Способ и устройство адаптивного управления задержкой в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Заявлены средство и способ адаптивного управления задержкой для распределения ресурсов с различными требованиями к качеству обслуживания (QoS). Техническим результатом является создание адаптивного управления задержкой для планирования передач в системе связи. Для этого планировщик прямой линии связи (FL) подготавливает экземпляры передачи посредством обработки очередей ожидающих данных в соответствии с классом приоритета, таким как «наилучшее усилие» (BE) и «срочная пересылка» (EF). Биты данных из многих очередей вставляются в экземпляр передачи. Различные метрики используются для формирования набора кандидатов для передачи и последующего выбора и создания следующего экземпляра передачи на основании набора кандидатов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение в целом относится к системе связи и более конкретно к планируемым передачам в системе беспроводной связи с использованием адаптивного управления задержкой.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы беспроводной связи включают в себя системы, обрабатывающие передачу информации с использованием типовой методики с коммутацией каналов или постоянного распределения ресурсов, и системы, обрабатывающие передачу информации с использованием типовой методики с коммутацией пакетов или динамического распределения ресурсов. Схемы коммутации каналов и коммутации пакетов могут использоваться в сетях, обеспечивающих высокую пропускную способность. В системе связи с коммутацией каналов устанавливается выделенный канал связи между отправителем и приемником; и сетевые ресурсы между передатчиком и приемником рассматриваются статическими перед началом передачи, таким образом образующими "схему коммутации". Ресурсы остаются выделенными в схеме в течение полной передачи, и полное сообщение следует одному и тому же маршруту. В сетях с коммутацией пакетов сообщение разбивается на пакеты, каждый из которых может пользоваться различным маршрутом к пункту назначения, где место пакетов. После приема пакеты повторно компилируют, чтобы извлечь исходное сообщение. В системе с коммутацией пакетов пакеты, представляющие сообщения или фрагменты сообщений, являются индивидуально маршрутизуемыми между узлами. Пакеты направляют на пункт назначения (получателю) по целесообразному маршруту. Другими словами, не все пакеты, перемещающиеся между одними и теми же двумя хост-узлами (ведущими узлами), обязательно будут следовать одинаковому маршруту, даже когда такие пакеты являются частью единого сообщения.

В системе с коммутацией пакетов, или системе с совместно используемыми пакетными данными, может использоваться услуга передачи речи поверх протокола Интернет (VoIP), чтобы эмулировать (имитировать) передачу речи с коммутацией пакетов. VoIP обычно является чувствительным к задержке приложением или услугой, и, следовательно, используются механизмы качества обслуживания (КО, QoS), чтобы удовлетворять ограничениям задержки на доставку пакета. Другие услуги и типы передач также имеют различные требования к задержке или цели (целевые установки), чтобы обеспечивать QoS. Соответственно, имеется необходимость в адаптивном управлении задержкой для планирования передач в системе связи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, задачи и преимущества раскрываемых способа и устройства будут более очевидными из подробного, сформулированного ниже описания при рассмотрении вместе с чертежами, на которых сходные номера позиций являются соответственной идентификацией по всему документу.

Фиг. 1A - система беспроводной связи.

Фиг. 1B - система беспроводной связи с поддержкой высокоскоростной передачи данных.

Фиг. 2 - блок-схема сети доступа (СД, AN) в системе беспроводной связи.

Фиг. 3 - схема последовательности операций алгоритма планирования для передач в системе беспроводной связи.

Фиг. 4 - иллюстрация классификации планировщиков передачи пакетных данных.

Фиг. 5 - иллюстрация контура обратной связи для определения показателей мощности канала на основании принятых от пользователя запросов данных.

Фиг. 6 - иллюстрация поведения планировщика при наличии пользователей только срочной пересылки (EF) при типе одиночного трафика.

Фиг. 7 - иллюстрация вычисления сжатого многочлена c(z) полезной нагрузки на основании многочлена p(z) полезной нагрузки.

Фиг. 8 - иллюстрация планировщика в соответствии с одним вариантом осуществления.

Фиг. 9 - иллюстрация части планировщика по Фиг. 8 в соответствии с одним вариантом осуществления.

Фиг. 10 - иллюстрация алгоритма планирования для осуществления адаптивного управления задержкой передач.

