Способ и устройство для управления скоростью передачи данных обратной линии

Способ и устройство для управления скоростью передачи данных обратной линии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет по 35 U.S.C.§35

Настоящая заявка на патент притязает на приоритет предварительной заявки на патент №60/448269, озаглавленной "Reverse Link Data Communication", поданной 18 февраля 2003 г., и предварительной заявки на патент №60/469376, озаглавленной "Method and Apparatus for Controlling Data Rate of Reverse Link in a Communication System", поданной 9 мая 2003 г., права на которые принадлежат правообладателю настоящей заявки на патент, и которые включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем случае к области обмена данными, а более конкретно к управлению скоростью передачи данных обратной линии из мобильной станции в систему связи.

Раскрытие изобретения

В беспроводной системе связи излишние и избыточные передачи пользователем могут вызывать помехи для других пользователей дополнительно к снижению производительности системы. Излишняя и избыточная загрузка может быть вызвана неэффективным выбором скорости передачи данных обратной линии в системе связи. Данные, передаваемые между двумя конечными пользователями, могут проходить через несколько уровней протоколов для обеспечения соответствующего потока данных через систему. Как правило, мобильная станция принимает блоки данных для передачи по обратной линии из приложения. Блок данных делят на несколько кадров и передают по линии связи. Соответствующая доставка данных в, по меньшей мере, одном аспекте обеспечивается с использованием системы проверки ошибок в каждом кадре данных и запроса повторной передачи того же самого кадра данных, если в кадре данных обнаружена неприемлемая ошибка или неприемлемый уровень ошибок. Блоки данных могут быть любого типа, например музыкальные данные, видеоданные и т.д. Блоки данных могут быть разного размера, иметь разные требования для доставки. Такие требования для доставки часто связаны с качеством услуги. Качество услуги может измеряться скоростью обмена данными, частотой потери пакетов, которая может быть приемлемой для данной услуги, совместимостью во временной задержке доставки данных и подходящей максимальной задержкой при обмене данными. Очень часто, если скорость передачи данных, выбранная для передачи, не является соответствующей, запрашиваемые параметры потери пакетов и задержки обмена данными не могут быть достигнуты.

В случае обмена данными по прямой линии базовая станция очень часто имеет соответствующую информацию о качестве прямой линии с несколькими мобильными станциями. Например, базовая станция может быть в состоянии централизованно управлять скоростью передачи данных по прямой линии. Однако в случае обратной линии мобильная станция не имеет информации о передачах из других мобильных станций. Следовательно, мобильная станция может сделать запрос на получение разрешения передачи с некоторой скоростью передачи данных. Базовая станция после просмотра запросов каждой мобильной станции принимает или отклоняет запрошенную скорость передачи данных. При отклонении запрошенной скорости передачи данных мобильная станция может запрашивать более низкую скорость до тех пор, пока базовая станция не примет запрошенную скорость передачи данных. Мобильная станция может иметь разрешение на передачу ниже скорости передачи данных без выполнения процедуры запроса и приема. Такая скорость передачи данных обычно является очень низкой скоростью передачи данных. До передачи по обратной линии мобильная станция должна завершить свой обмен данными для запроса скорости передачи данных. Такой обмен служебными данными между мобильными станциями и базовыми станциями может достигать неприемлемого уровня и влиять на требуемое качество услуги.

Следовательно, существует необходимость в предоставлении системы, способа и устройства для выбора скорости передачи данных обратной линии в системе связи.

Краткое описание чертежей

Отличительные особенности, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, приведенного ниже, рассматриваемого совместно с чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают соответствующие элементы.

На фиг. 1 показана система связи для передачи и приема данных согласно различным аспектам настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана система приемника для приема данных согласно различным аспектам настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана система передатчика для передачи данных согласно различным аспектам настоящего изобретения.

На фиг. 4 показана блок-схема сообщений и процессов для определения скорости передачи данных для обмена данными по обратной линии.

На фиг. 5 показана диаграмма потока сообщений и процессов, иллюстрирующая размещение ресурсов в ответ на запрос скорости передачи данных.

На фиг. 6 показана схема, графически иллюстрирующая вычисление запрашиваемой скорости и скорости загрузки данных.

