CN101212777B

CN101212777B - 在回程连接中使用无线链路的方法和系统

Info

Publication number: CN101212777B
Application number: CN2006101309060A
Authority: CN
Inventors: 张济政; 刘熹印; 石昆; 王雁来; 孙娜
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Meta Platforms Inc
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-12-29
Also published as: JP5137967B2; EP2100416A1; EP2100416B1; JP2010515350A; CN101212777A; KR20090103906A; KR101172724B1; US20080159212A1; US7948942B2; WO2008085327A1

Abstract

通信系统的一个实施例包括交换机、至少一个基站以及包括至少一个无线链路的回程连接，该无线链路将所述至少一个基站连接到交换机。无线链路可以包括WiMax载体和WiFi载体中的至少一个。

Description

在回程连接中使用无线链路的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种远程通信的系统和方法。尤其是，本发明涉及一种使用用于微波接入(WiMax)技术和/或无线保真(WiFi)技术的世界范围的互用性作为部署基站中的回程(backhaul)的系统和方法。WiMax涉及IEEE 802.16无线宽带标准，WiFi涉及IEEE 802.11b无线组网标准。

背景技术

传统无线通信网络典型地包括多个基站，其向一个或多个地理区域提供无线连通性，所述地理区域通常也称为蜂窝小区。依据一个或多个无线通信协议，诸如通用移动电信系统(UMTS)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址接入(CDMA、CDMA2000)等，移动站可以与一个或多个基站建立无线通信。如在此使用的，移动站包括蜂窝电话、个人数字助理、智能电话、文本消息设备、膝上型电脑等。

基站典型地通过交换机，诸如无线网络控制器(RNC)或移动交换中心(MSC)，通过回程连接连接到无线通信网络。多个基站和交换机可以共享同样的物理回程设备。回程容量通常被认为是无线通信网络中一个最缺乏的资源，至少是部分地是由于服务提供商经常租借部分回程连接。例如，服务提供商可以租借T1连接的一部分作为回程连接使用。然后服务提供商可以设计该回程连接，这样才不会经过最坏情况。最坏情况是这样一种情况，在这种情况下所有基站在同一时刻以其各自最大容量发送和接收。这种对回程连接的蓄意设计不足将导致回程争用在不同用户和/或不同数据流之间上升。

通常，回程连接是有线连接。例如，传统回程连接可以包括T1载体、E1载体和STM/OC3载体。T1、E1和STM/OC3载体是从所周知的有线网络线路，以及因此，为了简洁的目的这些载体的细节将不在此讨论。然而，应该注意，因为这些载体是有线连接，因此，，就会有与使用回程连接的这些载体相关的各种缺点和成本。例如，在大城市区域部署电缆将是困难和/或昂贵的。一些城市禁止在地面上设置载体，因此，所有的回程电缆需要放置在地下，从而导致了附加成本。

将在该申请的以下部分详细说明的本发明的示例性实施例直接指向对有关传统回程系统的问题的处理，以及涉及实现无线连接(诸如WiMax和WiFi连接)的回程系统和方法。

发明内容

本发明涉及在回程连接中使用无线链路的系统和/或方法。

例如，通信系统的一个实施例包括交换机、至少一个基站、以及包括至少一个无线链路的回程连接，所述无线链路将至少一个基站连接到交换机。无线链路可以包括WiMax载体和WiFi载体中的至少一个。

用于在回程连接中分配无线链路(例如，至少一个WiMax载体和/或至少一个WiFi载体)的带宽的方法的实施例包括：分配无线链路带宽的第一带宽量给WiMax业务以及分配无线链路带宽的第二带宽量给其它通信业务。如果接收到用于通知通信系统的至少一个条件已被改变的触发，则响应该触发调整第一带宽量和第二带宽量。

例如，该方法可以包括：监视通信系统的至少一个条件。所述至少一个条件是回程使用、回程拥塞、第一带宽量的第一未用量、第二带宽量的第二未用量以及时间中的至少一个。基于至少一个监视的条件达到相关阈值而生成触发。

