專利名稱：在回程連接中使用無線鏈路的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠程通信的系統(tǒng)和方法。尤其是，本發(fā)明涉及一種使用用于微波接入(WiMax)技術(shù)和/或無線保真(WiFi)技術(shù)的世界范圍的互用性作為部署基站中的回程(backhaul)的系統(tǒng)和方法。WiMax涉及IEEE 802.16無線寬帶標準，WiFi涉及IEEE 802.11b無線組網(wǎng)標準。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)典型地包括多個基站，其向一個或多個地理區(qū)域提供無線連通性，所述地理區(qū)域通常也稱為蜂窩小區(qū)。依據(jù)一個或多個無線通信協(xié)議，諸如通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址接入(CDMA、CDMA2000)等，移動站可以與一個或多個基站建立無線通信。如在此使用的，移動站包括蜂窩電話、個人數(shù)字助理、智能電話、文本消息設(shè)備、膝上型電腦等。
基站典型地通過交換機，諸如元線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)或移動交換中心(MSC)，通過回程連接連接到無線通信網(wǎng)絡(luò)。多個基站和交換機可以共享同樣的物理回程設(shè)備?；爻倘萘客ǔ１徽J為是無線通信網(wǎng)絡(luò)中一個最缺乏的資源，至少是部分地是由于服務(wù)提供商經(jīng)常租借部分回程連接。例如，服務(wù)提供商可以租借T1連接的一部分作為回程連接使用。然后服務(wù)提供商可以設(shè)計該回程連接，這樣才不會經(jīng)過最壞情況。最壞情況是這樣一種情況，在這種情況下所有基站在同一時刻以其各自最大容量發(fā)送和接收。這種對回程連接的蓄意設(shè)計不足將導致回程爭用在不同用戶和/或不同數(shù)據(jù)流之間上升。
通常，回程連接是有線連接。例如，傳統(tǒng)回程連接可以包括T1載體、E1載體和STM/OC3載體。T1、E1和STM/OC3載體是眾所周知的有線網(wǎng)絡(luò)線路，以及因此，為了簡潔的目的這些載體的細節(jié)將不在此討論。然而，應(yīng)該注意，因為這些載體是有線連接，因此，，就會有與使用回程連接的這些載體相關(guān)的各種缺點和成本。例如，在大城市區(qū)域部署電纜將是困難和/或昂貴的。一些城市禁止在地面上設(shè)置載體，因此，所有的回程電纜需要放置在地下，從而導致了附加成本。
將在該申請的以下部分詳細說明的本發(fā)明的示例性實施例直接指向?qū)τ嘘P(guān)傳統(tǒng)回程系統(tǒng)的問題的處理，以及涉及實現(xiàn)無線連接(諸如WiMax和WiFi連接)的回程系統(tǒng)和方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在回程連接中使用無線鏈路的系統(tǒng)和/或方法。
例如，通信系統(tǒng)的一個實施例包括交換機、至少一個基站、以及包括至少一個無線鏈路的回程連接，所述無線鏈路將至少一個基站連接到交換機。無線鏈路可以包括WiMax載體和WiFi載體中的至少一個。
用于在回程連接中分配無線鏈路(例如，至少一個WiMax載體和/或至少一個WiFi載體)的帶寬的方法的實施例包括分配無線鏈路帶寬的第一帶寬量給WiMax業(yè)務(wù)以及分配無線鏈路帶寬的第二帶寬量給其它通信業(yè)務(wù)。如果接收到用于通知通信系統(tǒng)的至少一個條件已被改變的觸發(fā)，則響應(yīng)該觸發(fā)調(diào)整第一帶寬量和第二帶寬量。
例如，該方法可以包括監(jiān)視通信系統(tǒng)的至少一個條件。所述至少一個條件是回程使用、回程擁塞、第一帶寬量的第一未用量、第二帶寬量的第二未用量以及時間中的至少一個?；谥辽僖粋€監(jiān)視的條件達到相關(guān)閾值而生成觸發(fā)。



從以下給出的詳細說明和附圖中，本發(fā)明的實施例將變得更容易理解，其中相同的元素由相同的參考數(shù)字表示，這些數(shù)字只是通過說明的方式給出的，因此并不限制本發(fā)明，其中 圖1是一個示例通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的框圖，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)中使用用于回程的無線連接的系統(tǒng)和相關(guān)方法；以及 圖2示出了下述方法的示例性實施例，該方法用于分配在圖1的示例性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中提供的通信業(yè)務(wù)。

