專(zhuān)利名稱(chēng)：用于動(dòng)態(tài)帶寬分配的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及通信系統(tǒng)和方法，尤其涉及一種在多個(gè)通信源之間對(duì)通信帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)(自適應(yīng))帶寬分配的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，通常使用通信陣列、網(wǎng)絡(luò)中心(hub)或基站而在物理分離并使用了通信設(shè)備的通信源或節(jié)點(diǎn)之間提供諸如空中鏈路這樣的通信裝置，其中所述通信源可以進(jìn)行語(yǔ)音或數(shù)據(jù)通信。為了進(jìn)行通信，這種通信源會(huì)交換信息。為了交換信息，在這些通信源之間共享空中鏈路帶寬。通信系統(tǒng)必須對(duì)在這些通信源之間往返交換的帶寬信息進(jìn)行精確及周期性的處理。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在多個(gè)遠(yuǎn)端站或遠(yuǎn)程單元以及一個(gè)或多個(gè)基站之間提供雙向通信。所述遠(yuǎn)端站可以是固定的，也可以是便攜的?；痉?wù)于遠(yuǎn)端站。這種無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)根據(jù)需要而在遠(yuǎn)程單元與基站之間提供通信信道，由此將遠(yuǎn)程單元以通信方式連接到基站。
一組使用多址接入方案的常規(guī)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)使用時(shí)間段或時(shí)間突發(fā)來(lái)提供帶寬，以供諸如時(shí)分多址(TDMA)這類(lèi)通信系統(tǒng)使用，其中所述時(shí)間段或時(shí)間突發(fā)通常構(gòu)成了具有多個(gè)突發(fā)周期的幀。這種時(shí)間段可用于控制用途、信息傳送(例如數(shù)據(jù)凈荷)或是它們的組合。根據(jù)相對(duì)于特定遠(yuǎn)程單元或基站所進(jìn)行的時(shí)間段分配，在所述幀的時(shí)間段中，信息通常發(fā)送到一個(gè)特定的遠(yuǎn)程單元或是基站。遠(yuǎn)程單元可以使用雙工方案來(lái)與基站進(jìn)行通信，所述雙工方案考慮到了兩個(gè)連接方向上的信息交換。從基站到遠(yuǎn)程單元的傳輸對(duì)應(yīng)于下行鏈路或前向傳輸。從遠(yuǎn)程單元到基站的傳輸對(duì)應(yīng)于上行鏈路或反向傳輸。舉例來(lái)說(shuō)，這種無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)可以使用時(shí)分雙工(TDD)方法而在基站與遠(yuǎn)程單元之間交換信息。所述TDD雙工方案在本領(lǐng)域是眾所周知的。這種TDD系統(tǒng)中的信道包括一個(gè)幀序列。每個(gè)幀都被時(shí)分為用于上行鏈路及下行鏈路傳輸?shù)闹貜?fù)時(shí)間間隔或時(shí)間段。
通常，對(duì)于提供多種不同寬帶業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)而言，帶寬需求有可能因?yàn)檫@些業(yè)務(wù)而發(fā)生顯著變化。這種變化很大的帶寬需求有可能會(huì)在通信源和/或系統(tǒng)鏈路之間導(dǎo)致非對(duì)稱(chēng)的帶寬需求，其中所述系統(tǒng)鏈路即為前向和反向鏈路。典型的現(xiàn)有技術(shù)TDD方案的實(shí)施是在前向和反向鏈路中提供相等帶寬。然而，這種相等帶寬分配通常并不適應(yīng)于這種非對(duì)稱(chēng)的帶寬需求。
現(xiàn)有解決方案嘗試通過(guò)實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱(chēng)空中鏈路來(lái)適應(yīng)于非對(duì)稱(chēng)帶寬要求。舉例來(lái)說(shuō)，以上引用的專(zhuān)利申請(qǐng)“SYSTEM ANDMETHOD FOR BROADBAND MILLIMETER WAVE DATACOMMUNICATION”教導(dǎo)了使用自適應(yīng)時(shí)分雙工(ATDD)和/或多級(jí)調(diào)制來(lái)動(dòng)態(tài)提供非對(duì)稱(chēng)空中鏈路的系統(tǒng)和方法。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)使用ATDD來(lái)處理上行鏈路和下行鏈路帶寬需要的動(dòng)態(tài)帶寬分配方案中，有可能即時(shí)或基于統(tǒng)計(jì)平均需求這樣的時(shí)間平均值來(lái)對(duì)所有這些帶寬需求進(jìn)行分析。然而，寬帶網(wǎng)絡(luò)提供寬帶業(yè)務(wù)所必需的上行鏈路和下行鏈路帶寬需要是不可預(yù)知的，并且這種需要有可能會(huì)快速變化。因此，為了從通信源的帶寬信息中追蹤及確定實(shí)際帶寬需求，需要對(duì)帶寬信息進(jìn)行精確計(jì)算，而所述精確計(jì)算的欠缺已經(jīng)對(duì)動(dòng)態(tài)帶寬分配構(gòu)成了障礙。
因此，需要有一種可以在通信系統(tǒng)中高效及動(dòng)態(tài)分配帶寬的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
這些及其他目標(biāo)、特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是由一種系統(tǒng)和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述系統(tǒng)和方法提供了一種動(dòng)態(tài)共享通信帶寬的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法適合于在通信系統(tǒng)中有效和動(dòng)態(tài)地分配帶寬。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，在與通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部至少一個(gè)公共通信源進(jìn)行通信時(shí)，通信帶寬是在多個(gè)通信源之間的通信鏈路上動(dòng)態(tài)分配的。優(yōu)選地，公共通信源向多個(gè)通信源提供點(diǎn)到多點(diǎn)的信息傳遞。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一個(gè)調(diào)度器，所述調(diào)度器能夠使用一種動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法來(lái)對(duì)諸如來(lái)源于多個(gè)通信源與公共通信源之間傳輸?shù)膸捓眯畔⑦M(jìn)行處理。盡管本發(fā)明也可結(jié)合單個(gè)通信鏈路和/或非突發(fā)業(yè)務(wù)信源來(lái)使用，但是，在被用于具有多個(gè)通信源的通信系統(tǒng)，其中多個(gè)通信源中的每一個(gè)通信源服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信源時(shí)，本發(fā)明是特別有利的。
所述通信系統(tǒng)優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)通信陣列或網(wǎng)絡(luò)中心，這些設(shè)備處于中心位置，以便在多個(gè)物理分離的基于處理器的系統(tǒng)、遠(yuǎn)程單元、使用一個(gè)通信設(shè)備來(lái)進(jìn)行諸如語(yǔ)音通信的其他通信源或是節(jié)點(diǎn)之間提供一條空中鏈路。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心和遠(yuǎn)程單元優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)控制器。本優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器使用控制器或其他信息搜集、分析和/或編輯設(shè)備來(lái)追蹤及處理帶寬利用信息，由此在一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心與多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的某些遠(yuǎn)程單元之間動(dòng)態(tài)共享空中鏈路帶寬。優(yōu)選地，調(diào)度器對(duì)“前向”(FWD)或下行鏈路以及“反向”(REV)或上行鏈路上的空中鏈路通信量進(jìn)行追蹤，從而準(zhǔn)確地為多個(gè)遠(yuǎn)程單元確定空中鏈路帶寬要求/請(qǐng)求。
在一個(gè)符合本發(fā)明的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法中，調(diào)度器使用了對(duì)應(yīng)于多個(gè)通信源的一個(gè)或多個(gè)控制器來(lái)處理帶寬信息。優(yōu)選地，DBA方法同時(shí)在通信量的兩個(gè)傳遞方向上動(dòng)態(tài)分配空中鏈路帶寬。根據(jù)一個(gè)非常優(yōu)選的實(shí)施例，使用了關(guān)聯(lián)于每個(gè)通信源的隊(duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)來(lái)為通信源推導(dǎo)一個(gè)精確帶寬要求/請(qǐng)求。當(dāng)然，如果理想的話(huà)，也可以使用其他帶寬要求/請(qǐng)求指示來(lái)替換上述隊(duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)或是與之結(jié)合。舉例來(lái)說(shuō)，可以使用特定時(shí)刻/周日這樣的歷史數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)帶寬需要。同樣，可以通過(guò)對(duì)凈荷數(shù)據(jù)和/或供應(yīng)或接收凈荷數(shù)據(jù)的特定系統(tǒng)進(jìn)行分析來(lái)預(yù)測(cè)帶寬要求。
在符合本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法中，調(diào)度器制定非冗余帶寬請(qǐng)求。舉例來(lái)說(shuō)，在優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)請(qǐng)求-許可(request-grant)循環(huán)中，隊(duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)與帶寬利用信息結(jié)合使用，以便把空中鏈路帶寬動(dòng)態(tài)分配到多個(gè)遠(yuǎn)程單元。帶寬利用信息可以包括帶寬通信參數(shù)，例如帶寬請(qǐng)求、帶寬許可、信源(traffic source)隊(duì)列長(zhǎng)度、在遠(yuǎn)程單元聚集地信源所產(chǎn)生的信息或數(shù)據(jù)、在諸如一幀這樣的預(yù)定時(shí)段期間在遠(yuǎn)程單元的一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙發(fā)送的信息或數(shù)據(jù)，和/或作為請(qǐng)求與許可帶寬之間差值的請(qǐng)求-許可不足量(shortfall)。
優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器追蹤并處理諸如前述隊(duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和/或帶寬利用信息這樣的要求/請(qǐng)求消息，由此向預(yù)定帶寬許可(分配)中補(bǔ)充一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程單元的當(dāng)前帶寬請(qǐng)求。優(yōu)選地，任何延遲帶寬許可都從關(guān)聯(lián)于一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程單元的新的帶寬請(qǐng)求中分離。這個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在那些仍處于隊(duì)列中(例如由于任何擁塞)的比特以及那些僅僅等待其待定傳輸帶寬許可的比特之間進(jìn)行區(qū)分。然后可以使用預(yù)定帶寬許可來(lái)為經(jīng)由空中鏈路的數(shù)據(jù)通信確定一個(gè)新的傳輸時(shí)間表(schedule)，所述時(shí)間表可以發(fā)送到執(zhí)行傳輸時(shí)間表的遠(yuǎn)程單元和/或其他系統(tǒng)。最后，本優(yōu)選實(shí)施例在網(wǎng)絡(luò)中心以及遠(yuǎn)程單元復(fù)位系統(tǒng)狀態(tài)，由此反映新傳輸時(shí)間表的實(shí)施，并且所述請(qǐng)求-許可循環(huán)將會(huì)重復(fù)。
為了從新帶寬請(qǐng)求中分離出任何延遲帶寬許可，本優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器將會(huì)確定新字節(jié)的數(shù)目或是其他信息量(例如那些在先前帶寬許可之后的隊(duì)列中到達(dá)的字節(jié))。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)當(dāng)前幀的隊(duì)列長(zhǎng)度相對(duì)于先前幀的隊(duì)列長(zhǎng)度所發(fā)生的任何變化，調(diào)度器可以確定為每個(gè)遠(yuǎn)程單元所生成的新字節(jié)數(shù)目。在這樣一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)遠(yuǎn)程單元而言，調(diào)度器可以在當(dāng)前幀內(nèi)把新字節(jié)數(shù)目添加到遠(yuǎn)程單元發(fā)送的字節(jié)數(shù)目中，由此計(jì)算當(dāng)前幀內(nèi)為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的新字節(jié)數(shù)目。要想為每個(gè)遠(yuǎn)程單元計(jì)算適量的請(qǐng)求-許可不足量比特，可以對(duì)請(qǐng)求帶寬以及許可帶寬進(jìn)行比較，其中所述許可是在先前幀的末端出現(xiàn)的。請(qǐng)求帶寬與許可帶寬之間的差值確定了適量的請(qǐng)求-許可不足量。為了給每個(gè)遠(yuǎn)程單元制定下一個(gè)帶寬請(qǐng)求，所生成的新字節(jié)數(shù)目可以添加到與遠(yuǎn)程單元相對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求-許可不足量的數(shù)量中，其中所述帶寬請(qǐng)求是根據(jù)當(dāng)前幀末端的帶寬信息來(lái)確定的。因此，可以動(dòng)態(tài)修改上行鏈路或下行鏈路帶寬分配，以便在多次未曾許可特定數(shù)據(jù)的帶寬請(qǐng)求/要求的情況下適應(yīng)于空中鏈路帶寬內(nèi)部多個(gè)遠(yuǎn)程單元的上行鏈路或下行鏈路帶寬需求。
