具有用于分配横跨多个回程的通信量的决策函数的通信基站的制作方法
【专利摘要】一种通信站，诸如基站或接入点，具有多个回程选项并且在可用的回程选项之间分配回程数据。该通信站包括：收发器，该收发器用于利用用户设备传输和接收数据；多个回程接口模块；和回程分配模块，该回程分配模块被布置用于监测对回程带宽的需求和基于对回程带宽的需求通过回程分配数据。用于用户数据和控制平面处理的附加模块可以与在通过回程分配数据中使用的用户/控制辨认一起被包括。回程选项可以包括优选回程和备选回程。通过回程分配数据可以基于例如与数据、财务成本、延迟、稳健性、计算资源相关联的应用和/或与使用特定回程相关联的附加安全性。
【专利说明】具有用于分配横跨多个回程的通信量的决策函数的通信基立占
【背景技术】
[0001]本发明涉及通信系统的领域并且涉及用于使用相关联的决策标准横跨多个回程分配通信量的系统和方法。
[0002]在诸如宽带无线网络的通信网络中，每个基站或类似的节点经回程连接连接到核心网络。回程连接可以使用各种技术来实施，诸如以得到许可和未许可的各种频率的点到点(PtP)无线、以各种频率的点到多点(PmP)无线、通过铜或纤维光纤缆的以太网、电缆调制解调器等。这些回程技术可以具有各种容量，比如10兆位每秒(Mbps)、100Mbps、和I吉比特每秒对于以太网技术而言是常见的容量。另外，回程选择可能具有不同的性能或操作成本。比如，一个回程选择可由基站的执行器拥有而另一个回程选择可能是租用的。一个回程选择对于安装或维持而言可能比其它选择或多或少昂贵。不同的回程选择可能具有不同的稳健性，诸如未许可频谱无线对比得到许可的频谱无线。不同的回程选择可能导致在基站中使用的附加的计算资源，诸如需要通过诸如不由基站的执行器拥有的不可信的回程实施IP-SEC或TR-0069隧道效应。
【发明内容】
[0003]提供了用于将横跨多个回程连接的通信量分配至基站和从基站分配横跨多个回程连接的通信量的系统和方法。在一个方面中，本发明提供了一种通信站，该通信站包括:收发器，所述收发器被布置用于利用订户站传输和接收数据；多个回程接口模块，每个回程接口模块被布置用于通过多个回程连接中的对应的一个回程连接来提供回程通信；数据处理模块，所述数据处理模块用于检测关于与由所述收发器传输和接收的数据相关联的应用的信息；以及回程分配模块，所述回程分配模块耦接到所述多个回程接口模块并且被布置用于基于对回程带宽的需求和检测到的关于与所述数据相关联的应用的信息来监测对回程带宽的需求和通过所述多个回程连接分配数据。
[0004]在另一个方面中，本发明提供了 一种用于与可操作以经收发器与用户设备通信并且通过多个回程连接与网络通信的通信站一起使用的方法。所述方法包括:监测对回程带宽的需求；将回程数据分配到所述多个回程连接中的优选的一个回程连接；检测关于与所述回程数据相关联的应用的信息；判定所述对回程带宽的需求是否超过多个所述回程连接回程中的优选的一个回程连接的容量；以及当所述对回程带宽的需求超过所述多个回程连接中的优选的一个回程连接的容量时，将所述回程数据中的至少一些分配至所述多个回程连接中的备选的一个回程连接，利用所述检测到的关于与所述回程数据相关联的应用的信息来选定被分配到所述多个回程连接中的备选的一个回程连接的回程数据。
[0005]本发明的其它特征和优势将从下列描述显而易见，下列描述通过举例阐明本发明的方面。
【专利附图】
【附图说明】[0006]本发明的关于其结构和操作两者的细节可以部分地通过研究附图来收集，在附图中，相似的附图标记表示相似的部分，并且其中:
[0007]图1是在其中可以根据实施方案实施本文所公开的方法的无线通信网络的框图；
[0008]图2是在其中可以根据实施方案实施本文所公开的方法的另一个无线通信网络的框图；
[0009]图3是图1的无线通信系统的一部分的框图，其中，基站具有可用的多个回程选项；
[0010]图4是根据实施方案的站的功能框图；
[0011]图5是具有多个回程的LTE微微小区的功能框图；以及
[0012]图6是用于判定何时使用备选回程的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0013]提供了一种具有多个回程选择的基站，该基站使用具有诸如成本函数的决策函数的方法来横跨多个回程分配回程通信量。本文所公开的基部可以与将基站连接到核心网络用于传送用户平面数据或控制平面数据或两者的目的的回程技术一起使用。实施方案具有它们可用的两个或更多个回程选择。一些实施方案具有主回程选择或优选回程选择和一个或多个备选回程选择。一些实施方案使用决策函数来判定何时使用优先于另一个回程选择的一个回程选择或何时使用除优选回程选择之外的备选回程选择。一些实施方案使用决策函数来判定用以通过优选回程选择和备选回程选择传送的数据量。一些实施方案将数量通信量分类成较佳地适合于通过优选或备选回程传送的组。一些实施方案检测关于与数据通信量相关联的应用的信息并且在回程决策函数中使用该应用信息。基站可以例如检查数据包来判定与所述数据包相关联的应用类别和/或具体应用。
