CN101278525A - 改善的无线网络接口上行链路吞吐量 - Google Patents
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Abstract
用于上行链路分配的方法和设备。远程站可以利用无线通信协议从基站接收一个或多个上行链路数据传输参数。至少部分地基于所述一个或多个上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要从所述远程站传输到所述基站的数据。所述一个或多个上行链路数据参数可以包括目标包差错率(PER)。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及无线网络。具体地说,本发明的实施例涉及符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准的无线通信。
背景技术
可以用宽带无线接入给可能有或者可能没有有线网络接入的地方提供移动广域网接入(例如因特网接入)。定义宽带无线接入策略的一组标准包括IEEE 802.16,常常将它叫做WiMAX,它包括可以用来提供宽带无线接入的各种组成单元的标准。
IEEE 802.16标准涉及例如IEEE P802.16-2004标准草案“Standard forLocal and Metropolitan Area networks-Part 16:Air Interface for FixedBroadband Wireless Access Systems”,IEEE P802.16e/D12标准草案“Amendment for Physical and Medium Access Control Layers for CombinedFixed and Mobile Operation in Licensed Bands”,IEEE 802.16g-05/0008r1标准草案“Amendment to IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Management Plane Procedures and Services”,以及相关文件。
多数初始WiMAX部署都是基于基站(BS)内集中式调度和无线电资源管理的点到多点(PMP)网络。这种方式意味着可能需要基站来安排供远程站(RS)在上行链路(UL)上进行发射的许可。在典型的移动/固定WiMAX部署中,RS可能具有多种应用目前正在进行。不同的目标可能需要不同的PER(包差错率)目标。基于RS的上行链路信噪比(SNR),这些不同的PER目标变成UL上的不同调制编码方案(MCS)。这些UL MCS叫做UIUC(上行链路间隔使用码)。
因此,RS可以为不同的应用甚至可能为同一应用使用不同的UIUC。作为一个实例,可以将单个视频流***成具有不同差错率拥有相联系的连接标识符(CID)的多个流。如果使用MPEG编码,CID 1上的I帧可能具有不同的包差错率(PER),不那么有效的UIUC和CID 2上的B/P帧。
另一个实例可以是在不同CID上同时运行基于TCP的文件传输和对等待延迟敏感的流化应用的RS。TCP连接可以工作在例如高达30%的PER上,因为它对延迟不是极端敏感,底层的MAC层重传机制(ARQ/HARQ)能够纠正差错,减小残留差错率。但是,对于对等待延迟敏感的流化应用,ARQ因为存在等待延迟限制而无法工作——这意味着PER应当低得多——比方说1~5%。
IEEE 802.16标准在UL图信息元素(IE)中提供许可给RS进行UL发射。每个IE都代表到特定RS的分配,并且规定这一分配的UL时隙数量,这一分配的开头和结尾偏移,从而使RS能够唯一地识别这一分配。给RS的所有这些分配都出现在RS的“基本CID”(等于公共控制连接)上。
RS不能对与UL许可相联系的PER进行译码,并且可能为要求较低PER的应用使用具有较高PER的许可。UL信道可能不断变化,并且因为是BS在处理UL信号所以RS有可能无法有效地适应这些变化,这一事实使得这种情况进一步恶化,除非UL许可中BS分配随时间不断改变的UIUC值。
附图说明
下面将通过实例说明本发明的实施例,但不是要对本发明进行限制,在附图中,相似的标号表示相似的单元。
图1是无线远程站和无线基站的一个实施例框图;
图2a是时分双工(TDD)上行链路和下行链路通信的示意图;
图2b是频分双工(FDD)上行链路和下行链路通信的示意图;
图3是上行链路目标PER从基站到远程站的传递以及基于这个目标PER的上行链路发射的一个实施例的流程图;
