Перекрестные ссылки на смежные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 63/005,995, поданной 6 апреля 2020 года и озаглавленной SATELLITE COMMUNICATION SYSTEM RETURN LINK SCHEDULER RANDOMIZATION, которая для любых целей полностью включена в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
Настоящее описание в целом относится к выделению предоставлений ресурсов для пользовательских терминалов в системе связи.
Описание предшествующего уровня техники
Обмен данными по сети включает в себя отправку данных туда и обратно между узлами, такими как контент-сервер и пользовательский терминал. При отправке данных по сети можно использовать планировщик для выделения устройствам сетевых ресурсов, создавая расписание передачи для устройств. Затем с учетом расписания отдельные устройства могут передавать данные с использованием выделенных ресурсов. Для обмена данными по сети можно использовать многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA), который представляет собой схему передачи с временной последовательностью со скачкообразной перестройкой частоты, или многочастотный TDMA (MF-TDMA), который позволяет большому числу пользователей совместно использовать ширину полосы.
Изложение сущности изобретения
Описание относится к способу выделения предоставлений ресурсов для множества лучей в спутниковой сети связи. Способ включает в себя генерирование карты рандомизации по каждому из множества лучей для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадрах, причем отдельные кадры содержат множество интервалов для выделения предоставлений ресурсов одному или более пользовательским терминалам. Способ включает в себя следующее для каждого луча из множества лучей: определение множества активных интервалов для текущего кадра луча, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов; генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации луча, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре луча; и прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения начинается с активного интервала, который соответствует случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала. В дополнительных вариантах осуществления прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
В некоторых вариантах осуществления каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в спутниковой сети связи. В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в спутниковой сети связи.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах луча не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации для луча остается неизменной на протяжении множества кадров. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации генерируется случайным образом для улучшения распределения нагрузки на сеть по меньшей мере частично на основании статистической рандомизации. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации назначается конкретному лучу для улучшения общей нагрузки на сеть в среднем по интервалам.
Описание относится к диспетчеру сетевых ресурсов в сети связи. Диспетчер сетевых ресурсов включает в себя сетевой интерфейс, выполненный с возможностью обмена данными с одним или более планировщиками сети связи. Диспетчер сетевых ресурсов включает в себя хранилище данных, выполненное с возможностью хранения исполняемых компьютером команд для выделения предоставлений ресурсов для множества потокопроводов в сети связи, причем отдельные потокопроводы содержат один или более сервисных потоков. Диспетчер сетевых ресурсов включает в себя процессор, выполненный с возможностью реализации исполняемых компьютером команд, для выполнения следующего: генерирование карты рандомизации по каждому из множества потокопроводов для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадрах, причем отдельные кадры содержат множество интервалов для выделения предоставлений ресурсов одному или более пользовательским терминалам; и для каждого потокопровода из множества потокопроводов: определение множества активных интервалов для текущего кадра потокопровода, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов; генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации потокопровода, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре потокопровода; и прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения начинается с активного интервала, который соответствует случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала. В дополнительных вариантах осуществления прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
В некоторых вариантах осуществления каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в сети связи. В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в сети связи.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах потокопровода не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации для потокопровода остается неизменной на протяжении множества кадров. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации генерируется случайным образом для улучшения распределения нагрузки на сеть по меньшей мере частично на основании статистической рандомизации. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации назначается конкретному потокопроводу для улучшения общей нагрузки на сеть в среднем по интервалам.
Описание относится к способу выделения предоставлений ресурсов на сеть связи, причем предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, имеющих множество интервалов, которые упорядочены на основании положения во времени интервала в соответствующем кадре. Способ включает в себя генерирование карты рандомизации для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадре. Способ включает в себя определение множества активных интервалов для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов. Способ включает в себя генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре. Способ включает в себя прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения начинается с активного интервала, который соответствует случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала. В дополнительных вариантах осуществления прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
В некоторых вариантах осуществления каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в сети связи. В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в сети связи.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации остается неизменной на протяжении множества кадров.
Описание относится к планировщику в сети связи. Планировщик включает в себя сетевой интерфейс, выполненный с возможностью обмена данными с множеством пользовательских терминалов по всей сети связи. Планировщик включает в себя хранилище данных, выполненное с возможностью хранения исполняемых компьютером команд для выделения предоставлений ресурсов, причем предоставления ресурсов выделяются с использованием кадров, имеющих множество интервалов, которые упорядочены на основании положения во времени интервала в соответствующем кадре. Планировщик включает в себя процессор, выполненный с возможностью реализации исполняемых компьютером команд, для выполнения следующего: генерирование карты рандомизации для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадре; определение множества активных интервалов для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов; генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре; и прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения начинается с активного интервала, который соответствует случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала. В дополнительных вариантах осуществления прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
В некоторых вариантах осуществления каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в сети связи. В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в сети связи.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации остается неизменной на протяжении множества кадров.
Описание относится к способу выделения предоставлений ресурсов на сеть связи, причем предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, имеющих множество интервалов. Способ включает в себя определение множества активных интервалов для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов. Способ включает в себя прохождение через множество активных интервалов для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам. Способ включает в себя распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы содержат выделения ширины полосы одному или более пользовательским терминалам, причем отдельные выделения ширины полосы включают в себя выделение времени и частоты в пределах соответствующего интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов сгруппированы в множество групп обратных каналов, причем отдельные группы обратных каналов содержат набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов. В дополнительных вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления инвертирование временного порядка предусматривает пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса. В дополнительных вариантах осуществления случайным образом выбранные интервалы содержат интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
В некоторых вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига во времени начала, разделено таким образом, что часть предоставления ресурса обеспечивается в начале интервала. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое разделено, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала. В дополнительных вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя сокращение продолжительности предоставления ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала, так что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала. В дополнительных вариантах осуществления случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала.
Описание относится к планировщику в сети связи. Планировщик включает в себя сетевой интерфейс, выполненный с возможностью обмена данными с множеством пользовательских терминалов по всей сети связи. Планировщик включает в себя хранилище данных, выполненное с возможностью хранения исполняемых компьютером команд для выделения предоставлений ресурсов, причем предоставления ресурсов выделяются с использованием кадров, имеющих множество интервалов, которые упорядочены на основании положения во времени интервала в соответствующем кадре. Планировщик включает в себя процессор, выполненный с возможностью реализации исполняемых компьютером команд, для выполнения следующего: определение множества активных интервалов для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов; прохождение через множество активных интервалов для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам; и распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы содержат выделения ширины полосы одному или более пользовательским терминалам, причем отдельные выделения ширины полосы включают в себя выделение времени и частоты в пределах соответствующего интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
В некоторых вариантах осуществления, в которых предоставления ресурсов сгруппированы в множество групп обратных каналов, причем отдельные группы обратных каналов содержат набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов. В дополнительных вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления инвертирование временного порядка предусматривает пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса. В дополнительных вариантах осуществления случайным образом выбранные интервалы содержат интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
В некоторых вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига во времени начала, разделено таким образом, что часть предоставления ресурса обеспечивается в начале интервала. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое разделено, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала. В дополнительных вариантах осуществления процессор дополнительно выполнен с возможностью сокращения продолжительности предоставления ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала, так что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала. В дополнительных вариантах осуществления случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала.
Описание относится к способу выделения предоставлений ресурсов для множества лучей в спутниковой сети связи. Способ включает в себя генерирование карты рандомизации по каждому из множества лучей для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадрах, причем отдельные кадры содержат множество интервалов для выделения предоставлений ресурсов одному или более пользовательским терминалам. Способ включает в себя следующее для каждого луча из множества лучей: определение множества активных интервалов для текущего кадра луча, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов; генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации луча, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре луча; прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам; и распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам.
В некоторых вариантах осуществления генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения начинается с активного интервала, который соответствует случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала. В дополнительных вариантах осуществления прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
В некоторых вариантах осуществления каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в спутниковой сети связи. В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в спутниковой сети связи.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах луча не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации для луча остается неизменной на протяжении множества кадров. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации генерируется случайным образом для улучшения распределения нагрузки на сеть по меньшей мере частично на основании статистической рандомизации. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации назначается конкретному лучу для улучшения общей нагрузки на сеть в среднем по интервалам.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов сгруппированы в множество групп обратных каналов, причем отдельные группы обратных каналов содержат набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов. В дополнительных вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления инвертирование временного порядка предусматривает пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса. В дополнительных вариантах осуществления случайным образом выбранные интервалы содержат интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
В некоторых вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига во времени начала, разделено таким образом, что часть предоставления ресурса обеспечивается в начале интервала. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое разделено, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала. В дополнительных вариантах осуществления способ дополнительно включает в себя сокращение продолжительности предоставления ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала, так что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала. В дополнительных вариантах осуществления случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала.
Описание относится к диспетчеру сетевых ресурсов в сети связи. Диспетчер сетевых ресурсов включает в себя сетевой интерфейс, выполненный с возможностью обмена данными с одним или более планировщиками сети связи. Диспетчер сетевых ресурсов включает в себя хранилище данных, выполненное с возможностью хранения исполняемых компьютером команд для выделения предоставлений ресурсов для множества потокопроводов в сети связи, причем отдельные потокопроводы содержат один или более сервисных потоков. Диспетчер сетевых ресурсов включает в себя процессор, выполненный с возможностью реализации исполняемых компьютером команд, для выполнения следующего: генерирование карты рандомизации по каждому из множества лучей для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадрах, причем отдельные кадры содержат множество интервалов для выделения предоставлений ресурсов одному или более пользовательским терминалам; и для каждого луча из множества лучей: определение множества активных интервалов для текущего кадра луча, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов; генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации луча, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре луча; прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам; и распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам.
В некоторых вариантах осуществления генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения начинается с активного интервала, который соответствует случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала. В дополнительных вариантах осуществления прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
В некоторых вариантах осуществления каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в сети связи. В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в сети связи.
В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В дополнительных вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах потокопровода не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации для потокопровода остается неизменной на протяжении множества кадров. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации генерируется случайным образом для улучшения распределения нагрузки на сеть по меньшей мере частично на основании статистической рандомизации. В некоторых вариантах осуществления каждая карта рандомизации назначается конкретному потокопроводу для улучшения общей нагрузки на сеть в среднем по интервалам.
В некоторых вариантах осуществления предоставления ресурсов сгруппированы в множество групп обратных каналов, причем отдельные группы обратных каналов содержат набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов. В дополнительных вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов. В дополнительных вариантах осуществления инвертирование временного порядка предусматривает пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса. В дополнительных вариантах осуществления случайным образом выбранные интервалы содержат интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
В некоторых вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига во времени начала, разделено таким образом, что часть предоставления ресурса обеспечивается в начале интервала. В дополнительных вариантах осуществления предоставление ресурса, которое разделено, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала. В дополнительных вариантах осуществления процессор дополнительно выполнен с возможностью сокращения продолжительности предоставления ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала, так что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала. В дополнительных вариантах осуществления случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала.
