專利名稱：帶寬更新方法及帶寬更新裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在同一個(gè)傳輸信道上連接多個(gè)用戶側(cè)裝置的時(shí)分多址(TDMA)方式的通信系統(tǒng)中的帶寬更新方法和帶寬更新裝置。
圖7表示ATM-PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在圖7中，1是配置在站側(cè)的站側(cè)裝置，2-1至2-N是配置在用戶側(cè)，且與站側(cè)裝置1進(jìn)行雙向通信的用戶側(cè)裝置，3是站側(cè)裝置1和用戶側(cè)裝置2-1至2-N共有的傳輸信道，11是傳輸許可信息生成功能，12是下行信號(hào)生成功能，13是物理接口功能，14是上行信號(hào)終端功能，15是帶寬控制功能。
從站側(cè)裝置1到用戶側(cè)裝置2-1至2-N的下行方向的通信是從站側(cè)裝置1向所有用戶側(cè)裝置2-1至2-N傳輸同一數(shù)據(jù)的多址通信，在各用戶側(cè)裝置上，從接收的信號(hào)中只提取本裝置地址的數(shù)據(jù)。另一方面，在從用戶側(cè)裝置2-1至2-N到站側(cè)裝置1的上行方向的通信中，用戶側(cè)裝置2-1至2-N只能在站側(cè)裝置1指定的時(shí)隙，在上行方向上傳輸信號(hào)。指定允許進(jìn)行該上行信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)隙用的傳輸許可信息由傳輸許可信息生成功能11生成，由下行信號(hào)生成功能12對下行信號(hào)進(jìn)行多路復(fù)用。單位時(shí)間內(nèi)給予各用戶側(cè)裝置的傳輸許可信息的數(shù)量，是以根據(jù)通信業(yè)務(wù)協(xié)議決定的帶寬為基礎(chǔ)，根據(jù)各用戶側(cè)裝置所接收的連接數(shù)及其容量的增減，計(jì)算帶寬控制功能15在單位時(shí)間給予各用戶側(cè)裝置2-1至2-N的傳輸許可信息的數(shù)量，并由傳輸許可信息生成功能11設(shè)定。
(發(fā)明要解決的問題)在傳統(tǒng)的帶寬更新方法中，盡管在設(shè)定諸如VBR(可變比特率)和UBR(未定比特率)等可變比特率的連接時(shí)，必須給予各用戶側(cè)裝置2-1至2-N傳輸許可信息，以便確?？梢垣@得與PCR(峰值信元速率)適應(yīng)的帶寬，但由于給各用戶側(cè)裝置分配固定的帶寬，使得每一個(gè)用戶側(cè)裝置分配的帶寬小，同時(shí)，由于對于所分配的帶寬即使在通信量少的時(shí)也要確保固定的帶寬，會(huì)存在帶寬利用率低的問題。
本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種帶寬更新方法和帶寬更新裝置，不固定上行帶寬，而是根據(jù)用戶的通信量動(dòng)態(tài)地進(jìn)行分配，以實(shí)現(xiàn)帶寬的有效利用。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，是一種連接在用戶終端裝置上的多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接到同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶終端裝置經(jīng)用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新方法，利用分配在某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定在下一個(gè)更新周期中分配的分配帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在分配帶寬中，在確保用以保證實(shí)現(xiàn)最低限度通信的最低保證帶寬的基礎(chǔ)上，通過確定從分配帶寬減去最低保證帶寬后的剩余帶寬，以決定分配帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，包括在各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置中算出站側(cè)裝置所要求的剩余帶寬要求值的剩余帶寬要求值計(jì)算過程；和在站側(cè)裝置上根據(jù)所述剩余帶寬要求值決定剩余帶寬，從而決定分配帶寬的分配帶寬決定過程。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在算出剩余帶寬要求值的過程中，使用能在分配帶寬等于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬不足的第一上限閾值、能在分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬不足的第二上限閾值和能在分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬過剩的下限閾值，算出剩余帶寬要求值。