專利名稱：通信系統(tǒng)中的資源調(diào)度器和資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里揭示的實施例涉及通信系統(tǒng)。具體而言，這些實施例針對通信系統(tǒng)中用于多個用戶間的通信資源分配的資源調(diào)度器和資源調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
針對多個用戶間分配通信系統(tǒng)中一個節(jié)點所提供有限通信資源的問題，已提出若干解決方案。該系統(tǒng)的目的是在節(jié)點提供足夠的資源，以滿足全部用戶的需要，而且使成本最低。因此，通常按照各用戶間有效分配資源的目的，設(shè)計這些系統(tǒng)。
各種系統(tǒng)已實現(xiàn)對每一用戶并行分配資源的頻分多址(FDMA)方案。該系統(tǒng)的通信節(jié)點通常具有有限帶寬用于在任一時刻對網(wǎng)絡(luò)中的每一用戶接收或發(fā)送信息。此方案通常涉及對各個用戶分配總帶寬的不同部分，雖然該方案對用戶要求與通信節(jié)點進行不間斷通信的系統(tǒng)有效，但不需要該恒定不間斷時，可達到總帶寬的較佳利用。
多個用戶間分配單一通信節(jié)點中通信資源的其他方案包含時分多址(TDMA)方案。在不要求與單一通信節(jié)點進行恒定不間斷通信的多個用戶間分配該特別有效。TDMA方案通常將單一通信節(jié)點的全部帶寬在指定的時間間隔專用于各用戶。在利用碼分多址(CDMA)方案的無線通信系統(tǒng)中，可通過按照時分多路復用在指定的時間間隔對各用戶單元分配全部碼信道，實現(xiàn)這點。通過節(jié)點實現(xiàn)獨特載頻或與用戶關(guān)聯(lián)的信道碼，從而能與用戶專門通信。也可采用實際接點繼電器交換或分組交換在陸線系統(tǒng)中實現(xiàn)TDMA方案。
TDMA系統(tǒng)通常以循環(huán)方式給用戶分配相等的時間間隔。這會導致某些用戶未充分利用某些時間間隔。同樣，其他用戶會有超過所分配時間間隔的通信資源要求，使這些用戶未得到服務(wù)。于是，系統(tǒng)運營者可選擇接受增加節(jié)點逞寬帶來的費用，以確保沒有用戶得不到服務(wù)，或者允許得不到服務(wù)的用戶繼續(xù)維持原狀，因此，需要提供一種根據(jù)用戶間分配通信資源的網(wǎng)絡(luò)政策，在通信系統(tǒng)的用戶間有效且公開分配通信資源的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一實施例的目的是提供一種系統(tǒng)和方法，用于多個用戶間分配有限通信資源。
本發(fā)明一實施例的另一目的是提供一種方法和系統(tǒng)，用于具有不同數(shù)據(jù)接收容量的多個用戶間分配數(shù)據(jù)傳輸資源。
本發(fā)明一實施例的另一目的是提供一種系統(tǒng)和方法，用于根據(jù)網(wǎng)絡(luò)政策，按照公開性準則在多個用戶間最佳分配數(shù)據(jù)傳輸資源。
本發(fā)明一實施例的另一目的是提供一種系統(tǒng)和方法，用于無線通信中多個遠端臺間分配一基站數(shù)據(jù)傳輸資源。
本發(fā)明一實施例的再一目的是提供一種系統(tǒng)和方法，用于通過根據(jù)用戶能接收所發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，給每一個別用戶分配傳輸資源，增大可變速率數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)中對多個用戶傳輸數(shù)據(jù)的效率。
簡而言之，本發(fā)明一實施例針對包含一公共節(jié)點和與該公共節(jié)點的多個客戶節(jié)點的通信系統(tǒng)中的一種資源調(diào)度器。該公共節(jié)點在任一特定服務(wù)間隔，能提供由一個或多個占用客戶節(jié)點獨用的有限資源，而不顧其余客戶節(jié)點。該資源調(diào)度器包含維持每一客戶節(jié)點所關(guān)聯(lián)加權(quán)或評分的邏輯、根據(jù)比較每一所選客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)和其余客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的各加權(quán)選擇一個或多個其余客戶節(jié)點在后續(xù)服務(wù)間隔占用有限資源的邏輯，以及改變客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)促使按照公開性準則最佳分配有限資源的邏輯。
該資源調(diào)度器可根據(jù)客戶節(jié)點能從公共節(jié)點接收數(shù)據(jù)的瞬時速率，維持每一客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)。然后，該資源調(diào)度器可支持對具有較高數(shù)據(jù)接收速率的客戶節(jié)點進行受送。通過維持每一客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)并選擇各個客戶節(jié)點占用公共節(jié)點，該調(diào)度器能按照公平性準則給客戶節(jié)點最佳分配資源。
