專利名稱：用于寬帶接入系統(tǒng)的分布式媒體接入控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及點對多點(PMP)接入網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及用于物理信道上的分布式媒體接入控制(MAC)方法和系統(tǒng)，所述物理信道由幾個終端共享并由主(master)控制器控制。
背景技術(shù)：
近年來，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，并且在這些網(wǎng)絡(luò)上用戶可用的服務(wù)數(shù)目極大且不斷增加，已經(jīng)使業(yè)務(wù)量明顯增加，這嚴重地影響了網(wǎng)絡(luò)性能。
因此希望容量動態(tài)分配的陸地寬帶無線接入(BWA)、點對多點(PMP)系統(tǒng)支持并提供數(shù)目不斷增長的應(yīng)用和服務(wù)，包括高要求的多媒體服務(wù)，比如快速因特網(wǎng)視頻和視頻點播(VoD)，以及支持并提供最近一代移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括2G/3G移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，尤其在涉及到移動基站和交換站點之間的連接時。
在典型的系統(tǒng)中，PMP系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)包括多個基站，基站通過特定的介質(zhì)并通過使用特定的多址接入方案來連接幾個接入終端。
為了應(yīng)付這些不斷增長的需求，寬帶接入網(wǎng)絡(luò)需要盡可能最有效地使用共享的資源，既要節(jié)約帶寬又要區(qū)別服務(wù)。結(jié)果，只能按需要自動地且沒有人為干預地分配帶寬，并且有可能同時根據(jù)業(yè)務(wù)合同和實時特性來為每個不同的流提供服務(wù)。
為了滿足這些要求，媒體接入控制(MAC)控制器或者調(diào)度器應(yīng)該連續(xù)監(jiān)控所有進入信道的業(yè)務(wù)流，并根據(jù)其特權(quán)來授予(grant)對每個流的接入。通常，這些特權(quán)通過一組服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)規(guī)定，這可以根據(jù)其涉及的傳輸網(wǎng)絡(luò)(例如，ATM，IP等等)而改變。
關(guān)于下行流(downstream)業(yè)務(wù)，其通常表示由骨干網(wǎng)到用戶端設(shè)備(CPE)的數(shù)據(jù)流，信源和調(diào)度器都在信道的同一端。因此調(diào)度器完全了解業(yè)務(wù)量情況并且具有正確管理帶寬分配所必須的信息。實際上，調(diào)度器或者控制器一個時刻接一個時刻地了解它所管理的所有隊列的狀態(tài)，并根據(jù)本領(lǐng)域公知技術(shù)來選擇要服務(wù)的下一個隊列。
相反，在考慮上行流(upstream)業(yè)務(wù)時，其通常表示由CPE到骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)流，調(diào)度器和信源物理上位于信道的相反端。因為每個CPE隊列的狀態(tài)對調(diào)度器或控制器來說是未知的并且必須以某種方式傳送，至少部分為了合適的通信調(diào)度，需要控制信息的交換。
在BWA/PMP系統(tǒng)中，如同在大多數(shù)通信網(wǎng)絡(luò)中一樣，信息以幀的方式傳送。幀是數(shù)據(jù)塊，既包含實際的數(shù)據(jù)又包含輔助信息，以同步傳輸并提供傳輸數(shù)據(jù)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已知可以利用多種不同的方式遠程多路復用一個TDMA信道上的接入，既滿足業(yè)務(wù)合同又滿足實時要求。
最基本的技術(shù)是避免任何中央調(diào)度器和CPE之間的通信信道。這樣，上行流信道在所有活動的用戶終端之間被靜態(tài)地劃分，這在配置時建立。該技術(shù)不浪費任何額外帶寬，但是有一個主要缺點，即不允許任何統(tǒng)計多路復用。此外，為了將一個連接加到網(wǎng)絡(luò)，運營商不得不重新設(shè)置共享同一信道的所有其它終端，即使它們的需求沒有改變。
另一種廣泛運用的方法是在中央調(diào)度器中保存多路復用信息，之后負責發(fā)送上行流傳輸許可(permit)到授權(quán)的終端，一次一個。不需要對終端重新編程并且可以方便地人工改變帶寬分配。然而，得到的系統(tǒng)又是靜態(tài)特性，因此在終端臨時處于沒有數(shù)據(jù)等待上行流發(fā)送時，其指派的幀時隙不能被重新分配給其它終端，因此徹底地被浪費了。
理想的情況是，終端被周期性地輪詢，上行流傳輸許可只能被發(fā)送到其排隊隊列不為空的那些終端。那種情況下，主要的問題是，為了使調(diào)度器具有關(guān)于所有等待隊列的合理信息，需要在上行流信道中預留太多的帶寬，這容易導致服務(wù)惡化。
相反，被分配來傳送向調(diào)度器提供終端狀態(tài)信息的輔助數(shù)據(jù)的信令帶寬應(yīng)被最小化。這樣，用來向調(diào)度器位于其中的基站匯報請求的最通用的解決方案是爭用、捎帶(piggyback)和輪詢。
爭用時隙是上行鏈路幀的部分，上行鏈路幀專用于終端請求而不規(guī)定哪個終端有權(quán)使用它。多個終端有可能同時嘗試并接入同一時隙，這導致沖突，基于爭用的方式的主要缺點是致使可靠性低且沒有設(shè)置等待時間上限。
當沒有在幀的指定部分而是在MAC數(shù)據(jù)單元的指定部分提出請求時執(zhí)行捎帶，因此信息更新速率取決于終端的活動性。該方法一般會降低平均等待時間，但是仍然不能保證不超過上限。為此，總是至少要和另一種方法相聯(lián)結(jié)，以便在前一個活動周期過去之后，再給終端一次重發(fā)請求的機會。作為規(guī)則，當業(yè)務(wù)突發(fā)(bursty)時，捎帶方法的效率實際上取決于其它相關(guān)聯(lián)的方法的效率。
輪詢意味著由基站、也就是由在基站上運行的調(diào)度器，指定一些帶寬給終端以供它們提出請求。這也可以周期性地通過專用上行鏈路幀的指定部分來進行，其中每個終端被指派到特定時隙。在上行鏈路業(yè)務(wù)上引入的延遲變化取決于輪詢周期，但是通常非常有限。
