Способ и устройство для передачи данных по обратному каналу в системах связи

Способ и устройство для передачи данных по обратному каналу в системах связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится, в общем, к области телекоммуникаций, в частности к системам и способам для повышения производительности передачи данных в беспроводных телекоммуникационных системах.

В характерной беспроводной системе связи (коммуникационной системе) для передачи голоса/данных базовая станция связана с зоной покрытия. Эта зона называется сектором. Мобильные станции, которые находятся в пределах сектора, могут передавать данные к базовой станции и получать данные от базовой станции. В контексте передачи данных, в частности, базовые станции могут называться сетями доступа, и мобильные станции могут называться терминалами доступа. Терминалы доступа могут связываться одновременно с более чем одной сетью доступа и, так как терминал доступа перемещается, набор сетей доступа, с которыми он связан, может изменяться.

Параметры соединений между определенной сетью доступа и определенным терминалом доступа частично базируются на основе их относительного расположения и качестве и силе сигналов, которые соответственно передаются и принимаются ими. Например, когда терминал доступа удаляется от сети доступа, уровень сигнала, принимаемого от сети доступа терминалом доступа, будет уменьшаться. Соответственно, частота появления ошибок в принимаемых данных будет возрастать. Сеть доступа будет, таким образом, как правило, компенсировать увеличение расстояния при помощи уменьшения скорости, на которой она передает данные к терминалу доступа. Это позволяет терминалу доступа принимать и декодировать сигнал сети доступа с меньшим количеством ошибок. Когда терминал доступа приближается к сети доступа, уровень сигнала возрастает, так что более высокие скорости передачи данных могут быть использованы для передачи данных к терминалу доступа.

Аналогично, когда терминал доступа удаляется от сети доступа, уровень сигнала, принимаемого от терминала доступа сетью доступа, будет уменьшаться, тем самым потенциально приводя к более высокой частоте появления ошибок. Подобно сети доступа, терминал доступа может, как правило, также скомпенсировать увеличение расстояния при помощи уменьшения его скорости передачи данных, для того чтобы позволить сети доступа принимать сигнал с меньшим количеством ошибок. Терминал доступа может также увеличить его выходную мощность для уменьшения частоты появления ошибок, по запросу от сети доступа. И снова, когда терминал доступа приближается к сети доступа, более сильный сигнал будет обеспечивать более высокую скорость передачи данных.

В одной системе терминал доступа отвечает за определение скорости, с которой будут передаваться данные от терминала доступа к сети доступа. Эта скорость определяется на основе нескольких факторов. Первичными факторами являются абсолютная максимальная скорость, на которой терминал доступа и сеть доступа могут связываться, максимальная скорость, основанная на допустимой выходной мощности терминала доступа, максимальная скорость, подтвержденная количеством данных, которые терминал доступа имеет в очереди, и максимальная скорость, допустимая на основе ограничений по нарастанию. В этой системе, каждая из этих скоростей представляет жесткое ограничение, которое не может быть превышено выбранной скоростью передачи данных. Другими словами, выбранная скорость передачи данных не превышает минимальной из этих четырех скоростей.

Первые две из этих скоростей (абсолютная и ограниченная по мощности максимальная скорости) вытекают из физических ограничений системы и не контролируются терминалом доступа. Третья и четвертая скорости (подстраиваемая по данным скорость и скорость, ограниченная по нарастанию) являются переменными и динамически определяются на основе определенных превалирующих условий в терминале доступа.

Подстраиваемая по данным скорость является по существу максимальной скоростью, которая может быть подтверждена по количеству данных, которые находятся в очереди для передачи терминалом доступа. Например, если терминал доступа имеет 1000 бит в его очереди на передачу, то скорость передачи данных в 38,4 килобайт в секунду (1024 бит/кадр) является подтвержденной, а скорость передачи данных в 78,6 килобайт в секунду (2048 бит/кадр) не является подтвержденной. Если в очереди на передачу терминала доступа нет данных, то никакая скорость передачи не может быть подтверждена.