На фиг. 7 показана схема, иллюстрирующая альтернативные варианты кодирования поля дифференциального запроса скорости с 2-битным кодированием.

Осуществление изобретения

Один или несколько иллюстративных вариантов осуществления, изложенных в настоящем описании, приведены далее в контексте беспроводной системы обмена цифровыми данными. Хотя применение в данном контексте является преимущественным, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть включены в различные среды или конфигурации. Обычно различные системы, рассмотренные в настоящем описании, могут быть сформированы с использованием программно управляемого процессора, интегральных схем или дискретной логики. Данные, инструкции, команды, информация, сигналы, символы и микросхемы, которые упоминаются в настоящем приложении, преимущественно представлены напряжениями, токами, электромагнитными, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или их комбинацией. Дополнительно, блоки, показанные в каждой блок-схеме, могут представлять аппаратные средства или этапы способа.

Более конкретно, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть включены в беспроводную систему связи, работающую согласно технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), которая изложена и описана в различных стандартах, опубликованных ассоциацией работников сферы коммуникации (TIA) и другими организациями по стандартам. Такие стандарты включают в себя стандарт TIA/EIA-95, стандарт TIA/EIA-IS-2000, стандарт IMT-2000, стандарт UMTS и WCDMA, которые включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки. Система обмена данными также подробно описана в "TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", включенной в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки. Копии стандартов могут быть получены при обращении по адресу: http://www.3gpp2.org или по письму в TIA, Standards and Technology Department, 2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA 22201, United States of America. Обычно стандарты, идентифицированные как стандарт UMTS, включенный в настоящее описание во всей полноте в качестве ссылки, могут быть получены при обращении в 3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne-France.

На фиг. 1 показана общая блок-схема системы 100 связи, способной работать согласно любому стандарту системы связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) с использованием различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Система 100 связи может быть предназначена для передачи голоса, данных или и того и другого. Обычно система 100 связи включает в себя базовую станцию 101, которая обеспечивает линии связи между несколькими мобильными станциями, такими как мобильные станции 102-104, и между мобильными станциями 102-104 и коммутируемой сетью 105 общего пользования. Мобильные станции на фиг. 1 могут рассматриваться как терминалы доступа к данным (AT), а базовые станции - как сеть доступа к данным (AN), без отступления от основного объема и различных преимуществ настоящего изобретения. Базовая станция может включать в себя несколько компонентов, например контроллер базовой станции и приемопередающую систему базовой станции. Для простоты эти компоненты не показаны. Базовая станция 101 может взаимодействовать с другими базовыми станциями, например базовой станцией 160. Мобильный центр коммутации (не показан) может управлять различными аспектами работы системы 100 связи и обменом данными по транзитной линии 199 между сетью 105 и базовыми станциями 101 и 160.

Базовая станция 101 взаимодействует с каждой мобильной станцией, которая находится в зоне ее покрытия, через сигнал прямой линии, идущий из базовой станции 101. Сигналы прямой линии, предназначенные для мобильных станций 102-104, могут быть суммированы для формирования сигнала 106 прямой линии. Прямая линия может нести несколько различных каналов прямой линии. Каждая из мобильных станций 102-104, получающих сигнал 106 прямой линии, декодирует сигнал 106 прямой линии для извлечения информации, которая предназначена для ее пользователя. Базовая станция 160 также может взаимодействовать с мобильными станциями, которые находятся в зоне ее покрытия, через сигнал прямой линии, идущий от базовой станции 160. Мобильные станции 102-104 могут взаимодействовать с базовыми станциями 101 и 160 через соответствующие обратные линии. Каждая обратная линия поддерживается сигналом обратной линии, например сигналами 107-109 обратной линии для мобильных станций 102-104 соответственно. Сигналы 107-109, хотя они могут быть предназначены для одной базовой станции, могут быть приняты другой базовой станцией.

