Управление разрешением на доступ и распределение ресурсов в системе связи с поддержкой качества обслуживания

Иллюстрации

Показать все

Заявлены способ и устройство управления разрешением на доступ в системе связи. Технический результат - эффективное распределение коммуникационных ресурсов между абонентами сети связи в соответствии с сетевой политикой распределения. Для этого элемент сети доступа (СД) определяет доступные ресурсы. Если доступные ресурсы являются достаточными, чтобы поддержать требования запрашиваемого потока приложения, то СД разрешает доступ потоку приложения. СД периодически и по событиям триггера обновляет меру доступных ресурсов. Управление разрешением на доступ может действовать в координации с планировщиком, применяя коэффициент компенсации к каждому типу потока и коэффициент компенсации для совокупных потоков для данного пользователя. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 30 ил., 5 табл.

Реферат

Притязание на приоритет согласно §119 раздела 35 Кодекса законов США (35 U.S.С.)

Настоящая заявка на патент заявляет приоритет на предварительную заявку на патент №60/455906, озаглавленную "System for Allocating Resources in a Communication System" (Система распределения ресурсов в системе связи), поданную 17 марта 2003, переданную правопреемнику сего и тем самым в прямой форме включенную в документ путем ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящая заявка относится к системам связи. Конкретно данные варианты осуществления направлены на распределение коммуникационных ресурсов между множеством абонентов системы связи.

2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Были представлены несколько решений, чтобы решать задачу распределения ограниченных коммуникационных ресурсов, обеспечиваемых одиночным узлом, между множеством абонентов в системе связи. Технической задачей таких систем является обеспечение достаточных ресурсов на узлах, чтобы удовлетворять требования всех абонентов при минимизации затрат. Соответственно, такие системы обычно разрабатываются с целью эффективного распределения ресурсов между различными абонентами.

Различные системы имеют реализованную схему (стандарта) множественного доступа с частотным разделением (МДЧР, FDMA), согласно которой распределяют ресурсы каждому из абонентов одновременно. Узел связи в таких системах обычно имеет ограниченную полосу частот либо для передачи информации каждому абоненту, либо для приема информации от каждого абонента в сети в любой момент времени. Эта схема обычно включает в себя распределение индивидуальным абонентам отдельных частей из полной полосы частот. Тогда как такая схема может быть эффективной для систем, в которых абоненты требуют непрерываемого обмена информацией с узлом связи, можно достичь лучшего использования полной полосы частот, если такой постоянный, непрерываемый обмен информацией не требуется.

Другие схемы распределения коммуникационных ресурсов одиночного узла связи между множеством абонентов включают в себя схемы множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР, TDMA). Эти схемы МДВР особенно эффективны в распределении ограниченных ресурсов полосы частот одиночного узла связи между множеством абонентов, причем пользователи не требуют постоянного, непрерываемого обмена информацией с одиночным узлом связи. Схемы МДВР обычно выделяют полную полосу частот одиночного узла связи каждому из абонентов в намеченные (назначенные) временные интервалы. В системе беспроводной связи, которая использует схему множественного доступа (МДКР, CDMA) с кодовым разделением каналов, это может быть выполнено посредством назначения каждому из абонентских устройств всех кодовых каналов в намеченные временные интервалы на основании временного мультиплексирования (мультиплексной передачи с временным разделением). Узел связи обеспечивает уникальную частоту несущей или код канала, связанный с абонентом, чтобы разрешить монопольный (индивидуальный) обмен информацией с абонентом. Схемы МДВР также могут быть осуществлены в системах наземных линий связи с использованием физической релейно-контактной коммутации или коммутации пакетов.

Системы МДВР обычно назначают каждому абоненту равные временные интервалы способом циклического алгоритма. Это может иметь следствием недостаточно эффективное использование некоторых временных интервалов некоторыми абонентами. Подобным образом другие абоненты могут иметь требования коммуникационных ресурсов, которые превышают назначенный временной интервал, оставляя этих абонентов недостаточно эффективно обслуженными. Оператор системы может выбирать, либо нести издержки расширения полосы частот для узла, чтобы обеспечивать, что отсутствуют недостаточно эффективно обслуженными абоненты, или дают возможность недостаточно эффективно обслуженным абонентам продолжать быть «недообслуженными».

