分段的无线频谱的虚拟聚合的制作方法
【专利摘要】用于聚合频谱的方法和装置，其中通过将数据流的相应部分调制到每个不相连的频谱块上，可以将多个不相连的频谱块配置为一个虚拟相连的频谱块，其中与调制的部分相关联的数据速率与在其上进行调制的不相连的频谱块的可用带宽兼容。
【专利说明】分段的无线频谱的虚拟聚合
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及通信网络，并且更具体地但不排他地涉及基于卫星和基于微波的点对点通信和回程链路。
【背景技术】
[0002]传统的无线系统假设具有与待传输的数据量成比例的带宽的相连频谱块的可用性。传输系统因此常常针对具有典型或平均的使用范例的最差范例的带宽需求而设计，在一些情况中，要求非常少的带宽(即，频谱)。
[0003]在卫星通信系统和其他点对点通信系统的环境内，分配给消费者的可用频谱可能在时间上被分成片段，这导致所分配的频谱块之间存在未使用块。当未使用的频谱块太小时，需要在消费者之中重新分配频谱或将消费者从现有的频谱分配“移动”到新的频谱分配，以便于未使用的频谱块可以合并成单个频谱区段。遗憾的是，这样的重新分配非常具有破坏性。
【发明内容】
[0004]聚合频谱的系统、方法和装置的本发明解决了现有技术的多种缺陷，在本发明中，通过将数据流的相应部分调制到每个不相连的频谱块上，多个不相连的频谱块可以被配置为一个虚拟相连的频谱块，在数据流中，关联于被调制的部分的数据速率与在其上进行调制的不相连的频谱块的可用带宽兼容。
[0005]根据一个实施方式的一种方法包括将数据流划分为多个子流，每个所述子流与相应的频谱片段相关联并且具有与该相应的频谱片段的带宽兼容的数据速率；调制每个子流以提供适于经由所述相应的频谱片段进行传输的调制信号；以及将所述调制信号上变频到至少一个载波信号的相应的频谱片段上；其中被包括在经上变频的调制信号内的子流适于在接收机处被解调并且组合，以由此恢复数据流。
[0006]根据一个实施方式的装置，包括:划分器(splitter)，用于将数据流划分到多个子流，每个所述子流与相应的频谱片段相关联并且具有与相应的频谱片段的带宽兼容的数据速率；多个调制器，每个调制器被配置用于调制相应的子流以提供适于经由相应的频谱片段进行传输的调制信号；以及至少一个上变频器，用于将调制信号上变频到至少一个载波信号的相应的频谱片段上；其中被包括在经上变频的调制信号内的子流适于在接收器处被解调并且组合，以由此恢复数据流。
[0007]所述方法或装置的划分功能可以包括:将数据流的有序(sequential)部分封装到相应的封装分组的有效载荷部分中，所述数据流的每个所述有序部分与被包括在所述相应的封装分组的报头部分内的相应的序列号相关联；以及有选择地路由经封装的分组到解调器。
[0008]所述有选择的路由可以基于根据随机路由算法、循环路由算法、消费者偏好算法、服务提供商偏好算法等等中的任一算法来路由封装分组，其中每个子流与相应的权重相关联。
[0009]各个子流可以被调制并且上变频到载波信号以用于经由卫星通信系统内的一个或多个转发器、微波通信系统内的一个或多个微波链路和/或无线通信系统内的一个或多个无线信道来传输。
[0010]在多种实施方式中，经封装的分组被多次路由以增加复原力/冗余度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]本发明的教导可以通过考虑结合附图的以下详细描述来容易地理解，其中:
[0012]图1描绘了根据一个实施方式的通信系统的框图；
[0013]图2描绘了有助于理解本实施方式的频谱分配的图形表示；
[0014]图3描绘了适于在多种实施方式中使用的通用计算设备的高层框图；
[0015]图4-图6描绘了根据多种实施方式的方法的流程图；
[0016]图7-图9描绘了根据多种实施方式的通信系统的框图；
[0017]图10描绘了适于在多种实施方式中使用的分割器/解复用器的高层框图；
[0018]图11描绘了根据一个实施方式的方法的流程图。
[0019]为了便于理解，尽可能地使用相同的附图标记用于标注附图共有的相同要素。【具体实施方式】
.[0020]本发明将主要在卫星通信系统的环境中被描述。然而，本领域内且已知本文中的教导的技术人员将认识到，本发明还可应用到得益于灵活的频谱分配的任何系统，诸如微波通信系统、无线通信系统等等。
