專利名稱：無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中基于鏈路效率的調(diào)度的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般涉及無線通信領域，特別是用于調(diào)度無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的一種系統(tǒng)和方法。
相關(guān)技術(shù)描述在新一代無線數(shù)據(jù)通信業(yè)務中，例如，在全球移動通信系統(tǒng)(GSM)中的通用分組無線業(yè)務(GPRS)中，數(shù)據(jù)分組被通過無線空中接口從一個應用傳送到另一個。這樣，GPRS提供用于將應用從一個主機發(fā)送器傳送到一個接收器的裝置。在這點上，數(shù)據(jù)分組(主要是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議或IP分組)在一個接入點上被提交給一個GPRS，通過GPRS系統(tǒng)被傳送，并且最終在第二個GPRS接入點上被遞送出去。
在GPRS業(yè)務描述階段1(GSM技術(shù)規(guī)范02.60，版本5.1.0)中，多個不同的業(yè)務質(zhì)量(QoS)等級被描述。每個這樣的QoS等級又被一組業(yè)務參數(shù)描述。這些QoS參數(shù)包括最大延遲、最小平均吞吐量、優(yōu)先級以及可靠度。每個業(yè)務話路(例如，GPRS中的“分組數(shù)據(jù)處理或PDP報文”)預訂一個QoS等級。對一個應用來說GPRS的端到端性能是重要的。因此，所有的QoS參數(shù)都是被從接入點到接入點定義的。
因此，按照GPRS規(guī)范，GPRS中的QoS在“R”或“S”及“Gi”參考點被測量。每個業(yè)務話路都要求GPRS為其提供一個與被同意的QoS等級一致的承載業(yè)務。通常，這意味著要對輸入的數(shù)據(jù)分組的發(fā)送進行調(diào)度。假定有一組具有不同QoS需求的數(shù)據(jù)分組，并且對于GPRS系統(tǒng)有不同的到達時間，則一個重要的問題是為了遵照相應QoS等級的承諾QoS要求，必須確定這些分組在不同鏈路上要按什么順序被發(fā)送。這個調(diào)度問題是很復雜的，因為每條鏈路的吞吐量依賴于該無線鏈路的條件。因此，每條無線鏈路的吞吐量對于不同用戶及不同時刻都是不同的。這個事實也意味著一條鏈路上或一個小區(qū)中的總帶寬依賴于該鏈路的用戶，因此，也依賴于對分此外，GPRS被分割成不同的子系統(tǒng)，這也增加了調(diào)度問題的復雜性。注意，如前面所提到的，除了例如數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的交換系統(tǒng)(SS)及基站系統(tǒng)(BSS)部分的QoS延遲及總延遲之外，QoS在GPRS系統(tǒng)中也是被端到端測量的。更精確地，QoS延遲時間是網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(GGSN)、服務GPRS支持節(jié)點(SGSN)、分組控制單元(PCU)中的排隊時間、處理時間及所有鏈路上的傳輸時間的總和。不過，在一個大小適度的GPRS系統(tǒng)中，全部延遲的最大貢獻者是排隊時間及無線空中接口上的傳輸時間。
現(xiàn)有的算法將一些調(diào)度功能放置到系統(tǒng)的SS部分中(更明確地，在邏輯鏈路控制或LLC協(xié)議層)，以及其他一些被放入BSS部分中(MAC/RLC協(xié)議層中)。SS中的調(diào)度功能涉及將LLC幀提交給BSS的順序。SS調(diào)度功能是通過考慮數(shù)據(jù)分組到達時間以及相應數(shù)據(jù)流的QoS參數(shù)來實現(xiàn)的。另外，SS調(diào)度功能可以考慮關(guān)于BSS中的數(shù)據(jù)隊列的一些有限的信息，及每個小區(qū)中被估計的總帶寬。
BSS中的調(diào)度功能確定以什么順序以及在哪些無線鏈路上發(fā)送到達的LLC幀。在BSS的調(diào)度功能中，BSS能夠考慮它所具有的關(guān)于無線鏈路質(zhì)量的任何信息，及LLC幀被從SS提交給BSS的時間。另外，BSS能夠考慮能被SS提供的關(guān)于LLC幀相關(guān)重要性的某些非常有限的信息。例如，在GSM技術(shù)規(guī)范02.60和08.18(BSS-SGSN；BSS GPRS協(xié)議，版本5.0.0)中提出的QoS及流控制解決方案中，關(guān)于BSS的條件的SS信息被限于被估計的每個小區(qū)中的總平均帶寬以及在流控制消息中被攜帶的關(guān)于BSS隊列長度的有限信息。
