CN108307672A - 利用低速率虚拟数据传输的微波链路传输控制 - Google Patents

利用低速率虚拟数据传输的微波链路传输控制 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种用于控制第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上的点对点微波传输的方法和布置，其中，微波链路被配置用于以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输。所述方法包括：获得(S41)指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较(S43)。当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，所述微波链路上的传输适配(S47)为在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。

Description

利用低速率虚拟数据传输的微波链路传输控制
技术领域
本公开涉及用于微波链路中的传输控制的方法和布置，具体地，涉及配置用于适应数据传输的谱效率的微波链路。
背景技术
在微波通信网络中，由于部署了微波链路的物理环境中的条件是变化的，所以获得良好性能总是一种挑战。
传统上，微波链路已经被配置用于以固定数据速率(即使用固定的调制和编码方案)进行传输；或者换言之，微波链路是针对固定场景设置的，并且留有一定余量，以保证特定的数据传输容量和链路可用性。
固定的调制和编码方案通常是针对最差情况的场景设置的，而最差情况的场景代表的传输条件很少发生。当固定速率微波链路的传输条件得到改善时，对微波链路的数据传输容量没有影响。在传输条件变差的情况下，信道的质量可能低于给定的调制和编码方案所需的质量，并且该链路将不可用，即链路将发生故障。受链路故障状态影响的业务流在许多情况下可通过网络中的其他链路进行重定向。
一些基于微波链路的网络实现了所谓的自适应编码和调制(ACM)或者自适应编码、调制和波特率的可能性；在下文中，表示为ACM(B)。通过使用ACM(B)，微波链路的传输速率实时地适应于当前的传播条件；当链路的信道条件有利时，使用较高的传输速率，并且当链路条件变差时(例如由于天气条件的变化)，传输速率降到较低的传输速率。
ACM(B)的使用至少在理论上提供了改进的微波链路网络，这是因为编码和调制是根据当前的RF传播条件调整的。然而，在改变传播条件期间，网络中的微波链路可能在大范围内改变提供的数据速率，这可能导致网络级别的不稳定性。因此，为了提供稳定的网络，微波链路通常被配置为仅提供在有限的数据速率范围内的ACM(B)，或者根本不提供。
当传播条件低于阈值水平时，如上所述，微波链路可能会发生瘫痪。这不是首选事件，因为重新激活链路的努力可能是耗时的。因此，需要提供一种使得能够在维持网络稳定性的同时在无线电链路故障之后快速恢复微波链路的解决方案。
发明内容
本公开的目的在于，提供用于微波链路中的传输控制的方法和布置，所述方法和布置以单独或任何组合的形式来缓解、减轻或消除现有技术中的上述一个或多个缺陷和缺点。
所述目的是通过一种在微波链路控制器中执行的用于控制第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上的点对点微波传输的方法实现的，其中，微波链路被配置用于以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输。所述方法包括：获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，所述微波链路上的传输适应为在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
本公开提供了以下优点：即使当微波链路的信道条件变差使得当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，也保持控制平面数据交换的能力，从而尽管不再支持有效载荷数据的传输，也将链路维持在连接状态。当微波链路的条件改善使得微波链路的当前数据速率能力满足配置的有效载荷数据速率时，有效载荷数据的传输可以恢复，而不必从故障状态恢复微波链路连接。
维持控制平面数据的传输有利于各个无线电链路的稳定性以及网络稳定性。
因此，提供了一种解决方案，其能够在无线电链路故障之后快速恢复微波链路，同时由于虚拟数据的传输而维持网络稳定性并保持控制平面数据传输。
根据本公开的一个方面，微波链路上的传输被适配使得发送虚拟数据作为有效载荷数据的替代。
作为实际有效载荷数据的替代的虚拟数据的传输提供了以下优点：确保微波链路得到维持，而不危及实际有效载荷数据的传输。
根据本公开的另一方面，当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，在微波链路上将有效载荷数据从第一网络节点重新路由到第三网络节点。
因此，本公开提供了一种从微波网络拓扑(例如基于微波的移动回程网络)中创建的路径冗余中受益的方法。树状、项链状、环状和网状拓扑结构提供了路径冗余拓扑的有利示例，其中微波链路控制可包括有效载荷数据的重新路由。
根据本公开的又一方面，当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，禁用微波链路上对有效载荷数据的传输。
