專利名稱：用于實(shí)時(shí)自適應(yīng)容量調(diào)度的系統(tǒng)與方法
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)涉及同樣還未獲批準(zhǔn)且共同轉(zhuǎn)讓的09/434832，09/434815，09/434816以及09/434707號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)，這些申請(qǐng)各自題為“SYSTEM AND METHOD FOR BROADBANDMILLIMETER WAVE DATA COMMUNICATION(寬帶毫米波數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及方法)”，這里通過(guò)引用將上述申請(qǐng)中所公開(kāi)的內(nèi)容包括進(jìn)來(lái)。以上所提到的申請(qǐng)各自是共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利6016313號(hào)的一個(gè)分案，該專利名為“SYSTEM AND METHOD FORBROADBAND MILLIMETER WAVE DATA COMMUNICATION(寬帶毫米波數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及方法)”，是2000年1月18日提交的，并且上述的各個(gè)專利申請(qǐng)目前正在90/005726號(hào)申請(qǐng)與90/005974號(hào)申請(qǐng)的名義下接受兩次再審查。
本申請(qǐng)涉及并且與以下共同轉(zhuǎn)讓的專利申請(qǐng)同時(shí)提交，其中包括題為“SYSTEM AND METHOD FOR DYNAMIC BANDWIDTHALLOCATION(動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)和方法)”的＿＿號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)，題為“SYSTEM AND METHOD FOR DYNAMICBANDWIDTH ALLOCATION IN A POINT TO MULTIPOINTCOMMUNICATION SYSTEM(一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)和方法)”的＿＿號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)，題為“FRAMETO FRAME TIMING SYNCHRONIZATION SYSTEM ANDMETHOD(幀對(duì)幀時(shí)序同步系統(tǒng)和方法)”的＿＿號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)，題為“APPARATUS AND METHOD FOR MANAGINGBURST PROFILE CHARACTERISTICS IN TDM SYSTEMS(TDM系統(tǒng)中管理突發(fā)特性的設(shè)備和方法)”的＿＿號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)，以及題為 SYSTEM AND METHOD FOR DEMODULATORSTATE CONTROLLER(解調(diào)狀態(tài)控制器的系統(tǒng)和方法)”的號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)，這里通過(guò)引用將上述申請(qǐng)中所公開(kāi)的內(nèi)容包括進(jìn)來(lái)。
本申請(qǐng)要求獲得還未獲批準(zhǔn)的題為“SOFTWAREPROVISIONAL APPLICATION(軟件臨時(shí)申請(qǐng))”的60/266475號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，這里通過(guò)引用將該臨時(shí)申請(qǐng)所公開(kāi)的內(nèi)容包括進(jìn)來(lái)。
背景在包括至少一個(gè)中心站和至少一個(gè)遠(yuǎn)程站的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)系統(tǒng)中，站點(diǎn)之間的可用帶寬分配是根據(jù)系統(tǒng)中所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總體要求來(lái)決定的，而不考慮所述遠(yuǎn)程站的相應(yīng)用戶對(duì)各個(gè)遠(yuǎn)程站的個(gè)人需要。
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)系統(tǒng)，如無(wú)線通信系統(tǒng)，常常被要求容納更多的信道。這需要對(duì)有限的可用帶寬進(jìn)行更有效的分配，以及更有效地調(diào)度系統(tǒng)資源與容量。無(wú)線通信系統(tǒng)幫助在若干個(gè)用戶無(wú)線電臺(tái)或用戶單元(稱為中心站與遠(yuǎn)程站)之間進(jìn)行雙向通信。系統(tǒng)實(shí)例包括移動(dòng)蜂窩電話系統(tǒng)和個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)。許多無(wú)線通信系統(tǒng)的目標(biāo)是要提供中心站與遠(yuǎn)程站之間所需的通信信道。在使用多種接入方案的無(wú)線系統(tǒng)中，時(shí)間幀是基本的傳輸單位。每一幀都被劃分為多個(gè)時(shí)隙。一些時(shí)隙被用于控制目的，一些時(shí)隙被用于信息傳輸。信息通常都是在(時(shí)間)幀的時(shí)隙中被傳送的，在該幀中時(shí)隙是被特別分配的。從中心站到遠(yuǎn)程站的傳輸通常被稱為前向鏈路傳輸。從遠(yuǎn)程站到中心站的傳輸一般被稱為反向鏈路傳輸。
無(wú)線通信系統(tǒng)一般使用時(shí)分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)方法來(lái)幫助在中心站與遠(yuǎn)程站之間進(jìn)行信息交換。TDD與FDD雙工方案在技術(shù)上都是人們所熟知的。在FDD系統(tǒng)中，中心站及其遠(yuǎn)程站之間的雙工傳輸是在頻域中實(shí)現(xiàn)的。不同的頻率組被分配用于前向與反向的傳輸。在TDD系統(tǒng)中，中心站及其遠(yuǎn)程站之間的雙工傳輸是在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)的。信道被時(shí)分為重復(fù)的時(shí)間周期或時(shí)“隙”，它們被用于前向與反向的傳輸。
PTMP系統(tǒng)的帶寬需求作為一個(gè)時(shí)間函數(shù)發(fā)生變化。例如，在提供寬帶服務(wù)的PTMP系統(tǒng)中，前向鏈路與反向鏈路傳輸可能有不相等或不對(duì)稱的帶寬需求。同樣，所需要的前向鏈路/反向鏈路帶寬的比例也可能隨(通信)站點(diǎn)和/或信道變化。另外，對(duì)于一個(gè)信道中對(duì)稱或非對(duì)稱通信的需要也會(huì)根據(jù)用戶/遠(yuǎn)程站的類型而變化。因此，需要一種能夠動(dòng)態(tài)地且自適應(yīng)性地分配可用帶寬的系統(tǒng)及方法。
此外，系統(tǒng)資源/容量應(yīng)該被有效地調(diào)度以適應(yīng)對(duì)信道的不斷增長(zhǎng)的需求。例如，許多系統(tǒng)根據(jù)分配給信息/數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)傳輸信息。也就是說(shuō)，最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)將被安排在較低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)之前傳輸。這種調(diào)度方案的一個(gè)缺點(diǎn)在于在發(fā)生嚴(yán)重的通信流擁塞期間，如果有許多最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)要被安排傳送，那么較低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)就不能在允許的時(shí)間內(nèi)被安排傳送。另一種方案是在先入先出(FIFO)的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)度。但是，這樣可能導(dǎo)致最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)沒(méi)有在允許的時(shí)間內(nèi)被調(diào)度/傳輸。現(xiàn)有系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是它們?nèi)菀拙哂袃?nèi)在的傾向性，相對(duì)于反向鏈路傳輸來(lái)說(shuō)它們更偏重前向鏈路傳輸。因此需要一種系統(tǒng)和方法，用于動(dòng)態(tài)地且自適應(yīng)性地調(diào)度資源/容量以及分配像PTMP系統(tǒng)那樣的系統(tǒng)的帶寬。


從以下對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的上述及其他優(yōu)點(diǎn)與特征將能得到更好的理解，這些詳細(xì)說(shuō)明是與附圖一同提供的。附圖的各個(gè)部分可能不是按照規(guī)定比例的。附圖中包括下列圖形圖1示出了一個(gè)PTMP系統(tǒng)的程式化圖例；圖2示出了符合本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的時(shí)間劃分格式化的圖解；圖3示出了一張示意圖，該圖展示了符合本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的中心站、遠(yuǎn)程站以及通信信道之間的關(guān)系；
