專利名稱：無線系統(tǒng)中對基于分組的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行上行鏈路安排的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于為數(shù)據(jù)流分配資源的系統(tǒng)，更具體地說，涉及在無線系統(tǒng)中分配傳輸資源的系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)包含其自身資源需求的指示。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)絡(luò)和其它配置中，必須在多個鏈路之中共享如帶寬等有限數(shù)量的資源的情況經(jīng)常出現(xiàn)。具體地說，在無線型網(wǎng)絡(luò)中，若干移動臺可通過無線連接而連接到基站。每個基站可能只具有有限數(shù)量的信道來進行這些連接?，F(xiàn)在，由于許多此類移動裝置不限于利用基本話音數(shù)據(jù)，因此流動的數(shù)據(jù)量會有顯著變化。因此，除話音通信之外，無線裝置可包含實時視頻、電子郵件、基于萬維網(wǎng)的信息等。為了公平地分配可用資源，基站必須針對哪些移動臺可利用這些信道作出某種判斷。
過去大量用于話音數(shù)據(jù)的最簡單配置僅僅是，只要移動臺在連接中，單個信道就專用于單個移動臺。只有指定的移動臺可以使用該信道。根據(jù)初始請求，可以分配不止一個信道，而且這多個信道一直專用于該移動臺，直到連接終止。不共享關(guān)于在移動臺中等待的瞬時數(shù)據(jù)量的信息。
處理該情況的另一種方式是采用輪詢方案，其中，基站輪詢各移動臺，以便得知各移動臺中數(shù)據(jù)隊列的狀況。這使基站可以確定如何在不同的移動臺中共享帶寬資源。因此，當被輪詢時，移動臺可以發(fā)送指示其是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送的響應(yīng)。例如，在全球移動通信系統(tǒng)(GSM)時分多址(TDMA)系統(tǒng)中，在基站從移動臺接收到輪詢響應(yīng)后，給予移動臺n幀的傳輸時機，其中n是在信道中傳輸數(shù)據(jù)塊所需的幀的數(shù)量。因此，在可以作出調(diào)整之前，在輪詢后有多幀的延遲。
遺憾的是，如電視會議之類的實時業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)速率上有不可預(yù)測的波動。因此，調(diào)整資源的過程中的任何延遲可能意味著，到移動臺的鏈路可能不總是在其傳輸隊列中都有數(shù)據(jù)。
由于專用信道指配方案在指定的移動臺上行鏈路隊列為空時不允許任何其它移動臺使用該信道，因此不會使用指配的帶寬，這降低了整體譜效率。這還導(dǎo)致帶寬利用不佳，而且隨著系統(tǒng)中連接的數(shù)量增加會進一步惡化。而且，在高數(shù)據(jù)速率期間，在上行鏈路隊列中等待的實時分組的數(shù)量會增加。由于指配給移動臺的有限帶寬共享，會出現(xiàn)分組擁塞并且越來越多的分組會超過其延遲要求。
雖然從帶寬利用的觀點來看，輪詢方案比專用信道指配方案效率高一些，但是還是浪費了一些帶寬，因為當發(fā)送輪詢響應(yīng)時移動臺不能發(fā)送實際數(shù)據(jù)。輪詢越頻繁，浪費的帶寬也越多。此外，因為當接收和回答輪詢時分組必須等待，所以引入了額外的延遲。因而，該延遲進一步降低了傳輸速度并抵消了輪詢帶來的任何好處。
本發(fā)明還提供一種用于根據(jù)在各移動臺中的隊列中等待的數(shù)據(jù)量來分配資源的方法。
本發(fā)明還提供一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中的多個移動臺和單個基站之間分配帶寬資源的系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中的多個移動臺和單個基站之間分配帶寬資源的方法。
本發(fā)明還提供一種用于發(fā)送關(guān)于隊列中數(shù)據(jù)量的信息、使得可適當分配資源以便最有效率地使用資源的系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種用于發(fā)送關(guān)于在無線網(wǎng)絡(luò)中的移動臺中的隊列中存儲的數(shù)據(jù)量的信息的方法。
簡言之，本發(fā)明是通過使用各數(shù)據(jù)段中的多位來描述該移動臺中隊列大小而實現(xiàn)的。一旦基站中收到該信息，如果需要的話則可分配附加資源。
結(jié)合附圖考慮并參考以下詳細描述，本發(fā)明會變得更好理解，從而容易獲得對本發(fā)明的更完全理解及其許多伴隨的優(yōu)點。
