无线通信网络结构、方法、电子设备及存储介质
本发明涉及无线通信，特别是涉及一种无线通信网络结构、方法、电子设备及存储介质。
背景技术：
1、随着移动通信网络技术的发展，基站的数量逐渐增加。在移动通信网络中，基站是最大的能源消耗者5g通信的快速发展致5g网络能耗持续增加，给移动通信行业“双碳”战略目标的实现带来巨大的挑战。绿色低碳发展是着力解决资源环境约束突出问题、实现经济发展方式转变的必然选择。未来的6g通信技术采用了更加复杂的网络架构和更多维度的通信技术，比如大数据和ai技术的引入会耗费大量电力完成高复杂度的计算；另一方面，未来的通信网络需要能够满足用户对网络多元化和个性化的需求，要求网络侧能够灵活控制终端接入的小区。为了促进网络绿色低碳化发展，助力“双碳”战略实施，有必要研究通信网络中的节约能耗的方法，合理的网络架构就是减少能耗的方法之一。
2、在实现成本降低、能耗减少、适应新场景和需求的目标下，无线接入网需要在架构设计上进行突破，实现新型的灵活网络架构。5g网络的一个重要特征就是控制面和用户面分离，5g基站的控制面承担接入控制、移动性管理和系统广播等功能，这要求基站能够提供尽量多的用户接入，保证用户的移动性和可靠性需求；用户面承担数据包的路由和转发等功能，这要求基站能够提供足够高的峰值速率、用户体验速率和流量密度等。在现有5g网络架构中，控制面和用户面由基站内部不同模块实现，如图1所示的5g网络架构，其中gnb-cu主要实现控制面功能，gnb-du主要实现用户面功能；gnb-cu和gnb-du模块位于同一个基站，同一区域内部署密度和使用频段都相同，用户面的承载建立等数据传输管理是由控制面完成，用户面和控制面耦合度较高，无法根据用户面和控制面各自需要单独控制基站，比如根据业务流量分时开关基站。
3、为了满足用户不同的需求，特别是未来b5g/6g网络需要提供更多样化的业务和采用多频段协作通信，需要用户面和控制面具有低耦合度，且它们在分布密度、占用频段和无线资源使用等方面能够单独部署，现有的5g网络结构无法满足这一需求。
技术实现思路
1、基于此，为了解决上述技术问题，提供一种无线通信网络结构、方法、电子设备及存储介质，可以实现无线通信网络用户面和控制面单独控制，从而达到系统传输能力最大化、能耗最小化的目标，并且能够提升系统自身的基础能效水平。
2、一种无线通信网络结构，位于无线接入网sg-ran侧，与核心网连接通信，所述结构包括：控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du，其中：
3、所述控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du均采用云化设计；
4、所述控制面信令基站snb-cu通过g1接口与所述核心网连接通信，且所述控制面信令基站snb-cu承担控制面功能，与若干信令小区trp_c连接，并控制各个所述信令小区trp_c；所述信令小区trp_c与用户终端ue传输信令；
5、所述用户面数据基站snb-du通过d1接口与所述核心网连接通信，且所述用户面数据基站snb-du承担用户面功能，与若干数据小区trp_d连接，并控制各个所述数据小区trp_d；所述数据小区trp_d与用户终端ue传输数据；
6、所述控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du、信令小区trp_c、数据小区trp_d内部均设置有人工智能单元，用于实现人工智能计算功能；设置有所述人工智能单元的计算网元与所述计算网元之间的连接接口构成算力面；
7、所述控制面信令基站snb-cu通过g11接口与所述用户面数据基站snb-du连接通信。
8、在其中一个实施例中，所述核心网为5gc或sgc；所述无线接入网sg-ran侧还设置有5g基站gnb；所述5g基站gnb通过ng接口与所述核心网连接通信；
9、所述5g基站gnb采用云化设计，与所述控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du在所述无线接入网sg-ran侧共存；
10、所述5g基站gnb通过sn接口分别与所述控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du连接通信；
11、其中，所述5g基站gnb中设置有控制面功能模块gnb-cu、用户面功能模块gnb-du。
12、在其中一个实施例中，所述结构还包括编排管理功能网元；所述编排管理功能网元设置在所述无线接入网sg-ran侧或者所述核心网中。
13、在其中一个实施例中，各个所述控制面信令基站snb-cu之间通过sn-c接口连接通信，所述sn-c接口用于传输所述控制面信令基站snb-cu之间的控制面信令；
14、各个所述用户面数据基站snb-du之间通过sn-u接口连接通信，所述sn-u接口用于传输所述用户面数据基站snb-du之间的数据流。