В целях изложения сущности описания в настоящем документе описаны определенные аспекты, преимущества и новые признаки. Следует понимать, что все такие описанные выше преимущества необязательно могут быть достигнуты в соответствии с каким-либо конкретным вариантом осуществления. Таким образом, описанные варианты осуществления можно реализовать таким образом, чтобы обеспечить или оптимизировать одно преимущество или группу преимуществ, описанных в настоящем документе, без обязательного обеспечения других преимуществ, которые могут быть описаны или предложены в настоящем документе.
Краткое описание графических материалов
Различные варианты осуществления представлены на сопроводительных графических материалах с иллюстративной целью, и их никоим образом не следует интерпретировать как ограничивающие объем настоящего описания. Кроме того, различные элементы различных описанных вариантов осуществления можно комбинировать с образованием дополнительных вариантов осуществления, которые являются частью настоящего описания.
На фиг. 1 представлена схема примера спутниковой сети связи.
На фиг. 2 представлена блок-схема, на которой показаны кадры планирования, периоды планирования и интервалы для выделения предоставлений ресурсов пользовательским терминалам в сети связи.
На фиг. 3A, 3B и 3C представлен пример процедуры запроса и приема предоставлений ресурсов в спутниковой сети связи, показанной на фиг. 1.
На фиг. 4A представлен другой пример спутниковой сети связи со спутником, обеспечивающим множество лучей с множеством планировщиков для рандомизации выделения предоставления ресурса.
На фиг. 4B представлен пример сети связи, в которой пользовательские терминалы обслуживаются сервисными потоками, сгруппированными в потокопроводы, и множеством планировщиков, рандомизирующих выделение предоставлений ресурсов для каждого потокопровода.
На фиг. 5A и 5B представлены примеры карт рандомизации для переопределения порядка активных интервалов для выделений предоставлений ресурсов.
На фиг. 6 представлена блок-схема примера способа рандомизации порядка активных интервалов перед выделением предоставлений ресурсов на сеть связи.
На фиг. 7 представлена блок-схема примера способа рандомизации порядка активных интервалов перед выделением предоставлений ресурсов на сеть связи с различными картами рандомизации для различных потокопроводов сервисных потоков.
На фиг. 8A, 8B, 8C, 8D и 8E представлены примеры сдвигов предоставлений ресурсов в пределах активного интервала для улучшения профиля мощности передачи в сети связи.
На фиг. 9 представлена блок-схема примера способа рандомизации моментов времени начала выделенных предоставлений ресурсов в активном интервале.
На фиг. 10 представлена блок-схема примера способа рандомизации порядка активных интервалов перед выделением предоставлений ресурсов с использованием карт рандомизации и последующей рандомизацией моментов времени начала выделенных предоставлений ресурсов в активном интервале на сеть связи с различными картами рандомизации для различных потокопроводов сервисных потоков.
На фиг. 11 представлена блок-схема примера планировщика, выполненного с возможностью рандомизации порядка активных интервалов для выделения предоставлений ресурсов и/или перераспределения выделенных предоставлений ресурсов в активных интервалах для улучшения профиля мощности передачи и/или для распределения нагрузки на сеть.
Подробное описание некоторых вариантов осуществления
Заголовки, представленные в настоящем документе, при наличии таковых, предназначены исключительно для удобства и не обязательно влияют на объем или значение заявленного объекта изобретения.
Общее описание
На фиг. 1 представлена схема примера спутниковой сети 100 связи. Спутниковая сеть 100 связи включает в себя спутниковую сеть 140, которая соединяет с возможностью связи пользовательские терминалы 110a, 110b и шлюз-маршрутизатор 150 друг с другом и с сетью (например, сетью Интернет 160). Спутниковая сеть 100 связи включает в себя планировщик 170, выполненный с возможностью распределения нагрузки на сеть путем рандомизации временных положений выделений ресурсов пользовательским терминалам 110a, 110b. Как описано в настоящем документе, рандомизация может включать в себя рандомизацию порядка интервалов в кадре и/или рандомизацию ресурсных блоков в пределах интервала кадра. Благодаря рандомизации таким способом по множеству пользовательских терминалов и/или множеству планировщиков профили мощности передачи можно улучшать за счет более равномерного распределения выделений предоставлений ресурсов. В спутниковой сети 100 связи это может оказаться преимущественным, поскольку такая рандомизация улучшает или оптимизирует использование мощности передачи на обратной линии связи (например, на линии связи между пользовательскими терминалами 110a, 110b и шлюзом-маршрутизатором 150).
В спутниковой сети 100 связи можно использовать различные сетевые архитектуры, которые включают в себя пространственные и наземные сегменты. Например, пространственный сегмент может включать в себя один или более спутников, в то время как наземный сегмент может включать в себя один или более спутниковых пользовательских терминалов, межсетевых терминалов, центров сетевых операций (NOC), командных центров спутниковых и межсетевых терминалов и/или т.п. Некоторые из этих элементов не показаны на фигуре для ясности. Спутниковая сеть 140 может включать в себя спутник или спутники на геосинхронной околоземной орбите (GEO), спутник или спутники на средней околоземной орбите (MEO) и/или спутник или спутники на низкой околоземной орбите (LEO).
Пользовательские терминалы 110a, 110b могут включать в себя маршрутизатор и могут быть выполнены с возможностью приема данных, подлежащих маршрутизации по спутниковой сети 100 связи, включая любой тип оборудования для помещений пользователя (например, телефон, модем, маршрутизатор, компьютер, ТВ-приставка и т.п.).
Пользовательские терминалы 110a, 110b выполнены с возможностью маршрутизации данных на спутниковую сеть 140 (через соответствующие спутниковые приемопередатчики 120a, 120b). Спутниковая сеть 140 включает в себя прямую линию связи для отправки информации от шлюза-маршрутизатора 150 на пользовательские терминалы 110a, 110b и обратную линию связи для отправки информации от пользовательских терминалов 110a, 110b к шлюзу-маршрутизатору 150. Прямой канал связи включает в себя путь передачи от шлюза-маршрутизатора 150 через шлюз спутникового приемопередатчика 130, через спутник 105 посредством спутникового канала восходящей линии связи на спутниковые приемопередатчики 120a, 120b пользователей посредством спутникового канала нисходящей линии связи и далее на пользовательские терминалы 110a, 110b. Обратная линия связи включает в себя путь передачи от спутниковых приемопередатчиков 120a, 120b пользователей к спутнику 105 посредством спутникового канала восходящей линии связи, на шлюз спутникового приемопередатчика 130 посредством спутникового канала нисходящей линии связи и далее на шлюз-маршрутизатор 150. Каждый канал передачи может использоваться множеством спутников и приемопередатчиков.
Каждый из пользовательских терминалов 110a, 110b выполнен с возможностью запроса предоставления обратной линии связи по спутниковой сети 140 от планировщика 170 посредством шлюза-маршрутизатора 150. Планировщик 170 определяет расписание выделения обратной линии связи и передает его на каждый пользовательский терминал 110a, 110b через шлюз-маршрутизатор 150.
Было бы целесообразно улучшить или оптимизировать использование мощности передачи в обратной линии связи, в частности в широкополосной спутниковой системе с высокой пропускной способностью, такой как спутниковая сеть 100 связи. В такой спутниковой сети 100 связи коэффициент усиления транспондера обратной линии связи может быть переменным и строгое управление им может быть затруднено. Кроме того, мощность в нисходящей линии связи обратной линии связи является основным фактором, определяющим пропускную способность обратной линии связи. Профиль мощности обратной линии связи представляет собой совокупное представление множества нескоординированных и независимых передач пользовательскими терминалами (UT). Выделения предоставлений ресурсов на обратной линии связи планировщик, как правило, определяет заранее на основании совокупных запросов множества пользовательских терминалов. Однако пользовательские терминалы могут не полностью использовать выделенные предоставления в зависимости от состояния мгновенного буфера, что приводит к изменениям в общем профиле мощности обратной линии связи. Например, в системах MF-TDMA пакеты обратной линии связи могут создавать помехи другим пакетам, передаваемым на одном и том же частотно-временном ресурсе, независимо от расстояния, разделяющего их передатчики. Таким образом, было бы полезно улучшить планирование для улучшения использования сетевых ресурсов и снижения энергопотребления.
Планировщики, которые выделяют предоставления ресурсов на поинтервальной основе, могут создавать эффект фронтальной загрузки, когда выделения происходят чаще в более ранних интервалах в кадрах. В частности, более ранние интервалы в периоде планирования планировщиком, как правило, имеют больше предоставлений, а в пределах интервала предоставлений обычно больше к началу интервала. Это может приводить к тому, что различные планировщики (например, планировщики, расположенные в разных подсетях в пределах одного географического региона) будут сильно коррелированы во времени. Такие эффекты могут быть более заметными в периоды неперегруженности. Это может приводить к интерференции сигналов, ухудшению производительности сети, нежелательному увеличению энергопотребления и/или нежелательному перекосу мощности на протяжении кадра планирования. Например, интервалы к началу периода планирования будут иметь более высокую мощность для обратной линии связи из-за наличия большего количества пакетов или передач в обратной линии связи, а интервалы к концу периода планирования будут иметь более низкую мощность для обратной линии связи. В результате возникает больший перекос мощности (например, измеренный с точки зрения соотношения пиковой и средней мощности или разницы между максимальным и минимальным уровнем мощности) во времени, а это ведет к недостаточно оптимальной эффективности обратной линии связи.
Соответственно, для решения этих и других проблем, описанных в настоящем документе, представлены системы и способы планирования предоставлений ресурсов в сети для статистического распределения нагрузки на сеть. Например, как более подробно описано в настоящем документе, планировщик 170 выполнен с возможностью рандомизации порядка интервалов в некотором периоде планирования с различными рандомизациями для разных планировщиков, чтобы равномерно распределять интервалы с выделениями предоставлений ресурсов для предотвращения или уменьшения эффекта фронтальной загрузки. В качестве другого примера, как более подробно обсуждается в настоящем документе, планировщик 170 выполнен с возможностью рандомизации моментов времени начала ресурсных блоков в пределах интервала для предотвращения или уменьшения эффекта фронтальной загрузки.
Описанные системы и способы функционируют в любой подходящей сетевой системе связи. Например, сетевая система связи может быть снабжена спутниками, наземным оборудованием или комбинацией спутников и наземных сетей. Таким образом, описанные в настоящем документе идеи в отношении рандомизации выделений предоставлений ресурсов могут быть привязаны к группам сервисных потоков (или потокопроводов), предоставляемых любым множеством сетевых систем связи, и не требуют лучей, обеспечиваемых спутниковыми системами связи.
В некоторых вариантах осуществления планировщик 170 может использовать требуемую модель планирования с многостанционным доступом по запросу (DAMA), модель планирования расширенных сервисов подвижной спутниковой связи (EMSS) и/или другие методики планирования. В ответ на прием запроса на выделение ширины полосы от пользовательских терминалов 110a, 110b планировщик 170 анализирует запрос, состояние сети, перегрузку сети, предыдущие запросы, аналогичные запросы и т.п., чтобы определить расписание для выделения ширины полосы обратной линии связи. В некоторых вариантах осуществления планировщик 170 выполнен с возможностью генерирования графика на основании прогнозирования или оценки фактической ширины полосы, необходимой для выполнения запроса. Данные могут быть переданы от конкретного пользовательского терминала 110a, 110b через спутник 105 на шлюз-маршрутизатор 150 с использованием ширины полосы, запрошенной пользовательским терминалом 110a, 110b, и выделенной планировщиком 170.