在公共節(jié)點給客戶節(jié)點提供數(shù)據(jù)傳輸資源的實施例中，例如調(diào)度器可對各個客戶節(jié)點加權(quán)，以便支持能用較高速率接收數(shù)據(jù)的客戶節(jié)點。該加權(quán)有助于增大公共節(jié)點的總數(shù)據(jù)的吞吐量。在另一實施例中，用一種方式加權(quán)，使調(diào)度器也遵照公開性準則。
盡管這里揭示的實施例針對通過數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)中正向信道對用戶分配傳輸資源，其根本原理一般還廣泛用于通信系統(tǒng)中各組成部分間分配資源。因此所揭示的實施例原樣作為示范，而非限定權(quán)利要求書的范圍。例如，這里說明的原理可用于客戶節(jié)點通過有限反向傳輸信道競爭能對公共節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)。
附圖簡述

圖1示出本發(fā)明一實施例的通信網(wǎng)。
圖2示出詳細說明圖1所示通信網(wǎng)中基站控制器一實施例的示意圖。
圖3示出圖2所示信道調(diào)度器實施例中執(zhí)行調(diào)度算法的流程圖。
圖4示出說明圖3所示執(zhí)行調(diào)度算法實施例的定時的圖。
圖5示出說明圖3所判別實施例中選定隊列的加權(quán)更新處理實施例的流程圖。
圖6a至圖6c示出說明圖3所判別服務(wù)間隔中數(shù)據(jù)傳輸接收隊列選擇處理的第1實施例的流程圖。
圖7a至圖7d示出說明圖3所判別服務(wù)間隔中數(shù)據(jù)傳輸接收隊列選擇處理的第2實施例的流程圖。
圖8a至圖8b示出說明圖3所判別服務(wù)間隔中數(shù)據(jù)傳輸接收隊列選擇處理的第3實施例的流程圖。
實施發(fā)明的較佳方式本發(fā)明的實施例針對單一通信節(jié)點服務(wù)的通信網(wǎng)的多個用戶間分配資源的系統(tǒng)和裝置。在各個離散的傳輸間隔(或稱“服務(wù)間隔”)，各個用戶占用通信節(jié)點的有限資源，而不顧所有其他用戶。根據(jù)各個用戶關(guān)聯(lián)的加權(quán)或評分，選擇各個用戶占用有限資源。最好根據(jù)各個用戶能消費有限資源的瞬時速率改變個體用戶關(guān)聯(lián)的加權(quán)。
參閱附圖，圖1表示一示范可變速率通信系統(tǒng)。在美國專利申請序列號08/963386中闡述一個這樣的系統(tǒng)。該專利題目為“高速率分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ê脱b置”，1997年11月3日提出，轉(zhuǎn)讓給Qualcomm公司，按參考文獻在此引入?？勺兯俾释ㄐ畔到y(tǒng)包括多個蜂窩區(qū)2a～2g。每一蜂窩區(qū)2由相應(yīng)的基站4服務(wù)。在通信系統(tǒng)各處散布許多遠端臺6。示范實施例中，每一遠端臺6在任一數(shù)據(jù)傳輸間隔沿正向鏈路與最多1個基站4進行通信。例如，在時隙n沿正向鏈路，基站4a專門對遠端臺6a發(fā)送數(shù)據(jù)，基站4b專門對遠端6b發(fā)送數(shù)據(jù)，基站4c專門對遠端臺6c發(fā)送數(shù)據(jù)。如圖1所示，每一基站4最好在任一給定時刻對一個遠端臺6發(fā)送數(shù)據(jù)。其他實施例中，基站4可在特定數(shù)據(jù)傳輸間隔與一個以上的遠端臺6通信，而不顧基站4關(guān)聯(lián)的所有其他遠端臺6。此外，數(shù)據(jù)速率可變，并且取決于接收的遠端臺6所測量的載頻干擾比(C/I)和所要求的每比特能量噪聲比(Eb/No)。為了簡明，圖1中未示出從遠端臺6到基站4的反向鏈路。根據(jù)一實施例遠端臺6是具有由無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用戶操作的無線收發(fā)機的移動單元。
圖2中示出說明示范可變速率通信系統(tǒng)的基本子系統(tǒng)的框圖?；究刂破?0與分組通信網(wǎng)接口24、公用交換電話網(wǎng)(PSTN)和通信系統(tǒng)中的全部基站4(為了簡明，圖2中僅示出一個基站4)連接?；究刂破?0協(xié)高通信系統(tǒng)中的遠端臺6與連接分組通信網(wǎng)接口24和PSTN30的其他用戶之間的通信。PSTN30通過標準電話網(wǎng)(圖2中未示出)連接用戶。
基站控制器10包含許多選擇器單元14，盡管為了簡明圖2中只畫出一個。分配每一選擇器單元14控制一個或多個基站4與一個遠端6之間的通信。如果選擇器單元14未分配給遠端臺6，就通知呼叫控制處理器16需要播叫遠端臺6。于是，呼叫控制處理器16指導基站4播叫遠端臺6。
數(shù)據(jù)源20包含要發(fā)送給遠端臺6的一些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源20對分組通信網(wǎng)接口24提供數(shù)據(jù)。分組通信網(wǎng)接口24接收該數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)傳給選擇器單元14。選擇器單元14又將該數(shù)據(jù)發(fā)給與遠端臺6通信的每一基站。示范實施例中，每一基站4保持一數(shù)據(jù)隊列40，用于存儲要發(fā)送給遠端臺6的數(shù)據(jù)。
