專利名稱：用于分配帶寬的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及在VoIP電信系統(tǒng)中的帶寬分配，其中根據(jù)基于 動態(tài)速率的技術(shù)來分配帶寬。
背景技術(shù)：
以本發(fā)明在衛(wèi)星電信系統(tǒng)中的可能應(yīng)用來說明本發(fā)明。
衛(wèi)星通信以缺乏的并昂貴的帶寬為特征。衛(wèi)星帶寬的缺乏需要通 過由集線器網(wǎng)關(guān)(Hub-gateway)設(shè)備控制的合適的集中訪問方法來再 利用帶寬。這樣的集中的帶寬速率控制方法所具有的主要缺點是對 于要由該集線器網(wǎng)關(guān)完成的給遠程站的帶寬分配而言意味著往返衛(wèi)星 鏈路延遲，這在以后通過圖1至圖5示意性地被圖解說明。
圖1是示意性地示出從現(xiàn)有技術(shù)中公知的部分基于分組的衛(wèi)星通 信系統(tǒng)的示例性體系結(jié)構(gòu)的方框圖。
通信衛(wèi)星SAT與多個遠程衛(wèi)星站VSAT(亦稱甚小口徑終端(Very Small Aperture Terminal ( VSAT ))通信，并與集線器網(wǎng)關(guān)HG通信。
IP寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的例子是如由ETSI標準EN 3017901]定義的數(shù) 字#見頻廣# 回傳4言道衛(wèi)星系統(tǒng)(Digital Video Broadcast-Return Channel System(DVB-RCS)。遠程衛(wèi)星站VSAT在DVB-RCS術(shù)語中 it稱為回傳信道衛(wèi)星終端(Return Channel Satellite Terminal (RCST))。
IP寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的其它例子包括ViaSat Docsis和Hughes IP-OS 。 集線器網(wǎng)關(guān)HB是負責根據(jù)從遠程衛(wèi)星站VSAT到達的請求來控 制帶寬分配的設(shè)備。集線器網(wǎng)關(guān)HB —方面通過對地靜止通信衛(wèi)星SAT 與遠程衛(wèi)星站VSAT通信，另一方面與多個網(wǎng)絡(luò)之一通信，例如ATM、 IP、 PSTN、 GSM。
每個遠程衛(wèi)星站VSAT都通過以太網(wǎng)接口 EI比如在VoIP網(wǎng)關(guān) ADl的情況下直接與接入設(shè)備AD1、 AD2、 AD3通信，或者比如在接 入設(shè)備CPG、 SIP電話、BTSAD2、 AD3、 AD4與遠程衛(wèi)星終端VSAT之間存在以太網(wǎng)交換機ES的情況下間接地與接入設(shè)備AD1 、 AD2、 AD3通信。
接入設(shè)備AD1、 ...、 AD6的例子包括H.248/SIP/MEGACO接入網(wǎng) 關(guān)、CPG、微型中繼網(wǎng)關(guān)(mini trunking gateway)、基站、NANO BTS、 SIP電話。
i殳備A.BIS表示基站收發(fā)信臺(base transceiver station ) AD5與 基站控制器之間的接口(未示出)。
存在若干已知的用于由遠程衛(wèi)星設(shè)備VSAT來請求帶寬容量的方案。
第一種已知的用于請求帶寬容量的方案是如下的方案在該方案
中，基于一些來自接入設(shè)備AD1.....AD5的信令或者由于集線器網(wǎng)
關(guān)HG本身所采取的配置行動來在遠程衛(wèi)星站VSAT與集線器網(wǎng)關(guān)HG 之間分配專用帶寬。在專用帶寬分配方案的情況下，操作員典型地給 遠程衛(wèi)星終端VSAT分配固定的帶寬(例如20kbps),其中即使沒有 數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)接口 EI在被傳輸，該固定的帶寬總是存在。
第二種已知的用于請求帶寬容量的方案是如下方案根據(jù)該方案， 基于分組速率來動態(tài)地分配帶寬。所分配的帶寬依賴于從遠程站VSAT 的所連接的接入設(shè)備AD1.....AD5到達該遠程站VSAT的分組速率。
在DVB-RCS系統(tǒng)中，上面提到的兩種已知的用于帶寬分配的方案 的例子是基于速率的動態(tài)容量(Rate-Based Dynamic Capacity (RBDC))和持續(xù)速率分配(Continuous Rate Assignment ( CRA )， 分別對應(yīng)于基于速率的帶寬分配和專用帶寬分配。
RBDC分配所具有的優(yōu)點是其避免了 CRA專用分配的帶寬浪費 以便允許帶寬再利用。
在RBDC分配中，當VoIP分組從VoIP接入網(wǎng)關(guān)AD1、 ...、 AD5 流到遠程終端VSAT時，遠程終端VSAT保持向集線器網(wǎng)關(guān)HG請求 帶寬，并且分組停止一被發(fā)送，遠程終端VSAT就停止這樣做。
圖2是示意性地圖解說明從現(xiàn)有技術(shù)中所公知的VoIP呼叫的建立 階段期間的基于速率的動態(tài)帶寬分配的例子的方框圖。在VoIP呼叫連 接被建立之前，接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備AD處于休眠模式，也就是說，在與遠程 衛(wèi)星終端VSAT的通信中沒有活動，因為不存在通信業(yè)務(wù)。在時間上的確定時刻，當用戶摘機時，接入設(shè)備AD本身發(fā)出撥號音，用戶開始 撥號，接入設(shè)備AD對輸入的撥號數(shù)字進行位映射(bitmap)，當用戶 停止撥號時，信令分組被發(fā)送到遠程衛(wèi)星終端VSAT。
在步驟ST21,分組Pl..... P4開始從接入設(shè)備AD流向遠程衛(wèi)
星終端VSAT。遠程衛(wèi)星終端VSAT必須通過衛(wèi)星鏈路將這些分組
Pl.....P4發(fā)送到集線器網(wǎng)關(guān)HG，所述衛(wèi)星鏈路是遠程衛(wèi)星站VSAT