[0014]决策函数可以具有依赖于例如可用的回程选择的许多实施方案。不同的回程选项可以具有不同的容量。不同的回程选项可以具有使得一个选项更可能没有误差地传输数据的不同的稳健性等级。不同的回程选项可能具有不同的计算成本。比如，一个回程选择可能是不可信的并且需要诸如IP-SEC的附加安全性程序，以避免安全性漏洞。该附加安全性可能需要附加计算资源。基站可能不具有充分的计算资源以对峰数据率施加增强的安全性，并且因此，必须分析使用需要额外安全性的回程的资源成本。不同的回程选择可以使用不同量的例如电力的其它资源。比如，如果两个不同的回程选择由不同的操作员拥有，则不同的回程选择可以具有不同的速率通信量(rate tariff)。不同的回程选择可以具有可以在成本函数中使用的不同的延迟特性或其它不同的性能特点。
[0015]对决策函数的上述输入可以是静态的、动态的或两者的一些组合。由于回程传输信道的条件，回程选项的稳健性可以随时间变化。诸如容量和延迟的回程选项的性能特点可能由于例如由其它系统对该回程选项的当前使用而随时间变化。速率通信量也可以由于由回程服务提供商实施的具体速率表而随时间变化。
[0016]本文所公开的系统和方法可以施加到各种通信系统中的基站或诸如电缆头端的类似的节点，包括但不限于有线技术和无线技术。例如，本文所公开的系统和方法可以与蜂窝2G、3G、4G (包括长期演进(“LTE”)、LTE升级版、WiMax)、WiF1、超移动宽带(“UMB”)、电缆调制解调器、和其它有线技术或无线技术。虽然本文中所使用的用来描述具体实施方案的短语和术语可以施加到特定技术或标准，本文中所描述的系统和方法并不限制于这些具体标准。
[0017]图1是在其中可以根据实施方案实施本文所公开的方法的无线通信网络的框图。图1图示包括宏小区、微微小区、和企业毫微微小区的通信系统的典型的基本布置。在典型的布置中，宏小区可以在与由小形状因数(SFF)基站(包括微微小区和企业或住宅毫微微小区)使用的一个或许多个频率信道分离的一个或许多个频率信道上传输和接收。在其它实施方案中，宏小区和SFF基站可以共享相同的频率信道。地理和信道可用性的各种组合可以产生会影响通信系统的吞吐量的各种干扰场景。
[0018]图1图示通信网络100中的典型的微微小区和企业毫微微小区布置的示例。宏基站110通过回程连接170连接到核心网络102。使用LTE术语的订户站150 (I)和150
(4)或用户设备(UE)可以通过宏基站110连接到网络。在图1中图示的网络配置中，办公楼120 (I)导致覆盖阴影(coverage shadow)104。经回程连接170连接到核心网络102的微微站130可以提供到在覆盖阴影104中的订户站150 (2)和150 (5)的覆盖阴影104。
[0019]在办公楼120 (2)中，企业毫微微小区140提供到订户站150 (3)和150 (6)的楼内覆盖。通过利用由企业网关103提供的宽带连接160，企业毫微微小区140可以连接到核心网102经ISP网络101。
[0020]图2是在其中根据实施方案实施本文所公开的方法的另一个无线通信网络的框图。图2图示在包括宏小区和布置在住宅环境中的住宅毫微微小区的通信网络200中的典型的基本布置。宏小区基站110通过回程连接170连接到核心网102。订户站150 (I)和150 (4)可以通过宏基站110连接到网络。在住宅220内，住宅毫微微小区240可以提供到订户站150 (7)和150 (8)的室内覆盖。通过利用由电缆调制解调器或DSL调制解调器203提供的宽带连接260，住宅毫微微小区240可以经ISP网络101连接到核心网络102。
[0021]以有线形式和无线形式两者的回程170、160、和260具有最大的并且常常可变的容量以便将通信量回程至特定基站110、130、140、或240以及使通信量从特定基站110、130、140、或240回程，并且因此对回程资源的需求可能超过容量。对于有线和无线网络基站两者，并且当使用有线或无线回程技术时，该拥挤效应可能出现。
[0022]图3是图1的无线通信系统的一部分100’的框图，其中，基站具有可用的多个回程选项。在该实施方案中，基站是现在具有回程连接170和备选回程选项170’的微微站130。两个回程选项将微微站连接到核心网络102。虽然图3描述了关于微微站130和回程连接170的多个回程的概念，但是，本领域的技术人员应理解，本文中的发明也将适用于宏站110。类似地，企业毫微微小区140可以具有多个回程选项诸如拨号线作为由企业网关103提供的宽带连接160的备选，或可以具有由备选网关提供的备选宽带连接。住宅毫微微小区240也可以具有多个回程选项诸如拨号线作为由电缆调制解调器或DSL调制解调器203提供的宽带连接260的备选，或可以具有由备选调制解调器提供的备选宽带连接，比如它可以可以在由电缆调制解调器和DSL调制解调器两者提供的宽带连接之间做出选择。虽然被描绘为单个PtP连接，但是如本文中所使用的术语“回程”也可以表示涉及以串行方式端到端连接的多个跃点的通信路径，所述多个跃点中的每一个使用不同的技术。例如，回程连接可以由许可带无线链路加上通过光纤链路传输的以太网(Ethernet over fiberlink)构成。另外，基站可以具有相同类型的多个回程连接。虽然图3描述具有两个回程连接的基站，但是，具有多个回程的其它站可以具有多于两个回程连接。