[0021]一个实施方式提供了一种有效并且通用的技术，其用于将无线频谱的多个、片段的块聚合到一个相连的虚拟块中，使得累加的带宽几乎等于组成块的带宽的总和。片段的块可选地被频谱块相互分离，该频谱块诸如保护块、其他方所拥有的块、地区或国家的无线频谱管理机构所禁止的块等等。
[0022]图1描绘了得益于多种实施方式的通信系统的框图。图1的通信系统100包括包含虚拟频谱聚合器发射机110的点对点链路、功率放大器120、卫星上行链路130、卫星140、卫星下行链路150、虚拟频谱聚合器接收机160、以及可选地，控制模块170。在点对点链路上传输的数据被提供为数据分组的流D，诸如188字节的传送流(TS)分组、64-1500字节的以太网分组等等。特定的分组结构、分组结构内传递的数据等等容易适于本文中描述的多种实施方式。
[0023]输入数据流D由虚拟频谱聚合发射机110接收，其中该数据流由分割器(slicer)/解复用器111来处理，以提供N个子流(Dtl...DN_i)，其中N对应于频谱片段的数量，被表示为S0' S1等等直至SN_lt)
[0024]如图1所描绘的，N=3使得分割器/解复用器111分割、复用和/或划分输入数据流D到(示意性地)3个子流，其被表示为％、D1和D2。
[0025]子流Dc^ D1和D2的每个耦合到相应的调制器112 (即，调制器IUtlUU1和1122)。调制器和1122的每个调制其相应的子流DrD1和D2,以提供对应的调制信号为由相应的频谱片段Sp S1和S2来携带。[0026]调制器112可以包括具有相同特性或具有不同特性的调制器，诸如波形类型、星座图、前向纠错(FEC)设置等等的特性。每个调制器可以根据业务的特定类型(例如，流式传输介质、非流式传输数据等等)、关联于其对应的频谱片段Si的特定信道条件和/或其他准则来优化。
[0027]通常来说，由分割器/解复用器111分配到任一子流Di的数据量与对应的频谱片段31的数据携带能力成比例。在多种实施方式中，每个子流Di包括相同的数据量，而在其他实施方式中，多种子流Di可以包括不同的数据量。
[0028]如图1所描绘的，第一调制器11?提供关联于第一频谱片段Stl的6MHz信号；第二调制器IU1提供关联于第二频谱片段S1的IMHz信号；并且第三调制器1122提供关联于第三频谱片段S2的IMHz信号。
[0029]频率复用器(即，信号组合器)113进行操作以组合调制信号，从而产生组合调制信号S。，其由上变频器114调制到载波信号上，以提供调制的载波信号C。应该注意的是，多频率复用器/信号 组合器113可以用来复用相应的调制信号组，以经由公共转发器、微波链路、无线信道等等来传送。
[0030]在图1的实施方式中，关联于调制的载波信号C的频谱被逻辑地或虚拟地划分为用来传递调制数据子流的多个频谱片段。频谱片段分配表或其他数据结构用来跟踪哪些频谱片段已被定义、哪些频谱片段正在使用(以及由哪些数据子流使用)以及哪些频谱片段是可用的。通常来说，每个转发器/传输信道可以被划分为多个频谱片段或区段。这些频谱片段或区段的每个可以被分配到特定的数据子流。每个数据子流可以根据唯一或共同调制技术来调制。
[0031]如图1所描绘的，使用单个卫星转发器，并且因此所有调制信号可以在上变频和经由单个卫星信道传输之前由频率复用器113来组合。在多种实施方式中，可以使用在一个或多个卫星内的多个转发器。在这些实施方式中，对仅经由卫星内的公共转发器传输的这些调制信号进行组合，并且之后一起进行变换。在多种实施方式中，调制波形被独立地传输。
[0032]由上变频器114产生的调制的载波信号C由功率放大器120放大，并且经由卫星上行链路130传输到卫星140。卫星140将包括调制子流Dc^D1和D2的调制的载波信号传输到卫星下行链路150，其传播该信号到虚拟频谱聚合器接收机160。
[0033]虚拟频谱聚合器接收机160包括下变频器(165)，其对来自接收到的载波信号C’的组合频谱片段信号S。’进行下变频，以及频率解复用器(164)，其操作以从组合频谱片段信号Sc’中分离出频谱片段Stl^S/和S2’。
[0034]频谱片段Ws/和s2’的每个耦合到分离的解调器(B卩，解调器和1622)。解调器IeztlUezi和1622的每个解调其相应的频谱片段S。’、s/和s2’，以提供对应的解调子流％’、D/和仏’。
[0035]解调子流V為’和D2’由组合器161处理，以产生代表输入数据流D的输出数据流D’，该输入数据流D最初由虚拟频谱聚合器发射机110处理。应该注意的是，每个解调器162以与其对应的调制器112兼容的方式来操作。
