CN104969487A - 用于上行链路扩展器的***、方法及设备 - Google Patents

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CN104969487A CN201480007094.3A CN201480007094A CN104969487A CN 104969487 A CN104969487 A CN 104969487A CN 201480007094 A CN201480007094 A CN 201480007094A CN 104969487 A CN104969487 A CN 104969487A
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Abstract

根据实施例,本发明提供一种移动扩展器(82),所述移动扩展器(82)可用以为基本单元(81)提供经由移动网络(如LTE)的额外上行链路。

Description

用于上行链路扩展器的***、方法及设备
技术领域
本申请大体而言涉及利用通往提供商网络的两种不同链路的***,且具体而言涉及一种可用于提供通往提供商网络的额外链路的扩展器。
背景技术
数字用户线路(Digital Subscriber Line;DSL)技术广泛用于为客户提供如互联网等宽带服务。尽管近年来,由于如VDSL2等采用其它技术(如向量化)的新标准的发展,DSL通信所实现的带宽已得到增大,然而在一些情形中,可用带宽可能仍然不够。
另一方面,经由移动网络的可用带宽及数据速率也已经自第二代网络(例如使用GPRS)经过第三代网络(例如使用UMTS)一直到***网络(例如使用LTE标准)稳定地增加。
一般而言,期望为现有网络连接(例如DSL连接)提供额外的容量。
发明内容
根据一些实施例,提供一种如权利要求1定义的移动扩展器设备、一种如权利要求21定义的方法以及一种如权利要求23或24定义的基本单元。附属权利要求定义其它实施例。应注意,除非另外指明,否则为所述设备定义的特征也可应用于所述方法或基本单元,且反之亦然。
此外,在其它实施例中,可使用与上述实施例中不同的其它特征。
附图说明
图1为LTE网络架构的示意图;
图2为显示图1所示不同元件的组成的方块图;
图3显示xDSL***的示意图;
图4显示xDSL***的另一图;
图5为例示正交频分多址的图;
图6显示收发器的方块图;
图7显示根据实施例的***的方块图;
图8显示根据另一实施例的***的方块图;
图9A及图9B显示根据实施例的扩展器的透视图;
图10至图13为例示根据实施例的各种负荷平衡技术的图;以及
图14为例示根据实施例的方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图详细阐述实施例。需注意,这些实施例不应被解释为限制性的,而是仅用作实例。除非明确地另外指明,否则不同实施例的特征可进行组合。此外,在阐述实施例具有多个特征时不应被解释为表示所有这些特征均是实施实施例所必需的,因为在其它实施例中,所述特征中的一些特征可被省略及/或由替代特征来取代。在其它实施例中,另外或作为另外一种选择,可存在其它特征。
在详细阐述实施例之前,以下将更详细地阐释可用于所述实施例中的一些通信技术。
长期演进技术(Long Term Evolution;LTE)是一种无线数据通信技术标准,且是GSM/UMTS标准的演进。LTE的目标是利用在千禧年(millennium)左右开发出的新的数据信号处理(digital signalprocessing;DSP)技术及调制方案来增大无线数据网络的容量及速度。另一目标是将网络架构重新设计及简化成与3G架构相比传输延迟显著减小的基于IP的***。LTE无线接口与2G及3G网络不兼容,因而LTE无线接口必须在一单独无线频谱上运行。
LTE规范在无线电接入网络中提供300Mbit/s的下行链路峰值速率、75Mbit/s的上行链路峰值速率以及允许传输延迟小于5ms的QoS规定。LTE能够管理快速移动的移动装置并且支持多播流及广播流。LTE支持自1.4MHz至20MHz的可缩放的载波带宽,并且支持频分双工(frequency division duplexing;FDD)及时分双工(time-divisionduplexing;TDD)两者。基于IP的网络架构(被称为演进封包核心(Evolved Packet Core;EPC并且被设计成取代GPRS核心网络)支持利用较早的网络技术(例如GSM、UMTS及CDMA2000)来实现语音及数据两者向小区塔(cell tower)的无缝切换(seamless handover)。较简单的架构使得运行成本降低(例如,每一E-UTRAN小区将支持高达四倍于由HSPA支持的数据及语音容量)。
LTE标准中的许多内容致力于将3G UMTS升级到最终为4G移动通信技术。大量工作是為了在***自现有UMTS电路加封包交换组合网络过渡到全IP平坦架构***(all-IP flat architecture system)时简化***的架构。E-UTRA是LTE的空中接口。其主要特征是:
取决于用户设备类别(4×4天线,利用20MHz的频谱),峰值下载速率高达299.6Mbit/s且上传速率高达75.4Mbit/s。已自以语音为中心的种类至支持峰值数据速率的高端终端定义出了五种不同的终端种类。所有终端均将能够处理20MHz的带宽。
与之前的无线电接入技术相比,数据传输延迟低(在最佳条件下,对于小的IP封包具有不到5ms的延迟),切换及连接建立时间的延迟降低。
根据频带而定,对移动性的支持(例如对以高达350km/h(220mph)或500km/h(310mph)移动的终端的支持)得到改善。
对于下行链路采用OFDMA、对于上行链路采用SC-FDMA以节约电力。
利用同一无线电接入技术来支持FDD及TDD通信***两者以及半双工FDD。
通过ITU-R支持IMT***目前所使用的所有频带。
频谱灵活性提高:1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz及20MHz宽的小区得到标准化。(W-CDMA需要5MHz削波(slice),从而导致在其中5MHz是通常分配的频谱量且已经常用于例如2G GSM及cdmaOne等遗留标准的国家中出现一些技术推广问题。)
支持自数十米半径(毫微微小区(femto cells)及微微小区(picocells))至100km(62英里)半径的宏小区(macro cells)的小区尺寸。在欲用于农村地区的较低频带中,5km(3.1英里)是最佳小区尺寸,30km(19英里)具有合理性能,且以可接受的性能支持高达100km的小区尺寸。在城市及农村地区,较高的频带(例如EU中的2.6GHz)用于支持高速移动宽带。在此种情形中,小区尺寸可为1km(0.62英里)或甚至更小。
在每一个5MHz的小区中支持至少200个现用的数据客户端。
架构得以简化:E-UTRAN的网络侧仅由eNode B构成。
支持交互操作以及与遗留标准(例如GSM/EDGE、UMTS及CDMA2000)的共存。用户可利用LTE标准在一地区发起呼叫或传输数据,并且在覆盖范围不可用时,利用GSM/GPRS或基于W-CDMA的UMTS或甚至3GPP2网络(例如cdmaOne或CDMA2000)来继续操作而无需对其部件采取任何动作。
封包交换无线电接口。
支持多播-广播单频网络(Multicast-Broadcast Single FrequencyNetwork;MBSFN)。这一特征可利用LTE基础设施来递送服务(例如移动TV)并且是基于DVB-H的TV广播的竞争者。
LTE标准概述
关于3GPP无线电接入技术的长期演进(LTE)的最初研究项目的初始目标是确保3GPP RAT在未来(下一个10年)具有竞争性。研究的重点是增强无线电接入技术(UTRA)以及优化及简化无线电接入网络(UTRAN)。LTE的关键驱动因素是:
·高效的频谱利用
·灵活的频谱分配
·降低的运营商成本
·提高的***容量及覆盖范围
·较高的数据速率及减小的延迟
LET的目标
下文列举为LTE设定的一些具体目标[3GPP TR 25.913]
·提高峰值数据速率:对于具有20MHz的DL(UE处为2个Rx天线)为100Mbps,对于具有20MHz的UL为50Mbps
·提高频谱效率:对于DL为5bps/Hz且对于UL为2.5bps/Hz
·(在位速率方面)提高小区边缘性能
·减小延迟。
整体网络架构
在图1中显示LTE网络架构的简单实例的示意图。
E-UTRAN利用由E-UTRAN Node B(eNB)组成的简化单节点架构。所述eNB利用S1接口与演进封包核心(EPC)进行通信;具体而言,与分别对控制平面及用户平面使用S1-C及S1-U的移动性管理实体(MobilityManagement Entity;MME)及用户平面实体(User Plane Entity;UPE)(被标记为服务网关(Serving Gateway;S-GW))进行通信。MME及UPE优选地被实作为单独的网络节点以有利于对控制平面及用户平面进行独立缩放。此外,eNB利用X2接口(分别为用于控制平面及用户平面的X2-C及X2-U)与其它eNB进行通信。关于各个网络元件的详细概述,请参见“LTE网络基础设施及元件(LTE Network Infrastructure andelements)”。作为实例,在图2中显示方块图,其显示eNB及MME的一些组件。
整体架构[例如在3GPP TS 36.300中所阐释]
LTE支持单频网络上的多播/广播(MBSFN)选项,其中自达成适当时间同步的多个小区传送共同信号。作为E-UTRAN的唯一实体的eNB支持典型无线电网络中的所有功能,例如无线承载控制(Radio Bearercontrol)、移动性管理、准入控制(Admission control)以及调度。接入层(Access Stratum)完全驻留在eNB处。
E-UTRAN与EPC之间的功能划分[例如在3GPP TS 36.300中所阐释]
LTE物理层