現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一個GPRS的可使用的QoS解決方案。另外，現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)會受到一些基本缺點的困擾，它們會導致過重的處理器負載、差的鏈路利用以及低的吞吐量。下面的例子說明了這些問題。
一個問題是現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)不能確定用戶所加的QoS需求被滿足的程度。特別地，系統(tǒng)的BSS部分不知道SS部分的排隊時間。因此，BSS不能確定端到端延遲。另一方面，至少在LLC“不確認”的操作模式中，SS不知道一個LLC幀在無線空中接口上被發(fā)送的確切時刻。因此，SS不能確定端到端延遲。在一個GPRS系統(tǒng)中沒有提供關(guān)于端到端延遲的信息。因此，不可能確定GPRS承載業(yè)務是否滿足被同意的延遲要求。
另一個問題是現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)不能控制通過一個GPRS系統(tǒng)的端到端延遲時間。特別地，SS不知道單個用戶的無線鏈路條件。同樣，即使SS有關(guān)于BSS中隊列長度的信息，SS仍不知道要用多少時間清空BSS的隊列。這個問題的出現(xiàn)是由于用來從該隊列中發(fā)送分組的時間依賴于在隊列中有分組的每個用戶的無線鏈路條件。
而且，典型地，SS不知道關(guān)于如何完成BSS調(diào)度的足夠多的細節(jié)。因此，SS不能在一個被提交的LLC幀通過無線空中接口發(fā)送之前確定它要用在BSS隊列中的時間。這樣，類似于BSS的情況，SS不能控制GPRS的端到端分組延遲。
還有一個問題是現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)不能處理涉及在最大的帶寬利用和用戶的優(yōu)先級之間平衡的問題。特別地，考慮這種情況，其中有高優(yōu)先級的某些用戶要忍受差的鏈路條件，而有低優(yōu)先級的其他用戶卻享受每條無線鏈路的高吞吐量。系統(tǒng)不得不對付在高吞吐量(低優(yōu)先級用戶)或向高優(yōu)先級用戶提供資源之間進行選擇的棘手任務。一方面，通過向低優(yōu)先級、高鏈路吞吐量用戶提供所有的資源，系統(tǒng)的整體吞吐量將被最大化。另一方面，通過向高優(yōu)先級用戶提供所有的資源，系統(tǒng)將保證這些用戶的高優(yōu)先級需求被真正實現(xiàn)。不過，實現(xiàn)這一優(yōu)先級的區(qū)分是以系統(tǒng)吞吐量的降低為代價的。同樣，類似于這樣的情況可以頻繁發(fā)生在任何分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)中。
在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，BSS對于QoS需求知之甚少，以致于不能在上面描述的情形中做出恰當?shù)恼{(diào)度決定。相反，SS只知道一點或根本不知道每個用戶的吞吐量，同樣不清楚上面描述的沖突。
還有一個問題是現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)導致了BSS與SS之間調(diào)度的沖突。特別是，SS通常利用它可得的信息來根據(jù)QoS協(xié)議和應用的數(shù)據(jù)單元的到達時間來調(diào)度。相反，BSS更可能根據(jù)可用的無線資源及不同用戶的現(xiàn)有無線條件來調(diào)度。在這些調(diào)度原則發(fā)生沖突(例如上面所描述的)的情況下，BSS的調(diào)度功能可能與SS的調(diào)度功能的意圖相抵觸。因此，這些沖突會導致很差的QoS性能。同樣，這些沖突更可能出現(xiàn)在系統(tǒng)的BSS部分和SS部分是由不同制造商提供的系統(tǒng)中。
從上面描述的問題可以得知現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)不能有效地為用戶提供他們所要求的QoS性能。因此，現(xiàn)有的系統(tǒng)和調(diào)度技術(shù)的缺點導致了有嚴格延遲要求的應用的差的性能和降低的吞吐量，且由于應用(例如TCP/IP)不能得到恰當?shù)腝oS而因此導致降低的容量。這個問題導致了應用級的重傳，及提供低成本/高延遲服務的有限的可能性。不過，如下面將詳細描述的，本發(fā)明成功地解決了這些問題。