禁用有效载荷数据的传输提供了以下优点：通过在微波链路上仅发送虚拟数据，维持了微波链路。此外，网络稳定性可以受益于在保持控制平面数据的传输的同时禁用有效载荷数据的传输。
根据本公开的另一方面，所述有效载荷数据速率是固定的有效载荷数据速率，以及所述虚拟数据是以低于所述固定的有效载荷数据速率的数据速率发送的。
因此，所公开的方法适用于使用固定的调制和编码方案的传统微波链路配置，但其中，以低于链路配置的数据速率传输虚拟数据使得在再次启用以固定的有效载荷数据速率进行传输时能够在微波链路上更快地重建通信。
根据本公开的另一方面，所述微波链路被布置用于自适应编码、自适应调制、自适应编码和调制(ACM)、或者或自适应编码、调制和波特率(ACM(B))，以及所述虚拟数据是以预配置的最低传输速率或低于所述固定的有效载荷数据速率的传输速率发送的。
因此，所公开的方法也适用于ACM(B)的场景，允许使用低于最低可允许有效载荷数据速率的较低或最低传输速率。
根据本公开的一个方面，适配所述微波链路上的传输包括：当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，选择较低的调制阶数，以及当所述当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，选择较高的调制阶数。
根据本公开的另一方面，适配所述微波链路上的传输包括：当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，选择具有以比特/秒/赫兹为单位的较低谱效率的调制阶数和/或编码，以及当所述当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，选择以比特/秒/赫兹为单位的谱效率。
因此，所公开的方法允许支持自适应编码、调制和带宽、ACM(B)的微波链路的全部优点，同时降低快速网络状态改变可能对网络级别的性能的有害影响。因此，本公开提供了改进的ACM(B)功能。
根据本公开的一个方面，所述方法还包括：重复获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息的步骤和将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较的步骤。在当前数据速率能力等于或高于配置的有效载荷数据速率时，在微波链路上发送有效载荷数据。
因此，所公开的方法基于微波链路的当前数据速率能力将微波链路实时调整到有效载荷数据的传输，以优化对微波链路传输容量的利用。
根据本公开的另一方面，低于所配置的有效载荷数据速率的当前数据速率能力指示所述微波链路的带宽减小；微波链路的信噪比(SNR)降低；和/或微波链路的干扰的增加。
因此，所提出的方法的优点在于：解决微波链路损坏的所有可能情况，例如由于天气条件或影响微波链路质量的其他类型的临时条件。
根据本公开的另一方面，所述方法包括：通过在所述微波链路上发送控制平面数据，适应微波链路上的传输。
本公开的一个特别的优点在于：可以为微波链路维持控制平面数据的传输。因此，微波链路被维持在链路连接状态，一旦当前的数据速率对于所需的有效载荷数据速率是足够的，所述微波链路就能恢复有效载荷数据的通信。
根据本公开的另一方面，所述方法包括：以二进制相移键控(BPSK)或者4或16正交幅度调制(QAM)的默认最低阶调制发送所述控制平面数据。
根据本公开的另一方面，所述方法包括：以低至二进制相移键控(BPSK)的较低阶调制发送所述控制平面数据。
根据本公开的一个方面，所述微波链路是高容量回程链路，并且第一网络节点和第二网络节点是无线通信网络的小型无线电基站(RBS)(例如，3GPP LTE的微微eNB)。
根据本公开的另一方面，所述微波控制器还被布置为控制微波网络的节点之间的至少又一微波链路上的传输。
因此，所公开的方法可以有利地通过一个微波链路控制器执行用于多个微波链路的方法的方式或通过多个微波链路控制器各自执行用于微波链路的方法的方式来执行用于多个微波链路上的点对点传输。
所述方法方面的优点概括如下，所公开的方法方面将有助于：链路丢失后更快的锁定时间，维持控制环路和控制平面信令，从而减少例如在其他链路上的干扰，以及从网络的角度认为的对固定的高阶调制的支持。
所述目的还通过一种被配置为控制微波链路上的点对点微波传输的微波链路控制器来实现，所述微波链路配置用于第一微波网络节点和第二微波网络节点之间以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输。
根据本公开的一个方面，所述微波链路控制器包括被配置为执行以下操作的处理电路：获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息；以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，所述处理电路被配置为：适配所述微波链路上的传输，以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
根据本公开的另一方面，所述微波链路控制器包括：数据速率能力模块，被配置为获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息；以及能力比较模块，被配置为将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，所述微波控制器的传输适配模块被配置为：适配所述微波链路上的传输，以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
