CN1801958B

CN1801958B - 操作通信网络的方法和用于通信网络的基站

Info

Publication number: CN1801958B
Application number: CN2005101234106A
Authority: CN
Inventors: 拉尔夫·克洛切; 托马斯·罗尔夫·班尼察
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent NV
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-11-16
Also published as: US20060104256A1; ATE482549T1; CN1801958A; DE602004029260D1; EP1659745A1; EP1659745B1

Abstract

本发明涉及一种用于操作通信网络的方法，其中根据对资源的请求授予在所述通信网络中发送数据所需的资源，特别是将数据从用户站发送到第一基站所需的资源。为至少一个另外的基站提供关于对所述资源的所述请求的调度信息。

Description

操作通信网络的方法和用于通信网络的基站

相关申请的交叉引用

本发明基于欧洲在先申请EP 04292715.2，在此引用其内容以供参考。

技术领域

本发明涉及一种操作通信网络的方法，其中根据对资源的请求授予在所述通信网络中发送数据所需的资源，特别是将数据从用户站发送到第一基站所需的资源。

本发明还涉及一种用于通信网络的基站，其中根据对资源的请求授予在所述通信网络中发送数据所需的资源，特别是将数据从用户站发送到所述基站所需的资源。

背景技术

现有技术中公知的那些系统可以和其他组件一起用于形成所谓的多跃网络体系结构，这种网络体系结构为在与通信网络的基站相关联的相邻无线小区之间交换数据提供了可能性。因为所述交换可以通过所述基站内提供的射频(RF)接口来执行，所以不需要例如以光纤装置来连接所述基站的骨干。

这种基于当前系统的无线多跃(multi-hop)网络体系结构的主要缺点在于，根据所用的系统和通信协议，存在相当大的延迟，其通常总共为多个不同的发送帧单元。

所述延迟有可能达到几十毫秒，并且因此尤其对于例如VoIP(基于IP的语音)等服务具有服务降级(service-degrading)的影响。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种操作通信网络的改进方法，以及一种特别是在操作于多跃配置中时获得与现有技术的系统相比减小的延迟的改进基站。

关于所述操作通信网络的方法，其中根据对资源的请求授予在所述通信网络中发送数据所需的资源，特别是将数据从用户站发送到第一基站所需的资源，所述目的通过为至少一个另外的基站提供关于对所述资源的所述请求的调度信息来实现。

上述意义下的资源例如可以是自由发送时间帧/时隙、带宽、发送信道等。

通过采用上述发明方法，可以及时地准备用于将来的数据发送的另外的基站。因此，在所述另外的基站中准备进行例如调度发送时间帧等将来的数据发送所必需的步骤可以与处理由第一基站内的用户站发出的请求并行地执行，即恰好在用户站自身执行到第一基站的数据发送之前执行。

因此，对于根据多跃原理从第一基站到另外的基站的随后的数据发送，因为在第一基站发起到另外的基站的数据发送的瞬间，由于所述另外的基站已经能够在数据发送之前保留相应的资源，所述另外的基站已经为所述数据发送做好了准备，所以不存在由于另一获取授权(grant getting process)的处理而引起的更多延迟。

与现有技术系统不同，在采用本发明方法时不累计在一个基站中处理请求所对应的单独延迟。在传统的系统中，因为用于发送数据的资源是针对每个基站或在每个基站内分别独立进行调度的，所以要累计延迟。

根据本发明，通过将调度信息转发到另外的基站，以一种完善的方式，对用于处理请求以及用于随后保留资源和授予资源的那些在一定程度上不可避免的延迟进行级联。

根据本发明，还可以进行递归转发，即在从第一基站接收到调度信息后，另外的基站可以依次将所述调度信息转发到指定为多跃网络体系结构内下一跳的目的地的基站。

根据本发明的一个有利的实施例，在所述第一基站中处理所述请求之前提供所述请求。这一变型提供将所述请求转发到另外的基站或其他网元的尽可能快的转发速度。

根据本发明的另一个有利的实施例，在所述第一基站中处理所述请求期间或之后提供所述调度信息，因为在该阶段所述第一基站已经评估了用户站的请求中所包含的信息，所以这能够为所述另外的基站提供更精确的调度信息，。

根据本发明的另一个有利的实施例，所述调度信息包括定时信息，所述定时信息表示在其上为发起于所述第一基站的数据发送保留所述另外的基站的资源的特定时间和/或在其中为发起于所述第一基站的数据发送保留所述另外的基站的资源的时间间隔。

