CN1174572C - 在通信系统中路由分组数据的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在通信系统中选择分组数据路由的方法和设备。该方法包括在第一节点接收具有内容的第一路径分组，产生具有该内容的两个分组，通过两个不同路径发送两个分组到第二节点，和响应在第二节点所接收两个分组产生包括该内容估计的一个估计分组。

Description

在通信系统中路由分组数据的方法和设备

相关申请

下列申请与本申请有关，并被同时提交。这些相关申请每个的公开内容被引用作为参考：S/N(案卷号CE08072R)题目为“用于改变通信系统中通信的方法，和所使用的系统”；S/N(案卷号CE08136R)题目为“用于在分组网络中建立通信的方法”；S/N(案卷号CE08135R)题目为“用于在分组网络中重新传输数据分组的方法”；S/N(案卷号CE08170R)题目为“通信网络方法和设备”；S/N(案卷号CE08169R)题目为“用于在通信网络中处理智能网络命令的方法和系统”；S/N(案卷号CE08182R)题目为“用于电信系统中网络服务协商的方法和系统”；S/N(案卷号CE08193R)题目为“在通信系统中基于对话的记帐”；S/N(案卷号CE08190R)题目为“在网络中引进新的业务的方法和系统”。

技术领域

本发明一般涉及一种通信系统，具体地涉及在通信系统内选择数据路由的方法和设备。特别是，本发明涉及用于在第一节点和第二节点之间提高网络传输质量的方法和设备，和用于在蜂窝通信系统提供软越区切换的方法。

背景技术

在常规电信交换网络中，在数据例如传真、电子邮件或话音可以沿已经建立的路径传送之前，必须在信源节点与信宿节点之间建立通信路径。当建立和解除通信路径时，在网络上出现传播延迟。常规电信交换系统一旦获得电话呼叫目的地，就必须发送一个消息给远程数据库系统，以请求特定呼叫的路由信息。远程数据库系统提供路由信息的菜单，并且按照电信交换系统的请求从数据库系统中选定路由信息。

码分多址(CDMA)系统必须支持分组形式的数字编码信息的传输。另外，CDMA系统必须支持该信息的多重复制数据流，称为软越区切换，并且在系统内的传输链路上以有效方式携带该信息。大型CDMA系统可能需要不同的网络技术。基于因特网协议(IP)实现的网络通过在物理和传输网络层之上提供内部网络功能，可以解决对于网络透明性的问题。在CDMA系统中网络设备成本是个问题，因为使用软越区切换需要大量的网络路径。在CDMA系统中利用大量网络路径的另一个问题是在面向连接技术中这些路径处理和管理的复杂性。IP允许更少的连接或路由结构，这极大地简化了网络设备。与其它技术例如异步转移模式(ATM)不同，使用不同业务指定和/或控制服务质量，能够在普通带宽的核心网络中以非连接方式进行。

另外，路由网络能够胜过传统分层网络的对等网络单元关系。对等网络允许实体关系例如用户/服务器，这为网络可升级性和坚固性提供了改善和灵活的可能性。

因此，希望具有用于通信系统中选择分组数据路由的改进的方法和设备，可以提高第一节点和第二节点之间的网络传输质量。

发明内容

本发明提供了一种用于提高第一节点和第二节点之间的网络传输质量的方法，其中第一和第二节点通过两个路径耦合，该方法包括如下步骤：在第一节点上接收一个第一路径分组，该第一路径分组具有内容；产生具有该内容的两个分组；通过不同路径将两个分组发送给第二节点；和响应在第二节点上所接收的两个分组，产生包括该内容估计的估计分组。

本发明还提供了一种用于在蜂窝通信系统中提供软越区切换的方法，包括如下步骤：在第一节点接收第一路径分组，该第一路径分组具有内容；在第一节点内，产生具有该内容的两个分组；发送两个分组到发射机；通过两个不同无线电信道将两个分组发射给第二节点；和响应在第二节点上所接收的两个分组，产生包括该内容估计的一个估计分组。

本发明还提供了一种用于提高第一节点和第二节点之间的网络传输质量的系统，其中第一和第二节点通过两个路径耦合，该系统包括：用于在第一节点接收第一路径分组，该第一路径分组具有一个内容的装置；用于产生具有该内容的两个分组的装置；用于通过两个不同路径发送两个分组给第二节点的装置；和用于响应在第二节点所接收两个分组，产生包括该内容估计的估计分组的装置。

本发明还提供了一种用于在蜂窝通信系统中提供软越区切换的系统，该系统包括：用于在第一节点接收具有内容的第一路径分组的装置，该第一路径分组具有内容；在第一节点内，用于产生具有该内容的两个分组的装置；用于通过两个不同无线电信道发送两个分组给第二节点的装置；和用于响应在第二节点所接收两个分组，产生包括该内容估计的估计分组的装置。

