專利名稱：用于多路復(fù)用鏈路的通信結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信結(jié)構(gòu)及方法，尤其涉及一種在多路復(fù)用鏈路上用于傳輸數(shù)據(jù)的通信結(jié)構(gòu)及方法，這些數(shù)據(jù)可包括語(yǔ)音數(shù)據(jù)、非語(yǔ)音數(shù)據(jù)和“純”數(shù)據(jù)。
用于“純數(shù)據(jù)”(也就是-不同于語(yǔ)音的數(shù)據(jù)傳輸)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)也已經(jīng)被以無(wú)連接方式建立。通常，無(wú)連接式通信系統(tǒng)在盡力而為和/或統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上運(yùn)行，以便在各個(gè)用戶之間經(jīng)由一個(gè)適當(dāng)?shù)?、但未必固定的路徑以盡力而為的傳輸速率和/或誤碼率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。無(wú)連接系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例是像互聯(lián)網(wǎng)這樣的分組網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)使用網(wǎng)際協(xié)議(IP)，其中網(wǎng)絡(luò)容量為各個(gè)用戶所共用。
最近，已經(jīng)試圖將無(wú)連接業(yè)務(wù)和有連接特征(connection-like)業(yè)務(wù)結(jié)合在單一的通信系統(tǒng)中。例如，最近已經(jīng)對(duì)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的IP電話(VoIP)表示了很大興趣。然而，已經(jīng)證實(shí)建立既滿足VoIP(要求適度的數(shù)據(jù)速率并具有對(duì)錯(cuò)誤的容差，但要求低等待時(shí)間的語(yǔ)音數(shù)據(jù))的有連接特征(connection-like)要求又滿足純數(shù)據(jù)(經(jīng)常利用高的、突發(fā)數(shù)據(jù)速率并對(duì)等待時(shí)間具有相對(duì)高的容差，但對(duì)錯(cuò)誤具有較小容差)的無(wú)連接要求的通信系統(tǒng)是困難和/或高成本的。
已經(jīng)對(duì)經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)提供有連接特征(connection-like)機(jī)制做出了嘗試。一個(gè)這種嘗試是由一些設(shè)備廠商實(shí)施的預(yù)留協(xié)議(ReSerVation Protocol，縮寫(xiě)為RSVP)，該協(xié)議允許網(wǎng)絡(luò)容量在路由器和轉(zhuǎn)換器被“預(yù)留”，以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)建立“虛擬”連接，由此更好地確保該虛擬連接所需服務(wù)質(zhì)量(QoS)等級(jí)得到滿足。然而，對(duì)RSVP的支持必須在用戶應(yīng)用中及虛擬連接中涉及的每一個(gè)轉(zhuǎn)換器和/或路由器上被明確地實(shí)現(xiàn)，到目前為止，這還是難于實(shí)現(xiàn)的。此外，建立一個(gè)RSVP虛擬連接需要大量的時(shí)間和開(kāi)銷，這就抵消了用于相對(duì)短期的連接的RSVP虛擬連接的益處。即使RSVP被采用，它通常也不能使網(wǎng)絡(luò)容量得到有效利用，這是由于最大預(yù)期帶寬和/或網(wǎng)絡(luò)容量要求必須為虛擬連接期間預(yù)留，即使它們沒(méi)被用到或沒(méi)被連續(xù)使用。因此，在許多情況下，預(yù)留的網(wǎng)絡(luò)資源在部分時(shí)間段內(nèi)是處于空閑或是利用不足狀態(tài)。而且，RSVP不包括那些促使應(yīng)用/用戶只對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效利用的任何激勵(lì)機(jī)制，也就是，一般當(dāng)沒(méi)有經(jīng)濟(jì)因素或其他對(duì)做出不合理請(qǐng)求的阻止時(shí)，用戶或應(yīng)用可能對(duì)資源做出不合理請(qǐng)求，從而導(dǎo)致不良的網(wǎng)絡(luò)效率。
當(dāng)其上實(shí)施了網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)的一部分的鏈路涉及高價(jià)的和/或有限的帶寬的多路復(fù)用鏈路時(shí)，就更加劇了這些困難。在這些情況下，對(duì)帶寬和/或網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用是非常重要的，而RSVP或類似策略難于達(dá)到所需效率。在這里所使用的術(shù)語(yǔ)“多路復(fù)用”和/或“多路復(fù)用鏈路”試圖包括由其一個(gè)鏈路可被共用來(lái)在用戶間建立多個(gè)連接的任何系統(tǒng)或方法。這些多路復(fù)用鏈路的實(shí)例包括使用諸如TDMA、CDMA、OFDM、FDMA或其他方案的多路復(fù)用系統(tǒng)的有線或無(wú)線鏈路。