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在算出剩余帶寬要求值的過程中，當(dāng)分配帶寬等于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過第一上限閾值的情況下；以及當(dāng)分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過第二上限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得在下一次更新周期中，給該用戶側(cè)裝置或該用戶終端裝置分配的帶寬變?yōu)橛稍撚脩魝?cè)裝置或該用戶終端裝置設(shè)定的最大帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在算出剩余帶寬要求值的過程中，當(dāng)分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過下限閾值，但不超過第二上限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得在下一次更新周期給該用戶側(cè)裝置或用戶終端裝置分配的帶寬等于現(xiàn)在的分配帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在算出剩余帶寬要求值的過程中，當(dāng)分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率不超過下限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得使用帶寬等于下一個(gè)更新周期中的分配帶寬的第二上限閾值和下限閾值的中間點(diǎn)。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在剩余帶寬要求值變?yōu)樨?fù)值時(shí)令其為0。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，在決定剩余帶寬的過程中，對剩余帶寬要求值和作為通信費(fèi)用的基準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行加權(quán)，決定剩余帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新方法，把給各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置的分配帶寬設(shè)置為小于由各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置設(shè)定的最大帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新裝置，是一種在各個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接在同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新裝置，利用分配在某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定分配在下一個(gè)更新周期中的分配帶寬。
同時(shí)，按照本發(fā)明的帶寬更新裝置，是一種在用戶終端裝置所連接的多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接到同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶終端裝置經(jīng)用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新裝置，利用分配在某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定分配在下一個(gè)更新周期中的分配帶寬。
3傳輸信道11傳輸許可信息生成功能12下行信號(hào)生成功能13物理接口功能14上行信號(hào)生成功能15帶寬控制功能16上行信號(hào)監(jiān)視功能接著，說明由帶寬控制功能15實(shí)現(xiàn)的帶寬更新。預(yù)先設(shè)定每個(gè)用戶終端裝置i(i＝1，2，...，M)的最低保證帶寬BW_min(i)和最大帶寬BW_max(i)。用戶終端裝置的數(shù)目M和用戶側(cè)裝置N也可以不一致。就是說，可以在一個(gè)用戶側(cè)裝置連接多個(gè)用戶終端裝置，獨(dú)立地更新帶寬，也可以對連接組逐個(gè)地更新帶寬。例如，最低保證帶寬BW_min(i)設(shè)置為提供給用戶終端裝置i的CBR(恒定比特率)連接的PCR的總和sum_CBR_PCR和VBR連接的SCR(可承受的信元速率)的總和sum_VBR_SCR之和。同時(shí)，例如最大帶寬BW_max(i)是一個(gè)由費(fèi)用的設(shè)定等決定的值。