圖4示出了符合本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)度與帶寬分配系統(tǒng)的原理框圖；圖5示出了一幅圖例，它圖示了集中式的調(diào)度優(yōu)先級(jí)倒置；圖6示出了符合本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的范例跨信道調(diào)度器的原理框圖；以及圖7示出了符合本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的調(diào)度容量及分配帶寬的范例程序的流程圖。
圖8示出了一個(gè)范例的通信流形成體系結(jié)構(gòu)的原理示意圖。
圖9示出了一幅示意圖，它圖示了通信流形成體系結(jié)構(gòu)的有限通信流實(shí)現(xiàn)方式。
圖10示出了一幅示意圖，它圖示了通信流形成體系結(jié)構(gòu)的突發(fā)通信流實(shí)現(xiàn)方式。
圖11示出了一幅流程圖，它展示了要從圖10所示的固定與動(dòng)態(tài)庫(kù)FIFO中取出地址所需的不同步驟。
具體實(shí)施例方式
這里所說(shuō)明的容量調(diào)度及帶寬分配系統(tǒng)與方法利用集中式和分布式的容量調(diào)度，在無(wú)線一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)環(huán)境中完成實(shí)時(shí)自適應(yīng)容量調(diào)度與帶寬分配。圖1示出了一個(gè)PTMP系統(tǒng)100的程式化圖例。系統(tǒng)100由至少一個(gè)中心站24和至少一個(gè)遠(yuǎn)程站22構(gòu)成。一個(gè)遠(yuǎn)程站22可以包括一個(gè)局域網(wǎng)(LAN)—由局域網(wǎng)26和28表示、個(gè)體處理機(jī)—由處理機(jī)30表示、一臺(tái)無(wú)線通信裝置—由天線32輔助和表示、一臺(tái)電磁和/或光通信裝置—由介質(zhì)34輔助和表示，或是以上各個(gè)部分的任意組合。一個(gè)中心站24可以包括一臺(tái)處理機(jī)—由處理機(jī)36表示、一臺(tái)無(wú)線傳輸裝置—由天線38輔助和表示、一臺(tái)電磁和/或光通信裝置—由介質(zhì)34輔助和表示，或是以上各個(gè)部分的任意組合。在一個(gè)范例實(shí)施例中，天線38由一個(gè)全向天線構(gòu)成，以便與所有其他的站點(diǎn)進(jìn)行并發(fā)式通信。但是可以理解的是，天線38可能由若干個(gè)定向天線構(gòu)成。如系統(tǒng)100所示，通信可以在多個(gè)中心站24之間、中心站24與遠(yuǎn)程站22之間、多個(gè)遠(yuǎn)程站22之間進(jìn)行，或是上述通信方式的任意組合。
需要特別注意的是時(shí)分復(fù)用(TDM)和時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中，各站之間的通信是通過(guò)將信息格式化成獨(dú)特的時(shí)間段來(lái)完成的。對(duì)TDM和TDMA系統(tǒng)的說(shuō)明可以在任何與無(wú)線通信相關(guān)的教科書(shū)中找到，如“Wireless CommunicationsTdmaversus Cdma(無(wú)線通信TDMA v.s.CDMA)”，by Savo G.Glisicand Petti A.Leppanen，June 1997；以及“WirelessCommunications & Networks(無(wú)線通信與網(wǎng)絡(luò))”，by WilliamStallings， August 23，2001；例如，圖2就示出了符合本發(fā)明的時(shí)間劃分格式化的圖例。如圖2中所示，一條通信信道由多個(gè)幀42構(gòu)成。每個(gè)幀42被劃分為一個(gè)前向鏈路部分44和一個(gè)反向鏈路部分46。在前向鏈路44中，信息從一個(gè)中心站(例如中心站24)發(fā)送給至少一個(gè)遠(yuǎn)程站(例如遠(yuǎn)程站22)。在反向鏈路46中，信息從遠(yuǎn)程站(例如遠(yuǎn)程站22)發(fā)送給相應(yīng)的中心站(例如中心站24)。每個(gè)前向鏈路部分44和反向鏈路部分46被劃分為多個(gè)時(shí)隙48。根據(jù)這里所述的調(diào)度與帶寬分配系統(tǒng)及方法，每個(gè)時(shí)隙48的長(zhǎng)度可以根據(jù)對(duì)PTMP系統(tǒng)(例如系統(tǒng)100)的資源需求、包括對(duì)帶寬的需求，獨(dú)立且動(dòng)態(tài)地進(jìn)行重新配置。
圖3是一幅展示了中心站24、遠(yuǎn)程站22以及通信信道(CP)之間關(guān)系的示意圖。各個(gè)遠(yuǎn)程站22與一個(gè)中心站24之間的通信是通過(guò)一條通信信道(CP)完成的。如圖3中所示、并參照?qǐng)D1進(jìn)行說(shuō)明，各個(gè)站點(diǎn)之間的通信可以通過(guò)若干種不同類型的媒介來(lái)完成，比如空中鏈路、真空、電導(dǎo)體、光導(dǎo)體，或上述各種介質(zhì)的任意組合。根據(jù)這里所述的系統(tǒng)及方法，多條通信信道(CP)共享并利用無(wú)線TDM或TDMA結(jié)構(gòu)中典型的有限數(shù)量物理時(shí)隙。這些結(jié)構(gòu)可以由各種不同的時(shí)間劃分方案構(gòu)成，比如頻分雙工(FDD)、時(shí)分雙工(TDD)，或是上述方案的任意組合。單條CP與無(wú)線PTMP環(huán)境(例如系統(tǒng)100)中的一個(gè)中心站24和各個(gè)遠(yuǎn)程站22之間的通信相關(guān)聯(lián)。單條CP能夠同時(shí)支持多條應(yīng)用會(huì)話，比如多個(gè)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包流，以及異步傳輸模式(ATM)虛擬連接。圖3中所示的范例配置由一個(gè)使用了128條CP的ATM應(yīng)用。每條CP包括多個(gè)前向及反向時(shí)間分區(qū)48。每個(gè)ATM接入點(diǎn)包括N個(gè)虛擬連接(VC)終端?？梢岳斫?，圖3中所示的配置只是起示范作用的。例如，CP的數(shù)量可以大于或小于128，與每個(gè)多路復(fù)用器(MUX)相關(guān)聯(lián)的VC的數(shù)量可以不同(也就是不等于N)，并且所示的應(yīng)用可以不是異步傳輸模式(ATM)，而是例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)、優(yōu)先服務(wù)與新近的IP質(zhì)量服務(wù)(QOS)增強(qiáng)、開(kāi)放式系統(tǒng)互連(OSI)，以及多協(xié)議標(biāo)志轉(zhuǎn)換(MPLS)。
需要傳遞的信息被分割成固定大小的數(shù)據(jù)塊，這種數(shù)據(jù)塊稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。每個(gè)PDU包括一個(gè)有效載荷部分和一個(gè)預(yù)掛部分。有效載荷部分中包含的數(shù)據(jù)表示要發(fā)送與/或要接收的信息。預(yù)掛部分中包含的數(shù)據(jù)指示了上述信息的優(yōu)先級(jí)以及一個(gè)PDU已經(jīng)等待安排傳輸?shù)臅r(shí)間。這里將更詳細(xì)地說(shuō)明，預(yù)掛部分中的數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)地且自適應(yīng)地被更新的，以完成調(diào)度和帶寬分配。為了接納要在PTMP系統(tǒng)—如系統(tǒng)100—中傳遞的所有信息，要根據(jù)指定給信息的優(yōu)先級(jí)、一個(gè)PDU已經(jīng)等待傳輸?shù)臅r(shí)間、與各條CP相關(guān)的參數(shù)來(lái)對(duì)PDU進(jìn)行調(diào)度。根據(jù)一種特定的服務(wù)等級(jí)，為信息指定一個(gè)優(yōu)先級(jí)、或多個(gè)優(yōu)先級(jí)。服務(wù)等級(jí)(COS)是一種用來(lái)描述賦予某個(gè)特定實(shí)體—如一個(gè)終端或一條CP—的服務(wù)待遇及權(quán)利的標(biāo)記。例如，最高優(yōu)先級(jí)可以被分配給具有“時(shí)間敏感”COS的信息，而較低的優(yōu)先級(jí)則可以被分配給具有“非時(shí)間敏感”或“最大努力”服務(wù)等級(jí)的信息。
每條CP支持多個(gè)基于優(yōu)先級(jí)的服務(wù)等級(jí)(COS)，但是數(shù)量有限。各條CP與包含在相應(yīng)的通信量管理約定(TMC)中的參數(shù)相關(guān)聯(lián)。因此，根據(jù)這里所述的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度裝置，可以是每條CP擁有其獨(dú)特的TMC，也可以所有的CP使用同一個(gè)TMC，或是以上方式的任意組合。每個(gè)TMC都由參數(shù)構(gòu)成，這些參數(shù)被實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)度系統(tǒng)用來(lái)分配容量資源和帶寬，以及用來(lái)選擇要傳送的PDU。TMC能夠?qū)崟r(shí)地被更新。每個(gè)TMC中都包含各種參數(shù)，例如期望的最小及最大對(duì)稱傳輸速率、對(duì)于每種服務(wù)級(jí)別(COS)最大可允許的延時(shí)增量，以及每種COS的丟棄延時(shí)閾值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)TMC由表1中所列出的屬性構(gòu)成。
表1 通信信道通信量管理約定(CP TMC)

上述的CP COS與TMC系統(tǒng)及方法能夠很容易地應(yīng)用到多種無(wú)線通信系統(tǒng)中。例如，各種基于ATM的服務(wù)質(zhì)量(QOS)供應(yīng)可以被分組并/或被映射到基于CP優(yōu)先級(jí)的COS上，并且每個(gè)CP的TMC可以被實(shí)時(shí)更新以反映出它所支持的最小及最大ATM虛擬連接(VC)速率的總和。此外，由于TMC可以被實(shí)時(shí)更新，因此ATM永久虛擬連接(PVC)和交換虛擬連接(SVC)的傳輸都可以被支持。
