УПРАВЛЕНИЕ ДОПУСКОМ ПОТОКА ДЛЯ СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2009 года по МПК H04L12/56 H04W92/10 

Настоящая заявка на выдачу патента испрашивает приоритет по предварительной заявке №60/503193 на выдачу патента США, озаглавленной «FLOW ADMISSION CONTROL FOR WIRELESS SYSTEMS» («Управление Допуском потока для систем беспроводной связи»), поданной 15 сентября 2003 г., и предварительной заявке №60/503192 на выдачу патента США, озаглавленной «QUALITY OF SERVICE SCHEDULING METHODOLOGY» («Способ планирования качества обслуживания»), поданной 15 сентября 2003 г., права на которые принадлежат заявителю настоящей заявки и настоящим явно включены в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение в целом относится к беспроводной связи, а более точно к управлению обслуживанием беспроводной связи.

Уровень техники

Распределение ресурсов является необходимым для системы беспроводной связи, поскольку ресурсы, имеющиеся в распоряжении такой системы, могут быть ограничены для изменяющегося количества абонентов. Цель управления допуском каналов связи, т.е. потоков, в систему беспроводной связи состоит в том, чтобы обеспечивать уровень качества для каждого из абонентов, уже находящихся в системе, т.е. качество обслуживания (QoS). Один из подходов может состоять в том, чтобы ограничивать общую величину потока обмена до соответствующего уровня для этих ресурсов. Для системы, предоставляющей многообразие дифференцированных услуг, назначение приоритета каждому из многочисленных потоков связи может уравновешивать противоречивые требования высокого коэффициента использования емкости сектора при удовлетворении приоритетных требований. Кроме того, вследствие изменяющейся во времени природы беспроводного канала должен быть оставлен некоторый запас в коэффициенте использования ресурсов, чтобы гарантировать, что приоритетные требования удовлетворяются постоянно, на протяжении всего сеанса, даже в течение коротких периодов глубокого замирания.

На основании имитации было определено, что замирание канала является доминирующей причиной отбрасываний пакетов. Большинство отбрасываний пакетов происходит, когда пользователь находится в состоянии глубокого замирания. В существующих в настоящее время системах нет сведений о шаблонах мобильности пользователя, а именно характеристики такого долгосрочного замирания неизвестны. Простой способ управления допуском мог бы быть основан на суммарном спросе и фиксированной емкости, полученных посредством усреднения по всем возможным сценариям, включающим в себя количество потоков из каждого класса QoS, местоположения пользователя, шаблоны мобильности и так далее. После того как емкость получена, реализованный алгоритм мог бы быть основан исключительно на совокупном требовании. Несмотря на эту простоту, эта схема испытывает недостаток в том, что величина емкости будет высокозависимой от условий покрытия в секторе, а оно будет изменяться, в то время как устанавливаются новые базовые станции.

Сущность

В системе с высокоскоростной передачей данных (HDR) алгоритмы управления допуском могут ограничивать величину потока обмена в секторе, с тем чтобы приоритетные требования могли быть удовлетворены в присутствии условий беспроводного канала, которые меняются со временем. Чтобы дать алгоритмам и параметрам управления допуском возможность быть более широко применимыми и устойчивыми к изменениям в сети, настоящее изобретение основывает управление допуском на коэффициенте использования системы в реальном времени. Этот подход требует сбора и обработки статистики.

В одном из вариантов осуществления управление допуском может быть основано на коэффициенте использования временных интервалов по потокам и на удовлетворении условий, определенных их приоритетами в показателях задержки и пропускной способности. Коэффициент использования временных интервалов и нарушения приоритетов могут отслеживаться в реальном времени для существующих потоков. Новый поток может быть допущен, только если общий коэффициент использования временных интервалов ниже определенного порогового значения. Статус существующих потоков может быть скорректирован, если требования, относящиеся к их приоритету, не могут быть удовлетворены, или они занимают чрезмерные ресурсы вследствие затянувшихся периодов глубокого замирания. Эта корректировка может включать в себя прекращение чувствительного к задержке потока и понижение чувствительного к скорости потока до статуса с наилучшим уровнем обслуживания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - один из вариантов осуществления системы беспроводной связи.

Фиг.2 - один из вариантов осуществления структурной схемы, иллюстрирующей базовые подсистемы системы беспроводной связи.

Фиг.3 - схема последовательности операций способа согласно одному из вариантов осуществления способа для управления допуском.

Фиг.4 - схема последовательности операций способа согласно одному из вариантов осуществления способа для завершения существующего EF-потока.

Фиг.5 - схема последовательности операций способа согласно одному из вариантов осуществления для понижения существующего AF-потока до статуса BE.

