CN109756904B - 一种5g超密集无线接入网部署***及其虚拟小区更新方法 - Google Patents

Abstract

一种5G超密集无线接入网部署***及其虚拟小区更新方法，其中5G超密集无线接入网部署***包括多个AAU、多个DU和多个边缘云，而虚拟小区更新方法包括获取步骤、计算步骤和更新步骤。一方面，由于***中始终确保用户终端接入一个或多个通信质量好的AAU，既能够避免强干扰、又使能多点协作收发技术，利于提高用户终端的信息传输速率和可靠性，同时可更好地达到V2X的应用效果；另一方面，由于在虚拟小区更新方法中首先让新的DU接管虚拟小区，再让当前的DU释放虚拟小区，实现了AAU‑DU‑边缘云之间有效配合，能够在用户终端移动过程中平滑地实现虚拟小区的更新，使得用户的信息传输不会中断，可达到较优的用户体验感。

Description

一种5G超密集无线接入网部署***及其虚拟小区更新方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体涉及一种5G超密集无线接入网部署***及其虚拟小区更新方法。

背景技术

智能交通***(Intelligent Traffic System，ITS)是将先进的信息技术、通信技术、计算机技术、传感器技术、人工智能等有效地综合运用于车辆制造、道路基础设施建设、交通管控和调度，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，形成一种安全、高效、环保、舒适的综合运输***。如何达到车辆与人、车、路、网(vehicle to everything，V2X，即车对外界的信息交换)进行智能的信息交互共享，是实现一系列ITS应用和服务的基础。由于涉及生命安全，车辆通信对于可靠性和时延有着很高的要求，第五代移动通信网络(5G)被认为是高可靠、低时延V2X通信的重要保障。车辆移动速度快，在城市密集环境下密度高，在一些应用场景中需要交互的信息量巨大，因此，V2X通信对5G网络的容量也有着很高的要求，同时对移动性管理提出了极大挑战。

5G网络在***架构和接入网结构两方面都面临巨大变革。在***构架方面，5G朝着原生云的方向发展(原生云是指应用程序不依赖于底层操作平台，而依赖于云计算)，通过引入软件定义网络(Software Defined Network,SDN)和网元功能虚拟化(NetworkFunctions Virtualization,NFV)技术，实现控制面和用户面的分离以及网元功能在通用架构上的软件化实现。5G网络将由核心云和边缘云构成，其中边缘云将部署到接入网侧，一部分核心网功能和云计算功能将从核心云“下沉”到边缘云，边缘云能够直接向终端用户提供核心网功能和移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)服务。在接入网方面，基站将被重构为集中单元(Central Unit，CU)、分布式单元(Distributed Unit，DU)和有源天线处理单元(Active Antenna Unit，AAU)三个功能实体，当前基站单元(BBU)的功能将被重新划分到这三个实体上，并且5G还将支持协议栈功能在集中单元CU和分布式单元DU之间的迁移。目前，5G协议仅规范了上述功能实体的划分，而整个通信协议栈如何在网络上部署，还需要针对不同的应用场景给出不同的方案。

接入点密集化是提升网络容量的最有效方式之一，也是未来网络的发展趋势。随着网络的密集化发展，受到切换和干扰等问题的限制，当前以基站为中心的接入模式不再适用，基于虚拟小区技术的以用户为中心接入模式应运而生，成为目前业界关注的一个焦点。虚拟小区技术指的是以用户终端为中心，由用户周围的多个接入点组成该用户的虚拟小区，以相互协同的方式为用户提供服务；并且随着用户的移动，虚拟小区中的成员不断更新，新的接入点加入到虚拟小区中，原有的接入点则从虚拟小区中移除，但用户始终处在虚拟小区的中心，体验到稳定的服务质量(QoS)。在用户终端高速移动过程中保证虚拟小区的平稳更新，是虚拟小区技术实现的关键。

虽然目前已有不少针对虚拟小区技术的研究，但还没有在上述5G演进架构下给出较为完善的解决方案，尤其是针对ITS应用场景，还缺少一种虚拟小区技术与5G通信网络相结合的部署方案。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何将5G网络与虚拟小区技术相结合，以提高智能交通***的用户体验效果。为解决上述技术问题，本申请提供了一种5G超密集无线接入网部署***及其虚拟小区更新方法。

根据第一方面，一种实施例中提供一种5G超密集无线接入网部署***，包括：

多个AAU，各个所述AAU沿道路分布，对所述道路进行信号覆盖，所述AAU用于用户终端接入；

多个DU，每个DU与邻近的若干个所述AAU连接，用于对连接的AAU进行基带信号处理和通信控制，所述用户终端接入一个或多个所述AAU时，接入的一个或多个所述AAU以及与它们连接的一个DU形成所述用户终端的虚拟小区；

多个通信连接的边缘云，分别提供移动边缘计算服务，每个所述边缘云与邻近的若干个所述DU连接，用于通过连接的DU监控所述用户终端的状态，以根据所述用户终端的状态对所述虚拟小区进行更新。

