CN102907136A

CN102907136A - 无线通信网络系统

Info

Publication number: CN102907136A
Application number: CN2011800252632A
Authority: CN
Inventors: 西村知恒
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: JP5472460B2; EP2574099A4; US8923332B2; EP2574099A1; US20130070654A1; CN102907136B; WO2011145708A1; JPWO2011145708A1

Abstract

传统地，在当前用于无线通信网络系统中的通信的网络路径上发生由AMR引起的传输速率的降低的情况下，如果存在呈现更高传输速率的另一路径，也不可能改变到其上。根据本发明的路径选择方法是用于在使用微波通信系统的通信网络中选择路径的方法，其根据网络的每个路径的传输容量的改变，选择呈现较大传输容量的路径作为用于通信的路径。

Description

无线通信网络系统

技术领域

本发明涉及使用无线通信网络系统中的无线通信系统的AMR(自适应调制无线电)控制来控制路由。

背景技术

使用无线通信系统(并且更具体地，包括点对点的小型微波通信系统的无线通信网络)的通信网络作为用于补充光通信电路或无线主干线电路的装置引起人们注意。这种无线通信网络具有广泛的使用例如蜂窝电话网络的替代或备份、建筑物之间的通信和光通信网络。最近，作为链接全球范围内快速扩张的移动电话网络市场中的基站的通信系统，由于例如设备的性价比、易于建造、系统改变的灵活性和大容量的特征，其需求极大增长。针对这种通信增长在高速和宽带上增加的需求，要求提供更廉价的和高质量电路服务。同样，伴随着近些年的移动网络的增长的复杂度，需要减少运营商的CAPEX(资本花销)/OPEX(运营花费)，并且需要节约通信设备和增加网络的效率。因此，执行有效的路由选择的技术和失败时执行电路交换的技术是必要的和重要的。在连接控制网络的NMS(网络管理系统)和NE(网元)的监控和控制电路中，需要灵活地/动态地执行交换/路由改变。

在微波通信系统中，存在包括称为AMR(自适应调制无线电)的功能的系统。此AMR是根据无线的电路情况自动地切换传输调制方法的功能。通过使用此功能，在电路情况是坏的情况下，使用具有低传输速率的传输调制方法，切换到使可靠性升高的情况，在电路情况是好的情况下，使用具有高传输速率的传输调制方法，切换到保证通信容量的情况。通过在接收端判断，向发送端反馈看起来最合适的调制方法，以及在无线帧的单元中从发送端连续改变调制方法，AMR功能实现了无损伤的调制方法切换。

符合电路传输容量中这种动态改变、实现监控功能和动态地控制NMS和NE之间的电路交换/路由改变是有效的。然而，是相关技术的无线通信网络系统中的路由选择取决于现有路由协议。

作为现有路由协议的一个代表，例如存在距离向量类型的RIP(路由信息协议)。RIP是包括多个路由器的通信网络中的路由协议，并且基于跳数(为了达到网络所穿过的路由器的个数)选择具有最小跳数的路由。每个路由器将自身保存的路由表(显示接下来向哪个网络传输目的地址为特定网络的分组的对应表)向相邻路由器发送。在该表中，指示了针对每个网络的度量。该度量是指示到目的地的距离的数值，在RIP的情况下，使用到达目标网络的跳数。接收到路由表的路由器在表中存在其自身不知道的网络的情况下，将该网络加入其自身保存的路由表中。同样，即使在其自身知道该度量的情况下，如果该度量短，则将该信息加入其自身的路由表中。通过执行此操作的每个路由器，因为网络是一个整体，每个路由器保存可以以最小跳数到达该路由器的路由表。

同样，作为改进RIP的协议，存在OSPF(开放式最短路径优先)。虽然RIP是距离向量类型，OSPF被称为是链路状态类型。作为OSPF不同于RIP中的一点，不使用跳数而是使用网络的“开销”作为度量。开销是基于两个路由器之间的电路的带宽所计算，并且当带宽变得更大时开销值定义为变得更小。通过使用此开销值并且通过计算该度量值来作出选择，该度量值是变为用于选择从原始发送源到目的地的路由的标准的数值。因此，在这种情况下，具有小度量值的路由会是应当选择的路由，因为其带宽大。