Подробное описание

Раскрыто управление допуском пользователей в систему беспроводной связи, где канал связи каждого пользователя, т.е. поток, может иметь один из многообразия разных приоритетов. Элемент системы беспроводной связи, такой как, например, базовая приемопередающая станция (BTS или базовая станция), может заключать в себе функции управления допуском. Эти функции, существующие в виде способов и устройства управления допуском, могут представлять структурированный доступ к системе связи. Такой доступ может быть предназначен для некоторого количества удаленных устройств, где доступ может быть определен согласно приоритетному подходу. Может существовать некоторое количество требований к обслуживанию, где каждое требование может представлять разный приоритет, каждый приоритет назначен скорости или минимальной скорости, которая имеется в распоряжении потока связи. В качестве примеров, назначения обслуживания могут включать в себя высокоприоритетное обслуживание, такое как срочная пересылка (EF) для чувствительных к задержке и разбросу (колебанию задержки по пакету за пакетом) потоков, или обслуживание среднего приоритета, такое как гарантированная пересылка с гарантированной минимальной скоростью. Дополнительным приоритетным обслуживанием может быть наилучшее обслуживание (BE), которое может не иметь гарантированной скорости, но могло бы предлагать скорость на основании какой бы то ни было оставшейся емкости. В дополнение, такое управление допуском может включать в себя отслеживание всех существующих потоков в рамках управления BTS и настройку индивидуальных потоков, такую как при прекращении или понижении обслуживания, если удовлетворены определенные условия.

В одном из вариантов осуществления в пределах одной или более BTS системы беспроводной связи, задача управления допуском может находиться на процессоре. Планировщик пакетов может присоединяться ко всем канальным элементам в пределах BTS и, по существу, быть удобно расположенным для управления требованиями QoS, т.е. приоритетом. Как только поток допущен посредством управления допуском, планировщик пакетов в пределах BTS может заведовать различными назначениями обслуживания потоков, и где планировщик пакетов может находиться, например, в цифровом сигнальном процессоре (DSP).

DSP могут быть специальными микропроцессорами, сконструированными, чтобы выполнять итерационные математически трудоемкие алгоритмы. DSP могут обладать приблизительно тем же уровнем интеграции, теми же тактовыми частотами, что и микропроцессоры общего применения. DSP могут превосходить процессоры общего применения на 2-3 порядка в скорости вследствие архитектурных различий. Типичными областями применения DSP могут быть обработка звукового сигнала, обработка видеосигнала и телекоммуникационные устройства, где такая цифровая сигнальная обработка требует большого количества расчетов в реальном времени. Наиболее распространенной операцией при цифровой сигнальной обработке является расчет суммы произведений. Среди таких операций хорошо известны свертка и дискретное преобразование Фурье.

Фиг.1 - один из вариантов осуществления системы беспроводной связи. Удаленные станции 102A-102J могут быть рассредоточены по всей системе 100 связи, чтобы быть на связи с одной или более базовых станций 104A-104G, причем многочисленные базовые станции 104A-104G находятся на связи с единым контроллером базовых станций (не показан). Система 100 связи может содержать многочисленные соты 106A-106G, где каждая сота 106A-106G может обслуживаться соответствующей базовой станцией 104A-104G. Каждая из удаленных станций 102A-102J может поддерживать связь с одной или более базовых станций 104A-104G по прямой линии связи в каждом кадре канала потока обмена. Например, базовая станция 104А может передавать на удаленные станции 102А и 102J, базовая станция 104В может передавать на удаленные станции 102В и 102J, базовая станция 104С может передавать на удаленные станции 102С и 102Н. Каждая базовая станция 104A-104G может передавать данные на одну или более удаленных станций 102A-102J в любой заданный момент. В дополнение, скорость передачи данных может быть переменной и может быть зависимой от соотношения мощности несущей к помехе (С/Т), которое измеряется принимающей базовой станцией 102, и требуемого соотношения энергии в бите к шуму. Сигналы передачи обратной линии связи с удаленных станций 102A-102J на базовые станции 104A-104G не показаны для простоты.

Фиг.2 - один из вариантов осуществления структурной схемы, иллюстрирующей базовые подсистемы системы беспроводной связи. Контроллер 202 базовых станций (BSC) может сопрягаться с интерфейсом 204 сети с коммутацией пакетов, коммутируемой телефонной сетью 206 общего пользования (PSTN), и всеми базовыми станциями 208 (BTS) (показана только одна) в системе 200 связи. Контроллер 202 базовых станций может координировать связь между удаленными станциями 219 и системой 200 связи и другими пользователями, присоединенными к интерфейсу 204 сети с коммутацией пакетов и PSTN 206.