在多路復(fù)用無(wú)線鏈路上提供數(shù)字語(yǔ)音傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)特定實(shí)例是一種PCS(個(gè)人通信系統(tǒng))蜂窩式系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可采用諸如CDMA、TDMA的多路復(fù)用技術(shù)及諸如GSM的混合系統(tǒng)，或其他方案，由此使多個(gè)主叫方在上行鏈路(移動(dòng)到基站)和下行鏈路(基站到移動(dòng))兩個(gè)方向的蜂窩基站和PCS移動(dòng)單元之間共用無(wú)線鏈路。一種通用的這種系統(tǒng)是在北美、韓國(guó)和日本使用的基于CDMA的IS-95蜂窩式系統(tǒng)。
盡管基于IS-95的系統(tǒng)或類似的系統(tǒng)在處理語(yǔ)音通信方面已經(jīng)很成功，試圖在這樣的系統(tǒng)上提供純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)卻不太成功。到目前為止，已有的一種方法是來(lái)自有限的一組可指定的信道的一個(gè)可指定的信道必須被專用于純數(shù)據(jù)要發(fā)送到的每一個(gè)所述用戶。由于數(shù)據(jù)速率和要求的變化范圍遠(yuǎn)大于該信道設(shè)計(jì)用于的通常的語(yǔ)音通信的變化范圍，一般，這不會(huì)有效利用可用的IS-95帶寬。
為了提供解決這些問(wèn)題的以及可與IS-95或其他標(biāo)準(zhǔn)后向兼容(backward compatible)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，已經(jīng)做出了其他嘗試，但是到目前為止還沒(méi)有創(chuàng)建出對(duì)用于包括語(yǔ)音數(shù)據(jù)和純數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗦窂?fù)用鏈路上的可用的、有限的帶寬提供有效利用的系統(tǒng)。
因此需要一種在無(wú)線或其他多路復(fù)用鏈路上提供包括聲音和純數(shù)據(jù)通信的通信結(jié)構(gòu)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新穎的通信結(jié)構(gòu)和方法，該結(jié)構(gòu)和方法消除或減少了現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)中的至少一些缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供通過(guò)多路復(fù)用鏈路用于在至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)用戶站間通信的通信結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括多個(gè)專用信道，每個(gè)專用信道具有分配給它的所述鏈路的一部分傳輸容量，以提供所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與所述至少兩個(gè)用戶站之一間的通信；以及共用信道，該信道具有分配給它的所述鏈路的一部分傳輸容量，并且其中所述共用信道可操作來(lái)傳輸從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述至少兩個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)包的幀。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種在多路復(fù)用鏈路上傳輸從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述至少兩個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟(i)確定對(duì)供用戶站使用的第一數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅?ii)根據(jù)所述確定的要求選擇使用專用信道或共用信道來(lái)實(shí)現(xiàn)所述第一數(shù)據(jù)傳輸；以及(iii)如果專用信道被選擇，則當(dāng)專用信道可用時(shí)獲取專用信道并在其上傳輸所述第一數(shù)據(jù)傳輸，如果共用信道被選擇，在所述共用信道上以發(fā)送到所述用戶站的數(shù)據(jù)包形式傳輸所述第一數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種管理用于在多路復(fù)用鏈路上傳輸從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟
(i)分配所述多路復(fù)用鏈路的一部分帶寬，以便創(chuàng)建多個(gè)專用信道，所述專用信道中的每一個(gè)可被指定給所述用戶站中的一個(gè)不同用戶站；(ii)將所述多路復(fù)用鏈路的一部分剩余的帶寬分配給可與多個(gè)所述用戶工作站通信的共用信道；(iii)監(jiān)控對(duì)所述結(jié)構(gòu)中的專用信道的要求，并在所述共用信道和所述專用信道間重新分配所述多路復(fù)用鏈路的帶寬，以根據(jù)要求來(lái)創(chuàng)建或消除專用信道。
