CN104812098A - 集中式基站架构中基站协议处理方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提供集中式基站架构下基站协议处理方法和***。首先根据映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数。然后，对于下行子帧，提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。该方法根据上行负载占总负载的比例灵活改变集中式基站架构下基站协议处理下行数据时需提前的子帧数，可在保证协议实时处理的前提下，最大化处理资源利用率；而且控制和管理方便，开销小。

Description

集中式基站架构中基站协议处理方法及***

技术领域

本发明属于移动通信领域，尤其涉及集中式基站架构中TDD(TimeDivision Duplexing，时分双工)模式下基站协议处理技术。

背景技术

随着无线通信技术的发展以及终端、业务流量的高速增加，传统网络体系架构的高投入，高消耗和资源利用率低下的问题逐步体现出来。针对该问题，出现了集中式基站架构的概念，例如，云型接入网C-RAN的***架构，主要包括由远端无线射频单元（RRU）与天线组成的分布式无线网络，连接远端无线射频单元的高带宽、低延迟的光传输网络，由通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池三大部分。集中式的基带处理池建立在高性能通用处理器上，通过软件无线电技术实现基带信号处理。在这种的集中式基站架构下，基站不再是一个个独立的物理实体，而是基带池中某一段或几段抽象的处理资源，可根据实际的业务负载，动态地将基带池的某一部分资源分配给对应的小区，使得的逻辑上分布的基站处理可以灵活使用集中化安置的物理资源设备，从而可以根据各个基站负载按需分配，提高资源利用率。现有的集中式基站架构下对于处理资源管理相关的技术方案，更多地关注集中式资源的整体组织，以及基带处理的资源分配和动态调整，而对于基带处理之上的上层协议处理在集中式基站架构下的组织和运行方式的研究相对较少。

然而，上层协议处理和物理层基带处理有着很大的差异性。上层协议处理主要包括基站的各用户接入、各用户业务类型管理、各用户的每个子帧的上下行实际数据处理等。物理层基带处理主要是一些大规模连续性串行处理，用户业务类型的改变对基带数据处理过程没有本质影响，基带处理通常在专用的基带处理器进行以提高处理效率；而在上层协议处理中，协议各层的多个处理过程之间有着很大的相关性，并且需要更复杂的多进程支持，用户业务类型的改变会对协议处理过程和处理过程产生很大影响，协议处理更适合在通用处理器中进行处理。由于这些差异性，一些应用于基带处理的资源分配方法和基站基带处理集中化组织方法，无法适用上层协议处理。现有技术中与协议处理资源管理的相关内容主要针对单基站多用户下的处理资源优化使用策略，而没有涉及到在集中式基站架构下出现的多基站协议处理共存并共享物理资源设备的情况。因此，需要一种在集中式基站架构下多基站协议处理共享物理资源的方案。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种集中式基站架构下基站协议处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种集中式基站架构下基站协议处理方法，包括：

步骤1，根据映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数；

步骤2，对于下行子帧，所述虚拟基站协议处理实体提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。

上述方法中，所述步骤1还可包括：

统计映射到同一处理器上的每个虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，并且

计算该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载的总和以及下行负载的总和。

上述方法中，所述步骤1中虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数可以是根据上行负载在总负载中所占的比例确定的。

上述方法中，可以通过下面的公式确定所述需要提前的子帧数：

其中，M代表需要提前的子帧数，N表示一个子帧周期内子帧的个数，K表示该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载在一个子帧周期总负载中所占的比例，表示舍去小数部分向下取整。

上述方法中，当上行负载与总负载的比例值在区间[k/N,k+1/N）内时，所述需要提前的子帧数为N-k；其中N表示一个子帧周期内子帧的个数，k为整数，且0≤k≤N-1。

又一方面，本发明提供了一种集中式基站架构下基站协议处理***，包括：

用于根据映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数的装置；

用于对于下行子帧，所述虚拟基站协议处理实体提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据的装置。

又一方面，本发明提供了一种集中式基站架构下基站协议处理***，包括：

一个或多个虚拟基站协议处理实体集合，每个虚拟基站协议处理实体集合包括映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体；