Фиг. 11 - иллюстрация части алгоритма планирования по Фиг. 10 в соответствии с одним вариантом осуществления.

Фиг. 12 - иллюстрация части алгоритма планирования по Фиг. 10 в соответствии с одним вариантом осуществления.

Фиг. 13 - иллюстрация части алгоритма планирования по Фиг. 10 в соответствии с одним вариантом осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Действие системы связи, поддерживающей услуги и приложения с наличием различных требований к QoS, может быть условно оптимальным и неэффективным. Например, приложения VoIP имеют требования к задержке. Один способ эмулирует передачу речи, обеспечивая ограничения равной задержки для множества пользователей независимо от нагрузки и зоны обслуживания. Такой подход является условно оптимальным, поскольку распределяет ресурсы, чтобы гарантировать равную задержку, и избегает оптимизации, которая возможна для повышения емкости системы. В одном варианте осуществления емкость системы может быть повышена путем обеспечения неравной задержки для различных пользователей, причем ресурсы распределяются в виде функции нагрузки и зоны обслуживания.

Нижеследующее обсуждение относится к алгоритму планирования, предназначенному для прямой линии связи (FL), для системы, поддерживающей действие стандарта 1xEV-DO, то есть поддерживающей технические условия стандарта IS-856. В одном варианте осуществления алгоритм планирования пользуется преимуществом различных многопользовательских пакетов и коротких пакетов, чтобы выполнять требования качества QoS для различных приложений, пытаясь при этом максимизировать емкость (пропускную способность) FL. Алгоритм планирования также обеспечивает механизмы назначения приоритетов различным приложениям. Такое назначение приоритета может быть основано на типе потока данных приложения, конкретных требованиях QoS или других характеристиках потока. В одном варианте осуществления потоки планируются для передачи по FL на основании чувствительности приложения к задержке. В одном аспекте потоки различаются на основании чувствительности к задержке в сопоставлении с чувствительностью к пропускной способности. Тогда как нижеследующее обсуждение рассматривает средства и способы планирования в виде осуществленных в контексте редакции Revision A технического описания 1xEV-DO, средства и способы планирования являются дополнительно применимыми к альтернативным системам, в частности принципы применимы к системам, в которых пользователи являются совместимыми с заданным подмножеством подтипов, как определено в описании стандарта IS-856, конкретно "cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" (Описание радио-интерфейса высокоскоростных пакетных данных для системы МДКР cdma2000), в документе Проекта 2 партнерства систем связи 3-го поколения (3GPP2) C.S0024 Ver. 4.0, октябрь 2002.

В нижеследующем описании термины, такие как "пользователь Rev-A " или "совместимый с Rev-A пользователь", будут использоваться для ссылки на терминал доступа (ТД, AT) с поддержкой подтипов протокола уровня канала доступа к среде передачи (КДС, MAC (Medium Access Channel)) и физического уровня, определенных в IS-S56, конкретно в документе "cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" 3GPP2 C.S0024-A, Версия 1.0, март 2004. В частности, пользователь Rev-A поддерживает расширенный протокол MAC для прямого информационного канала. Термины, такие как "пользователи Rel-0", используются для ссылки на AT, поддерживающие подтипы протокола уровня MAC и физического уровня, определенные в IS-856, но которые не поддерживают более новые подтипы, определенные в редакции Revision A.

В системе беспроводной связи с использованием схемы множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA) один способ планирования выделяет каждому из устройств абонента все кодовые каналы в намеченные временные интервалы на основе временного мультиплексирования. Центральный узел связи, такой как базовая станция (БС, BS), обеспечивает реализацию связываемой с абонентом уникальной частоты несущей или кода канала, чтобы предоставлять возможность монопольного взаимодействия с абонентом. Схемы множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР, TDMA) также могут быть осуществлены в системах наземных линий связи, использующих физическое переключение контактных реле или коммутацию пакетов (пакетную коммутацию). Система CDMA может быть спроектирована, чтобы поддерживать один или несколько стандартов, таких как: (1) " TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" (Стандарт IS-95-B Ассоциации промышленности средств связи/Ассоциации электронной промышленности совместимости «мобильная станция-базовая станция» для двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширением спектра), который упоминается в документе как стандарт IS-95; (2) стандарт, предложенный консорциумом, именуемым «Проект партнерства систем связи 3-го поколения», упоминаемым в документе как 3GPP и реализованным в наборе документов, включающим в состав документы с порядковыми номерами 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, и 3G TS 25.214, 3G TS 25.302, упоминаемыми в документе как стандарт W-CDMA (широкополосный МДКР); 3) стандарт, предложенный консорциумом, именуемым «Проект 2 партнерства систем связи 3-го поколения», упоминаемым в документе как 3GPP2, и TR-45.5, упоминаемым в документе как стандарт cdma2000, прежде именованным IS-2000 MC, или (4) некоторый другой стандарт беспроводной связи.