雖然所有上述方法可以同樣地運用，但是在實時系統(tǒng)中應(yīng)該確?；驹诒戎付ǖ膶崟r延遲約束更小的周期內(nèi)從終端接收請求，實時系統(tǒng)通常通過輪詢機制實現(xiàn)。輪詢的主要缺點是由它的靜態(tài)特性給出。實際上，延遲約束為輪詢周期設(shè)置了限制實時要求越嚴格，那么資源越頻繁地專用于請求字段(field)。這些資源保持靜態(tài)地分配并且因此不能用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。結(jié)果靜態(tài)信令信道必須被創(chuàng)建并被規(guī)定大小以滿足最壞業(yè)務(wù)條件下的延遲要求，因此即使在低數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量條件下也嚴重影響了可利用帶寬。此外，如果系統(tǒng)中終端數(shù)量或者需要發(fā)送信息到基站的服務(wù)等級隨時間增加，那么不能用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬部分并行地增長，這影響了系統(tǒng)的效率和性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過提供一種使信令帶寬消耗最小化的方法以克服上述問題，特別參照點對多點寬帶網(wǎng)絡(luò)。
在該目的之中，本發(fā)明的目標是支持不同的動態(tài)調(diào)度策略和多種服類別并提供調(diào)度系統(tǒng)，該調(diào)度系統(tǒng)可升級到多個分層次的等級。
本發(fā)明的另一個目標是有效地(實時)跟蹤每個終端的實際需要以便只在有數(shù)據(jù)要發(fā)送時授予帶寬，如果終端沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送，則重新分配可用帶寬。
本發(fā)明的還有一個目標是自發(fā)地將反壓力(backpressure)傳播到最低級，而不需要其它明確的命令。
本發(fā)明的另一個目標是改進現(xiàn)有技術(shù)的輪詢機制。
本發(fā)明的這個目的、目標以及其它目標在下文中將變得明顯，并通過一種調(diào)度上行流數(shù)據(jù)的方法來實現(xiàn)，該方法用于多個終端20和主控制器10之間的基于幀的通信，該方法包括步驟提供多個集中(concentration)部件來本地調(diào)度上行流數(shù)據(jù)；把多個集中部件和多個終端劃分到多個分布在多分層等級星形拓撲上的小區(qū)，每個小區(qū)屬于分層等級N，其中N包括在最高級和最低級之間，該最高級與主控制器被指派的單個小區(qū)相對應(yīng)；在N級的每個小區(qū)中，選擇一個集中部件作為主部件用于該小區(qū)，并且選擇剩下的部件和小區(qū)中的終端作為主部件的從部件用于小區(qū)；其中，小區(qū)中的每個N級主部件轉(zhuǎn)而成為一個N+1級小區(qū)中的主部件的從部件，最高級的主部件成為主控制器；定義至少一個流服務(wù)類別；在N級的每個主部件中，收集由其從部件發(fā)起的上行鏈路集合(aggregate)請求和流，對于每種服務(wù)類別，對于每個流，將流集合成為一個集合流來生成新的上行鏈路請求，這被輸入N+1級主部件，其中N級主部件是該N+1級主部件的從部件。
在每個主部件，根據(jù)集合請求和可用帶寬將帶寬分配到每個連接的從部件。
該目的和其它目標也通過一種分布式調(diào)度器來實現(xiàn)，該分布式調(diào)度器用于多個終端和主控制器之間的基于幀的通信，包括多個集中部件，用于本地調(diào)度上行流數(shù)據(jù)，多個集中部件和多個終端被劃分到多個小區(qū)，多個小區(qū)分布在多個分層等級星形拓撲上，每個小區(qū)屬于一個分層等級N，其中N被包含在最高級和最低級之間，最高級與主控制器被指派到的單個小區(qū)相對應(yīng)；在每個N級小區(qū)，一個集中部件是小區(qū)的主部件，而所述小區(qū)中剩下的集中部件和終端是小區(qū)的主部件的從部件；N級小區(qū)中的每個主部件轉(zhuǎn)而成為一個N+1級小區(qū)中的主部件的從部件，最高等級的主部件是主控制器；每個N等級的主部件包括，用來收集由其從部件發(fā)起的上行鏈路集合請求和流的裝置，還包括用來生成集合流和集合上行鏈路請求的裝置，這被輸入到N+1級主部件，其中N級的主部件是它的從部件。
有利地，本發(fā)明是基于輪詢機制，集合請求在每個輪詢周期或者其倍數(shù)重新計算。
當包含更多類別和等級的業(yè)務(wù)時，每個從部件優(yōu)選地配備流選擇器，它根據(jù)流類別來集合流，在每個許可下，選擇并發(fā)送一個集合流的一個數(shù)據(jù)單元到相應(yīng)的主部件。
上行流幀的第一部分可以用來保存帶寬請求信息，該幀的第一部分的大小足以為幀中的所有時隙尋址?？商鎿Q地，幀的第一部分被預留來保存帶寬請求信息，幀的第一部分的大小足以為幀中的RTT+(NRG-1)個時隙尋址，其中RTT是往返時間(Round Trip Time)，NRG是終端中的不同請求組的數(shù)目，并且剩下的請求信息在上行流幀中的業(yè)務(wù)時隙上捎帶。
當帶寬請求信息包括保證帶寬要求和過量(excess)寬帶要求時，每個主部件在長為IT的時間窗上積分被授予帶寬的請求，其中IT是輪詢時間周期的整數(shù)倍，以便動態(tài)地為每個從部件調(diào)整保證開價(quote)。
附圖簡述從下列詳細描述中，通過結(jié)合附圖的非限制性的實例和圖示，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，其中

圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的主基站和多個從終端的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的分層級網(wǎng)絡(luò)拓撲的框圖；圖3是示出基本流選擇器的框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的涉及并行流選擇器的調(diào)度結(jié)構(gòu)的框圖；圖5是進一步詳述根據(jù)本發(fā)明的多級集合調(diào)度結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明在時域中的主-從通信邏輯圖表；圖7是對比根據(jù)本發(fā)明的調(diào)度方法以及根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)方法獲得的乘積(product)等待時間-信令帶寬性能的圖表；圖8a是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)分配在幀中的請求信息的框圖；圖8b是示出根據(jù)本發(fā)明運用交織的分布式輪詢分配在幀中的請求信息的框圖；圖9和10是對比在分布式調(diào)度系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明運用交織的分布式輪詢和純輪詢的帶寬消耗百分比的圖表；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的另一方面的保證的和過量帶寬請求聚集(gathering)和集合的框圖。