Соответственно, имеется необходимость обеспечения системы и способа, чтобы распределять коммуникационные ресурсы между абонентами сети связи эффективно и справедливо в соответствии с сетевой политикой распределения коммуникационных ресурсов между абонентами. Существует согласующаяся с этим необходимость обеспечивать максимальное количество пользователей, обслуживаемых системой, включая, но не ограничиваясь таковым, обеспечение механизмов выполнения распределения ресурсов на основе одиночных потоков и/или на групповой основе в ответ на конкретные требования, ограничения и/или цели системы. Еще в дополнение имеется необходимость в способах управления разрешением на доступ и приоритетного прерывания обслуживания, которые обеспечивают достижение наивысшей эффективности распределения ресурсов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - сеть связи в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2A - блок-схема контроллера базовой станции и устройства базовой станции в конфигурации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2B - блок-схема устройства удаленной станции в конфигурации в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 - блок-схема последовательности действий, иллюстрирующая исполнение алгоритма планирования в варианте осуществления планировщика каналов, показанного на Фиг. 2A.

Фиг. 4 - система связи с поддержкой мультимедийных приложений, причем передача данных, соответствующая каждому приложению, представлена посредством «потока приложения».

Фиг. 5 - очередь потоков приложений.

Фиг. 6 - временная диаграмма, иллюстрирующая синхронизацию сигналов для части потока приложения.

Фиг. 7A - временная диаграмма, иллюстрирующая измерения флуктуации для потока приложения.

Фиг. 7B - временная диаграмма, иллюстрирующая передачу

последовательных IP-пакетов в течение временных интервалов (для) обработки потока приложения.

Фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая планирование потоков приложений в системе связи.

Фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая планирование соответствующих приложениям потоков, имеющих различные требования качества обслуживания (КО, QoS).

Фиг.10 - схема архитектуры, иллюстрирующая согласованное с алгоритмом планирования определение каждого потока приложения в соответствии с одним вариантом осуществления.

Фиг.11 - таблица идентификации типов классов в соответствии с одним вариантом осуществления.

Фиг.12А - иллюстрация части алгоритма планирования в соответствии с одним вариантом осуществления, включающей в себя инициализацию потока приложения.

Фиг.12В - иллюстрация части алгоритма планирования в соответствии с одним вариантом осуществления, включающей в себя обработку потока приложения в зависимости от типа класса.

Фиг.12С - иллюстрация части алгоритма планирования в соответствии с одним вариантом осуществления, включающей в себя обработку потока приложения для режима I, обработку потока приложения для режима II и обработку потока приложения для режима III.

Фиг.12D - иллюстрация части алгоритма планирования в соответствии с одним вариантом осуществления, включающей в себя обработку потока приложения для режима I.

Фиг.12Е - иллюстрация части алгоритма планирования в соответствии с одним вариантом осуществления, включающей в себя адаптивное взвешивание (определение весов) и основанное на этом планирование.

Фиг. 13 - иллюстрация системы базовой приемопередающей станции (БППС, BTS) для осуществления алгоритма планирования потоков приложений с использованием адаптивного взвешенного алгоритма (алгоритма с адаптивными весами) в системе беспроводной связи.

Фиг. 14 - временная диаграмма, представляющая график максимальных ресурсов для распределения, таких как скорость передачи данных (LMAX), зарезервированные ресурсы (Res(t)) и доступные ресурсы (имеющиеся в наличии) (Avail(t)), в виде функции времени.

Фиг. 15 - временная диаграмма, представляющая график запроса данных, принятого от пользователей в системе, относящейся к типу высокоскоростной передачи пакетных данных, и оценочную (расчетную) емкость, L(t), как функцию времени, для резервирования во время t.

Фиг. 16 - схема информационных потоков, иллюстрирующая планировщик для системы, относящейся к типу высокоскоростной передачи пакетных данных, поддерживающей множество потоков приложений с наличием требований качества обслуживания (КО), в которой потоки планируют согласно применению компенсации, отнесенной к потоку.

Фиг. 17 - схема информационных потоков, иллюстрирующая планировщик для системы, относящейся к типу высокоскоростной передачи пакетных данных, с поддержкой множества потоков приложений с наличием требований качества обслуживания (КО), в которой потоки планируют согласно применению суммарной (групповой) компенсации.

