RU2345508C2 - Method and device for return data transmission rate control - Google Patents
Method and device for return data transmission rate control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345508C2 RU2345508C2 RU2005129077/09A RU2005129077A RU2345508C2 RU 2345508 C2 RU2345508 C2 RU 2345508C2 RU 2005129077/09 A RU2005129077/09 A RU 2005129077/09A RU 2005129077 A RU2005129077 A RU 2005129077A RU 2345508 C2 RU2345508 C2 RU 2345508C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specified
- data
- mobile station
- data packets
- transmission
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 33
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 6
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 6
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Description
Притязание на приоритет по 35 U.S.C.§35Priority claim by 35 U.S.C.§35
Настоящая заявка на патент притязает на приоритет предварительной заявки на патент №60/448269, озаглавленной “Reverse Link Data Communication”, поданной 18 февраля 2003 г., и предварительной заявки на патент №60/469376, озаглавленной “Method and Apparatus for Controlling Data Rate of Reverse Link in a Communication System”, поданной 9 мая 2003 г., права на которые принадлежат правообладателю настоящей заявки на патент, и которые включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.This patent application claims the priority of provisional patent application No. 60/448269, entitled “Reverse Link Data Communication”, filed February 18, 2003, and provisional patent application No. 60/469376, entitled “Method and Apparatus for Controlling Data Rate of Reverse Link in a Communication System ”, filed May 9, 2003, the rights to which belong to the copyright holder of this patent application, and which are incorporated into this description in its entirety by reference.
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится в общем случае к области обмена данными, а более конкретно к управлению скоростью передачи данных обратной линии из мобильной станции в систему связи.The present invention relates generally to the field of data exchange, and more particularly to controlling the data rate of the reverse link from a mobile station to a communication system.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В беспроводной системе связи излишние и избыточные передачи пользователем могут вызывать помехи для других пользователей дополнительно к снижению производительности системы. Излишняя и избыточная загрузка может быть вызвана неэффективным выбором скорости передачи данных обратной линии в системе связи. Данные, передаваемые между двумя конечными пользователями, могут проходить через несколько уровней протоколов для обеспечения соответствующего потока данных через систему. Как правило, мобильная станция принимает блоки данных для передачи по обратной линии из приложения. Блок данных делят на несколько кадров и передают по линии связи. Соответствующая доставка данных в, по меньшей мере, одном аспекте обеспечивается с использованием системы проверки ошибок в каждом кадре данных и запроса повторной передачи того же самого кадра данных, если в кадре данных обнаружена неприемлемая ошибка или неприемлемый уровень ошибок. Блоки данных могут быть любого типа, например музыкальные данные, видеоданные и т.д. Блоки данных могут быть разного размера, иметь разные требования для доставки. Такие требования для доставки часто связаны с качеством услуги. Качество услуги может измеряться скоростью обмена данными, частотой потери пакетов, которая может быть приемлемой для данной услуги, совместимостью во временной задержке доставки данных и подходящей максимальной задержкой при обмене данными. Очень часто, если скорость передачи данных, выбранная для передачи, не является соответствующей, запрашиваемые параметры потери пакетов и задержки обмена данными не могут быть достигнуты.In a wireless communication system, excessive and excessive user transmissions can interfere with other users in addition to reducing system performance. Excessive and excessive loading can be caused by an ineffective choice of the reverse link data rate in the communication system. Data transferred between two end users can go through several protocol layers to ensure an appropriate data flow through the system. Typically, a mobile station receives data blocks for transmission on a return line from an application. The data block is divided into several frames and transmitted over the communication line. Appropriate data delivery in at least one aspect is provided by using an error checking system in each data frame and requesting retransmission of the same data frame if an unacceptable error or an unacceptable error level is detected in the data frame. The data blocks can be of any type, for example, music data, video data, etc. Data blocks can be of different sizes, have different requirements for delivery. Such delivery requirements are often related to quality of service. Service quality can be measured by the data exchange rate, packet loss rate, which may be acceptable for a given service, compatibility in the time delay of data delivery, and a suitable maximum delay in data exchange. Very often, if the data rate selected for transmission is not appropriate, the requested packet loss parameters and communication delays cannot be achieved.
В случае обмена данными по прямой линии базовая станция очень часто имеет соответствующую информацию о качестве прямой линии с несколькими мобильными станциями. Например, базовая станция может быть в состоянии централизованно управлять скоростью передачи данных по прямой линии. Однако в случае обратной линии мобильная станция не имеет информации о передачах из других мобильных станций. Следовательно, мобильная станция может сделать запрос на получение разрешения передачи с некоторой скоростью передачи данных. Базовая станция после просмотра запросов каждой мобильной станции принимает или отклоняет запрошенную скорость передачи данных. При отклонении запрошенной скорости передачи данных мобильная станция может запрашивать более низкую скорость до тех пор, пока базовая станция не примет запрошенную скорость передачи данных. Мобильная станция может иметь разрешение на передачу ниже скорости передачи данных без выполнения процедуры запроса и приема. Такая скорость передачи данных обычно является очень низкой скоростью передачи данных. До передачи по обратной линии мобильная станция должна завершить свой обмен данными для запроса скорости передачи данных. Такой обмен служебными данными между мобильными станциями и базовыми станциями может достигать неприемлемого уровня и влиять на требуемое качество услуги.In the case of direct line data exchange, the base station very often has relevant information about the quality of the direct line with several mobile stations. For example, a base station may be able to centrally control the forward link data rate. However, in the case of a return line, the mobile station does not have transmission information from other mobile stations. Therefore, the mobile station may make a request for transmission permission at a certain data rate. After viewing the requests of each mobile station, the base station accepts or rejects the requested data rate. If the requested data rate is rejected, the mobile station may request a lower rate until the base station receives the requested data rate. A mobile station may have permission to transmit below a data rate without performing a request and receive procedure. This data rate is usually a very low data rate. Before transmitting on the reverse link, the mobile station must complete its data exchange to request a data rate. Such an exchange of service data between mobile stations and base stations may reach an unacceptable level and affect the required quality of service.
Следовательно, существует необходимость в предоставлении системы, способа и устройства для выбора скорости передачи данных обратной линии в системе связи.Therefore, there is a need to provide a system, method and apparatus for selecting a reverse link data rate in a communication system.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Отличительные особенности, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, приведенного ниже, рассматриваемого совместно с чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают соответствующие элементы.Distinctive features, objects and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description below, taken in conjunction with the drawings, in which like reference numerals indicate corresponding elements.
На фиг. 1 показана система связи для передачи и приема данных согласно различным аспектам настоящего изобретения.In FIG. 1 shows a communication system for transmitting and receiving data in accordance with various aspects of the present invention.
На фиг. 2 показана система приемника для приема данных согласно различным аспектам настоящего изобретения.In FIG. 2 shows a receiver system for receiving data in accordance with various aspects of the present invention.
На фиг. 3 показана система передатчика для передачи данных согласно различным аспектам настоящего изобретения.In FIG. 3 shows a transmitter system for transmitting data in accordance with various aspects of the present invention.
На фиг. 4 показана блок-схема сообщений и процессов для определения скорости передачи данных для обмена данными по обратной линии.In FIG. 4 shows a flowchart of messages and processes for determining the data rate for data exchange on the return line.
На фиг. 5 показана диаграмма потока сообщений и процессов, иллюстрирующая размещение ресурсов в ответ на запрос скорости передачи данных.In FIG. 5 is a message and process flow diagram illustrating resource allocation in response to a data rate request.
На фиг. 6 показана схема, графически иллюстрирующая вычисление запрашиваемой скорости и скорости загрузки данных.In FIG. 6 is a diagram illustrating graphically the calculation of the requested data rate and download speed.
На фиг. 7 показана схема, иллюстрирующая альтернативные варианты кодирования поля дифференциального запроса скорости с 2-битным кодированием.In FIG. 7 is a diagram illustrating alternative coding options for a differential bit rate field with 2-bit coding.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Один или несколько иллюстративных вариантов осуществления, изложенных в настоящем описании, приведены далее в контексте беспроводной системы обмена цифровыми данными. Хотя применение в данном контексте является преимущественным, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть включены в различные среды или конфигурации. Обычно различные системы, рассмотренные в настоящем описании, могут быть сформированы с использованием программно управляемого процессора, интегральных схем или дискретной логики. Данные, инструкции, команды, информация, сигналы, символы и микросхемы, которые упоминаются в настоящем приложении, преимущественно представлены напряжениями, токами, электромагнитными, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или их комбинацией. Дополнительно, блоки, показанные в каждой блок-схеме, могут представлять аппаратные средства или этапы способа.One or more illustrative embodiments set forth herein are described below in the context of a wireless digital data exchange system. Although use in this context is advantageous, various embodiments of the present invention may be included in various environments or configurations. Typically, the various systems discussed herein can be configured using a software-controlled processor, integrated circuits, or discrete logic. The data, instructions, commands, information, signals, symbols and microcircuits referred to in this annex are mainly represented by voltages, currents, electromagnetic, magnetic fields or particles, optical fields or particles, or a combination thereof. Additionally, the blocks shown in each flowchart may represent hardware or method steps.
Более конкретно, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут быть включены в беспроводную систему связи, работающую согласно технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), которая изложена и описана в различных стандартах, опубликованных ассоциацией работников сферы коммуникации (TIA) и другими организациями по стандартам. Такие стандарты включают в себя стандарт TIA/EIA-95, стандарт TIA/EIA-IS-2000, стандарт IMT-2000, стандарт UMTS и WCDMA, которые включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки. Система обмена данными также подробно описана в “TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification”, включенной в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки. Копии стандартов могут быть получены при обращении по адресу: http://www.3gpp2.org или по письму в TIA, Standards and Technology Department, 2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA 22201, United States of America. Обычно стандарты, идентифицированные как стандарт UMTS, включенный в настоящее описание во всей полноте в качестве ссылки, могут быть получены при обращении в 3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne-France.More specifically, various embodiments of the present invention can be incorporated into a wireless communication system operating according to code division multiple access (CDMA) technology, which is set forth and described in various standards published by the Communications Workers Association (TIA) and other standards organizations. . Such standards include the TIA / EIA-95 standard, the TIA / EIA-IS-2000 standard, the IMT-2000 standard, the UMTS and WCDMA standard, which are incorporated herein by reference in their entireties. The data exchange system is also described in detail in the “TIA / EIA / IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification”, incorporated herein by reference in its entirety. Copies of the standards can be obtained by contacting: http://www.3gpp2.org or by writing to TIA, Standards and Technology Department, 2500 Wilson Boulevard, Arlington, VA 22201, United States of America. Typically, the standards identified as the UMTS standard, incorporated by reference in its entirety, can be obtained by contacting 3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis, Valbonne-France.