所述定时信息可以在所述另外的基站中用于各种目的。首先，所述定时信息确定何时为所述另外的基站提供所需资源。

对于所述定时信息，可以采用例如时刻(time of day)等绝对时间格式。在这种情况下，两个基站必须具有同步的系统时钟。

表示定时信息的另一种可能方式包括由所述定时信息来表示开始于特定时刻的开放时间间隔，这也需要同步的系统时钟。

还可以将定时信息用作定义时间间隔的微分时间值，在该时间间隔后，例如在另外的基站中接收到定时信息后，将提供所需的资源。

其次，定时信息实现了在没有开销的情况下执行多个基站的完善的隐式的同步。

根据本发明的另一个有利的实施例，所述调度信息包括关于待发送的数据量的信息，这实现了多跃数据发送的甚至更精确的同步。

根据本发明的另一个非常有利的实施例，基于测量到的延迟来使所述调度信息最优化。这种测量到的延迟例如可以包括接收调度信息或定时信息之间的各个延迟，并且由先前接收到的调度信息来指示所发送数据的到达时间。通过评估所述延迟，可以基于先前测量的延迟来修正将来的调度信息，以提高本发明方法的可靠性。

本发明的另一个非常有利的实施例的特征在于使用关于所述调度信息的反馈信息，其中由所述另外的基站和/或所述通信网络中涉及数据发送的任意其他网元发出所述反馈信息。

所述反馈信息例如可以包括如上所述由所述另外的基站获得的测量到的延迟。通过将所述反馈信息发送到第一基站，可以执行对多跃转发过程的闭环控制。

根据本发明，还可以将反馈信息从诸如接收用户站等另外的网元发送到第一基站。

还可以根据数据发送的情况来执行所述反馈信息的发送。例如，可以仅在发生错误时发送反馈信息。

根据本发明的另一个有利的实施例，提供一种用于在所述基站和/或涉及数据发送的其他网元中分配所述调度信息的控制器。

所述控制器确保了调度信息的适当分配，并且能够跨接(bridge)不能执行本发明方法的多跃网络体系结构的基站。

关于用于通信网络的所述基站，其中根据对资源的请求授予在所述通信网络中发送数据所需的资源，特别是将数据从用户站发送到所述基站所需的资源，本发明的目的可以通过提供用于为至少一个另外的基站提供关于对所述资源的所述请求的调度信息的装置来实现。

根据本发明的一个有利的实施例，所述用于为至少一个另外的基站提供调度信息的装置包括用户站。

这对于采用例如不支持在两个基站之间通过它们的无线接口进行直接通信的通信协议特别有利。在这种情况下，将有待于从第一基站发送到第二基站的任意数据从第一基站转发到为此而保留的用户站，该用户站接着以一种常规的上行链路模式将这样接收到的数据发送给第二基站。这样就可以将传统的基站用于实现本发明，而不改变该基站的RF/无线接口，以上行链路方式实现基站之间的通信。

调度信息还可以只包括对所述资源的请求。

一般地，根据本发明的方法独立于用于请求数据发送所需资源的过程并用于授予这些资源的特殊机制。

例如，根据本发明的方法可以与现有技术中公知的以下授予机制一起执行：

UGS(主动授予服务)，其中将定期的授权模式发送给该用户站，而无需用户站单独请求。UGS通常用于固定比特率的数据发送和/或用于类似于语音服务之类的面向连接的服务。

RTP(实时轮询)，其中以无冲突的方式就对授权的请求经常并周期性地轮询用户站。RTP还可以很好地适用于诸如VoIP(基于IP的语音)之类的语音服务。

NRTP(非实时轮询)，其与RTP类似但具有减小的轮询频率以及非定期的轮询模式。NRTP授予机制选择性地提供对最小带宽的支持。

基于连接的授予，其中所有用户竞争访问。

本发明方法提供一种用于通过例如基于按照需要(on-demand)来评估反馈信息而使多跃数据发送的延迟和抖动最小化的系统方法。

本发明方法的应用带来的另一个明显的优点是，由于本发明对调度信息的递归转发显著减小了转发延迟，因此可以使本发明的基站必须提供的数据和/或数据包存储空间最小化。

还可以操作本发明方法以便将可能的最优化集中于上述问题即延迟最小化、抖动最小化以及数据和/或数据包存储空间最小化中的一个问题上。

本发明的另一个优点是本发明方法独立于任何基础标准，例如关于用户站和基站等之间的数据发送的标准。

尽管会损失本发明的一些优点，但本发明的基站可以包括与现有技术基站的完全互操作性。此外，本发明方法对用户站来说是透明的，并且因此的确不需要对用户站的硬件或软件作任何改变。

尽管本发明不限于特定的网络通信系统或标准，但是其特别适合于在根据IEEE 802.16协议族规范而操作的网络中实现。

附图说明

以下参考附图的详细描述中描述了本发明的另外的优点和特征，其中：

图1示出了采用本发明第一实施例的典型方案；以及

图2示出了图1所示的根据本发明的实施例的消息流。

具体实施方式

图1中描述的通信网络100包括多个基站10、20、30、40，每个基站定义了一个无线小区12、22、32等，其中可以在各个无线小区12的用户站13和对应的基站10之间进行无线数据发送。

基站10、20、30和40不是通过骨干例如以电缆连接之类的形式连接的，这使得应用无线数据发送以便在不同的基站10、20、30、40之间交换数据成为必要。

例如，第一基站10到另外的基站20的无线数据发送通过由三角形11’表示的RF(射频)连接来实现。所述RF连接11’由指定给第一基站10并由链路10’连接的用户站11来维护。