根据本公开的另一方面，所述微波链路控制器包括I/O接口、数字信号处理器、比较器、解复用单元和复用单元。所述I/O接口被配置为接收微波链路上的数据信号。所述数字信号处理器被配置为通过处理数据信号获得指示当前数据速率能力的信息。所述比较器被配置为从所述数字信号处理器接收所述当前数据速率能力，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。所述解复用单元被配置为分离从所述数字信号处理器接收的有效载荷数据和控制数据。所述复用单元被配置为当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，在微波链路上将虚拟数据与有效载荷数据复用。
所述目的还通过一种微波网络节点实现，所述微波网络节点被配置用于以有效载荷数据速率与至少一个其他微波网络节点进行有效载荷数据通信。所述微波网络节点包括：通信接口，包括一个或多个微波收发机；以及根据以上公开的微波链路控制器布置中的任一项的微波链路控制器。
所述目的还通过一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质实现，所述计算机程序当在微波链路控制器中运行时使所述微波链路控制器执行以上公开的方法方面中的任何一个。
微波链路控制器布置、微波网络节点和计算机可读存储介质各自显示针对相应方法和方法的方面描述的优点。
附图说明
图1示出了第一微波网络节点与第二微波网络节点之间的微波链路。
图2示出了变化的天气条件对微波链路质量的影响。
图3示出了包括微波网络节点的示例微波网络。
图4示出了在微波链路控制器实施例中执行的方法步骤。
图5示出了微波链路控制器实施例。
图6示出了微波链路控制器实施例。
图7示出了示例微波链路控制器实施例。
具体实施方式
以下将参考附图更全面地描述本公开的方面。然而，本文公开的装置和方法可以按多种不同形式来实现，并且不应当被理解为限于本文阐述的方面。贯穿附图，附图中类似的附图标记表示类似的元件。
本文中使用的术语仅用于描述本公开的特定方面的目的，而不是为了限制本公开。如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”意在还包括复数形式，除非上下文明确地给出相反的指示。
为了说明方法实施例的操作，应当理解，如果在本公开中另有说明，则操作不必以公开的顺序执行。此外，应当理解，不需要执行所有操作。可以用任何顺序和以图中所示实施例的任何合适的组合来执行示例操作。
这里，术语有效载荷数据和用户数据可互换使用，并且应被解释为包括通过无线电链路传输的任何类型的信息，但不包括用于维持和/或管理无线电链路连接的控制平面数据。
图1示出了建立在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路20a、20b，其使得能够在微波网络节点之间进行双向通信。所公开的微波链路配置有固定的调制和编码(例如，针对表示通常传输条件的默认场景设置的固定的调制和编码)，或配置有自适应编码和调制(ACM)或自适应编码、调制和波特率(在下文中称为ACM(B))。通过使用ACM(B)，微波链路的传输速率实时地适应于当前的传播条件；当链路的信道条件有利时，使用正常传输速率，并且当条件链路变差时(例如由于天气条件的变化)，传输速率降低。
当使用固定的调制和编码时，当信道的质量降低到给定配置所需的质量之下时，例如在传输条件变差的情况下，微波链路将不可用。在ACM(B)链路配置中，设置了针对可使用的最高和最低阶调制的限制，最低是因为用户想要链路上的特定最低容量。与ACM(B)一起使用的最低阶调制使得维持链路处于工作状态的时间比默认场景中的更长，由此维持微波链路处于活动状态。如果信道的质量比预定的最小值差，则确定所述链路不可用于业务，即处于链路故障状态。
当信道条件变得足够好时，对于配置有固定的调制和编码的微波链路或配置有ACM(B)的微波链路，链路都被重新激活并且能够有助于微波网络中的业务流。然而，重新激活链路的努力可能是耗时的。因此，需要提供一种使得能够在无线电链路故障之后快速恢复微波链路的解决方案。
从故障状态开始建立微波无线电链路会耗时长的一些原因包括：在能够通过无线电跳(hop)来无传输错误地发送有效载荷业务之前，需要许多控制功能和自适应环路来收敛到稳定状态。示例包括自动发送功率控制(ATPC)、数字预失真(DPD)、自适应均衡、自适应干扰消除、交叉极化干扰消除(XPIC)和多输入多输出(MIMO)处理。
这里，“调制”是指被设计为每个发送的符号承载给定数量的比特的信号调制。高阶调制比低阶调制承载更多的比特/符号。例如，1024正交幅度调制(QAM)将每个符号承载十个比特，并且可以被认为是相对高的调制，而4-QAM每个符号只承载两个比特，并且可以被认为是低阶调制。其他调制格式示例包括相移键控(PSK)、正交频分复用(OFDM)和码分多址(CDMA)。
这里，“编码”是指信道编码，诸如低密度奇偶校验(LPDC)码、Reed-Solomon码或turbo码。这些编码通常可以通过其信息比特与编码比特之比或码率来表征。“高阶编码”通常是指以比特/秒/赫兹(Hz)为单位的低频谱效率的编码方案，与使用较少冗余的“低阶编码”形成对比。然而，“高阶调制和编码”在本文指的是具有高频谱效率的调制和编码方案，即每秒每赫兹传输大量信息比特，而“低阶调制和编码”是指具有低频谱效率的调制和编码方案，即其中每秒每赫兹发送较少数量的信息比特。