優(yōu)選的DBA方法提供了實(shí)際并不包含冗余帶寬請(qǐng)求的預(yù)期動(dòng)態(tài)帶寬分配。舉例來(lái)說(shuō)，在使用一個(gè)或多個(gè)以時(shí)分雙工(TDD)模式進(jìn)行操作的射頻載波的點(diǎn)到多點(diǎn)的寬帶通信系統(tǒng)中，對(duì)于關(guān)聯(lián)于一個(gè)載波的多個(gè)遠(yuǎn)程單元或用戶(hù)終端而言，對(duì)其進(jìn)行的帶寬分配可以隨著帶寬需要的改變而被動(dòng)態(tài)調(diào)整。在用戶(hù)具有突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情況下，本發(fā)明是非常有用的。本發(fā)明考慮到了動(dòng)態(tài)帶寬分配，其中，響應(yīng)于動(dòng)態(tài)變化的業(yè)務(wù)不對(duì)稱(chēng)性，TDD邊界自適應(yīng)地做出反應(yīng)。這使得本發(fā)明能為下行鏈路傳輸動(dòng)態(tài)分配一個(gè)幀的第一數(shù)量和/或大小的時(shí)間段，并為上行線(xiàn)路傳輸配置所述幀的第二數(shù)量和/或大小的時(shí)間段。作為選擇，可以為一個(gè)鏈路方向上的傳輸分配一個(gè)幀的第一數(shù)量的時(shí)間段，并為另一個(gè)鏈路方向上的傳輸分配所述幀的剩余時(shí)間段。優(yōu)選的DBA方法通常包括兩個(gè)階段來(lái)制定帶寬請(qǐng)求，即初始階段和追蹤階段。
在優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)度器執(zhí)行集中式處理來(lái)制定帶寬請(qǐng)求決定并在與一個(gè)公共通信源進(jìn)行通信的多個(gè)通信源之間分配空中鏈路帶寬。在優(yōu)選的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的一個(gè)替換實(shí)施例中，調(diào)度器執(zhí)行分布式處理來(lái)制定帶寬請(qǐng)求決定，并且在與一個(gè)公共通信源進(jìn)行通信的多個(gè)通信源之間動(dòng)態(tài)分配空中鏈路帶寬。
在本發(fā)明的一個(gè)替換的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法中，調(diào)度器設(shè)定一個(gè)等同于原始隊(duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的新帶寬請(qǐng)求，由此把上行鏈路或下行鏈路帶寬動(dòng)態(tài)分配到那些共享一個(gè)空中鏈路帶寬的遠(yuǎn)程單元，同時(shí)每個(gè)遠(yuǎn)程單元獨(dú)立服務(wù)于多個(gè)突發(fā)性數(shù)據(jù)的信源。
為了更好理解隨后進(jìn)行的本發(fā)明的詳細(xì)描述，上文較為概括地描述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。下文中將對(duì)本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行描述，所述特征和優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成了本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，很容易以所公開(kāi)的概念和特定實(shí)施例為基礎(chǔ)而對(duì)其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改或設(shè)計(jì)，以便實(shí)現(xiàn)相同的發(fā)明目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)該了解，這種等價(jià)結(jié)構(gòu)并未脫離附加權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。結(jié)構(gòu)和操作方法這類(lèi)被認(rèn)為是本發(fā)明特征的新穎性特征以及其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖所進(jìn)行的描述中得到更好理解。然而應(yīng)該明確了解的是，提供每個(gè)附圖僅僅是為了進(jìn)行描述和舉例說(shuō)明，并不是對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限定。


為了更為全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖來(lái)對(duì)以下描述進(jìn)行參考，其中圖1描述了在時(shí)分雙工突發(fā)周期中，由本發(fā)明在一個(gè)幀內(nèi)所傳遞的一個(gè)信號(hào)組成成分的實(shí)施例；圖2A顯示了在時(shí)分雙工多址接入突發(fā)周期中的相鄰幀內(nèi)，由符合本發(fā)明的優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法所傳遞的信號(hào)組成成分的一個(gè)實(shí)施例；圖2B顯示了根據(jù)本發(fā)明而從圖2A的相鄰幀中制定的帶寬請(qǐng)求組成成分的一個(gè)實(shí)施例；圖3是調(diào)度器與使用符合本發(fā)明的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法來(lái)進(jìn)行管理的通信網(wǎng)絡(luò)之間概念關(guān)系的功能性描述；圖4A顯示了一個(gè)用于制定帶寬請(qǐng)求并在多個(gè)通信源之間動(dòng)態(tài)分配空中鏈路帶寬的優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖4B顯示了一個(gè)用于制定帶寬請(qǐng)求并在多個(gè)通信源之中動(dòng)態(tài)分配空中鏈路帶寬的優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的替換實(shí)施例的流程圖；圖5描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的基于處理器的系統(tǒng)的相互連接；圖6是圖5所述集中式通信陣列或網(wǎng)絡(luò)中心的方框圖；以及圖7是圖5所述遠(yuǎn)程單元的一個(gè)方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1描述了在一個(gè)時(shí)分雙工突發(fā)周期中，由本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在幀100內(nèi)傳遞的信號(hào)的組成成分的一個(gè)實(shí)施例。在一種“基于幀”的方法中，幀100包括第一時(shí)間段110和第二時(shí)間段120。第一時(shí)間段110優(yōu)選包括用于前向鏈路數(shù)據(jù)通信的第一組時(shí)隙或突發(fā)周期。同樣，第二時(shí)間段120優(yōu)選包括用于反向鏈路數(shù)據(jù)通信的第二組時(shí)隙或突發(fā)周期。應(yīng)該理解的是，圖1顯示的時(shí)間段分配只是示范性的，本發(fā)明的范圍不應(yīng)局限于時(shí)間段110和120的所述分配或是所示上行鏈路和下行鏈路的分配。舉例來(lái)說(shuō)，特定時(shí)間段與特定鏈路方向的關(guān)聯(lián)并不存在限制。另外，分配到相應(yīng)的第一和第二時(shí)間段110、120的第一和第二組時(shí)隙中的多個(gè)時(shí)隙可以變化，而不脫離本發(fā)明的范圍。同樣，幀100的多個(gè)時(shí)間段110、120可以改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明在幀100中傳遞的數(shù)據(jù)量或信息量可以包括但不局限于數(shù)據(jù)或信息的比特或字節(jié)。另外，在幀100中實(shí)施的數(shù)據(jù)通信可以包括諸如ATM或以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分組這類(lèi)特定協(xié)議的數(shù)據(jù)分組和/或帶內(nèi)信令信息。
符合本發(fā)明的優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法是把時(shí)隙自適應(yīng)并動(dòng)態(tài)地分配到時(shí)間段110、120，或者與之相反，所述方法響應(yīng)于通信空中鏈路或信道內(nèi)部不斷變化的帶寬需要而對(duì)時(shí)間段110與120之間的帶寬進(jìn)行調(diào)整。較為優(yōu)選的是，優(yōu)選DBA方法基于下行鏈路傳輸需要而將第一組時(shí)隙動(dòng)態(tài)分配到幀100的第一時(shí)間段110，并且?guī)?00的第二時(shí)間段120基于上行線(xiàn)路傳輸需要而被動(dòng)態(tài)配置成包含第二組時(shí)隙。
圖2A顯示了在一個(gè)示范性時(shí)分雙工(TDD)多址接入突發(fā)周期中，由優(yōu)選DBA方法在相鄰幀內(nèi)傳遞的一個(gè)信號(hào)的組成成分的一個(gè)實(shí)施例，其中包括一個(gè)當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a以及一個(gè)先前幀F(xiàn)RAME(N-1)110b。當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a包括用于下行鏈路傳輸?shù)牡谝粫r(shí)間段110a以及用于上行鏈路傳輸?shù)牡诙r(shí)間段120a。同樣，先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b包括用于下行鏈路傳輸?shù)牡谝粫r(shí)間段110b以及用于上行鏈路傳輸?shù)牡诙r(shí)間段120b。第一時(shí)間段110a、110b、120a以及120b包含多個(gè)時(shí)隙，其中每個(gè)時(shí)隙都用于數(shù)據(jù)或信息傳遞。
第一幀邊界230a表示當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a的結(jié)束并且可以將當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a與下一幀(未示出)分離。同樣，第二幀邊界230b指示當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a開(kāi)始以及先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b結(jié)束。應(yīng)該了解的是，盡管并未圖示，但是幀邊界可以補(bǔ)充適量時(shí)間作為本領(lǐng)域公知的保護(hù)間隔。同樣，如果需要的話(huà)，前向和反向鏈路時(shí)隙之間的邊界可以包含適量時(shí)間，以便提供一個(gè)保護(hù)間隔。
如圖2A所示，優(yōu)選的DBA方法使用了與當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a以及先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b相關(guān)聯(lián)的有效帶寬信息。與當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a相對(duì)應(yīng)的有效帶寬信息可以包括帶寬請(qǐng)求BR(N)240a，帶寬許可BG(N+5)250a，信宿隊(duì)列長(zhǎng)度QUEUE(N)260a，聚集在遠(yuǎn)程單元上的信宿所產(chǎn)生的多個(gè)比特GEN(N)270a，在當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a之中的遠(yuǎn)程單元的一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙上發(fā)送的多個(gè)比特TX(N)280a，和/或作為請(qǐng)求與許可之間差值的請(qǐng)求-許可不足量SF(N)290a。同樣，與先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b相對(duì)應(yīng)的有效帶寬信息可以包括帶寬請(qǐng)求BR(N-1)240b，帶寬許可BG(N+4)250b，信宿隊(duì)列長(zhǎng)度QUEUE(N-1)260b，聚集在遠(yuǎn)程單元上的信源所產(chǎn)生的多個(gè)比特GEN(N-1)270b，在先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b之中的遠(yuǎn)程單元的一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙中發(fā)送的多個(gè)比特TX(N-1)280b，和/或一個(gè)請(qǐng)求-許可不足量SF(N-1)290b。圖2B顯示了依照與本發(fā)明一致的優(yōu)選DBA方法而從那些與圖2A的當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a以及先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b相鄰的幀中制定的帶寬請(qǐng)求信號(hào)240a的成分的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
圖2B中顯示了本發(fā)明所傳遞的示范性信號(hào)成分294。示范性信號(hào)成分294一般包括多個(gè)時(shí)分雙工(TDD)的多址接入突發(fā)周期，以便描述本發(fā)明的優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法。在優(yōu)選DBA方法中使用一個(gè)超幀296來(lái)將上行鏈路或下行鏈路帶寬動(dòng)態(tài)分配到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程單元，從而有效地共享一個(gè)空中鏈路，由此服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源，其中所述超幀顯示為包含四個(gè)TDD幀。超幀296與一個(gè)有限通信延遲相對(duì)應(yīng)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，超幀296的預(yù)定長(zhǎng)度是四個(gè)幀，所述超幀始于第一幀邊界230a并且結(jié)束于超幀邊界298。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可以恰當(dāng)?shù)剡x擇超幀296的長(zhǎng)度，舉例來(lái)說(shuō)，超幀296可以包括一個(gè)或多個(gè)幀長(zhǎng)。
圖3功能性描述了所追蹤通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)300與調(diào)度器310之間的概念關(guān)系。此外，圖3在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中描述了調(diào)度器310的監(jiān)視特性，從而在通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)300內(nèi)部提供一種通用的動(dòng)態(tài)帶寬分配解決方案，而不必考慮所述系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)的特定結(jié)構(gòu)和協(xié)議。所述實(shí)施例的通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)300包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心(hub)320以及遠(yuǎn)程單元(RU)330a～330f。網(wǎng)絡(luò)中心320優(yōu)選包括一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心控制器340。優(yōu)選地，每個(gè)遠(yuǎn)程單元330a～330f分別包括一個(gè)相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制器350a～350f。每個(gè)遠(yuǎn)程單元330a～330f通常服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源。
