專利名稱：用于無線接入網(wǎng)絡(luò)的面向服務(wù)的保護(hù)方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及在無線接入網(wǎng)絡(luò)中恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)路徑的保護(hù)方案。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)在提供通信方面都是極其重要的。雖然每種類型的網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)來說都是重要的，但是這兩種類型的網(wǎng)絡(luò)是協(xié)同作用的。因此，無線網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)隨著通信的發(fā)展產(chǎn)生了融合。無線網(wǎng)絡(luò)使用無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)以便與移動(dòng)終端通信。無線接入網(wǎng)絡(luò)通常包括基站收發(fā)信機(jī)和相應(yīng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述的傳輸網(wǎng)絡(luò)與基站收發(fā)信機(jī)相互連接。傳輸網(wǎng)絡(luò)能夠使通信控制器指示基站收發(fā)信機(jī)，并且能夠向移動(dòng)終端傳送信息以及從移動(dòng)終端傳送信息。隨著無線網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)的融合，IP網(wǎng)絡(luò)可以支持傳輸網(wǎng)絡(luò)的功能。將IP用于互連的無線接入網(wǎng)絡(luò)一般被稱為IP無線接入網(wǎng)絡(luò)(IP-RAN)。IP無線接入網(wǎng)絡(luò)是綜合的網(wǎng)絡(luò)解決方案，其統(tǒng)一了不同的無線接入技術(shù)，并且能夠啟用普通存在的第三代服務(wù)。它可以包括寬帶碼分多址(WCDMA)無線接入網(wǎng)絡(luò)(UTRAN)、GSM/EDGE無線接入網(wǎng)絡(luò)(GERAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)(BRAN)、無線內(nèi)聯(lián)辦公網(wǎng)絡(luò)和無線家用網(wǎng)絡(luò)。IP無線接入網(wǎng)絡(luò)提供了一種單一的、成本效益高并且易于管理的鏈接所有無線接入網(wǎng)絡(luò)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)前部署的IP網(wǎng)絡(luò)主要將努力集中在連接性上，并且通常僅以盡力的方式支持一種類型的服務(wù)。當(dāng)前的IP協(xié)議是無連接的，并且具有固有的生存范圍。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議被用于當(dāng)路由器通過路由信息的更新(例如，鏈路狀態(tài)通知)了解到拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變時(shí)，通過改變路由對(duì)故障做出反應(yīng)。當(dāng)前的路由算法是非常健壯的，并且具有很強(qiáng)的生存力。然而，恢復(fù)時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，是幾秒鐘或幾分鐘級(jí)的，這可能產(chǎn)生服務(wù)中斷和服務(wù)質(zhì)量(QoS)損失。對(duì)于IP無線接入網(wǎng)絡(luò)來說這是不可接受的，尤其是其傳輸層是面向連接的，這種傳輸層更易受故障影響。
存在有各種因素使得在IP無線接入網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)/恢復(fù)方案是必要的。首先，第三層(例如IP)重新路由對(duì)于需要支持高可靠性和可用性的無線接入網(wǎng)絡(luò)來說太慢了。第二，物理層和鏈路層保護(hù)機(jī)制可能沒有被部署在滿足運(yùn)營(yíng)商的保護(hù)目標(biāo)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。第三，較低層(通常在分別相應(yīng)于物理層和鏈路層的第一和第二層)能夠保護(hù)業(yè)務(wù)的粒度對(duì)于業(yè)務(wù)的要求來說可能太粗糙了。物理層和鏈路層機(jī)制在較高層的操作中沒有可見性。因此，雖然物理層和鏈路層機(jī)制提供了鏈路保護(hù)，但這些機(jī)制不能提供節(jié)點(diǎn)或業(yè)務(wù)類型保護(hù)。第四，無連接網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)方法具有幾個(gè)不想要的屬性。例如，用于恢復(fù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑會(huì)受發(fā)生故障時(shí)動(dòng)態(tài)最短路徑首先路由的短暫的不穩(wěn)定性的影響。在實(shí)際中，故障恢復(fù)功能可以被在多個(gè)協(xié)議層中實(shí)現(xiàn)，諸如，物理層中的自動(dòng)保護(hù)倒換、ATM層中的自愈和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議/多協(xié)議標(biāo)簽交換(IP/MPLS)層中的快速重新路由。通常，首先在較低層中嘗試故障恢復(fù)，并且如果恢復(fù)是不可能的，則上升到較高層。