将用户站11用于第一基站到另外的基站20的所述数据发送的优点在于，这一解决方案与不以上行链路方式提供两个基站10和20的直接通信的现有网络通信标准相兼容。但是，用户站11和另外的基站20所执行的典型上行链路连接方案不会引起任何问题。

用同样的方式执行从基站20到基站30以及从基站30到基站40的无线数据发送。为此，为每个另外的基站20、30指定特定的用户站21、31，其分别通过如图1所示的链路20’、30’连接到各自的基站20、30。

为执行从用户站13到目的地网元50的多跃数据发送，执行本发明方法，递归地请求用于来自相邻基站的数据发送的资源，下面参考图2对此进行描述，其中用参考标号13、10、20、30、40表示的竖线代表图1的通信网络100的各个网元，即基站10、20、30、40和位于基站20的无线小区12中的用户站13。

为发起多跃数据发送，用户站13发送对诸如发送时间帧或时隙之类的资源的请求200(图2)到基站10。

接收到所述请求200之后，基站10在图2的步骤300中处理该请求。作为所述处理的结果，基站10保留用户站13的发送时间帧或时隙或所期望的数据发送所需的其他资源，并创建相应的定时信息。

可以用诸如时刻等绝对时间格式来表示所述定时信息。在这种情况下，多跃路径中所包括的任何基站都需要使其系统时钟与其他基站的系统时钟同步。

还可以将定时信息用作定义时间间隔的微分时间值，在该时间间隔之后，例如在另外的基站20中接收到定时信息之后，将提供所需的资源。

在处理步骤300之后，基站10为多跃数据发送的下一个目的地即另外的基站20提供关于用户站13的所述请求200的调度信息210。

调度信息210包括关于请求200的信息，以及先前在第一基站中接收到请求200之后创建的定时信息，并且将调度信息210用于另外的基站20中以将相应资源保留到源于用户站13的由第一基站10根据所述定时信息转发到另外的基站20的数据的期望到达时间。

将前述类型的随后请求220、230(图2)随后从基站20发送到基站30，并从基站30发送到基站40。

这确保了数据发送期间每个基站10、20、30、40中的最小延迟，因为资源保留和相应的授予程序是在数据发送本身之前及时地执行的，所以通常不存在现有技术系统中每个基站单独调度其资源而带来的延迟。

发出调度信息210之后，基站10还发送授权201到用户站13，从而向用户站13通报时间以及例如保留资源等更多的数据发送参数。

因此，在用户站13中接收到授权201之后，执行数据发送，而不会有如图2的箭头202a、202b、202c和202d所表示的多跃方式中的不必要的延迟。

最后，在基站40中接收到所发送的数据之后，将这些数据转发给其本身有可能是用户站的目的地网元50。

根据本发明的另一个有利的实施例，在处理之前向另外的基站20提供调度信息，这实现了沿由基站10、20、30、40构成的多跃路径甚至更快地传播调度信息。

根据本发明的另一个有利的实施例，调度信息包括关于待发送的数据量的信息。这使得即使在有大量的数据有待发送的情况下也能及时保留充足的资源。

根据本发明的另一个有利的实施例，通过测量在例如从一个基站10到另一个基站20的随后的数据发送中的实际延迟以及通过相应地调整调度信息和/或定时信息，还可以分别使调度信息或定时信息最优化。

还可以产生反馈信息，其可以例如基于测量到的延迟并且将其从多跃路径下游的基站发送到多跃路径上游的基站。通过实现反馈信息的使用，可以建立用于对延迟和/或抖动进行最小化的闭环控制。

本发明的又一个有利的实施例包括一种用于在基站10、20、30、40中分配所述调度信息的控制器(未示出)。使用这种控制器可以绕开将不支持发送调度信息到另外的基站的本发明方法的基站。

除了使用用户站11、21、31从他们各自的基站10、20、30、40发送数据之外，还可以提供能够直接相互发送数据的基站10、20、30、40。

Claims

1.一种用于操作通信网络的方法，其中根据对资源的请求授予将数据从用户站发送到第一基站所需的资源，其特征在于为至少一个另外的基站提供关于对所述资源的所述请求的调度信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一基站中处理所述请求之前提供所述请求。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一基站中处理所述请求期间或之后提供所述调度信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述调度信息包括定时信息，所述定时信息表示在其上为发起于所述第一基站的数据发送保留所述另外的基站的资源的特定时间和/或在其中为发起于所述第一基站的数据发送保留所述另外的基站的资源的时间间隔。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述调度信息包括关于待发送数据量的信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中基于测量到的延迟来优化所述调度信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中使用关于所述调度信息的反馈信息，其中由所述另外的基站和/或所述通信网络中涉及数据发送的任意其他网元发出所述反馈信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中提供用于在所述基站和/或涉及数据发送的其他网元中分配所述调度信息的控制器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述控制器跨接不能评估所述调度信息的网元。

10.一种用于通信网络的基站，其中根据对资源的请求授予将数据从用户站发送到所述基站所需的资源，其特征在于所述基站包括用于为至少一个另外的基站提供关于对所述资源的所述请求的调度信息的装置。