УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАЧЕЙ В ЛИНИИ МИКРОВОЛНОВОЙ СВЯЗИ С ПЕРЕДАЧЕЙ ФИКТИВНЫХ ДАННЫХ НА НИЗКОЙ СКОРОСТИ
CONTROL OF TRANSMISSIONS IN MICROWAVE COMMUNICATION LINE WITH LOW SPEED TRANSMISSION OF FICTION DATA

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее раскрытие относится к способам и устройствам для управления передачей в линии микроволновой связи и, в частности, в линии микроволновой связи, выполненной с возможностью адаптации спектральной эффективности передачи данных.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В сетях микроволновой связи всегда имеется проблема получения хорошей производительности при различных условиях физической среды, в которой используется линия микроволновой связи.
Линии микроволновой связи традиционно выполнялись с возможностью передачи с фиксированной скоростью передачи данных, то есть с использованием фиксированной схемы модуляции и кодирования; или, другими словами, заданной для фиксированного сценария с некоторым запасом, чтобы гарантировать некоторую пропускную способность передачи данных и доступность линии связи.
Фиксированная схема модуляция и кодирования обычно задается для наихудшего сценария, представляющего собой условия передачи, которые случаются очень редко. Когда условия передачи в линии микроволновой связи с фиксированной скоростью улучшаются, это не влияет на пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи. В случае ухудшения условий передачи качество канала может упасть ниже того, что требуется для данной схемы модуляции и кодирования, и линия связи будет недоступна, то есть линия связи потеряет работоспособность. Потоки трафика, на которые влияет неработоспособное состояние линии связи, во многих случаях могут быть перенаправлены по другим линиям связи в сети.
Некоторые сети на основе линий микроволновой связи реализуют возможность так называемого адаптивного кодирования и модуляции, ACM, или адаптивного кодирования, модуляции и скорости передачи в бодах, в дальнейшем обозначаемой как ACM(B). При использовании ACM(B) скорость передачи в линии микроволновой связи адаптируется к текущим условиям распространения в режиме реального времени; когда условия линии связи благоприятны, используется более высокая скорость передачи, а когда условия на линии связи ухудшаются, например, из-за изменения погодных условий, скорость передачи уменьшается до более низкой скорости передачи.
Использование ACM(B) по меньшей мере в теории обеспечивает улучшенную сеть микроволновой связи, так как кодирование и модуляция настраиваются в соответствии с текущими радиочастотными (RF) условия распространения. Однако, во время меняющихся условий распространения, линии микроволновой связи в сети могут изменять предлагаемые скорости передачи данных в большом диапазоне, что может привести к нестабильности на уровне сети. Поэтому, для обеспечения стабильной сети, линии микроволновой связи часто выполняются с возможностью обеспечения ACM(B) в ограниченном диапазоне скоростей передачи данных или вообще без такового.
Когда условия распространения падают ниже порогового уровня, линия микроволновой связи, как упомянуто выше, может потерять работоспособность. Это не является предпочтительным событием, так как усилия по реактивации линии связи могут занять много времени. Поэтому необходимо обеспечить решение, которое позволяет быстро восстановить линию микроволновой связи после сбоя линии радиосвязи, при этом сохраняя стабильность сети.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего раскрытия является обеспечение способов и устройств для управления передачей в линии микроволновой связи, которые направлены на уменьшение, ослабление или устранение одного или нескольких из упомянутых выше недостатков и недочетов в области техники по отдельности или в любой комбинации.
Эта задача решается с помощью способа управления микроволновой передачей «точка-точка» в линии микроволновой связи между первым и вторым узлами сети микроволновой связи, выполняемого в контроллере линии микроволновой связи, при этом линия микроволновой связи выполнена с возможностью передачи данных полезной нагрузки со скоростью передачи данных полезной нагрузки. Способ содержит этапы, на которых получают информацию, указывающую текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, и сравнивают текущую пропускную способность передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, передача по линии микроволновой связи адаптируется так, чтобы она содержала передачу фиктивных данных по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
Настоящее раскрытие обеспечивает преимущество, которое заключается в поддержке возможности обмена данными плоскости управления, даже когда условия на линии микроволновой связи ухудшились так, что текущая пропускная способность передачи данных стала ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, тем самым сохраняя линию связи в соединенном состоянии даже при том, что передача данных полезной нагрузки больше не поддерживается. Когда условия на линии микроволновой связи улучшаются, так что текущая пропускная способность передачи данных линии микроволновой связи становится равной сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, передача данных полезной нагрузки может быть возобновлена без необходимости восстанавливать соединение линии микроволновой связи из неработоспособного состояния.
Сохранение передачи данных плоскости управления выгодно как для стабильности линий радиосвязи по отдельности, так и для стабильности сети.
Следовательно, обеспечивается решение, которое позволяет быстро восстанавливать линию микроволновой связи после сбоя линии радиосвязи, и в то же время поддерживать стабильность сети благодаря передаче фиктивных данных и поддержке передачи данных плоскости управления.
В соответствии с одним аспектом раскрытия передача по линии микроволновой связи адаптируется так, чтобы передавались фиктивные данные вместо данных полезной нагрузки.
Передача фиктивных данных вместо фактических данных полезной нагрузки предоставляет преимущество обеспечения того, что линия микроволновой связи поддерживается без ущерба для передачи фактических данных полезной нагрузки.
