專利名稱：在分配時間期間選擇用于傳輸?shù)淖顑?yōu)發(fā)送格式的制作方法
背景領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及通信，尤其涉及用于選擇最優(yōu)傳輸格式的系統(tǒng)，此系統(tǒng)或者用于單個用戶或者用于同步傳輸?shù)亩鄠€用戶。
背景無線通信領(lǐng)域有多種應用包括如，無繩電話、無線尋呼、無線本地環(huán)路、個人數(shù)字助理(PDA)、因特網(wǎng)電話、以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)。一個尤其重要的應用是用于移動訂戶的蜂窩電話系統(tǒng)。如這里所用的，術(shù)語“蜂窩”系統(tǒng)既包括蜂窩式也包括個人通信服務(PCS)頻率。多種空中接口已經(jīng)被發(fā)展用于這樣的蜂窩電話系統(tǒng)包括如，頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、以及碼分多址(CDMA)。在與它們的連接中，多種國內(nèi)和國際準則已被建立包括如，高級移動電話服務(AMPS)、全球移動定位系統(tǒng)(GSM)、以及臨時準則95(IS-95)。IS-95和它的衍生物IS-95A、IS-95B、ANSIJ-STD-008(這里經(jīng)常統(tǒng)稱為IS-95)、以及提出的高數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)由遠程通信工業(yè)協(xié)會(TIA)以及其他著名的準則正文公布。
按照IS-95準則的使用配制的移動電話系統(tǒng)使用CDMA信號處理技術(shù)，以提供高效和健壯的移動電話服務。基本按照IS-95準則的使用配制的示例性移動電話系統(tǒng)在專利號為5103459和4901307的美國專利中被描述，這兩個專利被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受益人，并且通過引用結(jié)合于此。使用CDMA技術(shù)的示例性系統(tǒng)為cdma2000ITU-R無線傳輸技術(shù)(RTT)候選提案(這里稱為cdma2000)，由TIA發(fā)布。用于cdma2000的準則在IS-2000的草擬版中被給出，并且已經(jīng)由TIA通過。另一個CDMA準則是W-CDMA準則，包含在3rd Generation Partnership Project“3GPP”中，文件號為3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213、以及3G TS 25.214。
上面引用的遠程通信準則只是多種可實現(xiàn)的通信系統(tǒng)的一些示例。但是，它們中都存在著問題。就是，多個用戶必須共享有限的系統(tǒng)資源。按照實際的系統(tǒng)實現(xiàn)，諸如頻率帶寬、時間、傳輸功率、或擴頻碼分配之類的資源通常被系統(tǒng)內(nèi)多個用戶共享。當分配這些系統(tǒng)資源時，服務提供者必須考慮公平和效率問題。在FDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)帶寬被分為多個頻率信道，并且每個頻率信道被分配給一個用戶。在TDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)帶寬被分成多個時隙，并且每個時隙被分配給一個用戶。在CDMA系統(tǒng)中，系統(tǒng)帶寬同時被使用擴頻碼的所有用戶共享，其中每個用戶被分配給一個擴頻碼。
在諸如TDMA和CDMA系統(tǒng)的可以以分組格式發(fā)送數(shù)據(jù)話務的系統(tǒng)中，多個用戶的有效調(diào)度是系統(tǒng)性能的關(guān)鍵方面。在傳統(tǒng)的TDMA系統(tǒng)中，只有一個用戶可以被安排在一個時隙中。時隙是傳輸預定數(shù)目比特的時間單元。時隙的大小可以按照系統(tǒng)設(shè)計約束而變化。以時隙傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的調(diào)度通?；跀?shù)據(jù)是否被分配給一用戶或者信道質(zhì)量是否在可接受參數(shù)之內(nèi)。然而，這種調(diào)度方法對于最優(yōu)化系統(tǒng)性能并不充分有幾點原因。
分配給用戶的數(shù)據(jù)量小于那時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送容量時，這種調(diào)度方法相關(guān)的效率過低問題會發(fā)生。如果信道質(zhì)量非常高，則可能在分配的時隙內(nèi)傳輸大量的數(shù)據(jù)比特。然而，如果實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)小于潛在的數(shù)據(jù)容量，則依據(jù)系統(tǒng)吞吐量“寬管道”將效率低下。應該注意的是，系統(tǒng)吞吐量可以由初始信息比特實際被接收的速率所決定，這里的速率不同于分時隙信道內(nèi)發(fā)送的比特速率。信息比特在傳輸前被編碼、交織和調(diào)制，從而實際傳過信道的傳輸比特數(shù)目從初始的信息比特數(shù)目變化很多。
另一個效率過低問題由于量化損失。為了簡化通信系統(tǒng)的實現(xiàn)以及降低信令雜項開銷，多種參數(shù)被量化為有限個量化級。例如，分組發(fā)送的負載比特數(shù)、調(diào)制格式和幀持續(xù)時間都是通常被舍入至允許的量化級的參數(shù)。由于發(fā)送格式的量化特性，在一個時隙內(nèi)實際發(fā)送的信息數(shù)和如果沒有量化系統(tǒng)支持的比特數(shù)之間總是存在差值。例如，如果系統(tǒng)具有9.6kbps和192kbps的數(shù)據(jù)速率，則系統(tǒng)可以只以這兩種速率之一發(fā)送。假設(shè)對于一用戶的信道可以支持15kbps。然而，為了確保成功，由于數(shù)據(jù)傳輸速率的量化，系統(tǒng)分配9.6kbps的傳輸速率。因此，有5.4kbps的損失。
