DE60313361T2

DE60313361T2 - Planung von datenübertragung für kommunikationsendgeräte mit variabler planungsverzögerung

Info

Publication number: DE60313361T2
Application number: DE60313361T
Authority: DE
Inventors: Tao La Jolla CHEN
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-28
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2023-06-29
Also published as: DE60313361D1; WO2004004212A3; DE60328734D1; WO2004004212A2; BR0312371A; HK1083048A1; EP1573960B1; AU2003261093A8; EP1786159B1; CN1714547A; CN101635989A; ATE360311T1; TW200402239A; EP1956770A1; US20070076723A1; EP1786159A1; US7657264B2; US7164919B2; US20040002341A1; JP4426446B2

Description

Hintergrund
Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Datenkommunikation und insbesondere auf Techniken zum Planen von Datenübertragung an Endgeräte mit variablen Zeitplanungsverzögerungen.
Hintergrund
Drahtlose Kommunikationssysteme werden weithin eingesetzt, um verschiedene Typen von Kommunikation wie etwa Sprache, Daten usw. bereitzustellen. Diese Systeme können Systeme mit mehrfachem Zugang sein, die zur Unterstützung von Kommunikation mit mehrfachen Anwendern in der Lage sind, und sie können auf Code Division Multiple Access (CDMA), Time Division Multiple Access (TDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA) oder einigen anderen Techniken für Mehrfachzugang beruhen. CDMA-Systeme können verschiedene Vorteile gegenüber andren Typen von Systemen einschließlich erhöhter Systemkapazität bieten.
Verschiedene CDMA-Systeme sind in der Lage, verschiedene Typen von Diensten (z.B. Sprache, Paketdaten usw.) auf den Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen bereitzustellen. Jeder Typ von Dienst wird normalerweise durch einen bestimmten Satz von Anforderungen charakterisiert. Zum Beispiel erfordert Sprachdienst typischerweise einen festgelegten und gemeinsamen Grade of Service (Dienstqualität, GoS) für alle Anwender sowie eine relativ strikte und festgelegte Verzögerung. Insbesondere kann festgelegt sein, dass die gesamte Einwegverzögerung von Sprach-Frames weniger als 100 msec beträgt. Diese Anforderungen können erfüllt werden, indem für jeden Anwender eine festgelegte und garantierte Datenrate (z.B. über einen bestimmten Verkehrs- oder Codekanal, der jedem Anwender für die Dauer einer Kommunikationssitzung zugewiesen wird) bereitge stellt wird und unabhängig von den Verbindungsressourcen eine bestimmte maximale Fehlerrate für Sprach-Frames sichergestellt wird. Um die erforderliche Fehlerrate bei einer gegebenen Datenrate beizubehalten, ist für einen Anwender mit einer verschlechterten Verbindung eine höhere Zuweisung von Ressourcen erforderlich.
Im Gegensatz dazu sind Paketdatendienste in der Lage, verschiedene GoS für verschiede Anwender zu tolerieren, und sie können weiter in der Lage sein, verschiedene Größen von Verzögerungen zu tolerieren. Der GoS des Paketdatendienstes kann als die gesamte eingetretene Verzögerung bei der der Übertragung einer Datennachricht definiert werden. Diese Verzögerung kann ein Parameter sein, der verwendet wird, um die Effizienz eines Datenkommunikationssystems zu optimieren.
In einem drahtlosen Kommunikationssystem ist die gesamte verfügbare Sendeleistung bei jeder gegebenen Basisstation typischerweise festgelegt. Für ein Kommunikationssystem mit Mehrfachzugang kann die gesamte Sendeleistung zugewiesen sein und dazu verwendet werden, um Daten gleichzeitig an eine Anzahl von Endgeräten zu übertragen. In jedem gegebenen Moment können mehrere Endgeräte mit verschiedenen Anforderungen Datenübertragungen anfordern. Um beide Typen von Dienst (d.h. Sprach- und Paketdaten) zu unterstützen, kann ein CDMA-System so gestaltet und betrieben werden, um zuerst Sendeleistung an Sprachanwender zuzuweisen, die einen bestimmten GoS und kürzere Verzögerungen benötigen. Alle verbleibende Sendeleistung kann dann an Paketdatenanwender zugewiesen werden, die im Allgemeinen längere Verzögerungen tolerieren.
Ein Schlüsselziel eines drahtlosen Kommunikationssystems ist dann, die Datenübertragungen für Paketdatenanwender so zu planen, dass eine hohe Systemleistung erzielt wird. Zahllose Herausforderungen werden bei der Planung von Datenübertragungen an Endgeräte für diese Paketdatenanwender angetroffen. Erstens kann die Größe der Sendeleistung, die durch Sprachanwender benötigt wird, sich von Frame zu Frame ändern, was dann entsprechend die Größe der Sendeleistung für Paketdatenanwender beeinflusst. Zweitens hängt die für jedes eingeplante Endgerät erforderliche Sendeleistung für eine gegebene Datenrate von den Kanalbedingungen ab und kann auch mit der Zeit variieren. Drittens können die zu planenden Endgeräte verschiedene Zeitplanungsverzögerungen (scheduling delays, die z.B. als der Unterschied zwischen der Zeit, für die ein Endgerät eingeplant ist und der Zeit der tatsächlichen Datenübertragung definiert werden) aufweisen. Zum Beispiel können sich einige Endgeräte im Soft Handoff befinden und durch mehrere Basisstationen unterstützt werden, und die Zeitplanungsverzögerungen dieser Endgeräte können größer sein als die von Endgeräten, die sich nicht im Soft Handoff befinden.
Die WO 01/63851 A1 bezieht sich auf Kapazitätszuweisung für Paketdatenträger in einem Funkkommunikationssystem, das Paketdatendienste bereitstellt. Kapazität wird für einen Paketdatenträger angefordert, wonach Kapazität für den Paketdatenträger basierend auf einem Zeitschema zugewiesen wird.
Weiterhin bezieht sich die WO 01/78441 A1 auf den Transport von Informationen in einem Kommunikationssystem. Transporteinheiten werden in Transportklassen basierend auf erlaubten Transportverzögerungen verteilt, wobei die erlaubte Transportverzögerung die erlaubte Verzögerung bei der Übertragung von Informationsframes in dem System ist.
Es besteht deshalb im Stand der Technik ein Bedarf für Techniken zur Zeitplanung von Datenübertragungen an Endgeräte mit verschiedenen Zeitplanungsverzögerungen.
Zusammenfassung
Es werden hier Techniken bereitgestellt zur Zeitplanung von Endgeräten mit verschiedenen Zeitplanungsverzögerungen, die aufgrund verschiedener Faktoren wie etwa Soft Handoff, Kommunikation mit verschiedenen Netzwerkelementen, verschiedenen Rücktransportverzögerungen usw. entstehen können. Die gesamte Sendeleistung P_tot, die bei einer gegebenen Basisstation verfügbar ist, kann zunächst an Endgeräte zugewiesen werden, die nicht zeitlich eingeplant sind (z.B. Endgeräte für Sprache und mit fester Datenrate). Die verbleibende Sendeleistung, P_sched, kann dann für eingeplante Endgeräte verwendet werden. Endgeräte, die verschiedenen Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet sind, können dann basierend auf verschiedenen Zeitschemata geplant werden.
In einem ersten Schema wird die Zeitplanungsverzögerung von jedem Endgerät, das für Datenübertragung geplant werden soll, anfangs festgelegt. Die Endgeräte werden dann zur Datenübertragung basierend auf der längsten Zeitplanungsverzögerung unter allen Verzögerungen von allen Endgeräten und in Übereinstimmung mit einem bestimmten Zeitplanungsschema geplant. Um die Zeitplanung durchzuführen, kann die gesamte Sendeleistung, die für Datenübertragung an die Endgeräte zur Verfügung steht (zum Zeitpunkt der tatsächlichen Datenübertragung), geschätzt oder vorhergesagt werden, und die Verbindungseffizienz für jedes Endgerät kann auch geschätzt werden. Die Endgeräte werden dann basierend auf ihren geschätzten Verbindungseffizienzen und der gesamten verfügbaren Sendeleistung geplant. Aufgrund der Anwendung der größten Zeitplanungsverzögerung kann bei der Zeitplanung der Endgeräte ein größerer Spielraum (Margin) verwendet werden. Das jeweilige Zeitplanungsschema kann verschiedene Faktoren bei der Zeitplanung der Endgeräte in Betracht ziehen, z.B. die Verbindungseffizienzen der Endgeräte, den bereitzustellenden Quality of Service (QoS), die Servicetypen, die Menge und den Typ der zu übertragenden Daten, Umsatz- und Gewinnüberlegungen usw..
In einem zweiten Schema wird die Zeitplanungsverzögerung von jedem Endgerät, das für Datenübertragung geplant werden soll, anfangs festgelegt. Jedes Endgerät wird dann eine bestimmte Priorität, basierend auf seiner Zeitplanungsverzögerung, zugewiesen. Im Allgemeinen kann Endgeräten mit größeren Zeitplanungs verzögerungen eine höhere Priorität zugewiesen werden als Endgeräten mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen. Die Endgeräte werden dann zur Datenübertragung basierend auf ihren zugewiesenen Prioritäten und in Übereinstimmung mit einem bestimmten Zeitplanungsschema geplant.
In einem dritten Schema wird die Zeitplanungsverzögerung von jedem Endgerät, das zur Datenübertragung geplant werden soll, anfangs geplant. Die Endgeräte werden dann in eine Anzahl von Klassen basierend auf ihren Zeitplanungsverzögerungen kategorisiert. Ein bestimmter Prozentsatz der gesamten Systemkapazität (z.B. ein Prozentsatz der gesamten verfügbaren Sendeleistung) wird dann jeder Klasse zugewiesen. Die Endgeräte in jeder Klasse werden dann zur Datenübertragung basierend auf der Systemkapazität geplant, die dieser Klasse zugewiesen ist, und in Übereinstimmung mit einem bestimmten Zeitplanungsschema. Der Prozentsatz, der jeder Klasse zugewiesen ist, kann von verschiedenen Faktoren abhängig sein und kann auch dynamisch angepasst werden, basierend auf den Betriebsbedingungen und Systemanforderungen.
