СПОСОБ И СИСТЕМА УМЕНЬШЕНИЯ СТЕПЕНИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБРАТНОГО СОЕДИНЕНИЯ ВО ВРЕМЯ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ БАЗОВОЙ СТАНЦИЕЙ В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ Российский патент 2011 года по МПК H04L12/56 

ЗАЯВЛЕНИЕ О ПРИОРИТЕТЕ В СООТВЕТСТВИИ С 35 U.S.C. §119

Данная заявка на выдачу патента испрашивает приоритет предварительной заявки США №60/868,711, поданной 5 декабря 2006 г. и озаглавленной "METHOD AND SYSTEM FOR REDUCING BACKHAUL UTILIZATION DURING BASE STATION HANDOFF IN WIRELESS NETWORKS." Данная заявка полностью включена в данный документ посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Раскрытие объекта изобретения, в общем, относится к беспроводной связи, более конкретно к передаче обслуживания базовой станцией в системах беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи стали распространенным средством, с помощью которого большая часть людей во всем мире связываются друг с другом. Устройства беспроводной связи становятся все меньшими по размерам и более мощными, чтобы удовлетворять потребностям потребителей и улучшать портативность и удобство использования. Увеличение мощности обработки в мобильных устройствах, таких как сотовые телефоны, привело к повышению требований к системам сетей беспроводной связи. Такие системы обычно не так легко обновляются, как сотовые устройства, которые осуществляют связь через них. По мере того как возможности мобильных устройств расширяются, становится трудно поддерживать старые системы беспроводных сетей таким образом, чтобы они обеспечивали возможность полной эксплуатации новых и улучшенных возможностей беспроводных устройств.

В системах беспроводной связи обычно используются различные подходы для формирования ресурсов передачи в форме каналов. Такие системы могут представлять собой системы мультиплексирования с кодовым разделением каналов (CDM), системы мультиплексирования с частотным разделением каналов (FDM) и системы мультиплексирования с временным разделением каналов (TDM). Один обычно используемый вариант FDM представляет собой мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), которое эффективно разделяет общую полосу пропускания системы на множество ортогональных поднесущих. Эти поднесущие также могут называться тонами, элементами сигнала и частотными каналами. Каждая поднесущая может быть модулирована данными. При использовании технологий на основе временного разделения каналов каждая поднесущая может содержать участок последовательных временных срезов или временных интервалов. Каждый пользователь может быть снабжен одной или более комбинаций временных интервалов и поднесущих для передачи и приема информации в определенный период передачи пакета или кадра. Схемы переключения в общем случае могут представлять собой схемы переключения скорости передачи символов или схемы переключения блоков.

В методиках на основе кодового разделения обычно передают данные по множеству частот, доступных в любой момент времени в определенном диапазоне. В общем, данные оцифровываются и распределяются по доступной полосе частот, в которой для множества пользователей может быть предоставлен весь канал и для соответствующих пользователей могут быть назначены уникальные коды последовательности. Пользователи могут передавать данные в одном и том же широкополосном участке спектра, в котором каждый сигнал пользователя распределяется по всей полосе частот, с использованием его соответствующего уникального кода расширения. Такая методика позволяет обеспечить совместное использование, при котором один или больше пользователей могут одновременно передавать и принимать данные. Такое совместное использование может быть достигнуто с использованием цифровой модуляции с расширенным спектром, в которой поток битов пользователя кодируют и распределяют по очень широкому каналу псевдослучайным образом. Приемник разработан таким образом, что он распознает соответствующий уникальный код последовательности и выполняет операцию устранения рандомизации, для того чтобы когерентно собрать биты для определенного пользователя.

Независимо от используемой методики для обеспечения беспроводной связи в определенных беспроводных сетях количество данных, которые требуется передавать между базовыми станциями во время события передачи обслуживания, может быть большим из-за большого количества данных, содержащихся в буфере в базовой станции, когда необходимо выполнить передачу обслуживания между базовыми станциями. Одна важная причина представляет собой отсутствие плотного управления потоками данных между шлюзом доступа и базовой станцией. Такая существенная передача данных может значительно увеличить требование к полосе пропускания в базовой станции. Соответствующие решения являются дорогостоящими и с трудом поддаются переносу. Поэтому в данной области техники существует потребность в системах и способах, которые способствовали бы обеспечению эффективной передачи обслуживания базовой станции в сети беспроводной связи.

Раскрытие изобретения

Далее приведено упрощенное краткое описание для обеспечения возможности понимания некоторых основных аспектов раскрытых вариантов осуществления. Такое краткое описание изобретения не является широким обзором и не предназначено ни для идентификации ключевых или критических элементов, ни для ограничения объема таких вариантов осуществления. Его назначение состоит в том, чтобы представить некоторые концепции описанных вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию изобретения, которое приведено ниже.

В одном аспекте в описании объекта изобретения раскрыто устройство беспроводной связи, содержащее: процессор, выполненный с возможностью приема набора пакетов данных, соответствующих Интернет-протоколу (IP), сформированных приложением, воплощенным на компьютере, причем приложение, воплощенное на компьютере, выполняется дистанционно: для назначения очереди пакета данных для принимаемого набора пакетов IP данных; для маркирования или сброса поднаборов пакетов IP данных в принятом наборе пакетов IP данных на основе, по меньшей мере, частично адаптивного обобщенного индикатора передачи данных; для передачи взаимодополняющего набора пакетов IP данных, ассоциированных с приложением и остающихся в очереди приложения пакетов данных; и память, соединенная, по меньшей мере, с одним процессором.

В другом аспекте описан способ, используемый в среде беспроводной связи, содержащий этапы, на которых: принимают пакет данных, соответствующих Интернет-протоколу (IP), ассоциированный с приложением, воплощенным на компьютере; буферизуют пакет IP данных; маркируют или сбрасывают пакет IP данных на основе, по меньшей мере, частично адаптивной функции отклика, в котором функция отклика зависит от набора обобщенных индикаторов передачи данных; и передают пакет IP данных с установленной меткой.

В еще одном другом аспекте в описании объекта изобретения описан компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель информации, включающий в себя: код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер принимать пакет данных, соответствующий Интернет-протоколу (IP), ассоциированный с приложением, воплощенным на компьютере; код побуждающий, по меньшей мере, один компьютер буферизовать пакет IP данных; код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер маркировать или сбрасывать пакет IP данных на основе, по меньшей мере, частично адаптивной функции отклика; и код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер передавать пакет IP данных с установленной меткой.

В еще одном дополнительном аспекте раскрыто устройство, которое работает в беспроводной системе, содержащее: средство для приема набора пакетов данных, соответствующих Интернет-протоколу (IP), ассоциированных с выполняемым дистанционно приложением, воплощенном в компьютере; средство для назначения очереди пакетов данных для принятого набора пакетов IP данных; средство для маркирования или сброса поднабора пакетов IP данных в принимаемом наборе пакетов IP данных на основе, по меньшей мере, частично адаптивного обобщенного индикатора передачи данных и его ассоциированного порогового значения; средство для приема адаптивного обобщенного индикатора передачи данных и его ассоциированного порогового значения и средство для передачи дополнительного набора пакетов IP данных, ассоциированных с приложением и остающихся в очереди приложения пакетов данных.

В другом аспекте описание объекта изобретения направлено на устройство беспроводной связи, содержащее: процессор, выполненный с возможностью принимать пакет данных, соответствующий Интернет-протоколу (IP), сформированный приложением, воплощенным на компьютере, причем приложение, воплощенное на компьютере, выполняется дистанционно; маркировать принимаемый пакет IP данных на основе, по меньшей мере, частично функции отклика; передавать принятый пакет IP данных и передавать индикатор метки; и память, соединенную с процессором.

В еще одном аспекте раскрыт способ, используемый в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых: принимают пакет данных, соответствующий Интернет-протоколу (IP), сформированный приложением, воплощенным на компьютере, причем приложение, воплощенное на компьютере, выполняется дистанционно; маркируют или выполняют сброс принятых пакетов IP данных на основе, по меньшей мере, частично функции отклика, которая зависит от обобщенного индикатора передачи данных; и передают индикатор метки.

В дополнительном аспекте описано устройство, которое работает в беспроводной среде, содержащее: средство для приема пакета данных, соответствующего Интернет-протоколу (IP), сформированного приложением, воплощенным на компьютере; средство для буферизации принятого пакета IP данных; средство для маркирования или сброса принятого пакета IP данных в соответствии с детерминистической или стохастической функцией отклика и средство для передачи пакета IP данных с установленной меткой.

В еще одном дополнительном аспекте раскрытие объекта изобретения описывает компьютерный программный продукт, включающий в себя машиночитаемый носитель информации, содержащий: код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер принимать пакет данных, соответствующий Интернет-протоколу (IP), сформированный первым приложением, воплощенным на компьютере; код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер формировать набор пакетов IP данных, ассоциированных со вторым приложением, воплощенным на компьютере; код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер маркировать или сбрасывать принятый пакет IP данных или, по меньшей мере, один из сформированных пакетов IP данных на основе, по меньшей мере, частично функции отклика, которая зависит от обобщенного индикатора передачи данных; код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер передавать индикатор метки; и код, побуждающий, по меньшей мере, один компьютер передавать, по меньшей мере, один из пакетов IP данных в наборе сформированных пакетов IP данных.

Для осуществления описанных выше и аналогичных целей один или больше вариантов осуществления содержат признаки, полностью описанные ниже и, в частности, указанные в формуле изобретения. Следующее описание и приложенные чертежи подробно представляют определенные иллюстративные аспекты и обозначают всего лишь несколько из множества различных путей, в соответствии с которыми могут использоваться принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые признаки будет понятны из следующего подробного описания изобретения при рассмотрении его совместно с чертежами, и все такие аспекты и их эквиваленты могут быть включены в раскрытые варианты осуществления.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 иллюстрируется примерная беспроводная система связи с множественным доступом в соответствии с различными представленными здесь аспектами.

На Фиг.2A, 2B и 2C иллюстрируются блок-схемы примерных систем, которые способствуют управлению очередью передачи данных в соответствии с описанными здесь аспектами.

На Фиг.3A, 3B и 3C показаны схемы, которые иллюстрируют соответственно набор примерных очередей приложений, которыми можно активно управлять, и маркирование/сброс пакетов в соответствии с заданной адаптивной функцией отклика, например детерминистической функцией или, в качестве альтернативы, функцией вероятности маркирования/ сброса; и примеры упомянутых адаптивных функций отклика.

На Фиг.4 показана блок-схема примерной базовой станции, которая содержит примерный компонент управления очередью, который управляет поступающими пакетами IP данных в соответствии с раскрытым здесь аспектом.

На Фиг.5 показана блок-схема примерной системы, которая способствует передаче пакета(ов) IP данных между базовыми станциями перед передачей обслуживания.

На Фиг.6 иллюстрируется блок-схема примерной системы, которая способствует управлению очередью на основе изменения конфигурации работы терминала доступа в соответствии с раскрытым здесь аспектом.

На Фиг.7 показана блок-схема примерного варианта осуществления системы передатчика и системы приемника в операции MIMO.

На Фиг.8 иллюстрируется блок-схема примерной системы MU-MIMO (MIMO с множеством пользователей).

На Фиг.9 представлена блок-схема последовательности операций способа управления очередью данных в базовой станции, которая работает в беспроводной распределенной сети и способствует передаче обслуживания базовой станцией в соответствии с аспектом.

На Фиг.10 представлена блок-схема последовательности операций способа управления очередью данных базовой станции, которая работает в беспроводной распределенной сети и способствует передаче обслуживания базовой станцией в соответствии с этим аспектом.

