CN101595658B

CN101595658B - 用于分配带宽的方法和系统

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Publication number: CN101595658B
Application number: CN200880003050.8A
Authority: CN
Inventors: C·E·巴普蒂斯塔; W·卡多索
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-01-18
Also published as: EP1950893A1; EP2122855A1; WO2008089921A1; BRPI0807450A2; IL199636A0; US20100067432A1; US9048922B2; EP2122855B1; CN101595658A; IL199636A

Abstract

一种用于通过通信系统来为VoIP呼叫分配带宽的方法和系统，其中，远程终端向集线器网关请求带宽，所述带宽根据动态技术基于接入设备与该远程卫星终端之间的分组速率而被分配，本发明包括：a)由该接入设备将带宽请求消息发送到该集线器网关或者该远程终端，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；b)由该集线器网关或者该远程终端识别所接收的作为消息传递的信息；c)由该集线器网关或者该远程终端分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息；以及d)由该集线器网关或者该远程终端在必要时向该集线器网关请求带宽，所述带宽将根据所分析的关于带宽分配要求的信息而被分配。

Description

用于分配带宽的方法和系统

技术领域

本发明总体上涉及在VoIP电信系统中的带宽分配，其中根据基于动态速率的技术来分配带宽。

背景技术

以本发明在卫星电信系统中的可能应用来说明本发明。

卫星通信以缺乏的并昂贵的带宽为特征。卫星带宽的缺乏需要通过由集线器网关(Hub-gateway)设备控制的合适的集中访问方法来再利用带宽。这样的集中的带宽速率控制方法所具有的主要缺点是：对于要由该集线器网关完成的给远程站的带宽分配而言意味着往返卫星链路延迟，这在以后通过图1至图5示意性地被图解说明。

图1是示意性地示出从现有技术中公知的部分基于分组的卫星通信系统的示例性体系结构的方框图。

通信卫星SAT与多个远程卫星站VSAT(亦称甚小口径终端(VerySmall Aperture Terminal(VSAT))通信，并与集线器网关HG通信。

IP宽带卫星系统的例子是如由ETSI标准EN 301790[1]定义的数字视频广播回传信道卫星系统(Digital Video Broadcast-ReturnChannel System(DVB-RCS)。远程卫星站VSAT在DVB-RCS术语中被称为回传信道卫星终端(Return Channel Satellite Terminal(RCST))。

IP宽带卫星系统的其它例子包括ViaSat Docsis和Hughes IP-OS。

集线器网关HB是负责根据从远程卫星站VSAT到达的请求来控制带宽分配的设备。集线器网关HB一方面通过对地静止通信卫星SAT与远程卫星站VSAT通信，另一方面与多个网络之一通信，例如ATM、IP、PSTN、GSM。

每个远程卫星站VSAT都通过以太网接口EI比如在VoIP网关AD1的情况下直接与接入设备AD1、AD2、AD3通信，或者比如在接入设备CPG、SIP电话、BTS AD2、AD3、AD4与远程卫星终端VSAT之间存在以太网交换机ES的情况下间接地与接入设备AD1、AD2、AD3通信。

接入设备AD1、...、AD6的例子包括H.248/SIP/MEGACO接入网关、CPG、微型中继网关(mini trunking gateway)、基站、NANO BTS、SIP电话。

设备A.BIS表示基站收发信台(base transceiver station)AD5与基站控制器之间的接口(未示出)。

存在若干已知的用于由远程卫星设备VSAT来请求带宽容量的方案。

第一种已知的用于请求带宽容量的方案是如下的方案：在该方案中，基于一些来自接入设备AD1、...、AD5的信令或者由于集线器网关HG本身所采取的配置行动来在远程卫星站VSAT与集线器网关HG之间分配专用带宽。在专用带宽分配方案的情况下，操作员典型地给远程卫星终端VSAT分配固定的带宽(例如20kbps)，其中即使没有数据通过以太网接口EI在被传输，该固定的带宽总是存在。

第二种已知的用于请求带宽容量的方案是如下方案：根据该方案，基于分组速率来动态地分配带宽。所分配的带宽依赖于从远程站VSAT的所连接的接入设备AD1、...、AD5到达该远程站VSAT的分组速率。

在DVB-RCS系统中，上面提到的两种已知的用于带宽分配的方案的例子是基于速率的动态容量(Rate-Based Dynamic Capacity(RBDC))和持续速率分配(Continuous Rate Assignment(CRA)，分别对应于基于速率的带宽分配和专用带宽分配。

RBDC分配所具有的优点是：其避免了CRA专用分配的带宽浪费以便允许带宽再利用。

在RBDC分配中，当VoIP分组从VoIP接入网关AD1、...、AD5流到远程终端VSAT时，远程终端VSAT保持向集线器网关HG请求带宽，并且分组停止一被发送，远程终端VSAT就停止这样做。