本發(fā)明的一個重要技術(shù)優(yōu)勢是QoS相關(guān)的改進在系統(tǒng)級被提供，比如，增加的容量、對有更嚴格延遲要求的應用的改進的保護、提供低成本/大延遲業(yè)務的更大的可能性以及更多可控制的用戶間的差異。
本發(fā)明的第二個重要技術(shù)優(yōu)勢是對于一個多協(xié)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所有的調(diào)度智能都被集中在一個協(xié)議中(例如，GPRS系統(tǒng)中的LLC協(xié)議)。這樣，不同協(xié)議層的調(diào)度算法之間沖突的風險被最小化，這簡化了系統(tǒng)的設計以及對來自不同制造商的節(jié)點的集成。
附圖簡述通過參考下面對附圖的詳細描述就能對本發(fā)明的方法和設備有更完整的理解。其中

圖1是一張表，它說明了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是如何獲得最佳的IP分組傳輸調(diào)度的；圖2是一張簡化的方塊圖，它說明了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，一個無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的SS部分利用BSS部分提供的鏈路效率信息對數(shù)據(jù)單元進行最佳調(diào)度；圖3A是一張流程圖，它說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，如何在一個數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng)的SS部分實現(xiàn)基于鏈路效率的調(diào)度；以及圖3B是一張流程圖，它說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，如何在一個數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng)的BSS部分實現(xiàn)基于鏈路效率的調(diào)度。
附圖詳述通過參考附圖1-3B可以最好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實施方案及其優(yōu)勢，相同的數(shù)字被用于各個附圖的相同和相應的部分。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，基本上提供了用于調(diào)度分組傳輸?shù)囊环N系統(tǒng)和方法，BSS將與調(diào)度相關(guān)的信息提供給SS以用于LLC幀的基于鏈路效率的調(diào)度，該信息包括關(guān)于(1)小區(qū)中無線鏈路總數(shù)，及(2)每個用戶的每條鏈路的帶寬的信息。因此，SS能夠確定所需要的鏈路使用及SS提交的在無線鏈路上傳輸?shù)拿總€數(shù)據(jù)分組的傳輸時間。同樣，SS能夠控制每個被發(fā)送的數(shù)據(jù)分組的所有端到端的QoS量以及這些量如何被SS對提交給BSS的LLC幀的調(diào)度來影響。以這種方式，SS能夠完全控制如何去滿足與用戶的QoS協(xié)議。
特別地，如上面所描述的，每條鏈路的帶寬對于不同的用戶都是不同的，因為不同用戶的無線鏈路條件不同。特別地，這些不同使得在象一個GPRS系統(tǒng)這樣的分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)中很難獲得高QoS性能。根據(jù)本發(fā)明，假設可以訪問每個用戶的每條鏈路帶寬的信息，則SS能做出下面的判斷。首先，SS能確定是否它提交了2.4k字節(jié)的數(shù)據(jù)以傳輸?shù)接脩鬉，并且SS從每個用戶的每條鏈路的帶寬信息知道用戶A的鏈路效率為1.6k字節(jié)/秒/鏈路，到用戶A的傳輸要求要使用對應于1.5秒鏈路的資源。在BSS中，這個鏈路使用時間既可以通過一條鏈路上1.5秒的傳輸，也可以通過兩條鏈路上0.75秒的傳輸(假設用戶A的移動站有多時隙能力)來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，SS被提供以關(guān)于一個小區(qū)中鏈路總數(shù)的信息。因此，SS能夠計算出用來傳輸SS想提交給BSS的LLC幀的任意組合所需的總時間。