[0036]可选地，虚拟频谱聚合器接收机160包括缓冲器WetlUee1和1662，其为多种解调子流提供弹性缓冲功能，使得关联于多种子流的不同传播延迟所引发的对准误差可以在组合该子流之前被避免。166中的缓冲器被描绘为布置于解调器(162)和组合器161之间的功能单元。在多种实施方式中，缓冲器166或其功能等同体包括在组合器161中。例如，组合器161可以包括单个缓冲器，其接收来自所有解调器(162)的数据，并且随后将该数据重新布置为输出流D’。分组ID和/或子流中的其他信息可以用于该目的。
[0037]可选的控制模块170与单元管理系统(EMS)、网络管理系统(WS)和/或适于在管理实现本文中关于图1所描述的功能的网络单元中使用的其他管理或控制系统进行交互。控制模块170可以用于配置多种调制器、解调器和/或本文中关于图1所描述的单元内的其他电路系统。此外，控制模块170可以关于由此控制的单元而被远程放置，接近于传输电路系统放置，接近于接收机电路系统放置等等。控制模块170可以实现为通用计算机，其被编程以执行诸如本文中所描述的特定控制功能。在一个实施方式中，控制模块170分别通过第一控制信号EXCONF和第二控制信号RXCONF来适配虚拟频谱聚合器发射机110和虚拟频谱聚合器接收机160的配置和/或操作。在该实施方式中，多控制信号可以在多个发射机和接收机的情况中提供。
[0038]图2描绘了有助于理解本实施方式的频谱分配的图形表示。具体地，图2图示了36MHz频谱分配，其中第一消费者被分配该频谱的第一部分210，示意为单个IOMHz块；第二消费者被分配该频谱的第二部分220，示意为单个8MHz块；第三消费者被分配该频谱的第三部分230，示意为单个IOMHz块；并且第四消费者被分配该频谱的第四部分240，示意为三个非相连的频谱块，包括第一 IMHz块24(^，第二 IMHz块2402和6MHz块2403。
[0039]在本文中讨论的多种实施方式的环境中，关联于第四消费者的数据流被划分为两个不同的IMHz频谱片段、单个6MHz的频谱片段，其中的每个本质上以如以上关于图1所描述的相同方式来处理。
[0040]图3描绘了适于在本文中描述的多种实施方式中使用的通用计算设备300的高层框图。例如，图3中描绘的计算设备300可以用于执行适于实现多种发射机处理功能、接收机处理功能和/或如本文中将会描述的管理处理功能的程序。
[0041]如图3所描绘的，计算设备300包括输入/输出(I/O)电路310、处理器320和存储器330。处理器320耦合到I/O电路310和存储器330的每个。
[0042]存储器330被描绘为包括缓冲器332、发射机(TX)程序334、接收机(RX)程序336和/或管理程序338。存储在存储器330中的特定程序取决于使用计算设备300实现的功倉泛。
[0043]在一个实施方式中，上述关于图1描述的分割器/解复用器111使用诸如图3的计算设备300的计算设备来实现。具体地，处理器320执行上述关于分割器/解复用器111描述的多种功能。在该实施方式中，I/O电路310从数据源(未示出)接收输入数据流D，并且提供N个子流(Dtl...Dn^1)到解调器112。
[0044]在一个实施方式中，上述关于图1描述的组合器161使用诸如图3的计算设备300的计算设备来实现。具体地，处理器320执行上述关于组合器161描述的多种功能。在该实施方式中，I/O电路310从解调器162 (可选地，经由缓冲器166)接收解调的子流Dtl’ ,D/和D2’，并且提供代表输入数据流D的输出数据流D’，该输入数据流D最初由虚拟频谱聚合器发射机110处理。
[0045]在一个实施方式中，上述关于图1描述的可选控制模块170使用诸如图3的计算设备300的计算设备来实现。
[0046]尽管主要描绘和描述为具有特定类型和布置的组件，可以认识到，任何其他适当类型和/或布置的组件可以用于计算设备300。计算设备300可以以适于实现本文中描述的多种功能的任何方式来实现。
[0047]可以认识到，图3中描绘的计算机300提供适于实现本文中描述的功能单元和/或本文中描述的部分功能单元的一般架构和功能。本文中描绘和描述的功能可以以软件和/或硬件来实现，例如，使用通用计算机、一个或多个专用集成电路(ASIC)、和/或任何其他硬件等同体。