In einem vierten Schema wird die Zeitplanungsverzögerung von jedem Endgerät, das zur Datenübertragung geplant werden soll, anfangs festgelegt. Die Endgeräte werden dann zur Datenübertragung in Übereinstimmung mit einem bestimmten Zeitplanungsschema geplant, um einen individuellen Zeitplan für jedes Endgerät bereitzustellen. Der Zeitplan für jedes Endgerät wird dann in einem zukünftigen Übertragungsintervall angewandt, das basierend auf seiner Zeitplanungsverzögerung festgelegt wird.
Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit weiteren. Details beschrieben. Die Erfindung stellt weiterhin Verfahren, Programmcode, digitale Signalprozessoren, Scheduler (Zeitplaner), Endgeräte, Basisstationen, Systeme und andere Vorrichtungen und Elemente bereit, die verschiedene Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung implementieren, wie es mit weiteren Details im Folgenden beschrieben wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale, Natur und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung im Folgenden deutlicher werden, wenn sie in Zusammenhang mit den Zeichnungen betrachtet werden, in denen gleiche Bezugszeichen durchgängig Entsprechendes identifizieren und wobei:
1 ein Diagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems für Mehrfachzugang ist, das eine Anzahl von Anwendern unterstützt;
2 ein Diagramm ist, das eine Zeitachse zur Zeitplanung und Übertragung von Daten an ein bestimmtes Endgerät darstellt;
3 ein Diagramm ist, das das erste Zeitplanungsschema darstellt, in dem Endgeräte zur Datenübertragung basierend auf ihrer längsten Zeitplanungsverzögerung geplant werden;
4 ein Diagramm ist, das das zweite Zeitplanungsschema darstellt, in dem Endgeräte zur Datenübertragung basierend auf ihren Zeitplanungsverzögerungen geplant werden;
5 ein Diagramm ist, das das dritte Zeitplanungsschema darstellt, in dem die gesamte verfügbare Sendeleistung Klassen von Endgeräten zugewiesen wird und in dem die Endgeräte in jeder Klasse basierend auf der Sendeleistung geplant werden, die dieser Klasse zugewiesen ist;
6 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Zeitplanung von Datenübertragung an Endgeräte in Übereinstimmung mit dem vierten Zeitplanungsschema ist;
7 ein Blockdiagramm einer spezifischen Ausführungsform der in 1 gezeigten Netzwerkelemente ist; und
8 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Schedulers ist.
Detaillierte Beschreibung
1 ist ein Diagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems für Mehrfachzugang 100, das eine Anzahl von Anwendern unterstützt. Das System 100 kann so gestaltet sein, um einen oder mehrere CDMA-Standards wie etwa IS-95, cdma2000, IS-856, W-CDMA und andere Standards zu implementieren, die im Stand der Technik bekannt sind und hier durch Bezug einbezogen sind. Das System 100 umfasst eine Anzahl von Basisstationen 104, die für ihre jeweiligen geographischen Regionen Abdeckung bieten. Eine Basisstation kann auch als ein Base Transceiver System (BTS), ein Zugangspunkt (Access Point), ein UTRAN oder mit einer anderen Terminologie bezeichnet werden. Die Basisstation und/oder ihr Empfangsgebiet werden oft auch als eine Zelle bezeichnet. Die Basisstationen 104 sind mit einem Systemcontroller 102 verbunden, der Koordination und Steuerung für die Basisstationen bereitstellt, die mit ihm verbunden sind. Der Systemcontroller 102 kann ein Base Station Controller (BSC), ein Mobile Switching Center (MSC) oder eine andere Netzwerkeinheit sein.
Wie in 1 gezeigt, sind verschiedene Endgeräte 106 über das System verteilt. In einer Ausführungsform kann jedes Endgerät 106 mit einer oder mehreren Basisstationen 104 über die Vorwärtsverbindung und/oder Rückwärtsverbindung in jedem Moment kommunizieren, abhängig davon, ob das Endgerät aktiv ist oder nicht und ob es sich in einem Bereich mit genügender Verbindungssignalqualität von mehreren Basisstationen befindet oder nicht. Die Vorwärtsverbindung (oder Downlink) bezieht sich auf Übertragungen von der Basisstation an das Endgerät, und die Rückwärtsverbindung (oder Uplink) bezieht sich auf Übertragungen von dem Endgerät an die Basisstation.
In 1 überträgt die Basisstation 104a anwenderspezifische Daten an die Endgeräte 106a, 106b und 106c über die Vorwärtsverbindung, die Basisstation 104b überträgt anwenderspezifische Daten an die Endgeräte 106a, 106b, 106d und 106e, und die Basisstation 104c überträgt anwenderspezifische Daten an die Endgeräte 106b und 106f. Jede dieser anwenderspezifischen Übertragungen kann Sprache, Paketdaten oder beides sein. Andere Endgeräte in dem System können von den Basisstationen Pilotdaten und gemeinsame/zugeordnete Signaldaten empfangen, aber keine anwenderspezifischen Daten. Der Einfachheit halber sind diese Endgeräte in 1 nicht gezeigt. Die Endgeräte 106a und 106b befinden sich in überlappender Abdeckung von mehreren Basisstationen und jedes dieser Endgeräte empfängt gleichzeitig anwenderspezifische Datenübertragungen von mehreren Basisstationen, während sie sich im Soft Handoff befinden. Der Einfachheit halber ist Kommunikation über die Rückwärtsverbindung in 1 nicht gezeigt.
Wie oben bemerkt, kann das System 100 so gestaltet werden, um verschiedene Typen von Diensten wie etwa Sprache, Paketdaten usw. bereitzustellen. Typischerweise werden nur bestimmte Typen von Diensten zeitlich geplant, während andere Typen von Diensten nicht geplant werden. Zum Beispiel werden Sprachanwender typischerweise nicht geplant, aufgrund ihrer Verzögerungsbeschränkungen und beschränkten Datenrate. Dagegen sind Paketdatenanwender im Allgemeinen nicht auf kurze Zeitverzögerung eingeschränkt und können mehr Variation beim Empfang ihrer Daten tolerieren und sind deshalb gute Kandidaten für Zeitplanung.
In einer Ausführungsform werden Sprachanwender und Datenanwender mit fester Datenrate (z.B. leitungsvermittelt (circuit-switched)) nicht geplant. Der Einsatz von Sendeleistung für diese Anwender kann basierend auf autonomer Rückmeldung von diesen Endgeräten bestimmt werden. Für Paketdatenanwender können ihre Datenraten und Übertragungsdauer durch einen Scheduler (Zeitplaner) unter Verwendung von verschiedenen Schemata geplant werden, die unten beschrieben sind.
Die gesamte Sendeleistung P_tot, die für eine gegebene Basisstation zur Verfügung steht, kann zur Übertragung von Daten sowohl für nicht geplante als auch geplante Anwender verwendet werden. In jedem Zeitplanungsintervall kann die gesamte Größe der Sendeleistung P_unsched, die zur Übertragung von nicht geplanten Anwendern erforderlich ist, ermittelt und diesen Anwendern zugewiesen werden. Die verbleibende Sendeleistung, P_sched (wobei P_sched = P_tot – P_unsched) kann dann an geplante Anwender basierend auf den unten beschriebenen Techniken zugewiesen werden.
2 ist ein Diagramm, das einen Zeitstrahl zur Zeitplanung und Übertragung von Daten an ein bestimmtes Endgerät darstellt. Zur Zeit t₁ wird ein Hinweis empfangen (z.B. durch den Scheduler), dass Daten vorhanden sind, die an das Endgerät übertragen werden sollen. Zur Zeit t₂ wird die Verbindung für das Endgerät geschätzt. Diese Verbindungsschätzung kann in Antwort auf den Empfang des Hinweises auf bevorstehende Daten für das Endgerät erfolgen. Alternativ kann die Verbindungsschätzung in regelmäßigen Intervallen für das Endgerät erfolgen. Andere Informationen, die zur Planung des Endgeräts für Datenübertragung benötigt werden, werden ebenso bestimmt. Zum Beispiel kann die Größe der Sendeleistung, die zum Zeitpunkt der Datenübertragung (zum Zeitpunkt T₅) erwartet wird, geschätzt oder vorhergesagt werden.
Zur Zeit T₃ wird die Datenübertragung für dieses Endgerät zusammen mit anderen Datenübertragungen für andere Endgeräte geplant. Wenn das Endgerät zum Empfang einer Datenübertragung eingeplant ist, dann wird zum Zeitpunkt T₄ eine Mitteilung an das Endgerät gesendet, um es dem Endgerät zu ermöglichen, sich für die Datenübertragung vorzubereiten. Die Mitteilung kann in Übereinstimmung mit dem jeweiligen implementierten Standard gesandt werden. Zum Beispiel kann die Mitteilung über eine Nachricht bereitgestellt werden, die von der Basisstation an das Endgerät übertragen wird (z.B. eine Supplemental Channel Assignment Message (SCAM) in cdma2000). Zum Zeitpunkt T₅ startet die Datenübertragung an das Endgerät.
Die Zeitplanung kann in jedem „Zeitplanungs"-Intervall durchgeführt werden, und Endgeräte werden typischerweise zur Datenübertragung in einem oder mehreren zukünftigen „Übertragungs"-Intervallen geplant. In einer Ausführungsform sind das Zeitplanungsintervall und das Übertragungsintervall beide in Einheiten eines „Frames" gegeben, der 20 msec für einige CDMA-Systeme betragen kann. Allerdings könnten auch andere Zeitplanungs- und Übertragungsintervalle verwendet werden, und dies liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung. Der Einfachheit halber nimmt die folgende Beschreibung an, dass in jedem Frame sowohl Zeitplanung als auch Datenübertragung durchgeführt werden. In jedem gegebenen Frame wird (1) Zeitplanung ausgeführt und Endgeräte werden zur Datenübertragung in einem oder mehreren zukünftigen Frames geplant, und es werden (2) Daten an Endgeräte übertragen, die zur Datenübertragung in dem derzeitigen Frame geplant sind, basierend auf einem Zeitplan, der in einem früheren Frame festgelegt wurde.