在包括多个中继站并在以下专利文件1中所描述的中继网络(通信网络)中，主站搜索从发送源到接收目的地的数据的中继路由，并确定最优路由。通过使用所确定的路由执行自适应的多级中继，实现了良好的中继传输。作为最优路由搜索的标准，要么使用使每个链路的CNR(载频噪声比)的倒数的总和最小的路由，要么使用使每个链路的BER(误码率)的总和最小的路由。此外，作为最优路由搜索的标准，也使用使丢分组率的总和最小的路由和使中继级的个数最小的路由。

在先技术文献

专利文件

【专利文件1】日本待审公开专利申请2004-32393号

【专利文件2】日本待审公开专利申请2006-332988号

【专利文件3】日本待审公开专利申请2007-258865号

【专利文件4】日本待审公开专利申请2007-266702号

【专利文件5】日本待审公开专利申请2009-267881号

发明内容

技术问题

虽然上述专利文件1的技术是在通信网络中选择更好路由的技术，其指标主要使用通信质量。例如，在使用错误率作为指标的情况下，将从多个中继路由中选择错误率变得最小的最优路由。然而，上述专利文件1的技术不考虑传输速率。因此，即使错误率最小，传输速率也可能不快。因此，存在以下不便：即使存在具有更高传输速率的路由，由于错误率最小的原因，会选择具有非常低的传输速率的路由作为NE(网元)之间的路由。

在使用基于上述相关技术的现有路由协议的方法的无线通信网络系统中，选择路由的该方法不会基于无线传输容量的改变动态地执行有效的路由选择。例如，虽然使用基于带宽的数值作为上述OSPF中的开销，在网络开放时，预先将带宽固定地设置为由接口卡的规格确定的数值。因此，在用于通信的网络的路由上，即使传输速率的下降取决于AMR发生，在现有路由协议中不考虑其传输速率的改变。因此，存在这样的不便：即使存在具有更快传输速率的其他路由，不能完成到该路由的切换。

(发明目的)

本发明的目的是提供可以避免上述不便的无线通信网络系统。即，提供了可以基于取决于无线通信系统的AMR控制的无线传输容量的改变，动态地执行电路切换和路由改变，并在无线通信网络中选择经济的和有效的路由的无线通信网络系统。

解决问题的技术方案

本发明的路由选择方法是：在使用微波通信系统的通信网络中，在所述通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由的路由选择方法。

此外，本发明的无线通信设备是：用于使用微波通信系统的通信网络，在所述通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由的无线通信设备。

发明的有利效果

已如上所述，在本发明的无线通信网络系统中，存在如下效果。即，基于取决于无线通信系统的AMR控制的无线传输容量的改变，动态地执行电路交换和路由改变，并且在无线通信网络中选择经济的和有效的路由。因此，提供了可以选择具有高传输效率的传输路由的无线通信网络系统。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的微波通信系统的方框图。

图2是根据相同的示例性实施例的移动通信系统的方框图。

图3是根据相同的示例性实施例的AMR传输容量的操作的示例。

图4是根据相同的示例性实施例的AMR传输容量改变的概念性示意图。

图5是根据相同的示例性实施例的AMR调制方法切换过程。

图6是根据相同的示例性实施例的NMS和NE之间的连接顺序。

图7是根据相同的示例性实施例的NMS和NE之间的路由改变顺序。

图8是根据相同的示例性实施例的NE的路由处理流程图。

图9是根据本发明的示例性实施例的无线通信设备的方框图。

具体实施方式

(第一示例性实施例)