對于一個按先進先出原則操作且在其中有短隊列的BSS,SS精確地知道在提交LLC幀給BSS與該LLC幀在無線空中接口上完成傳輸之間的時間間隔?？梢约僭O移動站中數(shù)據(jù)處理延遲時間是很小的(用來將LLC幀裝配成應用數(shù)據(jù)單元且將該數(shù)據(jù)單元轉(zhuǎn)送到一個應用的時間)。因此，利用關(guān)于小區(qū)中無線鏈路總數(shù)及每個用戶每條鏈路的帶寬的信息，對于SS提交給BSS的LLC幀的每個組合，SS都能夠計算出每個應用數(shù)據(jù)單元用在分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)中的端到端時間。利用這個共計占用的時間信息，及關(guān)于與不同用戶達成的QoS協(xié)議的信息，SS能夠以最好地滿足被同意的QoS需求的方式來對提交LLC幀給BSS進行調(diào)度。根據(jù)本發(fā)明，這種有利的方法可以被用于任何分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)中。
在一個GPRS系統(tǒng)中，BSS有關(guān)于重傳、被使用的編碼、干擾及其它與無線鏈路有關(guān)的量的信息。因此，BSS能夠使用這一信息以便將關(guān)于每個用戶每條鏈路的帶寬的信息傳遞給SS。估計一個用戶每條鏈路帶寬的一個方法是進行測量(例如，利用關(guān)于編碼及被重傳的無線塊的部分的知識)。對于系統(tǒng)中的一個新用戶或?qū)τ谝粋€其測量結(jié)果被認為太舊而不再有效的用戶，可以使用一個小區(qū)平均值直到它獲得更可靠的測量結(jié)果。在一個GPRS系統(tǒng)中，一個小區(qū)中無線鏈路的總數(shù)僅僅是當前被分配給該GPRS的基本物理信道的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明，BSS將這一信息傳達給SS。
在一個運行的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，對關(guān)于每個用戶每條鏈路的帶寬信息的估計精確性依賴于所使用的具體方法。由于任何這樣的估計都包含不定性，顯然帶寬信息是不精確的。因此，被SS提交給BSS的負荷將會使用比SS預期的稍少一點或稍多一點的資源。這一不定性導致了BSS中隊列長度的波動問題。不過，這些波動可以通過多種方式控制。例如，BSS可以報告每個用戶每條鏈路的帶寬的有偏置的值。同樣，通過使BSS報告比所測量的稍小一點的值，SS可以被“欺騙”而以一個較低的速率提交數(shù)據(jù)，這將減小小區(qū)中隊列的長度。同樣地，通過使BSS報告比所測量的稍大些的帶寬，小區(qū)中隊列的長度可以被增加。另一種控制隊列的方法是讓BSS將關(guān)于每個小區(qū)中的隊列長度的信息報告給SS。
圖1是一張表，它說明了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，一個數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)如何獲得對于IP分組傳輸?shù)淖罴颜{(diào)度。應當理解，盡管下面對于一個可做示范的實施方案的描述是被應用于一個GPRS系統(tǒng)的，本發(fā)明卻并不如此受局限，它可以包含在任何分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)中的調(diào)度，比如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)(CDPD)、GSM或數(shù)字高級移動電話系統(tǒng)(D-AMPS)中的GPRS、IS-95系統(tǒng)中的分組數(shù)據(jù)業(yè)務、分組數(shù)據(jù)無線衛(wèi)星通信系統(tǒng)、以及發(fā)展中的諸如寬帶碼分多址(W-CDMA)系統(tǒng)的寬帶系統(tǒng)。同樣，具體細節(jié)(例如，用戶數(shù)、信道數(shù)、延遲要求、到達時間、每個用戶的吞吐量、被使用的參數(shù)及參數(shù)值等)可以與做示范的描述不同。
討論圖1所示的表，下面的說明可以被考慮。在有關(guān)的SS中，要為四個不同用戶調(diào)度傳輸數(shù)據(jù)單元(如IP分組)(表示為U1、U2等的數(shù)據(jù)單元對應于相應用戶1、2等)。這些數(shù)據(jù)單元中的每個都有其自己的超時(TO)時間間隔，每個用戶有一個相對的優(yōu)先級(如優(yōu)先級1是最高的用戶優(yōu)先級，優(yōu)先級2是最低的用戶優(yōu)先級)。對于這個示例的實施方案，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)試圖實現(xiàn)如下的調(diào)度策略(1)試圖滿足盡可能多的優(yōu)先級1的QoS協(xié)議；及(2)考慮策略(1)所施加的約束，設法滿足盡可能多的優(yōu)先級2的QoS協(xié)議。這樣，對于這一示例，“滿足一個QoS協(xié)議”意味著在對應的TO發(fā)生之前遞送一個IP分組。