[0048]可以预见的是，本文中作为软件方法讨论的一些步骤可以在硬件中实现,例如,作为与处理器协作的电路，以执行多种方法步骤。本文中描述的部分功能/单元可以实现为计算机程序产品，其中当由计算机处理时，计算机指令适配计算机的操作，使得调用或者以其他方式提供本文中描述的方法和/或技术。用于调用创造性方法的指令可以存储在固定或者可移动的介质中、通过广播或其他信号承载介质中的数据流来传输、通过有形介质来传输和/或存储在根据指令操作的计算设备内的存储器中。
[0049]图4描绘了根据一个实施方式的方法的流程图。具体地，图4的方法400适于处理用于传输的数据流D，诸如以上关于图1所描述的。
[0050]在步骤410处，诸如由虚拟频谱聚合发射机110接收包括来自一个或多个消费者的数据的数据流。
[0051 ] 在步骤420处，将接收到的数据流分割成N个子流，其中每个子流关联于相应的频谱片段。参见框425，将数据流分割成子流可以使用以下任何准则单独或任何组合的方式来执行:按消费者、按片段、针对数据类型、固定大小、可变大小、多种分割方法的组合和/或其他准则。
[0052]在步骤430处，使用相应的调制器来调制每个子流。参见框435，解调器可以针对数据类型被优化、针对信道条件被优化，他们共享共同的特性，他们具有多种/不同的特性
坐坐寸寸ο
[0053]在可选的步骤440处，其中将要使用同一转发器或传输信道来传输一个或多个调制子流，这些调制子流被组合。
[0054]在步骤450处，上变频并且传输调制子流。参见框455，上变频/传输过程可以在卫星通信系统、微波通信系统、无线通信系统/信道或其他介质的环境内。
[0055]图5描绘了根据一个实施方式的方法的流程图。具体地，图5的方法500适于处理一个或多个接收到的子流，诸如以上关于图1所描绘的。
[0056]在步骤510处，接收并且下变频一个或多个调制子流。参见框515，一个或多个调制子流可以通过卫星通信系统、无线通信系统、无线通信系统/信道或其他介质来接收。
[0057]在步骤520处，分离先前在发射机处组合的任何子流，以提供单独子流，并且在步骤530处，使用相应的适当的解调器来解调每个单独子流。
[0058]在步骤540处，有选择地延迟一个或多个解调子流以使得所得到的解调数据流可以被临时对准。
[0059]在步骤550处，组合解调或有选择地延迟的子流，以提供代表输入数据流D的、诸如数据流D’的所得到的数据流，该输入数据流D最初由虚拟频谱聚合器发射机处理。[0060]图6描绘了根据一个实施方式的方法的流程图。具体地，图6的方法600适于根据多种实施方式来配置多种发射机和接收机参数。
[0061]在步骤610处，接收针对消费者数据的传输的请求。参见框615，该请求可以提供指定的带宽、指定的数据速率、指定的数据类型、指定的调制类型和/或描述关联于消费者数据传输请求的带宽和/或服务需求的其他信息。
[0062]在步骤620处，关于适于满足消费者数据传输请求的频谱分配，做出确定。
[0063]在步骤630处，关于任何特定的频谱相关准则是否适于满足消费者数据传输请求做出可选的确定。参见框635，这样的频谱相关准则可以包括最小带宽块大小、对于相连的带宽块的需求和/或其他准则。
[0064]在步骤640处，可用频谱片段被识别。参见框645，可用频谱片段的识别可以相对于分配表、管理系统和/或这样信息的其他资源来做出。在一个实施方式中，分配表定义了关联于由卫星通信系统服务的每个消费者的频谱分配；也就是，每个消费者的带宽分配，支持该带宽的转发器、支持该转发器的卫星等等。此外，可用频谱片段依据每个卫星的每个转发器的尺寸和频谱区段来定义。
[0065]在步骤650处，分配可用频谱片段以满足消费者数据传输请求。参见框655，可用频谱片段可以被分配为可用、针对消费者被优化、针对载波被优化、被优化以降低频谱片段计数、被优化以提供复原力或冗余度、和/或基于其他准则被优化。
[0066]在步骤660处，配置发射机/接收机系统以提供调制器/解调器的正确数量和类型，用于支持消费者数据传输请求和适应用于请求的消费者和/或其他消费者的频谱片段分配的任何改变。也就是说，基于优化和/或其他准则，适当的是，修改多个消费者的频谱片段分配来进行优化以有利于特定消费者、服务提供商等等。
[0067]在步骤670处 ，在适当时更新计费数据、服务协议等等。在步骤680处，更新系统配置、设置和/或其他管理数据。