附图说明

在所附的权利要求书中将阐述反映本发明特点的新颖特征。可是，结合附图通过参照下列对图示实施例的详细说明将更好地理解本发明本身使用的优选方式、目的以及优点，其中：

图1表示一种实现本发明的通信系统的方框图；

图2表示按照本发明用于通信系统中传输数据的数据结构方框图；

图3表示本发明实施例的方框图；

图4表示本发明替代实施例的方框图；

图5表示与CDMA系统有关的本发明实施例的更详细的方框图。

具体实施方式

现在参照附图，特别是参照图1，说明实现本发明的通信系统100。通信系统100包括一个相互连接网络，该网络可以是分组系统，而在优选实施例中是一个处理来自各种信源例如话音、数据、图象和视频的数据流的IP网络。IP网络102对蜂窝小区104和106接收和发送数据。蜂窝小区104包括基站终端站(BTS)108-112，该基站对移动电话发送和接收无线电信号并且将无线电信号的通信内容分组成为在数据分组单元中传输的电子数据。该分组通过连接BTS 108-112的跨接线发送给IP网络102。这些跨接线可以是将BTS连接到IP网络102的T1或E1线路。类似地，蜂窝小区106包含BTS 114-118，其也接收无线电信号，将这些信号分组成为数据分组单元，并且通过将BTS 114-118连接到IP网络102的跨接线，把数据分组单元发送给IP网络102。

数据可以从IP网络102通过位于每个蜂窝小区的BTS发射而发送给移动电话单元例如移动单元120。在蜂窝小区106内移动的移动单元102发射用于呼叫的无线电信号，该信号可以由一个以上BTS例如BTS 116和118接收。从移动单元120接收无线电信号的每个BTS将通过跨接线把数据传输给IP网络102。有时，两个BTS中只有一个接收来自移动单元120的无线电信号，因为移动单元120出了该BTS的范围。类似地，根据移动单元120的位置，移动单元可以接收来自一个以上BTS的无线电信号。在多个BTS接收一个信号呼叫的无线电信号与软越区切换(SHO)有关。

现在参照图2，说明按照本发明的用于通信系统100中传输数据的数据结构方框图。分组200是图1所示的BTS之一例如BTS 118中接收的码分多址(CDMA)形式电子数据分组。分组200包括与CDMA有关的数据流。当在BTS 118接收时，分组20被转换为分组数据单元(PDU)202。PDU 202被发送给IP网络102。PDU 202是将数据从信源节点传送给信宿节点的IP网络102内使用的数据结构的例子。PDU 202具有包含报头部分204和有效载荷部分206的内容。报头部分204包括用于PDU 202路由的信息和其它系统开销信息。数据被放在有效载荷部分206中。

现在参照图3，说明可以实现本发明的通信系统300。通信系统300包括处理来自各种信源的数据流(例如话音、数据、图象和视频)的IP网络302。IP网络302对蜂窝小区304和306接收和发送数据。IP网络302包括接入节点/路由器303，该路由器对传输站点308和318发送和接收数据流。蜂窝小区304包括基站终端站(BTS)308，该基站对移动电话发送和接收无线电信号，并且将无线电信号的通信内容分组成为在数据分组单元内传递的电子数据。分组通过连接到BTS 308和318的跨接线被发送给IP网络302。另外，该分组可以通过光纤、微波等发送。类似地，蜂窝小区306包含BTS 318，该基站也接收无线电信号，将信号分组成为数据分组单元，并通过将BTS连接到IP网络302的跨接线把数据分组单元发送给IP网络302。针对下行链路业务，接入节点/路由器303从IP网络302内的节点接收入局数据流，该数据流具有包含报头部分和载荷部分的内容。在节点303内，产生两个具有内容的分组，一个分组被发送给BTS 308，而另一个分组发送给BTS 318。在优选实施例中，两个分组在对第二节点的共享宽带频谱上通过两个不同逻辑信道传输，该第二节点如图3所示是移动单元320。在移动单元320，响应从BTS 308和BTS 318所接收的两个分组产生具有内容估计的估计分组。在CDMA系统中，估计分组的产生包括对准从BTS 308和BTS 318所接收的分组，并将从BTS 308和BTS 318所接收的分组求和。在替代实施例中，可以增加服务质量(QoS)功能，QoS功能将在下面更详细地描述。