本發(fā)明提供了一種通信結(jié)構(gòu)和方法，以允許在多路復(fù)用通信鏈路上提供有連接特征和無(wú)連接通信。所述結(jié)構(gòu)和方法在提供這兩種類型的通信時(shí)可有效利用可用帶寬和/或網(wǎng)絡(luò)資源。有連接特征通信可由專用信道提供，該專用信道具有專用于所述通信的分配的帶寬，而無(wú)連接通信可由共用信道提供，通過(guò)該共用信道數(shù)據(jù)可被傳輸給用戶。在一個(gè)實(shí)施例中，共用信道傳輸發(fā)送到所述用戶的數(shù)據(jù)包的幀。專用信道和共用信道間的帶寬分配可以是固定的，或可被管理以適合網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的要求。所述結(jié)構(gòu)和方法還可由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商管理，以允許優(yōu)先化某些通信。
圖5a示出了圖3的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例，其中已經(jīng)為共用信道定義了最小帶寬分配；圖5b示出了當(dāng)另外的專用信道已被創(chuàng)建并且共用信道帶寬已被相應(yīng)的減小時(shí)的圖5a的結(jié)構(gòu)；圖5c示出了當(dāng)共用信道被減小到其被選擇的最小級(jí)別并且系統(tǒng)的剩余帶寬分配給指定的專用信道時(shí)的圖5a的結(jié)構(gòu)；以及圖6示出了圖3的結(jié)構(gòu)，其中提供了兩個(gè)共用信道。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明

圖1示出了一個(gè)無(wú)線本地環(huán)路系統(tǒng)，總體以20指示。系統(tǒng)20包括至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，例如基站24，該基站經(jīng)由回程線路28連接到一個(gè)或更多網(wǎng)絡(luò)，例如PSTN和/或互聯(lián)網(wǎng)，和/或連接到一個(gè)或更多其他基站24?；爻叹€路28可以是任何適當(dāng)?shù)耐ㄐ沛溌穼?shí)例，其中包括但不限于T1、T3、E1、E3、OC3、無(wú)線或微波鏈路。經(jīng)由在用戶站32間共用的多路復(fù)用無(wú)線鏈路52，每一個(gè)基站24與多個(gè)用戶站32通信。圖1中，每個(gè)用戶站32可提供與至少一種電話裝置36的同時(shí)連接，諸如電話機(jī)或傳真機(jī)，以及一種數(shù)據(jù)裝置48，諸如計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等。
無(wú)線鏈路52采用適當(dāng)?shù)亩嗦窂?fù)用技術(shù)，諸如TDMA、FDMA、OFDM、CDMA、它們的混合或其他多路復(fù)用技術(shù)，以便允許基站24以及一個(gè)以上用戶站32同時(shí)使用無(wú)線鏈路52。這些多路復(fù)用技術(shù)可被用于“信道化”，和/或共用無(wú)線鏈路52。
在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，其中，例如用戶站是移動(dòng)電話，基站可基于用戶的需要將一部分無(wú)線鏈路的使用指定給用戶站。例如，在采用IS-95的系統(tǒng)中，無(wú)線鏈路在從基站到用戶站的下行鏈路方向被信道化成64個(gè)信道。其中的一些信道專用于基站到用戶站間控制和發(fā)信號(hào)的目的，余下部分形成業(yè)務(wù)信道的一個(gè)組合，其中的一個(gè)或多個(gè)信道可根據(jù)需要被指定來(lái)與用戶站通信。
IS-95通信系統(tǒng)具有某些缺點(diǎn)。例如，所述信道具有固定的預(yù)選數(shù)據(jù)速率(例如，每秒9.6或14.4千比特，盡管可采用不同的重復(fù)次數(shù)，從而導(dǎo)致不同的有效速率)并且業(yè)務(wù)信道的使用被預(yù)留給連接期間，即使該連接目前沒(méi)有使用分配給該信道的鏈路資源。通常語(yǔ)音保存包括相對(duì)較長(zhǎng)的暫停，其間無(wú)信息傳輸，信道帶寬實(shí)質(zhì)上被浪費(fèi)了(盡管在CDMA中，這會(huì)導(dǎo)致用戶間干涉的理想的降低)。
當(dāng)考慮無(wú)連接業(yè)務(wù)時(shí)，這個(gè)問(wèn)題會(huì)更嚴(yán)重，這是因?yàn)閷⒓償?shù)據(jù)傳輸?shù)街T如計(jì)算機(jī)這樣的數(shù)據(jù)設(shè)備可能包括通常以突發(fā)脈沖方式而不是以穩(wěn)定的速率到達(dá)的一個(gè)或僅僅少數(shù)數(shù)據(jù)包。因此，為這種無(wú)連接業(yè)務(wù)建立的信道通常不會(huì)使用其被分配的大部分鏈路資源，但這些未使用的資源仍被預(yù)留給該連接期間，直到該信道空閑才可用于系統(tǒng)中的別處。另外，在基站和用戶站間指定信道要求相對(duì)較高的開(kāi)銷。因此，對(duì)于在基站和用戶站間的無(wú)連接業(yè)務(wù)，用于建立一個(gè)信道的時(shí)間和/或網(wǎng)絡(luò)處理的要求對(duì)于數(shù)據(jù)包的短突發(fā)脈沖串(short bursts)可能是不合理的，并且，一般不能有效利用鏈路資源。
圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)用于在IS-95 CDMA系統(tǒng)中使用的無(wú)線鏈路的下行鏈路(從基站到用戶)結(jié)構(gòu)100。結(jié)構(gòu)100表示可用帶寬，它通常被安排成64個(gè)信道之多。信道104、108、和112是控制信道，用于建立和維持與用戶的通信。例如，信道104可以是IS-95導(dǎo)頻信道，信道108可以是IS-95分頁(yè)信道，信道112可以是IS-95同步信道。被傳輸給，例如，所有(通常是移動(dòng))用戶的另外的、不同或更少的控制信道可被采用。信道116(1)至116(x)是在基站和用戶間傳送用戶(非控制)數(shù)據(jù)的‘X’個(gè)業(yè)務(wù)信道。在IS-95A中，業(yè)務(wù)信道116都具有相同的數(shù)據(jù)速率，而在IS-95B中，信道104至116(x)的數(shù)據(jù)速率可以是變化的，這會(huì)導(dǎo)致不同的信道總數(shù)。注意到結(jié)構(gòu)100實(shí)質(zhì)上是基于連接的系統(tǒng)的一部分是很重要的，這是因?yàn)闃I(yè)務(wù)信道116及其相關(guān)資源在通信期間被分配給用戶，并且為連接期間提供固定量的帶寬和/或數(shù)據(jù)速率。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)200，例如，它可與圖1中的WLL系統(tǒng)20一同用作下行鏈路無(wú)線結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)200中，總的可用帶寬204的某部分206被分配給一個(gè)或多個(gè)控制信道(例如208、212及216)，帶寬204的剩余部分220在共用信道224和‘n’個(gè)專用信道228(1)至228(n)之間分配。正如在這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“帶寬”確定為包括鏈路的傳輸容量。依靠鏈路上采用的多路復(fù)用技術(shù)以及鏈路的物理層，傳輸容量可作為頻帶、展碼空間(spreading code space)、時(shí)隙(time-slots)、傳輸速率或其他對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的其它鏈路資源分配給用戶，術(shù)語(yǔ)帶寬確定為適當(dāng)?shù)匕ㄋ羞@些。
如以下更詳細(xì)的描述，分配給共用信道224的帶寬可根據(jù)要求被增加，并且專用信道的號(hào)碼‘n’相應(yīng)地被減少，反之亦然。
共用信道224是廣播信道，這是因?yàn)閳D1中的數(shù)個(gè)或所有用戶站32能夠接收在其上傳輸?shù)膩?lái)自基站24的數(shù)據(jù)，并且共用信道224通常實(shí)現(xiàn)到用戶站32的無(wú)連接純數(shù)據(jù)傳輸。要從基站24傳輸?shù)揭粋€(gè)用戶站32的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)包通常與發(fā)送到其他用戶站32的數(shù)據(jù)包一起被集合到一個(gè)傳輸幀中。這些幀可從經(jīng)由回程線路28接收的數(shù)據(jù)包和/或從在基站24從其他用戶站32接收的數(shù)據(jù)包在基站24被集合，或是在別處被集合并通過(guò)回程線路28轉(zhuǎn)發(fā)到基站24。每個(gè)被集合的幀在無(wú)線鏈路52上經(jīng)由共用信道224從基站24被傳輸?shù)接脩粽?2，并且每個(gè)用戶站32接收該被傳輸?shù)膸z查其中的數(shù)據(jù)包，以便識(shí)別如果有發(fā)送給它的，哪些是發(fā)送給它的。然后發(fā)送給用戶站32的數(shù)據(jù)包相應(yīng)地由該被發(fā)送到的用戶站32處理。
在本發(fā)明的本實(shí)施例中，傳輸幀的長(zhǎng)度是10毫秒，幀的構(gòu)造和傳輸意圖在工作的基礎(chǔ)上被執(zhí)行，在前一幀正在被傳輸時(shí)構(gòu)造和準(zhǔn)備用于傳輸?shù)膸?br> 意圖是在運(yùn)行期間，每個(gè)用戶站32將連續(xù)收聽(tīng)和接收共用信道224，這樣，在用戶站32處于正常運(yùn)行模式(作為每個(gè)用戶站32的正常功率上升(power-up)的一部分被達(dá)到)后，為了建立與用戶站32的連接而另外需要的時(shí)間和/或網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷處理要求就被避免了。以這種方式，由于對(duì)將數(shù)據(jù)包傳輸給用戶站32沒(méi)有明確地要求設(shè)置(setup)，并且不要求預(yù)留帶寬，所以即使少量的數(shù)據(jù)(例如單個(gè)數(shù)據(jù)包)也能以高效率的方式從基站24傳送到用戶站32。