如圖2所示，若傳輸信道的物理帶寬的上限值設(shè)為BW_limit，對所有用戶終端裝置的用戶終端裝置i的最低保證帶寬BW_min(i)求和得到的總和為sum_BW_min，則可動(dòng)態(tài)分配的帶寬BW_dba用下式(1)表達(dá)BW_dba＝BW_limit-sum_BW_min........(1)在用戶終端裝置i上，不論通信量狀態(tài)如何，始終都要提供最低保證帶寬BW_min(i)。時(shí)刻t用戶終端裝置i的分配帶寬BW(i，t)是在最低保證帶寬BW_min(i)上加上剩余帶寬BW_sup(i，t)，滿足下式(2)BW(i，t)＝BW_min(i)+BW_sup(i，t)...............(2)同時(shí)，剩余帶寬BW_sup(i，t)是把可動(dòng)態(tài)分配帶寬BW_dba分配給各用戶終端裝置的帶寬。因而，若將全部用戶終端裝置在時(shí)刻t的剩余帶寬BW_sup(i，t)求出的總和設(shè)為sum_BW_sup(t)，則滿足下式(3)BW_dba≥sum_BW_sup(t)............(3)同時(shí)，作為本發(fā)明的擴(kuò)展，如圖3所示，把用戶終端裝置分成L組，各組內(nèi)的帶寬也可以共享。在這種情況下，在每一組中決定最大帶寬，若組j(j＝1，2，...，L)的最大帶寬為BW_limit(j)，屬于組j的所有用戶終端裝置的最低保證帶寬BW_min(j，i)的合計(jì)為sum_BW_min(j)，則可動(dòng)態(tài)地分配給組j的帶寬BW_dba(j)可用下式(4)表達(dá)BW_dba(j)＝BW_limit(j)-sum_BW_min(j)..........(4)為了判定針對各用戶終端裝置的通信量狀態(tài)分配的帶寬是否適當(dāng)，把以下閾值與帶寬利用率進(jìn)行比較。第一，在時(shí)刻t分配給用戶終端裝置i的帶寬BW(i，t)等于最低保證帶寬BW_min(i)時(shí)的上限閾值T_min，第二，在時(shí)刻t分配給用戶終端裝置i的帶寬BW(i，t)大于最低保證帶寬BW_min(i)時(shí)的上限閾值T_up，第三，在時(shí)刻t分配給用戶終端裝置i的帶寬BW(i，t)大于最低保證帶寬BW_min(i)時(shí)的下限閾值T_down。例如，在ATM通信方式的情況下，最低保證帶寬是提供給用戶終端裝置的CBR連接的PCR總和sum_CBR_PCR和VBR連接的SCR總和sum_VBR_SCR的合計(jì)。因此，T_min必須設(shè)置得至少滿足以下條件T_min＞(sum_CBR_PCR)/(sum_CBR_PCR+sum_VBR_SCR)...(5)CBR連接總是有相當(dāng)于PCR的通信量，所以在不滿足(5)式條件的情況下，即使在無VBR連接的通信量的情況下，也會(huì)判定帶寬不足，于是向該用戶終端裝置提供超出需要的帶寬，從而造成無法給需要帶寬的用戶終端裝置充分分配帶寬的現(xiàn)象。另一方面，所分配的帶寬BW(i，t)大于BW_min(i)時(shí)，就是說，VBR連接的通信量超過SCR時(shí)，CBR連接在帶寬利用率中占的比例變小，所以，也可以把上限閾值T_up設(shè)置為比T_min小的值，以改善跟蹤通信量變動(dòng)的能力。
圖4的流程圖，概略地表示每個(gè)帶寬更新周期中帶寬更新功能14實(shí)行的帶寬更新步驟。在這里，用戶終端裝置被分成L個(gè)組，組j(j＝1，2，...，L)包括M(j)個(gè)用戶終端裝置。在步驟100，對組計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化，在步驟200，對組計(jì)數(shù)器加一。在步驟300計(jì)算剩余帶寬要求值的過程中，計(jì)算包括在組j的用戶終端裝置i在時(shí)刻t要加在最低保證帶寬上的剩余帶寬要求值BW_reg(j，i，t)。在步驟400的計(jì)算分配帶寬的過程中，把各組內(nèi)所有用戶終端裝置的剩余帶寬要求值BW_reg(j，i，t)的總和與動(dòng)態(tài)分配用帶寬BW_dba(j)進(jìn)行比較，算出時(shí)刻t設(shè)定的分配帶寬BW(j，i，t)。在步驟500，檢查是否所有的組都計(jì)算完畢，若有未計(jì)算的組，則返回步驟200，若所有各組都計(jì)算完畢，則結(jié)束。