具體實施例方式 以下將描述本發(fā)明的示例性實施例。為了清楚，在該說明書中并未描述實際實現(xiàn)的所有可能特征。當然能夠理解，在任何這樣的實際實施例的開發(fā)中，可以做出多個具體實現(xiàn)決定以達到開發(fā)者的具體目標，諸如與相關(guān)系統(tǒng)和相關(guān)商業(yè)約束一致，這可以從一種實施方式變?yōu)榱硪环N。而且，可以理解這樣的開發(fā)努力是復雜而且耗時的，盡管如此，這也是這些獲得該公開好處的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所經(jīng)歷的例行程序。
以下參考附圖描述示例性實施例。僅僅為了解釋的目的在附圖中示意性描述各種結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)和設(shè)備，從而不會在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的細節(jié)上混淆本發(fā)明。在此使用的單詞和短語應(yīng)該被理解并被解釋為與相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員對這些單詞和短語的理解一致的意思。沒有特別定義術(shù)語或短語(即，不同于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的通常和習慣意思的定義)是為了用此處術(shù)語或短語的一致使用來表示。至于術(shù)語或短語打算具有特定意思(即不同于普通技術(shù)人員所理解的意思)的情況，這種特定定義將以明確方式在說明書中明確闡述，該方式將直接和明確地為術(shù)語或短語提供具體定義。
圖1是示例通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的框圖，該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)用于在根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)中使用用于回程的無線連接的系統(tǒng)和相關(guān)方法。
在圖1中，一個或多個基站105向在與每個基站105關(guān)聯(lián)的地理區(qū)域內(nèi)的移動站110提供無線連通性，所述地理區(qū)域在此也稱為蜂窩小區(qū)115。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解基站105、移動站110和蜂窩小區(qū)115的數(shù)目對于本發(fā)明不是重要的，以及任何數(shù)目的基站105、移動站110和蜂窩小區(qū)115可以包括在無線通信系統(tǒng)100中。在各種可替換的實施例中，基站105可以根據(jù)任何希望的協(xié)議提供無線連通性，例如，所述無線協(xié)議可以包括但并不限于通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)協(xié)議、全球移動通信(GSM)系統(tǒng)、碼分多址接入(CDMA、CDMA2000)協(xié)議、改進的數(shù)據(jù)優(yōu)化(Evolved Data Optimized)(EVDO)協(xié)議、藍牙和一個或多個IEEE.802.11協(xié)議。
如圖1所示，路由器120通過專用鏈路130通信地耦合到交換機125，所述專用鏈路地稱為長距離鏈路130。路由器120可以聚集由基站105提供的信息，并且然后試圖通過專用鏈路130向交換機125發(fā)送聚集的信息。路由器120也可以接收打算通過專用鏈路130從交換機125發(fā)送到一個或多個基站105的信息。路由器120此后試圖通過媒介鏈路122向合適的基站105提供從交換機125接收的信息。
基站105可以從移動站110接收數(shù)據(jù)，并通過煤介鏈路122向路由器120提供該數(shù)據(jù)。基站105也可以從用于一個或多個移動站110的路由器120接收數(shù)據(jù)。在一個實施例中，提供到路由器120或從路由器120接收的數(shù)據(jù)包括一個或多個根據(jù)諸如因特網(wǎng)協(xié)議(IP)的協(xié)議形成的數(shù)據(jù)包。