В пределах BTS 208 процессор 214 вызова может находиться в BSC, чтобы координироваться с каждым селекторным элементом 212 для управления связью между одной или более базовыми станциями 208 и, по меньшей мере, одной удаленной станцией 210. Если селекторный элемент 212 не был назначен удаленной станции 210, процессор 214 управления вызовом может быть проинформирован о необходимости осуществить поисковый вызов удаленной станции 210, где процессор 214 управления вызовом затем может направить базовую станцию 208 на удаленную станцию 210.

Источник 216 данных может содержать данные, которые могут быть переданы на удаленные станции 210. Источник 216 данных может поставлять данные на интерфейс 204 сети с коммутацией пакетов, где интерфейс 204 сети с коммутацией пакетов может принимать данные и маршрутизировать данные до селекторного элемента 212. Селекторный элемент 212 может отправлять данные на каждую базовую станцию 208, находящуюся на связи с удаленной станцией 210. В одном из вариантов осуществления, каждая базовая станция 208 может поддерживать очередь 218 данных, которая может заключать в себе данные, которые должны быть переданы на удаленную станцию 210.

В одном из вариантов осуществления для управления допуском, функция управления допуском может находиться в процессоре 214, который расположен в BTS 208. Планировщик 211 пакетов может находиться в DSP 213, а также в пределах BTS 208, чтобы взаимодействовать с канальными элементами 220. Затем данные могут быть отправлены в пакетах данных из очереди 218 данных в канальные элементы 220. На прямой линии связи пакет данных может указывать ссылкой на фиксированное количество данных, которые должны быть переданы на удаленную станцию 210 пункта назначения, в пределах одного кадра. Для каждого пакета данных канальный элемент 220 может вставлять необходимые управляющие поля. В одном из вариантов осуществления, CRC (циклический избыточный код) канального элемента может кодировать пакет данных и управляющие поля и вставлять набор кодовой концевой комбинации битов. Пакет данных, управляющие поля, биты паритета CRC и кодовая концевая комбинация битов составляют форматированный пакет. Канальный элемент 220 может кодировать форматированный пакет, а затем осуществлять перемежение (или переупорядочивание) символов в пределах кодированного пакета. Подвергнутый перемежению пакет может быть скремблирован длинным (псевдошумовым) PN-кодом, покрыт оберткой Уолша и кодирован с расширением спектра короткими кодами PN-подкода I и PN-подкода Q. Кодированные с расширением спектра данные могут быть предоставлены в радиочастотный (РЧ, RF) узел 222, который квадратурно модулирует, фильтрует и усиливает сигнал. Сигнал прямой линии связи затем может быть передан по эфиру через антенну 224 по прямой линии 250 связи.

В удаленной станции 210 сигнал прямой линии связи может быть принят антенной 260 и маршрутизирован в приемник (не показан) в пределах входных каскадов 262. Приемник фильтрует, усиливает, квадратурно демодулирует и квантует сигнал. Оцифрованный сигнал затем может быть предоставлен в демодулятор 264 (DEMOD), где сигнал может быть подвергнут декодированию, обратному кодированию с расширением спектра, с короткими кодами PN-подкода I и PN-подкода Q, развернут с оберткой Уолша и дескремблирован с длинным PN-кодом. Демодулированные данные затем могут быть предоставлены в декодер 266, который может выполнять обратный порядок функций сигнальной обработки, выполненных на базовой станции 208, более точно, функции обращенного перемежения, декодирования и проверки CRC. Декодированные данные затем могут быть предоставлены в приемник 268 данных.

Система 200 связи поддерживает передачи данных и сообщений по обратной линии 238 связи. Данные, которые должны быть отправлены, могут находиться в источнике 270 данных. В пределах удаленной станции 210 контроллер 276 может обрабатывать передачи данных или сообщений, маршрутизируя данные или сообщения в кодировщик 272. В одном из вариантов осуществления, кодировщик 272 может форматировать сообщение, совместимое с форматом данных бланкированной радиопакетной передачи сигналов. Кодировщик 272 затем может формировать и прикреплять набор битов CRC, прикреплять набор кодовой концевой комбинации битов, кодировать данные и прикрепленные биты и переупорядочивать символы в пределах кодированных данных. Подвергнутые перемежению данные затем могут быть предоставлены в модулятор 274 (MOD).

Модулятор 27 4 может быть реализован во многих вариантах осуществления. В первом варианте осуществления, подвергнутые перемежению данные могут быть обернуты кодом Уолша, который идентифицирует канал данных, назначенный удаленной станции 210, кодированы с расширением спектра с длинным PN-кодом и, кроме того, кодированы с расширением спектра с короткими PN-кодами. Кодированные с расширением спектра данные затем могут быть предоставлены в передатчик (не показан) в пределах входных каскадов 262. Передатчик может модулировать, фильтровать, усиливать и передавать сигнал обратной линии связи по эфиру через антенну 260, по обратной линии 252 связи.