對(duì)有連接特征(connection-like)業(yè)務(wù)，諸如語(yǔ)音通信或具有QoS要求的其他業(yè)務(wù)，例如相對(duì)較低等待時(shí)間或其他要求已知的傳輸特征的通信，可根據(jù)需要在基站24和用戶站32間建立專用信道228。專用信道228可類似于IS-95的業(yè)務(wù)信道并且具有固定的數(shù)據(jù)速率，或是它們可被分配來(lái)提供根據(jù)需要的不同數(shù)據(jù)速率，例如，以允許不同質(zhì)量的語(yǔ)音通信，例如——長(zhǎng)途電話等級(jí)的質(zhì)量(每秒16千比特(kbps))對(duì)CD-Audio等級(jí)的質(zhì)量(128kbps)。在任何情況下，專用信道228都有效地預(yù)留帶寬，以便為從基站24到用戶站32的連接提供有連接特征(connection-like)業(yè)務(wù)。
還預(yù)期采用共用信道224及一個(gè)或多個(gè)專用信道228的混合連接可以被建立。例如，具有相對(duì)固定的“正?！睌?shù)據(jù)速率并要求低等待時(shí)間、但也經(jīng)歷很少發(fā)生的到達(dá)較高數(shù)據(jù)速率的突發(fā)脈沖的連接，可被指定一個(gè)專用信道228，該信道足夠用于在“正?！睌?shù)據(jù)速率進(jìn)行傳輸，并且任何脈沖串可以被共用信道224傳輸并發(fā)送到適當(dāng)?shù)挠脩粽?2。
或者，共用信道224可被用于實(shí)現(xiàn)有連接特征(connection-like)和無(wú)連接兩種業(yè)務(wù)。無(wú)論如何，本發(fā)明不限于專用信道228提供有連接特征(connection-like)業(yè)務(wù)，或是共用信道224提供無(wú)連接業(yè)務(wù)，用于有利地采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的許多合適的方案會(huì)被本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到。
如上所述，帶寬部分220被管理來(lái)在共用信道224和專用信道228間分配帶寬。例如，圖4a中可能用于54個(gè)IS-95A業(yè)務(wù)信道的(54乘9,600kbps等于518.4kbps)足夠帶寬(在此實(shí)例中表述為數(shù)據(jù)速率)的帶寬部分220已經(jīng)被分配，以便建立41個(gè)9,600kbps的專用信道228(總共393.6kbps)并將帶寬部分220的剩余帶寬(124.8kbps)分配給共用信道224。在圖4b中，只有18個(gè)專用信道228被分配(18乘9,600kbps等于172.8kbps)，剩余帶寬(345.6kbps)被分配給共用信道224。
盡管結(jié)構(gòu)200能以分配給共用信道224固定量的帶寬以及將剩余帶寬分配給固定數(shù)量的專用信道228的方式被配置，預(yù)期在許多情況下，帶寬部分220會(huì)被主動(dòng)管理。通過(guò)主動(dòng)管理帶寬部分220在共用信道224和專用信道228間的分配，結(jié)構(gòu)200的操作者可滿足適合其用戶需要的目的和/或有效利用他們可用的帶寬。例如，操作者可決定比在共用信道224上提供較高數(shù)據(jù)速率優(yōu)先提供用于語(yǔ)音通信的專用信道228。
預(yù)期在主動(dòng)管理帶寬部分220時(shí)，會(huì)為共用信道224選擇最小帶寬分配，例如，相當(dāng)于50kbps數(shù)據(jù)速率的帶寬。這種最小分配可以由操作者根據(jù)共用信道224必須滿足的業(yè)務(wù)承諾以及共用信道224必須服務(wù)的用戶站32的數(shù)量來(lái)定義。于是共用信道224總是被分配至少這一定義的最小量的帶寬。
還預(yù)期由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商定義的，用于最小數(shù)量的專用信道228的帶寬也總是被分配。然后帶寬部分220的剩余部分被分配給共用信道224。如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)優(yōu)先對(duì)專用信道228進(jìn)行供應(yīng)，那么當(dāng)剩余的帶寬的某部分在后來(lái)被要求來(lái)創(chuàng)建另外的專用信道228時(shí)，所要求的帶寬被從共用信道224分離分配出來(lái)并分配給新的專用信道228，假設(shè)共用信道224仍被分配至少定義的最小帶寬量。否則，結(jié)構(gòu)200的容量會(huì)被超出，專用信道228的進(jìn)一步創(chuàng)建被禁止。
在本發(fā)明目前優(yōu)選的一個(gè)方面中，為了減少設(shè)立時(shí)間及開(kāi)銷，除了所定義的專用信道228的最小數(shù)量，預(yù)期一組被選數(shù)量的專用信道228(一個(gè)“信道組合”)將根據(jù)預(yù)期的未來(lái)的需要而被分配。在信道組合中的專用信道228被分配帶寬，但最初并未被指定給任何用戶站32。當(dāng)用戶站32需要新的專用信道228時(shí)，它被指定為信道組合中的專用信道228的一個(gè)信道，由此避免了延遲和/或由從共用信道224重新分配帶寬來(lái)創(chuàng)建新的專用信道228所產(chǎn)生的開(kāi)銷。