圖12和13是示出在從部件上的保證的和過量帶寬聚集以及在主部件上的調(diào)度的流程圖。
發(fā)明詳述圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的示意圖，包括一個基本節(jié)點站10和多個接入終端20。
控制器和調(diào)度器在主節(jié)點站上運行，并充當接入終端20的主部件，接入終端20在系統(tǒng)中是從設(shè)備。自主節(jié)點10到從終端20的通信一般被稱為“下行鏈路”或者“下行流”通信，而自從終端20到節(jié)點站10的通信被稱為“上行鏈路”或者“上行流”通信。通信流一般被分成時間幀。
節(jié)點站配備了常規(guī)硬件和/或軟件計算裝置，用于在一側(cè)處理來自/去往終端20的通信，以及用于在另一側(cè)處理來自/去往通信網(wǎng)絡(luò)的通信。更為具體的，這樣的計算裝置根據(jù)本發(fā)明公開的MAC調(diào)度算法通過常規(guī)技術(shù)被編程。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)分布式調(diào)度結(jié)構(gòu)的多級星形拓撲的框圖。
分層范圍中的等級從0-N，其中0標識最低級，而N標識最高級。
第1至N級的每一級包括多個小區(qū)，每個小區(qū)進而包括多個部件，在此被稱為集中部件。
在每個小區(qū)中，一個集中部件被選作主部件用于小區(qū)，剩下的部件是主部件的從部件。在I級小區(qū)中的每個主部件轉(zhuǎn)而被設(shè)置成屬于I+1級小區(qū)的主部件的從部件。
每個終端20被分配到在0-N級的任一級的小區(qū)。原則上，終端被分配到最低級0的小區(qū)，但是也可以分配到更高級的不同小區(qū)。
結(jié)果，在分層中的每一級，每個小區(qū)包括幾個集中部件，其中之一是小區(qū)剩下的所有部件的主部件，它也可以是另一個集中部件30或者終端20。N級的主部件不從屬于任何其它部件。
系統(tǒng)的操作如下。
I級小區(qū)中的每個主部件與該小區(qū)中它的所有從部件以及它自己的在相應(yīng)的I+1級小區(qū)的主部件雙向通信。
更詳細地，每個主部件收集來自其從部件的上行鏈路業(yè)務(wù)和上行鏈路請求，并生成到它的相應(yīng)的更高級主部件的上行鏈路業(yè)務(wù)和上行鏈路請求。
上行鏈路業(yè)務(wù)和請求由終端20生成。之后每個上行鏈路請求被發(fā)送到主集中部件30，至少一些終端已經(jīng)分配到該主集中部件30。集中部件32聚集從其連接的終端發(fā)起的流并生成一個集合流，其中包括集合請求，在最簡單的情況下，它是從終端20接收的所有單個請求的總和。
流被饋送到更高級小區(qū)中的集中部件31，主集中部件31是它的從部件。
集中部件31轉(zhuǎn)而聚集來自它連接的從集中部件32和/或終端20發(fā)起的所有流，并生成相應(yīng)的包括集合請求的集合流。
該過程在星形拓撲的所有等級中繼續(xù)，直到達到最高級N級和主控制器10。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，主控制器10執(zhí)行它的常規(guī)活動，根據(jù)任一個選定的調(diào)度算法，并根據(jù)由它的從部件轉(zhuǎn)送來的信息來分配帶寬。因此以集合信息為根據(jù)來采用調(diào)度決定或者帶寬分配，并向它的從部件通知。如果從部件是集中部件，那么，在主控制器10所傳達的可用帶寬的基礎(chǔ)上根據(jù)相同的或任何其它合適的調(diào)度算法完成相似的調(diào)度操作。
該處理過程被重復通過分布式調(diào)度結(jié)構(gòu)中的所有等級和小區(qū)，直到達到最低級并且已經(jīng)服務(wù)于所有終端20。
顯然，下行鏈路業(yè)務(wù)明顯通過集中部件被允許。然而，由于這與本發(fā)明的創(chuàng)造性原理不相關(guān)，因此在本發(fā)明中不太關(guān)注下行鏈路業(yè)務(wù)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員意識到，根據(jù)本發(fā)明的小區(qū)，即使在同樣的等級，也可以有相當不同的物理結(jié)構(gòu)。例如，小區(qū)的主部件和從部件是地理上分布在MAN/WAN區(qū)域的整個構(gòu)架，而另一個小區(qū)的主部件和從部件可以只是在單個CPE終端之中的不同的板(boards)，或者甚至是它們某些部分。
在分層的每一級，來自從部件并競爭小區(qū)中的帶寬的每個流是一個由該從部件生成的集合流，該從部件充當在一個對應(yīng)的I-1級小區(qū)的主部件，并且該集合流是發(fā)自該從部件內(nèi)部的流或者從它是其主部件的小區(qū)匯聚而來的流的集合流。
小區(qū)的主部件只知道集合流的參數(shù)和特征，并根據(jù)收到的集合請求來分配帶寬，不考慮集合流和上行鏈路請求如何由從部件產(chǎn)生，也不考慮如何在從部件的流之中分配帶寬。實際上，I級主部件的每個從部件將會由它的在同一小區(qū)中的主部件分配一定數(shù)量的帶寬，并將該帶寬重分布到它是其主部件的I-1級小區(qū)中的從部件。
只根據(jù)集合信息來分配帶寬，這使得需要用來傳送上行流請求的信令帶寬最小化，作為一個整體，所述上行流請求是服務(wù)終端20所需的。
由每個集中部件產(chǎn)生的集合流可以是靜態(tài)的也可以是動態(tài)的，由在任一輪詢周期的不同的子流組成。尤其是，通過集中部件上行流發(fā)送的集合流可以由流選擇器處理，對于計算和業(yè)務(wù)參數(shù)上行流發(fā)送，只考慮不為空的隊列。
在優(yōu)選實施例中，每個集中部件包括一個或多個流選擇器40，這在以后將變得清楚。圖3示出了基本流選擇器，這是基于硬件或軟件及兩者的設(shè)備，它負責選擇一個輸入41并將它上行流轉(zhuǎn)發(fā)。