[0023]图4是站300的功能框图。在一些实施方案中，站300是无线或有线网络节点，诸如基站、LTE eNB、电缆头端、或其它网络节点(例如，图1、图2、和图3中所示的宏基站110、微微站130、企业毫微微小区140、企业网关103、或住宅毫微微小区240)。站300包括用户数据平面处理模块320和控制平面处理模块330，所述用户数据平面处理模块320和控制平面处理模块330两者均可通信地联接到接入网络收发两用机模块(或收发器)310并且可通信地联接到回程分配模块340。回程分配模块340进一步可通信地联接到回程A351和回程B352。在一个实施方案中，站300中模块经控制逻辑耦接。
[0024]收发两用机模块310被配置成传输和接收与诸如订户站150的其它装置的通信。在一个实施方案中，通信被无线地传输和接收。在另一个实施方案中，通信通过线被传输和接收。在一个实施方案中，收发两用机模块包括调制解调器、天线和无线电。
[0025]用户数据平面处理模块320被配置成处理由站300接收和传输的用户数据通信。在一个实施方案中，用户数据平面处理模块320分析由站300接收和传输的数据通信的应用类别和/或具体应用。
[0026]用户数据平面处理模块320可以检查每个数据包以检测包括应用类别和具体应用的应用信息。一些示例应用类别是2-路视频会议、单向流视频、在线游戏和语音。具体应用表示用来生成数据流的特定软件。一些示例具体应用是Youtube、Netflix、SkypeJtIiChat。每个应用类别可以具有许多具体应用。在一个实施方案中，对于一些应用类型，还检测附加应用信息，诸如所使用的视频编码解码器、帧速率、和帧尺寸。此外，应用信息可以包括例如允许回程分配模块340将使用TCP传送的视频数据与使用UDP传送的视频区分开来的传送信息。
[0027]在一个实施方案中，应用类别和具体应用可以通过检查IP源和目的地址来检测。用户数据平面处理模块320可以执行反向域名系统(DNS)查阅或因特网WHOIS查询以确定域名和/或登记的IP地址的受让人。域名和/或登记的受让人信息可以用来基于域的先验知识或受让人的目的为数据流确立应用类别和具体应用两者。例如，如果具有特定IP地址的通信量产生包括名称‘Youtube’的反向DNS查阅或WHOIS查询，则该通信量流可以被视为使用Youtube服务(具体应用)的单向视频流(应用类别)。
[0028]也可以通过检查HTTP标头来检测应用类别和具体应用。例如，在HTTP标头中的’主机’字段通常包含如在上文的实施方案中所描述的被用来将流映射到特定应用类别或具体应用的域或受让人信息。对于另一个示例，可以为关于有效负荷的类型的信息检查在HTTP数据包中的‘内容类型’字段。
[0029]通过检查其它数据包，可以为一些数据包检测应用类别和具体应用。例如，用户数据平面处理模块320可以检查在数据流前面发送的协议。可以基于用来设置或确立数据流的协议来检测应用类别或具体应用，而不是使用被用来传输数据流协议来识别该信息。例如，实时流协议(RTSP)数据包可以用来确定多媒体流会话。当处理从服务器发送至客户端的流数据时，可以使用从客户端信息到服务器以设置多媒体流会议的信息。另外，关于RTSP流会议的信息，诸如当前回放时间和被请求的回放次数的范围，可以用来判定对当前带宽的需求和对预测的未来带宽的需求。
[0030]虽然图4中所图示的实施方案具有有区别的用户数据平面处理模块320和控制平面处理模块330，但是，另一个实施方案可以具有组合的数据处理模块。另外，对应用信息的检测可以在不同于数据平面处理模块320的模块例如数据包检查模块中执行。在2011年9月19日提交的美国专利申请序列号13/236，308中描述了用于检测应用信息的示例装置和方法，该美国专利申请据此通过引用并入。
[0031]控制平面处理模块330被配置成处理由站300接收和传输的控制通信。这些可以是诸如来自用于控制站300的动作的LTE移动性管理实体(MME)或元件管理系统(EMS)的控制通信，或可以是来自诸如用于控制经诸如订户站150的接入网络收发两用机模块310与基站通信的装置的动作的MME或EMS的实体的控制通信。
[0032]回程分配模块340判定，哪个数据平面通信和控制平面通信(若有的话)将经回程A351或经回程B352被传送至核心网络102。站300包括回程接口模块以通过回程A和回程B提供通信。为了简明的描述，经回程接口模块和相关联的回程连接中的一个传送数据可以简单地被视为使用回程A或回程B。