現(xiàn)有技術(shù)的無線接入網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)選擇是有限的。保護(hù)方案(如果可得到的話)是基于較低層的保護(hù)機(jī)制，并且依賴于這些層所使用的技術(shù)。此外，保護(hù)方案通常使用100％的冗余，以便當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)僅倒換到冗余的設(shè)備。
因此，存在能夠使IP無線接入網(wǎng)絡(luò)快速地從網(wǎng)絡(luò)故障中恢復(fù)的需要。所述的恢復(fù)應(yīng)與和受影響的無線用戶相關(guān)聯(lián)的服務(wù)的級(jí)別相一致，并且應(yīng)在經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上提供保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面支持無線接入網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)路徑，以便如果終端節(jié)點(diǎn)間的通信路徑發(fā)生了故障，在無線接入網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)間繼續(xù)通信。節(jié)點(diǎn)可以承擔(dān)路由器、基站收發(fā)信機(jī)或基站網(wǎng)關(guān)的功能。當(dāng)根據(jù)服務(wù)保護(hù)模式路由保護(hù)路徑時(shí)，保護(hù)路徑的建立使用了無線接入網(wǎng)絡(luò)中的連接冗余。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于在無線接入網(wǎng)絡(luò)中配置網(wǎng)絡(luò)冗余的方法。
在第一實(shí)施例中，保護(hù)路徑是以基于服務(wù)質(zhì)量模型的服務(wù)保護(hù)模式配置的。服務(wù)質(zhì)量與業(yè)務(wù)類型相關(guān)聯(lián)(可能與實(shí)時(shí)應(yīng)用、非實(shí)時(shí)應(yīng)用和后臺(tái)應(yīng)用相關(guān)聯(lián))。服務(wù)簡(jiǎn)檔(profile)指出了用于用戶的不同服務(wù)類型的服務(wù)質(zhì)量。此外，服務(wù)簡(jiǎn)檔指出了如果通信路徑發(fā)生了故障，由保護(hù)路徑所提供的服務(wù)質(zhì)量。從通信路徑到保護(hù)路徑的檢測(cè)和轉(zhuǎn)換通常與高于第三層(例如，以網(wǎng)間協(xié)議進(jìn)行的多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS))的層相關(guān)聯(lián)。較低層可以檢測(cè)故障，并且將故障的發(fā)生用信號(hào)通知較高層。所述實(shí)施例的變體可以在發(fā)生通信路徑故障之前建立保護(hù)路徑。其它的變體可以在故障之后建立保護(hù)路徑。
在第二實(shí)施例中，服務(wù)保護(hù)模式是基于分離的保護(hù)模式的，其中保護(hù)類型(例如，白金級(jí)和青銅級(jí))是對(duì)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)保護(hù)的指示(如果用戶被分配到該保護(hù)類型)。
在這個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理功能可以被集中地由諸如操作、管理和維護(hù)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)元件提供。所述的服務(wù)器為不同客戶存儲(chǔ)著服務(wù)簡(jiǎn)檔。所述的服務(wù)器與無線接入網(wǎng)絡(luò)中有關(guān)的節(jié)點(diǎn)交換信令消息，以便配置保護(hù)類型。在這些實(shí)施例的變體中，網(wǎng)絡(luò)管理功能被分發(fā)在無線接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)間。


圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無線接入網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線接入網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)；圖3示出了用于在無線接入網(wǎng)絡(luò)中增強(qiáng)連接以便提供保護(hù)路徑的程序；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例用于建立保護(hù)路徑的消息流；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)100的體系結(jié)構(gòu)。無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)100可以通過基站收發(fā)信機(jī)(BTS)(例如，基站收發(fā)信機(jī)107和109)在無線網(wǎng)絡(luò)中的無線信道(例如，信道113)上為多個(gè)無線終端(例如，無線終端111)服務(wù)?；臼瞻l(fā)信機(jī)107和109可以支持一種或多種無線接入技術(shù)，諸如全球移動(dòng)服務(wù)(GSM)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址和無線局域接入網(wǎng)絡(luò)(例如，國(guó)際電子電工工程師標(biāo)準(zhǔn)802.11)。
無線接入網(wǎng)絡(luò)100通過無線接入網(wǎng)關(guān)(RNGW)103與網(wǎng)間協(xié)議(IP)核心網(wǎng)絡(luò)101接口。IP核心網(wǎng)絡(luò)101可以支持IP版本4和IP版本6。無線接入網(wǎng)關(guān)103通過Iu-PS接口115(如通用移動(dòng)通信系統(tǒng)或通用分組無線業(yè)務(wù))與IP核心網(wǎng)絡(luò)101接口。使用穿過接口115、無線接入網(wǎng)關(guān)103、IP無線RAN網(wǎng)絡(luò)105、基站收發(fā)信機(jī)109和無線信道113的包，連接到IP核心網(wǎng)絡(luò)101的終端可以與無線終端111通信。
IP無線RAN網(wǎng)絡(luò)105將包傳輸?shù)脚c無線接入網(wǎng)絡(luò)100相關(guān)聯(lián)的不同的節(jié)點(diǎn)，包括基站收發(fā)信機(jī)107和109、無線接入網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)103、無線接入服務(wù)器111、公共無線資源管理器113、無線接入服務(wù)器111和操作、管理和維護(hù)(OA&M)服務(wù)器115。公共無線資源管理器113將業(yè)務(wù)分配到與基站收發(fā)信機(jī)107或109相關(guān)聯(lián)的無線承載電路(radio bearer)。無線接入服務(wù)器產(chǎn)生必要的信令消息，所述的信令消息與涉及無線終端111的呼叫相關(guān)聯(lián)。操作、管理和維護(hù)服務(wù)器115使得服務(wù)提供商能夠準(zhǔn)備、配置和維護(hù)無線接入網(wǎng)絡(luò)100。使用圖1中示出的體系結(jié)構(gòu)，IP核心網(wǎng)絡(luò)101和無線接入網(wǎng)絡(luò)100兩者都支持網(wǎng)間協(xié)議，因此使得IP包的傳輸容易進(jìn)行。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的無線接入網(wǎng)絡(luò)200的體系結(jié)構(gòu)。無線接入網(wǎng)絡(luò)200被劃分為中心區(qū)域201和外部區(qū)域203。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，無線接入網(wǎng)絡(luò)200中的節(jié)點(diǎn)可以是路由器或基站收發(fā)信機(jī)。其它的實(shí)施例可以結(jié)合有作為節(jié)點(diǎn)的其它類型的傳輸實(shí)體。中心區(qū)域201可以是具有光纖環(huán)路的區(qū)域性網(wǎng)絡(luò)，諸如分別環(huán)形連接無線接入網(wǎng)關(guān)(RNGW)205和路由器(R1、R2、R3、R4、R5、R6)215、217、219、221、211和209。(所述實(shí)施例的變形可以使用多個(gè)環(huán)。)然而，對(duì)于其它實(shí)施例，可以將中心區(qū)域201向外部區(qū)域203擴(kuò)展。(例如，可以通過增加連接一組基站收發(fā)信機(jī)的光纖環(huán)擴(kuò)展中心區(qū)域201。)中心區(qū)域201通常比外部區(qū)域203支持更大的傳輸冗余。例如，連接節(jié)點(diǎn)205、209、211、221、219、217和215的光纖環(huán)可以在順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向上都具有路由功能，因此在光纖環(huán)上的路由器間的設(shè)備出現(xiàn)了故障是提供了保護(hù)。在這種情況下，在相反方向上的另一路徑可以被配置，從而可以繼續(xù)終端節(jié)點(diǎn)間的通信。
服務(wù)提供商通常不會(huì)在外部區(qū)域103中支持象在中心區(qū)域201一樣大的傳輸冗余。外部區(qū)域203包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)。在該實(shí)施例中，基站收發(fā)信機(jī)(BTS)被組織在星形集群中，在該星形集群中，傳輸設(shè)備從關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(例如，基站收發(fā)信機(jī)213、223、227、229和231)發(fā)射出去。其它實(shí)施例可以利用星形、樹形、鏈形、或者相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)的組合。第二節(jié)點(diǎn)(例如，基站收發(fā)信機(jī)235、237、207和239)被連接到相應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