LTE物理层是基于正交频分多工方案OFDM来实现高数据速率及频谱效率提高的目标。频谱资源被作为时间(又称为时隙)及频率单元(又称为副载波)两者的组合进行分配/使用。支持具有2个或4个天线的MIMO选项。在UL及DL两者中均支持多用户MIMO。下行链路及上行链路中所支持的调制方案是QPSK、16QAM及64QAM。
下行链路(DL)物理信道
下行链路传输利用具有循环前缀的OFDM。下文给出利用OFDM的一些原因:
·当信道显现出对窄带副载波具有接***坦的频率响应时,多载波调制(multiple carrier modulation;MCM)有助于抵抗频率选择性衰落(frequency selective fading)。
·资源块的频率范围及资源块的数量可改变(或适应于信道状态),以实现灵活的频谱分配。
·可利用多个资源块来实现较高的峰值数据速率而不减少符号持续时间或者利用仍然较高阶的调制,从而降低接收器复杂性。
·多个正交副载波固有地提供较高频谱效率。
·循环前缀(CP)是位/符号序列自末尾至开端的局部重复。这使得时域输入序列在持续时间内呈现出周期性,以使DFT表示形式可用于任何频域处理。此外,所述持续时间在被选择成大于信道时延扩展(channel delay spread)时,将有助于减少符号间干扰。以下导频信号(pilot signal)被定义用于下行链路物理层:
·参考信号:参考信号是由在时隙中明确定义的OFDM符号位置处传送的已知符号组成。这有助于用户终端处的接收器估计信道脉冲响应,从而可补偿所接收信号中的信道失真。每一个下行链路天线端口传送一个参考信号,且(当一个天线端口传送参考信号而其它端口静默时)为天线端口指派独有的符号位置。
·同步信号:主同步信号及辅助同步信号是在帧中的固定子帧(第一及第六)位置处传送,并且有助于用户终端处的小区搜索及同步过程。为每一小区指派唯一的主同步信号。
上行链路(UL)物理信道
上行链路传输利用单载波FDMA(Single Carrier FDMA;SC-FDMA)方案。SC-FDMA方案被实现为两阶段式过程,其中第一阶段将输入信号变换至频域(由DFT系数表示)且第二阶段利用OFDM方案将这些DFT系数转换成OFDM信号。由于与OFDM的这种关联,SC-FDMA也被称为DFT-扩展OFDM。下文给出这种选择的原因(除可应用于下行链路OFDM的原因外):
·所述两阶段式过程允许在将所述DFT系数的集合映射到资源块的同时为副载波选择适当的频率范围。可在任一给定时间为不同用户分配唯一的频率,使得在同一小区中的用户之间不存在同信道干扰(co-channel interference)。此外,可避免具有显著同信道干扰的信道。
·所述变换等价于单载波输入信号的中心频率的移位。副载波不在随机相位中组合而导致被调制信号的瞬时功率出现大的变化。这意味着峰值对平均功率比(Peak to Average Power Ratio;PAPR)较低。
·SC-FDMA的峰值对平均功率比(PAPR)小于传统OFDMA的峰值对平均功率比,因此RF功率放大器(power amplifier;PA)可在更接近所推荐运行点的点处运行。这会提高功率放大器的效率从而降低用户终端处的功率消耗。
以下导频信号被定义用于上行链路物理层:
·解调参考信号:由用户终端随上行链路传输一起发送的这一信号有助于网络估计对于上行链路脉冲串(burst)的信道脉冲响应,以有效地解调上行链路信道。
·探测参考信号(Sounding Reference Signal):由用户终端发送的这一信号有助于网络估计总体信道状态并且为上行链路传输分配适当频率资源。
DSL
数字用户线路(DSL,最初为数字用户回路)是通过在本地电话网络的电线上传送数字数据来提供互联网接入的一种技术。在电信营销中,用语DSL被广泛理解为意指非对称数字用户线路(asymmetric digitalsubscriber line;ADSL)(最常安装的DSL技术),但近年来已越来越多地提供VDSL。DSL服务是与有线电话服务在同一电话线路上同时递送。这可能是因为DSL对数据使用较高频带。在客户端,每一个非DSL出口上的DSL滤波器均阻挡任何高频干扰,以实现同时使用语音及DSL服务。
此处,DSL也被称为xDSL并且包含所有DSL标准,包括并入本文供参考的ADSL、ADSL2+、VDSL、VDSL2及G.Fast。
根据DSL技术、线路状态及服务水平实施情况,消费者DSL服务的位速率在朝向消费者(下游)的方向上通常介于256kbit/s至40Mbit/s之间。在ADSL中,上游方向(朝向服务提供商的方向)上的数据通量较低,因此称为非对称服务。在对称数字用户线路(symmetric digitalsubscriber line;SDSL)服务中,下游数据速率与上游数据速率则相等。
在客户侧,DSL收发器(或ATU-R,或更普遍地被称为DSL调制解调器)连接至电话线路。电话公司(telephone company;telco)将所述线路的另一端连接至DSLAM,所述DSLAM将大量个别DSL连接集中到单个箱中。DSLAM的位置取决于电话公司,但由于衰减-即当数据在DSLAM与用户的DSL调制解调器之间移动时由于遇到大量电阻而造成的数据丢失,所述位置不能距离用户太远。常见的是将几个住宅街区连接至一个DSLAM。