Система CDMA дает возможность передачи речи и данных между пользователями по наземной линии связи. В системе CDMA передача информации между пользователями ведется через одну или несколько базовых станций. В системах беспроводной связи прямая линия связи относится к каналу, через который сигналы перемещаются от базовой станции на абонентскую станцию, и обратная линии связи относится к каналу, через который сигналы перемещаются от абонентской станции на базовую станцию. Посредством передачи данных по обратной линии связи на базовую станцию первый пользователь на одной абонентской станции взаимодействует со вторым пользователем на второй абонентской станции. Базовая станция принимает данные от первой абонентской станции и маршрутизирует данные на базовую станцию, обслуживающую вторую абонентскую станцию. В зависимости от местоположения абонентских станций, обе могут обслуживаться одиночной базовой станцией или многими базовыми станциями. В любом случае базовая станция, обслуживающая вторую абонентскую станцию, посылает данные по прямой линии связи. Вместо взаимодействия со второй абонентской станцией абонентская станция может также взаимодействовать с наземной сетью Интернет через соединение с обслуживающей базовой станцией. В беспроводной системе связи, такой, которая соответствует техническим описаниям IS-95, сигналы прямой линии связи и обратной линии связи передаются в пределах неперекрывающихся частотных полос.

Фиг. 1A используется в качестве примера системы 100 связи, поддерживающей множество пользователей и способной осуществлять по меньшей мере некоторые аспекты и исполнения изобретения. Может использоваться любой из множества алгоритмов и способов, чтобы планировать передачи в системе 100. Система 100 обеспечивает связь для множества сотовых ячеек 102A-102G, каждая из которых обслуживается соответствующей базовой станцией 104A-104G соответственно. В примерном варианте осуществления некоторые из базовых станций 104 имеют многие приемные антенны, а другие имеют только одну приемную антенну. Подобным образом некоторые из базовых станций 104 имеют многие передающие антенны, а другие имеют одиночную передающую антенну. Не имеется ограничений на комбинации из передающих антенны и приемных антенн. Следовательно, для базовой станции 104 является возможным иметь многие передающие антенны и одиночную приемную антенну или иметь многие приемные антенны и одиночную передающую антенну, или иметь и одиночные, и многие передающие и приемные антенны.

Возрастающий спрос на беспроводную передачу данных и расширение услуг, доступных через технологию беспроводной связи, привело к развитию специальных услуг передачи данных. Одна такая услуга именуется «высокоскоростной передачей данных» (ВПД, HDR). Примерная услуга HDR, предложенная в документе "EIA/TIA-ISS56 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" (Техническое описание радио-интерфейса высокоскоростной передачи пакетных данных), именуется "техническим описанием HDR". Услуга HDR является обычно «наложением» на систему речевой связи, которое обеспечивает эффективный способ передачи пакетов данных в системе беспроводной связи. Если объем передаваемых данных и количество передач увеличиваются, доступная для радиопередач ограниченная полоса частот становится критическим ресурсом.

На Фиг. 1B иллюстрируется структурная эталонная модель для системы 120 связи с наличием сети 122 доступа (СД, AN), взаимодействующей с терминалом 126 доступа (ТД, AT) через радио-интерфейс 124. В одном варианте осуществления система 10 является системой множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA), системой с наличием «наложенной» системы высокоскоростной передачи данных, HDR, такой как задает стандарт HDR. AN 122 взаимодействует с AT 126, а так же как с любыми другими AT в пределах системы 120 (не показано), посредством радио-интерфейса 124. AN 122 включает в себя многие секторы, причем каждый сектор обеспечивает по меньшей мере один канал. Канал определен в виде набора линий связи для передач между AN 122 и многими AT в рамках заданного назначения частот. Канал состоит из прямой линии связи (ПЛС, FL) для передач от AN 122 в AT 126 и обратной линии связи (ОЛС, RL) для передач от AT 126 в AN 122.