Фиг. 18A-18E - иллюстрация алгоритма управления разрешением на доступ в системе, относящейся к типу высокоскоростной передачи пакетных данных, поддерживающей многие соответствующие приложениям потоки с наличием требований качества обслуживания (КО).

Фиг. 19 - иллюстрация алгоритма приоритетного прерывания обслуживания в системе, относящейся к типу высокоскоростной передачи пакетных данных, поддерживающей множество соответствующих приложениям потоков, имеющих требования к качеству обслуживания (КО).

Фиг. 20 - блок-схема элемента сети доступа (СД, AN) в системе, относящейся к типу высокоскоростной передачи пакетных данных, поддерживающей многие соответствующие приложениям потоки, имеющие требования к качеству обслуживания (КО).

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на систему и устройство распределения ресурсов между множеством абонентов сети связи, которые обслуживаются одиночным узлом связи. В индивидуальные дискретные интервалы передачи, или "интервалы обслуживания" индивидуальные абоненты занимают ограниченный ресурс узла (сети) связи, исключая всех других абонентов. Индивидуальных абонентов, которые занимают ограниченный ресурс, выбирают на основании веса или оценки, связанной с индивидуальными абонентами. Изменения в весе, связанном с индивидуальным абонентом, являются предпочтительно основанными на мгновенной скорости, на которой индивидуальный абонент является способным потреблять ограниченный ресурс.

На Фиг.1 представлена иллюстративная система связи с переменной скоростью передачи. Одна такая система описана в патенте США с порядковым номером №6,574,211, озаглавленном «Method and Apparatus for High Rate Packet Data Transmission» (Способ и устройство высокоскоростной передачи пакетных данных), выданном 03 июня 2003, переданном компании Qualcomm, Inc. и включенном в настоящий документ путем ссылки. Система связи с переменной скоростью передачи данных содержит многие сотовые ячейки 2A-2G. Каждую ячейку 2 обслуживает соответствующая базовая станция 4. Различные удаленные станции 6 рассредоточены по всей системе связи. В иллюстративном варианте осуществления каждая из удаленных станций 6 взаимодействует не более чем с одной базовой станцией 4 по прямой линии связи в любом интервале передачи данных. Например, базовая станция 4А передает данные только на удаленную станцию 6А, базовая станция 4В передает данные только на удаленную станцию 6В, и базовая станция 4С передает данные только на удаленную станцию 6С по прямой линии связи во временном интервале n. Как показано посредством Фиг.1, каждая базовая станция 4 предпочтительно передает данные на одну удаленную станцию 6 в любой данный момент времени. В других вариантах осуществления базовая станция 4 может взаимодействовать более чем с одной удаленной станцией 6 в конкретном интервале передачи данных, исключая все остальные удаленные станции 6, связанные с базовой станцией 4. Кроме того, скорость передачи данных является переменной и в одном варианте осуществления зависит от отношения (C/I) мощности (сигнала на) несущей к уровню помехи, которое измеряет принимающая удаленная станция 6, и от требуемого отношения энергии-на-бит к шуму (Eb/N0). Обратная линия связи от удаленных станций 6 на базовые станции 4 не показана на Фиг. 1 для простоты. В соответствии с вариантом осуществления удаленные станции 6 являются подвижными устройствами с беспроводными приемопередатчиками, управляемыми абонентами службы беспроводной передачи данных. Блок-схема, иллюстрирующая основные подсистемы иллюстративной системы связи с переменной скоростью передачи, показана на Фиг. 2A-2B. Контроллер 10 базовой станции сопряжен с интерфейсом 24 сети пакетной передачи, коммутируемой телефонной сетью 30 общего пользования (КТСОП, PSTN), и всеми базовыми станциями 4 в системе связи (только одна базовая станция 4 показана на Фиг. 2 для простоты). Контроллер 10 базовой станции координирует взаимодействие между удаленными станциями 6 в системе связи и другими пользователями, соединенными с интерфейсом 24 сети пакетной передачи и КТСОП 30. КТСОП 30 сопряжена с пользователями посредством стандартной телефонной сети (не показано на Фиг. 2).