Скорость, ограниченная по нарастанию, есть максимальная скорость, которая разрешена, принимая во внимание тот факт, что быстрое нарастание скорости будет внезапно увеличивать интерференцию, воспринимаемую другими терминалами доступа, и будет ухудшать их производительность. Если нарастание для каждого терминала доступа ограничено, то уровень интерференции, который они вызывают, будет изменяться более медленно и другие терминалы доступа смогут более просто подстроить их рабочие скорости передачи данных и мощности передачи, чтобы адаптироваться к нарастающей интерференции. Необходимо отметить, что скорость, ограниченная по нарастанию, также вычисляется для управления уменьшением скоростями передачи данных. Общий эффект заключается в том, чтобы минимизировать широкие и/или быстрые флуктуации в скоростях передачи данных и тем самым стабилизировать общую работу сети доступа и терминалов доступа в системе.

В то время как изменения в скорости, ограниченной по нарастанию, контролируются (в отношении обеих увеличивающейся и уменьшающейся скорости передачи данных), подстраиваемая по данным скорость нет. Если терминал доступа внезапно имеет достаточно данных для подтверждения очень высокой скорости передачи данных, подстраиваемая по данным скорость внезапно увеличивается. Если данные на терминале доступа заканчиваются, то подстраиваемая по данным скорость внезапно уменьшается до нуля. Внезапное увеличение подстраиваемой по данным скорости, как правило, не представляет проблем, так как контролируется скорость, ограниченная по нарастанию. Так как минимум из четырех скоростей, упомянутых выше, устанавливает максимум для выбранной скорости передачи данных, скорость, ограниченная по нарастанию, будет управлять в этой ситуации. Внезапное уменьшение подстраиваемой по данным скорости будет, тем не менее, вызывать падение реальной скорости передачи данных, так как подстраиваемая по данным скорость меньше, чем другие скорости и будет, тем самым, осуществлять управление (принимая во внимание, что скорость передачи данных, выбранная для передачи данных в следующем кадре, есть минимум из четырех скоростей).

В системах предыдущего уровня техники, если терминал доступа не имел данных для передачи, то никаких данных не передавалось. Это интуитивно понятно, и традиционный опыт говорит, что полезная полоса пропускания не должна засоряться передачей бесполезных данных. Одна из проблем, которые возникают из разрешения скорости передачи данных стремительно падать (например, до нуля), заключается в том, что требуется некоторое количество времени на увеличение скорости передачи данных до прежнего значения, как было объяснено выше. Задержки в передаче некоторых данных могут приводить к падению и к последующему увеличению скорости передачи данных. Эти задержки, как правило, вероятны в случае пульсирующих данных или данных, имеющих дискретные процессы прибытия. Одним из таких типов данных является видео в реальном времени, которое может содержать пакеты в 500-1000 байт, которые прибывают в очередь на передачу с дискретными интервалами в 60-70 миллисекунд. Видео в реальном времени также является характерным примером типа данных, для которого задержки в передаче сильно заметны и таким образом неприемлемы.

Следует отметить что, хотя скорость, ограниченная по нарастанию, спроектирована для предотвращения увеличения скорости передачи данных терминалами доступа, способом, который производит слишком много интерференции с другими терминалами доступа, существуют случаи, когда дополнительная интерференция не так разрушительна. Если имеется небольшое количество активных терминалов доступа в секторе, может быть приемлемо для определенного терминала доступа увеличить его скорость передачи данных более быстро, чем разрешено скоростью, ограниченной по нарастанию. В таких ситуациях предел, налагаемый скоростью, ограниченной по нарастанию, может уменьшить общую производительность системы.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одна или более проблем, отмеченных выше, могут быть решены при помощи различных реализаций настоящего изобретения. Говоря в общем смысле, изобретение содержит системы и методы для улучшения производительности передачи данных в беспроводных телекоммуникационных системах при помощи вычисления скорости передачи данных по обратному каналу связи, что уменьшает задержки в передаче пульсирующих данных.