附圖簡述

圖1是說明本系統(tǒng)的配置的示意圖；圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的移動臺的框圖；圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的基站的框圖；圖4是說明確定隊列長度的方法的流程圖；以及圖5是說明利用信息的方法的流程圖。
實施本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在參考附圖，在各個圖中特別是其中的圖1中類似的參考標號指明相同或相應(yīng)的部件。其中，所示的無線系統(tǒng)10包括基站12和移動臺14。如圖中所示，各個移動臺可通過無線連接而連接到基站。由于只允許基站使用一定范圍的頻率，因此對移動臺的可用帶寬有限制。由于這種資源有限，因此必須分配該帶寬以便在最短時間內(nèi)傳送最大的數(shù)據(jù)量。這改善了業(yè)務(wù)質(zhì)量并且為用戶避免了不必要的延遲。
本發(fā)明通過在當前連接到基站的不同移動臺之間分配帶寬來改善先前的方案。為了做到這一點，基站必須得到關(guān)于各個移動臺中的隊列中的數(shù)據(jù)量的信息。先有技術(shù)的系統(tǒng)沒有規(guī)定這類信息要提供給基站，也沒有根據(jù)這類信息實時分配資源。
按照管理設(shè)備的協(xié)議把從移動臺發(fā)送到基站的數(shù)據(jù)安排在塊中。因此，這類塊不僅包含數(shù)據(jù)本身，而且包含標識信息和可用于如差錯檢查之類的其它目的的其它比特。具體地說，在增強通用分組數(shù)據(jù)無線電業(yè)務(wù)系統(tǒng)(EGPRS)中，提供了稱為塊的倒計數(shù)值的四比特字段。在當前方案下，分配給移動臺的帶寬是固定的，而且這四比特指示該移動臺的隊列長度。具體地說，它指示隊列中數(shù)據(jù)塊的數(shù)量，前提條件是該數(shù)量小于16。這提供了對于何時完成當前數(shù)據(jù)傳送的估計。但是，這未以任何方式用于控制可用資源。
在本方案中，這四比特反而提供隊列中數(shù)據(jù)的指示，以便基站可以確定為了以最佳速度傳送數(shù)據(jù)，是否需要附加資源。雖然包含在這四比特中的特定數(shù)據(jù)可具有各種不同的含義，優(yōu)選方案是使值0-8指示隊列中數(shù)據(jù)段的數(shù)量。如果隊列長度小于或等于段速率，則這些值指示隊列長度。此段速率是在建立階段在移動臺和基站之間建立的參數(shù)。如果隊列長度超過段速率，則四比特字段中的值9-15指示為了滿足分組的延遲/速率要求而需要的附加帶寬。
因此，隨著各個分組從移動臺發(fā)送到基站，基站檢查此四比特字段并且注意該移動臺中隊列中的情況。如果需要附加資源，則基站會為該連接分配附加帶寬，以便存儲在隊列中的數(shù)據(jù)可更快地傳送。當然，假定有足夠的可用資源以向該連接增加資源。顯然，在分配這些資源之前，基站必須考慮所有連接的所有請求。由于四比特字段與每個分組一起發(fā)送，因此基站不斷地針對各個移動臺中的情況進行更新。因此，它可以嚴密監(jiān)視情況并且在非常短的時段內(nèi)作出調(diào)整，以便改善其資源利用。此方案比輪詢方案快得多，因為在每個分組中提供信息而不會為輪詢通信浪費帶寬。此外，本方案采用按照當前協(xié)議已經(jīng)存在的四比特字段。只需要規(guī)定基站和移動臺各具有適當?shù)南到y(tǒng)以便添加數(shù)據(jù)和使用數(shù)據(jù)。
圖2表示移動臺14的框圖。雖然所示的移動臺包含若干電路，但是事實上，這些功能也可通過處理器中的軟件執(zhí)行。數(shù)據(jù)發(fā)生器20產(chǎn)生要通過移動臺發(fā)送的數(shù)據(jù)。這可包括在移動臺中用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)的任何常規(guī)裝置，包括產(chǎn)生話音數(shù)據(jù)的傳聲器、產(chǎn)生字母數(shù)字數(shù)據(jù)的鍵盤、產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)的攝像機等。數(shù)據(jù)產(chǎn)生的具體類型對于本發(fā)明的操作不是關(guān)鍵的。但是，不管產(chǎn)生哪種類型的數(shù)據(jù)，都將其發(fā)送到數(shù)據(jù)隊列22以等待其傳輸。隊列長度測量裝置24觀測隊列中的數(shù)據(jù)量并確定隊列長度。將此隊列長度信息發(fā)送到編碼器26，編碼器根據(jù)隊列長度來確定要放置到字段中的四比特代碼。因此，在上述優(yōu)選系統(tǒng)中，如果隊列長度小于段速率，則編碼0到8之間的值，如果隊列長度大于段速率，則編碼9到15之間的值。這些范圍中任一范圍中的確切值取決于隊列長度。僅僅通過改變編碼方案，可容易地采用其它編碼方案。因此，如果選擇的話，可以僅使用隊列長度值或者僅使用附加帶寬的值。也可采用其它值，只要它們以某種方式與隊列長度相關(guān)并且可在基站中用來恰當?shù)胤峙鋷?。顯然，某些編碼方案提供更好的信息并實現(xiàn)更恰當?shù)馁Y源分配。