На основании выделенных предоставлений ресурсов планировщик 170, пользовательские терминалы 110a, 110b передают данные на шлюз-маршрутизатор 150 через спутник 140 посредством обратной линии связи. После достижения шлюза-маршрутизатора 150 данные затем могут быть направлены в сеть Интернет 160. Данные из сети Интернет 160 могут быть отправлены на пользовательские терминалы 110a, 110b посредством шлюза-маршрутизатора 150 через прямую линию связи спутниковой сети 140. В некоторых вариантах осуществления часть или весь шлюз-маршрутизатор 150 и/или планировщик 170 могут быть расположены в виртуальном устройстве, расположенном в публичном или частном вычислительном облаке.
На фиг. 2 представлен пример кадра 200 планирования, периода 210 планирования и интервала 220 для предоставлений ресурсов пользовательским терминалам. Сетевые ресурсы могут быть выделены с использованием кадров 200, которые разделяют время на дискретные промежутки, называемые интервалами 220. В некоторых вариантах осуществления интервалы 220 могут быть сгруппированы в периоды 210 и/или кадры могут быть разделены на периоды 210, а периоды могут быть разделены на интервалы 220. Интервалы 220 представляют собой дискретный промежуток времени и частоту для выделения ресурсов пользовательским терминалам. В пределах интервала 220 ресурсные блоки 230 могут быть выделены отдельным пользовательским терминалам. Каждый ресурсный блок 230 может представлять собой выделение частоты (показано вдоль оси y интервала 220), например выделение на конкретный частотный канал, и выделение времени (показано вдоль оси x интервала 220). Планировщик (например, планировщик 170) может выделять ресурсные блоки 230 в активных интервалах 220 путем продвижения через каждый активный интервал 220 в периоде 210, продвигаясь к следующему периоду 210, выделяя ресурсные блоки 230 в активных интервалах этого периода 210 и т.д. Как описано в настоящем документе, порядок прохождения планировщика через активные интервалы 220 в периоде 210 и/или кадре 200 может быть рандомизирован, чтобы статистически распределить нагрузку на сеть по всему периоду 210 и/или кадру 200. Как описано в настоящем документе, после выделения ресурсных блоков 230 в активном интервале 220 планировщик может регулировать моменты времени начала ресурсных блоков 230, чтобы статистически распределять нагрузку на сеть.
В некоторых вариантах осуществления кадр 200 планирования может быть разделен на число Nframe интервалов 210. Затем планировщик может группировать число Nepoch интервалов в период, где Nframe > Nepoch. Каждый интервал 220 включает в себя 0 или более выделений ресурсных блоков для 0 или более пользовательских терминалов, а это означает, что некоторые интервалы могут быть неиспользуемыми и/или неназначенными.
На фиг. 3A–3C представлен пример выделения предоставлений ресурсов пользовательским терминалам в спутниковой сети связи, показанной на фиг. 1. На фиг. 3A показано, что пользовательский терминал 110a запрашивает ширину полосы обратной линии связи по обратной линии связи спутниковой сети 140 для передачи данных 112a, а пользовательский терминал 110b запрашивает ширину полосы обратной линии связи по обратной линии связи спутниковой сети 140 для передачи данных 112b. Пользовательские терминалы 110a, 110b запрашивают ресурсы обратной линии связи от планировщика 170 на основании размера буфера, параметров качества (QoS) и других параметров потока. На фиг. 3B показано, что планировщик 170 выделяет ресурсные блоки 230 (частотно-временные ресурсы) в интервале 220 для обслуживания запросов ширины полосы от пользовательских терминалов 110a, 110b. Эти выделения основаны на запросах от пользовательских терминалов 110a, 110b. Выделение может быть передано на пользовательские терминалы 110a, 110b в виде таблиц (например, RL-MAP) посредством широковещательных сообщений, многоадресных сообщений или одноадресных сообщений. На фиг. 3C показано, что пользовательские терминалы 110a, 110b передают данные из своих буферов в соответствии с частотно-временными ресурсами, выделенными планировщиком 170 и переданными шлюзом-маршрутизатором 150. Пользовательские терминалы 110a, 110b могут использовать все или частичные блоки выделенных ресурсов.
Для улучшения распределения нагрузки на сеть планировщик 170 может быть выполнен с возможностью рандомизации предоставлений ресурсов для распределения обмена данными по обратной линии связи во времени. Планировщик 170 может быть выполнен с возможностью определения рандомизированного порядка интервалов, в котором планировщик 170 продолжит выделение предоставлений ресурсов в каждом периоде планирования. Как описано в настоящем документе, различные группы сервисных потоков (называемых в настоящем документе «потокопроводами») могут использовать разные порядки интервалов для достижения в общей сложности более равномерного распределения нагрузки. В некоторых вариантах осуществления после определения порядка интервалов для потокопровода при инициализации, тот же самый порядок используется по всем периодам планирования. Планировщик 170 может быть выполнен с возможностью выделения предоставлений на основании запросов и требований к качеству обслуживания (QoS). Аналогично другим планировщикам планировщик 170 начинает с начала периода планирования или следует рандомизированному порядку интервалов в периоде планирования, не пытаясь равномерно во времени распределять предоставления в пределах интервалов. Преимущественно это позволяет использовать установленные алгоритмы в сочетании с методиками рандомизации, описанными в настоящем документе. Кроме того, планировщик 170 выполнен с возможностью регулирования распределения выделенных предоставлений во времени при сохранении ограничений планирования для создания более однородной структуры. Планировщик 170 может выполнять это путем случайного зеркального отражения примерно половины предоставлений ресурсов (зеркальное отражение без потерь), сдвига всех предоставлений путем добавления случайных временных смещений для каждой пары интервалов и групп несущих обратной линии связи (RCG) (сдвиг с потерями) или путем смещения всех предоставлений ресурсов с ограничением случайных временных смещений таким образом, чтобы не было зацикливания в активном интервале (сдвиг без потерь).
На фиг. 4A представлен другой пример спутниковой сети 300 связи со спутником 305, обеспечивающим множество лучей 307a–307d, при этом пример спутниковой сети 300 связи дополнительно включает в себя множество планировщиков 370a–370d для рандомизации выделений предоставлений ресурсов для улучшения профиля мощности передачи и/или для распределения нагрузки на сеть. Спутниковая сеть 300 связи также включает в себя диспетчер 380 сетевых ресурсов, выполненный с возможностью управления рандомизацией выделений предоставлений ресурсов через планировщики 370a–370d. Планировщики 370a–370d связаны со спутником 305 через множество наземных станций 330a–330d для обеспечения связи между планировщиками 370a–370d и пользовательскими терминалами, охваченными множеством лучей 307a–307d. В некоторых вариантах осуществления отдельные планировщики 370a–370d могут быть связаны с множеством наземных станций 330a–330d. Аналогичным образом отдельные наземные станции 330a–330d могут быть связаны с множеством планировщиков 370a–370d.
В некоторых вариантах осуществления каждый из планировщиков 370a–370d может быть выполнен с возможностью генерирования карты рандомизации для рандомизации порядка интервалов для выделения предоставлений ресурсов. Генерирование карты рандомизации может быть независимым от других планировщиков. Это может преимущественно приводить к улучшению распределения нагрузки на сеть за счет предотвращения фронтальной загрузки кадров и/или периодов планирования при выделении предоставлений ресурсов из-за независимой рандомизации. Аналогичным образом планировщики 370a–370d могут быть выполнены с возможностью независимого генерирования случайных временных сдвигов для корректировки моментов времени начала выделения предоставлений в пределах активных интервалов для улучшения распределения нагрузки на сеть за счет исключения фронтальной загрузки интервалов в пределах кадров и/или периодов планирования.
В определенных вариантах осуществления вместо планировщиков 370a–370d, независимо генерирующих карты рандомизации, диспетчер 380 сетевых ресурсов выполнен с возможностью предоставления карт рандомизации планировщикам 370a–370d. В таких вариантах осуществления диспетчер 380 сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью случайного генерирования карт рандомизации или диспетчер 380 сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью адаптации карт рандомизации, предоставленных планировщикам 370a–370d, для более равномерного распределения нагрузки на сеть, тем самым улучшая профили мощности передачи. Аналогичным образом в некоторых вариантах осуществления диспетчер 380 сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью генерирования временных сдвигов для каждого планировщика 370a–370d для корректировки моментов времени начала выделения предоставлений в пределах активных интервалов для улучшения распределения нагрузки на сеть за счет исключения фронтальной загрузки интервалов в пределах кадров и/или периодов планирования. В таких вариантах осуществления диспетчер 380 сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью случайного генерирования временных сдвигов или диспетчер 380 сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью адаптации временных сдвигов, предоставляемых планировщикам 370a–370d, для уменьшения фронтальной загрузки кадров планирования.
Спутник 305 может быть выполнен с возможностью генерирования множества лучей 307a–307d для обеспечения сетевой связью множества пользовательских терминалов в каждом луче 307a–307d. Спутник 305 может образовывать множество лучей 307a–307d с использованием перестраиваемой активной антенной решетки, примеры которой описаны в патенте США № 10,484,080, опубликованном 19 ноября 2019 года и озаглавленном GROUND NETWORK FOR END-TO-END BEAMFORMING WITH MULTIFREQUENCY ACCESS NODE CLUSTERS, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В некоторых вариантах осуществления рандомизация выделений предоставлений ресурсов может быть выполнена для каждого луча 307a–307d. В определенных вариантах осуществления рандомизация выделений предоставлений ресурсов может быть выполнена совокупностью сервисных потоков в пределах луча. В таких вариантах осуществления каждый планировщик 370a–370d может быть выполнен с возможностью управления картами рандомизации и/или временным сдвигом для каждой совокупности потоков обслуживания, причем совокупность сервисных потоков обслуживания может упоминаться в настоящем документе как «потокопровод» Другими словами, потокопровод представляет собой совокупность сервисных потоков к ряду пользовательских терминалов и/или от них, обрабатываемых в совокупности одним объектом планировщика. Таким образом, отдельный планировщик 370a–370d выполнен с возможностью управления картами рандомизации и/или временными сдвигами для одного или более потокопроводов, обеспеченных множеством лучей 307a–307d.
В определенных вариантах реализации каждый луч 307a–307d может нести множество совокупных сервисных потоков. В различных вариантах реализации отдельные лучи 307a–307d могут обслуживать множество планировщиков 370a–370d. В таких вариантах реализации потокопровод может быть определен как совокупность сервисных потоков, обслуживающих группу из одного или более пользовательских терминалов, которые запланированы с общим набором ресурсов обратной линии связи.
В определенных вариантах осуществления карта рандомизации и/или параметр временного сдвига связаны с конкретным потокопроводом или лучом и эти карта рандомизации и/или временной сдвиг остаются постоянными по всем периодам планирования или кадрам. Например, карта рандомизации может быть постоянной для конкретного луча (или потокопровода) до тех пор, пока луч (или потокопровод) остается активным. Карта рандомизации и/или временной сдвиг могут быть сгенерированы планировщиком, связанным с потокопроводом, или диспетчером 380 сетевых ресурсов.
На фиг. 4B представлена другая сетевая система 400 связи, в которой диспетчер 480 сетевых ресурсов управляет множеством планировщиков 470a–470b, а каждый планировщик управляет одним или более потокопроводами 415a–415d, причем каждый потокопровод включает в себя один или более сервисных потоков, предусмотренных для одного или более пользовательских терминалов 410a–410d. В такой сетевой системе 400 связи обмен данными может обеспечиваться спутниками, наземным оборудованием или комбинацией спутников и наземных сетей. Таким образом, описанные в настоящем документе идеи в отношении рандомизации выделений предоставлений ресурсов могут быть привязаны к потокопроводам, предоставляемым любым множеством сетевых систем связи, и не требуют лучей, обеспечиваемых спутниковыми системами связи.