附图说明

从以下给出的详细说明和附图中，本发明的实施例将变得更容易理解，其中相同的元素由相同的参考数字表示，这些数字只是通过说明的方式给出的，因此并不限制本发明，其中：

图1是一个示例通信网络结构的框图，该网络结构用于实现在根据本发明的通信系统中使用用于回程的无线连接的系统和相关方法；以及

图2示出了下述方法的示例性实施例，该方法用于分配在图1的示例性网络结构中提供的通信业务。

具体实施方式

以下将描述本发明的示例性实施例。为了清楚，在该说明书中并未描述实际实现的所有可能特征。当然能够理解，在任何这样的实际实施例的开发中，可以做出多个具体实现决定以达到开发者的具体目标，诸如与相关系统和相关商业约束一致，这可以从一种实施方式变为另一种。而且，可以理解这样的开发努力是复杂而且耗时的，尽管如此，这也是这些获得该公开好处的本领域普通技术人员所经历的例行程序。

以下参考附图描述示例性实施例。仅仅为了解释的目的在附图中示意性描述各种结构、系统和设备，从而不会在本领域普通技术人员熟知的细节上混淆本发明。在此使用的单词和短语应该被理解并被解释为与相关领域的技术人员对这些单词和短语的理解一致的意思。没有特别定义术语或短语(即，不同于本领域的技术人员所理解的通常和习惯意思的定义)是为了用此处术语或短语的一致使用来表示。至于术语或短语打算具有特定意思(即不同于普通技术人员所理解的意思)的情况，这种特定定义将以明确方式在说明书中明确阐述，该方式将直接和明确地为术语或短语提供具体定义。

图1是示例通信网络结构的框图，该结构实现用于在根据本发明的通信系统中使用用于回程的无线连接的系统和相关方法。

在图1中，一个或多个基站105向在与每个基站105关联的地理区域内的移动站110提供无线连通性，所述地理区域在此也称为蜂窝小区115。本领域的普通技术人员应该理解基站105、移动站110和蜂窝小区115的数目对于本发明不是重要的，以及任何数目的基站105、移动站110和蜂窝小区115可以包括在无线通信系统100中。在各种可替换的实施例中，基站105可以根据任何希望的协议提供无线连通性，例如，所述无线协议可以包括但并不限于通用移动电信系统(UMTS)协议、全球移动通信(GSM)系统、码分多址接入(CDMA、CDMA2000)协议、改进的数据优化(Evolved Data Optimized)(EVDO)协议、蓝牙和一个或多个IEEE.802.11协议。

如图1所示，路由器120通过专用链路130通信地耦合到交换机125，所述专用链路也称为长距离链路130。路由器120可以聚集由基站105提供的信息，并且然后试图通过专用链路130向交换机125发送聚集的信息。路由器120也可以接收打算通过专用链路130从交换机125发送到一个或多个基站105的信息。路由器120此后试图通过媒介链路122向合适的基站105提供从交换机125接收的信息。

基站105可以从移动站110接收数据，并通过煤介链路122向路由器120提供该数据。基站105也可以从用于一个或多个移动站110的路由器120接收数据。在一个实施例中，提供到路由器120或从路由器120接收的数据包括一个或多个根据诸如因特网协议(IP)的协议形成的数据包。

提供到路由器120或从路由器120接收的数据可以与一个或多个应用数据流关联。在此使用的术语“应用数据流”指的是与特定应用关联的数据流，所述特定应用与一个或多个移动站110关联。应用数据流可指的是由应用和/或移动站110以及用于形成、发送、接收和/或解码分组的硬件和/软件形成的、发送的、接收的和/或解码的分组。在各种可替换的实施例中，移动站110可以支持单个应用数据流和/或多个同时发生的数据流。例如移动站110能够支持同时发生的用于多个延迟敏感应用的应用数据流，诸如VoIP应用和交互游戏应用。对于另一实施例，移动站110能够支持同时发生的用于延迟敏感和非延迟敏感应用的应用数据流，诸如VoIP应用和因特网浏览应用。

根据本发明的一个示例性实施例，媒介链路122、路由器120和专用链路130在移动站110和交换机125之间形成回程连接。如在此使用的，术语“回程连接”指的是在一个和多个接入点或基站105和一个或多个交换机125之间发送信息的连接。然后一个或多个交换机125被连接到另一个网络(未示出)。在一些无线通信系统的实施例中，回程连接在一个或多个基站105和作为交换机125的无线网络控制器(RNC)之间提供通信链路。然而，本领域的普通技术人员理解回程连接可以连接其它类型设备。例如，回程连接的端点可以包括无线接入点、移动交换中心(MSC)等。进一步，本领域的普通技术人员应该理解图1所述的实施例是示例性的并且不是为了限制本发明。例如，可替换实施例可以包括更多或更少基站、路由器和/或交换机。

根据一个示例性实施例，包括在回程连接中的一个或多个链路是无线链路。如第一示例中，链路122和130中的一个是WiMax或WiFi载体。如第二示例中，所有与通信系统的回程关联的链路122和130是WiMax或WiFi载体。

