專(zhuān)利名稱(chēng)：用于無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)帶寬分配的自適應(yīng)時(shí)分雙工方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，特別是無(wú)線(xiàn)的一點(diǎn)到多點(diǎn)話(huà)音、數(shù)據(jù)和視頻(“寬帶”)通信系統(tǒng)。
無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)便于在多個(gè)用戶(hù)無(wú)線(xiàn)站或用戶(hù)站(固定或便攜)和固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行雙向通信。典型的系統(tǒng)包括移動(dòng)蜂窩電話(huà)系統(tǒng)、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)、和無(wú)繩電話(huà)。這些無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的目的是一經(jīng)要求在用戶(hù)單元和基站之間提供通信信道，以便通過(guò)固定網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(通常是有線(xiàn)線(xiàn)路系統(tǒng))連接用戶(hù)單元使用者。在使用多個(gè)接入方案的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中，時(shí)間幀是基本傳輸單元。將每幀分成多個(gè)時(shí)隙。一些時(shí)隙用于控制目的，一些時(shí)隙用于信息傳送。通常在將時(shí)隙分配給專(zhuān)用用戶(hù)單元的幀中的時(shí)隙期間發(fā)射信息。用戶(hù)單元通常使用允許在兩個(gè)連接方向交換信息的“雙工”方案與基站通信。
從基站到用戶(hù)單元的傳輸通常被稱(chēng)為“下行鏈路”發(fā)射。從用戶(hù)單元到基站的傳輸通常被稱(chēng)為“上行鏈路”發(fā)射。根據(jù)給定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通常使用時(shí)分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)方法，以便于在基站和用戶(hù)單元之間交換信息。TDD和FDD雙工方案都是本領(lǐng)域中熟知的。
在FDD系統(tǒng)中，在頻域中進(jìn)行基站與其用戶(hù)單元之間的雙工傳輸。為上行鏈路和下行鏈路傳輸分配不同頻率設(shè)置。例如，兩種熟知FDD系統(tǒng)是泛歐GSM系統(tǒng)(也稱(chēng)為全球移動(dòng)通信系統(tǒng))和北美IS-54和IS-136無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)通過(guò)FDD雙工方案使用TDMA(時(shí)分多址)。例如，見(jiàn)D.J.Goodman于1991年5月在IEEE Trans.Veh.TechVT-40，No.2，pp.366-374頁(yè)發(fā)表的“第二代無(wú)線(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)”。IS-54空中接口使用每30-kHz AMPS載波具有三個(gè)信道的TDMA/FDD技術(shù)。GSM空中接口以具有FDD的8階TDMA方案為特征。在歐洲可使用的頻帶是2*25MHz，具有200kHz的無(wú)線(xiàn)信道間隔。在兩種無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中，基站在給定的時(shí)隙的第一設(shè)置期間使用預(yù)定的下行鏈路頻率設(shè)置向多個(gè)用戶(hù)單元發(fā)射信息。用戶(hù)單元使用預(yù)定的上行鏈路頻率設(shè)置向基站發(fā)射信息。由已知的間隔值在頻域中偏移或隔開(kāi)上行鏈路和下行鏈路頻率。在GSM和IS-54兩個(gè)系統(tǒng)中的雙工間隔是45MHz(即，給定用戶(hù)單元的下行鏈路頻率與該用戶(hù)單元的上行鏈路頻率分開(kāi)45MHz)。
不利的是，F(xiàn)DD系統(tǒng)在上行鏈路和下行鏈路頻帶之間需要頻率分隔。使提供給定業(yè)務(wù)所需的帶寬分配方案更復(fù)雜，因此比TDD系統(tǒng)使用的那些需要更高的費(fèi)用。FDD系統(tǒng)另外的缺陷是需要向雙工器提供用戶(hù)單元天線(xiàn)，以使發(fā)射和接收信號(hào)在天線(xiàn)相互分開(kāi)。結(jié)果是增加了復(fù)雜性和與用戶(hù)單元相關(guān)聯(lián)的費(fèi)用。雖然FDD系統(tǒng)在減少上行鏈路和下行鏈路傳輸之間的干擾是有效的，F(xiàn)DD系統(tǒng)限制了靈活性并限制可使用的頻譜，這在寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別不利。FDD系統(tǒng)為上行鏈路和下行鏈路傳輸提供相等或?qū)ΨQ(chēng)的帶寬。然而，許多寬帶服務(wù)具有不對(duì)稱(chēng)的帶寬要求(即，下行鏈路傳輸?shù)陌俜直仍跀?shù)量上遠(yuǎn)超過(guò)上行鏈路傳輸?shù)陌俜直龋蚍粗嗳?。因此，F(xiàn)DD方法在用于寬帶通信系統(tǒng)中的雙工傳輸時(shí)導(dǎo)致頻譜利用不足。FDD方法還有一個(gè)缺陷是當(dāng)針對(duì)相關(guān)的應(yīng)用轉(zhuǎn)換到另一個(gè)頻帶時(shí)需要足夠的頻譜供上行鏈路和下行鏈路傳輸使用。
在TDD系統(tǒng)中，在時(shí)域中進(jìn)行基站與其用戶(hù)單元之間的雙工傳輸。所選擇的用戶(hù)單元通常使用專(zhuān)用預(yù)定義射頻與一個(gè)所選擇的基站通信。將信道時(shí)分成用于上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)闹貜?fù)的時(shí)間周期或時(shí)“隙”。相反，在FDD系統(tǒng)中，由于上行鏈路和下行鏈路傳輸之間不需要頻率分隔，簡(jiǎn)化了頻率分配或頻率再用模式。在不同的預(yù)定時(shí)隙期間使用相同的射頻進(jìn)行上行鏈路和下行鏈路傳輸。然而，其缺陷是TDD系統(tǒng)中的用戶(hù)單元必須適應(yīng)因信道的時(shí)間共享的需要而增加的即時(shí)比特誤差。TDD系統(tǒng)的用戶(hù)單元中的調(diào)制解調(diào)器通常僅在一半的時(shí)間中有效。因此，為了實(shí)現(xiàn)相同的平均比特，典型的TDD調(diào)制解調(diào)器將比其在允許調(diào)制解調(diào)器總保持有效的系統(tǒng)中更復(fù)雜。因此，TDD調(diào)制解調(diào)器更復(fù)雜，因此比實(shí)現(xiàn)給定的平均比特率所需的費(fèi)用更大。
在數(shù)字無(wú)繩電話(huà)(DCT)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了TDD方法的熟知應(yīng)用。在日本和歐洲已開(kāi)發(fā)了供設(shè)計(jì)DCT系統(tǒng)使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。每種傳輸標(biāo)準(zhǔn)使用用于雙向通信的TDD技術(shù)。日本的DCT傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在大約1，895MHz至1，918MHz之間約23MHz的整個(gè)系統(tǒng)帶寬內(nèi)使用具有300KHz頻率分隔的多個(gè)單獨(dú)的載波信號(hào)。每個(gè)載波信號(hào)必須在采用TDD雙向通信的TDMA格式中支持四個(gè)信道。特別是，對(duì)于每個(gè)時(shí)間幀(5ms)，有四個(gè)發(fā)射時(shí)隙(每個(gè)信道一個(gè))和四個(gè)接收時(shí)隙(每個(gè)信道一個(gè))。每個(gè)時(shí)隙約625微秒的持續(xù)時(shí)間，每個(gè)時(shí)隙內(nèi)有約30微秒的保護(hù)時(shí)間。
相反，歐洲D(zhuǎn)CT系統(tǒng)，或數(shù)字歐洲無(wú)繩電信(DECT)系統(tǒng)規(guī)定了在約17.28MHz的整個(gè)帶寬內(nèi)分開(kāi)1，728MHz的一系列載波。除空中接口物理規(guī)范和協(xié)議外，DECT標(biāo)準(zhǔn)提供網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。結(jié)合每載波24個(gè)時(shí)隙和每20MHz頻譜10個(gè)載波采用10個(gè)載頻。TDD方法用于無(wú)繩電話(huà)和基站之間的傳輸。通過(guò)時(shí)隙和頻率的組合形成傳輸信道。在每幀包括24個(gè)時(shí)隙的10毫秒時(shí)間幀期間進(jìn)行傳輸。12個(gè)時(shí)隙用于從基站到手機(jī)的傳輸(下行鏈路傳輸)，同時(shí)12個(gè)時(shí)隙用于從手機(jī)到基站的傳輸(上行鏈路傳輸)。
由于DECT信道為上行鏈路和下行鏈路傳輸二者分配相等的時(shí)間量(也即帶寬)，從性質(zhì)上說(shuō)DECT TDD雙工方案是“對(duì)稱(chēng)的”。平均來(lái)說(shuō)，對(duì)稱(chēng)雙工系統(tǒng)對(duì)信息的接收和發(fā)射需要相等帶寬量的系統(tǒng)(例如DECT系統(tǒng))是足夠的。然而，對(duì)稱(chēng)雙工系統(tǒng)在基站和用戶(hù)站之間提供需要非對(duì)稱(chēng)信息交換的服務(wù)的通信系統(tǒng)中效率低。這在提供諸如話(huà)音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)之類(lèi)的寬帶或“寬帶”業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別是如此。
在提供寬帶業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中，不保證上行鏈路和下行鏈路傳輸具有相等或?qū)ΨQ(chēng)的帶寬要求。實(shí)際上，在目前考慮的許多情況中，帶寬需求很可能不相等或不對(duì)稱(chēng)。有幾個(gè)得出該觀(guān)察的因素。第一，上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的比例在一定程度上取決于經(jīng)鏈路提供的業(yè)務(wù)。例如，典型的電話(huà)話(huà)音服務(wù)(“POTS”型服務(wù))有較大的對(duì)稱(chēng)上行鏈路/下行鏈路帶寬需求。然而，相反，廣播視頻業(yè)務(wù)需要較大的非對(duì)稱(chēng)上行鏈路/下行鏈路帶寬要求。廣播視頻服務(wù)期間提供的大部分信息是單向的(大部分信息經(jīng)下行鏈路從基站發(fā)射到用戶(hù)單元，經(jīng)上行鏈路發(fā)射很少或不發(fā)射信息)。因此，與下行鏈路帶寬需求相比，可忽略該服務(wù)的上行鏈路帶寬需求。
