CN104955172A - 实现移动网络虚拟化方法、控制平台、虚拟化基站和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现移动网络虚拟化方法、控制平台、虚拟化基站和***。包括：控制平台接收应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源；为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识返回给所述应用；基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。本发明可以最大化利用网络资源，并实现网络资源高效动态分配。

Description

实现移动网络虚拟化方法、控制平台、虚拟化基站和***

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其是涉及实现移动网络虚拟化方法、控制平台、虚拟化基站和***。

背景技术

为了充分利用网络资源，避免重复浪费和投资，且又形成有效的竞争机制，越来越多的国家引入了网络共用的概念，即多运营商共用共同的无线网络覆盖，各自发展网络运营。在中国，除了拥有自有设备和移动网络的3家主流基础运营商，未来也会有越来越多的公司通过网络租用的方式加入到网络运营中来。比如，根据工信部的要求，成为虚拟运营商的企业至少需要满足以下几个条件：在全国要有众多的经营场所；要有客户服务***；要有计费***。3GPP做了RANsharing/MOCN等相关的研究，通过无线覆盖共用、核心网和计费分开建设等技术方案保证虚拟网络能有效运行。但是这种场景下，如何基于不同虚拟运营商的需要，及时动态地调整网络资源分配，保证在满足不同虚拟运营商需求的基础上达到资源利用的最大化、用户业务体验的最优化的问题一直没有得到有效解决。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

根据本发明一方面，提出一种实现移动网络虚拟化的控制平台，包括：

应用调用接口，用于接收应用的管道资源预留请求，将所述管道资源预留请求转发给资源模块；接收所述资源模块返回的管道预留标识，将所述管道预留标识返回所述应用；

所述资源模块，用于对虚拟化基站和核心网的网络路由设备进行资源管理，接收所述应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源，为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识发送给所述应用调用接口；

路由模块，用于用户层的路由管理，基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。

进一步，所述应用调用接口还用于接收应用的用户资源申请请求，所述用户资源申请请求中包括所述应用的管道预留标识；将所述用户资源申请请求发送给所述资源模块；

所述资源模块还用于接收所述用户资源申请请求，根据携带的所述管道预留标识识别用户的归属和身份，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源；

所述路由模块还用于基于建立的承载资源生成对应的路由，并进行路由管理。

进一步，所述应用的管道为VPN通道。

进一步，所述资源模块对所述虚拟化基站的带宽资源做切片处理，并基于切片粒度分配以及调度带宽资源。

进一步，还包括：策略模块，用于基于应用的需求生成所述应用的Qos策略，并下发给虚拟化基站及网络路由设备执行。

进一步，还包括：用户模块，用于对应用的用户群组进行管理，以及计费处理。

根据本发明另一方面，还提出一种实现移动网络虚拟化的虚拟化基站，包括：

开放接口，用于接收控制平台的处理结果，并转发给射频模块；以及将射频模块的处理结果返回给控制平台；

射频模块，用于对控制平台的处理结果进行射频及空口处理，并转发给开放接口或数据转发模块；

数据转发模块，用于将射频模块的处理结果进行数据报文的封装，并转发到核心网，以进行传输。

进一步，还包括：业务同步模块，用于对小区之间的数据包进行同步。

根据本发明另一方面，还提出一种实现移动网络虚拟化的***，包括：上述任一所述控制平台和/或虚拟化基站。

根据本发明另一方面，还提出一种实现移动网络虚拟化的方法，包括：

控制平台接收应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源；

为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识返回给所述应用；

基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。

进一步，控制平台还接收应用的用户资源申请请求，所述用户资源申请请求中包括所述应用的管道预留标识，根据携带的所述管道预留标识识别用户的归属和身份，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源。

进一步，所述应用的管道为VPN通道。

进一步，所述控制平台对所述虚拟化基站的带宽资源做切片处理，并基于切片粒度分配以及调度带宽资源。

进一步，所述控制平台基于应用的需求生成所述应用的Qos策略，并下发给虚拟化基站及网络路由设备执行。

本公开中，由控制平台根据应用的需求分配资源，资源完全共用，可以最大化利用网络资源，并实现网络资源高效动态分配。可以开展分级别的、有业务保障的网络资源租借。本公开提供的架构可在一套基础设备（包括运营商的网络、底层空口物理资源等）上同时支持多个虚拟网络或专网业务的运营，资源完全动态共享，基于需求可以灵活调配和控制。各个应用建立与控制平台的独立联系，各应用之间互不感知，计费和用户控制保持相对的独立性，私密性好。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1是根据本公开的一方面的实现移动网络虚拟化的***的架构示意图。