В соответствии с другим аспектом раскрытия данные полезной нагрузки перенаправляются по линии микроволновой связи от первого узла сети к третьему узлу сети, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Таким образом, настоящее раскрытие обеспечивает способ, который извлекает выгоду из избыточности маршрутов, создаваемых в топологии сети микроволновой связи, например, в микроволновой мобильной транзитной сети. Древовидная, петлевая, кольцевая и ячеистая топологии обеспечивают полезные примеры топологий с избыточными маршрутами, где управление линиями микроволновой связи может содержать перенаправление данных полезной нагрузки.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего раскрытия передача данных полезной нагрузки по линии микроволновой связи отключается, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Отключение передачи данных полезной нагрузки обеспечивает преимущество в том, что линия микроволновой связи сохраняется путем передачи только фиктивных данных по линии микроволновой связи. Кроме того, стабильность сети может выиграть от отключения передачи данных полезной нагрузки с одновременной поддержкой передачи данных плоскости управления.
В соответствии с другим аспектом раскрытия скорость передачи данных полезной нагрузки является фиксированной скоростью передачи данных полезной нагрузки, и фиктивные данные передаются на скорости передачи данных ниже фиксированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Таким образом, раскрытый способ применим к традиционной конфигурации линии микроволновой связи, использующей фиксированную схему модуляции и кодирование, но где передача фиктивных данных на скорости передачи данных ниже конфигурации линии связи обеспечивает более быстрое восстановление связи на линии микроволновой связи, когда передача с фиксированной скоростью передачи данных полезной нагрузки включается снова.
В соответствии с другим аспектом раскрытия линия микроволновой связи выполнена с возможностью адаптивной модуляции, адаптивного кодирования, адаптивного кодирования и модуляции, ACM, или адаптивной модуляции, кодирования и скорости передачи в бодах, ACM(B), и при этом фиктивные данные передаются на предварительно сконфигурированной самой низкой скорости передачи или на скорости передачи ниже фиксированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Следовательно, раскрытый способ применим и выгоден также в сценарии ACM(B), позволяя использовать более низкую или самую низкую скорость передачи ниже самой низкой допустимой скорости передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с одним аспектом раскрытия адаптация передачи по линии микроволновой связи содержит этапы, на которых выбирают более низкий порядок модуляции, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, и выбирают более высокий порядок модуляции, когда текущая пропускная способность передачи данных равна или выше сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с другим аспектом раскрытия адаптация передачи по линии микроволновой связи содержит этапы, на которых выбирают порядок модуляции и/или кодирование с более низкой спектральной эффективностью в единицах битов/сек/Гц, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, и выбирают спектральную эффективность в единицах битов/сек/Гц, когда текущая пропускная способность передачи данных равна или выше скорости передачи данных полезной нагрузки.
Соответственно, раскрытый способ позволяет использовать все преимущества линии микроволновой связи с поддержкой адаптивного кодирования, модуляции и скорости передачи в бодах, ACM(B), при этом уменьшая влияние быстрых изменений состояния сети, которые могут быть вредными для производительности на уровне сети. Следовательно, настоящее раскрытие обеспечивает улучшенное функционирование ACM(B).
В соответствии с одним аспектом раскрытия способ дополнительно содержит повторение этапа, на котором получают информацию, указывающую текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи и сравнивают текущую пропускную способность передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных равна или выше сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, данные полезной нагрузки передаются по линии микроволновой связи.
Таким образом, раскрытый способ обеспечивает настройку в режиме реального времени линии микроволновой связи для передачи данных полезной нагрузки на основании текущей пропускной способности передачи данных линии микроволновой связи для оптимизации использования пропускной способности линии микроволновой связи.
В соответствии с другими аспектами раскрытия текущая пропускная способность передачи данных, которая ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, является показателем уменьшения ширины полосы пропускания линии микроволновой связи; уменьшение отношения сигнала к шуму, SNR, линии микроволновой связи; и/или увеличение помех на линии микроволновой связи.
Следовательно, представленный способ обеспечивает преимущества решения проблем во всех возможных ситуациях ухудшения микроволновой связи; например, из-за погодных условий или другого типа временных условий, влияющих на качество линии микроволновой связи.
В соответствии с еще одним аспектом раскрытия способ содержит адаптацию передачи по линии микроволновой связи путем передачи данных плоскости управления по линии микроволновой связи.
Особым преимуществом настоящего раскрытия является то, что передача данных плоскости управления может сохраняться для линии микроволновой связи. Следовательно, линия микроволновой связи сохраняется в соединенном состоянии, способном к возобновлению передачи данных полезной нагрузки, как только текущая скорость передачи данных становится достаточной для требуемой скорости передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с другим аспектом, способ содержит передачу данных плоскости управления с модуляцией самой низкого порядка по умолчанию из двоичной фазовой манипуляции, BPSK, или 4- или 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции, QAM.
В соответствии с аспектами способ содержит передачу данных плоскости управления с модуляцией более низкого порядка, вплоть до двоичной фазовой манипуляции, BPSK.
В соответствии с одним аспектом раскрытия линия микроволновой связи является транзитной линией связи большой емкости, а первый и второй узлы сети являются небольшими базовыми радиостанциями, RBS, сети беспроводной связи, например, пико-eNB сети LTE 3GPP.
В соответствии с еще одним аспектом раскрытия контроллер линии микроволновой связи дополнительно выполнен с возможностью управления передачей по меньшей мере по дополнительной линии микроволновой связи между узлами сети микроволновой связи.
Следовательно, раскрытый способ может с преимуществом выполняться для управления передачей «точка-точка» на нескольких линиях микроволновой связи либо с помощью одного контроллера линии микроволновой связи, выполняющего способ для множества линий микроволновой связи, либо с помощью множества контроллеров линии микроволновой связи, каждый из которых выполняет способ для одной линии микроволновой связи.