Контроллер 10 базовой станции содержит несколько селекторных элементов 14, хотя для простоты на Фиг. 2A показан только один. Каждый селекторный элемент 14 назначают для управления передачей между одной или несколькими базовыми станциями 4 и одной удаленной станцией 6. Если селекторный элемент 14 не был назначен удаленной станции 6, процессор 16 управления вызовом информируют о необходимости послать сообщение удаленной станции 6. Процессор 16 управления вызовом затем инструктирует базовую станцию 4 послать сообщение удаленной станции 6.

Источник 20 данных содержит некоторое количество данных, которые должны быть переданы на удаленную станцию 6. Источник 20 данных поставляет данные на интерфейс 24 сети пакетной передачи. Интерфейс 24 сети пакетной передачи принимает данные и направляет данные на селекторный элемент 14. Селекторный элемент 14 передает данные на каждую базовую станцию 4 во взаимодействии с удаленной станцией 6. В иллюстративном варианте осуществления каждая базовая станция 4 поддерживает очередь 40 данных, которая хранит данные, которые должны быть переданы на удаленную станцию 6.

Данные передают в виде пакетов данных из очереди 40 данных на канальный элемент 42. В иллюстративном варианте осуществления на прямой линии связи "пакет данных" означает количество данных, которым является максимально 1024 бита, и количество данных, которые должны быть переданы на удаленную станцию-получатель 6 в пределах "(элементарного) временного интервала" (например, ~1,667 мс). Для каждого пакета данных канальный элемент 42 вставляет необходимые управляющие поля. В иллюстративном варианте осуществления канальный элемент 42 кодирует пакет данных и управляющие поля циклическим избыточным кодом (ЦИК, CRC) контроля и вставляет набор битов концевой комбинации кода. Пакет данных, управляющие поля, биты контроля по четности кода CRC и биты концевой комбинации кода составляют форматированный пакет. В иллюстративном варианте осуществления канальный элемент 42 затем кодирует отформатированный пакет и осуществляет перемежение (или переупорядочивает) символов внутри кодируемого пакета. В иллюстративном варианте осуществления пакет с перемежением маскируют с помощью кода Уолша (Walsh) и расширяют с помощью кодов коротких псевдошумовых синфазной (PNI) и квадратурной (PNQ) последовательностей. Расширенные данные подают на радиочастотный (РЧ, RF) блок 44, который осуществляет квадратурное модулирование, фильтрует и усиливает сигнал. Сигнал прямой линии связи передают в эфир через антенну 46 по прямой линии связи 50.

На удаленной станции 6 сигнал прямой линии связи принимают посредством антенны 60 и направляют на приемник в пределах входного каскада 62 (препроцессора). Приемник фильтрует, усиливает, осуществляет квадратурное демодулирование и дискретизирует сигнал. Цифровой сигнал подают на демодулятор (DEMOD) 64, в котором его сужают с помощью кодов коротких PNI и PNQ последовательностей и демаскируют с помощью маскирования Уолша. Демодулированные данные подают на декодер 66, который выполняет инверсию функций обработки сигнала, осуществленных на базовой станции 4, конкретно, обратное перемежение, декодирование, и функции проверки CRC. Декодированные данные подают на приемник 68 данных. Аппаратные средства, как указано выше, поддерживают переменную скорость передачи данных, передачи сообщений, передачи речевых сигналов, видео и другую передачу данных по прямой линии связи. Скорость передачи данных, передаваемых из очереди 40 данных, является изменяемой, чтобы согласовывать изменения в уровне сигнала и режим работы с присутствием шумов на удаленной станции 6. Каждая из удаленных станций 6 предпочтительно передает сигнал управления скоростью передачи данных (УСПД, DRC) на связанную (объединенную) базовую станцию 4 в каждом временном интервале. УСПД относится к механизму управления, посредством которого удаленная станция определяет требуемую скорость данных для прямой линии связи, то есть, скорость передачи данных, чтобы принимать данные на удаленной станции. Удаленная станция посылает требуемую скорость данных в виде запроса скорости передачи данных или команды на базовую станцию посредством сообщения УСПД. Сигнал УСПД поставляет на базовую станцию 4 информацию, которая включает в себя идентичность удаленной станции 6 и скорость, на которой удаленная станция 6 должна принимать данные из связанной с ней очереди данных. Соответственно, схема на удаленной станции 6 измеряет уровень сигнала и оценивает на удаленной станции 6 режим работы в присутствии шумов, чтобы определить подлежащую передаче в сигнале УСПД информацию о скорости.

