專利名稱：無線通信網(wǎng)絡(luò)基站擴(kuò)展的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管理型無線通信網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地但非排他性地涉及WiMAX網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
近年來已開發(fā)了用于提供無線網(wǎng)絡(luò)接入的許多標(biāo)準(zhǔn)。這些一般包括諸如IEEE 802. 16 族(即 WirelessMAN，也被稱為 WiMAX)、HIPERMAN、WiBro, CDMA 族(包括針對 CDMA2000的3GPP2)、GSM族(包括針對GSM的3GPP)以及3GPP系統(tǒng)之類的標(biāo)準(zhǔn)。這些網(wǎng) 絡(luò)通過部署基站(BS)來提供連接性。每個BS包含為提供根據(jù)BS所支持的標(biāo)準(zhǔn)的無線電 通信而所需的設(shè)備。典型地，這包括天線和雙向無線電傳輸設(shè)備。BS提供地理區(qū)域的無線電覆蓋以給客戶端裝置提供通信服務(wù)?？蛻舳搜b置被稱 為訂戶站(SS，Subscriber Station)。SS可以是固定的或者移動的并且經(jīng)由無線電頻率與 BS通信。移動SS往往被簡稱移動訂戶(MS)。作為其操作的重要部分，BS提供到網(wǎng)絡(luò)的回傳(backhauling)。在本公開的背景 下，“回傳”指的是(1)基站和核心網(wǎng)絡(luò)(諸如因特網(wǎng))之間的物理連接，以及(2)通過物 理連接從核心網(wǎng)絡(luò)到基站的業(yè)務(wù)(信令和數(shù)據(jù))的雙向傳輸，反之亦然。而且，“回傳通信” 指的是基站和核心網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)絡(luò)接口以及其上的通信(例如在WiMAX中是由R6和R8定 義的接口和通信)?！盎貍鳌庇袝r被縮寫為“BH”。相對于核心網(wǎng)絡(luò)來自和去往基站的業(yè)務(wù)可包括來自去往或基站的業(yè)務(wù)以及去往 或來自預(yù)定(subscribed to)(即連接到)基站的訂戶站的業(yè)務(wù)兩者。應(yīng)當(dāng)注意，如本公開中使用的術(shù)語“核心網(wǎng)絡(luò)”指的是基站經(jīng)由回傳鏈路而連接到 的任何網(wǎng)絡(luò)。在必要的時候，網(wǎng)絡(luò)的其余部分的其它部件(諸如網(wǎng)關(guān))可以被明確地示出?；貍魇峭ㄟ^傳統(tǒng)的通信基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)的。當(dāng)前技術(shù)使用有線(例如租用線路、銅 或光纖電纜)以及無線(例如微波或衛(wèi)星)連接。根據(jù)當(dāng)前技術(shù)，安裝新基站要求伴隨安裝回傳基礎(chǔ)設(shè)施，其有附帶成本和管理問 題。這些成本和管理問題可能是相當(dāng)大的。例如，其可能要求敷設(shè)電纜(這往往要求政府 批準(zhǔn))以及獲得通過公共或私有財產(chǎn)的合法通行權(quán)。在遠(yuǎn)程位置中，用于部署回傳鏈路的 后勤工作可能成本或難度過大。在WiMAX領(lǐng)域中，例如已提出了短程基站。類似的辦法可以用于任何管理型無線 網(wǎng)絡(luò)。短程BS有時被稱作微基站或微微基站。這些短程、相對廉價的BS有潛力加速WiMAX 技術(shù)的滲透并且擴(kuò)展其可用的區(qū)域。然而，微或微微基站仍然必須被回傳到核心網(wǎng)絡(luò)以提 供到因特網(wǎng)或其它核心網(wǎng)絡(luò)的連接性。盡管短程BS的成本相對較低，但是總部署成本也必 須把回傳鏈路的成本考慮在內(nèi)。如上面指出的，回傳鏈路的成本可能相當(dāng)大——足以在一 些情況下妨礙短程基站的部署。常規(guī)的長程基站也同樣如此，即與必需的回傳鏈路相關(guān)聯(lián)的成本可能足以損害部 署的經(jīng)濟(jì)論證。一種提高無線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋的可選方式是安裝無線中繼器而不是新基站。中繼器是一種提升并放大輸入無線電信號并且通過擴(kuò)展的區(qū)域重傳它們的裝置。在這種意義 上，中繼器充當(dāng)現(xiàn)有基站的延伸。如此，其不需要其自己的回傳鏈路。另一方面，中繼器不 提供獨立的控制。其簡單地復(fù)制現(xiàn)有基站的策略。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已觀察到根據(jù)當(dāng)前技術(shù)僅存在兩種擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的方式(1)部署 新基站并且支付必需的回傳鏈路的成本和管理開銷，或者(2)使用中繼器并且放棄控制和 管理擴(kuò)展區(qū)域的能力。本發(fā)明的實施例提供用于克服當(dāng)前技術(shù)的這些限制的設(shè)備和方法。本公開描述用于允許在適當(dāng)配置的現(xiàn)有基站的廣播范圍內(nèi)的任何地方部署無線 基站的設(shè)備和方法。新部署的基站的回傳是使用協(xié)議通過正常用于與現(xiàn)有基站的訂戶通信 的空中接口而帶內(nèi)實現(xiàn)的，所述協(xié)議把回傳通信封裝在標(biāo)準(zhǔn)訂戶通信協(xié)議內(nèi)。這種類型的 回傳被稱作“帶內(nèi)回傳(in-band Backhauling) ”。