图2示出了变化的天气条件对微波链路质量的影响。几种常见的物理现象影响实现固定或自适应调制的无线电链路的有效带宽，并且因此也影响在接收微波网络节点中接收的通信信号。关于当前数据速率能力的信息(例如使得有效载荷数据传输不中断的调制阶数和/或编码、确定或估计的微波链路的带宽、或者确定或估计的信号噪声比(SNR)或信号干扰噪声比(SINR))可以根据(例如在微波链路控制器中)接收到的通信信号导出，在本公开中将进一步对此进行介绍。在经历变差的天气条件时微波链路上的通信信号可能衰减，如图2所示。当外部条件良好时，例如，当经历阳光和晴朗的天空时，微波链路的数据速率能力允许不受干扰扰的有效载荷数据传输，而较差的外部条件(例如风、雨、冰雹等)将对数据速率能力产生负面影响，从而影响有效载荷数据传输的能力。如前所述，可以使用ACM(B)来使调制、编码和波特率适应外部条件，使得尽管微波链路会发生衰减，但有效载荷数据传输将被维持。然而，即使在部署ACM(B)的情况下，仍可能出现外部条件使得以最低可接受的调制速率或波特率执行有效载荷数据传输也不再可能的情况。
图3示出了一种微波网络，其在第一微波网络节点与第二微波网络节点之间引入冗余。图3示出了连接三个网络节点31、32、33的小型的基于微波的环形网络30。在该网络中，从第一网络节点31到第二网络节点32的数据流可以在第一网络节点31的第一微波收发机31a和第二网络节点的第二微波收发机32a之间的点对点通信中直接传送，或者可以借助多个点到点通信来传送。第一网络节点的第二微波收发机31b与第三网络节点33的第一微波收发机通信，第二微波收发机33b与第二网络节点的第二微波收发机通信，由此为第一网络节点31和第二网络节点32之间的通信提供备选路径。所公开的备选路线表示：针对第一网络节点31和第二网络节点32之间的第一通信链路(点对点链路)被确定为不满足所配置的有效载荷数据速率的情况的重新路由选项。在这种情况下，第一通信链路被认为处于链路故障状态，即不可用于有效载荷数据传送。
链路故障状态是通过下述方式来确定的：获得关于第一和第二网络节点之间的点对点通信的当前合格数据速率的信息，并将该当前数据速率与所配置的有效载荷数据速率进行比较。
假设图3的网络中的链路实现了ACM，并且传播条件随时间变化。从而，可能发生下述情况：从第一节点流向第二节点的业务流首先直接路由，然后经由替代路径路由，然后再次直接路由。该类型的变化可能导致网络级别的业务流振荡，这对网络的稳定性是不利的。部分地由于这种影响，网络运营商有时不愿意在微波链路上启用ACM。
此外，针对数据传输，一些微波链路用作光网络中的光纤的替代。从而，运营商通常禁用ACM，这是因为周围的光学传输系统没有关于利用这种数据传输容量变化的规定。
现在将参考图4的流程图来讨论用于微波链路控制的方法，图4示出了在微波链路控制器(例如，如图5至图7所示)中执行的示例操作。根据本公开，微波链路被配置用于在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上的点对点微波传输。微波链路被配置用于以有效载荷数据速率进行有效载荷数据传输。微波链路被配置为固定的调制和编码或配置为实现ACM(B)。本公开不受这些已知的微波链路配置选项的限制，而是还适用于微波链路被配置为以有效载荷数据速率进行有效载荷数据传输的其他链路配置。在链路连接的每个示例中，有效载荷数据速率是针对链路配置的，即针对要在微波链路上发送的有效载荷数据/用户数据的传输速率。
在一种上下文中，所公开的用于控制第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上的点对点微波传输的方法包括：获得S41指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较S43。如先前结合图2所讨论的，指示当前数据速率能力的信息包括：例如使得有效载荷数据传输不中断的调制阶数和/或编码；确定或估计的微波链路的带宽；和/或确定或估计的信号噪声比(SNR)或信号干扰噪声比(SINR)。指示当前数据速率能力的信息可以根据(例如在微波链路控制器中)接收到的通信信号中导出。当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，换言之，当微波链路的质量低于所选的调制、编码和/或波特率的要求时，所述微波链路上的传输适配S47为包括第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上的虚拟数据(dummy data)的传输。因此，微波链路上的有效载荷数据传输包括虚拟数据的传输。
应当理解的是，许多无线电链路将控制平面数据与有效载荷数据并行发送。还应理解的是，本技术在间歇地发送虚拟数据的同时始终尝试维持控制平面数据的传输。控制平面数据的示例包括反馈数据，所述反馈数据包括：用于适应信号处理功能的误差信号、状态信息和与自适应编码和调制功能有关的反馈。
还应理解的是，根据一些方面，本文中的虚拟数据是指不同于有效载荷数据的专有数据，即根据某些方面，虚拟数据是由无线电链路收发机生成的数据，而不是从外部实体接收的用于通过无线链路跳传输的数据。然后，等效地，虚拟数据也可以被称为例如专有数据、导频数据或空闲数据。