這里描述的實施例通過允許系統(tǒng)在一個傳輸時隙內(nèi)為多個用戶調(diào)度而不是像在通常的TDMA系統(tǒng)中那樣每個時隙只為一個用戶安排，解決了上述效率低的問題。通過在TDMA時隙結(jié)構(gòu)上使用CDMA技術(shù)，多個用戶被安排占用“寬通道”，以優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量。本實施例將描述用于為被安排在組合TDMA/CDMA系統(tǒng)的一個時隙內(nèi)的多用戶中的每個選擇發(fā)送格式的裝置。
摘要這里提出的方法和裝置用于滿足上述要求。一方面，提出一種用于將數(shù)據(jù)從基站發(fā)送至至少一個遠程站，此方法包括為至少一個遠程站確定優(yōu)先級；使用至少一個遠程站的每一個的優(yōu)先級確定至少一個發(fā)送格式；將數(shù)據(jù)有效負載格式化為按照所選發(fā)送格式的消息幀，其中所選發(fā)送格式從至少一個發(fā)送幀中被選出；以及發(fā)送消息幀至遠程站。
另一方面，提出一種方法，用于為自基站的多個同步傳輸選擇發(fā)送格式，其中多個同步傳輸?shù)拿總€送往不同的遠程站，此方法包括為每個遠程站確定優(yōu)先級；在收入函數(shù)內(nèi)使用每個遠程站的優(yōu)先級；以及根據(jù)收入函數(shù)的值為多個同步傳輸?shù)拿恳粋€選擇發(fā)送格式。
另一方面，提出一種方法，用于為至一遠程站的傳輸選擇發(fā)送格式，包括選擇多種此遠程站可能的發(fā)送格式；確定此遠程站的多個可能發(fā)送格式中哪個使用最少的沃爾什碼；按照使用最少沃爾什碼的發(fā)送格式將至此遠程站的傳輸格式化；如果多個可能的發(fā)送格式中多于一個使用最少的沃爾什碼，則確定使用最少沃爾什碼的多個可能的發(fā)送格式中哪個使用最少的傳輸功率；以及按照最少沃爾什碼和最少傳輸功率將至此遠程站的傳輸格式化。
另一方面，提出一種方法，用于安排至多個遠程站的同步傳輸，以優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量，包括確定所有第一個遠程站和多個遠程站支持的發(fā)送格式集合；按照每個可支持的發(fā)送格式集合確定所有的未用系統(tǒng)資源；使用每個可支持的發(fā)送功率集合求收入函數(shù)的值；如果只有一個發(fā)送格式滿足收入函數(shù)值的準則，則按照滿足此收入函數(shù)計算的準則的發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站；如果可支持的發(fā)送格式集合中多個發(fā)射格式集合滿足此收入函數(shù)計算的準則，則根據(jù)沃爾什碼的數(shù)目選擇多個發(fā)送格式集合中的一個；以及按照所選發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站。
其它方面，多種裝置被配置用于執(zhí)行上述方法方面。例如，一方面，存儲器單元和處理器配置用于執(zhí)行存儲器元件內(nèi)存儲的一組指令，這組指令為選擇多種此遠程站可能的發(fā)送格式；確定此遠程站的多個可能發(fā)送格式中哪個使用最少的沃爾什碼；按照使用最少沃爾什碼的發(fā)送格式將至此遠程站的傳輸格式化；如果多個可能的發(fā)送格式中多于一個使用最少的沃爾什碼，則確定使用最少沃爾什碼的多個可能的發(fā)送格式中哪個使用最少的傳輸功率；以及按照最少沃爾什碼和最少傳輸功率將至此遠程站的傳輸格式化。
另一方面，提出存儲器元件和處理器，配置用于執(zhí)行存儲在存儲器元件內(nèi)的另一個指令集合，此指令集合為確定所有第一個遠程站和多個遠程站可支持的發(fā)送格式集合；按照每個可支持的發(fā)送格式集合確定所有的未用系統(tǒng)資源；使用每個可支持的發(fā)送功率集合求收入函數(shù)的值；如果只有一個發(fā)送格式滿足收入函數(shù)計算的準則，則按照滿足此收入函數(shù)計算的準則的發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站；如果可支持的發(fā)送格式集合中多個發(fā)射格式集合滿足此收入函數(shù)計算的準則，則根據(jù)沃爾什碼的數(shù)目選擇多個發(fā)送格式集合中的一個；以及按照所選發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站。
附圖的簡要描述

圖1是無線通信網(wǎng)絡(luò)的圖表；圖2是描述用于確定至多個遠程站的多個同步傳輸?shù)陌l(fā)送格式的方法流程圖。
圖3是說明從一遠程站可能的發(fā)送格式中選擇最優(yōu)發(fā)送格式的流程圖。
圖4時說明選擇至少兩個遠程站的最佳發(fā)送格式的流程圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述如圖1說明的，無線通信網(wǎng)絡(luò)10一般包括多個移動站(也稱為訂戶單元或用戶設(shè)備)12a-12d、多個基站(也稱為基站收發(fā)機(BTS)或節(jié)點B)14a-14c、基站控制器(BSC)(也稱為無線網(wǎng)絡(luò)控制器或分組控制函數(shù)16)、移動交換中心(MSC)或開關(guān)18、分組數(shù)據(jù)服務節(jié)點(PDSN)或網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)函數(shù)(IWF)20、公共開關(guān)電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)22(通常為電話公司)、以及互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)24(通常為因特網(wǎng))為了說明清楚，四個移動站12a-12d、三個基站14a-14c、一個BSC16、一個MSC18、以及一個PDSN20被示出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以有任意多個移動站12、基站14、BSC16、MSC18以及PDSN20。