任意两个相邻的DU的信号覆盖范围进行边缘重叠，处于边缘重叠内的AAU均与两个相邻的DU连接，以使得形成所述虚拟小区的所有AAU属于同一个DU。

根据第二方面，一种实施例中提供一种用于5G超密集无线接入网的虚拟小区更新方法，所述5G超密集无线接入网部署***包括上述第一方面所述的多个AAU、多个DU和多个通信连接的边缘云，所述虚拟小区更新方法包括以下步骤：

获取步骤：通过用户终端所在信号覆盖范围内的AAU获取所述用户终端的状态信息；

计算步骤：根据所述用户终端的状态信息计算得到所述用户终端的虚拟小区的配置信息；

更新步骤：根据所述配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行更新。

在所述获取步骤中，所述用户终端所在信号覆盖范围内的AAU向所述用户终端发送无线信号，该AAU所在的边缘云通过无线信号的定位技术获取所述用户终端的状态信息，所述用户终端的状态信息包括定位位置、运动速度和运动方向；或者，所述用户终端通过它的虚拟小区的AAU向所在的边缘云直接发送用户终端的状态信息。

在所述计算步骤中，根据所述用户终端的状态信息计算得到所述用户终端的虚拟小区的配置信息，包括：

根据所述用户终端的状态信息判断所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU属于当前的DU或者属于新的DU；

若属于当前的DU，则计算所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU的第一加入时刻，根据所述第一加入时刻形成所述当前的DU的第一配置信息，以使得所述当前的DU根据所述第一配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行更新；

若属于新的DU，则计算所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的DU的切换时刻，以及计算所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU的第二加入时刻，根据所述切换时刻和所述第二加入时刻形成所述新的DU的第二配置信息，以使得所述新的DU根据所述第二配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行接管，且对所述用户终端的虚拟小区进行更新。

在所述更新步骤中，根据所述配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行更新，包括：

判断所述新的DU属于当前的边缘云或者属于新的边缘云；

若属于当前的边缘云，则所述当前的边缘云控制所述新的DU在所述切换时刻到达时对所述用户终端的虚拟小区进行接管，在所述第二加入时刻到达时将所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU加入至所述用户终端的虚拟小区；

若属于新的边缘云，则所述当前的边缘云将所述第二配置信息移交至所述新的边缘云，所述新的边缘云控制所述新的DU在所述切换时刻到达时对所述用户终端的虚拟小区进行接管，在所述第二加入时刻到达时将所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU加入至所述用户终端的虚拟小区。

所述更新步骤还包括：在所述新的DU对所述用户终端的虚拟小区进行接管之后，控制所述当前的DU停止所述用户终端的接入，使得所述当前的DU对所述用户终端的虚拟小区进行释放。

所述的虚拟小区更新方法还包括：

根据所述用户终端与接入的AAU之间的通信质量判断是否重新配置所述用户终端的虚拟小区，若是，则从所述用户终端的虚拟小区中移除通信质量差的AAU。

当从所述用户终端的虚拟小区移除一AAU之后，如果该AAU不属于其它用户终端的虚拟小区，则将该AAU置于休眠状态，直至该AAU所在的DU对该AAU进行激活。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种5G超密集无线接入网部署***及其虚拟小区更新方法，其中请求保护的5G超密集无线接入网部署***包括多个AAU、多个DU和多个边缘云，而请求保护的虚拟小区更新方法包括获取步骤、计算步骤和更新步骤。该技术方案的有益效果具体表现如下：

第一方面，由于5G超密集无线接入网部署***中AAU沿道路分布，对道路形成有效信号覆盖，同时始终保证安装于车辆上的用户终端接入一个或多个通信质量好的AAU，该些AAU与相连接的DU组成虚拟小区向用户终端提供通信服务，既能够避免强干扰、又使能多点协作收发技术(Coordinated Multi-Point，CoMP)，利于提高用户终端的信息传输速率和可靠性，同时可更好地达到V2X的应用效果；

第二方面，由于5G超密集无线接入网部署***主要采用了5G网络的边缘云参与用户终端的状态监控和虚拟小区更新，产生的信令仅在通信连接的边缘云之间、以及边缘云和DU之间传递，而不需要在核心网中进行传递，当网络中存在大量用户终端时，能够有效避免产生信令风暴，从而有效限制由信令引起的通信时延，并同时使得***具备更优的可扩展性；

第三方面，由于在虚拟小区更新方法中通过用户终端的状态信息对用户终端的虚拟小区进行更新，充分利用了用户终端的状态具有较强的可预测性的特点，利于边缘云及时地对参与虚拟小区的DU进行切换，以及及时地对参与虚拟小区的AAU进行新增和移除，利于用户获得在同一个虚拟小区中心进行通信的体验，从而保证虚拟小区提供较高且稳定的服务质量；

第四方面，在DU的切换过程中首先让新的DU接管虚拟小区，再让当前的DU释放虚拟小区，这就保证了用户终端的通信过程不会中断，可提高通信的低时延、高可靠性；

第五方面，请求保护的虚拟小区更新方法实现了AAU-DU-边缘云之间有效配合，能够在用户终端移动过程中平滑地实现虚拟小区的更新，使得用户的信息传输不会中断，可达到较优的用户体验感。