图4是包括目标PER的业务流消息传递一个实施例的示意图。
图5是电子***的一个实施例框图。
具体实施方式
在以下描述中将给出数不清的具体细节。但是,可以实践本发明的实施例而没有这些具体细节。在其它情况下,没有画出众所周知的电路、结构和技术,以免影响对这一描述的理解。
如同下面更加详细地描述的一样,和IEEE 802.16设计理念一样,这里描述的解决方案可以象以前一样在“基本CID”上发送上行链路许可。在一个实施例中,可以给RS提供UL许可的PER目标,因此,RS可以基于上行链路许可中提供的PER,对TCP、流化或VOIP或者上行链路许可上的其它应用进行调度。在一个实施例中,PER可以包括在UL图IE中。在一个实施例中,可以将IEEE 802.16规范中的UL MAP IE改成如下格式:
表:具有PER的UL MAP IE的一个实施例
CID | 16比特 |
UIUC | 4 |
PER | 8 |
IfUIUC==12{ | |
OFDMA码元偏移 | 8 |
子信道偏移 | 7 |
#OFDMA码元 | 7 |
#子信道 | 7 |
范围偏移 | 2 |
保留 | 1 |
}else ifUIUC==14{ | |
CDMA-alloc-IE() | 32 |
}else ifUIUC==15{ | |
依赖于扩展UIUC的IE | 变量 |
}else{ | |
持续时间 | 10 |
重复编码指示 | 2 |
} |
如果需要,填充四位字节 | 4 |
包差错率(PER)指的是一帧一帧地看,出错的MAC层数据包的数量的概率百分比。PER是一个度量,常常用它来决定是采用MAC层重传的ARQ方案还是传输后链路自适应方案,比如连接标识符(CID)表示的以及到独一无二业务流标识符(SFID)的直接一到一对应的数据传输链接上的混合ARQ。可以用PER目标来暗示业务流上传送的业务的类型(例如话音、音频、视频、数据)。例如,话音数据包通常都不能容忍高于1%的PER以获得合理的质量。但是,利用ARQ或HARQ方案,数据包能够以更高的PER工作,这些ARQ或HARQ方案能够提高传输的整体可靠性。
在一个实施例中,表1中的UL图包括IEEE 802.16标准中定义的元素,它们可能和上面给出的一样,或者可能和表1中的UL图不一样。包括PER数据能够在BS和RS之间传递信息,用于让RS至少部分地基于数据类型提供更加有效的数据传输。
表1的UL图结构可以用来在RS和BS之间传递PER数据。在一个实施例中,可以在UL图IE中使用基本CID,因为根据IEEE 802.16标准,BS不应当以一个一个应用CID的方式在UL上为RS进行调度。BS可以提供一个粗粒度分配,RS可以在这个粗粒度分配内决定分配来调度应用CID。
IEEE 802.16标准业务流具有最大业务速率(比特率)的目标,还具有业务类,例如未经请求的许可业务(UGS),实时分组业务(RTPS)或非实时分组业务(NRTPS),或者能够支持话音活动检测的扩展RTPS(ERTPS)或者用于管理业务优先权的最佳努力业务(BES)。可以使用优先级队列和HARQ这种方案的组合来提高空中接口上的传输性能。为了使这一点更加有效,这里利用与每个业务流相联系的目标PER描述的技术可以提供应用层提供的参数,来确保MAC层操作比精细调整的还要好,并提供所需要的业务管理结果。
图1是无线远程站和无线基站的一个实施例框图。为了描述起来简单,图1中的实例只画出了单独一个远程站。单独一个基站可以支持任意数量的远程站。
在一个实施例中,远程站110可以包括与媒体访问控制器125耦合的远程站控制逻辑130。远程站控制逻辑130可以包括允许远程站110按照预选协议(例如IEEE 802.16)(包括这里描述的PER)作为无线站工作的硬件、软件和/或固件的任意组合。媒体访问控制器125可以是本领域公知的任意类型的媒体访问控制器,并且可以和物理(PHY)链路层逻辑120耦合,后者可以与天线150耦合。
在一个实施例中,基站170可以包括与媒体访问控制器185耦合的基站控制逻辑190。远程站控制逻辑190可以包括允许远程站170按照预选协议(例如IEEE 802.16)(包括这里描述的PER)作为无线站工作的硬件、软件和/或固件的任意组合。媒体访问控制器185可以是本领域公知的任意类型的媒体访问控制器,并且可以和物理(PHY)链路层逻辑180耦合,后者可以与天线160耦合。