В одной реализации настоящего изобретения предлагается способ для улучшения производительности в передаче данных по обратному каналу связи от терминала доступа к сети доступа, где способ включает в себя этапы, на которых вычисляют первую скорость передачи данных, передают данные по обратному каналу связи с первой скоростью передачи данных, вычисляют вторую скорость передачи данных, которая ограничена к уменьшению на ограниченную величину от первой скорости передачи данных, и передают данные по обратному каналу связи с первой скоростью передачи данных. В одной реализации вторая скорость передачи данных выбирается как минимум из абсолютной максимальной скорости, скорости, ограниченной по мощности, подстраиваемой по данным скорости, и скорости выделения ресурсов в замкнутом контуре. Так как первые две из этих скоростей являются статическими и четвертая уже ограничена к уменьшению управляемым образом, уменьшение во второй скорости передачи данных ограничивается управлением уменьшений в подстраиваемой по данным скорости. Это выполняется в одной реализации с помощью поддержки фиктивной скорости, которой разрешено затухать предопределенным образом. Вычисляемая традиционным способом подстраиваемая по данным скорость сравнивается с фиктивной скоростью, и ей не разрешается падать ниже фиктивной скорости.

В другой реализации настоящего изобретения предлагается беспроводная коммуникационная система, в которой терминал доступа сконфигурирован для определения скорости, на которой он будет передавать данные по обратному каналу связи к сети доступа. Терминал доступа включает в себя подсистему передачи для передачи данных и процессор, который связан с подсистемой передачи и сконфигурирован для предоставления ей управляющей информации. В частности, процессор сконфигурирован для определения скорости данных, на которой подсистема передачи будет посылать данные по обратному каналу связи. В одной реализации, процессор сконфигурирован для вычисления подстраиваемой по данным скорости и скорости выделения ресурсов в замкнутом контуре. Затем, процессор выбирает минимум из подстраиваемой по данным скорости, скорости выделения ресурсов в замкнутом контуре, абсолютной максимальной скорости и скорости, ограниченной по мощности, в качестве скорости передачи данных для следующего кадра передачи. Процессор управляет уменьшениями в подстраиваемой по данным скорости для того, чтобы предотвратить внезапные падения в скорости передачи данных от одного кадра к следующему. Это выполняется в одной реализации при помощи поддержки фиктивной скорости, которую заставляют затухать предопределенным образом. Подстраиваемая по данным скорость вычисляется при помощи вычисления традиционным способом подстраиваемой по данным скорости, сравнения традиционно вычисленной скорости с фиктивной скоростью и, затем установки подстраиваемой по данным скорости в большее из традиционно вычисленной скорости с фиктивной скорости. Когда фиктивная скорость больше, чем подстраиваемая по данным скорость, может быть необходима передача фиктивных данных для поддержки желаемой скорости передачи данных.

Другая реализация настоящего изобретения относится к способу для улучшения производительности в передаче данных по обратному каналу связи от терминала доступа к сети доступа, где способ включает в себя этапы, на которых вычисляют первую скорость передачи данных, передают данные по обратному каналу связи на первой скорости передачи данных, вычисляют вторую скорость передачи данных, и передают данные по обратному каналу связи на второй скорости передачи данных, где, когда беспроводная коммуникационная система находится в незанятом состоянии, вычисление второй скорости передачи данных включает в себя этап, на котором выбирают вторую скорость передачи данных из множества ограничивающих скоростей, включая скорость, ограниченную по нарастанию, где скорости, ограниченной по нарастанию, разрешено нарастать более быстро, вплоть до "опасной" скорости. В одной реализации "опасная" скорость содержит максимальную скорость, на которой терминал доступа передавал данные с момента, когда терминал доступа последний раз передавал данные в ходе состояния занятости коммуникационной системы. Эта "опасная" скорость увеличивается, когда терминал доступа передает данные в незанятом состоянии на скорости большей, чем "опасная" скорость, и сбрасывается, когда терминал доступа передает данные в течение занятого состояния беспроводной телекоммуникационной системы.