附图说明

图1为5G超密集无线接入网部署***的示意图；

图2为边缘云的结构示意图；

图3为DU和AAU之间的连接示意图；

图4为边缘云和DU之间的连接示意图；

图5为虚拟小区的结构示意图；

图6为直路场景下DU切换的示意图；

图7为十字路口场景下DU切换的示意图之一；

图8为十字路口场景下DU切换的示意图之二；

图9为虚拟小区更新方法的流程图；

图10为计算步骤和更新步骤的详细流程图；

图11为用户终端跨DU移动时虚拟小区更新方法的流程图；

图12为用户终端跨边缘云移动时虚拟小区更新方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

为清楚地理解本申请的技术方案，这里将对一些术语进行说明。

边缘云，被部署到5G网络的接入网侧，一部分核心网功能和云计算功能将从核心云“下沉”到边缘云，边缘云能够直接向终端用户提供核心网功能和移动边缘计算服务。

有源天线处理单元，简称AAU，主要负责无线信号的接收和射频部分的处理任务。在实际***中，AAU可以部署在路灯杆、信号灯杆、或者路边建筑物的墙面上。单个AAU的覆盖范围较小，邻近多个AAU的覆盖范围有较大程度的重叠，全体AAU共同完成对道路的有效覆盖。

分布式单元，简称DU，主要负责物理层的基带处理，也负责数据链路层中高实时性要求的协议栈功能，主要包括无线链路控制(RLC)、媒体接入控制(MAC)。在实际***中，DU适宜采用专用架构实现，体积较小，在实际***中也能够部署在距离AAU较近的路侧。

虚拟小区，是指以用户终端为中心、由用户周围的多个网络接入点组成该用户的物理通信区域，以相互协同的方式为用户提供网络通信服务。虚拟小区往往由一个DU和多个AAU构成，AAU可以工作在相同或者不同的子信道上。在用户的上下行通信过程中，AAU负责射频部分的处理，DU负责多路信号基带部分的联合处理，这使得多点协作收发技术(Coordinated Multi-Point，CoMP)能够应用到收发过程中，提高传输性能。不同用户的虚拟小区可以重叠，也就是说不同用户的虚拟小区可能包含相同的DU或AAU；但是重叠的虚拟小区一定工作在不同时頻资源上，从而避免干扰。

用户终端，简称UE，是指用户端使用的通信设备，如智能车载终端，其集成定位、通信、汽车行驶记录等多项功能，具有业务调度功能和数据处理能力，能够对运输车辆进行智能化管理，提供定位管理、行车安全监控管理、运营管理、服务质量管理、智能集中调度管理、电子站牌控制管理等服务。

本申请的发明构思是：由于ITS应用场景中的V2X信息传输大多数发生在本地，因此本发明关注5G通信网络的接入侧，也就是边缘云和基站之间、基站和用户终端之间的通信过程。面向ITS应用场景，以使能虚拟小区技术为目的，在5G演进架构下，本申请提出了由边缘云、DU和AAU构成的三层结构的5G超密集无线接入网部署方案以及各个功能模块的具体工作机制，以期满足以下应用需求：

(1)服务某个用户的虚拟小区包含一个DU和与这个DU相连的若干个AAU，由与该DU相连接的边缘云对该虚拟小区进行管理；

(2)由边缘云负责无线资源分配、移动性管理、接入和连接管理、路由和转发功能，同时支持移动边缘计算功能MEC，提供ITS应用和V2X服务的能力；

(3)保证边缘云能够跟随用户终端的移动状态控制虚拟小区进行平滑的更新，保证用户终端的信息传输不会因为虚拟小区的更新而中断。

下面将结合实施例对本申请的技术方案进行详细说明。

实施例一：

请参考1，本申请公开一种5G超密集无线接入网部署***，其包括多个AAU(即多个有源天线处理单元，可见附图标记11)、多个DU(即分布式单元，可见附图标记12)，以及多个通信连接的边缘云(可见附图标记13)，下面将分别说明。

多个AAU(如附图标记11)，各个AAU沿道路分布，对道路进行信号覆盖，该些AAU用于用户终端接入，当用户终端接入一个或多个AAU时，该一个或多个AAU以及连接它们的DU形成用户终端的虚拟小区。在一实施例中，可见图5，七个个有源天线处理单元AAU(如AAU1—AAU7)分布于道路的一侧(比如设置在道路侧边的路灯杆、信号灯杆、标识牌、路边建筑物上)，每个AAU的无线信号能够覆盖道路的一段，该些沿道路依次排列的AAU能够对整个道路实现信号覆盖。

多个DU(如附图标记12)，每个DU与邻近的若干个AAU连接，用于对连接的AAU进行基带信号处理和通信控制。在一实施例中，见图3，分布式单元DU2和分布式单元DU1分别与邻近的若干个AAU进行连接，例如，分布式单元DU2可以设置在道路侧边的路灯杆、信号灯杆、标识牌、路边建筑物上，与周边依次的多个AAU进行连接，对连接的这些AAU进行基带信号处理，还可以进行诸如无线侦测、数据收发、信道控制等通信控制。用户终端UE设置在车辆上，在车辆行进过程中，用户终端UE接入邻近的AAU，从而形成以用户终端UE为中心的虚拟小区；例如图5，用户终端UE和AAU4、AAU5、AAU6进行无线连接时，AAU4、AAU5、AAU6和与它们同时连接DU1就形成了用户终端UE为中心的虚拟小区。