Для передач данных AN 122 принимает от AT 126 запрос данных. Запрос данных указывает скорость передачи, на которой должны посылаться данные, длительность передаваемого пакета данных и сектор, из которого должны посылаться данные. AT 126 определяет скорость передачи на основании качества канала между AN 122 и AT 126. В одном варианте осуществления качество канала определяется согласно отношению (Н/П, C/I) мощности несущей к уровню помехи. Альтернативные варианты осуществления могут использовать другие метрики, соответствующие качеству канала. AT 126 поставляет запросы передач данных путем посылки сообщения «управление скоростью передачи» (УСП, DRC) через особый канал, именуемый как «канал DRC». Сообщение DRC включает в себя порцию скорости передачи данных и порцию сектора. Порция скорости передачи данных указывает запрошенную скорость передачи для AN 122, чтобы посылать данные, и порция сектора указывает сектор, из которого AN 122 должен посылать данные. Информация и о скорости передачи данных, и о секторе обычно требуется, чтобы обрабатывать передачу данных. Порция скорости передачи данных именуется «значение DRC», и порция сектора именуется «покрытие DRC» (маскирование). Значение DRC является сообщением, посылаемым на AN 122 через радио-интерфейс 124. В одном варианте осуществления каждое значение DRC соответствует скорости передачи данных в Кбит/с (килобит в секунду), имеющей связанный размер пакета в соответствии с заранее установленным заданием значений DRC. Задание включает в себя значение DRC, указывающее нулевую скорость передачи данных. На практике, нулевая скорость передачи данных указывает AN 122, что AT 126 не является способным принимать данные. В некоторой ситуации, например, качество канала является недостаточным, чтобы AT 126 принимал данные безошибочно.

В ходе действия AT 126 непрерывно осуществляет мониторинг (текущий контроль) качества канала, чтобы вычислять скорость передачи данных, на которой AT 126 способен принимать следующую передачу пакета данных. AT 126 затем формирует соответствующее значение DRC; значение DRC передается на AN 122, чтобы запросить передачу данных. Следует отметить, что обычно передачи данных разделяются на пакеты. Время, требуемое для передачи пакета данных, является функцией примененной скорости передачи данных.

Этот сигнал DRC также обеспечивает информацию, которую планировщик канала использует, чтобы определить мгновенную скорость передачи для потребления информации (или приема передаваемых данных) для каждой из удаленных станций, связанных с каждой очередью. В соответствии с вариантом осуществления, передаваемый от любой удаленной станции сигнал DRC указывает, что удаленная станция является способной принимать данные на любой из многих действующих скоростей передачи данных.

Один пример системы связи, поддерживающей передачи HDR и приспособленной для планирования передач многим пользователям, проиллюстрирован на Фиг. 2. Фиг. 2 подробно описывается ниже в документе, причем конкретно базовая станция 820 и контроллер 810 базовой станции сопрягаются с интерфейсом 806 сети с коммутацией пакетов. Контроллер 810 базовой станции включает в себя планировщик 812 канала, чтобы осуществлять алгоритм планирования для передач в системе 800. Планировщик 812 канала определяет длительность интервала обслуживания, в течение которого данные должны быть переданы на любую конкретную удаленную станцию, на основании связанной мгновенной скорости удаленной станции для приема данных (как указано в последнем по времени принятом сигнале DRC). Интервал обслуживания может не быть непрерывным во времени, а может происходить один раз каждые n временных интервалов (слотов). В соответствии с одним вариантом осуществления, первая порция пакета передается в течение первого временного интервала в первый раз (первично), и вторая порция передается на 4 временных интервала позже в последующий раз. Также любые последующие порции пакета передаются во многих временных интервалах, имеющих сходную протяженность в 4 временных интервала, то есть отстоящих друг от друга на 4 временных интервала. В соответствии с вариантом осуществления, мгновенная скорость для приема данных Ri определяет длительность Li интервала обслуживания, связанную с конкретной очередью данных.