對于這個示例的實施方案，假設小區(qū)中GPRS信道的數(shù)量是4，且所有用戶的移動站都有四時隙容量(即，每個用戶的移動站能同時使用四個信道)。還假設這些用戶的移動站在不同的無線環(huán)境中操作(例如，典型地每個移動站使用不同的錯誤保護編碼及重傳速率)。因此，每個用戶的移動站的每條無線鏈路有唯一的吞吐量(T)(如圖1中的表所說明的)。
對于這個示范實施方案進一步假設已經(jīng)被存儲在BSS部分的數(shù)據(jù)單元隊列(Q)要通過將這些數(shù)據(jù)單元發(fā)送到各自用戶的移動站而用0.2秒的時間清空。而且，無須先有特定的調(diào)度算法，因為根據(jù)本發(fā)明的最佳的調(diào)度方法不需要與任何具體的調(diào)度算法相連接。
圖2是一個簡化的方塊圖，它說明了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，由一個無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(10)的SS部分利用BSS部分提供的鏈路效率信息對數(shù)據(jù)單元進行的最佳調(diào)度。首先，如果各個用戶能夠完全接入四個信道，則SS12計算發(fā)送每個用戶的數(shù)據(jù)負載(例如，IP包的大小)所用的時間。這個時間間隔(圖1中所示)是t=L/nT，其中L是每個用戶的數(shù)據(jù)負載(例如，IP包的大小)，T是信道吞吐量，n是被使用的信道的數(shù)量(本例中n=4)。如圖1所說明的，即使用戶1能立即接入所有可用的信道，用戶1的QoS協(xié)議也不能被滿足。而且，調(diào)度使得用戶1的數(shù)據(jù)被首先提交意味著與其他用戶的QoS協(xié)議就不能被滿足，因為到用戶1的數(shù)據(jù)傳輸完成時(2.0秒之后)，其他三個用戶的IP分組提交也已經(jīng)超時了。對于這種情況，一旦SS12確定用戶1的提交和傳輸不能被成功完成，則SS12就試圖對剩余的用戶的提交(例如，U2,U3,U4)進行調(diào)度，以便這些用戶能被滿足其QoS協(xié)議。
如圖2所說明的，系統(tǒng)10能夠通過首先發(fā)送(通過BSS部分14和基站收發(fā)信臺或BTS先進先出)相應的IP分組到用戶2，然后發(fā)送相應的IP分組到用戶3，再發(fā)送相應的分組到用戶4來完成這一最佳調(diào)度。利用上面描述的調(diào)度安排，以及BSS14中的對應于0.2秒傳送時間的隊列長度，U2、U3及U4 IP分組的傳送分別被以t=1.0秒、t=1.5秒和t=2.0秒完成。
圖3A和圖3B是有關(guān)的流程圖，它說明了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，基于鏈路效率的調(diào)度是如何被實現(xiàn)的。參考圖2及圖3A(用于SS部分)，所給出的本示范方法以考慮在下一個TL=1.5秒中什么數(shù)據(jù)要被傳送給用戶來開始。根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，SS12知道信道的數(shù)量(n)等于4，隊列的長度(Q)等于0.2秒，每個用戶的吞吐量如圖1的表中給出的。假設Qmax=220毫秒，其中Qmax是到達該值時SS12通過向有關(guān)的小區(qū)提交一個減少的負載而開始減小隊列長度的Q值。同樣假設Qmin=180毫秒，其中Qmin是到達該值時SS通過向有關(guān)的小區(qū)提交一個增加的負載而開始增加隊列長度的Q值。
對于這個實施方案，方法100中的步驟以TL的時間周期被周期地完成，其中TL是該方法的循環(huán)時間(即這些步驟每隔TL周期被執(zhí)行一次)。TL的一個合理值是在50毫秒和2.0秒之間。示范的SS方法在步驟104開始，其中SS12從小區(qū)數(shù)據(jù)基礎(CDB)106(用于被考慮的小區(qū))讀取下列鏈路效率相關(guān)的信息(1)用于小區(qū)中的每個用戶的T或該用戶的每條鏈路的吞吐量(即如果使用該小區(qū)中一條鏈路的全部容量，則一個用戶將有的吞吐量)；(2)小區(qū)中無線鏈路的總數(shù)；以及(3)小區(qū)中BSS隊列(Q)的長度。CDB106被用下面將詳細描述的一個常規(guī)方法從BSS傳送。
在步驟108,SS12確定是否小區(qū)中BSS隊列的長度比Qmax的值大。如果是，則在步驟110,SS設置參數(shù)f(補償因子)等于0.9。如果不是，則在步驟112,SS12確定是否小區(qū)中BSS隊列的長度小于Qmin的值。如果是，則在步驟114,SS12設置參數(shù)f等于1.1。否則，在步驟116,SS設置參數(shù)f等于1.0。