通常，WiMAX可以用作为用于为各种数据敏感应用增加带宽的手段使用。根据本发明的一个示例实施例，WiMax载体代替传统T1和E1载体用在至少一个链路中从而为通信系统提供回程，以减少与回程关联的成本。假定在某些发展中国家的有限布线的基础结构的情况下，与现有蜂窝塔一起或甚至作为独立集线器来安装的WiMAX站的成本与传统有线解决方案相比可能是小的。低人口密度的区域和平原尤其适合WiMax并且全部利用由WiMax载体提供的区域。

相似于WiMax载体，WiFi载体也允许局域网(LAN)以不敷设电缆来部署，典型地减少了网络部署和扩展的成本。根据本发明的示例性实施例，WiFi载体可以作为用于通信系统回程的一个和多个载体使用。

根据本发明的实施例，基站105、路由器120和交换机125中的一个或多个包括回程控制器135。在图1中，回程控制器135作为包括在交换机125中示出。回程控制器135在图1的通信系统中控制WiMax或WiFi载体带宽的分配。回程控制器135可以测量回程使用、拥塞状态、WiMax带宽使用以及其它通信业务使用；并且基于考虑回程使用、拥塞状态或WiMax带宽的算法调整带宽的分配。可替换地，回程控制器135可以基于通用使用模式来调整带宽分配。参考图2描述由回程控制器135执行的示例方法。

图2示出了用于分配在图1的示例通信网络结构100中提供的通信业务的方法的示例实施例。在示例通信网络结构100中，一个或多个链路122和130是无线连接。例如所有的链路122和130可以是WiMax载体。

根据本发明的示例实施例，使用图1的网络结构提供WiMax业务和通信业务。为提供WiMax业务，系统使用WiMax载体的第一带宽量作为WiMax业务带宽。图1中的WiMax移动站110使用该第一带宽量与基站通信。进一步地，系统提供与WiMax业务同时发生的其它业务。这些通信业务包括，但不限于，GSM、WCDMA、CDMA2000、CDMA95、TD-SCDMA等。为了提供这些通信业务，系统使用WiMax载体的第二带宽量。然而，系统还不得不使用带宽量用作回程来用于WiMax和通信业务，与其它无线通信系统共享回程，或直接连接到本地管理的IP网络(未示出)。

WiMax业务和通信业务的使用量影响WiMax业务和通信业务所需要的回程量。因此，如果正在使用的WiMax业务量大于正在使用的通信业务量，则WiMax业务要求比通信业务更大的带宽量。需要较大带宽量是因为：(1)正在使用较大量WiMax业务；以及(2)由于正在使用的WiMax业务量增加，需要提供给WiMax业务的回程增加。

因此，图2中的步骤S610示出回程控制器135分配WiMax载体的第一带宽量给WiMax业务，以及分配WiMax载体的第二带宽量给其它通信业务。例如，在回程控制器135的初始建立期间，回程控制器135默认为建立配置，这样WiMax载体的一半可用带宽被提供给其它通信业务和有关这些其它通信业务的回程，WiMax载体的剩余一半可用带宽被提供给WiMax业务和有关WiMax业务的回程。

在步骤S620，回程控制器135确定是否接收到触发。该触发可以是内部或外部触发。例如，该触发可以基于测量的回程使用、拥塞、WiMax带宽、其它通信业务带宽或使用模式。以下将描述基于使用模式的一个示例和基于测量的和/或监测的参数的另一个示例。

例如，使用模式可以指示在办公时间WiMax业务需要较多带宽，反之在业余时间通信业务需要较多带宽。假设办公时间通常在5:00PM结束，控制器135在5:00PM生成和/或接收用于通知办公时间结束的触发。

如另一个实施例，回程控制器135监测用于WiMax业务的未用第一带宽量以及用于其它通信业务的未用第二带宽量。为WiMax业务的未用带宽和其它通信业务的未用带宽设置上限和下限阈值。如果WiMax业务的未用第一带宽量越过下限阈值，所述阈值指示仅有第一带宽量的一个相对小的部分可用于支持附加WiMax业务和相关回程，以及如果通信业务的未用第二带宽量越过上限阈值，所述阈值指示仍有第二带宽量的相对大的部分可用于支持附加的其它通信业务和相关回程，则回程控制器135生成和/或接收触发，该触发指示WiMax载体的带宽应重新分配带宽的第一数量和第二数量。

