Управление трафиком в системе связи, имеющей разнородные каналы cdma

Управление трафиком в системе связи, имеющей разнородные каналы cdma

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Испрашивание приоритета согласно §119 35 U.S.C.

По настоящей Заявке на патент испрашивается приоритет Предварительной заявки № 60/506290, озаглавленной "Managing Traffic in Communications System Having Dissimilar CDMA Channels", поданной 25 сентября 2003 года и переуступленной правообладателю этой заявки, и таким образом явно включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к управлению трафиком в системах передачи данных, в которых представлены разнородные каналы CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов). Более конкретно, изобретение относится к управлению трафиком в системах связи, в которых представлен асинхронный канал CDMA "произвольного доступа" (без резервирования) с меньшей пропускной способностью наряду с ортогональным "ориентированным на резервирование" каналом CDMA с большей пропускной способностью.

Описание предшествующего уровня техники

В системах на основе множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA) доступная полоса пропускания делится на элементарные временные интервалы (слоты). Слоты дополнительно подразделяются на две общие категории: временные интервалы с произвольным доступом (RATS) и временные интервалы с резервированием (RETS).

RATS назначаются как конкурентные слоты, когда различное находящееся у заказчика оборудование (CPE) состязается за ресурсы. Основанные на ALOHA протоколы разрешения конкуренции типично используются в отношении RATS для того, чтобы разрешать коллизии между находящимся у заказчика оборудованием (CPE). CPE отправляют небольшой пакет по RATS для того, чтобы запросить полосу пропускания по RETS. В зависимости от системы небольшие пакеты могут передаваться по RATS, но большая часть трафика отправляется по RETS посредством изначального запроса полосы пропускания.

Системы TDMA имеют два основных недостатка: большая задержка доступа и меньшая эффективность использования полосы пропускания. Поскольку запрос должен быть отправлен по RATS до получения резервирования, вводится длительная задержка. Слоты RATS должны обрабатываться при очень низкой нагрузке по трафику во избежание чрезмерных коллизий и задержки. Это приводит к меньшей эффективности использования полосы пропускания системами TDMA.

Следовательно, в данной области техники существует потребность в методике, которая обеспечивает более короткую задержку доступа и более высокую эффективность использования полосы пропускания. С этой целью применяется множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA). В целом, было установлено (Bhargava et al, "Digital Communications by Satellite", John Wiley & Sons, New York, 1981, см., в частности, главу 9), что CDMA дает возможность пользователям работать на одной и той же номинальной частоте, при этом требуя минимальной частотной или временной координации между пользователями.

Появились различные подходы к реализации CDMA. Т.е. в CDMA каналы, которые являются разнородными в некоторых отношениях, такие как асинхронный множественный доступ с кодовым разделением каналов (ACDMA, см. стандарт TTA/EIA/IS95) и ортогональный множественный доступ с кодовым разделением каналов (OCDMA), обеспечивали гибкость при проектировании систем связи. Тем не менее, с возможностью объединять несколько разнородных типов каналов в одну систему связи приходит требование эффективно управлять трафиком в разнородных каналах. Например, существует потребность оптимизировать использование разнородных каналов для того, чтобы максимизировать общую пропускную способность системы одновременно с надлежащим распределением полосы пропускания между конкурирующими терминалами. Тем не менее, сложность подходов на разнородных CDMA затруднила оптимальное управление трафиком.

Следовательно, в данной области техники существует потребность обеспечить структуру эффективного управления трафиком в сетях связи с различными каналами, особенно разнородными каналами CDMA.