在圖4的步驟300上，在計(jì)算剩余帶寬要求值的過程中，從帶寬利用率和閾值的大小的關(guān)系算出下一個(gè)帶寬更新周期中組j內(nèi)所有用戶終端裝置的剩余帶寬要求值BW_reg(j，i，t)。若時(shí)刻tn-1分配給用戶終端裝置i的帶寬設(shè)為BW(j，i，tn-1)，從時(shí)刻tn-1到時(shí)刻tn用戶終端裝置i使用的帶寬為BW_used(j，i，tn)，則從時(shí)刻tn-1起到時(shí)刻tn的帶寬利用率Urate(j，i，tn)滿足下式Urate(j，i，tn)＝BW_used(j，i，tn)/BW(j，i，tn-1)....(6)式中，BW_used(j，i，tn)是由上行帶寬監(jiān)視功能15得到的時(shí)刻tn-1開始到tn使用的時(shí)隙數(shù)，BW(j，i，tn-1)是時(shí)刻tn-1開始到tn分配的時(shí)隙數(shù)。
時(shí)刻tn-1分配的帶寬BW(j，i，tn-1)等于BW_min(j，i)時(shí)，把最低保證帶寬用的上限閾值T_min與帶寬利用率Urate(j，i，tn)進(jìn)行比較。帶寬利用率超過T_min時(shí)，表示用戶終端裝置開始突發(fā)通信量的輸入，但是，由于根據(jù)所給予的帶寬的利用率判斷需要什么程度的帶寬，因此，決定能在下一個(gè)帶寬更新周期獲得最大帶寬的剩余帶寬要求值，并迅速對突發(fā)的通信量的輸入作出反應(yīng)。因此，剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)用以下(7)式計(jì)算BW_req(j，i，tn)＝BW_max(j，i)-BW_min(j，i)......(7)在時(shí)刻tn-1分配的帶寬BW(j，i，tn-1)大于BW_min(j，i)時(shí)，把帶寬利用率與上限閾值T_up及下限閾值T_down進(jìn)行比較。帶寬利用率超過T_up時(shí)，表示用戶終端裝置開始輸入突發(fā)通信量，但是，由于需要何種程度的帶寬，要根據(jù)所給予的帶寬的利用率判斷，因此在下一個(gè)帶寬更新周期決定剩余帶寬要求值，以便獲得最大帶寬，并迅速對突發(fā)的通信量輸入作出反應(yīng)。因此，剩余帶寬要求值采用由(7)式算出的數(shù)值。
帶寬利用率不超過T_up但超過T_down時(shí)，判定用戶終端裝置已經(jīng)根據(jù)所需帶寬分配了適當(dāng)?shù)膸?，并決定剩余帶寬要求值，使下一個(gè)帶寬更新周期的帶寬與當(dāng)前帶寬相同。因此，剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)采用由(8)式算出的數(shù)值。
BW_req(j，i，tn)＝BW(j，i，tn)-BW_min(j，i)......(8)帶寬利用率低于T_down時(shí)，判定作為必要的帶寬而分配給用戶終端裝置的帶寬是過剩的，故決定剩余帶寬要求值，并迅速收縮為適當(dāng)?shù)姆峙鋷?，使?shí)際使用的帶寬BW_used(j，i，tn)等于下一個(gè)帶寬更新周期中得到的帶寬的上限閾值T_up和下限閾值T_down的中間點(diǎn)。因此，剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)采用由(9)式算出的數(shù)值。
BW_req(j，i，tn)＝BW_used(j，i，tn)×2/(T_up+T_down)-BW_min(j，i)......(9)當(dāng)然，必須提供大于最低保證帶寬的帶寬。因此，在BW_req(j，i，tn)＜0的情況下，令BW_req(j，i，tn)為0。
在步驟400計(jì)算分配帶寬的過程中，把屬于組j的所有用戶終端裝置的剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)的總和sum_BW_req(j，tn)與動(dòng)態(tài)帶寬分配用帶寬BW_dba(j)比較，sum_BW_req(j，tn)小于BW_dba(j)時(shí)，由于有可能按照各用戶終端裝置的要求分配帶寬，故令在最低保證帶寬上加上的剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)等于剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)。sum_BW_req(j，tn)超過BW_dba(j)時(shí)，由于無法按照各用戶終端裝置的要求分配帶寬，故對剩余帶寬要求值和作為用戶終端裝置I所交費(fèi)用的基準(zhǔn)的參數(shù)Weight(j，i)進(jìn)行加權(quán)來分配動(dòng)態(tài)帶寬分配用的帶寬，算出剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)。