第二，由于每個(gè)信道將傳遞許多不同服務(wù)，所希望的上行鏈路/下行鏈路帶寬的比例在廣播服務(wù)過(guò)程中在信道之間改變。每種服務(wù)對(duì)于發(fā)射和接收有其自己特有的帶寬需求。第三，在信道中對(duì)對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)通信的需求取決于用戶(hù)的種類(lèi)。例如，在小企業(yè)接入用于電視會(huì)議或計(jì)算機(jī)組網(wǎng)應(yīng)用的廣播服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的情況下，上行鏈路/下行鏈路帶寬需求基本上相等和對(duì)稱(chēng)。相反，在住宅用戶(hù)接入視頻點(diǎn)播(VOD)應(yīng)用的寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)的情況下，上行鏈路/下行鏈路帶寬需求將不相等和不對(duì)稱(chēng)。在這些情況下，下行鏈路需要比上行鏈路多得多的帶寬。
因此，需要一種在時(shí)分雙工方案中能夠靈活和動(dòng)態(tài)分配上行鏈路和下行鏈路帶寬的方法和裝置。該方法和裝置將響應(yīng)特定鏈路的需求。由于幾種因素，包括經(jīng)鏈路提供的業(yè)務(wù)種類(lèi)和用戶(hù)種類(lèi)，使得帶寬需求可以改變?，F(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)已通過(guò)將不同調(diào)制方案用于上行鏈路和下行鏈路來(lái)嘗試適應(yīng)對(duì)非對(duì)稱(chēng)鏈路的需求。根據(jù)該方案，“平均”所有典型帶寬需求情況。這樣導(dǎo)致對(duì)下行鏈路使用更有效的頻譜調(diào)制方案。例如，對(duì)于GMSK方案可選擇QAM-16調(diào)制方案。然而，使用該方案的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的缺陷是在上行鏈路和下行鏈路傳輸之間在時(shí)間上等同地共享通信信道。結(jié)果是，由于現(xiàn)有技術(shù)的解決方案通過(guò)滿(mǎn)足“平均”帶寬需求來(lái)解決非對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，該解決方案不是最好的。
然而，如上所述，寬帶網(wǎng)絡(luò)中所需的和寬帶業(yè)務(wù)所需的上行鏈路和下行鏈路帶寬不可預(yù)測(cè)地改變。在某種意義上，不存在平均或典型情況。因此，需要一種可靈活、有效、和動(dòng)態(tài)地分配供寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)使用的上行鏈路和下行鏈路帶寬的自適應(yīng)時(shí)分雙工方法和裝置。本發(fā)明提供這種自適應(yīng)時(shí)分雙工方法和裝置。
本發(fā)明是一種用于在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中雙工傳輸?shù)淖赃m應(yīng)時(shí)分雙工(ATDD)方法和裝置。本ATDD發(fā)明通過(guò)適應(yīng)信道的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求便于有效地利用無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的通信信道。根據(jù)本發(fā)明，使用預(yù)定帶寬需求參數(shù)設(shè)置連續(xù)監(jiān)測(cè)通信鏈路帶寬需求。本ATDD發(fā)明響應(yīng)通信鏈路變化的帶寬需要，靈活并動(dòng)態(tài)地為上行鏈路或下行鏈路傳輸分配時(shí)隙。本發(fā)明在寬帶或?qū)拵o(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別有用，雖然它也可以在希望自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)的時(shí)分雙工傳輸方案的任何數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中使用。
與具有專(zhuān)用于上行鏈路或下行鏈路傳輸時(shí)隙的現(xiàn)有技術(shù)的TDD系統(tǒng)相反，本ATDD發(fā)明動(dòng)態(tài)改變指定為上行鏈路或下行鏈路傳輸周期的時(shí)隙。因此，可改變上行鏈路/下行鏈路帶寬分配，以適應(yīng)鏈路的上行鏈路/下行鏈路帶寬要求。本ATDD發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是允許信道依據(jù)信道的需要來(lái)使用對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配。在非對(duì)稱(chēng)時(shí)隙分配的情況下，另一方面，本ATDD發(fā)明允許有利于上行鏈路的非對(duì)稱(chēng)(即分配的上行鏈路時(shí)隙比下行鏈路時(shí)隙多)，或有利于下行鏈路的非對(duì)稱(chēng)(即分配的下行鏈路時(shí)隙比上行鏈路時(shí)隙多)。
可能有許多時(shí)隙分配方案。一種簡(jiǎn)化的時(shí)隙分配方案使用“基于幀”的方案，該方案允許系統(tǒng)僅為下行鏈路(另一方面，上行鏈路)傳輸動(dòng)態(tài)分配第一數(shù)量的幀時(shí)隙，同時(shí)為上行鏈路(另一方面，下行鏈路)傳輸構(gòu)成剩余的幀時(shí)隙。另一種基于幀的方案同樣允許該系統(tǒng)僅為下行鏈路(另一方面，上行鏈路)傳輸動(dòng)態(tài)分配第一數(shù)量的幀時(shí)隙，然后，可根據(jù)信道帶寬需要將剩余的幀時(shí)隙分配給上行鏈路或下行鏈路傳輸。
本ATDD發(fā)明在提供寬帶數(shù)據(jù)、視頻和電話(huà)業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別有利。該無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)最好包括組成蜂窩群的多個(gè)蜂窩，每個(gè)蜂窩包括一個(gè)具有相關(guān)聯(lián)的有源天線(xiàn)陣的基站，每個(gè)基站對(duì)具有多個(gè)客戶(hù)住所設(shè)備的多個(gè)客戶(hù)地點(diǎn)提供無(wú)線(xiàn)連接。目前所考慮的客戶(hù)是住宅或小企業(yè)用戶(hù)。最好由群控制器控制蜂窩群內(nèi)的蜂窩活動(dòng)性的協(xié)調(diào)。寬帶業(yè)務(wù)包括電話(huà)服務(wù)和諸如快速因特網(wǎng)、10-BaseT數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)連接之類(lèi)的數(shù)據(jù)服務(wù)。視頻業(yè)務(wù)包括針對(duì)住宅用戶(hù)的廣播視頻和視頻點(diǎn)播，和針對(duì)企業(yè)用戶(hù)的電視會(huì)議和遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，利用監(jiān)測(cè)和更新通信鏈路時(shí)隙分配的帶寬需求參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信道效率和數(shù)據(jù)帶寬的改善。根據(jù)本發(fā)明，最好是向每個(gè)通信對(duì)話(huà)指定“初始”和“實(shí)際”帶寬參數(shù)設(shè)置。在最初建立系統(tǒng)時(shí)可建立帶寬參數(shù)的初始設(shè)置。由使用本發(fā)明的監(jiān)測(cè)和更新技術(shù)的系統(tǒng)產(chǎn)生和保持帶寬參數(shù)的實(shí)際設(shè)置。系統(tǒng)一旦了解了通信對(duì)話(huà)的帶寬要求的有關(guān)準(zhǔn)確特性，更新該初始值，以便準(zhǔn)確地反映該信道的實(shí)際帶寬需求。除了指定、監(jiān)測(cè)、和更新對(duì)話(huà)帶寬參數(shù)外，本ATDD發(fā)明還為無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基站和群控制器二者保持一組帶寬參數(shù)。在控制對(duì)給定蜂窩的上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配中使用基站參數(shù)。在控制對(duì)給定群中的所有蜂窩的上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配中使用群參數(shù)。描述監(jiān)測(cè)和控制上行鏈路/下行鏈路帶寬的一種優(yōu)選技術(shù)。所描述的技術(shù)包括兩個(gè)階段初始化階段和跟蹤或監(jiān)測(cè)階段。其它監(jiān)測(cè)技術(shù)可與本發(fā)明一起使用。
結(jié)合下面的附圖和說(shuō)明書(shū)描述本發(fā)明的優(yōu)選和替換實(shí)施例的細(xì)節(jié)。一旦了解了本發(fā)明的細(xì)節(jié)，許多附加的改進(jìn)和變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。


圖1是表明現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)分雙工方法使用的用于上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)膶?duì)稱(chēng)時(shí)隙分配的定時(shí)圖。
圖2是表明根據(jù)本發(fā)明的非對(duì)稱(chēng)上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙分配的定時(shí)圖。
圖3a和3b是表明根據(jù)本發(fā)明的基于幀的自適應(yīng)時(shí)隙分配方案的定時(shí)圖。
圖4是供本發(fā)明使用的典型寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的方框圖。
圖5是圖4的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用的通信集線(xiàn)器的方框圖。
圖6是圖4的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用的蜂窩站的方框圖。
圖7是圖4的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用的優(yōu)選住宅客戶(hù)住所設(shè)備(CPE)的方框圖。
圖8是圖4的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用的優(yōu)選企業(yè)客戶(hù)住所設(shè)備(CPE)的方框圖。