圖2示出了移動(dòng)終端251，移動(dòng)終端251被通過無線信道253被連接到基站收發(fā)信機(jī)207，以便與通過無線接入網(wǎng)關(guān)205連接到IP核心網(wǎng)絡(luò)(例如101)的另一個(gè)終端進(jìn)行通信。通過路由器209、路由器211、基站收發(fā)信機(jī)213以及基站收發(fā)信機(jī)207(它服務(wù)于移動(dòng)終端251)建立了通信路徑255。路由器211通過相應(yīng)于通信路徑255的鏈路241被連接到基站收發(fā)信機(jī)213。該實(shí)施例還可以支持兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)之間的通信路徑，以便支持移動(dòng)終端251和移動(dòng)終端252之間的通信，移動(dòng)終端251和252兩者是由無線接入網(wǎng)絡(luò)200服務(wù)的。對(duì)于這種情況，在通信路徑中包含無線接入網(wǎng)絡(luò)205(以便獲得對(duì)IP核心網(wǎng)絡(luò)的訪問)可能不是必需的。
假設(shè)不存在傳輸故障，通信路徑255支持一種相應(yīng)于移動(dòng)終端251的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。服務(wù)質(zhì)量描述了提供給移動(dòng)終端251的服務(wù)級(jí)別，并且可以基于業(yè)務(wù)類別被斷定。服務(wù)質(zhì)量可以包含時(shí)間延遲、帶寬、速率以及其它傳輸參數(shù)。不同級(jí)別的服務(wù)質(zhì)量可能與不同的業(yè)務(wù)類別相關(guān)聯(lián)。例如，低時(shí)間延遲和低錯(cuò)誤率可能與實(shí)時(shí)應(yīng)用關(guān)聯(lián)。然而，非實(shí)時(shí)應(yīng)用可以忍受較高時(shí)間延遲和較高錯(cuò)誤率。不同用戶(例如移動(dòng)終端251和252)和不同業(yè)務(wù)類別所需的服務(wù)質(zhì)量的關(guān)聯(lián)可以被保持在用于用戶或一類用戶的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。
圖2中所示的實(shí)施例可以支持保護(hù)路徑，如果不能保持通信路徑255，該保護(hù)路徑就用作替換路徑。例如，如果鏈路241(它將路由器211與基站收發(fā)信機(jī)213連接)發(fā)生了故障，那么在通信路徑255上進(jìn)行的傳輸就可能失敗，或者服務(wù)質(zhì)量可能顯著地下降。本發(fā)明的實(shí)施例在無線接入網(wǎng)絡(luò)200的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中提供了附加鏈路，以便在如果通信路徑255出現(xiàn)鏈路或節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可以建立保護(hù)路徑(例如，保護(hù)路徑257或259)。在該實(shí)施例中，采用鏈路225提供了基站收發(fā)信機(jī)233和基站收發(fā)信機(jī)213之間的連接。保護(hù)路徑257和259跨過至少一個(gè)子路徑，該子路徑相對(duì)于通信路徑255是不相交的。
該實(shí)施例使用保護(hù)路徑257，它跨過無線接入網(wǎng)關(guān)205、路由器209、路由器211、路由器221、基站收發(fā)信機(jī)223、基站收發(fā)信機(jī)213以及基站收發(fā)信機(jī)207。在該實(shí)施例中，中心區(qū)域201中的環(huán)提供了較低層的保護(hù)(層1和層2)，并且具有足夠的容量和連通性，以便在發(fā)生傳輸故障的情況下提供可靠的傳輸。然而，如果中心區(qū)域201中的環(huán)和路由器209和211的可靠性不足，那么該實(shí)施例的變體可以使用保護(hù)路徑259，保護(hù)路徑259跨過無線接入網(wǎng)關(guān)205、路由器215、路由器219、路由器221、基站收發(fā)信機(jī)223、基站收發(fā)信機(jī)213以及基站收發(fā)信機(jī)207。
在圖2中所示的實(shí)施例中，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)可以被互連，以便提供基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，其中可以配置與從無線接入網(wǎng)關(guān)到最后一跳的通信路徑不相交的保護(hù)路徑。例如，除了鏈路243(它對(duì)應(yīng)于無線信道253之前的最后一跳)之外，通信路徑255與保護(hù)路徑259不相交。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞讓拥目煽啃?，其它保護(hù)路徑(例如保護(hù)路徑257)可以具有較少程度的不相交性。例如，就路由器209和211與最后一跳鏈路243而言，保護(hù)路徑257與通信路徑255具有共性。