Сущность изобретения

В системе связи на базе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), включающей в себя один или более терминалов (таких как находящееся у заказчика оборудование, CPE), которые обмениваются данными с узлом (таким как Интернет-шлюз) посредством, например, по меньшей мере, канала произвольного доступа (RACH) и ориентированного на резервирование канала (RESCH), предусмотрены различные схемы управления трафиком связи между каналами. Решения в отношении канала, по которому данный терминал может выполнять передачу, может быть основано на множестве критериев. Решением может быть выбор из двух альтернатив, как то, передает ли терминал по RACH или по RESCH; альтернативно, более разнообразные решения могут включать в себя обновление до более скоростных каналов RESCH или понижение до более медленных каналов RESCH. Решения при управлении трафиком, например, при оперативных сеансах Web-просмотра (браузинга) пользователями могут включать в себя интеллектуальное определение того, занят ли терминал. Схемы управления трафиком предоставляют управление доступом к среде (MAC), т.е. особенно полезны, например, в ответной линии спутниковой сети связи, которая включает в себя разнородные каналы CDMA (ортогональный множественный доступ с кодовым разделением каналов (OCDMA) в RESCH и асинхронный множественный доступ с кодовым разделением каналов (ACDMA) в RACH).

Перечень фигур чертежей

Более полное понимание описанных вариантов осуществления достигается посредством ссылок на последующее подробное описание, рассматриваемое вместе с прилагаемыми чертежами, на которых аналогичные ссылочные номера указывают на идентичные или соответствующие элементы по всему описанию и на которых:

Фиг.1 - схематичное представление возможного контекста способа управления трафиком, в котором ответная линия (RL) сети связи, включающей в себя сеть спутниковой связи, имеет трафик, которым следует управлять.

Фиг.2 - блок-схема последовательности операций первого варианта осуществления способа управления трафиком, в котором терминал выполняет передачу исключительно по каналу произвольного доступа.

Фиг.3 - блок-схема последовательности операций второго варианта осуществления способа управления трафиком, в котором терминал может передавать данные по ориентированному на резервирование каналу после отправки запроса на резервирование полосы пропускания и предоставления разрешения по этому запросу, при этом разрешение по запросу на резервирование полосы пропускания предоставляется, если статистика трафика (например, размер пакетов или средняя скорость передачи данных за интервал времени) превышает порог, или если содержимое трафика (например, типы пакетов) удовлетворяет определенному критерию.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций третьего варианта осуществления способа управления трафиком, в котором статистика по трафику связи терминала или его содержимое отслеживается, и терминалу предоставляется возможность передавать данные по "всегда активному" подканалу ориентированного на резервирование канала, когда отслеживаемый трафик показывает, что терминал "занят" (активно используется пользователем).

Фиг.5A и 5B - блок-схемы последовательности операций четвертого варианта осуществления способа управления трафиком, в котором отслеживается "Q-состояние" терминала (величина, на которую загружен выходной буфер терминал) для того, чтобы определить, должен ли его трафик переноситься каналом произвольного доступа или ориентированным на резервирование каналом, и если трафик должен переноситься ориентированным на резервирование каналом (фиг. 5B), то более длинный (или более короткий, или той же длины) код Уолша назначается каналу, с тем чтобы терминал далее передавал данные по более медленному (или более быстрому, или такой же скорости) каналу.

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций пятого варианта осуществления способа управления трафиком, в котором отслеживается предыстория "Q-состояния" терминала (величины, на которую загружен выходной буфер терминал) для того, чтобы определить, следует ли предоставить или аннулировать разрешение терминалу передавать данные по "всегда активному" подканалу, ориентированному на резервирование канала.

Подробное описание изобретения

При описании вариантов осуществления, проиллюстрированных на чертежах, для понимания используется специальная терминология. Тем не менее, изобретение не предназначено быть ограниченным выбранной специальной терминологией, и следует понимать, что каждый конкретный элемент включает в себя все технические эквиваленты, которые работают аналогичным способом для того, чтобы достичь аналогичной цели.

Более того, признаки и процедуры, реализации которых хорошо известны специалистам в данной области техники, пропущены для краткости. Например, инициирование и завершение программных циклов, передача параметров из одной части сети в другую, необходимых для того, чтобы выполнять свои функции, и т.п. находятся в пределах компетенции специалистов в данной области техники, а следовательно, какое-либо их подробное представление может быть опущено.

Дополнительно, различные аспекты, признаки и варианты осуществления системы обмена данными могут быть описаны как процесс, который может быть проиллюстрирован блок-схемой последовательности операций, блок-схемой, структурной схемой или скелетной схемой. Хотя блок-схема последовательности операций может описывать операции как последовательный процесс, многие операции могут выполняться параллельно или одновременно, либо в порядке, отличном от описанного. Операции, не необходимые или не требуемые для конкретной реализации, могут быть опущены. Процесс может соответствовать способу, функции, процедуре, программному обеспечению, вспомогательной процедуре, подпрограмме или любому сочетанию вышеперечисленного.

