CN1711695A - 通信系统 - Google Patents

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CN1711695A CN200380103320.XA CN200380103320A CN1711695A CN 1711695 A CN1711695 A CN 1711695A CN 200380103320 A CN200380103320 A CN 200380103320A CN 1711695 A CN1711695 A CN 1711695A
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约翰·M·蔡平
维克托·卢姆
史蒂夫·缪尔
杰弗里·斯坦海德
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Abstract

一方面，本发明是一种用于分配信道的方法。所述方法包括确定消息(54)所使用的通信标准(58)并且确定可用信道。所述方法还包括基于所述可用信道(62)和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道(66)。所述方法还可以包括发送使用所述信道的指令(70)。

Description

通信系统
技术领域
本发明涉及一种通信系统，特别涉及无线通信系统。
对于其它申请的优先权
本申请要求2002年11月15日提交的第60/426,862号题目为“传输数字数据”的美国临时申请的优先权，并且将其引用在此。
背景技术
无线通信包括一些标准，例如，高级移动电话业务(AMP)、全球移动通信系统(GMS)、时分复用接入(TDMA)标准等。一般，当在特定的通信系统中将通信标准改变或者通信标准变得过时时，替换与所述过时的标准有关的硬件。例如，替换信道卡。
为了保证可靠性，通信系统需要它们的架构中的冗余以保证如果任何硬件单元失效仍然没有数据丢失。一般，通过使每个关键元件具有冗余元件来实现冗余。
本发明的重要的目的在于提供一种改进的无线的软件定义的信号处理系统，该系统具有灵活性以基于所需的通信标准充分利用信道。本发明的另一个目的在于提供一种包括基于协议需要的冗余，同时使所使用的硬件的数量最小化。
发明内容
诸如基站结构的传统的无线通信系统使用信道卡，对于用于特定无线标准的给定数目的信道，信道卡提供发送和接收能力。为了改变标准，无线提供商必须物理地替换信道卡。例如，这可能需要行驶许多英里到包括所述信道卡的无线电塔。由于服务提供商在通信标准之间转换，所以随着更多客户开始使用支持新标准的电话或其它无线设备，需要抓紧时间用使用新标准的信道卡替换使用旧标准的信道卡。这不仅费用高，因为每次提供商想要重新分配给定位置中的一些谱时，需要人开车到每个无线电塔，而且还导致谱的低效利用。例如，由于现在仍然需要提供商支持AMPS，所以，即使AMPS信道上的业务非常少，也要为AMPS分配他们的谱的一部分。
一方面，本发明是一种用于分配信道的方法。所述方法包括确定消息所使用的通信标准并且确定可用信道。所述方法还包括基于所述可用信道和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道。
另一方面，本发明是一种用于分配信道的装置。所述装置包括：存储器，存储可执行指令信号；和处理器。所述处理器执行所述指令信号以确定消息所使用的通信标准，确定可用信道，并且基于所述可用信道和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道。
另一方面，本发明是一种包括存储分配信道的可执行指令信号的机器可读介质的产品。所述指令信号使机器能确定消息所使用的通信标准，确定可用信道，并且基于所述可用信道和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道。
另一方面，本发明是一种软件定义的信号处理系统。所述系统包括控制器和一组主要服务器。每个服务器包括执行通信标准所需的软件。所述系统还包括备份服务器，用于支持所述主要服务器组以防失效。当失效的服务器失效时，将所述备份服务器配置成执行来自所述主要服务器组的所述失效服务器的功能。
以上方面可以具有一个或多个后面的特征。本发明允许基于消息所需的通信标准动态地选择通信系统中的信道，而不是静态地选择使用仅一个标准的通信标准的信道，从而不再需要人物理地到通信网络中的远的地方去替换硬件。可以将信道所使用的通信标准动态地确定为当前使用模式指示，而不像使用传统线路卡时所发生的情况那样，具有预先指定的准静态信道上的通信标准。
通信系统也包括一组通用服务器，由至少一个通用服务器为其备份，从而节省了使用大量特定于特定通信标准的服务器的费用。
附图说明
图1是无线通信系统的方框图；
图2是软件定义的信号处理系统的方框图；
图3是分配信道的流程图；和
图4是可以将图3的过程在其上实现的计算机系统的方框图。
具体实施方式
参照图1，无线通信系统10包括天线12、射频(RF)接口14、数字RF传输机构18、软件(SW)信号处理系统22、核心网络24(例如，无线设备提供商)和信道分配处理器设备26。RF接口14使用上变频器16a和下变频器16b通过天线12接收和发送RF信号。例如，当接收信号时，下变频器16b将信号从RF信号转换成中频(IF)信号或基带信号，并且将得到的信号数字化。当发送信号时，上变频器16a将信号从基带信号或中频(IF)信号转换成RF信号，并且为了传输而放大所述RF信号。上变频器16a和下变频器16b使用包含多于一个信道的频谱区。
数字RF传输机构18在所述RF接口14和所述软件(SW)信号处理系统22之间传输数字采样。在一个实施例中，数字RF传输机构18可能包括延伸许多英里的、具有连接到所述软件定义的信号处理系统的网络接口的光纤线路。在另一个实施例中，传输机构18包括在其上具有模拟到数字(A/D9)转换器和数字到模拟(D/A)转换器的外部设备互连(PCI)卡，所述PCI卡经所述PCI总线将数据传输到软件定义的信号处理系统中。
按照用于从内部网络24接收的信号或为其处理的信号的一个或多个通信标准的规定，软件定义的信号处理系统22处理所述数字化信号。由系统22所执行的特定处理的目的在于通过将特定于通信系统10所需的通信标准的软件装到通用服务器上来限定通用服务器。因此，可以通过使用相同的硬件在具有多个通信标准的条件下使用系统22。软件定义的信号处理系统和无线通信系统的示例可以在第6,584,146号美国专利中找到，其名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR WIRELESS COMMUNICATION”，由VanuBose et al发明，其全部包括于此。