图2是根据本公开的另一方面的实现移动网络虚拟化的***的架构示意图。

图3是根据本公开的一方面的实现移动网络虚拟化的方法的流程示意图。

图4是根据本公开的另一方面的实现移动网络虚拟化的方法的流程示意图。

图5是根据本公开的另一方面的实现移动网络虚拟化的方法的流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1是根据本公开的一方面的实现移动网络虚拟化的***的架构示意图。该***基于SDN(Software Defined Network,软件定义网络)，可以包括控制平台和/或虚拟化基站。为便于说明，图中还示出了应用以及核心网。

控制平台用于封装至少一个通信模块并提供外部调用接口，通过该调用接口与应用进行交互。虚拟化基站用于封装底层物理资源并提供外部开放接口，通过该开放接口与控制平台进行交互。虚拟化基站还可以与核心网交互，以传输数据。

这里的应用可以是基础运营商应用或者是虚拟运营商应用。如果是基础运营商应用，即拥有自己设备和网络的实际运营商，则控制平台可以供运营商本身的业务使用；如果是虚拟运营商应用，其中，虚拟运营商租用该基础运营商的网络，则相当于将网络租用给其他运营商，由其他运营商使用该租用网络来发展业务以及用户。

本公开中，控制平台分别与应用以及虚拟化基站进行交互，可以控制无线网以及核心网的资源调度、用户接入控制、业务鉴权等操作，位于无线网及核心网之上。本公开的架构中，由于对通信模块以及物理资源进行了封装，则各应用可以共享，因此，网络一次建成，无线网和核心网无需重复建设。

还如图1所示，控制平台至少包括如下之一：

应用调用接口，用于接收应用的管道资源预留请求，将所述管道资源预留请求转发给资源模块；接收所述资源模块返回的管道预留标识，将所述管道预留标识返回所述应用。其中，管道资源预留请求消息中可以携带用户数、带宽预留请求、数据转发时延要求等，例如，允许多少用户接入、预留多少G的端到端的带宽。管道通常指端到端的带宽资源，所述应用的管道可以为VPN通道。

所述资源模块，用于对虚拟化基站和核心网的网络路由设备进行资源管理，接收所述应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源，为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识发送给所述应用调用接口。所述资源模块还基于与设备的交互，检测各设备负荷。

路由模块，用于用户层的路由管理，基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。其中，生成路径所采用的路由算法可以是现有算法。

策略模块，用于基于应用的需求生成所述应用的Qos策略，并下发给虚拟化基站及网络路由设备执行。这里所说的Qos策略可以是根据应用的选择来生成，例如，有10M和20M带宽资源，Qos策略中的20M带宽资源的优先级较高，则应用选择10M带宽资源时，为该应用提供较低优先级的服务。这里只是举例说明，对于Qos策略还可以包括其他内容，例如，控制抖动的策略、控制时延的策略。本领域技术人员可以据此进行相应的变型和修改。

用户模块，用于对应用的用户群组进行管理、计费处理等。

上述各个模块只是用于举例说明，还可以根据需要在控制平台封装其他模块。例如，鉴权模块、计费模块。本领域的技术人员应该可以据此进行相应的变型和修改，基于本公开的架构所做的变型和修改，均覆盖在本权利要求的保护范围之内。

本公开中，由控制平台根据应用的需求分配资源，资源完全共用，可以最大化利用网络资源，并实现网络资源高效动态分配。可以开展分级别的、有业务保障的网络资源租借。本公开提供的架构可在一套基础设备（包括运营商的网络、底层空口物理资源等）上同时支持多个虚拟网络或专网业务的运营，资源完全动态共享，基于需求可以灵活调配和控制。各个应用建立与控制平台的独立联系，各应用之间互不感知，计费和用户控制保持相对的独立性，私密性好。

在本公开的另一实施例中，对用户接入过程进行详细说明。由于应用和控制平台都可获知用户接入的相关情况，如果应用是虚拟运营商，控制平台上设置基础运营商，则虚拟运营商和基础运营商都可以进行计费。用户成功接入，直接在承载网络上进行相关的业务，感知不到网络侧的处理过程。