Wie in 2 gezeigt kann jedes Endgerät einem der folgenden zugeordnet sein: (1) einer bestimmten Zeit T₁₃ zwischen dem Zeitpunkt des Hinweises auf Daten und dem Zeitpunkt der Zeitplanung, (2) einer bestimmten Zeit T₂₅ zwischen dem Zeitpunkt der Verbindungsschätzung und dem Zeitpunkt der Datenübertragung, (3) einer bestimmten Zeit T₃₄ zwischen dem Zeitpunkt der Zeitplanung und dem Zeitpunkt der Mitteilung, und (4) einer bestimmten Zeit T₃₅ zwischen dem Zeitpunkt zwischen der Zeitplanung und dem Zeitpunkt der Datenübertragung. Die Zeit T₄₅ zwischen dem Zeitpunkt der Mitteilung und dem Start der Übertragung kann aus den Zeiten T₃₅ und T₃₄ ermittelt werden.
Den Endgeräten, die für Datenübertragung geplant werden, können verschiedenen „Zeitplanungs"-Verzögerungen zugeordnet sein. In einer Ausführungsform ist die Zeitplanungsverzögerung definiert als der Unterschied zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein Endgerät für Datenübertragung geplant ist und dem Zeitpunkt der tatsächlichen Datenübertragung an das Endgerät (d.h. die Zeit T₃₅ in 2). In einer weiteren Ausführungsform ist die Zeitplanungsverzögerung definiert als der Unterschied zwischen dem Zeitpunkt, zu dem Daten für das Endgerät verfügbar sind und dem Zeitpunkt der tatsächlichen Datenübertragung an das Endgerät (d.h. die Zeit T₁₅ in 2). Die Zeitplanungsverzögerung kann auch auf andere Weisen definiert werden, und dies liegt im Bereich der Erfindung.
Die verschiedenen Zeitplanungsverzögerungen zwischen den Endgeräten können aufgrund verschiedener Faktoren entstehen. Erstens können sich einige Endgeräte im Soft Handoff mit mehreren Basisstationen befinden, während andere Endgeräte in Kommunikation mit einer einzelnen Basisstation stehen. Für ein Endgerät im Soft Handoff kann zusätzliche Zeit erforderlich sein, um die zugehörigen Informationen zu sammeln und zu berichten, die zur Zeitplanung des Endgeräts und zum Koordinieren der Datenübertragung an das Endgerät durch die mehreren Basisstationen erforderlich sind. Diese zusätzliche Zeit kann in einer längeren Zeitplanungsverzögerung für das Endgerät im Soft Handoff resultieren. Zweitens können Endgeräte, die sich in einem benachbarten Empfangsbereich oder Netzwerk bewegen, die nicht durch den ursprünglichen BSC und/oder MSC gesteuert werden, auch längere Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet werden. Für diese Endgeräte können zusätzliche Verzögerungen beim Routing (Leiten) der entsprechenden Informationen über den neuen BSC und/oder MSC auftreten. Drittens können Endgeräten, die durch Basisstationen mit verschiedenen Rücktransportverzögerungen unterstützt werden, auch verschiedene Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet sein. Auch andere Faktoren können verschiedene Zeitplanungsverzögerungen zwischen den Endgeräten verursachen. Diese verschiedenen Betriebsszenarien werden im Folgenden mit weiteren Details beschrieben.
Einem Endgerät im Soft Handoff kann eine längere „Berichts"-Verzögerung und eine längere Zeitplanungsverzögerung zugeordnet sein als jene eines Endgerät, das sich nicht im Soft Handoff befindet. Die längere Berichtsverzögerung kann aus der Notwendigkeit entstehen, die zugehörigen Informationen von allen Basisstationen, die das Endgerät unterstützen, an die Einheit oder die Einheiten weiterzuleiten, die die Informationen für die Zeitplanung benötigen. Wenn darüber hinaus die Kommunikation des Endgeräts mit einer Basisstation im Soft Handoff unterbrochen wird, dann können längere Berichtsverzögerungen auftreten, wenn die Informationen von dieser Basisstation durch den Systemcontroller geleitet werden müssen.
Die längere Zeitplanungsverzögerung für das Endgerät im Soft Handoff kann aus der Notwendigkeit resultieren, die Datenübertragungen von mehreren Basisstationen an das Endgerät zu koordinieren. Verschiedene Basisstationen können verschiedene „Lasten" aufweisen, was sich auf verschiedene Faktoren bezieht, die mit der Datenübertragung an die Endgeräte im Empfangsbereich der Basisstation verbunden sind. Ein solcher Faktor kann sich auf die Größe der Sendeleistung beziehen, die zur Erfüllung der Anforderungen der Endgeräte an die Vorwärtsverbindung (d.h. ihre Bits in dem Übertragungspuffer der Basisstation) benötigt werden. Ein weiterer Faktor kann sich auf die Größe des Coderaums zur Kanalisierung (z.B. Walsh-Code) beziehen, die zum Erfüllen der Anforderung des Endgeräts benötigt wird.
Die Last jeder Basisstation ändert sich typischerweise im Laufe der Zeit. Um ein Endgerät zu planen, das sich nicht im Soft Handoff befindet, muss die Last nur einer Basisstation betrachtet werden, was dann die Zeitplanung für dieses Endgerät vereinfacht. Im Gegensatz dazu muss beim Planen eines Endgeräts, das sich im Soft Handoff befindet, die Last aller betroffenen Basisstationen betrachtet werden, was die Zeitplanung für dieses Endgerät verkompliziert. Für Soft Handoff ist eine Koordination zwischen mehreren Basisstationen erforderlich, die das Endgerät unterstützen, das sich im Soft Handoff befindet, so dass die Datenübertragungen von diesen mehreren Basisstationen an das Endgerät ungefähr zur selben Zeit erfolgen. Dies würde es dann dem Endgerät im Soft Handoff ermöglichen, eine „Soft-Kombination” der von den mehreren Basisstationen empfangenen Symbole vor dem Dekodieren durchzuführen, was die Leistung verbessert.
Die längere Zeitplanungsverzögerung für Soft Handoff kann auch aus einer längeren Benachrichtigungsverzögerung resultieren. Der Zeitplan für das Endgerät im Soft Handoff muss an alle betroffenen Basisstationen gesendet werden und es kann nötig sein, eine Benachrichtigung von jeder dieser Basisstationen an das Endgerät zu senden.
Die zusätzliche Komplexität und Verzögerungen, die mit der Zeitplanung eines Endgeräts im Soft Handoff verbunden sind, können mit Bezug auf 1 dargestellt werden. Als ein Beispiel kann die Basisstation 104a bestimmt sein, die Datenübertragung für die Endgeräte 106a und 106b zu planen, wobei das Endgerät 106b sich im Soft Handoff mit den Basisstationen 104a und 104b befindet und wobei sich das Endgerät 106b im Soft Handoff mit den Basisstationen 104a, 104b und 104c befindet. Um das Endgerät 106a zu planen, kann die Basisstation 104a von der Basisstation 104b (1) Informationen in Bezug auf die Verbindungseffizienz des Endgeräts 106a mit Bezug auf die Basisstation 104b, (2) die Last der Basisstation 104b und so weiter benötigen. Ähnlich, um das Endgerät 106b zu planen, kann die Basisstation 104a von jeder der Basisstationen 104b und 104c (1) Informationen in Bezug auf die Verbindungseffizienz des Endgeräts 106b mit Bezug auf jede dieser Basisstationen, (2) die Last der Basisstationen 104b und 104c und so weiter benötigen. Im Gegensatz dazu kann die Basisstation 104a das Endgerät 106c für Datenübertragung planen, ohne irgendwelche zusätzlichen Informationen von diesen anderen Basisstationen zu benötigen.
Für ein drahtloses Kommunikationssystem können die Endgeräte auch verschiedene Zeitplanungsverzögerungen basierend auf ihren Standorten in dem System erfahren. Ein Endgerät, das sich innerhalb des Empfangsbereichs einer Basisstation befindet, kann zur Datenübertragung durch die Basisstation geplant werden und kann deshalb der kürzest möglichen Zeitplanungsverzögerung zugeordnet sein. Ein Endgerät, das sich zwischen den Empfangsbereichen von zwei oder mehr Basisstationen (d.h. im Soft Handoff) befindet, kann durch einen BSC geplant werden, oder seine zusätzlichen Informationen können durch diesen BSC geleitet werden, der Koordination und Steuerung für diese Gruppe von Basisstationen bereitstellt. Eine längere Zeitplanungsverzögerung kann dann daraus resultieren, dass die zugehörigen Informationen und den Zeitplan durch den BSC zu leiten. Ein Endgerät, das sich zwischen den Empfangsbereichen von zwei oder mehr BSCs befindet, kann durch einen MSC geplant werden oder es können seine zugehörigen Informationen durch diesen MSC geleitet werden, der Koordination und Kontrolle für diese Gruppe von BSC liefert. Zusätzliche Zeitplanungsverzögerungen können dann daraus resultieren, dass die zugehörigen Informationen und der Zeitplan durch den BSC und den MSC geleitet werden müssen. Ein Endgerät, das sich zwischen den Empfangsbereichen von zwei oder mehr MSCs befindet, kann durch eine Netzwerkeinheit geplant werden, oder es können seine zugehörigen Informationen durch diese Netzwerkeinheit geleitet werden, die Koordination und Kontrolle für diese Gruppe von MSC liefert, was zusätzlich die Verzögerung erhöhen würde. Deshalb kann die Zeitplanungsverzögerung eines gegebenen Endgeräts sich mit einer größeren Anzahl von Netzwerkelementen erhöhen, die zum Weiterleiten der Informationen und/oder des Zeitplans für das Endgerät benötigt werden.