图2是示意性地图解说明从现有技术中所公知的VoIP呼叫的建立阶段期间的基于速率的动态带宽分配的例子的方框图。在VoIP呼叫连接被建立之前，接入网关设备AD处于休眠模式，也就是说，在与远程卫星终端VSAT的通信中没有活动，因为不存在通信业务。在时间上的确定时刻，当用户摘机时，接入设备AD本身发出拨号音，用户开始拨号，接入设备AD对输入的拨号数字进行位映射(bitmap)，当用户停止拨号时，信令分组被发送到远程卫星终端VSAT。

在步骤ST21，分组P1、...、P4开始从接入设备AD流向远程卫星终端VSAT。远程卫星终端VSAT必须通过卫星链路将这些分组P1、...、P4发送到集线器网关HG，所述卫星链路是远程卫星站VSAT与集线器网关HG之间通过通信卫星SAT的通信路径。然而，因为之前没有通信业务经过，所以由于基于速率的动态带宽分配，在以前没有为该任务分配带宽。因此，在步骤ST22，远程卫星终端VSAT基于RBDC向集线器网关HG请求带宽分配。

因此，在RBDC分配的情况下，从接入设备AD通过以太网接口EI被发送到远程终端VSAT的分组P1、...、P4使得远程卫星终端VSAT作出反应并在步骤ST22向集线器网关HG请求等效于正在被传输的速率的带宽。

然而，步骤ST22的向集线器网关ST22的带宽请求意味着远程卫星终端VSAT与集线器网关HG之间的卫星往返延迟。

事实上，步骤ST22的带宽请求通过卫星链路到达集线器网关HG，而在步骤ST23中，集线器网关HG必须在该带宽实际上被分配时告知远程卫星终端VSAT。只有这样，远程卫星终端VSAT才能够在步骤ST24中根据所分配的带宽来传输。

往返延迟(round trip delay)通常被用户察觉。事实上，如果单单考虑传播时间的话，往返延迟可能为大约500ms的数量级，但是其它因素可能有助于更长的延迟。因此，在RDBC分配的情况下，第一缺点在于：在VoIP阶段的启动阶段，到达远程卫星站VSAT的分组P1、...、P4处于远程卫星终端VSAT中的输入缓冲器(未示出)上，等待系统反应和带宽分配，因此在VoIP通信开始时导致抖动。

在图2至图7中，远程卫星终端VSAT、通信卫星SAT和集线器网关间的连接(用粗黑线表示)是比如在步骤ST24、ST34、ST64中传输数据的连接，而用虚线表示的连接是比如在步骤ST22、ST23、ST32、ST33中传输集线器网关HG与远程卫星VSAT之间的内部控制信息的连接。

图3是示意性地图解说明从现有技术所公知的具有静音抑制(silence-suppression)的基于速率的动态带宽分配的例子的方框图。

图4和5分别是图3和图4的延续。

在图3中，在建立VoIP呼叫时，在步骤ST31，分组P1、P2产生带宽请求。在步骤ST32、ST33、ST34针对分组P1、P2所执行的操作与在图2的步骤ST22、ST23、ST24针对分组P1、...、P4所执行的操作相同。

步骤ST31a表示语音通信中的静音时段，该静音时段发生在分组P1、P2与分组P3、P4之间。

在激活语音活动检测/静音抑制的RBDC分配的情况下，当所建立的VoIP呼叫的用户无声时，由于暂时没有分组通过以太网接口EI在接入设备AD到远程卫星终端VSAT之间被传输，所以该速率停止在那里，且因此远程终端VSAT并不保持通过卫星链路向集线器网关HG请求带宽，并且集线器网关平稳地降低(knock down)针对VoIP呼叫以前所分配的RBDC带宽。

如图4中所示，在步骤ST41a存在静音时段，其中分组不被发送，直至在步骤ST41，新的语音分组P3、P4被发送为止。由于步骤ST41a的静音时段，在步骤ST42，带宽被解除分配。因此，如图5中所示，当用户再次开始通话时，新的语音分组P3、P4必须暂时处于远程卫星终端VSAT的输入缓冲器(未示出)上，直到卫星系统作出反应并再次基于RBDC分配带宽为止。

遗憾地，语音分组P3、P4必须处于输入缓冲器中这个事实造成了VoIP通信期间的抖动。

因此，如上所述，已知的基于速率的动态带宽分配方法的主要缺点在于：在通过卫星系统的VoIP通信中，在激活静音抑制的情况下，在VoIP呼叫连接开始时和在VoIP呼叫连接期间引起抖动。