在步驟116,SS確定被定址到有關(guān)小區(qū)中用戶的所有存儲在SS中的數(shù)據(jù)單元的總傳送時間是否小于值f×TL。如果是，則在步驟120，考慮來自CDB106的信息、用戶的QoS協(xié)議、步驟118中數(shù)據(jù)單元的GPRS到達時間，SS12以使能被滿足的QoS協(xié)議的數(shù)量最大的方式調(diào)度步驟118中的所有數(shù)據(jù)單元。
否則，在步驟122，考慮CDB106中的信息、用戶的QoS協(xié)議、步驟118中數(shù)據(jù)單元的GPRS到達時間，SS12以使能被滿足的QoS協(xié)議的數(shù)量最大的方式選擇步驟118中的部分數(shù)據(jù)單元并對它們進行調(diào)度。在這點上，SS12訪問了圖1所示的所有信息。使用上面描述的推理，以及明確地考慮4！=24種可能的調(diào)度的結(jié)果，SS12就能推論出最佳的調(diào)度就是上面所描述的。因此，SS12自己能預定首先提交2k字節(jié)的IP分組給用戶2，再提交4k字節(jié)的IP分組給用戶3，然后提交1.2k字節(jié)的IP分組給用戶4。這個調(diào)度導致根據(jù)圖1所示的信息的總共7.2k字節(jié)的數(shù)據(jù)用1.5秒在無線空中接口上發(fā)送。同樣，在步驟124,SS提交被調(diào)度的LLC分組數(shù)據(jù)單元(PDU)給BSS14以通過BTS(未顯示出)發(fā)送到各個的用戶。
上面描述的用于SS部分(12)的方法提供了在每個周期TL中，SS提交一個負載(LLC PDU)給BSS14以進一步遞送給用戶的移動站，下面將參考圖3B對此進行描述。根據(jù)本發(fā)明，考慮對于每個用戶的鏈路效率，以及一個小區(qū)中無線鏈路的總數(shù)，SS12提交給BSS14的負載量是SS所估計的可能在一個時間周期(TL)中被發(fā)送的量(步驟120,122)。為了防止由于SS12的不精確估計而產(chǎn)生的BSS14中過長的數(shù)據(jù)單元隊列，SS12檢查長隊列，并且如果需要的話就調(diào)整負載以減小這樣的隊列(步驟108,110)。當SS12確定有太短的要被提交給BSS14的數(shù)據(jù)單元隊列時，SS12采取類似的步驟，即如果需要的話就調(diào)整負載以增長這樣的隊列(步驟112,114)。
討論圖2和圖3B中本發(fā)明可做示范的BSS部分，BSS14最好是不斷循環(huán)地完成下面的步驟，從而定期地更新被SS12使用的CDB106。同樣，示范方法(200)從步驟202開始，其中BSS14確定有關(guān)的小區(qū)的隊列中是否有任何數(shù)據(jù)單元(PDU)。如果有，則在步驟204,BSS14發(fā)送(通過BTS)一組屬于一個或多個LLC PDU的無線塊。在步驟206，對于在步驟204中的每個激活的用戶，BSS14測量每條無線鏈路的吞吐量T(使用常規(guī)的測量技術(shù))。
返回步驟202，如果BSS14確定有關(guān)小區(qū)的隊列中沒有任何數(shù)據(jù)單元，則該方法直接進行到步驟208。在步驟210中，正如上面所描述的有關(guān)SS方法100,BSS14將相關(guān)的鏈路效率相關(guān)信息轉(zhuǎn)送給CDB106(以便被周期地發(fā)送給SS12)。該信息包括(對于所考慮的小區(qū))小區(qū)中的每個用戶的T，即該用戶每條鏈路的吞吐量(即如果一個用戶使用該小區(qū)中一條無線鏈路的全部容量則該用戶將有的吞吐量)，該小區(qū)中無線鏈路的總數(shù)，以及該小區(qū)中BSS隊列(Q)的長度。
同樣，對于這個示范實施方案，在BSS14中，數(shù)據(jù)被按先進先出原則發(fā)送。當已經(jīng)在BSS14中排隊0.2秒的數(shù)據(jù)被發(fā)送后，BSS14繼續(xù)使用所有的四個信道來將相應的數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶2(U2)。當這個傳輸結(jié)束時(即在t=1.0秒時)，BSS14接著發(fā)送相應的數(shù)據(jù)到用戶3(U3)，再發(fā)送相應的數(shù)據(jù)到用戶4(U4)。在數(shù)據(jù)的這些轉(zhuǎn)送中，BSS14測量實際的吞吐量(由重傳的數(shù)量及被使用的編碼來給出)，然后根據(jù)圖3B中的步驟210更新CDB106。
盡管本發(fā)明的方法和設備的優(yōu)選的實施方案被在附圖中說明且在前面的詳細敘述中被描述，應當理解本發(fā)明并不局限于所公開的實施方案，在不偏離由下面權(quán)利要求所提出和定義的發(fā)明精神的前提下，可以有多種重新安排、修改和置換。
權(quán)利要求