參照?qǐng)D4，其中示出了一幅實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)度及帶寬分配系統(tǒng)的原理框圖。容量調(diào)度與帶寬分配利用了信道間調(diào)度與信道內(nèi)調(diào)度。信道間調(diào)度幫助決定多條競(jìng)爭(zhēng)性通信信道(CP)之間可用容量的分配。信道內(nèi)調(diào)度幫助決定單CP方向環(huán)境內(nèi)PDU的傳輸。
圖4中所示的范例方框圖展示了為兩條CP進(jìn)行調(diào)度的情況。信道間調(diào)度器52向前向信道信道間調(diào)度器54(a)和反向信道信道間調(diào)度器54(b)分發(fā)散量許可(bulk capacity grants)。散量許可中包括了指示PDU明確數(shù)量的信息，這些數(shù)量的PDU可以在一個(gè)指定的傳輸幀(這里也被稱為空中鏈路幀)內(nèi)在各個(gè)方向上傳輸。該信息被通過(guò)空中鏈路控制信道信令分發(fā)給遠(yuǎn)程站22。在一個(gè)范例實(shí)施例中，實(shí)際實(shí)施之前一個(gè)空中鏈路幀時(shí)間將該信息分發(fā)給遠(yuǎn)程站22。
在傳輸幀的前向部分期間，前向信道間調(diào)度的每一個(gè)激活實(shí)例利用信道間調(diào)度器52所提供的散量許可在它COS排隊(duì)機(jī)制中的PDU間進(jìn)行明確的PDU選擇。信道間調(diào)度利用即時(shí)優(yōu)先級(jí)計(jì)算來(lái)進(jìn)行明確PDU選擇，接著再生成一份容量報(bào)告，報(bào)告中詳細(xì)記錄了CP內(nèi)給定方向上保持列隊(duì)的PDU數(shù)量。該容量報(bào)告被作為輸入提供給信道的投標(biāo)處理器58。
在傳輸幀的反向部分期間，反向信道間調(diào)度的每一個(gè)激活實(shí)例利用信道間調(diào)度器52所提供的散量許可在它COS排隊(duì)機(jī)制中的PDU間進(jìn)行明確的PDU選擇。信道間調(diào)度利用即時(shí)優(yōu)先級(jí)計(jì)算來(lái)進(jìn)行明確PDU選擇，接著再生成一份容量報(bào)告，報(bào)告中詳細(xì)記錄了CP內(nèi)給定方向上保持列隊(duì)的PDU數(shù)量。該容量報(bào)告被作為輸入提供給信道的投標(biāo)處理器58。
信道的投標(biāo)處理器58利用信道內(nèi)調(diào)度器54所提供的容量報(bào)告來(lái)確定最新到達(dá)的且需要信道間調(diào)度器52考慮的PDU。這些最新到達(dá)的PDU被提交給信道間調(diào)度器52。然后信道間調(diào)度器52利用與最新到達(dá)的PDU相關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)重新分發(fā)下一批散量許可，從而保證了系統(tǒng)范圍內(nèi)的閉環(huán)調(diào)度機(jī)制。
對(duì)于每一條無(wú)線CP，實(shí)現(xiàn)兩種實(shí)例或信道內(nèi)調(diào)度。第一種實(shí)例對(duì)應(yīng)于前向(中心站24到遠(yuǎn)程站22)，另一種實(shí)例對(duì)應(yīng)于反向(遠(yuǎn)程站22到中心站24)。分布式的信道內(nèi)調(diào)度器54能防止由于集中式調(diào)度的執(zhí)行時(shí)間而造成過(guò)早的優(yōu)先級(jí)倒置以及協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的遞增延時(shí)。例如，考慮圖5中所示的典型情況。如圖5中所示，一個(gè)優(yōu)先級(jí)1的PDU在一個(gè)優(yōu)先級(jí)2的PDU已經(jīng)被選中且已被準(zhǔn)許分配了容量之后到達(dá)遠(yuǎn)程站22。當(dāng)遠(yuǎn)程站22接收到(優(yōu)先級(jí))1 PDU的許可時(shí)，它就面臨著調(diào)度的兩難境地。它現(xiàn)在有兩個(gè)PDU要發(fā)送，并且其中已經(jīng)被準(zhǔn)許分配容量的一個(gè)PDU相比后來(lái)到達(dá)的具有較高優(yōu)先級(jí)1的PDU，前者的優(yōu)先級(jí)較低，而且對(duì)延時(shí)的敏感度也較低。
這里所述的一種自適應(yīng)實(shí)時(shí)調(diào)度器有助于防止過(guò)早的優(yōu)先級(jí)倒置，以及減輕由于調(diào)度的等待時(shí)間引起PDU傳輸?shù)倪f增延時(shí)而造成的負(fù)面效應(yīng)。遠(yuǎn)程站22有能力根據(jù)散量許可來(lái)最終決定發(fā)送哪個(gè)PDU。因此，圖5中的優(yōu)先級(jí)1 PDU可能會(huì)在優(yōu)先級(jí)2 PDU之前被發(fā)送。相應(yīng)的，基于中心站(24)的信道間調(diào)度器52也會(huì)調(diào)整它的實(shí)時(shí)調(diào)度工作以適應(yīng)信道內(nèi)調(diào)度器54作出的分布式?jīng)Q定。
信道內(nèi)調(diào)度器54是一種基于優(yōu)先級(jí)的分布式動(dòng)態(tài)算法。信道內(nèi)調(diào)度器54利用優(yōu)先級(jí)來(lái)對(duì)PDU進(jìn)行調(diào)度，同時(shí)在受到信道TMC的參數(shù)指示時(shí)允許受控的優(yōu)先級(jí)倒置。信道內(nèi)調(diào)度器的這種屬性被稱為動(dòng)態(tài)延時(shí)加權(quán)優(yōu)先級(jí)排序(DDWP)。信道間調(diào)度器54根據(jù)相關(guān)PDU的延時(shí)敏感度進(jìn)行基于優(yōu)先級(jí)排序的調(diào)度。DDWP(信道內(nèi))調(diào)度器54有能力根據(jù)來(lái)自相關(guān)的信道間調(diào)度器52的散量許可來(lái)決定哪些PDU將被發(fā)送。
根據(jù)DDWP，信道內(nèi)調(diào)度器54為處于每個(gè)服務(wù)等級(jí)的傳輸隊(duì)列前部的各個(gè)PDU確定并指定一個(gè)即時(shí)優(yōu)先級(jí)。該機(jī)制使用一種時(shí)間相關(guān)的即時(shí)優(yōu)先級(jí)指數(shù)，該指數(shù)接著會(huì)被使用在明確PDU選擇中。每個(gè)PDU的即時(shí)優(yōu)先級(jí)是根據(jù)下列方程確定的Pj(t)＝MDIj-ωj(t)(1)其中，t代表時(shí)間；Pj(t)代表對(duì)應(yīng)于第j服務(wù)等級(jí)的一個(gè)即時(shí)優(yōu)先級(jí)，它是時(shí)間的函數(shù)；MDIj代表對(duì)應(yīng)于第j服務(wù)等級(jí)的通信信道最大允許延時(shí)增量；而ωj(t)則代表一個(gè)值，該值指示了第j服務(wù)等級(jí)的PDU已經(jīng)等待分配的最長(zhǎng)時(shí)間。這個(gè)即時(shí)優(yōu)先級(jí)指數(shù)Pj(t)被用來(lái)決定明確的等級(jí)間PDU選擇。因此，如果一個(gè)等級(jí)“j”的較低優(yōu)先級(jí)PDU流中的延時(shí)已經(jīng)增加到超過(guò)對(duì)應(yīng)于那個(gè)服務(wù)等級(jí)的信道最大可允許延時(shí)MDIj的程度，而且在較高優(yōu)先級(jí)PDU流‘j-1’中存在一定的自由度(也就是說(shuō)，優(yōu)先級(jí)倒置后，等級(jí)‘j-1’不會(huì)超過(guò)它的MDIj-1)，那么DDWP就會(huì)指示先于較高優(yōu)先級(jí)的PDU而選取較低優(yōu)先級(jí)的PDU?？梢岳斫?，這里所述的一種實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)度器與帶寬分配系統(tǒng)以及方法可以應(yīng)用于包括任意數(shù)量服務(wù)等級(jí)的系統(tǒng)。
一旦信道內(nèi)調(diào)度器52決定了它將使用哪些明確的PDU來(lái)滿足它的散量許可，CP就要負(fù)責(zé)關(guān)于任何新到達(dá)的需要調(diào)度容量的PDU負(fù)荷對(duì)信道間調(diào)度函數(shù)進(jìn)行更新。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，駐留在中心站上的CP容量投標(biāo)處理器58會(huì)保存一份每個(gè)服務(wù)等級(jí)的信道PDU容量的歷史。該歷史中包括上一次CP報(bào)告其隊(duì)列容量時(shí)保持列隊(duì)在CP中的PDU計(jì)數(shù)。這些計(jì)數(shù)還包括自從最近一次容量更新以來(lái)受到信道間調(diào)度器52許可的PDU計(jì)數(shù)。因此，利用信道內(nèi)調(diào)度實(shí)例所報(bào)告的實(shí)際容量，CP的容量投標(biāo)函數(shù)計(jì)算任何新到達(dá)的負(fù)荷，并將它們報(bào)告給信道間調(diào)度器52。如下計(jì)算每個(gè)服務(wù)等級(jí)的新到達(dá)PDUP1NEW＝P1ACTUAL+P1GRANT-P1PREV，P2NEW＝P2ACTUAL+P2GRANT-P2PREV，等等(P1代表優(yōu)先級(jí)1，P2代表優(yōu)先級(jí)2，依此類推)。通過(guò)假定被信道內(nèi)調(diào)度實(shí)例準(zhǔn)許發(fā)送的PDU數(shù)量，基于中心站的容量投標(biāo)函數(shù)連續(xù)進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)信道內(nèi)調(diào)度函數(shù)的實(shí)際報(bào)告的隊(duì)列數(shù)量。通過(guò)這樣做，它就可以將集中式的信道間調(diào)度函數(shù)與分布式的信道內(nèi)決策程序同步化。在向信道間調(diào)度函數(shù)提供最新到達(dá)的PDU計(jì)數(shù)之后，PnPREV就成了PnACTUAL，PnGRANT就成了PnNEW，從而信道的投標(biāo)函數(shù)就為下一次容量報(bào)告做好了準(zhǔn)備。