Варианты осуществления структур управления трафиком могут ссылаться на находящееся у заказчика оборудование (CPE) и на шлюзы между сетями наземной и спутниковой связи. Тем не менее, следует понимать, что структуры управления трафиком применяются, в общем, в широком смысле к терминалам, рабочим станциям, персональным вычислительным машинам и т.п.; кроме того, структуры управления трафиком применяются, в общем, в широком смысле к маршрутизаторам, коммутаторам, прокси-серверам (серверам-посредникам), узлам и т.п. Более того, такие функции, как функции управления, которые описаны как реализуемые или исполняемые в конкретном месте сети, также могут выполняться в других подходящих местах сети.

Варианты осуществления систем связи могут ссылаться на каналы произвольного доступа (такие как заданные в TIA/EIA/IS95) или ориентированные на резервирование каналы (такие как раскрытые в Патентной заявке US 10/428953, поданной 1 мая 2003 и озаглавленной "Orthogonal Code Division Multiple Access On Return Link Of Satellite Links"). Эти каналы являются просто примерными типами каналов; системы управления трафиком могут быть применены к другим типам каналов.

Различным терминам, которые используются в этом описании, должна быть дана самая широкая разумная их интерпретация при использовании в интерпретировании формулы изобретения.

Вкратце, может быть предусмотрено, по меньшей мере, три типа каналов. Каналы подходят для использования в ответной линии (RL) вариантов осуществления сети связи, раскрытой в данном описании, сетях, которые могут включать в себя сеть спутниковой связи. Эти три типа каналов включают в себя:

- Канал произвольного доступа (RACH) использует способ управления без резервирования, разрешающий произвольный доступ к передающей среде, и применяет методики ACDMA (асинхронного множественного доступа с кодовым разделением сигналов). RACH, таким образом, предоставляет доступ в "произвольные" (незапланированные) моменты времени, но за счет общей скорости передачи данных.

- Канал с резервированием (RESCH) использует ориентированный на резервирование способ управления, разрешающий доступ к среде на основе ограниченного числа кодов (кодов Уолша), которые назначаются, например, шлюзом соответствующим терминалам, с тем чтобы шлюз мог надежно отличать терминалы. Коды являются взаимно ортогональными, обеспечивая, что передачи данных от различных терминалов не мешают друг другу. RESCH, таким образом, использует OCDMA (ортогональный множественный доступ с кодовым разделением сигналов) и является более эффективным, чем RACH, в отношении общей скорости передачи данных, но за счет гибкости, предоставляемой возможностью произвольного (незапланированного) доступа в RACH. В некоторых вариантах осуществления RESCH может включать в себя подканал, называемый "всегда активным" каналом.

- Канал контроля работоспособности (HCH) относится к каналу обратной связи между CPE и шлюзом и, таким образом, является второстепенным в отношении управления трафиком между RACH и RESCH.

Управление трафиком по RACH и RESCH может осуществляться согласно описанным в данном документе принципам. Сначала описаны базовые характеристики одной неограничительной реализации каналов.

RACH. Канал RACH основан на асинхронном множественном доступе с кодовым разделением аналов (ACDMA), и абонентские терминалы могут передавать данные по RACH в любое время, когда у них есть данные для передачи, без необходимости заранее резервировать полосу пропускания. В соответствии с принципами CDMA терминалы кодируют свои данные с расширением спектра с помощью длинных псевдослучайных (PN, псевдошумовых) кодов. Ряд PN-кодов доступен для использования терминалами, при этом каждый PN-код задает соответствующий канал произвольного доступа. Различные PN-коды, соответствующие различным каналам RACH, могут передаваться на одной несущей частоте. Канал RACH, описанный в данном документе и используемый в одном варианте осуществления, имеет структуру, описанную в стандарте TIA/EIA/IS95.