按數(shù)據(jù)分組將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)隊列40發(fā)給信道單元42。示范實施例中，在正向鏈路上，“數(shù)據(jù)分組”指最多為1420比特的一些數(shù)據(jù)和要在一“時隙”(諸如≈1.667msec)發(fā)送給對方遠端臺6的一些數(shù)據(jù)。信道單元42對第一數(shù)據(jù)分組插入需要的控制段。示范實施例中，信道單元42對數(shù)據(jù)分組和控制端進行CRC編碼，并且插入一組碼尾比特。數(shù)據(jù)分組、控制段、CRC奇偶比特和碼尾比特組成一格式化的數(shù)據(jù)包。示范實施例中，信道單元42對格式化數(shù)據(jù)包進行編碼，并且在編碼后的數(shù)據(jù)包里對碼元進行交織(或重新排序)。示范實施例中，用沃爾什碼掩蔽經(jīng)交織的數(shù)據(jù)包，并且用短PNT和PNQ碼進行擴展。擴展后的數(shù)據(jù)提供給RF單元44，對信號進行正交調(diào)制、濾波和放大。通過天線46在正向鏈路50沿空中發(fā)送正向鏈路信號。
在遠端臺6，由天線60接收正向鏈路信號后，傳給前端62的接收機。該接收機對信號進行濾波、放大、正交解調(diào)和量化。將數(shù)據(jù)化的信號提供給解調(diào)器(DEMOD)64，用短PNI和PNQ碼進行解擴，并且用沃爾什碼進行去掩蔽。該解調(diào)后的數(shù)據(jù)提供給譯碼器66，進行與基站4所作信號處理相反的處理，具體而言，對信號進行去交識、譯碼和CRC校驗。譯碼后的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)宿68。
以上指出的硬件在正向鏈路支持可變速率數(shù)據(jù)傳輸、消息傳遞、話音、圖像和其他通信。從數(shù)據(jù)隊列40發(fā)送的數(shù)據(jù)，其速率變化，以適應(yīng)遠端臺6信號強度和噪聲環(huán)境的變化。每一遠端臺6最好在每一時隙對相關(guān)基站4發(fā)送數(shù)據(jù)速率控制(DRC)信號。DRC信號提供給基站4的信息包括遠端臺6的標識和遠端臺6從其相關(guān)數(shù)據(jù)隊列接收數(shù)據(jù)的速率。因此，遠端臺6的電路測量信號強度，并且估計遠端臺6的噪聲環(huán)境，以決定DRC信號中待發(fā)送信息的速率。
本發(fā)明的實施例可用于能支持可變速率傳輸?shù)钠渌布Y(jié)構(gòu)。為了簡明，未畫出也未說明反向鏈路。然而本發(fā)明能方便地延遲到包括反向鏈路的可變速率傳輸。例如，不在基站4根據(jù)來自遠端臺6的DRC信號決定接收數(shù)據(jù)的速率，而代之以基站4測理從遠端臺6所接收信號的強度，并且估計噪聲環(huán)境，以決定從遠端端6接收數(shù)據(jù)的速率。然后，基站4對每一相關(guān)遠端臺6發(fā)送數(shù)據(jù)可在反向鏈路從遠端臺6發(fā)送的速率。可是，基站4可用以上對正向鏈路說明的相同方式，根據(jù)反向鏈路上的不同數(shù)據(jù)速率調(diào)度反向鏈路的傳輸。
以上對討論實施例的基站4也用碼分多址(CDMA)方案對選定的一個或一些遠端臺6進行發(fā)送，而不顧基站4關(guān)聯(lián)的其余遠端臺。在任一特定時間，基站4通過采用分配給進行接收的基站4的碼，對選定的一個或一些遠端臺6進行發(fā)送。然而，本發(fā)明也可用于利用不同的時分多址(TDMA)方法不顧其他基站4專門對所選基站4提供數(shù)據(jù)的其他系統(tǒng)，以便最佳分配傳輸資源。
信道調(diào)度器12連接基站控制器10中的全部選擇器單元14。信道調(diào)度器12調(diào)度正向鏈路上的可變速率傳輸。信道調(diào)度器12接收指發(fā)明送給遠端臺6的數(shù)據(jù)量的隊列規(guī)模以及來自遠端臺6的消息。信道調(diào)度器12最好將數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度得達到系統(tǒng)目標，即數(shù)據(jù)吞吐量最大且符合公平性的約束。
如圖1所示，遠端臺6散布在通信系統(tǒng)各處，可在正向鏈路與一個基站4通信或不與其通信。示范實施例中，信道調(diào)度器12協(xié)調(diào)整個通信系統(tǒng)的正向鏈路數(shù)據(jù)傳輸。美國專利申請序列號08/798951中詳細高速數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度方法和裝置。該專利題目為“正向鏈路速率調(diào)度方法和裝置”，1997年2月11日提出，專讓給本發(fā)明受讓人，按參考文獻在此引入。
根據(jù)一實施例在一計算機系統(tǒng)實現(xiàn)信道調(diào)度器12，該系統(tǒng)包含處理器、隨機存取存儲器(RAM)和存儲處理器要執(zhí)行的指令的程序存儲器(圖中未示出)。處理器、RAM和程序存儲器可專用于信道調(diào)度器12的各種功能。其他實施例中，處理器、RAM和程序存儲器可為公用計算資源的一部分，以便在基站控制器10執(zhí)行額外功能。現(xiàn)在的實施例中，每一基站4分配一獨立的信道調(diào)度器12。其他實施例中，可集中使用單一信道調(diào)度器，對全部基站4調(diào)度傳輸。