需要说明的是，每个DU负责物理层的基带处理，也负责数据链路层中高实时性要求的协议栈功能，主要包括RLC(无线链路控制)、MAC(媒体接入控制)。如此，在上下行通信过程中，AAU负责射频部分的处理，DU负责多路信号基带部分的联合处理，这使得CoMP(Coordinated Multi-Point，多点协作)收发技术能够应用到收发过程中，提高传输性能。

在一具体实施例中，见图5，分布式单元DU2与邻近的AAU1—AAU5进行通信连接，分布式单元DU1与邻近的AAU4—AAU7进行通信连接，且分布式单元DU2和分布式单元DU1又同时与边缘云1进行通信连接，从而使得分布式单元DU2在边缘云1的控制作用下对AAU1—AAU5进行通信控制，使得分布式单元DU1也在边缘云1的控制作用下对AAU4—AAU7进行通信控制。

每个边缘云(可见附图标记13)与多个DU(如附图标记12)连接，用于监控用户终端的状态，以及对用户终端的虚拟小区进行更新。在一实施例中，见图1和图2，5G网络的核心云131与多个边缘云连接，可提供核心计算服务；而边缘云132可提供移动边缘计算服务(Mobile Edge Computing,MEC，用于支持应用的本地部署)，实现集中单元(Central Unit，CU)的全部功能，还可承担一些“下沉”的核心云功能，可通过自身的功能模块实现MEC、接入和连接管理、路由和转发管理、无线资源管理、移动性管理等功能，而且，边缘云132还可以与ITS/V2X专用边缘服务器133进行连接，以强化自身的移动边缘计算能力。此外，边缘云132可以在通用构架上利用网元功能虚拟化(Network Functions Virtualization,NFV)技术实现，这里不对边缘云的服务器类型、通信类型、算法类型进行具体限制。

在一个具体实施例中，见图4，5G网络可以包括多个边缘云(比如边缘云1、边缘云2)，分别提供移动边缘计算服务(MEC)，每个边缘云与邻近的若干个DU连接，用于通过连接的DU监控用户终端的状态，以根据用户终端的状态对用户终端的虚拟小区进行更新。

进一步地，可参见图5和图6，为使得直行道路上的车辆配备的用户终端UE从一个分布式单元DU1的信号覆盖范围(即DU1所连接的所有AAU的信号覆盖范围的总和)移动到另一个分布式单元DU2的信号覆盖范围(DU2所连接的所有AAU的信号覆盖范围的总和)的过程中，用户终端UE始终与其中一个分布式单元DU进行有效通信，这里对相邻两个DU的连接形式进行限定。具体地，将任意两个相邻的DU的信号覆盖范围进行边缘重叠，处于边缘重叠内的AAU均与两个相邻的DU连接，以使得形成虚拟小区的所有AAU属于同一个DU。例如图5所示的连接示意图，AAU4和AAU5既与分布式单元DU1连接，也与分布式单元DU2进行连接，使得AAU4和AAU5的信号覆盖范围成为DU1和DU2的共同信号覆盖范围，而且，使得共同信号覆盖范围显著大于任何虚拟小区的要求范围。

进一步地，可参见图7，为使得十字路口上的车辆配备的用户终端UE从一个分布式单元DU4的信号覆盖范围(即DU4所连接的所有AAU的信号覆盖范围的总和)移动到另一个分布式单元DU3的信号覆盖范围(DU3所连接的所有AAU的信号覆盖范围的总和)的过程中，用户终端UE始终与其中一个分布式单元DU进行有效通信，这里对相邻两个DU的连接形式进行限定。具体地，可在交叉的道路1和道路2的每个出口处均设置分布式单元DU以及每个分布式单元DU下的各个有源天线处理单元AAU，例如沿十字路口的四个出口处依次设置DU1、DU2、DU3、DU4，并使得处于十字路口中心地段的AAU均与该些DU进行连接；在用户终端UE由道路1进入道路2的过程中，转弯之前，用户终端UE与分布式单元DU4控制下的部分AAU进行通信连接，转弯之后，用户终端UE与分布式单元DU3下的部分AAU进行通信连接。

进一步地，可参见图8，为使得十字路口上的车辆配备的用户终端UE从一个分布式单元DU4的信号覆盖范围(即DU4所连接的所有AAU的信号覆盖范围的总和)移动到另一个分布式单元DU3的信号覆盖范围(DU3所连接的所有AAU的信号覆盖范围的总和)的过程中，用户终端UE始终与其中一个分布式单元DU进行有效通信，这里对相邻两个DU的连接形式进行限定。具体地，沿十字路口的四个出口处依次设置DU1、DU2、DU3、DU4，并在十字路口的中央地带设置DU5，使得DU5的信号覆盖范围均与其它DU的信号覆盖范围重叠；在用户终端UE由道路1进入道路2的过程中，转弯之前，用户终端UE与分布式单元DU4控制下的部分AAU进行通信连接，进入十字路口中央地段时，用户终端UE与分布式单元DU5控制下的部分AAU进行通信连接，转弯之后，用户终端UE再与分布式单元DU3下的部分AAU进行通信连接。