假設(shè)另外的帶寬可被從共用信道224重新分配，那么一個(gè)替換專用信道228將在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間被創(chuàng)建并被置于信道組合中。如果帶寬不能被從共用信道224重新分配，(因?yàn)?，例如它處于定義的最小帶寬)，那么信道組合的信道數(shù)量減少，直到一個(gè)被占用的專用信道228被釋放并回到信道組合。
當(dāng)信道組合包含定義數(shù)量的專用信道228時(shí)，則分配給不再要求用戶使用的另外的專用信道的帶寬可被重新分配給共用信道224。還預(yù)期，信道組合可被這樣管理，可為該組合指定信道的最大和最小數(shù)量，也就是——在替換信道被增加到信道組合前，該組合的大小可少至只有5個(gè)信道，并且在帶寬被重新分配給共用信道224之前該組合中的信道可多至8個(gè)。
預(yù)期多種其他管理方案和/或上述方案的改進(jìn)會(huì)被本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到。例如，如果為創(chuàng)建專用信道228所要求的開(kāi)銷延遲可被容許，就不需要建立信道組合。
圖5a示出了結(jié)構(gòu)200的配置，其中共用信道224的大小具有定義的最小值(由粗實(shí)線指示)，但已經(jīng)被分配了另外的帶寬(由細(xì)實(shí)線所示)。此外，這種配置的結(jié)構(gòu)200具有兩個(gè)專用信道228(a)和228(b)的信道組合并具有分配給用戶站32的4個(gè)專用信道228(1)到228(4)。如圖所示，當(dāng)要?jiǎng)?chuàng)建另一個(gè)信道228(n)時(shí)，它會(huì)從共用信道224分配帶寬，該共用信道相應(yīng)地被調(diào)整大小。
特別地，如圖5b所示，當(dāng)要求將專用信道228分配給用戶時(shí)，除信道228(1)到228(4)外，信道228(a)(在此實(shí)例中)將作為要求的信道被分配為信道228(5)，接著替換專用信道228(c)被創(chuàng)建，并置于信道組合中來(lái)替換分配的信道，分配給共用信道224的帶寬將相應(yīng)地被減小。
由于接近了結(jié)構(gòu)200的容量，并且共用信道224被減小到其定義的最小帶寬，未被使用的專用信道228(c)和228(b)(作為圖中信道228(n)和228(n-1)將根據(jù)要求被分配給用戶，沒(méi)有新的專用信道228將被創(chuàng)建，從而使信道組合變空，如圖5c所示。
還預(yù)期如果需要，在帶寬部分220可提供一個(gè)以上共用信道224。在這種情況下，如圖6所示，每個(gè)共用信道224a和224b會(huì)導(dǎo)致專用信道228或其他共用信道224的可用帶寬的相應(yīng)減小。由這個(gè)實(shí)例所示，共用信道224a和224b可具有分配給它們的不同量的帶寬。對(duì)共用信道224和專用信道228的帶寬分配可以是固定的，或者像上述那樣被管理。例如，共用信道224a和224b之一或兩者可使其帶寬相應(yīng)地隨專用信道228的數(shù)量增加或減少和/或隨分配給其他共用信道224的帶寬被增加或減小而被增加或減小。
提供多于一個(gè)共用信道224的一個(gè)原因可包括通過(guò)減小傳輸幀間的長(zhǎng)度和/或允許同時(shí)發(fā)送多幀來(lái)減小傳輸?shù)却龝r(shí)間的能力。采用多于一個(gè)共用信道224的另一個(gè)原因是提供一個(gè)升級(jí)路徑(upgradepath)，借此，不能應(yīng)付增加了的數(shù)據(jù)速率或其他新發(fā)展的“舊”用戶站32可收聽(tīng)采用了適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)速率或其他需要的技術(shù)的一個(gè)共用信道224a，并且“新”用戶站32可收聽(tīng)采用增加的數(shù)據(jù)速率或其它新技術(shù)的另一個(gè)共用信道224b。
包括多于一個(gè)共用信道224的另一個(gè)可能的原因是允許用于一些用戶的安全方案。要接收安全的通信的一組用戶站32將收聽(tīng)加密的共用信道224a，而余下的用戶站32收聽(tīng)未加密的共用信道224b。盡管在未加密的共用信道224b上的數(shù)據(jù)包可具有加密的有效負(fù)載，但在加密的共用信道224a上數(shù)據(jù)包的全部幀可以被加密，從而禁止在經(jīng)由信道224a發(fā)送的通信上進(jìn)行通信分析。
提供多于一個(gè)共用信道224a的另外一個(gè)原因可以是，不同的用戶站32可具有不同的接收信號(hào)的能力。因此，一個(gè)共用信道224可具有調(diào)制、編碼和/或適于具有良好接收特性的一組用戶站32的傳輸功率電平，并且第二共用信道224b可采用不同的調(diào)制、編碼和/或適于具有較差接收特性的另一組用戶站32的傳輸功率電平。
本發(fā)明不限于無(wú)線鏈路或其他采用CDMA作為多路復(fù)用技術(shù)的鏈路。例如，本發(fā)明可被用于運(yùn)行在有線網(wǎng)絡(luò)或光網(wǎng)絡(luò)物理層，并采用諸如OFDM、TDMA、FDMA或混合多路復(fù)用技術(shù)等多路復(fù)用技術(shù)的某些鏈路。