特別地，隨每個流的隊列的當前狀態(tài)實時改變的集合流參數(shù)優(yōu)選由從部件每輪詢周期計算至少一次，只有結(jié)果被上行流傳送到主部件作為來自單個業(yè)務(wù)源的請求。
主部件一收集到來自其全部從部件的所有狀態(tài)信息，主部件中的流選擇器在當前的輪詢周期就找出哪些從部件具有等待發(fā)送的數(shù)據(jù)單元，而忽略所有其它的。
對于當前輪詢周期中的每個傳輸間隔，流選擇器決定給予哪個部件許可使用該傳輸間隔。為此，流選擇器可以使用任何規(guī)則，包括簡單輪替(round robin)技術(shù)到任何復雜的帶寬共享算法。
最苛刻的要求是實現(xiàn)流選擇器以便至少在每個輪詢周期在它的輸入端考慮每個隊列的狀態(tài)，尤其是空或非空狀態(tài)，以便暫時不考慮當前空閑的那些流。
這對于避免帶寬浪費是最根本的重點，因為競爭變得只限于在當前輪詢周期確實需要帶寬的那些流。
明顯地，為了決定接下來要服務(wù)于哪個流，多個參數(shù)可以用來加權(quán)和評估每個流的要求，并且可以被流選擇器利用。該參數(shù)可以是常數(shù)，并且在流建立時靜態(tài)地規(guī)定，或者可以根據(jù)一天中的時間改變，比如在上班時間、夜間時間等等允許不同的調(diào)度策略，或者每T個輪詢周期改變一次，比如計算帶寬積分并補償在窄時窗上發(fā)生的偶然的化整(rounding)誤差。
流選擇器40優(yōu)選在業(yè)務(wù)流上工作，具有相同或相似的特征，即完全由同樣的通用參數(shù)組來定義。這意指每個流相對于其它流的優(yōu)先級以及流選擇器的流選擇只取決于參數(shù)本身的值。
然而，根據(jù)本發(fā)明的分布式調(diào)度系統(tǒng)能夠同時處理不同類別或分類的流，該類別能夠在調(diào)度分層的同一等級共存。
這樣，正如在圖4中示意示出的，在系統(tǒng)中，為每個要沿某一確定路徑服務(wù)的類別例示了一個單獨的流選擇器，從終端20到主控制器10。
在每個集中部件和主控制器上使用單獨的調(diào)度器來處理不同類別的數(shù)據(jù)流。
更詳細地，發(fā)起不同類別流的每個從部件對應(yīng)于輸出類別將其輸出流饋送到在其主部件中的流選擇器。
圖4例示了包含主部件15和三個從部件21-23的小區(qū)，從部件既可以是終端20，也可以是集中部件30。從部件產(chǎn)生流，所述流屬于不同的類別k從部件21產(chǎn)生屬于類別k＝1和k＝3的兩個流，從部件22只產(chǎn)生一個屬于類別k＝2的流，從部件23產(chǎn)生三個屬于類別k＝1，k＝2和k＝3的流。
每個從部件對每個流的服務(wù)請求被發(fā)送到主部件15，并根據(jù)其所屬類別饋送到三個不同流選擇器之一，這些流選擇器負責選擇以相應(yīng)的類別提供服務(wù)的流。另一個流選擇器45，或者替換控制裝置，評估接下來服務(wù)于哪個流。自從部件接收到的每個數(shù)據(jù)單元被緩存在主部件15相應(yīng)于每個流的隊列中。對主部件15的每個集合流的服務(wù)請求接著通過發(fā)射機48被轉(zhuǎn)發(fā)到集中部件或者主控制器中的相應(yīng)的流選擇器，主部件15是所述主控制器的從部件。
如在圖5中示意性地圖示的，圖4中描述的結(jié)構(gòu)即使在同一小區(qū)中也能夠級聯(lián)(cascade)，以便調(diào)度決定可以分布在時間和空間上。更為具體地，下一個上行流傳輸時間將授權(quán)哪個流的決定既由主部件采用，也由從部件自己采用，該主部件選擇要服務(wù)的從部件，該從部件在來自主部件的決定到達時，在它的多個本地從部件中選擇流，這將有益于主部件的決定。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明在優(yōu)選實施例中使用的時域中的基本分布式調(diào)度處理過程。
特別地，輪詢命令由主部件在時間T0發(fā)布，并由它的從部件在某個時延后的時間T1之后接收。在接收到輪詢命令時，從部件檢驗它的從流以識別非空流，并且可選擇地保存該信息一直到下一個輪詢命令。從部件接著計算由該時刻活動的流組成的集合流的所有參數(shù)，并將集合信息發(fā)送到主部件，主部件在時間T2接收到所述信息。如果主部件的流選擇器后來在輪詢周期中判定從部件的集合流的當前參數(shù)定名為許可，那么該許可被下行流發(fā)送到從部件。從部件一在時刻T3收到它，就通過它的本地流選擇器重復該調(diào)度處理過程。
后者實際上可以通過在執(zhí)行狀態(tài)計算并發(fā)送到主部件時不為空的隊列中選擇有益的流來做出決定，或者通過在收到許可時不為空的隊列中選擇有益的流來做出決定，比如考慮高優(yōu)先權(quán)的流，正如此后要更好地解釋。
因此，根據(jù)在此公開的分布式調(diào)度方法，每個集中部件處理流的集合，而不用了解單個部件的流。這減少了分配到物理信道上的信令帶寬數(shù)量。
為此，圖7是根據(jù)本發(fā)明的調(diào)度方法和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)方法獲得的等待時間-信令帶寬性能對比圖表。
在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)配置中，乘積“等待時間-信令帶寬”值在實時業(yè)務(wù)調(diào)度中與業(yè)務(wù)源的數(shù)目成比例。
在下列表達式中，t是許可的產(chǎn)生等待時間，T是分組等待時間，SB是信令帶寬，Z是請求的大小，其最大值與幀尺寸相對應(yīng)，Y是業(yè)務(wù)源的數(shù)目。為了簡明，每個分層等級的從部件的數(shù)目被假設(shè)成常數(shù)且等于X，因此如果n是分層中的等級數(shù)目，那么業(yè)務(wù)源的總數(shù)是Xn。假設(shè)在現(xiàn)有技術(shù)中和根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用相同的輪詢周期，可以假設(shè)平均等待時間是同樣的。
為了對比現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明，假設(shè)相同數(shù)目的業(yè)務(wù)源既在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中出現(xiàn)，也在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中出現(xiàn)。因此，假設(shè)Y＝Xn在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，t＝1，T＝t并且Y＝Xn，因此T*SB＝Xn*Z。