如同下面详细描述的一样,远程站控制逻辑130和基站控制逻辑190可以传递目标PER值。在一个实施例中,可以利用如同IEEE 802.16标准所规定的基本业务流来传递目标PER值。根据当前的IEEE 802.16标准,远程站110可以为每个业务流确定目标PER。在替换实施例中,基站170可以确定目标PER值。
图2a是时分双工(TDD)上行链路和下行链路通信的示意图。在TDD通信中,每一帧都包括从基站到远程站的下行链路通信时间,还包括从远程站到基站的上行链路通信时间。在一个基站跟多个远程站通信的一到多结构中,基站可以确定分配给上行链路通信的那部分帧(也就是时间周期)以及分配给下行链路通信的那部分帧(也就是时间周期)。除了确定为上行链路和下行链路通信分配的时间量以外,基站还可以确定可以用于所支持的业务流的其它参数,例如目标或平均PER、调制方案、编码集。可以从例如QPSK、16QAM、64QAM等等选择调制方案。
涉及到下行链路通信时,关于业务流的参数,基站拥有足够的信息,以匹配下行链路数据,提供有效的数据传输。但是,除非将这些业务流参数传送给远程站,否则上行链路数据无法获得相称的效率。利用这里描述的上行链路图,可以将上行链路业务流的参数传递给远程站,远程站可以用它们来提供比不这样做更加有效的数据传输。
如果给远程站分配具有不同PER的两个业务流,那么远程站可能有足够的信息来匹配为上行链路发射提供数据的应用和具有不同参数的业务流。例如,可以已经给远程站分配了两个业务流,一个具有1%的PER,一个具有20%的PER。远程站可以将具有1%PER的业务流用于话音业务(例如IP话音),将具有20%PER的业务流用于数据传输。
在一个实施例中,通过UL图从基站向远程站发射的信息包括与目标可接受包差错率对应的PER值,作为百分比或者任何其它有意义的指示符。可以选择各种参数来获得所需要的PER。例如,可以基于无线链路状况选择调制方案和/或编码集,来获得所需要的PER。可以周期性地动态修改和/或根据状况变化修改这些参数。
图2b是频分双工(FDD)上行链路和下行链路通信的示意图。在FDD通信中,每一帧都包括从基站到远程站的下行链路通信频率,还包括从远程站到基站的上行链路通信频率。在一个基站跟多个远程站通信的一到多结构中,基站可以确定分配给上行链路通信的那部分帧(也就是频率范围)以及分配给下行链路通信的那部分帧(也就是频率范围)。除了确定为上行链路和下行链路通信分配的频率以外,基站还可以确定可以用于所支持的业务流的其它参数,例如目标或平均PER、调制方案、编码集。基站和远程站可以利用上面针对业务流或信道、目标PER和/或其它参数描述的FDD协议进行通信。
图3是从基站到远程站传递上行链路目标PER以及基于这个目标PER在上行链路发射的一个实施例流程图。远程站(可能是移动台)和基站的功能可以用硬件、软件和/或固件的任意组合来实现。在一个实施例中,基站和远程站之间的通信符合IEEE 802.16标准;但是,同样可以支持其它无线通信标准。
远程站可以从基站接收数据,包括对应业务流的目标PER,步骤310。可以在例如上行链路图信息元素中传递目标PER。在替换实施例中,可以用其它数据结构来传递目标PER。
响应收到目标PER,远程站可以选择一个或多个业务流来将数据发射到基站,步骤320。远程站中的控制逻辑可以将业务流的目标PER与要发射的数据的类型(例如话音、文件传输、视频)进行比较,以便基于要发射的数据的类型提供上行链路发射,这个上行链路发射的PER能够提供有效的数据传输。可以将所选数据从远程站发射到基站,步骤330。
在一个实施例中,在已经确定和/或传递了业务流的目标PER以后,可以动态地管理这个目标PER。在一个实施例中,可以和动态业务流增加请求(DSA-REQ)和响应(DSA-RSP)消息一起使用可以叫做“目标PER TLV”的类型长度值(TLV)参数。对于目标PER,也可以将目标PER TLV用于动态业务流改变请求(DSC-REQ)和响应(DSC-RSP)消息。在一个实施例中,目标PER TLV可以具有如下格式:
目标PER TLV实例
类型 | 长度 | 值 | 范围 |
PER-TV | 1字节 | 1~99(%) | DSA-REQ/RSPDSC-REQ/RSP |
在替换实施例中,还可以采用其它数据结构来传递目标PER的变化。
图4说明包括目标PER的业务流消息通信的一个实施例。图4所示的实例允许基站和远程站传递目标PER值的改变。可以由基站或远程站之一启动这一改变。在一个实施例中,可以利用IEEE 802.16标准中定义的动态业务流增加请求(DSA-REQ)消息、响应(DSA-RSP)消息、动态业务流改变请求(DSC-REQ)消息和响应(DSC-RSP)消息中的一个或多个来携带上述目标PER TLV。