На фиг. 1 показана общая блок-схема системы 100 связи, способной работать согласно любому стандарту системы связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) с использованием различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Система 100 связи может быть предназначена для передачи голоса, данных или и того и другого. Обычно система 100 связи включает в себя базовую станцию 101, которая обеспечивает линии связи между несколькими мобильными станциями, такими как мобильные станции 102-104, и между мобильными станциями 102-104 и коммутируемой сетью 105 общего пользования. Мобильные станции на фиг. 1 могут рассматриваться как терминалы доступа к данным (AT), а базовые станции - как сеть доступа к данным (AN), без отступления от основного объема и различных преимуществ настоящего изобретения. Базовая станция может включать в себя несколько компонентов, например контроллер базовой станции и приемопередающую систему базовой станции. Для простоты эти компоненты не показаны. Базовая станция 101 может взаимодействовать с другими базовыми станциями, например базовой станцией 160. Мобильный центр коммутации (не показан) может управлять различными аспектами работы системы 100 связи и обменом данными по транзитной линии 199 между сетью 105 и базовыми станциями 101 и 160.In FIG. 1 shows a general block diagram of a
Базовая станция 101 взаимодействует с каждой мобильной станцией, которая находится в зоне ее покрытия, через сигнал прямой линии, идущий из базовой станции 101. Сигналы прямой линии, предназначенные для мобильных станций 102-104, могут быть суммированы для формирования сигнала 106 прямой линии. Прямая линия может нести несколько различных каналов прямой линии. Каждая из мобильных станций 102-104, получающих сигнал 106 прямой линии, декодирует сигнал 106 прямой линии для извлечения информации, которая предназначена для ее пользователя. Базовая станция 160 также может взаимодействовать с мобильными станциями, которые находятся в зоне ее покрытия, через сигнал прямой линии, идущий от базовой станции 160. Мобильные станции 102-104 могут взаимодействовать с базовыми станциями 101 и 160 через соответствующие обратные линии. Каждая обратная линия поддерживается сигналом обратной линии, например сигналами 107-109 обратной линии для мобильных станций 102-104 соответственно. Сигналы 107-109, хотя они могут быть предназначены для одной базовой станции, могут быть приняты другой базовой станцией.The
Базовые станции 101 и 160 одновременно могут обмениваться информацией с общей мобильной станцией. Например, мобильная станция 102, которая может поддерживать связь с обеими базовыми станциями 101 и 160, может находиться поблизости от базовых станций 101 и 160. В случае прямой линии базовая станция 101 передает сигнал 106 прямой линии, а базовая станция 160 - сигнал 161 прямой линии. В случае обратной линии мобильная станция 102 передает сигнал 107 обратной линии, предназначенный для обеих базовых станций 101 и 160. Для передачи пакета данных мобильной станции 102 может быть выбрана одна из базовых станций 101 и 160, для того, чтобы передать пакетные данные мобильной станции 102. В случае обратной линии обе базовые станции 101 и 160 могут попытаться выполнить декодирование передачи данных трафика из мобильной станции 102. Скорость передачи данных и уровень мощности прямой и обратной линий могут поддерживаться в соответствии с состоянием канала между базовой станцией и мобильной станцией, как описано различными аспектами настоящего изобретения.
На фиг. 2 показана блок-схема приемника 200, используемого для обработки и демодуляции принятого сигнала CDMA, во время работы согласно различным аспектам настоящего изобретения. Приемник 200 может быть использован для декодирования информации в сигналах прямой и обратной линий. Приемник 200 может быть использован для декодирования информации в основном канале, канале управления и вспомогательных каналах. Принятые выборки (Rx) могут храниться в RAM 204. Принятые выборки генерируются системой 290 радиочастоты/промежуточной частоты (РЧ/ПЧ) и антенной системой 292. РЧ/ПЧ система 290 и антенная система 292 могут включать в себя один или несколько компонентов для получения множества сигналов и РЧ/ПЧ обработки принятых сигналов для использования усиления при приеме с разнесением. Множество принятых сигналов, прошедших через различные пути распространения, могут быть сформированы общим источником. Система 292 антенн получает РЧ сигналы и посылает РЧ сигналы в РЧ/ПЧ систему 290. РЧ/ПЧ система 290 может представлять собой любой обычный РЧ/ПЧ приемник. Принятые РЧ/ПЧ сигналы фильтруют, преобразуют с понижением частоты и оцифровывают для формирования RX выборок основной полосы частот. Выборки подают в мультиплексор (mux) 252. Выходной сигнал mux 252 подают в поисковый блок 206 и элементы 208 отводов. К ним подсоединена система 210 управления. Сумматор 212 соединяет декодер 214 с элементами 208 отводов. Система 210 управления может представлять собой микропроцессор, управляемый программными средствами, и может быть размещена на той же интегральной схеме или на отдельной интегральной схеме. Функция декодирования в декодере 214 может выполняться способом турбодекодирования или любыми другими подходящими алгоритмами декодирования. Сигнал, переданный из источника, может быть кодирован при помощи нескольких уровней кодирования. Декодер 214 может выполнять функцию декодирования согласно двум или нескольким типам кодов. Например, переданные данные могут быть кодированы на двух различных уровнях, внешнем уровне и физическом уровне. Физический уровень может соответствовать турбо-коду, а внешний уровень может соответствовать коду Рида Соломона. Декодер 214 декодирует принятые выборки согласно таким кодам.In FIG. 2 is a block diagram of a
Во время работы принятые выборки подают в mux 252. Mux 252 подает выборки в поисковый блок 206 и элементы 208 отводов. Блок управления конфигурирует элементы 208 отводов для выполнения демодуляции и сжатия принятого сигнала при различных временных смещениях, основываясь на результатах поиска из поискового блока 206. Результаты демодуляции объединяют и направляют в декодер 214. Декодер 214 декодирует данные и выдает декодированные данные. Сжатие для данного канала выполняют путем умножения принятых выборок на комплексное сопряжение PN последовательности и назначенную функцию Уолша для одной гипотезы таймирования и цифровой фильтрации полученных в результате выборок, часто с использованием схемы интегрирования и схемы накапливающего сумматора (не показано). Такая технология является общеизвестной в данной области техники. Приемник 200 может быть применен в приемной части базовых станций 101 и 160 для обработки принятых сигналов обратной линии из мобильных станций и в приемной части любой из мобильных станций для обработки принятых сигналов прямой линии.During operation, the received samples are fed to mux 252.
Декодер 214 может накапливать суммарную энергию для детектирования символа данных. Каждый пакет данных может нести поле контроля с использованием циклического избыточного кода (CRC). Декодер может быть связан с системой 210 управления и/или другими системами управления для обнаружения ошибок в принятом пакете данных. Если CRC данные не прошли проверку, то принятый пакет данных был принят с ошибкой. Система 210 управления и/или другие системы управления могут посылать сообщение с отрицательным подтверждением в передатчик для повторной передачи пакета данных.
На фиг. 3 показана блок-схема передатчика 300 для передачи сигналов прямой и обратной линий. Данные канала для передачи вводят в модулятор 301 для модуляции. Модуляция может быть выполнена в соответствии с любой общеизвестной технологией модуляции, например QAM, PSK или BPSK. До модуляции данные канала для передачи могут быть подвергнуты кодированию на одном или нескольких уровнях кодирования. Данные канала для передачи формируют для модулятора 301. Данные канала для модуляции вводятся в модулятор 301.In FIG. 3 shows a block diagram of a transmitter 300 for transmitting forward and reverse link signals. Channel data for transmission is input to a modulator 301 for modulation. Modulation can be performed in accordance with any well-known modulation technology, for example QAM, PSK or BPSK. Prior to modulation, the channel data for transmission may be encoded at one or more coding layers. Channel data for transmission is generated for modulator 301. Channel data for modulation is input to modulator 301.
Скорость модуляции данных может быть выбрана при помощи селектора 303 скорости передачи данных и уровня мощности. Выбор скорости передачи данных может быть основан на информации обратной связи, полученной из места назначения. Помимо других факторов, принимаемых во внимание, очень часто скорость передачи данных выбирается на основании состояния канала и в соответствии с различными аспектами настоящего изобретения. Состояние канала может изменяться со временем. Выбор скорости передачи данных также может изменяться со временем.The data modulation rate can be selected using the selector 303 data rate and power level. The selection of the data rate may be based on feedback information received from the destination. In addition to other factors taken into account, very often the data rate is selected based on the state of the channel and in accordance with various aspects of the present invention. Channel status may change over time. The choice of data rate may also change over time.
Таким образом, селектор 303 скорости передачи данных и уровня мощности выбирает скорость передачи данных в модуляторе 301. Выходные данные модулятора 301 подвергаются процедуре расширения сигнала и усиливаются в блоке 302 для передачи через антенну 304. Селектор 303 скорости передачи данных и уровня мощности также выбирает уровень мощности для уровня усиления передаваемого сигнала. Комбинация выбранной скорости передачи данных и уровня мощности предоставляет возможность для правильного декодирования переданных данных в точке приема. В блоке 307 также генерируют пилотный сигнал. В блоке 307 пилотный сигнал усиливают до соответствующего уровня. Уровень мощности пилотного сигнала может соответствовать состоянию канала в точке приема. Пилотный сигнал может быть объединен с сигналом канала в сумматоре 308. Объединенный сигнал может быть усилен в усилителе 309 и передан через антенну 304. Антенна 304 может представлять собой любое количество комбинаций, включая антенные решетки и конфигурации с множеством входов и множеством выходов.Thus, the data rate and power level selector 303 selects the data rate in the modulator 301. The output of the modulator 301 undergoes a signal expansion procedure and is amplified in block 302 for transmission through the antenna 304. The data rate and power level selector 303 also selects the power level for the gain level of the transmitted signal. The combination of the selected data rate and power level provides the ability to correctly decode the transmitted data at the receiving point. At block 307, a pilot signal is also generated. At block 307, the pilot signal is amplified to an appropriate level. The power level of the pilot signal may correspond to the state of the channel at the receiving point. The pilot signal may be combined with the channel signal in adder 308. The combined signal may be amplified in amplifier 309 and transmitted through antenna 304. Antenna 304 may be any number of combinations, including antenna arrays and configurations with multiple inputs and multiple outputs.
В системе CDMA 2000 мобильной станции (МС) разрешено пользоваться одновременно несколькими услугами связи. Каждая из таких услуг связи может отличаться качеством услуги (QoS). Для некоторой услуги пакеты данных могут быть связаны со специально определенными параметрами QoS, такими как определенная скорость передачи данных или диапазон скоростей передачи данных, частота потери пакетов и максимальная задержка, допустимая для обмена пакетом данных или несколькими пакетами данных. Во время фазы согласования услуги линии связи МС и базовая станция (БС) согласуют набор параметров QoS. Параметры QoS могут быть определены на срок действия определенной услуги связи. Затем от БС может потребоваться поддержка с высокой вероятностью такого согласованного QoS, например скорости передачи данных, потери пакетов и максимальной задержки.In the CDMA 2000 system, a mobile station (MS) is allowed to use several communication services at the same time. Each of these communication services may differ in quality of service (QoS). For some services, data packets may be associated with specially defined QoS parameters, such as a specific data rate or range of data rates, packet loss rate, and the maximum delay allowed for exchanging a data packet or multiple data packets. During the negotiation phase of the link service, the MS and the base station (BS) agree on a set of QoS parameters. QoS parameters can be determined for the duration of a particular communication service. Then, the BS may be required to support with high probability such consistent QoS, for example, data rate, packet loss, and maximum delay.