圖9是表明圖4的蜂窩被分成蜂窩群的蜂窩結(jié)構(gòu)方框圖，其中蜂窩群包括七個(gè)相鄰的蜂窩。
在各附圖中相同的參考標(biāo)號(hào)和符號(hào)表示相同元件。
在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，應(yīng)將所給出的優(yōu)選實(shí)施例和例子看作是實(shí)例，而不是對(duì)本發(fā)明的限定。
本發(fā)明是用于在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的通信鏈路上雙工傳輸?shù)淖赃m應(yīng)時(shí)分雙工(ATDD)方法和裝置。對(duì)現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)沒(méi)有明顯改變。本ATDD發(fā)明通過(guò)適應(yīng)信道的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求有助于有效地利用通信信道。本發(fā)明在寬帶或?qū)拵o(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別有用，雖然它可供希望或需要自適應(yīng)和靈活時(shí)分雙工傳輸方案的任何數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)使用。
如上所述，典型的TDD系統(tǒng)使用上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)膶?duì)稱(chēng)分配。圖1是表明在現(xiàn)有技術(shù)的典型TDD系統(tǒng)中給出的對(duì)上行鏈路和下行鏈路傳輸使用相等時(shí)隙分配的定時(shí)圖。如圖1所示，在第一時(shí)隙Ta期間進(jìn)行上行鏈路傳輸。在第一時(shí)隙Ta期間，所選擇的用戶(hù)站經(jīng)預(yù)定射頻向所選擇的基站發(fā)射信息。同樣，在第二時(shí)隙Tb期間進(jìn)行下行鏈路傳輸。在第二時(shí)隙Ta期間，所選擇的基站經(jīng)相同的預(yù)定射頻向所選擇的用戶(hù)站發(fā)射信息。如圖1所示，通信信道在以后的時(shí)隙中繼續(xù)在上行鏈路和下行鏈路傳輸之間對(duì)稱(chēng)地輪換。例如，在第三時(shí)隙Ta′期間，如同第一時(shí)隙Ta一樣，經(jīng)該信道進(jìn)行上行鏈路傳輸。同樣，在第四時(shí)隙Tb′期間，如同第二時(shí)隙Tb一樣，進(jìn)行下行鏈路傳輸，在第五時(shí)隙Ta″等。
現(xiàn)有技術(shù)的TDD系統(tǒng)不能適應(yīng)寬帶通信網(wǎng)和相關(guān)聯(lián)的寬帶業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)和非對(duì)稱(chēng)的帶寬需求。本發(fā)明通過(guò)提供在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用的自適應(yīng)時(shí)分雙工(ATDD)方法和裝置提出了這些要求。本ATDD發(fā)明根據(jù)特定鏈路的帶寬要求靈活和動(dòng)態(tài)地分配上行鏈路和下行鏈路帶寬。如上所述，在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中選擇的鏈路的上行鏈路和下行鏈路帶寬要求因所選鏈路的業(yè)務(wù)和用戶(hù)類(lèi)型而改變。本ATDD方法和裝置使時(shí)隙的上行鏈路/下行鏈路比例適合于滿(mǎn)足給定業(yè)務(wù)和給定用戶(hù)類(lèi)型的上行鏈路/下行鏈路帶寬需求。
圖2是表明本ATDD發(fā)明如何有利地為上行鏈路和下行鏈路傳輸分配時(shí)隙的定時(shí)圖。與其中每個(gè)時(shí)隙固定和專(zhuān)用于上行鏈路或下行鏈路傳輸?shù)默F(xiàn)有技術(shù)的TDD系統(tǒng)相反，本ATDD發(fā)明允許靈活和自適應(yīng)地將時(shí)隙用于上行鏈路或下行鏈路傳輸。另外，雖然現(xiàn)有技術(shù)的信道在上行鏈路和下行鏈路傳輸之間共享相等的帶寬，本ATDD發(fā)明允許根據(jù)特定鏈路的帶寬需求使信道在性質(zhì)上為對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)。圖2示出了一種可能的時(shí)隙分配方案。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于圖2所示的時(shí)隙分配。而是本ATDD發(fā)明考慮了許多時(shí)隙分配，其中上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)娜魏谓M合實(shí)際上都是可能的。
如圖2所示，在第一時(shí)隙Ta期間進(jìn)行上行鏈路傳輸。與圖1的定時(shí)圖相同，在第二時(shí)隙Tb期間進(jìn)行下行鏈路傳輸。然而，與現(xiàn)有技術(shù)的TDD方案相反，本發(fā)明的ATDD方法和裝置允許在給定信道上進(jìn)行多個(gè)鄰接和連續(xù)的下行鏈路(或另一方面，上行鏈路)傳輸。例如，如圖2所示，在第三時(shí)隙Tc期間進(jìn)行第二下行鏈路傳輸。同樣，在第四時(shí)隙Td期間進(jìn)行第三個(gè)連續(xù)的下行鏈路傳輸。在第五時(shí)隙Ta′重復(fù)該模式本身。如圖2所示，在第五時(shí)隙Ta′期間，如同第一時(shí)隙Ta中，在該信道上進(jìn)行上行鏈路傳輸。同樣，在第六時(shí)隙Tb′期間，如同在第二時(shí)隙Tb中，進(jìn)行下行鏈路傳輸。在第七時(shí)隙Tc′期間，如同在第三時(shí)隙Tc中，進(jìn)行第二個(gè)連續(xù)的下行鏈路傳輸，在第八時(shí)隙Td′等。
本ATDD發(fā)明在能夠提供如數(shù)據(jù)、話(huà)音和視頻業(yè)務(wù)之類(lèi)的寬帶或?qū)拵I(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中使用時(shí)特別有利。如上所述，本ATDD發(fā)明允許根據(jù)通信信道和特定用戶(hù)類(lèi)型的特定需要改變上行鏈路和下行鏈路帶寬。例如，圖2所示的定時(shí)圖允許75％的可用帶寬用于下行鏈路通信，25％用于上行鏈路通信。該上行鏈路/下行鏈路帶寬比可適合于某些類(lèi)型的寬帶數(shù)據(jù)和視頻些務(wù)，和某些類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)。
本ATDD方法和裝置的靈活性在于它可對(duì)上行鏈路或下行鏈路傳輸使用任何給定的時(shí)隙。如下面更詳細(xì)描述的，可使用各種技術(shù)計(jì)算給定信道的平均帶寬需求。鏈路的時(shí)隙分配(即，用于上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)臅r(shí)隙比)通常直接涉及該鏈路的帶寬需求。因此，一旦確定了給定鏈路的平均帶寬需求，使用本ATDD發(fā)明可為該鏈路建立時(shí)隙分配。例如，在通信網(wǎng)絡(luò)中最初建立所選擇鏈路時(shí)可執(zhí)行平均帶寬需求。平均帶寬需求可取決于如業(yè)務(wù)分布或系統(tǒng)環(huán)境之類(lèi)的因素。通信系統(tǒng)使用平均帶寬需求信息構(gòu)成在給定信道上用于上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)臅r(shí)隙比。
作為鏈路建立時(shí)建立時(shí)隙比的另一種方式，本發(fā)明的ATDD方法和裝置也可根據(jù)不斷變化的業(yè)務(wù)和用戶(hù)帶寬需求為鏈路自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)地改變時(shí)隙比。本發(fā)明的方法和裝置最好動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)和分析無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)中目前有效的，具體地說(shuō)，任何給定無(wú)線(xiàn)通信鏈路上有效的服務(wù)類(lèi)型和服務(wù)帶寬需求。通信系統(tǒng)可連續(xù)監(jiān)測(cè)每個(gè)鏈路并收集有關(guān)每個(gè)鏈路的帶寬需求的信息?？山?jīng)常使用通信系統(tǒng)收集的信息重新檢測(cè)上行鏈路和下行鏈路的時(shí)隙比。該系統(tǒng)可根據(jù)每個(gè)鏈路的帶寬需要重新構(gòu)成時(shí)隙比。因此，使用本發(fā)明的ATDD方法和裝置獲得了極大改善的信道帶寬利用率和提高了信道效率。信道效率的增加又轉(zhuǎn)化成被服務(wù)的用戶(hù)數(shù)量和通信系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)數(shù)量的增加。
利用如圖3a和3b所示的“基于幀”的分配方案可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的時(shí)隙分配處理。如圖3a-3b所示，將一幀定義為包括N個(gè)連續(xù)的時(shí)隙(其中N保持為常數(shù))。在圖3a所示的第一“基于幀”的方案中，通信系統(tǒng)僅為下行鏈路傳輸動(dòng)態(tài)構(gòu)成第一N1個(gè)時(shí)隙(其中N大于或等于N1)。僅為上行鏈路傳輸動(dòng)態(tài)構(gòu)成剩余的N2個(gè)時(shí)隙(其中N2等于N-N1)。
圖3b示出在通信信道中分配時(shí)隙的第二個(gè)基于幀的方案。除了不再僅為上行鏈路傳輸構(gòu)成剩余的N2個(gè)時(shí)隙外，該基于幀的分配方案與圖3a所示的相同。具體地說(shuō)，如圖3b所示，與圖3a的第一基于幀的方案相同，僅為下行鏈路傳輸動(dòng)態(tài)構(gòu)成第一N1個(gè)時(shí)隙(其中N大于或等于N1)。然而，與圖3a基于幀的方案相反，不只為上行鏈路傳輸構(gòu)成剩余的N2個(gè)(N2等于N-N1)時(shí)隙。而是依據(jù)該信道的帶寬需求，可將剩余的N2個(gè)時(shí)隙用于上行鏈路或下行鏈路傳輸。例如，如圖3b所示，將前五個(gè)N2時(shí)隙(N21)用于上行鏈路傳輸。接下來(lái)的五個(gè)連續(xù)的N2時(shí)隙N22)用于下行鏈路傳輸。
圖3a和3b所示的時(shí)隙分配僅是實(shí)例。本發(fā)明的范圍不應(yīng)受所示的時(shí)隙數(shù)量或上行鏈路/下行鏈路分配的限制。例如，雖然圖3a和3b示出僅為下行鏈路傳輸構(gòu)成的一幀的第一N1個(gè)時(shí)隙，作為替換，它們可為上行鏈路傳輸構(gòu)成，而為下行鏈路傳輸構(gòu)成剩余的N2個(gè)時(shí)隙。同樣，可改變幀中時(shí)隙的數(shù)量而不脫離本發(fā)明的范圍。最后，可改變用于N1、N2、N21、和N22的時(shí)隙數(shù)量而不脫離本ATDD