[0068]在多种实施方式中，聚合在不同的卫星转发器和/或不同卫星上可用的频谱片段，以形成虚拟相连块。在其他实施方式中，使用多个转发器的整个带宽来支持卫星链路上的高数据速率通道(例如，0C-3/12c)。
[0069]图7-图9描绘了根据多种实施方式的通信系统的框图。图7-图9中描绘的通信系统内的多种组件的每个以本质上与以上关于图1的通信系统内的对应组件描述的相同方式来操作。例如，在图7-图9的每个实施方式中，输入数据流D由虚拟频谱聚合发射机110来接收，其中由分割器/解复用器xll来处理以提供N个子流(Dc^-Dim)，其中N个子流的每个由相应的调制器xl2来调制。多种图之间的其他不同和相似现在将更详细地描述。
[0070]图7描绘了单个转发器的实施例，其中单个转发器用于传送表示为流A、B、C和D的多个数据流中的每个。图7A描绘了系统的上行链路部分，而图7B描绘了系统的下行链路部分。
[0071]参见图7A，数据流A、B和C由相应的调制器712来调制，以产生相应的调制流，其之后由第一信号组合器IO1来组合以提供组合调制信号ABC。
[0072]数据流D由分割器/解复用器711来处理以提供N个子流(Dtl...DnJ，其之后由相应的调制器712 (即，调制器和7122)来调制以提供由相应的频谱片段Sc^S1和S2携带的对应的调制信号。对应的调制信号由第二信号组合器7132来组合以提供组合调制信号DDD，其由第三信号组合器7133来与调制信号ABC组合。所得到的组合调制信号由上变频器714来变换以产生载波信号C，其由功率放大器720放大并且通过卫星上行链路730朝向卫星740传输。
[0073]参见图7B，卫星740传输包括调制流A至D的调制载波信号到卫星下行链路750，其传播该信号到下变频器，765。经下变频的信号由频率解复用器1643来处理，其进行操作以将该信号分离成ABC和DDD信号分量。
[0074]ABC信号分量由第二频率解复用器7641来分离以恢复调制信号，并且之后由相应的解调器752来解调。
[0075]DDD信号分量由第三频率解复用器7642来分离以恢复调制信号，其由相应的解调器752来解调。
[0076]解调子流V為’和D2’由组合器761来处理，以产生代表输入数据流D的输出数据流D’。应该注意的是，每个解调器162以与其对应的调制器112兼容的方式来操作。
[0077]图8描绘了双转发器的实施方式,其中第一转发器用于传送表不为流A、B和C的多个数据流中的每个，以及关联于数据流D的三个子流中的两个，而第二转发器用于传送表示为E和F的多个数据流中的每个，以及关联于数据流D的第三个子流。图8A描绘了系统的上行链路部分，而图8B描绘了系统的下行链路部分。
[0078]参见图8A，数据流A、B、C、E和F由相应的调制器812来调制以产生相应的调制流。
[0079]数据流E和F由相应的调制器812来调制以产生相应的调制信号。
[0080]数据流D由分割器/解`复用器711来处理以提供N个子流(Dtl...DnJ，其之后由相应的调制器712(即，调制器712^7%和7122)来调制以提供将由相应的频谱片段Sc^S1和S2携带的对应的调制信号。
[0081]关联于数据流A、B和C的调制信号由第一信号组合器813i来组合，以提供组合调制信号ABC。
[0082]关联于子流Dtl和D1的调制信号由第二信号组合器8132来组合以提供组合调制信号 d12。
[0083]由第一信号组合器81^和第二信号组合器8132产生的组合调制信号之后由第三信号组合器8133来组合并且由第一上变频器SH1来变换以产生第一载波信号Cl。
[0084]关联于子流D3和流E和F的调制信号由第四信号组合器8133来组合并且由第二上变频器8142来变换以产生第二载波信号C2。
[0085]Cl和C2载波信号由第四信号组合器8134来组合、由功率放大器820来放大、并且通过卫星上行链路830的相应的转发器(A和B)朝向卫星840传输。
[0086]参见图SB，卫星840通过相应的转发器(A和B)传输包括调制流A至F的两个调制载波信号到卫星下行链路850，其传播该信号到下变频器865。经下变频的信号由频率解复用器8644分离成其两个载波信号。使用864中的多种解复用器、862中的解调器和组合器861来处理两个载波信号，以产生代表输入数据流A至F的多种输出数据流A’至F’。