В базовой станции 208 сигнал обратной линии связи может быть принят антенной 224 и предоставлен в РЧ-узел 222. РЧ-узел 222 может фильтровать, усиливать, демодулировать и квантовать сигнал, и предоставлять оцифрованный сигнал в канальный элемент 220. Канальный элемент 220 может подвергать оцифрованный сигнал декодированию, обратному кодированию с расширением спектра, с короткими PN-кодами и длинным PN-кодом. Канальный элемент 220 также может выполнять отображение или раскрытие кода Уолша, в зависимости от сигнальной обработки, выполненной на удаленной станции 210. Канальный элемент 220 затем может переупорядочивать демодулированные данные, декодировать подвергнутые обращенному перемежению данные и выполнять функцию проверки CRC. Декодированные данные, например данные или сообщение, могут быть предоставлены в селекторный элемент 212. Селекторный элемент 212 затем может маршрутизировать данные или сообщение в надлежащий пункт назначения (например, приемник 246 данных).

Аппаратные средства, которые описаны выше, поддерживают передачи данных, обмен речевыми сообщениями, видео и другую связь по прямой линии связи, такую как, например, через систему CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов). Другая архитектура аппаратных средств может быть сконструирована, чтобы поддерживать передачи переменной скорости, и находится в пределах объема настоящего изобретения.

В одном из вариантов осуществления для управления допуском, требования обслуживания от различных индивидуальных передач информации, т.е. потоков связи, могут представлять разные уровни качества обслуживания (QoS), которые могут быть преобразованы в ресурсные потребности по прямой линии связи. Планировщик QoS, т.е. планировщик 211 пакетов (фиг.2), может предоставлять потоки, которым назначен первый приоритет, такие как, например, EF-потоки, с абсолютным приоритетом над вторым приоритетом, таким как, например, у AF-потоков. Это может быть выполнено посредством принуждения планировщика 211 пакетов пытаться передавать EF-пакеты, как только они прибывают в очереди. Следовательно, до тех пор, пока ограничение задержки EF-потока является не слишком коротким, можно сосредоточиться на требовании скорости в управлении допуском EF-потоков, не рассматривая в явном виде требования задержки. Чтобы обеспечить рациональный временной запас для планировщика 211 пакетов, может быть оговорено, что ограничение задержки (время между принятым на базовой станции и принятым на удаленной станции) любого EF-потока является не меньшим чем, например, 100 мс, поскольку в настоящее время 100 мс используется для обычных потоков передачи голоса по IP (протоколу сети Интернет). Следовательно, в тех случаях, когда рассматривается управление допуском, требования QoS от обоих, EF и AF, могут быть основанными на скорости.

Одними ресурсами, рассматриваемыми в прямой линии связи, могут быть временные интервалы. Следовательно, решение управления допуском может быть основано главным образом на доле временных интервалов, использованных QoS-потоками, и нарушениях QoS. Сумма удельного использования времени всех EF-потоков и сумма удельного использования времени всех QoS-потоков может быть использована, чтобы решать, может ли быть допущен новый поток. Планировщик пакетов может выделять интервалы пользователю в зависимости от информации скорости передачи данных, выданной каналом управления скоростью передачи данных (DRC) по обратной линии связи. Скорость передачи данных для потока может быть выбрана, чтобы отражать канальные условия после проверки удаленной станцией. Доля времени действия для каждого потока может зависеть как от требуемой скорости, так и среднего DRC каждого соответствующего пользователя. Информация по коэффициенту использования времени существующих потоков может собираться непосредственно в реальном времени, а среднее DRC для всех существующих пользователей может вычисляться.

Для нового потока, где никакого послужного списка не было накоплено, требование нового потока по коэффициенту использования времени может быть оценено на основании требуемой скорости QoS нового потока и его среднего DRC, где среднее DRC может быть основано, например, на выборке. Если новый поток исходит от существующего пользователя, среднее DRC может быть известно, поскольку алгоритм управления допуском отслеживает качество канала существующих QoS-потоков. Однако, если новый поток исходит от нового пользователя без записи о DRC, среднее DRC может быть оценено так, как, например, посредством скользящего среднего его запрошенного DRC во время установки соединения или сглаженного среднего, полученного посредством IIR-фильтра (с бесконечной импульсной характеристикой, БИХ, IIR). Расчетным параметром, вовлеченным в эту оценку, является протяженность окна в случае скользящего среднего и постоянная времени - в случае IIR-фильтрования.