Согласно различным аспектам настоящего изобретения для реализации QoS для обратной линии предоставляются способ и устройство, в которых обновленная информация, относящаяся к длине очереди и максимальной задержке пакета, является доступной в МС, хотя менеджер ресурсов, назначающий согласованный QoS, находится в БС. МС запрашивает необходимую скорость передачи от БС, а не сообщает информацию о длине (число не переданных пакетов) очереди. МС вычисляет запрашиваемые скорость передачи и срок действия данных до запроса у БС скорости передачи данных. Запрос скорости передачи данных может быть в форме одного или нескольких соотношений мощности канала трафика прямой линии к мощности пилот-сигнала (Т/Р). Набор доступных скоростей передачи данных может иметь соответствующие соотношения Т/Р. Для отражения соответствия между Т/Р и скоростью передачи данных может быть предоставлена таблица. Автономное управление скоростью передачи данных посредством МС также может быть основано на обратной связи загрузки из БС. БС может быть ответственной за назначение скорости в МС для управления загрузкой и стабильностью обратной линии. БС также является ответственной за управление доступом. Размещение ресурсов в ответ на запрос скорости передачи данных может быть показано диаграммой потока сообщений и процессов, приведенной на фиг.5.According to various aspects of the present invention, a method and apparatus are provided for implementing reverse link QoS in which updated information regarding queue length and maximum packet delay is available in the MS, although the resource manager assigning the agreed QoS is in the BS. The MS requests the necessary transmission speed from the BS, and does not report information on the length (number of packets not transmitted) of the queue. The MS calculates the requested data rate and the data validity period until the BS requests the data rate. The data rate request may be in the form of one or more ratios of forward link traffic channel power to pilot power (T / P). The set of available data rates may have corresponding T / P ratios. A table may be provided to reflect the correspondence between T / P and data rate. Autonomous control of the data rate by means of the MS can also be based on feedback from the BS download. The BS may be responsible for assigning speed to the MS to control download and reverse link stability. The BS is also responsible for access control. The allocation of resources in response to a request for a data rate may be shown in the diagram of the message flow and processes shown in FIG.
Реальные ресурсы, управляемые БС, представляют собой отношение мощности канала трафика к мощности пилот-сигнала (T/P). Отображение скорости передачи данных в Т/Р для канала представляет собой рабочую точку, которую выбирают исходя из количества допустимых повторных передач и использования гибридной ARQ. БС может назначить различные виды отображения как функцию задержки, запрашиваемой (допустимые повторные передачи) для каждой услуги. Такая оптимизация полезна для услуг с короткими транзакциями и требованиями очень малой задержки (например, интерактивные игры). Для большинства услуг лучшим выбором для БС является выбор такого отображения, при котором пропускная способность обратной линии максимизирована. Номера (1-8) с левой стороны представляют возможный порядок событий или процессов, которые могут иметь место.The real resources controlled by the BS are the ratio of the traffic channel power to the pilot power (T / P). The mapping of the data rate in T / P for a channel is an operating point that is selected based on the number of valid retransmissions and the use of hybrid ARQ. The BS may designate different types of mappings as a function of the delay requested (valid retransmissions) for each service. This optimization is useful for services with short transactions and very low latency requirements (for example, interactive games). For most services, the best choice for a BS is to choose a mapping in which the reverse link throughput is maximized. The numbers (1-8) on the left side represent the possible order of events or processes that may take place.
1. БС управляет разрешением доступа и разрешает только услуги связи (или потоки) с допустимыми и достижимыми требованиями QoS. После разрешения услуги или потока пакетов данных МС осведомлена о согласованных параметрах QoS, таких как допустимая скорость передачи данных, частота потери пакетов и максимальная задержка, связанных с указанным потоком. Следует отметить, что из-за изменений каналов и мобильности такие гарантии QoS являются в достаточной степени вероятностными.1. The BS controls access authorization and allows only communication services (or streams) with valid and achievable QoS requirements. After allowing a service or data packet stream, the MS is aware of the agreed QoS parameters, such as allowable data rate, packet loss rate, and maximum delay associated with the specified stream. It should be noted that due to channel changes and mobility, such QoS guarantees are sufficiently probable.
2. МС реализует политику (восходящего потока), которая отбрасывает входящие пакеты данных, не соответствующие требованиям. Таким образом, МС принимает все пакеты, для которых при реализации политики предполагается удовлетворение согласованного QoS для разрешенных потоков. Пакеты, которые требуют QoS, выходящего за согласованное QoS, как это определено, например, скоростью обмена данными, отбрасываются в МС до этапа формирования выходной очереди. МС также может осуществлять механизм внешнего контура управления для согласования параметров контроля исходя из рабочих состояний. БС может “проверять”, что МС действительно соответствует согласованной с ней скорости.2. The MS implements a policy (upstream) that discards incoming data packets that do not meet the requirements. Thus, the MS accepts all packets for which the implementation of the policy assumes the satisfaction of the agreed QoS for allowed flows. Packets that require QoS beyond the agreed QoS, as determined, for example, by the data rate, are discarded to the MS until the output queue formation stage. The MS can also implement an external control loop mechanism for matching control parameters based on operating conditions. The BS can “verify” that the MS really matches the speed agreed with it.
3. Удовлетворяющие требованиям пакеты, разрешенные в МС, помещают в выходную очередь. С каждым пакетом связан срок исполнения, исходя из времени доставки пакета и максимально допустимой задержки для данной услуги (или потока). Предпочтительно МС может установить выходную очередь таким образом, чтобы пакеты хранились в порядке их максимальных задержек, причем первый имеет наиболее близкий срок исполнения. МС должна управлять планированием своей передачи для гарантии того, что пакеты будут переданы до истечения их срока исполнения.3. Satisfying packets allowed in the MS are placed in the output queue. Each package has a due date based on the delivery time of the package and the maximum allowable delay for this service (or stream). Preferably, the MS can set the output queue so that the packets are stored in the order of their maximum delays, the first having the closest execution time. The MS should manage the planning of its transmission to ensure that packets will be transmitted before their expiration date.
4. МС определяет запрашиваемую скорость передачи данных на основании сроков исполнения, связанных с пакетами в выходной очереди. Более полно процедура описана ниже. Поскольку скорость передачи данных, определенная МС, требуется для обеспечения согласованных QoS, запрашиваемая скорость передачи данных не является только признаком “приоритета”. МС также вычисляет одну или несколько скоростей загрузки данных путем определения, какие пакеты в ее очереди могут быть пропущены, для обеспечения БС возможности назначать скорости ниже, чем запрашиваемая скорость, если запрашиваемая скорость не может быть назначена базовой станцией вследствие загрузки, перегрузки канала управления или по какой-либо другой причине. Скорости загрузки определяет МС исходя из запрашиваемой скорости и количества пакетов, которые могут быть пропущены в очереди. Обычно, если пакет в очереди пропущен, то скорость данных, запрашиваемая для передачи оставшегося количества пакетов, увеличивается. БС преобразует запрашиваемую скорость и скорость загрузки в запрашиваемое T/P и Т/Р загрузки или в качестве альтернативы МС может непосредственно вычислить запрашиваемое T/P и Т/Р загрузки.4. The MS determines the requested data rate based on the deadlines associated with the packets in the output queue. The procedure is described more fully below. Since the data rate determined by the MS is required to provide consistent QoS, the requested data rate is not only a sign of “priority”. The MS also calculates one or more data download speeds by determining which packets in its queue can be skipped in order to enable the BS to assign speeds lower than the requested speed if the requested speed cannot be assigned by the base station due to loading, congestion of the control channel or any other reason. The download speed is determined by the MS based on the requested speed and the number of packets that can be skipped in the queue. Usually, if a packet in the queue is skipped, then the data rate requested to transmit the remaining number of packets increases. The BS converts the requested download speed and download speed to the requested T / P and T / P download, or as an alternative, the MS can directly calculate the requested T / P and T / P download.
5. МС сообщает запрашиваемое T/P и Т/Р загрузки или увеличение, или уменьшение T/P и передает это в БС. БС должна попытаться удовлетворить требования увеличения Т/Р при наличии доступных ресурсов, поскольку такие ресурсы необходимы МС для удовлетворения ее QoS критерия. Несколько последовательных требований увеличения Т/Р от МС указывают на увеличение приоритета, причем в случае не выполнения это может привести к не удовлетворению некоторого критерия QoS.5. The MS reports the requested T / P and T / P load or increase or decrease T / P and transmits it to the BS. The BS should try to satisfy the requirements for increasing T / P in the presence of available resources, since such resources are necessary for the MS to satisfy its QoS criterion. Several consecutive requirements for increasing T / P from the MS indicate an increase in priority, and in case of failure, this may lead to the failure of some QoS criterion.
6. Планировщик БС комплектует эти требования Т/Р в терминах ресурсов обратной линии и времени. БС также не учитывает некоторые ресурсы с известной низкой задержкой, потоки с постоянной полосой пропускания, например голосовые вызовы. БС может попытаться оптимизировать такую компоновку, например, путем задержки некоторых Т/Р назначений или предоставления более высоким Т/Р назначениям более короткого срока действия. Если БС задерживает назначение для МС, последующие требования от МС могут потребовать даже более высокое Т/Р для удовлетворения QoS для чувствительных к задержкам пакетов, поскольку при большей задержке при передаче пакета данных для удовлетворения того же QoS требуется более высокая скорость передачи данных, запрашиваемая для передачи. Таким образом, БС имеет ограниченную гибкость при планировании. При наличии избыточных ресурсов полосы пропускания БС может не принимать во внимание требования уменьшения Т/Р или предоставлять Т/Р более высокие, чем запрашиваемые.6. The BS scheduler complements these T / P requirements in terms of reverse link resources and time. The BS also does not account for some resources with known low latency, constant bandwidth streams, such as voice calls. The BS may try to optimize such an arrangement, for example, by delaying some T / P destinations or by providing higher T / P destinations with a shorter duration. If the BS delays the assignment for the MS, subsequent requirements from the MS may require an even higher T / P to satisfy QoS for delay-sensitive packets, since with a larger delay in transmitting a data packet, the higher data rate required for the same QoS is required for transmission. Thus, the BS has limited flexibility in planning. In the presence of excess bandwidth resources, the BS may not take into account T / P reduction requirements or provide T / Ps higher than those requested.
7. БС назначает Т/Р для МС. Назначение может быть указано для МС в виде увеличения (уменьшения) текущей назначенной скорости передачи данных.7. The BS designates the T / P for the MS. The destination may be indicated for the MS in the form of an increase (decrease) in the current assigned data rate.
8. Исходя из назначения Т/Р МС компонует пакеты для передачи. МС обслуживает пакеты исходя из порядка компоновки “первый - с более ранним сроком исполнения” и может подвергнуть его модификации. Например, до начала передачи любого пакета МС определяет, имеет ли место передача данного пакета данных в пределах его срока исполнения. Такое определение является функцией назначенных Т/Р и сроков исполнения и должно быть рассчитано с возможностью будущего увеличения. МС пропускает любой пакет, для которого вероятно не удастся выдержать срок исполнения передачи. Пакет, который не передан успешно до истечения его срока исполнения, считается потерянным. МС отслеживает частоту потери пакетов, связанную с потоком.8. Based on the destination of the T / P, the MS composes the packets for transmission. The MS serves the packages based on the “first - with an earlier deadline” layout order and can modify it. For example, before the start of the transmission of any packet, the MS determines whether there is a transmission of this data packet within its execution time. Such a definition is a function of the assigned T / P and deadlines and should be calculated with the possibility of future increase. MS passes any packet for which it is probably not possible to maintain the deadline for the transmission. A package that is not successfully transferred before its expiration date is considered lost. The MS monitors the packet loss rate associated with the stream.
