專利名稱：電信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及無線電信技術(shù)，更具體地，涉及在電信網(wǎng)絡(luò)的空中接口處提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
無線和蜂窩網(wǎng)絡(luò)正發(fā)展成一種實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)協(xié)議的模型。然而，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)并沒有提供能夠以無縫方式支持因特網(wǎng)協(xié)議的無線基礎(chǔ)設(shè)施。從移動臺產(chǎn)生的無線流量沒有被接收的基站收發(fā)器終止。雖然無線電接入網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以作為一種傳輸介質(zhì)來支持因特網(wǎng)協(xié)議，但是不在基站收發(fā)器處終止所述無線流量，就無法得知該無線流量中所傳送的用戶應(yīng)用。這種知識的缺乏對用戶流量的服務(wù)質(zhì)量是有害的，并且妨礙了提供通過所述網(wǎng)絡(luò)的傳輸路徑的能力?？朔@種情況的傳統(tǒng)解決辦法包括提供與流量相關(guān)聯(lián)的帶外信息。帶外信息的使用要求在無線電資源管理和通信信道的使用之間建立起非常緊密的耦合，還要求將帶外傳送的服務(wù)質(zhì)量信息與每一個信道動態(tài)地關(guān)聯(lián)起來。這種方法不是完全可擴(kuò)展的，并且可能破壞與所支持的應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量。另一種解決辦法僅僅提供了流量優(yōu)先權(quán)的不變的默認(rèn)設(shè)置。因此，需要提供一種簡單的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)空中接口上的因特網(wǎng)協(xié)議服務(wù)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，需要一種技術(shù)來解決無線網(wǎng)絡(luò)中的空中接口處流量的服務(wù)質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明，提供一種系統(tǒng)和一種方法，用于在電信網(wǎng)絡(luò)的空中接口處提供服務(wù)質(zhì)量傳輸，所述系統(tǒng)和方法基本上消除或者極大地減少了與傳統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量解決辦法關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)和問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，在電信網(wǎng)絡(luò)的空中接口處提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)包括移動臺，移動臺提供并接收無線電信流量?；臼瞻l(fā)器建立與移動臺之間的通信會話。移動臺在提供給基站收發(fā)器的無線電信流量中插入服務(wù)等級指示?；臼瞻l(fā)器根據(jù)該服務(wù)等級指示將所述無線電信流量映射到路由信道，以傳輸通過電信網(wǎng)絡(luò)的有線部分。
與傳統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量解決辦法相比，本發(fā)明具有多種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。例如，一個技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，在電信網(wǎng)絡(luò)的空中接口處提供了服務(wù)等級指示。另一個技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)現(xiàn)了全因特網(wǎng)協(xié)議的分布式系統(tǒng)，其在因特網(wǎng)協(xié)議層和無線電層之間具有松散的耦合。另一個技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是為在無線電接入網(wǎng)中進(jìn)行因特網(wǎng)協(xié)議傳輸提供了便利。結(jié)合附圖、說明書和權(quán)利要求書，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地明確其他的例子。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合附圖參考以下描述，其中的相同標(biāo)號表示相同的部分，其中圖1圖示了電信網(wǎng)絡(luò)的方框圖；圖2圖示了電信網(wǎng)絡(luò)的空中接口。
具體實(shí)施例方式
圖1是示例性的電信網(wǎng)絡(luò)10的方框圖。電信網(wǎng)絡(luò)10包括移動臺12、基站收發(fā)器14、因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)15、基站控制器16、網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)18和因特網(wǎng)20。電信網(wǎng)絡(luò)10還可以包括所期望的的其他常見組件。