與集線器網(wǎng)關(guān)HG之間通過通信衛(wèi)星SAT的通信路徑。然而，因為之 前沒有通信業(yè)務(wù)經(jīng)過，所以由于基于速率的動態(tài)帶寬分配，在以前沒 有為該任務(wù)分配帶寬。因此，在步驟ST22，遠程衛(wèi)星終端VSAT基于 RBDC向集線器網(wǎng)關(guān)HG請求帶寬分配。
因此，在RBDC分配的情況下，從接入設(shè)備AD通過以太網(wǎng)接口 EI被發(fā)送到遠程終端VSAT的分組Pl、...、P4使得遠程衛(wèi)星終端VSAT 作出反應(yīng)并在步驟ST22向集線器網(wǎng)關(guān)HG請求等效于正在被傳輸?shù)乃?率的帶寬。
然而，步驟ST22的向集線器網(wǎng)關(guān)ST22的帶寬請求意味著遠程衛(wèi) 星終端VSAT與集線器網(wǎng)關(guān)HG之間的衛(wèi)星往返延遲。
事實上，步驟ST22的帶寬請求通過衛(wèi)星鏈路到達集線器網(wǎng)關(guān)HG， 而在步驟ST23中，集線器網(wǎng)關(guān)HG必須在該帶寬實際上凈皮分配時告知 遠程衛(wèi)星終端VSAT。只有這樣，遠程衛(wèi)星終端VSAT才能夠在步驟 ST24中根據(jù)所分配的帶寬來傳輸。
往返延遲(round trip delay )通常被用戶察覺。事實上，如果單單 考慮傳播時間的話，往返延遲可能為大約500ms的數(shù)量級，但是其它 因素可能有助于更長的延遲。因此，在RDBC分配的情況下，第一缺 點在于在VoIP階段的啟動階段，到達遠程衛(wèi)星站VSAT的分組 Pl、 ...、 P4處于遠程衛(wèi)星終端VSAT中的輸入緩沖器(未示出)上， 等待系統(tǒng)反應(yīng)和帶寬分配，因此在VoIP通信開始時導致抖動。
在圖2至圖7中，遠程衛(wèi)星終端VSAT、通信衛(wèi)星SAT和集線器 網(wǎng)關(guān)間的連接(用粗黑線表示)是比如在步驟ST24、 ST34、 ST64中 傳輸數(shù)據(jù)的連接，而用虛線表示的連接是比如在步驟ST22、 ST23、 ST32、 ST33中傳輸集線器網(wǎng)關(guān)HG與遠程衛(wèi)星VSAT之間的內(nèi)部控制 信息的連接。圖3是示意性地圖解說明從現(xiàn)有技術(shù)所公知的具有靜音抑制 (silence-suppression )的基于速率的動態(tài)帶寬分配的例子的方框圖。 圖4和5分別是圖3和圖4的延續(xù)。
在圖3中，在建立VoIP呼叫時，在步驟ST31，分組P1、 P2產(chǎn)生 帶寬請求。在步驟ST32、 ST33、 ST34針對分組P1、 P2所執(zhí)行的操作 與在圖2的步驟ST22、 ST23、 ST24針對分組P1、 ...、 P4所執(zhí)行的操 作相同。
步驟ST31a表示語音通信中的靜音時段，該靜音時段發(fā)生在分組 Pl、 P2與分組P3、 P4之間。
在激活語音活動檢測/靜音抑制的RBDC分配的情況下，當所建立 的VoIP呼叫的用戶無聲時，由于暫時沒有分組通過以太網(wǎng)接口 EI在 接入設(shè)備AD到遠程衛(wèi)星終端VSAT之間被傳輸，所以該速率停止在 那里，且因此遠程終端VSAT并不保持通過衛(wèi)星鏈路向集線器網(wǎng)關(guān)HG 請求帶寬，并且集線器網(wǎng)關(guān)平穩(wěn)地降低(knockdown)針對VoIP呼叫 以前所分配的RBDC帶寬。
如圖4中所示，在步驟ST41a存在靜音時段，其中分組不被發(fā)送， 直至在步驟ST41，新的語音分組P3、 P4被發(fā)送為止。由于步驟ST41a 的靜音時段，在步驟ST42，帶寬被解除分配。因此，如圖5中所示， 當用戶再次開始通話時，新的語音分組P3、 P4必須暫時處于遠程衛(wèi)星 終端VSAT的輸入緩沖器(未示出)上，直到衛(wèi)星系統(tǒng)作出反應(yīng)并再 次基于RBDC分配帶寬為止。
遺憾地，語音分組P3、 P4必須處于輸入緩沖器中這個事實造成了 VoIP通信期間的沖+動。
因此，如上所述，已知的基于速率的動態(tài)帶寬分配方法的主要缺 點在于:在通過衛(wèi)星系統(tǒng)的VoIP通信中，在激活靜音抑制的情況下， 在VoIP呼叫連接開始時和在VoIP呼叫連接期間引起抖動。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是尤其是通過提供一種用于動態(tài)地分配帶 寬的方法和系統(tǒng)來克服上述缺點，其中，抖動被最小化。
通過一種用于通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)為VoIP呼叫分配帶寬的方法和系統(tǒng)來實現(xiàn)前述目的，其中，遠程衛(wèi)星終端向集線器網(wǎng)關(guān)請求根據(jù)基 于接入設(shè)備與該遠程衛(wèi)星終端之間的分組速率的動態(tài)技術(shù)來分配帶
寬，本發(fā)明包括
a) 由該接入設(shè)備將帶寬請求消息發(fā)送到該遠程衛(wèi)星終端或者發(fā)送 到該集線器網(wǎng)關(guān)，該帶寬請求消息包含關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬 分配要求的信息；
b) 由該遠程衛(wèi)星終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)來識別所接收的作為消 息傳遞的信息；
c) 由該遠程衛(wèi)星終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)來分析在該作為消息傳 遞的信息中所包含的關(guān)于帶寬分配要求的信息；以及
d) 由該遠程衛(wèi)星終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)在必要時向該集線器網(wǎng) 關(guān)請求根據(jù)所分析的關(guān)于帶寬分配要求的信息來分配帶寬。