在一實施例中，無線通信網(wǎng)絡(luò)10是一分組數(shù)據(jù)業(yè)務網(wǎng)絡(luò)。此移動站12a-12d可以是幾個不同類型的無線通信裝置中的一個，諸如連接在運行基于IP的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器應用的膝上電腦的可攜帶電話、具有相關(guān)的免提汽車軟件包的蜂窩電話、運行基于IP的Web瀏覽器應用的個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、包括在可攜帶計算機的無線通信模塊、或像在無線本地環(huán)路或儀表讀取系統(tǒng)中可以發(fā)現(xiàn)的固定的本地通信模塊。在最一般的實施例中，移動站可以是任何類型的通信單元。
移動站12a-12d可以有利地被配置用于執(zhí)行一個或多個無線分組數(shù)據(jù)協(xié)議諸如像EIA/TIA/IS-707準則中詳細描述的。在一特定實施例中，移動站12a-12d產(chǎn)生了去往IP網(wǎng)絡(luò)24的IP分組，并且使用點對點協(xié)議(PPP)將這些IOP分組封裝為幀。
在一實施例中，IP網(wǎng)絡(luò)24被耦合至PDSN20，PDAN20被耦合至MSC18，MSC被耦合至BSC16和PSTN22，以及BSC16被耦合至基站14a-14c，這些耦合通過配置用于語音和數(shù)據(jù)分組的傳輸?shù)挠芯€網(wǎng)絡(luò)按照幾種已知協(xié)議中的任何一個完成，這些協(xié)議包括如E1、T1、異步傳輸模式(ATM)、IP、PPP、幀延時、HDSL、ADSL、或xDSL。在一可選實施例中，BSC16被直接耦合至PDSN20，以及MSC18沒有被耦合至PDSN20。
在無線通信網(wǎng)絡(luò)10的通常操作中，基站14a-14c從參加電話呼叫、Web瀏覽、或其他數(shù)據(jù)通信的多種移動站12a-12d接收和解調(diào)反向信號集合。給定基站14a-14c接收的每個反向信號在基站14a-14c內(nèi)被處理。每個基站14a-14c可以通過調(diào)制和發(fā)送前向信號集合至移動站12a-12d而與多個移動站12a-12d通信。例如，如圖1所示，基站14a同時與第一個和第二個移動站12a、12b通信，而且基站14c同時與第三個和第四個移動站12c、12d通信。產(chǎn)生的分組被轉(zhuǎn)交給BSC16，BSC16提供呼叫資源分配和移動管理功能，包括某個移動站12a-12d的呼叫從一基站14a-14c到另一個基站14a-14c的軟切換控制。例如，基站12c同時與兩個基站14b、14c通信。最后，當移動站12c從基站14c移開足夠遠時，呼叫將被切換至其他的基站14b。
如果傳輸為一傳統(tǒng)電話呼叫，則BSC16將接收的數(shù)據(jù)路由至MSC18，MSC18為PSTN22的接口提供附加的路由服務。如果傳輸是基于分組的傳輸如去往IP網(wǎng)絡(luò)24的數(shù)據(jù)呼叫，則MSC18將數(shù)據(jù)分組路由至PDSN20，PDSN20將發(fā)送此分組至IP網(wǎng)絡(luò)24。或者，BSC16將分組直接路由至PDSN20，PDSN20發(fā)送分組至IP網(wǎng)絡(luò)24。
在一些通信系統(tǒng)中，傳輸數(shù)據(jù)話務的分組被分為子組，子組占用傳輸信道的時隙。僅為了說明容易，這里使用cdma2000系統(tǒng)的術(shù)語。這種使用不是要將這里實施例的應用限制在cdma2000系統(tǒng)。實施例可以在諸如WCDMA的其他系統(tǒng)中被實現(xiàn)，不影響這里描述的實施例的范圍。
在cdma2000系統(tǒng)中，時隙大小被指定為1.25ms持續(xù)時間。而且，數(shù)據(jù)話務可以按消息幀的形式被發(fā)送，消息幀的持續(xù)時間可以不同，例如1.25ms、2.5ms、5ms、10ms、20ms、40ms、或80ms。術(shù)語“時隙”和“幀”是與在同一個CDMA系統(tǒng)內(nèi)或不同CDMA系統(tǒng)之間的不同數(shù)據(jù)信道相關(guān)而使用的術(shù)語。CDMA系統(tǒng)包括許多前向和反向鏈路上的信道，其中一些信道與其它的結(jié)構(gòu)不同。從而，描述一些信道的術(shù)語按照信道結(jié)構(gòu)而不同。僅處于示例目的，術(shù)語“時隙”此后用于描述經(jīng)空中傳播的信號分組。
從基站至在基站范圍內(nèi)運行的遠程站的前向鏈路可以包括多個信道。一些前向鏈路的信道可以包括但不受限于導頻信道、同步信道、尋呼信道、快速尋呼信道、廣播信道、功率控制信道、分配信道、控制信道、專用控制信道、媒體訪問控制(MAC)信道、基本信道、輔助信道、輔助編碼信道、以及分組數(shù)據(jù)信道。自遠程站至基站的反向鏈路也包括多個信道。每個信道傳輸不同類型的信息至目的地。通常，語音話務在基本信道上被傳輸，而且數(shù)據(jù)話務在輔助信道或分組數(shù)據(jù)信道上被傳輸。輔助信道通常為專用信道，同時分組數(shù)據(jù)信道通常傳送以時間復用方式被分配給不同用戶的信號?；蛘?，分組數(shù)據(jù)信道也被描述為共享輔助信道。為了描述這里的實施例，一般將輔助信道和分組數(shù)據(jù)信道稱為數(shù)據(jù)話務信道。