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于無線管理型通信網(wǎng)絡(luò)的裝置，所述裝置包 括(a)用于與第一基站對接的第一接口單元，所述第一接口單元提供用于從第一基站進(jìn) 行回傳的標(biāo)準(zhǔn)回傳接口 ；以及(b)用于與第二基站對接的第二接口單元，所述第二基站被 配置成提供來自和去往第一基站以及來自和去往核心網(wǎng)絡(luò)的回傳，使得第一和第二接口單 元和第二基站聯(lián)合地提供用于從第一基站進(jìn)行回傳的信道。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于無線管理型通信網(wǎng)絡(luò)的第一基站，所述 第一基站包括(a)回傳單元，用于提供回傳通信信道；以及(b)接口單元，與所述回傳單 元相關(guān)聯(lián)并且被配置成與第二基站通信，從而使得所述回傳通信信道能夠用于所述第二基站。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于管理型無線通信網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)基站，所述 增強(qiáng)基站包括(a)帶內(nèi)回傳裝置；以及(b)用于與訂戶站通信的第一基站，其中所述帶內(nèi) 回傳裝置包括(a)用于與所述第一基站對接的第一接口單元，所述第一接口單元提供用 于從第一基站進(jìn)行回傳的標(biāo)準(zhǔn)回傳接口 ；以及(b)用于與第二基站對接的第二接口單元， 所述第二基站被配置成提供來自和去往第一基站以及來自和去往核心網(wǎng)絡(luò)的回傳，使得第 一和第二接口單元和第二基站聯(lián)合地提供用于從第一基站進(jìn)行回傳的信道，并且所述第一 基站還被配置成與第三基站通信，從而使得用于回傳的所述信道能夠用于所述第三基站。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于控制通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流的方法，其中 所述業(yè)務(wù)包括封裝在第二類型的消息內(nèi)的第一類型的消息，并且所述第一類型消息包括定 義所述流的控制的至少一個參數(shù)，所述方法包括檢查第二類型消息以分辨所封裝的第一 類型消息的內(nèi)容；辨別第一類型消息內(nèi)的所述參數(shù)；依據(jù)所述參數(shù)，調(diào)節(jié)業(yè)務(wù)流。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于對通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件進(jìn)行代理的代 理裝置，所述網(wǎng)絡(luò)以至少兩個協(xié)議層進(jìn)行操作，所述層包括較低層和較高層，所述網(wǎng)絡(luò)包 括(a)在第一和第二鏈接單元之間的通信鏈路，所述鏈接單元在較高的協(xié)議層處進(jìn)行通 信；(b)第一遠(yuǎn)程裝置，連接到第一鏈接單元并且根據(jù)較低的協(xié)議層與所述第一鏈接單元 通信；以及(c)第二遠(yuǎn)程裝置，連接到第二鏈接單元并且根據(jù)較低的協(xié)議層與所述第二鏈 接單元通信，所述第一鏈接單元結(jié)合了所述代理裝置之一，所述代理裝置被配置成代表相 對于與第一遠(yuǎn)程裝置的通信的所述第二遠(yuǎn)程裝置并且代表所述第二遠(yuǎn)程裝置而行動。
除非另外定義，本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語和縮寫具有與本發(fā)明所屬的領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員普通理解的相同的意義。本文提供的材料、方法和示例僅僅是示例性的而 不旨在限制。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實施方式涉及手動、自動或其組合地執(zhí)行或完成某些選定 的任務(wù)或步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選實施例的實際儀器和設(shè)備，若干選定 的步驟可以用硬件或用任何固件的任何操作系統(tǒng)上的軟件或其組合來實施。例如，作為硬 件，發(fā)明的選定步驟可以被實施為芯片或電路。作為軟件，發(fā)明的選定步驟可以被實施為由 使用任何合適的操作系統(tǒng)的計算機(jī)執(zhí)行的多個軟件指令。在任何情況下，發(fā)明的方法和系 統(tǒng)的選定步驟可以被描述為由數(shù)據(jù)處理器(諸如用于執(zhí)行多個指令的計算平臺)執(zhí)行。


在此僅通過示例的方式參考附圖來描述發(fā)明?，F(xiàn)在具體詳細(xì)參考附圖，要強(qiáng)調(diào)的 是，所示的詳情僅僅是舉例和為了說明討論本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并且被呈現(xiàn)以便提供所 認(rèn)為的是對發(fā)明的原理和概念方面的最有用且容易理解的描述。關(guān)于這點，不試圖比為基 本理解發(fā)明所必要的更詳細(xì)地示出發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，該描述結(jié)合附圖使得本領(lǐng)域的技術(shù)人 員顯而易見在實際中可以如何實現(xiàn)發(fā)明的若干形式。