另外，為了所有意圖和目的，考慮到本發(fā)明在TDD系統(tǒng)中使用，要保持穩(wěn)定并因此是非自適應(yīng)的，而仍便于非對(duì)稱(chēng)帶寬分配。例如，可使用本ATDD方法和裝置初始構(gòu)成無(wú)線(xiàn)通信鏈路，以具有圖3a和3b所示所帶寬分配。一旦這樣構(gòu)成鏈路，可保持穩(wěn)定和非對(duì)稱(chēng)。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的，使用本ATDD方法和裝置實(shí)際上可建立上行鏈路與下行鏈路分配的任何比例。
如上所述，考慮本發(fā)明的ATDD方法和裝置供能夠向各種住宅和企業(yè)用戶(hù)提供寬帶數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)使用。下面給出對(duì)該優(yōu)選無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)要描述。無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)演示了本發(fā)明的一個(gè)潛在應(yīng)用。然而，本ATDD發(fā)明不限于在所描述的特定系統(tǒng)中使用。而是本ATDD發(fā)明具有很廣的應(yīng)用范圍，并且可發(fā)現(xiàn)在許多不同的通信環(huán)境中使用。
供本ATDD發(fā)明使用的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的描述-系統(tǒng)概述如上所述，本ATDD發(fā)明在寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別有用，其中該系統(tǒng)中的通信鏈路必須適合其上行鏈路和下行鏈路帶寬分配，以適應(yīng)給定業(yè)務(wù)或用戶(hù)類(lèi)型的帶寬需求。圖4的方框圖中示出了這種典型的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。在蜂窩通信系統(tǒng)中，通常將地理區(qū)域或區(qū)分成理論上講是六邊形的蜂窩。蜂窩的大小通常由一般位于其所服務(wù)的蜂窩中心的基站的發(fā)射范圍定義。例如，圖4所示蜂窩的平均蜂窩半徑通常在2.5至3公里之間。然而，本ATDD發(fā)明的可操作性不取決于蜂窩大小。而是可在具有更大或更小蜂窩的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中使用本ATDD發(fā)明。通常向系統(tǒng)中的每個(gè)蜂窩分配分配一個(gè)或多個(gè)射頻信道。在頻分多址(FDMA)系統(tǒng)中，向相鄰或鄰近的蜂窩分配分開(kāi)的頻率。
再來(lái)參考圖4，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)100包括多個(gè)蜂窩102，每個(gè)蜂窩102包含主要包括基站106和有源天線(xiàn)陣108的相關(guān)聯(lián)蜂窩站104。無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)100內(nèi)的每個(gè)蜂窩在蜂窩的基站106和蜂窩102的整個(gè)覆蓋區(qū)中位于固定客戶(hù)地點(diǎn)112的多個(gè)客戶(hù)住所設(shè)備(CPE)110之間提供無(wú)線(xiàn)連接?，F(xiàn)在考慮系統(tǒng)100的用戶(hù)是住宅和企業(yè)客戶(hù)，并因此而需要各種類(lèi)型的業(yè)務(wù)和不同的上行鏈路/下行鏈路帶寬分配，每個(gè)蜂窩為近1000個(gè)住宅用戶(hù)和近300個(gè)企業(yè)用戶(hù)服務(wù)。如圖4所示，蜂窩站104使用“非射頻”型通信鏈路或“回程”116與通信集線(xiàn)器114通信?；爻?16最好包括光纖電纜或微波鏈路。通信集線(xiàn)器114通過(guò)一條或多條有線(xiàn)通信鏈路(未示出)將無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)100與公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商連接。
蜂窩102內(nèi)的無(wú)線(xiàn)通信當(dāng)然最好是雙向的。允許信息在基站106和該多個(gè)CPE100之間在兩個(gè)方向流動(dòng)?；?06最好廣播多個(gè)同時(shí)高比特率信道。每個(gè)信道包括不同的復(fù)用信息流。流中的信息包括能使選擇的CPE110識(shí)別和提取其所預(yù)計(jì)的信息的地址信息。圖4的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)100向多個(gè)CPE110提供真正的“要求的帶寬”。可改變和選擇可供使用系統(tǒng)100的客戶(hù)使用的業(yè)務(wù)質(zhì)量。由給定業(yè)務(wù)所需的信息速度確定專(zhuān)用于該業(yè)務(wù)的帶寬量。例如，電視會(huì)議業(yè)務(wù)需要具有良好控制的傳遞等待時(shí)間的大量帶寬。相反，某些類(lèi)型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)?？臻e(需要零帶寬)，并且在有效時(shí)對(duì)延遲變化相對(duì)不太敏感。圖4的系統(tǒng)中可使用本發(fā)明的ATDD方法和裝置，以便于除其它業(yè)務(wù)外有效地傳遞兩種業(yè)務(wù)類(lèi)型。
通信集線(xiàn)器圖5示出圖4的通信集線(xiàn)器114的方框圖。如圖5所示，通信集線(xiàn)器114最好包括至少一個(gè)因特網(wǎng)接入裝置118，電信公司電子交換裝置(Telco Switch)120，和網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)122。如上面指出的，集線(xiàn)器114提供對(duì)諸如話(huà)音(即Telco“POTS”)和數(shù)據(jù)(即“因特網(wǎng)”)網(wǎng)絡(luò)之類(lèi)的公共網(wǎng)(通常是有線(xiàn)的)的接入，以允許無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)100(圖4)的用戶(hù)接入這些網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)。公共網(wǎng)絡(luò)提供的所有業(yè)務(wù)通常經(jīng)非RF通信鏈路(未示出)“回程”到集線(xiàn)器114。通過(guò)適當(dāng)?shù)慕尤牒徒粨Q設(shè)備在集線(xiàn)器114內(nèi)與公共網(wǎng)絡(luò)連接。例如，經(jīng)Telco交換機(jī)120提供到公共交換電話(huà)網(wǎng)的接入。同樣，通過(guò)因特網(wǎng)裝置118提供到全球網(wǎng)或因特網(wǎng)的接入。網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)122最好能使集線(xiàn)器114還起到區(qū)域網(wǎng)絡(luò)管理控制器的作用。集線(xiàn)器可使用系統(tǒng)122控制和協(xié)調(diào)多個(gè)蜂窩102的操作。在后面參考對(duì)一個(gè)優(yōu)選系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測(cè)技術(shù)的說(shuō)明更詳細(xì)地描述該蜂窩控制器功能。
蜂窩站圖6示出無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)100中使用的圖4的蜂窩站104的方框圖。如上所述，蜂窩站104最好包括基站106和有源天線(xiàn)陣108。如圖6所示，基站最好包括回程接口設(shè)備124、ATM交換機(jī)126、視頻服務(wù)器控制計(jì)算機(jī)128、模塊調(diào)制解調(diào)器機(jī)組130、天線(xiàn)分布系統(tǒng)132、和直接廣播衛(wèi)星(DBS)接收機(jī)設(shè)備134。另一方面，基站也可包括視頻服務(wù)器(圖4中未示出)?；爻探涌谠O(shè)備124允許基站與集線(xiàn)器114(圖4和5)通信。ATM交換機(jī)126在基站106的核心起作用，以便在適當(dāng)?shù)臉I(yè)務(wù)和帶寬等級(jí)將各種業(yè)務(wù)和用戶(hù)互連。模塊調(diào)制解調(diào)器機(jī)組130和有源天線(xiàn)分布系統(tǒng)132便于基站106與該基站服務(wù)的蜂窩102中的多個(gè)CPE110(圖4)之間的無(wú)線(xiàn)通信。
最好將基站106和更多特定的調(diào)制解調(diào)器機(jī)組130設(shè)計(jì)成模塊。基站106的模塊設(shè)計(jì)允許建立可在隨容量需要規(guī)定的領(lǐng)域升級(jí)的低容量系統(tǒng)。調(diào)制解調(diào)器機(jī)組130執(zhí)行媒體接入?yún)f(xié)議層和有助于在無(wú)線(xiàn)鏈路上高速通信的調(diào)制/解調(diào)功能。調(diào)制解調(diào)器機(jī)組130最好通過(guò)電纜連接到有源天線(xiàn)陣108，有源天線(xiàn)陣108最好安裝在靠近基站106的天線(xiàn)塔或桿上。有源天線(xiàn)陣108最好包含高頻無(wú)線(xiàn)電電子設(shè)備(未示出)和天線(xiàn)元件。
CPE圖7和8是圖4所示的客戶(hù)住所設(shè)備(CPE)110的方框圖。如上所述，考慮使用本ATDD發(fā)明的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的用戶(hù)可以是住宅或企業(yè)客戶(hù)。圖7是優(yōu)選的住宅CPE110的方框圖。圖8是優(yōu)選企業(yè)CPE110′的方框圖。如圖7所示，住宅CPE110最好包括天線(xiàn)140和住宅無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)裝置142。住宅網(wǎng)關(guān)142最好安裝在住宅140的一側(cè)。上/下變頻器(未示出)最好與天線(xiàn)140位于同一位置。住宅網(wǎng)關(guān)142最好包括網(wǎng)絡(luò)接口單元(NIU)146和業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)單元148。NIU146執(zhí)行允許住宅用戶(hù)與無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)通信所需的功能，例如進(jìn)行低頻RF通信、調(diào)制解調(diào)器和ATM功能。NIU146執(zhí)行所需的通信接口功能，包括允許住宅用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò)的空中鏈路和協(xié)議接口功能。業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)單元148允許住宅用戶(hù)獲得對(duì)經(jīng)通信系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)的接入。例如，如圖7所示，服務(wù)網(wǎng)關(guān)單元148最好包括MPEG解碼器、NTSC視頻接口、電話(huà)接口和10-baseT數(shù)據(jù)接口。