根据下面更详细讨论的一些其他方面，虚拟数据可以从有效载荷数据导出(例如作为有效载荷数据的一部分)。因此，在这种情况下，实际上维持了有效载荷数据的传输。在本公开的上下文中，虚拟数据的传输不一定意味着冗余数据的传输，也不意味着所传送的数据没有有用数据；有效载荷数据可被包括在来自发送网络节点(即来自第一微波网络节点)的虚拟数据传输中，但是在接收节点处(即在第二微波网络节点处)将被认为是虚拟数据。根据本公开的方面，虚拟数据的传输是从有效载荷数据导出的，例如通过以低于所配置的最低可接受有效载荷数据速率的数据速率发送有效载荷数据，或通过使用有效载荷数据的一部分作为虚拟数据。根据本公开的其他方面，冗余数据可以与实际有效载荷数据进行复用。
尽管从发送网络节点发送的数据可以包括有效载荷数据，如上所述，本公开基于以下事实：接收网络节点中将接收到的数据视为虚拟数据。根据本公开的方面，接收网络节点(在本公开的内容中介绍为第二微波网络节点)被配置为：例如当以低于所配置的最低数据速率的数据速率接收数据时，将接收的数据视为虚拟数据。当被视为表示虚拟数据时，接收的数据将不会在微波网络中转发。根据本公开的另一方面，在网络内分发关于该链路故障的信息，从而其他微波链路可用于有效载荷数据传输。
根据一个方面，通过发送虚拟数据(例如，空闲数据或任何其他类型的不代表实际用户数据的数据)，在微波链路上维持传输。因此，微波链路连接得以维持，这使得在微波链路对于真实用户数据传输再次可用时，即在当前数据速率等于或高于配置的有效载荷数据速率时，由于已经恢复并运行的信号处理功能(例如自动的发射功率控制(ATPC)和数字预失真(DPD))，可以实现更快的锁定时间和改善的链路性能。
根据一些其他方面，虚拟数据包括有效载荷或用户数据、或有效载荷或用户数据的一部分。根据这些方面，虽然有效载荷数据或有效载荷数据的一部分仍然贯穿该链路，但会通知网络所述链路已经发生故障，即不会转发来自该无线电链路的任何有效载荷数据。
根据一些方面，虚拟数据是基于有效载荷数据导出的。
根据一些方面，虚拟数据是通过伪噪声(PN)发生器产生的，或者预先存储在存储器中的。优选地，所述虚拟数据在时间相关性属性等方面类似于正常有效载荷业务。
根据一些方面，所发送的虚拟数据在微波无线电链路接收机处是已知的，因此基本上表示全导频传输方案。这进一步提高了微波无线电链路对中断的鲁棒性。
关于当前数据速率能力的信息是例如从微波网络节点(包括微波链路控制器)中接收的通信信号直接或间接获得(S41)的，参见图3中的描述。这样的信息包括：使得有效载荷数据传输不中断的调制阶数和/或编码；确定或估计的微波链路的带宽；或确定或估计的SNR。
在步骤S43中，将当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。回到图2，在晴朗的日子中，当前数据速率能力可被预期等于或高于所配置的有效载荷数据速率，例如针对有效载荷数据的最小传输速率。然而，在极端天气条件或其他类型的衰落条件下，预期当前的数据速率能力将降到所配置的有效载荷数据速率以下。在本公开的上下文中，有效载荷数据表示用户平面数据。在评估所配置的有效载荷数据速率时，不考虑维持微波链路连接所需的控制平面数据。
在当前数据速率和所配置的有效载荷数据速率之间的比较的结果表明微波链路已衰减到不再能够以该有效载荷数据速率维持传输的程度或者其他有害影响(比如干扰)太强时，在步骤S47中适配微波链路上的传输。所述适配包括在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上发送虚拟数据。根据本公开的方面，微波链路上的传输被适配使得发送虚拟数据作为有效载荷数据的替代。这样，网络将感知到处于故障状态的无线电链路，并且因此例如维持稳定性，但是由于微波链路通过以减低速率的虚拟数据传输而保持活动，所以当条件再次改善时恢复链路的时间将会减少。
回到图3，根据本公开的一个方面，所示的冗余网络配置30用于在当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时将微波链路上的有效载荷数据从第一网络节点31重新路由到第三网络节点33。对于有效载荷数据的目的地被指定为第二网络节点32的情况，第三网络节点33通过第三网络节点33和第二网络节点32之间的点对点连接来中继数据。
回到图4，所公开的方法的可选操作包括：当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，将微波链路上的有效载荷数据从第一网络节点重新路由S45a到第三网络节点。
根据本公开的又一方面，当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，禁用微波链路上的有效载荷数据的传输。在下面将进一步讨论的微波链路控制器布置中，这种禁用通过复用器来执行。复用器被配置为根据微波链路的当前数据速率能力，选择在单个输出线上传输虚拟数据或有效载荷数据。
如前所述，所公开的方法不限于微波链路的特定的调制和编码配置，而是适用于固定的有效载荷数据速率的传输或布置用于自适应编码、自适应调制、或自适应编码和调制(ACM)或自适应编码、调制和波特率(ACM(B))的微波链路的所配置的有效载荷数据速率的传输。在后一种情况下，虚拟数据将以预先配置的较低传输速率发送，例如以低于有效载荷数据传输的最低可允许传输速率的传输速率发送。