在附圖中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用于帶內(nèi)回傳的接收方功能單元(RFU)的基本部 件的簡化框圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的施主(donor)基站的基本部件的簡化框圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的包括施主基站和遠(yuǎn)程基站的無線網(wǎng)絡(luò)的概觀的 簡化框圖。圖4示出根據(jù)本發(fā)明WiMAX實施例的用于R6/R8控制與R6 (GRE)用戶業(yè)務(wù)的端對 端協(xié)議棧。圖5圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的對從遠(yuǎn)程基站到施主基站的標(biāo)準(zhǔn)BS間切換(也被 稱為“移交”)過程所做的添加。圖6圖解根據(jù)本發(fā)明實施例的對從施主基站到遠(yuǎn)程基站的標(biāo)準(zhǔn)BS間切換過程所 做的添加。圖7示出根據(jù)本發(fā)明實施例的接收方功能單元的網(wǎng)絡(luò)登錄(entry)過程。圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的移動訂戶到遠(yuǎn)程基站的初始網(wǎng)絡(luò)登錄過程，包括 RFU和施主基站(DBS)之間的特殊處理。
具體實施例方式本實施例包括如下的設(shè)備和方法1、施主功能單元(DFU)，其被結(jié)合到普通基站中以使得該基站變成施主基站 (DBS)。2、接收方功能單元，一方面與一個或多個遠(yuǎn)程基站(RBS)通信且另一方面通過空 中接口與DBS通信的獨立模塊，以及3、用于在結(jié)合DBS和RFU的網(wǎng)絡(luò)的部件之間通信的各種方法和協(xié)議。
簡言之，以常規(guī)方式回傳到通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)基站被增強(qiáng)有施主功能單元(DFU)使 其成為施主基站(DBS)。DFU通過獨立接收方功能單元(RFU)的代理(agency)與一個或多 個遠(yuǎn)程基站(RBS)通信。DFU和RFU是從DBS到RFU的虛擬回傳鏈路(被稱為虛擬信道、虛擬段和虛擬管) 的兩端。這個虛擬回傳鏈路也被稱為“帶內(nèi)回傳鏈路”或“帶內(nèi)回傳段”而其使用也被稱為 “帶內(nèi)回傳”。另外，通過帶內(nèi)回傳鏈路連接的遠(yuǎn)程基站被說成是“帶內(nèi)回傳的”或“自回傳 的”。應(yīng)當(dāng)注意，RBS在每個方面都是完全普通的基站。其被稱之為RBS僅由于通過RFU 連接到網(wǎng)絡(luò)。如果其不通過RFU進(jìn)行連接，則其將不被稱作RBS。RBS通過RFU進(jìn)行連接的事實對RBS是完全透明的并且其操作和功能性未被改變。 就其在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械南鄬ξ恢枚?，在其比為RBS服務(wù)的DBS更加遠(yuǎn)離核心網(wǎng)絡(luò)的意義上 來講，其被稱作遠(yuǎn)程BS。遠(yuǎn)程基站也被稱為“外圍基站”。虛擬回傳鏈路像普通回傳鏈路那樣工作，并且從核心網(wǎng)絡(luò)的接入部件(例如ASN 網(wǎng)關(guān)，也被稱作“ASN Gff")和RBS兩者的角度來看，虛擬回傳鏈路是透明的。在同普通訂戶 無線通信(例如，對于WiMAX而言是Rl)相比DFU和RFU創(chuàng)建帶內(nèi)的虛擬回傳鏈路的意義 上來講，虛擬回傳鏈路是“虛擬的”。下面更詳細(xì)地解釋RFU和DFU的結(jié)構(gòu)和操作。注意，RBS也可以具有傳統(tǒng)的固定回傳鏈路，在這種情況下其僅相對于通過RFU和 DBS提供的鏈路是帶內(nèi)回傳的。還應(yīng)當(dāng)注意，在一些實施例中RBS和RFU可被構(gòu)造成單個獨立裝置?？梢詤⒖几綀D和伴隨的描述來更好地理解根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和方法的原理和操作。在詳細(xì)解釋發(fā)明的至少一個實施例之前，要理解發(fā)明在其應(yīng)用方面不限于在以下 描述中闡述的或在附圖中圖解的部件的布置和構(gòu)造的細(xì)節(jié)。發(fā)明能夠具有其它實施例或者 以各種方式被實踐或?qū)嵤?。此外，要理解，本文所采用的術(shù)語和短語是用于描述的目的而不 應(yīng)當(dāng)視為限制。為解釋方便和容易起見，在本公開中討論的許多實施例是就其在WiMAX網(wǎng)絡(luò)中的 應(yīng)用而言描述的并且使用IP(因特網(wǎng)協(xié)議)或開放系統(tǒng)互連基本參考模型(“0SI參考模 型”或“0SI模型”)。WiMAX、IP和OSI模型術(shù)語的使用不應(yīng)當(dāng)被解釋為把發(fā)明限制為那些 域內(nèi)的實施例。相反，發(fā)明到任何管理型無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用性對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而 易見的并且示例術(shù)語的使用是僅僅為了輔助讀者理解發(fā)明的各個方面。例如，術(shù)語“R6”用來描述用于基站和ASN網(wǎng)關(guān)之間的通信的接口和協(xié)議；然而，發(fā) 明同樣應(yīng)用于用于通過諸如網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接入部件在基站和核心網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信的接口 和協(xié)議的任何實施例。類似地，其它有關(guān)WiMAX的術(shù)語被使用但應(yīng)當(dāng)僅被理解為示例而非 限于WiMAX實施例。現(xiàn)在參考圖1，圖1圖解了 RFU 150的簡化圖。RFU是執(zhí)行兩個功能的裝置1)RFU與DBS通信以聯(lián)合創(chuàng)建DBS和RFU之間的虛擬回傳鏈路，以及2) RFU與一個或多個RBS通信以提供RBS和DBS之間的使用虛擬回傳鏈路的回傳 鏈路連接。