Die Zeitplanung für Endgeräte zur Datenübertragung kann unter Verwendung von verschiedenen Typen von Schemata durchgeführt werden, wie z.B. einem verteilten Zeitplanungsschema, einem zentralisierten Zeitplanungsschema und einem hybriden Zeitplanungsschema. Andere Typen von Zeitplanungsschemata können auch verwendet werden, und dies liegt im Bereich der Erfindung.
Für ein verteiltes Zeitplanungsschema umfasst jede Basisstation einen separaten Scheduler, der die Endgeräte innerhalb seines Empfangsbereichs für Datenübertragung plant. Für dieses Schema ist eine Koordination zwischen den mehreren Basisstationen erforderlich, die das Endgerät im Soft Handoff unterstützen, so dass die Datenübertragungen von diesen mehreren Basisstationen an dieses Endgerät ungefähr zur selben Zeit erfolgen, so dass die empfangenen Symbole von diesen Basisstationen vor dem Dekodieren Soft-kombiniert werden können.
Für ein zentralisiertes Zeitplanungsschema plant ein Masterscheduler die Endgeräte innerhalb des Empfangsbereichs der mehreren Basisstationen für Datenübertragung. Dieser Masterscheduler kann sich im Systemcontroller 102 (z.B. einem BSC oder MSC), in einer der Basisstationen 104 oder in anderen Netzwerkelementen befinden. Für dieses Schema werden alle zugehörigen Informationen, die zur Zeitplanung der Endgeräte benötigt werden, an den Master Scheduler bereitgestellt, der dann die Endgeräte plant und einen Zeitplan für jede Basisstation bereitstellt.
In einem hybriden Zeitplanungsschema plant ein Masterscheduler die Endgeräte für eine Gruppe von Basisstationen, und ein separater Scheduler kann auch für jede Basisstation verwendet werden. Zum Beispiel kann der Masterscheduler dazu bestimmt sein, alle Endgeräte im Soft Handoff zu planen, und der separate Scheduler in jeder Basisstation kann dazu bestimmt sein, Endgeräte zu planen, die sich nicht im Soft Handoff befinden.
Für alle Zeitplanungsschemata kann ein Scheduler verschiedene Typen von Informationen anfordern, um die Zeitplanung effektiv durchzuführen. Die angeforderten Informationen über jede Basisstation können z.B. die Last der Basisstation, die gesamte Sendeleistung P_sched, die für den Gebrauch von Datenübertragungen an geplante Endgeräte verfügbar ist, die Verbindungseffizienz von jedem zu planenden Endgerät, die Menge der an jedes Endgerät zu übertragenden Daten usw. umfassen. Einige der Informationen können durch die Basisstation oder andere Netzwerkeinheiten bereitgestellt werden, und einige der Informationen können durch die zu planenden Endgeräte bereitgestellt werden. Die Informationen ändern sich typischerweise im Laufe der Zeit, und die Zeitplanung kann auf eine solche Weise erfolgen, dass sie solche Änderungen berücksichtigt.
Jedes zu planende Endgerät kann Rückkopplungsinformationen an alle Basisstationen liefern, mit denen es in Kommunikation steht. Diese Rückkopplungsinformationen können dann verwendet werden, um die Datenübertragung an das Endgerät zu planen. Die Rückkopplungsinformationen können z.B. die Signalqualität des empfangenen Signals bei dem Endgerät, die maximale Datenrate, die das Endgerät unterstützen kann, Bestätigung (Acknowledgement, ACK) und/oder Nicht-bestätigung (Negative Acknowledgement, NACK) für vorher übermittelte Datenpakete, andere Informationen oder jede Kombination davon umfassen. Die empfangene Signalqualität kann z.B. durch ein Energy-per-Bit-to-Total-Noise-and-Interference-Ratio (E_b/I_o) des dem Endgerät zugewiesenen Verkehrskanals oder ein Energy-per-Pilot-Chip-to-Total-Received-Power-Density-Ratio (E_cp/I_o) des Pilotkanals oder beide quantifiziert werden. Die maximale unterstützbare Datenrate kann bestimmt werden, indem der E_b/I_o der Piloten geschätzt wird, die durch die Basisstationen gesendet werden, oder durch jede andere Technik.
Für ein verteiltes Zeitplanungsschema empfängt jede Basisstation die Rückkopplungsinformationen von den Endgeräten sowie andere zugehörige Informationen von anderen Basisstationen für die Endgeräte (einschließlich denen im Soft Handoff). Jede Basisstation plant dann die Datenübertragung für die Endgeräte innerhalb seines Empfangsbereichs basierend auf den empfangenen Informationen. In einem zentralisierten Zeitplanungsschema kann jede Basisstation die Rückkopplungsinformationen und andere zugehörige Informationen an den Masterscheduler weiterleiten, der dann diese Informationen zur Zeitplanung für Datenübertragung an die Endgeräte verwendet.
Die Zeitplanung der Datenübertragung an die Endgeräte kann basierend auf verschiedenen Faktoren erfolgen. Einige dieser Faktoren werden unten beschrieben. Andere Faktoren können auch in Betracht gezogen werden, und dies liegt innerhalb des Bereichs der Erfindung.
Verbindungseffizienz
Verbindungseffizienz gibt die Größe der Sendeleistung an, die zum Übertragen von Daten an ein gegebenes Endgerät erforderlich ist und kann in Einheiten von Watt pro Bit pro Sekunde (W/bps) gegeben sein. Jedes Endgerät erfordert ein bestimmtes E_b/I_o für sein empfangenes Signal, um ein bestimmtes Zielniveau von Leistung zu erreichen. Diese angestrebte E_b/I_o wird oft als der Setpoint bezeichnet, und das Zielniveau der Leistung kann durch eine bestimmte Frame-Fehlerrate (FER) oder Paketfehlerrate (PER) quantifiziert werden. Jedem Endgerät ist auch ein bestimmter Ausbreitungspfadverlust zugeordnet und würde eine bestimmte Größe von Sendeleistung pro bps (die als P_b bezeichnet wird) erfordern, um den angestrebten E_b/I_o zu erzielen.
Die Verbindungseffizienz eines gegebenen Endgeräts kann als die totale Sendeleistung pro bps, P_b, bestimmt werden, von der erwartet wird, dass sie für eine zuverlässige Datenübertragung unerlässlich ist. Für ein Endgerät, das sich in Kommunikation mit einer einzigen Basisstation befindet, ist P_b die Größe der Sendeleistung, die von dieser einzigen Basisstation für eine zuverlässige Datenübertragung erforderlich ist. Und für ein Endgerät im Soft Handoff mit mehreren Basisstationen ist P_b die Summe der Sendeleistungen pro bps, die von den individuellen Basisstationen erforderlich ist, die das Endgerät im Soft Handoff unterstützen, und kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei P_b ⁱ die Sendeleistung pro bps ist, die von der Basisstation i erforderlich ist und wobei N_b die Anzahl der Basisstationen ist, mit denen sich das Endgerät im Soft Handoff befindet.
Die Verbindungseffizienz eines gegebenen Endgeräts kann durch verschiedene Mittel bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird die Verbindungseffizienz basierend auf Power Control Bits bestimmt, die auf der Vorwärtsverbindung an die Endgeräte gesendet werden. In vielen CDMA-Systemen wird die Sendeleistung von jedem Endgerät durch einen Reverse Power Control Mechanismus gesteuert, so dass der Setpoint von der Basisstation erreicht wird und gleichzeitig die Größe der Interferenz mit anderen Endgeräten minimiert wird. Die Power Control Bits der Vorwärtsverbindung werden verwendet, um den Reverse Power Control Mechanismus zu implementieren und werden mit einem Leistungsniveau gesendet, das so geschätzt wird, um eine zuverlässige Erkennung bei dem Endgerät sicherzustellen. Die Bestimmung der Verbindungseffizienz basierend auf Power Control Bits wird mit weiteren Details beschrieben in der US-Patentanmeldung 09/239,451 mit dem Titel „Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMA Communication System", eingereicht am 28. Januar 1999, veröffentlicht mit der Nr. US 6,788,685 am 07/09/2004, und die dem Inhaber der vorliegenden Anmeldung zugewiesen ist. Die Verbindungseffizienz kann auch basierend auf Verkehrsdaten bestimmt werden, die an die Endgeräte gesendet werden.
Quality of Service (QoS)
Quality of Service bezieht sich auf die Dienstqualität, die ein gegebenes Endgerät erfährt. QoS kann durch verschiedene Parameter quantifiziert werden, wie etwa (1) die gesamte Verzögerung, die das Endgerät für eine Datenübertragung erfährt wird, (2) den durchschnittlichen oder Originaldurchsatz, der für das Endgerät erzielt wird, (3) die tatsächliche Fehlerrate für Frames für Datenübertragung usw. quantifiziert werden.
Andere Faktoren
Bei der Zeitplanung von Endgeräten für Datenübertragung können auch andere Faktoren berücksichtigt werden. Ein solcher Faktor kann sich auf den Typ von Service beziehen, der den Endgeräten bereitgestellt wird. Verschiedene Typen von Service können mit verschiedenen Umsätzen oder Gewinnen verbunden sein, und Endgeräte, die mit höheren Gewinnen/Einnahmen verbunden sind, können vor Endgeräten berücksichtigt werden, die mit niedrigeren Gewinnen/Einnahmen verbunden sind. Ein weiterer Faktor kann sich auf den Datentyp beziehen, der an die Endgeräte gesendet werden soll. Verzögerungssensitiven Daten kann eine höhere Priorität bei der Zeitplanung gegeben werden, und verzögerungsinsensitiven Daten kann eine niedrigere Priorität gegeben werden. Erneut gesendeten Daten aufgrund von Dekodierfehlern in einer früheren Übertragung kann auch eine höhere Priorität gegeben werden, da andere Prozesse auf die erneut gesendeten Daten in dem Endgerät warten können. Andere Faktoren können auch berücksichtigt werden, und dies liegt im Bereich der Erfindung.