В некоторых вариантах осуществления изобретения рандомизация выделений предоставлений ресурсов в пределах интервала (например, внутриинтервальная рандомизация) генерируется и управляется исключительно планировщиком 470a–470b, связанным с потокопроводом 415a–415d. В таких вариантах осуществления диспетчер 480 сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью предоставления карт рандомизации для рандомизации порядка активных интервалов перед выделениями предоставлений ресурсов (например, межинтервальная рандомизация), при этом не обеспечивая параметры рандомизации для внутриинтервальной рандомизации. Как описано в настоящем документе, внутриинтервальная рандомизация может быть обеспечена по отдельности планировщиками 470a–470b, а сдвиг или зеркальное отражение моментов времени начала предоставлений ресурсов в активном интервале могут быть выполнены на каждом активном интервале.
В некоторых вариантах осуществления диспетчер 480 сетевых ресурсов управляет картами рандомизации для планировщиков 470a, 470b. Карты рандомизации могут быть сгенерированы по меньшей мере частично на основании общей топологии сети (например, на основании числа потокопроводов и/или лучей, причем потокопроводы назначены на определенные планировщики и т.п.). Карты рандомизации могут быть сгенерированы и ими можно управлять для улучшения профилей мощности передачи и/или общей нагрузки на сеть в среднем по временным интервалам. Такие варианты осуществления представляют собой централизованный подход для генерирования шаблонов переупорядочивания интервалов. Карты рандомизации могут быть созданы для улучшения профилей мощности передачи, однако не требуется, чтобы каждая карта рандомизации была уникальной для каждого планировщика или для каждого потокопровода. Некоторые способы рандомизации не приводят к созданию большого количества различных возможностей рандомизации, поэтому некоторые карты рандомизации можно повторять для различных планировщиков или потокопроводов. Например, когда карта рандомизации представляет собой интервал, смещенный в периоде планирования, и когда период планирования, как правило, включает в себя приблизительно 20 интервалов, количество уникальных карт рандомизации может быть ограничено 20 (или 21, включая сдвиг на 0). Таким образом, двум или более потокопроводам могут быть назначены одинаковые карты рандомизации. В сетевых системах связи, обслуживающих тысячи потокопроводов, повторное применение карт рандомизации может происходить часто. Однако в таких случаях профиль мощности передачи может быть улучшен статистически по меньшей мере частично за счет предоставлений ресурсов, выделяемых в совокупности более равномерно.
Примеры межинтервальной рандомизации
На фиг. 5A и 5B представлены примеры карт рандомизации для переопределения порядка активных интервалов для выделений предоставлений ресурсов. Как описано в настоящем документе со ссылкой на фиг. 2, предоставления ресурсов могут быть выделены с использованием кадров (или кадров планирования). Эти кадры могут быть разделены на интервалы (или интервалы планирования), а интервалы могут быть сгруппированы в периоды (или периоды планирования). На фиг. 5A и 5B представлен период 510 планирования с 16 интервалами, хотя следует понимать, что число интервалов в периоде планирования может быть любым подходящим числом, отличным от 16. В периоде 510 планирования может быть дополнительно определено число активных интервалов 520, которое может отличаться от числа интервалов в периоде 510 планирования. Например, в периоде 510 планирования имеется 14 активных интервалов 520, но это не следует рассматривать как ограничение — период планирования может иметь любое подходящее число активных интервалов, отличных от 14, и в определенных вариантах осуществления число активных интервалов может быть таким же, как и число интервалов в периоде 510 планирования.
Число активных интервалов может быть назначено диспетчеру сетевых ресурсов, например любому из диспетчеров сетевых ресурсов, описанных в настоящем документе. Диспетчер сетевых ресурсов может назначать различные наборы активных интервалов в разные потокопроводы в зависимости от различных ограничений. Для иллюстрации этого приведены примеры в отношении потокопровода A, потокопровода B, луча A и луча B.
В первом примере потокопроводы A и B принадлежат лучам C и D, которые соответственно обслуживаются планировщиками (например, планировщиками 470a и 470b). Эти два луча могут быть географически близкими, и, следовательно, передачи на этих лучах могут создавать перекрестные помехи. В этом случае диспетчер сетевых ресурсов может назначать неперекрывающиеся интервалы потокопроводу A (например, интервалы 1–8) и потокопроводу B (например, интервалы 9–16).
Во втором примере потокопровод A и потокопровод B находятся на луче C и луче D соответственно. Лучи C и D могут быть обработаны различными отражателями на спутнике (например, спутнике 305), и в этом случае активные интервалы могут находиться на разных частях кадра. Например, интервалы 1–16 представляют собой активные интервалы на потокопроводе A, в то время как интервалы 33–40 представляют собой активные интервалы на потокопроводе B.
В третьем примере подвижный потокопровод, обслуживающий самолет, может иметь меньше активных интервалов, чем фиксированный потокопровод, обслуживающий сотни потребителей жилых помещений.
В четвертом примере потокопровод A и потокопровод B находятся на лучах C и D соответственно. Лучи C и D могут работать на разных частотах, и в этом случае активные интервалы могут перекрываться между двумя лучами. Например, интервалы 1–16 являются активными на потокопроводе A, и те же интервалы 1–16 являются активными на потокопроводе B.
В каждом из этих примеров активные интервалы могут не обязательно быть смежными (например, приемлем набор активных интервалов из 1, 3, 6, 10).
Как описано в настоящем документе, период планирования представляет собой непрерывный набор интервалов (например, интервалов 1–16), для которых планировщик назначает предоставления для множества сервисных потоков по меньшей мере частично на основании запроса. В течение конкретного периода могут быть запланированы различные потокопроводы с различными наборами активных интервалов (которые перекрываются с периодом планирования). Активные интервалы могут быть связаны с потокопроводами и назначены диспетчером сетевых ресурсов, тогда как период планировщика связан с планировщиком.
Активные интервалы 520 показаны индексированными на основании их хронологического порядка в периоде 510 планирования. Эти индексы могут быть рандомизированы таким образом, чтобы ресурсные блоки выделялись для интервалов на основании порядка выделения, который отличается от хронологического порядка, примеры чего описаны ниже. Таким образом, каждый из множества активных интервалов 520 в периоде 510 (или кадре) включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов 520, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов 520. При этом карта рандомизации генерирует порядок выделения, который обычно отличается от хронологического порядка активных интервалов. Таким образом, порядок выделения представляет собой случайный порядок индексов множества активных интервалов.
Карта рандомизации может отличаться для разных планировщиков или для разных потокопроводов. В результате общая нагрузка на сеть перераспределяется во времени, поскольку каждый планировщик генерирует собственную карту рандомизации для каждого потокопровода. Ожидаемый эффект заключается в том, что рандомизированный порядок выделения улучшает профили мощности передачи из-за более равномерного распределения выделений предоставлений ресурсов во времени.
На фиг. 5A представлена карта рандомизации, содержащая случайное смещение интервала. Случайное смещение интервала представляет собой число от 0 до наибольшего индекса для интервалов в периоде 510 планирования. В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации генерируется перед определением активных интервалов в периоде планирования. В таких вариантах осуществления карта рандомизации используется для переопределения порядка активных интервалов 520 в периоде 510 планирования, даже если число активных интервалов 520 может отличаться от числа интервалов в периоде 520 планирования (например, 14 активных интервалов против 16 интервалов всего в этом примере). Затем случайное смещение интервала используют для генерирования нового начального положения для порядка выделения. Порядок выделения представляет собой порядок, в котором интервалы имеют назначенные выделения предоставлений ресурсов. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 5A, случайное смещение интервала составляет 4, поэтому первый активный интервал, который планировщик назначает ресурсным блокам, представляет собой пятый активный интервал в периоде 520 планирования. Порядок выделения продолжает следовать хронологическому порядку и при достижении последнего активного интервала в периоде планирования (в хронологическом порядке) порядок выделения возвращается обратно в первый активный интервал в периоде планирования (в хронологическом порядке). Таким образом, в проиллюстрированном примере порядок выделения таков — 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 1, 2, 3, 4, и это означает, что этот порядок будет использован планировщиком для выделения ресурсных блоков на активные интервалы 520.
На фиг. 5B представлена карта рандомизации, содержащая перестановку индексов активных интервалов. Карта рандомизации назначает каждому индексу активного интервала уникальное случайное число от 1 и до общего числа активных интервалов 520 в периоде планирования (например, 14 в данном примере). Затем уникальный случайный номер используется в качестве нового индекса для генерирования порядка выделения. Таким образом, в проиллюстрированном примере порядок выделения представлен активными интервалами 2, 14, 13, 9, 1, 10, 6, 5, 8, 12, 11, 4, 3, 7, и это означает, что этот порядок будет использован планировщиком для выделения ресурсных блоков на активные интервалы 520.
На фиг. 6 представлена блок-схема примера способа 600 для рандомизации порядка активных интервалов перед выделением предоставлений ресурсов на сеть связи. Предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, каждый из которых имеет множество интервалов, упорядоченных на основании временного положения интервала в соответствующем кадре, как описано в настоящем документе со ссылкой на фиг. 2, 5A и 5B. Способ 600 может быть выполнен в любом из планировщиков или диспетчеров сетевых ресурсов, описанных в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1, 3A–3C, 4A или 4B, или комбинацией планировщика и диспетчера сетевых ресурсов. Однако для простоты описания способ 600 будет описан как выполняемый планировщиком. Не следует понимать это как ограничение объема описания. Напротив, любой этап или часть способа 600 может выполняться любым компонентом или комбинацией компонентов систем связи, описанных в настоящем документе.
В блоке 605 планировщик генерирует карту рандомизации для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадре. Карта рандомизации может представлять собой любую подходящую рандомизацию порядка интервалов в кадре, включая случайное смещение интервала и перестановку индексов интервалов.
В блоке 610 планировщик определяет множество активных интервалов для текущего кадра или периода планирования. Множество активных интервалов представляет собой подмножество множества интервалов в текущем кадре или периоде планирования, которые будут использованы для выделения предоставлений ресурсов. В некоторых случаях число активных интервалов равно общему числу интервалов в кадре или периоде планирования.
В блоке 615 планировщик генерирует порядок выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации. Порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре или периоде планирования, как описано в настоящем документе. Отличающийся порядок может включать в себя начало с другого активного интервала и последующее хронологическое прохождение через активные интервалы и закольцовывание к первому хронологическому активному интервалу. Отличающийся порядок может включать в себя прохождение через активные интервалы в порядке, отличном от хронологического порядка активных интервалов, пропуская интервалы вперед и назад через активные интервалы.
В блоке 620 планировщик проходит через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в отдельных активных интервалах. Выделение предоставлений ресурсов можно выполнять с использованием стандартных методик планирования. Выделение предоставлений ресурсов может быть ограничено с использованием стандартных ограничений. Таким образом, способ 600 может быть реализован без необходимости новых алгоритмов планирования при одновременном улучшении распределения нагрузки на сеть.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В определенных вариантах осуществления пользовательский терминал может включать в себя множество передатчиков, способных одновременно передавать на разных частотных каналах, и это ограничение игнорируется или не применяется при выделении предоставлений ресурсов. В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах потокопровода или луча не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах. В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре или периоде планирования включают в себя одно или более выделений ресурсных блоков одному или более пользовательских терминалов. В таких вариантах осуществления отдельные выделения ресурсных блоков могут включать в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В определенных вариантах реализации выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи.