在當(dāng)前描述的實施例中，RFU 150連接到RBS 160。RBS 160是標(biāo)準(zhǔn)基站。RFU 150包括兩個接口。一方面，其向RBS 160提供標(biāo)準(zhǔn)回傳(BH)接口 152。BH 接口 152(示為陰影)以標(biāo)準(zhǔn)方式連接到RBS 160，包括硬接線或通過任何第2層(L2)或 第3層(L3)(即，按照OSI參考模型分別是數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)層)傳輸機(jī)制(例如通過連 接RBS到RFU也連接到的L2/L3云并且建立RBS和RFU之間的連接)進(jìn)行連接。RFU 150 中的BH接口 152為RBS 160處理雙向回傳通信和協(xié)議。另一方面，RFU 150也包括用于與 DBS 110通信的DBS空中接口 154(以影線示出)。在當(dāng)前描述的實施例中，RFU的DBS空 中接口 154和DBS 110之間的通信屬性是通信和協(xié)議與使用SS通信(例如，對于WiMAX而 言是Rl)的普通訂戶站的那些相一致。作為其操作的一部分，RFU把來自RBS的所有回傳通信數(shù)據(jù)封裝在SS通信數(shù)據(jù)內(nèi) 然后傳輸?shù)紻BS (以及其反向，即對目的地是RBS的所接收通信的解封裝)。例如在WiMAX 實施例的情況下，所有網(wǎng)絡(luò)參考點和接口(R6和R8)將被封裝在Rl內(nèi)。根據(jù)實施例，封裝可在BH接口 152或DBS空中接口 154中或者在RFU的另一個部 件(未示出)中進(jìn)行。對RFU和DBS之間的通信的封裝提供虛擬回傳鏈路。例如當(dāng)管理DBS和RBS之間的移動訂戶站(MS)的切換時，也可以存在DBS和RFU 之間的直接通信?，F(xiàn)在參考圖2，圖2圖解DBS 110的某些特征。DBS 110被配置成帶有到核心網(wǎng)絡(luò) 130的回傳鏈路112。如上面所描述的，回傳鏈路112提供從DBS 110到網(wǎng)絡(luò)130的連接并 且回傳鏈路112承載從DBS110到網(wǎng)絡(luò)130以及從網(wǎng)絡(luò)130到DBS 110的業(yè)務(wù)。DBS 110也結(jié)合了以用于處理來自和去往RFU 150的通信的施主功能單元 (DFU) 114形式的邏輯。具體而言，DFU 114的特征之一在于其執(zhí)行與RFU 150類似的功能。 DFU 114接收來自RFU 150的封裝BH通信并且解封裝它們以從DBS 110進(jìn)一步傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò) 130。對應(yīng)地，DFU 114從網(wǎng)絡(luò)接收目的地是RBS的回傳通信。DFU 114封裝目的地為RBS 的BH通信，然后傳輸?shù)絉FU 150。因而，RFU和DFU (在DBS內(nèi))創(chuàng)建帶內(nèi)回傳鏈路并且給RBS提供到網(wǎng)絡(luò)的透明回 傳信道，不需要附加的回傳基礎(chǔ)設(shè)施以把RBS連接到網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在參考圖3，圖3圖解無線網(wǎng)絡(luò)的簡化圖，該無線網(wǎng)絡(luò)包括施主基站110、遠(yuǎn)程 基站(RBS) 160、接收方功能單元(RFU) 150、移動訂戶站(MS) 140a和140b、以及到核心網(wǎng)絡(luò) 130的網(wǎng)關(guān)120。在當(dāng)前描述的實施例中，DBS 110經(jīng)由鏈路125回傳到網(wǎng)關(guān)120并且網(wǎng)關(guān) 120經(jīng)由鏈路125進(jìn)而連接到網(wǎng)絡(luò)130 (例如這可以是因特網(wǎng)或蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)或任何其它網(wǎng) 絡(luò))。DBS 110以本領(lǐng)域已知的通常方式與其被回傳到的網(wǎng)絡(luò)130通信。類似地，DBS 110以常規(guī)方式與訂戶站(SS)(諸如所示的移動訂戶站(MS) 140a)通信。另外，DBS結(jié)合了使其能夠給一個或多個遠(yuǎn)程基站160提供帶內(nèi)回傳服務(wù)的施主 功能單元(未示出，參見上面描述)。上面描述了回傳服務(wù)的這種提供。在圖解的實施例中，RBS 160是連接到接收方功能單元(RFU) 150的普通基站 (BS)。RBS 160為了回傳連接而以本領(lǐng)域已知的普通方式與RFU 150通信。而且，其以本領(lǐng)域已知的通常方式與SS諸如MS 140b通信。關(guān)于RBS 160，RFU 150和DBS 110兩者都是透明的，即RBS160與網(wǎng)關(guān)120通信， 猶如RBS 160以常規(guī)方式被直接回傳到網(wǎng)關(guān)。類似地，關(guān)于網(wǎng)關(guān)120，DBS 110和RFU 150 也是透明的。