通過一種用于通過通信系統(tǒng)來為VoIP呼叫分配帶寬的方法和系 統(tǒng)來實現(xiàn)前述目的，其中，遠程終端向集線器網(wǎng)關(guān)請求根據(jù)基于接入 設(shè)備與該遠程終端之間分組速率的動態(tài)技術(shù)來分配帶寬，該方法包 括
a)由該接入設(shè)備將帶寬請求消息發(fā)送到該遠程終端或者發(fā)送到該 集線器網(wǎng)關(guān)，該帶寬請求消息包含關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配 要求的信息；
b )由該遠程終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)來識別所接收的作為消息傳 遞的信息；
c) 由該遠程終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)來分析在該作為消息傳遞的 信息中所包含的關(guān)于帶寬分配要求的信息；以及
d) 由該遠程終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)在必要時向該集線器網(wǎng)關(guān)請 求根據(jù)關(guān)于帶寬分配要求的所分析的信息來分配帶寬。
本發(fā)明的實施例中，該帶寬請求消息可以是具有帶寬控制消息分 組功能的智能IP分組(SP)。
在本發(fā)明的實施例中，該帶寬請求消息可以通過TCP連接或者通 過UPD分組交換或者通過以太網(wǎng)分組或者通過其它手段而被交換。
在本發(fā)明的實施例的條目d)中，所請求的待分配的帶寬可以有利 地是優(yōu)選地在該組VoIP呼叫的建立階段期間要添加的帶寬。在本發(fā)明的實施例的條目d)中，所請求的待分配的帶寬可以適宜 地為在該組VoIP呼叫的持續(xù)時間期間、尤其是當利用靜音抑制技術(shù)來 處理該組VoIP呼叫時要保持的最小量的帶寬。
在本發(fā)明的實施例中，智能IP分組的IP頭可以優(yōu)選地被標記以 對帶寬控制消息進行標識。
在本發(fā)明的實施例中，智能IP分組的數(shù)據(jù)部分可以適宜地被設(shè)置 用以提供關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配要求的信息。
在本發(fā)明的實施例中，智能IP分組可以適宜地為UDP分組。
在本發(fā)明的實施例中，關(guān)于帶寬分配要求的信息包含下面的一個 或多個
-要執(zhí)行的分配模式，"添加"或者"保持，，； -建立的呼叫的數(shù)目； -每服務(wù)/呼叫要分配的最小帶寬； -i殳備標識符。
在所提出的發(fā)明的實施例的情況下，在VoIP通信期間，即使當在 該接入設(shè)備與該遠程衛(wèi)星設(shè)備之間沒有速率時，該遠程衛(wèi)星終端仍能 夠分配基于速率的動態(tài)帶寬。
所提出的發(fā)明的實施例通過最小化抖動并且因此減小用戶的往返 延遲察覺來允許更好的通信質(zhì)量。事實上，帶寬要么被預先準備好要 么被保持以便用于在存在靜音抑制的情況下通過衛(wèi)星鏈路來傳輸信令 或者語音分組，其中除傳播延遲之外，用戶察覺到在撥號階段和與其 它方的連接階段之間的最小延遲，或者在實現(xiàn)接通狀態(tài)之后經(jīng)歷VoIP 語音流期間的最小語音抖動。
所提出的實施例允許更好的帶寬再利用，因為不需要占用對呼叫 所必需的整個帶寬。事實上，在VoIP呼叫期間占用比在沒有靜音抑制 的情況下在VoIP呼叫中所需的平均帶寬更少的平均帶寬。
事實上，為每個末端終端(end terminal)占用甚至小量的帶寬(比 如對每個終端在專用帶寬分配機制中為lkbit/s)將會導致遠程衛(wèi)星終 端VSAT間的較少帶寬再利用。例如，連接到VoIP接入網(wǎng)關(guān)的末端終 端的數(shù)目朝向數(shù)千的增長意味著占用的總帶寬處于MHz的范圍，因此 是浪費和昂貴的。
9為了節(jié)省功率，IP寬帶衛(wèi)星終端可以在空閑時進入休眠模式。這 是太陽能終端中的典型情況。通常，當在以太網(wǎng)接口處檢測到活動時，
該遠程衛(wèi)星終端的室夕卜單元功率發(fā)射機(outdoor unit power transmitter )被再次接通并被帶出節(jié)能的空閑狀態(tài)，這樣的活動需要幾 秒鐘。在所提出的實施例的情況下，可能由于在協(xié)議信令之前發(fā)送智 能IP分組而產(chǎn)生更早的喚醒。
可以將本發(fā)明的實施例標準化以供多個IP寬帶衛(wèi)星解決方案使用。
在所提出的實施例的情況下，對衛(wèi)星空中接口 (satellite aerial interface)沒有影響。所提出的實施例與信令協(xié)議有關(guān)，因為這些實施 例不產(chǎn)生對使用的NGN信令協(xié)議(例如SIP、 MEGACO、 MGCP、 H.323 )的改變。事實上，可以使用任意的協(xié)議(比如IP、 MEGACO) 或者其它任意的信令協(xié)議(比如MGCP或者SIP)。只是該接入設(shè)備 必需能夠在正確的時間處理、產(chǎn)生和發(fā)送帶寬控制消息，并且該遠程 衛(wèi)星終端必需能夠根據(jù)所述控制帶寬消息來接收、解釋和采取適當?shù)?行動。關(guān)于該集線器網(wǎng)關(guān)方面，所提出的實施例沒有影響。
所提出的實施例加速了在VoIP網(wǎng)關(guān)與軟交換機之間通過衛(wèi)星鏈 路的信令化，并減少了超時的發(fā)生，因此改善對IP寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)的 NGN覆蓋的性能。


現(xiàn)在參考附圖以優(yōu)選的但并不排他的實施例對本發(fā)明進行說明， 其中
圖1是示意性地圖解說明衛(wèi)星通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的例子的方框 圖(現(xiàn)有技術(shù))；
圖2是示意性地圖解說明基于速率的動態(tài)帶寬分配的例子的方框 圖(現(xiàn)有技術(shù))；
圖3是示意性地圖解說明具有靜音抑制的基于速率的動態(tài)帶寬分 配的例子的方框圖(現(xiàn)有技術(shù))；
圖4是圖3的延續(xù)(現(xiàn)有技術(shù))；