Качество беспроводного канала может быть изменяющимся во времени, и, как результат, трудно предсказать долгосрочное поведение качества канала. Следовательно, является возможным, что конкретный QoS-поток допускается, когда качество канала достаточно хорошее, чтобы его требование QoS было удовлетворено, а затем пользователь может войти в режим глубокого замирания на продолжительный период времени. Когда это происходит, его требование QoS будет нарушено, несмотря на снабженное приоритетом обслуживание от планировщика. Результатом может быть большой коэффициент использования времени и тяжелые нарушения QoS, например повышенная потеря пакетов для EF и низкая пропускная способность для AF. Вследствие этой высокой потери требования EF-потока могут не быть удовлетворенными. Как результат, управление доступом может прекращать такие EF-потоки и ослаблять давление на другие QoS-потоки в секторе. Подобный аргумент применяется к AF-потокам в глубоком замирании, где эти AF-потоки могут быть ухудшены до BE, вместо того, чтобы быть завершенными. Следовательно, в одном из вариантов осуществления, следующая политика регулирования или «признак компенсации» могут быть реализованы посредством управления допуском:

- EF-поток может быть завершен, если его частота потери пакетов высока на протяжении длительного периода времени,

- EF-поток может быть понижен до BE, если в течение длительного времени его пропускная способность является слишком низкой в сравнении с его требуемой скоростью,

- даже если нет ни одного EF- или AF-потока, испытывающего продолжительное и тяжелое нарушение QoS, но есть нарушения QoS среди QoS-потоков, алгоритм может искать любой QoS-поток со слишком большим коэффициентом использования и корректировать его статус. Этот признак включен в состав, чтобы облегчить случай, когда нарушения QoS распределяются среди многочисленных потоков вместо того, чтобы быть сконцентрированными в одном потоке. Этот признак компенсации может наносить ущерб потокам, принадлежащим пользователям с низким DRC.

В одном из вариантов осуществления для управления допуском, может быть набрана следующая статистика:

- доля времени, когда каждый поток обслуживается BTS,

- процент отбрасывания пакетов для EF-потоков,

- пропускная способность для AF-потоков,

- среднее запрошенное каждым пользователем DRC.

Доля времени потока

В BTS алгоритм может поддерживать счетчик временных интервалов для каждого потока. Значение счетчика может увеличиваться на единицу после каждого интервала, в котором обслуживается поток. На основании значения счетчика может периодически вычисляться доля времени, в которое обслуживается каждый поток, к примеру, с периодом, таким как, например, период приблизительно в 300 интервалов.

Процент отбрасывания EF-потока

Могут быть использованы два счетчика для каждого EF-потока:

- один счетчик может регистрировать количество отброшенных пакетов из-за нарушений задержки,

- еще один счетчик может подсчитывать общее количество принятых пакетов с процентом отбрасывания, вычисляемым каждый период, такой как, например, приблизительно каждые 300 интервалов.

Пропускная способность AF-потока

Для каждого AF-потока может поддерживаться счетчик, который может регистрировать количество переданных МАС-пакетов (управления доступом к среде) и где пропускная способность может быть вычислена каждый период, такой как, например, приблизительно каждые 300 интервалов. Может иметь место IIR-оценка пропускной способности, которая может использоваться планировщиком. Здесь, линейная оценка может быть использована главным образом, чтобы снизить воздействие пакетирования в планировании.

Требование среднего DRC пользователя

Это требование может быть вычислено посредством поддержания двух счетчиков:

- один - для размера полезной загрузки в МАС-пакетах,

- один - для количества временных интервалов передачи без досрочного завершения.

Значения обоих счетчиков могут увеличиваться в каждом интервале, где среднее DRC может вычисляться периодически, например, приблизительно каждые 300 интервалов. Может иметь место более короткий период для этого вычисления касательно входящего пользователя. Эта информация может быть использована, чтобы принять решение о допуске для нового QoS-потока нового пользователя, где пропускная способность может вычисляться каждый период, такой как, например, приблизительно каждые 100 интервалов.

Вышеупомянутая оценка среднего DRC может иметь отрицательное смещение, особенно для медленно замирающих пользователей, однако такое смещение может не быть пагубным, потому что медленно замирающий канал может быть наихудшим каналом в показателях нарушений QoS.

Статистическая обработка

Вся обработка, перечисленная ниже, может выполняться только в конце каждого периода, который задан.

Набранная статистика может быть сглажена фильтрами с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ, IIR), как изложено ниже.