Другая реализация настоящего изобретения относится к беспроводной коммуникационной системе, в которой терминал доступа сконфигурирован для определения скорости, на которой он будет передавать данные по обратному каналу связи к сети доступа. Терминал доступа включает в себя подсистему передачи для передачи данных и процессор, который связан с подсистемой передачи и сконфигурирован для предоставления ей управляющей информации. В частности, процессор сконфигурирован для определения первой скорости передачи данных, передачи данных по обратному каналу связи на первой скорости передачи данных, вычисления второй скорости передачи данных, и передачи данных по обратному каналу связи на второй скорости передачи данных, где, когда беспроводная коммуникационная система находится в незанятом состоянии, процессор сконфигурирован для вычисления второй скорости передачи данных при помощи выбора второй скорости из множества ограничивающих скоростей, включающего в себя скорость, ограниченную по нарастанию, где скорости, ограниченной по нарастанию, разрешено нарастать более быстро, вплоть до "опасной" скорости. В одной реализации "опасная" скорость содержит максимальную скорость, на которой терминал доступа передавал данные с момента, когда терминал доступа последний раз передавал данные в ходе состояния занятости коммуникационной системы. Эта "опасная" скорость увеличивается, когда терминал доступа передает данные в незанятом состоянии на скорости большей, чем "опасная" скорость, и сбрасывается, когда терминал доступа передает данные в течение занятого состояния беспроводной телекоммуникационной системы.

Другая реализация настоящего изобретения относится к программному приложению. Программное приложение реализовано на носителе, читаемом компьютером или другим процессором данных, реализованным в терминале доступа. Носитель может включать в себя гибкий магнитный диск, накопитель на жестких дисках, CD-ROM, DVD-ROM, RAM, ROM и тому подобное. Носитель содержит инструкции, которые сконфигурированы, чтобы вызывать выполнение способа, который был, в общем, описан выше, компьютером или процессором данных. Следует отметить, что машиночитаемый носитель может включать в себя RAM или другую память, которая образует часть терминала доступа. Процессор терминала доступа должен тем самым быть способным выполнять способ в соответствии с настоящим раскрытием изобретения.

Многочисленные дополнительные реализации также возможны.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут очевидными по прочтении нижеследующего описания со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Фиг. 1 - диаграмма, иллюстрирующая часть беспроводной коммуникационной системы в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 - более подробная диаграмма, иллюстрирующая сети доступа и терминалы доступа в двух соседних секторах беспроводной коммуникационной системы в одной реализации.

Фиг. 3 - функциональная блок-схема, иллюстрирующая структуру терминала доступа в одной реализации.

Фиг. 4 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ, при помощи которого определяется скорость выделения ресурсов в замкнутом контуре.

Фиг. 5 - схема последовательности операций, иллюстрирующая основной способ, при помощи которого определяется подстраиваемая по данным скорость в одной реализации.

Фиг. 6 - схема последовательности операций, иллюстрирующая более подробный способ, при помощи которого определяется подстраиваемая по данным скорость в одной реализации.

Фиг. 7 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ для отслеживания "опасной" скорости в одной реализации.

Фиг. 8 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ, при помощи которого вычисляется скорость выделения ресурсов в замкнутом контуре в одной реализации с использованием опасной скорости.

Хотя изобретение является предметом различных модификаций и альтернативных форм, конкретные его реализации показаны в качестве примера на чертежах и в сопроводительном детальном описании. Тем не менее, должно быть понятно, что чертежи и детальное описание не предназначены для ограничения изобретения к конкретной реализации, описанной здесь. Напротив, это раскрытие изобретения предназначено для охвата всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, попадающих в пределы объема настоящего изобретения, который определен нижеследующей формулой.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения будут описаны ниже. Следует отметить, что эти и любые другие варианты реализации, описанные ниже, являются примерными и предназначены для иллюстрации изобретения, а не для его ограничения.

Говоря в общем смысле, изобретение состоит из систем и методов для систем и методов по улучшению производительности передачи данных в беспроводных телекоммуникационных системах при помощи управления уменьшениями в скорости передачи данных по обратному каналу связи.