На Фиг.11 иллюстрируется блок-схема примерной системы, которая обеспечивает возможность управления очередью в базовой станции в соответствии с аспектами, описанными здесь.

На Фиг.12 иллюстрируется блок-схема примерной системы, которая обеспечивает возможность управления очередью в терминале доступа в соответствии с аспектами, описанными здесь.

Осуществление изобретения

Различные варианты осуществления описаны ниже со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые номера ссылочных позиций используются для обозначения одинаковых элементов во всем описании. В следующем описании с целью пояснения различные определенные детали приведены для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или больше вариантов осуществления. Однако может быть очевидно, что такой вариант (варианты) осуществления может быть выполнен на практике без этих конкретных деталей. В других случаях известные конструкции и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы способствовать описанию одного и или больше вариантов осуществления.

Используемые в данной заявке термины "система", "компонент", "модуль", "приложение" и т.п. предназначены для обозначения относящегося к компьютеру объекта, выполненного в виде аппаратных средств, встроенного программного обеспечения, комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программного обеспечения или выполняемого программного обеспечения. Например, компонент может представлять собой, но не ограничивается этим, обработку, выполняемую в процессоре, процессор, объект, исполняемый элемент, поток выполнения, программу и/или компьютер. В качестве иллюстрации, как приложение, работающее в вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство могут представлять собой компонент. Один или больше компонентов могут постоянно находиться внутри процесса и/или потока выполнения, и компонент может быть локализован в одном компьютере и/или может быть распределен между двумя или больше компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных считываемых компьютером носителей информации, имеющих различные структуры данных, сохраняемые на них. Компоненты могут быть переданы с использованием локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналом, имеющим один или больше пакетов данных (например, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как сеть Интернет, с другими системами с помощью сигнала).

Кроме того, термин "или" предназначен для использования в смысле включающего "или" вместо "или" в исключительном смысле. Таким образом, если только не будет указано другое или не будет ясно из контекста, считается что "X использует A или B" означает любой из естественных включительных вариантов перестановки. Таким образом, если X использует A; X использует B или X использует и A, и B, тогда "X использует A или B" удовлетворятся при любом из перечисленных выше случаев. Кроме того, артикли "a" и "an", используемые в данной заявке и в прилагаемой формуле изобретения, обычно следует рассматривать как означающие "один или больше", если только не будет указано другое или из контекста не будет понятно, что необходимо употреблять форму единственного числа.

Различные варианты осуществления описаны здесь в связи с беспроводным терминалом. Беспроводной терминал может относиться к устройству, обеспечивающему голосовую связь и/или возможность передачи данных для пользователя. Беспроводной терминал может быть подключен к вычислительному устройству, такому как переносной компьютер или настольный компьютер, или он может представлять собой отдельное устройство, такое как карманный персональный компьютер (PDA). Беспроводной терминал также может называться системой, модулем абонента, станцией абонента, мобильной станцией, мобильным терминалом, мобильным телефоном, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, терминалом пользователя, агентом пользователя, устройством пользователя, оборудованием в помещении потребителя или оборудованием пользователя. Беспроводной терминал может представлять собой станцию абонента, беспроводное устройство, сотовый телефон, телефон PCS, беспроводной телефон, телефон, работающий с протоколом инициирования сеанса (SIP), станцию беспроводной местной линии (WLL), карманный персональный компьютер (PDA), портативное устройство, выполненное с возможностью беспроводной связи, или другое устройство обработки, подключенное к беспроводному модему.

«Базовая станция» может относиться к устройству в сети доступа, которое связывается через радиоинтерфейс в одном или больше секторах с беспроводными терминалами и с другими базовыми станциями, используя передачу данных по сети обратного соединения. Базовая станция может действовать как маршрутизатор между беспроводным терминалом и остальной частью сети доступа, которая может включать в себя сеть IP, путем преобразования принимаемых кадров, передаваемых по радиоинтерфейсу в IP пакеты. Базовая станция также координирует управление атрибутами для радиоинтерфейса. Кроме того, различные варианты осуществления описаны здесь в связи с базовой станцией. Базовую станцию можно использовать для связи с мобильным устройством(ами), и она также может называться точкой доступа, Узлом B, расширенным Узлом B (eNodeB), расширенной базовой станцией (eBS), сетью доступа (AN) или c использованием некоторой другой терминологии.

Ссылаясь теперь на чертежи, Фиг.1 является иллюстрацией беспроводной системы 100 связи с множественным доступом в соответствии с различными аспектами. В одном примере беспроводная система 100 связи с множественным доступом включает в себя множество базовых станций 110 и множество терминалов 120. Кроме того, одна или больше базовых станций 110 может передавать данные с одним или более терминалами 120. В качестве неограничительного примера базовая станция 110 может представлять собой точку доступа, Узел-B и/или другой соответствующий сетевой объект. Каждая базовая станция 110 обеспечивает зону обслуживания для связи в определенной географической области 102a-c. Используемый здесь и, в общем, в данной области техники термин "ячейка" может относиться к базовой станции 110 и/или к ее зоне 102a-c обслуживания в зависимости от контекста, в котором этот термин используется.

Для улучшения возможностей системы зона 102a, 102b или 102c обслуживания, соответствующая базовой станции 110, может быть разделена на множество меньших областей (например, областей 104a, 104b и 104c). Каждая из меньших областей 104a, 104b и 104c может обслуживаться соответствующей базовой подсистемой приемопередатчика (BTS, не показана). Используемый здесь и, в общем, в данной области техники, термин "сектор" может относиться к BTS и/или к зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором используется этот термин. В одном примере секторы 104a, 104b, 104c в ячейке 102a, 102b, 102c могут быть сформированы с использованием групп антенн (не показаны) в базовой станции 110, где каждая группа антенн отвечает за связь с терминалами 120 на участке ячейки 102a, 102b или 102c. Например, базовая станция 110, обслуживающая ячейку 102a, может иметь первую группу антенн, соответствующую сектору 104a, вторую группу антенны, соответствующую сектору 104b, и третью группу антенн, соответствующую сектору 104c. Однако следует понимать, что различные аспекты, раскрытые здесь, можно использовать в системах, имеющих ячейки, разделенные на секторы и/или не разделенные на секторы. Кроме того, следует понимать, что предполагается, что все соответствующие сети беспроводной связи, имеющие любое количество разделенных на секторы и/или не разделенных на секторы ячеек, должны попадать в пределы объема и приложенной формулы изобретения. Для упрощения, используемый здесь термин "базовая станция" может относиться как к базовой станции, которая обслуживает сектор, так и к станции, которая обслуживает ячейку. Хотя следующее описание, в общем, относится к системе, в которой каждый терминал связывается с одной обслуживающей точкой доступа, для простоты следует понимать, что терминалы могут связываться с любым количеством обслуживающих точек доступа.

В соответствии с одним аспектом терминалы 120 могут быть распределены в системе 100. Каждый терминал 120 может быть стационарным или мобильным. В качестве неограничительного примера, терминал 120 может представлять собой терминал (AT) доступа, мобильную станцию, оборудование пользователя, станцию абонента и/или другой соответствующий сетевой объект. Кроме того, терминал 120 может связываться с любым количеством базовых станций 110 или может не связываться ни с одной из базовых станций 110 в любой заданный момент времени.

В другом примере система 100 может использовать централизованную архитектуру путем использования системного контроллера 130, который может быть соединен с одной или более базовыми станциями 110 и может обеспечивать координацию и управление для базовых станций 110. В соответствии с альтернативными аспектами системный контроллер 130 может представлять собой одиночный сетевой объект или набор сетевых объектов. Кроме того, в системе 100 может использоваться распределенная архитектура, которая обеспечивает возможность связи базовых станций 110 друг с другом в соответствии с необходимостью. Передача 135 данных по сети обратного соединения может способствовать передаче данных из точки в точку между базовыми станциями, использующими такую распределенную архитектуру. В одном примере системный контроллер 130 может дополнительно содержать одно или больше соединений с множеством сетей. Такие сети могут включать в себя Интернет, другие сети на основе пакетной передачи данных и/или коммутируемые сети голосовой связи, которые могут обеспечивать передачу информации в и/или из терминалов 120, связанных с одной или больше базовыми станциями 110 в системе 100. В другом примере системный контроллер 130 может включать в себя или может быть соединен с планировщиком (не показан), который может планировать передачу данных в и/или из терминалов 120. Альтернативно, планировщик может постоянно находиться в каждой отдельной ячейке 102, в каждом секторе 104 или в их комбинации.

В одном примере в системе 100 может использоваться одна или больше схем множественного доступа, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, FDMA с одной несущей (SC-FDMA), и/или другие соответствующие схемы множественного доступа. В TDMA используется мультиплексирование с разделением по времени (TDM), при котором передачу для разных терминалов 120 ортогонализируют путем передачи в различные интервалы времени. В FDMA используется мультиплексирование с частотным разделением каналов (FDM), при котором передачу по различным терминалам 120 ортогонализируют путем передачи на различных поднесущих частотах. В одном примере в системах TDMA и FDMA также можно использовать мультиплексирование с кодовым разделением (CDM), при котором передача для множества терминалов может быть ортогонализирована с использованием различных ортогональных кодов (например, кодов Уолша) даже при том, что их передают в одном и том же временном интервале или на одной и той же поднесущей частоте. В OFDMA используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), и в SC-FDMA используется мультиплексирование с частотным разделением каналов с одной несущей (SC-FDM). OFDM и SC-FDM могут разделять полосу пропускания системы на множество ортогональных поднесущих (например, тонов, элементов сигнала…), каждая из которых может быть модулирована данными. Обычно символы модуляции передают в частотном домене с OFDM и во временном домене при использовании SC-FDM. Кроме того, и/или в качестве альтернативы, полоса пропускания системы может быть разделена на одну или больше несущих частот, каждая из которых может содержать одну или больше поднесущих. В системе 100 также может использоваться комбинация схем множественного доступа, таких как OFDMA и CDMA. Хотя технологии управления мощностью, предусмотренные здесь, обычно описаны для системы OFDMA, следует понимать, что описанные здесь технологии также можно применять в любой системе беспроводной связи.

В другом примере базовые станции 110 и терминалы 120 в системе 100 могут передавать данные с использованием одного или больше каналов передачи данных и могут передавать сигналы с использованием одного или больше каналов управления. Каналы данных, используемые системой 100, могут быть назначены для активных терминалов 120 таким образом, чтобы каждый канал данных использовался только одним терминалом в любой заданный момент времени. В качестве альтернативы, каналы данных могут быть назначены для множества терминалов 120, которые могут быть наложены или ортогонально спланированы для канала данных. Для сохранения системных ресурсов каналы управления, используемые системой 100, также могут совместно использоваться среди множества терминалов 120, используя, например, мультиплексирование с кодовым разделением. В одном примере каналы данных, ортогонально мультиплексированные только по частоте и времени (например, каналы данных, не мультиплексированные с использованием CDM), могут быть в меньшей степени подвержены потере ортогональности из-за условий канала и несовершенства приемника, чем соответствующие каналы управления.