Кроме того, планировщик 812 канала выбирает конкретную очередь данных для передачи. Связанный объем подлежащих передаче данных затем извлекается из очереди 830 данных и поставляется на канальный элемент 826 для передачи на удаленную станцию, связанную с очередью 830 данных. Как обсуждается ниже, планировщик 812 канала выбирает очередь для обеспечения данных, которые передаются в последующем интервале обслуживания, используя информацию, включающую в себя вес, связанный с каждой из очередей. Вес, связанный с передаваемой очередью, затем обновляется.

Контроллер 810 базовой станции сопрягается с интерфейсом 806 сети с коммутацией пакетов, с коммутируемой телефонной сетью 808 общего пользования (КТСОП, PSTN) и базовыми станциями в системе связи (на Фиг. 3 для простоты показывается только одна базовая станция 820). Контроллер 810 базовой станции координирует взаимодействие между удаленными станциями в системе связи и другими пользователями, соединенными с интерфейсом 806 сети с коммутацией пакетов и PSTN 808. PSTN 808 сопрягается с пользователями через стандартную телефонную сеть (не показано на Фиг. 3).

Контроллер 810 базовой станции содержит много селекторных элементов 816, хотя для простоты только один показан на Фиг. 2. Каждый селекторный элемент 816 выделяется для управления взаимодействием (передачей информации) между одной или несколькими базовыми станциями 820 и одной удаленной станцией (не показано). Если селекторный элемент 816 не был выделен данной удаленной станции, процессор 818 управления вызовом информируется о необходимости послать сообщение удаленной станции. Процессор 818 управления вызовом затем предписывает базовой станции 820 послать сообщение удаленной станции.

Источник 802 данных содержит объем данных, который должен быть передан на заданную удаленную станцию. Источник 802 данных поставляет данные на интерфейс 806 сети с коммутацией пакетов. Интерфейс 806 сети с коммутацией пакетов принимает данные и маршрутизирует данные на селекторный элемент 816. Селекторный элемент 816 затем передает данные на каждую базовую станцию 820 во взаимодействии с целевой удаленной станцией. В примерном варианте осуществления каждая базовая станция 820 поддерживает очередь 830 данных, которая хранит данные, подлежащие передаче на удаленную станцию.

Данные передаются на канальный элемент 826 в виде пакетов данных из очереди 830 данных. В примерном варианте осуществления, на прямой линии связи "пакет данных" относится к количеству данных, которым является максимально 1024 битов, и количеству данных, подлежащих передаче на удаленную станцию-получатель в пределах заранее установленного "временного интервала" (≈1,667 мс). Для каждого пакета данных канальный элемент 826 вставляет необходимые управляющие поля. В примерном варианте осуществления канальный элемент 826 выполняет контроль циклическим избыточным кодом (циклический избыточный код, ЦИК, CRC), кодируя пакет данных и управляющие поля, и вставляет набор кодовых концевых комбинаций битов. Пакет данных, управляющие поля, биты CRC контроля по четности и кодовая концевая комбинация битов составляют отформатированный пакет. В примерном варианте осуществления канальный элемент 826 затем кодирует отформатированный пакет и перемежает (или переупорядочивает) символы внутри кодированного пакета. В примерном варианте осуществления перемеженный пакет маскируется (покрывается) с помощью кода Уолша и расширяется с помощью коротких кодов PNI (псевдошумовой синфазной последовательности) и PNQ (псевдошумовой квадратурной последовательности). Расширенные данные подаются на блок 828 радиочастоты (РЧ, RF), который квадратурно модулирует, фильтрует и усиливает сигнал. Сигнал прямой линии связи передается по эфиру через антенну на прямую линию связи.

На удаленной станции сигнал прямой линии связи принимается посредством антенны и направляется на приемник. Приемник фильтрует, усиливает, квадратурно демодулирует и квантует сигнал. Оцифрованный сигнал подается на демодулятор (DEMOD), где его сжимают (осуществляют обратное расширение) с помощью коротких кодов PNI и PNQ последовательностей и демаскируют с помощью покрытия Уолша. Демодулированные данные поставляются на декодер, который выполняет инверсию функций обработки сигнала, выполненных на базовой станции 820, конкретно обратное перемежение, декодирование и функции проверки CRC. Декодированные данные подаются на приемник данных.