一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器310使用網(wǎng)絡(luò)中心控制器340以及遠(yuǎn)程控制器350a到350f來(lái)對(duì)帶寬信息進(jìn)行追蹤和處理，以便在網(wǎng)絡(luò)中心320與遠(yuǎn)程單元330a～330f之間進(jìn)行通信。因此，調(diào)度器310可以作為控制器340和/或遠(yuǎn)程控制器350a上的可操作指令集而加以實(shí)施。當(dāng)然，如果需要的話(huà)，可以在與網(wǎng)絡(luò)300耦合的多個(gè)基于處理器的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)調(diào)度器310，無(wú)論所述基于處理器的系統(tǒng)是通用還是專(zhuān)用的。調(diào)度器310優(yōu)選在“前向”(FWD)或下行鏈路370a～370f和/或“反向”(REV)或上行鏈路380a～380f上追蹤空中鏈路360a～360f(或其某個(gè)子集)的通信量，以便精確判定遠(yuǎn)程單元330a到330f的空中鏈路帶寬需要，其中根據(jù)本發(fā)明的調(diào)度是為所述遠(yuǎn)程單元提供的。
遠(yuǎn)程單元(RU)330a～330f通常對(duì)應(yīng)于那些物理分離并基于處理器的系統(tǒng)，也可對(duì)應(yīng)于受到調(diào)度器310追蹤并使用一個(gè)通信設(shè)備來(lái)進(jìn)行諸如語(yǔ)音通信的其他通信源或節(jié)點(diǎn)。追蹤器310優(yōu)選執(zhí)行一種符合本發(fā)明的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例不僅執(zhí)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，而且提供了一種動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)和方法具有超越現(xiàn)有帶寬分配系統(tǒng)的改進(jìn)效能。
所述動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)系統(tǒng)和方法在一個(gè)通信鏈路內(nèi)部動(dòng)態(tài)共享通信帶寬。在和至少一個(gè)與通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)300內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)中心320相對(duì)應(yīng)的公共通信源進(jìn)行通信時(shí)，通信帶寬在鏈路方向(也就是前向和反向鏈路)和/或?qū)?yīng)于RU330a～330f的多個(gè)通信源之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。所述實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)中心320為RU330a～330f提供了點(diǎn)到多點(diǎn)的信息傳遞。調(diào)度器310執(zhí)行一種動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法來(lái)處理那些與RU330a～330f以及網(wǎng)絡(luò)中心320之間往返傳送的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的帶寬信息。在被用于那些服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源(未示出)的通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)300時(shí)，本發(fā)明是非常有利的。
參考圖1到3，在一個(gè)符合本發(fā)明的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法中，當(dāng)進(jìn)行操作時(shí)，優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器310分別使用了與網(wǎng)絡(luò)中心320以及RU330a～330f相對(duì)應(yīng)的控制器340以及350a～350f來(lái)追蹤和處理帶寬信息。所述DBA方法在通信量(communication traffic)的兩個(gè)傳遞方向上動(dòng)態(tài)分配空中鏈路帶寬。較為優(yōu)選的是，使用了與每個(gè)接收動(dòng)態(tài)帶寬分配的通信源相關(guān)聯(lián)的隊(duì)列長(zhǎng)度來(lái)推導(dǎo)出精確的帶寬請(qǐng)求，其中所述通信源可以是RU330a～330f，所述帶寬請(qǐng)求可以是關(guān)于RU330a～330f的BR(240a)或BR(N-1)240b。諸如QUEUE(N)260a或QUEUE(N-1)260b這樣的隊(duì)列長(zhǎng)度優(yōu)選包括了那些正等待從通信源RU330a～330f發(fā)送到公共通信網(wǎng)絡(luò)中心320的數(shù)據(jù)量。作為替換，隊(duì)列長(zhǎng)度可以包含那些正等待從公共通信源RU330a～330f發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中心320這個(gè)通信源的數(shù)據(jù)量。
每個(gè)遠(yuǎn)程單元控制器350a～350f優(yōu)選將一個(gè)REV隊(duì)列長(zhǎng)度提供給網(wǎng)絡(luò)中心320，以便進(jìn)行帶寬分配分析并進(jìn)行分配。作為補(bǔ)充或是替換，網(wǎng)絡(luò)中心控制器340可以為相應(yīng)的RU330a～330f提供一個(gè)FWD隊(duì)列長(zhǎng)度。RU330a～330f經(jīng)由上行鏈路380a～380f而將其REV隊(duì)列向上傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中心320，并且FWD隊(duì)列長(zhǎng)度在網(wǎng)絡(luò)中心320就地生效。作為選擇，網(wǎng)絡(luò)中心320可以分別將FWD隊(duì)列長(zhǎng)度經(jīng)由下行鏈路370a～370f向下傳輸?shù)絉U330a～330f。優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器接收來(lái)自每個(gè)遠(yuǎn)程單元的REV隊(duì)列長(zhǎng)度以及網(wǎng)絡(luò)中心產(chǎn)生的FWD隊(duì)列長(zhǎng)度。REV和FWD隊(duì)列內(nèi)部的隊(duì)列長(zhǎng)度QUEUE(N)260a或QUEUE(N-1)260b的數(shù)據(jù)可以在FRAME(N)100a或FRAME(N-1)100b內(nèi)部引用一次，從而在來(lái)源于通信源RU330a～330f的兩個(gè)業(yè)務(wù)方向上確定帶寬請(qǐng)求BR(N)240a或BR(N-1)240b。
繼續(xù)參考圖1到3，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法中，調(diào)度器310制定非冗余帶寬請(qǐng)求BR(N)240a或BR(N-1)240b。在優(yōu)選實(shí)施例的請(qǐng)求-許可循環(huán)中，使用了與有效帶寬信息相結(jié)合的隊(duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)來(lái)將空中鏈路帶寬動(dòng)態(tài)分配到多個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f。
本優(yōu)選實(shí)施例的調(diào)度器310對(duì)多個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f中每一個(gè)單元的當(dāng)前帶寬請(qǐng)求BR(N-1)240b進(jìn)行追蹤，并且將其處理成預(yù)定的帶寬許可(分配)，例如多個(gè)遠(yuǎn)程單元330a～330f的BG(N+4)250b。優(yōu)選地，任何延遲帶寬許可都從新的帶寬需要中分離，例如多個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f中每一個(gè)單元的BR(N)240a。這在那些仍處于隊(duì)列中(例如由于任何擁塞)的比特以及僅僅等待諸如BG(N+4)250b這種未定傳輸帶寬許可的比特之間進(jìn)行了區(qū)分。對(duì)于遠(yuǎn)程單元RU330a～330f而言，一個(gè)新的傳輸時(shí)間表將會(huì)產(chǎn)生，并且隨后將會(huì)廣播到遠(yuǎn)程單元RU330a～330f和/或網(wǎng)絡(luò)中心320。最后，較為優(yōu)選的是，在網(wǎng)絡(luò)中心320以及遠(yuǎn)程單元RU330a～330f上對(duì)系統(tǒng)300的狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位來(lái)反映新傳輸時(shí)間表的實(shí)施，并且，所述請(qǐng)求一許可循環(huán)將會(huì)重復(fù)。
為了從諸如BR(N)240a這種新帶寬請(qǐng)求中分離出BG(N+4)250b這種延遲帶寬許可，較為優(yōu)選的是，調(diào)度器310對(duì)新的字節(jié)數(shù)目或者經(jīng)由鏈路而傳送的新數(shù)據(jù)的其他測(cè)量進(jìn)行追蹤，其中所述鏈路是在每個(gè)幀F(xiàn)RAME(N)100a或FRAME(N-1)100b中為每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f產(chǎn)生的。根據(jù)當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a的隊(duì)列長(zhǎng)度QUEUE(N)260a相對(duì)于先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b的隊(duì)列長(zhǎng)度QUEUE(N-1)260b所產(chǎn)生的變化，調(diào)度器310可以確定為每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f所產(chǎn)生的新字節(jié)數(shù)目。對(duì)于每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f而言，調(diào)度器310可以在當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a內(nèi)部將新字節(jié)數(shù)目添加到遠(yuǎn)程單元RU330a～330f發(fā)送的字節(jié)數(shù)目中，由此在當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a內(nèi)部為每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f計(jì)算所生成的新字節(jié)數(shù)目GEN(N)270a。要想為每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f計(jì)算適量的請(qǐng)求-許可不足量，例如每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f的SF(N-1)290b，諸如BR(N-1)240b這樣的請(qǐng)求帶寬可以與許可帶寬BG(N+4)250b進(jìn)行比較，其中所述許可是在先前幀F(xiàn)RAME(N-1)100b末端出現(xiàn)的。請(qǐng)求帶寬BR(N-1)240b與許可帶寬BG(N+4)250b之間的差值提供了適量的請(qǐng)求-許可不足量SF(N-1)290b。為了制定從每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f的當(dāng)前幀F(xiàn)RAME(N)100a末端的帶寬信息中確定的下一個(gè)帶寬請(qǐng)求BR(N)240a，生成的新字節(jié)數(shù)目GEN(N)270a可以添加到與遠(yuǎn)程單元RU330a～330f相對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求-許可不足量SF(N-1)290b的數(shù)值中。因此，可以動(dòng)態(tài)修改上行鏈路380a～380f或者下行鏈路370a～370b的帶寬分配，以便適應(yīng)于多個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f的上行鏈路380a～380b或者下行鏈路370a～370b的帶寬需求，從而共享空中鏈路360a～360f中的一條鏈路的帶寬，同時(shí)每個(gè)RU330a～330f獨(dú)立服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源。
在優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)度器310執(zhí)行集中式處理來(lái)制定一個(gè)帶寬請(qǐng)求，例如BR(N)240a，由此在多個(gè)通信源，即遠(yuǎn)程單元RU330a～330f之間動(dòng)態(tài)分配空中鏈路360a～360f中的一條鏈路。
圖4A顯示了優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，所述方法被用于制定諸如BR(N)240a這類(lèi)帶寬請(qǐng)求，以便在多個(gè)通信源，即遠(yuǎn)程單元RU330a～330f之間動(dòng)態(tài)分配空中鏈路360a～360f中的一條鏈路。如圖4A所示，本實(shí)施例的調(diào)度器310追蹤一組參數(shù)，所述參數(shù)優(yōu)選包括但不局限于以下參數(shù)BG＝比特形式的帶寬許可；BR＝比特形式的帶寬請(qǐng)求；BW＝帶寬；GEN＝聚集在遠(yuǎn)端的信源產(chǎn)生的比特?cái)?shù)；Q＝比特形式的隊(duì)列長(zhǎng)度；SF＝比特形式的不足量，所述不足量定義為請(qǐng)求帶寬與許可帶寬之間的差值；TXB＝在幀100的遠(yuǎn)程單元RU330a～330f的時(shí)隙中發(fā)送的比特?cái)?shù)；TX_START＝遠(yuǎn)程單元RU330a～330f的預(yù)定傳輸開(kāi)始時(shí)間(時(shí)隙起點(diǎn))。此外，N表示幀索引，J表示遠(yuǎn)端索引。
對(duì)于圖4A顯示的本發(fā)明實(shí)施例而言，選擇了一個(gè)幀長(zhǎng)為四個(gè)幀100的長(zhǎng)度的超幀用于帶寬執(zhí)行(implementation of bandwidth)。也就是說(shuō)，在產(chǎn)生BR的時(shí)間與執(zhí)行應(yīng)答B(yǎng)G的時(shí)間之間存在一個(gè)大小為四個(gè)幀的延遲。應(yīng)該理解的是，為圖4A所示超幀296的長(zhǎng)度所選擇的四個(gè)幀這個(gè)數(shù)值僅僅是示范性的，本發(fā)明的范圍不應(yīng)受到選定值為四的超幀296的長(zhǎng)度的限制。