На Фиг.2A иллюстрируется блок-схема примерной системы 200, которая способствует управлению очередью во время передачи данных между базовой станцией и терминалом доступа в распределенной беспроводной сети с коммутацией пакетов. Сетевой узел 210 генерирует пакет(ы) данных, используя компонент 214 формирования пакетов, который обычно передает информацию, сгенерированную любым приложением, и использует Интернет-протокол (например, IPv4, IPv6 или мобильный IP). Сетевой узел 210 может представлять собой узел в сети Интернет или, по существу, в любой распределенной сети с коммутацией IP данных. Пакет(ы) 229 IP данных могут быть переданы с использованием (узкополосной) каналов обратного соединения (например, по каналу 135), обычно через шлюз доступа (не показан), в базовую станцию 230, которая (i) управляет очередью, ассоциированной с приложением, которое формирует пакеты IP данных, (ii) направляет пакет (пакеты) IP данных в соответствии с упомянутым активным управлением очередью и (iii) планирует и передает пакет (пакеты) IP данных в терминал 250 доступа через прямой беспроводной канал 245 передачи данных. В результате активного управления очередью базовая станция 230 будет модифицировать один или больше битов в заголовке передаваемого пакета IP данных. Когда пакет (пакеты) 229 IP данных принимают в терминале 250 доступа как часть приложения (не показана), терминал 250 доступа может передавать задержанный сигнал, содержащий маркировку пакета, в индикатор 248 маркирования, ассоциированный с пакетом (пакетами) IP данных ответа. Индикатор 248 маркирования может быть передан в узел 210 сети для регулировки скорости формирования пакета данных с учетом возможной перегрузки очереди, например накопления пакета (пакетов) IP данных в буфере (см. ниже). В качестве альтернативы, или в дополнение, в качестве знака перегрузки очереди пакет (пакеты) IP может быть сброшен вместо маркирования; сброшенные пакеты также могут привести к снижению скорости формирования пакета приложением. В результате уменьшения скорости формирования IP пакета количество пакетов в очереди в базовой станции 230 может быть уменьшено, в результате чего происходит уменьшение объема передаваемых данных по каналам обратного соединения во время передачи обслуживания базовой станции.

В одном аспекте, когда количество помеченных пакетов IP данных или тип наносимой метки меняется, приложение (не показано), через компонент 214 формирования пакета, также может реагировать путем уменьшения скорости передачи данных. В результате отставание при передаче пакетов данных в базовой станции 230 может быть уменьшено, что в свою очередь уменьшает степень использования сигнала, передаваемого по каналам обратного соединения в базовой станции 230 во время передачи обслуживания базовой станции. Потенциальное преимущество активного управления очередью состоит в упрощении интерфейсов между базовыми станциями и другими элементами в сетях, например, поскольку строгое управление потоками информации может не требоваться для поддержания малого буфера в базовой станции при поддержании все еще низкого уровня использования канала обратного соединения. Кроме того, когда мобильный терминал, который обслуживается первой базовой станцией и который принимает пакеты IP данных, ассоциированные с приложением для обслуживания второй базовой станции, переходит на обслуживание второй базовой станцией, данные, остающиеся в очереди пакета в первой обслуживающей базовой станции (например, 230), эффективно передают во вторую базовую станцию через канал передачи обратного соединения.

Активное управление очередью, обеспечиваемое компонентом 234 управления очередью, может быть основано, по меньшей мере, частично на размере очереди пакетов данных, ассоциированных со специфичным приложением. Кроме того, или в качестве альтернативы, компонент 234 управления очередью может использовать условия канала (CQI, индикатор качества канала) терминала доступа (например, терминала 250 доступа), передаваемые через обратный канал 265, для активного управления очередью; например, когда значение CQI падает ниже порогового значения, что может быть определено базовой станцией 230, прежде чем очередь станет большой, чтобы обеспечить для приложения возможность уменьшить скорость передачи данных. CQI может быть основан на, по меньшей мере, одном из следующих измеряемых параметров условий в канале: отношение "сигнал-помеха", отношение "сигнал-шум", отношение "сигнал - помеха и шум" или тому подобное.

Как отмечено выше, пакет (пакеты) 229 IP данных формируют с помощью приложения, такое приложение может относиться к функциям сети (например, протокол управления передачей с наилучшим уровнем сервиса из возможных (TCP, протокол управления передачей)), расположенным на удалении от базовой станции, которые предоставляют и принимают IP пакеты, для связи с одним или больше терминалами. Соответствующие приложения могут иметь различные аспекты задержки и QoS (качество обслуживания); например, приложение может представлять собой работающее в режиме онлайн игровое приложение (требуется низкая степень задержки для обеспечения удовлетворительного QoS; приложение коммерческого типа, с тех пор как провайдеры услуги/поставщики могут предложить пользователям наилучший уровень сервиса из возможных, увеличение дохода), приложение, использующее протокол передачи голоса через Интернет (VOIP) (приемлемый уровень задержки может быть терпимым для пользователя; однако флуктуации, связанные с плохой передачей обслуживания, могут оказывать отрицательное влияние на QoS; следует понимать, что системы и способ приложений в соответствии с предметом изобретения уменьшают флуктуации, обеспечивая эффективную передачу данных во время передачи обслуживания, как описано здесь), приложение потоковой передачи видеоданных (активное управление очередью может быть необходимым для обеспечения эффективного выполнения передачи обслуживания благодаря малому объему передаваемых данных), работающие в компьютерной системе приложения, ассоциированные с терминалом 250 доступа (компьютер может быть направлен через узел 210 основной IP сети), специализированное приложение, которое формирует данные, передаваемые через трафик, передаваемый с наилучшим уровнем сервиса из возможных, для назначения, специфичного для пользователя, и т.п. В одном аспекте приложение может постоянно находиться в сетевом узле 210, и процессор 222 может выполнять, по меньшей мере, частично приложение. Следует понимать, что процессор 222 также может выполнять другие аспекты работы, типичные для сетевого узла 210.

Следует понимать, что на степень накопления данных в очереди или на степень накопления пакета (пактов) IP данных в буфере, например, можно влиять с помощью CQI 265, а не только непосредственно через явное внедрение в алгоритмы (см. ниже), которые диктуют подход, с помощью которого пакет IP данных будет помечен или сброшен, но также и опосредованно через скорость передачи данных, для которой пакет IP данных планируют и передают. В базовой станции 230 планировщик 238 может использовать принятую информацию о состоянии канала или CQI 265 в комбинации с алгоритмами планирования (такими как циклический алгоритм, справедливое размещение в очереди, максимальная пропускная способность, пропорциональная равнодоступность к сетевым ресурсам и т.д.) для динамического планирования (i) ресурсов передачи, таких как полоса пропускания и повторное использование частоты (для уменьшения помех из других секторов); (ii) режима работы терминала 250 доступа, режима работы, который может включать в себя передачу в одном из режимов с одним пользователем, одним входом и множеством выходов (SIMO), с одним пользователем, множеством входов и множеством выходов (SU-MIMO) или с множеством пользователей MIMO (MU-MIMO); и (iii) скорости кода и размера совокупности символов, используемой для передачи данных, например пакета IP данных. Поэтому когда большую полосу пропускания и степень повторного использования частот, близкую к единице, а также работу в режиме MU-MIMO с высокой пропускной способностью выделяют для терминала 250 доступа, очередь, ассоциированную с приложением, можно разгрузить, например более просто исчерпать, определяя, таким образом, объем пакетов данных, которые были помечены или сброшены.

В одном аспекте накладываемое значение CQI 265 в терминале 250 доступа может быть определено на основе, по меньшей мере, частично принимаемой известной пилотной последовательности символов, которую передает базовая станция 230. Можно использовать различные последовательности, например последовательность с постоянной амплитудой и нулевой автокорреляцией (CAZAC), псевдослучайный код или псевдошумовую последовательность, золотую последовательность, последовательность Уолша-Адамара, экспоненциальную последовательность, последовательность Коломба, последовательность Райса, М-последовательность или обобщенную последовательность, аналогичную последовательности с линейно-частотной модуляцией (GCL) (например, последовательность Задова-Чу). Компонент 224 формирования CQI принимает пилотный сигнал, передаваемый в соответствии со специфичным режимом работы с множественным разделением каналов (например, CDMA, FDMA или TDMA) и рассчитывает измеряемые параметры условий канала на основе упомянутого принятого пилотного сигнала. После определения значения CQI терминала 250 доступа передает канал CQI, который содержит отчет о CQI 265.

На Фиг.2B иллюстрируется блок-схема альтернативного или дополнительного примерного варианта 270 осуществления, который способствует управлению очередью во время передачи данных между базовой станцией 230 и терминалом 250 доступа в распределенной беспроводной сети с коммутацией пакетных данных. В примерном варианте 270 осуществления компоненты с одинаковыми номерами ссылочных позиций в примерной системе 200 имеют или обеспечивают, по существу, те же функции, как описано в соответствии с компонентами в системе 200. В примерной системе 270 управление IP пакетом выполняют в терминале 250 доступа через компонент 234 управления очередью. В одном аспекте базовая станция 230 в варианте 270 осуществления передает IP пакет (пакеты) 229 в терминал 250 доступа, и очередь содержат и очередью управляют в терминале 250, по существу, таким же образом, как описано выше в связи с примерной системой 200.

На Фиг.2C иллюстрируется блок-схема другого альтернативного или дополнительного примерного варианта 280 осуществления, который способствует управлению очередью во время передачи между базовой станцией 230 и терминалом 250 доступа, когда пакеты данных формируют в IP узле или в терминале 250 доступа. В одном аспекте терминал доступа принимает пакет (пакеты) 290 IP данных из IP узла 282. В качестве примера, IP узел 282 может представлять собой переносной компьютер; однако следует понимать, что IP узел 282 может, по существу, представлять собой любой узел пакетных IP данных. Упомянутый пакет (пакеты) 290 IP данных формируют с помощью компонента 285 приложения, который может быть дистанционным для терминала 250 доступа. Упомянутый терминал 250 доступа содержит компонент 234 управления очередью, который работает, как описано выше, и может передавать пакет (пакеты) 295 IP данных на основе активного управления, осуществляемого компонентом 234 управления очередью, или, в качестве альтернативы, может включать в себя, по существу, весь пакет (пакеты) 290 IP данных, принимаемый из IP узла 282. Следует понимать, что компонент 285 приложения, который генерирует пакет (пакеты) 290 IP данных, может также постоянно находиться в терминале 250 доступа и может выполнять приложение локально, через процессор 258. Следует понимать, что в примере варианта 280 осуществления активное управление очередью осуществляют в терминале доступа и пакеты данных передают по обратному каналу (RL).

На Фиг.3A, 3B и 3C показаны схемы 300, 350 и 385, которые иллюстрируют соответственно набор примерных очередей приложений, которыми можно управлять с помощью компонента управления приложением очереди в примерной системе 200 или в примерном варианте 270 осуществления, описанном выше, сброс пакета в соответствии с заданной функцией адаптивного отклика, например детерминистической функцией или, в качестве альтернативы, функцией вероятности маркирования/сброса; и примеры упомянутых функций адаптивного отклика. Схема 300 представляет четыре примерные очереди; однако следует понимать, что дополнительными очередями можно управлять с помощью компонента 234 управления очередью. В одном аспекте количество очередей, которыми управляют, может зависеть от количества доступного объема запоминающего устройства для компонента 234 управления очередью и количества процессов и потоков, которые может поддерживать процессор 242, по меньшей мере, частично для выполнения операций, относящихся к управлению очереди (например, фильтрации и размещения в буфер пакета IP данных). Примерные очереди, представленные на схеме 300, представляют собой очередь 310А доставки с наилучшим уровнем сервиса из возможных, очередь 310B потоковой передачи видеоданных, очередь 310C видеотелефонии и очередь 310D VOIP. Следует отметить, что очередями 310А и 310B можно активно управлять (показано с затушеванных блоках), тогда как для очередей 310C и 310D может не быть такой возможности. Обычно приложения видеотелефонии и VOIP могут иметь строгие требования по задержке, и для них также может потребоваться существенно меньший объем буфера. Обычно приложения, работающие в реальном режиме времени и очереди, ассоциированные с пакетами IP данных, могут косвенно способствовать использованию каналов обратного соединения (например, канала 135) во время передачи обслуживания базовой станции. Таким образом, может потребоваться, по существу, косвенное управление активной очередью.