Базовые станции 101 и 160 одновременно могут обмениваться информацией с общей мобильной станцией. Например, мобильная станция 102, которая может поддерживать связь с обеими базовыми станциями 101 и 160, может находиться поблизости от базовых станций 101 и 160. В случае прямой линии базовая станция 101 передает сигнал 106 прямой линии, а базовая станция 160 - сигнал 161 прямой линии. В случае обратной линии мобильная станция 102 передает сигнал 107 обратной линии, предназначенный для обеих базовых станций 101 и 160. Для передачи пакета данных мобильной станции 102 может быть выбрана одна из базовых станций 101 и 160, для того, чтобы передать пакетные данные мобильной станции 102. В случае обратной линии обе базовые станции 101 и 160 могут попытаться выполнить декодирование передачи данных трафика из мобильной станции 102. Скорость передачи данных и уровень мощности прямой и обратной линий могут поддерживаться в соответствии с состоянием канала между базовой станцией и мобильной станцией, как описано различными аспектами настоящего изобретения.

На фиг. 2 показана блок-схема приемника 200, используемого для обработки и демодуляции принятого сигнала CDMA, во время работы согласно различным аспектам настоящего изобретения. Приемник 200 может быть использован для декодирования информации в сигналах прямой и обратной линий. Приемник 200 может быть использован для декодирования информации в основном канале, канале управления и вспомогательных каналах. Принятые выборки (Rx) могут храниться в RAM 204. Принятые выборки генерируются системой 290 радиочастоты/промежуточной частоты (РЧ/ПЧ) и антенной системой 292. РЧ/ПЧ система 290 и антенная система 292 могут включать в себя один или несколько компонентов для получения множества сигналов и РЧ/ПЧ обработки принятых сигналов для использования усиления при приеме с разнесением. Множество принятых сигналов, прошедших через различные пути распространения, могут быть сформированы общим источником. Система 292 антенн получает РЧ сигналы и посылает РЧ сигналы в РЧ/ПЧ систему 290. РЧ/ПЧ система 290 может представлять собой любой обычный РЧ/ПЧ приемник. Принятые РЧ/ПЧ сигналы фильтруют, преобразуют с понижением частоты и оцифровывают для формирования RX выборок основной полосы частот. Выборки подают в мультиплексор (mux) 252. Выходной сигнал mux 252 подают в поисковый блок 206 и элементы 208 отводов. К ним подсоединена система 210 управления. Сумматор 212 соединяет декодер 214 с элементами 208 отводов. Система 210 управления может представлять собой микропроцессор, управляемый программными средствами, и может быть размещена на той же интегральной схеме или на отдельной интегральной схеме. Функция декодирования в декодере 214 может выполняться способом турбодекодирования или любыми другими подходящими алгоритмами декодирования. Сигнал, переданный из источника, может быть кодирован при помощи нескольких уровней кодирования. Декодер 214 может выполнять функцию декодирования согласно двум или нескольким типам кодов. Например, переданные данные могут быть кодированы на двух различных уровнях, внешнем уровне и физическом уровне. Физический уровень может соответствовать турбо-коду, а внешний уровень может соответствовать коду Рида Соломона. Декодер 214 декодирует принятые выборки согласно таким кодам.

Во время работы принятые выборки подают в mux 252. Mux 252 подает выборки в поисковый блок 206 и элементы 208 отводов. Блок управления конфигурирует элементы 208 отводов для выполнения демодуляции и сжатия принятого сигнала при различных временных смещениях, основываясь на результатах поиска из поискового блока 206. Результаты демодуляции объединяют и направляют в декодер 214. Декодер 214 декодирует данные и выдает декодированные данные. Сжатие для данного канала выполняют путем умножения принятых выборок на комплексное сопряжение PN последовательности и назначенную функцию Уолша для одной гипотезы таймирования и цифровой фильтрации полученных в результате выборок, часто с использованием схемы интегрирования и схемы накапливающего сумматора (не показано). Такая технология является общеизвестной в данной области техники. Приемник 200 может быть применен в приемной части базовых станций 101 и 160 для обработки принятых сигналов обратной линии из мобильных станций и в приемной части любой из мобильных станций для обработки принятых сигналов прямой линии.

Декодер 214 может накапливать суммарную энергию для детектирования символа данных. Каждый пакет данных может нести поле контроля с использованием циклического избыточного кода (CRC). Декодер может быть связан с системой 210 управления и/или другими системами управления для обнаружения ошибок в принятом пакете данных. Если CRC данные не прошли проверку, то принятый пакет данных был принят с ошибкой. Система 210 управления и/или другие системы управления могут посылать сообщение с отрицательным подтверждением в передатчик для повторной передачи пакета данных.