Суммируя преимущества аспектов способа, раскрытые аспекты способа будут способствовать более короткому времени установления соединения после потери линии связи, поддержанию цепей управления и сигнализации плоскости управления, что приводит, например, к уменьшению влияния на другие линии связи и поддержке фиксированных модуляций высокого порядка, рассматриваемых с точки зрения сети.
Задачи изобретения также решаются с помощью устройства контроллера линии микроволновой связи, выполненного с возможностью управления микроволновой передачей «точка-точка» по линии микроволновой связи, выполненной с возможностью передачи данных полезной нагрузки на скорости передачи данных полезной нагрузки между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
В соответствии с одним аспектом раскрытия контроллер линии микроволновой связи содержит схему обработки, выполненную с возможностью получения информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, и сравнения текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, схема обработки выполнена с возможностью адаптации передачи по линии микроволновой связи так, чтобы она содержала передачу фиктивных данных по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
В соответствии с другим аспектом раскрытия контроллер линии микроволновой связи содержит модуль пропускной способности передачи данных, выполненный с возможностью получения информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, и модуль сравнения, выполненный с возможностью сравнения текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, модуль адаптации передачи контроллера микроволновой связи выполнен с возможностью адаптации передачи по линии микроволновой связи так, чтобы она содержала передачу фиктивных данных по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
В соответствии с еще одним аспектом раскрытия контроллер линии микроволновой связи содержит интерфейс ввода-вывода (I/O), цифровой сигнальный процессор, блок сравнения, блок демультиплексирования и блок мультиплексирования. Интерфейс I/O выполнен с возможностью приема сигнала данных по линии микроволновой связи. Цифровой сигнальный процессор выполнен с возможностью получения информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных, путем обработки сигнала данных. Блок сравнения выполнен с возможностью приема текущей пропускной способности передачи данных от цифрового сигнального процессора и сравнения текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Блок демультиплексирования выполнен с возможностью разделения данных полезной нагрузки и данных управления, принятых от цифрового сигнального процессора. Блок мультиплексирования выполнен с возможностью мультиплексирования фиктивных данных с данными полезной нагрузки на линии микроволновой связи, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Задачи изобретения дополнительно решаются с помощью узла сети микроволновой связи, выполненного с возможностью обмена данными полезной нагрузки на скорости передачи данных полезной нагрузки по меньшей мере с одним дополнительным узлом сети микроволновой связи. Узел сети микроволновой связи содержит интерфейс связи, содержащий один или несколько микроволновых приемопередатчиков и контроллер линии микроволновой связи в соответствии с любой из упомянутых выше раскрытых устройств контроллера линии микроволновой связи.
Задачи изобретения также решаются с помощью компьютерно-читаемого запоминающего носителя, содержащего сохраненную на нем компьютерную программу, которая при исполнении в контроллере линии микроволновой связи предписывает контроллеру линии микроволновой связи выполнять любой из упомянутых выше раскрытых аспектов способа.
Устройства контроллера линии микроволновой связи, узел сети микроволновой связи и компьютерно-читаемый запоминающий носитель демонстрируют преимущества, соответствующие преимуществам, описанным для соответствующих способов и аспектов способов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигура 1 изображает линию микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи;
фигура 2 изображает влияние изменяющихся метеоусловий на качество линии микроволновой связи;
фигура 3 изображает иллюстративную сеть микроволновой связи, включающую в себя узлы сети микроволновой связи;
фигура 4 изображает этапы способа, выполняемые в одном варианте осуществления контроллера линии микроволновой связи;
фигура 5 изображает вариант осуществления контроллера линии микроволновой связи;
фигура 6 изображает вариант осуществления контроллера линии микроволновой связи;
фигура 7 изображает иллюстративный вариант осуществления контроллера линии микроволновой связи.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ниже будут более подробно описаны аспекты настоящего раскрытия со ссылкой на прилагаемые чертежи. Устройство и способ, раскрытые в настоящем описании, однако, могут быть реализованы во множестве различных форм, и они не должны ограничиваться аспектами, изложенными в настоящем описании. Одинаковые числа на чертежах повсюду обозначают одинаковые элементы.
Терминология, используемая в настоящем описании, предназначена только для описания конкретных аспектов раскрытия и не предназначена для ограничения раскрытия. В настоящем описании предполагается, что формы единственного числа также включают в себя формы множественного числа, если в контексте явно не указано иное.
При иллюстрации операций варианта осуществления способа следует понимать, что операции не обязательно должны выполняться в раскрытом порядке, если иное не указано в этом раскрытии. Кроме того, следует понимать, что не все операции должны выполняться.
Иллюстративные операции могут выполняться в любом подходящем порядке и в любой комбинации изображенных вариантов осуществления на фигурах.
В настоящем описании термины данные полезной нагрузки и пользовательские данные используются взаимозаменяемо, и они должны рассматриваться как охватывающие любой тип информации, передаваемый по линии радиосвязи, за исключением данных плоскости управления, используемых для поддержания и/или управления соединением линии радиосвязи.
Фигура 1 изображает линии 20a, 20b микроволновой связи, установленные между первым и вторым узлами сети микроволновой связи, обеспечивающие двустороннюю связь между узлами сети микроволновой связи. Раскрытые линии микроволновой связи либо выполнены с возможностью фиксированной модуляции и кодирования, например, заданных для сценария по умолчанию, представляющего собой нормальные условия передачи, или с адаптивным кодированием и модуляцией, ACM, или адаптивным кодированием, модуляцией и скоростью передачи в бодах, в дальнейшем обозначаемом как ACM(B). С использованием ACM(B) скорость передачи в линии микроволновой связи адаптируется к текущим условиям распространения в режиме реального времени; когда условия на линии связи благоприятны, используется нормальная скорость передачи, а когда условия на линии связи ухудшаются, например, из-за изменения погодных условий, скорость передачи уменьшается.