住宅網(wǎng)關(guān)142接到住宅144內(nèi)的各種業(yè)務(wù)接入點(diǎn)。住宅網(wǎng)關(guān)142包含接到無(wú)線(xiàn)通信空中鏈路和將各種業(yè)務(wù)送入住宅144所需硬件和軟件。另外，通過(guò)與住宅144內(nèi)的電話(huà)線(xiàn)147連接，住宅網(wǎng)關(guān)142能夠向住宅144提供各種電話(huà)業(yè)務(wù)。同樣，通過(guò)與住宅144內(nèi)的銅或同軸導(dǎo)線(xiàn)149連接，住宅網(wǎng)關(guān)142能夠向住宅144內(nèi)的設(shè)備150提供10-baseT和其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。最后，住宅網(wǎng)關(guān)142也可通過(guò)與住宅144中的標(biāo)準(zhǔn)電纜電視同軸電纜154連接來(lái)向多個(gè)電視系統(tǒng)152提供廣播視頻和數(shù)據(jù)中心電視業(yè)務(wù)。以模塊形式設(shè)計(jì)住宅網(wǎng)關(guān)142以服務(wù)于多種數(shù)據(jù)、電話(huà)、視頻線(xiàn)路。因此，一個(gè)單獨(dú)的住宅網(wǎng)關(guān)142足以靈活適應(yīng)任何住宅客戶(hù)的通信需求。
圖8是圖4的優(yōu)選企業(yè)CPE110′的方框圖。設(shè)計(jì)優(yōu)選的企業(yè)CPE110′，以便向小企業(yè)客戶(hù)站112供應(yīng)和提供服務(wù)。如圖8所示，企業(yè)CPE110′最好包括天線(xiàn)140′和企業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)裝置142′。最好將天線(xiàn)140′附接到企業(yè)站建筑物144′并包括位于同一位置的上/下變頻器(未示出)。企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′最好安裝在企業(yè)站建筑物144′內(nèi)的配線(xiàn)架中。企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′的通信接口與住宅網(wǎng)關(guān)142(圖7)的相似。然而，企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′的業(yè)務(wù)接口與住宅網(wǎng)關(guān)142的不同。企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′最好包括能夠驅(qū)動(dòng)通常由小企業(yè)客戶(hù)使用的話(huà)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接口。這些業(yè)務(wù)包括綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)、局域網(wǎng)(LAN)、PBX交換和其它標(biāo)準(zhǔn)話(huà)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
如圖8所示，目前考慮用“雙盒(two-box)”解決方案實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′?？捎谩艾F(xiàn)有的”多業(yè)務(wù)集中器156提供企業(yè)用戶(hù)業(yè)務(wù)并將出局?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成單個(gè)傳送流。企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′還包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)裝置158，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)關(guān)裝置158包含連接到無(wú)線(xiàn)通信空中鏈路和將各種業(yè)務(wù)送到企業(yè)站建筑物144′所需的硬件和軟件。作為替換，可將企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′提供的無(wú)線(xiàn)功能塊集成到多業(yè)務(wù)集中器156，以便降低成本和提供更集成的企業(yè)網(wǎng)關(guān)解決方案?？筛鶕?jù)企業(yè)客戶(hù)的規(guī)模和需求使用不同類(lèi)型的多業(yè)務(wù)集中器156。因此，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商可部署具有足夠能力的低成本解決方案，以滿(mǎn)足企業(yè)客戶(hù)的需求。
可使用圖8的CPE110′向企業(yè)客戶(hù)提供各種類(lèi)型的業(yè)務(wù)。例如，通過(guò)向企業(yè)客戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)電話(huà)公司接口，當(dāng)使用電話(huà)業(yè)務(wù)時(shí)，企業(yè)CPE110′使客戶(hù)仍?xún)H消耗空中鏈路資源接入電話(huà)業(yè)務(wù)。因此，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)了對(duì)空中鏈路使用率的明顯改善，而仍不需改進(jìn)或檢修與企業(yè)客戶(hù)設(shè)備的常規(guī)接口(例如，不需對(duì)PBX設(shè)備進(jìn)行改變)。另外，企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′可支持HSSI路由器和10-baseT數(shù)據(jù)接口到共同的LAN，從而為企業(yè)客戶(hù)提供方便的因特網(wǎng)和廣域網(wǎng)(WAN)連接。企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′還能使網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商在客戶(hù)站提供“幀中繼”數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。企業(yè)網(wǎng)關(guān)142′可支持10Mbps和更高的對(duì)稱(chēng)接口速度。
最后，CPE110′便于向企業(yè)用戶(hù)傳輸各種類(lèi)型的視頻業(yè)務(wù)。視頻業(yè)務(wù)最好主要包括遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和電視會(huì)議。然而，此外，企業(yè)CPE110′可包括能支持常規(guī)電視會(huì)議設(shè)備的ISDN BRI接口。使用這些接口，企業(yè)用戶(hù)將具有在企業(yè)站建筑物144中觀(guān)看或成為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)對(duì)話(huà)主機(jī)的選項(xiàng)。
如上所述，本ATDD方法和裝置允許動(dòng)態(tài)地重新配置時(shí)隙，以滿(mǎn)足通信系統(tǒng)中每個(gè)鏈路的帶寬需求。一種簡(jiǎn)單的方案是在最初建立鏈路時(shí)建立和固定每個(gè)通信鏈路的上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙比。一種更復(fù)雜且更有效的方案需要該通信系統(tǒng)監(jiān)測(cè)幾個(gè)不同的系統(tǒng)參數(shù)，以便根據(jù)不同的帶寬需求自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)地改變信道時(shí)隙比。下面描述用于監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)參數(shù)和更新信道時(shí)隙比的一種優(yōu)選方法和裝置。雖然在此描述了一種技術(shù)，本ATDD發(fā)明考慮幾種不同的方法。
用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)帶寬需求和更新上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配的一種優(yōu)選方法如果圖4的蜂窩102足夠相互接近并且基站106使用相同頻率發(fā)射和接收無(wú)線(xiàn)信號(hào)，可產(chǎn)生明顯的共信道干擾和信號(hào)失真。為減小共信道干擾的不利影響，現(xiàn)有技術(shù)的蜂窩通信系統(tǒng)通常把相鄰蜂窩102組成相對(duì)小的“蜂窩群”組(通常每群在4和8個(gè)之間)。圖9示出圖4被分成蜂窩群160的蜂窩102，其中群160包括七個(gè)鄰接蜂窩102?，F(xiàn)有技術(shù)的蜂窩通信系統(tǒng)通常向群160內(nèi)的每個(gè)蜂窩102(和其相應(yīng)的基站)分配不同的發(fā)射和接收頻率，以減小該群中的基站引起的共信道干擾。通常由載波向鄰接的蜂窩群160分配相同的發(fā)射和接收頻率。習(xí)慣上將其稱(chēng)為“頻率再用”。
在用于實(shí)現(xiàn)本ATDD發(fā)明的通信系統(tǒng)中，通過(guò)使群160內(nèi)的蜂窩發(fā)射/接收基站106與公共時(shí)基同步來(lái)減小共信道干擾。在同樣同步跨越不同群的發(fā)射和接收基站的系統(tǒng)中，可利用全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)、當(dāng)?shù)貢r(shí)間廣播、網(wǎng)絡(luò)定時(shí)、或其它技術(shù)產(chǎn)生用于給定群160的公共時(shí)基。因此，最好是同步群160內(nèi)所有基站106的發(fā)射和接收。
如圖9所示，最好由群控制器162對(duì)群160內(nèi)的基站106進(jìn)行同步、控制和管理。群控制器162控制群160中每一個(gè)基站106的操作、定時(shí)和上行鏈路/下行鏈路帶寬分配。在某些系統(tǒng)中，可用上面描述的并位于圖5的集線(xiàn)器114中的網(wǎng)絡(luò)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)122現(xiàn)實(shí)群控制器162執(zhí)行的功能。由于群控制器162控制和協(xié)調(diào)群160中所有基站106的發(fā)射和接收，最好由群控制器162執(zhí)行本發(fā)明的ATDD控制方法和裝置。因此，最好由群控制器162，而不是每個(gè)蜂窩102的各個(gè)基站106使用ATDD管理方案對(duì)群160的每個(gè)基站106進(jìn)行時(shí)隙分配控制。然而，基站106監(jiān)測(cè)其相應(yīng)蜂窩102的帶寬需求，將結(jié)果通知回到群控制器162，并從群控制器162接受更新和命令，從而根據(jù)帶寬需求改變上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配。