На Фиг. 1 представлена диаграмма, иллюстрирующая часть беспроводной коммуникационной системы в соответствии с одной реализацией. В этой реализации система состоит из множества сетей 12 доступа и множества терминалов 14 доступа. Каждая сеть 12 доступа связывается с терминалами 14 доступа в близлежащей области. Терминалы доступа могут перемещаться в переделах сектора, или они могут перемещаться из сектора, связанного с одной сетью доступа, в другой сектор, связанный с другой сетью доступа. Зона покрытия есть сектор 16. Хотя, в действительности, сектора могут быть в чем-то нерегулярны, и могут перекрываться с другими секторами, они обозначены на чертеже как разделенные пунктирными и штриховыми линиями. Следует отметить, что, для простоты, только одна из всех сетей доступа, терминалов доступа и секторов обозначены ссылочным номером.

На Фиг. 2 представлена более подробная диаграмма, иллюстрирующая сети доступа и терминалы доступа в двух соседних секторах беспроводной коммуникационной системы в одной реализации. В этой системе сектор 20 включает в себя сеть 22 доступа и несколько терминалов 24 доступа. Сектор 30 включает в себя сеть 32 доступа и единственный терминал 34 доступа. Сети 22 и 32 доступа передают данные терминалам 24 и 34 доступа через то, что здесь называется прямым каналом связи (FL). Терминалы 2 и 34 доступа передают данные назад к сетям 22 и 32 через то, что здесь называется обратным каналом связи (RL).

На Фиг. 3 показана функциональная блок-схема, иллюстрирующая структуру терминала доступа в одной реализации. В этой реализации терминал доступа содержит процессор 42, связанный с подсистемой 44 передачи, и подсистемой 46 приема. Подсистема 44 передачи и подсистема 46 приема связаны с разделяемой антенной 48. Процессор 42 получает данные от подсистемы 46 приема, обрабатывает данные, и выводит обработанные данные через устройство 50 вывода. Процессор 42 также получает данные от источника 52 данных и обрабатывает данные для передачи. Затем обработанные данные передаются подсистеме 44 передачи для передачи по обратному каналу связи. В дополнение к обработке данных от подсистемы 46 приема и источника 52 данных процессор 42 сконфигурирован для управления различными подсистемами терминала доступа. В частности, процессор 42 управляет подсистемой 44 передачи. Функциональность, относящаяся к терминалу доступа, описанная ниже, реализована в процессоре 42. Память 54 соединена с процессором 42 для хранения данных, используемых процессором.

В одном варианте реализации система является системой cdma 2000 1xEV-DO. Основные характеристики этой системы определены в стандарте по передаче данных IS-656. Этот стандарт основывается на семействе IS-95 стандартов множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). Название "1xEV-DO" отражает связь с семейством CDMA2000 ("1x") и развитие стандарта ("EV") для операций, оптимизированных по данным ("DO"). Система 1xEV-DO, в основном, оптимизирована для беспроводного доступа к Интернет, для чего желательна высокая пропускная способность прямого канала связи.

Система 1xEV-DO спроектирована для передачи данных по прямому каналу связи с одной из 12 различных предопределенных скоростей, лежащих в диапазоне от 38,4 kbps до 2,4 Mbps (в дополнение к нулевой скорости). Соответствующие структуры пакетов данных определены (определяя такие параметры как длительность пакета, тип модуляции и тому подобное) для каждой из этих предопределенных скоростей передачи данных. Связь по обратному каналу связи имеет место на одной из пяти различных скоростей передачи данных, лежащих в диапазоне от 9,6 kbps до 153,6 kbps (плюс нулевая скорость). Снова, структуры пакетов данных определены для каждой из этих скоростей.

Настоящее изобретение, в основном, относится к обратному каналу связи. Соответственно, скорости передачи данных для обратного канала определены ниже:

Индекс скорости	Скорость передачи данных
	Kbps	Bits/frame
0	0	0
1	9,6	256
2	19,2	512
3	38,4	1024
4	76,8	2048
5	153,6	4096

Для простоты в следующем описании скорости передачи данных по обратному каналу связи будут обозначаться в терминах индекса скорости, а не количества бит в секунду или за кадр.