На фиг. 3 показана блок-схема передатчика 300 для передачи сигналов прямой и обратной линий. Данные канала для передачи вводят в модулятор 301 для модуляции. Модуляция может быть выполнена в соответствии с любой общеизвестной технологией модуляции, например QAM, PSK или BPSK. До модуляции данные канала для передачи могут быть подвергнуты кодированию на одном или нескольких уровнях кодирования. Данные канала для передачи формируют для модулятора 301. Данные канала для модуляции вводятся в модулятор 301.

Скорость модуляции данных может быть выбрана при помощи селектора 303 скорости передачи данных и уровня мощности. Выбор скорости передачи данных может быть основан на информации обратной связи, полученной из места назначения. Помимо других факторов, принимаемых во внимание, очень часто скорость передачи данных выбирается на основании состояния канала и в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения. Состояние канала может изменяться со временем. Выбор скорости передачи данных также может изменяться со временем.

Таким образом, селектор 303 скорости передачи данных и уровня мощности выбирает скорость передачи данных в модуляторе 301. Выходные данные модулятора 301 подвергаются процедуре расширения сигнала и усиливаются в блоке 302 для передачи через антенну 304. Селектор 303 скорости передачи данных и уровня мощности также выбирает уровень мощности для уровня усиления передаваемого сигнала. Комбинация выбранной скорости передачи данных и уровня мощности предоставляет возможность для правильного декодирования переданных данных в точке приема. В блоке 307 также генерируют пилотный сигнал. В блоке 307 пилотный сигнал усиливают до соответствующего уровня. Уровень мощности пилотного сигнала может соответствовать состоянию канала в точке приема. Пилотный сигнал может быть объединен с сигналом канала в сумматоре 308. Объединенный сигнал может быть усилен в усилителе 309 и передан через антенну 304. Антенна 304 может представлять собой любое количество комбинаций, включая антенные решетки и конфигурации с множеством входов и множеством выходов.

В системе CDMA 2000 мобильной станции (МС) разрешено пользоваться одновременно несколькими услугами связи. Каждая из таких услуг связи может отличаться качеством услуги (QoS). Для некоторой услуги пакеты данных могут быть связаны со специально определенными параметрами QoS, такими как определенная скорость передачи данных или диапазон скоростей передачи данных, частота потери пакетов и максимальная задержка, допустимая для обмена пакетом данных или несколькими пакетами данных. Во время фазы согласования услуги линии связи МС и базовая станция (БС) согласуют набор параметров QoS. Параметры QoS могут быть определены на срок действия определенной услуги связи. Затем от БС может потребоваться поддержка с высокой вероятностью такого согласованного QoS, например скорости передачи данных, потери пакетов и максимальной задержки.

Согласно различным аспектам настоящего изобретения для реализации QoS для обратной линии предоставляются способ и устройство, в которых обновленная информация, относящаяся к длине очереди и максимальной задержке пакета, является доступной в МС, хотя менеджер ресурсов, назначающий согласованный QoS, находится в БС. МС запрашивает необходимую скорость передачи от БС, а не сообщает информацию о длине (число не переданных пакетов) очереди. МС вычисляет запрашиваемые скорость передачи и срок действия данных до запроса у БС скорости передачи данных. Запрос скорости передачи данных может быть в форме одного или нескольких соотношений мощности канала трафика прямой линии к мощности пилот-сигнала (Т/Р). Набор доступных скоростей передачи данных может иметь соответствующие соотношения Т/Р. Для отражения соответствия между Т/Р и скоростью передачи данных может быть предоставлена таблица. Автономное управление скоростью передачи данных посредством МС также может быть основано на обратной связи загрузки из БС. БС может быть ответственной за назначение скорости в МС для управления загрузкой и стабильностью обратной линии. БС также является ответственной за управление доступом. Размещение ресурсов в ответ на запрос скорости передачи данных может быть показано диаграммой потока сообщений и процессов, приведенной на фиг.5.