圖4的CPE110(或110′)與相關(guān)基站106之間的通信事務(wù)或事件被稱(chēng)為通信“對(duì)話(huà)”。例如，當(dāng)住宅客戶(hù)接入CPE110以訂購(gòu)“電影點(diǎn)播”時(shí)，產(chǎn)生視頻業(yè)務(wù)對(duì)話(huà)。同樣，當(dāng)企業(yè)客戶(hù)使用CPE110′獲得對(duì)因特網(wǎng)的接入時(shí)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)話(huà)。根據(jù)本ATDD發(fā)明，每個(gè)對(duì)話(huà)最好與一組反映該對(duì)話(huà)的帶寬需求的統(tǒng)計(jì)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。
最好向每個(gè)對(duì)話(huà)指定帶寬參數(shù)的“初始”和“實(shí)際”設(shè)置。在系統(tǒng)最初“在線(xiàn)”和初始化業(yè)務(wù)時(shí)可建立帶寬參數(shù)的初始組。因此可認(rèn)為初始參數(shù)組是“制造廠(chǎng)設(shè)置”參數(shù)。例如，所有話(huà)音電話(huà)呼叫可使用下列初始帶寬參數(shù)64Kbps數(shù)據(jù)速率；恒定帶寬；和對(duì)稱(chēng)上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。產(chǎn)生帶寬參數(shù)的“實(shí)際”設(shè)置作為通信系統(tǒng)監(jiān)測(cè)并由此“了解”更多有關(guān)給定對(duì)話(huà)的帶寬需求的準(zhǔn)確特性。建立初始參數(shù)值后的某個(gè)時(shí)間間隔之后，最好用實(shí)際帶寬參數(shù)更新這些值。例如，雖然所有MPEG-2編碼的視頻和電影可使用相同的初始帶寬參數(shù)設(shè)置，因不同的視頻內(nèi)容而可用不同的實(shí)際參數(shù)設(shè)置更新它們。某些視頻將涉及特殊效果、快速場(chǎng)景變化、和復(fù)雜的圖像，并因此需要更大的下行鏈路帶寬，而其它業(yè)務(wù)將較少要求帶寬需求。
除了分配、監(jiān)測(cè)、和更新帶寬參數(shù)外，本ATDD發(fā)明還為無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基站106(圖4和6)以及群控制器162(圖9)二者保持一組帶寬需求參數(shù)。在控制給定蜂窩102(圖4)的上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配中使用基站帶寬需求參數(shù)。在控制給定群160(圖9)中的所有蜂窩(和其相關(guān)基站106)的上行鏈路/下行鏈路帶寬中使用群帶寬需求參數(shù)。
與上述服務(wù)對(duì)話(huà)帶寬參數(shù)相似，基站和群控制器帶寬參數(shù)也有相關(guān)的“初始”和“實(shí)際”值。例如，給定蜂窩102中期待的客戶(hù)數(shù)量和客戶(hù)類(lèi)型(即住宅與企業(yè)的比值)影響該蜂窩的帶寬需求和上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配。根據(jù)本ATDD發(fā)明，將系統(tǒng)中每個(gè)基站的帶寬參數(shù)值初始化成某個(gè)希望值。該初始值最好以期待的客戶(hù)數(shù)量和每個(gè)基站服務(wù)的客戶(hù)類(lèi)型為基礎(chǔ)。然而，本發(fā)明不限于僅將初始帶寬值建立在客戶(hù)數(shù)量和客戶(hù)類(lèi)型的基礎(chǔ)上。實(shí)際上，使用本ATDD發(fā)明可適應(yīng)影響蜂窩或群的帶寬需求的任何因素。群控制器162最好在系統(tǒng)建立時(shí)向基站提供這些參數(shù)。最好是向群控制器162提供基于給定群覆蓋區(qū)中期待的客戶(hù)數(shù)量和客戶(hù)類(lèi)型的初始參數(shù)值。
更新基站和群控制器二者的初始帶寬參數(shù)值，以反映系統(tǒng)的實(shí)際帶寬使用和需求。使用本發(fā)明，在操作期間由該系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)帶寬利用。在希望的時(shí)間間隔之后可更新基站和群控制器二者的初始參數(shù)設(shè)置值?；咀詈帽O(jiān)測(cè)包括因容量限制而被拒絕的那些業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)對(duì)話(huà)的所有請(qǐng)求。其服務(wù)的基站更新給定群控制器的實(shí)際參數(shù)設(shè)置?；咀詈冒褞捫枨笞兓瘋魉偷狡湎嚓P(guān)聯(lián)的群控制器。接下來(lái)，群控制器更新其初始參數(shù)設(shè)置并把這些修訂傳送到其群覆蓋區(qū)中的基站。
下面描述使用本ATDD發(fā)明監(jiān)測(cè)和適應(yīng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的通信鏈路帶寬需求中的變化的方法。然而，本發(fā)明不限于下面描述的分析技術(shù)。可使用幾種技術(shù)，只要它們準(zhǔn)確說(shuō)明了系統(tǒng)的帶寬需求。不管使用什么技術(shù)，一旦確定了帶寬需求，可采用本ATDD發(fā)明靈活地適應(yīng)上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙分配和帶寬。
用來(lái)監(jiān)測(cè)和控制上行鏈路/下行鏈路帶寬的技術(shù)基本包括兩個(gè)階段初始化階段和“跟蹤”或“監(jiān)測(cè)/更新”階段。在初始化階段期間，向所有基站和群控制器提供如上所述的帶寬參數(shù)的初始設(shè)置。在跟蹤階段，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)并由此了解系統(tǒng)的有關(guān)實(shí)際帶寬需求。然后，該系統(tǒng)通過(guò)用實(shí)際帶寬參數(shù)更新初始帶寬參數(shù)來(lái)適應(yīng)帶寬需求?；咀詈檬鞘褂没趯?duì)話(huà)的方法自動(dòng)監(jiān)測(cè)和了解其相應(yīng)鏈路的有關(guān)帶寬需求?；咀詈脤⒔Y(jié)果通知回到其相關(guān)聯(lián)的群控制器。
基站帶寬分析蜂窩群中的每個(gè)基站最好自動(dòng)分析其上行鏈路和下行鏈路帶寬使用情況并定期通知給其相關(guān)聯(lián)的群控制器。在進(jìn)行使用情況分析時(shí)。每個(gè)基站最好使用一組預(yù)定義的帶寬使用參數(shù)。在控制器請(qǐng)求時(shí)，最好將這些利用參數(shù)通知回到群控制器。除了監(jiān)測(cè)和更新帶寬利用參數(shù)外，基站還跟蹤被拒絕的對(duì)話(huà)請(qǐng)求(即被請(qǐng)求的但因鏈路的容量限制而未開(kāi)始的傳輸請(qǐng)求或?qū)υ?huà))。最好使用基站參數(shù)的不同設(shè)置跟蹤被拒絕的對(duì)話(huà)。還定期或在控制器請(qǐng)求時(shí)將被拒絕的對(duì)話(huà)參數(shù)通知給相關(guān)聯(lián)的群控制器。
使用參數(shù)是上行鏈路(U)和下行鏈路(D)帶寬需求消耗的瞬時(shí)帶寬的過(guò)濾(filtered)(平滑)瞬間。定義UMn、DMn為上行鏈路和下行鏈路過(guò)濾瞬間(在瞬間n的M階)，則 Un、Dn是由對(duì)話(huà)的實(shí)際帶寬參數(shù)設(shè)置反映的累積上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。為了實(shí)用性問(wèn)題，最好是M＜3。在M=1的簡(jiǎn)單例子中，僅用上行鏈路和下行鏈路業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)單平均值用于補(bǔ)償分配參數(shù)。
U′n、D′n包括被拒絕的對(duì)話(huà)的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的移動(dòng)平均版本。被拒絕的對(duì)話(huà)分析以下列方式更新參數(shù)U′n、D′n。如果對(duì)話(huà)被拒絕，則使用其帶寬需求δU和δD 如果對(duì)話(huà)未被拒絕，則使用下式更新參數(shù) 應(yīng)該指出，γ1和γ2可以不同，以允許延遲和建立的不同時(shí)間常數(shù)。
群控制器分析群控制器最好定期查詢(xún)其相關(guān)聯(lián)的基站和更新其自己的帶寬使用參數(shù)。現(xiàn)在描述一種優(yōu)選方法。首先定義可供動(dòng)態(tài)分配使用的幀內(nèi)的時(shí)隙數(shù)量為N。設(shè)N1、N2…NM為正整數(shù)，其中ΣK=1MNK=N]]>。因考慮到實(shí)用，最好是N1＞N2…＞NM，M通常小于3。
每當(dāng)進(jìn)行基站更新時(shí)，群控制器最好計(jì)算下面的帶寬參數(shù)1)對(duì)于每個(gè)K(K=1、2、…M)(a)來(lái)自所有相關(guān)基站的所有上行鏈路需求的和Su(k)=ΣU(k)k]]>；(b)來(lái)自所有相關(guān)基站的所有下行鏈路需求的和Sd(k)=ΣD(k)k]]>2)然后，群控制器計(jì)算估算的帶寬分配方案如下N^d=INT[Σk=1MNkSd(k)Sd(k)+Su(k)]N^u=N-N^d]]>
3)把估算的帶寬分配方案與控制器目前使用的帶寬分配方案比較。如果步驟2)中計(jì)算的分配方案與目前使用的分配方案之間存在的差異超出某個(gè)預(yù)定義閾值，則用步驟2)中如下計(jì)算的分配方案更新當(dāng)前的分配方案。if|Nd-N^d|≥μtnenNd←N^dandNu←N^u]]>還分析被拒絕的對(duì)話(huà)參數(shù)。首先，群控制器最好進(jìn)行下列計(jì)算1)來(lái)自所有基站的所有上行鏈路被拒絕的對(duì)話(huà)需求的和S′u=∑U′2)來(lái)自所有基站的所有下行鏈路被拒絕的對(duì)話(huà)需求的和S′d=∑D′3)根據(jù)被拒絕的對(duì)話(huà)參數(shù)期待的分配方案， 如果有足夠數(shù)量被拒絕的對(duì)話(huà)，它們可能影響當(dāng)前的帶寬分配。因此，群控制器最好如下計(jì)算和更新其參數(shù)如果Max(S′u，S′d)＞So(即存在明顯的對(duì)話(huà)拒絕模式)，則如果|Nd-Nd~|>μ]]>(即存在足夠的偏差)，那么如果 ，那么Nd←Nd+δ如果 ，那么Nd←Nd-δ并且，如果下行鏈路已改變，更新上行鏈路分配，Nu←N-Nu；否則，改變整個(gè)系統(tǒng)的該群容量限定(即需要增加該群的帶寬容量)So，μ和δ是常數(shù)進(jìn)行了這些計(jì)算后，如果Nd、Nu的值已改變，群控制器則更新其所有相關(guān)聯(lián)的基站。然后，群控制器重新配置其ATM設(shè)備，以適應(yīng)帶寬需求的變化。