发明内容

因此，本发明的目的是：尤其是通过提供一种用于动态地分配带宽的方法和系统来克服上述缺点，其中，抖动被最小化。

通过一种用于通过卫星通信系统为VoIP呼叫分配带宽的方法和系统来实现前述目的，其中，远程卫星终端向集线器网关请求根据基于接入设备与该远程卫星终端之间的分组速率的动态技术来分配带宽，本发明包括：

a)由该接入设备将带宽请求消息发送到该远程卫星终端或者发送到该集线器网关，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；

b)由该远程卫星终端或者由该集线器网关来识别所接收的作为消息传递的信息；

c)由该远程卫星终端或者由该集线器网关来分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息；以及

d)由该远程卫星终端或者由该集线器网关在必要时向该集线器网关请求根据所分析的关于带宽分配要求的信息来分配带宽。

通过一种用于通过通信系统来为VoIP呼叫分配带宽的方法和系统来实现前述目的，其中，远程终端向集线器网关请求根据基于接入设备与该远程终端之间的分组速率的动态技术来分配带宽，该方法包括：

a)由该接入设备将带宽请求消息发送到该远程终端或者发送到该集线器网关，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；

b)由该远程终端或者由该集线器网关来识别所接收的作为消息传递的信息；

c)由该远程终端或者由该集线器网关来分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息；以及

d)由该远程终端或者由该集线器网关在必要时向该集线器网关请求根据关于带宽分配要求的所分析的信息来分配带宽。

本发明的实施例中，该带宽请求消息可以是具有带宽控制消息分组功能的智能IP分组(SP)。

在本发明的实施例中，该带宽请求消息可以通过TCP连接或者通过UPD分组交换或者通过以太网分组或者通过其它手段而被交换。

在本发明的实施例的条目d)中，所请求的待分配的带宽可以有利地是优选地在该组VoIP呼叫的建立阶段期间要添加的带宽。

在本发明的实施例的条目d)中，所请求的待分配的带宽可以适宜地为在该组VoIP呼叫的持续时间期间、尤其是当利用静音抑制技术来处理该组VoIP呼叫时要保持的最小量的带宽。

在本发明的实施例中，智能IP分组的IP头可以优选地被标记以对带宽控制消息进行标识。

在本发明的实施例中，智能IP分组的数据部分可以适宜地被设置用以提供关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息。

在本发明的实施例中，智能IP分组可以适宜地为UDP分组。

在本发明的实施例中，关于带宽分配要求的信息包含下面的一个或多个：

-要执行的分配模式，“添加”或者“保持”；

-建立的呼叫的数目；

-每服务/呼叫要分配的最小带宽；

-设备标识符。

在所提出的发明的实施例的情况下，在VoIP通信期间，即使当在该接入设备与该远程卫星设备之间没有速率时，该远程卫星终端仍能够分配基于速率的动态带宽。

所提出的发明的实施例通过最小化抖动并且因此减小用户的往返延迟察觉来允许更好的通信质量。事实上，带宽要么被预先准备好要么被保持以便用于在存在静音抑制的情况下通过卫星链路来传输信令或者语音分组，其中除传播延迟之外，用户察觉到在拨号阶段和与其它方的连接阶段之间的最小延迟，或者在实现接通状态之后经历VoIP语音流期间的最小语音抖动。

所提出的实施例允许更好的带宽再利用，因为不需要占用对呼叫所必需的整个带宽。事实上，在VoIP呼叫期间占用比在没有静音抑制的情况下在VoIP呼叫中所需的平均带宽更少的平均带宽。

事实上，为每个末端终端(end terminal)占用甚至小量的带宽(比如对每个终端在专用带宽分配机制中为1kbit/s)将会导致远程卫星终端VSAT间的较少带宽再利用。例如，连接到VoIP接入网关的末端终端的数目朝向数千的增长意味着占用的总带宽处于MHz的范围，因此是浪费和昂贵的。

为了节省功率，IP宽带卫星终端可以在空闲时进入休眠模式。这是太阳能终端中的典型情况。通常，当在以太网接口处检测到活动时，该远程卫星终端的室外单元功率发射机(outdoor unit powertransmitter)被再次接通并被带出节能的空闲状态，这样的活动需要几秒钟。在所提出的实施例的情况下，可能由于在协议信令之前发送智能IP分组而产生更早的唤醒。

可以将本发明的实施例标准化以供多个IP宽带卫星解决方案使用。

在所提出的实施例的情况下，对卫星空中接口(satellite aerialinterface)没有影响。所提出的实施例与信令协议有关，因为这些实施例不产生对使用的NGN信令协议(例如SIP、MEGACO、MGCP、H.323)的改变。事实上，可以使用任意的协议(比如IP、MEGACO)或者其它任意的信令协议(比如MGCP或者SIP)。只是该接入设备必需能够在正确的时间处理、产生和发送带宽控制消息，并且该远程卫星终端必需能够根据所述控制带宽消息来接收、解释和采取适当的行动。关于该集线器网关方面，所提出的实施例没有影响。