Сигнал УСПД, передаваемый каждой удаленной станцией 6, проходит через канал 52 обратной линии связи и является принимаемым на базовой станции 4 через антенну 46 и радиочастотный блок 44. В иллюстративном варианте осуществления информацию УСПД демодулируют в канальном элементе 42 и поставляют на планировщик 12A (работы) каналов, размещенный в контроллере 10 базовой станции, или на планировщик 12B каналов, размещенный в базовой станции 4. В первом иллюстративном варианте осуществления планировщик 12B каналов размещен в базовой станции 4. В дополнительном варианте осуществления планировщик 12A каналов размещен в контроллере 10 базовой станции и соединен со всеми селекторными элементами 14 внутри контроллера базовой станции 10. В одном варианте осуществления планировщик 12B каналов принимает из очереди 40 данных информацию, указывающую количество данных, находящихся в очереди для каждой удаленной станции, которое также называют размером очереди. Планировщик 12B каналов затем выполняет планирование на основании информации УСПД и размера очереди для каждой удаленной станции, обслуживаемой базовой станцией 4. Если для алгоритма планирования, используемого в дополнительном варианте осуществления, требуется размер очереди, планировщик 12A каналов может принять информацию о размере очереди из селекторного элемента 14.

Варианты осуществления настоящего изобретения применимы к другим архитектурам аппаратных средств, которые могут поддерживать передачи с переменной скоростью. Настоящее изобретение может быть легко расширено, чтобы охватить передачи с переменной скоростью по обратной линии связи. Например, вместо определения скорости приема данных на базовой станции 4 на основании сигнала УСПД от удаленных станций 6, базовая станция 4 измеряет уровень сигнала, принятого от удаленных станций 6, и оценивает присутствие шумов, чтобы определить скорость для приема данных от удаленной станции 6. Базовая станция 4 затем передает на каждую связанную удаленную станцию 6 скорость, на которой должны передаваться данные по обратной линии связи от удаленной станции 6. Базовая станция 4 затем может планировать передачи по обратной линии связи на основании различных скоростей передачи данных по обратной линии связи способом, подобным описанному в настоящем документе для прямой линии связи.

Также, базовая станция 4 согласно варианту осуществления, обсужденному выше, осуществляет передачу на одну или несколько выбранных станций из удаленных станций 6, исключая остающиеся удаленные станции, связанные с базовой станцией 4, с использованием схемы МДКР. В любой конкретный момент времени базовая станция 4 осуществляет передачи на выбранную, или выбранные удаленные станции 6, используя код, который назначен для принимающей базовой станции(ям) 4. Однако, настоящее изобретение является также применимым к другим системам, использующим различные способы МДВР для обеспечения данных на выбранную базовую станцию(и) 4, исключая остальные базовые станции 4, для оптимального распределения ресурсов передачи.

Планировщик 12 каналов планирует передачи, осуществляемые с переменной скоростью по прямой линии связи. Планировщик 12 каналов принимает размер очереди, который является показателем количества данных для передачи на удаленную станцию 6, и сообщения от удаленных станций 6. Планировщик 12 каналов предпочтительно планирует передачи данных, чтобы достичь цели системы обеспечения максимальной пропускной способности при соответствии ограничению справедливости.

Как показано на Фиг. 1, удаленные станции 6 рассредоточены по всей системе связи и могут находиться во взаимодействии по прямой линии связи ни с одной (нулем) или одной базовой станцией 4. В иллюстративном варианте осуществления планировщик 12 каналов координирует передачи данных по прямой линии связи по всей системе связи. Способ и устройство планирования для высокоскоростной передачи данных описаны подробно в патенте США номер № 6335922, выданном 1 января 2002, переданном правопреемнику настоящего изобретения и включенном в настоящий документ путем ссылки.