這里所述的一種實(shí)時(shí)自適應(yīng)調(diào)度與帶寬分配系統(tǒng)及方法包括一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的信道間調(diào)度實(shí)例。在一個(gè)實(shí)施例中，這些實(shí)例位于中心站24上。這些信道間調(diào)度點(diǎn)可以是每載波一個(gè)、每載波組一個(gè)、每中心站一個(gè)，或者對(duì)于每一個(gè)中心站組存在一個(gè)實(shí)例。信道間調(diào)度器52決定處在其監(jiān)管下的每條CP的非對(duì)稱散量許可，并且負(fù)責(zé)維持各條競(jìng)爭(zhēng)性CP間的公平性。在上述的任何配置中，在信道間調(diào)度與信道內(nèi)調(diào)度之間存在一對(duì)多的關(guān)系(例如1∶N的關(guān)系)，正如圖6中所示的那樣。
圖6示出了一個(gè)范例信道間調(diào)度器的原理框圖。信道內(nèi)容量請(qǐng)求以PDU負(fù)荷的形式被提交給信道間調(diào)度器52。接著，被提交等待調(diào)度的每個(gè)PDU就會(huì)被分配一個(gè)優(yōu)先級(jí)指標(biāo)，并按優(yōu)先級(jí)別在合適的服務(wù)等級(jí)(COS)進(jìn)度表中列隊(duì)。由信道間的加窗公平優(yōu)先級(jí)隊(duì)列(WFPQ)處理器62決定一個(gè)優(yōu)先級(jí)指標(biāo)排序鍵，該排序鍵被用來(lái)在每個(gè)COS中決定CP以及非對(duì)稱的公平性。下面將詳細(xì)說(shuō)明WFPQ。信道間調(diào)度器52使用一種簡(jiǎn)單的固定優(yōu)先級(jí)的處理方案，并在每個(gè)調(diào)度間隔將列隊(duì)的PDU表轉(zhuǎn)換成CP散量許可。如圖6中所示，在每個(gè)調(diào)度間隔中，對(duì)優(yōu)先級(jí)1的表進(jìn)行處理直到它變空為止，接著是優(yōu)先級(jí)2的表，再接著是優(yōu)先級(jí)3的表，依此類推，直到調(diào)度隊(duì)列都變空或是調(diào)度間隔的符號(hào)和/或時(shí)間預(yù)算期滿為止。在每個(gè)調(diào)度間隔上重復(fù)該過(guò)程。
信道間調(diào)度器52利用TMC的屬性(參數(shù))并結(jié)合其他的實(shí)時(shí)指標(biāo)來(lái)決定公平性。信道間容量的調(diào)度是通過(guò)考慮圖6中所示的CPCOS優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域中的容量分配(也就是優(yōu)先級(jí))、結(jié)合延時(shí)敏感性來(lái)完成的。然而，在這種延時(shí)敏感的優(yōu)先級(jí)排列中，信道間調(diào)度要用一種到達(dá)時(shí)間域加窗方案替代純粹的FIFO(先入先出)時(shí)間標(biāo)記方法，以實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱的公平性。該方案將所有在指定的調(diào)度間隔內(nèi)發(fā)生的容量請(qǐng)求看作是在同一時(shí)間點(diǎn)上到達(dá)的，而不管該請(qǐng)求來(lái)自哪個(gè)方向，所述的調(diào)度間隔就被稱為到達(dá)時(shí)間域窗口(ATTDW)。除了加窗時(shí)間標(biāo)記以外，每個(gè)方向上的容量總量也被考慮在內(nèi)，并被用作排隊(duì)算法加權(quán)的一部分。因此，當(dāng)優(yōu)先級(jí)分類和到達(dá)時(shí)間相同時(shí)，容量許可會(huì)略為照顧傳輸隊(duì)列容量中內(nèi)在的預(yù)定延時(shí)和非對(duì)稱性，所述的傳輸隊(duì)列容量是容量使用的未來(lái)預(yù)報(bào)值。這樣就能通過(guò)及早地對(duì)非對(duì)稱標(biāo)志作出反應(yīng)來(lái)提高調(diào)度效率。
在信道間調(diào)度中還考慮了其他因素以確保一個(gè)混合的延時(shí)敏感數(shù)據(jù)流中的公平結(jié)果。這些因素包括CP的非對(duì)稱最小及最大PDU負(fù)荷速率。例如，如果一個(gè)CP峰值PDU速率比另一個(gè)CP峰值速率高2倍，公平性就要求這一點(diǎn)被考慮在信道間調(diào)度的條件中。另外，每個(gè)CP COS在它的TMC中還有一個(gè)最大延時(shí)增量參數(shù)。當(dāng)其他所有的條件都相同時(shí)(例如，優(yōu)先級(jí)分類、到達(dá)時(shí)間、隊(duì)列容量和峰值速率)，具有較低的最大延時(shí)增量屬性的CP會(huì)被較有利地加權(quán)。由于這些不同的加權(quán)參數(shù)涉及優(yōu)先級(jí)、延時(shí)敏感度以及公平性，因此信道間調(diào)度器52才被稱作使用加窗公平性優(yōu)先級(jí)排隊(duì)(WFPQ)。
加窗公平優(yōu)先級(jí)排隊(duì)(WFPQ)被用來(lái)在信道間層次上調(diào)度PDU的傳輸。它決定跨多條通信信道(CP)的容量分配，并且它在基于優(yōu)先級(jí)的框架內(nèi)提供公平的調(diào)度。在一種純粹的公平共享的調(diào)度方案中，對(duì)優(yōu)先級(jí)較低而又高容量的遠(yuǎn)程站進(jìn)行基于共享的容量分配可能會(huì)擾亂較高優(yōu)先級(jí)PDU流的延時(shí)限制。在公平共享的調(diào)度方案中可能會(huì)出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)閾碛凶畲蠊蚕砣萘康男诺劳瑫r(shí)也會(huì)碰到最低的延時(shí)。純粹的固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度方案可能可以適應(yīng)高優(yōu)先級(jí)PDU流的延時(shí)限制，但是更高優(yōu)先級(jí)PDU流中的擁塞會(huì)導(dǎo)致較低優(yōu)先級(jí)PDU流容量缺乏的期間。加窗公平性優(yōu)先級(jí)排隊(duì)提供了公平共享方案與基于優(yōu)先級(jí)的方案的組合形式。
加窗公平性優(yōu)先級(jí)排隊(duì)(WFPQ)技術(shù)被用來(lái)在跨越多個(gè)服務(wù)等級(jí)的多條CP環(huán)境中分配調(diào)度優(yōu)先級(jí)。在這樣一種工作模式中，當(dāng)出現(xiàn)擁塞時(shí)，可以向較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流中引入一些延時(shí)，以允許向其他服務(wù)等級(jí)進(jìn)行公平共享的分配。這里提出的WFPQ技術(shù)在信道間層次上對(duì)每個(gè)服務(wù)等級(jí)獨(dú)立地使用。因此，WFPQ技術(shù)被用來(lái)在每個(gè)服務(wù)等級(jí)的環(huán)境下獨(dú)立地分配調(diào)度優(yōu)先級(jí)。
這里所述的加窗公平性優(yōu)先級(jí)排隊(duì)中的信道間公平性使用了一個(gè)時(shí)域窗口(TDW)，其中的容量請(qǐng)求都被賦予一個(gè)同等的到達(dá)時(shí)間分類(ATTDW)。到達(dá)時(shí)間是時(shí)域窗口的一個(gè)函數(shù)。例如，在使用成幀時(shí)段作為時(shí)域窗口的TDD或FDD成幀結(jié)構(gòu)中，ATTDW關(guān)于每個(gè)成幀時(shí)段遞增。在其他所有的參數(shù)都相同的情況下(例如，相同的COS、峰值速率，等等)，在時(shí)間上到達(dá)較早的PDU被優(yōu)先化，從而被安排在時(shí)間上到達(dá)較晚的PDU之前。通過(guò)向處在單個(gè)空中鏈路幀中的前向和反向容量請(qǐng)求分配相同的到達(dá)時(shí)間標(biāo)志，就可以維持非對(duì)稱的調(diào)度公平性。
通信信道的當(dāng)前服務(wù)等級(jí)隊(duì)列容量也被使用在調(diào)度優(yōu)先級(jí)排序程序中。這是因?yàn)殛?duì)列大小是有限資源，而在其他所有條件都相同的情況下(例如，相同的COS、ATTDW，等等)，隊(duì)列壓力較重的信道將獲得合適的優(yōu)先權(quán)。另外，從服務(wù)等級(jí)的隊(duì)列容量中可以預(yù)測(cè)出即將到來(lái)的非對(duì)稱方向指示，該指示可以被用來(lái)提供更有效的調(diào)度。
調(diào)度優(yōu)先級(jí)指示是時(shí)域窗口(PTDW)中的優(yōu)先級(jí)的一個(gè)函數(shù)，它符合下列方程PTDW＝μj+ATTDW+I/PDUEst_Class(2)其中，PTDW是作為時(shí)域窗口的一個(gè)函數(shù)的調(diào)度優(yōu)先級(jí)指示，TDW是時(shí)域窗口，μj是第j服務(wù)等級(jí)的優(yōu)先級(jí)，ATTDW是到達(dá)時(shí)間分類，它是時(shí)域窗口的一個(gè)函數(shù)，而I/PDUEst_Class則是可用通信信道中特定服務(wù)等級(jí)隊(duì)列的當(dāng)前估計(jì)容量的倒數(shù)。PTDW的結(jié)果值越小，優(yōu)先級(jí)就越高。
在一個(gè)給定的時(shí)域窗口內(nèi)，前向與反向容量請(qǐng)求接受相應(yīng)的處理以及調(diào)度優(yōu)先級(jí)，以作為到達(dá)時(shí)間、服務(wù)等級(jí)以及隊(duì)列容量的函數(shù)。如方程(2)所示，當(dāng)反向鏈路方向中的負(fù)荷逐漸增加時(shí)，非對(duì)稱性將偏重于反向鏈路方向。這種機(jī)制在非對(duì)稱容量分配中提供了一種前向預(yù)測(cè)追蹤的高效性。