Как отмечено выше, настоящая система, основанная на 1xEV-DO, построена на CDMA стандартах. Соответственно, данные, передаваемые по обратному каналу связи, являются уплотненным с кодовым разделением каналов. То есть данные, соответствующие каждому терминалу доступа, идентифицируются с помощью соответствующего кода. Каждый код определяет коммуникационный канал. Таким образом, данные от любого или от всех терминалов доступа могут передаваться одновременно, и сеть доступа может различать различные источники данных с помощью кодов.

Передачи с кодовым разделением каналов ограничены интерференцией. Другими словами, количество данных, которое может быть передано, ограничено величиной интерференции, которая присутствует в окружающей среде. Хотя существует некоторое количество интерференции, вызванной фоновым или термальным шумом, основным источником интерференции с передачами терминалов доступа являются другие терминалы доступа в этой зоне. Если имеется немного других терминалов доступа, и они передают небольшое количество данных, будет иметь место небольшая интерференция, таким образом, будет возможно передавать данные на высоких скоростях передачи данных. С другой стороны, если имеется много терминалов доступа, которые передают большое общее количество данных, уровень интерференции будет выше, и возможно можно будет использовать только очень низкие скорости передачи данных для передачи по обратному каналу связи.

Таким образом, должен быть обеспечен механизм для определения соответствующих скоростей передачи данных для каждого из терминалов доступа. Типичная беспроводная коммуникационная система CDMA использует единственную скорость передачи данных для всех терминалов доступа. Управление скоростью передачи данных централизовано в сети доступа. Тем не менее, такой тип управления скоростью передачи данных имеет несколько недостатков. Например, так как все терминалы доступа используют одинаковую скорость передачи данных, производительность каждого индивидуального терминала доступа не может быть оптимизирована. В то время как некоторые могут функционировать на оптимальной скорости, другие не могут. Если сеть доступа спроектирована для вычисления оптимальных скоростей передачи данных для каждого из терминалов доступа, система не будет легкомасштабируемой, потому что чем больше терминалов доступа в системе, тем больше ресурсов будет требоваться для вычисления скоростей для каждого из терминалов доступа. Также более коммуникационных ресурсов будет использоваться для передачи сигналов управления выделением скорости.

Одним аспектом, в котором настоящая система отличается от типичных систем, является то, что вычисление скоростей передачи данных для терминалов доступа есть обязанность каждого индивидуального терминала. Другими словами, оно распределено, а не централизовано. Соответствующая скорость передачи данных для определенного терминала доступа определяется самим этим терминалом доступа с помощью алгоритма Mac для обратного канала связи ("Mac" - промышленный термин для коммуникаций с множественным доступом). На алгоритме Mac для обратного канала связи сфокусировано раскрытие настоящего изобретения.

Когда определенный терминал доступа вычисляет скорость передачи данных для его обратного канала связи, очевидно, что он захочет выбрать максимальную возможную скорость. Однако в секторе могут быть другие терминалы доступа. Эти другие терминалы доступа также будут пытаться передавать их данные с максимальной возможной скоростью. Так как мощность, необходимая для передачи данных, примерно пропорциональна скорости передачи данных, увеличение скоростей передачи данных на каждом из терминалов доступа также увеличит мощность их передач. Передачи каждого терминала доступа будут затем представлять увеличение количества интерференции для других терминалов доступа. В это же время здесь может быть настолько много интерференции, что ни один из терминалов доступа не сможет передавать его данные с приемлемой частотой возникновения ошибок.

Таким образом, для терминалов доступа полезно иметь информацию об уровне интерференции, имеющемся в системе. Если уровень интерференции относительно низок, терминалы доступа могут увеличить их скорости передачи данных на некоторую величину, не вызывая значительного неблагоприятного влияния на общую производительность системы. Тем не менее, если уровень интерференции слишком высок, увеличение в скоростях передачи данных терминалов доступа будет иметь значительный неблагоприятный эффект.