Реальные ресурсы, управляемые БС, представляют собой отношение мощности канала трафика к мощности пилот-сигнала (T/P). Отображение скорости передачи данных в Т/Р для канала представляет собой рабочую точку, которую выбирают исходя из количества допустимых повторных передач и использования гибридной ARQ. БС может назначить различные виды отображения как функцию задержки, запрашиваемой (допустимые повторные передачи) для каждой услуги. Такая оптимизация полезна для услуг с короткими транзакциями и требованиями очень малой задержки (например, интерактивные игры). Для большинства услуг лучшим выбором для БС является выбор такого отображения, при котором пропускная способность обратной линии максимизирована. Номера (1-8) с левой стороны представляют возможный порядок событий или процессов, которые могут иметь место.

1. БС управляет разрешением доступа и разрешает только услуги связи (или потоки) с допустимыми и достижимыми требованиями QoS. После разрешения услуги или потока пакетов данных МС осведомлена о согласованных параметрах QoS, таких как допустимая скорость передачи данных, частота потери пакетов и максимальная задержка, связанных с указанным потоком. Следует отметить, что из-за изменений каналов и мобильности такие гарантии QoS являются в достаточной степени вероятностными.

2. МС реализует политику (восходящего потока), которая отбрасывает входящие пакеты данных, не соответствующие требованиям. Таким образом, МС принимает все пакеты, для которых при реализации политики предполагается удовлетворение согласованного QoS для разрешенных потоков. Пакеты, которые требуют QoS, выходящего за согласованное QoS, как это определено, например, скоростью обмена данными, отбрасываются в МС до этапа формирования выходной очереди. МС также может осуществлять механизм внешнего контура управления для согласования параметров контроля исходя из рабочих состояний. БС может "проверять", что МС действительно соответствует согласованной с ней скорости.

3. Удовлетворяющие требованиям пакеты, разрешенные в МС, помещают в выходную очередь. С каждым пакетом связан срок исполнения, исходя из времени доставки пакета и максимально допустимой задержки для данной услуги (или потока). Предпочтительно МС может установить выходную очередь таким образом, чтобы пакеты хранились в порядке их максимальных задержек, причем первый имеет наиболее близкий срок исполнения. МС должна управлять планированием своей передачи для гарантии того, что пакеты будут переданы до истечения их срока исполнения.

4. МС определяет запрашиваемую скорость передачи данных на основании сроков исполнения, связанных с пакетами в выходной очереди. Более полно процедура описана ниже. Поскольку скорость передачи данных, определенная МС, требуется для обеспечения согласованных QoS, запрашиваемая скорость передачи данных не является только признаком "приоритета". МС также вычисляет одну или несколько скоростей загрузки данных путем определения, какие пакеты в ее очереди могут быть пропущены, для обеспечения БС возможности назначать скорости ниже, чем запрашиваемая скорость, если запрашиваемая скорость не может быть назначена базовой станцией вследствие загрузки, перегрузки канала управления или по какой-либо другой причине. Скорости загрузки определяет МС исходя из запрашиваемой скорости и количества пакетов, которые могут быть пропущены в очереди. Обычно, если пакет в очереди пропущен, то скорость данных, запрашиваемая для передачи оставшегося количества пакетов, увеличивается. БС преобразует запрашиваемую скорость и скорость загрузки в запрашиваемое T/P и Т/Р загрузки или в качестве альтернативы МС может непосредственно вычислить запрашиваемое T/P и Т/Р загрузки.

5. МС сообщает запрашиваемое T/P и Т/Р загрузки или увеличение, или уменьшение T/P и передает это в БС. БС должна попытаться удовлетворить требования увеличения Т/Р при наличии доступных ресурсов, поскольку такие ресурсы необходимы МС для удовлетворения ее QoS критерия. Несколько последовательных требований увеличения Т/Р от МС указывают на увеличение приоритета, причем в случае не выполнения это может привести к не удовлетворению некоторого критерия QoS.