[0087]图9描绘了双卫星的实施方式,其中一个卫星(94(^)用于传送表不为流A、B和C的多个数据流，以及关联于数据流D的三个子流中的两个。第二卫星(9402)用于传送表示为E和F的多个数据流，以及关联于数据流D的第三个子流。图9A描绘了系统的上行链路部分，而图9B描绘了系统的下行链路部分。
[0088]参见图9A，除了不组合两个载波信号以用于通过单个卫星的相应转发器来传送之夕卜，数据流A、B、C、E和F本质上以如上述关于图8A的相同方式来处理。准确地说，图9示出了由分离的功率放大器(920i和9202)放大并且分别使用上行链路930i和9302传输到卫星940i和9402的两个载波信号。
[0089]参见图9B，两个卫星940通过相应的下行链路950传输其包括调制流A至F的相应的调制载波信号，其之后被馈送到相应的下变频器965。使用解复用器(964)、解调器(962)和组合器(961)处理两个经下变频的载波信号，以产生代表输入数据流A至F的输出数据流A’至F’。
[0090]图10描绘了适于在本文中描绘的多种实施方式中使用的分割器/解复用器的高层框图。具体地，图10的分割器/解复用器1000包括分组封装器1010、包括缓冲存储器1022的主调度器1020以及多个包括缓冲存储器1032的从调度器1030。
[0091]分组封装器1010操作以将从数据流D接收到的分组封装成具有预定义或规范化格式的分组结构。当多种封装分组格式可以使用时，重要的是，系统的下行链路侧的组合器被配置用于根据由系统的上行链路侧的分割器/解复用器使用的封装格式来组合分组。
[0092]在一个实施方式中，封装分组包括具有185字节的有效载荷区段和3字节的报头区段的188字节的分组。分组封装器1010从原始数据流D中提取185字节部分的序列并且封装每个提取的部分，以形成封装分组(EP)。每个封装分组的报头部分存储关联于有效载荷数据的用户序列号，以便于数据流的185字节部分的序列可以由组合器重新构造，诸如以上关于各个图所描述的。
[0093]在一个实施方式中，用户序列号包括14比特的数量，其持续地递增并且用于对由分组封装器1010提供的封装的分组加戳。在一个实施方式中，由分组封装器1010提供的分组的报头部分包括存储47十六进制(即47h)的第一字节，随后是2个零比特，随后是关联于用户序列号的14个比特。
[0094]当正在传送的聚合数据速率较高时，可以使用较大的序列号字段(例如，24或32比特)。序列号字段的大小与发生在如以上各个图所描述的接收组合器单元处的缓冲的量有关。缓冲器的大小转而与最大子流带宽相对于最小子流带宽的比率有关。因此，多种实施方式可以基于总聚合带宽和/或最高带宽子流相对于最小带宽子流的比率来调整序列号字段大小(和所得到的开销)。
[0095]在多种实施方式中，使用多于或少于188字节来构造封装分组。在多种实施方式中，使用多于或少于3字节来构造封装分组报头。例如，通过分配额外的报头比特到用户序列号，可以使用更大的用户序列号。在该情况中，在接收机处处理具有相同序列的两个封装分组的可能性将会减少。
[0096]在本文所描述的实施方式中，188字节的固定分组大小用于封装分组。然而，在多种可替代的实施方式中，不同的固定大小的分组和/或不同的可变大小的分组可以用于不同的子流，只要这样的分组大小与用于这些子流的相应的调制器的输入接口兼容。
[0097]主调度器1020路由封装的分组到多个从调度器1030。从调度器1030继而路由其分组到分割器/解复用器的相应输出端口，由此示意性地提供相应的子流到调制器或其他组件。[0098]通常来说，每个从调度器1030接受与分配到该调度器的频谱片段的带宽一致的分组。因此，服务IMHz频谱片段信道的从调度器以大约为服务IOMHz频谱片段或区段的从调度器的数据速率的1/10的数据速率来接受分组。
[0099]主调度器1020与从调度器1030通信，以识别哪个从调度器1030能够(或应该能够)接收下一个封装的分组。可选地，主调度器1020自从调度器1030接收状态或其他管理信息，并且该状态信息的一些可以传播到多个管理实体(未示出)。
[0100]在一个实施方式中，从调度器1030提供控制信号到主调度器1020，以指示接受分组的能力。在一个实施方式中，主调度器1020以循环方式分配分组到从调度器1030。在一个实施方式中，其中基于消费者和/或服务提供商的需求，某些传输信道或频谱区段更受偏好，主调度器1020对封装的分组的分配被加权以有利于提供更多封装的分组到服务于优选的传输信道的这些从调度器1030。