参照图4，以400表示本发明替代实施例的方框图，其中接入节点/路由器404从选择/分配节点402接收入局数据流，该数据流具有内容。在节点404内，数据分组被复制，由此产生具有内容的两个分组，一个分组被发送给发射机406，而另一个分组被发送给发射机408。随后，复制的分组被发送或传送给节点410。在节点410，响应从发射机406和408接收的两个分组，产生具有内容估计的估计分组。在替代实施例中，可以加入服务质量功能412，服务质量功能412提供了衡量资源成本和系统资源有效性的机制。这有助于决定保持或取消用于节点404和410之间网络连接的一个或多个路径。例如，可以针对每个多路径的质量进行判断，由此能够选择好于另一个路径的一个路径乃至切断一个路径。

现在参照图5，表示了与CDMA系统有关的本发明的实施例的方框图，其中表示了对包括BTS-A和BTS-B的路径的软越区切换。如图5所示，在优选实施例中，每个物理承载电路端点都独立地IP可寻址。例如，在BTS-A 504中，信道1具有IP地址IP：A1，信道2具有IP地址IP：A2等。在BTS-B 506中，信道1具有IP地址IP：B1，信道2具有IP地址IP：B2。对于选择器508，信道N的地址是IP：S(N)。对于声码器510，声码器N的IP地址是IP：V(N)。通过标准IP路由，在优选实施例中，由非连接IP协议例如传输承载电路业务的UDP，在物理单元中选择业务路由。例如，上行链路业务(例如BTS到声码器)如下选择路由：

信道单元BTS-A-1到选择器信道1(信源IP地址IP：A1，信宿IP地址IP：S1)

信道单元BTS-B-1到选择器信道1(信源IP地址IP：B1，信宿IP地址IP：S1)

选择器信道1到声码器1(信源IP地址IP：S1，信宿IP地址IP：V1)

对于下行链路的相反方向也成立，除了在优选实施例中使用IP多目标广播例如因特网群管理协议(IGMP)以允许分配功能，提供入局采样数据流的副本给涉及软越区切换的多个BTS的每一个。在此情况下，信道单元BTS-A-1(IP：A1)和信道单元BTS-B-1(IP：B1)属于分配功能(选择器信道1)发送的共同的多目标广播群。当呼叫配置改变时，软越区切换引起上线或下线，并且BTS信道单元分别进入或离开多目标广播群。

再参照图5，下列说明书有关在系统500中跟踪下行链路的话音路径。话音从PSTN(未图示)流向声码器510。替代的流向可以是从因特网或其它多媒体通过单元518然后到选择/分配单元508。话音也可以由路径(例如，IP电话)承载。此后，该话音数据流被馈送到选择/分配单元508。更具体地，话音数据流流出耦合声码器510和IP路由/交换单元514的IP路径，此后被择路到选择分配单元508。换句话说，该话音数据流基本上是IP数据报文，该报文被择路到处理该特定呼叫的特定选择/分配单元。此后，数据分组在接入节点/路由器512、516或IP路由/交换单元514之一上通过IGMP复制。

IP路由/交换单元514和接入节点512、516从本质上说是提供媒介适配和IP数据报文路由。IP路由/交换单元514从本质上来说只是接受IP数据报文以及为该报文选择路由。接入节点或路由器512、516一般引起多个相当低速率链路例如T1和在该点上对这些链路进行多路复用。

因此，复制的分组通过不同路径被发送给BTS-A 504和BTS-B506。此后，每个BTS 504和506从分组中提取载荷，并且将载荷转换为适合无线传输的形式，此后以同步方式或定时对准方式将分组传输给移动用户单元502。应当注意，上述话音路径的相同流动可以发生在数据上，例如在替代数据路径单元518所示的因特网或多媒体服务发出的数据。

预期移动用户单元502自身是适合IP的端点。在此情况下，移动用户单元502则是多目标广播群，而BTS 504和506作为IP网络成员则起多目标广播路由代理的作用。当移动站从一个BTS移动(越区切换)到另一个时，随着其它BTS参与和/或离开该呼叫，多目标广播路由的树型结构被更新。

通过协议例如因特网群管理协议(IGMP)的IP多目标广播也可以用于分配控制消息，例如移动站的寻呼请求，从中心控制功能例如控制器520到BTS 504和506。例如，每个寻呼区域可以对应唯一多目标广播群。属于给定寻呼区域的BTS将加入与该区域有关的多目标广播群。每个BTS可以是多个寻呼区的成员，并且因此属于多个多目标广播群。为发出寻呼，控制器520将发送寻呼控制消息给与所寻呼的寻呼区域有关的多目标广播群。只有需要实际寻呼该用户的BTS接收寻呼控制消息。简单广播也可以用于该功能，或当该寻呼实际上是“全呼”请求时。上述内容也可以应用于实现其它特色业务，例如短消息业务(SMS)。