一旦產(chǎn)生了四比特代碼，就在組合器28中將其添加到數(shù)據(jù)塊中。因此，只有當代碼到達隊列中的行的前面時，才將其添加到數(shù)據(jù)塊，以便可給出關(guān)于隊列長度的最新信息?；蛘撸敂?shù)據(jù)塊進入隊列時，可根據(jù)隊列長度添加該代碼，但是該信息會稍微過時。在此備選方案中，隨著數(shù)據(jù)進入隊列，組合器會進行組合。在任一情況下，當分組準備發(fā)送時，將其發(fā)送到發(fā)射機30，以便通過天線32連接到基站。
如圖3所示，基站12包含天線34和接收從天線32發(fā)送的分組的接收機36。當然，此天線和接收機同時與多個移動臺通信。但是，為了簡化說明，假定在同一時間只連接了單個移動臺。接收機36將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到信號處理器38，以便進一步處理數(shù)據(jù)并且最后將數(shù)據(jù)連接到輸出線路40。但是，解碼器42查看數(shù)據(jù)信號并且確定表示隊列長度信息的四比特字段中的代碼。然后，解碼器將相關(guān)移動臺的隊列長度信息提供給資源控制器44。資源控制器確定相關(guān)移動臺中的數(shù)據(jù)隊列中的情況并且確定是否要為該移動臺分配附加資源以及是否有可用資源。顯然，考慮到可用資源，控制器必須對各個移動臺的需要排出優(yōu)先順序并以最有效方式分配資源。然后，此控制器確定各移動臺可用的各種帶寬資源并控制接收機對此進行安排。關(guān)于如何根據(jù)此信息分配資源的實際判定過程可改變。除了各移動臺中的數(shù)據(jù)量之外，還可考慮信息的重要性、時間敏感性、特定用戶的重要性或者其它因素。但是，分配應(yīng)該是為了給盡量多的移動臺提供最佳業(yè)務(wù)質(zhì)量。但是，作出此選擇的簡單方式僅僅是對具有最長隊列的臺分配最多資源，而不降低已經(jīng)保證的段速率。正如移動臺中一樣，為基站指示的各種電路實際上可以是硬連線裝置或者可以是編程的處理器功能。
在優(yōu)選系統(tǒng)中，實時數(shù)據(jù)分組被分成數(shù)據(jù)段以便傳輸。在分組蜂窩系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)段對應(yīng)于無線鏈路控制/媒體接入控制(RLC/MAC)塊，為第2層數(shù)據(jù)塊。當給予時機時，每個數(shù)據(jù)段分別通過傳輸媒體傳輸。傳輸時機定義為用于在傳輸媒體上傳送數(shù)據(jù)段的任何方法。例如，在時分多址系統(tǒng)(TDMA)中，傳輸時機是時隙，在寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)中，傳輸時機是在無線電幀中采用獨特的WALSH碼。使用不同的WALSH碼的多個用戶共享無線電幀?；緦?shù)據(jù)分組進行安排并且為當前用戶業(yè)務(wù)組織傳輸時機。本發(fā)明提出一種有助于在基站中安排的模型，以便在上行方向上對所有用戶提供最佳服務(wù)。在上行鏈路中在各塊中發(fā)送業(yè)務(wù)信息。通過在塊的一個字段中包含該信息，提供實時信息以實現(xiàn)更好的安排。
雖然本方案已按照移動臺和基站之間的無線連接來描述，它還可應(yīng)用于通過電線、光纜等進行連接的其它系統(tǒng)。唯一要求是，隊列長度信息可與數(shù)據(jù)塊一起發(fā)送并且可根據(jù)此數(shù)據(jù)分配資源。
本系統(tǒng)的操作方法見于圖4和圖5的流程圖。圖4是關(guān)于在移動臺中確定隊列長度和編碼四比特字段的方法。在步驟100中確定數(shù)據(jù)隊列長度。在步驟102中將所確定的長度轉(zhuǎn)換為與隊列長度有關(guān)的四比特代碼。在步驟104中把該代碼插入數(shù)據(jù)分組中。然后，在步驟106發(fā)送分組。
圖5表示在基站中利用此信息的方法。在步驟110，收到來自特定移動臺的信號。在步驟112轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)。在步驟114，解碼器接收編碼的四比特字段并對其解碼。在步驟116，資源控制器接收解碼信息并確定隊列長度。在步驟118中根據(jù)此信息分配資源。