Аппаратные средства, как указано выше, поддерживают передачи данных с переменной скоростью, передачи сообщений, речи, видео и другие взаимодействия по прямой линии связи. Скорость передачи данных, передаваемых из очереди 830 данных, изменяется, чтобы приспосабливаться к изменениям в уровне сигнала и работе в присутствии шумов на удаленной станции. Каждая из удаленных станций предпочтительно передает сигнал управления скоростью передачи данных, DRC, на связанную базовую станцию 820 в каждый временной интервал. Сигнал DRC поставляет на базовую станцию 820 информацию, которая включает в себя идентификатор удаленной станции и скорость передачи данных, на которой удаленная станция должна принимать данные из ее связанной очереди данных. Соответственно, схема на удаленной станции измеряет уровень сигнала и оценивает работу в присутствии шумов на удаленной станции, чтобы определить информацию о скорости передачи данных, которая будет передаваться в сигнале DRC.

Сигнал DRC, передаваемый каждой удаленной станцией, проходит через канал обратной связи и принимается на базовой станции 820 через приемную антенну, соединенную с блоком 828 RF. В примерном варианте осуществления информация DRC демодулируется в канальном элементе 826 и поставляется на планировщик 812 канала, расположенный в контроллере 810 базовой станции, или планировщик 832 канала, расположенный в базовой станции 820. В первом примерном варианте осуществления планировщик 832 канала расположен в базовой станции 820. В альтернативном варианте осуществления планировщик 812 канала расположен в контроллере 810 базовой станции и соединен с селекторными элементами 816 внутри контроллера 810 базовой станции.

Планирование передачи в системе с коммутацией каналов может включать в себя пропорциональный справедливый алгоритм, в котором функция приоритета является определенной для каждого пользователя. Пример пропорционального справедливого алгоритма представлен ниже в документе. Функция приоритета может принимать в рассмотрение запрошенную скорость передачи для данного пользователя, обычно функцию качества прямого канала связи для пользователя, и пропускную способность для пользователя. Объем нагрузки, таким образом, уравновешивается (баланс объема нагрузки составляется) путем обслуживания сначала тех пользователей, которые имеют высокие запрошенные скорости данных по сравнению с пропускной способностью.

Планирование передачи в системе с коммутацией пакетов в соответствии с одним вариантом осуществления составляет баланс объема нагрузки в зависимости от задержки пользователя. Потоки приложений передаются в виде дейтаграмм, которые являются независимыми автономными сообщениями, посылаемыми по сети. Поступление дейтаграммы, время поступления и содержимое обычно не гарантируются. Дейтаграммы, связанные с одним и тем же потоком приложения, могут передаваться одному и тому же пользователю по различным маршрутам. Дейтаграммы повторно собирают в приемнике. Сквозная задержка в системе с коммутацией пакетов не является фиксированной, и, следовательно, планировщик может использовать такую разность в задержке и регулировать задержку для различных пользователей, чтобы повысить емкость. Например, планировщик может уменьшить задержку, на практике испытываемую пользователями, запрашивающими данные с наличием низких предельных значений задержки и/или пределов изменения задержки. Такие приложения включают в себя, но не являются ограниченными таковыми, VoIP, видео, и т.д. Передачи могут иметь конкретный класс (уровень) качества обслуживания (ККО, GoS) или требование(я) QoS. Взаимодействие для типа VoIP, например, требует, чтобы пакеты поступали с наличием заданного времени ожидания или в пределах допустимого времени задержки. Следовательно, может быть желательным назначать приоритеты таким взаимодействиям или приложениям с наличием требования более низкого времени ожидания или другого описания(ий) GoS. Мультимедийная конференцсвязь, потоковое видео, просмотр сети Интернет, передачи по протоколу передачи файлов, каждое имеет конкретные требования GoS.

Чтобы осуществлять схему классификации приоритетов, каждому потоку назначается функция приоритета. В одном варианте осуществления функция (PF) приоритета для планировщика коммутации пакетов тогда может задаваться в виде:

PF=f(задержка),

причем f() является функцией, и PF затем определяется на основании требования к задержке для данного пользователя или данного приложения, предназначенного для пользователя. PF вычисляется для каждой дейтаграммы в каждой очереди; различные PF сравниваются, чтобы идентифицировать экземпляры потока с более высоким приоритетом. Передача информации с коммутацией пакетов позволяет, чтобы планирование включало в состав адаптивное управление задержкой, поскольку сквозная задержка для данной передачи не является фиксированной. Это является отличием от передачи с коммутацией каналов, в которой сквозная задержка является фиксированной.