該實(shí)施例支持保護(hù)路徑，其中甚至最后一跳鏈路也與通信路徑的最后一跳不相交。在該實(shí)施例的變體中，基站收發(fā)信機(jī)235和基站收發(fā)信機(jī)257采用鏈路246進(jìn)行互連，而基站收發(fā)信機(jī)237和基站收發(fā)信機(jī)207采用鏈路247進(jìn)行互連。鏈路246和247可以是微波傳輸鏈路。采用附加的連接，保護(hù)路徑259可以被改變，其中，作為一個(gè)例子，該路徑通過基站收發(fā)信機(jī)235和鏈路246路由。
可以在通信路徑255的通信出現(xiàn)故障之前或者在通信路徑255的通信出現(xiàn)故障之后建立保護(hù)路徑257或259。(在某些實(shí)施例中，保護(hù)路徑可以被多個(gè)通信路徑共享。通信路徑也可以在多個(gè)保護(hù)路徑中被拆分。)如果在通信出現(xiàn)故障之后建立保護(hù)路徑257或259，則可能需要設(shè)置時(shí)間，從而可能中斷終端節(jié)點(diǎn)之間的傳輸，直到建立完成為止。如果保護(hù)路徑257或259是在通信出現(xiàn)故障之后建立的，則保護(hù)路徑257或259可以被專門地與通信路徑255一起使用，或者可以被用于在無故障情況下傳送低優(yōu)先級(jí)、可搶先業(yè)務(wù)。
對(duì)于圖2中所示的實(shí)施例，可以提供不同級(jí)別的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的連接，以便獲得除了最后一跳鏈路之外與通信路徑(例如路徑255)不相交的保護(hù)路徑。在該實(shí)施例中，與關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的級(jí)別等于從中心區(qū)域201開始的跳數(shù)?；臼瞻l(fā)信機(jī)227、223和213對(duì)應(yīng)于第一級(jí)別，而基站收發(fā)信機(jī)229和231對(duì)應(yīng)于第二級(jí)別。在該實(shí)施例中，如圖2中所示，提供鏈路225，以在鏈路241出現(xiàn)故障的情況下支持保護(hù)路徑257和259。還有，可以將基站收發(fā)信機(jī)227和基站收發(fā)信機(jī)223之間的鏈路與基站收發(fā)信機(jī)229和基站收發(fā)信機(jī)213之間的鏈路合并，以支持相應(yīng)于第一級(jí)別的附加保護(hù)路徑?？梢酝ㄟ^在基站收發(fā)信機(jī)229和基站收發(fā)信機(jī)231之間添加鏈路233來提供用于第二級(jí)別的基站收發(fā)信機(jī)的保護(hù)路徑。
圖3示出了用于增強(qiáng)無線接入網(wǎng)絡(luò)200中的連接，以便提供保護(hù)路徑的程序300。在步驟301，程序300被初始化以便分析處于第一級(jí)別的無線接入網(wǎng)絡(luò)200的拓?fù)?。在步驟303，程序300確定是否需要附加連接，以便支持附加保護(hù)路徑。該確定可以依賴于被分析的無線接入網(wǎng)絡(luò)200的部分所需的可靠性。如果程序300確定網(wǎng)絡(luò)連接足夠，則程序300在步驟305退出。在步驟307，識(shí)別相應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，并且在步驟309提供已識(shí)別的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的連接。(關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)可以包括星形集群的中心節(jié)點(diǎn)或者樹形集群的根節(jié)點(diǎn)。)步驟311確定是否將考慮給定級(jí)別的更多節(jié)點(diǎn)對(duì)。如果是的，則重復(fù)步驟303-309。如果不是，則步驟313確定無線接入網(wǎng)絡(luò)200是否支持關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的其它級(jí)別。例如，在如圖2中所示的實(shí)施例中，支持兩個(gè)級(jí)別。如果支持更多級(jí)別，則在步驟315增加該級(jí)別，并且重復(fù)步驟303-311，以便根據(jù)需要獲得其它的保護(hù)路徑。
在該實(shí)施例中，不同用戶(例如移動(dòng)終端251和252)可以具有不同的服務(wù)簡(jiǎn)檔。面向服務(wù)的保護(hù)將基于策略的保護(hù)提供給業(yè)務(wù)。面向服務(wù)的保護(hù)可以保證為業(yè)務(wù)所選擇的要求，并且可以在應(yīng)用保護(hù)、保護(hù)類別和用戶中加以區(qū)分，以便當(dāng)完整的冗余(例如100％的冗余)不能使用時(shí)更好地使用可用資源。服務(wù)簡(jiǎn)檔為各種業(yè)務(wù)類別確定在一般工作條件下(即當(dāng)正在使用相應(yīng)的通信路徑時(shí))所需的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，以及在通信路徑出現(xiàn)故障的情況下，保護(hù)路徑的可靠性和服務(wù)質(zhì)量。某些業(yè)務(wù)類別/用戶可以采用相應(yīng)于通信路徑的相同的服務(wù)質(zhì)量保證被保護(hù)，而其它業(yè)務(wù)類別/用戶可以具有有限的服務(wù)質(zhì)量。某些業(yè)務(wù)類別/用戶可以被保護(hù)而其它則被丟棄。不同的業(yè)務(wù)類別/用戶能夠通過采用不同方式建立的不同保護(hù)路徑(例如提前或按需建立的保護(hù)路徑)進(jìn)行保護(hù)，它能夠影響故障恢復(fù)時(shí)間。能夠以公司、小型企業(yè)、高密度商務(wù)中心(機(jī)場(chǎng)、公共汽車/火車終端)、校園、住宅等等對(duì)用戶進(jìn)行分類?？梢曰诿總€(gè)用戶的服務(wù)類別來提供保護(hù)。