负载管理器，用于统计每个虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载；

协议处理控制器，用于根据每个虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与下行负载，确定该集合中各个虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数；

其中，每个虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与下行负载分别为该集合内所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内的上行负载总和与下行负载总和；所述虚拟基站协议处理实体对于下行子帧，提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。

上述***中，所述协议处理控制器还可用于：

当一个处理器上的虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与下行负载的总和超过该处理器的处理能力时，将该集合中的一个或多个虚拟基站协议处理实体迁移到另一处理器上的虚拟基站协议处理实体集合中；并且

对于该迁移所涉及到虚拟基站协议处理实体集合，重新统计其对应的上行负载与下行负载，并重新确定其中各虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数。

上述***中，当虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与总负载的比例值在区间[k/N,k+1/N）内时，该集合中各个虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数为N-k；其中N表示一个子帧周期内子帧的个数，k为整数，且0≤k≤N-1。

上述***中，所述需要提前的子帧数可以通过下面的公式确定：

其中，M代表需要提前的子帧数，N表示一个子帧周期内子帧的个数，K表示该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载在一个子帧周期总负载中所占的比例，表示舍去小数部分向下取整。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

提供了集中式基站架构下基站协议处理方式，将连续的下行子帧提前处理，且根据上行负载在总负载中所占的比例改变提前的子帧数，可在保证协议实时处理的前提下，最大化处理资源利用率；而且控制和管理方便，开销小。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为现有的基站协议处理方法处理子帧的过程示意图；

图2为现有的基站协议处理方法处理子帧的过程示意图；

图3为根据本发明实施例的集中式基站架构下基站协议处理方法处理子帧的过程示意图；

图4为根据本发明实施例的集中式基站架构下基站协议处理***的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在集中式基站架构下，将远端射频端口对应的覆盖范围内的负载，通过高速光纤传输到集中式物理资源设备进行处理。在这样的集中式基站架构下，基站不再是一个个独立的物理实体，而是集中式基站资源池中某一段或几段抽象的处理资源，可根据实际的业务负载，动态地将基站资源池的某一部分资源分配给对应的小区，使得的逻辑上分布的基站处理可以灵活使用集中化安置的物理资源设备。在单个物理设备上可以存在多个基站处理实体。在集中式物理设备集合上逻辑存在的基站处理实体可以被称作虚拟基站（VBS），各个虚拟基站可以执行基站物理层基带处理和/或上层协议处理。基带处理和协议处理可以处于相同或不同类型的物理设备，例如协议处理可运行于通用处理器GPP，而基带处理通常在专用DSP上进行。由于基站的协议处理的多线程需求以及较高的内部相关性，其通常在通用服务器平台下的通用处理器上进行。下文中将专用于执行上层协议处理的虚拟基站称为虚拟基站协议处理实体或简称为基站协议处理实体。将映射到一个处理器核心上的所有虚拟基站协议处理实体看作一个虚拟基站协议处理实体集合（可简称为VBS-SET）。

本申请主要针对集中式基站架构下TDD-LTE(Time DivisionDuplexing-Long Term Evolution，时分双工-长期演进)协议处理方法。TDD-LTE协议处理的特点是：下行子帧相关数据准备工作需要在实际物理层下行数据处理子帧（D子帧）之前完成，才能保证在D子帧开始时将上层协议处理后的下行数据递交给物理层进行之后的操作，因此对于上层协议处理，需要提前一个或多个子帧来进行下行数据准备相关处理过程。现有的基站对应的协议处理中，下行子帧提前固定个数的子帧开始处理，若将这种方式直接应用在集中式基站架构下会产生如下问题：为了提高处理资源利用率，当多个虚拟基站协议处理实体映射于某个处理器核心时，该多个虚拟基站协议处理实体所对应的上行相关处理进程和下行相关处理进程，均在该处理器核心上由操作***进行进程调度，由于通用操作***通常使用类公平调度策略（如linux操作***上使用完全公平调度器（CFS）进行调度），此时上行相关进程和下行相关进程会获取等量的时间片，因此下行处理进程可能由于其他上行处理进程的参与调度的影响无法处理完成对应的下行数据。

