用于實施虛擬基站間通信的方法和基帶處理單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基于云計算的無線接入網(wǎng)領域，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施虛擬基站間通信的方法以及一種用于實施虛擬基站間通信的基帶處理單元。
【背景技術】
[0002]基于云計算的無線接入網(wǎng)(Cloud RAN)被認為是未來移動網(wǎng)的演進方向，它的主要特點是采用集中放置的基帶處理單元(Base band Unit:BBU)和分布式的遠程射頻單元。其主要優(yōu)勢包括:1)BBU的集中放置可以大幅減少基站機房的數(shù)量，進而降低了建設投資、站址租賃費用和維護費用，顯著降低總體擁有成本，同時降低了接入網(wǎng)能耗。2)BBU的集中放置，便于基帶池內的虛擬基站之間方便地共享用戶業(yè)務數(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)的架構下，對信號發(fā)送和接收的處理是在虛擬基站上完成的，資源池中的計算資源利用虛擬化技術(Virtualizat1n)進行動態(tài)管理。由于分布在不同地理位置的基站不會同時出現(xiàn)峰值流量，資源池的處理能力可以在不同基站之間動態(tài)地統(tǒng)計復用，從而減少了硬件成本，提高了設備利用率。4)基于通用處理器和軟件無線電技術，使得新接口標準易于開發(fā)、升級和維護，并且容易實現(xiàn)多標準共存。
[0003]圖1示出了這種基于云計算的無線接入網(wǎng)的拓撲圖。如圖所示，分布式的遠程射頻單元通過IQ(In-phase/Quadrature_phase:同相/正交)數(shù)據(jù)交換機與集中式的基于通用處理器的基帶處理單元池進行通信，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基帶處理單元，而單個基帶處理單元又能夠支持多個虛擬基站。
[0004]在當前的虛擬化平臺(例如VMware和KVM)中，基于虛擬化引擎(hypervisor)的虛擬化技術的實時性很難滿足基站信號處理的要求，并且嚴重降低了虛擬機的I/O能力。這是因為，即使是兩個運行在同一個基帶處理單元的虛擬基站之間的通信，也需要通過網(wǎng)絡協(xié)議，如TCP/UDP。由于網(wǎng)絡協(xié)議需要對數(shù)據(jù)進行額外的封裝和解封裝，通過網(wǎng)絡協(xié)議的數(shù)據(jù)交換是低效的，這會顯著影響需要在基站之間進行大量數(shù)據(jù)交換的信號處理技術(例如CoMP)的性能。而共享內存技術已經(jīng)被證明是在同一個主機(基帶處理單元)中的多個進程間通信的最快的方式。能夠想象，如果將共享內存技術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)了一種輕量級虛擬化技術，即Iinux容器(Iinuxcontainer)。研究顯示，Iinux容器幾乎取得了與原生系統(tǒng)相同的實時性和I/O能力，這對于無線網(wǎng)絡基帶信號處理非常重要并且能夠潛在地被用在基于云計算的無線接入網(wǎng)絡中。在實際系統(tǒng)中，一個Iinux容器能夠管理一個上行鏈路實體、或者一個下行鏈路實體、或者整個虛擬基站。
[0006]然而，與其他虛擬化平臺類似，為了實現(xiàn)虛擬基站之間的隔離，Iinux容器技術也不支持虛擬基站之間的基于的通信方式。具體地，為了實現(xiàn)容器之間的隔離，Iinux內核實現(xiàn)了 6種命名空間(namespace)，從而使每個容器擁有自己的主機名、IP地址、獨立進程ID等。其中的IPC(Inter-process Communicat1n:進程間通信)命名空間的實現(xiàn)，隔離了虛擬基站間的通信資源，包括和信號量、消息隊列，使得分別屬于不同容器的虛擬基站之間不可見。即容器技術本身不支持跨容器的進程間通信。
[0007]綜上所述，如果能夠尋找到一種基于Iinux容器技術的用于實施虛擬基站間高效通信的方法，將會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)明內容】

[0008]如上所述，為了替代傳統(tǒng)的基于網(wǎng)絡協(xié)議的虛擬基站間通信，實現(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存技術實現(xiàn)在一個基帶處理單元中的多個虛擬基站之間的快速通信的方法。
[0009]為了實現(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存中；G.將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入所述第一邏輯內存段中或從所述第一邏輯內存段中讀出待接收的數(shù)據(jù)。
[0010]根據(jù)上面的方法，實現(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數(shù)據(jù)包進行封裝/解封裝，因此也降低了數(shù)據(jù)傳輸量，提高了網(wǎng)絡的利用率。
[0011]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施方式中，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限。以這種方式，只有需要進行通信的虛擬基站才會獲取共享文件的訪問權限。從而避免了在基帶處理單元中的其它虛擬基站對該通信的影響，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.獲取互鎖標識的訪問權限，其中，所述互鎖標識位于所述基帶處理單元的物理內存中。
D.在所述虛擬基站的第二邏輯內存段和所述互鎖標識之間建立映射。在此，本發(fā)明并不限定步驟B和步驟D的先后順序，在一個示例中，兩者還能夠同時地進行。此外，既能夠將虛擬基站的第一邏輯內存段和第二邏輯內存段構造為地址空間分隔的兩個單獨的邏輯內存段，也能夠將兩者的地址空間設置為鄰接的，從而構成一個總的邏輯內存段。
[0013]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施方式中，在所述步驟(G)之前還包括以下步驟:
E.在所述第二邏輯內存段中判斷所述互鎖標識的狀態(tài)；F.僅在所述互鎖標識的狀態(tài)為解鎖狀態(tài)的情況下，將所述互鎖標識的狀態(tài)設置為上鎖狀態(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.將所述互鎖標識的狀態(tài)設置為解鎖狀態(tài)。以這種方式，能夠利用互鎖標識避免多個虛擬基站對共享文件的同時訪問。
[0014]在依據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施方式中，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)務需求量大于預先確定的第一業(yè)務量閾值的情況下，在所述基帶處理單元中自動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)務需求量小于預先確定的第二業(yè)務量閾值并且已經(jīng)解除所述共享文件與所述第一邏輯內存段之間的映射的情況下，在所述基帶處理單元中自動地刪除所述共享文件。以這種方式，當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)務需求量變得較小時，能夠刪除共享文件，從而減小對基帶處理單元的物理內存的占用。
[0017]本發(fā)明的第二方面提供了一種用于實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虛擬基站和至少一個另一個虛擬基站，所述至少一個虛擬基站在所述至少一個虛擬基站的第一邏輯內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存中，并且所述至少一個虛擬基站將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入所述至少一個虛擬基站的第一邏輯內存段中；以及所述至少一個另一個虛擬基站在所述至少一個另一個虛擬基站的第一邏輯內存段和所述共享文件之間建立映射，并且所述至少一個另一個虛擬基站從所述至少一個另一個虛擬基站的第一邏輯內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施方式中，所述至少一個虛擬基站和所述至少一個另一個虛擬基站獲取互鎖標識的訪問權限，其中，所述互鎖標識位于所述基帶處理單元的物理內存中；以及所述