参考附图描述本发明的第一示例性实施例。

图1是根据本发明的示例性实施例的微波无线通信网络系统的方框图。具体地，在此实施例中，示出了由从NMS到每个NE的连接管理每个NE的结构的示例。即，示出了由NMS管理每个NE的结构的示例。

微波通信系统的NE(网元)包括IDU(室内单元)110和ODU(室外单元)120，以及未示出的分配器/耦合器(HYB)和天线。此外，作为微波通信系统的NE(网元)100，经由网络300和通过NMS(网络管理系统)200，执行NE的监控和控制。ODU120通过无线调制和解调发送和接收，并且IDU主要处理基带信号和实现与其他NE的传输。此外，作为微波通信系统的NE(网元)100，NE100和NMS200经由网络设备310连接。

在图2中，示出了根据本发明的示例性实施例的移动通信系统的结构。移动通信系统包括BTS(收发基站)/Node B、BSC(基站控制器)、RNC(无线电网络控制器)等。随着近来IP(因特网协议)网络的扩展，移动通信的骨干网络也向IP发展。微波通信系统补充光通信电路和无线干线电路，并拥有访问传输线的功能、聚合功能等。此外，图1与图2的微波通信系统的一部分相对应。

在图3中，示出了根据本发明的示例性实施例的AMR传输容量的示例，在图4中，示出了AMR传输容量改变的概念性示意图。图3的表是取决于AMR(自适应调制无线电)功能针对无线电路的带宽(CS：信道分离)、调制方法和传输速率的对应表。例如，在CS＝Mode2(14MHz)且调制方法是16QAM的情况下，其示出了获得53Mbps的传输速率。图4示出了以下情形：取决于AMR功能并通过取决于无线传输部分的天气情况的改变动态地改变无线电路的调制方法，优化无线部分的传输容量。在图4中，首先(时间轴的左侧)，当无线部分处于天气晴好的环境中并且例如CNR也是良好的，通过使用具有高速传输速率的调制方法(在本示例中，256QAM)保证高传输容量。此后，在天气逐渐变坏的情况下，并且因为由于下雨、衰落的发生等的影响使得CNR降低，针对256QAM的错误率变高并且实际吞吐量(每个单位时间的数据传送量)下降，其按如下操作。即，通过使用具有低传输速率但具有高容错性的调制方法(在本示例中，从256QAM改变到128QAM-＞16QAM-＞QPSK)，保证了针对该环境最合适的传输容量。此后，随着天气转好，其从具有低传输速率(高容错性)的调制方法恢复到早期具有高传输速率的调制方法。

在图5中，示出了根据本发明的示例性实施例的微波通信系统的结构。当如下文描述AMR调制方法切换过程时，使用图中书写的数字(1)-(5)。图5包括相对的NE A(接收端)和NE B(发送端)。每个NE包括：INTFC(接口单元)、DPU(数字处理器单元)、MOD(调制器单元)、DEM(解调器单元)、CTRL(控制单元)和ODU(室外单元)。INTFC与外部有线电路相连，并且具有发送和接收信号的功能和复用由AMR判断的信息并将其向相对的NE传播的功能。DPU具有针对无线传输的信道编码(解码)的功能和作为AMR功能的从所接收信号中判断最合适的调制方法的功能。MOD执行无线调制，DEM执行无线解调。CTRL(控制单元)具有执行系统中的各种控制、发送和接收控制信号等功能。在ODU(室外单元)上，安装了例如发送和接收放大器，其主要安装在室外。

AMR功能通过向发送端反馈基于接收端所接收的信号而判断的调制方法，并通过在无线帧的单元中连续改变发送端的调制方法，实现无损伤调制方法切换(不涉及停歇)。分别独立地控制上行链路/下行链路的调制方法。在图5中，仅描述了关于上行链路中调制方法切换的处理。AMR过程通过以下(1)-(5)执行。