В такой инфраструктуре процессы этапов 2, 3 и 8, соответственно, позволяют МС управлять QoS (скоростью, требованиями на максимальную задержку и потерю пакетов), связанными с ее потоками. Процессы этапов 4 и 5 позволяют МС объединять ее требования для всех ее потоков в одно требование Т/Р. Процесс контроля доступа БС на этапе 1 гарантирует, что БС будет иметь достаточное количество ресурсов на этапе 6 для удовлетворения требований всех получивших доступ потоков из МС с согласованным QoS. МС определяет запрашиваемую скорость передачи данных для удовлетворения QoS. МС объединяет очереди для множества услуг (с согласованными QoS) в требование скорости. Более того, обычно вместо определения запрашиваемой скорости и преобразования в запрашиваемое Т/Р МС может работать непосредственно с запрашиваемым Т/Р. Это является более общим случаем, поскольку при этом можно легко адаптировать передачу пакетов для различных услуг с различными типами преобразования T/P в скорость.In such an infrastructure, the processes of steps 2, 3, and 8, respectively, allow the MS to control the QoS (speed, maximum delay and packet loss requirements) associated with its flows. The processes of steps 4 and 5 allow the MS to combine its requirements for all its flows into one T / P requirement. The BS access control process in
Допустим, что в момент времени t0 очереди МС состоят из пакетов Pi, {i=1,…,N} размера si, организованных в порядке их срока исполнения di. Каждый пакет Pi связан с услугой k(i) передачи данных. Для услуги k передачи данных отображение известной скорости передачи данных в T/P определяют как Rk(T/P). Затем для назначенного Т/Р значения Т0 могут быть определены и нижеследующие уравнения. При скорости Rk(i)(T0) время передачи пакета Pi по линии связи, xi, имеет вид:Suppose that at time t 0, the MS queues consist of packets P i , {i = 1, ..., N} of size s i , organized in order of their due date d i . Each packet P i is associated with a data service k (i). For the data service k, the mapping of the known data rate in T / P is defined as R k (T / P). Then, for the assigned T / P value of T 0 , the following equations can also be determined. At a speed of R k (i) (T 0 ), the transmission time of the packet P i over the communication line, x i , has the form:
xi=si/Rk(i)(T0) (1)x i = s i / R k (i) (T 0 ) (1)
Поскольку пакеты размещены в порядке их сроков исполнения, пакет Pi будет полностью передан заSince the packages are placed in order of their deadlines, the package P i will be completely transferred for
zi=t0+Σsj/Rk(j)(T0), где суммирование выполняют по [1,…,i] (2)z i = t 0 + Σs j / R k (j) (T 0 ), where the summation is performed according to [1, ..., i] (2)
То есть пакеты P1,…,Pi-1 со сроками исполнения до di передаются до Pi. Таким образом, процесс может определить, может ли какой-либо пакет в выходной очереди МС пропустить свой срок исполнения, т.е.That is, packets P 1 , ..., P i-1 with execution dates of up to d i are transmitted before P i . Thus, the process can determine if any packet in the output queue of the MS can skip its deadline, i.e.
zi>di, для 1≤i≤N (3)z i > d i , for 1≤i≤N (3)
Если МС определяет, что какой-либо пакет в ее очереди может пропустить свой срок исполнения при текущей скорости, то она может запросить более высокую скорость для удовлетворения своего QoS. Необходимо отметить: такое вычисление скорости передачи данных использует информацию о сроках исполнения, связанную с каждым пакетом в очереди МС. БС не может произвести такое определение скорости передачи данных, основываясь лишь на числе не переданных пакетов и классе QoS.If the MS determines that any packet in its queue may miss its due date at the current speed, then it may request a higher speed to satisfy its QoS. It should be noted: this calculation of the data transfer rate uses the information about the deadlines associated with each packet in the queue of the MS. The BS cannot make such a determination of the data rate based on the number of packets not transmitted and the QoS class.
Существует несколько способов предоставления запрашиваемой информации Т/Р в БС. В зависимости от реализации канала запроса и частоты передачи запросов из МС в БС также может быть полезным вычисление запрашиваемой продолжительности в МС и предоставление этого признака в БС. Вышеприведенное уравнение 2 также позволяет МС определять требуемую продолжительность. По существу, при назначенном значении Т0 отношения Т/Р передача последнего пакета в очереди МС может завершиться за время zN. Следовательно, исходя из текущей очереди пакетов и назначенной скорости требуемая продолжительность составляет zN. Уравнение 2 может быть модифицировано при помощи небольших дополнительных вычислений. Например, если в следующий момент времени t1 при завершении передачи пакета P1 назначенное T/P изменилось на Т1, измененные моменты времени завершения передачи пакетов выражаются в виде:There are several ways to provide the requested T / P information in a BS. Depending on the implementation of the request channel and the frequency of transmission of requests from the MS to the BS, it may also be useful to calculate the requested duration in the MS and provide this feature in the BS. Equation 2 above also allows the MS to determine the desired duration. Essentially, at the assigned T 0 value of the T / P ratio, the transmission of the last packet in the MS queue can be completed in time z N. Therefore, based on the current packet queue and the assigned rate, the required duration is z N. Equation 2 can be modified using small additional calculations. For example, if at the next moment of time t 1 when the transfer of the packet P 1 is completed, the assigned T / P is changed to T 1 , the changed times of the completion of packet transmission are expressed as:
zi(t1)=t1+Σsj/Rk(j)(T1), где суммирование выполняют по [2,…,i] (4)z i (t 1 ) = t 1 + Σs j / R k (j) (T 1 ), where the summation is performed according to [2, ..., i] (4)
Такие времена завершения могут быть вычислены из предыдущего времени завершения передачи пакета с использованием уравнения:Such completion times can be calculated from the previous packet transfer completion time using the equation:
zi(t1)-t1=zi(t0)-t0-s1/Rk(1)(T0)+Σsj[1/Rk(j)(T1)-1/Rk(j)(T0)], (5)z i (t 1 ) -t 1 = z i (t 0 ) -t 0 -s 1 / R k (1) (T 0 ) + Σs j [1 / R k (j) (T 1 ) -1 / R k (j) (T 0 )], (5)
Затем допустим, что новый пакет Pnew размера snew, услуги k(new) и срока исполнения dnew поступает в момент времени t2. Обычно срок исполнения для нового пакета находится между (упорядоченными) сроками исполнения для пакетов k и k+1, т.е. для некоторого k<N, dk≤dnew<dk+1. Тогда для i≤k zi(t2) является неизменным. Если значение Т1 для T/P не меняется,Then suppose that a new package P new of size s new , service k (new), and due date d new arrives at time t 2 . Typically, the deadline for a new package is between the (ordered) deadlines for packages k and k + 1, i.e. for some k <N, d k ≤d new <d k + 1 . Then for i≤k zi (t2) is unchanged. If the T 1 value for T / P does not change,
zi(t2)=zi(t1)+snew/Rk(new)(T1) для i>k (6)z i (t 2 ) = z i (t 1 ) + s new / R k (new) (T 1 ) for i> k (6)
Таким образом, МС может вычислять и обновлять свои запрашиваемые Т/Р, запрашиваемую продолжительность, а также запланированный порядок передачи пакетов в своей очереди.Thus, the MS can calculate and update its requested T / P, the requested duration, as well as the planned packet transmission order in its queue.
Для содействия БС при назначениях скорости во время периодов загрузки МС также вычисляет скорости загрузки путем определения, какие пакеты в ее очереди могут быть пропущены. Для определения приоритетов пропуска пакетов МС может использовать многие критерии:To assist the BS in speed assignments during load periods, the MS also calculates download speeds by determining which packets in its queue may be skipped. To determine the priority of packet passing MS can use many criteria:
Пакеты для услуг, которые являются толерантными к пропуску пакетов,Packages for services that are tolerant of packet skipping,
Пакеты для услуг, чьи текущие частоты потери пакетов меньше, чем согласованные скорости потери пакетов,Packages for services whose current packet loss rates are less than the agreed packet loss rates,
Пакеты, для которых, вероятно, не удастся выполнить требование максимальной задержки, если запрашиваемое Т/Р не будет назначено.Packets for which it is likely that the maximum delay requirement will not be met if the requested T / P is not assigned.
Исходя из приоритета пропуска МС определяет, какие пакеты потенциально можно пропустить, удовлетворяя при этом допустимому QoS при различных уровнях загрузки. Затем МС использует уравнения (1)-(3) для формирования виртуальной очереди путем удаления таких пакетов из очереди МС для вычисления значения Т/Р загрузки. Следует отметить, что во всех отношениях пакет данных и блок данных могут быть взаимозаменяемыми.Based on the priority of skipping, the MS determines which packets can potentially be skipped, while satisfying acceptable QoS at various load levels. Then, the MS uses equations (1) - (3) to form a virtual queue by removing such packets from the MS queue to calculate the T / P load value. It should be noted that in all respects, the data packet and the data block may be interchangeable.
Если отображение Т/Р в скорость фиксировано, то работа со скоростью передачи данных является более подходящей и адекватной. Схема, которая иллюстрирует графически вычисление запрашиваемой скорости и скорости загрузки данных, приведена ниже. Размеры пакетов и сроки исполнения также показаны в графическом виде. Размер каждого пакета (в битах) показан в виде вертикальной полосы, помещенной на его сроке исполнения по оси времени (в кадрах). Размер вертикальной полосы показывает размер пакета. Любая линия с положительным наклоном в начале координат соответствует скорости (бит/с). Начало координат представляет собой текущее время или время начала назначения. Запрашиваемая скорость имеет наименьший наклон, который удовлетворяет всем срокам исполнения, т.е. наименьший наклон, при котором все пакеты на графике расположены ниже линии. МС также вычисляет скорость загрузки исходя из допущения, что первый пакет в очереди может быть пропущен (уровень 1 загрузки) и скорость загрузки при условии пропуска самого большого пакета в очереди (уровень 2 загрузки).If the mapping of T / P to speed is fixed, then working with the data transfer rate is more suitable and adequate. A diagram that illustrates graphically the calculation of the requested speed and data download speed is given below. Package sizes and lead times are also shown graphically. The size of each packet (in bits) is shown as a vertical bar placed on its execution time along the time axis (in frames). The size of the vertical bar indicates the size of the packet. Any line with a positive slope at the origin corresponds to the speed (bit / s). The origin is the current time or the start time of the assignment. The requested speed has the smallest slope that satisfies all deadlines, i.e. the smallest slope at which all packets on the chart are located below the line. The MS also calculates the download speed based on the assumption that the first packet in the queue can be skipped (download level 1) and the download speed if the largest packet in the queue is skipped (download level 2).
В момент времени t0 очередь МС состоит из пакетов Pi, {i=1,…,N} размера s0, размещенных в порядке их срока исполнения di. Затем, для назначенной скорости R0 можно написать нижеследующие уравнения. При скорости R0 время xi передачи пакета Pi по радиоканалу составляетAt time t 0, the MS queue consists of packets P i , {i = 1, ..., N} of size s 0 placed in the order of their due date d i . Then, for the assigned speed R 0, you can write the following equations. At a speed of R 0 , the transmission time x i of the packet P i over the air is
xi=si/R0 (7)x i = s i / R 0 (7)
Поскольку пакеты размещены в порядке их срока исполнения, передача пакета Pi завершится вSince the packages are placed in order of their expiration date, the Pi packet transfer will end in
zi=t0+zj+sj/R0, где суммирование выполняют по [1,…,i] (8)z i = t 0 + z j + s j / R 0 , where the summation is performed according to [1, ..., i] (8)
То есть пакеты P1,…,Pi-1 со сроком исполнения до di передаются раньше Pi. Таким образом, процесс может определить, может ли какой-либо пакет в очереди МС пропустить свой срок исполнения, т.е.That is, packets P 1 , ..., P i-1 with a due date of up to d i are transmitted earlier than P i . Thus, the process can determine whether any packet in the queue of the MS can skip its due date, i.e.
zi>di, для 1≤i≤N (9)z i > d i , for 1≤i≤N (9)
Если МС определяет, что какой-либо пакет в ее очереди может пропустить свой срок исполнения, то она запрашивает более высокую скорость для удовлетворения своего QoS. Такое вычисление скорости передачи данных использует информацию о сроке исполнения, связанную с каждым пакетом в очереди. БС не может произвести такое определение скорости на основании только числа не переданных пакетов и класса QoS.If the MS determines that any packet in its queue may miss its deadline, then it requests a higher speed to satisfy its QoS. Such a data rate calculation uses the due date information associated with each packet in the queue. The BS cannot make such a speed determination based only on the number of packets not transmitted and the QoS class.