1．一種用于無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包含的步驟是將來自一個基站系統(tǒng)的小區(qū)鏈路效率信息輸入到該無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一個交換系統(tǒng)中；以及響應于上述小區(qū)鏈路效率信息、多個服務質(zhì)量協(xié)議的每一個以及多個數(shù)據(jù)單元的每一個的到達時間的至少一個值，上述交換系統(tǒng)將上述數(shù)據(jù)單元序列提交給上述基站系統(tǒng)以便傳輸。
2．權(quán)利要求1的方法，還包含以下步驟上述基站系統(tǒng)將上述數(shù)據(jù)單元序列存儲到一個隊列中；以及按先進先出原則將上述數(shù)據(jù)單元序列從上述隊列中輸出以便傳輸。
3．權(quán)利要求1的方法，其中上述交換系統(tǒng)對上述數(shù)據(jù)單元序列的提交進行調(diào)度以便使能被滿足的上述服務質(zhì)量協(xié)議的數(shù)量最大。
4．權(quán)利要求1的方法，其中上述數(shù)據(jù)單元包括分組數(shù)據(jù)單元。
5．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個GPRS系統(tǒng)，且上述數(shù)據(jù)單元包含IP分組。
6．權(quán)利要求1的方法，其中上述數(shù)據(jù)單元包含LLC分組數(shù)據(jù)單元。
7．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)。
8．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個CDPD系統(tǒng)。
9．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個與IS-95系統(tǒng)有關(guān)的分組數(shù)據(jù)業(yè)務。
10．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個分組數(shù)據(jù)無線衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
11．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與一個W-CDMA系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。
12．權(quán)利要求1的方法，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是一個與無線異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。
13．權(quán)利要求1的方法，其中上述的至少一個值包括一個小區(qū)中鏈路的總數(shù)。
14．一種用于無線通信系統(tǒng)中調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包含的步驟為交換系統(tǒng)從基站系統(tǒng)中讀取基于小區(qū)的鏈路效率信息；確定上述基站系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)隊列的長度是否大于第一個預定值或小于第二個預定值；調(diào)整一個負載以補償至少一種情況，即其中上述數(shù)據(jù)隊列長度大于上述第一個預定值或小于上述第二個預定值；對要被提交以供傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元排序以便使能被滿足的服務質(zhì)量協(xié)議的數(shù)量最大；以及將上述數(shù)據(jù)單元序列提交給上述基站系統(tǒng)。
15．權(quán)利要求14的方法，還包含以下步驟上述基站系統(tǒng)確定上述數(shù)據(jù)隊列是否包含至少一個數(shù)據(jù)單元；如果是，就通過數(shù)據(jù)發(fā)送將上述隊列清空；測量每個用戶每條鏈路的吞吐量；以及對上述基于小區(qū)的鏈路效率信息進行編輯并轉(zhuǎn)送到上述交換系統(tǒng)，所述鏈路效率信息包括每個用戶每條鏈路的上述被測量的吞吐量，鏈路總數(shù)以及上述隊列長度的至少一個值。
16．權(quán)利要求15的方法，進一步包含基站系統(tǒng)按先進先出原則將數(shù)據(jù)單元發(fā)送到多個用戶的步驟。
17．權(quán)利要求14或15的方法，其中上述基于小區(qū)的鏈路效率信息包括小區(qū)中鏈路的總數(shù)。