В соответствии с вариантом осуществления планировщик 12 каналов осуществлен в вычислительной системе, которая включает в себя процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM) и запоминающее устройство для программ, предназначенное для хранения команд, которые будут выполняться процессором (не показано). Процессор, ОЗУ и запоминающее устройство для программ могут быть выделены для функций планировщика 12 каналов. В других вариантах осуществления процессор, ОЗУ и запоминающее устройство для программ могут быть частью общедоступного вычислительного ресурса для выполнения дополнительных функций на контроллере 10 базовой станции.

На Фиг. 3 показан вариант осуществления алгоритма планирования, который управляет планировщиком 12 каналов, чтобы планировать передачи от базовой станции 4 на удаленные станции 6. Как обсуждено выше, очередь 40 данных является связанной с каждой удаленной станцией 6. Планировщик 12 каналов ставит в соответствие каждой из очередей 40 данных "вес", который вычисляют на этапе 110, для выбора конкретной удаленной станции 6, связанной с базовой станцией 4, чтобы принимать данные в последующем интервале обслуживания. Планировщик 12 каналов выбирает отдельные удаленные станции 6 для приема передач данных в дискретные интервалы обслуживания. На этапе 102 планировщик каналов инициализирует вес для каждой очереди, связанной с базовой станцией 4.

Планировщик 12 каналов повторяет действия для этапов от 104 до 112 в интервалы передачи или интервалы обслуживания. На этапе 104 планировщик 12 каналов определяет, имеются ли какие-либо дополнительные очереди, которые будут добавлены вследствие связывания дополнительной удаленной станции 6 с базовой станцией 4, которое выявлено в предыдущем интервале обслуживания. Планировщик 12 каналов также инициализирует веса, связанные с новыми очередями, на этапе 104. Как обсуждено выше, базовая станция 4 принимает сигнал УСПД от каждой удаленной станции 6, связанной с ней, в строго соблюдаемые интервалы такие, как временные интервалы.

Этот сигнал УСПД также обеспечивает информацию, которую планировщик каналов использует на этапе 106, чтобы определить мгновенную скорость передачи для потребления информации (или приема передаваемых данных) для каждой из удаленных станций, связанных с каждой очередью. Согласно варианту осуществления, сигнал УСПД, переданный от любой удаленной станции 6, указывает, что удаленная станция 6 способна принимать данные на любой скорости из набора эффективных скоростей передачи данных. Планировщик 12 каналов на этапе 108 определяет длительность интервала обслуживания, в течение которого данные должны быть переданы на какую-либо конкретную удаленную станцию 6, на основании связанной с удаленной станцией 6 мгновенной скорости для приема данных (как указано в последнем по времени принятом сигнале УСПД). В соответствии с вариантом осуществления, мгновенная скорость Rj передачи для приема данных определяет на этапе 106 длительность Li интервала обслуживания, связанную с конкретной очередью данных.

Планировщик 12 каналов на этапе 110 выбирает для передачи конкретную очередь данных. Соответственное количество данных, которые должны быть переданы, затем извлекают из очереди 40 данных и затем поставляют на канальный элемент 42 для передачи на удаленную станцию 6, связанную с очередью 40 данных. Как обсуждено ниже, планировщик 12 каналов на этапе 110 выбирает очередь для обеспечения данных, которые передают в последующем интервале обслуживания, используя информацию, включающую в себя каждый вес, связанный с каждой очередью. Вес, связанный с очередью передаваемых данных, затем обновляют на этапе 112.

Специалист в данной области техники оценит, что планировщик 12 каналов может быть осуществлен с использованием различных подходов без выхода за объем настоящего изобретения. Например, планировщик 12 каналов может быть осуществлен с использованием вычислительной системы, включающей в себя процессор, оперативное запоминающее устройство и запоминающее устройство для программ, предназначенное для хранения команд, которые будут выполняться процессором (не показано). В других вариантах осуществления функции планировщика 12 каналов могут быть включены в состав общедоступного вычислительного ресурса, также используемого для исполнения дополнительных функций на базовой станции 4 или контроллере 10 базовой станции. Кроме того, процессор, используемый для исполнения функций планировщика каналов, может быть универсальным микропроцессором, цифровым процессором (ЦПС, DSP) сигналов, программируемым логическим устройством, проблемно-ориентированной интегральной микросхемой (ASIC), или другим устройством, способным выполнять алгоритмы, описанные в настоящем документе, без выхода за объем настоящего изобретения.