可用硬件或軟件，或二者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)明的ATDD方法和裝置。特別是，可以在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基站和群控制器中的可編程處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)與通信對(duì)話(huà)、基站和蜂窩群控制器相關(guān)聯(lián)的帶寬參數(shù)設(shè)置。同樣，最好在群控制器中的可編程處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)上述帶寬分析技術(shù)。每個(gè)計(jì)算機(jī)程序最好存儲(chǔ)在可由普通或?qū)Ｓ糜猛镜挠?jì)算機(jī)讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)或設(shè)備上(例如ROM或磁盤(pán))，以便在計(jì)算機(jī)讀取存儲(chǔ)介質(zhì)或設(shè)備時(shí)配置和操作計(jì)算機(jī)，以執(zhí)行上述的功能。也可考慮用配置有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)明的ATDD方法和裝置，所配置的存儲(chǔ)介質(zhì)使計(jì)算機(jī)以專(zhuān)用或預(yù)定義的方式操作，以執(zhí)行上述ATDD方法和裝置。
總之，本發(fā)明包括自適應(yīng)時(shí)分雙工方法和裝置，用于通過(guò)根據(jù)信道的帶寬需求為上行鏈路和下行鏈路傳輸分配時(shí)隙來(lái)動(dòng)態(tài)地適應(yīng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的帶寬要求。本發(fā)明在寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中特別有用，然而，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明可用于希望自適應(yīng)和動(dòng)態(tài)時(shí)分雙工傳輸方案的任何數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中。本ATDD發(fā)明為上行鏈路或下行鏈路傳輸動(dòng)態(tài)地改變通信鏈路中的時(shí)隙目的地。因此，通信信道可具有對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)上行鏈路/下行鏈路帶寬特性?？梢杂性S多時(shí)隙分配方案。所描述的一種簡(jiǎn)化時(shí)隙分配方案是使用“基于幀”的方案。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)采用監(jiān)測(cè)和更新通信鏈路時(shí)隙分配的帶寬需求參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)信道效率和數(shù)據(jù)帶寬的改善。根據(jù)該技術(shù)，由系統(tǒng)保持和更新帶寬參數(shù)的“初始”和“實(shí)際”設(shè)置。在最初建立系統(tǒng)時(shí)建立了帶寬參數(shù)初始設(shè)置。隨著系統(tǒng)了解了更多有關(guān)的信道的實(shí)際帶寬需求，則用實(shí)際值更新初始值，以便準(zhǔn)確地反映該信道的實(shí)際帶寬需求。此后，如該信道的改變帶寬需求所規(guī)定的，定期更新實(shí)際值。
已描述了本發(fā)明的許多實(shí)施例。然而，應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可做出各種改進(jìn)。例如，雖然描述了典型的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，本ATDD發(fā)明可在需要或希望自適應(yīng)時(shí)分雙工方法的任何通信系統(tǒng)中使用。同樣，雖然本發(fā)明可用于在無(wú)線(xiàn)鏈路中自適應(yīng)地分配上行鏈路/下行鏈路帶寬，它也可用于在穩(wěn)定(即非動(dòng)態(tài)的)無(wú)線(xiàn)通信鏈路中簡(jiǎn)化非對(duì)稱(chēng)帶寬分配。同樣，本發(fā)明不限于上述時(shí)隙分配。使用本ATDD發(fā)明實(shí)際上可實(shí)現(xiàn)任何數(shù)量的時(shí)隙分配(由此可實(shí)現(xiàn)任何上行鏈路/下行鏈路帶寬比)。另外，本發(fā)明的范圍不限于上述典型的帶寬分析技術(shù)。而是本ATDD發(fā)明可與準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)通信鏈路的帶寬需求的任何技術(shù)一起使用。一旦確定了信道的帶寬需求，本發(fā)明可因此用于動(dòng)態(tài)地分配上行鏈路/下行鏈路時(shí)隙。
因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于具體說(shuō)明的實(shí)施例，而由所附權(quán)利要求的范圍限定。
權(quán)利要求
1．一種使用時(shí)分雙工方案在通信鏈路中自適應(yīng)地雙工傳輸?shù)姆椒?，其中在上行鏈路時(shí)隙期間在上行鏈路方向進(jìn)行傳輸，其中在下行鏈路時(shí)隙期間在下行鏈路方向進(jìn)行傳輸，包括步驟(a)確定通信鏈路的上行鏈路帶寬需求和下行鏈路帶寬需求；(b)根據(jù)該鏈路的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求計(jì)算上行鏈路/下行鏈路帶寬需求比；(c)響應(yīng)所計(jì)算的上行鏈路/下行鏈路帶寬比來(lái)分配上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙；和(d)在分配的上行鏈路時(shí)隙期間定期啟動(dòng)上行鏈路傳輸，和在分配的下行鏈路時(shí)隙期間定期啟動(dòng)下行鏈路傳輸。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)在通信系統(tǒng)中建立鏈路時(shí)確定上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)定期監(jiān)測(cè)通信鏈路中上行鏈路和下行鏈路傳輸?shù)恼?qǐng)求來(lái)確定上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中定期確定帶寬需求，并定期更新該鏈路的相關(guān)聯(lián)的上行鏈路/下行鏈路帶寬需求比，其中響應(yīng)更新的上行鏈路/下行鏈路帶寬比定期更新上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙分配。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中通過(guò)連續(xù)地監(jiān)測(cè)通信鏈路中的傳輸來(lái)定期確定上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中上行鏈路和下行鏈路帶寬需求依據(jù)通信鏈路上提供的業(yè)務(wù)類(lèi)型而改變。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中上行鏈路和下行鏈路帶寬需求依據(jù)通信鏈路的用戶(hù)類(lèi)型而改變。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通信鏈路包括無(wú)線(xiàn)通信鏈路。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用基于幀的時(shí)隙分配方案動(dòng)態(tài)地分配上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中一幀包括N個(gè)時(shí)隙，其中基于幀的時(shí)隙分配方案包括僅為下行鏈路傳輸分配第一數(shù)量的N1個(gè)時(shí)隙(其中N大于或等于N1)，和僅為上行鏈路傳輸分配剩余的N2個(gè)時(shí)隙(其中N2等于N-N1)。
11．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中一幀包括N個(gè)時(shí)隙，其中基于幀的時(shí)隙分配方案包括僅為下行鏈路傳輸分配第一數(shù)量的N1個(gè)時(shí)隙(其中N大于或等于N1)，和為上行鏈路和下行鏈路兩個(gè)傳輸分配剩余的N2個(gè)時(shí)隙(其中N2等于N-N1)。
12．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中一幀包括N個(gè)時(shí)隙，其中基于幀的時(shí)隙分配方案包括僅為上行鏈路傳輸分配第一數(shù)量的N1個(gè)時(shí)隙(其中N大于或等于N1)，和僅為下行鏈路傳輸分配剩余的N2個(gè)時(shí)隙(其中N2等于N-N1)。
13．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中一幀包括N個(gè)時(shí)隙，其中基于幀的時(shí)隙分配方案包括僅為上行鏈路傳輸分配第一數(shù)量的N1個(gè)時(shí)隙(其中N大于或等于N1)，和為上行鏈路或下行鏈路兩個(gè)傳輸分配剩余的N2個(gè)時(shí)隙(其中N2等于N-N1)。
14．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用多個(gè)相關(guān)聯(lián)的上行鏈路和下行鏈路統(tǒng)計(jì)帶寬參數(shù)確定上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中統(tǒng)計(jì)帶寬參數(shù)包括反映通信鏈路的帶寬需求的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的初始和實(shí)際兩個(gè)設(shè)置。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中統(tǒng)計(jì)帶寬參數(shù)包括反映通信鏈路的帶寬需求的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的初始和實(shí)際兩個(gè)設(shè)置。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在建立通信鏈路時(shí)設(shè)置統(tǒng)計(jì)參數(shù)的初始設(shè)置，其中隨著通信鏈路的上行鏈路和下行鏈路帶寬使用的改變，定期更新統(tǒng)計(jì)參數(shù)的實(shí)際設(shè)置。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中統(tǒng)計(jì)參數(shù)的初始設(shè)置基于通信鏈路的用戶(hù)的數(shù)量估算和用戶(hù)類(lèi)型。