所提出的实施例加速了在VoIP网关与软交换机之间通过卫星链路的信令化，并减少了超时的发生，因此改善对IP宽带卫星系统的NGN覆盖的性能。

附图说明

现在参考附图以优选的但并不排他的实施例对本发明进行说明，其中：

图1是示意性地图解说明卫星通信系统的体系结构的例子的方框图(现有技术)；

图2是示意性地图解说明基于速率的动态带宽分配的例子的方框图(现有技术)；

图3是示意性地图解说明具有静音抑制的基于速率的动态带宽分配的例子的方框图(现有技术)；

图4是图3的延续(现有技术)；

图5是图4的延续(现有技术)；

图6是示意性地图解说明根据本发明的示例性实施例的方框图；

图7是图6的延续；

图8示意性地图解说明IP分组；

图9示意性地图解说明UDP分组。

具体实施方式

图1至图5已经在前面的章节中讨论过了。

根据本发明的实施例，在VoIP通信使用动态的基于速率的分配技术的卫星系统中，接入设备能够通过带宽控制消息与远程卫星终端通信。这样的带宽控制消息包含将由远程卫星终端使用的关于一个或多个VoIP呼叫的带宽分配要求的信息。该远程卫星终端能够识别所接收的消息分组为控制消息分组，并将它们同必须通过卫星链路传输的数据/语音分组区分开。一旦该远程卫星终端接收到带宽请求，则该远程卫星终端就分析所述消息中含有的关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息。如果所分析的信息使得需要带宽分配，则该远程卫星终端向该集线器网关请求带宽，所述带宽将根据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带宽分配要求在VoIP呼叫的建立阶段被发送到该远程卫星终端。在VoIP通信的初始阶段，在呼叫建立阶段期间，在信令阶段，从接入设备发送的控制消息指示远程卫星终端添加/预先准备所规定量的带宽。

要被添加的带宽量可以在单个步骤中同时被添加，以便直接包括在VoIP通信期间的VoIP分组的带宽要求。

可替代地，在本发明的另一实施例中，要添加的带宽量可以逐步地被添加，以便在第一步骤中只包括信令分组(例如SIP或者MEGACO分组)的带宽要求，并且只在之后该建立阶段结束时在第二步骤中包括VoIP分组通信的带宽要求。

有利地，因为接入网关在预定的早期时间给该远程卫星终端发送包含添加带宽(例如对于VoIP呼叫而言20kbit/s)的信息的控制带宽消息，那么当该信令分组从接入网关行进到远程卫星终端时和之后当VoIP分组开始流动时，不存在初始抖动。

接入设备发送带宽控制消息的上述预定的早期时间可以是用户开始拨号的时刻直至该用户完成拨号的时刻之间的任意时刻。例如如果接入设备具有理解用户已经完成拨号的智能的话，例如对于VoIP网关能够积累所拨过的数字情况就是如此，那么该预定的早期时间在考虑往返延迟时间的情况下可以是拨号结束前的某一时间。否则，如果接入设备不具有这样的能力，则该接入设备能够在预定数目的所拨数字之后发送控制带宽消息。优选地，该预定数目的所拨数字可以依赖于国家和/或地区代码的初始数字。

图6是示意性地图解说明根据本发明的示例性实施例的方框图。

图7是图6的延续。

图6和7示意性地图解说明第二情形，其中，该控制消息中所包含的带宽分配要求在VoIP呼叫的持续时间期间被发送到该远程卫星终端VSAT。更特别地，该控制消息在结合静音抑制的情况下被发送。

如图6中所示，在已建立的VoIP呼叫中，通过步骤ST64，VoIP分组P5、P6能够根据动态的基于速率分配的带宽通过卫星链路而被传输。

步骤ST61a表示语音通信中的发生在分组P5、P6与分组P7、P8之间的静音时段，因为在用户的静音时段期间静音抑制技术开始生效。在不发送分组的静音时段之后，新的语音分组P7、P8被发送。

为了在静音时段期间防止由于基于速率的动态带宽分配机制而要解除分配带宽，接入设备AD发送一些控制带宽消息来指示远程卫星终端VSAT为现有呼叫保持/维持最小量的带宽(例如15kbit/s)，使得当用户再次开始通话时，分组P7、P8能够立刻被传输，同时一些额外的带宽(例如5kbit/s)自动被请求。而在此假设：20kbit/s是在VoIP通信阶段期间要为VoIP呼叫分配的带宽。

在本发明实施例中，该带宽控制消息是智能IP分组SP。

在图7中，在步骤ST72，示出智能分组SP促使在静音期间保持分配最小带宽，使得当分组P7、P8到达时，它们能够被传输过。

优选地，接入设备AD以确定的周期将控制消息发发送给远程卫星终端VSAT，该周期可能依赖于用于降低带宽所需的时间。

有利地，在所建立的VoIP呼叫期间，该带宽控制消息能够指示远程卫星终端VSAT保持/维持确定的最小量的带宽，使得当用户在静音时段之后再次开始通话时，抖动被最小化。

如所述两个情形中所示，该带宽控制消息在第一情形中可以是带宽初给器(bandwidth primer)，而在第二情形中可以是用于通过卫星的基于速率的VoIP动态分配的带宽服务的带宽维持器。

因此，控制带宽分组此外包含关于应该将多少带宽添加到已经被分配给该远程卫星VSAT的基于速率的动态带宽或者应该维持多少最小带宽以便避免在所连接的无声的用户再次开始通话时的抖动问题的信息。