在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，t＝1，T＝n*t＝n，因此T*SB＝n*X*Z。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)如何明顯地優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。在圖表中，線701指根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的T*SB乘積，線702指在運用本發(fā)明時同樣的等待時間-信令帶寬。圖7中所示的結(jié)果指X＝10和Z＝80的情況。
為了進一步提高上述分布式調(diào)度方法和系統(tǒng)的性能，運用了一種新穎的輪詢方法。已知的是，在以分時隙的MAC幀為特征并基于輪詢的點對多點系統(tǒng)中，上行鏈路帶寬的與某個數(shù)目的時隙相對應(yīng)的一部分被預留來承載從終端到調(diào)度器和控制器的上行鏈路請求，通常在幀的開頭。輪詢幀實際上被定義成在兩個連續(xù)請求區(qū)域的開端之間的時隙總數(shù)。輪詢周期是持續(xù)時間或者幀的尺寸，表達成保存在其中的時隙數(shù)目。輪詢周期的選擇取決于上行鏈路業(yè)務(wù)允許的最大延遲。為了避免來自于不同終端的請求之間的沖突，每個終端被指定了專用的區(qū)域來具體地插入它的請求，專用區(qū)域是一個時隙或者時隙的一部分。圖8a描述了常規(guī)上行鏈路幀800的結(jié)構(gòu)，其中在幀開端預留，包括請求字段802的請求區(qū)域801。因此輪詢周期803由屬于幀F(xiàn)的在請求區(qū)域801的開端和屬于幀F(xiàn)+1的在請求區(qū)域801’的開端之間的多個時隙805限定。
請求字段承載的信息量通常涉及到在每個終端中排隊，對每個請求組重復的數(shù)據(jù)量。該信息應(yīng)當足以允許終端在整個輪詢周期中使用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時隙805。因此，輪詢周期確定請求字段的長度，而終端和請求組確定需要的請求字段數(shù)量。
結(jié)果，當使用純輪詢幀時，不可用于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的帶寬的百分比可以表示成 其中NAT是終端數(shù)目，NRG是請求組的數(shù)目，PP是輪詢周期中的時隙數(shù)目，SL是以字節(jié)方式表示的時隙的尺寸，OH是涉及每個時隙的開銷。
根據(jù)以上表達式計算的帶寬的數(shù)量代表了在采用純輪詢機制時浪費的帶寬，為了評估根據(jù)本發(fā)明的第二方面的新輪詢方法的性能，將要考慮該帶寬數(shù)量。
實際上，為了進一步提高根據(jù)本發(fā)明的分布式調(diào)度方法和系統(tǒng)的性能，現(xiàn)在將參考圖8b來描述一種改進輪詢機制，在此被稱為“分布式輪詢”。
圖8b示出了一個包含多個時隙的下行鏈路幀820，它包含824部分，用于指示相應(yīng)的上行鏈路授權(quán)。
圖8b還示出了一個上行鏈路幀810，包括請求區(qū)域811，它包括請求字段812和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時隙813。在每個業(yè)務(wù)時隙813，部分814專用于承載請求字段。因此，一部分請求保存在幀的第一區(qū)域811，而請求更新在實際數(shù)據(jù)時隙上捎帶。相對于純輪詢機制，只專用于請求字段的部分811因此顯著減少，由此811部分的大小只能覆蓋與往返時間(RTT)815相對應(yīng)的時隙數(shù)，這是發(fā)送一個授權(quán)和在目的節(jié)點接收時隙之間的時間間隔，如圖8b所示，而不再覆蓋整個輪詢幀。
一接收到幀請求部分，調(diào)度器開始調(diào)度授權(quán)。在最壞的情況下，所有授權(quán)被指派到同一終端。由于承載更新等待的請求的捎帶字段的第一業(yè)務(wù)時隙只能在RTT后的時隙被接收到，請求字段能夠被縮短成只覆蓋log2RTT時隙。
上述分布式輪詢機制在終端中出現(xiàn)不只一個服務(wù)分類或類別時也可以應(yīng)用。在此情況下，請求字段的大小應(yīng)當至少為 比特。
專用于請求的輪詢周期幀部分包含用于每個終端和每個請求組的請求字段，所述每個終端和每個請求組是將通過分布式輪詢機制服務(wù)的終端和請求組，而每個上行鏈路數(shù)據(jù)時隙只承載一個請求字段，只填充與一個請求組相關(guān)的信息。通信信道的兩端都應(yīng)當知道與每個組相關(guān)的請求序列，以便信息被循環(huán)并且主節(jié)點每隔NRG個時隙從同一終端接收完全的更新。
該主節(jié)點因此在幀的開端接收待處理請求的確認(knowledge)，該確認至少足以覆蓋隨后的RTT+NRG-1個時隙。該信息接著在輪詢期間通過幀中承載的信息被動態(tài)地更新。該信息在來自不同終端和來自同一終端的不同請求組的時隙之間交織。
在分布式交織輪詢的情況下，不能用于數(shù)據(jù)的帶寬百分比通過下列表達式計算，其表示在上行鏈路輪詢部分中需要的時隙數(shù)目。

在交織輪詢的情況下需要的帶寬是

第一個表達式表示輪詢周期PP不再是計算中的一個部分，這使公開的分布式交織輪詢機制比根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的純輪詢機制更加有效，正如在圖9和圖10的圖表所示，以及通過下表1和2所示。假設(shè)時隙的大小為一個ATM信元(cell)。
表1和圖9標識了在采用根據(jù)本發(fā)明的分布式輪詢機制時上行鏈路請求占用的帶寬的百分比，如同由線901所示，與之相對比的純輪詢機制由線902所示。終端的數(shù)目(NAT)固定為64。

表1在表1中引用的數(shù)據(jù)是假設(shè)RTT＝10和NRG＝3來計算。圖9示出輪詢周期(PP)為合理的低數(shù)值的情況下顯著的優(yōu)勢，因為其通常為延遲敏感應(yīng)用所需要的。
表2和圖10示出在采用線911所示根據(jù)本發(fā)明的分布式輪詢機制時上行鏈路請求占用帶寬的百分比與采用線912所示的純輪詢機制相對比。同樣，所有計算都假設(shè)RTT＝10和NRG＝3，而輪詢周期(PP)被設(shè)置成每幀80個時隙。