提供到路由器120或從路由器120接收的數(shù)據(jù)可以與一個或多個應(yīng)用數(shù)據(jù)流關(guān)聯(lián)。在此使用的術(shù)語“應(yīng)用數(shù)據(jù)流”指的是與特定應(yīng)用關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)流，所述特定應(yīng)用與一個或多個移動站110關(guān)聯(lián)。應(yīng)用數(shù)據(jù)流可指的是由應(yīng)用和/或移動站110以及用于形成、發(fā)送、接收和/或解碼分組的硬件和/軟件形成的、發(fā)送的、接收的和/或解碼的分組。在各種可替換的實施例中，移動站110可以支持單個應(yīng)用數(shù)據(jù)流和/或多個同時發(fā)生的數(shù)據(jù)流。例如移動站110能夠支持同時發(fā)生的用于多個延遲敏感應(yīng)用的應(yīng)用數(shù)據(jù)流，諸如VoIP應(yīng)用和交互游戲應(yīng)用。對于另一實施例，移動站110能夠支持同時發(fā)生的用于延遲敏感和非延遲敏感應(yīng)用的應(yīng)用數(shù)據(jù)流，諸如VoIP應(yīng)用和因特網(wǎng)瀏覽應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例，媒介鏈路122、路由器120和專用鏈路130在移動站110和交換機125之間形成回程連接。如在此使用的，術(shù)語“回程連接”指的是在一個和多個接入點或基站105和一個或多個交換機125之間發(fā)送信息的連接。然后一個或多個交換機125被連接到另一個網(wǎng)絡(luò)(未示出)。在一些無線通信系統(tǒng)的實施例中，回程連接在一個或多個基站105和作為交換機125的無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)之間提供通信鏈路。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解回程連接可以連接其它類型設(shè)備。例如，回程連接的端點可以包括無線接入點、移動交換中心(MSC)等。進一步，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解圖1所述的實施例是示例性的并且不是為了限制本發(fā)明。例如，可替換實施例可以包括更多或更少基站、路由器和/或交換機。
根據(jù)一個示例性實施例，包括在回程連接中的一個或多個鏈路是無線鏈路。如第一示例中，鏈路122和130中的一個是WiMax或WiFi載體。如第二示例中，所有與通信系統(tǒng)的回程關(guān)聯(lián)的鏈路122和130是WiMax或WiFi載體。
通常，WiMAX可以用作為用于為各種數(shù)據(jù)敏感應(yīng)用增加帶寬的手段使用。根據(jù)本發(fā)明的一個示例實施例，WiMax載體代替?zhèn)鹘y(tǒng)T1和E1載體用在至少一個鏈路中從而為通信系統(tǒng)提供回程，以減少與回程關(guān)聯(lián)的成本。假定在某些發(fā)展中國家的有限布線的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的情況下，與現(xiàn)有蜂窩塔一起或甚至作為獨立集線器來安裝的WiMAX站的成本與傳統(tǒng)有線解決方案相比可能是小的。低人口密度的區(qū)域和平原尤其適合WiMax并且全部利用由WiMax載體提供的區(qū)域。
相似于WiMax載體，WiFi載體也允許局域網(wǎng)(LAN)以不敷設(shè)電纜來部署，典型地減少了網(wǎng)絡(luò)部署和擴展的成本。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，WiFi載體可以作為用于通信系統(tǒng)回程的一個和多個載體使用。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，基站105、路由器120和交換機125中的一個或多個包括回程控制器135。在圖1中，回程控制器135作為包括在交換機125中示出?；爻炭刂破?35在圖1的通信系統(tǒng)中控制WiMax或WiFi載體帶寬的分配?；爻炭刂破?35可以測量回程使用、擁塞狀態(tài)、WiMax帶寬使用以及其它通信業(yè)務(wù)使用；并且基于考慮回程使用、擁塞狀態(tài)或WiMax帶寬的算法調(diào)整帶寬的分配?？商鎿Q地，回程控制器135可以基于通用使用模式來調(diào)整帶寬分配。參考圖2描述由回程控制器135執(zhí)行的示例方法。
圖2示出了用于分配在圖1的示例通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)100中提供的通信業(yè)務(wù)的方法的示例實施例。在示例通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)100中，一個或多個鏈路122和130是無線連接。例如所有的鏈路122和130可以是WiMax載體。