就是說，若屬于組j的BW_req(j，i，tn)不為0的用戶終端裝置的剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)和作為基準(zhǔn)的參數(shù)Weight(j，i)的乘積的總和為sum_BW_req_weight(j，tn)，則剩余帶寬按以下(10)式計(jì)算BW_sup(j，i，tn)＝BW_dba(j)×(BW_req(j，i，tn)×Weight(j，i))/sum_BW_req_weight(j，tn)......(10)通過對剩余帶寬要求值和以費(fèi)用為基準(zhǔn)的參數(shù)兩者進(jìn)行加權(quán)，就可以避免分配超過實(shí)際需要的帶寬，或者不根據(jù)費(fèi)用分配帶寬。但是，由于分配帶寬BW(j，i，tn)是一個(gè)不超過最大帶寬BW_max(j，i，tn)的值，所以在滿足BW_sup(j，i，tn)＞BW_max(j，i)-BW_min(j，i)的情況下，采用下式(11)BW_sup(j，i，tn)＝BW_max(j，i)-BW_min(j，i)........(11)算出各用戶終端裝置的剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)后，按(2)式分配，算出在時(shí)刻tn的帶寬BW(j，i，tn)。
接著，用圖5的流程圖詳細(xì)說明圖4步驟300的剩余帶寬要求值的計(jì)算過程。在步驟301對用戶計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化，在步驟302對用戶計(jì)數(shù)器加1。在步驟303把剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)初始化為0，在步驟304利用在時(shí)刻tn-1分配的時(shí)隙數(shù)BW(j，i，tn-1)和由上行帶寬監(jiān)視功能15得到的使用時(shí)隙數(shù)BW_used(j，i，tn)算出帶寬利用率Urate(j，i，tn)。
在步驟305，檢查時(shí)刻tn-1分配的時(shí)隙數(shù)BW(j，i，tn-1)是否大于最低保證時(shí)隙數(shù)BW_min(j，i)，若是，則進(jìn)到步驟306，把分配帶寬等于保證帶寬時(shí)的帶寬利用率與收斂判定閾值T_min比較，若帶寬利用率大，則判定帶寬不足，進(jìn)到步驟307。在步驟307，算出剩余帶寬要求值，使得在下一個(gè)帶寬更新周期能分配給該用戶終端裝置所設(shè)定的最大帶寬。同時(shí)，在步驟305得到否定的答案時(shí)，就是說，在分配帶寬大于最低保證帶寬的情況下，進(jìn)到步驟308。
在步驟308，檢查帶寬利用率Urate(j，i，tn)是否超過上限閾值T_up，若是，則判定帶寬不足，并進(jìn)到步驟309，按(7)式計(jì)算剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)。若在步驟308得到否定的結(jié)果，則進(jìn)到步驟310，檢查是否大于下限閾值T_down。若在步驟310得到肯定的結(jié)果，則判定分配帶寬與使用帶寬平衡，按(8)式計(jì)算剩余帶寬要求值，使得在下一次帶寬更新周期中仍舊給該用戶終端裝置分配與現(xiàn)在設(shè)定的帶寬相同的帶寬。同時(shí)，若在步驟308得到否定的結(jié)果，則判定帶寬過剩，進(jìn)到步驟312。
在步驟312，按(9)式計(jì)算剩余帶寬要求值，使在下一個(gè)帶寬更新周期得到的帶寬的上限閾值T_up和下限閾值T_down的中間點(diǎn)為實(shí)際使用的帶寬。在步驟313檢查用戶終端裝置在下一個(gè)帶寬更新周期tn中要求的帶寬BW_req(j，i，tn)是否大于0。若在步驟313得到否定的結(jié)果，則進(jìn)到步驟314，使BW_req(j，i，tn)回到初始值0，步驟313的結(jié)果為肯定時(shí)，跳過步驟314。
在步驟315，檢查是否組j所有用戶終端裝置都在最低保證帶寬上加上了BW_req(j，i，tn)，若有未完成的用戶終端裝置，則返回步驟302，若全部用戶終端裝置都計(jì)算完畢，則結(jié)束該處理。
下面用圖6的流程圖詳細(xì)地說明各用戶終端裝置在時(shí)刻tn設(shè)定的分配帶寬BW(j，i，tn)的計(jì)算方法，亦即圖4的步驟400。在步驟401，檢查各用戶終端裝置要求的剩余時(shí)隙數(shù)的總和是否超過動(dòng)態(tài)帶寬分配用時(shí)隙數(shù)。若步驟401的結(jié)果為真，則進(jìn)到步驟402。