Существует несколько способов предоставления информации о запрашиваемой скорости в БС. В зависимости от реализации канала запроса и частоты передачи запросов из МС в БС также может быть полезным вычисление запрашиваемой продолжительности в МС и предоставление этого признака в БС. Приведенное выше уравнение 2 также позволяет МС определить запрашиваемую продолжительность. В сущности, при назначенной скорости R0 последний пакет в очереди МС может завершить свою передачу в момент времени zN. Уравнение (2) может быть модифицировано при помощи очень небольших дополнительных вычислений. Например, если в следующий момент времени t1 при завершении передачи пакета P1 назначенная скорость изменилась на R1, измененные моменты времени завершения передачи пакета выражаются в виде:There are several ways to provide information about the requested speed in the BS. Depending on the implementation of the request channel and the frequency of transmission of requests from the MS to the BS, it may also be useful to calculate the requested duration in the MS and provide this feature in the BS. Equation 2 above also allows the MS to determine the requested duration. In fact, at the assigned speed R 0, the last packet in the MS queue can complete its transmission at time z N. Equation (2) can be modified using very small additional calculations. For example, if at the next time t 1 at the end of the transmission of the packet P 1 the assigned speed has changed to R 1 , the changed times of the completion of the transmission of the packet are expressed as:
zi(t1)=t1+Σsj/R1(T1), где суммирование выполняют по [2,…,i] (10)z i (t 1 ) = t 1 + Σs j / R 1 (T 1 ), where the summation is performed according to [2, ..., i] (10)
Такие моменты времени завершения могут быть вычислены из предыдущих моментов времени завершения с использованием уравнения:Such completion times may be calculated from previous completion times using the equation:
zi(t1)-t1=[(zi(t0)-t0)R0-s1]/R1 (11)z i (t 1 ) -t 1 = [(z i (t 0 ) -t 0 ) R 0 -s 1 ] / R 1 (11)
Далее допустим, что новый пакет Pnew размера snew и со сроком исполнения dnew прибыл в момент времени t2. Обычно срок исполнения для нового пакета может находиться между (упорядоченными) сроками исполнения для пакетов k и k+1, т.е. для некоторого k<N, dk≤dnew<dk+1. При этом для i≤k zi(t2) является неизмененным. Если скорость R1 не изменяется,Further, suppose that a new package P new of size s new and with a due date d new arrived at time t 2 . Typically, the deadline for a new package can be between the (ordered) deadlines for packages k and k + 1, i.e. for some k <N, d k ≤d new <d k + 1 . Moreover, for i≤kz i (t 2 ) is unchanged. If the speed R 1 does not change,
zi(t2)=zi(t1)+snew/R1 для i>k (12)z i (t 2 ) = z i (t 1 ) + s new / R 1 for i> k (12)
Таким образом, МС может вычислять и обновлять требуемые скорости, требуемые продолжительности, а также запланированный порядок передачи пакетов в очереди.Thus, the MS can calculate and update the required speeds, the required duration, as well as the planned order of transmission of packets in the queue.
Как показано выше, путем оценки максимальной задержки всех пакетов в буфере МС, МС может определить запрашиваемую скорость или Т/Р. В качестве альтернативы, если МС оценивает только первый пакет в своем буфере, то есть пакет с наименьшим сроком исполнения задержки, и использует вычисления Т/Р (или скорости), описанные выше, результат является эквивалентным наличию в БС обратной связи по максимальной задержке. В этом случае значение вычисленного Т/Р (или скорости) представляет собой наименьший срок исполнения и эквивалентно - наивысший приоритет. Пример двухбитового кодирования сроков исполнения задержки для канала обратной линии показан в нижеследующих параграфах и может быть использован.As shown above, by estimating the maximum delay of all packets in the MS buffer, the MS can determine the requested speed or T / P. Alternatively, if the MS evaluates only the first packet in its buffer, that is, the packet with the shortest delay execution time, and uses the T / P (or speed) calculations described above, the result is equivalent to the presence of feedback on the maximum delay in the BS. In this case, the calculated T / P (or speed) value represents the shortest lead time and equivalently the highest priority. An example of a two-bit coding of the delay execution time for the reverse link channel is shown in the following paragraphs and can be used.
Запросы обратной линии могут быть посланы в БС либо через сообщение, либо с использованием непрерывного низкоскоростного канала управления скоростью. Могут быть приняты во внимание и использованы нижеследующие схемы:Reverse link requests can be sent to the BS either through a message or using a continuous low speed rate control channel. The following schemes may be taken into account and used:
- Использование сообщения обратной линии для предоставления информации о длине очереди или числе не переданных пакетов в БС. Для поддержки QoS в такое сообщение запроса может быть добавлено поле QoS.- Use of a return line message to provide information on the queue length or the number of packets not transmitted in the BS. To support QoS, a QoS field may be added to such a request message.
- Непрерывный канал запроса Т/Р или скорости, в который МС периодически помещает бит, обозначающий запрос более высокой скорости. Это не предоставляет БС какого-либо указания на QoS.- A continuous channel request T / P or speed, in which the MS periodically puts a bit indicating a request for a higher speed. This does not provide the BS with any indication of QoS.
Ресурсы, управляемые БС, включают в себя отношение мощности канала трафика к мощности пилот-сигнала (T/P). Обычно более высокое соотношение Т/Р отображается в более высокую скорость передачи данных. Система может использовать несколько схем отображения между отношением Т/Р и соответствующей скоростью передачи данных. Обычно МС всегда выбирает отображение скорости передачи данных в Т/Р таким образом, чтобы максимизировать пропускную способность обратной линии. Для некоторых услуг (например, интерактивные игры) с короткими транзакциями и требованиями очень низкой задержки может быть необходима работа с меньшим количеством повторных передач и более высоким Т/Р. Таким образом, если пакет данных в начале очереди в МС имеет очень короткий срок исполнения (например, меньше чем 40 мс), МС может выбрать специальное отображение скорости в Т/Р, подходящее для услуг с низкими задержками. Существует возможность применения схемы либо с использованием скорости и отображением ее в Т/Р, либо непосредственно вычисляя запрашиваемое Т/Р.BS managed resources include a ratio of traffic channel power to pilot power (T / P). Typically, a higher T / P ratio is mapped to a higher data rate. The system may use several mapping schemes between the T / P ratio and the corresponding data rate. Typically, the MS always chooses to display the data rate in T / P so as to maximize reverse link throughput. For some services (such as interactive games) with short transactions and very low latency requirements, it may be necessary to work with fewer retransmissions and higher T / P. Thus, if the data packet at the beginning of the queue in the MS has a very short execution time (for example, less than 40 ms), the MS can choose a special speed display in T / P suitable for services with low latencies. There is the possibility of applying the scheme either using speed and displaying it in T / P, or directly calculating the requested T / P.
Чтобы позволить менеджеру ресурсов БС определить приоритеты назначений в периоды загрузки, дополнительно к запрашиваемому Т/Р, МС также указывает одно или несколько значений Т/Р загрузки БС. БС пытается точно назначить запрашиваемое Т/Р для всех МС. Если запрашиваемые ресурсы превышают доступные ресурсы, БС изменяет запрашиваемое Т/Р для одной МС за один раз (в некотором порядке, определенном БС) с меньшим Т/Р, назначенным с уровнем 1 загрузки, до тех пор, пока общее назначение для всех мобильных станций не будет соответствовать доступным ресурсам. При необходимости БС может перейти к Т/Р, связанным с уровнем 2 загрузки. Признак запрашиваемого Т/Р или скорости передачи данных и Т/Р загрузки или скорость загрузки могут быть переданы через короткое сообщение управления, непрерывное сообщение или их комбинацию.In order to allow the BS resource manager to determine the priorities of appointments during loading periods, in addition to the requested T / P, the MS also indicates one or more T / P values of the BS load. The BS is trying to accurately assign the requested T / P to all MSs. If the requested resources exceed the available resources, the BS changes the requested T / P for one MS at a time (in some order determined by the BS) with a lower T / P assigned with
В сообщении запроса в БС может быть предоставлено запрашиваемое Т/Р и его продолжительность исходя из вычислений, выполненных в МС. Такое сообщение запроса может не включать в себя обратную связь по количеству не переданных пакетов и QoS для БС. БС не может вычислять запрашиваемое Т/Р и его продолжительность исходя из количества не переданных пакетов и класса QoS. Для управления QoS (скоростью, потерей пакетов, максимальной задержкой) являются предпочтительными периодические сообщения, которые запрашивают Т/Р и его продолжительность, для периодической обратной связи по количеству не переданных пакетов и классу QoS. В ответ БС производит назначение Т/Р и продолжительности в МС через сообщение разрешения. МС продолжает изменять свою (локальную) скорость и вычислять продолжительность. Измененный запрос запускается всякий раз, когда существует либо значимое изменение в запрашиваемом Т/Р, либо запрашиваемая продолжительность существенно превышает назначенную продолжительность. Разрешение с назначением нулевого Т/Р может указывать на окончание действия разрешения для МС.In the request message to the BS, the requested T / P and its duration may be provided based on the calculations performed in the MS. Such a request message may not include feedback on the number of unsent packets and QoS for the BS. The BS cannot calculate the requested T / P and its duration based on the number of packets not transmitted and the QoS class. To control QoS (speed, packet loss, maximum delay), periodic messages that request T / P and its duration are preferred for periodic feedback on the number of packets not transmitted and the QoS class. In response, the BS assigns the T / P and duration to the MS through an authorization message. MS continues to change its (local) speed and calculate the duration. A modified request is triggered whenever there is either a significant change in the requested T / P, or the requested duration is significantly greater than the assigned duration. A permit with the assignment of a zero T / P may indicate the expiration of the permit for the MS.
После разрешения Т/Р для МС для уменьшения обмена служебной информацией при передачи сообщений запроса может использоваться низкоскоростной непрерывный канал запроса обратной линии. МС поддерживает переменную Current Grant на основании разрешения из БС. В качестве альтернативы, существует возможность того, что разрешение является неявным, т.е. любой МС разрешено автономно устанавливать свою переменную Current Grant в глобальное (исходное) значение Current Grant и, таким образом, устранять необходимость в каких-либо сообщениях.Once T / P is enabled for the MS, a low-speed continuous reverse link request channel can be used to reduce the exchange of overhead information when transmitting request messages. The MS supports the Current Grant variable based on the resolution from the BS. Alternatively, there is the possibility that the resolution is implicit, i.e. any MS is allowed to autonomously set its Current Grant variable to the global (initial) value of Current Grant and, thus, eliminate the need for any messages.
Как показано на фиг.7, основываясь на вычислениях запрашиваемой скорости, МС непрерывно посылает запросы на увеличение, уменьшение или сохранение неизменным своего Current Grant. Запрос на увеличение Т/Р также указывает, является ли увеличение необходимым для удовлетворения Т/Р на различных уровнях загрузки. В сообщение может быть включено поле дифференциального запроса скорости с 2-битным кодированием. МС указывает уровень своего Current Grant относительно запрошенной скорости и скоростей загрузки, например, если Current Grant находится между запрашиваемым Т/Р и Т/Р уровня 1 загрузки, то запрос МС содержит битовый код “10”. В качестве альтернативы, может быть включено поле дифференциального запроса скорости с 2-битным кодированием, которое содержит только уровень 1 загрузки и новый уровень, который предотвращает неполное заполнение буфера для трафика, чувствительного к задержкам.As shown in FIG. 7, based on calculations of the requested rate, the MS continuously sends requests to increase, decrease, or keep its Current Grant unchanged. The T / P increase request also indicates whether an increase is necessary to meet T / P at various load levels. The message may include a differential rate request field with 2-bit encoding. The MS indicates the level of its Current Grant with respect to the requested speed and download speeds, for example, if the Current Grant is between the requested T / P and T /
Необязательно также может быть определено пороговое значение D0 опережающего долговременного разрешения. Если вычисленная МС требуемая продолжительность превышает D0, то это может указывать на запрос долговременного разрешения. Это является полезным, поскольку позволяет БС выполнить прогнозирование и таким образом лучше управлять назначением своих ресурсов и решениями планирования. Для планировщика запросы высокой скорости являются запросами “приоритета”, тогда как запросы долговременного разрешения указывают на количество не переданных пакетов.Optionally, a threshold value D 0 of leading long-term resolution may also be determined. If the calculated MS required duration exceeds D 0 , then this may indicate a request for long-term permission. This is useful because it allows the BS to perform forecasting and thus better control the allocation of its resources and planning decisions. For the scheduler, high-speed requests are “priority” requests, while long-term resolution requests indicate the number of packets not transmitted.