15、在其中一个实施例中，所述控制面信令基站snb-cu与所述信令小区trp_c之间通过t1-c接口连接通信，所述t1-c接口用于传输所述控制面信令基站snb-cu与所述信令小区trp_c之间的控制面信令和算力面信令；算力面由包含有所述人工智能单元的计算网元与所述计算网元之间的连接接口构成；
16、所述用户面数据基站snb-du与所述数据小区trp_d之间通过t1-u接口连接通信，所述t1-u接口用于传输所述用户面数据基站snb-du与所述数据小区trp_d之间的用户面数据和算力面信令。
17、在其中一个实施例中，将各个所述数据小区trp_d中，直接与所述用户面数据基站snb-du连接的数据小区记为detrp_d，通过所述detrp_d与所述用户面数据基站snb-du连接的数据小区记为retrp_d；
18、将各个所述信令小区trp_c中，直接与所述控制面信令基站snb-cu连接的信令小区记为detrp_c，通过所述detrp_c与所述控制面信令基站snb-cu连接的信令小区记为retrp_c；
19、其中，所述detrp_d与所述retrp_d之间通过第一ut接口连接，所述第一ut接口用于传输所述detrp_d与所述retrp_d之间的用户面数据和算力面信令；所述detrp_c与所述retrp_c之间通过第二ut接口连接，所述第二ut接口用于传输所述detrp_c与所述retrp_c之间的控制面信令和算力面信令；
20、所述detrp_d、retrp_d、detrp_c、retrp_c内部均设置有所述人工智能单元。
21、一种无线通信网络方法，应用于无线通信网络结构中，所述方法包括：
22、用户终端ue接收信令小区trp_c发送的系统消息，并根据所述系统消息向所述信令小区trp_c发起ue接入请求；
23、所述信令小区trp_c将所述ue接入请求发送至控制面信令基站snb-cu，所述控制面信令基站snb-cu根据所述ue接入请求确定服务trp，并向所述服务trp发送ue接入应答消息；
24、所述服务trp根据所述ue接入应答消息向所述用户终端ue发送接入响应和配置信息，基于所述接入响应和配置信息所述用户终端ue建立与所述控制面信令基站snb-cu中的rrc连接。
25、一种无线通信网络方法，应用于无线通信网络结构中，所述方法包括：
26、用户终端ue进入无线通信网络覆盖区域并注册成功；
27、核心网向控制面信令基站snb-cu发送寻呼消息，所述控制面信令基站snb-cu将收到的所述寻呼消息发送至信令小区trp_c，所述信令小区trp_c将所述寻呼消息发送至所述用户终端ue；
28、所述用户终端ue根据收到的所述寻呼消息返回业务应答消息至所述信令小区trp_c，所述信令小区trp_c将所述业务应答消息发送至所述控制面信令基站snb-cu，由所述控制面信令基站snb-cu将所述业务应答消息发送至所述核心网中；
29、所述核心网根据所述业务应答消息向用户面数据基站snb-du发送下行数据，所述用户面数据基站snb-du将收到的所述下行数据发送至数据小区trp_d，所述数据小区trp_d将所述下行数据发送至所述用户终端ue。
30、一种电子设备，包括控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du、若干信令小区trp_c、若干数据小区trp_d；
31、所述控制面信令基站snb-cu通过g1接口与核心网连接通信，所述用户面数据基站snb-du通过d1接口与核心网连接通信；
32、所述控制面信令基站snb-cu与若干信令小区trp_c连接，并控制各个所述信令小区trp_c；所述用户面数据基站snb-du与若干数据小区trp_d连接，并控制各个所述数据小区trp_d；
33、将各个所述数据小区trp_d中，直接与所述用户面数据基站snb-du连接的数据小区记为detrp_d，通过所述detrp_d与所述用户面数据基站snb-du连接的数据小区记为retrp_d；
34、将各个所述信令小区trp_c中，直接与所述控制面信令基站snb-cu连接的信令小区记为detrp_c，通过所述detrp_c与所述控制面信令基站snb-cu连接的信令小区记为retrp_c；
35、所述控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du、信令小区trp_c、数据小区trp_d、detrp_d、retrp_d、detrp_c、retrp_c内部均设置有人工智能单元。
36、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现的步骤包括：
37、用户终端ue接收信令小区trp_c发送的系统消息，并根据所述系统消息向所述信令小区trp_c发起ue接入请求；所述信令小区trp_c将所述ue接入请求发送至控制面信令基站snb-cu，所述控制面信令基站snb-cu根据所述ue接入请求确定服务trp，并向所述服务trp发送ue接入应答消息；所述服务trp根据所述ue接入应答消息向所述用户终端ue发送接入响应和配置信息，基于所述接入响应和配置信息所述用户终端ue建立与所述控制面信令基站snb-cu中的rrc连接；
