无线回程系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明通常涉及无线通信，且具体地涉及无线通信系统中的多频带回程布置。
【背景技术】
[0002] 高速宽带网络在过去数十年中已经迅速发展。随着无线通信技术的提升，提供每 秒100兆比特（Mbps)到每秒1吉比特（Gbps)的数据速率的新宽带无线接入（BWA)网络即 将来临。新兴的BWA网络造成了对回程（backhaul)的主要挑战，S卩BWA网络的用户到较大 有线网络（例如互联网）的无线接入点的连接。在具有较小人口密度的较大地理区域的国 家例如澳大利亚中，高数据速率无线回程必然经济地给偏远地区带来宽带服务。
[0003] 无线回程中的主要挑战之一在于实现高数据速率和远程二者。前者要求GHz级 别的较大带宽，并且后者需要系统以微波频率而不是较高的毫米波频率操作。虽然较大连 续带宽在用于无线回程的微波频率处很少可用，但是通常存在一些可用的分离带宽和子带 宽。例如，在澳大利亚，这种带宽目前在6, 6.7, 8和11GHz处可用。这些带宽可以被聚合， 以增加传输容量，且因此获得所需GHz带宽。链路聚合或者条带化（striping)最初用于有 线数字电路聚合，并且很快整合在ATM、以太网、IP和TCP网络中。最近，对无线条带化有感 兴趣。
[0004] 条带化的一个要求在于：它在开放式系统互联（0SI)模型中对上部通信层是透明 的。数据顺序的保存是最重要的透明性要求之一。然而，当在多个链路上对业务流进行分 条时，它的数据可以由于在不同条带链路中的不同延迟而在接收器处无序接收。最初的方 法通过使用序列号在发射机节点处对数据包进行编号来处理无序的到达。然后，该序列号 可以在接收机节点处使用以将数据包排序而恢复顺序。然而，这种再排序明显增加了整个 条带延迟上的上限。此外，需要修改数据包，以携带序列号，并且务必使用再排序缓冲器，以 存储无序包，从而明显增加了成本。而且，在某些应用中，序列号由于包尺寸或者硬件限制 而不能被增加。
[0005] 按序分条或者FIFO递送可以避免再排序成本。然而，现有FIFO递送技术不能实 现"工作保存"（workingconserving)。工作保存意味着当存在可能通过那个链路发送的 数据时没有链路空闲。由于链路聚合通常用于克服通信瓶颈，所以充分利用所有链路以最 大化吞吐量且最小化通过聚合信道的延迟是有利的。
[0006] 存在用于在多频带无线回程系统中实现条带化的额外困难。首先，频带数据速率 可以取决于那个频带上的可用频谱带宽而针对不同频带是不同的（不等同的）。其次，频带 数据速率可以是随时间变化的，因为频带中的调制和代码级通常适合于随时间变化的信道 质量来完成。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服或者至少改善条带化的无线回程通信链路的上述缺点中 的一个或者多个。
[0008] 公开了在异构时间变化条件下实现工作保存和按序（WIS)性能的分条的无线回 程通信系统。所公开的系统使用平行处理架构，并且利用平衡效率和性能且减少调度冲突 的时序控制。所公开的系统可以在无限数据可分性的条件下操作，并且所公开的系统的变 型版本可以在有限数据粒度的更实际条件下操作。所公开的系统在0SI模型的物理层处操 作。
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种用于在多个循环（round)中的一个循环期间 在发射器和接收器之间在多个无线频带上传输数据的方法，所述方法包括：计算在第一频 带中的传输的开始时间与依赖于该一个循环中且第一频带中的第一数据速率的第二频带 中的传输的开始时间之间的目标时间间隔；开始由发射器以第一数据速率在第一频带上传 输第一数据帧；等待计算出的目标间隔消逝，且然后开始由发射器以第二数据速率在第二 频带上传输第二数据帧。
[0010] 根据本发明的第二方面，提供了发射器，包括：处理器，其被配置为计算在第一频 带中的传输的开始时间与依赖于第一频带中的第一数据速率的第二频带中的传输的开始 时间之间的目标时间间隔；以及切换器，其被配置为：开始以第一数据速率在第一频带上 从第一缓冲器传输第一数据帧；等待计算出的目标间隔消逝，且然后开始以第二数据速率 在第二频带上从第二缓冲器传输第二数据帧。
[0011] 根据本发明的第三方面，提供了被配置为使计算装置执行根据第一方面的方法的 计算机程序代码。
【附图说明】
[0012] 现在参照附图来描述本发明的至少一个实施例，其中：
[0013]图1是根据一个实施例的多频带无线回程系统的框图；
[0014]图2a和图2b分别是可以用于实现图1的系统中的频带发射机和频带接收器的电 路的框图；