關(guān)于DBS 110,RFU 150的一個方面在于其作為專用SS進(jìn)行操作。RFU 150和DBS 110之間的通信以根據(jù)適當(dāng)實施例的常規(guī)方式(例如，對于WiMAX而言是Rl)被實施。對于RBS 160和網(wǎng)關(guān)120兩者而言，虛擬信道180的存在是完全透明的。每個在 有幸不知道虛擬信道存在的情況下進(jìn)行操作。換言之，RFU 150和DBS 110的特征在于它們?yōu)橥ㄟ^RFU 150和DBS 110的回傳 通信190提供虛擬信道180。如上面所描述的，RFU150把輸出回傳通信封裝在標(biāo)準(zhǔn)SS通信 內(nèi)并且對輸入回傳通信解封裝。DBS 110為其部分提供互易(reciprocal)功能性——封 裝回傳通信然后傳輸?shù)絉FU 150并且解封裝從RFU 150接收的通信然后把它們傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān) 120。剛剛前述的過程創(chuàng)建虛擬信道180以用于提供RBS 160和網(wǎng)關(guān)120之間的回傳通信 190，如圖3中示意性地所示的。這個虛擬信道180也可被認(rèn)為是虛擬管，通過該虛擬管BH 通信190在兩個方向上流動?？傂Ч菫檫B接到RFU 150的RBS創(chuàng)建虛擬回傳鏈路。盡管圖3的上面描述參考由RFU服務(wù)的若干RBS，但是在其它實施例中單個RBS可 由一個RFU服務(wù)。此外，盡管上述實施例的描述是針對直接連接到回傳基礎(chǔ)設(shè)施的DBS，但是在其它 實施例中DBS本身可以通過RFU進(jìn)行連接，即DBS可以是關(guān)于另一個DBS的RBS的一部分， 從而創(chuàng)建一條或多條(任意長度的)鏈。例如，簡單鏈將是DBS-RBS/DBS-RBS。類似地，如 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的，其它配置是可能的并且在本公開的范圍內(nèi)。為得到對當(dāng)前描述的實施例的更大理解，以下是用于WiMAX實施方式的實施例的 一些細(xì)節(jié)。如所指出的，應(yīng)當(dāng)理解，如這里描述的基本原理可以應(yīng)用于任何管理型無線網(wǎng)絡(luò) (諸如但不限于蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)、HI PERMAN和WiBro)以獲得類似的結(jié)果。關(guān)于有關(guān)WiMAX的實施例，現(xiàn)在描述以下特征。如上面所指出的，WiMAX和其它實 施例被用作示例并且不旨在限制公開的范圍。1、RBS和ASN網(wǎng)關(guān)之間的R6控制傳送。2、RBS和ASN網(wǎng)關(guān)之間的R6數(shù)據(jù)路徑(或會話)傳送。3、RBS和DBS之間的數(shù)據(jù)路徑(會話)管理擴(kuò)展。4、某些網(wǎng)絡(luò)尋址問題。在以下章節(jié)中描述這些方面。在圖4中示出優(yōu)選實施例的分別用于端對端R6/R8控制傳送和R6數(shù)據(jù)路徑傳送 的協(xié)議棧。如圖所示，RFU和DBS的DFU對協(xié)議棧中的所指示通信(如由覆蓋每個單元的 棧中的相應(yīng)層的線指示)進(jìn)行操作。RFU和DBS之間的通信實現(xiàn)“R1上R6(R6oVer RI) ”通 信，即(例如在BS和ASN網(wǎng)關(guān)之間的)R6或網(wǎng)絡(luò)接口通信使用Rl(即封裝在Rl內(nèi))在RFU 和DBS之間進(jìn)行傳輸，Rl是SS空中接口協(xié)議。在當(dāng)前描述的實施例中，R6和R8控制消息以及用戶業(yè)務(wù)的R6隧道傳送(例如 GRE)被封裝在Rl數(shù)據(jù)連接內(nèi)。該封裝包括BH報頭和R6控制消息。BH報頭在最低限度上 包括源標(biāo)識符和目的地標(biāo)識符(例如BS和網(wǎng)關(guān))。
根據(jù)當(dāng)前描述的實施例的特征，存在專用Rl數(shù)據(jù)連接上的承載數(shù)據(jù)流根據(jù)服務(wù) 質(zhì)量(QoS)屬性的映射。當(dāng)考慮QoS屬性時，BH報頭也可以包括會話ID (例如GRE密鑰) 并且可以復(fù)制從GRE報頭開始編號的序列(以用于數(shù)據(jù)完整性支持)。根據(jù)當(dāng)前描述的實施例的另一個特征，提供RFU和DBS之間的會話管理協(xié)商。該 協(xié)商包括建立和釋放SS (例如MS)以及其會話。例如，該協(xié)商可以基于802. 16e MAC標(biāo)準(zhǔn) 的擴(kuò)展。用于建立和釋放會話的協(xié)商的示例被示于圖5、圖6和圖8中。在圖中示出啟動會 話的建立和釋放的RFU的示例。然而，應(yīng)當(dāng)注意，DBS也可以啟動會話的建立和釋放。也應(yīng) 當(dāng)注意，DBS或RFU可以在協(xié)商期間應(yīng)用策略。這些策略可以包括但不限于特定服務(wù)流的 各種QoS參數(shù)。QoS參數(shù)可以包括例如速率和延遲的變化。盡管不是必需的，但是為了從無線電角度來看的效率，也可以將單個CID(連接 ID)用于多個用戶和會話。RFU和DBS兩者可以結(jié)合IP地址解析以便重構(gòu)控制和數(shù)據(jù)分組的IP報頭。地址 解析是基于從如上面描述的BH層產(chǎn)生的各種綁定。當(dāng)前描述的實施例的另一個特征在于其支持根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法的報頭壓縮 (例如，標(biāo)準(zhǔn)WiMAX報頭壓縮)。