当DSL调制解调器通电时,所述DSL调制解调器执行同步程序。实际过程因调制解调器而异,但一般涉及以下步骤:
DSL收发器执行自测试。
DSL收发器检查DSL收发器与计算机之间的连接。对于DSL的家用变型,这通常是以太网(RJ-45)端口或USB端口;在罕见型式中,使用FireWire端口。较早的DSL调制解调器支持本地ATM接口(通常,25Mbit/s串行接口)。此外,DSL的一些变型(例如SDSL)利用同步串行连接。
DSL收发器接着尝试与DSLAM同步。当DSLAM与调制解调器同步时,数据可仅进入计算机。同步过程是相对快的(在几秒范围内)但非常复杂,涉及到大量的测试以允许连接的两侧根据所用线路的特性来优化性能。外部的或独立的调制解调器单元具有被标记为“CD”、“DSL”或“LINK”的指示符,所述指示符可用于断定调制解调器是否同步。在同步期间,灯会闪光;当同步时,灯保持亮着,通常呈绿色。
现代DSL网关(gateways)具有更多功能且通常执行非常类似于PC启动的初始化程序。自闪速存储器加载***图像;***启动、使DSL连接同步、并且利用例如DHCP或PPPoE等协议建立本地网络与服务提供商之间的IP连接。通常可更新***图像以校正错误、或增加新的功能。
附图3是简单DSL连接30的示意图。右侧显示驻留在例如电话公司的中心局中的DSLAM。左侧显示具有可选路由器的客户端设备。此路由器管理局域网(local area network;LAN),所述局域网连接有一定数量的PC。在具有许多服务提供商时,客户可选择包含无线路由器的调制解调器。这一选项(在虚线圈内)常常会简化连接。
客户端设备
所述连接的客户端是由终端适配器或“DSL调制解调器”组成。这使数据在计算机使用的数字信号与具有合适频率范围的电压信号之间进行转换,所述电压信号接着被施加至电话线路。
客户端是指来自中心局的远程电话或双绞缆线的另一端上的设备。
DSL调制解调器概要
在一些DSL变型(例如,HDSL)中,终端适配器利用例如以太网或V.35等协议经由串行接口直接连接至计算机。在其它情形(特别是ADSL)中,常见的是客户设备集成有较高水平的功能,例如路由功能、防火墙功能、或其它应用专用硬件及软件。在此种情形中,所述设备被称为网关。
大部分DSL技术需要安装适当滤波器以使DSL信号与低频率语音信号分离开或“分开”。可在分界点(demarcation point)处或利用在客户端内的电话插座处安装的滤波器来进行上述分离。任一种方式均具有其实际限制及经济限制。例如,图4示意性地显示在例如电话线路上的数字信号与电压信号之间进行连接的DSL调制解调器。
数字用户线路接入多工器(digital subscriber line accessmultiplexer;DSLAM,常常发音为dee-slam)是网络装置,常常位于电信运营商的电话交换机中。所述数字用户线路接入多工器利用多工技术将多个客户数字用户线路(DSL)接口连接至高速数字通信信道。
DSLAM设备自其许多调制解调器端口收集数据,并通过多工而将其语音及数据通信量聚合成一个复杂的复合“信号”。根据其装置架构及设置而定,DSLAM通过其异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode;ATM)、帧中继及/或互联网协议网络(即,利用封包传送模式-传输收敛(Packet Transfer Mode-Transmission Convergence;PTM-TC)的IP-DSLAM)协议栈来聚合DSL线路。
接着,经聚合的通信量经由接入网络(access network;AN)(也被称为网络服务提供商(Network Service Provider;NSP))以高达10Gbit/s的数据速率被引导至电话公司的骨干交换机。
DSLAM的行为如同网络交换机,因为其功能是在OSI模型的第2层。因此,DSLAM不能重新路由多个IP网络之间的通信量,而仅重新路由ISP装置与最终用户连接点之间的通信量。DSLAM通信量被切换至宽带远程接入服务器,在所述宽带远程接入服务器中,最终用户通信量接着越过ISP网络被路由至互联网。客户端设备在与其所连接的DSLAM进行良好介接时可利用增强的电话语音及数据线发信(signaling)特征以及其所支持的带宽监测及补偿能力。
DSLAM可位于也可不位于电话交换机中,并且也可为服务于(有时与数字回路载波一起)相邻服务区域接口内的多个数据及语音客户。饭店、旅馆、住宅社区及其它商务区也使用DSLAM来操作其自己的私人电话交换机。
除了作为数据交换机及多工器之外,DSLAM也是大的调制解调器群集。聚合卡(aggregation card)上的每一个调制解调器均与单个用户的DSL调制解调器进行通信。这一调制解调器功能被集成到DSLAM自身中,而不是经由外部装置(如传统计算机调制解调器)来完成。
如同传统语音频带调制解调器一样,DSLAM的集成DSL调制解调器通常能够探测线路,并且进行自身调整来以电子方式或数字方式补偿正向回音或其它带宽限制因素,从而以用户的物理线路的最大连接速率能力移动数据。