В качестве альтернативы для представления максимальной задержки (или уровня приоритета) пакета в начале очереди может использоваться два бита. Например:Alternatively, two bits may be used at the beginning of the queue to represent the maximum delay (or priority level) of a packet. For example:
Х является параметром системы, значение которого может быть фиксированным для данной БС или может быть фиксированным в зависимости от набора услуг для данной МС.X is a system parameter, the value of which may be fixed for a given BS or may be fixed depending on the set of services for a given MS.
МС передает по обратной линии с использованием Current Grant значения Т/Р. БС определяет значение переменной Current Grant в МС из текущей передачи. БС может определить это значение измерением соотношения мощности канала трафика к мощности пилот-сигнала в передаче МС или по скорости, используемой МС для передачи, и затем отображая ее в Т/Р.The MS transmits the T / P value using the Current Grant on the return line. The BS determines the value of the Current Grant variable in the MS from the current transmission. The BS can determine this value by measuring the ratio of the power of the traffic channel to the power of the pilot signal in the transmission of the MS or by the speed used by the MS to transmit, and then displaying it in T / P.
Менеджер ресурсов БС использует текущее Т/Р, используемое данной МС, вместе с информацией в запросе Т/Р для справедливого распределения Т/Р среди МС. Например, в зависимости от уровня загрузки БС может удовлетворить только запросы уровня 1 загрузки для всех МС. Затем БС может назначить увеличение Т/Р для МС, запрос которой указывает 00 или 01, с более высоким приоритетом для запросов МС, указывающих 00. БС может назначить уменьшение Т/Р для МС, запрос которой указывает 11 или 10. БС также может использовать дополнительный критерий для управления распределением загрузки среди МС.The BS resource manager uses the current T / P used by this MS, together with the information in the T / P request for a fair distribution of T / P among the MS. For example, depending on the load level, a BS can satisfy
Работа менеджера ресурсов БС может быть объяснена нижеследующим примером. Рассмотрим случай трех МС:The work of the BS resource manager can be explained by the following example. Consider the case of three MS:
МС 1: Ес_Pilot[1], Current Grant[1], запрос=10MS 1: Ec_Pilot [1], Current Grant [1], request = 10
МС 2: Ес_Pilot [2], Current Grant[2], запрос=01MS 2: Ec_Pilot [2], Current Grant [2], request = 01
МС 3: Ес_Pilot [3], Current Grant[3], запрос=01MS 3: Ec_Pilot [3], Current Grant [3], request = 01
МС 4: Ес_Pilot [4], Current Grant[4], запрос=11MS 4: Ec_Pilot [4], Current Grant [4], request = 11
МС 5: Ес_Pilot [5], Current Grant[5], запрос=00MS 5: Ec_Pilot [5], Current Grant [5], request = 00
МС 6: Ес_Pilot [6], Current Grant[6], запрос=10MS 6: Ec_Pilot [6], Current Grant [6], request = 10
В приведенном выше примере все МС, кроме МС 4, требуют более высокого Т/Р, чем Current Grant для удовлетворения запрашиваемого Т/Р. МС 4 может быть назначено уменьшение в ее Current Grant. Назначение увеличения может или не может быть предложено другой МС в зависимости от результатов дополнительных вычислений. Менеджер ресурсов БС способен рассчитывать использование текущих ресурсов, исходя из Ес_пилот-сигнала и Current Grant для каждой МС, следующим образом.In the above example, all MSs except MS 4 require a higher T / P than the Current Grant to satisfy the requested T / P. MS 4 may be assigned a reduction in its Current Grant. The purpose of the increase may or may not be proposed by another MS depending on the results of additional calculations. The BS resource manager is able to calculate the use of current resources based on the Ec_pilot signal and Current Grant for each MS, as follows.
Использование Ресурсов=ΣЕс_Pilot[i]*[Current Grant[i]+1] (13)Resource Use = ΣЕс_Pilot [i] * [Current Grant [i] +1] (13)
БС разрешает увеличение (корректировка вверх) или уменьшение (корректировка вниз) относительно Current Grant. Увеличение или уменьшение является множителем для Current Grant, значение которого Adjust[i] задается как (1+а) или (1-а), соответственно. После назначения модифицированное использование ресурсов может быть вычислено какBS allows an increase (upward correction) or a decrease (downward correction) relative to the Current Grant. The increase or decrease is a factor for the Current Grant, the value of which Adjust [i] is set as (1 + a) or (1-a), respectively. Once assigned, the modified resource use can be calculated as
Использование Ресурсов=ΣЕс_Pilot[i]*[Adjust[i]*Current Grant[i]+1] (14)Resource Use = ΣЕс_Pilot [i] * [Adjust [i] * Current Grant [i] +1] (14)
Алгоритм менеджера ресурсов может выполнять нижеследующие этапы. Он заканчивается этапом, на котором находят набор значений корректировки Adjust[i], при котором использование измененных ресурсов находится ниже порогового значения Tmax максимального использования ресурсов.The resource manager algorithm may perform the following steps. It ends with the stage where they find the set of adjustment values Adjust [i], in which the use of the changed resources is below the threshold value T max of maximum resource use.
Этап 1. Назначают уменьшение для МС 4 и увеличение для всех других МС. Adjust[4]=1-а, Adjust[i]=1+а, для i=1,2,3,5,6. При таком назначении выполняется попытка переместить все МС для удовлетворения их запрашиваемых Т/Р. Определяют измененное использование ресурсов. Если измененное использование ресурсов находится ниже максимума порогового значения Tmax, такое назначение разрешают, и оно может быть выполнено. Если использование ресурсов превышает Tmax, происходит переход к этапу 2.
Этап 2. Не существует возможности перемещения всех МС в направлении запрашиваемого Т/Р. Более конкретно, процесс перемещает все МС в направлении Т/Р уровня 1 загрузки. Это означает, что дополнительно к МС 4 может быть назначена корректировка в сторону уменьшения для МС1 и МС6. То есть Adjust[i]=1-а для i=1,4,6 и Adjust[i]=1+а для i=2,3,5. Снова определяют, допустимо или нет назначение измененных ресурсов, т.е. нет ли превышения общего допустимого назначения ресурсов. Если это не является допустимым, происходит переход к этапу 3. Stage 2. There is no possibility of moving all MS in the direction of the requested T / P. More specifically, the process moves all of the MSs in the T / P direction of
Этап 3. Не существует возможности перемещения всех МС в направлении Т/Р уровня 1 загрузки. Более конкретно, процесс перемещает все МС в направлении Т/Р уровня 2 загрузки. Это означает, что всем МС, кроме МС 5, может быть назначена корректировка в сторону уменьшения. То есть Adjust[i]=1-а для i=1,2,3,4,6 и Adjust[5]=1+а. Снова определяют, допустимо или нет назначение измененных ресурсов, т.е. нет ли превышения общего допустимого назначения ресурсов. Если это не является допустимым, происходит переход к этапу 4. Stage 3. There is no possibility of moving all MS in the direction of T /
Этап 4. Алгоритм корректировки Т/Р БС не способен определить назначение, удовлетворяющее требованиям. Может потребоваться явное сообщение для завершения передачи от одной из МС. БС выбирает, какое разрешение следует завершить исходя из различных критериев, включающих в себя: “справедливость” и размер текущего назначения в МС. Step 4. The T / R BS adjustment algorithm is not able to determine the purpose that meets the requirements. An explicit message may be required to complete the transfer from one of the MSs. The BS chooses which resolution should be completed based on various criteria, including: “fairness” and the size of the current appointment in the MS.
Для указания корректировок в Current Grant в МС может быть применен непрерывный низкоскоростной канал разрешения обратной линии. МС модифицирует свою переменную Current Grant на основании текущих разрешений (и корректировок), которые она получает из БС. Поскольку разрешения распределяются в МС непрерывно, отсутствует необходимость в указании долговременного разрешения в МС. Запрос долговременного разрешения (если используется) только позволяет БС выполнить прогнозирование и таким образом провести лучшее планирование решений.To indicate corrections in the Current Grant, a continuous low-speed reverse link enable channel may be applied to the MS. The MS modifies its Current Grant variable based on the current permissions (and adjustments) it receives from the BS. Since permits are distributed continuously in the MS, there is no need to specify a long-term permission in the MS. The request for long-term permission (if used) only allows the BS to perform forecasting and thus conduct better planning of decisions.
Кодирование в непрерывном низкоскоростном канале разрешения обратной линии может выполняться следующим образом:Encoding in a continuous low-speed reverse link enable channel may be performed as follows:
+1, если мобильная станция получила инструкцию на увеличение Т/Р на заданную величину, а также может зависеть от Т/Р; +1, if the mobile station has received instructions for increasing T / P by a given amount, and may also depend on T / P;
-1, если мобильная станция получила инструкцию на уменьшение Т/Р на заданную величину, а также может зависеть от Т/Р; -1 if the mobile station has received instructions to reduce T / P by a given amount, and may also depend on T / P;
0, если мобильная станция получила инструкцию сохранять Т/Р неизменным. 0 if the mobile station has received instructions to keep the T / P unchanged.
Если БС не декодирует непрерывный канал запроса достоверно (например, обратный канал пилот-сигнала (R-PICH) получен с низкой мощностью и символы непрерывного канала запроса удалены), БС устанавливает символ прямого канала разрешения в 0. В противном случае, если непрерывный канал запроса декодирован достоверно, БС устанавливает символ прямого канала разрешения соответственно.If the BS does not decode the continuous request channel reliably (for example, a reverse pilot channel (R-PICH) is received with low power and the symbols of the continuous request channel are deleted), the BS sets the forward enable channel symbol to 0. Otherwise, if the continuous request channel reliably decoded, the BS sets the symbol of the forward resolution channel, respectively.