В одном аспекте каждая очередь (например, 310А или 310B), ассоциированная с одним или больше приложениями (App), может поддерживать свой собственный средний размер, например экспоненциально усредненный размер, который может быть представлен буфером 360, обычно воплощенным в запоминающем устройстве, и может иметь ассоциированную функцию (F) отклика, которая адаптивно диктует каждый раз, когда пакеты IP данных (например, пакет (пакеты) 229 IP данных), ассоциированные с очередью (например, 310А или 310B), помечают/сбрасывают. В аспекте зависимый от времени характер беспроводного канала передачи данных (например, прямого канала 245 передачи данных и/или обратного канала 269 передачи данных) совместно с динамическим планированием (используя, например, планировщик 238) ресурсов передачи данных придают функции F отклика ее адаптивное свойство. Функция F отклика может быть детерминистической, в которой пакеты IP данных помечают/сбрасывают, по меньшей мере, частично в зависимости от того, находится ли обобщенный индикатор (см. ниже; Фиг.3C) выше или ниже одного или больше динамических (например, адаптивных) пороговых значений.

Альтернативно или в дополнение, маркирование/сброс пакетов могут быть стохастическими, где F может представлять собой функцию вероятности маркирования/сброса, которая может зависеть, например, от размера очереди ∑ (App) и от других обобщенных индикаторов (см. ниже). В случае когда обобщенный индикатор представляет собой размер очереди, следует понимать, что множество пороговых значений размера очереди {∑^(th)(App)} (не показаны) может быть определено, например, провайдером услуги и их можно использовать для определения P(∑(App)) и, таким образом, влиять на маркирование/сброс 370 пакета. Как показано на Фиг.3B, если входящий пакет IP данных (такой как, по меньшей мере, один из 380A, 380B, 380C, 380D или 380E) в очереди имеет либо сжатый заголовок, либо не способен выполнять явно выраженное уведомление о переполнении очереди (ECN, ЯУП), компонент 234 управления очередью выполняет статистический сброс такого пакета IP данных в соответствии, например, с функцией P вероятности маркирования/сброса (P∑(App)). Когда входящий пакет IP данных выполнен с возможностью ECN, тогда маркирование пакета может быть продолжено путем установки одного или больше битов (например, бита проверки переполнения) в заголовке пакета IP данных в соответствии с распределением вероятности P(∑(App)); последняя метка обозначена пунктирными линиями в пакетах 380C - 380E.

На Фиг.3C иллюстрируется схема 385 для функции F отклика в два момента времени, τ_J и τ_U, и два примерных набора факторов, которые влияют на беспроводную передачу данных между базовой станцией (например, BS 230) и терминалом доступа (например, AT 250) - {CQI_A, BW_A} 387A и {CQI_B, BW_B} 387B. Два типа функции F отклика представлены в моменты T_J и T_J+1: стохастическая F 389A и детерминистическая F 391A. В случае стохастического варианта функцию 389A отклика задают по трем параметрам; а именно по пороговому значению TH₁ 393A, по пороговому значению TH₂ 395 и по вероятности P₂ при пороговом значении TH₂ 395A. В детерминистическом случае 391A функция отклика может принимать два значения: 0 и 1, причем 1 может соответствовать установке метки/сбросу пакета и 0 может соответствовать внедрению пакета в очередь без меток на нем. В момент времени τ_U набор факторов передачи данных 387B изменился, и, таким образом, функция отклика может измениться (например, может адаптироваться) соответственно. Стохастическую функцию 389B определяют с помощью разделенных пороговых значений TH'₁ 393B и TH'₂ 395B и вероятности P'₂; тогда как детерминистическая функция 391B отклика диктуется фракционным значением (например, 1/3) между пороговым значением TH'₁ 393B и пороговым значение TH'₂ 395B. В одном аспекте такое фракционное значение может обозначать фракцию пакетов IP данных, которые детерминистически были помечены или сброшены. Следует понимать, что, по существу, любое фракционное значение можно использовать в детерминистической функции отклика. Такие пороговые значения (по существу, в любой момент передачи данных между базовой станцией и терминалом доступа) могут соответствовать заданным значениям обобщенного индикатора (G), который может включать в себя: (1) средний размер очереди (например, 310А или 310B); (2) задержку в очереди; (3) тип приложения (например, 32-битное приложение, или 64-битное приложение, приложение, интенсивно использующее память, или приложение, интенсивно использующее ресурсы процессора, и так далее); (4) параметр повторного использования частоты; (5) индикатор качества канала; (6) количество поднесущих передачи данных; (7) рабочую полосу пропускания; (8) произведение полоса пропускания - задержка; (9) уровень нагрузки в ячейке/секторе, обслуживаемом базовой станцией (например, BS 230), которая связана с терминалом доступа (например, AT 250); (10) текущую историю размера очереди или тому подобное. В другом аспекте пороговые значения, ассоциированные со стохастической функцией отклика, могут зависеть в основном от размера очереди IP данных и/или задержки пакета в очереди, в то время как наклон, например, вероятности маркирования/сброса при упомянутых пороговых значениях может зависеть от коэффициента, включающего в себя индикатор качества канала, рабочую полосу пропускания, коэффициент повторного использования частоты и т.п.

Следует понимать, что набор коэффициентов передачи данных, например набор 387A или набор 387B, типично включает в себя один или больше возможных обобщенных индикаторов G. Кроме того, в схеме 385 два пороговых значения используются с целью иллюстрации, а не для ограничений; следует отметить, что множество пороговых значений можно использовать для обобщенного индикатора G для определения функции отклика. Значение Gmax 397, ассоциированное с обобщенным индикатором, может соответствовать максимальному значению, которое может принимать упомянутый индикатор; например, если обобщенный индикатор представляет собой полосу пропускания передачи данных, тогда Gmax соответствует наибольшей рабочей полосе пропускания, которую базовая станция может использовать для передачи данных с этим терминалом доступа, или наибольшую BW (ПП, полосу пропускания), которую терминал доступа может использовать для беспроводной связи. Следует понимать, что хотя Gmax для некоторых обобщенных показателей может представлять собой жесткую верхнюю границу (например, для архитектуры беспроводной сети передачи данных, архитектуры мобильного терминала, архитектуры eNode B), другие максимальные значения могут быть гибкими и могут определяться, например, провайдером услуги.

На Фиг.4 показана блок-схема 400 примерной базовой станции, которая содержит примерный компонент управления очередью, который управляет входящими пакетами IP данных на основе, по меньшей мере, частично, интеллектуального компонента. Базовая станция 230 содержит, по существу те же самые функциональные компоненты/элементы, которые были описаны выше. Планировщик 248 соединен с процессором 242, который в свою очередь соединен с запоминающим устройством 246. Компонент 410 управления очередью соединен с планировщиком 248, процессором 242 и запоминающим устройством 246, и функции упомянутого компонента 410 управления очередью, по существу, представляют собой те же функции, что и у компонента 234 управления очередью. Примерные компоненты и функциональные элементы, входящие в состав компонента 410 управления очередью, обеспечивают и расширяют упомянутые функции; однако следует отметить, что альтернативные компоненты и функциональные элементы могут использоваться для обеспечения функций компонента 410, описанного ниже.

Компонент 410 управления очередью управляет пакетом (пакетами) IP данных 229, принятым в базовой станции 230 через интеллектуальный компонент 420, который основан на алгоритмах, сохраненных в хранилище 420 алгоритмов (которое в аспекте изобретения может быть воплощено в виде запоминающего устройства). Например, упомянутые алгоритмы могут включать в себя, по меньшей мере, один из алгоритма случайного раннего детектирования (RED) или алгоритма явного уведомления о перегрузке (ECN). Следует отметить, что интеллектуальный компонент может оптимизировать набор параметров (например, функцию вероятности маркирования/сброса, минимальное пороговое значение для размера очереди, максимальное пороговое значение для размера очереди и экспоненциальную постоянную усреднения или максимальную вероятность маркирования/сброса, когда очередь имеет размер максимального порогового значения), которые входят в алгоритм RED для достижения следующих целей: (i) очередь трафика TCP (например, очередь 310A с наилучшим уровнем сервиса из возможных) стремится быть непустой, по существу, всегда, даже после того как приложение TCP реагирует на ранний сигнал заполнения (например, индикатор 248 метки). Такая цель позволяет предотвратить потерю эффективности при передаче по радиоканалу и потерю многопользовательского разнообразия, которое, в частности, важно в режиме работы "множество пользователей, множество входов - множество выходов" (MU-MIMO) базовой станции 230 и терминала доступа 250. (ii) Размещенные в буфере данные сведены к минимуму так, что использование передачи по каналам обратного соединения также сводят к минимуму всякий раз, когда происходит передача BS - BS. При этом понятно, что цели (i) и (ii) индивидуально проявляют тенденцию получения разделенных максимумов в фазовом пространстве параметров. Кроме того, упомянутые алгоритмы могут обеспечивать представление функций отклика, например функций вероятности маркирования/сброса, которые зависят от размера очереди (например, потоковая передача видеоданных 310B), связанных с приложением, которое переносит пакет (пакеты) IP данных 229. Кроме того, алгоритмы, постоянно находящиеся в хранилище 430 алгоритмов, могут обеспечить возможность маркирования сброса или пакета (пакетов) IP данных 229 в соответствии с пороговыми значениями размера буфера (например, буфера 360), когда их выполняют, по меньшей мере, частично в процессоре 242. Кроме того, алгоритмы в хранилище 430 алгоритмов также обеспечивают функцию, связанную с интеллектуальным компонентом 420 (см. ниже), когда его выполняют, по меньшей мере, частично в процессоре 242. В частности интеллектуальный компонент 420 может устанавливать метки/сбрасывать пакет (пакеты) IP данных 229 на основе, по меньшей мере, частично интеллектуального компонента 440 CQI (типично воплощенного в запоминающем устройстве) или на основе интеллектуальных возможностей пользователя/терминала 440 (типично воплощенных в запоминающем устройстве). Следует отметить, что интеллектуальный компонент 420 может быть основан, по существу, на любых интеллектуальных возможностях, собранных в связи с, по существу, любым обобщенным индикатором, таким как упомянутый выше пример обобщенных индикаторов (1)-(10), описанных со ссылкой на Фиг.3C.

В одном аспекте сведения 430 CQI могут включать в себя сезонные записи CQI. В другом аспекте записи могут включать в себя отфильтрованные значения CQI, определенные за последние ∆τ секунд. В еще одном аспекте упомянутые сезонные записи могут охватывать, по меньшей мере, один из следующих примерных интервалов времени: летний сезон или зимний сезон, определенный месяц, определенное время суток, такое как час пик (которое может быть важным для работы базовой станции, расположенной рядом с автострадой, в которой помехи между ячейками могут значительно увеличиваться при возникновении пробок на дороге), или тому подобное. Такие записи CQI могут быть ассоциированы с терминалами, работающими в ячейке/секторе обслуживания, охваченном базовой станцией 230; и такие данные могут быть внедрены в алгоритмы, находящиеся в хранилище 430 алгоритмов, и могут использоваться для маркирования и сброса пакета (пакетов) 229 IP данных. В частности, функция F отклика, которая является либо детерминистической функцией, либо функцией (P) вероятности маркирования/сброса, которая определяет вероятность того, что пакет будет помечен или сброшен, может явно зависеть от CQI, измеренного в режиме реального времени или сохраненного в сведениях 440 CQI, или, по существу, от любого обобщенного индикатора G.