在所述两个情形的任意之一中，该远程卫星终端VSAT必需具有处理带宽请求消息传递的智能/能力。例如，该远程卫星终端可能能够将智能IP分组SP同VoIP分组和其它信令分组(例如SIP、MEGACO等)区分/识别开，其中这些分组全部被解释成将由远程卫星终端VSAT传输的数据。

该远程卫星终端VSAT可能能够分析例如包含在IP头H中、包含在IP数据部分D中或者包含在封装在IP分组内的任意下一层协议中的IP信息。当分析IP分组信息时，该远程卫星终端VSAT能够基于该作为消息传递的信息的内容来采取适当的行动。

在本发明的实施例中，一旦智能IP分组SP被该远程卫星终端VSAT识别出，则这些智能IP分组SP可以不被传输过并且可以被该远程卫星终端VSAT丢弃。

从接入设备AD到远程卫星终端VSAT实现对带宽请求的消息传递。

本发明的实施例可以具有可替代的功能性划分(functionalitysplit)，该功能性划分产生本发明的相同的总功能性。代替于将带宽控制消息发送给远程卫星终端VSAT，该带宽控制消息被发送给集线器网关(HG)，该集线器网关(HG)在这种情况下执行有关的行动。

图8示意性地图解说明IP分组，该IP分组可以用于带宽请求信令。该IP分组的头H典型地包括如下字段：

-4位的版本字段VS；

-4位的头长度字段HL；

-8位/1字节1B的服务类型字段TOS；

-2字节2B的总长度字段TL；

-16位的标识字段ID；

-具有3位标志字段和13位分段偏移字段的分段字段FR；

-8位的生存时间TTL字段；

-8位的协议字段PT；

-16位的头校验和CS；

-32位的源IP地址AS；

-32位的目的IP地址Ad。

IP分组数据部分D含有所传输的数据。

在根据本发明的实施例中，IP分组头H的字段可以被用于将用于带宽控制的智能IP分组SP同其它IP分组区分开。

在示例性的实施例中，字段目的IP地址Ad可以用于该目的。字段目的IP地址Ad可以被保留，使得接入设备AD能够给远程卫星终端VSAT标明具有带宽控制消息功能性的IP分组。

远程卫星终端VSAT具有如下智能：即在特定的所保留的地址由接入设备AD发送时能够识别该特定的所保留的地址。在识别出该保留的IP目的地址Ad时，远程卫星终端VSAT并不将该分组通过卫星链路传输到集线器网关HG，而是将其用于提取关于带宽分配要求的信息以便评估在带宽分配方面采取适当行动的必要性。优选地，在智能IP分组SP被分析之后，该智能分组SP被远程卫星终端VSAT丢弃。

在根据本发明的另外的实施例中，高达四个IP地址被保留，其中给远程卫星终端VSAT的四个输入队列中的每一个一个。

在根据本发明的另外的实施例中，如果能够保证要用在接入设备AD与VSAT之间的目的IP地址Ad在该环境内不被任何其它专用因特网应用利用，则可以将这样的地址保留来用在专用网络(privatenetwork)内，使得这样的地址不出现在公共网络的其它任何地方。文献RFC1918[2]说明了哪些是为专用网络留出的IP地址。

在另外的示例性的实施例中，IP头H的生存时间字段TTL可被用于如下目的：将用于带宽控制的智能IP分组SP同其它IP分组区分开。例如，远程卫星终端VSAT可以被配置用于检查在生存时间字段TTL等于零时，目的IP地址Ad是否等于远程卫星终端VSAT的IP地址，然后在发生这种组合的情况下决定是否采取适当行动。关于要使用的输入缓冲器队列，VSAT可以查看涉及不同应用的源IP地址字段AS。

在另外的实施例中，可以在与远程卫星终端供应商达成共识的情况下使用其它IP头标记来标识智能控制分组SP。重要的是，在IP头H中被选择用来标识智能控制分组SP的组合并不在其它任何在NGN协议信令化或者VoIP通信期间从接入设备AD被发送到远程卫星终端VSAT的IP分组头H中出现。

在另一示例性的实施例中，智能IP分组SP可以是UDP分组。

在这种情况下，IP分组头H的协议字段PT被标有对应于UPD协议的码号，该UDP协议是用在下一级中的协议。在IP版本4(IPv4)中，协议字段PT被称为“协议(protocol)”，并且该协议字段PT标识下一级协议，而在IP版本6中，协议字段PT被称为“下一头(nextheader)”字段。最流行的下一级协议是TCP、UDP、ICMP、IGMP和EGP。

IP分组的数据部分D包含UDP协议的头和数据。

图9示意性地图解说明UDP分组。该UDP分组的头UH典型地包含如下字段：

-16位的源端口号字段SPN；

-16位的目的端口号字段DPN；

-16位的UDP长度字段UL；

-16位的UDP校验和字段CS。

UDP分组头UH可以合宜地用于如下目的：将用于带宽控制的智能IP分组SP同其它IP分组区分开。例如，在与远程卫星终端VSAT的供应商协定中，要么源端口号字段SPN、要么目的端口号地段DPN可以被用于在UDP分组是智能IP分组SP时标记该UDP分组。