Хотя менеджер ресурсов БС определяет уровень загрузки на основании запросов МС, и вместо требования непрерывного канала разрешения на каждую МС, с некоторой потерей гибкости существует возможность использования непрерывного общего канала разрешения, который только указывает текущий вычисленный уровень загрузки в БС (например, кодируемый как один из трех уровней, показанных выше). Основываясь на таком указании, МС может автономно откорректировать свою скорость передачи данных, следуя той же логике. Например, если общее разрешение БС указывает уровень 1 загрузки, МС, запрашивающая 10, должна уменьшать свое Т/Р до тех пор, пока МС, запрашивающая 01, не сможет увеличить свой Т/Р для следующей передачи. Более того, несмотря на уменьшение объема служебных данных в прямой линии, непрерывный общий канал разрешения ликвидирует способность БС различать конкурирующие МС, исходя из дополнительных критериев. Также существует возможность исключения непрерывного канала запроса и перехода к автономной работе МС. Указание загрузки из БС при этом основано на текущих измерениях использования ресурсов МС, а не на запросах МС. Таким образом, замкнутый контур управления в МС отсутствует. В этом случае БС не способна различить МС, для которых удовлетворено требование QoS, и МС, для которых требование QoS не удовлетворено, и поэтому не способна использовать принцип “справедливого распределения”.Although the BS resource manager determines the load level based on MS requests, and instead of requiring a continuous permission channel for each MS, with some loss of flexibility, it is possible to use a continuous common resolution channel that only indicates the current calculated load level in the BS (for example, encoded as one of three levels shown above). Based on such an indication, the MS can autonomously adjust its data transfer rate, following the same logic. For example, if the total BS resolution indicates
По существу, ошибки сигнализации в непрерывном запросе и канале разрешения не являются фатальными. Подразумевается, что искажение информации в непрерывном прямом канале разрешения представляет собой команду сохранения Current Grant неизмененным. Благодаря механизму замкнутого контура управления с низкой задержкой любая ошибка сигнализации может быть быстро откорректирована последующими запросами и разрешениями. В частности, локальная переменная Current Grant в МС становится известной в БС при каждой передаче кадра по обратной линии и позволяет двум сторонам замкнутого контура управления поддерживать одинаковое состояние.Essentially, signaling errors in the continuous request and enable channel are not fatal. It is understood that information distortion in the continuous forward resolution channel is a command to keep the Current Grant unchanged. Thanks to the closed-loop control mechanism with a low delay, any alarm error can be quickly corrected by subsequent requests and permissions. In particular, the local variable Current Grant in the MS becomes known in the BS at each frame transmission on the return line and allows the two sides of the closed control loop to maintain the same state.
Возможно производить операцию управления QoS обратной линии только с использованием сообщений запроса и разрешения. Однако для жесткого управления QoS, т.е. для управления QoS услуг с пульсирующим трафиком доставки, изменяемыми скоростями и жесткими ограничениями на задержки, необходимо использовать непрерывный канал запросов и разрешений. Необходимо отметить, что непрерывный канал запросов может быть использован без непрерывного канала разрешений.It is possible to perform a reverse link QoS control operation only using request and grant messages. However, for tight QoS management, i.e. To control QoS of services with pulsating delivery traffic, variable speeds and strict restrictions on delays, it is necessary to use a continuous channel of requests and permissions. It should be noted that a continuous channel of requests can be used without a continuous channel of permissions.
В случае согласованного QoS для трафика МС может работать следующим образом:In the case of a consistent QoS for traffic, the MS can work as follows:
- МС посылает сообщение запроса, в котором указывает запрашиваемое Т/Р (и Т/Р загрузки). Сообщение запроса также может содержать максимальное Т/Р (операционный резерв в МС). БС может указать разрешение Т/Р через сообщение, или разрешение может быть неявным (известное исходное Т/Р). В последнем случае не требуется ни запроса, ни разрешения.- The MS sends a request message that indicates the requested T / P (and T / P download). The request message may also contain a maximum T / P (operational reserve in the MS). The BS may indicate the T / P resolution through the message, or the resolution may be implicit (known source T / P). In the latter case, neither a request nor permission is required.
- Изменения в запрашиваемых Т/Р указываются в непрерывном канале запроса скорости с малым объемом служебных данных. Канал подлежит установке и освобождению, используя сигнализацию 3 уровня. Поскольку такой канал представляет требование суммарной скорости для МС, только один такой канал необходим для каждой МС.- Changes in the requested T / P are indicated in the continuous channel of the speed request with a small amount of service data. The channel must be set up and released using level 3 alarms. Since this channel represents the total speed requirement for the MS, only one such channel is needed for each MS.
- Изменения для разрешенного Т/Р указываются базовой станцией в непрерывном канале разрешения прямой линии с малым объемом служебных данных. В качестве альтернативы может быть использован непрерывный общий канал разрешения с малым объемом служебных данных, который указывает уровень загрузки исходя из полученных запросов.- Changes for the allowed T / P are indicated by the base station in a continuous forward link resolution channel with a small amount of overhead. Alternatively, a continuous common resolution channel with a small amount of overhead data can be used, which indicates the level of load based on the received requests.
Во время работы “мягкой” передачи обслуживания управление ресурсами обратной линии на основе сообщений осуществляется только обслуживающей БС (БС с наибольшим усредненным уровнем пилот-сигнала, полученным из МС). Непрерывные каналы запросов и разрешений могут быть получены и переданы только обслуживающей БС или уменьшенным активным набором БС. Если непрерывный канал разрешений передает только обслуживающая БС, работа “мягкой” передачи обслуживания не отличается от случая, когда мобильная станция не находится в состоянии “мягкой” передачи обслуживания. Однако если прямой быстрый канал разрешений передают из более чем одной БС активного набора, другая БС может работать независимо и генерировать отличающиеся команды разрешения. Затем МС выполняет корректировку своих переменных Current Grant, до минимума корректировок скорости, разрешенных всеми БС в активном наборе.During the soft handoff operation, the reverse link resource management based on messages is carried out only by the serving BS (the BS with the highest average pilot signal strength obtained from the MS). Continuous channels of requests and permissions can be received and transmitted only by the serving BS or a reduced active set of BSs. If only the serving BS transmits the continuous permission channel, the operation of the soft handoff is not different from the case when the mobile station is not in the soft handoff state. However, if the forward fast grant channel is transmitted from more than one active set BS, the other BS may operate independently and generate different permission commands. The MS then adjusts its Current Grant variables to the minimum speed adjustments allowed by all BSs in the active set.
Объем служебной информации на каждую МС для непрерывного канала запросов и разрешений сравним с использованием один раз за каждые несколько сот мс каналов, основанных на сообщениях. Таким образом, для приведения объема служебной информации в соответствие сообщения запросов и разрешений скорости должны посылаться не чаще чем, например, 250 мс для каждой МС, учитывая все услуги для данной МС. Для управления QoS услуг могут потребоваться непрерывные каналы обратной связи, в которых максимальная задержка меньше чем, например, 100 мс. Даже для услуг с пульсирующей доставкой, где размер очереди может существенно меняться за десятки мс. Если максимальная задержка больше 250 мс, то QoS может управляться через каналы, основанные на сообщениях запросов и разрешений. Каждые 20-40 мс может потребоваться 2-4 бита в непрерывном обратном канале запроса скорости. Эти биты указывают БС запрашиваемые модификации в установленных БС скоростях и/или необходимость долговременного разрешения.The amount of overhead information per MS for a continuous channel of requests and permissions is comparable with the use of messages-based channels once every several hundred ms. Thus, to bring the volume of service information into correspondence, requests and speed permissions should be sent no more than, for example, 250 ms for each MS, taking into account all the services for this MS. Continuous feedback channels may be required to control QoS services, in which the maximum delay is less than, for example, 100 ms. Even for services with pulsating delivery, where the queue size can vary significantly in tens of ms. If the maximum delay is greater than 250 ms, then QoS can be controlled through channels based on request and permission messages. Every 20-40 ms, 2-4 bits may be required in the continuous reverse rate request channel. These bits indicate the BS requested modifications at the BS set speeds and / or the need for long-term resolution.
Раскрыта инфраструктура для управления QoS и ресурсами в обратной линии, причем очереди пакетов распределены в МС, а централизованный менеджер ресурсов находится в БС. В такой инфраструктуре за управление QoS обратной линии ответственна МС, тогда как БС управляет суммарными ресурсами и управлением доступа для услуг с согласованными QoS. МС предоставляет в менеджер ресурсов запрашиваемый ресурс (скорость или Т/Р), который необходим для удовлетворения ее QoS. Это отличается от предыдущих подходов, в которых МС предоставляет информацию о количестве не переданных пакетов в очереди в менеджер ресурсов. Информация о количестве не переданных пакетов в очереди не является достаточной для менеджера ресурсов для обеспечения гарантированного QoS. QoS обратной линии управляются МС через замкнутый контур управления назначенной скоростью или Т/Р. Требования на QoS для множества услуг (или потоков) объединяются в компактное представление ресурса (скорость или Т/Р). Это позволяет эффективно реализовать (низкие объемы обмена служебной информацией) замкнутый контур управления. Это позволяет МС определять запрашиваемое Т/Р, которое позволит ей удовлетворить требования QoS для всех услуг. Необходим простой механизм для повторного вычисления скорости (или Т/Р) и продолжительности после отправки пакетов, доставки пакетов, изменений в назначенных скоростях или изменений в качестве линии. Непрерывные каналы запросов и разрешений с малым объемом служебной информации согласуются с инфраструктурой и являются подходящими для управления QoS услуг с требованиями максимальной задержки, не превышающей 100 мс. Раскрыт процесс для вычисления требований Т/Р для различных уровней загрузки с использованием приоритета пропуска пакетов. Раскрыто компактное кодирование канала запроса скорости, которое предоставляет информацию менеджеру ресурсов БС для определения уровня загрузки в очередях пакетов, распределенных среди МС. Кроме того, это позволяет менеджеру ресурсов БС принимать разумные решения по назначению для конкурирующих МС. Таким образом, менеджер ресурсов БС распределяет ресурсы среди конкурирующих МС, включая работу замкнутого контура управления скоростью при “мягкой” передаче обслуживания.The infrastructure for managing QoS and resources in the return line is disclosed, with packet queues distributed in the MS, and a centralized resource manager located in the BS. In such an infrastructure, the MS is responsible for managing the reverse link QoS, while the BS controls the total resources and access control for services with consistent QoS. The MS provides the requested resource (speed or T / P) with the resource manager, which is necessary to satisfy its QoS. This differs from previous approaches, in which the MS provides information about the number of packets not transmitted in the queue to the resource manager. Information about the number of unsent packets in the queue is not sufficient for the resource manager to provide guaranteed QoS. The reverse link QoS is controlled by the MS through a closed loop control of the assigned speed or T / P. QoS requirements for multiple services (or flows) are combined into a compact representation of the resource (speed or T / P). This allows you to effectively implement (low volumes of exchange of service information) closed loop control. This allows the MS to determine the requested T / P, which will allow it to satisfy the QoS requirements for all services. A simple mechanism is needed to recalculate the speed (or T / P) and duration after sending packets, delivering packets, changes in assigned speeds, or changes in line quality. Continuous channels of requests and permissions with a small amount of overhead information are consistent with the infrastructure and are suitable for managing QoS services with requirements of maximum delay not exceeding 100 ms. A process is disclosed for calculating T / P requirements for various load levels using packet pass priority. A compact encoding of a speed request channel is disclosed, which provides information to the BS resource manager for determining the level of load in the queues of packets distributed among the MSs. In addition, it allows the BS resource manager to make reasonable decisions on purpose for competing MSs. Thus, the BS resource manager distributes resources among competing MSs, including the operation of a closed speed control loop during soft handoff.