調(diào)度器310優(yōu)選完成了形成一個(gè)非冗余BR所需要的全部處理。舉例來(lái)說(shuō)，調(diào)度器310使用所報(bào)告的Q以及所觀(guān)察的TXB歷史記錄而在每個(gè)遠(yuǎn)程RU330a～330f上以一種間接方式來(lái)計(jì)算GEN的值。然而，調(diào)度器310并不一定要以這種方式執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，如果遠(yuǎn)程單元RU330a～330f能夠追蹤GEN，那么每個(gè)遠(yuǎn)程RU330a～330f可以?xún)H僅向上傳輸這個(gè)參數(shù)。在這種情況下，無(wú)論調(diào)度器310監(jiān)視每個(gè)遠(yuǎn)程RU330a～330f的Q及TXB歷史記錄來(lái)間接計(jì)算GEN，還是每個(gè)遠(yuǎn)程RU330a～330f直接在其上行鏈路380a～380f的時(shí)隙中供應(yīng)GEN，調(diào)度器310都可以根據(jù)GEN來(lái)計(jì)算BR。
參考圖4A，步驟405指示了第N幀的結(jié)束(在幀[N+1]開(kāi)始之前)。在步驟410，調(diào)度器310為多個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f初始化索引，并且開(kāi)始經(jīng)由遠(yuǎn)程單元RU330a～330f中的全部有效遠(yuǎn)程單元的循環(huán)。在步驟415，調(diào)度器310對(duì)遠(yuǎn)端[J]在剛結(jié)束的幀[N]中發(fā)送的比特?cái)?shù)目以及所報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行記錄。由于遠(yuǎn)程TX時(shí)隙與幀末尾之間存在時(shí)間間隙，因此，當(dāng)來(lái)自全部遠(yuǎn)程單元的數(shù)據(jù)已經(jīng)完整并被編譯用于調(diào)度器310時(shí)，向上傳輸?shù)年?duì)列長(zhǎng)度數(shù)據(jù)有可能會(huì)略微過(guò)時(shí)(達(dá)到了幀的一小部分)。在步驟420，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)，調(diào)度器310估計(jì)遠(yuǎn)程[J]在幀[N]中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量比特的數(shù)目。在步驟425，調(diào)度器310計(jì)算遠(yuǎn)程[J]的非冗余BW請(qǐng)求，將其作為它在幀[N]中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量比特以及來(lái)源于先前幀(幀[N-1])的請(qǐng)求-許可不足量。在步驟430和435，調(diào)度器310將會(huì)繼續(xù)進(jìn)行處理(在一個(gè)循環(huán)中)，直到為所有的有效遠(yuǎn)程單元都進(jìn)行了這個(gè)計(jì)算為止。在步驟440，將所有遠(yuǎn)程單元的非冗余BW請(qǐng)求供應(yīng)給BW分配算法，由此可以將BW給予每個(gè)遠(yuǎn)程單元。由于回轉(zhuǎn)延遲，在從現(xiàn)在開(kāi)始的4個(gè)幀之前是不會(huì)執(zhí)行這些BW許可的。由于這是幀[N+1]開(kāi)始之前的邊界，因此，這意味著B(niǎo)W許可將會(huì)在幀[N+5]中實(shí)施(用作遠(yuǎn)程單元的上行鏈路傳輸時(shí)間表)。
在步驟450，調(diào)度器310為多個(gè)遠(yuǎn)程單元初始化索引，并且開(kāi)始經(jīng)由全部有效單元的循環(huán)。在步驟455，調(diào)度器310為幀[N]的分配循環(huán)記錄了請(qǐng)求BW與許可BW之間的不足量。然后，調(diào)度器310對(duì)SF進(jìn)行復(fù)位，以便將其用于一個(gè)值為零的BW請(qǐng)求。在步驟460和465，調(diào)度器310繼續(xù)進(jìn)行處理(在一個(gè)循環(huán)中)，直到為全部有效遠(yuǎn)程單元都進(jìn)行了這個(gè)計(jì)算為止。
在優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的一個(gè)替換實(shí)施例中，調(diào)度器310執(zhí)行分布式處理來(lái)制定一個(gè)帶寬請(qǐng)求，例如BR(N)240a，從而在多個(gè)通信源，也就是遠(yuǎn)程單元RU330a～330f之間動(dòng)態(tài)分配空中鏈路360a～360f之中的一條鏈路的帶寬。
圖4B顯示了所述優(yōu)選動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的替換實(shí)施例的流程圖，所述方法用于制定諸如BR(N)240a這樣的帶寬請(qǐng)求，以便在多個(gè)通信源，也就是遠(yuǎn)程單元RU330a～330f之間動(dòng)態(tài)分配空中鏈路360a～360f之中的一條鏈路的帶寬。如圖4B所示，調(diào)度器310對(duì)圖4A的流程圖中的參數(shù)集進(jìn)行追蹤的帶寬。然而，這種情況中的索引略微不同于圖4A的流程圖，因?yàn)樗鎏幚碇辽俨糠质窃谶h(yuǎn)程單元RU330a～330f上執(zhí)行的。因此在網(wǎng)絡(luò)中心320，BR是通過(guò)剛結(jié)束的幀來(lái)指明的，而遠(yuǎn)程單元RU330a～330f的BR則通過(guò)正用于傳輸?shù)漠?dāng)前幀來(lái)指示。
如圖4B所示，步驟480指示N-1幀的結(jié)束(在幀[N]開(kāi)始之前)。在步驟482，每個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f記錄了剛結(jié)束的幀(幀[N-1])中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量比特的數(shù)目(不對(duì)所發(fā)送的數(shù)量進(jìn)行處理)。在這個(gè)替換實(shí)施例的步驟484，在靠近幀[N]起點(diǎn)的位置，遠(yuǎn)程單元在網(wǎng)絡(luò)中心310接收來(lái)自調(diào)度器310的下行鏈路廣播TX的時(shí)間表，以便在此幀中使用所述時(shí)間表。調(diào)度器310包括BW許可以及開(kāi)始傳輸?shù)臅r(shí)間(時(shí)隙開(kāi)始時(shí)間)。在步驟486，這個(gè)幀的BW許可對(duì)遠(yuǎn)程單元?jiǎng)偤迷谏晕⒃竭^(guò)4個(gè)幀之前并接近幀[N-5]結(jié)尾的地方所產(chǎn)生的請(qǐng)求做出響應(yīng)。遠(yuǎn)程單元對(duì)請(qǐng)求和許可帶寬之間的不足量進(jìn)行計(jì)算。如果帶寬請(qǐng)求為零，那么不足量將會(huì)復(fù)位到零。在步驟488，遠(yuǎn)程單元使用不足量以及在最近結(jié)束的幀中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量比特?cái)?shù)目來(lái)形成一個(gè)非冗余BW請(qǐng)求，以便在這個(gè)幀內(nèi)向上傳輸所述請(qǐng)求。所述請(qǐng)求保存在遠(yuǎn)程單元中，這樣一來(lái)，它可以與幀[N+5]中的最終應(yīng)答許可進(jìn)行比較。在步驟490，BW請(qǐng)求作為開(kāi)銷(xiāo)而與BG[N]提供的凈荷業(yè)務(wù)量一起向上傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中心320，以供調(diào)度器310使用。在步驟492，到這個(gè)幀結(jié)束之時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中心320將會(huì)接收到全部遠(yuǎn)程單元的BW請(qǐng)求并且將其作為輸入提供給調(diào)度器310。
優(yōu)選的DBA方法提供了理想的動(dòng)態(tài)帶寬分配，這種分配實(shí)質(zhì)上擺脫了冗余帶寬請(qǐng)求。舉例來(lái)說(shuō)，在使用了多個(gè)射頻載波的點(diǎn)到多點(diǎn)的寬帶通信系統(tǒng)中，射頻載波是以時(shí)分雙工(TDD)模式來(lái)進(jìn)行操作的，相對(duì)于多個(gè)遠(yuǎn)程單元RU330a～330f或與每個(gè)載波相關(guān)聯(lián)的用戶(hù)終端所進(jìn)行的帶寬分配隨著帶寬需要的變化而被動(dòng)態(tài)調(diào)整。在用戶(hù)具有突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的情況下，本發(fā)明尤其有用。先前引用的名為System and Method For Broadband Millimeter Wave DataCommunication的申請(qǐng)中描述了一種非常好的方案，用于提供這種點(diǎn)到多點(diǎn)的寬帶通信系統(tǒng)。本發(fā)明提供了具有TDD邊界的動(dòng)態(tài)帶寬分配，例如第一幀邊界230a或第二幀邊界230b，響應(yīng)于動(dòng)態(tài)變化的業(yè)務(wù)非對(duì)稱(chēng)性，所述邊界會(huì)自適應(yīng)地做出反應(yīng)。
另外，依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選DBA方法提供了一種自適應(yīng)的時(shí)分雙工(ATDD)方法和系統(tǒng)，用于在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)分配帶寬。盡管本發(fā)明還可用于任何一種希望使用自適應(yīng)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，但是本發(fā)明在寬頻帶或?qū)挷ǘ螣o(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中尤其有效。此外，具有自適應(yīng)時(shí)分雙工(TDD)方法和系統(tǒng)的本發(fā)明的優(yōu)選DBA方法和系統(tǒng)通過(guò)適應(yīng)于空中鏈路或信道內(nèi)部的多個(gè)信源的上行鏈路或下行鏈路帶寬需求而提供了無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的通信信道的有效使用。優(yōu)選的DBA方法通常包括兩個(gè)階段來(lái)制定帶寬請(qǐng)求，即初始化階段和追蹤階段。
在按照本發(fā)明的替換的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法中，調(diào)度器310設(shè)定一個(gè)與原始隊(duì)列長(zhǎng)度Q(N-1)260b相等的新帶寬請(qǐng)求BR(N)240a，以便將上行鏈路380a～380b或下行鏈路370a～370b的帶寬動(dòng)態(tài)分配給遠(yuǎn)程單元RU330a～330f，由此共享空中鏈路360a～360f中的一個(gè)鏈路帶寬，同時(shí)每個(gè)RU330a～330f獨(dú)立服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源。
圖5描述了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的基于處理器的系統(tǒng)的相互連接。參考圖5可以看出，可以使用這種無(wú)線(xiàn)通信來(lái)提供多個(gè)基于處理器的系統(tǒng)之間的一個(gè)物理間隙的高速橋接，所述基于處理器的系統(tǒng)如系統(tǒng)500所示?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)可以包括局域網(wǎng)(LAN)，例如LAN510和520，也可以包括單獨(dú)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如PC530。應(yīng)該理解的是，使用本發(fā)明的基于處理器的系統(tǒng)既可以是獨(dú)立的通用計(jì)算機(jī)，也可以是經(jīng)由例如LAN互連的通用計(jì)算機(jī)。此外，該系統(tǒng)可以連接到其它通信系統(tǒng)，例如與上述基于處理器的系統(tǒng)所服務(wù)的通信相結(jié)合或是將其替代的語(yǔ)音或視頻。
由本發(fā)明橋接的系統(tǒng)可以使用一個(gè)下文稱(chēng)之為“節(jié)點(diǎn)”的通信設(shè)備來(lái)與一個(gè)下文稱(chēng)之為“網(wǎng)絡(luò)中心”的集中式通信設(shè)備進(jìn)行通信。仍然參考圖5，網(wǎng)絡(luò)中心是作為單元501來(lái)描述的，而若干個(gè)節(jié)點(diǎn)則是作為連接到LAN510、520以及PC530的單元550、551以及552來(lái)描述的。
并且如圖5所示，可以使用這種無(wú)線(xiàn)通信來(lái)提供經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)中心501并在基于處理器的系統(tǒng)與諸如干線(xiàn)560這種通信干線(xiàn)之間進(jìn)行的高速通信，其中基于處理器的系統(tǒng)具有一個(gè)與之耦合的節(jié)點(diǎn)。應(yīng)該理解的是，干線(xiàn)560可以是物理連接到網(wǎng)絡(luò)中心501的任何形式的通信裝置，例如寬帶光纖網(wǎng)關(guān)或是其他寬帶數(shù)據(jù)級(jí)連接，T1通信線(xiàn)路，電纜通信系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)等等。此外，可以使用通過(guò)干線(xiàn)560所描述的干線(xiàn)而將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心互連到一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。
圖6是圖5所述的通信陣列或網(wǎng)絡(luò)中心501的一個(gè)方框圖。在圖6中可以看出，優(yōu)選實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)中心501包括與每個(gè)天線(xiàn)單元600耦合的室外單元(ODU)控制器630。ODU控制器630耦合到RF調(diào)制解調(diào)器640以及室內(nèi)單元(IDU)控制器650。盡管所描述的是從ODU控制器630到調(diào)制解調(diào)器640以及CPU660的單獨(dú)連接，但是應(yīng)該了解，ODU控制器630與IDU控制器650之間的通信可以經(jīng)由將調(diào)制解調(diào)器640連接到ODU控制器以及CPU660的路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。同樣，涉及ODU控制器630操作的控制信息可以由調(diào)制解調(diào)器640產(chǎn)生，而不由CPU660產(chǎn)生，并且所述控制信息由此經(jīng)由ODU控制器630與調(diào)制解調(diào)器640之間的連接來(lái)傳遞。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)中心501的替換結(jié)構(gòu)也包含在本發(fā)明的范圍以?xún)?nèi)。