В некоторых вариантах осуществления карта рандомизации для потокопровода или луча остается неизменной для всего множества кадров, или карта рандомизации остается постоянной, пока потокопровод или луч активны. В определенных вариантах осуществления каждая карта рандомизации случайным образом генерируется для улучшения распределения нагрузки на сеть по меньшей мере частично на основании статистической рандомизации. В различных вариантах осуществления диспетчер сетевых ресурсов генерирует карту рандомизации, которая назначается конкретному потокопроводу или лучу для улучшения общей нагрузки на сеть в среднем по интервалам.
На фиг. 7 представлена блок-схема примера способа 700 для рандомизации порядка активных интервалов перед выделением предоставлений ресурсов на сеть связи с различными картами рандомизации для различных потокопроводов сервисных потоков. Предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, каждый из которых имеет множество интервалов, упорядоченных на основании временного положения интервала в соответствующем кадре, как описано в настоящем документе со ссылкой на фиг. 2, 5A и 5B. Способ 700 может быть выполнен в любом из диспетчеров сетевых ресурсов, описанных в настоящем документе со ссылкой на фиг. 4A или 4B, или комбинацией планировщика и диспетчера сетевых ресурсов. Однако для простоты описания способ 700 будет описан как выполняемый диспетчером сетевых ресурсов. Не следует понимать это как ограничение объема описания. Напротив, любой этап или часть способа 700 может выполняться любым компонентом или комбинацией компонентов систем связи, описанных в настоящем документе.
В блоке 705 диспетчер сетевых ресурсов генерирует карту рандомизации для каждого из множества потокопроводов. Каждый потокопровод представляет собой совокупность одного или более сервисных потоков. В спутниковой сети связи луч может обслуживать один или более потокопроводов. Карта рандомизации выполнена с возможностью рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадрах или периодах планирования. Диспетчер сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью генерирования и назначения карт рандомизации отдельным планировщикам для улучшения распределения нагрузки на сеть. В некоторых вариантах осуществления диспетчер сетевых ресурсов выбирает карты рандомизации с использованием алгоритма, который учитывает текущие и прогнозируемые сетевые нагрузки, пропускную способность сети, параметры качества обслуживания и т.п. Такой алгоритм выполнен с возможностью генерирования карт рандомизации, которые преимущественно распределяют нагрузку на сеть для повышения качества обслуживания, уменьшения узких мест в отношении ширины полосы сети и/или снижения энергопотребления. В определенных вариантах осуществления диспетчер сетевых ресурсов случайным образом генерирует и назначает карты рандомизации. Это может быть сделано с ожиданием того, что статистические вариации приведут к относительно равномерному распределению нагрузки на сеть.
В блоке 710 диспетчер сетевых ресурсов продвигается через каждый потокопровод из множества потокопроводов и выполняет каждый из этапов 715, 720 и 725 для текущего потокопровода. В некоторых вариантах осуществления планировщик, соответствующий текущему потокопроводу или лучу, выполняет этапы 715, 720 и 725. Поскольку эти этапы аналогичны соответствующим этапам в способе 600, в данном документе приведено лишь краткое описание этих этапов.
В блоке 715 планировщик определяет множество активных интервалов для текущего кадра луча. На этапе 720 планировщик генерирует порядок выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации потокопровода или луча. В блоке 725 планировщик проходит через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в отдельных активных интервалах.
В блоке 730 диспетчер сетевых ресурсов определяет, все ли потокопроводы были рандомизированы. Если да, диспетчер сетевых ресурсов переходит к блоку 735 для передачи полученных расписаний на пользовательские терминалы. Если нет, диспетчер сетевых ресурсов возвращается к блоку 710 и переходит к следующему потокопроводу вследствие выделения ресурсных блоков.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В определенных вариантах осуществления пользовательский терминал может включать в себя множество передатчиков, способных одновременно передавать на разных частотных каналах, и это ограничение игнорируется или не применяется при выделении предоставлений ресурсов. В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах потокопровода или луча не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах. В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре или периоде планирования включают в себя одно или более выделений ресурсных блоков одному или более пользовательских терминалов. В таких вариантах осуществления отдельные выделения ресурсных блоков могут включать в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В определенных вариантах реализации выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи.
Способ 700 предусматривает назначение карты рандомизации отдельным потокопроводам или лучам. Карта рандомизации может быть зафиксирована для конкретного потокопровода или луча, пока потокопровод или луч активны. При добавлении нового луча или потокопровода новая карта рандомизации может быть сгенерирована и назначена новому потокопроводу или лучу.
Примеры внутриинтервальной рандомизации
На фиг. 8A, 8B, 8C и 8D представлены примеры сдвигов предоставлений ресурсов в пределах активного интервала для распределения нагрузки на сеть в сети связи. Эти примеры иллюстрируют сдвиг моментов времени начала выделенных предоставлений ресурсов в пределах интервала и поэтому могут называться внутриинтервальной рандомизацией. Это отличается от рандомизации порядка выделения интервалов, как описано выше, что может называться межинтервальной рандомизацией. Для примеров, показанных на фиг. 8A–8C, интервалы 820a–820c представлены с соответствующими ресурсными блоками 830a–830c, выделенными в интервале 820a–820c. Ресурсные блоки 830a–830c представлены в виде прямоугольников с отличающимся рисунком заполнения для изображения уникальных предоставлений ресурсов. Каждый интервал 820a–820c сгруппирован в группу несущих обратной линии связи (RCG) в частотной области. Поэтому интервал 820a также упоминается как RCG1, интервал 820b также упоминается как RCG2, а интервал 820c также упоминается как RCG3. Каждый ресурсный блок в соответствующем ему интервале представлен в виде блока, в котором величина по оси x представляет собой продолжительность, величина по оси y представляет собой частотный канал, а положение левого края представляет собой время начала выделенного ресурсного блока.
Внутриинтервальная рандомизация может быть выполнена для отдельных интервалов в кадре. Это может быть выполнено независимо от межинтервальной рандомизации. Кроме того, преимущества внутриинтервальной рандомизации могут быть реализованы для одного потокопровода, тогда как по меньшей мере некоторые из преимуществ межинтервальной рандомизации вытекают из статистических эффектов, возникающих вследствие рандомизации по разным потокопроводам или лучам. Внутриинтервальная рандомизация может быть привязана к группе каналов, которые запланированы вместе, группе несущих обратной линии связи (RCG). Отдельные RCG могут включать в себя набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов. В некоторых вариантах реализации примеры внутриинтервальной рандомизации, представленные ниже, могут быть взаимоисключающими.
На фиг. 8A представлен пример инвертирования или зеркального отражения выделений ресурсных блоков во временной области, где сохраняется продолжительность каждого ресурсного блока. Поэтому пример, показанный на фиг. 8A, может называться зеркальным отражением без потерь, поскольку продолжительность и в результате количество выделенных данных остаются неизменными.
Планировщик может выполнять зеркальное отражение без потерь случайным выбором примерно половины RCG и инвертированием или зеркальным отражением моментов времени начала ресурсных блоков в выбранной RCG. Как показано на фиг. 8A, группа RCG2 выбрана для зеркального отражения. Полученный в результате зеркального отражения интервал приводит к получению ресурсных блоков 830d, которые представляют собой зеркальное отражение (во временной области) ресурсных блоков 830b. Зеркальное отражение ресурсных блоков сохраняет их продолжительность, но изменяет моменты времени их начала.
Пример зеркально отраженных ресурсных блоков показан на диаграмме 825 на фиг. 8B. На диаграмме 825 время отображено по горизонтали, а общая продолжительность интервала составляет Tslot. Продолжительность интервала Tslot. является фиксированной. На практике в начале и в конце интервала может присутствовать некоторый защитный временной промежуток. Это представлено как Tmin и Tmax интервала, соответствующего началу и концу соответственно допустимого окна планирования в интервале. В некоторых вариантах осуществления для частично запланированных интервалов (например, при переключении отражателя) значение Tmax конфигурируют на основании интервала прекращения связи. Данные значения могут быть выполнены с возможностью учета защитных временных промежутков в начале и в конце интервалов. Защитные временные промежутки могут быть полезны, например, для обеспечения возможности аппаратным компонентам на спутнике или терминальным устройствам войти в установившийся режим работы во время перехода интервалов. Этот расчет предполагает, что моменты времени начала и окончания интервала корректируются относительно любого защитного промежутка. Ресурсный блок имеет время начала Tstart,pre, которое начинается после смещения Toff во времени с момента Tmin начала интервала, т.е. Tstart,pre = Toff + Tmin. Смещение во времени зависит от выделения времени, назначаемого планировщиком до любого зеркального отражения или другой корректировки. Ресурсный блок имеет время окончания Tend,pre, определяемое продолжительностью Tdur ресурсного блока, так что Tend,pre = Tstart,pre + Tdur. Ресурсный блок показан как «исходный» в верхней части диаграммы 825. Этот же блок зеркально отражен и показан в нижней части диаграммы 825 с пометкой «с зеркальным отражением» Зеркальное отражение приводит к перемещению блока внутри интервала таким образом, что время Tend,post окончания блока после зеркального отражения теперь представляет собой расстояние во времени, равное смещению Toff времени от момента Tmax, окончания допустимого окна планирования в интервале, т.е. Tend,post = Tmax – Toff. Величина смещения во времени фиксирована и не изменяется в процессе зеркального отражения ресурсного блока. В результате время Tstart,post начала после зеркального отражения перемещается с учетом продолжительности Tdur, причем эта продолжительность не изменяется в процессе зеркального отражения ресурсного блока. Другими словами, Tstart,post = Tend,post – Tdur.
Зеркальное отражение без потерь вместе с другими методиками внутриинтервальной рандомизации, описанными в настоящем документе, не влияет на выделения частотных каналов. После того как интервал группы несущих обратной линии связи выбран для зеркального отражения, все предоставления ресурсов по всем частотным каналам зеркально отражаются для этого интервала RCG.
Внутриинтервальная рандомизация включает в себя случайное распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени. Зеркальное отражение без потерь включает в себя инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов. Инвертирование временного порядка включает в себя пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса. При случайном выборе примерно половины множества групп обратных каналов распределение загрузки приведет к смешиванию предоставлений с фронтальной и задней загрузкой. При такой методике существует возможность получения провала в центре интервала. Преимуществом является то, что зеркальное отражение без потерь не приводит к потере пропускной способности и его относительно просто реализовать, поскольку существует простое уравнение, связанное с перерасчетом моментов времени начала зеркально отраженных предоставлений ресурсов.
На фиг. 8C представлен пример сдвига моментов времени начала всех ресурсных блоков в интервале путем случайного смещения во времени. Случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы выделение ресурсного блока не выходило за пределы конца интервала (или за пределы защитного промежутка в конце интервала). Таким образом, пример на фиг. 8B можно упоминать как пример сдвига без потерь, поскольку продолжительность и в результате количество выделенных данных остаются неизменными.