根据本公开的一个方面，使用ACM(B)，在当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，选择较低的调制阶数，以及在当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，选择较高的调制阶数。根据另一方面，当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，选择具有以比特/秒/赫兹为单位的较低谱效率的调制阶数和/或编码，以及当所述当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，选择以比特/秒/赫兹为单位的较高的谱效率。
如先前所讨论的，关于当前数据速率能力的信息包括：使得有效载荷数据传输不中断的调制阶数和/或编码；确定或估计的微波链路的带宽；或确定或估计的SNR或SINR。根据本公开的方面，低于所配置的有效载荷数据速率的当前数据速率能力指示所述微波链路的带宽减小，例如变差的外部条件造成的带宽减少。根据当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率得出的其他推论是微波链路上的信号噪声比(SNR)减小和/或干扰增加。
根据上述内容，虚拟数据被包括在用户平面数据中。然而，根据本公开的方面，控制平面数据不受该操作的影响，并且在微波链路上发送。因此，除非存在彻底的微波链路故障，例如由于收发机中的故障导致的故障，否则即使在微波链路遭受严重衰减时，也能保持业务控制平面。对于微波链路损耗表示不能以所配置的有效载荷数据速率发送的这种更常见的情况，控制平面数据仍将在微波链路上发送。根据本公开的方面，控制平面数据以任何低阶调制发送，包括二进制相移键控(BPSK)和正交幅度调制4QAM和16QAM，或BPSK或QAM的默认最低阶调制(如，4或16QAM)。根据本公开的方面，ACM(B)简档(profile)仅仅根据需要降低，即如果用户所配置的最低阶调制或固定调制是1024QAM，并且该链路不能进行这种最低阶调制但能够进行256QAM，则根据本公开的方面传输将使用256QAM进行。根据本公开的方面，控制平面数据以默认编码速率发送。
根据本公开的方面，该方法可应用于无线通信网络中的提供高容量回传链路的微波链路。可以在无线通信网络的小型无线电基站(RBS)之间(例如3GPP LTE网络的微微eNB之间)提供微波链路。
回到图4，根据本公开的方面，以上公开的操作被重复或重复地执行，即重复获得S41指示微波链路的当前数据速率能力的信息的步骤和将当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较S43的步骤。在当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，在微波链路上恢复有效载荷数据的传输。当恢复有效载荷数据的传输时，微波链路控制器禁用虚拟数据的传输。
回到图3，本领域技术人员将理解，所公开的操作也适用于由相同的微波链路控制器控制的另外的微波链路。
所公开的方法有利地在计算机程序的控制下进行，所述计算机程序存储在用于计算机程序产品的任何合适的存储装置上，例如存储在计算机可读介质(诸如光盘、数字通用盘)或计算机存储器(例如，RAM存储器)中。
图5-7示出了被配置为控制微波链路上的点对点微波传输的微波链路控制器，所述微波链路配置用于第一微波网络节点和第二微波网络节点之间以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输。
图5公开了微波链路控制器50的一个实施例。微波链路控制器50包括处理电路51(例如处理器511)和存储器512。所述处理电路51被配置为：获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，所述处理电路51被配置为：适配所述微波链路上的传输，以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
在一个实施例中，例如适用于图5的微波链路控制器50中的实施例，微波链路控制器被配置为：当运行借助计算机可读存储介质接收的计算机程序的指令时，执行图4的讨论中公开的方法操作。
图6公开了微波链路控制器60的功能模块实施例。所述微波链路控制器60包括：数据速率能力模块61，被配置为获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息；以及，能力比较模块62，被配置为将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较。所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，所述微波控制器的传输适配模块63被配置为：适配所述微波链路上的传输，以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
图7公开了微波链路控制器70的一个实施例，其例如实现为集成电路。所述微波链路控制器包括I/O接口71、数字信号处理器72、比较器73、解复用单元74和复用单元75。所述I/O接口71被配置为接收微波链路上的数据信号。所述数字信号处理器72被配置为通过处理数据信号获得指示当前数据速率能力的信息。所述比较器73被配置为从所述数字信号处理器接收所述当前数据速率能力，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较，即，将实际接收的调制、编码和波特与所配置的值进行比较。所述解复用单元74被配置为分离从所述数字信号处理器接收的有效载荷数据和控制数据。所述复用单元75被配置为在当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，在微波链路上将虚拟数据(例如，空闲图案或类似数据)与有效载荷数据复用。