Терминал может произвольно выбирать из пула PN-кодов и использовать выбранный PN-код для кодирования своих данных с расширением спектра. Альтернативно, узел, такой как шлюз, может назначать терминалу код для использования. В любом случае каждая передача данных по RACH начинается с преамбулы для того, чтобы дать возможность шлюзу или другому узлу выполнить синхронизацию и распознать начало передачи от терминала.

RACH может быть использован, в первую очередь, для начальной регистрации при включении питания, для отправки пакетов в начале потока данных, когда терминал (находящееся у заказчика оборудование, CPE) неактивен в течение определенного периода времени и ему не назначена полоса пропускания по RESCH, и для отправки небольших пачек коротких пакетов, как описано ниже. Полоса пропускания в RESCH может быть зарезервирована для терминалов на основе требований терминалов по полосе пропускания и доступной полосы пропускания RESCH. HCH используется терминалами для обеспечения обратной связи по отношению уровня сигнала к совокупному уровню шумов и помех (SINR) шлюзу и в качестве опорного сигнала для измерений интенсивности сигналов RL шлюзом.

Методика множественного доступа, используемая в RACH, - это асинхронный CDMA. Терминалы (находящееся у заказчика оборудование, CPE) кодируют свои данные с расширением спектра помощью одного из ряда псевдослучайных (PN) кодов. Управление мощностью каждого терминала осуществляется по RACH, так чтобы его принимаемое SINR было выше определенного порога, например, для того, чтобы достичь низкой (к примеру, <10^-4) частоты ошибок по пакетам (PER). Пропускная способность RACH, количество PN-кодов, требуемых для того, чтобы поддерживать PER вследствие коллизий по коду ниже допустимого уровня, управление мощностью и управление перегрузкой в RACH может быть реализовано специалистами в данной области техники и, по существу, не представляет важности для управления трафиком и поэтому не представлено более подробно в данном документе. Процедуры, используемые для того, чтобы определять то, какие пакеты передаются по RACH и какие пакеты передаются по RESCH, являются темой дальнейшего описания.

RESCH. Физическая структура канала, используемого для того, чтобы поддерживать RESCH, - это ортогональный CDMA (OCDMA). Можно подумать о подходе TDMA с помощью кодов Уолша длиной 1. Полоса пропускания канала OCDMA делится согласно множественным ортогональным кодам Уолша различной длины. В зависимости от требования терминала по скорости передачи данных в ответной линии, в OCDMA терминалу назначается ортогональный код Уолша конкретной длины. Полоса пропускания (заданная назначенным кодом Уолша) выделяется терминалу в течение конкретного интервала времени. Конкретные подобности каналов физического уровня и механизмов, которые могут использоваться для того, чтобы достичь ортогональности между сигналами терминалов, принимаемыми в шлюзе, могут быть реализованы специалистами в данной области техники и, таким образом, по сути не важны для управления трафиком.

HCH. Канал контроля работоспособности (HCH) - это канал ответной линии (RL), который используется терминалами для того, чтобы отправлять информацию обратной связи шлюзу относительно SINR, достигнутого в терминале. В одном варианте осуществления терминал передает индекс максимальной скорости передачи данных, которую терминал может декодировать с низкой (к примеру, <10^-4) частотой ошибок по TCP-пакетам (PER). Шлюз также использует сигнал, принимаемый от терминала по HCH, для того, чтобы оценивать интенсивность принимаемых сигналов (RSS) от терминала. RL RSS используется для того, чтобы осуществлять управление мощностью каналов с фиксированной скоростью по RACH, а также определять максимальную скорость передачи данных, достижимую в управляемых по скорости каналах на RESCH для заданного уровня мощности передачи. Каждому терминалу назначается полоса пропускания по HCH.

Далее приведено описание процедур управления доступом к передающей среде (MAC), которые могут быть использованы для того, чтобы управлять и направлять передаваемые сигналы и пользовательские данные по RACH и RESCH. Предусмотрено разнообразие таких процедур MAC.

Как правило, когда терминал имеет данные для передачи, но не имеет какого-либо выделения полосы пропускания по RESCH, терминал начинает поток данных посредством простой передачи своих пакетов по RACH. После приема пакетов терминала по RACH шлюз определяет, что терминал инициировал поток данных, после чего шлюз должен принять решение о том, следует ли или нет выделять полосу пропускания терминалу по RESCH.