18．一種用于無線通信系統(tǒng)中調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)，包含一個交換系統(tǒng)；以及一個被連接到上述交換系統(tǒng)的基站系統(tǒng)，上述基站系統(tǒng)可操作以將小區(qū)鏈路效率信息傳送給上述交換系統(tǒng)；以及響應于上述小區(qū)鏈路效率信息、多個服務質(zhì)量協(xié)議中的每一個、多個數(shù)據(jù)單元中的每一個的到達時間的至少一個值，上述交換系統(tǒng)可操作以將上述數(shù)據(jù)單元提交給基站系統(tǒng)進行傳輸。
19．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，上述基站系統(tǒng)進一步操作將上述數(shù)據(jù)單元序列存儲到一個隊列中；以及按先進先出原則從上述隊列中輸出數(shù)據(jù)單元序列以供傳輸。
20．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述交換系統(tǒng)還可操作以對上述數(shù)據(jù)單元序列的提交進行調(diào)度以使上述能被滿足的多個業(yè)務質(zhì)量協(xié)議的數(shù)量最大。
21．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述數(shù)據(jù)單元包括分組數(shù)據(jù)單元。
22．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個GPRS系統(tǒng)，并且上述數(shù)據(jù)單元包括IP分組。
23．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述數(shù)據(jù)單元包括LLC分組數(shù)據(jù)單元。
24．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個分組數(shù)據(jù)無線系統(tǒng)。
25．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個CDPD系統(tǒng)。
26．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個與IS-95系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的分組數(shù)據(jù)業(yè)務。
27．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)包含一個分組數(shù)據(jù)無線衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
28．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與一個W-CDMA系統(tǒng)相關(guān)。
29．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是一個與無線ATM系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)。
30．權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中上述至少一個值包含一個小區(qū)中鏈路總數(shù)。
全文摘要
公開了用于調(diào)度分組傳輸一種方法和系統(tǒng),其中基站系統(tǒng)(BSS)部分(14)提供調(diào)度相關(guān)的信息給交換系統(tǒng)(SS)部分(12)用于對LLC幀進行調(diào)度,該信息包括關(guān)于小區(qū)中分組數(shù)據(jù)業(yè)務無線鏈路總數(shù),以及對于每個用戶每條鏈路的帶寬的信息。因此,SS(12)能夠確定所要求的鏈路使用以及SS(12)提交的用于在無線鏈路上傳輸?shù)拿總€數(shù)據(jù)分組的傳輸時間。同樣,SS(12)能夠為每個數(shù)據(jù)分組控制端到端QoS量,以及這些量是如何被SS對到BSS(14)的LLC幀的調(diào)度所影響的。以這種方式,SS能夠完全控制如何去滿足與用戶的QoS協(xié)議。
文檔編號H04L12/56GK1301445SQ9980640
公開日2001年6月27日 申請日期1999年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者E·維斯特貝里, J·福爾斯勒夫 申請人:艾利森電話股份有限公司