通常，當調(diào)度器單元或基站內(nèi)的其他基礎(chǔ)設(shè)施元件接收至多個遠程站的數(shù)據(jù)傳輸時，系統(tǒng)調(diào)度算法被應用于確定至多個遠程移動站的數(shù)據(jù)優(yōu)先級。具有最高優(yōu)先級的遠程站被安排為系統(tǒng)中最先傳輸，在此系統(tǒng)中，遠程站以TDMA的方式被多路復用。具有最高優(yōu)先級的遠程站被發(fā)送后，TDMA類型的系統(tǒng)將更新所有剩余遠程站的屬性，以確定接著剩余的哪個具有最高優(yōu)先級。從而，TDMA類型的系統(tǒng)只使用最高優(yōu)先級索引而不處理其他。然而，如上面所描述，由于在整個時隙僅將數(shù)據(jù)發(fā)送至一個遠程站效率低下，這種調(diào)度方法不是最優(yōu)的。
這里描述的實施例被指向應用最優(yōu)的調(diào)度算法，其中在一個分配的時間期間可以安排多個用戶用于傳輸。特別地，實施例被指向選擇數(shù)據(jù)分組的多個發(fā)送格式的系統(tǒng)，從而在單個時隙上可以完成至多個用戶的數(shù)據(jù)傳輸。
在一實施例中，每個目標遠程站相關(guān)的優(yōu)先級信息和信道狀態(tài)信息被用于確定每個目標遠程站的數(shù)據(jù)發(fā)送格式。優(yōu)先級信息通常由時間安排單元或基站內(nèi)的另一個基礎(chǔ)設(shè)施元件確定。
在另一實施例中，確定每個目標遠程站的數(shù)據(jù)發(fā)送格式基于選擇最大化收入函數(shù)的發(fā)送格式。下面描述適當?shù)氖杖牒瘮?shù)。
在另一個實施例中，選擇每個目標遠程站的數(shù)據(jù)發(fā)送格式基于最大化收入函數(shù)，還基于有效的傳輸功率和有效的擴頻碼。
圖2描述了在所分配時間持續(xù)期間，用于為從基站至多個遠程站的多個同步傳輸選擇發(fā)送格式的過程。選擇過程可以由附加的處理元件和存儲器元件在基站內(nèi)實現(xiàn)，或者選擇過程可以被引入基站內(nèi)已經(jīng)存在的處理元件和存儲器元件。多個其他的基礎(chǔ)設(shè)施元件也可以在實現(xiàn)上述步驟中起作用。在步驟200，基站接收分發(fā)至基站范圍內(nèi)運行的不同遠程站的多種數(shù)據(jù)話務消息。在步驟202，時間安排單元或基站內(nèi)的其他基礎(chǔ)設(shè)施元件選擇L個候選遠程站用于接收傳輸。L個最好的候選遠程站被稱為U1、U2、……以及UL。在確定L個最好的候選遠程站中，基站將優(yōu)先級符號P1、P2、……以及PL指定給U1、U2、……以及UL，其中P1≥P2≥……≥PL。每個候選遠程站U1、U2、……以及UL分別是數(shù)據(jù)負載N1、N2、……以及NL的預期接收者，其中有效負載可以根據(jù)發(fā)生到每個遠程站的信息比特量確定。
應該注意到，一些通信系統(tǒng)具有從遠程站收集信道狀態(tài)信息的能力，信息如載波干擾比(C/I)。遠程站使用導頻信道的先驗信息，以確定傳輸媒質(zhì)的特性。這里揭示的實施例可以使用這種信道狀態(tài)信息C/I，以選擇每個遠程站的最優(yōu)發(fā)送格式。假定(C/I)1、(C/I)2、……、以及(C/I)L為所有候選遠程站報告的信道站信息。
預定的發(fā)送格式F0、F1、F2……、以及FM-1被存儲在基站內(nèi)，其中每個發(fā)送格式Fi對應于下面發(fā)送參數(shù)任何或所有的組合系統(tǒng)使用的調(diào)制機制、正交或準正交代碼的數(shù)目、以比特為單位的數(shù)據(jù)有效負載大小、消息幀的持續(xù)時間、以及/或關(guān)于編碼機制的詳細資料。通信系統(tǒng)內(nèi)使用的調(diào)制機制的一些例子是四相移鍵控方案(QPSK)、八相移鍵控方案(8-PSK)、以及十六元正交幅度調(diào)制(16-QAM)?？梢员贿x擇實現(xiàn)的多種編碼方案的一些是卷積編碼方案或turbo編碼，卷積編碼方案可以以不同速率實現(xiàn)，turbo編碼包括由交織步驟分開的多個編碼步驟。
正交和準正交編碼諸如沃爾什碼被用于信道化發(fā)送至每個遠程站的信息。換句話說，沃爾什碼被用在前向鏈路上，使系統(tǒng)覆蓋多個用戶在相同時間持續(xù)期間相同的頻率上每個被分配給一個不同的正交或準正交碼。
從而，基站具有按照各種發(fā)送格式選擇發(fā)送數(shù)據(jù)有效負載。為了說明，這里將基站按照發(fā)送格式已經(jīng)配置的數(shù)據(jù)有效負載稱為幀。對于此實施例，術(shù)語F0對應于沒有傳輸至遠程站的實例。
一旦基站確定L個最好的候選者和它們相關(guān)的屬性，則在步驟210基站為每個Ui選擇幀格式fi，從而幀格式組f1、f2、……、以及fL最大化收入函數(shù)J()。下面將詳細討論可能的收入函數(shù)的例子。
在一實施例中，基站通過從集合(f1-test、f2-test、……、以及fL-test)中選擇可能的幀格式子集而執(zhí)行選擇，然后確定某個條件是否被滿足。在一實施例中，下列四個條件被使用1.Σi=1Nb_Walsh(fi)≤Total_Available_Walsh_Codes_for_Packet_Data,]]>其中Nb_Walsh(Fi)是發(fā)送格式Fi中使用的沃爾什碼的個數(shù)，Nb_Walsh(F0)＝0。量“分組數(shù)據(jù)的總可用沃爾什碼”是在操作過程期間可以在基站被確定的參數(shù)。
2.Σi=1Ei(fi)≤Total_Available_Power_for_Packet_Data,]]>其中Ei(FK)是使用發(fā)送格式FK傳輸至Ui需要的最小功率。量“用于分組數(shù)據(jù)的總可用功率”是在操作過程期間可以在基站被確定的參數(shù)。應該注意，此參數(shù)是遠程站Ui的C/I的函數(shù)，也是發(fā)送格式FK的函數(shù)。
3.Payload(fi)≤Ni，對于任何i∈{1，2，…，L}，
其中Payload是以比特為單位的Fi的數(shù)據(jù)有效負載。