如先前指出的，本實施例的優(yōu)點在于有能力管理DBS和一個或多個在操作上連接 的RBS之間的SS負(fù)載。圖5示出根據(jù)優(yōu)選實施例的從RBS (充當(dāng)服務(wù)BS)到DBS(充當(dāng)目標(biāo) BS)的MS切換(HO)過程的示例。圖6示出在另一個方向上(從DBS到RBS)的切換。該切 換過程類似于常規(guī)的BS間切換過程，除了如圖所示那樣存在RFU和DFU之間的附加操作。 注意，RFU和DFU可以監(jiān)聽消息業(yè)務(wù)以識別相關(guān)參數(shù)，所述參數(shù)的示例被描述于圖解在每個 方向上的切換的圖5和圖6中?，F(xiàn)在關(guān)注圖7，圖7示出根據(jù)本發(fā)明實施例的接收方功能單元的網(wǎng)絡(luò)登錄過程。該 過程描述網(wǎng)絡(luò)中RFU的授權(quán)和登錄(也被稱作“安裝”)。本實施例假設(shè)運營商可以在其網(wǎng) 絡(luò)中安裝在任何DFU以下的RFU。本實施例中示出的施主BS可以是帶有由如本公開中描述的DFU提供的附加能力 的任何服務(wù)BS (WiMAX BS)。圖7中圖解的過程可以包括在以下列表中列舉的一些特征。再次，應(yīng)當(dāng)注意，這些 是僅通過示例方式就WiMAX實施方式而言描述的而不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制?！?RFU可以使用利用EAP/PKMv2的虛擬或真實鑒權(quán)方法。該鑒權(quán)不暴露于WiMAX 網(wǎng)絡(luò)的其余部分(ASN Gff, AAA(鑒權(quán)、授權(quán)與計費服務(wù)器，其用于授權(quán)和鑒權(quán)預(yù)訂網(wǎng)絡(luò)和服 務(wù)的訂戶))，如圖7所示。-RFU使用經(jīng)鑒權(quán)(authenticated)模式來進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，然而DFU攔截鑒權(quán)過程以使 得RFU網(wǎng)絡(luò)登錄不暴露于ASN網(wǎng)關(guān)。在鑒權(quán)過程的可能實施方式中，兩側(cè)(DFU和RFU)都 被預(yù)先配置有MSK(主會話密鑰)以用于導(dǎo)出其它安全上下文(按照802. 16e)·DFU可以使用在INE (初始網(wǎng)絡(luò)登錄)期間的指示來識別RFU。作為示例，DFU可 以被預(yù)先提供有RFU的MS ID (MAC地址)以區(qū)分RFU和其它裝置(例如MS)。·兩側(cè)都可以出于安全目的而支持業(yè)務(wù)加密和CMAC。·兩側(cè)都可以建立兩種類型的雙向數(shù)據(jù)路徑(CID)—種類型是控制業(yè)務(wù)(R6/R8 控制)而第二類型是用戶業(yè)務(wù)(例如GRE封裝)。
·如上面指出的，可以支持報頭壓縮?！?RBS管理業(yè)務(wù)也可以在RFU和DFU之間被傳送——被分類成專用CID。本發(fā)明的實施例的另一個特征涉及RBS(IP主機(jī))地址分配。關(guān)于這個特征，在一 些實施例中，以下規(guī)則可以應(yīng)用· RBS IP地址分配對于網(wǎng)絡(luò)中的任何其它BS都是相同的。· RBS IP地址來自與其它ASN單元(例如，BS, ASN Gff)相同的IP空間。 在ASN橋接傳輸(L2)的情況下，DBS和所有附連到這個施主BS的RFU被分配到 相同的IP子網(wǎng)。現(xiàn)在關(guān)注圖8，圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的移動訂戶到遠(yuǎn)程基站的初始網(wǎng)絡(luò)登 錄過程，包括RFU和DBS之間的特殊處理。注意，RFU和DFU可以監(jiān)聽消息業(yè)務(wù)以識別相關(guān) 參數(shù)，所述參數(shù)的示例被描述在圖中。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)登錄、切換、SF(服務(wù)流)管理和注銷登記過程要注意的一些因數(shù)可以包 括以下· DFU和/或RFU可以監(jiān)聽和/或中繼R6數(shù)據(jù)路徑消息(例如建立/注銷登記/ 修改)以便導(dǎo)出流經(jīng)帶內(nèi)回傳段的流的QoS參數(shù)和會話ID(GRE密鑰)。當(dāng)監(jiān)聽發(fā)現(xiàn)預(yù)計影 響R6數(shù)據(jù)路徑控制的參數(shù)時，這種參數(shù)可以被映射到其對應(yīng)的Rl數(shù)據(jù)路徑控制參數(shù)，從而 供應(yīng)如在封裝的R6數(shù)據(jù)路徑控制消息中指定的期望相對流?！扞D (GRE密鑰)信息可以由DFU和/或RFU用于兩個目的ο通過用無線電(即帶內(nèi)回傳段)壓縮GRE報頭來利用帶內(nèi)回傳段；ο保持每個會話ID的會話上下文以用于帶寬管理?！て渌黂6/R8控制消息可能未被DFU和/或RFU攔截。在帶內(nèi)回傳段的一些實施例中，可以應(yīng)用以下帶寬和QoS管理機(jī)制。這些示例是 取自WiMAX實施方式，但不應(yīng)當(dāng)視為限于該域。以下機(jī)制可以用來改進(jìn)帶內(nèi)回傳業(yè)務(wù)的利 用(即，改進(jìn)帶內(nèi)BH段容量的使用)并且減少控制等待時間?！閮?yōu)化用戶業(yè)務(wù)利用，可以(盡管不是必需)把共享的CID(連接ID)用于用戶 /SF(MS/GRE密鑰)。也可以使用每個SF的專用CID。例如在一些實施例中，RBS可以服務(wù) 于許多MS，其中每個MS可以具有多個服務(wù)流(SF)。通過使用共享的CID，系統(tǒng)不會把所有 SF暴露于帶內(nèi)虛擬BH段，而是把它們映射到Rl接口的有限數(shù)量的連接(CID)。共享的CID 的這種使用提供了帶內(nèi)BH段的極大改進(jìn)的利用，因為其顯著減少了所管理CID的數(shù)量(例 如，可以用三到五對替換幾十上百的CID)。 對于帶寬管理，每個R6數(shù)據(jù)路徑事件(如上面所描述的)可以包括帶寬保留信息。