TDD-LTE***中，有多种子帧配置，每种子帧配置下，5个连续的子帧（5ms，每个子帧时间为1ms）所对应的时间可被称作一个子帧周期。在本申请中以TDD-LTE中子帧配置结构D,S,U,D,D为例来进行举例说明而非进行限制，对其他子帧配置结构可以作类似的处理。其中，D代表下行子帧，U代表上行子帧，S为调度子帧，在一个子帧周期内，有3个D子帧的数据需要进行上层协议处理以准备向物理层递交，此外还有一个U子帧的协议处理在基站端接到物理层传递上来的数据后进行处理。

图1和图2给出了现有TDD-LTE协议处理中子帧处理示意图。图1上半部分为物理层发送的子帧，下半部分为上层协议处理的子帧。如图1所示，子帧配置为D,S,U,D,D时，下行处理子帧的数据固定在前一个子帧开始进行。例如当物理层要发送子帧D1时，上层的协议处理需要提前一个子帧准备好D1子帧对应的下行数据。如上文所提到，由于上行处理进程（例如，处理U子帧的进程）的影响，下行处理进程可能会无法在D1子帧之前准备好D1子帧对应的下行数据，例如图1中虚线部分表示应在前一子帧处理完成的下行数据。进一步分析得出，鉴于上行相关进程和下行相关进程会获取等量的时间片，只有在一个子帧内分配满足下行子帧负载2倍的处理器时间片（一般用来处理可能存在的上行进程）才能在任何时刻保证下行处理及时完成。但是，如果采用这种方法，当一个子帧内上行处理进程不足以占有与下行进程相同的时间片时，又会出现处理资源浪费，如图2所示。图2中第一行表示的是物理层发送的子帧，中间行表示上层协议处理的子帧，可以看出，相对于物理层要发送的子帧，提前一个子帧开始处理完下行子帧要发送的数据。例如，物理层发送D2之前，上层协议处理已经处理完D2子帧对应的下行数据。下行处理子帧的数据固定进行下半部分为上层协议处理的子帧。图2的最下方一行表示上层协议处理的子帧，其中，在处理D2对应的下行数据时，上行处理进程不足以占有与下行进程相同的时间片，因此当处理完D2对应的数据时，还剩余一些时间片资源，这样就出现了处理资源浪费的情况。

在本发明的一个实施例中，提供了一种集中式基站架构下TDD-LTE协议处理方法。该方法根据映射到同一个处理器上的所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数；然后对于下行子帧，虚拟基站协议处理实体提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。在该方法中，将映射到一个处理器核心上的所有虚拟基站协议处理实体视为一个整体来统计上下行负载。例如，可将映射到一个处理器核心上的所有虚拟基站协议处理实体称为一个虚拟基站协议处理实体集合（以下简称VBS-SET），通过统计和计算该VBS-SET当前在一个子帧周期内上行和下行负载，并以上/下行负载为依据，确定该VBS-SET内所有虚拟基站协议处理实体的下行D子帧提前处理的子帧数，使得将上行处理和下行处理相关进程尽可能在子帧时间上不重叠。

在一个实施例中，该方法还包括统计映射到一个处理器上的每个虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，并且计算该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载的总和以及下行负载的总和，从而可得到该处理器上虚拟基站协议处理实体集合在一个子帧周期内对应的上行负载与下行负载。其中统计上/下行负载实际上就是统计在处理上/下行数据的相关过程所消耗的处理器资源量。

在一个实施例中，在统计了一个处理器上的虚拟基站协议处理实体集合在一个子帧周期内对应上行负载与下行负载后，可以根据上行负载相对于总负载的比例来确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数。其中，所述虚拟基站协议处理实体集合的总负载为虚拟基站协议处理实体集合在一个子帧周期内对应上行负载与下行负载的总和。假设上行负载相对于总负载的比例为K，即上行进程相关处理所需处理器时间片占子帧周期内所有处理器时间片的比例为K，则对于下行子帧需提前处理的子帧个数M可以用下式确定：

其中，M代表需要提前的子帧数，N表示一个子帧周期内子帧的个数，K表示该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载在一个子帧周期总负载中所占的比例，表示舍去小数部分向下取整。