表2以上數(shù)據(jù)表示根據(jù)本發(fā)明的分布式輪詢機制允許有效地利用帶寬，確保在嚴格遲延限制情況下可靠的延遲控制，這是輪詢的主要特征。圖10概略地示出在終端數(shù)目增多時，節(jié)約的帶寬快速增長。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，請求字段的尺寸總是合適的、節(jié)約帶寬。輪詢周期能夠根據(jù)實時要求而改變，只要求RTT對于一個正確的終端隊列保持常數(shù)。本發(fā)明不增加全系統(tǒng)各處的計算開銷，因為它只要求由終端在每個時隙的合適的字段插入當前隊列狀態(tài)，并在基站中覆蓋請求的當前狀態(tài)，而不影響調(diào)度機制。此外，專用于輪詢機制的同樣數(shù)量的帶寬允許增加系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)類別或者終端的數(shù)量。
已經(jīng)表示出，如果采用分布式MAC功能，終端請求作為每個業(yè)務(wù)類別的集合體來發(fā)送，這使信令信息最小化，并且降低了等待時間。由于是MAC分布式，基站只處理終端之間的帶寬分配，而不用考慮單個連接。
用于保證的和過量開價(quote)的集合請求是時變的，這是由于業(yè)務(wù)量的突發(fā)特性；例如，終端的一些連接在某個時間量靜默。因此，分配到終端的固定的保證開價等于最大集合的保證業(yè)務(wù)量，并且過量的靜態(tài)比例導致不正確的帶寬分配。
當終端中一些連接靜默而其它的連接要求比它們的保證開價更多的業(yè)務(wù)時，對于后者，因為基站只能看到該集合，因此在基站級，能夠“竊取”連接是靜默的那些終端的保證和過量帶寬。該結(jié)果是在終端之間進而在連接之間不恰當?shù)臉I(yè)務(wù)分布。允許動態(tài)分配授權(quán)帶寬和將過量的帶寬劃分到終端的機制能夠解決所述難題。
為了進一步增強根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的性能，在此公開了一種以保證帶寬要求來處理基于分組的業(yè)務(wù)的方法。
為了通過保證帶寬來正確處理一種服務(wù)類別，在服務(wù)請求中，終端不但要將與該服務(wù)類別的連接相關(guān)聯(lián)的隊列中的數(shù)據(jù)集合量，即隊列狀態(tài)，通知給基站，還要把關(guān)于集合保證速率的信息通知基站。設(shè)qax，c(t)和wax，c(t)分別是用于終端x的服務(wù)類別c的集合隊列狀態(tài)和集合保證速率。
集合隊列狀態(tài)由qax,c(t)=Σi=1ncxqx,c,i(t)]]>給出，ncx是有效連接的數(shù)目，而qx，c，i(t)是關(guān)于終端x中的服務(wù)類別c相關(guān)的連接i的隊列狀態(tài)。
集合保證速率是wax,c(t)=Σi=1ncxwx,c,i·η(qx,c,i(t)),]]>其中η(·)是亥維賽(heaviside)函數(shù)，而wx，c，i是保證速率，通常為一個恒定參數(shù)，它們被指派到終端x中的服務(wù)類別c的連接i。這意味著wax，c(t)等于連接的保證速率的和，所述連接在終端的相應(yīng)對列中至少具有一個信元(cell)。
終端x發(fā)送到基站的服務(wù)請求包括用于服務(wù)類別c的(qax，c(t)，wax，c(t))對。
基站中的調(diào)度功能根據(jù)終端中不靜默的連接的需要將保證帶寬動態(tài)地分配到終端。這樣，只有必須的帶寬被分配成授權(quán)的，而其余的帶寬能夠作為過量的帶寬分布在所有連接之中。
過量帶寬的分布可以遵循常用的調(diào)度方式，例如，在所有連接中公平分布的輪替，加權(quán)輪替或者加權(quán)交織輪替來與保證速率成比例地分布。如果過量的分布與保證速率成比例被采用，則提供動態(tài)權(quán)值更新，與用于調(diào)度終端之間的過量業(yè)務(wù)的wax，c(t)成比例。為了適當?shù)卣{(diào)度業(yè)務(wù)，有必要將授權(quán)的開價和過量分開。保證部分應(yīng)該具有比過量業(yè)務(wù)更高的優(yōu)先級，以便它首先通過，之后剩余的帶寬在終端之間作為過量分配。
授權(quán)部分工作如下。要求請求信息每隔T秒周期性地到達基站。結(jié)果qax，c(t)和wax，c(t)在基站級是步進函數(shù)。因為wax，c(t)表示速率，用以確定必須作為保證來服務(wù)的請求qax，c(t)的一部分，這引入了時間幀，此處被標識為積分時間(ITintegration time)。IT參數(shù)表示瞬時業(yè)務(wù)在其上被監(jiān)控，以及每個終端按照信元的保證開價的計算在其上被確定的時間窗。原則是在一個積分時間期間，終端請求的許可可被保證提供服務(wù)，直到根據(jù)由終端傳送的集合速率，服務(wù)信元的數(shù)量達到在當前IT期間能夠允許傳送的數(shù)量。超過了極限的請求只能當作過量業(yè)務(wù)處理。這樣保證和過量業(yè)務(wù)的邊界能夠在終端的基礎(chǔ)上定義。約束保證開價的限制是指IT給出的一個時間幀，但是在每個輪詢周期T更新，以便允許根據(jù)每個終端的實際需要動態(tài)調(diào)整保證開價。更為詳細的，積分時間IT被設(shè)置成T的倍數(shù)IT＝k*T，其中k是大于等于1的整數(shù)。在IT上的對集合速率求積分，得到終端x在時刻m·T的每IT保證信元的最大數(shù)目Qax,c(m·T)=∫ITwax,c(m·T)dt.]]>每次在新的一對請求參數(shù)來自終端時，該積分被重復，即每一T。得到的函數(shù)是步進函數(shù)。算出的Qax，a(m·T)在隨后被表示成序列Qax，c(m)，每T秒允許動態(tài)地根據(jù)終端的實際需要來調(diào)整它的授權(quán)開價。與終端x相關(guān)的服務(wù)類別c連接的集合允許參加用于授權(quán)開價的調(diào)度，直到這里有信元要發(fā)送，下列在IT中對那個終端服務(wù)的信元sx(t)和Qax，c(m)之間的關(guān)系對于t在ti和ti+IT之間的范圍內(nèi)成立Qax，c(m)＞sx(t)，其中ti是積分開始時間。因此，如果例如基站接收Qax，c(m1)以及之后Qax，c(m2)，會發(fā)生下列情況Qax，c(m2)＞＝Qax，c(m1)，之后連接的集合將接收更多的保證帶寬，直到Qax，c(m2)＞sx(t)；sx(t)＜Qax，c(m2)＜Qax，c(m1)，之后連接集合將接收多達Qax，c(m2)的更多的保證業(yè)務(wù)，否則不接收任何業(yè)務(wù)，因為保證開價已經(jīng)花在積分時間上了。如果該條件持續(xù)，終端x只在sx(t)歸零時的下一積分時間起點接收新的保證開價。