При использовании фиксированной модуляции и кодирования линия микроволновой связи будет недоступна, когда качество каналов падает ниже того, что требуется для данной конфигурации, например, в случае ухудшения условий передачи. В конфигурации линии связи с ACM(B) задаются пределы для самой высокой и самой низкой модуляций, которые могут использоваться, самой низкой потому, что пользователь желает некоторую самую низкую пропускную способность на линии связи. Самая низкая модуляция при использовании с ACM(B) обеспечивает поддержание линии связи в рабочем состоянии дольше, чем имело бы место в случае сценария по умолчанию, тем самым сохраняя линию микроволновой связи в активном состоянии. Если качество канала хуже, чем предварительно определенное минимальное значение, определяется, что линия связи недоступна для трафика, то есть линия связи находится в неработоспособном состоянии.
Когда условия канала становятся достаточно хорошими либо для линии микроволновой связи, выполненной с возможностью фиксированной модуляции и кодирования, либо для линии микроволновой связи, выполненной с возможностью ACM(B), линия связи реактивируется и может вносить свой вклад в поток трафика в сети микроволновой связи. Однако усилия по реактивации линии связи могут занимать много времени. Поэтому необходимо обеспечить решение, которое позволяет быстро восстановить линию микроволновой связи после сбоя линии радиосвязи.
Некоторые из причин, что установление линии микроволновой радиосвязи начиная с неработоспособного состояния занимает время, включают в себя то, что требуется много функций управления и адаптивных циклов, чтобы прийти к стабильному состоянию, прежде чем трафик полезной нагрузки можно будет отправлять по транзитному участку радиосвязи без ошибок передачи. Примеры включают в себя автоматическое управление мощностью передачи, ATPC, цифровое предварительное искажение, DPD, адаптивную компенсацию, адаптивное подавление помех, кросс-поляризационное подавление помех, XPIC, и обработку многоканального входа-многоканального выхода, MIMO.
В настоящем описании «модуляцией» называется модуляция сигнала, предназначенная для передачи данного числа битов за переданный символ. Высокая модуляция несет больше битов на символ, чем низкая модуляция. Например, 1024 квадратурная амплитудная модуляция, QAM, несет десять битов на символ и может считаться относительно высокой модуляцией, в то время как 4-QAM несет только два бита на символ и может считаться низкой модуляцией. Другие примеры формата модуляции включают в себя фазовую манипуляцию, PSK, ортогональное мультиплексирование с частотным разделением, OFDM, и множественный доступ с кодовым разделением, CDMA.
В настоящем описании «кодированием» называется код канала, такой как код проверки на четность с низкой плотностью, LPDC, код Рида-Соломона или турбокод. Такие коды часто могут характеризоваться их отношением информационных битов к кодированным битам или кодовой скоростью. «Высоким кодированием» обычно называется схема кодирования с низкой спектральной эффективностью в единицах битов/сек/Гц, в противоположность «низкому кодированию», которое использует меньше избыточности. Однако, «высокой модуляцией и кодированием» в настоящем описании называются схемы модуляции и кодирования с высокой спектральной эффективностью, то есть где передается большое количество информационных битов в секунду на Герц, а «низкой модуляцией и кодированием» называются схемы модуляции и кодирования с низкой спектральной эффективностью, то есть где передается меньшее число информационных битов/сек/Гц.
Фигура 2 изображает влияние изменяющихся погодных условий на качество линии микроволновой связи. Несколько общих физических явлений влияют на эффективную ширину полосы пропускания линии радиосвязи, реализующей фиксированную или адаптивную модуляцию, и, следовательно, также воздействующих на коммуникационный сигнал, принятый в приемном узле сети микроволновой связи. Информация, относящаяся к текущей пропускной способности передачи данных, например, порядок модуляции и/или кодирование, обеспечивающие непрерывную передачу данных полезной нагрузки; определенная или оцененная ширина полосы пропускания линии микроволновой связи; или определенное или оцененное отношение сигнала к шуму (SNR) или сигнала к помехам и шуму (SINR) получаются из принятого коммуникационного сигнала, например, в контроллере линии микроволновой связи, как будет описано дополнительно в этом раскрытии. Коммуникационный сигнал на линии микроволновой связи может быть ослаблен при ухудшении погодных условий, как изображено на фигуре 2. Когда внешние условия хорошие, например, при солнечной погоде и ясном небе, пропускная способность передачи данных линии микроволновой связи обеспечивает беспомеховую передачу данных полезной нагрузки, в то время как плохие внешние условия, например, ветер, дождь, град и т.п., будет иметь отрицательное влияние на пропускную способность передачи данных и, таким образом, на возможность передачи данных полезной нагрузки. Как обсуждалось ранее, может использоваться ACM(B) для адаптации модуляции, кодирования и скорости передачи в бодах к внешним условиям так, чтобы передача данных полезной нагрузки сохранялась несмотря на ослабление линии микроволновой связи. Однако даже при использовании ACM(B) может возникнуть ситуация, когда внешние условия таковы, что передача данных полезной нагрузки не может более выполняться на самой низкой приемлемой скорости модуляции или скорости передачи в бодах.