如前所述，图3公开了一种微波网络，其中包括以针对网络节点之间的点对点通信实现冗余配置的方式布置的多个微波网络节点31、32、33。回到图3，该图还对配置用于有效载荷数据的点对点通信的微波网络节点31、32、33进行了说明。每个微波网络节点31包括：通信接口，包括一个或多个微波收发机31a、31b、32a、32b、33a、33b；以及根据以上公开的微波链路控制器布置中的任一项的微波链路控制器31c、32c、33c。
通过执行结合图4讨论的方法操作，在网络节点的通信接口中接收通信信号。通过使用图7的微波链路控制器布置，在微波链路控制器的I/O接口中接收通信信号。关于当前数据速率能力的信息是在数字信号处理器72中通过处理接收到的通信信号数据信号而获得的，与本公开之前所介绍的一样。数字信号处理器72被配置为将当前数据速率能力传送到接收比较器。比较器73控制复用单元75，使得基于比较的结果，启用或禁用虚拟数据的传输，即在当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据时，比较器启用对虚拟数据的传输。要在微波链路上发送的数据是从数字信号处理器提供的，这种数据包括用户平面数据以及控制平面数据。解复用单元74用于将用户平面数据(即有效载荷数据)与控制平面数据分离。微波链路控制器将控制平面数据和用户平面数据提供给微波网络节点的通信接口，以在微波链路上发送。因此，即使在用户平面中用虚拟数据替换了有效载荷数据的情况下，也可以维持控制平面数据的传输。因此，本公开提供了改进的微波链路控制，允许微波网络节点即使当微波链路的当前数据速率能力低于微波链路的最低允许数据速率时也能够维持它们的连接。此外，本公开防止了实际的链路丢失，这是因为在控制平面中连接实际上是维持的。
所公开的方法提供了在使用ACM(B)时的改进，但是对于使用固定的调制和编码的微波链路配置也提供了改进。特别地，本公开提供了对固定阶数的高阶调制(例如4096QAM或更多)的改进支持。通过使用这里介绍的方法和布置，微波链路控制器的数字信号处理器或处理电路将能够建立连接，并能够在低阶调制虚拟数据用于用户平面数据的传输模式中对低阶调制的错误进行校正。

Claims (24)

1.一种在微波链路控制器中执行的用于控制第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上的点对点微波传输的方法，其中，微波链路被配置用于以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输，所述方法包括：
获得(S41)指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息；
将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较(S43)；以及
当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，适配(S47)所述微波链路上的传输以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，适配(S47)所述微波链路上的传输包括：在所述微波链路上发送虚拟数据作为有效载荷数据的替代。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，将微波链路上的有效载荷数据从第一网络节点重新路由(S45a)到第三网络节点。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，禁用微波链路上的有效载荷数据的传输。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述有效载荷数据速率是固定的有效载荷数据速率，以及所述虚拟数据是以低于所述固定的有效载荷数据速率的数据速率发送的。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，所述微波链路被布置用于自适应编码、自适应调制、或自适应编码和调制“ACM”、或自适应编码、调制和波特率“ACM(B)”，以及所述虚拟数据是以预配置的最低传输速率或低于所述固定的有效载荷数据速率的传输速率发送的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，适配(S47)所述微波链路上的传输的步骤包括：当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，选择较低的调制阶数，以及当所述当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，选择较高的调制阶数。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，适配(S47)所述微波链路上的传输的步骤包括：当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，选择具有以比特/秒/赫兹为单位的较低谱效率的调制阶数和/或编码，以及当所述当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，选择以比特/秒/赫兹为单位的较高谱效率。