所描述改進的例示實現(xiàn)在圖11至13中示出。部件110既可以是從集中部件30，也可以是終端20，它被配備了在多個連接C1、C2、Cn上運行的集合裝置111，112。
裝置112負責集合連接的隊列狀態(tài)，并輸出集合的隊列狀態(tài)。一般集合隊列狀態(tài)由每個單獨的隊列狀態(tài)的和給出。
裝置111負責產(chǎn)生集合的保證速率信息。
圖12的流程圖示意性地描述了當處理中涉及多個類別時，為此目的由從部件執(zhí)行的步驟。
在步驟120，第一類別CAT被選擇。
在步驟121，計數(shù)器I被初始化并設(shè)置成“1”。該計數(shù)器從類別CAT中的第一連接循環(huán)到類別CAT類別的連接總量。
在步驟122檢驗連接I隊列狀態(tài)是否是為空，如果隊列狀態(tài)不為空，在步驟123要求用于當前類別的帶寬總量Q(CAT)增加在第I個連接中待處理數(shù)據(jù)信元的數(shù)量Q(CAT，I)。同時，要求用于當前類別的保證帶寬總量W(CAT)增加在第I個連接中需要的保證帶寬W的待處理數(shù)據(jù)信元的數(shù)量(CAT，I)。
在步驟124(如果在步驟122判定隊列狀態(tài)為空，系統(tǒng)也會到達該步驟)，檢驗在當前的類別中是否有更多可利用的連接。如果這樣的話，在步驟125已經(jīng)將I增加之后，系統(tǒng)的操作環(huán)回到框122，直到已經(jīng)檢驗了所有的連接。
在步驟126檢驗是否有更多的類別可用。如果是，在步驟128類別索引CAT增加一個單元，之后返回到步驟122。如果不是，在步驟127在從部件接收到輪詢請求，之后該從部件將每個類別的集合信息轉(zhuǎn)發(fā)到它的主部件，之后在步驟120準備從起點重新開始計數(shù)。
圖13的流程圖示意性地描述了由主部件來執(zhí)行以服務(wù)于保證和過量帶寬的步驟。為了清楚的原因，以類別CAT來描述該處理過程，但是明顯地可以在部件中的所有可用類別上重復。
在步驟130積分時間IT開始，IT等于輪詢周期T乘整數(shù)值K。
在步驟131變量M被初始化為“0”，變量M在積分時間IT內(nèi)計數(shù)輪詢周期。
在步驟132變量J被設(shè)置成“1”，變量J的范圍從1到要被服務(wù)的連接的數(shù)目。
在步驟133，從與由第J個連接或者業(yè)務(wù)源請求的保證帶寬量有關(guān)的信息開始，計算請求的數(shù)據(jù)信元C(CAT，J)的實際數(shù)目。
在步驟134，調(diào)度器檢驗當前類別中的第J個業(yè)務(wù)源SOURCE(CAT，J)是否在調(diào)度表中。如果在，在步驟135，被服務(wù)的數(shù)據(jù)信元的數(shù)量S(CAT，J)被增加調(diào)度器允許的許可數(shù)目，信元數(shù)量與要作為保證的用于SOURCE(CAT，J)的被服務(wù)數(shù)據(jù)信元有關(guān)。
在步驟136，檢驗被服務(wù)的數(shù)據(jù)信元的數(shù)量S(CAT，J)是否已經(jīng)達到請求的信元的數(shù)量C(CAT，J)。如果是，在步驟137，第J個業(yè)務(wù)源SOURCE(J)從調(diào)度中移除。
在步驟138，檢驗業(yè)務(wù)源列表是否已經(jīng)全部被掃描過。
如果是，在步驟139，將索引J重置到指向第一個業(yè)務(wù)源，否則在步驟140增加到指向列表中的下一個業(yè)務(wù)源。
在步驟141，檢驗輪詢周期T是否已經(jīng)期滿。
如果輪詢周期T沒有期滿，調(diào)度器在步驟142驗證待處理的業(yè)務(wù)源請求的所有保證數(shù)據(jù)信元已經(jīng)被服務(wù)。
如果測試的輸出為肯定，調(diào)度器啟動過量調(diào)度活動，由方框143概括，否則在步驟134重新開始處理。
當輪詢周期期滿時，調(diào)度器在步驟144檢驗重復時間IT是否也已經(jīng)結(jié)束，如果是，一個新的積分時間開始。否則，計數(shù)器M在步驟145增加一個單元，關(guān)于步驟132到141描述的同樣的操作又全部重復。
從而已經(jīng)表示本發(fā)明實現(xiàn)了所提出的目的和目標。
簡言之，已經(jīng)表明根據(jù)本發(fā)明新MAC在分層點對多點接入網(wǎng)絡(luò)中使用分布式調(diào)度，在分層的每一等級，集中部件(主)處理來自每個終端(從)作為集合的業(yè)務(wù)(每個業(yè)務(wù)分類一個)，而不用了解較低級的基本流。
主部件分配一定量的帶寬到它的從部件，之后在它們的從部件之中分配。因此，調(diào)度決定在時間和空間上分布。該解決方案減少了信令帶寬-等待時間乘積，它變得與一個分層等級中的從部件的數(shù)目成比例，而不是與業(yè)務(wù)源的數(shù)目成比例。
新建議的MAC有利地基于輪詢。來自終端的請求信息被劃分在整個幀上，而不是把它集中到特定的信令時隙。
需要編碼請求的字段的尺寸不再取決于輪詢周期，但是它與RTT和要服務(wù)的業(yè)務(wù)分類的數(shù)目有關(guān)。這樣，請求字段的尺寸總是適當?shù)?，并?jié)約帶寬。實際上，雖然輪詢周期可以根據(jù)實時要求而改變，但是RTT和請求組的數(shù)目是常數(shù)。
有利的是，為了以保證開價處理業(yè)務(wù)，也提供了分布式調(diào)度。因此引入了一種功能，它在主部件中積分一個確定的時間幀(積分時間)上的授權(quán)帶寬的請求。這允許根據(jù)每個從部件的實際瞬間需求動態(tài)調(diào)整每個從部件的保證開價。
此外，積分時間的使用允許將必需提供服務(wù)的集合業(yè)務(wù)從可選開價中分開。因此每個集中部件中的調(diào)度器分布分配給它的帶寬，該帶寬是在保證和過量業(yè)務(wù)之間基于基本流來分配的。