[0015]图3是示出在图1的系统100内在不同频带和循环上加载、传输和卸载的示例性 时序的时序图。
[0016]图4包含示出根据一个实施例的由图1的系统中的每个频带发射器执行的调度过 程的流程图；
[0017]图5是表示图1的系统中的频带发射器和频带接收器可以实现的计算装置的示意 性框图；
[0018]图6包含示出根据一个实施例的图1的系统中的每个频带发射器执行的变型调度 过程的流程图；
[0019]图7包含示出图1的系统的仿真中的样品帧的传输序列号和接收序列号的图形； 并且
[0020] 图8包含示出图1的系统的仿真中的分条延迟的图形；
【具体实施方式】
[0021] 图1是根据一个实施例的多频带无线回程系统100的框图。系统100通常使用不 同频带数据速率的N个分离频带。每个频带的数据速率可以由于用于频带的不同可用频谱 带宽而与其它频带的数据速率不同。N个频带用于实现N个无线数据传输信道160-0，~ ...，160 (N-1)，它们被"分条"以在发射机110和接收器120之间形成无线链路。自适应调 制编码（AMC)取决于对应频带的质量而使用从QPSK到256-QAM范围变化的调制等级在每 个信道160-i(i= 0,……，N-1)上被利用。
[0022] 时间被分成间隔，称为"循环"（round)，以j>0被编索弓丨。取决于在使用中用在如 由AMC方案确定的循环中的调制等级，频带数据速率不仅在信道i之间变化而且在循环j 之间变化。
[0023] 系统100被示出为单向的；然而，下面描述的与图1中示出的相同组件可以用于在 反方向即从接收器120到发射机110实现"被分条"链路。
[0024] 输入数据首先存储在发射机110的输入缓冲器130中。分条调度器140使用下面 详细描述的调度过程来仲裁从输入缓冲器130加载到频带发射机150-i的数据。该数据通 过相应信道160-i从频带发射机150-i传输到在接收机120处的相应频带接收器170-i。 因为调度过程保证按序递送，所以在接收器120处不需要复杂的接收调度器或者再排序缓 冲器。接收器120基于先来先服务（FCFS)来将数据从频带接收器170-i简单卸载到输出 缓冲器180,由此从输出缓冲器180将业务组合成单个输出流。
[0025] 表1示出了用在本公开的全文中的符号的含义。下面将进一步阐述条1中的含义。
[0026]
[0027] 表1 :符亏
[0028] 图2a和图2b是根据一个实施例的可以用于实现图1的系统100中的相应频带 发射器150-i和频带接收器170-i的电路200和250的框图。图2a的电路200具有包含 两个缓冲器210和220标记为TxBuff-0和TxBufT-1的双缓冲器并行处理架构。切换器 (复用器）240被配置为在循环j期间开始于时间Tu以传输速率Ru经由信道160-i来 传输表示为数据帧的第一缓冲器TxBuff-0210的内容。也在开始于时间Tu处，切换 器（分用器）230被配置为占用kj+1秒以加载速率将输入数据的一部分即数据帧fj+1 加载到第二缓冲器TxBuff-1220中。一旦数据帧匕」的传输完成，复用器240将"准备"信 号245返回到分用器230。在下面的循环j+1期间，复用器240被配置为以传输速率Ri，J+1 经由信道160-i传输第二缓冲器TxBuff-1220(数据帧fi，j+1)的内容，而分用器230被配 置为占用Lu+2秒以加载速率将输入数据的又一部分即数据帧fu+2加载到第一缓冲器 TxBuff-0210中。分用器230还被配置为经由控制线235将准备信号245中继回其输入阶 段（分条调度器140)，以通知分条调度器140 :电路200准备加载下一个数据帧。
[0029] 同理，图2b的电路250具有包含两个缓冲器260和270标记为RxBuff-0和 RxBuff-1的双缓冲器并行处理架构。切换器（分用器）280被配置为在循环j期间以传输 速率Ri;j经由信道160-i将数据帧fi;j接收到第一缓冲器RxBuff-0260中。开始于相同时 间，切换器（复用器）290被配置为占用秒以卸载速率、将数据帧f 从第二缓冲器 RxBuff-1270卸载到其输出阶段（输出缓冲器180)中并且在时间Euh处结束。在下面的 循环j+1期间，分用器280被配置为以传输速率&」+1经由信道160-i接收数据帧f」+1到 第二缓冲器RxBuff-1270中，而复用器290被配置为占用化』秒以卸载速率心将数据帧f」 从第一缓冲器RxBuff-1260卸载到其输出阶段并且在时间Ei，」处结束。
[0030] 分条延迟Tu被定义为当帧fu开始由在发射器110处的频带发射器150-i被加 载到频带i中时和当帧fu结束由在接收器120处的频带接收器170-i被卸载出