- Сохраняется доля времени, в которое обслуживается каждый поток:

пусть TF_k(n) будет долей времени потока k за период времени n. Средняя доля времени в момент времени n, avgTF_k(n), обновляется IIR-фильтром

avg TF_k(n)=(1-α_TF) avg TF_k(n-1) + α_TF TF_k(n),

где в качестве примера α_TF=0,5 по умолчанию.

- Процент отбрасывания для EF-потоков:

процент отбрасывания для каждого EF-потока k, DROP_k(n), вычисляется в течение каждого периода. Его среднее, avg DROP_k(n), также получается посредством IIR-фильтрования:

avg DROP_k(n)=(1-α_DR0P)avg DROP_k(n-1) + α_DROPDROP_k(n),

где в качестве примера α_DROP=0,5 по умолчанию.

- Пропускная способность для AF-потоков:

пропускная способность для каждого AF-потока, Th_k(n), вычисляется в течение каждого периода. Его среднее, avg Th_k(n), также получается посредством IIR-фильтрования:

avg Th_k(n)=(1-α_Th) avgTh_k(n-1) + α_ThTh_k(n),

где в качестве примера α_Th=0,5 по умолчанию.

- Усредненное требование DRC для потока:

среднее DRC для потока k, DRC_k(n), может быть оценено посредством соотношения общей запрошенной полезной нагрузки и общих запрошенных временных интервалов. Его сглаженный вариант, avg DRC_k(n), также может быть получен посредством IIR-фильтрования:

avg DRC_k(n)=(1-α_DRC) avgDRC_k(n-1) + α_DRCDRC_k(n),

где в качестве примера α_DRC=0,5 по умолчанию.

Это среднее DRC может быть накоплено для всех существующих пользователей. Если новый поток приходит от нового пользователя, информация о требуемом DRC может быть набрана в течение времени установления соединения, а может быть использован более короткий период обновления, такой как, например, 100 интервалов. Параметры в каждой статистической обработке, в том числе α_TF, α_Th, α_DROP, α_DRC, могут быть сконфигурированы независимо.

Процессы принятия решений

Алгоритмы управления допуском могут задавать приоритеты потокам эстафетной передачи обслуживания и переустанавливать потоки, пробуждающиеся из состояния бездействия. Алгоритмы управления допуском могут допускать EF- и/или AF-потоки, независимо от коэффициента использования сектора. Соответственно, может быть некоторый запас во временных интервалах для этих двух типов (EF/AF) потоков.

Фиг.3 - схема последовательности операций способа согласно одному из вариантов осуществления способа для управления допуском. Поток может прибывать на базовую станцию, запрашивая допуск (операция 302). Управление допуском может задавать наивысший приоритет допуску потока, входящему, чтобы установить соединение с BTS, который является либо потоком в эстафетной передаче обслуживания, либо потоком, пробуждающимся из состояния бездействия. Такие условия потока могут обеспечивать автоматический допуск или задавать высокий приоритет для допуска (операция 304). Для нового потока, который не участвует в эстафетной передаче обслуживания и не пробуждающийся из состояния бездействия, управление допуском, затем, может определить QoS, т.е. приоритет, нового потока (операция 306). Когда приходит новый EF-поток, его среднее запрошенное DRC может быть набрано и использовано, чтобы рассчитывать требования нового EF-потока в показателях доли временных интервалов (операция 308). Управление допуском затем может добавлять это требование к совокупному коэффициенту использования EF (операция 310). Новый EF-поток может быть допущен, только если совокупная требуемая доля времени является меньшей, чем пороговое значение. В одном из вариантов осуществления, рекомендованное пороговое значение может быть приблизительно 30% (операция 312). Если пороговое значение превышено - поток может не быть допущен (операция 314), если ниже - EF-поток может быть допущен (операция 315). Может быть принято во внимание, что совокупный EF-поток обмена может быть смесью разных классов, таких как, например, передача голоса по IP или видеоконференция.

Пороговое значение по совокупному коэффициенту использования EF, в целом, является применимым. Расчетный критерий может быть таким, что средний процент отбрасывания всех допущенных EF-потоков является меньшим чем 1%. Медленно замирающей, такой как, например, модель «Пешеход А» с одной антенной (при скорости 3 км/ч), является модель наихудшего канала в показателях отбрасывания пакетов. В одном из вариантов осуществления, значение, превышающее пороговое, может быть определено посредством имитирования сценария, где все EF-потоки имеют в распоряжении этот тип канала.