在步驟402，初始化用戶計(jì)數(shù)器，在步驟403，對用戶計(jì)數(shù)器加1。在步驟404，檢查剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)是否為0，若不為0則進(jìn)到步驟405，在要求剩余帶寬的用戶側(cè)裝置之間，對剩余帶寬和以費(fèi)用為基準(zhǔn)的參數(shù)Weight(j，i)(例如，最低保證帶寬)加權(quán)，動(dòng)態(tài)分配帶寬分配用帶寬BW_dba(j)。若在步驟404的結(jié)果為真，則進(jìn)到步驟406，將剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)設(shè)置為0。
在步驟407，檢查最低保證帶寬BW_min(j，i)和剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)的合計(jì)是否超過最大帶寬BW_max(j，i，tn)，若是，則在步驟408處把下一個(gè)帶寬更新周期分配的帶寬設(shè)定為最大帶寬。若在步驟407得到否定的結(jié)果，則跳過步驟408，在步驟409檢查是否組j所有的用戶終端裝置都計(jì)算了分配帶寬BW(j，i，tn)，若有未完成的用戶終端裝置，則返回步驟403，若所有用戶終端裝置都計(jì)算完畢，則進(jìn)到步驟414。
若步驟401的結(jié)果是否定的，則進(jìn)到步驟410，初始化用戶計(jì)數(shù)器，在步驟411，對用戶計(jì)數(shù)器加1。在步驟412，把剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)設(shè)置為剩余帶寬要求值BW_req(j，i，tn)，在步驟413，檢查是否組j所有的用戶終端裝置都計(jì)算了分配帶寬，若有未完成的用戶終端裝置，則返回步驟411，若全部用戶終端裝置都計(jì)算完畢，則進(jìn)到步驟414。
在步驟414，初始化用戶計(jì)數(shù)器，在步驟415，對用戶計(jì)數(shù)器加一。在步驟416，如(2)式所示，在下一個(gè)帶寬更新周期中的分配帶寬BW(j，i，tn)被設(shè)置為最低保證帶寬BW_min(j，i)和剩余帶寬BW_sup(j，i，tn)之和。在步驟417，檢查是否組j所有的用戶終端裝置都計(jì)算了分配帶寬，若有未完成的用戶終端裝置，則返回步驟411，若全部用戶終端裝置計(jì)算完畢，則結(jié)束該處理。
如上所述，根據(jù)用戶終端裝置上行時(shí)隙的使用狀態(tài)更新分配帶寬，故可減少未使用的時(shí)隙，使帶寬得以有效利用。
(發(fā)明的效果)如上所述，按照本發(fā)明，利用分配到某個(gè)更新周期的分配帶寬和在該更新周期使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)這個(gè)帶寬利用率決定分配到下一個(gè)更新周期的分配帶寬，所以站側(cè)裝置能夠分配用戶側(cè)裝置或用戶終端裝置需要的帶寬，收到使帶寬得以有效利用的效果。
同時(shí)，在分配帶寬中，由于在確保能保證最低限度通信用的最低保證帶寬的基礎(chǔ)上，從分配帶寬減去最低保證帶寬來決定剩余帶寬，由此來決定分配帶寬，故可收到避免產(chǎn)生0帶寬即無法通信狀態(tài)的效果。
同時(shí)，由于包括在各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置上的算出站側(cè)裝置要求的剩余帶寬要求值用的剩余帶寬要求值計(jì)算過程，和在站側(cè)裝置上的根據(jù)所述剩余帶寬要求值決定剩余帶寬，借以決定分配帶寬的分配帶寬決定過程，所以能反映出從用戶側(cè)裝置或用戶終端裝置提出的要求，并且可收到集中這些要求并在站側(cè)裝置上決定最終帶寬的效果。
同時(shí)，在剩余帶寬要求值計(jì)算過程中，使用分配帶寬等于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬不足用的第一上限閾值、分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬不足用的第二上限閾值和分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬過剩用的下限閾值，算出剩余帶寬要求值，故可收到當(dāng)用戶側(cè)裝置或用戶終端裝置的通信量小于最低保證帶寬時(shí)，不會(huì)誤判帶寬使用狀況，避免提供不必要的帶寬，并能有效利用帶寬的效果。
此外，在剩余帶寬要求值計(jì)算過程中，分配帶寬等于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過第一上限閾值的情況下，以及在分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過第一上限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得在下一個(gè)更新周期中該用戶側(cè)裝置或該用戶終端裝置的分配帶寬被設(shè)置為由該用戶側(cè)裝置或該用戶終端裝置設(shè)置的最大帶寬，故可收到對用戶側(cè)裝置或用戶終端裝置通信量變化反應(yīng)迅速，能減低數(shù)據(jù)延遲的效果。