Таким образом, общий уровень интерференции отслеживается в одной реализации сетью доступа. Сеть доступа сконфигурирована для простого определения больше или нет общий уровень интерференции порогового значения. Если уровень интерференции меньше порогового значения, то сеть доступа устанавливает бит обратной активности (RAB) равным 0 (бит обратной активности также иногда называют "бит занятости"). Если уровень интерференции больше порогового значения, то сеть доступа устанавливает бит обратной активности (RAB) равным 1. Бит обратной активности затем передается каждому из терминалов доступа для того, чтобы информировать их об уровне активности/интерференции в системе.

В одном варианте реализации общий уровень интерференции вычисляется при помощи суммирования мощностей передач по обратному каналу связи каждого терминала доступа и деления на уровень теплового или фонового шума в окружающей среде. Затем сумма сравнивается с пороговым значением. Если сумма больше, чем пороговое значение, то уровень интерференции считается высоким, и бит обратной активности (RAB) устанавливается равным 1. Если сумма меньше, чем пороговое значение, то уровень интерференции считается низким, и бит обратной активности (RAB) устанавливается равным 0.

Из-за того, что производительность передачи данных по обратному каналу связи зависит от скорости передачи данных и уровня интерференции в системе, необходимо принять во внимание уровень интерференции при расчете соответствующей скорости передачи данных. Поэтому вычисление скорости передачи данных с помощью алгоритма Mac для обратного канала связи учитывает уровень интерференции, который предоставлен терминалам доступа в форме бита обратной активности (RAB). Алгоритм Mac для обратного канала связи также учитывает факторы, такие как потребности терминала доступа и физические ограничения в системе. На основе этих факторов, скорость передачи данных для каждого терминала доступа в системе вычисляется один раз за кадр.

По существу, алгоритм Mac для обратного канала связи вычисляет следующее:

R_new = min(R₁, R₂, R₃, R₄),

где

R₁ есть максимальная скорость передачи данных в системе,

R₂ есть максимальная скорость передачи данных для терминала доступа, на основе рассмотрения с точки зрения мощности,

R₃ есть скорость передачи данных, определяемая по данным в очереди для передачи, и

R₄ есть скорость выделения ресурсов в замкнутом контуре.

Каждая из скоростей R₁-R₄ устанавливает жесткий предел для R_new. Другими словами, скорость R_new, выбранная алгоритмом Mac для обратного канала связи, не должна превышать любую из скоростей R₁-R₄.

Максимальная скорость передачи данных в системе, R₁, базируется на дизайне системы, включая сеть доступа и терминал доступа. Максимальная скорость передачи данных в системе считается статической (R₁ устанавливается сетью доступа, но редко изменяется и может рассматриваться как статическая), и, таким образом, просто сохранена в терминале доступа для использования при вычислении R_new.

Как было отмечено выше, мощность передачи данных по обратному каналу связи примерно пропорциональна скорости, с которой передаются данные, так что имеется максимальная скорость, соответствующая максимальному уровню мощности и текущему состоянию канала. Основанная на мощности максимальная скорость передачи данных R₂, основывается на максимальной мощности передач по обратному каналу связи терминала доступа, которая является функцией дизайна терминала доступа. Хотя реальная максимальная мощность передачи P_max является статической, R₂ изменяется как функция P_max и текущего состояния канала. R₂ связана с отношением сигнал к шуму и интерференции (SINR) для сигнала терминала доступа, как видно в сети доступа, которое варьируется из-за коэффициента усиления канала и текущего ROT (превышение над тепловым).

Скорость R₃ есть скорость передачи данных, определяемая данными, которые находятся в очереди терминала доступа, ожидая передачи. R₃ есть переменная величина и вычисляется кадр. Цель R₃ заключается в уменьшении скорости передачи данных по обратному каналу терминалов доступа, когда они имеют небольшое количество данных или не имеют данных для передачи, для того чтобы уменьшить их интерференцию с другими терминалами. Традиционно, R₃ есть просто скорость, которая необходима для передачи всех данных в очереди за один кадр. Таким образом, если имеется 2048 бит данных в очереди, то будет выбрана скорость 76,8 kbps (Обращаясь к приведенной выше таблице, при индексе скорости 4, данные передаются со скоростью 76,8 kbps, 2048 бит могут быть переданы в одном сегменте). Если, с другой стороны, если имеется 2049 бит данных в очереди, то будет необходимо выбрать скорость 153,6 kbps (4096 bits/slot), для того чтобы передать все данные в одном сегменте. Если в очереди нет данных, то подтвержденная скорость равна нулю. Используя этот традиционный способ для вычисления R₃, скорость соответствующая R₃ может варьироваться от индекса скорости 0 до индекса скорости 5, вне зависимости от предыдущего значения R₃. В одной реализации настоящего изобретения R₃ контролируется так, чтобы она не падала слишком быстро. Это будет объяснено подробно ниже.