38、或者，用户终端ue进入无线通信网络覆盖区域并注册成功；核心网向控制面信令基站snb-cu发送寻呼消息，所述控制面信令基站snb-cu将收到的所述寻呼消息发送至信令小区trp_c，所述信令小区trp_c将所述寻呼消息发送至所述用户终端ue；所述用户终端ue根据收到的所述寻呼消息返回业务应答消息至所述信令小区trp_c，所述信令小区trp_c将所述业务应答消息发送至所述控制面信令基站snb-cu，由所述控制面信令基站snb-cu将所述业务应答消息发送至所述核心网中；所述核心网根据所述业务应答消息向用户面数据基站snb-du发送下行数据，所述用户面数据基站snb-du将收到的所述下行数据发送至数据小区trp_d，所述数据小区trp_d将所述下行数据发送至所述用户终端ue。
39、上述无线通信网络结构、方法、电子设备及存储介质，通过设置云化设计的snb-du、snb-cu两个独立的网元，分别独立承担用户面功能和控制面功能，连接各个信令小区、数据小区，对信令小区和数据小区云化管理可以实现对小区的统一管理和优化，且分布式部署则可以提高网络的响应速度和容错性，这样可以更灵活地部署和管理网络资源，提高网络的可扩展性和灵活性；通过这些新型的架构设计，面向未来的无线接入网将能够更好地适应通信需求和场景变化，实现成本降低、能耗减少以及提供更加灵活和可定制的通信服务和灵活的算力资源部署方案；有助于实现无线通信网络系统传输能力最大化、能耗最小化的目标，从而提升系统自身的基础能效水平。
技术特征：
1.一种无线通信网络结构，位于无线接入网sg-ran侧，与核心网连接通信，其特征在于，所述结构包括：控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du，其中：
2.根据权利要求1所述的无线通信网络结构，其特征在于，所述核心网为5gc或sgc；5g基站gnb采用云化设计，与所述控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du在所述无线接入网sg-ran侧共存；
3.根据权利要求1所述的无线通信网络结构，其特征在于，所述结构还包括编排管理功能网元；所述编排管理功能网元设置在所述无线接入网sg-ran侧或者所述核心网中。
4.根据权利要求1所述的无线通信网络结构，其特征在于，各个所述控制面信令基站snb-cu之间通过sn-c接口连接通信，所述sn-c接口用于传输所述控制面信令基站snb-cu之间的控制面信令；
5.根据权利要求1所述的无线通信网络结构，其特征在于，所述控制面信令基站snb-cu与所述信令小区trp_c之间通过t1-c接口连接通信，所述t1-c接口用于传输所述控制面信令基站snb-cu与所述信令小区trp_c之间的控制面信令和算力面信令；算力面由包含有所述人工智能单元的计算网元与所述计算网元之间的连接接口构成；
6.根据权利要求1所述的无线通信网络结构，其特征在于，将各个所述数据小区trp_d中，直接与所述用户面数据基站snb-du连接的数据小区记为detrp_d，通过所述detrp_d与所述用户面数据基站snb-du连接的数据小区记为retrp_d；
7.一种无线通信网络方法，应用于权利要求1-6任一项所述的无线通信网络结构中，其特征在于，所述方法包括：
8.一种无线通信网络方法，应用于权利要求1-6任一项所述的无线通信网络结构中，其特征在于，所述方法包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括控制面信令基站snb-cu、用户面数据基站snb-du、若干信令小区trp_c、若干数据小区trp_d；
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现的步骤包括：
技术总结
本发明涉及一种无线通信网络结构、方法、电子设备及存储介质。所述无线通信网络结构位于无线接入网sG‑RAN侧，与核心网连接通信，通过设置云化设计的sNB‑DU、sNB‑CU两个独立的网元，分别独立承担用户面、控制面功能，连接各个信令小区、数据小区并进行云化管理，实现对小区的统一管理和优化，且分布式部署则可以提高网络的响应速度和容错性，这样可以更灵活地部署和管理网络资源，提高网络的可扩展性和灵活性；通过这些新型的架构设计，面向未来的无线接入网将能够更好地适应通信需求和场景变化，实现成本降低、能耗减少以及提供更加灵活和可定制的通信服务和灵活的算力资源部署方案；有助于提升系统自身的基础能效水平。
技术研发人员：李兰兰
受保护的技术使用者：上海电子信息职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23