在又一个实施例中，在统计了一个处理器上的虚拟基站协议处理实体集合在一个子帧周期内对应的上行负载与下行负载后，可以通过查找上行负载与总负载的比例与需要提前的子帧数的映射表来确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数。例如，仍以TDD-LTE中子帧配置结构D,S,U,D,D为例，一个子帧周期内子帧的个数为5，具体的上行负载和总负载之间的比例值所在的区间，与下行子帧处理需提前子帧数的对应关系表或映射表，如表1所示：

表1

上行负载在总负载中的比例值	下行子帧处理提前的子帧个数
		0–1/5	5
1/5–2/5	4
		2/5–3/5	3
3/5–4/5	2
		4/5以上	1

如表1所示，如果该虚拟基站协议处理实体集合上行负载与总负载之间的比例值在区间（0,1/5）内，则下行子帧处理需提前的子帧个数为5；如果该上行负载与总负载之间的比例值在区间[1/5,2/5)内，则下行子帧处理需提前的子帧个数为4，可依次类推。本领域技术人员应理解，表1仅是以一个子帧周期内子帧的个数为5进行示例说明而不是进行任何限制。当一个子帧周期内子帧的个数为其他值时，本领域技术人员可以根据对表1进行适当的调整或改变。例如，当上行负载与总负载的比例值在区间[k/N,k+1/N）内时，下行子帧处理需提前的子帧个数为N-k；其中k为整数，0≤k≤N-1。又例如，当上行负载与总负载的比例值大于(N-1)/N时，下行子帧处理需提前的子帧个数为1。

依据所确定的需提前的子帧个数，将所有的下行子帧进行提前处理，并在第一个下行子帧实际到来之前，已完成了以此下行子帧开始的连续几个下行子帧的数据准备工作，满足了协议处理中下行子帧需要在到来前提前完成的要求；此外下行相关处理转移到上行相关处理之前，并通过提前下行子帧处理提前量可变的形式与上行相关处理紧密连接，中间没有空闲。因此使用这种协议处理方法，可以在满足下行子帧处理及时完成的同时，最大化该处理器核心的利用率。使用这种协议处理方法后，一个处理器核心可映射的虚拟基站协议处理实体的个数，只需要满足这些虚拟基站协议处理实体一个子帧周期内的上下行负载之和不超过处理器核心的处理能力即可。

图3给出根据本发明实施例的集中式基站架构下TDD-LTE协议处理中子帧处理示意图。如图3所示，在一个子帧周期内，有3个D子帧的数据需要进行上层协议处理以准备向物理层递交，此外还有一个U子帧的协议处理在基站端接到物理层传递上来的数据后进行处理。VBS-SET A，B，C分别对应三个虚拟基站协议处理实体集合，这三个集合所对应的上行负载/总负载比例各不相同，所以需要提前的子帧数也不同。例如，对于VBS-SET A提前了5个子帧来处理D1子帧对应的下行数据；对于VBS-SET B提前了4个子帧来处理D1子帧对应的下行数据；对于VBS-SET C提前了3个子帧来处理D1子帧对应的下行数据。这三个虚拟基站协议处理实体集合分别将第一个D子帧(例如，D1)的数据提前不同的子帧数开始提前处理，并连续处理互相衔接的3个D子帧，在U子帧到来之前，每个VBS-SET所在的处理器上只有各个虚拟基站协议处理实体的下行处理进程参与调度。根据虚拟基站协议处理实体集合上行负载占总负载的比例，将第一个D子帧提前之后，连续处理几个（这里是3个D子帧）下行子帧，并在最后一个下行子帧处理完成时，正好处于U子帧内，这里的U子帧处于被提前的第一个D子帧之前（例如，图3中U在D1之前）。既满足了协议处理中下行子帧需要在到来前提前完成的要求，又通过提前下行子帧处理提前量可变的形式与上行相关处理紧密连接，中间没有空闲，从而最大化该处理器核心的利用率。