Jede Kombination dieser Faktoren, die oben beschrieben wurden, können bei der Zeitplanung von Endgeräten für Datenübertragung berücksichtigt werden. Zum Beispiel kann jeder Faktor mit einem jeweiligen Gewicht gewichtet werden und die gewichteten Werte aller Faktoren können kombiniert werden, um eine Bewertung für jedes Endgerät zu liefern. Die Bewertungen können dann verwendet werden, um die Endgeräte zu priorisieren, und die Zeitplanung kann basierend auf den Prioritäten der Endgeräte durchgeführt werden.
In einer spezifischen Implementierung geht die Bewertung Φ_i(n) für das Endgerät i bei Frame n den linearen durchschnittlichen Durchsatz an, der über N_P frühere Frames erzielt wurde, und kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei r_i(n) die „erzielte" Datenrate (in Einheiten von Bits/Frame) für das Endgerät i bei Frame n ist. Typischerweise wird r_i(N) durch eine bestimmte maximale erzielbare Datenrate, r_max, und eine bestimmte minimale Datenrate (z.B. 0) begrenzt.
In einer weiteren spezifischen Implementierung gibt die Bewertung Φ_i(n) für das Endgerät i bei Frame n den exponentiellen durchschnittlichen Durchsatz an, der in einem bestimmten Zeitintervall erzielt wurde, und kann wie folgt ausgedrückt werden ϕi(n) = (1 – α)·ϕi(n – 1) + α·ri(n)/rmax Gl. 3wobei α eine Zeitkonstante für das exponentielle Durchschnittsbilden ist und wobei ein größerer Wert für α einem kleineren Zeitintervall für Durchschnittsbildung entspricht.
In noch einer weiteren spezifischen Implementierung gibt die Bewertung Φ_i(n) für das Endgerät i bei Frame n eine normalisierte Datenrate an und kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei Tp_i(n) der durchschnittliche oder der letzte Durchsatz für das Endgerät i bei Frame n und K ein Gewichtsfaktor ist.
Für die Bewertungen, die unter Verwendung der Gleichungen (2) und (3) berechnet wurden, kann einem Endgerät eine höhere Priorität gegeben werden, das eine niedrigere Bewertung hat, was einem niedrigeren durchschnittlichen Durchsatz entspricht. Und für die Bewertungen die unter Verwendung der Gleichung (4) berechnet wurden, kann einem Endgerät mit einer höheren Bewertung eine höhere Priorität gegeben werden, was einem niedrigeren durchschnittlichen oder kürzlichen Durchsatz entspricht.
Wenn die Zeitplanungsverzögerungen für alle Endgeräte, die zur Datenübertragung geplant werden, gleich sind, dann können die Endgeräte basierend auf jeder Kombination der oben beschriebenen Faktoren geplant werden. In jedem Frame wird die zugehörige Information, die zum Planen des Endgeräts benötigt wird, durch den Scheduler empfangen. Die Bewertung und/oder Prioritäten der Endgeräte können dann bestimmt werden, und die Endgeräte können basierend auf ihren Bewertungen und/oder Prioritäten geplant werden. Eine Benachrichtigung wird dann an jedes geplante Endgerät gesendet, wie in 2 gezeigt. Die Datenübertragung an diese geplanten Endgeräte geschieht danach zu den bestimmten Zeiten.
Die Zeitplanung von Endgeräten zur Datenübertragung ist mit weiteren Details in der US-Patentanmeldung 09/528,235 beschrieben, veröffentlicht am 01/02/2005 mit der Nummer US 6,850,506 , mit dem Titel „Forward-Link Scheduling in a Wireless Communication System", eingereicht am 17. März 2000, und dem US-Patent Nr. 6,335,922 mit dem Titel „Method and Apparatus for Forward Link Scheduling", veröffentlicht am 1. Januar 2002, beide dem Inhaber der vorliegenden Anmeldung zugewiesen.
Wenn die Zeitplanungsverzögerungen nicht für alle Endgeräte, die für Datenübertragung geplant werden sollen, gleich sind, dann können die Endgeräte basierend auf verschiedenen Zeitplanungsschemata geplant werden, von denen einige im Folgenden beschrieben werden.
In einem ersten Zeitplanungsschema für Endgeräte mit ungleichen Zeitplanungsverzögerungen werden die Endgeräte basierend auf der längsten Zeitplanungsverzögerung unter den Verzögerungen aller zu planenden Endgeräte geplant. Bei jedem Frame empfängt der Scheduler vollständige Informationen für die Endgerä te, die zur Planung für Datenübertragung bereit sind. Wie oben beschrieben können verschiedenen Endgeräten verschiedene Berichtsverzögerungen zugeordnet sein. In diesem Fall kann jedes Endgerät zur Zeitplanung berücksichtigt werden, wenn die zugehörigen Informationen durch den Scheduler für das Endgerät erhalten wurden.
3 ist ein Diagramm, das die Zeitplanung von Endgeräten für Datenübertragung basierend auf der längsten Zeitplanungsverzögerung darstellt. In diesem Beispiel sollen vier Endgeräte A, B, C und D für Datenübertragung geplant werden. Diese Endgeräte können den Endgeräten 106a, 106b, 106d und 106e in 1 entsprechen. Endgeräte A und B sind im Soft Handoff, und ihnen sind längere Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet, und Endgeräte C und D sind nicht im Soft Handoff, und ihnen sind kürzere Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet. In diesem Beispiel wird die zugehörige Information für die Endgeräte A, B, C und D in Frame n erhalten. In demselben Frame n ist es möglich, die Endgeräte C und D für Datenübertragung in Frame n + 1 aufgrund ihrer kürzeren Zeitplanungsverzögerungen zu planen, aber die Endgeräte A und B müssen für Datenübertragungen in Frame n + 2 aufgrund ihrer längeren Zeitplanungsverzögerungen geplant werden kann. Allerdings werden im ersten Zeitplanungsschema alle vier Endgeräte A, B, C und D in Frame n geplant für Datenübertragung in Frame n + 2, entsprechend der längsten Zeitplanungsverzögerung für alle vier Endgeräte.
Im Allgemeinen kann der Scheduler die maximale Zeitplanungsverzögerung, D_max, für alle zu planenden Endgeräte bestimmen. Bei Frame n kann der Scheduler dann diese Endgeräte für Datenübertragung bei Frame n + D_max planen, unter Verwendung von irgendeinem der Zeitplanungschemata, die zur Zeitplanung von Endgeräten mit gleichen Zeitplanungsverzögerungen verwendet werden können.
Die Zeitplanung für Datenübertragung an eine Menge von Endgeräten hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie etwa (1) der gesamten Sendeleistung, P_sched, die zur Datenübertragung verfügbar ist und (2) der Verbindungseffizienz, P_b, für jedes Endgerät. Bei Frame n kann dem Scheduler eine Schätzung der gesamten Sendeleistung P ^_sched(n + D_max) mitgeteilt werden, deren Verfügbarkeit bei Frame n + D_max erwartet wird, wenn die Datenübertragung beginnen soll. Die gesamte verfügbare Sendeleistung, deren Verfügbarkeit in einem zukünftigen Frame erwartet wird, kann geschätzt (oder vorhergesagt) werden, basierend auf Informationen, die zum Zeitpunkt der Zeitplanung verfügbar sind. Dem Scheduler wird auch eine Schätzung der Verbindungseffizienz P ^_b,i(n – D_i) mitgeteilt, die in Frame n – D_i für jedes zu planende Endgerät gemacht wurde. Die Verbindungseffizienz für jedes Endgerät wird daher D_i Frames vor dem aktuellen Frame n geschätzt, wobei D_i Null oder ein anderer positiver Wert sein kann, in Abhängigkeit von der Berichtsverzögerung. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Schätzungen der gesamten verfügbaren Sendeleistung, P ^_sched(n + D_max) und der Verbindungseffizienz, P ^_b,i(n – D_i) ungenau sind, steigt mit wachsender Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Schätzungen gemacht werden und dem Zeitpunkt, in dem sie verwendet werden.
Die gesamte Sendeleistung, die für die geplanten Endgeräte zur Verfügung steht, und die Verbindungseffizienz von jedem Endgerät können zu einem bestimmten Zeitpunkt (z. B. zu dem Zeitpunkt, in dem die Datenübertragungen geplant werden) für einen bestimmten zukünftigen Zeitpunkt (z. B. dem Frame, wenn die Datenübertragung beginnen soll) geschätzt (oder vorhergesagt) werden. Allerdings kann sich der Zustand der Verbindung zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Schätzungen gemacht werden, und dem Zeitpunkt, in dem die Schätzungen tatsächlich verwendet werden, verändern. Wenn sich die Verbindung verändert, können diese Schätzungen zu dem Zeitpunkt, in dem sie tatsächlich verwendet werden, nicht genau sein. Wenn die gesamte Sendeleistung, die für die geplanten Endgeräte zur Verfügung steht, viel kleiner als die geschätzte ist und/oder die geschätzte Verbindungseffizienz zu optimistisch ist, dann können übermäßige Framefehler auftreten, die dann die Leistung verschlechtern würden. Im anderen Falle, wenn die gesamte verfügbare Sendeleistung viel höher als die geschätzte ist und/oder die geschätzte Verbindungseffizienz zu pessimistisch ist, dann können wertvolle Systemressourcen zu wenig genutzt werden.
Im ersten Zeitplanungsschema kann ein größerer Spielraum (z. B. ein größerer Back-off(Reserve)) bei der Zeitplanung der Endgeräte zur Datenübertragung verwendet werden, um die höhere Wahrscheinlichkeit von ungenauen Schätzungen zu berücksichtigen, da die Zeitplanung auf der längsten Zeitplanungsverzögerung basiert.