На фиг. 8D показано, что ресурсные блоки 830a группы RCG1 и ресурсные блоки 830b группы RCG2 рандомизированы с использованием сдвига без потерь, что приводит к получению интервалов со смещенными ресурсными блоками 830d, 830e соответственно. Однако ресурсные блоки 830c группы RCG3 не получают смещения, поскольку текущие предоставления ресурсов занимают всю продолжительность интервала, поэтому любой сдвиг приведет к выходу предоставления ресурса за пределы конца интервала. Для смещения без потерь это не допускается, и поэтому ресурсные блоки 830c группы RCG3 остаются неизменными. Для ресурсных блоков 830d группы RCG1 первое случайное смещение 821a во времени используют для сдвига моментов времени начала каждого ресурсного блока 830a с получением смещенных ресурсных блоков 830d. Аналогичным образом для ресурсных блоков 830e группы RCG2 второе случайное смещение 821b во времени используют для сдвига моментов времени начала каждого ресурсного блока 830b с получением смещенных ресурсных блоков 830e. Размер случайного смещения во времени ограничен таким образом, чтобы ни один ресурсный блок не выходил за пределы конца интервала, в котором он выделен.
Таким образом, сдвиг без потерь на фиг. 8C включает в себя распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем смещения во времени начала каждого предоставления ресурса в интервале в результате случайного смещения во времени. Случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала. Следовательно, распределение нагрузки на сеть может быть более равномерным по сравнению с реализациями без сдвига. Преимуществом является то, что сдвиг без потерь не приводит к какой-либо потере пропускной способности и может быть относительно простым в реализации.
На фиг. 8D представлен пример сдвига моментов времени начала всех ресурсных блоков в интервале путем случайного смещения моментов времени, подобно показанному на фиг. 8C зеркальному отражению без потерь. Однако на фиг. 8D случайное смещение во времени позволяет перемещать выделения ресурсных блоков за пределы конца интервала. Если выделение ресурсного блока смещено за пределы конца блока, блок может быть перемещен в начало интервала или часть ресурсного блока, которая проходит за пределы интервала, может быть фрагментирована таким образом, чтобы часть оставалась в конце интервала, а часть была перемещена в начало интервала. Если ресурсный блок фрагментирован, общая продолжительность, а значит и количество выделенных данных, могут быть уменьшены. Таким образом, пример на фиг. 8C можно упоминать как пример сдвига с потерями, поскольку некоторые ресурсные блоки могут иметь свою продолжительность, а значит и общее количество выделенных данных уменьшается.
На фиг. 8D показано, что ресурсные блоки 830a группы RCG1 смещены за счет первого случайного смещения 822a во времени, что приводит к получению ресурсных блоков 830d, ресурсные блоки 830b группы RCG2 смещены за счет второго случайного смещения 822b во времени, что приводит к получению ресурсных блоков 830e, а ресурсные блоки 830c группы RCG3 смещены за счет третьего случайного смещения 822c во времени, что приводит к получению ресурсных блоков 830f. Для сдвига с потерями все предоставления ресурсов смещаются во времени путем добавления случайных смещений во времени для каждого интервала, пары RCG. Предоставление ресурса, которое разделено вследствие сдвига во времени, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала. Предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие случайного временного сдвига, может быть отброшено, усечено, фрагментировано или зациклено. Отбрасываемое предоставление ресурса больше не включается в интервал. При усечении предоставления ресурса удаляется часть предоставления, которая проходит за пределы конца интервала, тем самым уменьшая выделенную пропускную способность. Фрагментированное предоставление ресурса имеет часть, которая остается в конце интервала, и часть, которая перемещается в начало интервала. Фрагментация может приводить к сокращению выделенных данных, как описано ниже. Зацикленное предоставление ресурса полностью перемещается в начало интервала, что приводит к отсутствию потери выделенной пропускной способности. На фиг. 8D зацикленные, усеченные или фрагментированные ресурсные блоки обозначены пунктирными контурами. Методика внутриинтервальной рандомизации со сдвигом с потерями может приводить к пониженной выделенной пропускной способности, а некоторые предоставления ресурсов могут потребовать будущих переназначений. Методика внутриинтервальной рандомизации со сдвигом с потерями может приводить к превосходному распределению нагрузки на сеть, хотя он возможно более сложный для реализации по сравнению с зеркальным отражением без потерь и сдвигом без потерь.
На фиг. 8E представлен пример фрагментации, возникающей в результате сдвига с потерями, как описано в отношении фиг. 8D. Выделение 831 для ресурсного блока изначально составляет 1024 байта. В первом случае (верхняя иллюстрация на фиг. 8E) фрагментация происходит в середине выделения 831 для ресурсного блока. В этом случае каждый из полученных фрагментированных ресурсных блоков 832a, 833a занимает 448 байтов. Это дает потерю в 128 байтов. Во втором случае (нижняя иллюстрация на фиг. 8D) фрагментация происходит ближе к концу выделения 831 для ресурсного блока. Это дает первый фрагментированный ресурсный блок 832b с 864 байтами и второй фрагментированный ресурсный блок 833b с 64 байтами. Это дает потерю в 96 байтов. Одной из причин потери пропускной способности из-за фрагментации является ограничение размера пакетов. В примере, показанном на фиг. 8E, пакеты имеют минимальный размер 32 байта, и поэтому из-за фрагментации образуются ресурсные блоки, которые должны быть кратны 32 байтам, что приводит к потере пропускной способности.
На фиг. 9 представлена блок-схема примера способа 900 для рандомизации моментов времени начала выделенных предоставлений ресурсов в активном интервале. Способ 900 может быть реализован в любой из сетей связи, описанных в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1, 3A–3C, 4A и 4B. Выделенные предоставления ресурсов представляют собой ресурсные блоки в интервалах кадра или периода планирования, как описано в настоящем документе со ссылкой на фиг. 2 и 8A–8D. Способ 900 разработан с расчетом на то, чтобы сбалансировать сложность и улучшенное распределение нагрузки на сеть. На первой стадии планировщик выделяет предоставления ресурсов на основании запросов пользовательского терминала и требований к качеству обслуживания начиная с начала периода планирования, не стремясь к равномерному во времени распределению предоставлений. В конце стадии 1 существует возможность фронтальной загрузки предоставлений ресурсов. На стадии 2 планировщик распределяет выделенные предоставления ресурсов во времени, сохраняя все ограничения планировщика, для создания более однородной структуры, что приводит к улучшению распределения нагрузки на сеть.
Способ 900 может быть выполнен в любом из планировщиков, описанных в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1, 3A–3C, 4A или 4B, или комбинацией планировщика и диспетчера сетевых ресурсов. Однако для простоты описания способ 900 будет описан как выполняемый планировщиком. Не следует понимать это как ограничение объема описания. Напротив, любой этап или часть способа 900 может выполняться любым компонентом или комбинацией компонентов систем связи, описанных в настоящем документе. Кроме того, блоки 905 и 910 аналогичны соответствующим блокам, описанным в настоящем документе со ссылкой на фиг. 6 и 7, и их описание в настоящем документе сокращено для краткости.
В блоке 905 планировщик определяет множество активных интервалов для текущего кадра. В блоке 910 планировщик проходит через множество активных интервалов для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам. В блоке 915 планировщик распределяет выделенные предоставления ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам. Предоставления ресурсов могут быть сгруппированы в множество групп обратных каналов, при этом отдельные группы обратных каналов включают в себя набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов.
В некоторых вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени включает в себя инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов, или это зеркальное отражение без потерь. Инвертирование временного порядка включает в себя пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса. Это не влияет на выделения частот. Случайным образом выбранные интервалы включают в себя интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
В некоторых вариантах осуществления распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени включает в себя сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени. Если предоставление ресурса проходит за пределы конца интервала из-за сдвига времени начала, оно разделяется или фрагментируется таким образом, чтобы часть предоставления ресурса обеспечивалась в начале интервала, или это сдвиг с потерями. Фрагментированное предоставление ресурсов может приводить к уменьшению выделения ресурсов относительно соответствующего предоставления ресурсов до сдвига времени начала. В определенных вариантах осуществления предоставление ресурса является усеченным, если оно проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала, так что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала. В определенных вариантах осуществления случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала, или это сдвиг без потерь.
Пример комбинирования внутриинтервальной и межинтервальной рандомизации
На фиг. 10 представлена блок-схема примера способа 1000 для рандомизации порядка активных интервалов перед выделением предоставлений ресурсов с использованием карт рандомизации и последующей рандомизацией моментов времени начала выделенных предоставлений ресурсов в активном интервале на сеть связи с различными картами рандомизации для различных потокопроводов сервисных потоков. Пример способа 1000 объединяет способ 700 и способ 900 для выполнения межинтервальной и внутриинтервальной рандомизации, чтобы улучшить распределение нагрузки на сеть. Предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, каждый из которых имеет множество интервалов, упорядоченных на основании временного положения интервала в соответствующем кадре, как описано в настоящем документе со ссылкой на фиг. 2, 5A и 5B. Способ 1000 может быть выполнен в любом из диспетчеров сетевых ресурсов, описанных в настоящем документе со ссылкой на фиг. 4A или 4B, или комбинацией планировщика и диспетчера сетевых ресурсов. Однако для простоты описания способ 1000 будет описан как выполняемый диспетчером сетевых ресурсов и планировщиком. Не следует понимать это как ограничение объема описания. Напротив, любой этап или часть способа 1000 может выполняться любым компонентом или комбинацией компонентов систем связи, описанных в настоящем документе.
В блоке 1005 диспетчер сетевых ресурсов генерирует карту рандомизации для каждого из множества потокопроводов. Каждый потокопровод представляет собой совокупность одного или более сервисных потоков. В спутниковой сети связи луч может обслуживать один или более потокопроводов. Карта рандомизации выполнена с возможностью рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадрах или периодах планирования. Диспетчер сетевых ресурсов может быть выполнен с возможностью генерирования и назначения карт рандомизации отдельным планировщикам для улучшения распределения нагрузки на сеть. В некоторых вариантах осуществления диспетчер сетевых ресурсов выбирает карты рандомизации с использованием алгоритма, который учитывает текущие и прогнозируемые сетевые нагрузки, пропускную способность сети, параметры качества обслуживания и т.п. Такой алгоритм выполнен с возможностью генерирования карт рандомизации, которые преимущественно распределяют нагрузку на сеть для повышения качества обслуживания, уменьшения узких мест в отношении ширины полосы сети и/или снижения энергопотребления. В определенных вариантах осуществления диспетчер сетевых ресурсов случайным образом генерирует и назначает карты рандомизации. Это может быть сделано с ожиданием того, что статистические вариации приведут к относительно равномерному распределению нагрузки на сеть.
В блоке 1010 диспетчер сетевых ресурсов продвигается через каждый потокопровод из множества потокопроводов и выполняет каждый из этапов 1015, 1020, 1025 и 1030 для текущего потокопровода. В некоторых вариантах осуществления планировщик, соответствующий текущему потокопроводу или лучу, выполняет этапы 1015, 1020, 1025 и 1030. Поскольку данные этапы аналогичны соответствующим этапам способа 600 в дополнение к соответствующему этапу способа 900, в данном документе приведено лишь краткое описание этих этапов.
В блоке 1015 планировщик определяет множество активных интервалов для текущего кадра луча. На этапе 1020 планировщик генерирует порядок выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации потокопровода или луча. В блоке 1025 планировщик проходит через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в отдельных активных интервалах. В блоке 1030 планировщик распределяет выделенные предоставления ресурсов во времени путем корректировки начального временного положения для каждого предоставления ресурса. Это может включать в себя зеркальное отражение без потерь, сдвиг без потерь или сдвиг с потерями.