同時(shí)，在剩余帶寬要求值計(jì)算過程中，分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，帶寬利用率超過下限閾值，但不超過第二上限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得下一個(gè)更新周期該用戶側(cè)裝置或該用戶終端裝置的分配帶寬等于現(xiàn)在的分配帶寬，在通信量穩(wěn)定的情況下，即使在下一個(gè)更新周期也不會(huì)超過第二上限閾值，故可收到避免分配不必要的帶寬，使帶寬得以有效利用的效果。
同時(shí)，在計(jì)算剩余帶寬要求值的過程中，在分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率不超過下限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得使用帶寬變?yōu)樵谙乱桓轮芷谥械姆峙鋷挼牡诙舷揲撝岛拖孪揲撝档闹虚g點(diǎn)，所以在通信量穩(wěn)定的情況下，即使在下一個(gè)更新周期中也不會(huì)超過第二上限閾值，故可收到能避免分配不必要的帶寬，使帶寬得以有效利用的效果。
同時(shí)，在剩余帶寬要求值變?yōu)樨?fù)值時(shí)，令其為0，故可收到長久保持最低保證帶寬的效果。
同時(shí)，在決定剩余帶寬的過程中，通過對剩余帶寬要求值與以通信費(fèi)用為基礎(chǔ)的參數(shù)加權(quán)，來決定剩余帶寬，由此可以收到按照費(fèi)用和通信量情況公平地分配帶寬的效果。
此外，把分配到各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置的帶寬設(shè)置為小于由各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置設(shè)置的最大帶寬，故可收到避免分配不必要的帶寬，使帶寬得以有效利用的效果。
權(quán)利要求
1.一種帶寬更新方法，它是一種在多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接在同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新方法，其特征在于利用分配到某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定在下一個(gè)更新周期中分配的分配帶寬。
2.一種帶寬更新方法，它是一種在用戶終端裝置所連接的多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接在同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶終端裝置經(jīng)用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新方法，其特征在于利用分配到某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定在下一個(gè)更新周期中分配的分配帶寬。
3.權(quán)利要求1或2所述的帶寬更新方法，其特征在于在分配帶寬中，在確保用以保證最低限度通信的最低保證帶寬的基礎(chǔ)上，從分配帶寬減去最低保證帶寬來決定剩余帶寬，由此決定分配帶寬。
4.權(quán)利要求3所述的帶寬更新方法，其特征在于它包括在各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置中算出站側(cè)裝置所要求的剩余帶寬要求值的剩余帶寬要求值計(jì)算過程；以及在站側(cè)裝置上根據(jù)所述剩余帶寬要求值決定剩余帶寬，從而決定分配帶寬的分配帶寬決定過程。
5.權(quán)利要求3所述的帶寬更新方法，其特征在于在剩余帶寬要求值的計(jì)算過程中，使用在分配帶寬等于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬不足的第一上限閾值、在分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬不足的第二上限閾值和分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)判定帶寬過剩的下限閾值，算出剩余帶寬要求值。