(1)在NE A的接收端DPU，基于来自NE B的接收信号，判断接下来应当切换的最合适的调制方法。

(2)将通过(1)判断的调制方法信息复用到接收端INTFC处的发送帧，并将其通过无线信号经由MOD等向相对的NE(NE B)发送。

(3)在NE B，在发送端DPU提取所发送的调制方法信息，并将其通知给CTRL。

(4)发送端CTRL改变NE B的ODU的调制方法设置，并返回ACK(确认)信号。

(5)在发送端INTFC从CTRL接收到ACK之后，切换发送端的调制方法。

此外，使用CNR(载频噪声比)、RSL(接收信号电平)、伴随式(Syndrome)错误等作为判断调制方法的基础的信息。

在使用上述三种类型的情况下，通过使用CNR作为主要判断信息并通过使用伴随式和RSL作为补充信息的情况下，判断的精确度提高变为可能。

参考附图描述本发明的第一示例性实施例的操作。

图6是根据本发明的第一示例性实施例的NMS和NE之间的连接顺序。参考图1的示例性配置作出解释。根据本发明的第一示例性实施例的网络的路由协议是使用网络的开销(路由开销)作为度量的链路状态类型。每个NE执行相对的无线NE之间的AMR控制，并且在固定相对的NE之间的无线传输容量之后，计算NE的每个无线端口的路由开销(步骤A1)。基于相对的NE之间的无线传输容量计算该路由开销。例如，可以确定开销值使得其与无线传输容量(bit/s)的倒数成比例。每个NE检测与无线/有线端口连接的相邻NE的IP地址，基于所计算的开销计算度量并创建路由表(步骤A2)。在每个NE之间交换基于路由表的路由信息(步骤A3)之后，建立NE之间的连接(步骤A4)。此后，从NMS 200接收到连接请求的每个NE参考路由表、执行路由选择(步骤A5)并建立与NMS 200的连接(步骤A6)。在图6的示例中，示出了已选择和已建立的路由是按照NE#1、NE#2、NE#3、NE#4和NE#9的顺序。

伴随从NMS到每个NE的连接建立，监控控制变成可能(步骤A7)。

因此，在根据本发明的第一示例性实施例的无线通信网络系统中，基于取决于AMR控制的无线传输容量计算开销，并选择无线通信网络中的经济的和有效的路由。因此，通过选择具有高传输效率的传输路由，可以避免业务拥塞。

关于本发明的第一示例性实施例，将描述发生路由改变时的情况。图7是根据本发明的第一示例性实施例，当发生路由改变时NMS和NE之间的路由改变顺序。参考图1的示例性配置作出解释。

首先，NMS 200和每个NE通过上述图6的步骤A1-A4中所描述的相同路由建立连接。换句话说，步骤B1-B4建立的路由是按照NE#1、NE#2、NE#3、NE#4和NE#9的顺序。此后，在NE的微波通信系统中，在每个路由上执行由于天气等的改变取决于AMR控制的传输速率的改变(步骤B5)。取决于AMR控制发生每个NE之间无线传输容量的改变时的情况如下所述。在固定相对的NE之间的无线传输容量之后，重新计算NE的每个无线端口的路由开销，计算度量(步骤B6)并更新路由表(步骤B7)。在交换基于每个NE之间的路由表的路由信息之后，建立NE之间的连接(步骤B8)。在图7的示例中，示出了在更新后的路由是按照NE#1、NE#2、NE#7、NE#8和NE#9的顺序。此后，与图6中所描述的情况相同，从NMS 200接收到连接请求的每个NE参考路由表，执行路由选择并建立与NMS 200的连接(步骤B9和B10)。伴随着NMS和NE之间的连接建立，监控和控制变为可能(步骤B11)。

因此，在根据本发明的第一示例性实施例的无线通信网络系统中，在根据取决于AMR控制的无线传输容量的改变重新计算开销并且再次计算度量之后，选择无线通信网络中最合适的路由。因此，通过选择经济的和有效的传输路由，可以避免业务拥塞。

(第二示例性实施例)