ODU控制器630優(yōu)選包括了適于啟用網(wǎng)絡(luò)中心501的不同天線(xiàn)單元的電路，以便以適當(dāng)間隔來(lái)與RF調(diào)制解調(diào)器640進(jìn)行通信，由此發(fā)送或接收預(yù)期信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，ODU控制器630包括一個(gè)時(shí)分?jǐn)?shù)控開(kāi)關(guān)(switch)，所述開(kāi)關(guān)在同步于IDU控制器650所限定的突發(fā)周期的情況下進(jìn)行操作。優(yōu)選地，IDU控制器650把一個(gè)選通脈沖提供給ODU控制器630的開(kāi)關(guān)，以便提供同步于IDU控制器650所限定突發(fā)周期的切換。應(yīng)該了解的是，使用這種開(kāi)關(guān)能以很低的成本來(lái)向天線(xiàn)陣列提供簡(jiǎn)單集成。然而，如果需要的話(huà)，可以使用任何可以同步于IDU控制器650所限定突發(fā)周期的切換裝置。ODU控制器630的操作將會(huì)導(dǎo)致每個(gè)單獨(dú)的天線(xiàn)單元根據(jù)預(yù)定通信序列定時(shí)方式來(lái)與IDU控制器650進(jìn)行通信，所述通信序列定時(shí)方式即為突發(fā)周期的幀。而這轉(zhuǎn)而會(huì)導(dǎo)致每個(gè)天線(xiàn)單元都與IDU控制器650內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)器640進(jìn)行通信。應(yīng)該了解的是，這種切換將會(huì)導(dǎo)致把每個(gè)天線(xiàn)單元時(shí)分復(fù)用(TDM)到調(diào)制解調(diào)器640。
當(dāng)然，在單個(gè)天線(xiàn)單元提供雙向通信的情況下，在ODU控制器630與不同天線(xiàn)單元之間將會(huì)提供一個(gè)第二連接。舉例來(lái)說(shuō)，這個(gè)連接可用于通過(guò)上述選通脈沖來(lái)向天線(xiàn)單元內(nèi)部的電路提供同步，以便在恰當(dāng)?shù)膸?或突發(fā)周期而在發(fā)送或接收電路之間做出選擇。通過(guò)選擇與ODU控制器630的切換相結(jié)合的發(fā)送與接收電路，在恰當(dāng)?shù)那闆r下，天線(xiàn)單元可以耦合到調(diào)制解調(diào)器640，由此通過(guò)調(diào)制解調(diào)器640來(lái)提供雙向通信，從而導(dǎo)致時(shí)分雙工(TDD)。應(yīng)該了解的是，網(wǎng)絡(luò)中心501的IDU控制器650接收的信息可以通過(guò)各種方式來(lái)進(jìn)行重定向。在一個(gè)實(shí)施例中，IDU控制器650經(jīng)由某個(gè)天線(xiàn)單元600或是如ODU控制器630的控制所指示的與之關(guān)聯(lián)的突發(fā)周期而將通信與一個(gè)預(yù)定通信路徑相關(guān)聯(lián)。根據(jù)這種方法，舉例來(lái)說(shuō)，IDU控制器650在圖6所示天線(xiàn)單元600a上接收的通信可以由IDU控制器650通過(guò)RAM670中的相關(guān)表等等所指示的天線(xiàn)單元600b來(lái)進(jìn)行路由。IDU控制器650可以使用這種相關(guān)表或其他相關(guān)信息而將經(jīng)由某個(gè)單元、突發(fā)周期或是包括干線(xiàn)在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中心信道所接收的任何通信路由引導(dǎo)到另一個(gè)特定單元、突發(fā)周期或是網(wǎng)絡(luò)中心501的另一個(gè)信道。舉例來(lái)說(shuō)，在經(jīng)由天線(xiàn)單元600a而與網(wǎng)絡(luò)中心501進(jìn)行通信的基于處理器的系統(tǒng)只希望與一個(gè)經(jīng)由單元600b而與網(wǎng)絡(luò)中心501進(jìn)行通信的基于處理器的系統(tǒng)進(jìn)行通信的情況下，這個(gè)實(shí)施例是非常有效的。
然而，在基于處理器的系統(tǒng)希望經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)中心501而與多個(gè)不同的基于處理器的系統(tǒng)進(jìn)行通信的情況下，或者多個(gè)基于處理器的系統(tǒng)使用了單個(gè)天線(xiàn)單元的情況下，以上相關(guān)表有可能是無(wú)效的。因此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)中心501傳遞的信息包括路由信息。這種信息優(yōu)選采用了符合開(kāi)放式系統(tǒng)互連(OSI)模型的數(shù)據(jù)分組形式?？捎糜诒緦?shí)施例的OSI路由選擇信息的一個(gè)實(shí)例是傳輸控制協(xié)議(TCP)標(biāo)準(zhǔn)。然而應(yīng)該理解的是，如果需要的話(huà)，本發(fā)明可以使用任何指示接收數(shù)據(jù)分組目的地的路由選擇信息，無(wú)論所述信息是否符合0SI模型。并且應(yīng)該理解的是，調(diào)制解調(diào)器640對(duì)天線(xiàn)單元與IDU控制器650之間的通信進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。
因此，任何天線(xiàn)單元上接收的RF通信都可以作為數(shù)字信息存入RAM670。接口/路由器680可以使用數(shù)字信息內(nèi)部包含的預(yù)定信息單元來(lái)確定所接收通信的路由，其中所述數(shù)字信息可以保存在RAM670中。在優(yōu)選實(shí)施例中，路由選擇信息是由符合OSI模型的數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡(luò)層提供的。舉例來(lái)說(shuō)，這種信息可以包含在每個(gè)LAN數(shù)據(jù)分組的內(nèi)部。
一旦通過(guò)使用所傳遞信息中包含的信息確定了恰當(dāng)路由，那么數(shù)字信息可以由網(wǎng)絡(luò)中心501通過(guò)干線(xiàn)560或天線(xiàn)單元并經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器640來(lái)進(jìn)行重定向。應(yīng)該了解的是，由于使用了TDMA，因此，在ODU控制器630把基于路由選擇信息所確定的正確天線(xiàn)單元耦合到IDU控制器650的時(shí)間之前，數(shù)字信息可以保存在RAM670中，并且由此為通信提供了必要的路由。目前已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)中心501，現(xiàn)在將把注意力集中到圖7，其中更多描述了節(jié)點(diǎn)550。
圖7是圖5所述遠(yuǎn)程單元的一個(gè)方框圖。如圖7所示，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)550包括兩個(gè)基本組件，即室外單元710與室內(nèi)單元750。室外單元710包括天線(xiàn)720、模塊730以及調(diào)制解調(diào)器740。較為優(yōu)選的是，在使用EHF的情況下，天線(xiàn)720是一個(gè)提供42dB增益并具有大約2度的通信波瓣的拋物面天線(xiàn)。與以上討論的模塊620相似，模塊730是一個(gè)合成的毫米波前端模塊，所述模塊經(jīng)由天線(xiàn)來(lái)接受并發(fā)送38GHz射頻，并且所述射頻轉(zhuǎn)換為范圍在400-500MHZ的IF，以便與RF調(diào)制解調(diào)器740進(jìn)行通信。優(yōu)選的，模塊730包括不同的調(diào)諧器以及相對(duì)于模塊620的TDD交換組件。然而應(yīng)該理解，與模塊620中一樣，許多組件結(jié)構(gòu)適于在模塊730中使用。并且應(yīng)該了解，在CPU760與模塊730之間描述的鏈路可以根據(jù)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中心的一個(gè)TDD幀來(lái)控制TDD開(kāi)關(guān)的同步切換。調(diào)制解調(diào)器740可以是一個(gè)可變速率的調(diào)制解調(diào)器，所述調(diào)制解調(diào)器具有每符號(hào)比特密度可變的固定波特率，從而與相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中心所使用的可變速率的調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用相一致。當(dāng)然，舉例來(lái)說(shuō)，在需要不同載波頻率或是波束圖案的情況下，節(jié)點(diǎn)550的天線(xiàn)與模塊屬性可以不同于以上描述。
室內(nèi)單元750包括CPU760、RAM770以及接口780。應(yīng)該理解的是，室內(nèi)單元750與室外單元710耦合，這樣一來(lái)，作為RF能量而由天線(xiàn)720接收的信息傳遞到室內(nèi)單元750。當(dāng)然，節(jié)點(diǎn)550的替換結(jié)構(gòu)也包含在本發(fā)明的范圍以?xún)?nèi)。
接口780在室內(nèi)單元750，并且由此在節(jié)點(diǎn)550以及基于處理器的系統(tǒng)之間提供數(shù)據(jù)通信，所述系統(tǒng)可以是圖7所述的LAN790。此外，接口780對(duì)數(shù)據(jù)通信進(jìn)行格式化，以便兼容于如此耦合的基于處理器的系統(tǒng)。就實(shí)例而言，在LAN790耦合于節(jié)點(diǎn)550的情況下，接口780可以發(fā)送和接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)分組，其中LAN790使用了與以太網(wǎng)兼容的通信協(xié)議。然而，在節(jié)點(diǎn)550耦合到單個(gè)計(jì)算機(jī)的情況下，對(duì)接 780而言，提供一個(gè)同步接收/發(fā)送協(xié)議將是非常有利的。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，接口780可以在單個(gè)實(shí)施例中包含多種用戶(hù)可選的通信協(xié)議，也可根據(jù)需要而作為控制器750內(nèi)部包含的單個(gè)模塊。
RAM770與接口780以及CPU760相耦合。在網(wǎng)絡(luò)中心501使用TDM的情況下，RAM770可以保存那些經(jīng)由接口780而在節(jié)點(diǎn)150上接收的信息，所述信息正在等待發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中心501。RAM770還可以包括附加的存儲(chǔ)信息，例如初始化指令以及鏈路管理信息，所述管理信息可以包括以下將要討論的調(diào)制解調(diào)器配置指令、功率控制指令以及糾錯(cuò)指令。
在已經(jīng)描述了本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)中心501以及節(jié)點(diǎn)550的情況下，現(xiàn)在將對(duì)這些單元的相互作用進(jìn)行描述。如上所述，網(wǎng)絡(luò)中心501的RAM670以及節(jié)點(diǎn)550的RAM770分別可以包括用于操作CPU660以及760的指令。舉例來(lái)說(shuō)，這些指令可以包括一種對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心501以及節(jié)點(diǎn)550進(jìn)行編程，以便進(jìn)行通信的方法，還可以包括一種用于進(jìn)行包括通信糾錯(cuò)在內(nèi)的鏈路管理的方法。
另外，RAM670和RAM770都可以臨時(shí)保存那些經(jīng)由所述設(shè)備傳遞的信息，以便在檢測(cè)到傳輸差錯(cuò)的情況下進(jìn)行重傳。傳輸差錯(cuò)可以由CPU660以及760使用不同方法來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。其中一種本領(lǐng)域公知的方法是伴隨發(fā)送數(shù)據(jù)分組而發(fā)送錯(cuò)誤檢測(cè)信息。這種方法是在上述OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層定義的。
在一個(gè)實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)系統(tǒng)和方法使用了一種“立即響應(yīng)”技術(shù)來(lái)對(duì)處理那些在多個(gè)通信源之間往返傳送的帶寬信息進(jìn)行準(zhǔn)確的處理。所述通信源可以包括多個(gè)遠(yuǎn)程單元以及一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心。“立即響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)優(yōu)選包括一個(gè)控制器，用于執(zhí)行一種“立即響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，從而在通信量的兩個(gè)方向上動(dòng)態(tài)分配空中鏈路帶寬。
然而，對(duì)這種帶寬請(qǐng)求來(lái)說(shuō)，“立即響應(yīng)”的DBA系統(tǒng)響應(yīng)中的有限延遲將會(huì)導(dǎo)致通信源之間效率相對(duì)低下的帶寬分配。所述有限延遲與于一個(gè)動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)響應(yīng)延遲相對(duì)應(yīng)。在一個(gè)通信系統(tǒng)中，這個(gè)動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)響應(yīng)延遲通常是由實(shí)際執(zhí)行的帶寬許可相對(duì)于帶寬請(qǐng)求之間產(chǎn)生的一個(gè)延遲所引入的。動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)響應(yīng)延遲導(dǎo)致在此期間產(chǎn)生了冗余的帶寬請(qǐng)求。舉例來(lái)說(shuō)，在將遠(yuǎn)程單元隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)中心以便請(qǐng)求帶寬時(shí)，具有DBA響應(yīng)延遲的“立即響應(yīng)”DBA系統(tǒng)的效率相對(duì)低下。網(wǎng)絡(luò)中心許可遠(yuǎn)程單元的帶寬請(qǐng)求與遠(yuǎn)程單元可以使用帶寬許可之間存在一個(gè)時(shí)間，來(lái)源于這個(gè)時(shí)間的響應(yīng)延遲有可能使得與其他遠(yuǎn)程單元共享的空中鏈路性能相對(duì)低下。因此，如果帶寬請(qǐng)求來(lái)源于隊(duì)列長(zhǎng)度，那么這種DBA響應(yīng)延遲有可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)從遠(yuǎn)程單元到網(wǎng)絡(luò)中心的冗余帶寬請(qǐng)求。因此，實(shí)質(zhì)上很難執(zhí)行非常有效的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法。