在与供应商的协定(agreement)中，可能能够通过IANA分配号码数据库(www.iana.org/assignments/port-numbers)来登记端口号，或者可替代地该端口可以是要登记的动态的或专用的端口，如IETFRFC 4340的章节19.9中所概述的。

在本发明的另外的实施例中，UDP分组可以在IP分组头H中被标记为智能IP分组SP。

该UDP分组的数据部分UD可以被用于传送关于由远程卫星终端VSAT为带宽分配要采取的所需行动的信息。

例如，可以通过使用以下字段来传送该信息：

-例如8位的操作码字段OC；

-例如8位的建立呼叫数目字段NC；

-例如8位的带宽字段BW；

-例如8位的设备标识符字段DI。

例如，对于操作码字段OC而言，其第一位、即位[0]可以被用于传送表示模式是“添加”还是“保持”的信息，例如如果位[0]＝0→那么模式被设置为“添加”，否则如果位[0]＝1→那么模式被设置为“保持”。

典型地，根据常规方法，比如通过使用服务类型字段TOS或者源IP地址字段As用于区分要选择的队列，来选择在远程卫星终端VSAT中要使用的优先级队列。

在不能标记IP分组来标识将要使用的输入队列的情形中，例如当只能使用一个源IP地址As时，UDP分组数据UD也可以提供关于要使用的输入队列的信息。例如，可以如下在操作码字段OC中对这样的信息进行编码：

操作码字段OC的第二和第三位、即位[21]可以用于如下传送这样的信息：

-位[21]＝0→队列1要被选择；

-位[21]＝1→队列2要被选择；

-位[21]＝2→队列3要被选择；

-位[21]＝3→队列4要被选择。

在操作码字段OC被设置为“保持”模式的情况下，建立呼叫数目字段NC可以被接入设备AD用来告知有多少呼叫(即经过接入设备AD通向远程卫星终端VSAT的所建立的呼叫连接)被建立。呼叫数目字段NC允许远程卫星终端VSAT知道：在存在全部用户或者部分用户静音的情况下，多少带宽要被保持为最小值。

例如，如果呼叫数目字段NC被设置成3个VoIP呼叫并且如果带宽字段BW被设置成对应于10kbit/s的值，那么VSAT被告知：即使在参与3个VoIP呼叫的3个用户不存在语音活动或者存在静音的情况下，该VSAT必须保持最小值为3×10kbit/s＝30kbit/s RDBC带宽一直可用。

在操作码字段OC被设置成“添加”模式的情况下，呼叫数目字段NC不被使用。

带宽字段BW提供关于要为每个IP服务保持的最小带宽的信息。例如，带宽字段BW可以将VoIP呼叫同编解码器(codec)区分开。带宽字段BW的第一位、即位[0]可以表示：该字段的剩余位将被解释成用数字带宽还是解释成所使用的编解码器类型的代码。

例如，当带宽位[0]＝0时，那么带宽字段BW将被解释成带宽代码并且远程卫星终端VSAT将带宽字段BW的剩余位与建立呼叫的数目相乘，由此得到在“保持”模式的情况下要保持的或者在“添加”模式的情况下要添加的最小带宽。

当乘法“带宽x建立呼叫的数目”的表示最小阈值的结果高于在那时有效地可用的带宽时，二者之间的差被添加，使得该最小值被保持。当该乘法的结果低于在那时有效地可用的带宽时，则不需要为了保持该最小值而进行带宽分配，因此不需要采取行动。

在本发明的另外的实施例中，要维持的最小带宽并不准确地对应于该乘法的结果，而是以非线性的方式从该乘法的结果中被推导出；可以由远程卫星终端VSAT根据一些统计学上的考虑来作出可能是复杂决定的这种决定。例如，如果带宽字段BW被设置成对应于10kbit/s的值，则要为12个现有呼叫维持的最小带宽可以被设置成80kbit/s，该带宽小于120kbit/s＝12×10kbit/s。

当带宽位[0]＝1时，带宽字段BW将被解释成编解码器类型，例如G.723.1、G.729、G.726。在这种情况下，VSAT能够识别在使用哪种类型的编解码器，然后得出在“保持”模式的情况下要保持的最小带宽或者在“添加”模式的情况下要添加的带宽。例如可以通过将呼叫数目与由对编解码器的选择所暗示的VoIP呼叫带宽相乘来得出最小带宽。

在操作码字段OC被设置成“保持”模式的情况下，设备标识符字段DI被用于标识连接到VSAT的接入设备的标识号(例如当使用以太网交换机ES时)。远程卫星终端VSAT使用该信息用于在每各个设备上(on per each device)建立多个子流程，用于基于每个设备来保持最小带宽。

优选地，可以之前在接入设备和VSAT中相等地配置该设备标识符DI。

在UDP头UH中组织上述字段的方式和赋值的方式仅仅是出于说明性的目的，而不应限制要求保护的本发明的范围。

在实践中，存在如下情形：其中，多个接入设备通过以太网交换机被连接到同一VSAT，例如SIP电话、CPG和接入网关。在操作码字段OC被设置成“添加”模式的情况下，设备标识符字段DI不被使用。