Различные аспекты настоящего изобретения станут более очевидными при обращении к различным этапам, изображенным на фиг. 4. На фиг. 4 показан поток 400 сообщений и этапы обработки в БС и МС в системе 100 связи. Системы 200 и 300 приемника и передатчика, показанные на фиг. 2 и 3, могут работать при выполнении различных этапов, если они входят в состав соответствующей базовой станции или мобильной станции в системе 100 связи. На этапе 401 мобильная станция определяет пакеты данных для передачи для нескольких услуг связи. На этапах 402 и 403, соответственно, мобильная станция определяет срок исполнения передачи каждого пакета данных и размещает пакеты данных в очередь для передачи согласно определенному сроку исполнения передачи. На этапах 405, 406 и 407, соответственно, мобильная станция определяет скорость передачи данных для передачи пакетов данных исходя из размещения пакетов данных в очереди, предоставляя возможность для удовлетворения сроков исполнения передачи для каждого пакета данных, определяет продолжительность определенной скорости передачи данных для передач пакетов данных, исходя из размещения пакетов данных в указанной очереди, и передает значение скорости передачи данных и продолжительность из мобильной станции в базовую станцию. На этапе 408 базовая станция определяет, позволяют ли доступные ресурсы выполнить в базовой станции назначение для передачи из мобильной станции с определенной скоростью передачи данных и продолжительностью. На этапе 409 базовая станция сообщает об одобрении определенной скорости передачи данных для передачи пакетов данных из мобильной станции. На этапе 410 мобильная станция передает на одобренной скорости передачи данных. На этапе 411 базовая станция может передать извещение изменения уровня загрузки в мобильную станцию, который указывает на то, что ранее доступные ресурсы не могут быть назначены базовой станцией для передачи из мобильной станции на определенной скорости передачи данных. На этапах 412, 413 и 414 мобильная станция пропускает, по меньшей мере, один пакет данных из пакетов данных в очереди для определения новой очереди пакетов данных, причем новая скорость передачи данных ниже, чем ранее определенная скорость передачи данных, и определяет новую продолжительность для использования определенной новой скорости передачи данных для передач пакетов данных при размещении пакетов данных в новой очереди. Поток 400 переходит к этапу 408 для повторения определения предоставления доступа или отказа.Various aspects of the present invention will become more apparent when referring to the various steps depicted in FIG. 4. In FIG. 4 shows a
Специалисты в данной области техники признают, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и шаги алгоритмов, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы как электронные аппаратные средства, компьютерные программные средства или их комбинация. Для того, чтобы ясно проиллюстрировать указанную взаимозаменяемость аппаратных средств и программных средств, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и шаги были описаны выше в общем случае в терминах их функциональности. Будет ли указанная функциональность реализована при помощи аппаратных средств или программных средств, зависит от конкретного приложения и конструктивных ограничений, налагаемых на всю систему. Специалисты в данной области техники могут реализовывать указанную функциональность различными способами для каждого конкретного приложения, но такая реализация не должна интерпретироваться как выход за границы объема настоящего изобретения.Those skilled in the art will recognize that the various illustrative logical blocks, modules, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented as electronic hardware, computer software, or a combination thereof. In order to clearly illustrate the indicated interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether this functionality will be implemented using hardware or software depends on the particular application and design constraints imposed on the entire system. Specialists in the art can implement this functionality in various ways for each specific application, but such an implementation should not be interpreted as going beyond the scope of the present invention.
Различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы или исполнены при помощи процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), заказной интегральной схемы (ASIC), программируемого вентильного массива (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретных вентилей или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, разработанной для исполнения функций, изложенных в настоящем описании. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества процессоров, одного или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP или любой другой подобной конфигурации.The various illustrative logical blocks, modules, circuits described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented or executed using a general purpose processor, digital signal processor (DSP), custom integrated circuit (ASIC), programmable gate array (FPGA) or other programmable logic device, discrete gates or transistor logic, discrete hardware components, or any combination thereof designed to perform functions, and Proposition herein. A general purpose processor may be a microprocessor, controller, microcontroller, or state machine. A processor may also be implemented as a combination of computing devices, for example, a combination of a DSP and a microprocessor, a plurality of processors, one or more microprocessors in combination with a DSP core, or any other similar configuration.
Этапы способа, или алгоритма, изложенные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы непосредственно в виде аппаратных средств, в виде программных модулей, исполняемых процессором, или их комбинации. Программные модули могут находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, памяти ПЗУ, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или на носителе данных любого другого вида, известного в данной области техники. Иллюстративный носитель данных связан с процессором таким образом, что указанный процессор может считывать информацию и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы, носитель данных может быть интегрирован в процессор. Процессор и носитель данных могут входить в состав ASIC. ASIC может входить в состав терминала пользователя. В качестве альтернативы, процессор и носитель данных могут входить в состав терминала пользователя в виде дискретных компонентов.The steps of a method or algorithm set forth in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented directly in hardware, in the form of software modules executed by a processor, or a combination thereof. The software modules may be located in RAM, flash memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, registers, hard disk, removable disk, CD-ROM, or any other type of storage medium known in the art. An exemplary storage medium is coupled to the processor in such a way that said processor can read information and write information to the storage medium. Alternatively, the storage medium may be integrated into the processor. The processor and the storage medium may be part of the ASIC. ASIC may be part of a user terminal. Alternatively, the processor and the storage medium may form part of the user terminal as discrete components.
Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления настоящего изобретения представлено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области техники будут очевидны различные модификации указанных вариантов осуществления настоящего изобретения, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут применяться в других вариантах осуществления, не выходя за рамки духа и объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, приведенными в настоящем описании, но должно соответствовать наиболее широкому объему, совместимому с принципами и новыми отличительными особенностями, раскрытыми в настоящем описании.The previous description of the disclosed embodiments of the present invention is presented to enable any person skilled in the art to use the present invention. Various modifications to these embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention. Thus, the present invention is not limited to the embodiments described herein, but should correspond to the broadest scope consistent with the principles and new features disclosed in the present description.
Claims (30)
определение пакетов данных для передачи из мобильной станции для нескольких услуг связи;
определение крайнего срока действия каждого из указанных пакетов данных;
размещение пакетов данных в очереди для передачи согласно указанным определенным крайним срокам передачи;
определение скорости передачи данных для передачи пакетов данных, исходя из размещения указанных пакетов данных в указанной очереди, предоставляя возможность для удовлетворения крайних сроков передачи для каждого указанного пакета данных.1. In a communication system, a method for determining a data rate of a reverse link from a mobile station to a base station, comprising
determining data packets for transmission from the mobile station for several communication services;
determination of the expiration date of each of these data packets;
placing data packets in a queue for transmission according to the specified defined transmission deadlines;
determining the data transfer rate for transmitting data packets based on the placement of these data packets in the specified queue, providing the opportunity to meet the transmission deadlines for each specified data packet.
определение пакетов данных для передачи из мобильной станции для нескольких услуг связи;
определение крайнего срока передачи каждого из указанных пакетов данных;
размещение пакетов данных в нескольких типах конфигураций очередей для передачи согласно указанным определенным крайним срокам передачи;
определение нескольких скоростей передачи данных для передачи пакетов данных, исходя из нескольких типов возможных конфигураций очередей.9. In a communication system, a method for determining a data rate of a reverse link from a mobile station to a base station, comprising
determining data packets for transmission from the mobile station for several communication services;
determination of the deadline for the transfer of each of these data packets;
placing data packets in several types of queue configurations for transmission according to the specified defined transmission deadlines;
determination of several data rates for the transmission of data packets based on several types of possible queue configurations.
средство для определения пакетов данных для передачи из мобильной станции для нескольких услуг связи;
средство для определения крайнего срока передачи каждого из указанных пакетов данных;
средство для размещения пакетов данных в очереди для передачи согласно указанным определенным крайним срокам передачи;
средство для определения скорости передачи данных для передачи пакетов данных, исходя из размещения указанных пакетов данных в указанной очереди, предоставляя возможность для удовлетворения крайних сроков передачи для каждого указанного пакета данных.16. In a communication system, a device for determining a data rate of a reverse link from a mobile station to a base station, comprising
means for determining data packets for transmission from a mobile station for multiple communication services;
means for determining a transmission deadline for each of said data packets;
means for placing data packets in a queue for transmission according to the specified specific transmission deadlines;
means for determining a data rate for transmitting data packets based on the placement of said data packets in a specified queue, providing the ability to meet transmission deadlines for each specified data packet.
средство для пропуска, по меньшей мере, пакета данных из указанных пакетов данных в указанной очереди для определения новой очереди пакетов данных;
средство для определения новой скорости передачи данных для передачи указанной новой очереди пакетов данных, причем указанная новая скорость передачи данных ниже, чем указанная скорость передачи данных.22. The device according to item 21, further containing
means for passing at least a data packet from said data packets in said queue to determine a new queue of data packets;
means for determining a new data rate for transmitting said new data packet queue, said new data rate being lower than said data rate.
средство для определения пакетов данных для передачи из мобильной станции для нескольких услуг связи;
средство для определения крайнего срока передачи каждого из указанных пакетов данных;
средство для размещения пакетов данных в нескольких типах конфигураций очередей для передачи согласно указанным определенным крайним срокам передачи;
средство для определения нескольких скоростей передачи данных для передачи пакетов данных, исходя из нескольких типов возможных конфигураций очередей.24. In a communication system, a device for determining a data rate of a reverse link from a mobile station to a base station, comprising
means for determining data packets for transmission from a mobile station for multiple communication services;
means for determining a transmission deadline for each of said data packets;
means for placing data packets in several types of queue configurations for transmission according to the specified specific transmission deadlines;
means for determining multiple data rates for transmitting data packets based on several types of possible queue configurations.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US44826903P | 2003-02-18 | 2003-02-18 | |
| US60/448,269 | 2003-02-18 | ||
| US46937603P | 2003-05-09 | 2003-05-09 | |
| US60/469,376 | 2003-05-09 | ||
| US10/628,955 | 2003-07-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005129077A RU2005129077A (en) | 2006-07-27 |
| RU2345508C2 true RU2345508C2 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=37057698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005129077/09A RU2345508C2 (en) | 2003-02-18 | 2004-02-17 | Method and device for return data transmission rate control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2345508C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6046980A (en) * | 1996-12-09 | 2000-04-04 | Packeteer, Inc. | System for managing flow bandwidth utilization at network, transport and application layers in store and forward network |
| RU2149518C1 (en) * | 1992-10-05 | 2000-05-20 | Эрикссон Инк | Process of transmission of broadcast information |
-
2004
- 2004-02-17 RU RU2005129077/09A patent/RU2345508C2/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2149518C1 (en) * | 1992-10-05 | 2000-05-20 | Эрикссон Инк | Process of transmission of broadcast information |
| US6046980A (en) * | 1996-12-09 | 2000-04-04 | Packeteer, Inc. | System for managing flow bandwidth utilization at network, transport and application layers in store and forward network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005129077A (en) | 2006-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI451786B (en) | Method and apparatus for controlling data rate of a reverse link in a communication system | |
| US7190684B2 (en) | Method and system for UMTS packet transmission scheduling on shared downlink channels | |
| KR100799806B1 (en) | Method and apparatus for channel sensitive scheduling in communication system | |
| JP5612160B2 (en) | Acknowledgment and rate control combination | |
| KR100871736B1 (en) | Method and apparatus for adaptive delay management in a wireless communication system | |
| US8331377B2 (en) | Distributed forward link schedulers for multi-carrier communication systems | |
| JP3866963B2 (en) | Method and system for scheduling multiple data flows to coordinate quality of service in a CDMA system | |
| EP2245778B1 (en) | Method for controlling the data rate of a circuit switched voice application in an evolved wireless system | |
| US20050259662A1 (en) | Method and apparatus for scheduling enhanced uplink dedicated channels in a mobile communication system | |
| KR20050037494A (en) | Method and apparatus for scheduling packet data transmissions in a wireless communication system | |
| WO2004021651A1 (en) | Packet transmission scheduling method and base station device | |
| US20200052824A1 (en) | Feedback with configurable latency | |
| RU2345508C2 (en) | Method and device for return data transmission rate control | |
| Caldwell et al. | HSDPA: An overview | |
| HK1091079A (en) | Method and apparatus for controlling data rate of a reverse link in a communication system | |
| Jiao et al. | Differentiated MAI control for hybrid ARQ-II in CDMA networks |