6. Планировщик БС комплектует эти требования Т/Р в терминах ресурсов обратной линии и времени. БС также не учитывает некоторые ресурсы с известной низкой задержкой, потоки с постоянной полосой пропускания, например голосовые вызовы. БС может попытаться оптимизировать такую компоновку, например, путем задержки некоторых Т/Р назначений или предоставления более высоким Т/Р назначениям более короткого срока действия. Если БС задерживает назначение для МС, последующие требования от МС могут потребовать даже более высокое Т/Р для удовлетворения QoS для чувствительных к задержкам пакетов, поскольку при большей задержке при передаче пакета данных для удовлетворения того же QoS требуется более высокая скорость передачи данных, запрашиваемая для передачи. Таким образом, БС имеет ограниченную гибкость при планировании. При наличии избыточных ресурсов полосы пропускания БС может не принимать во внимание требования уменьшения Т/Р или предоставлять Т/Р более высокие, чем запрашиваемые.

7. БС назначает Т/Р для МС. Назначение может быть указано для МС в виде увеличения (уменьшения) текущей назначенной скорости передачи данных.

8. Исходя из назначения Т/Р МС компонует пакеты для передачи. МС обслуживает пакеты исходя из порядка компоновки "первый - с более ранним сроком исполнения" и может подвергнуть его модификации. Например, до начала передачи любого пакета МС определяет, имеет ли место передача данного пакета данных в пределах его срока исполнения. Такое определение является функцией назначенных Т/Р и сроков исполнения и должно быть рассчитано с возможностью будущего увеличения. МС пропускает любой пакет, для которого вероятно не удастся выдержать срок исполнения передачи. Пакет, который не передан успешно до истечения его срока исполнения, считается потерянным. МС отслеживает частоту потери пакетов, связанную с потоком.

В такой инфраструктуре процессы этапов 2, 3 и 8, соответственно, позволяют МС управлять QoS (скоростью, требованиями на максимальную задержку и потерю пакетов), связанными с ее потоками. Процессы этапов 4 и 5 позволяют МС объединять ее требования для всех ее потоков в одно требование Т/Р. Процесс контроля доступа БС на этапе 1 гарантирует, что БС будет иметь достаточное количество ресурсов на этапе 6 для удовлетворения требований всех получивших доступ потоков из МС с согласованным QoS. МС определяет запрашиваемую скорость передачи данных для удовлетворения QoS. МС объединяет очереди для множества услуг (с согласованными QoS) в требование скорости. Более того, обычно вместо определения запрашиваемой скорости и преобразования в запрашиваемое Т/Р МС может работать непосредственно с запрашиваемым Т/Р. Это является более общим случаем, поскольку при этом можно легко адаптировать передачу пакетов для различных услуг с различными типами преобразования T/P в скорость.

Допустим, что в момент времени t₀ очереди МС состоят из пакетов P_i, {i=1,...,N} размера s_i, организованных в порядке их срока исполнения d_i. Каждый пакет P_i связан с услугой k(i) передачи данных. Для услуги k передачи данных отображение известной скорости передачи данных в T/P определяют как R_k(T/P). Затем для назначенного Т/Р значения Т₀ могут быть определены и нижеследующие уравнения. При скорости R_k(i)(T₀) время передачи пакета P_i по линии связи, x_i, имеет вид:

x_i=s_i/R_k(i)(T₀) (1)

Поскольку пакеты размещены в порядке их сроков исполнения, пакет P_i будет полностью передан за

z_i=t₀+Σs_j/R_k(j)(T₀), где суммирование выполняют по [1,...,i] (2)

То есть пакеты P₁,...,P_i-1 со сроками исполнения до d_i передаются до P_i. Таким образом, процесс может определить, может ли какой-либо пакет в выходной очереди МС пропустить свой срок исполнения, т.е.

z_i>d_i, для 1≤i≤N (3)

Если МС определяет, что какой-либо пакет в ее очереди может пропустить свой срок исполнения при текущей скорости, то она может запросить более высокую скорость для удовлетворения своего QoS. Необходимо отметить: такое вычисление скорости передачи данных использует информацию о сроках исполнения, связанную с каждым пакетом в очереди МС. БС не может произвести такое определение скорости передачи данных, основываясь лишь на числе не переданных пакетов и классе QoS.