如上文所提到的，在集中式基站架构下，将远端射频端口对应的覆盖范围内的负载，通过高速光纤传输到集中式物理资源设备进行处理。在单个物理设备上可以存在多个基站处理实体（即虚拟基站或VBS），基站处理主要包括基带处理和协议处理。用于协议处理的物理资源设备可被称作协议处理服务器，它是具有一定处理能力、基于开放平台的设备，在其中可支持和/或运行多个基站的上层协议处理。鉴于协议处理的多线程性和内部相关性，多个具有多线程能力的多核心处理器组成的通用服务器可以作为支持多基站协议处理的最佳选择。在集中式基站资源池内，可以设置一组协议处理服务器组成服务器群，以便支撑一定区域内所有基站的协议处理。通过对物理上集中的基站协议处理资源进行封装抽象，可以形成多个逻辑功能完整的虚拟基站协议处理实体，每个虚拟基站协议处理实体满足一个覆盖区域内的所有用户的控制请求和数据业务所带来的协议处理负载要求。各个虚拟基站协议处理实体可以被映射到各个相应的协议处理服务器中的多个处理器核心，共享处理器核心的处理资源，同时共享所在协议处理服务器上的存储空间。在这样的集中式基站架构下，远端射频单元通过光纤将待处理的基带数据传输到集中式的基带处理单元，基带处理完成后，可以将各个基站对应的数据通过传输递交到该基站所映射到的协议处理服务器，以进行处理。

图4给出了根据本发明一个实施例的集中式基站架构下协议处理***的架构示意图。该协议处理***可包括一个或多个虚拟基站协议处理实体集合，所述虚拟基站协议处理实体集合是由映射到一个处理器核心上的所有虚拟基站协议处理实体组成的，每一虚拟基站协议处理实体集合对应于一个处理器。该协议处理***还包括负载管理器，其统计每个处理器上各个虚拟基站协议处理实体的负载状况。该协议处理***还包括协议处理控制器，用于控制每个处理器上各个虚拟基站协议处理实体的协议处理方式。

现参考图4，更具体地，每个处理器上的虚拟基站协议处理实体集合的负载可包括以下两个方面：1）各个虚拟基站协议处理实体的固定负载处理部分，2）各个虚拟基站协议处理实体的可变负载处理部分。

1）各个虚拟基站协议处理实体的固定负载处理部分的特点是处理所需的资源不会随着各个基站的负载改变而明显变化，该部分主要包含如下的内容：a）映射在该协议服务器内的各个虚拟基站的控制面相关处理，如RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层相关处理。只有各个虚拟基站中的用户接入，或业务类型发生变化时，才会实际占用处理资源，其余时间处于进程睡眠状态，这部分处理资源占用量很少，因此用户数与业务类型的改变对其造成的变化也几乎可以忽略；b）基于集中式基站架构下的特点而存在的相关控制，包括对协议处理实体集合中各个虚拟基站的控制，如多基站协同无线资源管理，协作控制等。由于一个处理器核心内部处理虚拟基站个数相对保持稳定，而这部分处理所需的处理资源只跟该处理器核心上映射的虚拟基站个数相关，因此所占用的处理资源量也基本保持稳定不变。

2）各个虚拟基站协议处理实体的可变负载处理部分的特点是处理所需的资源会随着各个基站的负载改变而明显变化，主要包括如下内容：a）每个虚拟基站内各个用户的每个子帧的上下行实际数据处理，包括层间拷贝，MAC（Medium Access Control,介质访问控制），RLC（Radio LinkControl，无线链路控制），PDCP（Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议）层数据头部处理，分段及解分段，加解密和完整性保护等。这部分处理发生在每个子帧上，待处理数据量大，所需处理资源很高，另外各个用户的业务数量和业务类型的改变（包括新用户的接入），对这部分处理资源的影响比较大，所需处理资源的变化也比较明显；b）针对各个用户的相关RRM处理，如相关上行调度算法，下行调度算法，每个虚拟基站内针对用户的无线资源管理等。为了达到预期效果，这些控制相关处理所需算法的复杂度可能很高，所需处理资源甚至可以比拟数据处理。此外，由于上行和下行数据调度的算法是处于持续运行中的，并且和用户数量，用户业务类型关系密切，因此可以将这部分的处理和用户数据处理整合在一起处理。