这种补偿能力还利用“平衡线路”DSL连接的更佳性能,以提供与物理上类似的无屏蔽双绞线(unshielded twist pair;UTP)以太网连接相比更长的LAN网段的能力,这是因为一般需要使用平衡线路类型以使其硬件正确地发挥作用。这是因为平衡线路的标称线路阻抗(以欧姆为单位来量度,但包括电阻及电感两者)略低于UTP的标称线路阻抗,因此支持“较弱”信号(然而用于构建此种数字接口所需的固态电子器件更为昂贵)。
正交频分多址(Orthogonal Frequency-Division MultipleAccess;OFDMA)是流行的正交频分多工(OrthogonalFrequency-Division Multiplexing;OFDM)数字调制方案的多用户型式。通过如下文所例示为个别用户指派副载波子集而在OFDMA中实现多址接入。这允许自若干用户以低数据速率同时进行传输。图5显示示意图,其例示使用不同副载波作为导频副载波,即指派给第一用户的副载波及指派给第二用户的副载波。
基于关于信道状态的反馈信息,可实现自适应性用户-副载波指派。如果所述指派足够快地完成,则此会进一步提高对于快速衰落及窄带同信道干扰的OFDM稳健性(robustness),并且使得可实现甚至更佳的***频谱效率。
可为不同用户指派不同数量的副载波,以支持差异化服务品质(Quality of Service;QoS),即对于每一个用户单独地控制数据速率及错误概率。
OFDMA类似于码分多址(code division multiple access;CDMA)扩展频谱,在码分多址扩展频谱中,通过为每一个用户指派不同的码扩频因子或不同数量的扩频码,用户可获得不同的数据速率。
OFDMA可被视为对OFDM与时分多址(time division multipleaccess;TDMA)或时域统计多工的组合(即封包模式通信)的替代。低数据速率用户可以低传输功率来连续发送而非使用“脉冲式”高功率载波。可实现恒定延迟及较短延迟。
OFDMA也可被阐述为频域多址与时域多址的组合,其中在时间-频率空间中对资源进行划分且沿着OFDM符号索引以及OFDM副载波索引来指派时隙。
因包括可缩放性及MIMO-友好性在内的优点以及因能够利用信道频率选择性,OFDMA被认为非常适用于宽带无线网络。
在频谱感测认知无线电(spectrum sensing cognitive radio)中,OFDMA是用于自适应性地填充自由无线电频带(free radio frequencyband)的可能途径。卡尔斯鲁厄大学(the University of Karlsruhe)的蒂姆A.韦斯(Timo A.Weiss)及弗里德里希K.Jondral(FriedrichK.Jondral)提出了一种其中由节点感测到的自由频带立即被OFDMA子带填充的频谱池***。
在图6中,出于例示目的,显示SC-FDMA/OFDMA收发器的示意图。
根据实施例的本解决方案为LTE及另一通信协议(例如,DSL)提供一种双重链路。具体而言,提供一种组合式两个或更多个WAN上行链路信道***。在特定实施例中,提供一种由DSL信道提供的第一链路以及一种由移动网络协议(例如LTE或LTE的未来后继协议)提供的第二链路。在此种实施例中,例如由DSL提供的带宽可通过经由LTE的其它上行链路来增强。然而,也考虑其它专属技术的组合,例如LTE与GPON。所述两个或更多个信道并行设置。此外,在实施例中,考虑在CPE侧上及进一步完全在CPE侧上设置多信道***,而无需支持或修改LTE网络或网络运营商。这会提供带宽方面的益处并且扩展客户端的选项。
通常,提供网络的网络运营商负责进行修改,例如为支持此种多信道***而需要的修改。然而,这对于网络运营商而言是繁琐的,需要对基础设施进行彻底检修且因此实施起来成本极为高昂。一些实施例还设想出自CPE侧提供多信道***的完整能力。在一个方面中,网络提供用于形成在CPE侧上使用的政策的某些参数。然而,多信道***的提供仍由CPE侧负责。
在图7所示的一个实施例中,根据实施例的本发明解决方案设想出并且提供了用于在一个CPE箱70中提供所述多信道功能的完整解决方案。箱被视为闭合单元,所述闭合单元在壳体内包含至少一个调制解调器。箱可为整体式的或可运输的单元。这包括政策设定,所述政策设定判断对不同信道应用何种负荷或平衡。其也可包括对不同协议进行调制及/或解调、及/或将来自不同信道的信号转译到另一专属协议。箱70经由第一链路72(例如,DSL)及第二链路73(例如,LTE)与提供商网络71进行通信。
在图8所示替代实施例中,设想在一个或多个CPE箱81中提供部分解决方案并且提供远程部分作为扩展器单元82,扩展器单元82提供一种或多种链路能力以连接至专属协议。在下图中,显示CPE箱81(在具有圆角的框中)是单独的单元,其与扩展器82物理上分离开或远离扩展器82。