而合乎需要的是一種在多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源之間共享帶寬的適合的系統(tǒng)和方法，以便避免相對(duì)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源所進(jìn)行的低效動(dòng)態(tài)帶寬分配。因此，根據(jù)本發(fā)明而對(duì)“立即響應(yīng)”的DBA系統(tǒng)和方法進(jìn)行修改，以便提供理想的動(dòng)態(tài)帶寬分配，所述帶寬分配實(shí)質(zhì)上擺脫了冗余帶寬請(qǐng)求。這種適合的系統(tǒng)和方法從新的帶寬請(qǐng)求中分離出延遲許可，由此在包含無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)在內(nèi)的通信系統(tǒng)中提供了一種非常有效的動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)。特別地，一種適合的方法和系統(tǒng)在多個(gè)信源之間以一種時(shí)分雙工(TDD)方案來(lái)動(dòng)態(tài)分配上行鏈路或下行鏈路帶寬。優(yōu)選的，所述適合的方法和系統(tǒng)對(duì)特定空中鏈路帶寬分配的需要做出反應(yīng)。由于帶寬需要有可能會(huì)因?yàn)槿舾梢蛩囟l(fā)生變化，其中所述因素包括空中鏈路上提供的業(yè)務(wù)類(lèi)型或用戶(hù)類(lèi)型。因此，提供了一種自適應(yīng)的時(shí)分雙工方法和系統(tǒng)，所述方法和系統(tǒng)可以在多個(gè)通信源之間靈活高效動(dòng)態(tài)地分配上行鏈路或下行鏈路帶寬，以便在一個(gè)寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中使用所述帶寬。
在另一個(gè)實(shí)施例中，一種計(jì)費(fèi)(accounting)系統(tǒng)和方法對(duì)在多個(gè)遠(yuǎn)程單元以及一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心之間往返傳送的帶寬信息進(jìn)行處理，以便動(dòng)態(tài)共享空中鏈路帶寬。這種系統(tǒng)和方法對(duì)應(yīng)于一個(gè)“延遲響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)和方法。多個(gè)遠(yuǎn)程單元以及一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心對(duì)應(yīng)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源。多個(gè)遠(yuǎn)程單元服務(wù)于寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)上的一個(gè)或多個(gè)通信業(yè)務(wù)的多個(gè)用戶(hù)?！把舆t響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)優(yōu)選包括一個(gè)控制器，以便執(zhí)行一種“延遲響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法。所述“延遲響應(yīng)”DBA方法在通信量的兩個(gè)方向上都提供了對(duì)于空中鏈路帶寬的有效使用。在本發(fā)明的一個(gè)“延遲響應(yīng)”DBA中，控制器制定非冗余帶寬請(qǐng)求，以便將帶寬動(dòng)態(tài)分配到多個(gè)遠(yuǎn)程單元。動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)方法優(yōu)選通過(guò)對(duì)來(lái)源于一個(gè)或多個(gè)通信業(yè)務(wù)的多個(gè)用戶(hù)的時(shí)變帶寬請(qǐng)求進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用來(lái)體現(xiàn)效率。
本發(fā)明的一個(gè)特征是使“延遲響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)的平均分組或小區(qū)延遲性能達(dá)到了“立即響應(yīng)”的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)的性能，使之處于動(dòng)態(tài)帶寬分配響應(yīng)時(shí)間所限制的追加延遲偏移以?xún)?nèi)。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是避免了將隊(duì)列長(zhǎng)度直接用作帶寬請(qǐng)求而引起的效率低下的空中鏈路性能，其中所述帶寬請(qǐng)求會(huì)在具有延遲的動(dòng)態(tài)帶寬分配響應(yīng)的通信系統(tǒng)中產(chǎn)生冗余帶寬請(qǐng)求。
盡管在這里是參考空中鏈路來(lái)描述優(yōu)選實(shí)施例的，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明的概念適于很多通信介質(zhì)。舉例來(lái)說(shuō)，有線(xiàn)線(xiàn)路或光纖通信系統(tǒng)都可使用本發(fā)明的動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)。
盡管已經(jīng)對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是應(yīng)該理解，可以在這里進(jìn)行許多改變、置換和變更，而不脫離權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
此外，本申請(qǐng)的范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)中描述的處理、設(shè)備、制造、內(nèi)容組成、裝置、方法和步驟。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很容易從本發(fā)明的內(nèi)容了解，可以根據(jù)本發(fā)明來(lái)使用目前已有或是稍后開(kāi)發(fā)的處理、設(shè)備、制造、內(nèi)容組成、裝置、方法和步驟來(lái)執(zhí)行與這里所描述的相應(yīng)實(shí)施例實(shí)質(zhì)相同的功能或是實(shí)現(xiàn)與這里所描述實(shí)施例實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)果。因此，附加權(quán)利要求會(huì)把這類(lèi)處理、設(shè)備、制造、內(nèi)容組成、裝置、方法和步驟包含在其范圍以?xún)?nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于在至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元與至少一個(gè)第一網(wǎng)絡(luò)中心之間的一條通信鏈路上動(dòng)態(tài)分配通信帶寬的方法，所述方法包括步驟為至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元獲取對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)元(epoch)的相關(guān)及相應(yīng)的第一組帶寬參數(shù)；為至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元獲取對(duì)應(yīng)于先前時(shí)元(epoch)的相關(guān)及相應(yīng)的第二組帶寬參數(shù)；使用所述第一組帶寬參數(shù)和第二組帶寬參數(shù)來(lái)為至少一個(gè)鏈路部分推導(dǎo)一個(gè)第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)，其中所述第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)被推導(dǎo)，以便充分避免對(duì)與先前帶寬分配中使用的帶寬請(qǐng)求參數(shù)相關(guān)聯(lián)的帶寬分配進(jìn)行許可；以及響應(yīng)于第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)，將帶寬分配給所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述第一組帶寬參數(shù)包括一個(gè)當(dāng)前隊(duì)列長(zhǎng)度指示符。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述第二組帶寬參數(shù)包括一個(gè)先前隊(duì)列長(zhǎng)度指示符。
4.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元將所述第一組帶寬參數(shù)提供給所述第一網(wǎng)絡(luò)中心，以便在所述第一網(wǎng)絡(luò)中心至少部分地進(jìn)行所述推導(dǎo)步驟。
5.權(quán)利要求1的方法，還包括步驟將關(guān)于所述已分配帶寬的信息提供給所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元，由此允許基本同步地使用所述已分配帶寬，從而在一個(gè)提供所述第一網(wǎng)絡(luò)中心與所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元之間通信的后續(xù)時(shí)元中使用。
6.權(quán)利要求5的方法，其中，所述當(dāng)前時(shí)元是一個(gè)時(shí)分通信信道的當(dāng)前幀。
7.權(quán)利要求6的方法，其中，所述后續(xù)時(shí)元是所述時(shí)分通信信道的后續(xù)幀。
8.權(quán)利要求7的方法，其中，所述后續(xù)幀從所述當(dāng)前幀偏移了預(yù)定數(shù)量的中間幀。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，所述推導(dǎo)第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)的步驟使用了一個(gè)帶寬不足量參數(shù)，在為所述至少一個(gè)鏈路部分推導(dǎo)所述第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)的過(guò)程中，所述帶寬不足量參數(shù)與所述先前時(shí)元相關(guān)聯(lián)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，所述帶寬不足量參數(shù)提供了關(guān)于仍未由所述分配帶寬步驟分配的所述第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)的適量帶寬的信息。
11.權(quán)利要求1的方法，還包括為與所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元相關(guān)聯(lián)的所述第一網(wǎng)絡(luò)中心獲取對(duì)應(yīng)于所述當(dāng)前時(shí)元的相關(guān)及相應(yīng)的第三組帶寬參數(shù)；為與所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元相關(guān)聯(lián)的所述第一網(wǎng)絡(luò)中心獲取對(duì)應(yīng)于所述先前時(shí)元的相關(guān)及相應(yīng)的第四組帶寬參數(shù)；使用所述第三組帶寬參數(shù)以及所述第四組帶寬參數(shù)來(lái)為至少另一個(gè)鏈路部分推導(dǎo)一個(gè)第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)，其中所述第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)被推導(dǎo)，以便充分避免對(duì)與先前帶寬分配中使用的帶寬請(qǐng)求參數(shù)相關(guān)聯(lián)的帶寬分配進(jìn)行許可；以及其中所述分配帶寬步驟所進(jìn)行的帶寬分配還響應(yīng)于所制定的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)。
12.權(quán)利要求11的方法，其中，所述至少一個(gè)鏈路部分是所述通信鏈路的反向鏈路方向，并且其中所述至少另一個(gè)鏈路部分時(shí)所述通信鏈路的前向鏈路方向。
13.權(quán)利要求1的方法，其中，所述至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元包含了多個(gè)遠(yuǎn)程單元，其中每個(gè)遠(yuǎn)程單元都與所述第一網(wǎng)絡(luò)中心進(jìn)行時(shí)分多址方式的通信。
14.權(quán)利要求13的方法，其中，獲取對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)元的所述第一組帶寬參數(shù)的所述步驟包括為所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元獲取所述第一組帶寬參數(shù)，其中獲取對(duì)應(yīng)于先前時(shí)元的所述第二組帶寬參數(shù)的所述步驟包括為所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元獲取所述第二組帶寬參數(shù)。
15.一種用于在至少一個(gè)第一通信源與一個(gè)第二通信源之間的通信鏈路上動(dòng)態(tài)分配通信帶寬的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括一個(gè)與所述第一通信源及所述第二通信源進(jìn)行通信的調(diào)度器，所述調(diào)度器為與所述鏈路相關(guān)聯(lián)的帶寬請(qǐng)求提供計(jì)費(fèi)，并將所述已被計(jì)費(fèi)(accounted for)的帶寬請(qǐng)求作為一個(gè)函數(shù)來(lái)對(duì)帶寬進(jìn)行分配，其中所述調(diào)度器通過(guò)分析當(dāng)前帶寬要求以及已經(jīng)分配了帶寬的先前帶寬要求來(lái)制定當(dāng)前帶寬請(qǐng)求的計(jì)費(fèi)(accounting)，并且其中，所述調(diào)度器將帶寬分配信息提供給所述第一通信源以及所述第二通信源，以便在所述通信鏈路中執(zhí)行所述帶寬分配。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中，所述第一通信源是一個(gè)與多個(gè)遠(yuǎn)程通信源進(jìn)行通信的通信中心。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中，所述第二通信源是所述多個(gè)遠(yuǎn)程通信源中的一個(gè)遠(yuǎn)程通信源。
18.權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)度器與所述多個(gè)通信源中的至少兩個(gè)所述通信源進(jìn)行通信，并且其中所述通信鏈路包括所述第一通信源與所述至少兩個(gè)所述通信源之間的通信鏈路。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中，至少所述多個(gè)通信源中的所述通信源是與所述第一通信源進(jìn)行時(shí)分通信的。
20.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)度器通過(guò)進(jìn)一步分析與所述通信鏈路相關(guān)聯(lián)的帶寬分配不足量來(lái)制定所述當(dāng)前帶寬請(qǐng)求的計(jì)費(fèi)。
21.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中，所述當(dāng)前帶寬要求至少部分通過(guò)參考當(dāng)前隊(duì)列長(zhǎng)度指示符來(lái)確定。
