無線回程系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及無線通信，且具體地涉及無線通信系統(tǒng)中的多頻帶回程布置。
【背景技術(shù)】
[0002] 高速寬帶網(wǎng)絡(luò)在過去數(shù)十年中已經(jīng)迅速發(fā)展。隨著無線通信技術(shù)的提升，提供每 秒100兆比特（Mbps)到每秒1吉比特（Gbps)的數(shù)據(jù)速率的新寬帶無線接入（BWA)網(wǎng)絡(luò)即 將來臨。新興的BWA網(wǎng)絡(luò)造成了對回程（backhaul)的主要挑戰(zhàn)，S卩BWA網(wǎng)絡(luò)的用戶到較大 有線網(wǎng)絡(luò)（例如互聯(lián)網(wǎng)）的無線接入點的連接。在具有較小人口密度的較大地理區(qū)域的國 家例如澳大利亞中，高數(shù)據(jù)速率無線回程必然經(jīng)濟(jì)地給偏遠(yuǎn)地區(qū)帶來寬帶服務(wù)。
[0003] 無線回程中的主要挑戰(zhàn)之一在于實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率和遠(yuǎn)程二者。前者要求GHz級 別的較大帶寬，并且后者需要系統(tǒng)以微波頻率而不是較高的毫米波頻率操作。雖然較大連 續(xù)帶寬在用于無線回程的微波頻率處很少可用，但是通常存在一些可用的分離帶寬和子帶 寬。例如，在澳大利亞，這種帶寬目前在6, 6.7, 8和11GHz處可用。這些帶寬可以被聚合， 以增加傳輸容量，且因此獲得所需GHz帶寬。鏈路聚合或者條帶化（striping)最初用于有 線數(shù)字電路聚合，并且很快整合在ATM、以太網(wǎng)、IP和TCP網(wǎng)絡(luò)中。最近，對無線條帶化有感 興趣。
[0004] 條帶化的一個要求在于：它在開放式系統(tǒng)互聯(lián)（0SI)模型中對上部通信層是透明 的。數(shù)據(jù)順序的保存是最重要的透明性要求之一。然而，當(dāng)在多個鏈路上對業(yè)務(wù)流進(jìn)行分 條時，它的數(shù)據(jù)可以由于在不同條帶鏈路中的不同延遲而在接收器處無序接收。最初的方 法通過使用序列號在發(fā)射機(jī)節(jié)點處對數(shù)據(jù)包進(jìn)行編號來處理無序的到達(dá)。然后，該序列號 可以在接收機(jī)節(jié)點處使用以將數(shù)據(jù)包排序而恢復(fù)順序。然而，這種再排序明顯增加了整個 條帶延遲上的上限。此外，需要修改數(shù)據(jù)包，以攜帶序列號，并且務(wù)必使用再排序緩沖器，以 存儲無序包，從而明顯增加了成本。而且，在某些應(yīng)用中，序列號由于包尺寸或者硬件限制 而不能被增加。
[0005] 按序分條或者FIFO遞送可以避免再排序成本。然而，現(xiàn)有FIFO遞送技術(shù)不能實 現(xiàn)"工作保存"（workingconserving)。工作保存意味著當(dāng)存在可能通過那個鏈路發(fā)送的 數(shù)據(jù)時沒有鏈路空閑。由于鏈路聚合通常用于克服通信瓶頸，所以充分利用所有鏈路以最 大化吞吐量且最小化通過聚合信道的延遲是有利的。
[0006] 存在用于在多頻帶無線回程系統(tǒng)中實現(xiàn)條帶化的額外困難。首先，頻帶數(shù)據(jù)速率 可以取決于那個頻帶上的可用頻譜帶寬而針對不同頻帶是不同的（不等同的）。其次，頻帶 數(shù)據(jù)速率可以是隨時間變化的，因為頻帶中的調(diào)制和代碼級通常適合于隨時間變化的信道 質(zhì)量來完成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服或者至少改善條帶化的無線回程通信鏈路的上述缺點中 的一個或者多個。