Большая часть последующего описания посвящена схемам управления полосой пропускания (и косвенно, схемам управления доступа к среде (MAC)) для трафика HTTP (протокол передачи гипертекста). В трафике HTTP приложение Web-просмотра терминала, подключенного к ответной линии, переносит сообщения GET и подтверждения приема. Предусмотрен ряд подходов к переносу трафика линии ответной связи, генерируемого потоком HTTP.

На фиг.1 в качестве неограничивающего примера проиллюстрирован контекст способа управления трафиком, в котором ответная линия (RL) сети связи, включающей в себя сеть спутниковой связи, имеет трафик, которым следует управлять. На фиг.1 различные терминалы (находящееся у заказчика оборудование, CPE) 110, 120, ... связаны посредством соответствующих спутниковых антенн 111, 121, ... со спутником 100 и, таким образом, с узлом (таким как Интернет-шлюз) 150 посредством своей спутниковой антенны 151.

Прямая линия связи (FL) 130 означает направление связи от узла к любому из терминалов. Наоборот, обратная линия связи (RL, иногда называется ответной линией связи) 140 означает направление связи от любого из терминалов к узлу. RL может быть реализована с помощью сочетания вышеописанных методик OCDMA и ACDMA.

CPE (терминалы) могут отличаться по структуре и работе, как и шлюз (узлы). Как правило, терминалы и узлы имеют оборудование связи, работающее согласно взаимно совместимым протоколам связи, таким как TCP/IP и HTTP, дающее возможность терминального доступа к Интернету посредством узла. Узел и терминалы включают в себя соответствующие процессоры, сконфигурированные для того, чтобы выполнять описанные в данном документе аналитические функции. Узел при реализации Интернет-шлюза также включает в себя прокси-сервер для того, чтобы дать возможность узлам доступа в Интернет.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что полоса пропускания спутника и узла должна быть распределена между терминалами. Управление трафиком особенно сложное, например, когда управляемый трафик - это трафик TCP/IP-HTTP оперативных сеансов Web-просмотра пользователями. Такой трафик должен проходить трассы к и от спутников, трассы, которые вводят значительные задержки по времени. Подходы к управлению трафиком, изложенные в этом описании, особенно пригодны для использования в ответной линии связи (RL) таких систем, как показанная на фиг.1, из-за требования мультиплексирования "много-к-одному" в RL; тем не менее, RL на фиг.1 - это только один вариант применения подходов.

Как правило, раскрытые подходы включают в себя стратегическое управление тем, каким из множества терминалов 110, 120, ... предоставляется больше доступной полосы пропускания, в данном примере к спутнику 100 и узлу 150, при этом с целью доступной полосы пропускания. Примеры таких подходов включают в себя линию связи, имеющую управление доступом к среде (MAC), управляющее доступом к вышеописанным каналам RACH и RESCH.

Первый вариант осуществления (фиг.2). В первом варианте осуществления весь трафик передается по RACH. Преимущество передачи по RACH заключается в том, что пакеты могут быть отправлены сразу после того, как они сгенерированы, и нет дополнительной задержки запроса на резервирование.

Согласно фиг.2 блок-схема последовательности операций иллюстрирует этапы примерной реализации первого варианта осуществления. Этап 200 представляет начало процесса, за которым следует этап 210, который указывает передачу данных по каналу произвольного доступа. Этап 220 представляет окончание процесса, когда передача данных завершена.

Недостатки передачи только по RACH включают в себя низкую эффективность использования полосы пропускания и низкую скорость передачи данных.

Второй вариант осуществления (фиг.3). Второй подход к управлению трафиком обратной линии описан со ссылкой на трафик HTTP. Разумеется, следует принимать во внимание, что варианты осуществления не обязательно должны быть ограничены вариантами осуществления с трафиком HTTP; другие типы услуг также могут обрабатываться аналогично.