В блоке 1035 диспетчер сетевых ресурсов определяет, все ли потокопроводы были рандомизированы. Если да, диспетчер сетевых ресурсов переходит к блоку 1040 для передачи полученных расписаний на пользовательские терминалы. Если нет, диспетчер сетевых ресурсов возвращается к блоку 1010 и переходит к следующему потокопроводу вследствие выделения ресурсных блоков.
В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно. В определенных вариантах осуществления пользовательский терминал может включать в себя множество передатчиков, способных одновременно передавать на разных частотных каналах, и это ограничение игнорируется или не применяется при выделении предоставлений ресурсов. В некоторых вариантах осуществления выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов в пределах потокопровода или луча не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах. В некоторых вариантах осуществления отдельные интервалы в кадре или периоде планирования включают в себя одно или более выделений ресурсных блоков одному или более пользовательских терминалов. В таких вариантах осуществления отдельные выделения ресурсных блоков могут включать в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала. В определенных вариантах реализации выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи.
Способ 1000 объединяет внутриинтервальную и межинтервальную рандомизацию для достижения улучшенного распределения нагрузки на сеть по сравнению с выполнением только внутриинтервальной или межинтервальной рандомизации. Кроме того, путем генерирования рандомизированного порядка выделения перед выделением предоставлений ресурсов и путем случайного распределения предоставлений ресурсов после выделения, типичные и выигрышные способы выделения предоставлений ресурсов могут быть использованы в сочетании с описанными методиками рандомизации. Таким образом, методики рандомизации могут быть реализованы без объявления недействительными предоставлений ресурсов.
Дополнительные варианты осуществления
На фиг. 11 представлена блок-схема примера планировщика 1170, выполненного с возможностью рандомизации порядка активных интервалов для выделения предоставлений ресурсов и/или перераспределения выделенных предоставлений ресурсов в активных интервалах для распределения нагрузки на сеть. Планировщик 1170 выполнен с возможностью рандомизации выделений предоставлений ресурсов с использованием методик внутриинтервальной и межинтервальной рандомизации. Планировщик 1170 аналогичен планировщикам, описанным в настоящем документе со ссылкой на фиг. 1, 3A–3C, 4A и 4B, и может быть реализован в описанных там сетевых системах связи. Планировщик 1170 может использовать любой описанный в настоящем документе способ рандомизации предоставлений ресурсов, например иллюстративные способы 600, 700, 900 и 1000, описанные в настоящем документе со ссылкой на фиг. 6, 7, 9 и 10 соответственно.
Планировщик 1170 может включать в себя компоненты аппаратного обеспечения, программного обеспечения и/или микропрограммы для управления выделением предоставлений ресурсов. Планировщик 1170 включает в себя хранилище 1171 данных, один или более процессоров 1173, один или более сетевых интерфейсов 1175, модуль 1172 рандомизации и модуль 1174 планирования. Компоненты планировщика 1170 могут обмениваться данными друг с другом, с внешними системами и с другими компонентами сети, используя шину 1179 связи. Планировщик 1170 может быть реализован с использованием одного или более вычислительных устройств. Например, планировщик 1170 может быть реализован с использованием одного вычислительного устройства, множества вычислительных устройств, среды распределенных вычислений, или он может быть расположен на виртуальном устройстве, находящемся в общедоступном или частном вычислительном облаке. В распределенной вычислительной среде одно или более вычислительных устройств могут быть выполнены с возможностью обеспечения модулей 1172, 1174 для предоставления описанных функциональных возможностей.
Планировщик 1170 включает в себя модуль 1172 рандомизации для выполнения внутриинтервальной и межинтервальной рандомизации, как описано в настоящем документе. Планировщик 1170 включает в себя модуль 1174 планирования для выделения предоставлений ресурсов пользовательским терминалам, как описано в настоящем документе.
Планировщик 1170 включает в себя один или более процессоров 1173, выполненных с возможностью управления работой модулей 1172, 1174 и хранилища 1171 данных. Один или более процессоров 1173 реализуют и используют программные модули, аппаратные компоненты и/или элементы микропрограммного обеспечения, выполненные с возможностью планирования и рандомизации выделений предоставлений ресурсов. Один или более процессоров 1173 могут включать в себя любые подходящие компьютерные процессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) или другие подходящие микропроцессоры. Один или более процессоров 1173 могут включать в себя другие вычислительные компоненты, выполненные с возможностью взаимодействия с различными модулями и хранилищами данных планировщика 1170.
Планировщик 1170 включает в себя хранилище 1171 данных, выполненное с возможностью хранения данных конфигурации, требований пользователя, состояний сети, характеристик и возможностей сети, команд управления, баз данных, алгоритмов, исполняемых команд (например, инструкций для одного или более процессоров 1173) и т.п. Хранилище 1171 данных может представлять собой любое подходящее устройство хранения данных или комбинацию устройств, которые включают в себя, например, без ограничений, оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, твердотельные накопители, жесткие диски, флэш-накопители, память на магнитных доменах и т.п.
В настоящем описании описаны различные признаки, ни один из которых не несет исключительной ответственности за описанные в настоящем документе преимущества. Следует понимать, что различные признаки, описанные в настоящем документе, можно комбинировать, модифицировать или исключать, что очевидно среднему специалисту в данной области. Среднему специалисту в данной области очевидны другие комбинации и подкомбинации, отличные от конкретно описанных в настоящем документе, и предполагается, что они являются частью настоящего описания. Различные способы описаны в настоящем документе в связи с различными этапами и/или фазами блок-схем. Следует понимать, что во многих случаях определенные этапы и/или фазы могут быть объединены таким образом, что множество этапов и/или фаз, показанных на блок-схемах, могут выполняться как один этап и/или фаза. Кроме того, определенные этапы и/или фазы можно разделить на дополнительные подкомпоненты для выполнения по отдельности. В некоторых случаях порядок этапов и/или фаз может быть изменен, а определенные этапы и/или фазы могут быть опущены полностью. Кроме того, следует понимать, что способы, описанные в настоящем документе, являются открытыми, так что также можно выполнять дополнительные этапы и/или фазы в дополнение к показанным и описанным в настоящем документе.
Некоторые аспекты систем и способов, описанных в настоящем документе, могут быть преимущественно реализованы с использованием, например, компьютерного программного обеспечения, аппаратного обеспечения, микропрограммного обеспечения или любой комбинации компьютерного программного обеспечения, аппаратного обеспечения и микропрограммного обеспечения. Компьютерное программное обеспечение может содержать исполняемый компьютером код, который хранится на машиночитаемом носителе (например, энергонезависимом машиночитаемом носителе), который при исполнении выполняет функции, описанные в настоящем документе. В некоторых вариантах осуществления исполняемый компьютером код выполняется одним или более компьютерными процессорами общего назначения. В свете настоящего описания специалисту в данной области будет понятно, что любой признак или функция, которые могут быть реализованы с помощью программного обеспечения для выполнения на компьютере общего назначения, также могут быть реализованы с использованием другой комбинации аппаратного обеспечения, программного обеспечения или микропрограммного обеспечения. Например, такой модуль может быть полностью реализован аппаратными средствами с использованием комбинации интегральных схем. Альтернативно или дополнительно такой признак или функция могут быть полностью или частично реализованы с использованием специализированных компьютеров, выполненных с возможностью выполнения конкретных функций, описанных в настоящем документе, а не компьютеров общего назначения.
Множество распределенных вычислительных устройств могут быть заменены на любое одно вычислительное устройство, описанное в настоящем документе. В таких распределенных вариантах осуществления функции одного вычислительного устройства распределены (например, по сети) таким образом, чтобы на каждом из распределенных вычислительных устройств выполнялись некоторые функции.
Некоторые варианты осуществления могут быть описаны со ссылкой на уравнения, алгоритмы и/или иллюстрации блок-схем. Эти способы могут быть реализованы с использованием команд компьютерной программы, выполняемых на одном или более компьютерах. Эти способы также быть реализованы в виде компьютерных программных продуктов по отдельности или в виде компонента устройства или системы. В этом отношении каждое уравнение, алгоритм, блок или этап блок-схемы и их комбинации могут быть реализованы с помощью аппаратного обеспечения, микропрограммного обеспечения и/или программного обеспечения, включая одну или более команд компьютерной программы, встроенных в логику машиночитаемого программного кода. Следует понимать, что любые такие команды компьютерной программы могут быть загружены на один или более компьютеров, включая, без ограничений, компьютер общего назначения или компьютер специального назначения, или другое программируемое процессорное устройство для создания машины, таким образом, что команды компьютерной программы, которые выполняются на компьютере(-ах) или другом(-их) программируемом(-ых) процессорном(-ых) устройстве(-ах), реализуют функции, указанные в уравнениях, алгоритмах и/или блок-схемах. Следует также понимать, что каждое уравнение, алгоритм и/или блок на блок-схеме и их комбинации могут быть реализованы с помощью специальных аппаратных компьютерных систем, которые выполняют указанные функции или этапы, или комбинаций специальных аппаратных средств и средств логики машиночитаемых программных кодов.
Кроме того, команды компьютерной программы, такие как встроенные в логику машиночитаемого программного кода, могут также храниться в машиночитаемом запоминающем устройстве (например, энергонезависимом машиночитаемом носителе), которое может давать указание одному или более компьютерам или другим программируемым процессорным устройствам выполнять определенную функцию таким образом, что команды, хранящиеся в машиночитаемом запоминающем устройстве, реализуют функцию(-и), указанную(-ые) в блоке(-ах) блок-схем(-ы). Команды компьютерной программы могут также быть загружены на один или более компьютеров или на другие программируемые вычислительные устройства для обеспечения выполнения серии операционных шагов на одном или более компьютерах или на других программируемых вычислительных устройствах для создания такого реализованного на компьютере процесса, что команды, исполняемые на компьютере или другом программируемом устройстве, обеспечивают шаги по реализации функций, указанных в уравнении(-ях), алгоритме(-ах) и/или блоке(-ах) на блок-схеме(-ах).
Некоторые или все способы и задачи, описанные в настоящем документе, могут выполняться и полностью автоматизироваться компьютерной системой. Компьютерная система может в некоторых случаях включать в себя множество отдельных компьютеров или вычислительных устройств (например, физических серверов, рабочих станций, массивов для хранения данных и т.д.), которые осуществляют обмен данными и взаимодействуют по сети для выполнения описанных функций. Каждое такое вычислительное устройство, как правило, включает в себя процессор (или множество процессоров), выполняющих программные команды или модули, хранящиеся в запоминающем устройстве или на другом машиночитаемом физическом носителе информации или устройстве. Различные функции, описанные в настоящем документе, могут быть встроены в такие программные команды, хотя некоторые или все из описанных функций могут быть альтернативно реализованы в специализированной интегральной схеме (например, ASIC или FPGA) компьютерной системы. Если компьютерная система включает в себя множество вычислительных устройств, эти устройства могут, но не обязательно должны, быть совмещенными. Результаты описанных способов и задач можно постоянно хранить путем преобразования физических устройств хранения, таких как твердотельные микросхемы памяти и/или магнитные диски, в другое состояние.