Следует отметить, что нижеследующее обсуждение рассматривает систему cdma2000, поддерживающую услуги высокоскоростной передачи пакетных данных (ВППД, HRPD), как описано в IS-856. Эта система используется в качестве примера. Настоящее изобретение является применимым к другим системам, в которых пользователей выбирают для обслуживания в соответствии с алгоритмом планирования.

В системе HRPD радио-интерфейс может поддерживать до четырех параллельных потоков приложений. Первый поток переносит (транспортирует) сигнальную информацию (сигнализацию), а остальные три могут использоваться, чтобы переносить приложения с различными требованиями QoS или другие приложения.

Нижеследующий глоссарий предусматривается для ясности в понимании одного варианта осуществления, представленного ниже в документе. Нижеследующий глоссарий не подразумевает, что является исчерпывающим. Нижеследующий глоссарий не подразумевает ограничения этим настоящего изобретения, а предпочтительнее предусмотрен для ясности и понимания в отношении одного варианта осуществления системы связи, поддерживающей адаптивный взвешенный алгоритм планирования.

ГЛОССАРИЙ

Сеть доступа (СД, AN) - сетевое оборудование, обеспечивающее связность данных между сетью сотовой связи и сетью передачи данных с коммутацией пакетов (обычно Интернет) и несколькими AT. AN в системе HRPD является эквивалентом базовой станции в системе сотовой связи.

Терминал доступа (ТД, AT) - устройство, обеспечивающее связность данных для пользователя. AT в системе HRPD соответствует мобильной станции в системе сотовой связи. AT может быть соединенным с вычислительным устройством, таким как портативный персональный компьютер, или может быть автономным устройством данных, таким как персональный цифровой ассистент (ПЦА, PDA).

Поток приложения - намеченный тракт (канал) передачи от источника на AT для потока данных заданного приложения. Каждый поток приложения идентифицируется в соответствии с источником, получателем, профилем (параметрами) трафика и профилем качества обслуживания.

Поток данных приложения - передача данных, соответствующая приложению. Большинство потоков данных приложений имеют указанные требования качества обслуживания.

Автоматический запрос (АЗПП, ARQ) повторной передачи - механизм, посредством которого передатчик инициирует повторную передачу данных на основании появления или непоявления (отсутствия) события.

Средняя скорость передачи данных - средняя скорость передачи вводимых данных во времени для заданного потока приложения.

Пакетирование (σ) - мера разбиения на пакеты или плотности и зависимости от времени для пакетов в потоке приложения.

«Наилучшее усилие» (лучшее возможное) (BE) - потоки приложений, которые в общем имеют относительно большой объем данных для приема по радио-интерфейсу, но свойство трафика таково, что могут допускаться относительно большие задержки, но частота потери данных должна быть сверхмалой.

Управление скоростью передачи данных (DRC) - механизм, посредством которого AT передает запрашиваемую скорость данных на AN.

Недостающие биты (defbits) - количество битов, соответствующих недостающим пакетам.

DelayBound (предельное значение задержки) - заданная длительность времени, допускаемого для передачи пакета данных от AN на AT.

«Срочная пересылка» (EF) - потоки приложений обычно имеют малые объемы трафика, который поступает из Интернета на сеть доступа, однако, свойство трафика таково, что пакеты данных должны быть доставлены пользователю в пределах некоторого относительно малого значения DelayBound, с надлежащей частотой потери данных.

Прямая линия связи (FL) - канал передачи данных от AN в AT.

Пакет заголовка линии (HOL) - первый пакет в очереди.

Высокоскоростная передача пакетных данных (HRPD) - услуга передачи данных, осуществляющая передачу пакетных данных с высокой скоростью передачи. Называется также высокоскоростной передачей данных (HDR) и описывается в стандарте IS-856, озаглавленном "cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" (Техническое описание радио-интерфейса высокоскоростной передачи пакетных данных для cdma2000).

Флуктуация - разброс во времени между принимаемыми последовательными пакетами.

Предельное значение флуктуации - ограничение на флуктуацию для данного потока приложения.

Протокол экспертной группы по вопросам движущегося изображения (MPEG) для передачи мультимедийных материалов.