在該實(shí)施例中，保護(hù)服務(wù)模型可以具有如表1和表2中所示的兩種不同的形式，其中服務(wù)簡(jiǎn)檔被擴(kuò)展，以便支持通信路徑255出現(xiàn)故障并且操作被傳送給保護(hù)路徑257的情況。
對(duì)于表1，保護(hù)服務(wù)模型映射為一組具有與通信路徑上的操作相關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量的服務(wù)保護(hù)特性。服務(wù)質(zhì)量通常與業(yè)務(wù)類別有關(guān)。例如，對(duì)于實(shí)時(shí)應(yīng)用，服務(wù)質(zhì)量通常表現(xiàn)為相對(duì)小的延遲時(shí)間。對(duì)于表1中所示的保護(hù)服務(wù)模型，如果在通信路徑(例如路徑255)上出現(xiàn)故障，則保護(hù)路徑(例如257或259)提供與通信路徑一樣的服務(wù)質(zhì)量，其中保護(hù)路徑是在通信路徑故障之前被配置的。因此，故障恢復(fù)時(shí)間，即，從通信路徑轉(zhuǎn)換到保護(hù)路徑的時(shí)間相對(duì)很快(與其它服務(wù)質(zhì)量級(jí)別相比)。還有，實(shí)時(shí)應(yīng)用通常與最高保留優(yōu)先權(quán)相關(guān)聯(lián)。如表1中所示的保護(hù)服務(wù)模型還支持一組與非實(shí)時(shí)應(yīng)用、后臺(tái)應(yīng)用和盡力服務(wù)相關(guān)聯(lián)的服務(wù)保護(hù)特性。其它實(shí)施例可以使用相對(duì)于表1中標(biāo)題為“相關(guān)聯(lián)的服務(wù)保護(hù)”的列所示的活動(dòng)不同的活動(dòng)。

表2示出了保護(hù)服務(wù)模型，該保護(hù)服務(wù)模型基于具有分離的保護(hù)服務(wù)模型的保護(hù)類別。與鉑金類別相關(guān)聯(lián)的客戶在保護(hù)路徑247上具有與通信路徑255上相同的服務(wù)質(zhì)量，其中保護(hù)路徑257是預(yù)先定義的，即，保護(hù)路徑257是在通信路徑255出現(xiàn)故障之前配置的。另一方面，與青銅類別相關(guān)聯(lián)的客戶以按需保護(hù)的方式在保護(hù)路徑257上具有有限的服務(wù)質(zhì)量，即保護(hù)路徑257是在通信路徑255故障之后配置的。其它實(shí)施例可以利用相對(duì)于表2的標(biāo)題為“相關(guān)聯(lián)的服務(wù)保護(hù)”列所示的活動(dòng)不同的活動(dòng)。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，用于建立保護(hù)路徑257或259的消息流。使用消息401、403、405和407，網(wǎng)絡(luò)管理功能481通知節(jié)點(diǎn)483、節(jié)點(diǎn)385、節(jié)點(diǎn)487以及節(jié)點(diǎn)489根據(jù)與移動(dòng)終端251相關(guān)聯(lián)的服務(wù)簡(jiǎn)檔建立保護(hù)路徑257或259。(其它實(shí)施例可以基于關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、服?wù)簡(jiǎn)檔和保護(hù)服務(wù)模型的更新信息周期地重新建立保護(hù)路徑257或259。)一些節(jié)點(diǎn)(例如485、487或489)可以不與通信路徑255相關(guān)聯(lián)，以便建立與通信路徑255至少部分地不相交的保護(hù)路徑257或259。在該實(shí)施例中，消息401、403、405和407可以被封裝在IP包中進(jìn)行消息發(fā)送。消息401、403、405和407還可以包括其它信息，包括無線接入網(wǎng)絡(luò)200的拓?fù)浜头?wù)質(zhì)量方針。在該實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)管理功能481駐留在單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)元件(例如操作、管理和維護(hù)服務(wù)器115)上。對(duì)于其它實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)管理功能481可以被分發(fā)在節(jié)點(diǎn)483、485、487和489間。節(jié)點(diǎn)483、485、487和489可以相應(yīng)于傳輸實(shí)體，所述的傳輸實(shí)體包括無線接入網(wǎng)關(guān)(例如205)、路由器(例如路由器215)或者基站收發(fā)信機(jī)(例如基站收發(fā)信機(jī)213或基站收發(fā)信機(jī)207)。在多個(gè)基站收發(fā)信機(jī)互連到中心基站收發(fā)信機(jī)(例如基站收發(fā)信機(jī)213)的情況下，中心基站收發(fā)信機(jī)可以被稱作基站網(wǎng)關(guān)(BSGW)。在某些實(shí)施例中，可以在通信路徑255出現(xiàn)故障發(fā)生之前建立保護(hù)路徑257或259。