圖5是圖4的延續(xù)(現(xiàn)有技術(shù))；圖6是示意性地圖解說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方框圖7是圖6的延續(xù)；
圖8示意性地圖解i兌明IP分組；
圖9示意性地圖解說明UDP分組。
具體實施例方式
圖l至圖5已經(jīng)在前面的章節(jié)中討論過了。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，在VoIP通信使用動態(tài)的基于速率的分配技 術(shù)的衛(wèi)星系統(tǒng)中，接入設(shè)備能夠通過帶寬控制消息與遠程衛(wèi)星終端通 信。這樣的帶寬控制消息包含將由遠程衛(wèi)星終端使用的關(guān)于一個或多 個VoIP呼叫的帶寬分配要求的信息。該遠程衛(wèi)星終端能夠識別所接收 的消息分組為控制消息分組，并將它們同必須通過衛(wèi)星鏈路傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)/語音分組區(qū)分開。 一旦該遠程衛(wèi)星終端接收到帶寬請求，則該遠程 衛(wèi)星終端就分析所述消息中含有的關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分 配要求的信息。如果所分析的信息使得需要帶寬分配，則該遠程衛(wèi)星 終端向該集線器網(wǎng)關(guān)請求帶寬，所述帶寬將根據(jù)控制消息要求而被分 配。
在第一情形中，包含在控制消息中的帶寬分配要求在VoIP呼叫的 建立階段被發(fā)送到該遠程衛(wèi)星終端。在VoIP通信的初始階段，在呼叫 建立階段期間，在信令階段，從接入設(shè)備發(fā)送的控制消息指示遠程衛(wèi) 星終端添加/預先準備所規(guī)定量的帶寬。
要被添加的帶寬量可以在單個步驟中同時被添加，以便直接包括 在VoIP通信期間的VoIP分組的帶寬要求。
可替代地，在本發(fā)明的另一實施例中，要添加的帶寬量可以逐步 地-波添加，以^便在第一步驟中只包括信令分組(例如SIP或者MEGACO 分組)的帶寬要求，并且只在之后該建立階段結(jié)束時在第二步驟中包 括VoIP分組通信的帶寬要求。
有利地，因為接入網(wǎng)關(guān)在預定的早期時間給該遠程衛(wèi)星終端發(fā)送 包含添加帶寬(例如對于VoIP呼叫而言20kbi仏)的信息的控制帶寬 消息，那么當該信令分組從接入網(wǎng)關(guān)行進到遠程衛(wèi)星終端時和之后當 VoIP分組開始流動時，不存在初始4牛動。接入設(shè)備發(fā)送帶寬控制消息的上述預定的早期時間可以是用戶開 始撥號的時刻直至該用戶完成撥號的時刻之間的任意時刻。例如如果
接入設(shè)備具有理解用戶已經(jīng)完成撥號的智能的話，例如對于VoIP網(wǎng)關(guān) 能夠積累所撥過的數(shù)字情況就是如此，那么該預定的早期時間在考慮 往返延遲時間的情況下可以是撥號結(jié)束前的某一時間。否則，如果接 入設(shè)備不具有這樣的能力，則該接入設(shè)備能夠在預定數(shù)目的所撥數(shù)字 之后發(fā)送控制帶寬消息。優(yōu)選地，該預定數(shù)目的所撥數(shù)字可以依賴于 國家和/或地區(qū)代碼的初始數(shù)字。
圖6是示意性地圖解說明根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的方框圖。
圖7是圖6的延續(xù)。
圖6和7示意性地圖解說明第二情形，其中，該控制消息中所包 含的帶寬分配要求在VoIP呼叫的持續(xù)時間期間被發(fā)送到該遠程衛(wèi)星 終端VSAT。更特別地，該控制消息在結(jié)合靜音抑制的情況下被發(fā)送。
如圖6中所示，在已建立的VoIP呼叫中，通過步驟ST64, VoIP 分組P5、 P6能夠根據(jù)動態(tài)的基于速率分配的帶寬通過衛(wèi)星鏈路而被傳 輸。
步驟ST61a表示語音通信中的發(fā)生在分組P5、 P6與分組P7、 P8 之間的靜音時段，因為在用戶的靜音時段期間靜音抑制技術(shù)開始生效。 在不發(fā)送分組的靜音時段之后，新的語音分組P7、 P8被發(fā)送。
為了在靜音時段期間防止由于基于速率的動態(tài)帶寬分配機制而要 解除分配帶寬，接入設(shè)備AD發(fā)送一些控制帶寬消息來指示遠程衛(wèi)星終 端VSAT為現(xiàn)有呼叫保持/維持最小量的帶寬(例如15kbit/s)，使得 當用戶再次開始通話時，分組P7、 P8能夠立刻凈皮傳輸，同時一些額外 的帶寬(例如5kbit/s)自動被請求。而在此假設(shè)20kbit/s是在VoIP 通信階段期間要為VoIP呼叫分配的帶寬。
在本發(fā)明實施例中，該帶寬控制消息是智能IP分組SP。
在圖7中，在步驟ST72，示出智能分組SP促使在靜音期間保持 分配最小帶寬，使得當分組P7、 P8到達時，它們能夠被傳輸過。
優(yōu)選地，接入設(shè)備AD以確定的周期將控制消息發(fā)發(fā)送給遠程衛(wèi)星 終端VSAT，該周期可能依賴于用于降低帶寬所需的時間。
有利地，在所建立的VoIP呼叫期間，該帶寬控制消息能夠指示遠程衛(wèi)星終端VSAT保持/維持確定的最小量的帶寬，使得當用戶在靜音 時段之后再次開始通話時，抖動被最小化。
如所述兩個情形中所示，該帶寬控制消息在第一情形中可以是帶 寬初給器(bandwidth primer )，而在第二情形中可以是用于通過衛(wèi)星 的基于速率的VoIP動態(tài)分配的帶寬服務(wù)的帶寬維持器。
因此，控制帶寬分組此外包含關(guān)于應(yīng)該將多少帶寬添加到已經(jīng)被 分配給該遠程衛(wèi)星VSAT的基于速率的動態(tài)帶寬或者應(yīng)該維持多少最 小帶寬以便避免在所連接的無聲的用戶再次開始通話時的抖動問題的
息o
在所述兩個情形的任意之一中，該遠程衛(wèi)星終端VSAT必需具有 處理帶寬請求消息傳遞的智能/能力。例如，該遠程衛(wèi)星終端可能能夠 將智能IP分組SP同VoIP分組和其它信令分組(例如SIP、 MEGACO 等)區(qū)分/識別開，其中這些分組全部被解釋成將由遠程衛(wèi)星終端VSAT 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