操作中，移動臺12向基站收發(fā)器14發(fā)起通信會話。基站收發(fā)器14與移動臺12之間建立起通信會話。移動臺12向基站收發(fā)器14提供無線電信流量，該無線電信流量可以包括話音、數(shù)據(jù)和/或控制信息?；臼瞻l(fā)器14接收所述無線電信流量，并且處理信息請求，以通過IP網(wǎng)絡(luò)15將該信息請求適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)發(fā)到基站控制器16。基站控制器16處理該信息請求，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)18，以傳播到因特網(wǎng)20上的適當(dāng)實(shí)體。
響應(yīng)于無線通信流量中的信息，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)18可以從因特網(wǎng)20上的適當(dāng)實(shí)體接收信息響應(yīng)。該信息響應(yīng)被提供給基站控制器16進(jìn)行處理，并且通過IP網(wǎng)絡(luò)15路由至基站收發(fā)器14。基站收發(fā)器14將所述信息響應(yīng)置于無線電信流量中以發(fā)送到移動臺12。雖然沒有示出，但電信網(wǎng)絡(luò)10中還可以有其他的中間元件，這些元件用于執(zhí)行無線電信流量及其中信息的處理和傳遞。
移動臺12和基站收發(fā)器14的組合提供了電信網(wǎng)絡(luò)10內(nèi)的空中接口。通信網(wǎng)絡(luò)10的剩余部分優(yōu)選地使用物理有線鏈路或光纖光鏈接，雖然在這里也可以使用其他無線接口。
移動臺12發(fā)射的無線電信流量包含在基站收發(fā)器14接收的無線電幀中。該無線電幀包括這樣一個字段，該字段可被移動臺12用來設(shè)置無線電信流量的服務(wù)等級，使得信息請求可在適當(dāng)?shù)男诺郎下酚赏ㄟ^電信網(wǎng)絡(luò)10。移動臺12設(shè)置傳輸格式組合指示符(TFCI)字段，該字段映射到區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)(DSCP)逐跳(per hop)行為中，從而提供服務(wù)等級信息。DSCP服務(wù)等級逐跳行為的例子包括加快轉(zhuǎn)發(fā)(expeditedforwarding)、確保轉(zhuǎn)發(fā)(assured forwarding)和盡力轉(zhuǎn)發(fā)(best effortforwarding)。TFCI字段中的兩位可用于標(biāo)識特定的因特網(wǎng)協(xié)議分組的服務(wù)等級，但也可以使用其他的包含較長位串的位標(biāo)識方案。TFCI字段標(biāo)識出每一個傳輸信道在空中接口的無線電幀中所使用的傳輸格式。多路復(fù)用模式和精確速率匹配模式遵循預(yù)先定義的規(guī)則，并且被移動臺12編碼進(jìn)TFCI字段。
基站收發(fā)器14一旦接收到所述無線電信流量，就從TFCI字段中導(dǎo)出服務(wù)等級信息，而無需電信網(wǎng)絡(luò)10的空中接口上的其他顯式信令。TFCI的位0和1到逐跳行為的映射的例子可以如下所示11-等級1加快轉(zhuǎn)發(fā)，10-等級2確保轉(zhuǎn)發(fā)，01-等級3確保轉(zhuǎn)發(fā)，以及00-盡力轉(zhuǎn)發(fā)。按照標(biāo)識在來自移動臺12的無線電幀的TFCI字段中的服務(wù)等級，基站收發(fā)器14可以將無線電幀封裝到IP分組中，并根據(jù)指定的服務(wù)等級，通過IP網(wǎng)絡(luò)15將IP分組轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器16。為了便于將服務(wù)等級轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器16，基站收發(fā)器14將TFCI字段直接映射到IP分組的IP頭部中的DSCP字段。
圖2圖示電信網(wǎng)絡(luò)10的空中接口。在上行操作中，移動臺12將一個或多個無線電幀30中的無線電信流量發(fā)射到基站收發(fā)器14。每一個無線電幀30可以包括前綴31、頭部32、TFCI字段34、話音載荷36、數(shù)據(jù)載荷37、控制載荷38和循環(huán)冗余校驗(yàn)字段39。每一個無線電幀30可以根據(jù)需要包括其它字段，或者取決于所期望的傳輸而包括少一些的字段。移動臺12根據(jù)無線電幀30傳送的載荷的類型來設(shè)置TFCI字段。移動臺12確定無線電幀30所傳送的載荷的優(yōu)先權(quán)。例如，話音載荷可以讓移動臺12設(shè)置TFCI字段，表明加快轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)等級。數(shù)據(jù)載荷可以讓移動臺12設(shè)置TFCI字段，表明盡力轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)等級。對于相同類型信息或者不同類型信息的多個載荷，移動臺12可被配置為根據(jù)具有最高優(yōu)先權(quán)的載荷來設(shè)置TFCI字段。