在檢測(cè)到通信路徑255的故障(例如節(jié)點(diǎn)483和另一個(gè)支持通信路徑255的節(jié)點(diǎn)之間的鏈路發(fā)生了故障)，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)(例如節(jié)點(diǎn)483)以故障檢測(cè)消息409將有關(guān)該發(fā)生報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)管理功能481。在其它實(shí)施例中，如果網(wǎng)絡(luò)管理功能481沒有駐留在單獨(dú)的實(shí)體(例如服務(wù)器115)中，則消息409可能不需要明確地被發(fā)送，而是可以相應(yīng)于節(jié)點(diǎn)483內(nèi)的一個(gè)內(nèi)部消息。
在檢測(cè)到故障后，節(jié)點(diǎn)483向節(jié)點(diǎn)485通知該故障，以便根據(jù)故障通知消息411初始化一個(gè)恢復(fù)程序。因此，節(jié)點(diǎn)485將恢復(fù)消息413發(fā)送給節(jié)點(diǎn)487，并且節(jié)點(diǎn)487將恢復(fù)消息415發(fā)送給節(jié)點(diǎn)489。該實(shí)施例可以結(jié)合IP使用多協(xié)議標(biāo)簽交換(MPLS)，以便利用標(biāo)簽交換路徑(LSP)配置保護(hù)路徑257或259；然而，其它實(shí)施例(可以使用MPLS)可以在故障發(fā)生之前配置保護(hù)路徑257或259，例如與消息401-407一起。在該實(shí)施例中，包含下一跳信息的MPLS標(biāo)簽被添加到一個(gè)IP包。相應(yīng)地，該實(shí)施例可以使用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)信令(例如在網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)組RFC 2205的“資源預(yù)留協(xié)議-版本1功能說明書”中所規(guī)定的)，其中消息413和415對(duì)應(yīng)于PATH消息，并且消息451和453對(duì)應(yīng)于RESV消息。可替換地，該實(shí)施例可以使用約束路由標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議信令(例如在1999年8月網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)組draft-ietf-mpls-cr-ldp-02.txt的“利用LDP基于約束的LSP建立”中所規(guī)定的)。其它實(shí)施例可以在配置保護(hù)路徑257或259的過程中使用其它技術(shù)，包括差分服務(wù)(DiffServ，例如在網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)組的RFC 2474“在IPv4和IPv6頭中的差分服務(wù)字段的定義”中所描述的)，DiffServ和MPLS以及異步傳送模式(ATM)的組合。
如果隨后通信路徑255變得可用，通信就可以從保護(hù)路徑257或259回到通信路徑255。在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)管理功能481向節(jié)點(diǎn)483、485、487和489分別發(fā)送回復(fù)消息417、419、421和423。在這種情況下，可以使用資源預(yù)留協(xié)議信令。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)500的體系結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)500可以相應(yīng)于無線接入網(wǎng)關(guān)205、路由器(例如路由器209)或者基站收發(fā)信機(jī)(例如基站收發(fā)信機(jī)213或基站收發(fā)信機(jī)207)。節(jié)點(diǎn)500包括處理器501、存儲(chǔ)器503、端口505以及端口507。如果需要附加的路由功能，則可以支持附加端口509和511。端口505-511被用于在不同節(jié)點(diǎn)之間引導(dǎo)包。例如，基站收發(fā)信機(jī)可以通過端口505與路由器211通信，通過端口507與基站收發(fā)信機(jī)235通信，通過端口509與基站收發(fā)信機(jī)211通信，以及通過端口511與基站收發(fā)信機(jī)237通信。還有，基站收發(fā)信機(jī)(例如209)可以通過無線信道(例如253)服務(wù)移動(dòng)終端251。在這種情況下，支持無線接口513。處理器501根據(jù)圖4中所示的消息流執(zhí)行來自存儲(chǔ)器503的軟件程序，以便支持無線接入網(wǎng)絡(luò)200。如果采用無線接入網(wǎng)絡(luò)200來分發(fā)網(wǎng)絡(luò)管理功能，則存儲(chǔ)器503可以存儲(chǔ)移動(dòng)終端251的服務(wù)簡(jiǎn)檔。