該遠程衛(wèi)星終端VSAT可能能夠分析例如包含在IP頭H中、包含 在IP數(shù)據(jù)部分D中或者包含在封裝在IP分組內(nèi)的任意下一層協(xié)議中 的IP信息。當分析IP分組信息時，該遠程衛(wèi)星終端VSAT能夠基于 該作為消息傳遞的信息的內(nèi)容來采取適當?shù)男袆印?br> 在本發(fā)明的實施例中， 一旦智能IP分組SP被該遠程衛(wèi)星終端 VSAT識別出，則這些智能IP分組SP可以不凈皮傳輸過并且可以凈皮該 遠程衛(wèi)星終端VSAT丟棄。
從接入設(shè)備AD到遠程衛(wèi)星終端VSAT實現(xiàn)對帶寬請求的消息傳遞。
本發(fā)明的實施例可以具有可替代的功能性劃分(functionality split),該功能性劃分產(chǎn)生本發(fā)明的相同的總功能性。代替于將帶寬控 制消息發(fā)送給遠程衛(wèi)星終端VSAT，該帶寬控制消息被發(fā)送給集線器網(wǎng) 關(guān)(HG)，該集線器網(wǎng)關(guān)(HG)在這種情況下執(zhí)行有關(guān)的行動。
圖8示意性地圖解說明IP分組，該IP分組可以用于帶寬請求信 令。該IP分組的頭H典型地包括如下字段
-4位的版本字段VS;
-4位的頭長度字段HL;
13-8位/1字節(jié)IB的服務(wù)類型字段TOS;
- 2字節(jié)2B的總長度字段TL; —16位的標識字段ID;
-具有3位標志字段和13位分段偏移字段的分段字段FR;
-8位的生存時間TTL字段；
-8位的協(xié)議字段PT;
- 16位的頭校驗和CS; -32位的源IP地址AS; -32位的目的IP地址Ad。
IP分組數(shù)據(jù)部分D含有所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例中，IP分組頭H的字段可以被用于將用于 帶寬控制的智能IP分組SP同其它IP分組區(qū)分開。
在示例性的實施例中，字段目的IP地址Ad可以用于該目的。字 段目的IP地址Ad可以被保留，使得接入設(shè)備AD能夠給遠程衛(wèi)星終 端VSAT標明具有帶寬控制消息功能性的IP分組。
遠程衛(wèi)星終端VSAT具有如下智能即在特定的所保留的地址由 接入設(shè)備AD發(fā)送時能夠識別該特定的所保留的地址。在識別出該保留 的IP目的地址Ad時，遠程衛(wèi)星終端VSAT并不將該分組通過衛(wèi)星鏈 路傳輸?shù)郊€器網(wǎng)關(guān)HG，而是將其用于提取關(guān)于帶寬分配要求的信息 以便評估在帶寬分配方面采取適當行動的必要性。優(yōu)選地，在智能IP 分組SP被分析之后，該智能分組SP被遠程衛(wèi)星終端VSAT丟棄。
在根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例中，高達四個IP地址被保留，其中 給遠程衛(wèi)星終端VSAT的四個輸入隊列中的每一個一個。
在根據(jù)本發(fā)明的另外的實施例中，如果能夠保證要用在接入設(shè)備 AD與VSAT之間的目的IP地址Ad在該環(huán)境內(nèi)不^L任何其它專用因特 網(wǎng)應(yīng)用利用，則可以將這樣的地址保留來用在專用網(wǎng)絡(luò)(private network)內(nèi)，使得這樣的地址不出現(xiàn)在公共網(wǎng)絡(luò)的其它任何地方。文 獻RFC1918[2]說明了哪些是為專用網(wǎng)絡(luò)留出的IP地址。
在另外的示例性的實施例中，IP頭H的生存時間字段TTL可被 用于如下目的將用于帶寬控制的智能IP分組SP同其它IP分組區(qū)分 開。例如，遠程衛(wèi)星終端VSAT可以被配置用于檢查在生存時間字段TTL等于零時，目的IP地址Ad是否等于遠程衛(wèi)星終端VSAT的IP 地址，然后在發(fā)生這種組合的情況下決定是否采取適當行動。關(guān)于要 使用的輸入緩沖器隊列，VSAT可以查看涉及不同應(yīng)用的源IP地址字 段AS。
在另外的實施例中，可以在與遠程衛(wèi)星終端供應(yīng)商達成共識的情 況下使用其它IP頭標記來標識智能控制分組SP。重要的是，在IP頭 H中被選擇用來標識智能控制分組SP的組合并不在其它任何在NGN 協(xié)議信令化或者VoIP通信期間從接入設(shè)備AD被發(fā)送到遠程衛(wèi)星終端 VSAT的IP分組頭H中出現(xiàn)。
在另 一 示例性的實施例中，智能IP分組SP可以是UDP分組。 在這種情況下，IP分組頭H的協(xié)i義字段PT被標有對應(yīng)于UPD協(xié) 議的碼號，該UDP協(xié)議是用在下一級中的協(xié)議。在IP版本4(IPv4) 中，協(xié)議字段PT被稱為"協(xié)議(protocol)"，并且該協(xié)議字段PT 標識下一級協(xié)議，而在IP版本6中，協(xié)議字段PT被稱為"下一頭(next header)，，字段。最流行的下一級協(xié)議是TCP、 UDP、 ICMP、 IGMP 和EGP。
IP分組的數(shù)據(jù)部分D包含UDP協(xié)i義的頭和數(shù)據(jù)。 圖9示意性地圖解i兌明UDP分組。該UDP分組的頭UH典型地包 含如下字段
- 16位的源端口號字段SPN;
-16位的目的端口號字段DPN; -16位的UDP長度字段UL;
- 16位的UDP校驗和字段CS。
UDP分組頭UH可以合宜地用于如下目的將用于帶寬控制的智 能IP分組SP同其它IP分組區(qū)分開。例如，在與遠程衛(wèi)星終端VSAT 的供應(yīng)商協(xié)定中，要么源端口號字段SPN、要么目的端口號地段DPN 可以被用于在UDP分組是智能IP分組SP時標記該UDP分組。
在與供應(yīng)商的協(xié)定(agreement)中，可能能夠通過IANA分配號 碼數(shù)據(jù)庫(www.iana.org/assignments/port-numbers)來登記端口號， 或者可替代地該端口可以是要登記的動態(tài)的或?qū)Ｓ玫亩丝?，如IETF RFC 4340的章節(jié)19.9中所概述的。在本發(fā)明的另外的實施例中，UDP分組可以在IP分組頭H中被 標記為智能IP分組SP。
