[發明專利]獨立WIMAX系統和方法

有效

• 申請號: 201110291084.5
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102647793A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 奧菲爾·科倫;科比·俄瓦迪亞;邁克爾·吉靈
• 申請（專利權）人: 羅杰康公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W84/12
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 谷惠敏;穆德駿

技術領域

本發明涉及無線網絡。更具體地說，本發明涉及實現全球微波接入互操作性(WiMAX)標準的無線網絡。

背景技術

無線網絡是常見類型的計算機網絡，其包含能夠無線地通信的兩個或更多設備。無線設備的普及已經隨著移動電話和其他類型的個人和消費性電子產品(即智能電話、寫字板、上網本、膝上型計算機和其他無線電子設備)的采用而指數地增長。

無線聯網的增長與WiFi^TM，基于電氣和電子工程師協會(IEEE)802.11標準的系列的無線局域網(無線LAN/WLAN)協議的系列的采用并行增長。Wi-Fi^TM的采用已經允許在不需要布設電纜的情況下經濟地部署LAN，從而降低成本和增加靈活性。此外，高采用已經增加了對無線數據的欲望并且隨著增加的速度和容量而產生了更快網絡的市場。

全球微波接入互操作性(WiMAX)是由WiMAX論壇介紹的下一代無線協議。WiMAX指的是特定類型的互操作性IEEE802.16標準系列，將其通過引用的方式合并于此。WiMAX提供增加的速度和利用Wi-Fi^TM的WLAN的提高的范圍，并且支持固定的、游動的和移動部署。此外，公司已經采用該標準來跨越大的地理區域提供移動寬帶以及與諸如全球移動通信系統(GSM)和碼分多址(CDMA)的第三代移動技術競爭。WiMAX經常被視為當前由電纜或數字訂戶線路(DSL)服務的最后一公里互聯網接入的經濟替代。WiMAX網絡中的靈活帶寬分配和多個嵌入型服務質量支持允許包括高速互聯網接入、IP語音(VoIP)和視頻呼叫、多媒體聊天和移動娛樂的部署。

IEEE?802.16系列標準為多個無線通信標準提供空中接口，但不一定定義標準的WiMAX網絡。然而，WiMAX論壇的網絡工作組(NWG)已經使用作為空中接口的IEEE?802.16e-2005來標識用于WiMAX的端對端需求、架構和協議的標準集。根據WiMAX標準，可以將整個網絡邏輯上劃分成三個部分：客戶端設備(CPE)、接入服務網絡(ASN)和網絡運營中心(NOC)。

客戶端設備(CPE)是由終端用戶用來接入WiMAX網絡的設備。在固定部署中，CPE可以是用來通過標準固定或無線LAN(例如使用Wi-FiTM)為用戶提供對WiMAX網絡的接入的WiMAX接入點。在其他實施例中，CPE可以是移動電話、計算設備等等，能夠當在基站的范圍中時直接接入WiMAX網絡。

網絡運營中心(NOC)提供對互聯網、應用服務供應商(ASP)、其他公共網絡和公司網絡的連接。根據常規WiMAX網絡，NOC還包括支持對設備、用戶和特定服務的認證的認證、授權和記帳(AAA)服務器。NOC還提供QoS和安全性的用戶策略管理，并且NOC還負責IP地址管理，支持不同NSP之間的漫游、ASN之間的位置管理，以及ASN之間的移動性和漫游。由于至少部分地開發WiMAX來支持下一代移動設備時，所以在一些實現中，NOC還能夠經由網關與公共交換電話網(PSTN)和第三代合作伙伴項目(3GPP/3GPP2)通信，以及將運營支持系統(OSS)和業務支持系統(BSS)集成在NOC環境中。

在現有技術的WiMAX架構中，隔離了ASN與CPE和NOC兩者間的通信。在訂戶側，ASN可操作用于使用基站與CPE通信。在網絡側，NOC和ASN之間的通信通過ASN網關(ASNGW)發生。經由基站在ASN處從CPE接收到的數據將被傳遞到ASNGW，用于正確消息轉發。現有技術設備的ASNGW可以與NOC通信以檢索消息轉發指令。由于ASN可以覆蓋大的地理區域，所以可以將多個基站分組在單一ASN內，一個或多個ASNGW管理和跟蹤幾個基站當中的、可能產生不可預測的等待時間的數據流。

WiMAX標準支持頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)，盡管基于IEEE802.16e技術的廣泛部署的WiMAX版本1僅支持TDD作為雙工模式。在任何情況下，對數據傳輸不對稱的移動互聯網設備，可以更好地定位TDD。

TDD在應用時分復用(TDM)的通信鏈路上提供全雙工通信。該實現形式比利用FDD的實現形式更簡單且更便宜，因為用于TDD實現的收發器設計不太復雜并且因此更便宜。BS和CPE之間的上行鏈路和下行鏈路數據率由分配復發時隙的調度算法來管理。來自BS的出站傳輸在尋址幀中被廣播。然后，每個CPE可以選載(pick-off)尋址于它的那些幀。因此，基于負載使用可以優化在單一通信鏈路上的業務的動態分配。換句話說，當業務負載波動時，可以從特定CPE添加或取走容量。