(shí)時(shí)性很難滿足基站信號(hào)處理的要求，并且嚴(yán)重降低了虛擬機(jī)的I/O能力。這是因?yàn)椋词故莾蓚€(gè)運(yùn)行在同一個(gè)基帶處理單元的虛擬基站之間的通信，也需要通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如TCP/UDP。由于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行額外的封裝和解封裝，通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)交換是低效的，這會(huì)顯著影響需要在基站之間進(jìn)行大量數(shù)據(jù)交換的信號(hào)處理技術(shù)(例如CoMP)的性能。而共享內(nèi)存技術(shù)已經(jīng)被證明是在同一個(gè)主機(jī)(基帶處理單元)中的多個(gè)進(jìn)程間通信的最快的方式。能夠想象，如果將共享內(nèi)存技術(shù)用于虛擬基站之間的通信，則將是十分有利的。
[0005]我們注意到，近年來出現(xiàn)了一種輕量級(jí)虛擬化技術(shù)，即Iinux容器(Iinuxcontainer)。研究顯示，Iinux容器幾乎取得了與原生系統(tǒng)相同的實(shí)時(shí)性和I/O能力，這對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)基帶信號(hào)處理非常重要并且能夠潛在地被用在基于云計(jì)算的無線接入網(wǎng)絡(luò)中。在實(shí)際系統(tǒng)中，一個(gè)Iinux容器能夠管理一個(gè)上行鏈路實(shí)體、或者一個(gè)下行鏈路實(shí)體、或者整個(gè)虛擬基站。
[0006]然而，與其他虛擬化平臺(tái)類似，為了實(shí)現(xiàn)虛擬基站之間的隔離，Iinux容器技術(shù)也不支持虛擬基站之間的基于的通信方式。具體地，為了實(shí)現(xiàn)容器之間的隔離，Iinux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了 6種命名空間(namespace)，從而使每個(gè)容器擁有自己的主機(jī)名、IP地址、獨(dú)立進(jìn)程ID等。其中的IPC(Inter-process Communicat1n:進(jìn)程間通信)命名空間的實(shí)現(xiàn)，隔離了虛擬基站間的通信資源，包括和信號(hào)量、消息隊(duì)列，使得分別屬于不同容器的虛擬基站之間不可見。即容器技術(shù)本身不支持跨容器的進(jìn)程間通信。
[0007]綜上所述，如果能夠?qū)ふ业揭环N基于Iinux容器技術(shù)的用于實(shí)施虛擬基站間高效通信的方法，將會(huì)在滿足虛擬基站的隔離性要求的前提下顯著地提高虛擬基站間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男什⑶医档蛡鬏數(shù)难舆t。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]如上所述，為了替代傳統(tǒng)的基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的虛擬基站間通信，實(shí)現(xiàn)降低虛擬基站間的數(shù)據(jù)傳輸延遲的目的，有必要提供一種利用共享內(nèi)存技術(shù)實(shí)現(xiàn)在一個(gè)基帶處理單元中的多個(gè)虛擬基站之間的快速通信的方法。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種在基帶處理單元的虛擬基站中用于實(shí)施虛擬基站間通信的方法，所述方法包括以下步驟在所述虛擬基站的第一邏輯內(nèi)存段和共享文件之間建立映射，其中，所述共享文件位于所述基帶處理單元的物理內(nèi)存中；G.將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入所述第一邏輯內(nèi)存段中或從所述第一邏輯內(nèi)存段中讀出待接收的數(shù)據(jù)。
[0010]根據(jù)上面的方法，實(shí)現(xiàn)了基于共享文件的虛擬基站間通信，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。此外，由于這種通信方式不需要對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行封裝/解封裝，因此也降低了數(shù)據(jù)傳輸量，提高了網(wǎng)絡(luò)的利用率。