圖3示出控制信道調(diào)度器12對從基站4到遠端臺6的傳輸進行調(diào)度的調(diào)度算法。如上所述，數(shù)據(jù)隊列40與每一遠端臺6關(guān)聯(lián)。信道調(diào)度器12使每一數(shù)據(jù)隊列40與“加權(quán)”關(guān)聯(lián)，在步驟110估算該加權(quán)，以便選擇基站4關(guān)聯(lián)的特定遠端臺6在后續(xù)服務(wù)間隔接收數(shù)據(jù)。信道調(diào)度器12選擇單個遠端臺在離散的服務(wù)間隔接收傳輸。在步驟102信道調(diào)度器使基站4關(guān)聯(lián)的每一隊列的加權(quán)初始化。
信道調(diào)度器12在傳輸間隔(或服務(wù)間隔)循環(huán)進行步驟104至步驟112。步驟104中，信道調(diào)度器12判決是否因前一服務(wù)間隔檢測到另一遠端臺6與基站4關(guān)聯(lián)而要增添一些附加隊列。步驟104中，信道調(diào)度器12也使新隊列關(guān)聯(lián)的加權(quán)初始化。如上所述，基站4在諸如時隙等常規(guī)間隔接收來自與其關(guān)聯(lián)的各遠端臺6的DRC信號。
該DRC信號還提供信息，供信道調(diào)度器用于在步驟106決定每一隊列所關(guān)聯(lián)各遠端臺消費信息(或接收所發(fā)送的數(shù)據(jù))的瞬時速率。根據(jù)一實施例，從任一遠端臺6發(fā)送的DRC信號指明遠端臺6能按表1所示11個有效數(shù)據(jù)速率中的任一個接收數(shù)據(jù)。以上引入的參考文獻美國專利申請序列號08/965/705詳細該可變速率傳輸系統(tǒng)。
表1

信道調(diào)度器在步驟108根據(jù)遠端臺關(guān)聯(lián)的接收數(shù)據(jù)的瞬時速率(最新接收到的DRC信號中指明)，決定對任一特定遠端臺發(fā)送數(shù)據(jù)的服務(wù)間隔長度。根據(jù)一實施例，在步驟106，接收數(shù)據(jù)的瞬時速率Ri決定特定數(shù)據(jù)隊列關(guān)聯(lián)的服務(wù)間隔長度Li。表1歸納在遠端臺6中11個接收數(shù)據(jù)速率各自的Li值。
在步驟110，信道調(diào)度器選擇發(fā)送用的特定數(shù)據(jù)隊列。然后，從數(shù)據(jù)隊列40檢索要發(fā)送的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)量，并提供給信道單元42，以便發(fā)送到數(shù)據(jù)隊列40關(guān)聯(lián)的遠端臺6。下文將討論，信道調(diào)度器12在步驟110用包含各隊列所關(guān)聯(lián)加權(quán)的信息選擇隊列，用于提供下一服務(wù)間隔發(fā)送的數(shù)據(jù)。然后，在步驟110更新所發(fā)送隊列關(guān)聯(lián)的加權(quán)。
圖4示出服務(wù)間隔中調(diào)度器12和數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩〞r說明圖。圖4示出在時間間隔δ-1、δ0和δ1進行傳輸時的3個離散服務(wù)間隔。在服務(wù)間隔202期間執(zhí)行圖3中步驟104至步驟112的調(diào)度算法時，間隔δ0期間執(zhí)行的調(diào)度算法最好決定在間隔δ1要發(fā)送哪一隊列。此外，如上所述，步驟104至步驟112的執(zhí)行依賴于從遠端臺6接收的DRC信號中的信息。最好從最新收到的DRC信號提取該信息。因此，最好在服務(wù)間隔的最后時隙期間執(zhí)行并完成步驟104至步驟110。這種可確保根據(jù)最新DRC信號(即緊接在執(zhí)行步驟104至步驟110前的時隙中的DRC信號)判決后續(xù)服務(wù)間隔的分配。
步驟104和110最好在一個時隙內(nèi)完成，同時給信道調(diào)度器12提供調(diào)度后續(xù)服務(wù)間隔傳輸用的足夠時間。因此，信道調(diào)度器12利用的處理器和RAM最好能在圖4所示時間約束條件內(nèi)執(zhí)行步驟104至步驟112。即，處理器和RAM足以在充分的時間執(zhí)行步驟104至步驟110，在一個時隙的始端開始，并在該時隙末端前完成步驟104至步驟110，以便信道調(diào)度器12調(diào)度后續(xù)服務(wù)間隔的傳輸。
圖5示出步驟112(圖3)中加權(quán)更新處理的一個實施例。步驟302計算速率門限“C”，該門限等于具有數(shù)據(jù)的隊列所關(guān)聯(lián)全部瞬時速率的平均值。該計算最好去除不包含數(shù)據(jù)的隊列關(guān)聯(lián)的瞬時速率。步驟304比較步驟110中選定的Sdected-Queue(選擇隊列)關(guān)聯(lián)的瞬時速率。如果選擇隊列關(guān)聯(lián)的瞬時速率過門限C，步驟306使該選擇隊列關(guān)聯(lián)的加權(quán)遞增一較低值，該值最好是代表后續(xù)服務(wù)間隔期間從選擇隊列發(fā)送的數(shù)據(jù)量，其單位為諸如比特、字節(jié)或兆字節(jié)。如果選擇隊列關(guān)聯(lián)的瞬時速率不超過步驟302計算的門限，則步驟308使選擇隊列的加權(quán)遞增一較大值，該值最好是后續(xù)服務(wù)間隔期間要從選擇隊列發(fā)送的數(shù)據(jù)量的“G”倍，其量為比特、字節(jié)或兆字節(jié)。
最好根據(jù)公平性準則選擇G，該準則支持給具有比較高速率接收數(shù)據(jù)的容量的遠端臺6分配服務(wù)間隔。系統(tǒng)設(shè)計者根據(jù)高于較低速率接收遠端臺6的對以較高速率接收數(shù)據(jù)的遠端臺6的支持程度，選擇G的大小。G的值越大，基站的正向鏈路越充分利用。然而，得到此效率的代價是較慢速率接收遠端臺6的用戶喪失正向鏈路的傳輸資源。因此，系統(tǒng)設(shè)計者最好對(1)增大正向鏈路總效率和(2)避免較慢速率接收遠端臺6嚴重喪失這兩個對抗目的進行平衡，以這種方式選擇G的值。