在發(fā)生擁塞期間，PDU可能積存在空中鏈路的分布式排隊(duì)機(jī)構(gòu)中，從而引發(fā)容量請(qǐng)求，這些容量請(qǐng)求可能會(huì)要求獲得大量的PDU容量。如果負(fù)荷中的個(gè)別PDU沒(méi)有被優(yōu)先排序并以與它們的估計(jì)到達(dá)速率成比例的分布形式去調(diào)度，大量(成群)的較低速率負(fù)荷就可能擾亂較高速率通信信道的延時(shí)與峰值速率需求。例如，一條第一通信信道的峰值PDU速率可以是5 PDU每空中鏈路幀，一條第二通信信道的峰值PDU速率可以是10 PDU每空中鏈路幀，并且每條通信信道在相同的時(shí)域窗口(TDW)與服務(wù)等級(jí)中請(qǐng)求10個(gè)PDU。此外，一些僅存在于遠(yuǎn)程站中的數(shù)據(jù)包可以在多個(gè)空中鏈路成幀速率中得到服務(wù)，所述的空中鏈路成幀速率與通信信道的TMC最小幀服務(wù)速率參數(shù)(MFSR)相關(guān)。另外，每條通信信道有為每個(gè)服務(wù)等級(jí)指定的最大延時(shí)增量(MDI)。這些參數(shù)都是實(shí)數(shù)，它們是TDW的函數(shù)。因此，最終得到的PDU調(diào)度優(yōu)先級(jí)指示也是通信信道的峰值PDU速率和最大延時(shí)參數(shù)的函數(shù)。
對(duì)于所請(qǐng)求的容量中的每一個(gè)PDU，都會(huì)將一個(gè)單個(gè)PDU表加入隊(duì)列(比如說(shuō)，如果一個(gè)反向鏈路容量請(qǐng)求請(qǐng)求10個(gè)新到達(dá)的異步PDU，那么就會(huì)有10張PDU表被列隊(duì))。一張PDU表中包括一個(gè)調(diào)度優(yōu)先級(jí)指示(PPDU)，該指示等于下式所定義的實(shí)數(shù)。
PPDU＝μj+ATTDW+I/PDUEst_Class+(ATAdj-1)/Rpath-peak+Max-DelayClass(3)其中，μj、ATTDW和I/PDUEst_Class與上面的定義相同，ATAdj是每個(gè)PDU到達(dá)時(shí)間的調(diào)整，Max-DelayClass是對(duì)應(yīng)該特定服務(wù)等級(jí)(如P2-MDI)的通信信道的最大可允許延時(shí)增量，Rpath peak則是對(duì)應(yīng)合適方向的每空中鏈路幀上的PDU峰值速率(例如，Rpath-peak＝FPPR/MFSR)。
ATAdj是每個(gè)PDU到達(dá)時(shí)間的調(diào)整。它被用來(lái)在各個(gè)PDU之間分配調(diào)度優(yōu)先級(jí)，其作為信道峰值PDU速率的函數(shù)，所述的峰值速率與其最壞情況的到達(dá)速率直接成比例。因此PDU負(fù)荷是以得到的到達(dá)速率或優(yōu)于該速率的速率被調(diào)度的。它們的到達(dá)、調(diào)度與傳輸之間的延時(shí)部分地是內(nèi)在空中鏈路延時(shí)、過(guò)量預(yù)定以及無(wú)線傳輸系統(tǒng)中當(dāng)前的擁塞的一個(gè)函數(shù)。另外，以峰值速率在不同的通信信道之間進(jìn)行調(diào)度分配會(huì)帶來(lái)類似循環(huán)性的公平屬性，這種特性是中心站信道間PDU調(diào)度的內(nèi)在特性。
對(duì)于容量請(qǐng)求內(nèi)的每一個(gè)PDU，ATAdj都會(huì)從1增加到請(qǐng)求的新PDU總數(shù)。ATAdj的每個(gè)實(shí)際值都要除以信道的峰值PDU速率以獲得特定的PDU到達(dá)時(shí)間調(diào)整。例如，如果信道峰值速率為10 PDU每空中鏈路幀，并且收到10 PDU的容量請(qǐng)求，那么最終的到達(dá)時(shí)間調(diào)整應(yīng)如下計(jì)算分別是0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8和0.9。這樣一種分布被安排在相同的時(shí)域窗口(TDW)中。(這種調(diào)整不會(huì)導(dǎo)致一個(gè)能有效提高ATTDW的值)。
但是，如果信道的峰值速率是5 PDU每空中鏈路幀，并且收到10 PDU的容量請(qǐng)求，那么最終的到達(dá)時(shí)間調(diào)整如下分別為0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4和1.8。這種容量請(qǐng)求(超過(guò)了峰值PDU速率)是擁塞的另一種標(biāo)志，并且在這個(gè)特定的例子中，它會(huì)導(dǎo)致跨兩個(gè)(2)空中鏈路幀的信道峰值速率上的PDU調(diào)度分布。(這種調(diào)整會(huì)導(dǎo)致一個(gè)能有效提高ATTDW的值。)這種調(diào)整將具有最小幀服務(wù)速率(MFSR)的遠(yuǎn)程站考慮在內(nèi)，并對(duì)其作出補(bǔ)償，從而相應(yīng)地調(diào)節(jié)了它們的調(diào)度工作，所述的最小幀服務(wù)速率是多個(gè)空中鏈路幀(例如，半速率或四分之一速率的遠(yuǎn)程站)。
Max-DelayClass參數(shù)是一個(gè)信道間調(diào)度調(diào)節(jié)增量，它在每條通信信道的TMC中臨時(shí)存在。它是每個(gè)服務(wù)等級(jí)所獨(dú)有的一個(gè)參數(shù)。因此，在通信信道中，每個(gè)服務(wù)等級(jí)可以有它自己的最大延時(shí)增量(例如，P1-MDI，P2-MDI，等等)。在加窗公平性優(yōu)先級(jí)排隊(duì)(WFPQ)計(jì)數(shù)中使用它可以提供競(jìng)爭(zhēng)性通信信道間的臨時(shí)性調(diào)度差別。這樣，即使其他所有的條件都相同，對(duì)于某個(gè)特定的服務(wù)等級(jí)來(lái)說(shuō)，具有較低的最大延時(shí)值的通信信道也會(huì)被安排在具有較高的最大延時(shí)容許度的通信信道之前(對(duì)于同一個(gè)服務(wù)等級(jí))。
在每個(gè)調(diào)度時(shí)段或時(shí)域窗口中，都有一組PDU表被建立起來(lái)，并被添加到合適的服務(wù)等級(jí)表隊(duì)列中。在每個(gè)調(diào)度時(shí)段中，公平性優(yōu)先級(jí)隊(duì)列也由中心站的信道間調(diào)度器52按PPDU的優(yōu)先權(quán)順序進(jìn)行處理。在一個(gè)TDD空中鏈路幀的TDW期間，前向鏈路傳輸調(diào)度器首先更新它們的新PDU投標(biāo)請(qǐng)求，接著反向鏈路傳輸調(diào)度器更新它們的新PDU投標(biāo)請(qǐng)求。但是由于PDU表隊(duì)列是由信道間調(diào)度器按PPDU順序處理的，因此PDU表隊(duì)列代表了一張經(jīng)過(guò)排序的列表，它內(nèi)在地定義了下一個(gè)TDD幀的非對(duì)稱符號(hào)預(yù)算屬性。
圖7示出了調(diào)度與分配帶寬的范例過(guò)程的流程圖。在步驟70形成PDU。要傳送的信息被分割成固定大小的PDU。每個(gè)PDU包括一個(gè)有效載荷部分和一個(gè)預(yù)掛部分。有效載荷部分中包含的數(shù)據(jù)表示要發(fā)送與/或要接收的信息。預(yù)掛部分中包含的數(shù)據(jù)指示了上述信息的優(yōu)先級(jí)以及一個(gè)PDU已經(jīng)等待調(diào)度的時(shí)間。信道間調(diào)度器根據(jù)所有遠(yuǎn)程站22提出的對(duì)資源與帶寬的總要求，在步驟72中向各條通信信道分發(fā)PDU散量許可，就如本文中前面所述的那樣。這些PDU散量許可在步驟74中被信道內(nèi)調(diào)度器接收，并在步驟76中根據(jù)本文中與方程(1)(2)以及相關(guān)文本相關(guān)的說(shuō)明、將每條通信信道中PDU安排發(fā)送。在步驟78中，每條通信信道/服務(wù)等級(jí)的容量計(jì)數(shù)被更新，并被提供給信道間調(diào)度器用于后續(xù)的調(diào)度。
本發(fā)明可以被具體實(shí)現(xiàn)為可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序的形式，以及用來(lái)實(shí)行那些程序的設(shè)備的形式。本發(fā)明還可以被具體實(shí)現(xiàn)為可存儲(chǔ)在實(shí)際媒質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序代碼的形式，例如軟盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、CD-ROM、硬盤(pán)、高密度盤(pán)，或是計(jì)算機(jī)可讀取的任何其他存儲(chǔ)媒質(zhì)，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼被載入計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)就變成了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明也可以被具體實(shí)現(xiàn)為例如計(jì)算機(jī)程序代碼的形式，這些代碼被儲(chǔ)存在一種存儲(chǔ)媒質(zhì)中，被載入計(jì)算機(jī)并/或由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，或是通過(guò)某些傳輸媒質(zhì)進(jìn)行傳輸，比如通過(guò)電線或電纜、通過(guò)光纖、或是通過(guò)電磁輻射，其中，當(dāng)所述的計(jì)算機(jī)程序代碼被載入計(jì)算機(jī)并由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，計(jì)算機(jī)就變成了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備。當(dāng)被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)通用處理器上時(shí)，所述的計(jì)算機(jī)程序代碼片斷會(huì)對(duì)該處理器進(jìn)行配置以產(chǎn)生特定的邏輯電路。