Когда приходит новый AF-поток, его среднее DRC может быть вычислено подобным образом, как для нового EF-потока (операция 316). Совокупная требуемая доля времени для существующих AF-потоков может быть суммой обслуживаемой доли времени каждого AF-потока, масштабированной отношением его требуемой скорости и действительной пропускной способности (операция 318). Требуемая доля времени по новому AF-потоку затем может быть добавлена к этой сумме (операция 320). Новый AF-поток может быть допущен, только если совокупный коэффициент использования QoS (коэффициент использования EF+коэффициент использования AF) является не большим, чем пороговое значение, где в качестве одного из примеров рекомендованное пороговое значение может быть приблизительно 50% (операция 322). Если новый AF-поток находится ниже порогового значения, он может быть допущен (операция 324), а если выше порогового значения, новый AF-поток может не быть допущен (операция 326).

Для существующих QoS-потоков статус их QoS должен быть откорректирован, если нарушение их QoS является тяжелым, несмотря на снабженное приоритетом обслуживание. Фиг.4 - схема последовательности операций способа согласно одному из вариантов осуществления способа для прекращения существующих EF-потоков.

Может быть применимым пороговое значение, включающее в себя совокупный коэффициент использования EF. Принцип разработки может состоять в том, что средний процент отбрасывания всех допущенных EF-потоков является меньшим чем 1%. Подход может заключаться в том, чтобы затем отбрасывать один или более EF-потоков, если не удовлетворены определенные критерии. В одном из вариантов осуществления, EF-потоки оцениваются по проценту их отбрасывания (операция 401), а когда EF-поток обладает сглаженной частотой отбрасывания, т.е. процентом отбрасывания, большим, чем пороговое значение, такое как, например, приблизительно 10% за приблизительно три секунды подряд (операция 402), такой EF-поток может быть прекращен (404). Сглаженная частота отбрасывания может обновляться так, как, например, приблизительно каждые 300 интервалов. Эти критерии могут быть одинаковыми, в то время как шесть следующих друг за другом частот отбрасывания являются более высокими чем 10%. Если нет ни одного EF-потока, удовлетворяющего этому условию, но существует один или более EF-потоков с частотой отбрасывания, более высокой, чем пороговое значение, такое как, например, приблизительно 5% (операция 406), алгоритмы могут отыскивать среди всех EF-потоков и завершать тот, который с максимальным коэффициентом использования времени, если коэффициент использования выше, чем другое значение, такое как, например, приблизительно 30% (операция 408), а если ни один EF-поток не выше, чем это значение, то касательно EF-потоков не может предприниматься никакого действия (операция 410).

Фиг.5 - схема последовательности операций способа согласно одному из вариантов осуществления способа для понижения существующего AF-потока до статуса BE. В зависимости от многообразия факторов диапазон для любого критерия, используемого для понижения AF-потока до ВЕ-потока, может быть большим. Управление допуском оценивает AF-потоки по пропускной способности (операция 501) и определяет любой AF-поток, который обладает сглаженной пропускной способностью, которая основана на линейной оценке за некоторое количество интервалов (такое как, например, приблизительно 300 интервалов), которая меньше, чем первое пороговое значение, такое как, например, приблизительно 50% от требуемой скорости за продолжительность, большую, чем период времени. Такой период времени может быть, таким как, например, приблизительно три секунды (операция 502). Этот критерий может считаться таким же, как для пропускной способности, меньшей чем приблизительно 50% от требуемой скорости для шести следующих друг за другом отсчетов. Управление допуском может понижать такие потоки, которые удовлетворяют этому первому пороговому значению, до BE (операция 504). Если нет AF-потока, удовлетворяющего этому условию, управление допуском может определять, существует ли один или более AF-потоков, чья пропускная способность ниже, чем второе пороговое значение, такое как, например, приблизительно 50% от требуемой скорости, а максимальный коэффициент использования времени этих AF-потоков выше чем приблизительно 50% (операция 506). Если один или более AF-потоков найдены удовлетворяющими этому второму пороговому значению, эти AF-потоки могут быть понижены до BE (операция 608), а если нет, то управление допуском может не предпринимать никаких действий (операция 510).

Специалисты в данной области техники могли бы понять, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из многообразия различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и символы псевдошумовой последовательности, которые могут упоминаться на всем протяжении вышеприведенного описания, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами или частицами, оптическими полями или частицами, или любым их сочетанием.

Специалисты, кроме того, могли бы принять во внимание, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и алгоритмические этапы, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерного программного обеспечения или сочетания их обоих. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше, как правило, в показателях их функциональных возможностей. Реализованы ли такие функциональные возможности в виде аппаратных средств или программного обеспечения, зависит от конкретного применения и проектных ограничений, накладываемых на всю систему. Квалифицированные специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными путями для каждого конкретного применения, но такие решения реализаций не должны интерпретироваться как служащие причиной выхода за рамки настоящего изобретения.