Следует понимать, что поскольку базовая станция, например базовая станция 230, или сектор (например, сектор 104a) использует мобильность IP для направления пакетов данных пользователя среди базовых станций или секторов после передачи обслуживания, это позволяет базовой станции 230 или сектору 104a детектировать и определять место назначения (например, пользователя) пакета (пакетов) 229 IP данных, направляемых в терминалы доступа (например, терминал 250 доступа). Кроме того, в одном аспекте пакет (пакеты) IP данных ассоциированы с определенным приложением, как описано выше. Таким образом, компонент 410 сведений может определять набор пакетов IP данных, которые требуется сохранять, несмотря на чрезмерный размер буфера, с учетом специфичных характеристик пользователя или терминала, в который передают данные. Например, привилегированный пользователь, использующий приложение потока передачи видеоданных, может продолжить прием пакетов данных независимо от размера буфера, ассоциированного с приложением. В таком сценарии пользователи, которые не являются привилегированными пользователями, могут наблюдать уменьшение потока данных для поддержания общего размера буфера в базовой станции, что обеспечивает эффективную передачу обслуживания. В другом примере терминал доступа, принимающий критичную информацию/данные, например медицинские записи раненного солдата на поле боя, передаваемые специфичным приложением, таким как сервер базы данных, может поддерживать поток данных несмотря на связанный с ним размер буфера; как в приложениях предыдущего примера, компонент сведений которых делает вывод о том, что передача меньшего количества критической информации может быть связана с большим, чем типично, количеством пакетов IP данных для поддержания адекватного размера буфера для эффективной передачи обслуживания базовой станции. Следует понимать, что выводы, связанные с установкой метки/сбросом пакетов данных, ассоциированные с конкретным приложением или пользователем, делают в автоматическом режиме.

Использовавшийся выше термин "интеллектуальный" или "интеллект" относится к способности обосновывать или делать заключения, например делать вывод о текущем или будущем состоянии системы на основе существующей информации о системе. Искусственный интеллект можно использовать для идентификации специфичного контекста или действия или формирования распределения вероятности специфичных состояний системы без вмешательства человека. Искусственный интеллект основан на применении передовых математических алгоритмов, например деревьев принятия решений, нейросетей, регрессионного анализа, кластерного анализа, генетических алгоритмов, и усиленного обучения для установки доступных данных (информации) о системе. Упомянутые алгоритмы могут содержаться в хранилище алгоритмов (таком как хранилище 430 алгоритмов), как доступная информация о системе может содержаться в запоминающем устройстве, находящемся в системе (таком как память 246).

В частности, для выполнения различных автоматизированных аспектов, описанных выше, в связи с политикой формирования индикатора загрузки и других автоматизированных аспектов, относящихся к описываемой здесь информации, представляющей собой предмет изобретения, компонент AI (ИИ, искусственный интеллект) (например, компонент 320) может использовать одну из множества методологий для обучения по данным с последующим выводом на основе построенных, таким образом, моделей, например скрытых моделей Маркова (HMM) и соответствующих моделей фототипической зависимости, более общих графических вероятностных моделей, таких как байесовские сети, например, сформированных в результате поиска структуры с использованием оценки байесовской модели или аппроксимации линейных классификаторов, таких как машины опорных векторов (SVM), нелинейных классификаторов, таких как способы, называемые методологиями "нейросети", методологии нечеткой логики, и другие подходы, которые выполняют объединение данных и т.д.

В дополнение к интеллекту в описанном выше контексте AI может описывать специфичную информацию, которая характеризует объект, например пользователя, терминал доступа или ретроспективные события, идентифицированные через поведение, или условия, или ассоциированные с ними индикаторы, или с помощью переменных, которые характеризуют такое поведение или условия; например условия состояния канала, ассоциированные с физическими свойствами беспроводного канала передачи данных, характеризуемого через специфичный индикатор, такой как CQI. Что касается интеллекта пользователя, информация, содержащаяся в таком интеллекте, может отражать персональную историю пользователя или его поведение и записи коммерческих и некоммерческих действий (например, получение преимущественных услуг от провайдера услуги или использование передовой технологии, воплощенной в новых терминалах доступа), включающих в себя продукт или услугу. Информация о свойствах, которые идентифицируют терминал доступа (например, обеспечивают возможность работы множества систем, таких как UMB, LTE и IEEE 802, обеспечивают гибкость полосы пропускания, множества антенн и т.д.), используемый пользователем, может быть собрана и может содержаться как интеллект терминала, типично воплощенный в запоминающем устройстве.

На Фиг.5 показана блок-схема примерной системы 500, которая способствует передаче пакета (пакетов) IP данных между базовыми станциями перед передачей обслуживания. Система 500 содержит две базовые станции 510А и 510B, которые включают в себя, по существу, тот же функциональный компонент, что и базовая станция 230, и работают, по существу, таким же образом. Следует понимать, что каналы обратного соединения (например, канал 135 передачи данных) или находящийся в режиме ожидания терминал доступа (не показан) можно использовать для передачи пакетов 520 IP данных между базовыми станциями 510A и 510B. Передача пакетных данных обеспечивает, по меньшей мере, преимущество, состоящее в исключении сброса пакетов IP данных. Передача данных может быть начата на основе множества факторов: (i) условия канала могут быть плохими (например, большие помехи внутри ячейки и из другого сектора, временные изменения ландшафта ячейки/сектора, которые приводят к повышенному затуханию в канале, и так далее), и меньшее количество терминалов планируют таким образом, что существенное количество пакета (пакетов) 229 IP данных требуется сбрасывать для того, чтобы поддерживать размер буфера в пределах заданных пороговых значений. (ii) Множество привилегированных пользователей, для которых требуются большие потоки данных для критически важных приложений. Такая ситуация может возникать, когда происходит чрезвычайная ситуация, экологическая катастрофа или другое событие, и критические данные передают из сетевого узла 210 в передающую базовую станцию (например, базовую станцию 510A). (iii) Было сделано заключение, например, с использованием интеллектуального модуля в компоненте 234 управления очередью, находящемся в базовой станции 510A, в отношении того, какая базовая станция должна участвовать при передаче мобильного терминала для конкретного пользователя/терминала в зависимости от приложения, используемого для упомянутого пользователя/терминала, при этом пакеты IP данных могут быть переданы перед предполагаемой передачей базовой станции между базовыми станциями 510А и 510B. Такой вывод может быть сгенерирован на основе, по меньшей мере, части доступного интеллекта пользователя/терминала (например, интеллекта 450 пользователя/терминала) в компоненте 234 управления очередью в базовой станции 510А.

В одном аспекте, если только при передаче терминала не используются базовые станции 510А и 510B, передаваемые данные временно находятся в базовой станции, которая принимает эти данные. Временной промежуток передаваемой даты в передающей базовой станции может быть определен/выведен на основе интеллекта CQI, относящегося к сектору/ячейке, обслуживаемой базовой станцией, которая выполняет (или передает) передачу фракции пакета (пакетов) 520 IP данных. Например, передаваемые данные могут находиться в базовой станции передачи (например, в базовой станции 510А) в течение периода времени от нескольких миллисекунд до нескольких секунд и минут.

Следует отметить, что передача данных между базовыми станциями 510А и 510B с использованием передачи по каналам обратного соединения, может быть подвергнута ограничениям планирования в сетевом узле 210, или она может быть запланирована планировщиком 238 при передаче (например, при передаче данных) базовой станции. Кроме того, передача 520 пакетов IP данных, выполняемая через находящийся в режиме ожидания терминал доступа, может потребовать поддержания целостности информации и уменьшения вероятности мошенничества, поскольку данные планируют и направляют в терминал третьей стороны. В одном аспекте передаваемые пакеты 520 IP данных могут быть зашифрованы, и в базовой станции передачи можно использовать открытые ключи (например, в базовой станции 510B) и в терминале доступа третьей стороны. В другом аспекте специализированный системный код, вводимый провайдером услуги во время активации терминала третьей стороны, можно использовать для передачи передаваемых данных только через терминал третьей стороны.

На Фиг.6 иллюстрируется блок-схема примерной системы 600, которая способствует управлению пакетом (пакетами) IP данных, на основе изменения конфигурации работы терминала доступа, который представляет собой потребителя пакетов данных. Система 600 может включать в себя внешнее управление очередью путем (повторного) выделения ресурсов передачи данных для терминала 250 доступа, который принимает пакет (пакеты) 610 IP данных. Внешний характер управления очередью, выполняемой примерной системой 600, может быть отражен тем фактом, что размером буфера/очереди управляют путем изменения конфигурации канала беспроводной связи вместо или в дополнение к управлению очередью, обеспечиваемому с использованием компонента 234 управления очередью в базовой станции 234. Преимущество внешнего управления очередью состоит в том, что размер буфера может быть оптимизирован для терминала 250 доступа, который представляет собой потребителя пакетов данных и условий беспроводного канала (например, CQI 630), по существу, в момент времени передачи обслуживания базовой станции. Следует понимать, что внешнее управление очередью не используется для решения проблемы синхронизации, поскольку трафик терминала доступа помещают в буфер на основе потока. Базовая станция 230 содержит компонент 234 управления очередью, планировщик 238, процессор 242 и память 246; функции этих компонентов были описаны выше. Терминал 250 доступа включает в себя компонент 254 формирования CQI, процессор 258 и память 262, которые были описаны выше.

Для того чтобы полностью выполнить внешнее управление очередью, в одном аспекте рабочую полосу пропускания BW терминала 250 доступа можно регулировать для обеспечения размера очереди (не показана), ассоциированной с приложением, потребляемой терминалом 250 доступа, ниже, по меньшей мере, одного из множества пороговых значений или размера X, который обеспечивает заданную функцию P(∑(App)) вероятности маркирования/сброса при установке метки/сброса пакета IP данных. Следует понимать, что такой размер может представлять собой компромисс между реконфигурацией терминала 250 доступа, процессом, который может включать в себя повторную синхронизацию, по меньшей мере, частично терминала 250. Для того чтобы отрегулировать полосу пропускания мобильного устройства 250, индикатор 620 полосы пропускания передают в мобильное устройство через FL (прямой канал) 605, например, индикатор 620 BW может быть передан как K битов (в котором K представляет собой положительное целое число) через первичный канал управления или вторичный канал управления. Индикатор 620 BW можно передавать в терминал 250 доступа полосу пропускания, которая адекватна для получения специфичной скорости передачи данных, что может привести к заданному размеру ∑(App) очереди управляемой базовой станции 230. В свою очередь терминал доступа передает в базовую станцию через обратный канал 625 передачи данных (i) CQI 630, который обозначает условия работы канала, (ii) индикатор 640 смещения полосы пропускания, который обозначает регулировку, которую требуется выполнить относительно первоначальной переданной BW, в индикатор 620 ∆BW и (iii) индикатор 650 мощности, который обеспечивает адекватную работу со спектральной плотностью мощности, на основе реконфигурированного значения BW; которое зависит от индикатора 620 BW и индикатора 640 ∆BW. В одном аспекте индикатор 650 мощности может быть передан как Q битов (Q представляет собой положительное целое число), по меньшей мере, в одном из первичного канала синхронизации или вторичного канала синхронизации. После приема CQI 630, смещения 640 полосы пропускания и индикатора 650 мощности планировщик (повторно) назначает ресурсы передачи данных в терминал 250 доступа и запрашивает компонент 234 управления очередью для опустошения буфера, связанного с приложением (не показано), используемого терминалом 250 доступа.