需要说明的是，本实施例中，用户终端UE的虚拟小区中连接的AAU的数量可以根据实际情况而设定，应当不少于1个，这里不对具体数量进行限定。

需要说明的是，本实施例中请求保护的5G超密集无线接入网部署***实际上就是一种新型的智能交通***，结合了当前交通***的特点和5G网络的特点，通过用户终端无线接入网络的便捷效应实现V2X的功能，从而提升用户在该智能交通***中的联网体验。

实施例二：

请参考图9，本申请公开一种用于5G超密集无线接入网部署***的虚拟小区更新方法，本实施例中的5G超密集无线接入网部署***即为实施例一中的5G超密集无线接入网部署***，包括多个AAU、多个DU和多个通信连接的边缘云。这里将对虚拟小区更新方法进行说明，该虚拟小区更新方法主要包括步骤S100-S300，下面分别说明。

步骤S100，获取步骤：通过用户终端所在信号覆盖范围内的AAU获取用户终端的状态信息。

在一实施例中，见图5，用户终端UE所在信号覆盖范围内的AAU(如AAU4-AAU6)向用户终端发送无线信号(此时AAU不一定与用户终端UE通信连接)，分布式单元DU1将用户终端的反馈信号发送至边缘云1，然后，边缘云1通过无线信号的定位技术获取用户终端UE的状态信息，用户终端的状态信息可包括定位位置、运动速度、运动方向、加速度。由于基站对电子终端设备的定位技术已较为常见，如基站对手机的定位技术，属于现有技术，因此，这里不再对无线信号的定位技术进行说明和限制。

在另一实施例中，用户终端向它的虚拟小区的AAU直接发送户终端的状态信息(这些状态信息可以很容易地通过集成在用户终端上的定位***、传感***、行车记录***获取)，DU将接收到的用户状态信息发送给边缘云1。用户终端直接发送状态信息的方案是应用场景中的一种实用方案，这是因为用户终端所在的车辆上集成的定位、传感等功能能够让用户终端直接获得自己的状态信息(如定位位置、运动速度、运动方向)，从而用户终端就可以直接向边缘云提供这部分信息。此外，车载终端进行定位或者获取车辆的运动状态已经是现有技术，这里不再对该技术进行说明和限制。

需要说明的是，由于用户终端随车辆被限定在道路上，时刻处于AAU的信号覆盖范围内，因此，用户终端的状态具有较强的可预测性，能够较为准确地判断用户终端的移动状态。

需要说明的是，用户终端UE首次进入道路时，其邻近的边缘云会对用户终端UE的虚拟小区进行初始化配置操作。例如，图5，用户终端UE进入道路中，会通过随机接入的信道发送接入请求，在其附近的DU(例如DU1)接收到请求信号后，会将该接入请求发送至所在的边缘云1，边缘云1会对该接入请求进行授权，将分配用户ID、分配虚拟小区的DU和AAU，以及分配上下行传输的时频资源至用户终端邻近的DU1，该DU1根据分配的信息将指定的AAU加入至用户终端UE的虚拟小区；随后，用户终端UE便可以通过该虚拟小区在分配给它的时频资源上进行信息的上下行传输。

步骤S200，计算步骤：根据用户终端的状态信息计算得到用户终端的虚拟小区的配置信息。在一实施例中，参考图10，该步骤S200可包括步骤S210-S230，分别说明如下。

步骤S210，根据用户终端的状态信息判断用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU属于当前的DU或者属于新的DU；若属于当前的DU，则进入步骤S220，若属于新的DU则进入步骤S230。

需要说明的是，用户终端的状态信息包括定位位置、运动速度和运动方向，甚至包括加速度，那么，边缘云可方便地根据这些信息计算运动终端在下一时刻的估计位置，通过下一时刻的估计位置就可以判断用户终端是否即将到达待进入的信号覆盖范围。

例如图5，用户终端沿道路进行移动时，边缘云1计算获得用户终端UE的运动状态，从而判断用户终端在下一时刻待进入的信号覆盖范围对应的AAU3属于当前的DU1，还是属于新的DU2。

步骤S220，计算用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU的第一加入时刻，根据该第一加入时刻形成当前的DU的第一配置信息，以使得当前的DU根据该第一配置信息对用户终端的虚拟小区进行更新。

例如图5，云边缘1根据用户终端UE的运动速度和运动方向来计算用户终端UE移动到有源天线处理单元AAU5(该AAU5在DU1、DU2的控制下)的信号覆盖范围内的预计时间，将该预计时间作为第一加入时间，从而根据该预计时间得到当前的DU1的第一配置信息。

步骤S230，计算用户终端待进入的信号覆盖范围对应的DU的切换时刻，以及计算用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU的第二加入时刻，根据该切换时刻和该第二加入时刻形成新的DU的第二配置信息，以使得新的DU根据该第二配置信息对用户终端的虚拟小区进行接管，且对用户终端的虚拟小区进行更新。