Скорость выделения ресурсов в замкнутом контуре (CLRA) R₄ также вычисляется один раз за каждый кадр. Цель R₄ заключается в том, чтобы защитить скорость передачи данных на каждом терминале доступа от слишком быстрого увеличения, и, тем самым создания большей интерференции, которую могут испытывать другие терминалы доступа. Скорость CLRA базируется текущей скорости и наборе предопределенных вероятностей изменения скорости в большую или меньшую сторону. Вероятности, используемые при вычислении скорости CLRA, существенным образом управляют скоростью, для того чтобы предохранить ее от слишком быстрого изменения.

Скорость CLRA R₄ вычисляется следующим образом. Соответствующая последовательность операций представлена на Фиг. 4.

(1) Выбрать случайное число V, где 0 V = 1,

(2) затем,

(i) если RAB = 0,

если V < P_i, R₄ = R_old + 1

иначе R₄ = R_old

(ii) если RAB = 1,

если V < P_i, R₄ = R_old - 1

иначе R₄ = R_old

где

P_i есть вероятность, соответствующая текущей скорости и RAB (смотри таблицу ниже),

R_old есть текущая скорость,

R_old + 1 есть следующая более высокая скорость от текущей скорости,

R_old - 1 есть следующая более низкая скорость от текущей скорости.

Вероятности, P_i, соответствующие различным индексам скорости и значениям RAB представлены в следующей таблице. Когда терминал доступа начинает вычисление новой скорости передачи данных, он будет передавать на текущей скорости. Терминал доступа будет также получать текущий RAB от сети(сетей) доступа, с которыми он связывается. Текущая скорость определяет, из какой строки берется вероятность P_i. Текущий RAB определяет, из какой колонки берется вероятность P_i.

В одном варианте реализации вероятности фиксированы и предварительно запрограммированы в терминале доступа. В других реализациях значения вероятностей могут вычисляться сетью доступа и затем загружаться в терминалы доступа.

Индекс скорости	Вероятность
	RAB = 0	RAB = 1
0	1	0
1	P1	0
2	P2	P5
3	P3	P6
4	P4	P7
5	0	P8

Каждое из приведенных в таблице значений представляет собой вероятность того, что терминал доступа, имеющий соответствующий индекс скорости и значение RAB, изменится к следующему индексу скорости. Значения в колонке "RAB=0" представляют собой вероятности того, что терминал доступа увеличится к следующему более высокому индексу скорости. Значение, соответствующее индексу скорости 0 и RAB=0, равно единице, потому что терминалу доступа всегда разрешено перемещаться от индекса скорости 0 к индексу скорости 1. Значение, соответствующее индексу скорости 5 и RAB=0, равно нулю, потому что терминал доступа не может переместиться выше от индекса скорости 5. Значения вероятностей P₁-P₄ лежат в диапазоне от 0 до 1.

Значения в колонке "RAB=1" есть вероятности того, что терминал доступа будет уменьшаться к следующему более низкому индексу скорости. Значение, соответствующее индексу скорости 0 и RAB=1 равно нулю, потому что терминал доступа не может переместиться ниже от индекса скорости 0. Значение, соответствующее индексу скорости 1 и RAB=1 равно нулю, потому что терминал доступа никогда не заставляют переместиться ниже с низшей ненулевой скорости. Значения вероятностей P₅-P₈ лежат в диапазоне от 0 до 1.

Эффект вычисления R₄ таким спосо