在多个同时呼叫被同时建立的实施例中，控制带宽消息提供如下信息：该信息关于在所有用户都无声的情况下要通过卫星链路分配的最小带宽量。于是，远程卫星终端VSAT必须分析控制带宽消息，将所需的最小带宽与实际上可用的带宽相比较，并且在可用带宽等于或大于最小带宽的情况下不做任何事情，或者向集线器网关HG请求要保持作为最小值而被分配的带宽量。

在多个接入设备AD2、AD3、AD4连接到一个远程卫星终端VSAT的实施例中，每个接入设备AD2、...、AD4都必须在“添加”模式和在“保持”模式下独立地处理其自己的控制带宽消息。在图1中，例如三个接入设备AD2、...、AD4、IP电话设备、CPG设备、GSM NANO基站设备连接到以太网交换机ES。假设存在三个来自NANO基站AD4的正在进行的呼叫、1个来自SIP电话AD3的呼叫、以及2个来自CPG设备AD2的呼叫，其中每一呼叫所需的带宽是例如20kbit/s。假设当存在静音时，将要为每个呼叫维持例如10kbit/s的最小值。在这些情况下，NANO基站AD4周期性地发送具有将带宽维持为最小值30kbit/s的请求的控制带宽消息，而SIP电话AD3发送具有将带宽维持为最小值20kbit/s的请求的控制带宽消息，并且SIP电话发送具有将带宽维持为最小值10kbit/s的请求的控制带宽消息。

这些控制消息被单独地根据例如IP头H中的IP源地址Ad而被分析，其中所述IP源地址对于所述三个接入设备AD2、...、AD4中的每一个都不相同。远程卫星终端VSAT为每个接入设备AD2、...、AD4均保持子流程。

在所有六个用户都在通话、即3+2+1的情况下，基于速率所分配的带宽是3×20kbits+2×20kbits+1×20kbits＝120kbit/s。

在来自NANO基站AD4的2个用户转向无声，而来自其它设备AD2、...、AD＊的其它3个用户继续通话的情况下，再次基于IP源地址Ad或者设备标识符DI将30kbit/s的带宽与来自NANO基站AD4的当前速率相比较。

当来自NANO基站AD4的速率下降到20kbit/s时(从没有静音时的60kbit/s)，尽管单独一个用户通话只需要20kbit/s，但是该控制消息仍将导致总带宽被保持在30kbit/s。

所有的数值、最小需要的带宽、所连接的接入设备的数目和正在进行的呼叫的数目只被用于了说明性的目的，而不应该限制要求保护的本发明的范围。

因此，如上所述，接入设备AD能够产生要求QoS的VoIP呼叫或者IP服务，并且能够记录所建立的呼叫的数目并周期性地发送智能IP分组SP。

另一方面，远程卫星终端VSAT能够将“保持”模式智能分组SP的所暗示的带宽与所分配的带宽相比较，并采取适当的行动，比如请求补充带宽以便在存在静音的情况下保持最小带宽。

本发明优选地在使用动态带宽请求机制的IP宽带卫星系统中被实施，其中动态带宽请求机制类似于DVB-RCS系统的机制，在所述DVB-RCS系统的机制中，容量请求嵌入在SYNC突发(burst)中。根据这种类型的请求机制，SYNC突发一般说来每秒从远程卫星终端VSAT被传输，并且所述SYNC突发表示用于将请求发送到集线器网关HG的专用的非竞争性信道。这些SYNC突发可以被配置为每个系统、即每2秒而不是每秒来发射。这种类型的带宽请求机制是优选的，因为其保证了每秒的无冲突请求，这在通过IP宽带卫星的覆盖NGN协议解决方案的情况下是值得期望的特征。

所提议的实施例被实施的接入设备AD可以是VoIP接入网关AD1、CPE、CPG或者需要经历与上面所概述的VoIP信令和通信的相同步骤的任意接入设备。

除了上述本发明的实施例之外，本领域的技术人员将能够得出各种其它的布置和步骤，其中所述其它的布置和步骤如果未在本文献中明确说明，然而落在所附权利要求的范围内。例如，本发明适用于卫星通信系统以及其它类型的通信系统、比如地面通信系统。

所引用的工业规范列表

EN 301790 ETSI Standard

Digital Video Broadcasting(DVB)

Interaction channel for satellite distribution systems

RFC 1918 Request for Comments 1918 of Network Working

Group

Address Allocation for Private Internets

所使用的缩写词的列表

CPE 用户驻地设备(Customer Premises Equipment)

CPG 用户驻地网关(Customer Premises Gateway)

CRA 持续速率分配(Continuous Rate Assignment)

BTS 基站收发信站(Base Transceiver Station)

DVB-RCS 数字视频广播回传信道卫星(Digital Video

Broadcasting-Return Channel Satellite)

EGP 外部网关协议(Exterior Gateway Protocol)

ETSI 欧洲电信标准协会(European Telecommunication

Standards Institute)