在一具体实施例中，可见图5和图11，云边缘1根据用户终端UE的运动速度和运动方向来判断用户终端UE的移动状态，在用户终端UE靠近于分布式单元DU2的信号覆盖范围时，边缘云1作出DU切换决策和AAU新增决策；在DU切换决策的指导下，边缘云1计算用户终端UE移动到有源天线处理单元AAU4的信号覆盖范围内的预计时间(AAU4的信号覆盖范围从属于DU2的信号覆盖范围)，将该预计时间作为DU2的切换时刻；并且，在AAU新增决策的指导下，边缘云1计算用户终端UE移动到有源天线处理单元AAU3的信号覆盖范围的预计时间，将该预计时间作为第二加入时间，从而形成新的DU2的第二配置信息。本领域的技术人员应当理解，这里将进入AAU4的信号覆盖范围的预计时间作为切换时刻，而不是将进入AAU5的信号覆盖范围的预计时间作为切换时刻，目的是为了保证用户终端UE完全进入DU2的信号覆盖范围之后再进行虚拟小区接管，从而达到接管顺利、信号连接稳定的实现效果。

步骤S300，更新步骤：根据配置信息对用户终端的虚拟小区进行更新。在一实施例中，可参考图10，该步骤S300可包括步骤S310-S370，分别说明如下。

步骤S310，在步骤S220之后进入该步骤S310，包括：在第一加入时刻到达时将用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU加入至用户终端的虚拟小区。

在一实施例中，例如图5，边缘云1将第一配置信息发送至分布式单元DU1，在第一加入时间到达时，分布式单元DU1将有源天线处理单元AAU5加入用户终端UE的虚拟小区，实现了AAU的增添功能，也对虚拟小区进行了更新。随后，用户终端UE便可以通过该虚拟小区在分配给它的时频资源上进行信息的上下行传输。

步骤S320，在步骤S230之后进入该步骤S320，包括：判断新的DU属于当前的边缘云或者属于新的边缘云；若属于当前的边缘云，则进入步骤S330，若属于新的边缘云，则进入步骤S340。

例如图7，用户终端UE从道路1移动到道路2的过程中，将从当前的DU4的信号覆盖范围进入新的DU3的信号覆盖范围。边缘云1将判断新的DU3属于当前的边缘云1，还是属于新的边缘云2。

步骤S330，当前的边缘云控制新的DU在切换时刻到达时对用户终端的虚拟小区进行接管。

例如图8，用户终端UE从道路1移动到道路2的过程中，将从当前的DU4的信号覆盖范围进入新的DU5的信号覆盖范围。边缘云1将判断新的DU5属于当前的边缘云1，然后当前的边缘云1控制新的DU5在切换时刻到达时对用户终端的虚拟小区进行接管，即由新的DU5管理用户终端UE的虚拟小区，而当前的DU4不再管理用户终端UE的虚拟小区。

步骤S340，当前的边缘云将所述第二配置信息移交至所述新的边缘云。例如图7，用户终端UE进入DU3的信号覆盖范围后，当前的边缘云1将把第二配置信息移交至新的边缘云2。

在另一个具体实施例中，当前的边缘云向新的边缘云移交的信息不但包括第二配置信息，还可以包括虚拟小区的管理信息，如此使得新的边缘云能够及时了解虚拟小区的所有情况。

步骤S350，新的边缘云控制新的DU在切换时刻到达时对用户终端的虚拟小区进行接管。

例如图7，用户终端UE从道路1移动到道路2的过程中，将从当前的DU4的信号覆盖范围进入新的DU3的信号覆盖范围。新的边缘云2控制新的DU3在切换时刻到达时对用户终端的虚拟小区进行接管，即由新的DU3管理用户终端UE的虚拟小区，而当前的DU4不再管理用户终端UE的虚拟小区。

步骤S360，在新的DU对用户终端的虚拟小区进行接管之后，即步骤S330和步骤S350之后，控制当前的DU停止用户终端的接入，使得当前的DU对用户终端的虚拟小区进行释放。

例如图7和图8，用户终端UE的虚拟小区被接管之后，当前的边缘云1控制当前的DU4停止用户终端UE的接入，使得DU4对用户终端UE的虚拟小区进行释放，即DU4停止对用户终端的虚拟小区的通信控制。

步骤S370，在第二加入时刻到达时将用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU加入至用户终端的虚拟小区，实现了AAU的增添功能，也对虚拟小区进行了更新。

在一实施例中，例如图7，在第二加入时刻到达时，分布式单元DU3将十字路口中央地段的AAU加入至用户终端UE的虚拟小区。例如图8，在第二加入时刻到达时，分布式单元DU5将十字路口中央地段的AAU加入至用户终端UE的虚拟小区。随后，用户终端UE便可以通过该虚拟小区在分配给它的时频资源上进行信息的上下行传输。

在一具体实施例中，为清楚地理解步骤S330—>S360—>S370的具体实现过程，这里将结合图5和图11对同一边缘云下虚拟小区跨DU切换方法进行说明，即说明在共同的边缘云1的控制下，虚拟小区由DU1切换至DU2的实现过程。假设当前虚拟小区包含AAU4，AAU5，目的是新增AAU3，具体实现过程为：(1)根据步骤S230边缘云1计算获得第二配置信息(即切换时刻和第二加入时刻)；(2)之后，边缘云1向DU2发送虚拟小区接管指令，该虚拟小区接管指令应当包括第二配置信息中的切换时刻，DU2收到指令后并在切换时刻到达时接管虚拟小区，由DU2对虚拟小区进行通信控制；(3)DU2接管成功后向边缘云1反馈接管成功报告，边缘云1随即向DU1发送虚拟小区释放指令，DU1收到指令后停止用户终端的接入，释放虚拟小区的通信控制任务；(4)之后，边缘云1向DU2发送AAU新增指令，该AAU新增指令应当包括第二配置信息中的第二加入时刻，DU2在收到指令后并在第二加入时刻到达时激活新增的AAU3(此前，可能因AAU3未加入任何虚拟小区而处于休眠状态，所以需要对其进行激活)，使得用户终端接入AAU3。