尽管图4所示的实例说明了上面列出的四个消息中的每一个,但不是需要全部四个来传递目标PER的改变。在一个实施例中,可以用一对消息(例如DSA-REQ和DSA-RESP,DSC-REQ和DSC-RESP)来请求目标PER的改变并作出应答。在替换实施例中,可以用上述消息之一(例如DSA-REQ、DSC-REQ)。
响应收到目标PER的改变,接收站可以发送响应,对改变作出应答和/或修改数据到可用业务流的映射。在一个实施例中,目标PER的改变可能导致调制方案和/或编码集的对应改变。这些改变还可以用上面列出的消息来传递。和使用静态PER相比,业务流目标PER的这些动态改变可能使得数据传输更加有效。
图5是电子***一个实施例的框图。图5所示电子***的目的是要说明电子***(有线或无线)的范围,包括例如台式计算机***、膝上型计算机***、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)(包括具有蜂窝能力的PDA)、机顶盒。替换电子***可以包括更多、更少和/或不同的组件。电子***500可以按照图1所示远程站110或基站170的方式工作。
电子***500包括总线505或其它通信装置来传递信息,处理器510耦合到能够处理信息的总线505。尽管将图中的电子***500画成具有单个处理器,但是电子***500也可以包括多个处理器和/或协处理器。电子***500还可以包括随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置520(称为主存储器),它们耦合到总线505,并且可以储存信息以及可以由处理器510执行的指令。主存储器520也可以被用来储存临时变量或者处理器510执行指令的过程中的其它中间信息。
电子***500还可以包括只读存储器(ROM)和/或耦合到总线505能够为处理器510储存静态信息和指令的其它静态存储装置530。数据存储装置540可以耦合到总线505来储存信息和指令。数据存储装置540,例如磁盘或光盘以及对应的驱动器,可以耦合到电子***500。
电子***500还可以通过总线505耦合到显示器装置550,例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD),用来给用户显示信息。包括字母、数字和其它键的字母数字输入装置560可以耦合到总线505来传递信息和命令选择给处理器510。另一种用户输入装置是光标控制570,例如鼠标器、跟踪球或光标方向键,用来传递方向信息和命令选择给处理器510,并控制显示器550上的光标移动。
电子***500还可以包括网络接口580来提供到网络的访问,例如局域网。网络接口580还可以包括,例如,具有天线585的无线网络接口,它可以代表一个或多个天线。网络接口580还可以包括,例如,有线网络接口,用来通过网络电缆587与远程装置进行通信,这些网络电缆587包括,例如,以太网电缆、同轴电缆、光纤光缆、串行电缆或并行电缆。在一个实施例中,网络接口580可以提供对网络的访问,例如,通过符合IEEE802.16标准。
在说明书中引用“一个实施例”意味着某个特征、结构或者这里结合实施例描述的特性包括在本发明的至少一个实施例中。说明书中各个地方出现的术语“在一个实施例中”不必指同一个实施例。
尽管通过几个实施例来描述了本发明,但是本领域技术人员明白本发明并不局限于这些实施例,而是可以在后面的权利要求的实质和范围之内进行改进和改变。因此这些描述是说明性的而不是限制性的。
Claims (30)
1.一种方法,包括:
远程站利用无线通信协议从基站接收一个或多个上行链路数据传输参数;以及
至少部分地基于所述一个或多个上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要从所述远程站传输到所述基站的数据。
2.如权利要求1所述的方法,还包括发射所选择的数据。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述无线通信协议包括时分双工通信协议。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述无线通信协议包括频分双工通信协议。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个上行链路数据传输参数至少包括对应上行链路数据信道的目标包差错率(PER)。
6.如权利要求5所述的方法,还包括至少部分地基于所述目标包差错率选择编码方案。