In einem zweiten Zeitplanungsschema für Endgeräte mit ungleichen Zeitplanungsverzögerungen werden den Endgeräten Prioritäten zugewiesen, die auf ihren Zeitplanungsverzögerungen und/oder einigen weiteren Faktoren (z. B. Soft-Handoff) basieren. In jedem Frame erhält der Scheduler in einem bestimmten zukünftigen Frame vollständige Informationen für die Endgeräte, die zur Planung für Datenübertragung bereit sind. Diesen Endgeräten können verschiedene Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet werden. In dem zweiten Schema sind den Endgeräten mit längeren Zeitplanungsverzögerungen höhere Prioritäten zugeordnet und den Endgeräten mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen sind niedrigere Prioritäten zugeordnet. Die Endgeräte werden dann für Datenübertragung geplant, in dem ihre Prioritäten berücksichtigt werden. Die Endgeräte mit denselben Zeitplanungsverzögerungen können basierend auf den Überlegungen geplant werden, die oben für die Zeitplanung von Endgeräten mit denselben Zeitplanungsverzögerungen beschrieben wurden.
In dem zweiten Zeitplanungsschema und unter Verwendung des in 3 gezeigten Beispiels werden alle vier Endgeräte A, B, C und D bei Frame n für Datenübertragung in einem zukünftigen Frame n + 2 geplant. Für die Zeitplanung werden den Endgeräten A und B höhere Prioritäten zugewiesen, da sie sich im Soft-Handoff befinden und ihnen größere Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet sind, und den Endgeräten C und D sind niedrigere Prioritäten zugewiesen, da sie sich nicht im Soft-Handoff befinden. Deshalb wird den Endgeräten A und B ein größerer Teil der Ressourcen zugewiesen (z. B. Sendeleistung und Code-Raum für Kanalisierung), die in Frame n + 2 verfügbar sind. Diese Endgeräte würden dann über jede Datenübertragung benachrichtigt, die für sie in Frame n + 2 geplant ist. Zu dem Zeitpunkt, in dem der Scheduler diese Endgeräte für Datenübertragung in Frame n + 2 betrachtet, ist es wahrscheinlich, dass ein Teil oder die gesamten Ressourcen bereits den Endgeräten A und B zugewiesen sind, da die Prioritäten der Endgeräte C und D niedriger sind. Allerdings können den Endgeräten C und D noch alle verbleibenden verfügbaren Ressourcen zugewiesen werden.
4 ist ein Diagramm, welches die Zeitplanung von Endgeräten für Datenübertragung basierend auf ihren Zeitplanungsverzögerungen zeigt. In dem in 4 gezeigten Beispiel erhält der Scheduler die zugehörigen Informationen für die Endgeräte A, B, C und D in Frame n. Ähnlich zu dem Beispiel von 3, sind den Endgeräten A und B größere Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet und den Endgeräten C und D sind kürzere Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet. Die Endgeräte A und B können für Datenübertragung bei Frame n + 2 geplant werden, und die Endgeräte C und D können für Datenübertragung bei Frame n + 1 geplant werden. Aufgrund ihrer größeren Zeitplanungsverzögerungen kann den Endgeräten A und B eine höhere Priorität gegeben werden, wenn die Datenübertragung für Frame n + 2 geplant wird. Und aufgrund der kürzeren Zeitplanungsverzögerungen kann den Endgeräten C und D eine niedrigere Priorität gegeben werden, wenn die Datenübertragung für Frame n + 1 geplant wird. Tatsächlich kann ein Teil der gesamten Sendeleistung P ^_sched(n + 1), deren Verfügbarkeit bei Frame n + 1 erwartet wird, durch den Scheduler bereits an Endgeräte mit längeren Zeitplanungsverzögerungen zugewiesen sein, wenn er die Zeitplanung in dem früheren Frame n – 1 durchführt.
Im Allgemeinen plant das zweite Zeitplanungsschema Endgeräte mit größeren Zeitplanungsverzögerungen vor Endgeräten mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen. Allerdings kann einem Endgerät mit einer kürzeren Zeitplanungsverzögerung eine höhere Priorität als einem mit einer längeren Zeitplanungsverzögerung zugewiesen werden, und zwar aufgrund anderer Überlegungen (z. B. höheren Gewinnen). Das zweite Zeitplanungsschema versucht so viele Endgeräte wie möglich für Datenübertragung zu dem frühesten möglichen Zeitpunkt zu planen, außer bestimmten Ausnahmen, was die Systemleistung verbessert.
In einem dritten Zeitplanungsschema für Endgeräte mit ungleichen Zeitplanungsverzögerungen wird ein bestimmter Prozentsatz der verfügbaren Systemkapazität jeder Klasse von Endgeräten, die dieselben Zeitplanungsverzögerungen aufweisen, zugewiesen. Die Systemkapazität kann mittels der gesamten Sendeleistung, P_sched, die für die geplanten Endgeräte verfügbar ist, quantifiziert werden. Der spezifische Prozentsatz der Systemkapazität, der jeder Klasse von Endgeräten zugewiesen werden soll, kann basierend auf verschiedenen Faktoren ermittelt werden.
In einer Ausführungsform wird der Prozentsatz der verfügbaren Systemkapazität, der jeder Klasse zugewiesen werden soll, basierend auf (z. B. proportional zu) den Verbindungseffizienzen der Endgeräte in der Klasse bestimmt. Die Verbindungseffizienzen können weiterhin gewichtet werden, basierend auf verschiedenen Faktoren, wie etwa, z. B., der Übertragungskapazität der Basisstation (elektrische Leistung), der gesamten Datenmenge, die an die Endgeräte in jeder Klasse gesendet werden sollen, dem Durchsatz der Endgeräte, dem Gewinn, der jedem Datenbit zugeordnet ist, das an die geplanten Endgeräte gesendet werden soll, usw. In einer weiteren Ausführungsform wird die verfügbare Systemkapazität an die Klassen basierend auf jeder Kombination der Faktoren wie etwa den oben aufgeführten zugewiesen. Die Zuweisung der Systemkapazität kann unabhängig durch (und für) jede Basisstation in einem verteilten Zeitplanungsschema durchgeführt werden, oder sie kann durch den Master Scheduler in einem zentralisierten Zeitplanungsschema durchgeführt werden.
5 ist ein Diagramm, das die Zuweisung der gesamten verfügbaren Sendeleistung an zwei verschiedene Klassen von Endgeräten zeigt. In diesem Beispiel umfasst eine Klasse X Endgeräte mit größeren Zeitplanungsverzögerungen (z. B. die Endgeräte A und B in dem obigen Beispiel), und die Klasse Y umfasst Endgeräte mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen (z. B. die Endgeräte C und D in dem obigen Beispiel). In jedem Frame erhält der Scheduler die zugehörigen Informationen für die Endgeräte, die in diesem Frame geplant werden sollen. Der Scheduler kategorisiert dann die Endgeräte in geeignete Klassen, basierend auf ihren Zeitplanungsverzögerungen. Der Scheduler kann weiterhin andere Parameter ermitteln, die für die Zeitplanung der Endgeräte erforderlich sind, z. B. die prozentuale Zuweisung der gesamten verfügbaren Sendeleistung an die Klassen. Der Scheduler plant dann die Endgeräte in Klasse X basierend auf der Sendeleistung P_X, die der Klasse X zugewiesen ist. Und ähnlich plant er die Endgeräte in der Klasse Y basierend auf der Sendeleistung P_Y, die der Klasse Y zugewiesen ist. Die Zeitplanung für jede Klasse der Endgeräte kann auf eine ähnliche Weise durchgeführt werden, wie sie oben für Endgeräte mit gleichen Zeitplanungsverzögerungen beschrieben wurde.
Wie oben bemerkt, führen längere Berichts- und/oder Zeitplanungsverzögerungen typischerweise zu verringerter Genauigkeit in der geschätzten gesamten verfügbaren Sendeleistung und den Verbindungseffizienzen. In einer Ausführungsform können verschiedene Größen des Spielraums (d. h. verschiedene Größen des Back-off) für verschiedene Klassen von Endgeräten verwendet werden. Insbesondere kann ein größerer Spielraum für die Klasse X, der eine größere Zeitplanungsverzögerung zugewiesen ist, verwendet werden, und ein kleinerer Spielraum kann für die Klasse Y, der eine kürzere Zeitplanungsverzögerung zugeordnet ist, verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform können Endgeräte mit längeren Zeitplanungsverzögerungen konservativer geplant werden als Endgeräte mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen. Zum Beispiel können Endgeräte mit längeren Zeitplanungsverzögerungen mit einer niedrigeren Datenrate gestartet werden.
Die Sendeleistung, die jeder Klasse zugeordnet ist, kann auch dynamisch angepasst werden, um Änderungen in den Betriebsbedingungen zu berücksichtigen.
Zum Beispiel kann der Prozentsatz der Zuweisung basierend auf der Verwendung durch jede Klasse, den Änderungen in der Verbindungseffizienz usw. angepasst werden.
Die Sendeleistung, die einer gegebenen Klasse zugewiesen ist, kann unter bestimmten Umständen auch erneut zugewiesen und durch eine andere Klasse verwendet werden. In einer Ausführungsform kann ungenutzte Sendeleistung für eine Klasse, der eine größere Zeitplanungsverzögerung zugeordnet ist, durch eine andere Klasse verwendet werden, der eine kürzere Zeitplanungsverzögerung zugeordnet ist. Zum Beispiel können bei Frame n die Endgeräte in Klasse X für Datenübertragung in Frame n + 2 geplant werden. Wenn bei Frame n festgestellt wird, dass die Sendeleistung, die der Klasse X in Frame n + 1 zugewiesen ist (durch den Scheduler bei Frame n – 1), nicht vollständig durch die Datenübertragung an die geplanten Endgeräte in dieser Klasse verbraucht wird, dann kann jede verbleibende ungenutzte Sendeleistung für Klasse X für Frame n + 1 für Datenübertragung an die Endgeräte in Klasse Y verwendet werden. Dies ist möglich, da die Endgeräte in Klasse Y kürzere Zeitplanungsverzögerungen haben und rechtzeitig über Datenübertragung in Frame n + 1 unterrichtet werden können.