按照以上論述，本發(fā)明的大量其它修改和變化是可行的。因此，應(yīng)當理解，在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明的實施可不限于本文的具體描述。
權(quán)利要求
1.一種在從第一網(wǎng)元到第二網(wǎng)元的傳輸中控制通信資源的方法，其中所述通信資源由控制器來分配，所述方法包括監(jiān)測所述第一網(wǎng)元中對通信資源的進一步需要的指示；將所述指示從所述第一網(wǎng)元發(fā)送到所述控制器；根據(jù)這個指示，控制所述第一網(wǎng)元和所述第二網(wǎng)元之間的所述通信資源。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一網(wǎng)元經(jīng)由所述第二網(wǎng)元連接到所述控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示包含關(guān)于所述第一網(wǎng)元的發(fā)送緩沖器的信息。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述指示包含關(guān)于所述第一網(wǎng)元需要的附加資源的信息。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述指示包含量化方案，其值對應(yīng)于預(yù)定義的資源量。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述指示包含關(guān)于所述第一網(wǎng)元的發(fā)送緩沖器的信息。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一網(wǎng)元是無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動臺并且所述第二網(wǎng)元是無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站。
8.一種用于控制網(wǎng)絡(luò)中的通信資源的系統(tǒng)，它包括多個第一站；通過多個通信鏈路連接到所述多個第一站的第二站；控制所述鏈路之中所述通信資源的分配的控制器；以及根據(jù)從所述第一站發(fā)出的指示需要通信資源的信息執(zhí)行所述分配。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器是所述基站的一部分。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一站是無線網(wǎng)絡(luò)中的移動臺。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個第一站中的每一個均包含數(shù)據(jù)發(fā)生器；數(shù)據(jù)隊列；編碼器，用于產(chǎn)生表示所述數(shù)據(jù)隊列長度的代碼；發(fā)射機，用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)連同作為字段包含于其中的所述代碼；
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基站包括用于接收傳輸和產(chǎn)生數(shù)據(jù)的接收機；用于對所述數(shù)據(jù)的字段進行解碼并且產(chǎn)生相關(guān)的第一站中數(shù)據(jù)隊列的指示的解碼器；其中所述控制器從所述解碼器接收所述信息，并且根據(jù)該信息來分配通信資源。
13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，為每個發(fā)送的數(shù)據(jù)塊提供所述指示。
全文摘要
一種用于在各個無線連接到基站的移動臺之中分配帶寬資源的系統(tǒng)。確定各移動臺中的數(shù)據(jù)隊列長度，并且將有關(guān)長度的信息放入輸出數(shù)據(jù)分組的字段中。當基站收到該信息時，對該字段解碼并且使用隊列長度信息在各移動臺連接之中分配帶寬資源。這實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)隊列長度的非?？斓捻憫?yīng)，因此也提供了更好的服務(wù)。
文檔編號H04L12/56GK1484928SQ01821722
公開日2004年3月24日 申請日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月7日
發(fā)明者G·奈姆, N·卡卡尼, L·霍維寧, C·克蘭頓, G 奈姆, 級 申請人:諾基亞有限公司