本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)和方法，允許有連接特征(connection-like)和無(wú)連接通信以有效利用可用帶寬和/或網(wǎng)絡(luò)資源的方式被提供。該系統(tǒng)和方法可由網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商管理，以便允許優(yōu)先化一些通信和/或改變根據(jù)需要的和/或要求的有連接特征(connection-like)和無(wú)連接通信之間分配的帶寬。
上述的本發(fā)明的實(shí)施例試圖作為本發(fā)明的實(shí)例，并且在不脫離本發(fā)明所附權(quán)利要求限定的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)其做出變更和修改。
權(quán)利要求
1.一種通信結(jié)構(gòu)，用于通過(guò)多路復(fù)用鏈路在至少一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和至少兩個(gè)用戶站之間通信，所述結(jié)構(gòu)包括多個(gè)專用信道，每個(gè)專用信道具有分配給它的所述鏈路的一部分傳輸容量，以提供所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與所述至少兩個(gè)用戶站之一間的通信；以及共用信道，所述共用信道具有分配給它的所述鏈路的一部分傳輸容量，并且其中所述共用信道可操作來(lái)傳輸從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述至少兩個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)包的幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，分配給所述共用信道的所述鏈路的所述部分傳輸容量是固定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述結(jié)構(gòu)包括預(yù)選最小數(shù)量的所述專用信道，并且分配給所述共用信道的所述鏈路的所述部分傳輸容量包括未被所述預(yù)選數(shù)量的所述專用信道占用的所述傳輸容量的余下部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，包括至少兩個(gè)共用信道，每個(gè)共用信道可操作來(lái)傳輸從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到所述至少兩個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)包的幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述至少兩個(gè)共用信道中的每一個(gè)都可操作來(lái)將所述信息包的幀傳輸給所述至少兩個(gè)用戶站中的不同用戶站。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述傳輸容量的所述余下部分被不相等地分配給所述至少兩個(gè)共用信道中的每一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)，其中，另外的專用信道根據(jù)需要被創(chuàng)建，它是通過(guò)從至少一個(gè)共用信道將所述鏈路的必要傳輸容量重新分配給這種另外的專用信道來(lái)創(chuàng)建的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述至少一個(gè)共用信道具有預(yù)選最小傳輸容量，并且在分配給所述共用信道的所述傳輸容量降到所述最小傳輸容量之前，停止將傳輸容量從所述至少一個(gè)共用信道重新分配給所述另外的專用信道。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，用于用戶站的數(shù)據(jù)經(jīng)由專用信道和所述共用信道的組合從所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)被傳輸，所述專用信道提供第一數(shù)據(jù)傳輸速率，所述共用信道根據(jù)需要提供另外的傳輸速率，以容納超出所述第一數(shù)據(jù)傳輸速率的傳輸突發(fā)脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述多個(gè)專用信道中至少一個(gè)信道具有與所述多個(gè)專用信道中的另一個(gè)信道不同數(shù)量的分配給它的所述傳輸容量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述鏈路是無(wú)線鏈路。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述無(wú)線鏈路采用CDMA作為多路復(fù)用技術(shù)。