In einem vierten Zeitplanungsschema für Endgeräte mit ungleichen Zeitplanungsverzögerungen werden Endgeräte anfangs für Datenübertragung so geplant, als wenn sie gleiche Zeitplanungsverzögerungen hätten. Der Zeitplan für jedes Endgerät wird dann nach seiner Zeitplanungsverzögerung angewandt.
6 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 600 für Zeitplanung von Datenübertragung für Endgeräte in Übereinstimmung mit dem vierten Zeitplanungsschema. Bei jedem Frame erhält der Scheduler vollständige Informationen für die Endgeräte, die bereit sind, für Datenübertragung geplant zu werden (Schritt 612). Diesen Endgeräten können verschiedene Zeitplanungsverzögerungen zugeordnet sein. In dem vierten Schema kann jedem zu planenden Endgerät anfangs eine bestimmte Priorität zugewiesen sein, die auf verschiedenen Faktoren wie etwa Verbindungseffizienz, Durchsatz, Gewinnüberlegungen usw. oder jeder Kombination davon basiert (Schritt 614). Zum Beispiel kann einen Endgerät mit höherer Verbindungseffizienz, einem niedrigeren kürzlichen Durchsatz, einem höheren Gewinn usw. eine höhere Priorität zugewiesen werden.
Die Endgeräte werden dann für Datenübertragung geplant, indem ihre Prioritäten berücksichtigt werden (Schritt 616). In diesem Schema werden die Endgeräte geplant, indem ihre Zeitplanungsverzögerungen berücksichtigt werden oder nicht, und sie können für eine hypothetische Datenübertragung in dem nächsten Frame geplant werden, oder zu der kürzesten Zeitplanungsverzögerung unter allen Verzögerungen der zu planenden Endgeräte oder zu irgendeiner anderen bestimmten Zeit. Die gesamte Sendeleistung P_sched, deren Verfügbarkeit zu dieser hypothetischen Übertragungszeit erwartet wird, wird bei der Zeitplanung der Endgeräte verwendet.
Das Ergebnis der Zeitplanung ist ein Zeitplan für die Datenübertragung für jedes Endgerät (z.B. die Datenrate und Sendeleistung, die für das geplante Endgerät verwendet werden soll). Danach wird der individuelle Zeitplan für jedes Endgerät nach seiner Zeitplanungsverzögerung angewandt (Schritt 618). Deshalb wird der Zeitplan für ein Endgerät mit einer kürzeren Zeitplanungsverzögerung vor dem Zeitplan für ein Endgerät mit einer größeren Zeitplanungsverzögerung angewandt.
Da die Zeitpläne der einzelnen Endgeräte aufgrund der verschiedenen Zeitplanungsverzögerungen zu verschiedenen Zeitpunkten angewandt werden können, kann für jeden gegebenen Frame die gesamte verfügbare Sendeleistung, P_sched(n), für diesen Frame unzureichend sein, um alle Datenübertragungen zu unterstützen, die für diesen Frame geplant wurden. Wenn dies eintritt, dann kann der Zeitplan für den Frame entsprechend modifiziert werden (Schritt 620). Zum Beispiel kann die gesamte verfügbare Sendeleistung für einen gegebenen Frame zuerst an Endgeräte zugewiesen werden, die größere Zeitplanungsverzögerungen aufweisen (oder höhere Prioritäten), und die verbleibende Sendeleistung kann dann an End geräte mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen (oder niedrigeren Prioritäten) zugewiesen werden. Endgeräte, die aus ihren geplanten Frames „gestoßen" werden, können für Datenübertragung in dem nächsten Frame in Betracht gezogen werden (z.B. durch Erhöhen ihrer Prioritäten). Diese Flexibilität, Endgeräte mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen in dem folgenden (oder bevorstehenden) Frame erneut zu planen, kann aufgrund ihrer kürzeren Benachrichtigungszeit möglich sein. In jedem Frame werden Daten an jedes Endgerät gesendet, das für Datenübertragung in diesem Frame geplant ist (Schritt 622).
Um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass Endgeräte aus ihren geplanten Frames gestoßen werden, kann ein höherer Spielraum verwendet werden, wenn Endgeräte mit größeren Zeitplanungsverzögerungen geplant werden. Zum Beispiel können die erwarteten Verbindungseffizienzen von Endgeräten mit größeren Zeitplanungsverzögerungen durch eine höheren Spielraum vergrößert werden als derjenige, der für Endgeräte mit kürzeren Zeitplanungsverzögerungen verwendet wird.
Die hier beschriebenen Techniken können verwendet werden, um Endgeräte mit verschiedenen Zeitplanungsverzögerungen aufgrund verschiedener Faktoren zu planen. Darüber hinaus kann die Zeitplanungsverzögerung auf verschiedene Arten definiert werden, wie oben beschrieben.
7 ist ein Blockdiagramm einer spezifischen Ausführungsform von verschiedenen Netzwerkelementen in dem Kommunikationssystem 100. Das System 100 umfasst einen Systemcontroller 102, der mit einer Anzahl von Basisstationen 104 kommuniziert (der Einfachheit halber ist in 7 nur eine Basisstation gezeigt). Der Systemcontroller 102 ist weiterhin an ein Public Switch Telephone Network (PSTN) 112 (z.B. für Sprachdienste) und einen Packet Data Serving Node (PDSN) 114 (z.B. für Paketdatendienste) gekoppelt. Der Systemcontroller 102 koordiniert die Kommunikation zwischen den Endgeräten in dem drahtlosen Kommunikationssystem und der Basisstation 104, dem PSTN 112 und dem PDSN 114.
In der in 7 gezeigten Ausführungsform umfasst der Systemcontroller 102 einen Call Control Processor 712, eine Anzahl von Selektorelementen 714 (nur ein Selektorelement ist der Einfachheit halber in 7 gezeigt), und einen Scheduler 716. Der Call Control Processor 712 steuert die Verarbeitung eines Anrufs (Call) für jedes Endgerät. Ein Selektorelement 714 ist der Steuerung der Kommunikation zwischen jedem Endgerät und einer oder mehreren Basisstationen zugewiesen. Der Scheduler 716 ist mit allen Selektorelementen 714 innerhalb des Systemcontrollers 102 verbunden und plant Datenübertragungen für Paketdatenanwender.
In dem in 7 gezeigten Aufbau umfasst die Basisstation 104 eine Anzahl von Kanalelementen 722a–722n. Ein Kanalelement 722 ist der Verarbeitung der Kommunikation für jedes Endgerät zugewiesen und ist mit dem zugeordneten Selektorelement 714 verbunden, das auch dem Endgerät zugewiesen ist. Jedes Selektorelement 714 erhält von dem Scheduler 716 den Zeitplan für das zugeordnete Endgerät (z.B. die Datenrate, Sendeleistung und Sendezeit) und leitet den Zeitplan an das zugeordnete Kanalelement 722 weiter. Das Kanalelement 722 empfängt, kodiert und moduliert Daten für das zugewiesene Endgerät, basierend auf dem erhaltenen Zeitplan. Das modulierte Signal wird hochgewandelt (upconverted) und durch einen Sender (TMTR) 724 aufbereitet, durch einen Duplexer 726 geleitet und über eine Antenne 728 über die Vorwärtsverbindung gesendet.
Bei dem Empfangsgerät 106 wird das Vorwärtsverbindungssignal von einer Antenne 750 empfangen und durch eine Front-End-Einheit 752 geleitet. Die Front-End-Einheit 752 filtert, verstärkt, wandelt herunter (downconverts) und digitalisiert das empfangene Signal, um Datenwerte bereitzustellen. Die Datenwerte werden dann durch einen Demodulator (demod) 754 demoduliert, durch einen Decoder 756 dekodiert und einer Datensenke 758 bereitgestellt. Die Demodulation und die Dekodierung werden in einer komplementären Weise zu der Modulation und Kodierung in der Basisstation durchgeführt.
Datenübertragung auf der Rückwärtsverbindung geschieht auf eine ähnliche Weise. Daten werden von einer Datenquelle 760 innerhalb des Endgeräts 106 bereitgestellt, durch einen Encoder 762 kodiert und durch einen Modulator (mod) 764 moduliert, um ein moduliertes Signal bereitzustellen. Das modulierte Signal wird dann hochgewandelt und durch eine Front-End-Einheit 752 aufbereitet und über eine Antenne 750 gesendet.
In der Basisstation 104 wird das Rückwärtsverbindungssignal durch die Antenne 728 empfangen durch den Duplexer 726 geleitet und einem Empfänger (RCVR) 730 bereitgestellt. Der Empfänger 730 filtert, verstärkt, wandelt herunter und digitalisiert das Rückwärtsverbindungssignal und stellt die Datenwerte an das Kanalelement 722 bereit, das dem Endgerät zugeordnet ist. Das zugewiesene Kanalelement 722 demoduliert und dekodiert die Datenwerte in einer Weise, die komplementär ist zu der Modulation und Kodierung, die in dem Endgerät durchgeführt wird. Die dekodierten Daten können an das Selektorelement 714, das dem Endgerät zugewiesen ist, bereitgestellt werden, welches die Daten weiterhin an eine weitere Basisstation 104, einem PSTN 112 oder einem PDSN 114 weiterleiten kann. Der oben beschriebene Aufbau unterstützt Übertragung sowohl für Daten und Sprachdienste in dem System. Andere Anordnungen können auch vorgesehen sein und liegen im Bereich der Erfindung.
Die Verarbeitung (z.B. Kodierung und Modulation) für die Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen sind durch den jeweiligen implementierten CDMA-Standard oder das CDM-System definiert (z.B. IS-95, cdma2000, IS-856 oder W-CDMA). Diese Standards sind im Stand der Technik bekannt und werden hierin nicht beschrieben.