4.FrameDuaration(fi)＝FrameDuaration(fj)，對于任何i，j∈{1，2，…，L}以及fi≠F0，fj≠F0，其中，F(xiàn)rameDuaration(Fi)是發(fā)送幀F(xiàn)i內(nèi)指定的幀持續(xù)期。值得注意的是，如果對于任何i∈{1，2，…，L}fi＝F0，則少于L個用戶被調(diào)度。
一旦基站選擇最大化收入函數(shù)J()的幀格式組f1、f2、……、以及fL，則在步驟220，基站在分配的時間持續(xù)期內(nèi)使用L個幀格式f1、f2、……、以及fL發(fā)送消息幀至L個用戶。
收入函數(shù)J()的例子用于選擇發(fā)送格式的上述實施例基于使用應用于收入函數(shù)的優(yōu)先級信息。收入函數(shù)可以為確保公平的分配程度時最大化數(shù)據(jù)吞吐量的任何函數(shù)。“公平”是取決于系統(tǒng)提供者的要求的主觀量。例如，系統(tǒng)提供者可以決定，在較長的時間周期上單個用戶獨占資源用于大量數(shù)據(jù)傳送是不可接受。然而，系統(tǒng)提供者可以確定，在較短的時期上單個用戶獨占資源可以接受。公平性也可以由數(shù)據(jù)有效負載的到達時間規(guī)定，或者由數(shù)據(jù)有效負載的原始點規(guī)定，或者由數(shù)據(jù)有效負載的量規(guī)定。公平性也可以由服務質(zhì)量來規(guī)定，或者由通信接入的價格規(guī)定。這些示例說明“公平性”是可以以非常不同的方式定義的系統(tǒng)限制。然而，“公平”量可以通過適當?shù)氖杖牒瘮?shù)分成各個因素予以考慮。
在一實施例中，可以使用下面的收入公式J()J(f1,f2,...fL)=Payload(f1)·P1α+Payload(f2)·P2α+...+Payload(fL)·PLα,]]>其中α≥0是控制公平性的約束。
使用上述收入函數(shù)，如果數(shù)據(jù)有效負載包括大量的比特或者優(yōu)先級指數(shù)高，則消息幀將被調(diào)度。
在另一實施例中，可以使用下面的接收函數(shù)J()J(f1，f2，…fL)＝{0，如果f1＝F0Payload(f1)·P1α+Payload(f2)·P2α+...+Payload(fL)·PLα]]>其他其中α≥0是控制公平性的約束。
使用上述收入函數(shù)，具有最高優(yōu)先級P1的遠程站總是被調(diào)度以確保公平性。
圖2中描述的發(fā)送格式選擇過程描述了如何選擇最大化給定收入函數(shù)的發(fā)送格式。存在其他實施例。另一個關(guān)于多個用戶被調(diào)度時如何選擇最好的多格式f1、f2、……、以及fL的實施例在這里被提出。這里還描述了另一個實施例，關(guān)于如果只有一個用戶被實際調(diào)度(除了F0)如何選擇最好的發(fā)送格式。這些選擇還可以被分析用于確定多少以及哪些用戶被調(diào)度以最大化收入函數(shù)J()，以及對應的發(fā)送格式。
圖3描述了關(guān)于如果只有一個用戶被調(diào)度如何選擇最好的發(fā)送格式的實施例。它包括此實例的選擇準則，其中只有一個遠程站被調(diào)度，但是存在滿足同一收入函數(shù)的多個發(fā)送格式。
在步驟300，基站根據(jù)緩存中的優(yōu)先級指數(shù)或信息比特選擇首要目標U1。在步驟302，基站選擇至少一個可能的發(fā)送格式，用于至U1的數(shù)據(jù)話務有效負載。在一實施例中，選擇多個可能的發(fā)送格式是基于最大化系統(tǒng)吞吐量的收入函數(shù)的。在步驟304，如果有多余一個可能的發(fā)送格式，則此程序流繼續(xù)至步驟306。如果有多個最大化收入函數(shù)J()的發(fā)送格式，則有多于一個可能的發(fā)送格式。如果只有一個可能的發(fā)送格式可能，則此程序流繼續(xù)至步驟308，其中此基站按照所選的發(fā)送格式將數(shù)據(jù)話務有效負載格式化。
在步驟306，基站按照需要最少的沃爾什碼的發(fā)送格式選擇最優(yōu)的發(fā)送格式。在步驟302，基站按照所選最優(yōu)發(fā)送格式將數(shù)據(jù)話務有效負載格式化。
圖4描述了另一個當多個遠程站需要被調(diào)度傳輸時選擇準則的實施例。目標遠程站的候選者被標為V1、V2、……、以及VL。其中，每個Vi與一個優(yōu)先級下標Pi相關(guān)，從而P1≥P2≥…≥PL。
在步驟400，基站將V1指定為最高的優(yōu)先級目標遠程站，并且設(shè)定變量Vi的指數(shù)為i＝2。
在步驟402，基站為系統(tǒng)支持的V1和Vi確定所有的發(fā)送格式。良好的發(fā)送格式對的集合被表示為{(fj，fk)1≤j，k≤L，j≠k以及L是可以被同時安排的遠程站最大數(shù)目}。在一實施例中，基站估計幀持續(xù)時間、沃爾什碼的數(shù)目、和/或要求的每個發(fā)送格式相關(guān)的最小發(fā)送功率，以確定系統(tǒng)是否支持此發(fā)送格式。
在步驟404，基站確定對于每個在步驟402確定的發(fā)送幀對(fj，fk)剩余未使用的系統(tǒng)資源量，諸如沃爾什碼和傳輸功率。
在步驟410，基站為每個發(fā)送格式對估計給定收入函數(shù)J()。最大化收入函數(shù)J()的發(fā)送格式對被選為最佳對。在步驟412，確定是否有多個最大化收入函數(shù)的發(fā)送格式對。如果有多于一對最大化收入函數(shù)的發(fā)送幀，則在步驟414基站選擇要求最少沃爾什碼的發(fā)送幀對。然后，此程序流繼續(xù)至420。如果只有一對最大化收入函數(shù)的發(fā)送幀，則程序流也繼續(xù)至步驟420。
在步驟420，基站確定V1和Vi最佳發(fā)送格式對是否優(yōu)于前一個最佳發(fā)送格式對。換句話講，此基站比較在最佳發(fā)送格式從前一輪到當前輪的期間確定的最佳發(fā)送幀對。自此比較的最佳發(fā)送格式對確定將被與V1一起調(diào)度的最佳候選遠程站。
在步驟430，下標i被增加，上述步驟被重復直到所有的候選者被耗盡。當i到達最后的增加值時，在步驟440，基站按照確定的最佳發(fā)送格式調(diào)度到V1和Vbest的同步傳輸。