步驟304、306和308說明具有較快關(guān)聯(lián)瞬時數(shù)據(jù)速率(即超過門限C)的選擇隊列會具有僅少量增加的關(guān)聯(lián)加權(quán)，而較低數(shù)據(jù)速率(即不超過門限C)的選擇隊列會具有數(shù)量增加顯著較大的關(guān)聯(lián)加權(quán)。以下結(jié)合圖3中步驟110執(zhí)行的算法將討論，此措施助于支持以較快速率接收數(shù)據(jù)的工作遠端臺，使其優(yōu)于以較低數(shù)據(jù)速率接收數(shù)據(jù)的遠端臺。
此傾向增大在正向鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)時基站4的吞吐效率。然而，由于較高數(shù)據(jù)接收速率(G超過門限C)的遠端臺所關(guān)聯(lián)經(jīng)常選擇隊列的加權(quán)會繼續(xù)遞增，這些加權(quán)最終接近較低數(shù)據(jù)接收速率(G不超過該門限)的遠端臺所關(guān)聯(lián)不常選擇的隊列的加權(quán)。于是，選擇處理當較快速率接收遠端臺的加權(quán)開始超過較慢速率接收遠端臺的加權(quán)時，在步驟110開始支持較慢速率接收遠端臺。這樣在步驟110的選擇處理中施加公開性約束，從而避免較快速率接收遠端臺支配基站的前向鏈路傳輸資源，而不顧較低速率接收遠端臺。
本發(fā)明的一個目的是確保不使無數(shù)據(jù)發(fā)送的隊列得到比有數(shù)據(jù)的隊列不公平的優(yōu)先發(fā)送。步驟102和104中，將全部新隊列用零加權(quán)初始化。假設(shè)不選擇隊列，在不被選擇的情況下，該隊列將繼續(xù)保持零加權(quán)。因此，圖5的步驟310將全部隊列的加權(quán)遞減任一有數(shù)據(jù)隊列的最小加權(quán)(步驟309中決定)使其值不小于零。在以下表2所示例子中，對此詳細說明。
表2

此例具有分別與要從基站發(fā)送的數(shù)據(jù)隊列關(guān)聯(lián)的3個遠端臺。該例假設(shè)遠端臺1具有最高數(shù)據(jù)速率，遠端臺2具有第2高的數(shù)據(jù)速率，遠端臺3數(shù)據(jù)速率最低。為了簡明，假設(shè)這些數(shù)據(jù)速率在服務(wù)間隔1至服務(wù)間隔7期間不改變。又假設(shè)遠端臺1和遠端臺2分別在步驟304超過門限C，遠端臺3的數(shù)據(jù)速率則不超過此門限。再假設(shè)步驟306使Selected-Queue(選擇隊列)的加權(quán)遞增1，其條件為該選擇隊列與遠端臺1或遠端臺2相關(guān)；如果選擇隊列與遠端臺3相關(guān)，則步驟308使該選擇隊列的加權(quán)遞增8。
在服務(wù)間隔1中，信道調(diào)度器12選擇遠端臺1在后續(xù)服務(wù)間隔接收數(shù)據(jù)，因為盡管遠端臺1與遠端臺2和3一起具有最低加權(quán)，遠端臺1卻具有較高的數(shù)據(jù)接收速率。于是，在服務(wù)間隔2期間，將數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端臺1，并且在服務(wù)間隔1的末端使遠端臺1關(guān)聯(lián)的加權(quán)遞增1。然后，信道調(diào)度器12選擇遠端臺2在服務(wù)間隔3接收數(shù)據(jù)(因為遠端臺2具有最低加權(quán)和比遠端臺3快的數(shù)據(jù)接收速率)。如表2所示，在服務(wù)間隔2結(jié)束前，使遠端臺2的加權(quán)遞增1。
在服務(wù)間隔3的始端，遠端臺3具有最低加權(quán)。信道調(diào)度器12選擇遠端臺3在服務(wù)間隔4接收數(shù)據(jù)。間隔3的末端的狀態(tài)反映遠端臺3的加權(quán)從零遞增到8，以體現(xiàn)選擇遠端3。然后，遠端臺1、2和3的加權(quán)遞增1，如表2所示。這點與圖5的步驟130一致。在服務(wù)間隔4中，信道調(diào)度器12選擇遠端臺1接收服務(wù)間隔4的數(shù)據(jù)，因為遠端臺1關(guān)聯(lián)的隊列具有最低加權(quán)和最高數(shù)據(jù)收速率。
信道調(diào)度器12在服務(wù)間隔5選擇遠端臺2在服務(wù)間隔6期間接收數(shù)據(jù)。步驟306中，遠端臺2關(guān)聯(lián)的加權(quán)首先遞增，并且如表2所示服務(wù)間隔5末端的加權(quán)反映的那樣，全部遠端臺的加權(quán)遞減。然后，在服務(wù)間隔6中又選擇具有最低加權(quán)的遠端臺1，用于在服務(wù)間隔7接收數(shù)據(jù)。