該UDP分組的數(shù)據(jù)部分UD可以被用于傳送關(guān)于由遠程衛(wèi)星終端 VSAT為帶寬分配要采取的所需行動的信息。
例如，可以通過使用以下字段來傳送該信息
-例如8位的操作碼字段OC;
-例如8位的建立呼叫數(shù)目字段NC;
-例如8位的帶寬字段BW;
-例如8位的設(shè)備標識符字段DI。
例如，對于操作碼字段OC而言，其第一位、即位
可以用于如下傳送這樣 的信息
-位[2 1=0 —隊列1要凈皮選擇； -位[21=1 —隊列2要被選擇； -位[21=2 —隊列3要被選擇； -位[2 1] = 3 —隊列4要凈皮選擇。
在操作碼字段OC被設(shè)置為"保持，，模式的情況下，建立呼叫數(shù) 目字段NC可以^皮接入設(shè)備AD用來告知有多少呼叫(即經(jīng)過接入設(shè)備 AD通向遠程衛(wèi)星終端VSAT的所建立的呼叫連接)被建立。呼叫數(shù)目 字段NC允許遠程衛(wèi)星終端VSAT知道在存在全部用戶或者部分用 戶靜音的情況下，多少帶寬要被保持為最小值。
16例如，如果呼叫數(shù)目字段NC被設(shè)置成3個VoIP呼叫并且如果帶 寬字段BW被設(shè)置成對應(yīng)于10kbit/s的值，那么VSAT被告知即使 在參與3個VoIP呼叫的3個用戶不存在語音活動或者存在靜音的情況 下，該VSAT必須保持最小值為3 x lOkbit/s = 30kbit/s RDBC帶寬一直 可用。
在操作碼字段OC被設(shè)置成"添加，，模式的情況下，呼叫數(shù)目字 段NC不被使用。
帶寬字段BW提供關(guān)于要為每個IP服務(wù)保持的最小帶寬的信息。 例如，帶寬字段BW可以將VoIP呼叫同編解碼器(codec)區(qū)分開。 帶寬字段BW的第一位、即位
= 1時，帶寬字段BW將被解釋成編解碼器類型，例 如G.723.1、 G.729、 G.726。在這種情況下，VSAT能夠識別在使用哪 種類型的編解碼器，然后得出在"保持，，模式的情況下要保持的最小 帶寬或者在"添加"模式的情況下要添加的帶寬。例如可以通過將呼 叫數(shù)目與由對編解碼器的選擇所暗示的VoIP呼叫帶寬相乘來得出最 小帶寬。在操作碼字段oc被設(shè)置成"保持，，模式的情況下，設(shè)備標識符 字段DI被用于標識連接到VSAT的接入設(shè)備的標識號(例如當使用以 太網(wǎng)交換機ES時)。遠程衛(wèi)星終端VSAT使用該信息用于在每各個設(shè) 備上(on per each device )建立多個子流程，用于基于每個設(shè)備來保持 最小帶寬。
優(yōu)選地，可以之前在接入設(shè)備和VSAT中相等地配置該設(shè)備標識 符DI。
在UDP頭UH中組織上述字段的方式和賦值的方式僅僅是出于說 明性的目的，而不應(yīng)限制要求保護的本發(fā)明的范圍。
在實踐中，存在如下情形其中，多個接入設(shè)備通過以太網(wǎng)交換 機被連接到同一VSAT,例如SIP電話、CPG和接入網(wǎng)關(guān)。在操作碼 字段OC被設(shè)置成"添加"模式的情況下，設(shè)備標識符字段DI不被使 用。
在多個同時呼叫被同時建立的實施例中，控制帶寬消息提供如下 信息該信息關(guān)于在所有用戶都無聲的情況下要通過衛(wèi)星鏈路分配的 最小帶寬量。于是，遠程衛(wèi)星終端VSAT必須分析控制帶寬消息，將 所需的最小帶寬與實際上可用的帶寬相比較，并且在可用帶寬等于或 大于最小帶寬的情況下不做任何事情，或者向集線器網(wǎng)關(guān)HG請求要 保持作為最小值而被分配的帶寬量。
在多個接入設(shè)備AD2、 AD3、 AD4連接到一個遠程衛(wèi)星終端VSAT
的實施例中，每個接入設(shè)備AD2.....AD4都必須在"添加，，模式和
在"保持，，模式下獨立地處理其自己的控制帶寬消息。在圖1中，例 如三個接入設(shè)備AD2、…、AD4、 IP電話設(shè)備、CPG設(shè)備、GSM NANO 基站設(shè)備連接到以太網(wǎng)交換機ES。假設(shè)存在三個來自NANO基站AD4 的正在進4亍的呼叫、1個來自SIP電話AD3的呼叫、以及2個來自CPG 設(shè)備AD2的呼叫，其中每一呼叫所需的帶寬是例如20kbit/s。假設(shè)當 存在靜音時，將要為每個呼叫維持例如10kbit/s的最小值。在這些情況 下，NANO基站AD4周期性地發(fā)送具有將帶寬維持為最小值30kbit/s 的請求的控制帶寬消息，而SIP電話AD3發(fā)送具有將帶寬維持為最小 值20kbit/s的請求的控制帶寬消息，并且SIP電話發(fā)送具有將帶寬維持 為最小值10kbit/s的請求的控制帶寬消息。這些控制消息被單獨地根據(jù)例如IP頭H中的IP源地址Ad而被分
析，其中所述IP源地址對于所述三個接入設(shè)備AD2.....AD4中的每
一個都不相同。遠程衛(wèi)星終端VSAT為每個接入設(shè)備AD2.....AD4
均保持子流程。
在所有六個用戶都在通話、即3 + 2 + 1的情況下，基于速率所分 配的帶寬是3 x 20kbits + 2 x 20kbits + 1 x 20kbits = 120kbit/s。
在來自NANO基站AD4的2個用戶轉(zhuǎn)向無聲，而來自其它設(shè)備
AD2.....ADA的其它3個用戶繼續(xù)通話的情況下，再次基于IP源地
址Ad或者設(shè)備標識符DI將30kbit/s的帶寬與來自NANO基站AD4的 當前速率相比較。
當來自NANO基站AD4的速率下降到20kbit/s時(從沒有靜音時的 60kbit/s)，盡管單獨一個用戶通話只需要20kbit/s，但是該控制消息仍將 導致總帶寬被保持在30kbit/s。
所有的數(shù)值、最小需要的帶寬、所連接的接入設(shè)備的數(shù)目和正在 進行的呼叫的數(shù)目只被用于了說明性的目的，而不應(yīng)該限制要求保護 的本發(fā)明的范圍。
因此，如上所述，接入設(shè)備AD能夠產(chǎn)生要求QoS的VoIP呼叫或 者IP服務(wù)，并且能夠記錄所建立的呼叫的數(shù)目并周期性地發(fā)送智能IP 分組SP。