7.如权利要求5所述的方法,还包括至少部分地基于所述目标包差错率选择编码集。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述无线通信协议符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准。
9.如权利要求1所述的方法,其中所述远程站包括移动电子装置。
10.如权利要求1所述的方法,还包括:
所述远程站利用所述无线通信协议从所述基站接收一个或多个后续上行链路数据传输参数;以及
至少部分地基于所述一个或多个后续上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要从所述远程站传输到所述基站的后续数据。
11.一种设备,包括:
无线信号接口,用于按照无线通信协议发射和接收数据;以及
控制逻辑,耦合起来与所述无线信号接口进行通信,从基站接收一个或多个上行链路数据传输参数,并且至少部分地基于所述一个或多个上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要传输到所述基站的数据。
12.如权利要求11所述的设备,其中所述无线通信协议包括时分双工通信协议。
13.如权利要求11所述的设备,其中所述无线通信协议包括频分双工通信协议。
14.如权利要求11所述的设备,其中所述无线通信协议符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准。
15.如权利要求11所述的设备,其中所述一个或多个上行链路数据传输参数至少包括对应上行链路数据信道的目标包差错率(PER)。
16.如权利要求15所述的设备,还包括至少部分地基于所述目标包差错率选择编码方案。
17.如权利要求15所述的设备,还包括至少部分地基于所述目标包差错率选择编码集。
18.一种产品,包括计算机可读介质,其中储存了指令,执行的时候,这些指令使得一个或多个处理器:
远程站利用无线通信协议从基站接收一个或多个上行链路数据传输参数;以及
至少部分地基于所述一个或多个上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要从所述远程站传输到所述基站的数据。
19.如权利要求18所述的产品,还包括指令,执行的时候,这些指令使得所述一个或多个处理器发射所选择的数据。
20.如权利要求18所述的产品,其中所述一个或多个上行链路数据传输参数至少包括对应上行链路数据信道的目标包差错率(PER)。
21.如权利要求20所述的产品,还包括指令,执行的时候,这些指令使得所述一个或多个处理器至少部分地基于所述目标包差错率选择编码方案。
22.如权利要求20所述的产品,还包括指令,执行的时候,这些指令使得所述一个或多个处理器至少部分地基于所述目标包差错率选择编码集。
23.如权利要求18所述的产品,其中所述无线通信协议符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准。
24.如权利要求18所述的产品,其中所述远程站包括移动电子装置。
25.如权利要求18所述的产品,还包括指令,执行的时候,这些指令使得所述一个或多个处理器:
所述远程站利用所述无线通信协议从所述基站接收一个或多个后续上行链路数据传输参数;以及
至少部分地基于所述一个或多个后续上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要从所述远程站传输到所述基站的后续数据。
26.一种***,包括:
基本全向的天线;
无线信号接口,与所述天线耦合,用来按照无线通信协议发射和接收数据;以及
控制逻辑,耦合起来与所述无线信号接口进行通信,从基站接收一个或多个上行链路数据传输参数,并且至少部分地基于所述一个或多个上行链路数据传输参数,根据所述无线通信协议,选择要传输到所述基站的数据。
27.如权利要求26所述的***,其中所述无线通信协议符合电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准。
28.如权利要求26所述的***,其中所述一个或多个上行链路数据传输参数至少包括对应上行链路数据信道的目标包差错率(PER)。
29.如权利要求28所述的***,还包括至少部分地基于所述目标包差错率选择编码方案。
30.如权利要求28所述的***,还包括至少部分地基于所述目标包差错率选择编码集。
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