如圖1的實施例所示，遠端臺6是移動的，能改變與不同基站4之間的關(guān)聯(lián)。例如，遠端臺6f先接收來自基站4f的數(shù)據(jù)發(fā)送。然后，遠端臺6f可移動離開基站4f的蜂窩區(qū)，進入基站4g的蜂窩區(qū)。于是，遠端臺6f可開始發(fā)送其DRC信號，提醒基站4c，而不是基站4f。由于沒有接收到來自遠端臺6f的DRC信號，基站4f的邏輯推斷遠端臺6f不占用，從而不再接收數(shù)據(jù)傳輸。于是，遠端臺6f關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)隊列可經(jīng)陸線或射頻通信鏈路發(fā)送到基站4g。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，基站4的信道調(diào)度器12給不占用并再占用基站4的遠端臺6的隊列分配加權(quán)，與其給再占用的遠端臺6簡單分配零加權(quán)，基站4最好還是分配使再占用遠端臺得到公平的好處以接收來自基站4的數(shù)據(jù)傳輸?shù)募訖?quán)。一實施例中，信道調(diào)度器12根據(jù)該調(diào)度器當前服務(wù)的任一隊任的零與最高加權(quán)之間的均勻分布，給再占用遠端臺6的隊列隨相分配加權(quán)。另一實施例中，基站4經(jīng)陸線傳輸從遠端臺6關(guān)聯(lián)的最后基站接收再占用遠端臺6的加權(quán)。
另一實施例中，信道調(diào)度器12給再占用遠端臺6提供“部分信用“，以便具有與基站4的過去關(guān)聯(lián)。信道調(diào)度器12決定先前服務(wù)間隔跨越的時隙數(shù)“n”，并在基站從遠端臺I接收DRC信號的先前服務(wù)間隔期間保持時隙數(shù)mi的履歷。于是，在步驟310中，使遠端臺I所關(guān)聯(lián)隊列的加權(quán)遞減如下Wi＝Wi-mi/n×Wmin式中Wi＝隊列i的加權(quán)Wmin＝具有發(fā)送給遠端臺的數(shù)據(jù)的任一隊列的最小加權(quán)mI＝在基站從遠端臺1接收DRC信號的先前服務(wù)間隔期間的時隙數(shù)n＝先前服務(wù)間隔跨越的時隙數(shù)圖6a至圖6c根據(jù)一實施例示出說明步驟110(圖3)所執(zhí)行邏輯的流程圖。步驟402將作為具有發(fā)送給關(guān)聯(lián)遠端臺6的數(shù)據(jù)的第1數(shù)據(jù)隊列的Selected_Queue(選擇隊列)的標識初始化。步驟404至步驟422中信道調(diào)度器12判斷是初始隊列還是不同的數(shù)據(jù)隊列具有要選擇用于發(fā)送給其關(guān)聯(lián)遠端臺6的數(shù)據(jù)。于是，步驟406和步驟408中，檢索Next_Queue(下一隊列)，判斷該下一隊列是否有數(shù)據(jù)。如果下一隊列無數(shù)據(jù)，則流程的執(zhí)行返回步驟406，以選擇后續(xù)數(shù)據(jù)隊列。另外，如果下一隊列有數(shù)據(jù)，則給下一隊列分配Current Queue(當前隊列)的標識。如果當前的隊列的加權(quán)大于選擇隊列的加權(quán)，步驟412使流程的執(zhí)行返回步驟406，以檢索后續(xù)的下一隊列。否則，步驟414判斷當前隊列的加權(quán)是否小于選擇隊列的加權(quán)。如果當前隊列的加權(quán)小于選擇隊列的加權(quán)，步驟414執(zhí)行進至步驟420，將當前隊列的標識分配給選擇隊列。
否則，步驟412和步驟414中，邏輯指令如果執(zhí)行到達hcib416，當前隊列的加權(quán)和選擇隊列的加權(quán)就相等。滿足下列任一條件，則步驟424分配當前隊列作為選擇隊列(1)當前隊列關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)接收瞬時速率大于選擇隊列關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)接收瞬時速率(步驟416)；(2)如果分配給當前隊列的服務(wù)間隔耗盡該當前隊列存放的全部數(shù)據(jù)，僅在分配給當前隊列的服務(wù)間隔中留下部分剩余數(shù)據(jù)，該部分剩余數(shù)據(jù)不多于分配給選擇隊列的服務(wù)間隔中該選擇隊列內(nèi)的部分剩余數(shù)據(jù)(步驟418至步驟422)。
否則，執(zhí)行返回步驟406，以選擇下一隊列。
圖7A至圖7d示出說明步驟110中所執(zhí)行邏輯的第2實施例的流程圖，該邏輯用于選擇發(fā)送給相關(guān)遠端臺6的隊列。此實施例中假設(shè)每一基站4周期性發(fā)送控制信號給具有固定持續(xù)時間(諸如8至16時隙)的全部關(guān)聯(lián)遠端6。根據(jù)一個實施例，基站4每400msec發(fā)送一次控制信號。在發(fā)送此控制信號期間不發(fā)送來自任一數(shù)據(jù)隊列(圖2)的數(shù)據(jù)給關(guān)聯(lián)遠端臺6。圖7A和圖7b所示實施例的目的是僅選擇下一控制信號發(fā)送開始前對步驟108所定長度的服務(wù)間隔可全部發(fā)送的數(shù)據(jù)隊列。
步驟499至步驟507篩選全部隊列，以決定哪些隊列是下一控制信號發(fā)送開始前要完成的候選隊列。通過例如一下控制信號發(fā)送開始的預定時間減去下一預定服務(wù)間隔開始時間，步驟499決定一控制信號發(fā)送前的時間“T”。步驟501根據(jù)步驟106所定隊列關(guān)聯(lián)的遠端臺6的瞬時發(fā)送速率，決定是否可在時間T內(nèi)發(fā)送步驟108所定各隊列關(guān)聯(lián)的服務(wù)間隔長度。根據(jù)一實施例，步驟501將服務(wù)間隔長度與T比較。然后，步驟502決定Next_Queue(下一隊列)是否包含數(shù)據(jù)。如果下一隊列滿足步驟501和502的條件，將下一隊列的標識分配給選擇隊列。