或者，使用多個環(huán)路重寫上述過程，其中外部環(huán)路掃描每個Vi，中部環(huán)路掃描每個V1可能的發(fā)送格式，內(nèi)部環(huán)路是使用剩余的沃爾什碼和剩余功率掃描第二個用戶的候選者。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，編程實現(xiàn)可以變化而不影響這里的實施例范圍。
上述實施例描述了一搜索用于至兩個遠程站的同步傳輸?shù)淖罴寻l(fā)送格式。然而，上述實施例可以被擴展用于描述對至多于兩個遠程站的最佳發(fā)送格式的搜索。除了只搜索V1和Vi的所有發(fā)送格式，基站可以搜索從V1到Vm的所有發(fā)送格式，其中m是至m個站的同步傳輸個數(shù)。從而，除了估計發(fā)送格式對，此系統(tǒng)估計發(fā)送格式集合，以最大化給定的收入函數(shù)。
在另一個實施例中，還有一步可以被加入這里講的系統(tǒng)，從而更充分地利用系統(tǒng)資源。在基站選擇用于多個同步傳輸?shù)淖罴寻l(fā)送格式后，基站確定是否有任何沃爾什碼和功率剩余未使用。如果有未使用的沃爾什碼和功率，則它們在將被調(diào)度的遠程站中被分配。此分配可以平均地，也可以根據(jù)遠程站的優(yōu)先級指數(shù)和/或最小功率需要而為之。在一實施例中，剩余的沃爾什碼可以根據(jù)遠程站的優(yōu)先級指數(shù)被分配。在另一實施例中，剩余的功率按照最小功率要求被成比例地分配。
如前面所討論，對于提供對獨立遠程站的傳輸信道化，沃爾什碼或其他正交/準正交碼是重要的。使用沃爾什碼的一重要方面是用于覆蓋數(shù)據(jù)比特和傳輸功率級之間的關(guān)系。簡化的解釋是，當較多的沃爾什碼被用于擴展初始的數(shù)據(jù)比特時，控錯編碼率變得更低而且發(fā)送功率效率被改善。
因此，另一個可以被加入上述實施例的步驟是確定在基站是否有傳輸功率剩余未被分配。如果有剩余傳輸功率，則基站可以按照每個遠程站的Ei(fK)，成比例地在數(shù)據(jù)話務有效負載中分配功率。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解信息與信號可以用各種不同的工藝與技術(shù)來表示。例如，上面的描述中所指的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號以及片可以通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或者任何它們的組合來表示。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以理解，結(jié)合這里揭示的實施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟可以用電子硬件、計算機軟件或兩者的組合來實現(xiàn)。為了清楚地說明硬件和軟件的交互性，各種說明性的組件、方框、模塊、電路和步驟一般按照其功能性進行闡述。這些功能性究竟作為硬件或軟件來實現(xiàn)取決于整個系統(tǒng)所采用的特定的應用程序和設(shè)計約束。技術(shù)人員可以用不同的方式為具體應用實現(xiàn)所描述的功能，但是這些實現(xiàn)判決不應該被認為是脫離本發(fā)明的范圍。
結(jié)合這里所揭示的實施例來描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和電路的實現(xiàn)或執(zhí)行可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件、或用于執(zhí)行這里所述功能而被設(shè)計的器件的任意組合。通用處理器最好是微處理器，然而或者，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以用計算機器件的組合例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器、與DSP內(nèi)核結(jié)合的一個或多個微處理器或者其它這樣的配置來實現(xiàn)。
結(jié)合這里所揭示的實施例來描述的方法或算法步驟的實現(xiàn)或執(zhí)行可以直接包含于硬件中、處理器執(zhí)行的軟件模塊中或者兩者的組合。軟件模塊可以駐留于RAM存儲器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域中已知的其它任意形式的存儲媒體中。示例性儲存媒質(zhì)耦合到能從儲存媒質(zhì)中讀取信息并能向其中寫入信息的處理器上。或者，儲存媒質(zhì)并入處理器中。處理器和儲存媒質(zhì)可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留于用戶終端?；蛘?，處理器和儲存媒質(zhì)可以駐留用戶終端作為獨立的組件。
上述優(yōu)選實施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應用于其它實施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于從基站將數(shù)據(jù)發(fā)送至至少一個遠程站的方法，其特征在于包括為至少一個遠程站的每一個確定優(yōu)先級；使用至少一個遠程站的每一個的優(yōu)先級確定至少一個發(fā)送格式；將數(shù)據(jù)負載轉(zhuǎn)化為按照所選發(fā)送格式的消息幀，其中所選發(fā)送格式從至少一個發(fā)送幀中被選出；以及發(fā)送消息幀至遠程站。