[0033]在一个实施方案中，站300可以是可以朝订户站以150Mbps的峰速率无线地传输以及从订户站以70Mbps的峰速率接收的LTE微微小区。由于上行链路不能超过70Mbps的持续速率，并且可变信道条件将很可能保持IOOMbps以下的平均持续下行链路数据速率，所以以IOOMbps全双工以太网链路使这样的站回程是合理的。然而，除去往用户设备150的用户数据和控制数据之外，在朝LTE微微小区的方向上的回程可以包含去往微微小区本身并且不受150Mbps的通过空中传输(over the air)限制的支配的控制数据。虽然该数据一般是小的，但是它可以是大的，例如，当新型软件由EMS实体下载到微微小区以便稍后使用时。另外，由于核心网络中的数据速率可以超过通过LTE空中链路传输的那些数据速率，对用以将数据发送至微微小区的带宽的峰需求可以大于150Mbps空中链路速率。因此，虽然IOOMbps对朝微微小区回程容量的平均需求可能是充分的，但是它对于应付回程带宽的峰需求可能是不充分的。
[0034]在以上实施方案中，如果对回程容量的峰需求超过回程容量，则可能存在三种解决方案。第一，假设对回程带宽的平均需求小于回程的容量，则可以使数据延迟直至需求减弱。然而，该延迟可能太长以至于尤其是对于诸如语音和视频的服务而言无法维持用户体验的质量，并且如果平均回程需求通常接近链路容量，则可能花很长的时间来让需求减小至小于链路容量。第二，初始的IOOMbps以太网链路可以(在安装时，由于设计，或事后由于必要)由吉比特以太网链路取代。然而，对于安装和操作而言吉比特以太网链路可能更加昂贵并且提供多于六倍的必要的峰容量。第三选项是提供第二回程，即，回程B352，该第二回程的大于适于解决超额回程容量需要中的一些或全部。
[0035]在包含多个回程的实施方案中，回程分配模块340判定何时使用回程A以及何时使用回程B并且判定哪个数据将通过回程A被传送以及哪个数据将通过回程B被传送。在组合中，这些决策还判定多少数据通过回程A被传送以及多少数据通过回程B被传送。这些决策可以响应于回程拥挤，即，超过回程容量的回程需求，可以响应于预期的回程拥挤，或可以基于总是将某些数据放置在回程A上而总是将某些其它数据放置在回程B上的不间断策略。数据通过其在一个回程或另一个回程上被引导的方法可以取决于基站是否接收回程上的数据或在回程上传输数据而变化。
[0036]对于一些、全部、或某些数据，存在可以使得一个回程即回程A351与另一个回程即回程B352相比更具吸引力或吸引力减弱的许多因素。在一个实施方案中，回程A可以具有与回程B不同的与具体数据量的传送相关联的财务成本。比如，回程A可以由站300的拥有者拥有和操作，而回程B可以由基于使用(例如被传送的字节数)收费的另一个实例拥有和操作。当一个回程具有与使用相关联的更高的财务成本时，将期望最小化对较高的成本回程的使用。
[0037]在另一个实施方案中，回程A可以具有与回程B不同的延迟。如，如果回程B是卫星链路并且回程A不是卫星链路，则回程B可以具有大致更长的延迟并且将是不太期望的。类似地，在回程B是共享链路并且回程A是专用链路的实施方案中，回程B可能具有更长延迟和较少的决定性吞吐量两者，使得与回程A相比回程B是不太期望的。检测到的应用信息可以另外在决定在回程A上传达何种数据以及在回程B上传达何种数据中被使用。例如，用于视频流应用的数据可以优先地使用具有较少延迟的回程。
[0038]在一个实施方案中，如果回程B使用使用了未许可频谱的技术来实施，所述技术诸如未许可频谱点到点链路或未许可频谱点到多点或网技术诸如802.1la WiFi,并且回程A使用了有线或得到许可的频谱技术，则回程B对于干扰和误差而言可能是不太稳健的并且因此与回程A相比是不太期望的。
[0039]在另一个实施方案中，回程A可能需要与回程B不同的计算资源。比如，回程A可以由站300的拥有者拥有和操作，而回程B可以由另一个实例拥有和操作。在这种场景下，回程B可能是不可信的并且可能需要附加安全性的应用，诸如IP-SEC。这样的附加安全性可能需要大量的资源。站300可能仅具有充分的资源以将附加安全性应用于通过回程传送的数据的一小部分。另外，对附加计算资源的需要可能促使站300消耗更多电功率、增加操作开支和减少装置的平均故障时间。
[0040]图5是作为图4的站300的实施方案的LTE微微小区500的功能框图。微微小区500被安装在电缆线股501上。电缆线股501对LTE微微小区提供物理支持并且还可以提供功率。备选地，功率可以从诸如太阳功率或电池的另一个源被提供。电缆线股501还提供经电缆调制解调器技术可接入的通信路径561。微微小区500包含两个回程选项。电缆调制解调器回程551使用诸如熟知的通过电缆传输数据(Data-Over-Cable)服务接口规范(DOCSIS)标准的电缆调制解调器技术通过通信路径561并且最终通过电缆线股501提供回程。802.1la回程552使用基于电气与电子工程师学会(IEEE)无线局域网(LAN)规范的技术提供无线回程，并且可以使用点到点、点到多点、或IEEE802技术的网变型。802.1la回程552使用一个或多个天线562来传输和接收回程数据。