一旦從移動臺12接收到無線電信流量，基站收發(fā)器14就執(zhí)行信道編碼、前向糾錯編碼以及對無線電信流量的其它常見處理。如果一個無線電幀沒有錯誤地通過這一處理，那么就有一個好的指示，指示出該無線電幀被完整并且無錯地接收到。為了增強(qiáng)接收到有效無線電幀的信心，基站收發(fā)器14還可以對無線電幀執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。循環(huán)冗余校驗(yàn)通常是在基站控制器16處執(zhí)行，以接受或丟棄IP分組。在基站收發(fā)器14處執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)，這可以確定無線電幀的內(nèi)容是否適于解釋其中所傳送的信息。如果不能，那么該無線電幀被拋棄。
如果無線電幀的內(nèi)容能夠被解釋，則基站收發(fā)器14將無線電幀封裝到一個或者多個IP分組中?；臼瞻l(fā)器14抽取出TFCI字段以及其中標(biāo)識的服務(wù)等級指示。TFCI字段處于每個無線電幀中的固定位置，因此可被基站收發(fā)器14輕易地識別出來。一旦從TFCI字段中確定了服務(wù)等級，基站收發(fā)器14就將服務(wù)類型信息映射到每一個IP分組的IP頭部的DSCP字段。然后，基站收發(fā)器14根據(jù)DSCP字段中所標(biāo)識的服務(wù)等級，通過IP網(wǎng)絡(luò)15將IP分組轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器16。
服務(wù)等級轉(zhuǎn)發(fā)也可以應(yīng)用在從基站收發(fā)器14到移動臺12的下行方向。對于下行操作，基站控制器16向基站收發(fā)器14提供攜帶有無線電幀信息的IP分組。IP分組的IP頭部中的DSCP字段指示了服務(wù)等級，該服務(wù)等級將被應(yīng)用于通過IP網(wǎng)絡(luò)15將IP分組轉(zhuǎn)發(fā)到基站收發(fā)器14?；臼瞻l(fā)器14也使用接收自IP網(wǎng)絡(luò)15和基站控制器16的IP分組的IP頭部中的DSCP字段，以實(shí)現(xiàn)通過無線鏈路到移動臺12的服務(wù)等級轉(zhuǎn)發(fā)?；臼瞻l(fā)器14將IP分組轉(zhuǎn)換成一個或多個無線電幀，以根據(jù)DSCP字段中指示的服務(wù)等級傳輸?shù)揭苿优_12。為了向移動臺12提供與從基站收發(fā)器14接收的無線電幀相關(guān)聯(lián)的服務(wù)等級的指示，基站收發(fā)器14可以將IP分組的IP頭部中的DSCP字段映射到無線電幀的TFCI字段。因此，基站收發(fā)器14可以對將被發(fā)射到移動臺12的無線電幀信息執(zhí)行調(diào)度和分級。
基站控制器16可以利用TFCI字段將無線流量映射到由DSCP服務(wù)等級轉(zhuǎn)發(fā)值所指示的路由信道。這適用于傳向和傳自網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)18的流量。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)18可以是任何類型的提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)，包括分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)(PDSN)、服務(wù)通用分組無線服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)以及網(wǎng)關(guān)通用分組無線服務(wù)網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)。因此，本發(fā)明能夠在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，也可以在寬帶碼分多址(WCDMA)/通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)。
按照這種方式，可以建立一種全I(xiàn)P的分布式系統(tǒng)，這種全I(xiàn)P的分布式系統(tǒng)在IP層和無線層之間提供松散的耦合和去耦合，并且使真正的IP基礎(chǔ)設(shè)施得以增長。電信網(wǎng)絡(luò)10中的所有節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在都會知道其中流動的所有流量的服務(wù)等級。每一個無線電幀都將具有直接映射到DSCP中的關(guān)聯(lián)服務(wù)等級編碼。無線電幀的頭部中沒有必要變化，這在將信道映射到某些服務(wù)質(zhì)量等級方面，將大大簡化基站收發(fā)器14處的復(fù)雜度。