22.權(quán)利要求21的系統(tǒng)，其中，所述先前帶寬要求至少部分通過(guò)參考先前隊(duì)列長(zhǎng)度指示符來(lái)確定。
23.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中，至少一部分所述當(dāng)前帶寬要求是由所述第一通信源提供的。
24.權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中，至少一部分所述當(dāng)前帶寬要求是由所述第二通信源提供的。
25.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中，所述通信鏈路包括一條時(shí)分雙工信道，并且其中所述帶寬分配信息包括所述時(shí)分雙工信道的上行鏈路分配以及所述時(shí)分雙工信道的下行鏈路分配。
26.一種用于在適于與至少一個(gè)第一網(wǎng)絡(luò)中心進(jìn)行通信的多個(gè)遠(yuǎn)程單元之間的通信鏈路上動(dòng)態(tài)共享通信帶寬的方法，所述方法包括獲取多個(gè)遠(yuǎn)程單元中每一個(gè)單元的相關(guān)及相應(yīng)的第一組帶寬參數(shù)，所述第一組帶寬參數(shù)對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀，其中多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元把所述第一組帶寬參數(shù)提供給第一網(wǎng)絡(luò)中心，從而確定與當(dāng)前幀相對(duì)應(yīng)的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的相關(guān)及相應(yīng)的帶寬利用參數(shù)；將多個(gè)遠(yuǎn)程單元中每一個(gè)單元的所述第一組帶寬參數(shù)與多個(gè)遠(yuǎn)程單元中每一個(gè)單元的相關(guān)及相應(yīng)的第二組帶寬參數(shù)相結(jié)合，以便推導(dǎo)出多個(gè)遠(yuǎn)程單元中每一個(gè)單元的帶寬利用參數(shù)，所述第二組帶寬參數(shù)對(duì)應(yīng)于先前幀；處理關(guān)于多個(gè)遠(yuǎn)程單元中各個(gè)單元的所述第一和第二組帶寬參數(shù)，以便在當(dāng)前幀中制定一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的帶寬請(qǐng)求參數(shù)，其中多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元的帶寬請(qǐng)求參數(shù)都被使用，以便準(zhǔn)許多個(gè)遠(yuǎn)程單元中每一個(gè)單元的下一個(gè)帶寬請(qǐng)求；以及響應(yīng)于所制定的帶寬請(qǐng)求參數(shù)，將帶寬分配給多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元，其中第一網(wǎng)絡(luò)中心將一個(gè)對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀的帶寬許可參數(shù)提供給多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元，以便由多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元在理想的預(yù)定時(shí)間執(zhí)行帶寬許可。
27.權(quán)利要求26的方法，其中，所述將帶寬分配到多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元的步驟還包括如下步驟對(duì)多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元的帶寬請(qǐng)求進(jìn)行均衡；以及為多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元計(jì)算帶寬許可。
28.權(quán)利要求26的方法，其中，所述將帶寬分配到多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元的步驟還包括以下步驟為多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元產(chǎn)生一個(gè)新的傳輸時(shí)間表；將新的傳輸時(shí)間表廣播到多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元；以及在所述第一網(wǎng)絡(luò)中心和多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元上復(fù)位狀態(tài)，以便反映出新傳輸時(shí)間表的實(shí)施。
29.權(quán)利要求26的方法，還包括步驟將新的帶寬請(qǐng)求從多個(gè)遠(yuǎn)程單元中各個(gè)單元的一個(gè)或多個(gè)延遲帶寬許可中分離開(kāi)來(lái)。
30.權(quán)利要求26的方法，還包括步驟追蹤在各個(gè)幀中為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的多個(gè)新字節(jié)；根據(jù)當(dāng)前幀的隊(duì)列長(zhǎng)度相對(duì)于先前幀的隊(duì)列長(zhǎng)度的任何變化來(lái)確定為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的新字節(jié)的數(shù)目；將新字節(jié)的數(shù)目與遠(yuǎn)程單元在當(dāng)前幀內(nèi)發(fā)送的字節(jié)數(shù)目相加，以便計(jì)算當(dāng)前幀內(nèi)為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的新字節(jié)數(shù)目；將帶寬許可與下一個(gè)帶寬請(qǐng)求相比較，以便為每個(gè)遠(yuǎn)程單元計(jì)算適量的請(qǐng)求-許可不足量，其中帶寬許可是在先前幀的末端產(chǎn)生的，并且?guī)捳?qǐng)求與帶寬許可之間的差值提供了適量的請(qǐng)求-許可不足量；以及在當(dāng)前幀的末端為每個(gè)遠(yuǎn)程單元制定下一個(gè)帶寬請(qǐng)求，所述帶寬請(qǐng)求是從帶寬信息中確定的，所產(chǎn)生的新字節(jié)數(shù)目被添加到對(duì)應(yīng)于每個(gè)遠(yuǎn)程單元的請(qǐng)求-許可不足量之中。
31.權(quán)利要求26的方法，其中，對(duì)于多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每一個(gè)單元而言，所述下一個(gè)帶寬請(qǐng)求實(shí)質(zhì)上是非冗余的。
32.權(quán)利要求26的方法，其中，多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的所述每一個(gè)單元都是一個(gè)聚集了多個(gè)突發(fā)信源的單元。
33.權(quán)利要求26的方法，其中，所述理想的預(yù)定時(shí)間是一個(gè)長(zhǎng)度可選的超幀。
34.權(quán)利要求26的方法，其中，所述方法是在所述當(dāng)前幀與所述先前幀之間的一個(gè)幀邊界上實(shí)施的。
35.權(quán)利要求26的方法，其中，所述方法是在所述當(dāng)前幀與下一個(gè)相鄰幀之間的一個(gè)幀邊界上實(shí)施的。
36.權(quán)利要求26的方法，其中，所述當(dāng)前幀和所述先前幀是相鄰的幀。
37.權(quán)利要求26的方法，其中，所述方法被用于時(shí)分雙工方案，并且所述遠(yuǎn)程單元與所述第一網(wǎng)絡(luò)中心經(jīng)由第一和第二定向傳輸信號(hào)來(lái)進(jìn)行通信，其中，在上行鏈路時(shí)間段中，第一定向傳輸信號(hào)在上行鏈路方向上傳遞，在下行鏈路時(shí)間段中，第二定向傳輸信號(hào)在下行鏈路方向上傳遞。
38.一種用于在適于與至少一個(gè)第一公共通信源進(jìn)行通信的多個(gè)通信源之間的通信鏈路上動(dòng)態(tài)共享通信帶寬的方法，所述方法包括步驟獲取多個(gè)通信源中每一個(gè)通信源的一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的第一帶寬需求參數(shù)以及一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的帶寬利用參數(shù)，所述參數(shù)對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定時(shí)間的第一時(shí)限，其中多個(gè)通信源中的每一個(gè)通信源向第一公共通信源提供第一帶寬需求參數(shù)以及帶寬利用參數(shù)，以便確定與第一時(shí)限相對(duì)應(yīng)的多個(gè)通信源中每一個(gè)通信源的相關(guān)及相應(yīng)的帶寬利用參數(shù)；將對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定時(shí)間的第二時(shí)限的多個(gè)通信源中的每一個(gè)通信源的相關(guān)及相應(yīng)帶寬需求參數(shù)與所獲取的第一帶寬需求參數(shù)及帶寬利用參數(shù)相組合，以便推導(dǎo)出多個(gè)通信源中各個(gè)通信源的帶寬利用參數(shù)；結(jié)合第二時(shí)限中為多個(gè)通信源中每個(gè)通信源記錄的相關(guān)及相應(yīng)的第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)來(lái)對(duì)第二時(shí)限中記錄的第一帶寬許可參數(shù)進(jìn)行處理，從而在第一時(shí)限制定一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)，其中多個(gè)通信源中每一個(gè)通信源的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)將被使用，以便對(duì)多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的非冗余帶寬請(qǐng)求提供許可；以及響應(yīng)于所制定的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)，將帶寬分配到多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源，其中第一公共通信源將對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定時(shí)間的第一時(shí)限的帶寬許可參數(shù)提供給多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源，以使多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源能在理想的預(yù)定時(shí)間執(zhí)行帶寬許可。
39.權(quán)利要求38的方法，其中，所述將帶寬分配到多個(gè)通信源中每一個(gè)通信源的步驟還包括以下步驟對(duì)多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源的帶寬請(qǐng)求進(jìn)行均衡；以及為多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源計(jì)算帶寬許可。
40.權(quán)利要求38的方法，其中，所述將帶寬分配到多個(gè)通信源中每一個(gè)通信源的步驟還包括以下步驟為多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源都產(chǎn)生一個(gè)新的傳輸時(shí)間表；將這個(gè)新的傳輸時(shí)間表廣播到多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源；以及在所述第一公共通信源以及多個(gè)通信源中的每一個(gè)通信源上復(fù)位狀態(tài)，以便反映出新的傳輸時(shí)間表的實(shí)施。
41.權(quán)利要求38的方法，還包括步驟將新的帶寬請(qǐng)求從多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的一個(gè)或多個(gè)延遲帶寬許可中分離出來(lái)。
42.一種用于在適于與至少一個(gè)第一公共通信源進(jìn)行通信的多個(gè)通信源之間的通信鏈路上動(dòng)態(tài)共享通信帶寬的系統(tǒng)，所述通信是經(jīng)由點(diǎn)到多點(diǎn)通信系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的第一和第二定向傳輸信號(hào)來(lái)進(jìn)行的，所述系統(tǒng)包括多個(gè)遠(yuǎn)程控制器，所述控制器可操作地連接到多個(gè)通信源中相應(yīng)的各個(gè)通信源；以及一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心控制器，所述網(wǎng)絡(luò)中心控制器被適配成運(yùn)行一個(gè)具有一組指令的調(diào)度器來(lái)執(zhí)行通信延遲，以便計(jì)費(fèi)多個(gè)通信源中所述每個(gè)通信源的帶寬請(qǐng)求，其中所述調(diào)度器制定帶寬請(qǐng)求，以便在與所述第一公共通信源進(jìn)行通信的同時(shí)，響應(yīng)于與多個(gè)通信源中每個(gè)所述通信源相關(guān)聯(lián)的一組帶寬利用參數(shù)來(lái)提供自適應(yīng)帶寬分配，其中所述網(wǎng)路中心控制器可操作地連接到所述第一公共通信源。
43.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，使用所述通信延遲而從多個(gè)通信源中的所述每個(gè)通信源的帶寬利用參數(shù)組中確定實(shí)際帶寬需求。
44.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)度器在所述網(wǎng)絡(luò)中心控制器內(nèi)部執(zhí)行一個(gè)集中式處理，以便在所述通信鏈路上動(dòng)態(tài)共享所述通信帶寬。
45.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)度器在所述遠(yuǎn)程控制器內(nèi)部執(zhí)行一個(gè)分布式處理，以便在所述通信鏈路上動(dòng)態(tài)共享所述通信帶寬。
46.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，在上行鏈路時(shí)間段中，所述第一定向傳輸信號(hào)是在上行鏈路方向上傳遞的，而在下行鏈路時(shí)間段中，所述第二定向傳輸信號(hào)是在下行鏈路方向上傳遞的。
47.權(quán)利要求42的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)通信源是多個(gè)遠(yuǎn)程單元，而第一公共通信源則是一個(gè)第一網(wǎng)絡(luò)中心。