[0041]回程分配模块340判定哪个服务或数据通过电缆调制解调器回程或802.1la回程被传送。电缆调制解调器回程551可以是LTE微微小区500的优选回程。与使用未许可频谱工作并且大体遵守考虑数据冲突的说前先听协议的802.1la回程552相比，电缆调制解调器回程可以提供更加稳健且可靠的数据传送。另外，如果微微小区由控制电缆线股501的电缆执行器操作，则使用电缆调制解调器回程的数据的传送可以比802.1la回程更加可信并且因此需要实施较少的安全性。备选地，如果微微小区执行器不是电缆线股执行器，则802.1la回程可能是优选的。在这种情况下，与电缆调制解调器回程相比，可信度可以是相同的，并且可能存在与在802.1la回程上传送数据相关联的较低财务成本。
[0042]图6是用于判定在回程A总是优于回程B的实施方案中何时使用备选回程的方法的流程图。虽然图6的流程图示出这样的实施方案，但是其中回程A对于某些数据可能是优选的而回程B对于其它数据是优选的的备选实施方案也存在。图6的流程图的逻辑可以例如在站300的回程分配模块340中实施。流程在步骤410处开始，在步骤410处，站监测对回程上的带宽的需求。监测可以由许多方法实施。在一个实施方案中，监测通过对是当前活动的服务的保证位速率或最大位速率或这些位速率的一些函数求和来实施。在备选实施方案中，通过测量回程上的通信量以及基于先前的带宽需求预测未来的带宽需求来执行监测。可以在每个数据包的基础上进行实时监测。也可以在固定的或可变的时间间隔的基础上执行监测。如果回程使用可以提供可变带宽的技术，诸如实施自适应调制和编码的无线链路，则监测步骤410可以增强以便还监测除对回程带宽的需求之外的回程的容量。可以对因通过回程的服务相关联的重发而产生的额外带宽需求，诸如由自动重试请求(ARQ)机构导致的那些额外带宽需求留出裕量，如可以在诸如熟知的传输控制协议(TCP)的传输协议中找到的。也可以对由于回程传输技术ARQ或混合ARQ (HARQ)而导致的回程带宽可用性下降留出裕量。
[0043]在决策块420处，做出对回程带宽的需求是否超过回程A351的容量的判定。在一个实施方案中，如果需求超过容量持续任意但是短的时间量，则判定需求超过容量，以避免由于将通过回程被传输的数据等待而导致的任意延迟。在备选实施方案中，可以容忍一些延迟量，在这种情况下，如果需求超过容量达具体的带宽量持续至少某一时间量，则对回程带宽的需求被视为超过回程容量。如果在步骤420处，判定需求未超过容量，则流程返回至步骤410，在步骤410处，监测继续进行。然而，如果在步骤420处判定需求超过回程A的容量，则流程进入步骤440，在步骤440处，将一些数据分配到回程B352上。
[0044]从步骤440开始，流程继续到步骤450，在步骤450处，站监测对回程带宽的需求，并且取决于回程技术，监测回程容量。步骤450类似于步骤410，除在一些实施方案中优选不仅对数据或服务必须被卸载到回程B的情况的监测而且对数据或服务可以返回到回程A的情况的监测。
[0045]在决策点460处，做出在回程A上是否存在备用容量的判定。如果在回程A上存在备用容量，则流程进入步骤480，在步骤480中，数据或服务返回至回程A。从步骤480开始，流程返回至步骤410以监测回程需求。备选地，如果一些但不是所有的数据或服务返回到回程A，则流程可以返回进入步骤450而不是步骤410。如果在步骤460处在回程A上不存在备用容量，则流程进入决策点470，在该决策点470处，做出回程A是否仍然超额认购使得由仍然通过回程A传送的服务和数据对带宽的需要仍然超过回程A的容量的判定。如果在步骤470处判定回程A仍然被超额认购，则流程返回至步骤440以分配更多数据或服务到回程B上。如果在步骤470处判定回程A未被超额认购，则流程返回至步骤450，在步骤450处，带宽需求和回程容量被监测。
[0046]如在图6的步骤440中，当将数据分配到备选回程上时，通过备选回程传送何种数据的决策可能具有许多因素。一个因素可能是数据的类型。数据的类型可以基于关于与数据相关联的检测信息。比如，诸如语音或视频的实时数据可以优先地通过较低延迟回程选项被传送，允许对延迟不太敏感的电子邮件、文件传递、和其它服务在更高的延迟回程选项被转入。类似地，容错的数据，诸如利用诸如合并ARQ函数的TCP的传送协议传输的数据，可以通过不太可靠的未许可频谱无线回程被传输，但是，不能容错的或不能容忍由重发引起的延迟的数据，可以在诸如有线以太网或得到许可的频谱无线回程的不太易于出错的回程备选项上被传送。
[0047]对将那个数据分配到备选回程上的选择可能也受到由站300部署的技术的影响。比如，如果站300是实施LTE技术的微微站，则至用户设备和来自用户设备的具体部分的数据被隔离到数据网关和用户设备之间的一个或多个逻辑载体上。微微站可能具有到在载体内的数据中的很小的可见度，但是可以了解诸如保证或最大位速率的信息。在该实施方案中，微微站可以促使载体被设置成通过载体基础横跨载体上的备选回程而分配，且所有的数据在相同的回程选项上传送的单个载体中被传送。在备选实施方案中，横跨备选回程选项分配数据通信量的决策可以在用户设备基础上出现，且单个用户设备实例的所有的数据在相同的回程选项上被传送。
