第三代蜂窝网络中或有关该网络的改进

摘要

本发明涉及第三代蜂窝网，具体说，涉及一个基站和其它基站或其它网络之间的骨干ATM交换网。本发明试图提供一种降低了故障可能性的3G蜂窝通信系统。根据本发明的第一方面，提供一种第三代无线通信网络，该通信网络包括多个提供蜂窝无线覆盖的基站无线电接口、无线电网络控制器和至少一个节点B。该系统这样配置：使得在所述无线电网络控制器和所述至少一个节点B之间至少存在两条信号路径，从而提供IMA保护模式或IMA聚合模式。

说明书

发明领域

本发明涉及第三代蜂窝网，具体说，涉及一个基站和其它基站或其它网络之间的骨干ATM交换网。

发明背景

第一和第二代蜂窝无线电系统目前在全世界广泛采用，为移动用户提供电信。为了克服与容量需求相关的问题以及为了提供文本和数据消息，提出了第三代无线电系统。这种第三代系统之一是通用移动电信系统(UMTS)，UMTS是第三代合作(3GPP)组织提出的。

近年来，网络容量/带宽需求增长一直迅猛。已获得支持的一种网络技术是异步转移模式(ATM)技术。ATM技术通过引入虚电路和智能交换而改进了传统的交换网。虚电路带宽分配和转移特性(例如延迟和延迟变化)可以加以调整以适应任何特定应用的要求。

另外，ATM网络一般比其它网络拓扑具有更宽和更高的工作速度范围，其普通电路数据传输速率为600Mbps，而对某些应用而言速率则超过10Gbps。意在将ATM协议用在可靠的物理层例如光纤、无线电中继等之上进行传输。

已指定将异步转移模式(ATM)技术用在基站和称为无线电网络控制器(RNC)的控制实体之间传送用户和控制数据(“数据”)。来自每个基站的数据经由ATM交换器传送通过节点(在3G系统中称为节点B)到达RNC或者高密度基站配置的区域中，几个节点B与节点B集线器通信，涉及RNC的ATM通信就发生在节点B集线器之处。

参照图1，它显示一个3G网络：基站12充当移动用户10和RNC(Iub接口)14之间的接口，3GPP将RNC(Iub接口)14称之为节点B，节点B发送与无线电网络控制器RNC 16有关的信号。因此，每个节点B与无线电接口基础设施(收发器、功率放大器、天线以及相关控制)相关且包括地面传输基础设施。节点B可以是支持IMA的ATM集线器(ATM交换器)或者还是同时充当UMTS基站和ATM集线器的节点B。这后一种配置通常称为Iub集线器配置。

可以因此将节点B集线器视为更具成本效益。到目前为止，已证明3G网络的开发成本很高，在任何必要的地方采取了降低成本的所有措施。利用节点B集线器-RNC链路允许部署高比特率传输线路。

采用ATM上的反向复用(ATM(IMA))是为了经济有效地增加带宽。ATM(IMA)可以这样方便地加以实现：通过使低价的E1 2兆比特/秒线路成组或使用微波链路从而形成具有n×2兆比特/秒带宽的传输链路。在3GPP中，除了采用E1，还可以采用T1(1.5兆比特/秒)。IMA可以基于E1、J1和T1线路：这些线路往往分别由基于欧洲、日本和美国的标准组织所采用。这些线路提供独立于传输协议的传输，即所述传输对特定的传输协议是透明的。为了方便起见，随后对这些协议的引用仅限于E1，但应理解，也可以利用J1、T1或等效的标准。类似地，整个说明书中使用术语“节点B”，但也指等效的节点类型。

在根据图1的系统中，在传输链路发生故障时该系统易遭受完全的通信故障。

发明目的

本发明试图提供一种故障可能性减少了的3G蜂窝通信系统。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供一种第三代无线通信网络，该通信网络包括提供蜂窝无线覆盖的多个基站无线电接口；无线电网络控制器和至少一个节点B；

其中，在无线电网络控制器和无线电接口之间传输的信号和信令数据在所述至少一个节点B之间路由；

其中，所述至少一个节点B提供IMA功能；

其中，在所述无线电网络控制器和所述至少一个节点之间传输的信号和信令数据采用异步转移模式传输；

其中，在所述无线电网络控制器和所述至少一个节点之间至少存在两条信号路径，用于提供IMA保护模式或IMA聚合模式。

根据一个实施例，提供包括无线电网络控制器和多个节点B的多个网络实体，

其中，每个节点能够与至少两个其它节点或至少另一个节点B和所述无线电网络控制器通信；

其中，在所述无线电接口和每个节点B之间存在物理链路；

其中，在每个节点B和至少两个其它网络实体之间存在至少两条信号路径。

在第三实施例中存在多个节点；

其中，多个节点B成组与至少一个节点B集线器通信；

其中，至少一个集线器与无线电网络控制器通信以及，

其中，在无线电网络控制器和至少一个节点B集线器之间存在至少两条传输路径。

节点B和节点集线器之间最好存在多条传输路径。

根据本发明，还提供了一种运营方法。

本发明提供一种在第三代蜂窝网络中经济有效地使用反向复用器的方法。通过使用例如E1 2兆比特/秒传输线路的低阶-低容量传输线路，本发明还提供带宽的增长和带宽利用率的改善。

附图简述

通过参照如下说明和附图，可以更容易地理解本发明，并且本发明的其它各种方面和特征可以变得显而易见，附图中：

图1显示根据目前已确定的标准加以配置的第三代网络的示例；

图2显示本发明第一实施例的示例；

图3显示与E1线路有关的两种类型的反向复用器；

图4显示本发明第二实施例的示例；

图5和图6显示根据本发明的第一和第二实施例形成的网络中的故障效果；

图7显示ATM上反向复用器的原理；以及

图8显示根据本发明形成的ATM网络的自愈属性。

本发明的详细说明

现在将通过示例说明本发明者所构思的本发明的最佳实施例。在以下说明中提出的具体细节是为了提供对本发明的完整的理解。对本领域的技术人员而言，显然可对具体细节加以改变而实施本发明。