在一具体实施例中，为清楚地理解步骤S340—>S350—>S360—>S370的具体实现过程，这里将结合图7和图12对不同边缘云下虚拟小区跨DU切换方法进行说明，即说明在边缘云1和边缘云2的控制下，虚拟小区由DU4切换至DU3的实现过程。具体实现过程为：(1)根据步骤S230边缘云1计算获得第二配置信息(即切换时刻和第二加入时刻)；(2)之后，边缘云1向边缘云2发送虚拟小区的管理信息移交请求，该管理信息移交请求应当包括第二配置信息，还可以包括虚拟小区的管理相关信息和决策信息，边缘云2收到管理信息移交请求后向DU3发送接管虚拟小区指令，该虚拟小区接管指令应当包括第二配置信息中的切换时刻，DU3收到指令后并在切换时刻到达时接管虚拟小区，由DU3对虚拟小区进行通信控制；(3)DU3接管成功后向边缘云2反馈接管成功报告，边缘云2随即向边缘云1发送管理信息移交成功报告，边缘云1收到报告后向DU4发送虚拟小区释放指令，DU4收到指令后停止用户终端的接入，释放虚拟小区的通信控制任务；(4)之后，边缘云2向DU3发送AAU新增指令，该AAU新增指令应当包括第二配置信息中的第二加入时刻，DU2在收到指令后并在第二加入时刻到达时激活新增的AAU(此前，可能因该AAU未加入任何虚拟小区而处于休眠状态，所以需要对其进行激活)，使得用户终端接入该AAU。

进一步地，本申请请求保护的虚拟小区更新方法还包括步骤S400，该步骤S400位于步骤S100之后，且与步骤S200和步骤S300并行连接，即步骤S400的过程与步骤S200-S300的过程互不影响。该步骤S400主要用于对用户终端的虚拟小区中通信质量差的AAU进行移除。

在一实施例中，可见图10，该步骤S400可包括步骤S410-S440。

步骤S410，根据用户终端与接入的AAU之间的通信质量判断是否重新配置用户终端的虚拟小区，若是则进入步骤S420，反之进入步骤S440。

需要说明的是，用户终端在移动过程中，已接入的AAU和用户终端之间的距离将逐渐拉大甚至脱离AAU的信号覆盖范围，致使虚拟小区的通信质量下降，也可能因为已接入的AAU和用户终端之间障碍物的遮挡作用使得虚拟小区的通信质量下降，还可能因为其它虚拟小区的通信干扰作用使得用户终端的虚拟小区的通信质量下降。不管什么原因导致虚拟小区的通信质量下降，都可被边缘云获知，例如图5，通过步骤S100获取用户终端UE的状态信息，根据该状态信息判断用户终端UE是否还在AAU6的信号覆盖范围内，如果判断超出AAU6的信号覆盖范围或者判断与AAU6之间的距离过大，则边缘云1就可认为用户终端UE和AAU6之间的通信质量差；此外，DU1通过AAU4-AAU5分别获取各个AAU与用户终端UE之间的信号强度，若其中一个AAU与用户终端UE之间信号强度较弱时，则边缘云1就可认为因障碍物遮挡或干扰作用致使用户终端UE与该AAU之间的通信质量差。

本领域的技术人员可以理解，因为本申请公开的虚拟小区采用了协同收发技术，用户终端所在虚拟小区的整体通信质量显著好于用户终端到单个AAU的通信质量；并且在用户终端的移动过程中，不管怎么去进行AAU的动态增减，整体的通信质量一定是达到某个门限值之上。而移除一个AAU时，考虑的是这个用户终端到这个AAU之间的单独的通信质量，这个通信质量可以用用户到这通信距离来估计，也就是用信号强度来估计。例如，用户离这个AAU很远了，就认为通信质量比较差，可以把这个AAU移除了。所以跟新增AAU时一样，在本申请中，移除AAU的决定也主要根据用户终端的状态做出，但是也不排除可以结合用户终端到这个AAU的通信质量。

步骤S420，从用户终端的虚拟小区中移除通信质量差的AAU。

在一实施例中，虚拟小区所在的分布式单元DU可以把每个已接入的AAU的通信状况告知所在的边缘云，该边缘云来判断哪些AAU存在通信质量问题。如果单个已接入的AAU通信质量差，则表明用户终端即将脱离该AAU的信号覆盖范围，或者障碍物遮挡严重，或者存在部分通信干扰，则可以从虚拟小区中移除该AAU。在另一种情况下，所有已接入的AAU均通信质量差，则表明该虚拟小区受到了严重的通信干扰，则可以重新为用户终端的虚拟小区分配上下行传输的时频资源，以规避通信干扰。