因此很清楚，根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于在電信網(wǎng)絡(luò)的空中接口處提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法滿足了上述優(yōu)點(diǎn)。雖然已經(jīng)詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易明確各種變化、替換和變更，并且在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)上述變化、替換和變更。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)，包括可用來提供無線電信流量的移動臺，所述移動臺可用來為無線電信流量設(shè)置服務(wù)等級；可用來與所述移動臺建立通信會話的基站收發(fā)器，該基站收發(fā)器可用來按照所述移動臺設(shè)置的服務(wù)等級，為所述通信會話確定服務(wù)等級。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述移動臺以無線電幀的形式提供所述無線電信流量。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述移動臺在所述無線電幀的特定字段中為所述無線電信流量設(shè)置所述服務(wù)等級。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述無線電幀的所述特定字段是傳輸格式組合指示符字段。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述基站收發(fā)器可用來將所述無線電信流量封裝到一個或者多個因特網(wǎng)協(xié)議分組中，所述基站收發(fā)器可用來將由所述移動臺設(shè)置的所述服務(wù)等級映射到每個因特網(wǎng)協(xié)議分組的頭部信息中的區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中，所述基站收發(fā)器可用來根據(jù)被映射到所述區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中的服務(wù)等級來路由所述無線電信流量。
6.一種用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)姆椒?，包括在無線電信鏈路上建立通信會話；在所述通信會話期間，接收無線電信流量，所述無線電信流量包括服務(wù)等級指示；根據(jù)所述服務(wù)等級指示，將所述無線電信流量映射到路由信道。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述無線電信流量是以無線電幀的形式被接收到的。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，用于所述通信會話的所述服務(wù)等級指示被設(shè)置在所述無線電幀的特定字段中。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述特定字段是傳輸格式組合指示符字段。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述服務(wù)等級指示由某個移動臺插入到所述無線電信流量中，所述無線電信流量由某個基站收發(fā)器接收，以映射到有線電信網(wǎng)絡(luò)鏈路的路由信道中。
11.一種用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)，包括用于在無線電信鏈路上建立通信會話的裝置；用于在所述通信會話期間接收無線電信流量的裝置，所述無線電信流量包括服務(wù)等級指示；根據(jù)所述服務(wù)等級指示將所述無線電信流量映射到路由信道的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括用于在所述通信會話的發(fā)起處將所述服務(wù)等級指示插入到所述無線電信流量中的裝置；用于發(fā)送所述無線電信流量的裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述的用于發(fā)送所述無線電信流量的裝置包括以無線電幀的形式發(fā)送所述無線電信流量的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，用于插入所述服務(wù)等級指示的裝置包括用于設(shè)置所述無線電幀的傳輸格式組合指示符字段的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述傳輸格式組合指示符字段是兩位的字段，用于指定服務(wù)等級指示。
16.一種用于在無線電信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)南到y(tǒng)，包括可用來和移動臺建立通信會話的基站收發(fā)器，所述基站收發(fā)器可用來接收來自所述移動臺的無線電信流量，所述基站收發(fā)器可用來按照所述移動臺設(shè)置的服務(wù)等級，為所述無線電信流量確定服務(wù)等級，所述基站收發(fā)器可用來根據(jù)所述服務(wù)等級指示，將所述無線電信流量映射到適當(dāng)?shù)穆酚尚诺郎?，以傳輸通過有線電信網(wǎng)絡(luò)。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述無線電信流量是以無線電幀的形式來傳輸?shù)摹?br> 18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述基站收發(fā)器可用來識別所述無線電幀中的傳輸格式組合指示符字段，所述傳輸格式組合指示符字段可用來攜帶所述服務(wù)等級指示。