[0048]例如，每个终端用户装置可以被分配惟一的互联网协议(IP )地址。可以使用在(例如，在回程分配模块340中实施的)微微站和网关装置内的IP路由功能来基于用户IP地址基础横跨备选回程选项分配上行链路通信量流。路由决策可以基于连续地收集本文中所描述的诸如有效容量、价格表、传送可靠性或其它测量值的环境参数的成本函数的最小化。这些环境参数可以由装置本身局部地收集或通过接收由在回程的另一侧上的装置发送的信令消息而收集。例如，核心网络网关102可以使用内部方法来收集关于横跨链路170和170’的当前拥挤状态的信息以及收集从微微站130用信号发出的拥挤信息。本领域的技术人员将认识到，除了基于IP地址的分配之外，分配还可以基于IP报路(sockets )、端口数量或以太网媒体存取控制(MAC)地址。
[0049]其它实施方案可以使用将允许在备选回程上的数据的逐数据包分配的技术。这可以伴随允许基于服务类型或应用类型横跨回程选项分配数据的数据包检查。
[0050]一旦已经做出分配选择，不同的实施方案可以具有或多或少的重新分配数据的能力。比如，将LTE载体从一个回程移动到另一个回程可能是困难的，因此可以优选做出将载体到分配到在载体创建处的备选回程上以及在载体在微微站处寿命期间不移动载体的决定。然而，如果网关允许，则可以改变载体在网关和微微站之间采取的路径以通过不同的回程路由载体及其数据。类似地，在一些实施方案中，对支持单个用户设备实例的回程选项的选择可以在当用户设备进入网络或与微微站连接时做出。
[0051]取决于基站的网络结构，存在将所有或部分数据重新分配至不同的回程的许多方式。对于回程数据作为横跨不同的回程IP网络的IP信息包有效负荷被传送的最常见的情况，只要回程数据IP数据包到达预期的回程目的地(例如，LTE网络中的MME/SGW)，由基站将数据重新分配到不同的回程网络对于回程目的地而言是透明的。
[0052]具有多个回程网络的基站是附接到多个计算机网络的多宿节点。标准和专用路由协议可以被用于多宿基站以告知在连接的回程网络上的路由器去往LTE下行链路的多少数据包应被输送至基站。在一个实施方案中，回程分配模块340可以将核心网络102中的一个或多个路由器以更新(updates)的方式给它们的静态路由表发信号，由此基于端用户IP地址调节下行链路数据包的流量。更新可以使用诸如简单网络管理协议(SNMP)、超文本转送协议(HTTP)、远程登录或安全外壳(SSH)的标准协议来传达。备选地，更新可以经专用协议传达。在备选实施方案中，回程分配模块340可以将边界网关协议(BGP)路由更新消息发送至核心网络102中的路由器。根据基站的偏好，路由更新消息可以包含对于不同的回程网络的不同的LOCAL_PREF属性。回程网络上的相邻路由器将数据包路由至具有最高LOCAL_PREF值的回程网络。基站也可以发送具有对于不同的回程网络的不同的AS_PATH属性的路由更新消息，并且回程网络上的相邻的路由器将数据包路由至具有最短的AS_PATH的回程网络。基站也可以包含对于不同的回程网络的多出口鉴别器(MED)值的发送路由更新消息，利用回程网络上的相邻的路由器将数据包路由至具有较低MED值的回程网络。
[0053]专有路由协议也可以在基站和在多个回程网络上的路由器之间被使用。例如，专有协议可以是类似于BGP但是具有对每个UE隧道路由的支持的协议。基站可以将包含对于在不同的回程网络上的不同的隧道的不同的权重的路由更新消息发送至相邻的路由器。备选地，基站可以将路由包含对于不同的隧道的静态路由信息的更新消息发送至相邻路由器。实现专用协议的路由器可以将不同的UE隧道的数据包路由至不同的回程网络。
[0054]存在构造基站的上行链路路由引擎以将所有或部分数据IP数据包分配至不同的回程网络的多种方式。对于具有多个回程IP网络的基站，简单的方法是将基站路由引擎改变至期望的回程网络，比如，具有最低成本的回程网络，并且有效地使用仅选定的回程网络作为默认路由。这种简单的方法对于其中不同的订户站被分配不同的IP地址并且WiMAX基站充当订户的IP网络和回程IP网络之间的路由器的固定点到多点WiMAX网络是相当有效的。略更加先进的方法会是对不同的回程网络分配不同的权重，并且基站中的路由引擎可以根据一些回程网络优于其它回程网络权重和优先级来横跨所有的回程网络分配数据。
[0055]对于可以对不同的用户和不同的类型的通信量提供不同的QoS的基站，支持在每个数据包基础上的动态路由的更加先进的路由引擎可以被用来将来自不同的用户或不同的类型的服务的通信量分配至不同的回程网络。例如，在LTE微微站中，可以根据核心网络上的不同的UE和MME/SGW之间的eGTP-U隧道的隧道ID来检查和以不同的标签来标记来自不同的载体的IP数据包。在WiMax基站中，可以根据服务流标识符来检查和以不同的标签来标记来自不同的订户和服务流的IP数据包。一旦数据包以不同的标签被标记，则路由引擎可以根据与在每数据包基础上的IP数据包相关联的标签来将IP数据包路由至不同的回程网络。