下面將詳細(xì)說(shuō)明能消除TDD效應(yīng)的空中鏈路通信流形成的體系結(jié)構(gòu)與方法。盡管適合上述動(dòng)態(tài)帶寬分配的方法，但是通信流成形的過(guò)程不依賴于任何特定的調(diào)度算法。成形與調(diào)度間的這種分離為目標(biāo)應(yīng)用、空中鏈路帶寬以及有效載荷類型提供了一定的靈活性。下面所討論的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例描述了一種專門(mén)用來(lái)在TDD系統(tǒng)中形成ATM通信流的實(shí)施方式。但是，這種結(jié)構(gòu)可以用于任何數(shù)目的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，不限于TDD系統(tǒng)中的ATM通信。
現(xiàn)在注意圖8，其中示出了通信流形成體系結(jié)構(gòu)的邏輯視圖。特別地，其中示出了對(duì)“存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)”系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述系統(tǒng)在本技術(shù)中是眾所周知的。協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)801來(lái)自網(wǎng)絡(luò)接口，并且由一個(gè)上行數(shù)據(jù)流路由器或轉(zhuǎn)換器標(biāo)注了信道和優(yōu)先級(jí)指示802。入口去復(fù)用器803記錄下PDU 801的到達(dá)時(shí)間804。入口去復(fù)用器接著對(duì)信道及優(yōu)先級(jí)指標(biāo)進(jìn)行解碼，并從k個(gè)FIFO 805中選取一個(gè)來(lái)臨時(shí)儲(chǔ)存PDU 801，其中k是n條信道與每條信道m(xù)個(gè)優(yōu)先級(jí)的乘積(k＝n×m)。如圖8中所示，有n條信道(信道1、信道2、……信道n)和m種優(yōu)先級(jí)(P1、P2、……Pm)。當(dāng)新的PDU被加入時(shí)，入口去復(fù)用器803更新k個(gè)FIFO 805中每一個(gè)的當(dāng)前PDU計(jì)數(shù)806。調(diào)度處理器807檢查計(jì)數(shù)，并為k個(gè)FIFO 805中的每一個(gè)標(biāo)注時(shí)間，由此形成本地投標(biāo)請(qǐng)求808，這些請(qǐng)求來(lái)自k個(gè)FIFO中的每一個(gè)。如上所述，本地投標(biāo)請(qǐng)求808與遠(yuǎn)程投標(biāo)請(qǐng)求809被一同考慮以決定如何分配帶寬。調(diào)度處理器以出口序列的形式來(lái)表示為要從本地系統(tǒng)發(fā)送出去的PDU分配的帶寬。出口序列810指示出口復(fù)用器811從k個(gè)FIFO 805中的一些或所有FIFO中取出多少PDU以及按什么順序?qū)⑺鼈內(nèi)〕?。然后，出口?fù)用器將取出的PDU以正確的順序發(fā)送給空中接口812。
對(duì)于受到費(fèi)用及適用性限制的大型系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，圖8中所示的體系結(jié)構(gòu)需要一種新方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。任何商業(yè)上可實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式被迫只能使用有限數(shù)量的存儲(chǔ)器、有限的處理能力，而且在數(shù)據(jù)速率增長(zhǎng)時(shí)必須能以不斷遞減的時(shí)間量來(lái)完成它的任務(wù)?？紤]到可編程處理器、存儲(chǔ)器以及可編程邏輯當(dāng)前的性能，本發(fā)明系統(tǒng)及方法對(duì)所述的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割以便最大地利用各種技術(shù)的能力。下面所述的兩種實(shí)施方式-圖9和圖10，適合處理可變與固定帶寬需求的混合情況。其中一種實(shí)施方式-圖9適合于受限的或特性良好的通信流模式。另一種實(shí)施方式-圖10適合于處理高度可變的或“突發(fā)”的通信流模式。這兩種實(shí)施方式同有多個(gè)通用結(jié)構(gòu)元件，但是在它們各自如何解決通信流管理問(wèn)題上有很大不同。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖9，其中描述了通信流成形體系結(jié)構(gòu)的一種受限通信流實(shí)施方式。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)ATM通信數(shù)據(jù)流，比如帶有信道及優(yōu)先級(jí)指示902的PDU 901，通過(guò)一條UTOPIA總線提交，實(shí)現(xiàn)成形功能，并將通信流與控制信息發(fā)送給空中鏈路物理層。應(yīng)該理解，本發(fā)明系統(tǒng)與方法能夠?qū)σ延屑夹g(shù)的總線結(jié)構(gòu)提交的任何分包化通信數(shù)據(jù)流進(jìn)行操作。圖9中所示的這種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)元件被映射為圖8中所示的具有相似編號(hào)的元件(例如，圖9中的PDU901對(duì)應(yīng)于圖8中的PDU 801)。在某些情況下，圖8中的一個(gè)結(jié)構(gòu)元件被拆分成圖9中所示的多個(gè)結(jié)構(gòu)元件。
為了實(shí)現(xiàn)一種商業(yè)可行的解決方案，一個(gè)組合可編程邏輯、同步DRAM和雙通道SRAM被用來(lái)實(shí)現(xiàn)k個(gè)邏輯FIFO。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例使用384個(gè)邏輯FIFO。對(duì)應(yīng)于圖8中的FIFO 805的FIFO功能被拆分給PDU存儲(chǔ)RAM 905A、循環(huán)隊(duì)列以及隊(duì)列的頭、尾指針列表905B和905C。這種拆分將大容量存儲(chǔ)置于低成本的SDRAM中，而只把FIFO工作置于較高成本的DPRAM中。有了這種結(jié)構(gòu)，來(lái)自各條信道/優(yōu)先級(jí)的PDU就可以被安全地插入存儲(chǔ)RAM 905A中，而指向存儲(chǔ)位置的指針則被分離出來(lái)并按順序儲(chǔ)存在k個(gè)隊(duì)列中。在受限通信流的環(huán)境下，可以限定所述隊(duì)列(從而DPRAM的大小)的大小，以容許各條信道/優(yōu)先級(jí)中的可變性，同時(shí)也為遵守商定要求的通信流保證存儲(chǔ)空間的可用性。通過(guò)從可用存儲(chǔ)地址903C的一個(gè)(邏輯)FIFO庫(kù)中選取一個(gè)存儲(chǔ)地址，可以安全地將PDU插入。通過(guò)使用一個(gè)全局庫(kù)作為存儲(chǔ)地址，就不需要加入開(kāi)銷以像現(xiàn)有技術(shù)所要求的那樣對(duì)大容量存儲(chǔ)空間進(jìn)行拆分。
下面將說(shuō)明存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，PDU 901是一個(gè)ATM單元，它包括一個(gè)預(yù)掛的優(yōu)先級(jí)指示和一個(gè)臨時(shí)的遠(yuǎn)程信道ID(“TRPI”)，如圖9中的項(xiàng)目902所示。入口去復(fù)用器903A對(duì)預(yù)掛的優(yōu)先級(jí)指標(biāo)和TRPI進(jìn)行解碼，以決定該P(yáng)DU應(yīng)該被發(fā)往k個(gè)邏輯FIFO中的哪一個(gè)。記錄存儲(chǔ)機(jī)903B執(zhí)行圖8中去復(fù)用器803的一項(xiàng)子功能，它檢查隊(duì)列控制表905B以確定在所選隊(duì)列中是否存在任何可用空間。如果隊(duì)頭不等于隊(duì)尾，這就表示有可用空間。如果有可用空間，就從緩沖器組FIFO 903C中取出一個(gè)存儲(chǔ)地址。該存儲(chǔ)地址與一個(gè)時(shí)間標(biāo)志904一同被寫(xiě)入隊(duì)頭，以表示PDU901的到達(dá)時(shí)間。PDU 901的有效載荷部分被儲(chǔ)存到存儲(chǔ)RAM 905A中，并且PDU計(jì)數(shù)906A被更新為隊(duì)頭與隊(duì)尾的模差。調(diào)度處理器907檢查隊(duì)列控制表906A以查找每個(gè)隊(duì)列的有效計(jì)數(shù)與時(shí)間標(biāo)志，并由此形成本地投標(biāo)請(qǐng)求。本地投標(biāo)請(qǐng)求與遠(yuǎn)程投標(biāo)請(qǐng)求被一同考慮以決定如何分配帶寬908。調(diào)度處理器以發(fā)出(出口)序列表910的形式表示從本地系統(tǒng)發(fā)送出去的PDU的帶寬分配。發(fā)出序列機(jī)911A指導(dǎo)丟棄/取回多路復(fù)用器911B從哪個(gè)存儲(chǔ)地址取回PDU。當(dāng)各個(gè)PDU被取回后，它的存儲(chǔ)地址就被返回給緩沖器組903C。
在圖9中示出并經(jīng)上述說(shuō)明的受限通信流實(shí)施方式允許將用途特殊且昂貴的DPRAM的大小最小化。但是當(dāng)通信流并非如此性能良好時(shí)-時(shí)間上高度非均勻，固定隊(duì)列尺寸就不是一個(gè)合理的解決方案了，因?yàn)楣潭ǖ年?duì)列必須按最壞的情況決定大小。下面提出一種適合于非良好性能通信流的備選方案。