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述基站收發(fā)器可用來將所述無線電幀封裝到因特網(wǎng)協(xié)議分組中。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，所述基站收發(fā)器可用來將所述服務(wù)等級指示映射到每個因特網(wǎng)協(xié)議分組的頭部信息中的區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中，所述服務(wù)等級指示是在所述無線電幀的所述傳輸格式組合指示符字段中攜帶的。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)所述區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中的所述服務(wù)等級指示，所述基站收發(fā)器可用來通過因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)將所述因特網(wǎng)協(xié)議分組轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器。
22.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述傳輸格式組合指示符字段包括用于攜帶所述服務(wù)等級指示的兩位。
23.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述基站收發(fā)器可用來向所述移動臺提供所述服務(wù)等級指示，以插入到所述無線電信流量中。
24.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括在無線電信網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)質(zhì)量傳輸?shù)拇a，所述代碼可用來在無線電信鏈路上建立通信會話；在所述通信會話期間接收無線電信流量，所述無線電信流量包括服務(wù)等級指示；根據(jù)所述服務(wù)等級指示，將所述無線電信流量映射到路由信道。
25.如權(quán)利要求24所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述代碼可用來接收無線電幀形式的所述無線電信流量。
26.如權(quán)利要求25所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述代碼可用來識別所述無線電幀中的傳輸格式組合指示符字段，所述傳輸格式組合指示符字段可用來攜帶所述服務(wù)等級指示。
27.如權(quán)利要求26所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述服務(wù)等級指示占所述傳輸格式組合指示符字段的兩位。
28.如權(quán)利要求24所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述代碼可用來在所述通信會話期間提供所述服務(wù)等級指示，以插入到所述無線電信流量中。
29.如權(quán)利要求26所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述代碼可用來將所述無線電幀封裝到因特網(wǎng)協(xié)議分組中。
30.如權(quán)利要求29所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，所述代碼可用來將所述傳輸格式組合指示符字段映射到所述因特網(wǎng)協(xié)議分組的頭部信息中的區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中。
全文摘要
一種電信網(wǎng)絡(luò)包括，移動臺，其以無線電幀的形式生成傳輸?shù)交臼瞻l(fā)器的無線電信流量。為了給無線電幀中傳送的載荷信息提供服務(wù)等級指示，移動臺在無線電幀中設(shè)置了TFCI字段。根據(jù)將要在無線電幀中傳送的載荷信息的優(yōu)先權(quán)來設(shè)置TFCI字段?；臼瞻l(fā)器接收無線電信流量，識別無線電幀中所傳送的服務(wù)等級指示。基站收發(fā)器將無線電幀封裝到因特網(wǎng)協(xié)議分組中?；臼瞻l(fā)器將傳輸格式組合指示符字段映射到因特網(wǎng)協(xié)議分組的頭部信息中的區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中。根據(jù)區(qū)分服務(wù)代碼點(diǎn)字段中已識別出的服務(wù)等級指示，基站收發(fā)器通過因特網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)將因特網(wǎng)協(xié)議分組轉(zhuǎn)發(fā)到基站控制器。
文檔編號H04L29/06GK1640061SQ03804876
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者賈亞拉曼·拉馬斯瓦米·耶爾, 馬爾克姆·M·史密斯 申請人:思科技術(shù)公司