Существует несколько способов предоставления запрашиваемой информации Т/Р в БС. В зависимости от реализации канала запроса и частоты передачи запросов из МС в БС также может быть полезным вычисление запрашиваемой продолжительности в МС и предоставление этого признака в БС. Вышеприведенное уравнение 2 также позволяет МС определять требуемую продолжительность. По существу, при назначенном значении Т₀ отношения Т/Р передача последнего пакета в очереди МС может завершиться за время z_N. Следовательно, исходя из текущей очереди пакетов и назначенной скорости требуемая продолжительность составляет z_N. Уравнение 2 может быть модифицировано при помощи небольших дополнительных вычислений. Например, если в следующий момент времени t₁ при завершении передачи пакета P₁ назначенное T/P изменилось на Т₁, измененные моменты времени завершения передачи пакетов выражаются в виде:

z_i(t₁)=t₁+Σs_j/R_k(j)(T₁), где суммирование выполняют по [2,...,i] (4)

Такие времена завершения могут быть вычислены из предыдущего времени завершения передачи пакета с использованием уравнения:

z_i(t₁)-t₁=z_i(t₀)-t₀-s₁/R_k(1)(T₀)+Σs_j[1/R_k(j)(T₁)-1/R_k(j)(T₀)], (5)

Затем допустим, что новый пакет P_new размера s_new, услуги k(new) и срока исполнения d_new поступает в момент времени t₂. Обычно срок исполнения для нового пакета находится между (упорядоченными) сроками исполнения для пакетов k и k+1, т.е. для некоторого k<N, d_k≤d_new<d_k+1. Тогда для i≤k zi(t2) является неизменным. Если значение Т₁ для T/P не меняется,

z_i(t₂)=z_i(t₁)+s_new/R_k(new)(T₁) для i>k (6)

Таким образом, МС может вычислять и обновлять свои запрашиваемые Т/Р, запрашиваемую продолжительность, а также запланированный порядок передачи пакетов в своей очереди.

Для содействия БС при назначениях скорости во время периодов загрузки МС также вычисляет скорости загрузки путем определения, какие пакеты в ее очереди могут быть пропущены. Для определения приоритетов пропуска пакетов МС может использовать многие критерии:

Пакеты для услуг, которые являются толерантными к пропуску пакетов,

Пакеты для услуг, чьи текущие частоты потери пакетов меньше, чем согласованные скорости потери пакетов,

Пакеты, для которых, вероятно, не удастся выполнить требование максимальной задержки, если запрашиваемое Т/Р не будет назначено.

Исходя из приоритета пропуска МС определяет, какие пакеты потенциально можно пропустить, удовлетворяя при этом допустимому QoS при различных уровнях загрузки. Затем МС использует уравнения (1)-(3) для формирования виртуальной очереди путем удаления таких пакетов из очереди МС для вычисления значения Т/Р загрузки. Следует отметить, что во всех отношениях пакет данных и блок данных могут быть взаимозаменяемыми.

Если отображение Т/Р в скорость фиксировано, то работа со скоростью передачи данных является более подходящей и адекватной. Схема, которая иллюстрирует графически вычисление запрашиваемой скорости и скорости загрузки данных, приведена ниже. Размеры пакетов и сроки исполнения также показаны в графическом виде. Размер каждого пакета (в битах) показан в виде вертикальной полосы, помещенной на его сроке исполнения по оси времени (в кадрах). Размер вертикальной полосы показывает размер пакета. Любая линия с положительным наклоном в начале координат соответствует скорости (бит/с). Начало координат представляет собой текущее время или время начала назначения. Запрашиваемая скорость имеет наименьший наклон, который удовлетворяет всем срокам исполнения, т.е. наименьший наклон, при котором все пакеты на графике расположены ниже линии. МС также вычисляет скорость загрузки исходя из допущения, что первый пакет в очереди может быть пропущен (уровень 1 загрузки) и скорость загрузки при условии пропуска самого большого пакета в очереди (уровень 2 загрузки).