Фигура 3 изображает сеть микроволновой связи, имеющую избыточность в маршруте между первым и вторым узлом сети. Фигура 3 изображает небольшую кольцевую сеть 30 на основе микроволновой связи, соединяющую три узла 31, 32, 33 сети. В этой сети поток данных от первого узла 31 сети ко второму узлу 32 сети может передаваться либо напрямую по связи «точка-точка» между первым микроволновым приемопередатчиком 31a первого узла 31 сети и вторым микроволновым приемопередатчиком 32a второго узла сети, либо посредством множества связей «точка-точка». Второй микроволновый приемопередатчик 31b первого узла сети осуществляет связь с первым микроволновым приемопередатчиком третьего узла 33 сети, второй микроволновый приемопередатчик 33b осуществляет связь со вторым микроволновым приемопередатчиком второго узла сети, тем самым обеспечивая альтернативный путь для осуществления связи между первым узлом 31 сети и вторым узлом 32 сети. Раскрытый альтернативный маршрут представляет собой опцию перенаправления для ситуации, когда определено, что первая линия связи, линия «точка-точка», между первым узлом 31 сети и вторым узлом 32 сети не имеет сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки. В этой ситуации первая линия связи считается находящейся в неработоспособном состоянии, то есть она недоступна для передачи данных полезной нагрузки.
Неработоспособное состояние линии связи определяется путем получения информации о текущей соответствующей условиям скорости передачи данных для связи «точка-точка» между первым и вторым узлом сети и сравнения этой текущей скорости передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки.
Предположим, что линии связи в сети на фигуре 3 реализуют ACM, и что условия распространения изменяются с течением времени. Тогда может получиться, что транспортные потоки, идущие от первого узла ко второму узлу, направляются сначала напрямую, а затем через альтернативный путь, и снова напрямую. Изменения этого типа могут приводить к колебаниям потоков трафика на сетевом уровне, что вредно для стабильности сети. Частично из-за таких эффектов операторы сети иногда неохотно включают ACM на линиях микроволновой связи.
Кроме того, некоторые линии микроволновой связи функционируют как замена оптического волокна в оптических сетях для передачи данных. Операторы тогда обычно отключают ACM, так как у окружающей оптической транспортной системы нет никаких средств для использования таких вариаций в пропускной способности передачи данных.
Теперь будет описан способ для управления линией микроволновой связи со ссылкой на блок-схему последовательности операций фигуры 4, изображающей иллюстративные операции, выполняемые в контроллере линии микроволновой связи, например, раскрытом на фигурах 5-7. В соответствии с настоящим раскрытием линия микроволновой связи выполнена с возможностью микроволновой передачи «точка-точка» по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи. Линия микроволновой связи выполнена с возможностью передачи данных полезной нагрузки со скоростью передачи данных полезной нагрузки. Линия микроволновой связи либо выполнена с возможностью фиксированной модуляции и кодирования, либо выполнена с возможностью реализации ACM(B). Это раскрытие не ограничивается этими известными вариантами конфигурации линии микроволновой связи, и также применимо к другим конфигурациям линии связи, когда линия микроволновой связи выполнена с возможностью передачи данных полезной нагрузки со скоростью передачи данных полезной нагрузки. В каждом случае для соединения линии связи скорость передачи данных полезной нагрузки сконфигурирована для линии связи, то есть скорость передачи данных полезной нагрузки/пользовательских данных, которые должны быть переданы по линии микроволновой связи.
В одном контексте раскрытый способ управления микроволновой передачей «точка-точка» по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи содержит получение S41 информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, и сравнение S43 текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Как обсуждалось выше в отношении фигуры 2, информация, указывающая текущую пропускную способность передачи данных, содержит, например, порядок модуляции и/или кодирование, обеспечивающие непрерывную передачу данных полезной нагрузки; определенную или оцененную ширину полосы пропускания линии микроволновой связи; и/или определенное или оцененное отношение сигнала к шуму (SNR) или сигнала к помехам и шуму (SINR). Информация, указывающая текущую пропускную способность передачи данных, получается из принятого коммуникационного сигнала, например, в контроллере линии микроволновой связи. Когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, другими словами, когда качество линии микроволновой связи ниже того, что требуется для выбранной модуляции; кодирования; и/или скорости передачи в бодах, передача по линии микроволновой связи адаптируется S47 так, чтобы содержать передачу фиктивных данных по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи. Таким образом, передача данных полезной нагрузки по линии микроволновой связи содержит передачу фиктивных данных.
Понятно, что множество линий радиосвязи передают данные полезной нагрузки параллельно с данными плоскости управления. Также понятно, что настоящая методика пытается поддерживать передачу данных плоскости управления всегда, в то время как фиктивные данные передаются периодически. Примеры данных плоскости управления включают в себя данные обратной связи, содержащие сигналы ошибок, используемые для адаптации функциональности обработки сигналов, информацию о состоянии и информацию обратной связи, относящуюся к функциональности адаптивного кодирования и модуляции.
Также понятно, что в соответствии с некоторыми аспектами фиктивными данными в настоящем описании называются проприетарные данные, отличные от данных полезной нагрузки, то есть в соответствии с некоторыми аспектами фиктивные данные являются данными, генерируемыми приемопередатчиком в линии радиосвязи, а не данными, принятыми от внешнего объекта для передачи по транзитному участку линии радиосвязи. Затем, эквивалентно, фиктивные данные также могут называться, например, проприетарными данными, пробными данными или холостыми данными.
В соответствии с некоторыми другими аспектами, рассмотренными более подробно ниже, фиктивные данные могут быть получены из данных полезной нагрузки, например, как часть данных полезной нагрузки. Таким образом, в таких случаях передача данных полезной нагрузки фактически сохраняется. В контексте настоящего раскрытия передача фиктивных данных не обязательно подразумевает передачу избыточных данных, также она не подразумевает, что в переданных данных не содержится полезных данных; данные полезной нагрузки могут содержаться в передаче фиктивных данных от посылающего узла сети, то есть от первого узла сети микроволновой связи, но они будут рассматриваться как фиктивные данные в узле приема, то есть во втором узле сети микроволновой связи. В соответствии с аспектами раскрытия передача фиктивных данных получается из данных полезной нагрузки, например, путем передачи данных полезной нагрузки на скорости передачи данных ниже сконфигурированной самой низкой приемлемой скорости передачи данных полезной нагрузки или путем использования части данных полезной нагрузки в качестве фиктивных данных. В соответствии с другими аспектами раскрытия с фактическими данными полезной нагрузки могут мультиплексироваться избыточные данные.