48.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，所述帶寬利用參數(shù)是從一個(gè)組中導(dǎo)出的，所述組包括一個(gè)帶寬請(qǐng)求信號(hào)；一個(gè)帶寬許可信號(hào)；一個(gè)信源隊(duì)列長(zhǎng)度信號(hào)；聚集在多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的所述每個(gè)遠(yuǎn)程單元上的信源所產(chǎn)生的信號(hào)量；在一幀以?xún)?nèi)的相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙當(dāng)中由多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的所述每個(gè)單元發(fā)送的信號(hào)量；作為請(qǐng)求與許可帶寬之間差值的請(qǐng)求-許可不足量信號(hào)。
49.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，所述自適應(yīng)帶寬分配的實(shí)施將被延遲一個(gè)理想的預(yù)定時(shí)間，以便對(duì)在多個(gè)遠(yuǎn)程單元的所述每個(gè)單元與所述第一網(wǎng)絡(luò)中心之間的通信中經(jīng)歷的信號(hào)傳播延遲進(jìn)行計(jì)算。
50.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)絡(luò)中心控制器包括一個(gè)或多個(gè)基于處理器的通信系統(tǒng)，用于執(zhí)行所述調(diào)度器，以便在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元與所述第一網(wǎng)絡(luò)中心之間的所述通信鏈路上動(dòng)態(tài)配置所述通信帶寬。
51.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)遠(yuǎn)程控制器中的每個(gè)控制器包括一個(gè)或多個(gè)基于處理器的通信系統(tǒng)，用于執(zhí)行所述調(diào)度器，以便在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元與所述第一網(wǎng)絡(luò)中心之間的所述通信鏈路上動(dòng)態(tài)配置所述通信帶寬。
52.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，寬帶接入是在所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元與所述第一網(wǎng)絡(luò)中心之間提供的。
53.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，所述帶寬分配來(lái)源于關(guān)于多個(gè)遠(yuǎn)程單元中每個(gè)單元的實(shí)質(zhì)并非冗余的帶寬請(qǐng)求。
55.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)遠(yuǎn)程單元中的每個(gè)單元都聚集了多個(gè)突發(fā)信源。
56.權(quán)利要求47的系統(tǒng)，其中，在所述遠(yuǎn)程單元以及所述第一網(wǎng)絡(luò)中心經(jīng)由第一和第二定向傳輸信號(hào)進(jìn)行通信的情況下，所述調(diào)度器被用于一個(gè)時(shí)分雙工的方案，其中在上行鏈路時(shí)間段中，第一定向傳輸信號(hào)是在上行鏈路方向上傳遞的，而在下行鏈路時(shí)間段中，第二定向傳輸信號(hào)在下行鏈路方向上傳遞。
57.一種用于在點(diǎn)到多點(diǎn)的通信系統(tǒng)中的通信鏈路上動(dòng)態(tài)分配通信帶寬的方法，所述系統(tǒng)包括多個(gè)通信源；至少一個(gè)適配成經(jīng)由第一和第二定向傳輸信號(hào)而與多個(gè)通信源進(jìn)行通信的第一公共通信源，其中在上行鏈路時(shí)間段中，第一定向傳輸信號(hào)是在上行鏈路方向上傳遞的，而在下行鏈路時(shí)間段中，第二定向傳輸信號(hào)在下行鏈路方向上傳遞；可操作地連接到多個(gè)通信源中相應(yīng)的所述每個(gè)通信源的多個(gè)遠(yuǎn)程控制器；以及一個(gè)適配成執(zhí)行一個(gè)調(diào)度器的網(wǎng)絡(luò)中心控制器，其中所述網(wǎng)絡(luò)中心控制器可操作地連接到所述第一公共通信源，所述方法包括步驟獲取多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的第一組帶寬參數(shù)，所述參數(shù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)當(dāng)前幀，其中多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源都向第一公共通信源提供所述第一組帶寬參數(shù)，以便確定一個(gè)對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀的多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源的相關(guān)及相應(yīng)的帶寬利用參數(shù)；將多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的所述第一組帶寬參數(shù)與多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的相關(guān)及相應(yīng)的第二組帶寬參數(shù)相結(jié)合，以便推導(dǎo)出多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的帶寬利用參數(shù)，所述第二組帶寬參數(shù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)先前幀；處理多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的所述第一和第二組帶寬參數(shù)，以便在當(dāng)前幀制定一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的帶寬請(qǐng)求參數(shù)，其中多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的帶寬請(qǐng)求參數(shù)都被使用，以便對(duì)多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的下一個(gè)帶寬請(qǐng)求提供許可；以及響應(yīng)于已制定的帶寬請(qǐng)求參數(shù)，將帶寬分配給多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源，其中第一公共通信源將一個(gè)對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀的帶寬許可參數(shù)提供給多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源，以使多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源能在理想的預(yù)定時(shí)間執(zhí)行帶寬許可。
58.權(quán)利要求57的方法，其中，所述將帶寬分配到多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的步驟還包括如下步驟對(duì)多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源的帶寬請(qǐng)求進(jìn)行均衡；以及為多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源計(jì)算帶寬許可。
59.權(quán)利要求57的方法，其中，所述將帶寬分配到多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的步驟還包括如下步驟為多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源產(chǎn)生一個(gè)新的傳輸時(shí)間表；將新的傳輸時(shí)間表廣播到多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源；以及在所述第一公共通信源以及多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源上復(fù)位狀態(tài)，以便反映出新的傳輸時(shí)間表的實(shí)施。
60.權(quán)利要求57的方法，還包括步驟將一個(gè)新的帶寬請(qǐng)求從多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的一個(gè)或多個(gè)延遲帶寬許可中分離出來(lái)。
61.權(quán)利要求57的方法，還包括步驟追蹤各幀中為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的多個(gè)新字節(jié)；根據(jù)當(dāng)前幀的隊(duì)列長(zhǎng)度相對(duì)于先前幀的隊(duì)列長(zhǎng)度的任何變化來(lái)確定為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的新字節(jié)的數(shù)目；將新字節(jié)的數(shù)目與遠(yuǎn)程單元在當(dāng)前幀內(nèi)發(fā)送的字節(jié)數(shù)目相加，以便計(jì)算當(dāng)前幀內(nèi)為每個(gè)遠(yuǎn)程單元產(chǎn)生的新字節(jié)數(shù)目；將帶寬許可與下一個(gè)帶寬請(qǐng)求相比較，以便為每個(gè)遠(yuǎn)程單元計(jì)算適量的請(qǐng)求-許可不足量，其中帶寬許可是在先前幀的末端產(chǎn)生的，并且?guī)捳?qǐng)求與帶寬許可之間的差值提供了適量的請(qǐng)求-許可不足量；以及在當(dāng)前幀的末端為每個(gè)遠(yuǎn)程單元制定下一個(gè)帶寬請(qǐng)求，所述帶寬請(qǐng)求是從帶寬信息中確定的，所產(chǎn)生的新字節(jié)數(shù)目添加到對(duì)應(yīng)于每個(gè)遠(yuǎn)程單元的請(qǐng)求-許可不足量之中。
62.一種用于在適于與至少一個(gè)第一公共通信源進(jìn)行通信的多個(gè)通信源之間的通信鏈路上動(dòng)態(tài)共享通信帶寬的方法，所述通信是經(jīng)由點(diǎn)到多點(diǎn)的通信系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的第一和第二定向傳輸信號(hào)來(lái)進(jìn)行的，其中在上行鏈路時(shí)間段中，第一定向傳輸信號(hào)是在上行鏈路方向上傳遞的，而在下行鏈路時(shí)間段中，第二定向傳輸信號(hào)在下行鏈路方向上傳遞，所述方法包括步驟獲取多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的第一帶寬需求參數(shù)以及一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的帶寬利用參數(shù)，所述參數(shù)對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定時(shí)間的第一時(shí)限，其中多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源都經(jīng)由相關(guān)及相應(yīng)的第一定向傳輸信號(hào)向第一公共通信源提供第一帶寬需求參數(shù)以及帶寬利用參數(shù)，以便確定與第一時(shí)限相對(duì)應(yīng)的多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的相關(guān)及相應(yīng)的帶寬利用參數(shù)；將對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定時(shí)間的第二時(shí)限的多個(gè)通信源中的每一個(gè)通信源的相關(guān)及相應(yīng)帶寬需求參數(shù)與所獲取的第一帶寬需求參數(shù)及帶寬利用參數(shù)相組合，以便推導(dǎo)出多個(gè)通信源中各個(gè)通信源的帶寬利用參數(shù)；結(jié)合第二時(shí)限中為多個(gè)通信源中每個(gè)通信源記錄的相關(guān)及相應(yīng)的第一帶寬請(qǐng)求參數(shù)來(lái)對(duì)第二時(shí)限中記錄的第一帶寬許可參數(shù)進(jìn)行處理，從而在第一時(shí)限制定一個(gè)相關(guān)及相應(yīng)的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)，所述參數(shù)反映了通信帶寬內(nèi)部非冗余的下一個(gè)帶寬請(qǐng)求，其中多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)將被使用，以便對(duì)多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的非冗余帶寬需要提供許可；以及響應(yīng)于所制定的第二帶寬請(qǐng)求參數(shù)，將帶寬分配到多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源，所分配的帶寬反映了多個(gè)通信源中每個(gè)通信源的帶寬許可，并且其中第一公共通信源經(jīng)由相關(guān)及相應(yīng)的第二定向傳輸信號(hào)而將對(duì)應(yīng)于具有預(yù)定時(shí)間的第一時(shí)限的帶寬許可提供給多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源，以使多個(gè)通信源中的每個(gè)通信源能在理想的預(yù)定時(shí)間執(zhí)行帶寬許可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于動(dòng)態(tài)共享通信帶寬的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)提供了一個(gè)調(diào)度器(310)，所述調(diào)度器能夠執(zhí)行所述方法來(lái)處理通信系統(tǒng)(300)中的帶寬信息。通信系統(tǒng)(300)優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)通信陣列或是網(wǎng)絡(luò)中心(320)，它們可以位于中心位置，以便在多個(gè)物理分離的基于處理器的系統(tǒng)或遠(yuǎn)程單元RU(330a～f)，或者使用通信設(shè)備來(lái)進(jìn)行諸如語(yǔ)音通信的其他通信源或節(jié)點(diǎn)之間提供空中鏈路。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心(320)與RU(330)都包括一個(gè)或多個(gè)控制器(340，350)。調(diào)度器(310)使用控制器(340，350)來(lái)追蹤并處理帶寬信息，以便在一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心(320)與多個(gè)RU(330a～f)之間進(jìn)行通信。每個(gè)RU(330)通常服務(wù)于多個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)信源。調(diào)度器(310)在下行鏈路和/或上行鏈路上追蹤空中鏈路通信量，由此為多個(gè)RU(330a～f)精確確定空中鏈路帶寬要求。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1498461SQ02806676
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月6日
發(fā)明者休·邁克米金, 休 邁克米金, C 沙費(fèi)爾, 戴維·C·沙費(fèi)爾 申請(qǐng)人:哈里公司