为解释和说明目的已经介绍了本发明优选实施例的上述说明。这些说明并不是穷举和也不将本发明限制为所公开的准确形式。可以按照上述技术进行各种修改和改进。所选择和描述的实施例只提供对本发明原理和其实际应用的最好说明，使本领域技术人员在各种实施和各种修改中利用本发明以适合所希望的特定用途。所有这些修改和改变将落入本发明的范围，该范围通过按照其完整、合法和公正授权的范围解释所附的权利要求书而确定。

Claims (27)

1.一种用于提高第一节点和第二节点之间的网络传输质量的方法，其中第一和第二节点通过两个路径耦合，该方法包括如下步骤：

在第一节点上接收一个第一路径分组，该第一路径分组具有内容；

产生具有该内容的两个分组；

通过不同路径将两个分组发送给第二节点；和

响应在第二节点上所接收的两个分组，产生包括该内容估计的估计分组。

2.权利要求1所述的方法，其中第一分组包括IP多目标广播分组。

3.权利要求1所述的方法，其中第二分组是无线CDMA单元。

4.权利要求3所述的方法，其中产生估计分组的步骤进一步包括：

将两个分组对准；和

对两个分组求和。

5.权利要求3所述的方法，其中无线单元包括适合IP的末端。

6.权利要求1所述的方法，其中产生估计分组的步骤进一步包括选择分组之一。

7.权利要求1所述的方法，其中估计分组是根据该分组的相对质量产生的。

8.权利要求1所述的方法，其中路径包括一个无线传输部分。

9.权利要求1所述的方法，包括将两个分组之一从第一媒体转换为第二媒体和从第一媒介转换为第二媒介的步骤。

10.权利要求1所述的方法，其中发送步骤包括发送两个分组的每个到中间节点的步骤。

11.权利要求10所述的方法，其中中间节点是一个发射机。

12权利要求1所述的方法，包括步骤：

将一个多目标广播群与一个寻呼区域关联；和

将寻呼控制消息传递给与所寻呼的寻呼区域有关的多目标广播群。

13.一种用于在蜂窝通信系统中提供软越区切换的方法，包括如下步骤：

在第一节点接收第一路径分组，该第一路径分组具有内容；

在第一节点内，产生具有该内容的两个分组；

发送两个分组到发射机；

通过两个不同无线电信道将两个分组发射给第二节点；和

响应在第二节点上所接收的两个分组，产生包括该内容估计的一个估计分组。

14.权利要求13所述的方法，其中第一分组包括IP多目标广播分组。

15.权利要求13所述的方法，其中第二节点是一个无线CDMA单元。

16.权利要求15所述的方法，其中产生估计分组的步骤进一步包括：

将两个分组对准；和

对两个分组求和。

17.权利要求15所述的方法，其中无线单元包括一个适合IP的末端。

18.权利要求13所述的方法，其中产生估计分组的步骤进一步包括选择分组之一。

19.权利要求13所述的方法，其中估计分组是根据该分组的相对质量产生的。

20.权利要求13所述的方法，其中路径包括无线传输部分。

21.权利要求13所述的方法，包括将两个分组从第一媒体转换为第二媒体和将第一媒介转换为第二媒介的步骤。

22.权利要求13所述的方法，其中发送步骤包括发送两个分组的每一个到一个中间节点。

23.权利要求22所述的方法，其中中间节点是一个发射机。

24.权利要求13所述的方法，包括步骤：

将一个多目标广播群与一个寻呼区域关联；和

传递寻呼控制消息给所寻呼的寻呼区域有关的多目标广播群。

25.权利要求13所述的方法，其中发射步骤包括通过两个不同逻辑信道在共享宽带频谱上发射的步骤。

26.一种用于提高第一节点和第二节点之间的网络传输质量的系统，其中第一和第二节点通过两个路径耦合，该系统包括：

用于在第一节点接收第一路径分组，该第一路径分组具有一个内容的装置；

用于产生具有该内容的两个分组的装置；

用于通过两个不同路径发送两个分组给第二节点的装置；和

用于响应在第二节点所接收两个分组，产生包括该内容估计的估计分组的装置。

27.一种用于在蜂窝通信系统中提供软越区切换的系统，该系统包括：

用于在第一节点接收具有内容的第一路径分组的装置，该第一路径分组具有内容；

在第一节点内，用于产生具有该内容的两个分组的装置；

用于通过两个不同无线电信道发送两个分组给第二节点的装置；和

用于响应在第二节点所接收两个分组，产生包括该内容估计的估计分组的装置。

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