Как показано в варианте осуществления по Фиг.1, удаленные станции 6 являются подвижными и способны изменять свои связи с различными базовыми станциями 4. Например, удаленная станция 6F первоначально является принимающей передачи данных от базовой станции 4F. Удаленная станция 6F может затем переместиться из сотовой ячейки базовой станции 4F в сотовую ячейку базовой станции 4G. Удаленная станция 6F затем может начинать передачу сигнала УСПД оповещения на базовую станцию 4G вместо базовой станции 4F. Согласно неприему сигнала УСПД от удаленной станции 6F логика (логический блок) на базовой станции 4F делает вывод, что удаленная станция 6F является отсоединенной и не должна более принимать передачи данных. Очередь данных, связанная с удаленной станцией 6F, затем может передаваться на базовую станцию 4G по наземной линии связи или линии связи РЧ.

Адаптивный взвешенный алгоритм планирования

Дополнительно, существует проблема, когда мультимедийные услуги, или другие услуги, имеющие разнообразие требований к передаче, передают в системе беспроводной связи, в которой называемые "потоками" (описанными дополнительно ниже в документе) передачи данных мультимедийных услуг образуют пульсирующий трафик. Пульсирующий трафик характеризуется несколькими переменными, включая меру пульсаций и среднюю скорость передачи данных. Дополнительно имеется необходимость удовлетворять требованиям качества обслуживания (КО) для каждого из различных потоков в системе. Существующие способы планирования такие, как пропорциональный справедливый (ПС, PF) алгоритм, обычно выбирает поток для обслуживания на основании метрики, задаваемой в виде отношения скорости передачи данных по запросу, называемому запросом данных об «управлении скоростью передачи данных» или "DRC", к пропускной способности, идентифицируемой посредством "T." Такие вычисления могут не гарантировать требуемое КО для всех пользователей. Следовательно, строгие ПС-алгоритмы могут не обеспечивать достаточной сложности, чтобы удовлетворить требования к КО для пользователей, осуществляющих доступ к мультимедийным или другим приложениям. Имеется необходимость в планировщике, способном удовлетворить эти различные требования.

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

В системе ВППД радиоинтерфейс может поддерживать вплоть до четырех параллельных потоков приложений. Первый поток переносит сигнальную информацию, и остальные три могут использоваться, чтобы переносить приложения с различными требованиями качества обслуживания (КО) или другие приложения.

Нижеследующий глоссарий предусмотрен для ясности в понимании одного варианта осуществления, представленного ниже в документе. Нижеследующий глоссарий не следует рассматривать как исчерпывающий. Нижеследующий глоссарий не подразумевает к тому же ограничения настоящего изобретения, а скорее предусмотрен для ясности и понимания по отношению к одному варианту осуществления системы связи, поддерживающей адаптивный взвешенный алгоритм планирования.

ГЛОССАРИЙ

Сеть доступа (СД) - сетевое оборудование, обеспечивающее возможность соединяемости с данными между сетью сотовой связи и сетью с коммутацией пакетов данных (обычно Интернет) и многими терминалами доступа. СД в системе ВППД является эквивалентной базовой станцией в системе сотовой связи.

Терминал доступа (ТД, AT) - устройство, обеспечивающее для пользователя возможность соединяемости с данными. ТД в системе ВППД соответствует подвижной станции в системе сотовой связи. ТД может быть соединен с вычислительным устройством таким, как портативный персональный компьютер, или может быть автономным устройством данных таким, как персональный цифровой ассистент (ПЦА, PDA).

Поток приложения - обозначенный канал передачи из источника на ТД для потока данных заданного приложения. Каждый поток приложения идентифицирован в соответствии с источником, получателем, профилем трафика и профилем качества обслуживания.

Поток данных приложения - передача данных, соответствующая приложению. Большинство потоков данных для приложений имеют обозначенное качество для требований обслуживания.

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

Avail(t): нерезервированная (нераспределенная) полоса частот по прямой линии связи во время t.

Средняя скорость передачи данных (r) - средняя скорость ввода данных в течение некоторого времени для заданного потока приложения.