H.248 ITU-T标准(ITU-T Standard)，系列H＝视听(Series

H＝Audiovisual)和

ICMP 因特网控制消息协议(Internet Control Message

Protocol)

IGMP 因特网组管理协议(Internet Group Management

Protocol)

MEGACO 媒体网关控制(Media Gateway Control)，同H.248

NGN 下一代网络(Next Generation Networks)

GSM 全球移动通信系统(Global System for Mobile

Communications)

RBDC 基于速率的动态容量(Rate-based dynamic capacity)

RCST 回传信道卫星终端(Return Channel Satellite Terminal)

SIP 会话初始化协议(Session Initiation Protocol)

TCP 传输控制协议(Transmission Control Protocol)

UDP 用户数据报协议(User Datagram Protocol)

VSAT 甚小口径终端(Very small Aperture Terminal)

Claims

1.一种用于通过卫星通信系统为VoIP呼叫分配带宽的方法，其中，远程卫星终端(VSAT)向集线器网关(HG)请求根据基于接入设备(AD)与该远程卫星终端(VSAT)之间的分组速率的动态技术来分配带宽，

所述方法的特征在于，该方法包括步骤：

a)由该接入设备(AD)将带宽请求消息发送到该远程卫星终端(VSAT)，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；

b)由该远程卫星终端(VSAT)识别所接收的作为消息传递的信息；

c)由该远程卫星终端(VSAT)分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息；以及

d)由该远程卫星终端(VSAT)在必要时向该集线器网关(HG)请求根据所分析的关于带宽分配要求的信息来分配带宽。

2.一种用于通过卫星通信系统为VoIP呼叫分配带宽的方法，其中，远程卫星终端(VSAT)向集线器网关(HG)请求根据基于接入设备(AD)与该远程卫星终端(VSAT)之间的分组速率的动态技术来分配带宽，

所述方法的特征在于，该方法包括步骤：

a)由该接入设备(AD)将带宽请求消息发送到该集线器网关(HG)，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；

b)由该集线器网关(HG)识别所接收的作为消息传递的信息；

c)由该集线器网关(HG)分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息；以及

d)由该接入设备(AD)在必要时向该集线器网关(HG)请求根据所分析的关于带宽分配要求的信息来分配带宽。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该带宽请求消息是具有带宽控制消息分组功能的智能IP分组(SP)。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中该带宽请求消息通过TCP连接或者通过UDP分组交换或者通过以太网分组或者通过其它手段而被交换。

5.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中在步骤d)，所请求的待分配的带宽是待添加的带宽。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所请求的待分配的带宽在该组 VoIP呼叫的建立阶段期间被添加。

7.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中在步骤d)，所请求的待分配的带宽是在该组VoIP呼叫的持续时间期间要保持的最小量的带宽，其中利用静音抑制技术来处理该组VoIP呼叫。

8.根据权利要求3所述的方法，其中该智能IP分组(SP)的IP头(H)被标记以便对带宽控制消息进行识别。

9.根据权利要求3所述的方法，其中该智能IP分组(SP)的数据部分(D)被设置用以提供关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息。

10.根据权利要求3所述的方法，其中该智能IP分组(SP)是UDP分组。

11.根据前述权利要求中任一所述的方法，其中该关于带宽分配要求的信息包含下面的一个或多个：

-要执行的分配模式(OP)：“添加”或者“保持”；

-建立的呼叫的数目(NC)；

-每服务/呼叫要分配的最小带宽(BW)；

-设备标识符(DI)。

12.一种用于为VoIP呼叫分配带宽的系统，包括远程卫星终端(VSAT)、集线器网关(HG)、接入设备(AD)，其中，远程卫星终端(VSAT)向集线器网关(HG)请求根据基于接入设备(AD)与该远程卫星终端(VSAT)之间的分组速率的动态技术来分配带宽，

其中接入设备(AD)被配置用于将带宽请求消息发送到该远程卫星终端(VSAT)，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；

其中远程卫星终端(VSAT)被配置用于识别所接收的作为消息传递的信息并且用于分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息；以及在必要时向该集线器网关(HG)请求根据所分析的关于带宽分配要求的信息来分配带宽。

13.一种用于为VoIP呼叫分配带宽的系统，包括远程卫星终端(VSAT)、集线器网关(HG)、接入设备(AD)，其中远程卫星终端(VSAT)向集线器网关(HG)请求根据基于接入设备(AD)与该远程卫星终端(VSAT)之间的分组速率的动态技术来分配带宽，

其中接入设备(AD)被配置用于将带宽请求消息发送到该集线器网关(HG)，该带宽请求消息包含关于给定组的VoIP呼叫的带宽分配要求的信息；

其中集线器网关(HG)被配置用于识别所接收的作为消息传递的信息并且用于分析在该作为消息传递的信息中所包含的关于带宽分配要求的信息以及

其中接入设备(AD)被配置用于在必要时向该集线器网关(HG)请求根据所分析的关于带宽分配要求的信息来分配带宽。