Хотя данные, отправленные из посылающего узла сети, могут включать в себя данные полезной нагрузки, как раскрыто выше, настоящее раскрытие основано на рассмотрении принятых данных как фиктивных данных в принимающем узле сети. В соответствии с аспектами раскрытия принимающий узел сети, в содержании этого раскрытия представленный как второй узел сети микроволновой связи, выполнен с возможностью рассмотрения принятых данных как фиктивных данных; например, когда данные принимаются на скорости передачи данных ниже сконфигурированной самой низкой скорости передачи данных. Когда считается что они представляют собой фиктивные данные, принятые данные не будут передаваться далее в сети микроволновой связи. В соответствии с дополнительным аспектом раскрытия в пределах сети распространяется информация, что линия связи находится в неработоспособном состоянии, так что другие линии микроволновой связи могут использоваться для передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с одним аспектом на линии микроволновой связи поддерживается передача при передаче фиктивных данных, например, холостых данных или любого другого типа данных, которые не являются фактическими пользовательскими данными. Следовательно, сохраняется соединение линии микроволновой связи, что позволяет более быстро устанавливать соединение и улучшает производительность линии связи из-за уже работающих функций обработки сигнала, таких как автоматическое управление мощностью передачи, ATPC, и цифровое предварительное искажение, DPD, когда линия микроволновой связи становится снова доступной для передачи настоящих пользовательских данных, то есть когда текущая скорость передачи данных становится равной или выше сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с некоторыми другими аспектами фиктивные данные содержат полезную нагрузку или пользовательские данные, или часть полезной нагрузки или пользовательских данных. В соответствии с такими аспектами сети сообщается, что линия связи потеряла работоспособность, то есть данные полезной нагрузки не будут передаваться по линии радиосвязи, хотя данные полезной нагрузки или часть данных полезной нагрузки все еще передается по линии связи.
В соответствии с некоторыми аспектами фиктивные данные получаются на основании данных полезной нагрузки.
В соответствии с некоторыми аспектами фиктивные данные генерируются с помощью генератора псевдошумов (PN) или предварительно сохраняются в памяти. Упомянутые фиктивные данные предпочтительно имеют сходство с нормальным трафиком полезной нагрузки с точки зрения свойств временной корреляции и т.п.
В соответствии с некоторыми аспектами передаваемые фиктивные данные известны в приемнике линии микроволновой радиосвязи, и, таким образом, по существу представляют собой схему полностью пробной передачи. Это дополнительно улучшает устойчивость микроволновой радиосвязи к возникновению перебоев.
Информация о текущей пропускной способности передачи данных, например, получается S41, прямо или косвенно, из коммуникационного сигнала, принятого в узле сети микроволновой связи, содержащем контроллер линии микроволновой связи, см. иллюстрацию на фигуре 3. Такая информация содержит порядок модуляции и/или кодирование, обеспечивающие непрерывную передачу данных полезной нагрузки; определенную или оцененную ширину полосы пропускания линии микроволновой связи; или определенное или оцененное отношение сигнала к шуму (SNR).
Текущая пропускная способность передачи данных сравнивается на этапе S43 со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Возвращаясь к фигуре 2, в солнечный день можно ожидать, что текущая пропускная способность передачи данных будет равна или выше сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, например, минимальной скорости передачи для данных полезной нагрузки. Однако во время экстремальных погодных условий или других типов условий замирания ожидается, что текущая пропускная способность передачи данных будет опускаться ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки. В контексте этого раскрытия данные полезной нагрузки представляют собой данные плоскости пользователя. Данные плоскости управления, требуемые для поддержания соединения линии микроволновой связи, не учитываются при оценке сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Когда результат сравнения текущей скорости передачи данных и сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки показывает, что линия микроволновой связи была ослаблена до такой степени, что больше невозможно поддерживать передачу на скорости передачи данных полезной нагрузки, или что другие неблагоприятные эффекты, такие как помехи, являются слишком сильными, передача на линии микроволновой связи адаптируется на этапе S47. Адаптация содержит передачу фиктивных данных на линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи. В соответствии с аспектами раскрытия передача на линии микроволновой связи адаптируется так, что передаются фиктивные данные вместо данных полезной нагрузки. Таким образом, сеть будет считать, что линия радиосвязи находится в неработоспособном состоянии, и, таким образом, например, поддерживать стабильность, но так как линия микроволновой связи поддерживается в работоспособном состоянии посредством передачи фиктивных данных на пониженной скорости, время для восстановления линии связи, когда условия снова улучшатся, будет уменьшено.
Возвращаясь к фигуре 3, изображенная конфигурация 30 сети с резервированием, в соответствии с одним аспектом раскрытия, используется для перенаправления данных полезной нагрузки по линии микроволновой связи от первого узла 31 сети к третьему узлу 33 сети, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки. Для ситуации, когда данные полезной нагрузки предназначены для второго узла 32 сети, третий узел 33 сети передает данные по соединению «точка-точка» между третьим 33 и вторым 32 узлами сети.
