蜂窝回程覆盖算法制造技术

技术编号:18180652 阅读:30 留言:0更新日期:2018-06-09 23:23
公开了用于设计蜂窝回程网络的系统和方法。该系统可以包括自适应图形最小生成树(AG‑MST)算法,以最小成本来识别和连接搁浅的蜂窝站点。系统可以比较用于新连接(例如搁浅站点处新的微波或光纤链路)的未决报价,以提供新的连接。系统可以设计以每个站点最低平均成本连接最大数量的搁浅站点的网络。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蜂窝回程覆盖算法相关申请的交叉引用本申请要求2015年12月29日提交的序列号为14/982,581的美国实用专利申请的优先权,其要求于2015年10月12日提交的标题为“最后一英里蜂窝回程覆盖算法(Last-MileCellularBackhaulCoverageAlgorithms)”的序列号为62/240,374的美国临时申请的优先权。序列号为14/982,581和62/240,374的申请通过引用全部并入本文。
技术介绍
可以使用各种手段将远程蜂窝通信站点(“蜂窝塔”)与核心或“主干(backbone)”蜂窝网络连接,以提供语音和数据连接以及其他。例如,蜂窝服务提供商可以使用替代接入供应商(AAV)网络,其使用以太网来满足诸如长期演进(LTE)网络之类的宽带蜂窝服务的回程需求,并且支持新蜂窝站点的添加,以提供额外带宽和/或额外的无线覆盖。例如,提供商可以使用光缆将许多蜂窝站点通过运营商网络连接到移动交换局(MSO)以用于蜂窝回程。在其他情况下,对于缺乏导向光纤连接的站点,可以使用微波无线回程,例如,以将蜂窝站点连接到具有AAV光纤连接的附近站点。微波传输可以具有成本效益,并且通常可以被快速部署以提供蜂窝回程。然而,由于现代蜂窝网络的复杂性和大小,可能难以确定用于将下面讨论的“搁浅”站点连接到用于蜂窝回程的适当管线的成本有效手段。本公开的实施例涉及找到以最小成本提供最后一英里回程到搁浅站点的有效方式。附图说明图1描绘了根据本公开一些示例的AAV站点和搁浅站点。图2A和图2B描绘了根据本公开一些示例的两种可能回程拓扑和场景。图3A和图3B描绘了根据本公开一些示例的两种附加的可能回程拓扑和场景。图4A、图4B和图4C描绘了根据本公开一些示例的直线对传(line-of-site,LoS)、近线对传(near-line-of-site,nLoS)和非直线对传(non-line-of-site,NLoS)无线连接。图5是根据本公开一些示例的描绘具有自适应调制的微波信道容量的曲线图。图6是根据本公开一些示例的描绘累积概率分布函数的条形图。图7是根据本公开一些示例的比较用于微波数据传输的带宽容量、距离和可用性的曲线图。图8描绘了根据本公开一些示例的中继站点的示例。图9描绘了根据本公开一些示例的成本加权的搁浅站点集群。图10描绘了根据本公开一些示例的加权微波网状网络。图11描绘了根据本公开一些示例的具有中继的扩展微波网状网络。图12A-12C描绘了根据本公开一些示例的在站点A处具有起点(第一轮)的经调节的多生成树(MST)。图13A-13F描绘了根据本公开一些示例的在站点D处具有起点(第一轮)的经调节的MST。图14A-14E描绘了根据本公开一些示例的具有中继站点E的在站点G处具有起点(第一轮)的经调节的MST。图15A-15C描绘了根据本公开一些示例的具有中继站点F的在站点H处具有起点(第一轮)的经调节的MST。图16A和图16B描绘了根据本公开一些示例的与中继站点连接的站点D(第二轮)。图17A是根据本公开一些示例的具有回程优化引擎的业务流程图。图17B是根据本公开一些示例的回程优化引擎的示意图。图18A和图18B描绘了根据本公开一些示例的用于优化蜂窝回程解决方案的方法的流程图。具体实施方式本公开的示例涉及用于确定搁浅蜂窝站点的高效以太网回程解决方案的系统和方法。该系统可以包括新颖的算法或自适应图形最小生成树(AdaptiveGraphMinimumSpanningTree,AG-MST),它可以最大化回程覆盖,同时降低回程成本。该系统可以使得能够针对整个网络或网络部分探索多个回程解决方案,其由于网络的大小和复杂性以前无法进行分析。换句话说,典型的蜂窝网络的大小和复杂性产生如此大量的组合和排列,以至于常规方法在计算环境中没有实现有效算法的情况下是不切实际或不可能的。例如,用手工作的人不可能分析所有可能的回程解决方案。如下所讨论的,为了使解决方案的可能数量最大化,解决方案可以包括具有直线对传(LoS)、近线对传(nLoS)和非直线对传(NLoS)连接的微波链路。蜂窝塔无处不在,并且接收来自手机和其他移动设备的蜂窝语音和数据,然后将该信息中继到更大的蜂窝网络以及从更大的蜂窝网络中继该信息。由于蜂窝数据使用的增长,因此具有使用合适的连接将蜂窝塔连接到蜂窝网络的需求。在许多情况下,替代接入供应商(AAV)可用于此目的。AAV包括使用光纤、同轴或其他连接来提供特定服务(例如,互联网或有线电视)但还具有过剩的网络容量的提供商。例如,蜂窝塔可以连接到AAV运营商以太网连接,例如以提供从塔到蜂窝主干网络的蜂窝回程服务。随着移动设备的数量和蜂窝数据服务使用的增加,对蜂窝回程的需求显著增加。然而,如图1所示,一些蜂窝塔与网络组件没有直接的数据连接,因此可以被认为是“搁浅的(stranded)”。换句话说,搁浅站点102可以具有足够的连接来提供蜂窝语音服务,但是不具有携带大量数据的能力。因此,在这些搁浅站点102周围的区域中,用户可能无法访问蜂窝数据服务。可以向这些搁浅站点102提供多个附加连接以使能蜂窝回程。在一些情况下,例如,搁浅站点102可以连接到确实具有到网络的连接的站点,或者连接到具有现有的光纤或其他数据连接的连接站点104。