[0008] 公開了在異構(gòu)時間變化條件下實現(xiàn)工作保存和按序（WIS)性能的分條的無線回 程通信系統(tǒng)。所公開的系統(tǒng)使用平行處理架構(gòu)，并且利用平衡效率和性能且減少調(diào)度沖突 的時序控制。所公開的系統(tǒng)可以在無限數(shù)據(jù)可分性的條件下操作，并且所公開的系統(tǒng)的變 型版本可以在有限數(shù)據(jù)粒度的更實際條件下操作。所公開的系統(tǒng)在0SI模型的物理層處操 作。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在多個循環(huán)（round)中的一個循環(huán)期間 在發(fā)射器和接收器之間在多個無線頻帶上傳輸數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括：計算在第一頻 帶中的傳輸?shù)拈_始時間與依賴于該一個循環(huán)中且第一頻帶中的第一數(shù)據(jù)速率的第二頻帶 中的傳輸?shù)拈_始時間之間的目標(biāo)時間間隔；開始由發(fā)射器以第一數(shù)據(jù)速率在第一頻帶上傳 輸?shù)谝粩?shù)據(jù)幀；等待計算出的目標(biāo)間隔消逝，且然后開始由發(fā)射器以第二數(shù)據(jù)速率在第二 頻帶上傳輸?shù)诙?shù)據(jù)幀。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了發(fā)射器，包括：處理器，其被配置為計算在第一頻 帶中的傳輸?shù)拈_始時間與依賴于第一頻帶中的第一數(shù)據(jù)速率的第二頻帶中的傳輸?shù)拈_始 時間之間的目標(biāo)時間間隔；以及切換器，其被配置為：開始以第一數(shù)據(jù)速率在第一頻帶上 從第一緩沖器傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)幀；等待計算出的目標(biāo)間隔消逝，且然后開始以第二數(shù)據(jù)速率 在第二頻帶上從第二緩沖器傳輸?shù)诙?shù)據(jù)幀。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了被配置為使計算裝置執(zhí)行根據(jù)第一方面的方法的 計算機(jī)程序代碼。
【附圖說明】
[0012] 現(xiàn)在參照附圖來描述本發(fā)明的至少一個實施例，其中：
[0013]圖1是根據(jù)一個實施例的多頻帶無線回程系統(tǒng)的框圖；
[0014]圖2a和圖2b分別是可以用于實現(xiàn)圖1的系統(tǒng)中的頻帶發(fā)射機(jī)和頻帶接收器的電 路的框圖；
[0015]圖3是示出在圖1的系統(tǒng)100內(nèi)在不同頻帶和循環(huán)上加載、傳輸和卸載的示例性 時序的時序圖。
[0016]圖4包含示出根據(jù)一個實施例的由圖1的系統(tǒng)中的每個頻帶發(fā)射器執(zhí)行的調(diào)度過 程的流程圖；
[0017]圖5是表示圖1的系統(tǒng)中的頻帶發(fā)射器和頻帶接收器可以實現(xiàn)的計算裝置的示意 性框圖；
[0018]圖6包含示出根據(jù)一個實施例的圖1的系統(tǒng)中的每個頻帶發(fā)射器執(zhí)行的變型調(diào)度 過程的流程圖；
[0019]圖7包含示出圖1的系統(tǒng)的仿真中的樣品幀的傳輸序列號和接收序列號的圖形； 并且
[0020] 圖8包含示出圖1的系統(tǒng)的仿真中的分條延遲的圖形；
【具體實施方式】
[0021] 圖1是根據(jù)一個實施例的多頻帶無線回程系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100通常使用不 同頻帶數(shù)據(jù)速率的N個分離頻帶。每個頻帶的數(shù)據(jù)速率可以由于用于頻帶的不同可用頻譜 帶寬而與其它頻帶的數(shù)據(jù)速率不同。N個頻帶用于實現(xiàn)N個無線數(shù)據(jù)傳輸信道160-0，~ ...，160 (N-1)，它們被"分條"以在發(fā)射機(jī)110和接收器120之間形成無線鏈路。自適應(yīng)調(diào) 制編碼（AMC)取決于對應(yīng)頻帶的質(zhì)量而使用從QPSK到256-QAM范圍變化的調(diào)制等級在每 個信道160-i(i= 0,……，N-1)上被利用。
[0022] 時間被分成間隔，稱為"循環(huán)"（round)，以j>0被編索弓丨。取決于在使用中用在如 由AMC方案確定的循環(huán)中的調(diào)制等級，頻帶數(shù)據(jù)速率不僅在信道i之間變化而且在循環(huán)j 之間變化。