Если контекст явно не требует иного, во всем описании и формуле изобретения слова «содержать», «содержащий» и т.п. следует толковать как включающее значение, в отличие от исключающего или исчерпывающего значения; т.е. в смысле «включая, без ограничений». Слово «соединенный» при использовании в настоящем документе по существу означает два или более элементов, которые могут быть либо непосредственно соединены, либо соединены посредством одного или более промежуточных элементов. Кроме того, слова «в данном документе», «выше», «ниже» и слова, сходные по смыслу, при использовании в этой заявке касаются данной заявки как целого, а не каких-либо конкретных частей этой заявки. Если позволяет контекст, слова в вышеприведенном подробном описании, использующие единственное или множественное число, также могут включать в себя множественное или единственное число соответственно. Слово «или» в отношении перечня из двух или более позиций охватывает все из следующих интерпретаций этого слова: «любая из позиций данного перечня», «все из позиций данного перечня» и «любая комбинация из позиций данного перечня». Слово «иллюстративный» в настоящем документе используется исключительно для обозначения «служащего примером, образцом или иллюстрацией». Любой вариант реализации, описанный в настоящем документе как «иллюстративный», необязательно следует понимать как предпочтительный или преимущественный по сравнению с другими вариантами реализации.
Предполагается, что описание не ограничено вариантами реализации, показанными в настоящем документе. Различные модификации реализаций, описанные в настоящем описании, вероятно, будут очевидны специалистам в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем документе, можно применять к другим вариантам реализации без отступления от сущности или объема настоящего описания. Представленные в настоящем документе идеи изобретения могут применяться к другим способам и системам и не ограничиваются описанными выше способами и системами, а элементы и действия различных вариантов осуществления, описанных выше, можно комбинировать для обеспечения дополнительных вариантов осуществления. Соответственно, новые способы и системы, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы в различных других формах; более того, могут использоваться различные пропуски, замены и изменения в форме способов и систем, описанных в настоящем документе, без отступления от сущности описания. Предполагается, что прилагаемая формула изобретения и ее эквиваленты охватывают такие формы или модификации, которые входят в объем и сущность описания.
Изобретение относится к области связи. Технический результат заключается в обеспечении статического распределения нагрузки на сеть для предотвращения или снижения эффекта фронтальной загрузки. Технический результат достигается тем, что планировщик в сети связи, обменивающийся данными с множеством пользовательских терминалов, генерирует карты рандомизации для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадре. Определяет множество активных интервалов для текущего кадра, содержащих подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов. Генерирует порядок выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре, и осуществляет прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов. 4 н. и 46 з.п. ф-лы, 19 ил.
1. Способ выделения предоставлений ресурсов на сеть связи, причем предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, имеющих множество интервалов, которые упорядочены на основании положения во времени интервала в соответствующем кадре, включающий в себя:
генерирование карты рандомизации для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов в кадре;
определение множества активных интервалов для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов;
генерирование порядка выделения для множества активных интервалов в соответствии с картой рандомизации, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов в текущем кадре; и
прохождение через множество активных интервалов в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов.
2. Способ по п. 1, в котором генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала.
3. Способ по п. 2, в котором порядок выделения начинается с активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов во временном порядке множества активных интервалов после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала.
4. Способ по п. 3, в котором прохождение через множество активных интервалов дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
5. Способ по п. 1, в котором каждый из множества активных интервалов в кадре включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов, а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
6. Способ по п. 5, в котором порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов.
7. Способ по п. 1, в котором предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в сети связи.
8. Способ по п. 1, в котором предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в сети связи.
9. Способ по п. 1, в котором отдельные интервалы в кадре содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов, причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала.
10. Способ по п. 9, в котором выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно.
11. Способ по п. 1, в котором выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи.
12. Способ по п. 1, в котором карта рандомизации остается неизменной на протяжении множества кадров.
13. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) в сети (100, 300) связи, содержащий:
сетевой интерфейс (1175), выполненный с возможностью обмена данными с множеством пользовательских терминалов (110a, 110b, 410a-410d) по всей сети (100, 300) связи;
хранилище (1171) данных, выполненное с возможностью хранения исполняемых компьютером команд для выделения предоставлений ресурсов, причем предоставления ресурсов выделяются с использованием кадров (200), имеющих множество интервалов (220), которые упорядочены на основании положения во времени интервала в соответствующем кадре;
процессор (1173), выполненный с возможностью реализации исполняемых компьютером команд, для выполнения следующего:
генерирование карты рандомизации для рандомизации порядка выделения предоставлений ресурсов для интервалов (220) в кадре (200);
определение множества активных интервалов (520) для текущего кадра, причем множество активных интервалов (520) содержит подмножество множества интервалов (220) в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов;
генерирование порядка выделения для множества активных интервалов (520) в соответствии с картой рандомизации, причем порядок выделения отличается от временного порядка множества активных интервалов (520) в текущем кадре; и
прохождение через множество активных интервалов (520) в порядке выделения для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов.
14. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором генерирование карты рандомизации предусматривает генерирование случайного смещения интервала.
15. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 14, в котором порядок выделения начинается с активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала, и проходит через множество активных интервалов (520) во временном порядке множества активных интервалов (520) после активного интервала, соответствующего случайному смещению интервала.
16. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 15, в котором прохождение через множество активных интервалов (520) дополнительно предусматривает возврат к первому активному интервалу во временном порядке множества активных интервалов (520) в текущем кадре и продвижение во временном порядке через множество активных интервалов (520) до достижения интервала перед активным интервалом, который соответствует случайному смещению интервала.
17. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором каждый из множества активных интервалов (520) в кадре (200) включает в себя индекс, соответствующий порядку во времени множества активных интервалов (520), а карта рандомизации содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов (520).
18. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 17, в котором порядок выделения содержит случайный порядок индексов множества активных интервалов (520).
19. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании запросов ширины полосы в сети (100, 300) связи.
20. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором предоставления ресурсов выделяют по меньшей мере частично на основании требований к качеству обслуживания в сети (100, 300) связи.
21. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором отдельные интервалы (220) в кадре (200) содержат одно или более выделений ресурсных блоков для одного или более пользовательских терминалов (110a, 110b, 410a-410d), причем отдельные выделения ресурсных блоков включают в себя выделение времени и частоты в пределах отдельного интервала (220).
22. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 21, в котором выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно.
23. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором выделение предоставлений ресурсов предусматривает выделение ширины полосы обратной линии связи.
24. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 13, в котором карта рандомизации остается неизменной на протяжении множества кадров.
25. Способ выделения предоставлений ресурсов на сеть связи, в котором предоставления ресурсов выделяют с использованием кадров, имеющих множество интервалов, включающий в себя:
определение множества активных интервалов для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов;
прохождение через множество активных интервалов для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам; и
распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам.
26. Способ по п. 25, в котором отдельные интервалы содержат выделения ширины полосы одному или более пользовательским терминалам, причем отдельные выделения ширины полосы включают в себя выделение времени и частоты в пределах соответствующего интервала.
27. Способ по п. 26, в котором выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно.
28. Способ по п. 26, в котором выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
29. Способ по п. 25, в котором предоставления ресурсов сгруппированы в множество групп обратных каналов, причем отдельные группы обратных каналов содержат набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов.
30. Способ по п. 29, в котором распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов.
31. Способ по п. 30, в котором инвертирование временного порядка предусматривает пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса.
32. Способ по п. 30, в котором случайным образом выбранные интервалы содержат интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
33. Способ по п. 25, в котором распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени.
34. Способ по п. 33, в котором предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига во времени начала, разделено таким образом, что часть предоставления ресурса обеспечивается в начале интервала.
35. Способ по п. 34, в котором предоставление ресурса, которое разделено, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала.
36. Способ по п. 33, дополнительно включающий в себя сокращение продолжительности предоставления ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала так, что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала.
37. Способ по п. 33, в котором случайное смещение во времени ограничено таким образом, чтобы ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не выходило за пределы конца интервала.
38. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) в сети (100, 300) связи, содержащий:
сетевой интерфейс (1175), выполненный с возможностью обмена данными с множеством пользовательских терминалов по всей сети связи;
хранилище (1171) данных, выполненное с возможностью хранения исполняемых компьютером команд для выделения предоставлений ресурсов, причем предоставления ресурсов выделяются с использованием кадров (200), имеющих множество интервалов (220), которые упорядочены на основании положения во времени интервала в соответствующем кадре;
процессор (1173), выполненный с возможностью реализации исполняемых компьютером команд, для выполнения следующего:
определение множества активных интервалов (520) для текущего кадра, причем множество активных интервалов содержит подмножество множества интервалов (520) в текущем кадре, подлежащем использованию для выделения предоставлений ресурсов;
прохождение через множество активных интервалов (520) для выделения предоставлений ресурсов в пределах отдельных активных интервалов одному или более пользовательским терминалам (110a, 110b, 410a-410d); и
распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени путем регулирования временного положения в пределах интервала (220) каждого предоставления ресурса одному или более пользовательским терминалам (110a, 110b, 410a-410d).
39. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 38, в котором отдельные интервалы содержат выделения ширины полосы одному или более пользовательским терминалам (110a, 110b, 410a-410d), причем отдельные выделения ширины полосы включают в себя выделение времени и частоты в пределах соответствующего интервала.
40. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 39, в котором выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что один пользовательский терминал не планируется для передачи на множестве частотных каналов одновременно.
41. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 39, в котором выделение предоставлений ресурсов ограничено таким образом, что множество пользовательских терминалов (110a, 110b, 410a-410d) не планируются для одновременной передачи на одинаковых частотных каналах.
42. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 38, в котором предоставления ресурсов сгруппированы в множество групп обратных каналов, причем отдельные группы обратных каналов содержат набор частотных каналов, выделенных для группы пользовательских терминалов (110a, 110b, 410a-410d).
43. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 42, в котором распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает инвертирование временного порядка предоставлений ресурсов в группе обратных каналов для случайным образом выбранных интервалов.
44. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 43, в котором инвертирование временного порядка включает в себя пересчет времени начала каждого предоставления ресурса в группе обратных каналов при сохранении продолжительности каждого предоставления ресурса.
45. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 43, в котором случайным образом выбранные интервалы содержат интервалы в примерно половине множества групп обратных каналов.
46. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 38, в котором распределение выделенных предоставлений ресурсов во времени предусматривает сдвиг времени начала каждого предоставления ресурса в интервале путем случайного смещения во времени.
47. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 46, в котором предоставление ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига во времени начала, разделено таким образом, что часть предоставления ресурса обеспечивается в начале интервала.
48. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 47, в котором предоставление ресурса, которое разделено, приводит к уменьшению выделения ресурса относительно соответствующего предоставления ресурса до сдвига времени начала.
49. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 46, в котором процессор (1173) дополнительно выполнен с возможностью сокращения продолжительности предоставления ресурса, которое проходит за пределы конца интервала вследствие сдвига времени начала, так что предоставление ресурса не распространяется за пределы конца интервала.
50. Планировщик (170, 370a-370d, 470a, 470b, 1170) по п. 46, в котором случайное смещение во времени ограничено таким образом, что ни одно из предоставлений ресурсов в интервале не проходит за пределы конца интервала.
| US 20170034841 A1, 02.02.2017 | |||
| СПОСОБ ПЛАНИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ, ПЛАНИРОВЩИК, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ, ТЕРМИНАЛ И СИСТЕМА | 2016 |
|
RU2709285C1 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ПО МНОЖЕСТВУ ТРАНЗИТНЫХ СЕТЕВЫХ СЕГМЕНТОВ | 2009 |
|
RU2464711C2 |
| WO 2019022468 A1, 31.01.2019 | |||
| US 20150139018 A1, 21.05.2015. | |||