Возвращаясь к фигуре 4, опциональные операции раскрытого способа содержат перенаправление S45a данных полезной нагрузки по линии микроволновой связи от первого узла сети к третьему узлу сети, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего раскрытия передача данных полезной нагрузки по линии микроволновой связи отключается, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки. В устройстве контроллера линии микроволновой связи, которое будет дополнительно обсуждаться ниже, такое отключение выполняется с помощью мультиплексора. Мультиплексор выполнен с возможностью выбирать фиктивные данные или данные полезной нагрузки для передачи по одной выходной линии в зависимости от текущей пропускной способности передачи данных линии микроволновой связи.
Как обсуждалось выше, раскрытый способ не ограничивается конкретной конфигурацией модуляции и кодирования линии микроволновой связи и применим к передачам с фиксированной скоростью передачи данных полезной нагрузки или сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки линии микроволновой связи, предназначенной для адаптивного кодирования, адаптивной модуляции, или адаптивного кодирования и модуляции, ACM, или адаптивного кодирования, модуляции и скорости передачи в бодах, ACM(B). В последнем случае фиктивные данные будут передаваться на предварительно сконфигурированной более низкой скорости передачи, например, скорости передачи ниже самой низкой допустимой скорости передачи для передачи данных полезной нагрузки.
В соответствии с одним аспектом раскрытия при использовании ACM(B) выбирается более низкий порядок модуляции, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, и выбирается более высокий порядок модуляции, когда текущая пропускная способность передачи данных равна или выше сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки. В соответствии с другим аспектом выбирается порядок модуляции и/или кодирование с более низкой спектральной эффективностью в единицах битов/сек/Гц, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, и выбирается более высокая спектральная эффективность с точки зрения битов/сек/Гц, когда текущая пропускная способность передачи данных равна или выше скорости передачи данных полезной нагрузки.
Как обсуждалось выше, информация о текущей пропускной способности передачи данных содержит порядок модуляции и/или кодирование, обеспечивающие непрерывную передачу данных полезной нагрузки; определенную или оцененную ширину полосы пропускания линии микроволновой связи; или определенное или оцененное SNR или SINR. В соответствии с аспектами раскрытия текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки указывает на уменьшение ширины полосы пропускания линии микроволновой связи, например, из-за ухудшения внешних условий. Другими последствиями снижения текущей пропускной способности передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки является уменьшение отношения сигнала к шуму, SNR, на линии микроволновой связи и/или усиление помех.
В соответствии с представленным выше фиктивные данные состоят из данных плоскости пользователя. Однако в соответствии с аспектами раскрытия данные плоскости управления не затрагиваются этой операцией и передаются по линии микроволновой связи. Следовательно, если нет полного отказа линии микроволновой связи, например, из-за неисправности приемопередатчика, плоскость управления трафиком поддерживается даже тогда, когда линия микроволновой связи страдает от серьезного затухания. Для более распространенной ситуации, когда потеря линии микроволновой связи представляет собой невозможность передачи на сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, данные плоскости управления будут по-прежнему передаваться по линии микроволновой связи. В соответствии с аспектами раскрытия данные плоскости управления передаются с любой модуляцией более низкого порядка, включая двоичную фазовую манипуляцию, BPSK, и квадратурную амплитудную модуляцию 4QAM и 16QAM, или с модуляцией самого низкого порядка по умолчанию BPSK или QAM, например, 4 или 16 QAM. В соответствии с аспектами раскрытия профиль ACM(B) понижается только настолько, насколько это необходимо, то есть если сконфигурированная пользователем самая низкая модуляция или фиксированная модуляция является 1024 QAM, и линия связи не способна выполнять эту самую низкую модуляцию, но способна выполнять 256QAM, в соответствии с аспектами раскрытия передача будет выполняться с 256 QAM. В соответствии с аспектами раскрытия данные плоскости управления передаются со скоростью кодирования по умолчанию.
В соответствии с аспектами настоящего раскрытия способ применим к линиям микроволновой связи, обеспечивающим транзитные линии связи большой емкости в сети беспроводной связи. Линия микроволновой связи может быть обеспечена между небольшими базовыми радиостанциями, RBS, сети беспроводной связи, например, между пико-eNB сети LTE 3GPP.
Возвращаясь к фигуре 4, раскрытые выше операции в соответствии с аспектами раскрытия повторяются или неоднократно выполняются, то есть повторяется этап получения S41 информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, сравнения S43 текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных равна или выше сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, передача данных полезной нагрузки возобновляется по линии микроволновой связи. При возобновлении передачи данных полезной нагрузки передача фиктивных данных отключается контроллером линии микроволновой связи.
Возвращаясь к фигуре 3, специалисту в области техники будет понятно, что раскрытые операции применимы также для дополнительных линий микроволновой связи, управляемых тем же самым контроллером линий микроволновой связи.
Раскрытые способы с преимуществом выполняются под управлением компьютерной программы, сохраненной на любом подходящем средстве хранения для компьютерного программного продукта, например, сохраненной на компьютерно-читаемом носителе, таком как компакт-диск, цифровой универсальный диск или в памяти компьютера, например, оперативной памяти RAM.
Фигуры 5-7 изображают устройства контроллера линии микроволновой связи, выполненные с возможностью управления микроволновой передачей «точка-точка» по линии микроволновой связи, выполненной с возможностью передачи данных полезной нагрузки на скорости передачи данных полезной нагрузки между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
Фигура 5 раскрывает один вариант осуществления контроллера 50 линии микроволновой связи. Контроллер 50 линии микроволновой связи содержит схему 51 обработки, например, процессор 511 и память 512. Схема 51 обработки выполнена с возможностью получения информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, и сравнения текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, схема 51 обработки выполнена с возможностью адаптации передачи по линии микроволновой связи так, чтобы она содержала передачу фиктивных данных по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
В одном варианте осуществления, например, применимом в контроллере 50 линии микроволновой связи фигуры 5, контроллер линии микроволновой связи выполнен с возможностью выполнения операций способа, раскрытых в обсуждении фигуры 4, при исполнении инструкций компьютерной программы, принятой посредством компьютерно-читаемого запоминающего носителя.