13.一種在多路復(fù)用鏈路上傳輸從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)的方法，包括步驟(i)確定對(duì)打算供用戶站使用的第一數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅?ii)根據(jù)所述確定的要求選擇使用專用信道或共用信道來(lái)實(shí)現(xiàn)所述第一數(shù)據(jù)傳輸；以及(iii)如果專用信道被選擇，則當(dāng)專用信道可用時(shí)獲得專用信道，并在其上傳輸所述第一數(shù)據(jù)傳輸，如果共用信道被選擇，在所述共用信道上以發(fā)送到所述用戶站的數(shù)據(jù)包形式傳輸所述第一數(shù)據(jù)傳輸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，步驟(i)中的確定是考慮到所述第一數(shù)據(jù)傳輸?shù)腝oS要求而做出的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，步驟(i)中的確定是考慮到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的類型而做出的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，如果專用信道被選擇并且沒(méi)有這樣的專用信道可用，所述第一數(shù)據(jù)傳輸在所述共用信道上被傳輸。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在步驟(ii)中，專用信道和共用信道都被選擇，與所述專用信道的傳輸容量相應(yīng)的適量的所述第一數(shù)據(jù)傳輸被在其上傳送，所述第一數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠嘞虏糠直粡乃龉灿眯诺郎蟼魉汀?br> 18.一種管理用于在多路復(fù)用鏈路上傳輸從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到多個(gè)用戶站的數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)構(gòu)的方法，包括步驟(i)分配所述多路復(fù)用鏈路的一部分帶寬，以便創(chuàng)建多個(gè)專用信道，所述專用信道中的每一個(gè)可被指定給所述用戶站中的一個(gè)不同用戶站；(ii)將所述多路復(fù)用鏈路的一部分剩余帶寬分配給可與所述多個(gè)用戶站通信的共用信道；(iii)監(jiān)控對(duì)所述結(jié)構(gòu)中的專用信道的所述要求，并在所述共用信道和所述專用信道間重新分配所述多路復(fù)用鏈路的帶寬，以便根據(jù)要求來(lái)創(chuàng)建或消除專用信道。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)包括預(yù)選最小數(shù)量的專用信道，并且，在步驟(iii)中，當(dāng)所述專用信道的數(shù)量與所述預(yù)選最小數(shù)量相等時(shí)，沒(méi)有專用信道被消除。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)包括分配給所述共用信道的預(yù)選最小部分帶寬，并且，在步驟(iii)中，沒(méi)有專用信道被創(chuàng)建，否則會(huì)將分配給所述共用信道的所述帶寬減小到低于所述最小部分帶寬。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述結(jié)構(gòu)包括預(yù)選最小數(shù)量的專用信道以及分配給所述共用信道的預(yù)選最小部分帶寬，并且，在步驟(iii)中，沒(méi)有專用信道被創(chuàng)建，否則會(huì)將分配給所述共用信道的帶寬減小到低于所述最小部分帶寬，并且當(dāng)所述專用信道與所述預(yù)選最小數(shù)量相等時(shí)，沒(méi)有專用信道被消除。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種允許在多路復(fù)用鏈路上提供有連接特征(connection－like)和無(wú)連接通信的通信結(jié)構(gòu)及方法。當(dāng)提供兩種通信類型和混合網(wǎng)絡(luò)時(shí)，該結(jié)構(gòu)及方法可有效利用可用傳輸容量和/或網(wǎng)絡(luò)資源。有連接特征(connection－like)通信可由具有專用于該通信的傳輸容量的信道提供，而無(wú)連接通信可由共用信道提供，數(shù)據(jù)可通過(guò)該共用信道被傳輸給用戶。在一個(gè)實(shí)施例中，共用信道對(duì)發(fā)送至一個(gè)或多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸。專用信道和共用信道之間的傳輸容量的分配可以是固定的，或是能被管理以便滿足網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的要求。該結(jié)構(gòu)及方法還可由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商管理，以允許優(yōu)先化一些通信。在另一個(gè)實(shí)施例中，除專用信道之外還提供了兩個(gè)或更多個(gè)共用信道。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1425257SQ01808267
公開(kāi)日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2001年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者W·馬丁·斯奈爾格魯夫, 弗蘭克·M·文黑斯瓦克, 弗蘭克·克希斯昌, 馬克·詹姆士·弗雷澤, 拉梅什·曼特 申請(qǐng)人:索馬網(wǎng)絡(luò)公司