6.權(quán)利要求5所述的帶寬更新方法，其特征在于在剩余帶寬要求值計(jì)算過程中，當(dāng)分配帶寬等于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過第一上限閾值的情況下，以及當(dāng)分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過第二上限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得下一次更新周期分配給該用戶側(cè)裝置或該用戶終端裝置的帶寬變?yōu)橛稍撚脩魝?cè)裝置或該用戶終端裝置設(shè)定的最大帶寬。
7.權(quán)利要求5所述的帶寬更新方法，其特征在于在剩余帶寬要求值計(jì)算過程中，當(dāng)分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率超過下限閾值，但不超過第二上限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得下一次更新周期分配給該用戶側(cè)裝置或該用戶終端裝置的帶寬等于現(xiàn)在的分配帶寬。
8.權(quán)利要求5所述的帶寬更新方法，其特征在于在剩余帶寬要求值的計(jì)算過程中，當(dāng)分配帶寬大于最低保證帶寬時(shí)，在帶寬利用率不超過下限閾值的情況下，算出剩余帶寬要求值，使得使用帶寬等于下一個(gè)更新周期中的分配帶寬的第二上限閾值和下限閾值的中間點(diǎn)。
9.權(quán)利要求4所述的帶寬更新方法，其特征在于在決定剩余帶寬的過程中，對剩余帶寬要求值和作為通信費(fèi)用的基準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行加權(quán)，來決定剩余帶寬。
10.權(quán)利要求5所述的帶寬更新方法，其特征在于在決定剩余帶寬的過程中，對剩余帶寬要求值和作為通信費(fèi)用的基準(zhǔn)的參數(shù)進(jìn)行加權(quán)，來決定剩余帶寬。
11.權(quán)利要求1所述的帶寬更新方法，其特征在于把分配給各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置的帶寬設(shè)置為小于由各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置設(shè)定的最大帶寬。
12.權(quán)利要求2所述的帶寬更新方法，其特征在于，把分配給各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置的帶寬設(shè)置為小于由各用戶側(cè)裝置或各用戶終端裝置設(shè)定的最大帶寬。
13.一種帶寬更新裝置，它是一種在多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接在同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新裝置，其特征在于利用分配到某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定下一個(gè)更新周期中分配的分配帶寬。
14.一種帶寬更新裝置，它是一種在用戶終端裝置所連接的多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接在同一條傳輸信道上進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶終端裝置經(jīng)用戶側(cè)裝置到站側(cè)裝置方向的分配帶寬的帶寬更新裝置，其特征在于利用分配到某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期中使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定在下一個(gè)更新周期中分配的分配帶寬。
全文摘要
提供一種帶寬更新方法和帶寬更新裝置，它們能根據(jù)用戶的通信量動(dòng)態(tài)地分配上行帶寬，以便有效利用帶寬。在多個(gè)用戶側(cè)裝置和站側(cè)裝置連接在同一傳輸信道進(jìn)行雙向通信的通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地更新從用戶側(cè)裝置向站側(cè)裝置方向的分配帶寬。具體地說，利用分配到某個(gè)更新周期的分配帶寬和該更新周期使用的使用帶寬算出帶寬利用率，根據(jù)該帶寬利用率決定下一個(gè)更新周期分配的分配帶寬。采用這樣的結(jié)構(gòu)，站側(cè)裝置可以給用戶側(cè)裝置或用戶終端裝置分配必要的帶寬，收到有效利用帶寬的效果。
文檔編號(hào)H04L12/44GK1404242SQ0213216
公開日2003年3月19日 申請日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者向井宏明, 吉田俊和, 橫谷哲也 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社