所述应用调用接口还用于接收应用的用户资源申请请求，所述用户资源申请请求中包括所述应用的管道预留标识；将所述用户资源申请请求发送给所述资源模块。应用通过选择PLMN的方式向网络发起用户资源申请请求，不同的应用可以有不同的PLMN，也可能不同的应用共享PLMN。

所述资源模块还用于接收所述用户资源申请请求，根据携带的所述管道预留标识识别用户的归属和身份，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源。

所述路由模块还用于基于建立的承载资源生成对应的路由，并进行路由管理。

本公开中，控制平台对各个通信模块进行了封装，可以根据需要对已封装的模块进行扩展。因此，该控制平台不仅具有自组织、动态分配、灵活组建和易扩容的特点，适用未来的发展需要，而且网络一次建成，无线网和核心网无需重复建设。

还如图1所示，虚拟化基站至少包括如下之一：

开放接口，用于接收控制平台的处理结果，并转发给射频模块；以及将射频模块的处理结果返回给控制平台。

射频模块，用于对控制平台的处理结果进行射频及空口处理，并转发给开放接口或数据转发模块。其中，如果申请资源预留，则将预留结果返回给开放接口；如果接入网络并进行数据转发，则将处理结果发送给数据转发模块。

数据转发模块，用于将射频模块的处理结果进行数据报文的封装，并转发到核心网，以进行传输。

业务同步模块，用于对小区之间的数据包进行同步。

控制平台的所述资源模块可以基于上层应用的要求，对所述虚拟化基站的带宽资源做切片处理，并基于切片粒度分配以及调度带宽资源。其中，切片粒度可能是RB（无线资源块）、功率、MIMO（多天线情况下，不同的天线）、信道或RAT（不同的无线接入技术），当然最粗粒度的切片资源是RAT。

下面将结合具体实施例，对本公开做进一步说明。本领域技术人员应该可以理解，这里只是用于举例，不应理解为对本公开的限制。

图2是根据本公开的另一方面的实现移动网络虚拟化的***的架构示意图。

如图2所示，虚拟运营商A的用户1和虚拟运营商B的用户2通过统一的网络接入，运营商A支付了较高的租赁费用，希望给用户1提供高的Qos服务，运营商B支付了较低的租赁费用，可以接受给用户2提供稍低的Qos服务。控制平台根据运营商A和运营商B的需求，可以分别分配不同的带宽资源，从而在网络中为用户1和用户2提供不同的Qos服务。

该实施例中，不仅为虚拟运营商提供了网络租用，而且为不同用户提供了不同的Qos服务。即，本公开的架构可以灵活分配带宽资源，并提供虚拟化服务。

图3是根据本公开的一方面的实现移动网络虚拟化的方法的流程示意图。

在步骤31，控制平台接收应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源。这里的应用可以是基础运营商应用或者是虚拟运营商应用，其中，虚拟运营商租用该基础运营商的网络。所述应用的管道可以为VPN通道。

在步骤32，为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识返回给所述应用。

在步骤33，基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。

图4是根据本公开的另一方面的实现移动网络虚拟化的方法的流程示意图。

在步骤41，控制平台还接收应用的用户资源申请请求，所述用户资源申请请求中包括所述应用的管道预留标识。

在步骤42，根据携带的所述管道预留标识识别用户的归属和身份，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源。

在本公开的另一实施例中，所述控制平台对所述虚拟化基站的带宽资源做切片处理，并基于切片粒度分配以及调度带宽资源。

在本公开的另一实施例中，所述控制平台基于应用的需求生成所述应用的Qos策略，并下发给虚拟化基站及网络路由设备执行。

本公开中，由控制平台根据应用的需求分配资源，资源完全共用，可以最大化利用网络资源，并实现网络资源高效动态分配。可以开展分级别的、有业务保障的网络资源租借。本公开提供的架构可在一套基础设备（包括运营商的网络、底层空口物理资源等）上同时支持多个虚拟网络或专网业务的运营，资源完全动态共享，基于需求可以灵活调配和控制。各个应用建立与控制平台的独立联系，各应用之间互不感知，计费和用户控制保持相对的独立性，私密性好。