[0056]那些技术人员将意识到，结合本文公开的实施方案描述的各种说明性逻辑块、模块、控制器、和算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清晰地说明硬件和软件的这种可互换性，已经在上文大体依据它们的功能性描述了各种说明性部件、控制器、块、模块、和步骤。这样的功能性是否被实施为硬件或软件取决于特定系统和在整个系统上施加的设计约束。技术人员可以以对于每个具体应用的变化的方式来实施所描述的功能性，但是这样的实施方式决策不应被解释为导致偏离本发明的范围。此外，对在模块、块或步骤内的功能的分组是为了描述的便利性。在不脱离本发明的情况下，可以将具体功能或步骤从一个单元、模块或块移动。
[0057]结合本文公开的实施方案描述的各种说明性逻辑块、控制器、和模块可以利用被设计用以执行本文中所描述的功能的通用处理器、数字式信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可现场编程门陈列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或其任意组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在备选方案中，处理器可以是任意处理器、控制器、微控制器、或状态机器。处理器也可以被实施为计算装置的组合体，例如，DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器、或任何其它这样的构造的组合体。
[0058]结合本文公开的实施方案所描述的方法或算法的步骤以及块或模块的过程可以在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在两者的组合体中直接被实现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或任意其它形式的机器或计算机可读存储介质中。示例性存储介质可以被耦接到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息和将信息写入到存储介质。在备选方案中，存储介质可以被一体化到处理器。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。
[0059]所公开的实施方案的上述描述被提供以使得本领域的任何技术人员可以实现或使用本发明。对这些实施方案的各种修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本发明精神或范围的情况下，本文中所描述的基本原则可以应用于其它实施方案。因此，需理解的是，本文呈现的描述和附图表示本发明的目前优选实施方案并且因此代表通过本发明广泛地设想到的主题。应进一步理解，本发明的范围充分地包含可能对本领域的技术人员变得明显的其它实施方案，并且本发明的范围相应地仅由所附权利要求限制。
【权利要求】
1.一种通信站，包括: 收发器，所述收发器被布置用于利用订户站传输和接收数据； 多个回程接口模块，每个回程接口模块被布置用于通过多个回程连接中的对应的一个回程连接来提供回程通信； 数据处理模块，所述数据处理模块用于检测关于与由所述收发器传输和接收的所述数据相关联的应用的信息；以及 回程分配模块，所述回程分配模块耦接到所述多个回程接口模块并且被布置用于基于所述对回程带宽的需求和检测到的关于与所述数据相关联的所述应用的信息来监测所述对回程带宽的需求和通过所述多个回程连接分配数据。
2.根据权利要求1所述的通信站，其中，所述数据处理模块包括: 用户数据平面处理模块，所述用户数据平面处理模块耦接到所述回程分配模块和所述收发器并且被布置用于处理由所述通信站接收和传输的用户数据通信；以及 控制平面处理模块，所述控制平面处理模块耦接到所述回程分配模块和所述收发器并且被布置用于处理由所述通信站接收和传输的控制通信，并且 其中，由所述回程分配模块通过所述多个回程连接分配数据包括所述数据是否与所述用户数据平面或所述控制平面相关联。
3.根据权利要求1所述的通信站，其中，所述回程分配模块进一步被布置用于监测所述多个回程连接的容量，并且其中，由所述回程分配模块通过所述多个回程连接分配数据包括所述多个回程连接的所述容量。
4.根据权利要求1所述的通信站，其中，所述检测到的关于与所述数据相关联的所述应用的信息包括应用类别和具体应用。
5.根据权利要求1所述的通信站，其中，所述对回程带宽的需求是基于所述检测到的关于与所述数据相关联的所述应用的信息。
6.根据权利要求1所述的通信站，其中，由所述回程分配模块监测的所述对回程带宽的需求是基于与利用所述订户站传输和接收数据相关联的保证位速率。