例如，图5，假设当前的虚拟小区包括AAU5和AAU6，未来要加入AAU4，如果用户终端UE与AAU6之间的通信质量已经很差了，就可以先把AAU6移除，等到用户终端UE更接近AAU4时再把AAU4加入进来。但是，如果当前的虚拟小区至仅包含AAU5，未来希望加入AAU4，那么就必须先加入AAU4后再移除AAU5。从而使得任何时间点时，用户终端的虚拟小区中至少已经接入一个AAU。

需要说明的是，移除后剩余的AAU仍然与所属的DU相连，因此不涉及DU的切换问题，也不影响虚拟小区的正常工作，用户终端仍可以通过剩余的AAU进行通信。

步骤S430，当从所用户终端的虚拟小区移除一AAU之后，如果该AAU不属于任何其它用户终端的虚拟小区，则将该AAU置于休眠状态，直至该AAU所在的DU对该AAU进行激活，当有新的用户终端需要接入该AAU时，其所在的DU将对该AAU进行激活。如此，可以达到节能、节省无线通信资源的目的。

步骤S440，结束本次操作。在一实施例中，见图10，可以在步骤S410判断为否之后进入该步骤，也可以在步骤S300结束之后进入该步骤，如此使得用户终端的虚拟小区完成一轮的更新/配置过程，接下来可进行下一轮的相同操作。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的***进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，包括：

多个AAU，各个所述AAU沿道路分布，对所述道路进行信号覆盖，所述AAU用于用户终端接入；

多个DU，每个DU与邻近的若干个所述AAU连接，用于对连接的AAU进行基带信号处理和通信控制，所述用户终端接入一个或多个所述AAU时，接入的一个或多个所述AAU以及与它们连接的所述DU形成所述用户终端的虚拟小区；

多个通信连接的边缘云，分别提供移动边缘计算服务，每个所述边缘云与邻近的若干个所述DU连接，用于通过连接的DU监控所述用户终端的状态，以根据所述用户终端的状态对所述虚拟小区进行更新；

其中，每个所述边缘云根据所述用户终端的状态对所述虚拟小区进行更新的过程包括：

获取步骤，通过用户终端所在信号覆盖范围内的AAU获取所述用户终端的状态信息；

计算步骤，根据所述用户终端的状态信息计算得到所述用户终端的虚拟小区的配置信息包括：根据所述用户终端的状态信息判断所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU属于当前的DU或者属于新的DU；若属于当前的DU，则计算所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU的第一加入时刻，根据所述第一加入时刻形成所述当前的DU的第一配置信息，以使得所述当前的DU根据所述第一配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行更新；若属于新的DU，则计算所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的DU的切换时刻，以及计算所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU的第二加入时刻，根据所述切换时刻和所述第二加入时刻形成所述新的DU的第二配置信息，以使得所述新的DU根据所述第二配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行接管，且对所述用户终端的虚拟小区进行更新；

更新步骤，根据所述配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行更新。

2.如权利要求1所述的5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，任意两个相邻的DU的信号覆盖范围进行边缘重叠，处于边缘重叠内的AAU均与两个相邻的DU连接，以使得形成所述虚拟小区的所有AAU属于同一个DU。

3.如权利要求1所述的5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，在所述获取步骤中，所述用户终端所在信号覆盖范围内的AAU向所述用户终端发送无线信号，该AAU所在的边缘云通过无线信号的定位技术获取所述用户终端的状态信息，所述用户终端的状态信息包括定位位置、运动速度和运动方向；或者，所述用户终端通过它的虚拟小区的AAU向所在的边缘云直接发送用户终端的状态信息。

4.如权利要求3所述的5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，所述更新步骤中，根据所述配置信息对所述用户终端的虚拟小区进行更新包括：

判断所述新的DU属于当前的边缘云或者属于新的边缘云；

若属于当前的边缘云，则所述当前的边缘云控制所述新的DU在所述切换时刻到达时对所述用户终端的虚拟小区进行接管，在所述第二加入时刻到达时将所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU加入至所述用户终端的虚拟小区；

若属于新的边缘云，则所述当前的边缘云将所述第二配置信息移交至所述新的边缘云，所述新的边缘云控制所述新的DU在所述切换时刻到达时对所述用户终端的虚拟小区进行接管，在所述第二加入时刻到达时将所述用户终端待进入的信号覆盖范围对应的AAU加入至所述用户终端的虚拟小区。

5.如权利要求4所述的5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，所述更新步骤还包括：在所述新的DU对所述用户终端的虚拟小区进行接管之后，控制所述当前的DU停止所述用户终端的接入，使得所述当前的DU对所述用户终端的虚拟小区进行释放。

6.如权利要求5所述的5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，每个所述边缘云根据所述用户终端的状态对所述虚拟小区进行更新的过程还包括移除步骤，所述移除步骤包括：

根据所述用户终端与接入的AAU之间的通信质量判断是否重新配置所述用户终端的虚拟小区，若是，则从所述用户终端的虚拟小区中移除通信质量差的AAU。

7.如权利要求6所述的5G超密集无线接入网部署***，其特征在于，当从所述用户终端的虚拟小区移除一AAU之后，且该AAU不属于其它用户终端的虚拟小区，则将该AAU置于休眠状态，直至该AAU所在的DU对该AAU进行激活。

Images