8 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform des Schedulers 716. In dieser Ausführungsform umfasst der Scheduler 716 einen Controller 812, der mit einer Speichereinheit 814 und einer Timing Unit 816 verbunden ist. Der Controller 812 ist weiterhin mit den Selektorelementen 714 innerhalb des Systemcontrollers 102 verbunden und empfängt die zugehörigen Informationen von den Basisstationen (z.B. die Verbindungseffizienz P_b der Endgeräte, die Datenraten für die nichtgeplanten Endgeräte, die Menge der an jedes geplante Endgerät zu sendenden Daten usw.). Der Controller 812 kann die erhaltenen Informationen verwenden, um die gesamte Sendeleistung P_sched, die für die geplanten Endgeräte verfügbar ist, zu schätzen. Der Controller 812 würde dann die Datenübertragungen an die Endgeräte planen, basierend auf der geschätzten gesamten verfügbaren Sendeleistung P_sched, und dabei jedes der oben beschriebenen Zeitplanungsschemata oder eine Kombination daraus verwenden. Das Ergebnis der Zeitplanung ist ein individueller Zeitplan für jedes Endgerät, das für Datenübertragung geplant ist. Der Zeitplan für jedes Endgerät kann z.B. die geplante Datenrate, die zugewiesene Sendeleistung, die Startzeit und Dauer der Übertragung usw. umfassen.
Die Speichereinheit 814 kann verwendet werden, um verschiedene Typen von Informationen zu speichern, die von dem Controller 812 bereitgestellt werden, wie etwa die benötigten Informationen, die von den Basisstationen erhalten werden, die Zeitpläne usw. Die Timing Unit 816 stellt dem Controller 812 Timing-Signale bereit, die zur Durchführung der Zeitplanung verwendet werden. Die Timing-Signale erlauben es dem Controller 812 auch, den Zeitplan zum geeigneten Zeitpunkt an die Selektorelemente 714 zu senden. Die Speichereinheit 814 kann unter Verwendung von RAM, DRAM, Flash-RAM, anderen Typen von Speicher oder einer Kombination davon implementiert werden. Die Timing Unit 816 kann implementiert werden mit einem Zähler, der aus einer Systemuhr abläuft, einem On-Board-Oszillator, der an ein externes Signal gebunden ist, einem Speicherelement zum Empfang einer Systemzeit aus einer externen Quelle oder weiteren Designs.
Die oben beschriebene Zeitplanung kann durch verschiedene Anordnungen erzielt werden. Der Ort des Schedulers hängt davon ab, ob ein zentralisiertes, verteiltes oder hybrides Zeitplanungsschema gewünscht ist. Zum Beispiel kann sich ein Scheduler innerhalb der Basisstation befinden und dazu verwendet werden, um die Endgeräte innerhalb des Empfangsbereichs der Basisstation zu planen. Die verteilte Zeitplanung kann die Verarbeitungsverzögerung für einige Endgeräte verringern. Alternativ kann ein Master Scheduler so gestaltet sein, um Datenübertragung für eine Gruppe von Basisstationen zu planen. Diese zentralisierte Zeitplanung kann in einem effizienteren Gebrauch der Systemressourcen resultieren.
In jedem Fall ist der Scheduler mit der Funktion beschäftigt, die Datenrate jedem geplanten Endgerät zuzuweisen, so dass eine Reihe von Zielen optimiert wird. Diese Ziele können umfassen (1) verbesserter Gebrauch der Systemkapazität durch Übertragen von so viel geplanten und ungeplanten Aufgaben, wie innerhalb der Einschränkungen der Systemkapazität unterstützt werden können, (2) verbesserte Kommunikationsqualität und minimierte Übertragungsverzögerungen, und (3) faire Zuweisung der Systemkapazität an die geplanten Endgeräte basierend auf einem Satz von Prioritäten. Diese Ziele werden durch Ausgleich einer Liste von Faktoren optimiert.
Die Zeitplanung von Datenübertragungen auf der Vorwärtsverbindung wird auch detaillierter in der vorgenannten US-Patentanmeldung 09/528,235 , veröffentlicht am 01/02/2005 mit der Nummer US 6,850,506 und in dem US-Patent Nr. 6,335,922 beschrieben.
Die hier beschriebenen Zeitplanungstechniken können durch verschiedene Mittel implementiert werden. Zum Beispiel können diese Techniken in Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden. Für eine Hardware-Implementierung können der Scheduler und andere Elemente, die zur Implementierung einer oder einer Kombination der hier beschriebenen Zeitplanungstechniken verwendet werden, mit einem oder mehreren Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), Prozessoren, Controller, Micro-Controllern, Mikroprozessoren, anderen elektronischen Einheiten, die zur Ausführung der hierin beschriebenen Funktionen gestaltet sind, oder einer Kombination davon implementiert werden.
Für eine Software-Implementierung können die Zeitplanungstechniken mit Modulen (z.B. Prozeduren, Funktionen usw.) implementiert werden, die die hierin beschriebenen Funktionen ausführen. Software-Codes können in einer Speichereinheit (z.B. der Speichereinheit 814 in 8) gespeichert werden und durch einen Prozessor (z.B. Controller 812) ausgeführt werden. Die Speichereinheit kann innerhalb des Prozessors implementiert werden oder außerhalb des Prozessors, in welchem Fall sie kommunikativ mit dem Prozessor über verschiedene Mittel, die im Stand der Technik bekannt sind, verbunden ist.
Die vorangegangen Beschreibung der offenbarten Ausführungsformen wird zur Verfügung gestellt, um es einem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auszuführen oder zu verwenden. Verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsformen sind Fachleuten offensichtlich, und die allgemeinen Prinzipien, die hier definiert sind, können auf andere Ausführungsformen angewandt werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen. Deshalb ist es nicht beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung auf die Ausführungsformen eingeschränkt ist, die hier gezeigt werden, sondern sie ist auf den breitesten Bereich abzustimmen, der mit den hierin offenbarten Prinzipien und neuen Merkmalen konsistent ist.

Claims

Verfahren zur Zeitplanung von Datenübertragung (600) in einem drahtlosen Kommunikationssystem (100), wobei das Verfahren aufweist: Ermitteln einer Zeitplanungsverzögerung (612) von jedem einer Mehrzahl von Endgeräten, die für Datenübertragung geplant werden sollen, Kategorisieren der Mehrzahl von Endgeräten (614) in eine Mehrzahl von Klassen, basierend auf ihren Zeitplanungsverzögerungen; Zuweisen eines Prozentsatzes der gesamten Systemkapazität an jede Klasse; und Zeitplanen von einem oder mehreren Endgeräten (616) in jeder Klasse für Datenübertragung, basierend auf der Systemkapazität, die der Klasse zugewiesen ist und in Übereinstimmung mit einem Zeitplanungsschema.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die gesamte Systemkapazität durch die gesamte Sendeleistung quantifiziert wird, die für die Datenübertragung verfügbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Klasse ein oder mehrere Endgeräte mit gleichen Zeitplanungsverzögerungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Prozentsatz der gesamten Systemkapazität, der jeder Klasse zugewiesen ist, basierend auf Verbindungseffizienzen der Endgeräte ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Prozentsatz der gesamten Systemkapazität, der jeder Klasse zugewiesen ist, basierend auf einer Menge von Daten ermittelt wird, die an die Mehrzahl der Endgeräte übermittelt werden soll.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Daten an das eine oder die mehreren Endgeräte in jeder Klasse in einem Übertragungsintervall übertragen werden, das basierend auf der Zeitplanungsverzögerung ermittelt wird, die der Klasse zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Zeitplanen von Endgeräten mit größeren Zeitplanungsverzögerungen ein höherer Spielraum verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: Ermitteln von Sendeleistung, die von einer ersten Klasse verbleibt, die einer längeren Zeitplanungsverzögerung zugeordnet ist; und Zeitplanen von einem oder mehreren Endgeräten (620) in einer zweiten Klasse, die einer kürzeren Zeitplanungsverzögerung zugeordnet ist, mit der Sendeleistung, die von der ersten Klasse verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das bestimmte Zeitplanungsschema eine Zeitplanung für das eine oder die mehreren Endgeräte in jeder Klasse für Datenübertragung basierend auf Verbindungseffizienzen der Endgeräte durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das bestimmte Zeitplanungsschema eine Zeitplanung für das eine oder die mehreren Endgeräte in jeder Klasse für Datenübertragung basierend auf Prioritäten der Endgeräte durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das besondere Zeitplanungsschema eine Zeitplanung für das eine oder die mehreren Endgeräte in jeder Klasse für Datenübertragung basierend auf einem Satz von Parameter durchführt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Endgeräten Endgeräte umfasst, die sich im Soft Handoff befinden, und Endgeräte umfasst, die sich nicht im Soft Handoff befinden.
Speicher, der mit einem Digital Signal Processing Device (DSPD) verbunden ist, der zur Interpretation von digitalen Informationen in der Lage ist, um ein Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1–12 auszuführen.
Ein Computerprogrammprodukt zur Zeitplanung von Datenübertragung in einem drahtlosen Kommunikationssystem, aufweisend Code zur Ausführung eines Verfahrens entsprechend einem der Ansprüche 1–12.
Eine Vorrichtung zur Zeitplanung von Datenübertragung in einem drahtlosen Kommunikationssystem (100), wobei die Vorrichtung aufweist: Mittel zum Bestimmen einer Zeitplanungsverzögerung von jedem einer Mehrzahl von Endgeräten, die für Datenübertragung geplant werden sollen, Mittel zum Kategorisieren der Mehrzahl von Endgeräten in eine Mehrzahl von Klassen, basierend auf ihren Zeitplanungsverzögerungen; Mittel zum Zuweisen eines Prozentsatzes der gesamten Systemkapazität an jede Klasse; und Mittel zur Zeitplanung von einem oder mehreren Endgeräten in jeder Klasse für Datenübertragung, basierend auf der Systemkapazität, die der Klasse zugewiesen ist und in Übereinstimmung mit einem Zeitplanungsschema.
Die Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Vorrichtung ein Scheduler (716) ist.
Scheduler nach Anspruch 16, wobei jede Klasse ein oder mehrere Endgeräte (106a–f) mit gleichen Zeitplanungsverzögerungen umfasst.
Eine Basisstation (104a–c), aufweisend den Scheduler (716) nach Anspruch 16.