現(xiàn)在注意圖10，其中相似的編號(hào)與圖8及圖9中類似的元件和/或功能相關(guān)聯(lián)，圖10示出了通信流形成體系結(jié)構(gòu)的一種“突發(fā)”通信流實(shí)施方式。在某些情況下，圖8或圖9的結(jié)構(gòu)元件被拆分成多個(gè)結(jié)構(gòu)元件。像前面參照?qǐng)D9進(jìn)行說(shuō)明時(shí)一樣，圖10中所示的實(shí)施例是這樣一種實(shí)施方式，它接收通過(guò)UTOPIA總線提供的ATM通信數(shù)據(jù)流、實(shí)現(xiàn)成形功能，并將通信流與控制信息一同發(fā)送給空中鏈路物理層。一個(gè)精通本技術(shù)的人應(yīng)該明確一個(gè)事實(shí)，就是本發(fā)明系統(tǒng)及方法并不局限于這個(gè)具體的實(shí)施例，如上所述。
圖10中所示的“突發(fā)”實(shí)施方式與圖9中所示的受限實(shí)施方式之間的主要區(qū)別在于邏輯FIFO的實(shí)現(xiàn)。更復(fù)雜的控制邏輯被用來(lái)準(zhǔn)許對(duì)實(shí)際存儲(chǔ)空間的超預(yù)定，這種超預(yù)定要比固定大小隊(duì)列情況下所能實(shí)現(xiàn)的大的多。在圖10所示的“突發(fā)”通信流解決方案中，k個(gè)FIFO被實(shí)現(xiàn)為指向存儲(chǔ)空間的指針鏈表，與圖9中指向存儲(chǔ)空間的指針的固定大小循環(huán)隊(duì)列形成了對(duì)比。盡管鏈表的允許大小實(shí)際上也是有限的，但是所有有限鏈表大小的總和大于可用的存儲(chǔ)空間，也就是超預(yù)定。鏈表大小是以一種二階段模式管理的；為每個(gè)鏈表保持兩個(gè)計(jì)數(shù)。第一個(gè)計(jì)數(shù)表示存儲(chǔ)空間的保證可用性。最安全的實(shí)施方式會(huì)將保證可用容量的總量限制為實(shí)際可用存儲(chǔ)空間，但是對(duì)實(shí)際通信流模式的嚴(yán)格分析表明保證可用性的適當(dāng)超預(yù)定是可以允許的。第二個(gè)計(jì)數(shù)限制了一個(gè)特定鏈表被允許達(dá)到的最大容量。與受限通信流解決方案中一樣，各條信道/優(yōu)先級(jí)的PDU 1001被插入存儲(chǔ)RAM1005A中。但是，對(duì)于“突發(fā)”通信流解決方案來(lái)說(shuō)，要維持兩個(gè)可用存儲(chǔ)地址庫(kù)FIFO。庫(kù)1003C1被稱為固定緩沖器組。固定緩沖器組是可以從中取出保證可用存儲(chǔ)地址的庫(kù)，它的大小與保證容量的總量一致。庫(kù)1003C2被稱為動(dòng)態(tài)緩沖器組。動(dòng)態(tài)緩沖器組的大小任意，它起到了超預(yù)定庫(kù)的作用。圖10中的其他元件在功能上與圖9中的對(duì)應(yīng)元件相同，如上所述。
下面將詳細(xì)說(shuō)明圖10中的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)工作過(guò)程。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，PDU 1001是一個(gè)ATM單元，它包括一個(gè)預(yù)掛的優(yōu)先級(jí)指標(biāo)和一個(gè)臨時(shí)的遠(yuǎn)程信道ID(“TRPI”)1002。入口去復(fù)用器1003A對(duì)預(yù)掛的優(yōu)先級(jí)指標(biāo)和TRPI進(jìn)行解碼，以決定該P(yáng)DU應(yīng)該被發(fā)往k個(gè)邏輯FIFO中的哪一個(gè)。記錄存儲(chǔ)機(jī)實(shí)現(xiàn)圖8中去復(fù)用器803的一項(xiàng)子功能，它執(zhí)行圖11所示流程圖中的邏輯，并從兩個(gè)緩沖器組1003C1或1003C2的一個(gè)中選取一個(gè)地址，圖11中的流程圖將在下面說(shuō)明。然后，記錄存儲(chǔ)機(jī)1003B向鏈表1013中添加一條記錄，其中包括一個(gè)時(shí)間標(biāo)志1004和一個(gè)表明從庫(kù)1003C1或1003C2中的哪一個(gè)取出地址的標(biāo)志。記錄存儲(chǔ)機(jī)1003B再更新指向鏈表頭部的指針1005B，并更新PDU計(jì)數(shù)1006。PDU 1001的有效載荷部分被儲(chǔ)存到存儲(chǔ)RAM 1005A中。調(diào)度處理器1007檢查計(jì)數(shù)1006和時(shí)間標(biāo)志1004，并形成本地投標(biāo)請(qǐng)求。本地投標(biāo)請(qǐng)求與遠(yuǎn)程投標(biāo)請(qǐng)求被一同考慮以決定如何分配帶寬1008。調(diào)度處理器以發(fā)出(出口)序列表1010的形式表示從本地系統(tǒng)發(fā)送出去的PDU的帶寬分配。發(fā)出序列機(jī)1011A指導(dǎo)丟棄/取回多路復(fù)用器1011B從哪個(gè)存儲(chǔ)地址取回PDU。當(dāng)各個(gè)PDU被取回后，它的存儲(chǔ)地址就被返回給適當(dāng)?shù)木彌_器組1003C1或1003C2。
現(xiàn)在注意圖11，其中的流程圖描述了一種邏輯，該邏輯被記錄存儲(chǔ)機(jī)1003B用來(lái)從圖10所示的兩個(gè)緩沖器1003C1或1003C2中選取一個(gè)地址。一個(gè)PDU在步驟1101中到達(dá)，記錄存儲(chǔ)機(jī)對(duì)其信道和優(yōu)先級(jí)信息進(jìn)行解碼以決定k個(gè)FIFO庫(kù)中的哪一個(gè)應(yīng)該被用于新來(lái)PDU的臨時(shí)存儲(chǔ)。在步驟1103中，如果固定計(jì)數(shù)小于固定計(jì)數(shù)的最大允許值，那么就在步驟1104從固定庫(kù)中取出一個(gè)地址，接著在步驟1105增加固定計(jì)數(shù)，并在步驟1106將固定地址儲(chǔ)存在隊(duì)列中，以及在步驟1112更新鏈表。如果在步驟1103，固定計(jì)數(shù)不小于固定計(jì)數(shù)的最大允許值，那么就在步驟1107作出動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)的決定。如果在步驟1107，動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)不小于動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)的最大值，那么PDU就會(huì)在步驟1111被丟棄。如果在步驟1107，動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)小于動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)的最大允許值，那么就在步驟1108做出動(dòng)態(tài)庫(kù)是否為空的判斷。如果在步驟1108動(dòng)態(tài)庫(kù)非空，那么就在步驟1109從動(dòng)態(tài)庫(kù)中取出一個(gè)地址，然后在步驟1110增加動(dòng)態(tài)計(jì)數(shù)，并在步驟1106將動(dòng)態(tài)地址儲(chǔ)存在隊(duì)列中，以及在步驟1112更新鏈表。
盡管本發(fā)明是以典型實(shí)施例的形式說(shuō)明的，但它并不局限于此。相反，附帶的權(quán)利說(shuō)明應(yīng)該被看作是相當(dāng)寬泛的，以便包括本發(fā)明的其他形式和實(shí)施方式，精通本技術(shù)的人可以在不偏離本發(fā)明等價(jià)形式的范圍及領(lǐng)域的前提下，實(shí)現(xiàn)上述的其他形式與實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種包括至少一個(gè)中心站和至少一個(gè)遠(yuǎn)程站的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)系統(tǒng)，其中各站之間的可用帶寬分配是根據(jù)系統(tǒng)中所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總體要求來(lái)決定的，而不考慮所述遠(yuǎn)程站的各個(gè)用戶對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)程站的單個(gè)需要。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中各站之間的通信信道被設(shè)計(jì)成由多個(gè)幀構(gòu)成，每個(gè)幀包括一個(gè)前向鏈路部分和一個(gè)反向鏈路部分；并且每個(gè)幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例是獨(dú)立于其他幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例而分配的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述各站之間的一條通信信道由多個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)構(gòu)成，所述的系統(tǒng)還包括一個(gè)第一調(diào)度器部分，用于分別向各條通信信道分配一定數(shù)量的PDU；以及一個(gè)第二調(diào)度器部分，用于根據(jù)所述一定數(shù)量的被分配的PDU在各條通信信道之間分配可用帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述的第一調(diào)度器部分根據(jù)所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總需求分別向各條通信信道分配一定數(shù)量的PDU；并且所述的第二調(diào)度器部分根據(jù)分配給各個(gè)可用PDU的優(yōu)先級(jí)將所述可用PDU指派給所述的被分配的PDU。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述的第二調(diào)度器部分還根據(jù)分配給各個(gè)所述可用PDU的時(shí)間標(biāo)志將可用PDU指派給所述的被分配的PDU。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述的第二調(diào)度器部分向所述的第一調(diào)度器部分提供被指派的可用PDU的一個(gè)狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述的系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)。