图1显示目前根据标准所确定的来加以配置的3G系统。移动用户10将通过无线通信与和节点B14相关的无线电接口12通信。节点B将通过ATM传输网18与无线电网络控制器(RNC)16通信。如果任何时候传输网发生故障，将不能进行故障点任一侧节点之间的通信。

图2显示本发明的第一实施例。移动用户10将通过无线通信与基站无线电接口12通信。然而，这种情况下的ATM网络包括一个分散式网络，其中每个节点B14能够通过至少两条传输路径或链路18与无线电网络控制器16通信。所述链路方便地包括n条E1链路。传输路径可以为光链路、无线电链路或者其它类型。如图2所示，在本发明的第一实施例中，每个节点B配备了一个反向复用器20，该反向复用器使得能够在始发节点B之间以及通过与无线电网络控制器有关的任何中间节点B于ATM上进行反向复用。IMA在IMA节点之间交换作为信令的特殊ATM控制信元(ICP)。这亦称为IMA信令或ATM层信令。

反向复用器的工作机制可以变化。参照图3a和图3b，传输路径18包括若干E1线路30，方框22、24、26与28描绘用于使E1通信能够沿着传输路径进行的收发器。如图3a所示，E1线路可选地连接到与各个节点B相关联的反向复用器20，或者所有E1线路可以连接到反向复用器20。因此，两个节点B(其中一个为中间节点B)之间的通信可能涉及也可能不涉及与中间节点B的反向复用器相关联的反向复用。

参照图4，第二实施例中采用了节点B集线器22：节点B利用节点集线器与无线电网络控制器通信。在节点集线器和无线电网络控制器之间存在两条链路，在每个节点B和节点B集线器32之间存在两条链路。在此第二实施例中，可以使用较高比特率传输线路，这种情形一般发生在用户穿透度高(user penetration)的地方。根据本发明，将ATM(IMA)上的反向复用用于经济有效地增加带宽以及在源节点和目的节点之间提供至少两条传输线路路径。这提供了冗余的好处：如果一套传输路径或数据路径崩溃，则通信流量可以切换到剩余的传输路径。而且，提供至少两条通信路径改善了信道利用率。

图5和图6显示到无线电网络控制器的通信路径中断时的效果：各图中的断点44和46可通过信令的持续而得以克服，虽然信令只穿过包括若干E1线路的剩余传输线路。在第一实例中当然可能有多于两条的传输线路。来自受影响的节点B的信令的方向用标记为34、36、38和40的箭头表示。

现参照图7讨论ATM上的反向复用原理。ATM上的反向复用(IMA)可用于在51、52之间将n条2兆比特/秒传输线路(#0-A2)组成具有带宽n×2兆比特/秒的IMA组。如果传输线路n中发生故障，可以对ATM上的反向复用进行配置，使之提供IMA组的标准化的自愈。利用剩余的线路，这种机制可以几乎无缝地使IMA组的操作继续。每条2兆比特/秒线路可以利用通过UMTS无线接入网的任何路径，因为IMA允许补偿线路之间的25毫秒或更大的延迟差异(ATM论坛技术规范af-phy-0086.00x)。

通过好的网络规划，可用一种可与上述闭环相比的方式来组织所有用于将节点B集线器连接到RNC的2兆比特/秒线路。IMA组结合了RNC和每个节点B集线器之间的两条或两条以上线路。现参照图8，如果该IMA环路被打开(即链路故障)，则IMA保护模式的自愈机制确保节点B集线器仍旧连接到RNC。简单的流量控制确保在环路故障之后在RNC和每个节点B集线器之间存在足够的IMA成组的传输资源：例如对于E1而言，IMA保护模式下的带宽参数等效于n×1812信元/秒。然而，连接许可控制必须确保新ATM节点所推荐的具有PCR_i(峰值信元速率)的连接在SIGMA PCR_I＜带宽参数时是可接受的(这是保护模式下的流量控制)。

在成本成为主导因素的IMA聚合模式中，仅将IMA用于增加带宽。如果一条线路发生故障，则整个IMA组停止使用直到该故障线路被修复。对于E1而言，IMA聚合模式下的带宽参数等效于n×3849信元/秒。然而，连接许可控制必须确保新ATM节点所推荐的具有PCR_i的连接在SIGMA PCR_i＜带宽参数时是可接受的(这是聚合模式下的流量控制)。

在图7中，来自ATM层的一个ATM信元流53在输入端55处输入到IMA组51中。IMA虚链路包括三条物理链路56、57和58，它们分别源自IMA组51的物理链路输入/输出端59、60和61。这三条物理链路连接到IMA组52的输入/输出端62、63和64。来自所述ATM信元流的信元65、66和67经由物理链路56、58从IMA组51传输到IMA 52，在IMA 52处，重新使这些信元彼此关联起来以形成原始ATM信元流的表示。在图8中，物理链路56是不可用的，故ATM信元65沿着物理链路58传输。

总而言之，在3G中提供多条数据路径以及采用ATM的反向复用，这提供了一种保护模式或聚合模式，其优点没有在与标准有关的文献中提出或公开。相信本发明的好处远远胜过在实现低启动成本方面的任何感觉得到的优点。在IMA保护模式下，简单的流量控制确保在环路发生故障之后在RNC和每个节点B的集线器之间存在足够的利用IMA方法成组的传输资源。