步驟504至508審查留下的數(shù)據(jù)隊列，以決定可在下一控制信號發(fā)送開始前全部發(fā)送并且具有步驟108所定關(guān)聯(lián)服務(wù)間隔的數(shù)據(jù)隊列。滿足步驟507和步驟508設(shè)定的準則時，將Current_Queue(當前隊列)分配作為下一隊列。然后，步驟512至步驟526根據(jù)隊列加權(quán)，用與上文結(jié)合圖6a至圖6c中步驟412至步驟426所討論相同的方式，執(zhí)行選擇處理。然而在圖7a至圖7d的實施例中，僅所分配數(shù)據(jù)分組長度可在下一控制信號發(fā)送開始前發(fā)完的數(shù)據(jù)隊列可作為基于關(guān)聯(lián)隊列加權(quán)的候選隊列。
圖8a和圖8b示出說明圖3中步驟110所執(zhí)行邏輯的第3實施例的流程圖，該邏輯用于選擇發(fā)送隊列。此實施例中，保證選擇遠端單元6的用戶具有最小數(shù)據(jù)發(fā)送平均速率。對上述各優(yōu)惠遠端單元，信道調(diào)度器12保持一個定時器，該定時器提供信道調(diào)度器12為其優(yōu)惠隊列安排發(fā)送，不管其余隊列關(guān)聯(lián)的加權(quán)如何。根據(jù)對客戶保證的平均數(shù)據(jù)速率、步驟108中分配給該數(shù)據(jù)隊列服務(wù)間隔(見表1的中心欄)和步驟106決定的任一接收數(shù)據(jù)瞬時數(shù)據(jù)速率，決定該特殊定時器的時間隔。因此優(yōu)惠隊列定時器關(guān)聯(lián)的時間間隔隨這些值動態(tài)變化。根據(jù)一實施例，每當定時器復原時，決定該定時器間隔如下；
Tj=Data_Size(Lj)rj]]>式中Tj＝優(yōu)惠隊列j的定時器間隔Data_Size(Lj)＝在分配給優(yōu)惠隊列j的服務(wù)間隔要發(fā)送的數(shù)據(jù)量。
rj＝對優(yōu)惠隊列j所關(guān)聯(lián)優(yōu)惠用戶保證的平均數(shù)據(jù)發(fā)送速率在2種事件的任何一種發(fā)生時，使該定時器復原。啟動定時器復原的第1事件是定時器間隔到期。啟動定時器復原的第2事件是根據(jù)關(guān)聯(lián)加權(quán)，以上文參照圖6a至圖6c討論的方式，選擇關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)優(yōu)惠隊列。
步驟606至步驟610判斷Next_Queue(下一隊列)是否授予最小平均數(shù)據(jù)接收速率特性的優(yōu)惠隊列，如果是，則判斷該優(yōu)惠隊列所關(guān)聯(lián)定時器是否到期。倘若定時器到期，則步驟612給選擇隊列分配下一隊列的標識，從而完成步驟110執(zhí)行的流程。然后，如上所述，在步驟112更新所選隊列的加權(quán)。如果沒有定時器到期的優(yōu)惠隊列，步驟614就啟動步驟616中后續(xù)服務(wù)間隔發(fā)送隊列的選擇，該選擇根據(jù)隊列的加權(quán)，以上文參照圖6a至圖6c討論的方式進行。如果步驟616選擇的隊列是具有關(guān)聯(lián)定時器的優(yōu)惠隊列，步驟618就啟動，步驟620中選定隊列所關(guān)聯(lián)定時器的復原。
如上所述，任一特定優(yōu)惠數(shù)據(jù)列隊關(guān)聯(lián)的定時器，根據(jù)關(guān)聯(lián)加權(quán)選擇隊列后，在步驟620復原。關(guān)聯(lián)的定時器在數(shù)據(jù)隊列選擇前到期時，也加以復原。因此，該定時器提醒信道調(diào)度器12超越針對按加權(quán)選擇數(shù)據(jù)隊列的邏輯，以確保該用戶與優(yōu)惠數(shù)據(jù)隊列關(guān)聯(lián)，得到所保證的最低數(shù)據(jù)接收平均速率。
盡管用附圖和文字說明了當前考慮的本發(fā)明較佳實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解可作許多其他修改并進行等效替代，而不偏離本發(fā)明的真正范圍。此外，還可作許多修改，使具體情況適應(yīng)本發(fā)明講授內(nèi)容，而不偏離這里說明的中心創(chuàng)造概念。因此，本發(fā)明不受所揭示具體實施例限制，但本發(fā)明及其全部實施例均在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種資源調(diào)度器，用于通信系統(tǒng)中，該通信系統(tǒng)包含一個公共節(jié)點和多個與該公共節(jié)點關(guān)聯(lián)的客戶節(jié)點，其特征在于，該資源調(diào)度器包含維持與每一客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)用的裝置，所述加權(quán)表示存儲每一客戶節(jié)點的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)隊列的大小；根據(jù)與客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)，選擇一個或多個客戶節(jié)點以分配資源的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，還包括根據(jù)客戶節(jié)點消費資源的瞬時速率，改變與客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)用的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的資源調(diào)度器，其特征在于，改變與客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)的裝置使與客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)增加與客戶節(jié)點消費資源的瞬時速率關(guān)聯(lián)的值。