[0011]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在所述步驟(B)之前還包括以下步驟:A.獲取所述共享文件的訪問權(quán)限。以這種方式，只有需要進(jìn)行通信的虛擬基站才會(huì)獲取共享文件的訪問權(quán)限。從而避免了在基帶處理單元中的其它虛擬基站對(duì)該通信的影響，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃矫苄院桶踩浴?br>[0012]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在所述步驟(G)之前還包括以下步驟:
C.獲取互鎖標(biāo)識(shí)的訪問權(quán)限，其中，所述互鎖標(biāo)識(shí)位于所述基帶處理單元的物理內(nèi)存中。
D.在所述虛擬基站的第二邏輯內(nèi)存段和所述互鎖標(biāo)識(shí)之間建立映射。在此，本發(fā)明并不限定步驟B和步驟D的先后順序，在一個(gè)示例中，兩者還能夠同時(shí)地進(jìn)行。此外，既能夠?qū)⑻摂M基站的第一邏輯內(nèi)存段和第二邏輯內(nèi)存段構(gòu)造為地址空間分隔的兩個(gè)單獨(dú)的邏輯內(nèi)存段，也能夠?qū)烧叩牡刂房臻g設(shè)置為鄰接的，從而構(gòu)成一個(gè)總的邏輯內(nèi)存段。
[0013]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在所述步驟(G)之前還包括以下步驟:
E.在所述第二邏輯內(nèi)存段中判斷所述互鎖標(biāo)識(shí)的狀態(tài)；F.僅在所述互鎖標(biāo)識(shí)的狀態(tài)為解鎖狀態(tài)的情況下，將所述互鎖標(biāo)識(shí)的狀態(tài)設(shè)置為上鎖狀態(tài)并且執(zhí)行所述步驟(G);以及在所述步驟(G)之后還包括以下步驟:H.將所述互鎖標(biāo)識(shí)的狀態(tài)設(shè)置為解鎖狀態(tài)。以這種方式，能夠利用互鎖標(biāo)識(shí)避免多個(gè)虛擬基站對(duì)共享文件的同時(shí)訪問。
[0014]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在所述步驟(G)之后還包括以下步驟:1.解除所述第一邏輯內(nèi)存段和所述共享文件之間的所述映射。以這種方式，在數(shù)據(jù)傳輸完成后，能夠解除對(duì)共享文件的占有而將共享文件提供給其他的虛擬基站間通信使用。
[0015]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在所述虛擬基站間通信具有低延遲的數(shù)據(jù)交換的需求和/或所述虛擬基站間通信的業(yè)務(wù)需求量大于預(yù)先確定的第一業(yè)務(wù)量閾值的情況下，在所述基帶處理單元中自動(dòng)地建立所述共享文件。以這種方式，既保證了低延遲的數(shù)據(jù)交換的成功進(jìn)行，也避免了為零星的數(shù)據(jù)傳輸建立共享文件的情況，并且增加了傳輸方式選擇的靈活性。
[0016]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實(shí)施方式中，在所述虛擬基站間通信不具有低延遲的數(shù)據(jù)交換的需求并且所述虛擬基站間通信的業(yè)務(wù)需求量小于預(yù)先確定的第二業(yè)務(wù)量閾值并且已經(jīng)解除所述共享文件與所述第一邏輯內(nèi)存段之間的映射的情況下，在所述基帶處理單元中自動(dòng)地刪除所述共享文件。以這種方式，當(dāng)虛擬基站間通信不再具有低延遲的數(shù)據(jù)交換的需求并且其業(yè)務(wù)需求量變得較小時(shí)，能夠刪除共享文件，從而減小對(duì)基帶處理單元的物理內(nèi)存的占用。
[0017]本發(fā)明的第二方面提供了一種用于實(shí)施虛擬基站間通信的基帶處理單元，其特征在于，所述基帶處理單元包括至少一個(gè)虛擬基站和至少一個(gè)另一個(gè)虛擬基站，所述至少一個(gè)虛擬基站在所述至少一個(gè)虛擬基站的第一邏輯內(nèi)存段和共享文件之間建立映射，其中，所述共享文件位于所述基帶處理單元的物理內(nèi)存中，并且所述至少一個(gè)虛擬基站將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入所述至少一個(gè)虛擬基站的第一邏輯內(nèi)存段中；以及所述至少一個(gè)另一個(gè)虛擬基站在所述至少一個(gè)另一個(gè)虛擬基站的第一邏輯內(nèi)存段和所述共享文件之間建立映射，并且所述至少一個(gè)另一個(gè)虛擬基站從所述至少一個(gè)另一個(gè)虛擬基站的第一邏輯內(nèi)存段中讀出待接收的數(shù)據(jù)。
[0018]在依據(jù)本發(fā)明的基帶處理單元的一種實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)虛擬基站和所述至少一個(gè)另一個(gè)虛擬基站獲取互鎖標(biāo)識(shí)的訪問權(quán)限，其中，所述互鎖標(biāo)識(shí)位于所述基帶處理單元的物理內(nèi)存中；以及所述