7.根据权利要求1所述的通信站，其中，由所述回程分配模块监测的所述对回程带宽的需求是基于与传输数据至所述订户站和从所述订户站接收数据相关联的最大位速率。
8.根据权利要求1所述的通信站，其中，所述回程分配模块通过如下步骤通过所述多个回程连接分配数据: 最初将数据分配至所述多个回程接口模块中的优选的一个回程接口模块； 判定所述对回程带宽的需求是否超过与所述回程接口模块中的所述优选的一个回程接口模块相关联的回程连接的容量；以及 当所述对回程带宽的需求超过与所述回程接口模块中的所述优选的一个回程接口模块相关联的所述回程连接的所述容量时，将数据分配至所述多个回程接口模块中的备选的一个回程接口模块。
9.根据权利要求8所述的通信站，其中，所述回程分配模块通过如下方式通过所述多个回程连接进一步分配数据: 在将所述数据分配到所述多个回程接口模块中的所述备选的一个回程接口模块之后，判定备用回程带宽是否存在于与所述回程接口模块中的所述优选的一个回程接口模块相关联的所述回程连接上；以及 当备用回程带宽存在于与所述回程接口模块中的所述优选的一个回程接口模块相关联的所述回程连接上时，将来自所述多个回程接口模块中的所述备选的一个回程接口模块的数据重新分配至所述回程接口模块中的所述优选的一个回程接口模块。
10.一种用于与可操作以经收发器与用户设备通信并且通过多个回程连接与网络通信的通信站一起使用的方法，所述方法包括: 监测对回程带宽的需求； 将回程数据分配到所述多个回程连接中的优选的一个回程连接； 检测关于与所述回程数据相关联的应用的信息； 判定所述对回程带宽的需求是否超过多个所述回程连接回程中的所述优选的一个回程连接的容量；以及 当所述对回程带宽的需求超过所述多个回程连接中的所述优选的一个回程连接的所述容量时，将所述回程数据中的至少一些分配至所述多个回程连接中的备选的一个回程连接，利用所述检测到的关于与所述回程数据相关联的所述应用的信息来选定被分配到所述多个回程连接中的备选的一个回程连接的回程数据。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括: 在将所述回程数据中的至少一些分配到所述多个回程连接中的所述备选的一个回程连接之后，判定备用回程带宽是否存在于所述多个回程连接中的所述优选的一个回程连接上；以及 当备用回程带宽存在于所述多个回程连接中的所述优选的一个回程连接上时，将来自所述多个回程连接中的所述备选的`一个回程连接的所述回程数据中的至少一些重新分配至所述多个回程连接中的所述优选的一个回程连接。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述检测到的关于与所述回程数据相关联的所述应用的信息包括应用类别和具体应用。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，被分配至所述多个回程连接中的所述备选的一个回程连接的所述回程数据中的至少一些经选择以最小化与所述多个回程连接上的通信相关联的成本函数。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述成本函数至少部分地基于所述回程连接的从由财务成本、通信延迟、通信稳健性、和与通过所述回程连接通信数据相关联的通信站的计算资源组成的群选择的属性。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，判定所述对回程带宽的需求是否超过与所述多个回程连接中的所述优选的一个回程连接相关联的所述回程连接的所述容量包括:判定所述对回程带宽的需求是否超过所述多个回程连接中的所述优选的一个回程连接的容量达阈限量并且持续阈限时间。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述回程数据中的至少一些分配至所述多个回程连接中的所述备选的一个回程连接包括分配与载体相关联的回程数据。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，将所述回程数据中的至少一些分配至所述多个回程连接中的所述备选的一个回程连接包括分配与所述用户设备中的一个相关联的回程数据。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，监测对回程带宽的需求包括利用与所述用户设备通信相关联的保证位速率。
19.根据权利要求10所述的方法，其中，监测对回程带宽的需求包括利用与与所述用户设备通信相关联的最大位速率。
【文档编号】H04W28/08GK103650633SQ201280030962
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月6日 优先权日:2011年7月7日
【发明者】W·罗迪, H·徐, D·吉奥, K·斯坦伍德 申请人:赛格纳斯广播公司