19．一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)和更新選擇的基站的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的方法，其中通信系統(tǒng)包括多個(gè)排列在多個(gè)相關(guān)聯(lián)的蜂窩群中的基站，其中由相關(guān)聯(lián)的蜂窩群控制器控制蜂窩群內(nèi)的每個(gè)基站的上行鏈路和下行鏈路傳輸，包括步驟(a)用該基站的帶寬使用參數(shù)的初始設(shè)置初始化所選擇的基站，其中初始帶寬使用參數(shù)包括所選擇的基站的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的估算；(b)用反映所選擇的基站的實(shí)際帶寬使用的帶寬使用參數(shù)的實(shí)際設(shè)置更新帶寬使用參數(shù)的初始設(shè)置，其中帶寬參數(shù)的實(shí)際設(shè)置計(jì)算如下 其中U(M)n、D(M)n分別包括上行鏈路和下行鏈路在瞬時(shí)n的數(shù)量級(jí)M的過(guò)濾瞬間，其中Un、Dn分別包括由所選擇的基站的實(shí)際帶寬使用影響的上行鏈路和下行鏈路累積帶寬需求，和；(c)用在步驟(b)中計(jì)算的帶寬參數(shù)的實(shí)際設(shè)置更新與所選擇的基站相關(guān)聯(lián)的蜂窩群控制器。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中每當(dāng)蜂窩群控制器初始一個(gè)更新請(qǐng)求時(shí)，用帶寬參數(shù)的實(shí)際設(shè)置更新蜂窩群控制器。
21．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中用在步驟(b)計(jì)算的帶寬參數(shù)的實(shí)際設(shè)置定期更新蜂窩群控制器。
22．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)被所選擇的基站拒絕的傳輸?shù)牟襟E，其中當(dāng)傳輸被拒絕時(shí)更新下列參數(shù) 其中U′n、D′n包括被拒絕對(duì)話(huà)的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的移動(dòng)平均。
23．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)被所選擇的基站拒絕的傳輸?shù)牟襟E，其中當(dāng)所選擇的基站未拒絕傳輸時(shí)更新下列參數(shù) 其中U′n、D′n包括被拒絕對(duì)話(huà)的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的移動(dòng)平均。
24．一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)和更新多個(gè)通信鏈路的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求的方法，其中通信系統(tǒng)包括多個(gè)排列在多個(gè)相關(guān)聯(lián)的蜂窩群中的基站，其中由相關(guān)聯(lián)的蜂窩群控制器控制蜂窩群內(nèi)的每個(gè)基站的上行鏈路和下行鏈路傳輸，在由N個(gè)時(shí)隙組成的幀期間進(jìn)行傳輸，其中N1、N2…NM是正整數(shù)，其中ΣK=1MNK=N,]]>包括步驟(a)把所選擇的蜂窩群內(nèi)每個(gè)基站的所有上行鏈路帶寬需求相加如下對(duì)于1和M之間的每個(gè)整數(shù)值K，Su(k)=ΣkU(k)]]>(b)把所選擇的蜂窩群內(nèi)每個(gè)基站的所有下行鏈路帶寬需求相加如下對(duì)于1和M之間的每個(gè)整數(shù)值K，Sd(k)=ΣkD(K);]]>(c)計(jì)算估算的帶寬分配方案如下N^d=INT[Σk=1MNkSd(k)Sd(k)+Su(k)],N^u=N-N^d;]]>(d)把在步驟(c)中計(jì)算的估算帶寬分配方案與和所選擇的蜂窩群相關(guān)聯(lián)的群控制器當(dāng)前使用的分配方案比較，其中將群控制器目前使用的分配方案定義為Nd、Nu；和(e)如果｜Nd-Nd｜≥μ，用在步驟(c)計(jì)算的估算帶寬分配方案替換Nd和Nu，其中μ包括預(yù)定的閾值。
25．根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測(cè)被所選擇的蜂窩群中的基站拒絕的傳輸?shù)牟襟E。
26．根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中監(jiān)測(cè)被所選擇的蜂窩群中的基站拒絕的傳輸?shù)牟襟E包括步驟(a)把所選擇的蜂窩群內(nèi)每個(gè)基站的所有被拒絕的上行鏈路帶寬需求相加如下S′u=∑U′；(b)把所選擇的蜂窩群內(nèi)每個(gè)基站的所有被拒絕的下行鏈路帶寬需求相加如下Sd′=∑D′；(c)計(jì)算期待的帶寬分配方案如下
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)被拒絕的傳輸數(shù)量超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，更新所選擇的群控制器的帶寬分配方案的步驟。
28．根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中根據(jù)下列步驟更新所選擇的群控制器的帶寬分配方案(a)確定是否Max(Su′，Sd′)＞So，其中So是常數(shù)，如果是這樣，則進(jìn)行到步驟(b)；(b)確定是否|Nd-Nd~|>μ,]]>其中μ是常數(shù)，如果是這樣，則進(jìn)行到步驟(c)；(c)確定是否Nd~>Nd]]>和Nd＜N-δ，其中δ是常數(shù)，如果是這樣，則更新下行鏈路分配N(xiāo)d如下Nd←Nd+δ；(d)確定是否Nd~<Nd]]>和Nd＞δ，如果是這樣，則更新下行鏈路分配N(xiāo)d如下Nd←Nd-δ；(e)每當(dāng)在步驟(c)或(d)中更新下行鏈路分配時(shí)，更新所選擇的蜂窩群的上行鏈路分配N(xiāo)u如下Nu←N-Nu；(f)每當(dāng)更新Nd和Nu的值時(shí)，更新與所選擇的蜂窩群相關(guān)聯(lián)的所有基站的帶寬分配參數(shù)；和(g)如果Max(Su′，Sd′)＞T，提示所選擇的蜂窩群的容量被限制的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，其中T是預(yù)定閾值。
29．一種使用時(shí)分雙工方案在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的通信鏈路中自適應(yīng)地雙工傳輸?shù)难b置，其中在上行鏈路時(shí)隙期間在上行鏈路方向進(jìn)行傳輸，其中在下行鏈路時(shí)隙期間在下行鏈路方向進(jìn)行傳輸，包括(a)確定通信鏈路的上行鏈路帶寬需求和下行鏈路帶寬需求的裝置；(b)響應(yīng)確定裝置，根據(jù)該鏈路的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求計(jì)算上行鏈路/下行鏈路帶寬需求比的裝置；(c)響應(yīng)計(jì)算裝置，分配上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙的裝置；和(d)在分配的上行鏈路時(shí)隙期間定期啟動(dòng)上行鏈路傳輸，和在分配的下行鏈路時(shí)隙期間定期啟動(dòng)下行鏈路傳輸?shù)难b置。
30．根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中確定，計(jì)算和分配裝置包括在可編程處理器上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序。
31．根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其中可編程處理器在群控制器中，其中群控制器控制無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的多個(gè)基站，其中一個(gè)被選擇的基站控制通信鏈路中的傳輸。
32．根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中通信鏈路包括在所選擇的基站和CPE之間的無(wú)線(xiàn)通信。
33．一種使用時(shí)分雙工方案在通信鏈路中雙工傳輸?shù)姆椒?，其中在上行鏈路時(shí)隙期間在上行鏈路方向進(jìn)行傳輸，其中在下行鏈路時(shí)隙期間在下行鏈路方向進(jìn)行傳輸，包括步驟(a)根據(jù)通信鏈路的初始上行鏈路和下行鏈路帶寬需求建立上行鏈路/下行鏈路帶寬需求比；(b)響應(yīng)上行鏈路/下行鏈路帶寬比分配上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙；和(c)在分配的上行鏈路時(shí)隙期間定期啟動(dòng)上行鏈路傳輸，和在分配的下行鏈路時(shí)隙期間定期啟動(dòng)下行鏈路傳輸。
34．根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中當(dāng)在通信系統(tǒng)中建立鏈路時(shí)確定上行鏈路和下行鏈路帶寬需求。
全文摘要
一種在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的通信鏈路上雙工傳輸?shù)淖赃m應(yīng)時(shí)分雙工ATDD方法和裝置。通過(guò)動(dòng)態(tài)適應(yīng)通信信道的上行鏈路和下行鏈路帶寬需求來(lái)提高通信鏈路的效率。根據(jù)信道的帶寬需求為上行鏈路(Ta)或下行鏈路(Tb,Tc,Td)傳輸靈活和動(dòng)態(tài)地分配時(shí)隙。使用預(yù)定的帶寬需求參數(shù)設(shè)置連續(xù)監(jiān)測(cè)通信鏈路帶寬。根據(jù)信道要求配置通信信道以具有對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)的上行鏈路/下行鏈路帶寬。
文檔編號(hào)H04L5/16GK1282493SQ98812400
公開(kāi)日2001年1月31日 申請(qǐng)日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月19日
發(fā)明者邵爾頓·L·吉爾伯特, 拉米·哈達(dá)爾, 伊斯萊爾·杰伊·克萊恩 申請(qǐng)人:通信集合公司