Средняя задержка (AvgD) - среднее времени задержки для многих пакетов или битов от СД до ТД.

Пульсации (σ) - мера пульсаций или плотности и зависимости во времени для пакетов в потоке приложения.

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

Недостающие пакеты (defpkts) - определяемые для потока k в начале временного интервала n.

Недостающий пакет - пакет, еще не переданный в потоке, и defpkts является конкретно определяемым в виде количества пакетов равных размеров, например, пакетов межоперационной обработки таких, как пакеты по протоколу (MAC) управления доступом к передающей среде, которые оставались в БППС более длительно, чем пороговая величина задержки для потока k.

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

Предельное значение задержки - заданное время, допускаемое для передачи пакета данных от СД на ТД.

Пороговая величина задержки - функция предельного значения задержки или предельного значения флуктуации, и используемая для вычисления defpkts.

Коэффициент (Φ) компенсации задержки - коэффициент компенсации, используемый чтобы компенсировать нарушения задержки.

Коэффициент компенсации УСПД (β) - коэффициент компенсации, учитывающий требования запроса данных, связанные с пользователем потока приложения. Используется, чтобы выполнять постепенное восстановление приложений.

Расширенная пороговая величина флуктуации (dν) - используется для вычисления расширенной функции компенсации флуктуации при обнаружении нарушения флуктуации между двумя последовательными IP-пакетами из потока.

Вес потока (w) - начальное значение веса, применяемое к каждому потоку приложения с использованием адаптивного взвешенного алгоритма планирования.

Адаптивный вес (aw) - адаптивное значение веса.

Прямая линия связи (ПЛС, FL) - беспроводная линия связи передачи данных от СД на ТД.

Головной пакет (HOL) - первый пакет в очереди.

Высокоскоростная передача пакетных данных (ВППД) - услуга передачи данных, осуществляющая передачу пакетных данных на высокой скорости передачи данных. Называется также высокоскоростной передачей данных (HDR) и описывается в стандарте IS-856856, озаглавленном "cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" (Техническое описание радиоинтерфейса высокоскоростных пакетных данных для cdma2000).

Флуктуация (дрожание) - разброс во времени между принимаемыми последовательными пакетами.

Предельное значение (j) флуктуации (Jitter bound(j)) - ограничение на флуктуацию для данного потока приложения.

Коэффициент компенсации флуктуации, расширенный (δ) - коэффициент компенсации, чтобы компенсировать нарушения флуктуации для потока.

Lmax - максимальная скорость, на которой БППС может передавать данные по прямой линии связи (например, 2,4 Мбит/с, мегабит в секунду в сети типа cdma2000 1xEV-DO (Evolution- DataOnly).

L(t) - оценка емкости прямой линии связи для резервирования во время t на основании предыдущих статистик нарушений КО и статистик, относящихся к загрузке сети.

Нормированные недостающие пакеты (ndefpkts) - нормированные недостающие пакеты, вычисленные с использованием недостающих пакетов и требуемой скорости для этого потока.

Нормированные недостающие биты (ndefbits) - нормированные недостающие биты, соответствующие нормированным недостающим пакетам.

Экспертная группа по вопросам движущегося изображения (MPEG) - протокол для передачи мультимедийных материалов.

Ожидающие пакеты, pendk,j[n] - количество ожидающих байтов IP-пакета j из потока k в БППС и КБС (BSC) во временном интервале n.

Пропорциональный справедливый (PF) алгоритм - алгоритм планирования, в котором передачи данных планируют в соответствии с коэффициентом выбора, вычисляемым для каждого ТД 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 и флуктуацию.

Функции (Φ,γ,α,β,δ) компенсации КО и сети - функции компенсации, как используются в адаптивном взвешенном алгоритме планирования.

Группа качества обслуживания (ГКО, QSG) - группа типов приложений, которые имеют сходные требования к КО.

Коэффициент компенсации скорости (α) - коэффициент компенсации, вычисляемый, чтобы компенсировать нарушения скорости.

Скорость обслуживания (R) или требуемая скорость (required_rate) - скорость, запрошенная потоком.

Res(t): резервированная полоса частот во время t по прямой линии связи.

Очередь (Rx) повторной передачи - очередь повторной пер