Во втором подходе анализируются характеристики трафика от данного терминала (CPE). Характеристики трафика, которые анализируются, могут включать в себя статистику трафика, такую как размер пакетов или средняя скорость передачи данных, измеренная за некоторый период времени) или содержимое трафика (например, тип пакета). На основе проанализированных характеристик трафика трафик далее передается по каналу произвольного доступа (RACH) или по ориентированному на резервирование каналу (RESCH).

В одном примере терминал отправляет меньшие пакеты (например, подтверждения приема TCP) по RACH. Тем не менее, когда терминалу требуется отправить пакеты длины, большей чем определенный пороговый размер, терминал запрашивает полосу пропускания по RESCH. Чтобы, таким образом, запросить полосу пропускания по RESCH, терминал отправляет пакет запроса на резервирование по RACH.

На фиг.3 блок-схема последовательности операций показывает этапы примерной реализации второго варианта осуществления, при этом этап 300 указывает начало процесса.

Этап 302 иллюстрирует анализ трафика данных, относящегося к данному терминалу. Например, анализируется статистика трафика, такая как размер пакетов или средняя скорость передачи данных за заданный период времени. Альтернативно, анализируется содержимое трафика, такое как тип пакетов или другой критерий. В одном варианте осуществления предварительный анализ выполняется в терминале, но в других вариантах осуществления этот анализ выполняется в узле.

Этап 310 иллюстрирует решение, основанное на анализе статистики трафика или содержимого трафика от этапа 302. Если проанализированная статистика трафика находится ниже порога или содержимое трафика не удовлетворяет данному критерию или критериям, управление передается этапу 330, который указывает, что терминал выполняет передачу по RACH. Тем не менее, если проанализированный трафик соответствует или превышает порог или содержимое трафика удовлетворяет данному критерию или критериям, управление передается этапу 320.

Этап 320 иллюстрирует то, что терминал отправляет запрос на резервирование полосы пропускания, в одной реализации по RACH. Следующий этап 322 указывает, что узел (шлюз) обрабатывает запрос терминала и на основе доступной полосы пропускания удовлетворяет запрос терминала. Чтобы передать удовлетворение запроса, узел отправляет код резервирования полосы пропускания терминалу, как проиллюстрировано на этапе 324. Далее этап 326 иллюстрирует то, что терминал выполняет передачу по RESCH.

Этапы 320, 322, 324 представлены пунктирными линиями для того, чтобы подчеркнуть, что описанная реализация включает в себя процесс запроса и предоставления, который выполняется между терминалом (CPE) и узлом (шлюзом); тем не менее, эта последовательность запроса-предоставления - не единственная, предлагаемая для того, чтобы терминал осуществлял передачу по RESCH. Второй вариант осуществления добавляет задержку на двустороннее прохождение в каждую передачу по RL, что увеличивает время ответа по страницам для приложений HTTP. Тем не менее, второй вариант осуществления имеет большую эффективность использования полосы пропускания, чем просто при отправке всех данных по RACH, как применяется в первом варианте осуществления.

После этапов 330 и 326 управление передается обратно аналитическому этапу 302. Таким образом, анализ статистики трафика или содержимого трафика и последующее определение того, передает ли терминал по RACH или по RESCH, может проводиться постоянно.

Третий вариант осуществления (фиг.4). Третий подход основан частично на распознавании того, что трафик, генерируемый в обратной линии (RL) посредством, например, потока данных HTTP, является пакетным и имеет низкое требование по скорости передачи данных, когда используется сжатие. Поэтому третий подход к управлению трафика включает в себя назначение потока данных подканалу с низкой скоростью передачи данных ориентированного на резервирование канала (RESCH) без необходимости терминалу проходить через процесс явного запроса на резервирование. В этом описании этот подканал с низкой скоростью передачи данных упоминается как "всегда активный" канал и он "активен" (выделен конкретному терминалу) на, по меньшей мере, период времени транзакции ответа на запрос по страницам.