每个处理器核心上，除了运行以上两部分协议相关处理外，还有一部分的预留处理资源，可起到缓冲的作用，当映射于处理器核心的虚拟基站协议处理实体的协议处理方式需要随负载变化而改变时，预留处理资源对其转换过程进行辅助，提供额外的处理资源，支持协议处理方式的无缝实时调整。也就是在调整协议处理的协议处理方式时，不会因为额外的操作导致应该完成的处理没有及时处理，因为预留的处理器时间片可以起到缓冲的作用。此外，当处理资源不足时，可先调配预留处理资源作为临时处理资源，接着再考虑是否将虚拟基站协议处理实体集合中的某个虚拟基站协议处理实体转移到其他处理器核心上，这样预留资源可保证虚拟基站协议处理实体的迁移顺利进行。

继续参考图4，其中，负载管理器可通过各个虚拟基站协议处理实体提供的相应接口，获取当前各个虚拟基站协议处理实体的上行和下行负载。由于协议处理和物理层基带处理不同，在协议处理中协议处理实体本身会决定用户是否接入，用户业务通道是否建立，以及建立何种协议相关的传输模式（如LTE中的AM模式和UM模式）等，不同的传输模式下处理相同数据量业务所需的处理器时间也会不等，因此协议处理实体可以在计算出当前负载的准确值，即处理当前负载所需的处理器核心时间。由于协议处理服务器中各个处理器核心可共享协议服务器的内存，因此各个核心上的虚拟基站协议处理实体可以在计算负载后将其保存在共享内存的相应位置，并可由负载管理器访问和获取。

协议处理控制器从负载管理器得到运行于每个处理器核心的各个虚拟基站协议处理实体所对应的上行和下行负载后，接着进一步计算出该处理器核心上的虚拟基站协议处理实体集合所对应的上行和下行负载。然后，使用上文讨论的协议处理方法根据虚拟基站协议处理实体集合对应的上下行负载，确定该虚拟基站协议处理实体集合中各个虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数，并且通知处于该处理器核心的虚拟基站协议处理实体。这样对于下行子帧，虚拟基站协议处理实体提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。

此外，当负载管理器通过分析各个处理器核心的虚拟基站协议处理实体集合负载，得知某个集合的负载可能会超过该处理器核心的处理能力时（如某协议处理实体集合已经一定时间持续使用了该处理器核心的预留资源），可以执行相关虚拟基站协议处理实体迁移操作，将该虚拟基站协议处理实体集合内的某个或几个虚拟基站协议处理实体迁移到其他的处理器核心，并在完成迁移后重新调整迁移源和迁移目的处理器核心上虚拟基站协议处理实体的协议处理方式。

在该协议处理***中，每个处理器核心对应一个虚拟基站协议处理实体集合，采用上文所讨论的方法决定该集合中各虚拟基站协议处理实体的协议处理方式。当协议处理控制器监控到某个处理器核心所对应的虚拟基站协议实体集合的上行负载占总负载比例关系发生变化时，可以对该处理器核心上的虚拟基站协议处理实体的协议处理方式进行相应的调整，从负载实时监控到进行虚拟基站协议处理实体的协议处理方式调整的整个流程如下：

1)协议处理控制器实时监控各个虚拟基站协议处理实体的负载状况，当检测到某处理器上某个虚拟基站协议处理实体的负载发生变化时，转到2);

2)协议处理控制器重新计算该处理器整个虚拟基站协议处理实体集合所对应的上行负载占总负载的比例，采用上文讨论的方法确定下行处理需提前的子帧数，并判断是否需要改变该处理器上各虚拟基站协议处理实体的协议处理方式。例如，可查找如上文表1所示的上行负载占总负载的比例与需提前的子帧数的映射表，判断新的比例关系是否和之前的比例关系在表中属于一个比例范围，若是，则回到1)继续监控负载；若不是，则转到3）；