如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，可以使用具有相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)此處所公開的示例性實(shí)施例，所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含用于控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以包括至少一個(gè)計(jì)算機(jī)，例如微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、以及相關(guān)的外圍電子電路。
雖然已經(jīng)根據(jù)包括實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選模式的特定例子描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，存在以上所述系統(tǒng)和技術(shù)的許多變形和置換，它們都落在如所附權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于提供在無線接入網(wǎng)絡(luò)中的第一終端節(jié)點(diǎn)和第二終端節(jié)點(diǎn)之間的保護(hù)路徑的方法，該方法包括步驟(a)確定第一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和第二關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其中第一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和第二關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與相同的層相關(guān)聯(lián)；以及(b)提供在第一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和第二關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間的連接，其中可以建立保護(hù)路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟(c)為下一層重復(fù)步驟(a)-(b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)包括基站收發(fā)信機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一終端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于無線接入網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，并且第二終端節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于基站收發(fā)信機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟(i)識(shí)別第三節(jié)點(diǎn)和第四節(jié)點(diǎn)，其中第三節(jié)點(diǎn)與倒數(shù)第一跳相關(guān)聯(lián)，并且第四節(jié)點(diǎn)與倒數(shù)第二跳相關(guān)聯(lián)；以及(ii)提供在第三節(jié)點(diǎn)和第四節(jié)點(diǎn)之間的連接。
全文摘要
本發(fā)明支持無線接入網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)路徑，以便在如果終端節(jié)點(diǎn)間的通信路徑出現(xiàn)了故障時(shí)，繼續(xù)無線接入網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)間的通信。節(jié)點(diǎn)可以承擔(dān)路由器、基站收發(fā)信機(jī)或基站網(wǎng)關(guān)的功能。在根據(jù)服務(wù)保護(hù)模型路由保護(hù)路徑時(shí)，保護(hù)路徑的建立使用了無線接入網(wǎng)絡(luò)中的連接(255、257、259)冗余。保護(hù)路徑可以被以基于服務(wù)質(zhì)量模型的保護(hù)模型或分離的保護(hù)模型配置。對(duì)于與業(yè)務(wù)類型相關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量，服務(wù)簡(jiǎn)檔指明了對(duì)于用戶的不同服務(wù)類型的服務(wù)質(zhì)量，以及如果通信路徑出現(xiàn)故障時(shí)，保護(hù)路徑所提供的服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L12/66GK1921638SQ20061012159
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月15日
發(fā)明者佐伊·安東尼奧, 蘇德西爾·迪克茲特 申請(qǐng)人:諾基亞公司