·為了減少控制中繼時間，DBS可以賦予控制消息較高優(yōu)先級(例如，為R6/R8控 制提供專用CID)?！?DBS和RFU也可以基于MS業(yè)務(wù)外部報頭的TOS (服務(wù)類型)標(biāo)記來應(yīng)用QoS策略。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，帶內(nèi)回傳系統(tǒng)的實施例例如可以使用各種模型來實現(xiàn)WiMAX系統(tǒng) 中的ASN(接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò))內(nèi)的元件之間的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)?！ぎ?dāng)DBS和RFU經(jīng)由WiMAX連接時，在它們之間僅存在L3連接。在這種情況下，DBS和RFU每個必須提供與由代理ARP (地址解析協(xié)議)提供的功能性類似的功能性。在這 種情況下由于缺乏在核心網(wǎng)絡(luò)的元件和RFU服務(wù)的RBS之間的連續(xù)L2連接(即如指出的 那樣僅存在L3連接)，不能使用普通代理ARP。為解決這個問題，同RBS相比RFU可以代理 核心網(wǎng)絡(luò)中的元件并且同核心網(wǎng)絡(luò)元件相比DBS可以代理所連接的RBS。例如，如果RBS需要發(fā)送分組到ASN網(wǎng)關(guān)，則其發(fā)送要求與ASN Gff的IP地址對應(yīng) 的MAC地址的ARP請求。通常，ASNGff將做出響應(yīng)，但是在這里引用的示例中，其由于缺乏連 續(xù)的L2連接而不能做出響應(yīng)。因此，RFU攔截其自己的MAC地址并用它應(yīng)答，并且使用虛 擬鏈路，RFU處理把分組傳送到ASN GW。類似的過程將應(yīng)用于另一個方向，其中同ASN Gff 相比DBS代理RBS。·另一個可能的實施例是使用(如由WiMAX NWG(網(wǎng)絡(luò)工作組)指定的)ASN中繼 功能性。在這種實施例中，RFU和DFU被分別用作RBS和ASN網(wǎng)關(guān)的ASN中繼。帶內(nèi)回傳的基站是如在本公開中描述的通過RFU和DBS回傳的RBS。這種基站可 以提供以下優(yōu)點中的至少一些1、經(jīng)濟(jì)避免使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可用的手段(諸如硬接線連接)的基站回傳基礎(chǔ) 設(shè)施的成本。2、簡化部署用附加的基站來擴(kuò)展無線網(wǎng)絡(luò)可以在沒有構(gòu)造、布線和管理開銷 (例如用于獲得通信線路的合法通行權(quán))等等的成本和時間考慮的情況下來實現(xiàn)。3、網(wǎng)絡(luò)管理每個RBS是普通基站，其可以像任何其它基站那樣進(jìn)行管理、應(yīng)用適 合于該基站的策略。例如，公司A可以通過公司B處的DBS達(dá)成議定來帶內(nèi)回傳RBS。每個 公司可以根據(jù)每個公司的策略來管理其相應(yīng)的基站——這種管理對于中繼器將是不可能 的。4、靈活性DBS可以通過針對覆蓋的重疊區(qū)域進(jìn)行代表(delegate)(即移交其SS 到其RBS)來自管理其負(fù)載。這也可以通過消除可能以其它方式發(fā)生在由中繼器增強(qiáng)的基 站處的瓶頸來改進(jìn)性能。5、性能通過使用帶有RFU的附加BS，等待時間敏感的處理(例如，調(diào)度、ARQ處 理)可以由RBS本地處理，從而減少等待時間并且改進(jìn)SS的用戶體驗。6、覆蓋在無線基站的覆蓋區(qū)域內(nèi)往往存在通信不大可靠的隔離區(qū)域?？煽啃缘?缺乏可能是例如由于拓?fù)涮卣骰蚱渌系K(諸如建筑物)。帶內(nèi)回傳基站的部署可以解決 這個覆蓋問題并且提高無線網(wǎng)絡(luò)的容量。預(yù)期的是在本專利的生存期間許多相關(guān)裝置和系統(tǒng)將被開發(fā)并且本文的術(shù)語尤 其是術(shù)語回傳、網(wǎng)關(guān)、基站、訂戶站、移動訂戶、服務(wù)基站、目標(biāo)基站、所有WiMAX特定的術(shù)語 及示例、所有因特網(wǎng)協(xié)議術(shù)語及示例、以及所有OSI參考模型術(shù)語及示例的范圍旨在先驗 地包括所有這樣新的技術(shù)。要明白，為清楚起見在單獨實施例的上下文中描述的、發(fā)明的某些特征也可以被 組合地提供在單個實施例中。相反，為簡潔起見在單個實施例的上下文中描述的、發(fā)明的某 些特征也可以被單獨地或以任何合適的子組合提供。盡管發(fā)明結(jié)合其特定實施例進(jìn)行了描述，但是顯然許多更改、修改和變型對本領(lǐng) 域的技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，旨在涵蓋所有這樣的落入所附權(quán)利要求的精神和寬 泛范圍內(nèi)的更改、修改和變型。在本說明書中提及的所有出版物、專利和專利申請在此被全文并入本說明書以供參考，其引用程度如同每個個別出版物、專利和專利申請被具體地且 個別地指出以在此并入以供參考。另外，在本申請中的任何參考的引用或標(biāo)識不應(yīng)被解釋 為承認(rèn)這樣的參考可用作本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