[0023] 系統(tǒng)100被示出為單向的；然而，下面描述的與圖1中示出的相同組件可以用于在 反方向即從接收器120到發(fā)射機(jī)110實現(xiàn)"被分條"鏈路。
[0024] 輸入數(shù)據(jù)首先存儲在發(fā)射機(jī)110的輸入緩沖器130中。分條調(diào)度器140使用下面 詳細(xì)描述的調(diào)度過程來仲裁從輸入緩沖器130加載到頻帶發(fā)射機(jī)150-i的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)通 過相應(yīng)信道160-i從頻帶發(fā)射機(jī)150-i傳輸?shù)皆诮邮諜C(jī)120處的相應(yīng)頻帶接收器170-i。 因為調(diào)度過程保證按序遞送，所以在接收器120處不需要復(fù)雜的接收調(diào)度器或者再排序緩 沖器。接收器120基于先來先服務(wù)（FCFS)來將數(shù)據(jù)從頻帶接收器170-i簡單卸載到輸出 緩沖器180,由此從輸出緩沖器180將業(yè)務(wù)組合成單個輸出流。
[0025] 表1示出了用在本公開的全文中的符號的含義。下面將進(jìn)一步闡述條1中的含義。
[0026]
[0027] 表1 :符虧
[0028] 圖2a和圖2b是根據(jù)一個實施例的可以用于實現(xiàn)圖1的系統(tǒng)100中的相應(yīng)頻帶 發(fā)射器150-i和頻帶接收器170-i的電路200和250的框圖。圖2a的電路200具有包含 兩個緩沖器210和220標(biāo)記為TxBuff-0和TxBufT-1的雙緩沖器并行處理架構(gòu)。切換器 (復(fù)用器）240被配置為在循環(huán)j期間開始于時間Tu以傳輸速率Ru經(jīng)由信道160-i來 傳輸表示為數(shù)據(jù)幀的第一緩沖器TxBuff-0210的內(nèi)容。也在開始于時間Tu處，切換 器（分用器）230被配置為占用kj+1秒以加載速率將輸入數(shù)據(jù)的一部分即數(shù)據(jù)幀fj+1 加載到第二緩沖器TxBuff-1220中。一旦數(shù)據(jù)幀匕」的傳輸完成，復(fù)用器240將"準(zhǔn)備"信 號245返回到分用器230。在下面的循環(huán)j+1期間，復(fù)用器240被配置為以傳輸速率Ri，J+1 經(jīng)由信道160-i傳輸?shù)诙彌_器TxBuff-1220(數(shù)據(jù)幀fi，j+1)的內(nèi)容，而分用器230被配 置為占用Lu+2秒以加載速率將輸入數(shù)據(jù)的又一部分即數(shù)據(jù)幀fu+2加載到第一緩沖器 TxBuff-0210中。分用器230還被配置為經(jīng)由控制線235將準(zhǔn)備信號245中繼回其輸入階 段（分條調(diào)度器140)，以通知分條調(diào)度器140 :電路200準(zhǔn)備加載下一個數(shù)據(jù)幀。
[0029] 同理，圖2b的電路250具有包含兩個緩沖器260和270標(biāo)記為RxBuff-0和 RxBuff-1的雙緩沖器并行處理架構(gòu)。切換器（分用器）280被配置為在循環(huán)j期間以傳輸 速率Ri;j經(jīng)由信道160-i將數(shù)據(jù)幀fi;j接收到第一緩沖器RxBuff-0260中。開始于相同時 間，切換器（復(fù)用器）290被配置為占用秒以卸載速率、將數(shù)據(jù)幀f 從第二緩沖器 RxBuff-1270卸載到其輸出階段（輸出緩沖器180)中并且在時間Euh處結(jié)束。在下面的 循環(huán)j+1期間，分用器280被配置為以傳輸速率&」+1經(jīng)由信道160-i接收數(shù)據(jù)幀f」+1到 第二緩沖器RxBuff-1270中，而復(fù)用器290被配置為占用化』秒以卸載速率心將數(shù)據(jù)幀f」 從第一緩沖器RxBuff-1260卸載到其輸出階段并且在時間Ei，」處結(jié)束。
[0030] 分條延遲Tu被定義為當(dāng)幀fu開始由在發(fā)射器110處的頻帶發(fā)射器150-i被加 載到頻帶i中時和當(dāng)幀fu結(jié)束由在接收器120處的頻帶接收器170-i被卸載出