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少一個遠程站的每個的優(yōu)先級以確定至少一個發(fā)送格式包括確定多個可能的發(fā)送格式被基站支持；從多個可能的發(fā)送格式中提取多個發(fā)送參數(shù)；將多個發(fā)送參數(shù)和優(yōu)先級信息插入收入函數(shù)；以及最大化收入函數(shù)，其中確定至少一個發(fā)送格式是基于多個最大化收入函數(shù)的發(fā)送參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定基站支持的多個可能的發(fā)送格式包括確定被多個可能的發(fā)送格式使用的沃爾什碼數(shù)目是否小于第一預定量；確定傳輸需要的總最小功率是否小于第二個預定量；確定多個可能的發(fā)送格式的每個的數(shù)據(jù)有效負載是否小于分配量；確定多個可能的發(fā)送格式的每個的幀持續(xù)時間是否相等；以及如果沃爾什碼數(shù)目小于預定量，傳輸需要的總最小功率小于第二個預定量，多個可能的傳送格式的每個的數(shù)據(jù)有效負載小于分配量，以及多個可能的傳送格式的每個的幀持續(xù)時間相等，則表示多個可能的傳送格式被基站支持。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所選發(fā)送格式通過選擇使用最少的沃爾什碼的發(fā)送格式而從至少一個發(fā)送幀中被選擇。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照所選發(fā)送格式將數(shù)據(jù)有效負載格式化為消息幀還包括將未使用的沃爾什碼分配給所選發(fā)送格式。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將消息幀發(fā)送給遠程站還包括使用分配的最小傳輸功率，該最小傳輸功率是基于所選的發(fā)送格式和剩余的傳輸功率電平。
7.一種用于為自基站的多個同步傳輸選擇發(fā)送格式的方法，其特征在于，多個同步傳輸?shù)拿恳粋€都是去往不同的遠程站的，包括為每個遠程站確定優(yōu)先級；為收入函數(shù)內(nèi)的每個遠程站使用優(yōu)先級；以及根據(jù)收入函數(shù)的值選擇多個同步傳輸?shù)拿恳粋€的發(fā)送格式。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，為多個同步傳輸?shù)拿恳粋€選擇發(fā)送格式包括確定對于多個同步傳輸中的一個傳輸而言，是否多于一個發(fā)送格式可以最大化收入函數(shù)的值；如果多于一個發(fā)送格式最大化收入函數(shù)的值，則選擇使用沃爾什碼的最少數(shù)目發(fā)送格式；以及如果只有一個發(fā)送格式最大化收入函數(shù)的值，則選擇那一個發(fā)送格式。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，收入函數(shù)由下式定義J(f1,f2,...fL)=Payload(f1)·P1α+Payload(f2)·P2α+...+Payload(fL)·PLα,]]>其中α≥0是控制公平性的常數(shù)，公平性是由系統(tǒng)提供者決定的主觀量。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，收入函數(shù)由下式定義J(f1，f2，...fL)＝{0，如果f1＝f0Payload(f1)·P1α+Payload(f2)·P2α+...+Payload(fL)·PLα]]>其他其中α≥0是控制公平性的常數(shù)，公平性是由系統(tǒng)提供者決定的主觀量。
11.一種為至遠程站的傳輸選擇發(fā)送格式的方法，其特征在于包括為遠程站選擇多種可能的發(fā)送格式；確定用于遠程站的多個可能的發(fā)送格式中哪個使用最少沃爾什碼；按照使用最少沃爾什碼的發(fā)送格式將至遠程站的傳輸格式化；如果多個可能的發(fā)送格式中多于一個使用最少的沃爾什碼，則確定使用最少沃爾什碼的多個可能的發(fā)送格式中哪個使用最少的傳輸功率；以及按照最少沃爾什碼和最少傳輸功率將至此遠程站的傳輸格式化。
12.一種用于安排至多個遠程站的同步傳輸以優(yōu)化系統(tǒng)吞吐量的方法，其特征在于包括確定所有第一個遠程站和多個遠程站可支持的發(fā)送格式集合；按照每個可支持的發(fā)送格式集合確定所有的未用系統(tǒng)資源；使用每個可支持的發(fā)送功率集合求收入函數(shù)的值；如果只有一個發(fā)送格式集合滿足收入函數(shù)值的準則，則按照滿足此收入函數(shù)計算的準則的發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站；如果來自可支持的發(fā)送格式集合中的多個發(fā)射格式集合滿足此收入函數(shù)計算的準則，則根據(jù)沃爾什碼的數(shù)目選擇多個發(fā)送格式集合中的一個；以及按照所選發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站。
13.一種用于從一基站發(fā)送數(shù)據(jù)到至少一個遠程站的裝置，其特征在于包括存儲器元件；以及處理器，配置用于執(zhí)行存儲在存儲器元件內(nèi)的一個指令集合，此指令集合為為至少一個遠程站的每個確定優(yōu)先級；使用至少一個遠程站中每個的優(yōu)先級以確定至少一個發(fā)送格式；按照所選發(fā)送格式將數(shù)據(jù)有效負載格式化為消息幀，其中所選發(fā)送格式從至少一個發(fā)送幀中選擇；以及發(fā)送消息幀至遠程站。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，處理器還配置用于執(zhí)行使用至少一個遠程站中每個的優(yōu)先級的附加指令，此附加指令用于確定多個可能的傳送格式被基站所支持；從多個可能的傳送格式中提取多個發(fā)送參數(shù)；將多個發(fā)送參數(shù)和優(yōu)先級信息插入收入函數(shù)；以及最大化收入函數(shù)，其中確定至少一個發(fā)送格式是基于多個最大化收入函數(shù)的發(fā)送參數(shù)。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，處理器還配置用于執(zhí)行用于確定多個可能的傳輸格式是由基站支持的附加指令，此附加指令用于確定被多個可能的傳送格式使用的沃爾什碼數(shù)目是否小于第一預定量；確定傳輸需要的總最小功率是否小于第二個預定量；確定多個可能的傳送格式的每個的數(shù)據(jù)有效負載是否小于分配量；以及確定多個可能的傳送格式的每個的幀持續(xù)時間是否相等。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，處理器還配置用于執(zhí)行指令通過選擇使用最少沃爾什碼的發(fā)送格式，從至少一個發(fā)送幀中選擇所選的發(fā)送格式。