Различные иллюстративные блоки, модули и схемы, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть реализованы или выполнены процессором общего применения, цифровым сигнальным процессором (DSP), специализированной интегральной схемой (ASIC), программируемой вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, дискретной вентильной или транзисторной логикой, дискретными компонентами аппаратных средств или любой их комбинацией, сконструированной, чтобы выполнять функции, описанные в материалах настоящей заявки. Процессором общего применения может быть микропроцессор, но в альтернативном варианте процессором может быть любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, например сочетания DSP и микропроцессора, большого количества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в соединении с DSP-ядром, или любой другой такой конфигурации.

Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с вариантами осуществления, раскрытыми в материалах настоящей заявки, могут быть воплощены непосредственно в аппаратных средствах, в программно-реализованном модуле, выполняемом процессором, или в сочетании их обоих. Программно-реализованный модуль может находиться в памяти ОЗУ (оперативного запоминающего устройства, RAM), флэш-памяти, памяти ПЗУ (постоянного запоминающего устройства), памяти ЭСППЗУ (электрически стираемого и программируемого ПЗУ), регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM (ПЗУ на компакт диске) или любом другом виде запоминающего носителя, известном в данной области техники. Примерный запоминающий носитель присоединен к процессору так, что процессор может считывать информацию с него и записывать информацию на запоминающий носитель. В альтернативном варианте, запоминающий носитель может быть интегрирован в процессор. Процессор и запоминающий носитель могут находиться в ASIC. ASIC может находиться в пользовательском терминале. В альтернативном варианте, процессор и запоминающий носитель могут находиться в виде дискретных компонентов, в пользовательском терминале.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления предусмотрено, чтобы дать любому специалисту в данной области техники возможность создать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации относительно этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники, а обобщенные принципы, определенные в материалах настоящей заявки, могут быть применены к другим вариантам осуществления, не отступая от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не имеет намерением быть ограниченным вариантами осуществления, показанными в материалах настоящей заявки, но должно быть согласованным с самым широким объемом, не противоречащим принципам и новым признакам, раскрытым в материалах настоящей заявки.

Заявленное устройство в целом относится к беспроводной связи. Техническим результатом является устранение высокой зависимости емкости сектора от условий покрытия в секторе, поскольку такие покрытия постоянно изменяются, например, за счет установления новых базовых станций. Для этого такое устройство беспроводной связи включает в себя средство для определения имеющихся в распоряжении ресурсов в системе беспроводной связи и средство для определения допуска потока. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство (200) управления допуском потока для системы беспроводной связи, содержащее
средство (214) для определения доступных ресурсов в системе беспроводной связи; средство (214) для определения допуска потока, и
средство (214) для планирования настройки существующего потока;
причем упомянутое средство для планирования настройки существующего потока характеризуется определением слишком высокого использования на основании нарушений приоритета среди потоков.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее
средство для определения использования временных интервалов потоками и нарушений приоритета в реальном времени для существующих потоков; и
средство для допуска нового потока на основании совокупного использования временных интервалов.

3. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средство для определения порогового значения для допущения нового потока срочной пересылки (EF) на основании доли временных интервалов, используемых всеми EF-потоками.

4. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средство для определения порогового значения для допущения нового потока гарантированной пересылки (AF) на основании использования качества обслуживания.

5. Устройство по п.1, в котором средство для планирования настройки дополнительно содержит средство для определения завершения EF-потока.

6. Устройство по п.1, в котором средство для планирования настройки дополнительно содержит средство для определения понижения AF-потока до потока наилучшего обслуживания (BE).

7. Способ управления допуском потока для связи в системе беспроводной связи, содержащий
определение доступных ресурсов в системе беспроводной связи;
определение допуска потока, и
планирование настройки существующего потока (504; 505), причем упомянутое планирование настройки существующего потока характеризуется определением слишком высокого использования на основании нарушений приоритета среди потоков.

8. Способ по п.7, дополнительно содержащий
определение использования временных интервалов потоками и нарушений приоритета в реальном времени для существующих потоков; и
допущение нового потока на основании совокупного использования временных интервалов.

9. Способ по п.7, дополнительно содержащий определение порогового значения для допущения нового потока срочной пересылки (EF) на основании доли временных интервалов, используемых всеми EF-потоками (308).

10. Способ по п.7, дополнительно содержащий определение порогового значения для допущения нового потока гарантированной пересылки (AF) (316; 318; 320) на основании использования качества обслуживания.

11. Способ по п.7, в котором планирование настройки дополнительно содержит определение завершения EF-потока (402; 406).

12. Способ по п.7, в котором упомянутое планирование настройки содержит определение понижения AF-потока до потока наилучшего обслуживания (BE) (504; 505).