Преимущественно, подход "всегда активного" канала устраняет задержку запроса на резервирование, которая существенна (около 0,5 секунды) в геостационарной спутниковой системе. Недостаток подхода "всегда активного" канала заключается в том, что вследствие пакетирования HTTP-трафика канал не всегда используется в течение времени, когда он выделен и "активен". Тем не менее, поскольку только часть пользователей, которым назначен "всегда активный" канал, фактически выполняет передачу, передающим терминалам разрешено отправлять данные при большей мощности и более высоком уровне кодирования/модуляции. Это приводит к более высокой эффективности использования полосы пропускания, когда терминал выполняет передачу, большей эффективности, которая является частичной компенсацией терминалам, которые не полностью используют выделенные им полосы пропускания, тем самым достигая общего (статистического) выигрыша от мультиплексирования. Как упоминалось выше, необязательно ограничивать этот подход трафиком HTTP; подход может быть использован также с другими типами услуг.

Один подход к принятию решения о том, следует ли или нет назначать "всегда активный" канал потоку, описан далее. Этот подход описывается со ссылкой на трафик HTTP как неограничивающий пример: конкретно, трафик, когда пользователь выполняет серфинг в Интернете с помощью традиционного Web-обозревателя. Тем не менее, следует понимать, что трафик может быть отличным от HTTP.

Вкратце, шлюз пытается определить, когда пользователь фактически в данном терминале, на основе анализа трафика, ассоциированного с этим терминалом. Предположительно, трафик осуществляется по RACH, и код Уолша не был назначен, который должен предоставить терминалу разрешение использовать более быстрый RESCH. Если шлюз определяет, что пользователь активно использует данный терминал (т.е. то, "занят" ли терминал), то шлюз назначает этому терминалу код Уолша, который дает ему разрешение использовать подканал RESCH. В одном варианте осуществления выделенный подканал - это "всегда активный" подканал, скорость передачи данных по которому ниже, чем большая часть другого трафика по RESCH.

Шлюз непрерывно отслеживает трафик, ассоциированный с терминалом, с намерением сохранения "всегда активного" канала в течение всего Web-сеанса пользователя. Когда объем трафика в активном канале падает ниже определенного уровня активности, шлюз заключает, что пользователь больше не использует активно терминал и аннулирует разрешение терминалу использовать "всегда активный" канал. Кроме того, когда характер трафика канала показывает, что отправляется только "фоновый" трафик HTTP, шлюз заключает, что пользователь больше не использует активно терминал и отзывает разрешение CPE использовать "всегда активный" канал.

Таким образом, непрерывный мониторинг и результирующее назначение и отзыв "всегда активных" подканалов в RESCH шлюзом повышает общее (статистическое) использование полосы пропускания, выделяемой "всегда активным" каналам для множества терминалов.

Решение выделять "всегда активный" канал потоку данных может быть инициировано терминалом или шлюзом. Если терминал запрашивает "всегда активный" канал, он может отправить запрос по RACH или "совместить" запрос с другими пакетами RACH. Прежде чем поток HTTP обозначается надлежащим для "всегда активного" канала, его первые несколько пакетов могут быть переданы по RACH для того, чтобы избежать задержки на резервирование. В любом случае шлюз окончательно предоставляет полосу пропускания.

Пропускная способность (в бит/с) "всегда активного" канала может быть задана как объем данных, который передает терминал, поделенное на продолжительность времени, когда терминал имеет выделение пропускной способности. Фактическая эффективность использования полосы пропускания терминалов по "всегда активному" каналу задается как его пропускная способность, деленная на величину полосы пропускания, выделенную терминалу, т.е. бит в секунду на Гц, фактически передаваемые.

Идеально, шлюз должен выделять "всегда активный" канал терминалу после обнаружения потока данных от терминала по RL, если он ожидает, что эффективность использования полосы пропускания "всегда активного" канала больше, чем эффективность использования полосы пропускания RACH. В одном примере пропускная способность канала RESCH номинально составляет около 1,5 бит/с/Гц (4,5 Мбит/с по RL-каналу в 3 МГц), тогда как этот показатель RACH составляет около 0,3 бит/с/Гц. Поэтому в идеальном варианте можно захотеть выполнять передачу по "всегда активному" каналу.

Тем не менее, как описано выше, не все терминалы, которые имеют выделение "всегда активного" канала, фактически используют соответствующие назначенные полосы пропускания. Поэтому можно выполнять передачу при большей мощности по "всегда активному" каналу и использовать большую степень кодирования/модуляции, чем номинально используется в RESCH. Средняя и пиковая мощность передачи всех терминалов, выполняющих передачу по "всегда активным" каналам, должна быть ниже допустимых уровней, разрешенных лимитом по интерференции с соседним спутником.