Пропорциональный справедливый (PF) алгоритм - алгоритм планирования, в котором передачи данных планируют в соответствии с коэффициентом выбора, вычисляемым для каждого AT в виде отношения запрашиваемой скорости передачи данных к пропускной способности.

Качество обслуживания (КО, QoS) - требования, относящиеся к передаче пакетных данных, включающие в себя, но не ограниченные таковыми, задержку, требуемую скорость передачи и флуктуацию.

Обратная линия связи (ОЛС, RL) - канал передачи от AT в AN.

Очередь передачи - очередь передачи, хранящая потоки приложений для данной базовой приемопередающей станции (BTS, БППС).

Многие беспроводные передачи информации пользуются преимуществом протокола (IP) Интернет, чтобы для обработки пакетных данных воспользоваться преимуществом различного поведения (Per Hop Behavior, PHB) на каждом участке связи (пошаговом обслуживании) и различной маршрутизации. В целом, Интернет составлен из множества сетей, созданных на основании различных технологий канального уровня, которые основываются на IP для возможности взаимодействия. IP предлагает услугу сетевого уровня без установления соединения, которая подвергается потере пакетов и задержке, которые возрастают с нагрузкой сети. Основная модель доставки по IP именуется «наилучшее усилие» (BE). Однако некоторые приложения могут требовать лучшего обслуживания, чем простое обслуживание BE. Например, приложения мультимедиа могут указывать установленную полосу частот, низкую задержку и небольшую флуктуацию. Другим типом приоритета является режим пересылки, именуемый «пересылка с подтверждением» (гарантированная пересылка) (AF), который гарантирует уровень пропускной способности.

Имеются различные аспекты в управлении QoS. Некоторыми рассматриваемыми вопросами управления QoS являются распределение полосы частот и гарантируемая полоса частот поверх совместно используемой среды передачи, известной так же, как широковещательные сети, например сеть Ethernet или беспроводная локальная вычислительная сеть (ЛВС, LAN). Наряду с этим возрастает требование включать поддержку возможностей беспроводной связи в портативные ЭВМ и другие вычислительные устройства. Однако сети беспроводной связи являются ограниченными по полосе частот, и таким образом резервирование объема ресурсов и оптимизация становятся критическими рассматриваемыми вопросами.

На Фиг. 3 иллюстрируется способ планирования, который назначает приоритеты передачам на основании класса качества обслуживания (ККС, GoS) или требований QoS. В AN данные для передачи хранятся в блоке запоминающего устройства, приспособленном для хранения очередей данных, соответствующих поступающим потокам приложений. Очередь хранится для каждого экземпляра потока приложения. В соответствии с настоящим изобретением поток приложения разделяется на экземпляры, причем каждый экземпляр является октетом данных. Следовательно, поток приложения может иметь, и обычно будет иметь, многие очереди, связанные с ним. Каждая очередь тогда имеет связанный тип приоритета QoS и/или GoS, определяемый требованиями передачи и приема. Например, тип приоритета может быть основан на требовании к сквозной задержке или на некоторых других критериях качества. Следует отметить, данная передача может попадать в один из многих типов приоритетов GoS. Например, некоторые услуги дают возможность, чтобы пакеты данных передавались индивидуально и затем повторно собирались (объединялись) в приемнике в более позднее время без потери непрерывности (последовательности пакетов), то есть тип приоритета «BE». Напротив, приложения, разработанные, чтобы предоставлять пользователю практику работы в реальном масштабе времени, например VoIP, имеют более высокоприоритетный тип и именуются как тип приоритета «срочная пересылка» (EF). Тип EF приоритета включает в себя приложения, имеющие ограничения предельного значения задержки и разброса задержки. В настоящем примере планировщик отдает предпочтение EF-передачам (с типом приоритета EF). Тип приоритета для QoS или GoS также может обозначаться как класс QoS. Кроме того, каждая очередь имеет связанную с ней чувствительность. Например, поток EF-приложения является обычно чувствительным к задержке, означая, что передача потока EF-приложения имеет требования к задержке, которые должны быть удовлетворены. Во многих случаях, если требования к задержке не удовлетворяются, данные отвергаются и не передаются. Напротив, поток BE-приложения является обычно чувствительным к пропускной способности, означая, что передача потока BE-приложения имеет целевые требования к пропускной способности, но не обязательно имеет строгие требования к задержке для потока EF-пр