如果在步骤S620接收到触发，图2的方法进行到步骤S630，在该步骤中重新分配第一带宽量和第二带宽量以确保有足够的带宽用于通信系统的回程。例如，如果分配给WiMax业务和相关回程的第一带宽量最初是WiMax载体带宽的50％，分配给其它通信业务和相关回程的第二带宽量最初是50％；响应WiMax业务需要更多带宽的触发，回程控制器135调整分配给WiMax业务和相关回程的第一带宽量为WiMax载体带宽的75％，并调整分配给其它通信业务的第二带宽量为WiMax载体带宽的25％。

可替换地，如果在步骤S620没有接收到触发，图2中的方法进行到步骤S640，并且回程控制器不重新分配WiMax载体的带宽。

如上面根据本发明的示例实施例解释的那样，可以动态或静态调整WiMax载体的带宽以确保足够带宽被提供以支持WiMax业务、其它通信业务和与WiMax和其它通信业务关联的回程。

一个或多个以上描述的技术在通常的实施中具有优势。例如，基于在回程连接中的拥塞指示分配资源可以减少分组等待时间和/或可能丢失的分组数目。因此，基于回程连接中的拥塞指示分配资源的无线访问网络能够满足与数据分组关联的服务质量需要，数据分组例如是用于基于互联网协议的话音(VoIP)、视频电话和/或交互游戏的延迟敏感数据分组。

以上公开的特定实施例仅仅是示例性的，因为本发明可以被修改和以不同但却等同的方式实践，对于从此处教导获益的本领域普通技术人员来说，这是显而易见的。此外，除了在以下权利要求中描述的内容之外，没有打算限制在此示出的设计或构造细节。因此，显而易见的，以上公开的特定实施例可以被替换或修改，并且所有这样的变化都被认为是在本发明的范围和精神之内的。

Claims

1.一种通信系统，包括：

交换机(135)；

至少一个基站(105)；以及

包括至少一个无线链路(122，130)的回程连接，所述无线链路将所述至少一个基站连接到所述交换机，

其中：

所述交换机和至少一个基站中的至少一个包括回程控制器；以及

所述回程控制器将整个无线链路带宽的第一带宽量分配给WiMax业务，并将整个无线链路带宽的第二带宽量分配给所述WiMax业务之外的通信业务，接收用于通知至少一个通信系统条件已经改变的触发，以及响应于该触发而调整第一带宽量和第二带宽量。

2.根据权利要求1的通信系统，其中所述至少一个无线链路包括WiMax载体和WiFi载体中的至少一个。

3.根据权利要求2的通信系统，其中

所述交换机接收WiMax业务和所述WiMax业务之外的通信业务，并通过所述无线链路向至少一个基站提供WiMax业务和所述WiMax业务之外的通信业务，以及

所述基站向用户发送WiMax业务和所述WiMax业务之外的通信业务。

4.根据权利要求1的通信系统，其中所述触发基于至少一个监测的条件，所述监测的条件为回程使用、回程拥塞、第一带宽量的第一未使用量、第二带宽量的第二未使用量和时间中的至少一个。

5.一种在通信系统中的回程连接中分配无线链路带宽的方法，该方法包括：

分配无线链路带宽的第一带宽量给WiMax业务，以及分配无线链路带宽的第二带宽量给所述WiMax业务之外的通信业务(S610)；

接收用于通知至少一个通信系统条件已经改变的触发(S620)；以及

响应于该触发而调整第一带宽量和第二带宽量(S630)。

6.根据权利要求5的方法，进一步包括：

监测至少一个通信系统条件，所述至少一个条件为回程使用、回程拥塞、第一带宽量的第一未使用量、第二带宽量的第二未使用量和时间中的至少一个；以及

基于所述至少一个监测的条件达到相关阈值而生成触发。

7.根据权利要求6的方法，其中所述调整步骤包括：

确定第一带宽量和第二带宽量中的一个以基于触发进行增加；

增加第一带宽量和第二带宽量中所确定的一个；以及

减少第一带宽量和第二带宽量中的另一个。

8.根据权利要求5的方法，进一步包括：

监测第一带宽量的第一未使用量和第二带宽量的第二未使用量；

如果第一未使用量超过第一阈值量以及第二带宽量下降低于第二阈值量，则生成触发；以及其中

响应于所述触发，所述调整步骤增加第一带宽量以及减少第二带宽量。

9.根据权利要求5的方法，其中无线链路包括WiMax载体和WiFi载体中的至少一个。