参考附图描述本发明的第二示例性实施例。图1示出了根据本发明的示例性实施例的微波无线通信网络系统的方框图。此外，图2示出了根据本发明的示例性实施例的移动通信系统的结构。图8示出了根据本发明的示例性实施例的NE的路由处理流程图。

在固定相对的无线NE之间取决于AMR控制的无线传输容量之后，NE执行相邻NE检测(步骤C1)。在不同路由协议在网络路由上混合并且需要重新分配路由信息的情况下，在执行要重新分配的开销的计算之后，更新路由表并且实现了多个协议之间的互操作性(步骤C2-C4)。在存在开销相等的多个路由作为发送源和目的地之间的路由的情况下，通过使用该多个路由组成冗余路由，实现业务的负载共享(步骤C5和C6)。

作为当执行不同路由协议之间的重新分配时计算开销的方法，开销的数值可能由相同的单元处理，换句话说，以相同等级的重要性来处理，并可以计算。或者，可以计算开销使得在不同的协议之间向开销赋予权重。因此，例如与其他外部网络的开销相比，可以将使用AMR的路由选择方法的网络(内部网络)的开销处理得更小。在这种情况下此方法是有效的方法，因为外部网络占路由的大部分，并且可能需要向外部开销的处理赋予高于内部开销的优先权。

因此，根据本发明的第二示例性实施例的无线通信网络系统执行以下操作。即，在不同的路由协议在网络路由上混合并且需要重新分配路由信息的情况下，当基于取决于AMR控制的无线传输容量计算路由开销时，向开销赋予权重，计算度量并执行重新分配。因此，可以选择符合开销分配策略的经济的和有效的传输路由。

同样，根据本发明的第二示例性实施例的无线通信网络系统执行以下操作。即，在存在开销相等的多个路由作为发送源和目的地之间的路由的情况下，通过使用该多个路由组成冗余路由，并通过实现业务的负载共享，可以避免业务的拥塞。

(第三示例性实施例)

参考附图描述本发明的第三示例性实施例。

图9是根据本发明的第三示例性实施例的无线通信设备的方框图。

901是无线通信设备，902是路由选择装置，路由选择装置902在通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由作为用来通信的路由。在根据本发明的第三示例性实施例的无线通信设备中，基于取决于AMR控制的无线传输容量计算开销，并选择无线通信网络中的经济的和有效的路由。因此，通过选择具有高传输效率的传输路由，可以避免业务的拥塞。

此外，针对上述每个示例性实施例已经描述的开销的计算方法指示了示例。作为开销的计算方法，可以使用除了无线传输容量的其他要素，例如CNR(载频噪声比)、RSL(接收信号电平)、伴随式错误等。

此外，在到目前为止已描述的每个示例性实施例中，主要假定可适用于微波无线通信系统的无线通信网络而构成结构。然而，对于在相对短的距离中执行无线通信的类似网络而言，同样可以应用于其他系统的各种无线网络。

此外，在到目前为止已描述的每个示例性实施例中，虽然假定执行无线通信网络中无线通信的每个NE是专用通信设备，以下也可行。即，例如将执行与本示例中的无线通信单元相对应的通信处理的板或卡安装在执行各种数据处理的个人计算机设备上，并在计算机设备侧执行通信控制处理。以此方式，通过在个人计算机设备上实现执行通信控制处理的软件，可将其构造为使得可以暂时停止处理发送信标信号等。

关于在数据处理设备(例如个人计算机设备)上实现的程序，其可以经由各种记录(存储器)介质(例如光盘和存储卡)分发。或者，其可以经由通信手段(例如因特网)分发。

此外，上述示例性实施例可以与其他示例性实施例分别结合。

虽然已经参考上述示例性实施例描述本发明，本发明不限于上述示例性实施例。为了组成本发明和细节并在本发明的范围内，可以执行本领域技术人员能够理解的各种改变。

本申请要求2010年5月21日提交的日本专利申请2010-117095的优先权，其公开的全文以引用的方式并入本文。

虽然可以将上述示例性实施例的部分或全部描述为以下补充说明，但其不限于以下补充说明。

(其他示例性实施例1)