参照图2，软件定义的信号处理系统22包括控制器30和集群(例如，集群36a和集群36b)。每个集群包含主要服务器(例如，主要服务器38a、主要服务器38b、主要服务器38c、主要服务器38d、主要服务器38e、主要服务器38f)。由控制器从中心服务器(未示出)向38a-38f的每个主要服务器装入应用软件(即，符合适合的通信标准的软件)。所述应用软件包括执行特定通信标准所需的文件、库等。因此，每个主要服务器38a-38f是通用的并且相对于任何特定通信标准是独立的。
软件定义的信号处理系统22还包括备份控制器32和备份服务器(例如，备份服务器40a和备份服务器40b)。备份控制器32对于控制器30是充分冗余的。例如，如果控制器30失效，那么备份控制器30执行控制器的功能。备份服务器40a向主要服务器38a-38f提供冗余，并且备份服务器40b向主要服务器38a-38f提供冗余。控制器30a将备份服务器40a和备份服务器40b分别指定到主要服务器38a-38c和主要服务器38d-38f。冗余方案的备份服务器支持按照负载随着时间过程的改变而周期性地更新主要服务器。备份服务器40a和备份服务器40b的每个预分配所有软件对象、网络连接、和镜像主要服务器的处理所需的存储器的缓冲器，但是不启动任何处理。这使单个服务器能够作为一些主要服务器的备份，而没有CPU负载限制，并且如果任何主要服务器失效能够快速开始处理。在主要服务器失效并且将其备份服务器激活后，控制器30将先前已指定到那个备份服务器的每个主要服务器再分配到不同的备份服务器。
信道分配处理设备26包括包含可用信道列表的数据库82。信道分配处理设备26基于数据库82中可用信道来确定将使用的信道，并且确定所需支持的通信标准，并且命令信号处理系统22将信号指定到那个信道。
参照图3，过程50是基于消息和可用信道所使用的通信标准来分配信道的示例性过程。过程50接收(54)消息(例如，呼叫、业务、短消息或文本、广播、内务处理信号、专门消费者(intended consumer)信号等)。所述消息可能是接收的消息(即，从RF接口14接收的消息)或将被发送的消息(即，将被送至RF接口14以发送的消息)。每个消息都是符合通信标准的格式。例如，AMPS、GSM等。过程50确定(58)所述消息所使用的通信标准。过程50确定(62)可用信道。例如，信道分配设备26读取包含可用信道列表的数据库82。过程50分配(66)信道。例如，信道分配设备26根据通信标准的带宽需要确定所需要的带宽，例如，AMPS需要30kHz的带宽而GSM需要200kHz的带宽。信道分配设备26确定许可给所述消息的用户的频率。信道分配设备26从可用信道列表中选择满足所述频率和带宽需要的信道。过程50发送(70)使用所分配的信道的指令。例如，信道分配设备26向软件定义的信号处理系统22发送指令，随后软件定义的信号处理系统22向使用所分配的信道的移动设备发送消息。当接收到消息时，过程50继续分配信道。在给定当前使用模式的情况下，通过使用过程50并且动态地响应于所提供的消息的负载，来以最有效的方式利用所述谱。
例如，一些供应商当前正在经历的共同的转换是将800MHz的模拟蜂窝系统升级为800MHz的GSM系统。在GSM业务正在迅速取代模拟业务的同时，但是准据法(applicable law)需要提供商在多支持几年AMPS，并且提供商还有一些有独特需要的客户，这些独特需要由模拟系统来服务是最好的。一般，随着GSM业务的增长，留给AMPS的频率数目很少，通过加入GSM信道卡将剩余的频率转换成GSM。AMPS信道大部分时间是待用的，除了偶尔的漫游业务或者由少量仍在使用模拟电话的订户偶尔使用。
使用过程50，可能继续支持AMPS，而无需由于向AMPS系统固定地指定语音信道而浪费部分频谱。
图4示出信道分配过程设备26的一个示例。设备26包括用于分配信道的处理器74、易失存储器79、非易失存储器81(例如，硬盘)。非易失存储器81存储操作系统83和数据84，其中数据84包括有关无线通信标准、已分配的信道和未分配的信道的数据。非易失存储器还包括计算机指令82，其由处理器74在易失存储器79之外执行以完成过程50。在一个实施例中，计算机指令包括可执行指令信号。
过程50不限于使用图4的硬件和软件，过程50可以应用于任何计算和处理环境中或者能够运行计算机程序的任何类型机器。可以在硬件、软件或两者的组合中实现过程50。可以在可编程计算机/机器上执行的计算机程序中实现过程50，其中每个可编程计算机/机器包括处理器、通过处理器可读的存储介质/制造的产品(包括易失和非易失存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备、和一个或多个输出设备。可以将程序代码应用于使用输入设备输入的数据以执行过程50并且产生输出信息。
可以在与计算机系统通信的高级过程或面向对象的编程语言中实现每个这样的程序。然而，可以在汇编或机器语言中实现所述程序。所述语言可以是编译或解释语言。可以将每个计算机程序存储在通用或专用可编程计算机可读的存储介质(产品)或器件(例如，CD-ROM、硬盘、或磁盘)上，当由计算机读所述存储介质或器件时，所述程序用于配置和操作计算机以执行过程50。过程50也可以实现为配置了计算机程序的机器可读存储介质，当执行时，所述计算机程序中的指令使计算机按照过程50操作。
本发明不限于这里所描述的特定实施例。本发明不限于图3的特定过程的顺序。而且，当必要时，可以重新组织图3的模块以达到上述的结果。信道分配处理设备不限于与信号处理系统中限定的一个软件接口。而且，信道分配处理设备可以用信号处理系统中限定的多个软件执行信道分配，其中多个软件与对所有这些软件进行信道指定的一个中心数据库接口。随着软件升级可以加入新通信标准，并且将这些新通信标准合并到所述信道分配处理设备中。
在其它实施例中，软件定义的信号处理系统22包括信道分配处理设备26。
在其它实施例中，不使用备份控制器，代之以控制器30将冗余特性包括在控制器中，诸如服务器的镜像设备等。
这里没有描述的其它实施例也包括在后面的权利要求的范围中。例如，已经描述了用于解码传统代码的新型的装置和技术。显然，在不偏离本发明的概念的情况下，本领域的技术人员现在可以根据这里所公开的特定装置和技术进行许多修改、利用和偏离。因此，应该将本发明理解为包括这里所公开的装置和技术所具有和存在于其中的每个新颖的特征和这些特征的新颖的组合，并且这些装置和技术仅限于所附权利要求的精神和范围。