4.如權(quán)利要求3所述的資源調(diào)度器，其特征在于，客戶節(jié)點消費資源的瞬時速率是動態(tài)的。
5.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，還包括促使選定的一個或多個客戶節(jié)點占用公共節(jié)點并且在當前服務(wù)間隔終止后占用資源的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，選擇一個或多個客戶節(jié)點的裝置選擇具有所關(guān)聯(lián)最小加權(quán)之一的一個或多個客戶節(jié)點。
7.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，資源包括對所選的一個或多個客節(jié)點發(fā)送信息的瞬時容量。
8.如權(quán)利要求7所述的資源調(diào)度器，其特征在于，公共節(jié)點根據(jù)所選的一個或多個客戶節(jié)點能接收信息的速率對所選的一個或多個客戶節(jié)點發(fā)送大量的信息。
9.如權(quán)利要求8所述的資源調(diào)度器，其特征在于，當要發(fā)送給至少一個客戶節(jié)點的信息量下降到低于信息量門限持續(xù)一段特定時間，維持與客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)的裝置修改與至少一個客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)，使得選擇一個或多個客戶節(jié)點的裝置從與超過信息量門限的信息量關(guān)聯(lián)的剩余客戶節(jié)點中進行選擇。
10.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，公共節(jié)點利用資源在固定間隔開始對至少一個客戶節(jié)點發(fā)送控制信道期間用的控制信息；選擇一個或多個客戶節(jié)點的邏輯在下一控制信道期間開始前選擇一個或多個客戶節(jié)點。
11.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，通信系統(tǒng)包含多個公共節(jié)點，每一客戶節(jié)點在任一特定時間點準確地與一個公共節(jié)點關(guān)聯(lián)，并且至少一個客戶節(jié)點能在第1公共節(jié)點與第2公共節(jié)點之間改變其關(guān)聯(lián)。
12.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，資源調(diào)度器獨立維持至少與第1公共節(jié)點關(guān)聯(lián)的每一客戶節(jié)點所關(guān)聯(lián)的加權(quán)；資源調(diào)度器還包含修改裝置，用于根據(jù)在特定過去階段至少一個客戶節(jié)點與第1公共節(jié)點關(guān)聯(lián)的持續(xù)時間，修改與至少一個客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的加權(quán)。
13.如權(quán)利要求1所述的資源調(diào)度器，其特征在于，還包含根據(jù)消費至少一個客戶節(jié)點所關(guān)聯(lián)資源的最小平均速率和消費至少一個客戶節(jié)點所關(guān)聯(lián)資源的瞬時速率來決定一個時間間隔持續(xù)時間用的裝置，該時間間隔具有與至少一個客戶節(jié)點關(guān)聯(lián)的始端和末端。
14.如權(quán)利要求13所述的資源調(diào)度器，其特征在于，還包含每當至少一個客戶節(jié)點占用資源和每當時間間隔結(jié)束時使時間間隔初始化用的裝置。
15.如權(quán)利要求13所述的資源調(diào)度器，其特征在于，每一時間間隔結(jié)束時，選擇邏輯在后續(xù)服務(wù)間隔安排至少一個客戶節(jié)點占用資源，與客戶節(jié)點所關(guān)聯(lián)的加權(quán)無關(guān)。
全文摘要
揭示一種具有從公共節(jié)點得到有限資源的多個用戶單元(6)的通信系統(tǒng)。各個用戶單元(6)可占用公共節(jié)點的有限資源，而不顧網(wǎng)絡(luò)中所有其他用戶單元(6)。調(diào)度器(12)根據(jù)各個用戶單元(6)關(guān)聯(lián)的加權(quán)，給各個用戶單元(6)分配有限資源。調(diào)度器(12)根據(jù)消費有限資源的瞬時速率，決定每一用戶單元(6)的加權(quán)。
文檔編號H04L12/56GK1638501SQ20051000689
公開日2005年7月13日 申請日期2000年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月13日
發(fā)明者R·潘雅克, N·T·辛德胡沙雅那 申請人:高通股份有限公司