Различные подходы могут применяться при определении того, должен ли "всегда активный" канал быть назначен терминалу, например:

- подход параметрического обнаружения потоков на основе характеристик трафика потока данных; или

- основанный на контексте механизм обнаружения потоков.

Параметрический подход использует характеристики трафика потока для того, чтобы прогнозировать, будет или нет поток генерировать достаточно трафика для того, чтобы достичь достаточно высокой фактической эффективности использования полосы пропускания для того, чтобы подтвердить назначение "всегда активного" канала. При этом подходе базовая идея состоит в том, чтобы воздерживаться от назначения "всегда активных" каналов потокам, которые имеют небольшое количество байт и малую длительность. Этот подход позволяет назначать "всегда активный" канал потоку, если количество пакетов и/или число байт, принимаемых в шлюзе от терминала в течение определенного интервала времени, превышает определенные пороги. Ограничение на число пакетов в данном интервале измерений предназначено для того, чтобы не допустить назначения "всегда активных" каналов потокам, которые имеют небольшую длительность и включают в себя транзакции, такие как DNS-поиски.

Трудность с неназначением "всегда активного" канала потоку, если количество пакетов от потока ниже определенного порога, заключается в том, что даже HTTP-поток начинается с одного сообщения GET. В этом случае "всегда активный" канал не должен быть назначен потоку HTTP до тех пор, пока не поступит ответ на первое сообщение GET и не сгенерирует ряд сообщений GET. Последующие сообщения GET либо не должны направляться по RACH, либо будут испытывать полусекундную задержку на резервирование. Чтобы быстрее обнаруживать потоки HTTP, подход может вызывать поток, если количество отправленных байт превышает порог или количество отправленных пакетов превышает порог.

Критерий прерывания также предусмотрен для того, чтобы отключать "всегда включенный" канал, когда поток завершается.

Параметрический механизм отключает "всегда активный" канал, когда поток неактивен в течение более чем заданного времени "ожидания" после последнего пакета потока. Важный параметр в этом подходе - какой длительности должно быть время "ожидания".

Подход с длительным ожиданием (много минут) предназначен для того, чтобы обеспечивать то, что "всегда активный" канал доступен пользователю в течение сеанса Web-просмотра. Другими словами, длительное время ожидания обеспечивает, что "всегда активный" канал не исключается в ходе "периода зависания". Преимущество длительного ожидания заключается в том, что когда пользователь запрашивает новую страницу, нет начальной задержки для запроса "всегда активного" канала. Разумеется, при длительных ожиданиях теряется полоса пропускания в периоды зависания, и "всегда активные" каналы могут назначаться многим CPE, чьи вычислительные машины всегда выполняют такие процессы, как простое периодическое обновление узла.

В модели с коротким ожиданием "всегда активный" канал исключается после краткосрочного интервала после последнего пакета потока. Модель с коротким ожиданием повышает эффективность использования полосы пропускания, но увеличивает количество повторных назначений кода Уолша. Короткий период ожидания выбирается достаточно длительным для того, чтобы обеспечить, что "всегда активный" канал не исключается до того, как полностью принят ответ на запрос поискового вызова, но может быть достаточно коротким для того, чтобы "всегда активный" канал разблокировался в течение периода зависания.

Первые несколько пакетов нового потока (например, запрос по странице) передаются по RACH для того, чтобы избежать задержки на резервирование. Этот подход добавляет трафик в RACH, но при помощи сжатия значительно уменьшает размер пакетов, например, сообщения GET, и дополнительная нагрузка на RACH небольшая. Поэтому посредством отправки начала потока по RACH устраняются задержки, связанные с резервированием.

Хотя количество повторных назначений кода Уолша в модели с коротким ожиданием значительно больше, чем в модели с длительным ожиданием, требуемое время обработки и передачи сигналов для того, чтобы установить и разорвать "всегда активные" каналы, не должно быть "узким местом". Причина заключается в том, что в схемах TDMA выделение полосы пропускания выполн