Claims (23)

1、一种用于分配信道的方法，包括以下步骤：
确定消息所使用的通信标准；
确定可用信道；并且
基于所述可用信道和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道。
2、根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
发送使用所述信道的指令。
3、根据权利要求2所述的方法，其中发送步骤包括：
向软件定义的信号处理系统发送指令以便为所述消息分配合适的信道。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道的谱包括专用于AMPS的信道。
5、根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息是呼叫。
6、根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息是已接收的消息。
7、根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息是为发送而处理的。
8、一种用于分配信道的装置，包括：
存储器，用于存储可执行指令信号；和
处理器，用于执行所述指令信号以便：
确定消息所使用的通信标准；
确定可用信道；并且
基于所述可用信道和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道。
9、根据权利要求8所述的装置，还包括：
指令，发送使用所述信道的通知。
10、根据权利要求9所述的装置，其中，发送指令包括向软件定义的信号处理系统发送指令以便为所述消息分配合适的信道。
11、根据权利要求8所述的装置，其中，所述信道的谱包括专用于AMPS的信道。
12、根据权利要求8所述的装置，其中，所述消息是呼叫。
13、根据权利要求8所述的装置，其中，所述消息是已接收的消息。
14、根据权利要求8所述的装置，其中，所述消息是为发送而处理的。
15、一种包括存储用于分配信道的可执行指令信号的机器可读介质的产品，所述指令信号使机器能：
确定消息所使用的通信标准；
确定可用信道；并且
基于所述可用信道和所述消息所使用的所述通信标准来分配信道。
16、根据权利要求15所述的产品，还包括使机器发送使用所述信道的通知的指令信号。
17、根据权利要求16所述的产品，其中，发送通知包括向软件定义的信号处理系统发送指令以便为所述消息分配合适的信道。
18、根据权利要求15所述的产品，其中，所述信道的谱包括专用于AMPS的信道。
19、根据权利要求15所述的产品，其中，所述消息是呼叫。
20、根据权利要求15所述的产品，其中，所述消息是已接收的消息。
21、根据权利要求15所述的产品，其中，所述消息是为发送而处理的。
22、一种软件定义的信号处理系统，包括：
控制器；
一组主要服务器，每个服务器包括执行通信标准所需的软件；和
备份服务器，支持所述主要服务器组以防失效；
其中，当失效的服务器失效时，将所述备份服务器配置成执行来自所述主要服务器组的所述失效服务器的功能。
23、根据权利要求22所述的系统，其中，每个主要服务器包括对象、网络连接和镜像所述主要服务器的存储器的缓存器。
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