扩展器82可经由任何合适的协议链接至CPE箱81,例如经由USB连接或以太网连接抑或无线连接。CPE箱82经由第一链路(例如包括上行链路方向)84(例如DSL链路)与提供商网络83进行通信。此外,经由扩展器82提供另一链路86(例如LTE链路)以提供网络83。如框80所指示,CPE箱81与扩展器82一起提供与图7所示CPE箱70实质上相同的功能。
在一个实施例中,扩展器(例如,扩展器82)通过提供与目标协议进行连接及/或通信所需要的功能来提供所述双重信道***或多信道***的基本部分。举例而言,图8显示提供通往LTE网络的连接的扩展器。所提供的功能包括例如LTE收发器及解调器/调制器。在另一功能中,扩展器提供与LTE网络的双向通信。
因此,图8所示实施例中所考虑的是不将所有功能连接至在物理上处于一个IP箱中的多个信道或协议。这具有若干益处。作为其中一个益处,这允许当前DSL OEM提供遗留箱,可以最少的编程对所述遗留箱进行修改以提供如图8所示的箱81一样的箱。其还允许OEM提供预先配备的箱以支持及检测外部链接或扩展器而无需花费高成本来改变箱的内部硬件。后者往往需要网络的每一个客户升级到新的箱,此需要客户为额外的设备或更昂贵的设备付费并且实现客户满意度。此外,在需要技术或设备升级时,显示客户会转移至其它网络。由于客户的这后一特征,OEM及网络宁愿自客户或用户角度作出最小改变,以防止客户转移至竞争者。
扩展器(如扩展器82)在一个实施例中被提供作为WAN扩展器,且在另一其它变型中被提供作为WLAN扩展器。通常,通往家庭、住宅或办公室的主箱或网关放置在通往建筑物的电话或DSL或缆线或光学连接附近。在许多情况下且在都市地区,主箱因此位于建筑物的地下室中。然而,移动信号强度及品质在地下区域中通常较差。这使得以LTE对箱进行辅助极为不便且在一些情况下实际上不可能。在例如公寓建筑物中,主路由器将不可能在地下室中实施LTE链接。扩展器82可包括:收发器,用于接收移动信号(图8所示LTE);转译器,将所述移动信号转译到在连接85上使用的另一协议;以及收发器,经由通往箱81的连接85来调制及传送经转译的信号。
转到本发明解决方案的另一实施例,提供一种中央网关,所述中央网关提供可位于中央位置或主要位置(例如地下室)中的一个或多个客户以及使与所述网关耦合的多个LTE链路进行通信的能力。举例而言,提供主箱是为了操纵来自不同LTE链路的通信量。这可通过为每一个扩展器提供不同供应商名称来实现。因此,建筑物中期望耦合LTE及扩展其带宽的每一个客户只需要购买扩展器并将扩展器***其家庭、住宅或公寓处。
现在返回到可放置在远离主箱的位置上的扩展器的概念,这使LTE扩展器能够定位于就强度或品质而言更适合或最适合接收移动信号的位置。这大大有益于客户,因为这是真正的即插即用且用户无需为将单元连接至主箱或网关而担心。这也大大有益于网络运营商,因为运营商不需要派出维修人员来升级或安装移动上行链路。除其它所述益处之外,扩展器还为所有各方实现了大的节约。
为将扩展器连接至主箱,设想可通过任何已知或未来将已知的方式来耦合扩展器,包括通过无线、WLAN、电力线、光学器件、缆线、电话等来耦合。在一个方面中,实施例设想提供WLAN连接,且在一个方面中提供位于扩展器单元内的WLAN收发器。扩展器单元的带宽被设想为例如5GHz。在以电力线连接时,用户只需将扩展器插到墙壁中,且所述单元由电力插座供电并且耦合至主箱。在此种情形中,扩展器包括电力线收发器。就此而言,无论选择哪种通信方法与主箱进行通信,均可提供兼容的收发器及/或调制器/解调器。
在实施例中,扩展器本身是整体式装置,即独立单元,例如是具有壳体的简单的箱。所述壳体可被设计成适用于家庭、住宅或办公室的任何合适的或美观的形式,例如火警警报器、电话、灯开关或任何安装在或不安装在墙壁或其它固定装置上的箱。如下图中所示,扩展器看起来像插到电力插座中的电力适配器单元。如上所述,电力插座可提供经由例如电力线通信协议通往主箱的连接。在另一变型中,扩展器包括无线或WLAN收发器以与主箱进行通信。当然,扩展器可由电池或PC供电并且可呈USB条的形式且由USB端口电力接脚供电。在图9A及图9B中显示其实例。
现在将论述扩展器的提供。已经提到主箱可相对容易地加以修改。这可由用户通过自例如合格提供商网站上的来源上传插件或其它补丁而在软件或固件中远程地执行。作为另外一种选择或另外,扩展器可具有上传至单元中的软件。在后一种情形中,扩展器可连接至PC或膝上型PC。在这种情形中,可提供安装软件以指导用户安装新的软件。
在上图的另一实施例中,提供一种用于指示移动信号或LTE信号的信号强度或信号品质的指示器,例如灯或LED。在一个布置中,指示器可设置在扩展器壳体上以易于用户观察。用户可接着围绕房子、住宅或办公室移动并且确定用于定位及放置扩展器的一个或多个最佳地点。为实现完全的移动性,由电池或PC供电的扩展器将允许用户围绕所述空间自由移动以确定最佳信号位置。还提供检测器,以检测信号的信号强度或品质。所属领域的技术人员将理解如何实作检测器来检测移动信号的信号强度。