一种使用微波通信系统的通信网络中的路由选择方法，其特征在于：在所述通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由。

(其他示例性实施例2)

根据补充说明1所述的路由选择方法，

所述路由选择方法的特征在于：所述通信网络上的所述传输容量包括取决于微波通信系统的AMR控制的所述传输容量。

(其他示例性实施例3)

根据补充说明2所述的路由选择方法，

所述路由选择方法的特征在于：在所述通信网络上混合使用多个不同的路由选择协议的情况下，由所述路由选择协议重新分配的开销在所述开销取决于所述AMR控制和所述开销不取决于所述AMR控制时被赋予不同的权重。

(其他示例性实施例4)

根据补充说明3所述的路由选择方法，

所述路由选择方法的特征在于：当多个路由的所述开销相等时，通过使用所述开销相等的多个路由进一步组成冗余路由。

(其他示例性实施例5)

根据补充说明3或补充说明4所述的路由选择方法，

所述路由选择方法的特征在于：

使用链路状态类型作为所述通信网络的所述路由选择协议，以及

将所述通信网络上的所述传输容量作为度量包括在所述开销的计算中。

(其他示例性实施例6)

一种用于使用微波通信系统的通信网络的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于包括路由选择装置，所述路由选择装置用于在所述通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由。

(其他示例性实施例7)

根据补充说明6所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：所述通信网络上的所述传输容量包括取决于微波通信系统的AMR控制的所述传输容量。

(其他示例性实施例8)

根据补充说明7所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：在所述通信网络上混合使用多个不同的路由选择协议的情况下，由所述路由选择协议重新分配的开销在所述开销取决于所述AMR控制和所述开销不取决于所述AMR控制时被赋予不同的权重。

(其他示例性实施例9)

根据补充说明7所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：当多个路由的所述开销相等时，还通过使用所述开销相等的多个路由进一步组成冗余路由。

(其他示例性实施例10)

根据补充说明8或补充说明9所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：

使用链路状态类型作为所述通信网络的所述路由选择协议；以及

(其他示例性实施例11)

一种无线通信设备的无线网络路由选择程序，其特征在于：作为在计算机上执行的程序来实现根据补充说明1至补充说明5中任意一项所述的路由选择方法。

工业实用性

本发明涉及使用无线通信网络系统中的无线通信系统的AMR(自适应调制无线电)控制的路由控制，并具有工业实用性。

附图标记列表

100NE (网元)

110IDU (室内单元)

120ODU (室外单元)

200NMS (网络管理系统)

300 网络

310 网络设备

Claims

1.一种使用微波通信系统的通信网络中的路由选择方法，其特征在于：在所述通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由。

2.根据权利要求1所述的路由选择方法，

所述路由选择方法的特征在于：所述通信网络上的所述传输容量包括取决于所述微波通信系统的AMR控制的所述传输容量。

3.根据权利要求2所述的路由选择方法，

4.根据权利要求3所述的路由选择方法，

5.根据权利要求3或4所述的路由选择方法，

所述路由选择方法的特征在于：

6.一种用于使用微波通信系统的通信网络的无线通信设备，其特征在于包括路由选择装置，所述路由选择装置用于在所述通信网络的多个路由中选择具有较大传输容量的路由。

7.根据权利要求6所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：所述通信网络上的所述传输容量包括取决于所述微波通信系统的AMR控制的所述传输容量。

8.根据权利要求7所述的无线通信设备，

9.根据权利要求7所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：当多个路由的所述开销相等时，通过使用所述开销相等的多个路由进一步组成冗余路由。

10.根据权利要求8或9所述的无线通信设备，

所述无线通信设备的特征在于：

11.一种无线通信设备的无线网络路由选择程序，其特征在于：作为在计算机上执行的程序来实现根据权利要求1～5中任意一项所述的路由选择方法。