3)协议处理控制器给对应处理器核心上的虚拟基站协议处理实体发送调整协议处理方式的命令，并提供该重新确定下行处理需提前的子帧数；

4)对应处理器核心上的虚拟基站协议处理实体收到该命令后，在当前子帧周期进行相应的调整，完成前后两种处理方式的过渡。调整采取当前子帧周期内多处理的原则，即当前子帧周期全部相关处理任务完成的前提下，如果新的处理方式下该子帧周期仍有要处理的数据，则提前处理相应的子帧数据。例如，如果原来是提前两个子帧处理下行数据，调整后需要提前3个子帧处理，则当前子帧周期需要在保证本周期起处理完成的前提下，额外处理一个下行子帧负载，此时所需的额外处理资源可由每个处理器核心上的预留资源提供；

5)对应虚拟基站协议处理实体在当前子帧周期按照步骤4）的方式进行调整后，从下一个子帧周期开始，以新的处理方式进行协议处理，处理方式调整过程结束，返回步骤1）。

当协议处理控制器监控到某个核心所对应的虚拟基站协议实体集合的上下行负载总和可能超过处理器核心的处理能力时，还可以对将该集合中的一个或多个协议处理实体向其他处理器核心迁移，并同时对迁移源和迁移目的处理器上的虚拟基站协议处理实体的协议处理方式进行相应的调整。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (10)

1.一种集中式基站架构下基站协议处理方法，该方法包括：

步骤1，根据映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数；

步骤2，对于下行子帧，所述虚拟基站协议处理实体提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。

2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤1还包括：

统计映射到同一处理器上的每个虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，并且

计算该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载的总和以及下行负载的总和。

3.根据权利要求1所述的方法，所述步骤1中虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数是根据上行负载在总负载中所占的比例确定的。

4.根据权利要求3所述的方法，其中通过下面的公式确定所述需要提前的子帧数：

其中，M代表需要提前的子帧数，N表示一个子帧周期内子帧的个数，K表示该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载在一个子帧周期总负载中所占的比例，表示舍去小数部分向下取整。

5.根据权利要求3所述的方法，其中当上行负载与总负载的比例值在区间[k/N,k+1/N）内时，所述需要提前的子帧数为N-k；其中N表示一个子帧周期内子帧的个数，k为整数，且0≤k≤N-1。

6.一种集中式基站架构下基站协议处理***，该***包括：

用于根据映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载，确定虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数的装置；

用于对于下行子帧，所述虚拟基站协议处理实体提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据的装置。

7.一种集中式基站架构下基站协议处理***，该***包括：

一个或多个虚拟基站协议处理实体集合，每个虚拟基站协议处理实体集合包括映射到同一处理器上的所有虚拟基站协议处理实体；

负载管理器，用于统计每个虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内上行负载与下行负载；

协议处理控制器，用于根据每个虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与下行负载，确定该集合中各个虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数；

其中，每个虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与下行负载分别为该集合内所有虚拟基站协议处理实体在一个子帧周期内的上行负载总和与下行负载总和；所述虚拟基站协议处理实体对于下行子帧，提前相应的子帧数来处理与该下行子帧对应的下行数据。

8.根据权利要求7所述的***，所述协议处理控制器还用于：

当一个处理器上的虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与下行负载的总和超过该处理器的处理能力时，将该集合中的一个或多个虚拟基站协议处理实体迁移到另一处理器上的虚拟基站协议处理实体集合中；并且

对于该迁移所涉及到虚拟基站协议处理实体集合，重新统计其对应的上行负载与下行负载，并重新确定其中各虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数。

9.根据权利要求7或8所述的***，其中，当虚拟基站协议处理实体集合对应的上行负载与总负载的比例值在区间[k/N,k+1/N）内时，该集合中各个虚拟基站协议处理实体进行下行数据处理需要提前的子帧数为N-k；其中N表示一个子帧周期内子帧的个数，k为整数，且0≤k≤N-1。

10.根据权利要求7或8所述的***，其中，通过下面的公式确定所述需要提前的子帧数：

其中，M代表需要提前的子帧数，N表示一个子帧周期内子帧的个数，K表示该处理器上所有虚拟基站协议处理实体的上行负载在一个子帧周期总负载中所占的比例，表示舍去小数部分向下取整。