8.一種用來(lái)在包括至少一個(gè)中心站和至少一個(gè)遠(yuǎn)程站的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)系統(tǒng)中分配帶寬的方法，所述的方法包括根據(jù)所述系統(tǒng)的所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總需求在各站之間分配可用帶寬的步驟，而不考慮所述遠(yuǎn)程站的各個(gè)用戶對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)程站的單個(gè)需要。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的PTMP系統(tǒng)是一個(gè)時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中各站之間的通信信道被設(shè)計(jì)成由多個(gè)幀構(gòu)成，每個(gè)幀包括一個(gè)前向鏈路部分和一個(gè)反向鏈路部分，所述的方法還包括獨(dú)立于其他幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例來(lái)分配每個(gè)幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分比例的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述各站之間的一條通信信道由多個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)構(gòu)成，所述的方法還包括以下步驟分別向各條通信信道分配一定數(shù)量的PDU；以及根據(jù)所述一定數(shù)量的被分配的PDU在各條通信信道中分配可用帶寬。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的一定數(shù)量的PDU是根據(jù)所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總需求分配給各條通信信道的，所述的方法還包括根據(jù)分配給各個(gè)可用PDU的優(yōu)先級(jí)將所述可用PDU指派給所述被分配的PDU的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括根據(jù)分配給各個(gè)的可用PDU的時(shí)間標(biāo)志將所述可用PDU指派給所述被分配的PDU的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括提供被指派的可用PDU的狀態(tài)的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括根據(jù)被指派的可用PDU的所述狀態(tài)分配可用帶寬的步驟。
16.在對(duì)中心站與遠(yuǎn)程站之間的通信具有管理能力的時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)中作出的一種改進(jìn)，其中各站之間的可用帶寬分配是根據(jù)所述系統(tǒng)中所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總體要求來(lái)決定的，而不考慮所述遠(yuǎn)程站的各個(gè)用戶對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)程站的單個(gè)需要。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中各站之間的通信信道被設(shè)計(jì)成由多個(gè)幀構(gòu)成，每個(gè)幀包括一個(gè)前向鏈路部分和一個(gè)反向鏈路部分；并且每個(gè)幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例是獨(dú)立于其他幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例來(lái)分配的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，所述各站之間的一條通信信道由多個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)構(gòu)成，所述的系統(tǒng)還包括一個(gè)第一調(diào)度器部分，用于根據(jù)所有遠(yuǎn)程各站對(duì)可用帶寬的總需求分別向各條通信信道分配一定數(shù)量的PDU；以及一個(gè)第二調(diào)度器部分，用于根據(jù)所述一定數(shù)量的被分配的PDU在各條通信信道中分配可用帶寬，以及用來(lái)根據(jù)分配給各個(gè)可用PDU的優(yōu)先級(jí)將所述可用PDU指派給所述的被分配的PDU。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述的第二調(diào)度器部分向所述的第一調(diào)度器部分提供被指派的可用PDU的狀態(tài)；并且可用帶寬是根據(jù)所述被指派的可用PDU的狀態(tài)分配的。
20.一種可由計(jì)算機(jī)讀取的媒質(zhì)，在該媒質(zhì)上具體實(shí)現(xiàn)了一個(gè)程序，該程序讓處理器在包括至少一個(gè)中心站和至少一個(gè)遠(yuǎn)程站的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)系統(tǒng)中分配帶寬，所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)包括某種裝置，該裝置能使所述的處理器根據(jù)所述系統(tǒng)中所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總體需求在各站之間分配可用帶寬，而不考慮所述遠(yuǎn)程站的各個(gè)用戶對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)程站的單個(gè)需要。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，其中各站之間的通信信道被設(shè)計(jì)成由多個(gè)幀構(gòu)成，每個(gè)幀包括一個(gè)前向鏈路部分和一個(gè)反向鏈路部分，所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)還包括一種裝置，該裝置能使所述的處理器獨(dú)立于其他幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例來(lái)分配每個(gè)幀的前向鏈路部分與反向鏈路部分的比例。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，其中各站之間的一條通信信道由多個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)構(gòu)成，所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)還包括用來(lái)讓所述處理器分別向各條通信信道分配一定數(shù)量的PDU的裝置；以及用來(lái)讓所述處理器根據(jù)所述一定數(shù)量的被分配的PDU在各條通信信道中分配可用帶寬的裝置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，其中所述的一定數(shù)量的PDU是根據(jù)所有遠(yuǎn)程站對(duì)可用帶寬的總需求分配的，所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)還包括用來(lái)讓所述處理器根據(jù)分配給各個(gè)可用PDU的優(yōu)先級(jí)向所述的被分配的PDU指派所述可用PDU的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，還包括用來(lái)讓所述處理器根據(jù)分配給各個(gè)所述的可用PDU的時(shí)間標(biāo)志將可用PDU指派給所述的被分配的PDU的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，還包括用來(lái)讓所述處理器提供被指派的可用PDU的一個(gè)狀態(tài)的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)，還包括用來(lái)讓所述處理器根據(jù)被指派的可用PDU的所述狀態(tài)分配可用帶寬的裝置。
全文摘要
一種一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PTMP)系統(tǒng)－比如寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)組合了集中式與分布式的自適應(yīng)容量調(diào)度技術(shù)。該系統(tǒng)包括中心站與遠(yuǎn)程站。實(shí)時(shí)自適應(yīng)容量調(diào)度是利用信道間調(diào)度(52)和信道內(nèi)調(diào)度(54)來(lái)完成的，同時(shí)還利用空中鏈路通信流成形來(lái)消除TDD效應(yīng)。信道間調(diào)度器(52)駐留在中心站上，并監(jiān)管多條競(jìng)爭(zhēng)性遠(yuǎn)程站通信信道之間可用資源/容量的分配。信道內(nèi)調(diào)度器(54)決定單站通信信道環(huán)境中的明確傳輸形式。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1498472SQ02806675
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2002年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月6日
發(fā)明者羅杰·博耶, 羅杰 博耶 申請(qǐng)人:哈里公司