17.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，處理器還配置用于執(zhí)行指令將未使用的沃爾什碼分配給所選發(fā)送格式。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，處理器還配置用于執(zhí)行指令將消息幀發(fā)送給遠程站還包括使用分配的最小傳輸功率，該最小傳輸功率是基于所選的發(fā)送格式和剩余的傳輸功率電平。
19.在一基站中，基礎(chǔ)設(shè)施元件配置用于為多個同步傳輸選擇發(fā)送格式，其中多個同步傳輸?shù)拿總€去往不同的遠程站，此基礎(chǔ)設(shè)施元件包括用于確定每個遠程站的優(yōu)先級的裝置；以及用于使用收入函數(shù)內(nèi)的每個遠程站的優(yōu)先級以及根據(jù)收入函數(shù)的值選擇多個同步傳輸?shù)拿恳粋€的發(fā)送格式的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于使用優(yōu)先級和選擇發(fā)送格式的裝置還配置用于確定對于多個同步傳輸中的一個傳輸而言，是否多于一個發(fā)送格式可以最大化收入函數(shù)的值；如果多于一個發(fā)送格式最大化收入函數(shù)的值，則選擇使用沃爾什碼的最少數(shù)目發(fā)送格式；以及如果只有一個發(fā)送格式最大化收入函數(shù)的值，則選擇那個發(fā)送格式。
21.一種用于從一基站發(fā)送數(shù)據(jù)到至少一遠程站的裝置，其特征在于包括存儲器元件；以及處理器，配置用于執(zhí)行存儲在存儲器元件內(nèi)的一個指令集合，此指令集合為為遠程站選擇多種可能的發(fā)送格式；確定用于遠程站的多個可能的發(fā)送格式中哪個使用最少沃爾什碼；按照使用最少沃爾什碼的發(fā)送格式將至遠程站的傳輸格式化；如果多個可能的發(fā)送格式中多于一個使用最少的沃爾什碼，則確定使用最少沃爾什碼的多個可能的發(fā)送格式中哪個使用最少的傳輸功率量；以及按照最少沃爾什碼和最少傳輸功率量將至此遠程站的傳輸格式化。
22.一種用于從一基站發(fā)送數(shù)據(jù)到至少一遠程站的裝置，其特征在于包括存儲器元件；以及處理器，配置用于執(zhí)行存儲在存儲器元件內(nèi)的另一個指令集合，此指令集合為確定所有第一個遠程站和多個遠程站可支持的發(fā)送格式集合；按照每個可支持的發(fā)送格式集合確定所有的未用系統(tǒng)資源；使用每個可支持的發(fā)送格式集合求收入函數(shù)的值；如果只有一個發(fā)送格式滿足收入函數(shù)計算的準則，則按照滿足此收入函數(shù)計算的準則的發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站；如果可支持的發(fā)送格式集合中多個發(fā)射格式集合滿足此收入函數(shù)計算的準則，則根據(jù)沃爾什碼的數(shù)目選擇多個發(fā)送格式集合中的一個；以及按照所選發(fā)送格式集合同步發(fā)送至第一個遠程站和多個遠程站。
23.一種用于為從基站發(fā)送到至少一個遠程站的數(shù)據(jù)確定最佳發(fā)送格式的裝置，其特征在于包括為至少一個遠程站的每個確定優(yōu)先級的裝置；使用至少一個遠程站中每個的優(yōu)先級以確定至少一個發(fā)送格式的裝置；按照所選發(fā)送格式將數(shù)據(jù)有效負載格式化為消息幀的裝置，其中所選發(fā)送格式從至少一個發(fā)送幀中選擇。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，使用至少一個遠程站中每個的優(yōu)先級的裝置還用于確定多個可能的傳送格式被基站支持；從多個可能的傳送格式中提取多個發(fā)送參數(shù)；將多個發(fā)送參數(shù)和優(yōu)先級信息插入收入函數(shù)；以及最大化收入函數(shù)，其中確定至少一個發(fā)送格式是基于多個最大化收入函數(shù)的發(fā)送參數(shù)。
25.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，確定多個可能的發(fā)送格式被基站支持還用于確定被多個可能的傳送格式使用的沃爾什碼數(shù)目是否小于第一預定量；確定傳輸需要的總最小功率是否小于第二個預定量；確定多個可能的傳送格式的每個的數(shù)據(jù)有效負載是否小于分配量；以及確定多個可能的傳送格式的每個的幀持續(xù)時間是否相等。
全文摘要
提出方法和裝置，用于為至單個用戶的傳輸或至多個用戶的同步傳輸選擇最佳傳輸格式。每個用戶相關(guān)的優(yōu)先級信息和信道狀態(tài)信息用于確定最佳傳輸格式。特別是，所述信息用于最大化給定收入函數(shù)，此函數(shù)在維持用戶的平等性的同時增大系統(tǒng)吞吐量。(406)一旦發(fā)送格式被確定，任何未分配的系統(tǒng)資源，諸如未用的沃爾什碼或傳輸功率，可以平均地或成比例地分布在用戶中。
文檔編號H04L29/06GK1599996SQ02824073
公開日2005年3月23日 申請日期2002年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月17日
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