Фигура 6 раскрывает функциональный модульный вариант осуществления контроллера 60 линии микроволновой связи. Контроллер 60 линии микроволновой связи содержит модуль 61 пропускной способности передачи данных, выполненный с возможностью получения информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных линии микроволновой связи, и модуль 62 сравнения, выполненный с возможностью сравнения текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки. Когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, модуль 63 адаптации передачи контроллера микроволновой связи выполнен с возможностью адаптации передачи по линии микроволновой связи так, чтобы она содержала передачу фиктивных данных по линии микроволновой связи между первым и вторым узлом сети микроволновой связи.
Фигура 7 раскрывает вариант осуществления контроллера 70 линии микроволновой связи, например, реализованного в виде интегральной схемы. Контроллер линии микроволновой связи содержит интерфейс 71 ввода-вывода (I/O), цифровой сигнальный процессор 72, блок 73 сравнения, блок 74 демультиплексирования и блок 75 мультиплексирования. Интерфейс 71 I/O выполнен с возможностью приема сигнала данных по линии микроволновой связи. Цифровой сигнальный процессор 72 выполнен с возможностью получения информации, указывающей текущую пропускную способность передачи данных, путем обработки сигнала данных. Блок сравнения 73 выполнен с возможностью приема текущей пропускной способности передачи данных от цифрового сигнального процессора и сравнения текущей пропускной способности передачи данных со сконфигурированной скоростью передачи данных полезной нагрузки, то есть фактической принятой модуляции, кодирования и скорости передачи в бодах со сконфигурированными значениями. Блок 74 демультиплексирования выполнен с возможностью разделения данных полезной нагрузки и данных управления, принятых от цифрового сигнального процессора. Блок 75 мультиплексирования выполнен с возможностью мультиплексирования фиктивных данных, например, холостой комбинации или аналога, с данными полезной нагрузки на линии микроволновой связи, когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки.
Как упоминалось ранее, фигура 3 раскрывает сеть микроволновой связи, содержащую множество узлов 31, 32, 33 сети микроволновой связи, организованных в конфигурацию с резервированием для связи «точка-точка» между узлами сети. Возвращаясь к фигуре 3, эта фигура также приводит пример узлов 31, 32, 33 сети микроволновой связи, выполненных с возможностью обмена данными полезной нагрузки между точками. Каждый узел 31, 32, 33 сети микроволновой связи содержит интерфейс связи, содержащий один или несколько микроволновых приемопередатчиков 31a, 31b; 32a, 32b; 33a, 33b и контроллер 31c, 32c, 33c линии микроволновой связи в соответствии с любым из упомянутых выше раскрытых устройств контроллера линии микроволновой связи.
Если перейти к выполнению операций способа, обсуждавшихся в отношении фигуры 4, в интерфейсе связи узла сети принимается коммуникационный сигнал. Если использовать устройство контроллера линии микроволновой связи с фигуры 7, то коммуникационный сигнал принимается в интерфейсе I/O контроллера линии микроволновой связи. Информация о текущей пропускной способности передачи данных получается в цифровом сигнальном процессоре 72 путем обработки принятого сигнала данных коммуникационного сигнала, например, как было представлено ранее в настоящем раскрытии. Цифровой сигнальный процессор 72 выполнен с возможностью передачи текущей пропускной способности передачи данных принимающему блоку сравнения. Блок 73 сравнения управляет блоком 75 мультиплексирования так, что включается или отключается передача фиктивных данных на основании результата сравнения, то есть когда текущая пропускная способность передачи данных ниже сконфигурированной скорости передачи данных полезной нагрузки, блок сравнения активирует передачу фиктивных данных. Данные, которые должны быть переданы по линии микроволновой связи, предоставляются цифровым сигнальным процессором, эти данные содержат данные плоскости пользователя, а также данные плоскости управления. Блок 74 демультиплексирования используется для разделения данных плоскости пользователя, то есть данных полезной нагрузки, и данных плоскости управления. Контроллер линии микроволновой связи предоставляет данные плоскости управления и данные плоскости пользователя интерфейсу связи узла сети микроволновой связи для передачи по линии микроволновой связи. Таким образом, передача данных плоскости управления может сохраняться даже тогда, когда фиктивные данные заменяют данные полезной нагрузки в плоскости пользователя. Таким образом, настоящее раскрытие обеспечивает улучшенное управление линией микроволновой связи, позволяющее узлам сети микроволновой связи сохранять их соединение даже тогда, когда текущая пропускная способность передачи данных линии микроволновой связи ниже самой низкой позволенной скорости передачи данных линии микроволновой связи. Кроме того, настоящее раскрытие предотвращает фактическую потерю связи, так как соединение фактически сохраняется в плоскости управления.
Раскрытый способ обеспечивает улучшения при использовании ACM(B), а также для конфигураций линии микроволновой связи c использованием фиксированной модуляции и кодирования. В частности, настоящее раскрытие обеспечивает улучшенную поддержку для фиксированных модуляций высокого порядка, например, 4096 QAM или более. Используя способ и устройства, представленные в настоящем описании, цифровой сигнальный процессор или схема обработки контроллера линии микроволновой связи будет иметь возможность устанавливать соединение и корректировать ошибки на более низких модуляциях в режиме передачи, в котором фиктивные данные с низкой модуляцией используются в качестве данных плоскости пользователя.