图5是根据本公开的另一方面的实现移动网络虚拟化的方法的流程示意图。该流程包括管道建立阶段，以及用户接入阶段。

管道建立阶段：

在步骤51，控制平台接收虚拟运营商A的管道资源预留请求，计算出到虚拟化基站的路由，并通过开放接口通知虚拟化基站进行资源预留。

在步骤52，虚拟化基站的底层物理资源进行资源预留，在成功预留后，将携带管道预留标识的成功响应通过开放接口返回给控制平台，该管道预留标识用于标识各个应用。

在步骤53，控制平台向虚拟运营商A返回成功响应。

用户接入阶段：

在步骤54，用户接入，申请资源。

在步骤55，控制平台通过调用接口接收虚拟运营商A的用户资源申请请求，在请求中携带管道预留标识，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源。

在步骤56，申请成功，控制平台向虚拟运营商A返回接入成功响应。用户成功接入，直接在承载网络上进行相关的业务，感知不到网络侧的处理过程。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种实现移动网络虚拟化的控制平台，其特征在于，包括：

应用调用接口，用于接收应用的管道资源预留请求，将所述管道资源预留请求转发给资源模块；接收所述资源模块返回的管道预留标识，将所述管道预留标识返回所述应用；

所述资源模块，用于对虚拟化基站和核心网的网络路由设备进行资源管理，接收所述应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源，为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识发送给所述应用调用接口；

路由模块，用于用户层的路由管理，基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。

2.根据权利要求1所述实现移动网络虚拟化的控制平台，其特征在于，

所述应用调用接口还用于接收应用的用户资源申请请求，所述用户资源申请请求中包括所述应用的管道预留标识；将所述用户资源申请请求发送给所述资源模块；

所述资源模块还用于接收所述用户资源申请请求，根据携带的所述管道预留标识识别用户的归属和身份，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源；

所述路由模块还用于基于建立的承载资源生成对应的路由，并进行路由管理。

3.根据权利要求1所述的控制平台，其特征在于，所述应用的管道为VPN通道。

4.根据权利要求1所述的控制平台，其特征在于，所述资源模块对所述虚拟化基站的带宽资源做切片处理，并基于切片粒度分配以及调度带宽资源。

5.根据权利要求1所述的控制平台，其特征在于，还包括：

策略模块，用于基于应用的需求生成所述应用的Qos策略，并下发给虚拟化基站及网络路由设备执行。

6.根据权利要求1所述的控制平台，其特征在于，还包括：

用户模块，用于对应用的用户群组进行管理，以及计费处理。

7.一种实现移动网络虚拟化的虚拟化基站，其特征在于，包括：

开放接口，用于接收控制平台的处理结果，并转发给射频模块；以及将射频模块的处理结果返回给控制平台；

射频模块，用于对控制平台的处理结果进行射频及空口处理，并转发给开放接口或数据转发模块；

数据转发模块，用于将射频模块的处理结果进行数据报文的封装，并转发到核心网，以进行传输。

8.根据权利要求7所述实现移动网络虚拟化的虚拟化基站，其特征在于，还包括：

业务同步模块，用于对小区之间的数据包进行同步。

9.一种实现移动网络虚拟化的***，其特征在于，包括权利要求1至6任一所述控制平台和/或权利要求7至8任一所述虚拟化基站。

10.一种实现移动网络虚拟化的方法，其特征在于，包括：

控制平台接收应用的管道资源预留请求，为所述应用进行分配资源预留调配，通知虚拟化基站和核心网预留对应的资源并建立管道及与所述管道对应的接入设备和带宽资源；

为所述应用的管道分配所述管道预留标识，将所述管道预留标识返回给所述应用；

基于建立的所述管道生成数据转发的路径，并将路由信息下发给网络路由设备执行。

11.根据权利要求10所述实现移动网络虚拟化的方法，其特征在于，包括：

控制平台还接收应用的用户资源申请请求，所述用户资源申请请求中包括所述应用的管道预留标识，根据携带的所述管道预留标识识别用户的归属和身份，基于所述应用的管道为所述用户建立承载资源。

12.根据权利要求10所述实现移动网络虚拟化的方法，其特征在于，所述应用的管道为VPN通道。

13.根据权利要求10所述实现移动网络虚拟化的方法，其特征在于，所述控制平台对所述虚拟化基站的带宽资源做切片处理，并基于切片粒度分配以及调度带宽资源。

14.根据权利要求10所述实现移动网络虚拟化的方法，其特征在于，所述控制平台基于应用的需求生成所述应用的Qos策略，并下发给虚拟化基站及网络路由设备执行。