现在转到扩展器的CPE箱或主箱,主箱检测扩展器的存在。在一个方面中,扩展器以无线或电力线方式或其它方式发出信号,且所发出的信号被接收。所发出的信号可包括例如信标信号(例如802.11WALN信标),并且也可包括扩展器的ID。主箱也可设置有自动检测机构。亦即,主箱自动感测所发出的信号并且启动连接程序以连接至扩展器。在WLAN中,在802.11标准中提供握手程序(handshaking procedure)。
扩展器还被配置成提供扩展器与主箱之间的点对点连接。传输方式可为直接的且不需要封包。然而,在一个变型中,提供对信号的封包,例如扩展器与主箱之间的IP封包,即利用已提到的协议(例如,WLAN)来提供。所述信号可由封装器封装到封包中。
在根据实施例的再一配置中,本发明解决方案在扩展器与主箱之间提供专属格式或信令。如已提及,扩展器的供应商ID可被视为此种专属格式或协议的一个实例。因此,提供主箱或基本箱与扩展器之间的点对点链路,且扩展器与基本箱一起提供双重上行链路接合***。如所提及,在一种配置中,除了可能由网络侧提供参数方面的一些基本导则以使主箱可实施某些政策外,主箱与扩展器无需借助于网络侧便能提供双重链路。
主箱或CPE基本装置将提供双重上行链路的另一支链路,在实例性情形中,这将是DSL链路。主箱将对负荷进行平衡,并且采用可基于政策的算法来判断将利用链路之间的何种平衡。
接着,参见图10至图13,将阐释用于在两个上行链路(如所论述的两个上行链路,例如图7及图8中所示的第一DSL链路及第二LTE链路)之间分配数据的各种方法。
在图10中显示第一种方法。此处,DSL连接用作默认地进行数据路由的主链路。只有当负荷达到峰值,例如接近xDSL链路的最大容量(例如75%)时,第二链路(例如LTE链路)才被激活来分担负荷。由于第一链路一直处于现用状态,此在一些实施例中可使可靠性得到保证。在一些实施例中,此种方法可能对于零售市场具有吸引力,且DSL及LTE可由不同提供商提供。设定可为由用户控制的。此外,这一方法使LTE WAN的利用最小化(仅在需要时被激活),从而可降低成本。此外,在此类方法中,在一些情形中,不需要改变服务提供商的基础设施。另一方面,可能对于DSL负荷中的每一尖峰,LTE WAN须被启用及再次被停用。此外,对于WAN的负荷及分担,网络可能未察觉到在CPE处正发生的事情,从而可导致远程故障排除(troubleshooting)问题。此外,所述两个WAN之间的负荷分担在无网络支持的情况下可能并非对于所有应用而言均是可能的,例如对于作为OTT服务的藉由LTE进行的网络电话服务(voice over IP;VoIP)。
在图11中显示另一种方法。在图11中,在两个WAN(例如xDSL链路及LTE链路)上并行发送通信量。在所述WAN之间的分配可基于政策进行。在此种情形中,这两个WAN一直处于现用及使用状态,且所述政策判断会话通信量被路由到哪一个WAN。在此种方法中,在实施例中,WAN可靠性也可得到保证,且在一些实施例中,可将NetFilter/IProute2用于政策配置。
在实施例中,此种方法可非常容易实施且即使利用基本配置仍能获得良好效果。此外,政策配置可非常灵活,例如基于5元组(tuple)。在一些实施例中,可远程地提供所述政策,且CPE可由服务提供商完全控制。在未来可添加先进的概念,例如会话持久性(sessionpersistence)。其次,在网络侧上所需要的升级很少。
在图12中,显示图10与图11的方法的组合。在图12所示的此种方法中,根据需要激活LTE WAN,使得仅在xDSL WAN达到峰值时发生与LTE的负荷分担。当这两个WAN均被激活时,可经由用于判断会话通信量被路由到哪一个WAN的政策来执行分配,此类似于图11。特定通信类型可被硬接线至特定WAN。在实施例中,可远程地提供所述政策。在实施例中,WAN可靠性可得到保证。在此种实施例中,可使LTE WAN的使用最小化,从而可有助于降低成本。此外,在实施例中,基于政策的分配可确保服务品质中WAN的最佳利用。实施例中的所述政策可远程地提供。在实施例中,CPE可由服务提供商完全控制。其次,类似于图10,对于xDSL负荷中的每一尖峰,LTE WAN可能须被启用及停用。此外,类似于图11的方法,在网络侧上所需要的升级可能很少。
在图13中显示再一方法。此处,利用所述两个链路作为接合式链路,且在两个WAN上并行发送通信量。有效地,提供通往网络的单一接口。然而,在网络侧上,须提供接合式IP接口。两个WAN一直处于现用及使用状态,且会话通信量在WAN之间进行分配。可对通信量分配比率进行编程。WAN可靠性可得到保证。
就此而言,两个WAN处于现用及使用状态,且如果通信比率是可编程的,则这可提供最可能佳的用户体验。在一些情形中,所需要的CPE用户配置可能最少。然而,另一方面,在对称接口两端进行的接合及不同类型的WAN可能导致不可预料的行为及延迟。此外,服务提供商网络须进行升级以支持此种解决方案,例如接合式接口须设置在网络侧上。部署相当复杂。此外,将须提供用于CPU远程管理的策略,由于DSL接合以及基于LTE的提供存在不同标准,因此所述策略可能难以实施。
因此,图13的方法尽管在部署时可提供良好的性能,但其可能使用起来相当复杂。
尽管对于图10至图13,已使用xDSL及LTE作为不同类型的WAN的实例,然而如上文所已阐释,也可采用其它通信标准。此外,可提供多于两个链路。