На Фиг.7 показана блок-схема 700 одного варианта осуществления системы 710 передатчика (такой как Узел B 230) и системы 750 приемника (например, терминала 250 доступа) в системе с множеством входов и множеством выходов (MIMO), которая может обеспечить для ячейки (или сектора) передачу данных в беспроводной среде связи в соответствии с одним или больше аспектами, сформулированными здесь. В системе 710 передатчика могут быть предусмотрены данные трафика для множества потоков данных из источника 712 данных в процессор 714 данных передачи (TX). В варианте осуществления каждый поток данных передают через соответствующую передающую антенну. Процессор 714 данных передачи (TX) форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, для обеспечения кодированных данных. Кодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с пилотными данными с использованием технологии OFDM. Пилотные данные типично представляют собой известную структуру данных, которую обрабатывают известным образом и которую можно использовать в системе приемника для оценки отклика канала. Мультиплексированные пилотные и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируют (например, отображают символ) на основе конкретной схемы модуляции (например, двоичная фазовая манипуляция (BPSK), квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), множественная фазовая манипуляция (М-PSK) или квадратурная амплитудная манипуляция m-порядка (М-QAM)), выбранной для этого потока данных для обеспечения символов модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут быть определены с помощью инструкций, выполняемых процессором 730, при этом инструкции, а также данные могут быть сохранены в запоминающем устройстве 732.

Символы модуляции для всех потоков данных затем передают в процессор 720 TX MIMO, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, OFDM). Процессор 720 TX MIMO затем передает N_T потоков символов модуляции в N_T приемопередатчиков (TMTR/RCVR) 722_A - 722_T. В некоторых вариантах осуществления процессор 720 TX MIMO применяет весовые коэффициенты для формирования луча (или предварительное кодирование) к символам потоков данных и к антенне, через которую передают символ. Каждый приемопередатчик 722 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для обеспечения одного или больше аналоговых сигналов и дополнительно обрабатывает (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы для получения модулированного сигнала, пригодного для передачи через канал MIMO. N_T модулированных сигналов из приемопередатчиков 722_A - 722_T затем передают через N_T антенн 724₁ - 724_T соответственно. В системе 750 приемника переданные модулированные сигналы принимают N_R антеннами 752₁ - 752_R и принятый сигнал от каждой антенны 752 передают в соответствующий приемопередатчик (RCVR/TMTR) 754_A - 754_R. Каждый приемопередатчик 754₁-754R выполняет предварительную обработку (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, преобразует в цифровую форму сигнал с пониженной частотой для получения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для получения соответствующего "принятого" потока символов.

Процессор 760 данных RX затем принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символов из N_R приемопередатчиков 754_J-754_R на основе определенной технологии обработки приемника для получения N_T "детектированных" потоков символов. Процессор 760 данных RX затем демодулирует, устраняет перемежение и декодирует каждый детектированный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных. Обработка, выполняемая процессором 760 RX, представляет собой взаимодополняющие обработки для обработки, выполняемой процессором 720 TX MIMO и процессором 714 данных TX в системе 710 передатчика. Процессор 770 периодически определяет, какую из матриц предварительного кодирования следует использовать; такая матрица может быть сохранена в запоминающем устройстве 772. Процессор 770 формулирует сообщение, передаваемое по обратному каналу передачи данных, содержащему участок индекса матрицы и участок значения ранга. Память 772 может сохранять инструкции, которые при исполнении их в процессоре 770 приводят к формулировке сообщения по обратному каналу передачи данных. Сообщение по обратному каналу передачи данных может содержать различные типы информации, относящиеся к каналу передачи данных, или принятым потокам данных, или их комбинации. В качестве примера, такая информация может содержать показатель (показатели) качества канала (такие как CQI 265 или CQI 630) и смещение для регулировки запланированного ресурса (такого как индикатор 640 ∆BW) и/или опорные сигналы зондирования для оценки канала (или каналов) передачи данных. Сообщение, передаваемое по обратному каналу передачи данных, затем обрабатывают с помощью процессора 738 данных TX, который также принимает данные трафика для множества потоков данных из источника 736 данных, модулируемых с помощью модулятора 780, обрабатываемых с помощью приемопередатчика 754_A - 754_R и передаваемых обратно в систему 710 передатчика.

В системе 710 передатчика модулированные сигналы из системы 750 приемника принимают с помощью антенн 724_I-724_T, обрабатывают с помощью приемопередатчиков 722_A-722_T, демодулируют с помощью демодулятора 740 и обрабатывают с помощью процессора 742 обработки данных приема для выделения сообщения обратного канала, передаваемого системой 750 приемника. Процессор 730 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать для определения весовых коэффициентов формирования луча, и обрабатывает выделенное сообщение.

Как описано выше со ссылкой на Фиг.2, приемник 750 может быть динамически запланирован для работы в режимах SIMO, SU-MIMO и MU-MIMO. Ниже описана передача данных в этих режимах работы. Следует отметить, что в режиме SIMO для передачи данных используют одиночную антенну в приемнике (N_R=1); поэтому работа SIMO может быть интерпретирована как конкретный случай использования SU-MIMO. Режим работы MIMO одного пользователя соответствует случаю, в котором одиночная система 750 приемника связывается с системой 710 передатчика, как ранее представлено на Фиг.7, и в соответствии с операцией, описанной со ссылкой на нее. В такой системе N_T передатчиков 724_I-724_R (также известных как TX антенны) и N_R приемников 752_I-752_R (также известных как RX антенны) формируют канал матрицы MIMO (например, канал Рейли или гауссов канал с медленным или быстрым затуханием) для беспроводной передачи данных. Как отмечено выше, канал SU-MIMO описан матрицей N_R×N_T случайных комплексных чисел. Ранг канала равен алгебраическому рангу матрицы N_R×N_T, причем в терминологии кодирования пространство-время или кодирования пространство-частота ранг равняется числу N_V ≤ min{N_T, N_R} независимых потоков данных (или уровней), которые могут быть переданы через канал SU-MIMO без влияния на помехи между потоками данных.

В одном аспекте в режиме SU-MIMO передаваемые/принимаемые символы с OFDM в тоне ω могут быть смоделированы в соответствии с уравнением:

y(ω)=H(ω)c(ω)+n(ω) (1)

Здесь, y(ω) представляет собой принимаемый поток данных и представляет собой вектор N_R×1, H(ω) представляет собой матрицу N_R×N_T отклика канала в тоне ω (например, преобразование Фурье зависимой от времени матрицы h отклика канала) с(ω) представляет собой вектор N_T×1 выходного символа, и n(ω) представляет собой вектор N_R×1 шумов (например, аддитивный белый гауссов шум). При предварительном кодировании может быть выполнено преобразование вектора N_V×1 уровня в выходной вектор N_T×1 предварительного кодирования. N_V представляет собой фактическое количество потоков данных (уровни), передаваемых передатчиком 710, и N_V можно планировать во выбору передатчика (например, передатчика 710, Узла B 250 или точки 110 доступа) на основе, по меньшей мере, частично условий канала (например, сообщенного значения CQI 630) и ранга, представленного в запросе терминала на планирование (например, приемника 650). Следует понимать, что c(ω) представляет собой результат, по меньшей мере, одной схемы мультиплексирования и, по меньшей мере, одной схемы предварительного кодирования (или формирования луча), применяемой передатчиком. Кроме того, c(ω) сворачивают с матрицей коэффициента усиления по мощности, которая определяет, какую величину мощности планировщик 238 в базовой станции 230 выделяет для передачи каждого потока N_V данных. Следует понимать, что такая матрица коэффициента усиления мощности может представлять собой ресурс, который назначают для терминала (например, терминала 250 доступа), и ею можно управлять, используя индикатор 750 мощности.

Как отмечено выше, в соответствии с аспектом операция MU-MIMO набора терминалов доступа (например, мобильного терминала 250) находится в пределах объема инновации, представленной предметом изобретения. Кроме того, планируемые терминалы MU-MIMO работают совместно с терминалами SU-MIMO и терминалами SIMO. На Фиг.8 иллюстрируется пример системы 800 MIMO с множеством пользователей, в которой три AT 750p, 750u и 750s, воплощенные в приемниках, по существу, как в приемнике 750, связываются с передатчиком 710, который воплощает Узел B. Следует понимать, что работа системы 800 представляет собой пример работы, по существу, любой группы (например, 185) беспроводных устройств, таких как терминал 250, запланированной в операции MU-MIMO в пределах ячейки обслуживания централизованным планировщиком, постоянно находящимся в обслуживаемой точке доступа (например, 110 или 250). Как отмечено выше, передатчик 710 имеет N_T передающих антенн 724₁-724_T, и каждый из AT имеет множество приемных антенн; а именно, AT_p имеет N_P антенн 752₁-752_P, AP_U имеет N_U антенн 752₁-752_U, и AP_S имеет N_S антенн 752₁-752_S. Обмен данными между терминалами и точкой доступа осуществляется через восходящие каналы 815_P, 815_U и 815_S. Аналогично, нисходящие каналы 810_P, 810_U и 810_S используются для обмена данными между Узлом B 710 и терминалами AT_P, AT_U и AT_S соответственно. Кроме того, обмен данным между каждым терминалом и базовой станцией осуществляется, по существу, таким же образом, через, по существу, те же компоненты, как представленные на Фиг.7 и описанные со ссылкой на нее.

Терминалы могут быть расположены, по существу, в разных местах расположения в пределах ячейки, обслуживаемой точкой 710 доступа (например, ячейки 180), поэтому каждое оборудование 750_P, 750_U и 750_S пользователя имеет свои собственные канал h _α матрицы MIMO и матрицу H_α отклика (α = P, U и S) с ее собственным рангом (или, эквивалентно, разложением одиночного значения). Взаимные помехи внутри ячейки могут присутствовать из-за наличия множества пользователей в ячейке, обслуживаемых базовой станцией 710. Такие взаимные помехи могут влиять на значения CQI, передаваемые каждым из терминалов 750_P, 750_U и 750_S. Аналогично, взаимные помехи также могут влиять на передаваемые по каналам обратной связи значения смещения мощности (например, ∆PSD 243), используемые для управления мощностью в Узле B 710.

Хотя на Фиг.8 представлены три терминала, следует понимать, что система MU-MIMO может содержать любое количество терминалов, и каждый из таких терминалов обозначен ниже индексом k. В соответствии с различными аспектами каждый из терминалов 750_P, 750_U и 750_S доступа может передавать CQI из одиночной антенны и может передавать данные смещения PSD через обратную связь, ассоциированную с такой одиночной антенной, в Узел B 710. Кроме того, каждый из таких терминалов может передавать в Узел B 710 зондирующие опорные сигналы от каждой из антенн в наборе антенн, используемых для передачи данных. Узел B 710 может динамически повторно планировать каждый из терминалов 750_P, 750_U и 750_S в отдельном режиме работы, таком как SU-MIMO или SIMO.

В одном аспекте передаваемые/принимаемые символы для OFDM в тоне ω и для пользователя k могут быть смоделированы по уравнению:

y _k(ω)=H _k(ω)c _k(ω)+H _k(ω)∑'с _m(ω)+n _k(ω) (2)

Здесь символы имеют те же значения, что и в Уравнении (1). Следует понимать, что из-за многопользовательского разноса помеха от другого пользователя в сигнале, принимаемом пользователем k, моделируется вторым членом с левой стороны Уравнения (3). Символ штрих (') обозначает, что переданный вектор C_k символа исключен из суммирования. Члены в последовательностях представляют прием пользователем k (через его отклик H _k канала) символов, переданных передатчиком (например, точкой 250 доступа) другим пользователям в ячейке.