[0101]在一个实施方式中，每个从调度器关联于预定义的带宽或关联于对应的频谱片段的信道能力的其他指示符。在该实施方式中，主调度器1020根据每个从调度器1030的加权分配来路由分组。
[0102]通常来说，主调度器根据随机路由算法、循环路由算法、消费者偏好算法和服务提供商偏好算法中的一个或多个算法来路由分组。这样的路由可以通过将加权因数与每个调制器、频谱片段、通信信道(例如，转发器、微波链路、无线信道等等)等等关联来调节。例如，优选的频谱片段可以包括具有最小或最大尺寸的片段、关联于相对低的误差或相对高的误差的信道的片段、关联于优选的通信类型(例如，卫星、微波链路、无线网络等等)的片段、关联于优选的消费者的片段等等。加权信道、通信系统、频谱区段等等的其他手段也可以用在多种实施方式的环境中。
[0103]图11描绘了根据一个实施方式的方法的流程图。在步骤1110处，从数据流D接收分组。在步骤1120处，封装接收到的分组。参见框1125，分组可以包括185字节的有效载荷和3字节的报头的分组。具有不同序列号字段大小和/或附加控制信息的其他报头格式可以用在本实施例的环境中。
[0104]在步骤1130处，示意性地由主调度器1020、分组封装器1010内分离的缓冲器(未示出)等等来缓冲封装的分组。
[0105]在步骤1140处，封装分组由主调度器1020来转发(或使得被转发)到从调度器1030。
[0106]在本文描述的多种实施方式中，每个封装的分组耦合到相应的调制器，作为相应的子流的一部分。然而，在适于提供增加的数据复原力和/或备份的实施方式中，封装的分组可以耦合到多个调制器，作为多个相应的子流的一部分。在这些实施方式中，关联于封装的分组的序列号维持不变。
[0107]在这些实施方式中，接收机将处理具有适当的序列号的第一封装的分组(或无误差的封装的分组)，并且忽略具有相同序列号的其他分组。也就是说，当在接收机处对封装分组重新排序时，丢弃其序列号与最近排序的封装分组的序列号匹配的这些封装分组。由于序列号是(例如，在14比特序列号的情况中，每16，384个封装分组)循环的或重复的，因此具有与数千个分组之前被处理的封装分组相同的序列号的封装分组可能是该先前处理的封装分组的重复分组，并且因此应该作为冗余被舍弃或丢弃。[0108]本文中描述的多种实施方式提供了不相连的频谱块的动态频谱聚合，使得频谱可以随着消费者带宽需求的改变而被添加到已有的频谱分配中或从已有的频谱分配中减去。此外，小或孤立的频谱块(即，这些频谱块太小以至于通常不可用)可以虚拟地被组合以形成较大的带宽块。
[0109]上述实施方式提供了 一些优势，包括由于任何一个频谱片段的缺失将不可能弓I起服务的完全丢失而提高的系统复原力。此外，当频谱片段在多个转发器上映射时，任何一个转发器的缺失不会导致服务的完全丢失；更准确地说，提供了服务的柔性劣化。利用相连频谱的较旧/已有的方案能够使用仅一个转发器，其变成了潜在的单个故障点。
[0110]实施方式的多种有益效果包括显著较高的频谱使用效率以及使用太小而不能用的孤立的频谱片段的能力。多种实施方式可应用于卫星应用、诸如在弯曲通道SatCom应用中使用的点对点无线链路、诸如使用微波塔来提供的无线回程基础设施等等。
[0111]多种实施方式提供了在其中带宽可以通过“附着”附加的带宽块到已经在使用的这些带宽块来分配带宽的机制，由此便于用于服务提供商和消费者的“按增长付费”的商业模型。
[0112]在多种实施方式中，使用卫星系统中的单个转发器以传播包括多个调制子流的载波信号，每个调制子流占用其相应的频谱片段区段。在其他实施方式中，多个载波信号通过相应的转发器来传播。
[0113]在多种实施方式中，使用微波通信系统中的单个微波链路以传播包括多个调制子流的载波信号，每个调制子流占用其相应的频谱片段区段。在其他实施方式总，多个载波信号通过相应的微波链路来传播。
[0114]在多种实施方式中，使用无线通信系统中的单个无线信道以传播包括多个调制子流的载波信号，每个调制子流占用其相应的频谱片段区段。在其他实施方式中，多个载波信号通过相应的无线信道来传播。