明顯地，幾種修改對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是顯而易見的并且易于實現(xiàn)且不脫離本發(fā)明的范圍。因此要求保護的范圍不應(yīng)當受到說明書中以例子的形式給出的例示和優(yōu)選實施例的限制，權(quán)利要求應(yīng)當包含所有本發(fā)明中的可專利的新穎的特征，包括由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員當作等同物對待的所有特征。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)度上行流數(shù)據(jù)的方法，用于多個終端20和主控制器10之間的基于幀的通信，該方法包括步驟a)提供多個集中部件，用于本地調(diào)度上行流數(shù)據(jù)；b)把多個集中部件和多個終端劃分到多個分布在多分層等級星形拓撲上的小區(qū)，每個小區(qū)屬于一個分層等級N，其中N包括在最高級和最低級之間，該最高級與主控制器被指派到的單個小區(qū)相對應(yīng)；c)在每個N級的小區(qū)中，選擇一個集中部件作為該小區(qū)的主部件，并且選擇所述小區(qū)中剩下的集中部件和終端作為該小區(qū)主部件的從部件；d)N級小區(qū)中的每個主部件進而又成為N+1級小區(qū)之一中主部件的從部件，最高級的主部件是主控制器；e)定義至少一個流服務(wù)類別；f)在每個N級主部件中，收集由其從部件發(fā)起的上行鏈路集合請求和流，對于每種服務(wù)類別，將流集合成為為每個流產(chǎn)生新的上行鏈路請求的一個集合流，該集合流被輸入到該N級主部件是其從部件的N+1級主部件。
2.權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟在每個主部件，根據(jù)所述新上行鏈路集合請求和可用帶寬將帶寬分配到每個連接的從部件。
3.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法基于輪詢機制。
4.權(quán)利要求3所述的方法，還包括步驟在每個主部件，在每個輪詢周期或輪詢周期倍數(shù)重新計算對每個集合流的請求。
5.權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟在每個N級從部件，根據(jù)所述流類別來集合流，在每個輪詢周期，發(fā)送集合帶寬請求到相應(yīng)的N+1級主部件。
6.權(quán)利要求2至5任何之一所述的方法，還包括步驟保留上行流幀的第一部分用來保存帶寬請求信息，所述幀的第一部分的大小足以為幀中的所有時隙尋址。
7.權(quán)利要求2至5任何之一所述的方法，還包括步驟保留幀的第一部分來保存帶寬請求信息，所述幀的第一部分的大小足以為幀中的RTT+(NRG-1)個時隙尋址，其中RTT是往返時間且NRG是終端中的不同請求組的數(shù)目，以及在上行流幀中，在業(yè)務(wù)時隙上捎帶剩下的請求信息。
8.前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其特征在于帶寬請求信息包括保證帶寬要求和過量帶寬要求。
9.權(quán)利要求8所述的方法，還包括步驟在每個主部件，在長為IT的時間窗上積分授權(quán)帶寬請求，其中IT是輪詢時間周期的整數(shù)倍，以便動態(tài)地調(diào)整用于從部件的保證開價。
10.一種分布式調(diào)度器，用于多個終端20和主控制器10之間的基于幀的通信，包括多個集中部件，用于本地調(diào)度上行流數(shù)據(jù)，多個集中部件和多個終端被劃分到分布在多分層等級星形拓撲上的多個小區(qū)，每個小區(qū)屬于一個分層等級N，其中N被包含在最高級和最低級之間，該最高級與主控制器被指派到的單個小區(qū)相對應(yīng)；在每個N級小區(qū)，一個集中部件是小區(qū)的主部件，而所述小區(qū)中剩下的集中部件和終端是小區(qū)主部件的從部件；N級小區(qū)中的每個主部件進而又成為N+1級小區(qū)之一的主部件的從部件，最高等級的主部件是主控制器；每個N級的主部件包括，用來收集由其從部件發(fā)起的上行鏈路集合請求和流的裝置，還包括用來產(chǎn)生一個集合流和集合上行鏈路請求的裝置，它們被輸入到該N級主部件是其從部件的N+1級主部件。
11.權(quán)利要求10所述的調(diào)度器，在每個主部件還包括用來根據(jù)所述的集合請求和可用帶寬而將帶寬分配到每個連接的從部件的裝置。
12.權(quán)利要求11所述的調(diào)度器，其特征在于，它包括輪詢裝置。
13.權(quán)利要求12所述的調(diào)度器，其特征在于，所述輪詢裝置在每個主部件處被設(shè)置以便在每個輪周期或者其倍數(shù)重新計算集合請求。
14.權(quán)利要求13所述的調(diào)度器，還包括，在每個N級從部件處集合流的裝置，它根據(jù)所述流類別在每個輪詢周期集合流，并將集合帶寬請求發(fā)送到相應(yīng)的N+1級主部件。
15.權(quán)利要求11至14的任何之一所述的調(diào)度器，其特征在于上行流幀的第一部分保存帶寬請求信息，所述幀的第一部分的大小足以為幀中的所有時隙尋址。
16.權(quán)利要求11至14的任何之一所述的調(diào)度器，其特征在于幀的第一部分被保留來保存帶寬請求信息，所述幀的第一部分的大小足以為幀中的RTT+(NRG-1)個時隙尋址，其中RTT是往返時間，NRG是終端中的不同請求組的數(shù)目，并且在業(yè)務(wù)時隙上剩下的請求信息在上行流幀中捎帶。
17.前述任何一個權(quán)利要求所述的調(diào)度器，其特征在于帶寬請求信息包括保證帶寬要求和過量帶寬要求。
18.權(quán)利要求17所述的調(diào)度器，在每個主部件還包括用來在長為IT的時間窗上積分授權(quán)帶寬請求的裝置，其中IT是輪詢時間周期的整數(shù)倍，以便動態(tài)地調(diào)整用于從部件的保證開價。
全文摘要
一種分布式調(diào)度器，用于在多個終端和主控制器之間的基于幀的通信，包括多個集中部件，用于本地調(diào)度上行數(shù)據(jù)，多個集中部件和多個終端被劃分到分布在多個分層等級星形拓撲的小區(qū)上，每個小區(qū)屬于一個分層等級N，其中N包括在最高級和最低級之間，最高級與主控制器被指派的單個小區(qū)相對應(yīng)；在每個N級的小區(qū)中，一個集中部件作為主部件用于小區(qū)，并且所述小區(qū)中剩下的集中部件和終端作為主部件的從部件用于小區(qū)；N級小區(qū)中的每個主部件轉(zhuǎn)而成為一個N+1級小區(qū)中的主部件的從部件，最高級的主部件是主控制器；在每個N級主部件中包括用來收集由其從部件發(fā)起的上行鏈路集合請求和流的裝置，還包括一個用來產(chǎn)生一個集合流和一個集合上行鏈路請求的裝置，這些被輸入到N+1級主部件，其中N級主部件是N+1級主部件的從部件。
文檔編號H04L12/54GK1879360SQ200380110833
公開日2006年12月13日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月15日
發(fā)明者H·迪洛多維科, M·布斯卡托, M·菲奧雷蒂, M·普勒里 申請人:艾利森電話股份有限公司