一種用于無線管理型通信網(wǎng)絡(luò)的裝置，所述裝置包括a)用于與第一基站對接的第一接口單元，所述第一接口單元提供用于從第一基站進(jìn)行回傳的標(biāo)準(zhǔn)回傳接口，以及b)用于與第二基站對接的第二接口單元，所述第二基站被配置成提供來自和去往第一基站以及來自和去往核心網(wǎng)絡(luò)的回傳，使得第一和第二接口單元和第二基站聯(lián)合地提供用于從第一基站進(jìn)行回傳的信道。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中第二接口單元被配置成把來自第一基站的回傳通信封裝在 訂戶站通信內(nèi)然后傳輸?shù)降诙?，并且第二接口單元還被配置成解封裝從第二基站接收 的回傳通信，其中所述回傳通信目的地是第一基站。
3.權(quán)利要求1和2中的任一項的裝置，其中所述第一基站還被配置成切換預(yù)定站到所 述第二基站。
4.權(quán)利要求3的裝置，其中所述切換是根據(jù)第一準(zhǔn)則。
5.權(quán)利要求4的裝置，其中所述第一準(zhǔn)則包括網(wǎng)絡(luò)性能的考慮。
6.權(quán)利要求4和5中的任一項的裝置，其中所述第一準(zhǔn)則包括所述第一基站的工作負(fù) 載的考慮。
7.權(quán)利要求4-6中的任一項的裝置，其中所述第一準(zhǔn)則包括所述第二基站的工作負(fù)載 的考慮。
8.一種用于無線管理型通信網(wǎng)絡(luò)的第一基站，所述第一基站包括a)回傳單元，用于提供回傳通信信道，以及b)接口單元，與所述回傳單元相關(guān)聯(lián)并且被配置成與第二基站通信，從而使得所述回 傳通信信道能夠用于所述第二基站。
9.權(quán)利要求8的裝置，其中所述接口單元被配置成使用無線通信與所述第二基站通
10.權(quán)利要求9的裝置，其中所述無線通信是根據(jù)所述第一基站為與在操作上連接到 所述第一基站的訂戶站通信而使用的協(xié)議。
11.權(quán)利要求8-10中的任一項的裝置，其中接口單元被配置成把來自第一基站的回傳 通信封裝在訂戶站通信內(nèi)然后傳輸?shù)降诙荆⑶医涌趩卧€被配置成解封裝從第二基 站接收的回傳通信。
12.權(quán)利要求8-11中的任一項的裝置，其中所述第一基站還被配置成切換訂戶站到所述第二基站。
13.權(quán)利要求12的裝置，其中所述切換是根據(jù)第一準(zhǔn)則。
14.權(quán)利要求13的裝置，其中所述第一準(zhǔn)則包括網(wǎng)絡(luò)性能的考慮。
15.權(quán)利要求13和14中的任一項的裝置，其中所述第一準(zhǔn)則包括所述第一基站的工作 負(fù)載的考慮。
16.權(quán)利要求13-15中的任一項的裝置，其中所述第一準(zhǔn)則包括所述第二基站的工作 負(fù)載的考慮。
17.一種用于管理型無線通信網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)基站，所述增強(qiáng)基站包括a)帶內(nèi)回傳裝置，以及b)用于與訂戶站通信的第一基站，其中所述帶內(nèi)回傳裝置包括a)用于與所述第一基站對接的第一接口單元，所述第一接口單元提供用于從第一基站 進(jìn)行回傳的標(biāo)準(zhǔn)回傳接口，以及b)用于與第二基站對接的第二接口單元，所述第二基站被配置成提供來自和去往第一 基站以及來自和去往核心網(wǎng)絡(luò)的回傳，使得第一和第二接口單元和第二基站聯(lián)合地提供用于從第一基站進(jìn)行回傳的信道，并且所述第一基站還被配置成與第三基站通信，從而使得用于回傳的所述信道能夠用 于所述第三基站。
18.一種用于控制通信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流的方法，其中所述業(yè)務(wù)包括封裝在第二類型的 消息內(nèi)的第一類型的消息，并且所述第一類型消息包括定義所述流的控制的至少一個參 數(shù)，所述方法包括檢查第二類型消息以分辨所封裝的第一類型消息的內(nèi)容，辨別第一類型消息內(nèi)的所述參數(shù)，依據(jù)所述參數(shù)，調(diào)節(jié)業(yè)務(wù)流。
19.一種用于對通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元件進(jìn)行代理的代理裝置，所述網(wǎng)絡(luò)以至少兩個協(xié) 議層進(jìn)行操作，所述層包括較低層和較高層，所述網(wǎng)絡(luò)包括a)在第一和第二鏈接單元之間的通信鏈路，所述鏈接單元在較高的協(xié)議層處進(jìn)行通b)第一遠(yuǎn)程裝置，連接到第一鏈接單元并且根據(jù)較低的協(xié)議層與所述第一鏈接單元通 信，以及c)第二遠(yuǎn)程裝置，連接到第二鏈接單元并且根據(jù)較低的協(xié)議層與所述第二鏈接單元通所述第一鏈接單元結(jié)合了所述代理裝置之一，所述代理裝置被配置成相對于與第一遠(yuǎn) 程裝置的通信代表所述第二遠(yuǎn)程裝置并且代表所述第二遠(yuǎn)程裝置而行動。
全文摘要
允許部署無線基站的設(shè)備和方法，其中所部署的遠(yuǎn)程基站使用協(xié)議通過到在操作上附連的施主基站的無線連接而被回傳到核心網(wǎng)絡(luò)，所述協(xié)議把回傳通信封裝在標(biāo)準(zhǔn)訂戶通信協(xié)議內(nèi)。
文檔編號H04W84/14GK101904190SQ200880121703
公開日2010年12月1日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者L·肖斯特曼, M·阿爾特舒勒, O·馬林慶科 申請人:以色列奧維通有限公司