另一方面，遠程衛(wèi)星終端VSAT能夠?qū)?保持，，模式智能分組SP 的所暗示的帶寬與所分配的帶寬相比較，并采取適當?shù)男袆?，比如?求補充帶寬以便在存在靜音的情況下保持最小帶寬。
本發(fā)明優(yōu)選地在使用動態(tài)帶寬請求機制的IP寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)中被實 施，其中動態(tài)帶寬請求機制類似于DVB-RCS系統(tǒng)的機制，在所述 DVB - RCS系統(tǒng)的機制中，容量請求嵌入在SYNC突發(fā)(burst)中。 根據(jù)這種類型的請求機制，SYNC突發(fā)一般說來每秒從遠程衛(wèi)星終端 VSAT被傳輸，并且所述SYNC突發(fā)表示用于將請求發(fā)送到集線器網(wǎng) 關(guān)HG的專用的非竟爭性信道。這些SYNC突發(fā)可以凈皮配置為每個系 統(tǒng)、即每2秒而不是每秒來發(fā)射。這種類型的帶寬請求機制是優(yōu)選的， 因為其保證了每秒的無沖突請求，這在通過IP寬帶衛(wèi)星的覆蓋NGN 協(xié)議解決方案的情況下是值得期望的特征。所提議的實施例被實施的接入設(shè)備AD可以是VoIP接入網(wǎng)關(guān) AD1、 CPE、 CPG或者需要經(jīng)歷與上面所概述的VoIP信令和通信的相 同步驟的任意接入設(shè)備。
除了上述本發(fā)明的實施例之外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠得出各 種其它的布置和步驟，其中所述其它的布置和步驟如果未在本文獻中 明確說明，然而落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，本發(fā)明適用于衛(wèi) 星通信系統(tǒng)以及其它類型的通信系統(tǒng)、比如地面通信系統(tǒng)。所引用的工業(yè)規(guī)范列表
1EN 301790 ETSI Standard
Digital Video Broadcasting ( DVB )
Interaction channel for satellite distribution systems [2]RFC 1918 Request for Comments 1918 of Network Working
Group
Address Allocation for Private Internets
所使用的縮寫詞的列表
CPE 用戶駐地i殳備(Customer Premises Equipment)
CPG 用戶駐地網(wǎng)關(guān)(Customer Premises Gateway )
CRA 持續(xù)速率分配(Continuous Rate Assignment)
BTS 基站收發(fā)信站(Base Transceiver Station )
DVB-RCS 數(shù)字視頻廣播回傳信道衛(wèi)星(Digital Video
Broadcasting- Return Channel Satellite ) EGP 夕卜部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Exterior Gateway Protocol)
ETSI 歐洲電信標準協(xié)會(European Telecommunication
Standards Institute ) H.248ITU-T標準(ITU-T Standard )，系列H-視聽(Series
H=Audiovisual)和 ICMP因特網(wǎng)控制消息協(xié)i義(Internet Control Message
Protocol)
IGMP因特網(wǎng)組管理協(xié)議(Internet Group Management Protocol)
MEGACO媒體網(wǎng)關(guān)控制(Media Gateway Control)，同H.248 NGN 下網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Networks )
GSM 全球移動通信系統(tǒng)(Global System for Mobile
Communications ) RBDC 基于速率的動態(tài)容量(Rate-based dynamic capacity ) RCST 回傳4言道衛(wèi)星終端(Return Channel Satellite Terminal)SIP 會話4刀始^i協(xié)i義(Session Initiation Protocol)
TCP 傳輸控制協(xié)i義(Transmission Control Protocol)
UDP 用戶數(shù)據(jù)才艮協(xié)議(User Datagram Protocol)
VSAT 甚小口徑終端(Very small Aperture Terminal)
權(quán)利要求
1.一種用于通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)為VoIP呼叫分配帶寬的方法，其中，遠程衛(wèi)星終端(VSAT)向集線器網(wǎng)關(guān)(HG)請求根據(jù)基于接入設(shè)備(AD)與該遠程衛(wèi)星終端(VSAT)之間的分組速率的動態(tài)技術(shù)來分配帶寬，所述方法的特征在于，該方法包括步驟a)由該接入設(shè)備(AD)將帶寬請求消息發(fā)送到該遠程衛(wèi)星終端(VSAT)，該帶寬請求消息包含關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配要求的信息；b)由該遠程衛(wèi)星終端(VSAT)識別所接收的作為消息傳遞的信息；c)由該遠程衛(wèi)星終端(VSAT)分析在該作為消息傳遞的信息中所包含的關(guān)于帶寬分配要求的信息；以及d)由該遠程衛(wèi)星終端(VSAT)在必要時向該集線器網(wǎng)關(guān)(HG)請求根據(jù)所分析的關(guān)于帶寬分配要求的信息來分配帶寬。