根據(jù)本發(fā)明的示例實施例，使用圖1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供WiMax業(yè)務(wù)和通信業(yè)務(wù)。為提供WiMax業(yè)務(wù)，系統(tǒng)使用WiMax載體的第一帶寬量作為WiMax業(yè)務(wù)帶寬。圖1中的WiMax移動站110使用該第一帶寬量與基站通信。進一步地，系統(tǒng)提供與WiMax業(yè)務(wù)同時發(fā)生的其它業(yè)務(wù)。這些通信業(yè)務(wù)包括，但不限于，GSM、WCDMA、CDMA2000、CDMA95、TD-SCDMA等。為了提供這些通信業(yè)務(wù)，系統(tǒng)使用WiMax載體的第二帶寬量。然而，系統(tǒng)還不得不使用帶寬量用作回程來用于WiMax和通信業(yè)務(wù)，與其它無線通信系統(tǒng)共享回程，或直接連接到本地管理的IP網(wǎng)絡(luò)(未示出)。
WiMax業(yè)務(wù)和通信業(yè)務(wù)的使用量影響WiMax業(yè)務(wù)和通信業(yè)務(wù)所需要的回程量。因此，如果正在使用的WiMax業(yè)務(wù)量大于正在使用的通信業(yè)務(wù)量，則WiMax業(yè)務(wù)要求比通信業(yè)務(wù)更大的帶寬量。需要較大帶寬量是因為(1)正在使用較大量WiMax業(yè)務(wù)；以及(2)由于正在使用的WiMax業(yè)務(wù)量增加，需要提供給WiMax業(yè)務(wù)的回程增加。
因此，圖2中的步驟S610示出回程控制器135分配WiMax載體的第一帶寬量給WiMax業(yè)務(wù)，以及分配WiMax載體的第二帶寬量給其它通信業(yè)務(wù)。例如，在回程控制器135的初始建立期間，回程控制器135默認為建立配置，這樣WiMax載體的一半可用帶寬被提供給其它通信業(yè)務(wù)和有關(guān)這些其它通信業(yè)務(wù)的回程，WiMax載體的剩余一半可用帶寬被提供給WiMax業(yè)務(wù)和有關(guān)WiMax業(yè)務(wù)的回程。
在步驟S620，回程控制器135確定是否接收到觸發(fā)。該觸發(fā)可以是內(nèi)部或外部觸發(fā)。例如，該觸發(fā)可以基于測量的回程使用、擁塞、WiMax帶寬、其它通信業(yè)務(wù)帶寬或使用模式。以下將描述基于使用模式的一個示例和基于測量的和/或監(jiān)測的參數(shù)的另一個示例。
例如，使用模式可以指示在辦公時間WiMax業(yè)務(wù)需要較多帶寬，反之在業(yè)余時間通信業(yè)務(wù)需要較多帶寬。假設(shè)辦公時間通常在5:00PM結(jié)束，控制器135在5:00PM生成和/或接收用于通知辦公時間結(jié)束的觸發(fā)。
如另一個實施例，回程控制器135監(jiān)測用于WiMax業(yè)務(wù)的未用第一帶寬量以及用于其它通信業(yè)務(wù)的未用第二帶寬量。為WiMax業(yè)務(wù)的未用帶寬和其它通信業(yè)務(wù)的未用帶寬設(shè)置上限和下限閾值。如果WiMax業(yè)務(wù)的未用第一帶寬量越過下限閾值，所述閾值指示僅有第一帶寬量的一個相對小的部分可用于支持附加WiMax業(yè)務(wù)和相關(guān)回程，以及如果通信業(yè)務(wù)的未用第二帶寬量越過上限閾值，所述閾值指示仍有第二帶寬量的相對大的部分可用于支持附加的其它通信業(yè)務(wù)和相關(guān)回程，則回程控制器135生成和/或接收觸發(fā)，該觸發(fā)指示W(wǎng)iMax載體的帶寬應(yīng)重新分配帶寬的第一數(shù)量和第二數(shù)量。
如果在步驟S620接收到觸發(fā)，圖2的方法進行到步驟S630，在該步驟中重新分配第一帶寬量和第二帶寬量以確保有足夠的帶寬用于通信系統(tǒng)的回程。例如，如果分配給WiMax業(yè)務(wù)和相關(guān)回程的第一帶寬量最初是WiMax載體帶寬的50％，分配給其它通信業(yè)務(wù)和相關(guān)回程的第二帶寬量最初是50％；響應(yīng)WiMax業(yè)務(wù)需要更多帶寬的觸發(fā)，回程控制器135調(diào)整分配給WiMax業(yè)務(wù)和相關(guān)回程的第一帶寬量為WiMax載體帶寬的75％，并調(diào)整分配給其它通信業(yè)務(wù)的第二帶寬量為WiMax載體帶寬的25％。
可替換地，如果在步驟S620沒有接收到觸發(fā)，圖2中的方法進行到步驟S640，并且回程控制器不重新分配WiMax載體的帶寬。
如上面根據(jù)本發(fā)明的示例實施例解釋的那樣，可以動態(tài)或靜態(tài)調(diào)整WiMax載體的帶寬以確保足夠帶寬被提供以支持WiMax業(yè)務(wù)、其它通信業(yè)務(wù)和與WiMax和其它通信業(yè)務(wù)關(guān)聯(lián)的回程。
一個或多個以上描述的技術(shù)在通常的實施中具有優(yōu)勢。例如，基于在回程連接中的擁塞指示分配資源可以減少分組等待時間和/或可能丟失的分組數(shù)目。因此，基于回程連接中的擁塞指示分配資源的無線訪問網(wǎng)絡(luò)能夠滿足與數(shù)據(jù)分組關(guān)聯(lián)的服務(wù)質(zhì)量需要，數(shù)據(jù)分組例如是用于基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的話音(VoIP)、視頻電話和/或交互游戲的延遲敏感數(shù)據(jù)分組。