[0115]虽然前述涉及到本发明的多种实施方式，但在不偏离其基本范围的前提下，可以得到本发明的其他和进一步的实施方式，并且本领域内的技术人员能够轻易地得到仍然包含这些教导的许多其他变形的实施方式。因此，本发明的适当范围根据所附的权利要求书来确定。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 将数据流划分为多个子流，所述子流中的每个子流与相应的频谱片段相关联并且具有与所述相应的频谱片段的带宽兼容的数据速率； 调制所述子流中的每个子流以提供适于经由所述相应的频谱片段进行传输的调制信号；以及 将所述调制信号上变频到至少一个载波信号的相应的频谱片段上； 其中被包括在经上变频的调制信号内的所述子流适于在接收机处被解调并且组合，以由此恢复数据流。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括组合调制的子流中的两个或更多个调制的子流以形成相应的组合子流，所述组合子流中的每个组合子流被调制到适于经由具有与组合子流的总有效数据速率兼容的带宽的频谱片段进行传输的调制信号上。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括经由通信系统内的相应的信道传输所述载波信号，其中所述一个或多个载波信号中的每个载波信号由卫星通信系统内的相应的转发器、微波通信系统内 的相应的微波链路或无线通信系统内的相应的无线信道来支持。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述将数据流划分为多个子流包括: 将所述数据流的有序部分封装到相应的封装分组的有效载荷部分中，所述数据流的所述有序部分中的每个有序部分与被包括在所述相应的封装分组的报头部分内的相应的序列号相关联；以及 将每个封装分组包括在所述子流中的一个或多个子流内。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 经由相应的频谱片段接收调制的子流中的每个调制的子流； 解调所述调制的子流中的每个调制的子流； 根据经由一个或多个子流接收到的封装分组的相应的序列号对所述封装分组进行排序；以及 从所述经排序的封装分组中提取所述数据流的有序部分，以由此恢复所述数据流。
6.一种装置，包括: 划分器，用于将数据流划分为多个子流，所述子流中的每个子流与相应的频谱片段相关联并且具有与所述相应的频谱片段的带宽兼容的数据速率； 多个调制器，每个调制器被配置用于调制相应的子流以提供适于经由所述相应的频谱片段进行传输的调制信号；以及 至少一个上变频器，用于将所述调制信号上变频到至少一个载波信号的相应的频谱片段上； 其中被包括在经上变频的调制信号内的所述子流适于在接收机处被解调并且组合，以由此恢复数据流。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述划分器包括: 封装器，用于将所述数据流的有序部分封装到相应的封装分组的有效载荷部分中，所述数据流的所述有序部分中的每个有序部分与被包括在所述相应的封装分组的报头部分内的相应的序列号相关联； 主调度器，用于有选择地朝向解调器路由经封装的分组；以及多个子调度器，所述子调度器中的每个子调度器适于朝向相应的调制器路由从所述主调度器接收到的分组。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述主调度器根据随机路由算法和循环路由算法之一来路由分组。
9.根据权利要求7所述的装置，其中: 所述主调度器根据消费者偏好算法和服务提供商偏好算法之一来路由分组，其中每个子流与相应的权重相关联；以及 子流的所述相应的权重由优选的频谱片段、优选的频谱片段类型、优选的通信信道、优选的通信信道类型、优选的业务类型和优选的消费者中的一项或多项来限定。
10.一种包括软件指令的计算机可读介质，当所述软件指令由处理器执行时，其执行一种方法，包括: 将数据流划分为多个子流，所述子流中的每个子流与相应的频谱片段相关联并且具有与所述相应的频谱片段的带宽兼容的数据速率； 调制所述子流中的每个子流以提供适于经由所述相应的频谱片段进行传输的调制信号；以及 将所述调制信号上变频到至少一个载波信号的相应的频谱片段上； 其中被包括在经上变频的调制信号内的所述子流适于在接收机处被解调并且组合，以由此恢复数据流。
【文档编号】H04L5/00GK103430475SQ201280011631
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年2月24日 优先权日:2011年3月4日
【发明者】V·普罗希特, P·A·威尔福德 申请人:阿尔卡特朗讯