С учетом примерных систем, представленных и описанных выше, методологии для управления мощностью между ячейками, которые могут быть воплощены в соответствии с раскрытым предметом изобретения, будут лучше понятны при рассмотрении блок-схемы последовательности операций, показанной на Фиг.9 и 10. Хотя с целью упрощения пояснения эти методологии представлены и описаны как последовательность блоков, следует понимать, что заявленный предмет изобретения не ограничивается количеством или порядком блоков, поскольку некоторые блоки могут возникать в различных порядках и/или одновременно с другими блоками в отличие от того, что представлено и описано здесь. Кроме того, не все иллюстрируемые блоки могут потребоваться для осуществления методологий, описанных ниже. Следует понимать, что функции, ассоциированные с блоками, могут быть воплощены с использованием программных средств, аппаратных средств, их комбинации или любых других соответствующих средств (например, устройства, системы, процесса, компонента…). Кроме того, следует дополнительно понимать, что методологии, раскрытые ниже и во всем настоящем описании, могут быть сохранены в определенном изделии для того, чтобы способствовать транспортировке и передаче таких методологий в различные устройства. Для специалиста в данной области техники будет понятно, что методология, в качестве альтернативы, может быть представлена как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, например, в виде диаграммы состояний.

На Фиг.9 представлена блок-схема последовательности операций примерного способа управления очередью данных в базовой станции, которая работает в беспроводной распределенной сети и которая способствует передаче обслуживания базовой станцией. На этапе 910 принимают пакет IP данных, ассоциированный с приложением и терминалом доступа. Например, пакет IP данных может быть сгенерирован приложением, которое исполняется дистанционно и может передавать потоковые данные или асинхронные данные. Например, приложение, которое может передавать данные асинхронно, может представлять собой сетевую игру или браузер, работающий на основе сети. Следует понимать, что другие приложения находятся в пределах объема инноваций объекта изобретения. В одном аспекте пакет данных формируют в сетевом узле с помощью компонента формирования пакета (Фиг.1), который может выполнять одно или больше приложений; однако маршрутизация пакета, ассоциированного с приложением, может происходить в базовой станции. В другом аспекте пакет данных может быть сформирован в терминале доступа, исполняющем приложения. В таком случае пакеты данных могут быть переданы по обратному каналу передачи данных (например, RL). На этапе 920 принимаемые пакеты IP данных фильтруют и размещают в буфере и очередь пакетов назначают для приложения, ассоциированного с этими пакетами данных. В одном аспекте фильтрация и буферизация могут быть выполнены с использованием компонента управления очередью (например, компонента 234), который находится в базовой станции (например, в базовой станции 230).

На этапе 930 первый набор пакетов IP данных, которые могут быть размещены в буфере, в очереди пакетов, ассоциированной с дистанционно выполняемым приложением, помечают или отбрасывают на основе, по меньшей мере, частично функции отклика, которая зависит от обобщенного индикатора передачи данных. Функция отклика может быть детерминистической или стохастической, и детали зависимости функции отклика от обобщенного индикатора передачи данных могут быть определены провайдером услуги, который способствует беспроводной связи между базовой станцией и терминалом доступа. Обобщенный индикатор передачи данных представляет собой параметр, который характеризует беспроводную связь, выполняемое приложение или очередь, назначенную для выполняемого приложения. Примеры обобщенных индикаторов связи могут включать в себя (i) средний размер очереди (например, 310А или 310B); (ii) задержку в очереди; (iii) тип приложения (например, 32-битное приложение или 64-битное приложение, приложение с интенсивным использованием памяти или приложение с интенсивным использованием ресурсов процессора и так далее); (iv) параметр повторного использования частоты; (v) индикатор качества канала; (vi) количество поднесущих при передаче данных; (vii) рабочую полосу пропускания; (viii) произведение полосы пропускания на задержку; (ix) уровень нагрузки в ячейке/секторе, обслуживаемой базовой станцией (например, BS 230), которая связана с терминалом доступа (например, AT 250); (x) рабочую историю размеров очереди или тому подобное. В случае функции с детерминистическим откликом в одном аспекте пакет помечают или отбрасывают в соответствии с определенным значением обобщенного индикатора передачи данных, который используется для отслеживания развития очереди приложения. В другом аспекте функция с детерминистическим откликом может передавать частоту маркирования/отбрасывания пакета IP данных через дробное значение (391B; Фиг.3C). В случае функции со стохастическим откликом ее распределение вероятности определяет вероятность маркирования или отброса пакетов IP данных. В одном аспекте компонент управления очередью (Фиг.1), который находится в базовой станции, обеспечивает такое маркирование/сброс.

На этапе 940 может быть передан второй набор пакетов IP данных, ассоциированных с приложением или терминалом доступа. Передача пакета данных типично приводит к передаче данных в соответствии с запланированными ресурсами для терминала доступа, ассоциированного с этими пакетами данных.

На Фиг.10 представлена блок-схема последовательности операций примерного способа 1000 управления очередью данных в базовой станции, которая работает в беспроводной распределенной сети и способствует передаче базовой станции в соответствии с одним аспектом. На этапе 1010 определяют набор адаптивных пороговых значений для обобщенного индикатора передачи данных. Такое определение может быть выполнено на основе специфичного целевого значения размера очереди приложения для обеспечения эффективной передачи обслуживания базовой станции. Как правило, такое целевое значение размера представляет компромисс между разделенными целевыми функциями; например, первая целевая функция может проявлять тенденцию поддержки большого размера очереди для увеличения вероятности того, что пакеты данных будут переданы, тогда как вторая целевая функция может проявлять тенденцию поддерживать малый размер очереди для того, чтобы обеспечивать эффективную передачу базовой станции. В качестве альтернативы или в дополнение, определение пороговых значений может быть основано на интеллектуальном решении, собранном по ретроспективным значениям обобщенных индикаторов передачи данных, а также на оптимизации рабочих характеристик приложения или терминала доступа или поддержании целевого уровня QoS.

Определенный набор пороговых значений является адаптивным в том, что пороговое значение может динамически изменяться в ответ на значения, принятые в других пороговых значениях, такие как условия состояния канала, размер очереди приложения, задержка при установке очереди, полоса пропускания передачи данных, произведение полосы пропускания и задержки и так далее.

На этапе 1020 определяют функцию отклика в соответствии с определенным набором адаптивных пороговых значений для обобщенного индикатора передачи данных. В случае детерминистической функции отклика набор пороговых значений определяет, когда пакеты IP помечают или отбрасывают; например, пакеты данных могут быть отброшены после того, как обобщенный индикатор передачи данных находится выше максимального порогового значения (Фиг.3C). Такой обобщенный индикатор передачи данных может представлять собой размер буфера данных пакета, или он может представлять собой индикатор качества канала, ассоциированный с каналом передачи данных, или может, по существу, представлять собой любой из упомянутых выше обобщенных индикаторов передачи данных. В случае стохастической функции отклика набор адаптивных пороговых значений может определять интервалы, в которых вероятность маркирования сброса пакета может иметь специфическую зависимость от обобщенного индикатора передачи данных.

На этапе 1030 пакет IP данных в очереди приложения помечают или сбрасывают на основе, по меньшей мере, частично функции отклика, которая определяет функцию отклика.

Ниже описаны примерные системы, которые позволяют осуществить аспекты раскрытого объекта изобретения со ссылкой на Фиг.11 и 12. Такие системы могут включать в себя функциональные блоки, которые могут представлять собой функциональные блоки, представляющие функции, воплощенные процессором или в виде электронного устройства, программного обеспечения или их комбинацией (например, встроенное программное обеспечение).

На Фиг.11 иллюстрируется блок-схема примерной системы, которая обеспечивает возможность управления очередью в базовой станции в соответствии с аспектами, описанными здесь. Система 1100 может находиться, по меньшей мере, частично в базовой станции (например, BS 230). Система 1100 включает в себя логическую группу 1110 электронных компонентов, которые могут действовать совместно. В одном аспекте логическая группа 1110 включает в себя электронный компонент 1115, предназначенный для приема набора пакетов данных, соответствующих Интернет-протоколу (IP), с компьютерно-реализованном приложением, выполняемым дистанционно; электронный компонент 1125, предназначенный для назначения очереди пакета данных, для принятого набора пакетов IP данных; электронный компонент 1135 для маркирования или отбрасывания поднабора пакетов IP данных в принимаемом наборе пакетов IP данных на основе, по меньшей мере, частично адаптивного обобщенного индикатора передачи данных и его ассоциированного порогового значения. Кроме того, система 1100 может включать в себя электронный компонент 1145 для приема адаптивного обобщенного индикатора передачи данных и его ассоциированного порогового значения; электронного компонента 1155 для передачи взаимодополняющего набора пакетов IP данных, ассоциированных с приложением и остающихся в очереди приложения пакетов данных. Кроме того, электронная группа 1110 может включать в себя электронный компонент 1165 для приема индикатора маркирования.

Система 1100 также может включать в себя память 1180, которая содержит инструкции для выполнения функций, ассоциированных с электрическими компонентами 1115, 1125, 1135, 1145, 1155 и 1165, а также полученные в результате измерений и/или рассчитанные данные, которые могут быть сгенерированы во время выполнения таких функций. Хотя электронные компоненты показаны как внешние компоненты относительно запоминающего устройства 1170, следует понимать, что один или больше из электронных компонентов 1115, 1125, 1135, 1145, 1155 и 1165 может присутствовать в запоминающем устройстве 1170.

На Фиг.12 иллюстрируется блок-схема примерной системы, которая обеспечивает возможность управления очередью в терминале доступа в соответствии описанными здесь аспектами. Система 1200 может находиться, по меньшей мере, частично в терминале доступа (например, в AT 250). Система 1200 включает в себя логическую группу 1210 электронных компонентов, которые действуют совместно. В одном аспекте логическая группа 1210 включает в себя электронный компонент 1215, предназначенный для приема пакета данных Интернет-протокола (IP), сгенерированного компьютерно-реализованном приложением; электронный компонент 1225, предназначенный для буферизации принимаемого пакета IP данных; электронный компонент 1235 для маркирования или сброса принимаемого пакета IP данных в соответствии с детерминистической или стохастической функцией отклика и электронный компонент 1245 для передачи пакета IP данных с установленной меткой. Кроме того, электронная группа 1210 может включать в себя электронный компонент 1255 для формирования пакета IP данных; электронный компонент 1265 для маркирования или сброса генерируемого пакета данных; электронный компонент 1275 для передачи, по меньшей мере, одного из сгенерированного пакета IP данных или пакета IP данных с установленной меткой и электронный компонент 1285 для передачи принятого пакета IP данных.

Система 1200 также может включать в себя память 1290, которая содержит инструкции для выполнения функций, ассоциированных с электрическими компонентами 1215, 1225, 1235, 1245, 1255, 1265, 1275 и 1285, а также измеренные и/или рассчитанные данные, которые могут быть сгенерированы во время выполнения таких функций. Хотя они показаны как внешние компоненты относительно запоминающего устройства 1280, следует понимать, что один или больше из электронных компонентов 1215, 1225, 1235, 1245, 1255, 1265, 1275 и 1285 могут присутствовать в запоминающем устройстве 1290.

Для осуществления в форме программных средств описанные здесь технологии могут быть воплощены в модулях (например, процедурах, функциях и так далее), которые выполняют описанные здесь функции. Программные коды могут быть сохранены в модулях запоминающих устройств и могут быть выполнены с помощью процессоров. Модуль запоминающего устройства может быть воплощен в процессоре или может быть представлен как внешний модуль относительно процессора, и в этом случае он может быть соединен с возможностью передачи данных с процессором через различные средства, известные в данной области техники.