以上公開的特定實施例僅僅是示例性的，因為本發(fā)明可以被修改和以不同但卻等同的方式實踐，對于從此處教導獲益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，這是顯而易見的。此外，除了在以下權(quán)利要求中描述的內(nèi)容之外，沒有打算限制在此示出的設(shè)計或構(gòu)造細節(jié)。因此，顯而易見的，以上公開的特定實施例可以被替換或修改，并且所有這樣的變化都被認為是在本發(fā)明的范圍和精神之內(nèi)的。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)，包括
交換機(135)；
至少一個基站(105)；以及
包括至少一個無線鏈路(122，130)的回程連接，所述無線鏈路將所述至少一個基站連接到所述交換機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述至少一個無線鏈路包括WiMax載體和WiFi載體中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，其中
所述交換機接收WiMax業(yè)務(wù)和其它通信業(yè)務(wù)，并通過所述無線鏈路向至少一個基站提供WiMax業(yè)務(wù)和其它通信業(yè)務(wù)，以及
所述基站向用戶發(fā)送WiMax業(yè)務(wù)和其它通信業(yè)務(wù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中
所述交換機和至少一個基站中的至少一個包括回程控制器；以及
所述回程控制器將整個無線鏈路帶寬的第一帶寬量分配給WiMax業(yè)務(wù)，以及將整個無線鏈路帶寬的第二帶寬量分配給其它通信業(yè)務(wù)，接收用于通知至少一個通信系統(tǒng)條件已經(jīng)改變的觸發(fā)，以及響應(yīng)于該觸發(fā)而調(diào)整第一帶寬量和第二帶寬量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的通信系統(tǒng)，其中所述觸發(fā)基于至少一個監(jiān)測的條件，所述監(jiān)測的條件為回程使用、回程擁塞、第一帶寬量的第一未使用量、第二帶寬量的第二未使用量和時間中的至少一個。
6.一種在通信系統(tǒng)中的回程連接中分配無線鏈路帶寬的方法，該方法包括
分配無線鏈路帶寬的第一帶寬量給WiMax業(yè)務(wù)，以及分配無線鏈路帶寬的第二帶寬量給其它通信業(yè)務(wù)(S610)；
接收用于通知至少一個通信系統(tǒng)條件已經(jīng)改變的觸發(fā)(S620)；以及
響應(yīng)于該觸發(fā)而調(diào)整第一帶寬量和第二帶寬量(S630)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進一步包括
監(jiān)測至少一個通信系統(tǒng)條件，所述至少一個條件為回程使用、回程擁塞、第一帶寬量的第一未使用量、第二帶寬量的第二未使用量和時間中的至少一個；以及
基于所述至少一個監(jiān)測的條件達到相關(guān)閾值而生成觸發(fā)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述調(diào)整步驟包括
確定第一帶寬量和第二帶寬量中的一個以基于觸發(fā)進行增加；
增加第一帶寬量和第二帶寬量中所確定的一個；以及
減少第一帶寬量和第二帶寬量中的另一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進一步包括
監(jiān)測第一帶寬量的第一未使用量和第二帶寬量的第二未使用量；
如果第一未使用量超過第一閾值量以及第二帶寬量下降低于第二閾值量，則生成觸發(fā)；以及其中
響應(yīng)于所述觸發(fā)，所述調(diào)整步驟增加第一帶寬量以及減少第二帶寬量。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中無線鏈路包括WiMax載體和WiFi載體中的至少一個。
全文摘要
通信系統(tǒng)的一個實施例包括交換機、至少一個基站以及包括至少一個無線鏈路的回程連接，該無線鏈路將所述至少一個基站連接到交換機。無線鏈路可以包括WiMax載體和WiFi載體中的至少一個。
文檔編號H04L12/28GK101212777SQ20061013090
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者張濟政, 劉熹印, 昆 石, 王雁來, 娜 孫 申請人:朗迅科技公司