2. —種用于通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)為VoIP呼叫分配帶寬的方法，其中， 遠程衛(wèi)星終端(VSAT )向集線器網(wǎng)關(guān)(HG )請求根據(jù)基于接入設(shè)備(AD ) 與該遠程衛(wèi)星終端(VSAT)之間的分組速率的動態(tài)技術(shù)來分配帶寬，所述方法的特征在于，該方法包括步驟a )由該接入設(shè)備(AD )將帶寬請求消息發(fā)送到該集線器網(wǎng)關(guān)(HG ), 該帶寬請求消息包含關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配要求的信息；b) 由該集線器網(wǎng)關(guān)(HG)識別所接收的作為消息傳遞的信息；c) 由該集線器網(wǎng)關(guān)(HG)分析在該作為消息傳遞的信息中所包含的關(guān)于帶寬分配要求的信息；以及d) 由該集線器網(wǎng)關(guān)(HG)在必要時向該集線器網(wǎng)關(guān)(HG)請求根 據(jù)所分析的關(guān)于帶寬分配要求的信息來分配帶寬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該帶寬請求消息是具有帶 寬控制消息分組功能的智能IP分組(SP)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該帶寬請求消息通過TCP 連接或者通過UPD分組交換或者通過以太網(wǎng)分組或者通過其它手段而 被交換。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其中在步驟d)，所請求 的待分配的帶寬是待添加的帶寬。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所請求的待分配的帶寬在該組Vo IP呼叫的建立階段期間凈皮添加。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其中在步驟d)，所請求 的待分配的帶寬是在該組VoIP呼叫的持續(xù)時間期間要保持的最小量的 帶寬，其中利用靜音抑制技術(shù)來處理該組VoIP呼叫。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其中該智能IP分組(SP) 的IP頭(H)被標記以便對帶寬控制消息進行識別。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其中該智能IP分組(SP) 的數(shù)據(jù)部分(D)被設(shè)置用以提供關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配 要求的信息。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其中該智能IP分組(SP) 是UDP分組。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法，其中該關(guān)于帶寬分配要 求的信息包含下面的一個或多個-要執(zhí)行的分配模式(0P):"添加"或者"保持"； -建立的呼叫的數(shù)目(NC); -每服務(wù)/呼叫要分配的最小帶寬(BW); -設(shè)備標識符(DI )。
12. —種用于通過通信系統(tǒng)為VoIP呼叫分配帶寬的方法，其中，遠 程終端向集線器網(wǎng)關(guān)請求根據(jù)基于接入設(shè)備與該遠程終端之間的分組 速率的動態(tài)技術(shù)來分配帶寬，所述方法的特征在于，該方法包括步驟a) 由該接入設(shè)備將帶寬請求消息發(fā)送到該遠程終端或者該集線器 網(wǎng)關(guān)，該帶寬請求消息包含關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配要求的 信息；b) 由該遠程終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)識別所接收的作為消息傳遞 的信息；c) 由該遠程終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)分析在該作為消息傳遞的信 息中所包含的關(guān)于帶寬分配要求的信息；以及d)由該遠程終端或者由該集線器網(wǎng)關(guān)在必要時向該集線器網(wǎng)關(guān)請求 根據(jù)所分析的關(guān)于帶寬分配要求的信息來分配帶寬。
13.具有用于執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一所述的方法的步驟的裝 置的系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于通過通信系統(tǒng)來為VoIP呼叫分配帶寬的方法和系統(tǒng)，其中，遠程終端向集線器網(wǎng)關(guān)請求帶寬，所述帶寬根據(jù)動態(tài)技術(shù)基于接入設(shè)備與該遠程衛(wèi)星終端之間的分組速率而被分配，本發(fā)明包括a)由該接入設(shè)備將帶寬請求消息發(fā)送到該集線器網(wǎng)關(guān)或者該遠程終端，該帶寬請求消息包含關(guān)于給定組的VoIP呼叫的帶寬分配要求的信息；b)由該集線器網(wǎng)關(guān)或者該遠程終端識別所接收的作為消息傳遞的信息；c)由該集線器網(wǎng)關(guān)或者該遠程終端分析在該作為消息傳遞的信息中所包含的關(guān)于帶寬分配要求的信息；以及d)由該集線器網(wǎng)關(guān)或者該遠程終端在必要時向該集線器網(wǎng)關(guān)請求帶寬，所述帶寬將根據(jù)所分析的關(guān)于帶寬分配要求的信息而被分配。
文檔編號H04B7/185GK101595658SQ200880003050
公開日2009年12月2日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者C·E·巴普蒂斯塔, W·卡多索 申請人:西門子公司