在图14中,显示流程图,其例示根据实施例的方法。图14的方法可例如在图8的实施例的扩展器82中实施,但也可独立于扩展器82使用。
在140处,接收移动信号,即来自移动网络的信号。在一些实施例中,移动信号可为LTE信号。
在141处,可将移动信号转译到另一协议,例如在图8的连接85上使用的协议。
在142处,将经转译的信号传送至基本单元,例如图8的基本单元81。
如上文所述,所示实施例仅用作实例。

Claims (24)

1.一种移动扩展器设备(82),用以耦合至基本单元(81),所述基本单元(81)具有第一协议并具有通往通信网络的上行链路,其特征在于,所述设备包括:
第一收发器,用于接收移动信号,
转译器,用于将所述移动信号转译到另一协议,
第二收发器,用于调制经转译的所述移动信号并将经转译的所述移动信号传送至所述基本单元,
其中所述移动扩展器设备(82)与所述基本单元(81)在物理上分离开,且
其中所述移动扩展器设备(82)用以与所述基本单元(81)一起形成通往所述网络的双重上行链路。
2.如权利要求1所述的设备(82),其特征在于,所述移动扩展器设备是LTE扩展器。
3.如权利要求1或2所述的设备(82),其特征在于,还包括用于检测由所述扩展器设备(82)发出的信号的自动检测构件。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括所述扩展器设备(82)的识别机构。
5.如权利要求1至4中任一项所述的设备(82),其特征在于,所述扩展器设备(82)设置于独立的壳体中。
6.如权利要求1至5中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括与所述扩展器设备(82)相关联的信号强度或品质指示符。
7.如权利要求1至6中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括与所述扩展器设备(82)相关联的封包传输机构。
8.如权利要求1至7中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括用于封装由所述LTE扩展器发出的所述信号的封装器。
9.如权利要求1至8中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括用于在所述基本单元(81)与所述扩展器设备(82)之间进行通信的专属协议。
10.如权利要求1至9中任一项所述的设备(82),其特征在于,所述第二收发器是WLAN收发器。
11.如权利要求10所述的设备(82),其特征在于,所述WLAN收发器具有5GHz的带宽。
12.如权利要求1至11中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括并行运行的多个LTE扩展器,以与所述基本单元进行通信。
13.如权利要求12所述的设备(82),其特征在于,所述多个LTE扩展器被配置用于同一用户。
14.如权利要求1至13中任一项所述的设备(82),其特征在于,所述移动扩展器设备(82)形成与所述基本单元之间的点对点链路。
15.如权利要求1至14中任一项所述的设备(82),其特征在于,还包括位于所述基本单元(81)或所述移动扩展器设备(82)上的软件程序。
16.如权利要求15所述的设备(82),其特征在于,所述软件程序可由所述移动扩展器设备(82)的用户上传。
17.一种***,其特征在于,包括:
如权利要求1至16中任一项所述的移动扩展器设备(82),以及
所述基本单元(81)。
18.如权利要求17所述的***,其特征在于,所述基本单元(81)提供DSL上行链路(84)。
19.如权利要求18所述的***,其特征在于,当所述DSL上行链路达到或接近其最大容量时,使用经由所述移动扩展器设备(82)的上行链路。
20.如权利要求18或19所述的***,其特征在于,
其中所述DSL上行链路或经由所述扩展器设备(82)的所述上行链路的使用是通过政策来管控。
21.一种对通信网络提供双重链路的方法,其中基本单元具有第一协议及通往通信网络的上行链路,其特征在于,所述方法包括:
在移动扩展器处接收移动信号,
将所述移动信号转译到另一协议,
将经转译的所述移动信号传送至所述基本单元,
其中所述移动扩展器与所述基本单元在物理上分离开。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,
其中所述移动扩展器是如权利要求1至16中任一项所述的移动扩展器设备(82)。
23.一种基本单元(70),其特征在于,
提供经由DSL连接的第一WAN连接及经由LTE连接的第二WAN连接。
24.一种基本单元(81),其特征在于,
所述基本单元(81)提供DSL上行链路(84)并包括接口,所述接口将被耦合至移动扩展器设备(82)以提供另一上行链路。
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