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：重复获得(S41)指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息的步骤和将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较(S43)的步骤；以及当所述当前数据速率能力等于或高于所配置的有效载荷数据速率时，在所述微波链路上发送(S45b)有效载荷数据。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，低于所配置的有效载荷数据速率的当前数据速率能力指示所述微波链路的带宽减小。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，低于所配置的有效载荷数据速率的当前数据速率能力指示所述微波链路的信号噪声比“SNR”减小。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，低于所配置的有效载荷数据速率的当前数据速率能力指示所述微波链路的干扰增大。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述适配微波链路上的传输的步骤还包括：在所述微波链路上发送控制平面数据。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述控制平面数据是以二进制相移键控“BPSK”或者4或16正交幅度调制“QAM”的默认最低阶调制发送的。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述微波链路是高容量回程链路，并且第一网络节点和第二网络节点是无线通信网络的小型无线电基站“RBS”。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，第一网络节点和第二网络节点是3GPP LTE网络的微微eNB。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述微波控制器还被布置为控制微波网络的节点之间的至少另一微波链路上的传输。
18.一种微波链路控制器(50)，被配置为控制微波链路上的点对点微波传输，所述微波链路配置用于第一微波网络节点和第二微波网络节点之间以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输，所述微波链路控制器包括：
处理电路(51)，被配置为：
获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息；
将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较；以及
当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，适配所述微波链路上的传输，以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
19.根据权利要求18所述的微波链路控制器，其中，所述处理电路包括处理器(511)和包含能够由所述处理器执行的指令的存储器(512)。
20.一种微波链路控制器(60)，被配置为控制微波链路上的点对点微波传输，所述微波链路配置用于第一微波网络节点和第二微波网络节点之间以有效载荷数据速率进行的有效载荷数据传输，所述微波链路控制器包括：
数据速率能力模块(61)，被配置为获得指示所述微波链路的当前数据速率能力的信息；
能力比较模块(63)，被配置为将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较；以及
传输适配模块(65)，被配置为当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，适配所述微波链路上的传输，以在第一微波网络节点和第二微波网络节点之间的微波链路上包括虚拟数据的传输。
21.一种微波链路控制器(70)，包括：
I/O接口(71)，被配置为接收微波链路上的数据信号；
数字信号处理器(72)，被配置为通过处理数据信号获得指示当前数据速率能力的信息；
比较器(73)，被配置为从所述数字信号处理器(72)接收所述当前数据速率能力，以及将所述当前数据速率能力与所配置的有效载荷数据速率进行比较；
解复用单元(74)，被配置为分离从所述数字信号处理器(72)接收的有效载荷数据和控制数据；以及
复用单元(75)，被配置为当所述当前数据速率能力低于所配置的有效载荷数据速率时，在微波链路上将虚拟数据与有效载荷数据进行复用。
22.根据权利要求21所述的微波链路控制器(70)，其中，所述微波链路控制器是集成电路。
23.一种微波网络节点(31)，被配置用于以有效载荷数据速率与至少一个其他微波网络节点进行有效载荷数据通信，所述微波网络节点(31)包括：
通信接口，包括一个或多个微波收发机(31a、31b)；以及
根据权利要求18-22中的任一项所述的微波链路控制器(31c)。
24.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序当在微波链路控制器中运行时使所述微波链路控制器执行根据权利要求1-17中任一项所述的方法。
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