Различные аспекты или свойства, описанные здесь, могут быть воплощены как способ, устройство или изделие с использованием стандартных технологий программирования и/или проектирования. Термин "изделие", используемый здесь, предназначен для охвата компьютерной программы, доступ к которой можно осуществлять из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не ограничиваются этим, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные ленты и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и запоминающие устройства типа флэш (например, EPROM, карта, карта памяти, малая съемная память типа флэш и т.д.). Кроме того, различные описанные здесь носители информации могут представлять собой одно или больше устройств и/или других считываемых машиной носителей информации. Термин "машиночитаемый носитель информации" может включать в себя, без ограничений, беспроводные каналы передачи данных и различные другие среды, позволяющие сохранять, содержать и/или передавать инструкцию (инструкции) и/или данные.

Используемый здесь термин "процессор" может относиться к процессору классической архитектуры или к квантовому процессору. Классическая архитектура содержит, но не ограничивается этим, одноядерные процессоры; одиночные процессоры с возможностью выполнения программного обеспечения многопотоковой обработки; многоядерные процессоры; многоядерные процессоры с возможностью выполнения многопотоковой обработки; многоядерные процессоры с аппаратной технологией многопотоковой обработки; параллельные платформы и параллельные платформы с распределенной совместно используемой памятью. Кроме того, процессором может называться интегральная схема, специализированная интегральная микросхема (ASIC), цифровой процессор сигналов (DSP), программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), программируемый логический контроллер (PLC), сложное устройство с программируемой логикой (CPLD), логический элемент на дискретных компонентах или транзисторные логические схемы, дискретные компоненты оборудования или любые их комбинации, разработанные для выполнения описанных здесь функций. Архитектура квантовой вычислительной системы может быть основана на квантовых битах, воплощенных в стробируемых или самособирающихся квантовых точках, платформах ядерного магнитного резонанса, переходах сверхпроводимости Джозефсона и т.д. В процессорах могут использоваться наномасштабные архитектуры, такие как, но без ограничений, молекулярные транзисторы и транзисторы на основе квантовой точки, переключатели и логические элементы для оптимизации использования пространства или улучшения рабочих характеристик оборудования пользователя. Процессор также может быть воплощен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или больше микропроцессоров совместно с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.

Кроме того, в спецификации описания объекта изобретения термин "память" относится к накопителям данных, хранилищам алгоритмов и другим накопителям информации, таким как, но без ограничений, накопители изображения, накопители цифровой музыки и видеоизображений, накопители схем и баз данных. Следует понимать, что компоненты памяти, описанные здесь, могут представлять собой либо энергозависимую память, либо энергонезависимую память или могут включать в себя как энергозависимую память, так и энергонезависимую память. В качестве иллюстрации, и без ограничений, энергонезависимая память может включать в себя постоянную память (ROM), программируемое ПЗУ (PROM), электрически программируемое ПЗУ (EPROM), электрически стираемое ПЗУ (EEPROM) или память типа флэш. Энергозависимая память может включать в себя оперативную память (RAM), которая действует как внешняя память - кэш. В качестве иллюстрации и без ограничений, ОЗУ доступно в любых формах, таких как синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM, ДОЗУ), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM c двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), улучшенное SDRAM (ESDRAM), DRAM Synchlink (SLDRAM) и прямая Rambus RAM (DRRAM). Кроме того, раскрытые компоненты описанных здесь запоминающих устройств систем и/или способов выполнены так, что они содержат, без ограничений, эти и любые другие соответствующие типы запоминающих устройств.

Описанное выше включает в себя примеры одного или больше вариантов осуществления. Конечно, при этом невозможно описать любые мыслимые комбинации компонентов или методологий с целью описания описанных выше вариантов осуществления, но для специалистов в данной области техники будет понятно, что возможны многие дополнительные комбинации и перестановки различных вариантов осуществления. В соответствии с этим описанные варианты осуществления предназначены для охвата всех таких изменений, модификаций и вариантов, которые находятся в пределах сущности и объема приложенной формулы изобретения. Кроме того, в той степени, в которой термин "включает в себя", "включающий в себя", "имеет", "имеющий" или его варианты используется либо в подробном описании изобретения, либо в формуле изобретения, считается, что такие термины имеют включительный смысл аналогично термину "содержащий", когда "содержащий" интерпретируют при использовании в качестве переходного слова в пункте формулы изобретения.

Изобретение относится к устройствам и способам, которые способствуют активному управлению очередью пакетов данных, соответствующих Интернет-протоколу, формируемых в беспроводной сети с коммутацией пакетов данных. Технический результат заявленного изобретения заключается в обеспечении эффективной передачи обслуживания базовой станции в сети беспроводной связи. Управление очередью может быть выполнено в обслуживающей базовой станции, а также в терминале доступа, и приложение, которое генерирует пакеты данных, может выполняться локально или дистанционно либо для базовой станции, либо для терминала доступа. Управление генерируемыми пакетами данных выполняется через маркирование/сброс пакетов данных в соответствии с адаптивной функцией отклика, которая может быть детерминистической или стохастической, и может зависеть для множества обобщенных индикаторов передачи данных, которые включают в себя размер очереди пакета, задержку в очереди, условия канала, повторное использование частоты, рабочую полосу пропускания и произведение полоса пропускания - задержка. Ретроспективные данные, относящиеся к обобщенным индикаторам передачи данных, можно использовать для определения функций отклика через пороговые значения и частоту маркирования/сброс пакетов данных. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство обработки данных, содержащее:
средство для приема набора пакетов данных Интернет-протокола (IP), сформированных с помощью реализуемого на компьютере приложения, причем реализуемое на компьютере приложение выполняется дистанционно;
средство для назначения очереди пакетов данных для принятого набора пакетов IP данных;
средство для маркировки поднабора пакетов IP данных в принятом наборе пакетов IP данных на основании, по меньшей мере частично, обобщенного индикатора передачи данных с целью регулирования скорости формирования пакетов IP данных; и
средство для передачи взаимодополняющего набора пакетов IP данных, ассоциированных с приложением и остающихся в очереди приложения пакетов данных.

2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средство для приема обобщенного индикатора передачи данных.

3. Устройство по п.2, в котором обобщенный индикатор передачи данных представляет собой, по меньшей мере, одно из среднего размера очереди, текущей истории размеров очереди, задержки в очереди, индикатора качества канала, рабочей полосы пропускания, произведения полоса пропускания - задержка, параметра повторного использования частоты или уровня нагрузки в секторе передачи данных.

4. Устройство по п.3, дополнительно содержащее средство для маркировки или игнорирования поднабора пакетов IP данных на основании, по меньшей мере частично, набора адаптивных пороговых значений для обобщенного индикатора передачи данных.

5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средство для приема индикатора маркировки или передачи индикатора маркировки.

6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее средство для передачи очереди пакетов данных во время события передачи обслуживания.

7. Устройство по п.1, которое представляет собой базовую станцию и содержит средство для передачи набора пакетов IP данных, ассоциированных с приложением, к другой базовой станции.

8. Способ обработки данных, используемый в среде беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
принимают пакет данных Интернет-протокола (IP), ассоциированных с реализуемым на компьютере приложением;
буферизуют пакет IP данных;
маркируют пакет IP данных на основании, по меньшей мере частично, адаптивной функции отклика с целью регулирования скорости формирования пакета IP данных, причем функция отклика зависит от одного обобщенного индикатора передачи данных или набора обобщенных индикаторов передачи данных; и передают маркированный пакет IP данных.

9. Способ по п.8, в котором функция отклика представляет собой, по меньшей мере, одну из детерминистической функции или стохастической функции.

10. Способ по п.8, в котором один обобщенный индикатор передачи данных или набор обобщенных индикаторов передачи данных включает в себя средний размер очереди, текущую историю размеров очереди, задержку в очереди, индикатор качества канала, рабочую полосу пропускания, произведение полоса пропускания - задержка или уровень нагрузки в секторе передачи данных.

11. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором определяют набор адаптивных пороговых значений, по меньшей мере, для одного из обобщенных индикаторов передачи данных в наборе обобщенных индикаторов передачи данных.

12. Способ по п.8, в котором этап определения набора адаптивных пороговых значений включает в себя этап, на котором используют ретроспективные данные для обобщенных индикаторов передачи данных.

13. Способ по п.12, дополнительно содержащий детерминистическую или стохастическую функцию отклика для маркировки или игнорирования пакетов IP данных на основании, по меньшей мере частично, адаптивных пороговых значений.

14. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором назначают очередь для принятых пакетов IP данных.

15. Способ по п.8, в котором функция отклика представляет собой детерминистическую или стохастическую функцию, основанную на адаптивном пороговом значении, по меньшей мере, для одного из обобщенных индикаторов передачи данных в наборе обобщенных индикаторов передачи данных.

16. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором формируют набор пакетов IP данных, и этап, на котором назначают очередь, ассоциированную для сформированного набора пакетов IP данных, или передают, по меньшей мере, один из пакетов IP данных в сформированном наборе пакетов IP данных.

17. Способ по п.8, дополнительно содержащий этапы, на которых:
принимают индикатор полосы пропускания (BW) для регулирования рабочей полосы пропускания устройства беспроводной связи, которая способствует приему пакета IP данных с заранее заданной скоростью, причем упомянутая заранее заданная скорость обеспечивает определенный размер очереди приложения;
формируют смещение BW в ответ на принятый индикатор BW; и
формируют индикатор мощности, который передает уровень мощности, который обеспечивает сохранение спектральной плотности мощности во время регулирования рабочей BW в ответ на сформированное смещение BW и принятый индикатор BW.

18. Машиночитаемый носитель, на котором хранятся реализуемые на компьютере коды, которые при выполнении на компьютере побуждают этот компьютер осуществлять способ по п.8.

19. Устройство беспроводной связи, содержащее:
средство для приема пакета данных Интернет-протокола (IP), сформированных с помощью реализуемого на компьютере приложения, причем реализуемое на компьютере приложение выполняется дистанционно;
средство для маркировки принятого пакета IP данных на основании, по меньшей мере частично, функции отклика с целью регулирования скорости формирования пакета IP данных;
средство для передачи принятого пакета IP данных; и
средство для передачи индикатора маркировки.

20. Устройство беспроводной связи по п.19, дополнительно содержащее средство для игнорирования принятого пакета IP данных на основании, по меньшей мере частично, функции отклика.

21. Устройство беспроводной связи по п.19, в котором функция отклика зависит от набора обобщенных индикаторов передачи данных.

22. Устройство беспроводной связи по п.19, в котором функция отклика представляет собой детерминистическую или стохастическую функцию, основанную на адаптивном пороговом значении, по меньшей мере, для одного из обобщенных индикаторов передачи данных в наборе обобщенных индикаторов передачи данных.

23. Устройство беспроводной связи по п.21, в котором набор обобщенных индикаторов передачи данных включает в себя, по меньшей мере, одно из среднего размера очереди, текущей истории размеров очереди, задержки в очереди, индикатора качества канала, рабочей полосы пропускания, произведения полоса пропускания - задержка, параметра повторного использования частоты или уровня нагрузки в секторе передачи данных.

24. Устройство беспроводной связи по п.19, в котором дистанционно выполняемое приложение уменьшает скорость формирования пакетов IP данных после приема индикатора маркировки.

25. Устройство беспроводной связи по п.19, дополнительно содержащее:
средство для приема индикатора полосы пропускания с целью регулирования рабочей полосы пропускания (BW) устройства беспроводной связи, которая способствует приему пакета IP данных с заранее заданной скоростью, причем упомянутая заранее заданная скорость передачи данных обеспечивает определенный размер очереди приложения;
средство для формирования смещения BW в ответ на принятый индикатор BW; и
средство для формирования индикатора мощности, который передает уровень мощности, который обеспечивает сохранение спектральной плотности мощности во время регулирования рабочей BW в ответ на сформированное смещение BW и принятый индикатор BW.