如图所示,这些连接站点104可以经由光纤、同轴或其他高速数据连接108的AAV载波以太网连接106连接。在其他情况下,第一连接站点104a可以例如经由无线连接110(例如,微波链路)连接到第二连接站点104b,并且第二连接站点104b可以转而经由光纤数据连接而连接到AAV106。AAV106最终可以将站点102、104连接到移动交换局(MSO),用于通过主干网络路由。可以使用这些相同的连接(即,有线或无线连接)来连接用于蜂窝数据回程的搁浅站点102。然而,在具有数千个蜂窝站点102、104和无数可用AAV连接106的网络中,可能难以确定或不可能确定将全部或大部分搁浅站点102连接到合适的回程解决方案的最有效手段。数量庞大的组合和排列意味着这个过程适用于计算机算法。如图2A-3B所示,每个搁浅站点102可以使用新的光缆205直接连接到AAV106。当然,搁浅站点102也可以通过同轴、T1、T3或其他合适的高速连接而被连接。然而,不管连接类型如何,新连接的安装可能涉及安装新电缆、光纤、碟形卫星天线、微波收发器或其他设备,并且可能涉及相当大的成本和时间。例如,安装成本可以基于从搁浅站点102到AAV106的距离而变化很大,例如,其中较长距离可能需要安装较长的电缆或较强大的收发器。由于搁浅站点102处的地形,安装成本也可能会有所不同。例如,在山区位置安装可能比在平坦地面或城市中安装昂贵得多。另一方面,新的高速数据连接可以使先前的搁浅站点102能够连接到AAV106并且充当用于附加的搁浅站点102的集线器210。这些搁浅站点102可以例如使用微波连接或其他合适的有线或无线连接而被连接到集线器210。当然,该解决方案受限于在搁浅站点102和集线器210之间的连接上可用的带宽。另外,充当集线器210的站点也可以具有有限量的带宽,从而限制可以经由集线器210连接到AAV106的搁浅站点102的数量。因本文档来自技高网...
蜂窝回程覆盖算法

【技术保护点】
一种或更多种非暂时性计算机可读介质,存储计算机可执行指令,当在一个或更多个处理器上执行所述计算机可执行指令时,执行动作,所述动作包括:识别蜂窝通信系统中的搁浅站点;创建搁浅站点集群,其包括用于网络的一部分的搁浅站点与中继站点之间的网状网络图;针对存在关联报价成本的每个顶点和边缘更新权重;识别所述搁浅站点集群中的第一可能起点;通过移除连接的搁浅站点来更新所述搁浅站点集群;识别用于所述第一可能起点的第一最小权重生成树解决方案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.12 US 62/240,374;2015.12.29 US 14/982,5811.一种或更多种非暂时性计算机可读介质,存储计算机可执行指令,当在一个或更多个处理器上执行所述计算机可执行指令时,执行动作,所述动作包括:识别蜂窝通信系统中的搁浅站点;创建搁浅站点集群,其包括用于网络的一部分的搁浅站点与中继站点之间的网状网络图;针对存在关联报价成本的每个顶点和边缘更新权重;识别所述搁浅站点集群中的第一可能起点;通过移除连接的搁浅站点来更新所述搁浅站点集群;识别用于所述第一可能起点的第一最小权重生成树解决方案。2.如权利要求1所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,所述动作还包括:确定第一解决方案中的每个微波链路容量等于或大于合计的站点容量;以及确定端到端回程可用性等于或大于最小回程可用性阈值。3.如权利要求2所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,所述动作还包括:确定所述第一解决方案代表每个搁浅站点的最小平均成本。4.如权利要求3所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,还包括:识别所述搁浅站点集群中的第二可能起点;通过移除连接的搁浅站点来更新所述搁浅站点集群;识别用于所述第二可能起点的第二最小权重生成树解决方案;确定所述第二解决方案中的每个微波链路容量等于或大于所述合计的站点容量;确定所述第二解决方案代表每个搁浅站点的所述最小平均成本;以及丢弃所述第一解决方案。5.如权利要求1所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,所述动作还包括:确定所述第一解决方案成本低于预定阈值成本。6.如权利要求1所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,其中所述关联报价成本包括将光纤连接添加到所述第一可能起点。7.如权利要求1所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,其中所述关联报价成本包括将微波链路连接添加到所述第一可能起点。8.如权利要求1所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,其中每个顶点和边缘的所述权重包括带宽、成本和可用性中的至少一个。9.如权利要求1所述的一种或更多种非暂时性计算机可读介质,其中搁浅站点与中继站点之间的所述网状网络图包括多个直线对传(LoS)、近...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘春明M·D·泰勒布赖恩·佛莱明D·A·梅奥
申请(专利权)人:T移动美国公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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