В момент времени t₀ очередь МС состоит из пакетов P_i, {i=1,...,N} размера s₀, размещенных в порядке их срока исполнения d_i. Затем, для назначенной скорости R₀ можно написать нижеследующие уравнения. При скорости R₀ время x_i передачи пакета P_i по радиоканалу составляет

x_i=s_i/R₀ (7)

Поскольку пакеты размещены в порядке их срока исполнения, передача пакета Pi завершится в

z_i=t₀+z_j+s_j/R₀, где суммирование выполняют по [1,...,i] (8)

То есть пакеты P₁,...,P_i-1 со сроком исполнения до d_i передаются раньше P_i. Таким образом, процесс может определить, может ли какой-либо пакет в очереди МС пропустить свой срок исполнения, т.е.

z_i>d_i, для 1≤i≤N (9)

Если МС определяет, что какой-либо пакет в ее очереди может пропустить свой срок исполнения, то она запрашивает более высокую скорость для удовлетворения своего QoS. Такое вычисление скорости передачи данных использует информацию о сроке исполнения, связанную с каждым пакетом в очереди. БС не может произвести такое определение скорости на основании только числа не переданных пакетов и класса QoS.

Существует несколько способов предоставления информации о запрашиваемой скорости в БС. В зависимости от реализации канала запроса и частоты передачи запросов из МС в БС также может быть полезным вычисление запрашиваемой продолжительности в МС и предоставление этого признака в БС. Приведенное выше уравнение 2 также позволяет МС определить запрашиваемую продолжительность. В сущности, при назначенной скорости R₀ последний пакет в очереди МС может завершить свою передачу в момент времени z_N. Уравнение (2) может быть модифицировано при помощи очень небольших дополнительных вычислений. Например, если в следующий момент времени t₁ при завершении передачи пакета P₁ назначенная скорость изменилась на R₁, измененные моменты времени завершения передачи пакета выражаются в виде:

z_i(t₁)=t₁+Σs_j/R₁(T₁), где суммирование выполняют по [2,...,i] (10)

Такие моменты времени завершения могут быть вычислены из предыдущих моментов времени завершения с использованием уравнения:

z_i(t₁)-t₁=[(z_i(t₀)-t₀)R₀-s₁]/R₁ (11)

Далее допустим, что новый пакет P_new размера s_new и со сроком исполнения d_new прибыл в момент времени t₂. Обычно срок исполнения для нового пакета может находиться между (упорядоченными) сроками исполнения для пакетов k и k+1, т.е. для некоторого k<N, d_k≤d_new<d_k+1. При этом для i≤k z_i(t₂) является неизмененным. Если скорость R₁ не изменяется,

z_i(t₂)=z_i(t₁)+s_new/R₁ для i>k (12)

Таким образом, МС может вычислять и обновлять требуемые скорости, требуемые продолжительности, а также запланированный порядок передачи пакетов в очереди.

Как показано выше, путем оценки максимальной задержки всех пакетов в буфере МС, МС может определить запрашиваемую скорость или Т/Р. В качестве альтернативы, если МС оценивает только первый пакет в своем буфере, то есть пакет с наименьшим сроком исполнения задержки, и использует вычисления Т/Р (или скорости), описанные выше, результат является эквивалентным наличию в БС обратной связи по максимальной задержке. В этом случае значение вычисленного Т/Р (или скорости) представляет собой наименьший срок исполнения и эквивалентно - наивысший приоритет. Пример двухбитового кодирования сроков исполнения задержки для канала обратной линии показан в нижеследующих параграфах и может быть использован.

Запросы обратной линии могут быть посланы в БС либо через сообщение, либо с использованием непрерывного низкоскоростного канала управления скоростью. Могут быть приняты во внимание и использованы нижеследующие схемы:

- Использование сообщения обратной линии для предоставления информации о длине очереди или числе не переданных пакетов в БС. Для поддержки QoS в такое сообщение запроса может быть добавлено поле QoS.

- Непрерывный канал запроса Т/Р или скорости, в который МС периодически помещает бит, обозначающий запрос более высокой скорости. Это не предоставляет БС какого-либо указания на QoS.

Ресурсы, управляемые БС, включают в себя отношение мощности канала трафика к мощности пилот-сигнала (T/P). Обычно более высокое соотношение Т/Р отображается в более высокую скорость передачи данных. Система может использовать несколько схем отображения между отношением Т/Р и соответствующей скоростью передачи данных. Обычно МС всегда выбирает отображение скорости передачи данных в Т/Р таким образом, чтобы максимизировать пропускную способность обратной линии. Для некоторых услуг (например, интерактивные игры) с короткими транзакциями и требованиями очень низкой задержки может быть необходима работа с меньшим количеством повторных передач и боле