CN1385048A - 用于频谱资源分配的方法和*** - Google Patents

用于频谱资源分配的方法和*** Download PDF

Info

Publication number
CN1385048A
CN1385048A CN00814976.3A CN00814976A CN1385048A CN 1385048 A CN1385048 A CN 1385048A CN 00814976 A CN00814976 A CN 00814976A CN 1385048 A CN1385048 A CN 1385048A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
transmitter
demand
receiver
spectrum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN00814976.3A
Other languages
English (en)
Inventor
史蒂文·H·布雷德肖
布鲁斯·L·卡尼尔
朱民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tachyon Inc
Original Assignee
Tachyon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/407,645 external-priority patent/US6982969B1/en
Application filed by Tachyon Inc filed Critical Tachyon Inc
Publication of CN1385048A publication Critical patent/CN1385048A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03J—TUNING RESONANT CIRCUITS; SELECTING RESONANT CIRCUITS
    • H03J7/00—Automatic frequency control; Automatic scanning over a band of frequencies
    • H03J7/02—Automatic frequency control
    • H03J7/04—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant
    • H03J7/06—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant using counters or frequency dividers
    • H03J7/065—Automatic frequency control where the frequency control is accomplished by varying the electrical characteristics of a non-mechanically adjustable element or where the nature of the frequency controlling element is not significant using counters or frequency dividers the counter or frequency divider being used in a phase locked loop
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18578—Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
    • H04B7/18582—Arrangements for data linking, i.e. for data framing, for error recovery, for multiple access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/161—Implementation details of TCP/IP or UDP/IP stack architecture; Specification of modified or new header fields
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/163—In-band adaptation of TCP data exchange; In-band control procedures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/166—IP fragmentation; TCP segmentation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/168—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP] specially adapted for link layer protocols, e.g. asynchronous transfer mode [ATM], synchronous optical network [SONET] or point-to-point protocol [PPP]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/235—Processing of additional data, e.g. scrambling of additional data or processing content descriptors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/236—Assembling of a multiplex stream, e.g. transport stream, by combining a video stream with other content or additional data, e.g. inserting a URL [Uniform Resource Locator] into a video stream, multiplexing software data into a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Insertion of stuffing bits into the multiplex stream, e.g. to obtain a constant bit-rate; Assembling of a packetised elementary stream
    • H04N21/23614—Multiplexing of additional data and video streams
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/20—Servers specifically adapted for the distribution of content, e.g. VOD servers; Operations thereof
    • H04N21/23—Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/238—Interfacing the downstream path of the transmission network, e.g. adapting the transmission rate of a video stream to network bandwidth; Processing of multiplex streams
    • H04N21/2385—Channel allocation; Bandwidth allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/434—Disassembling of a multiplex stream, e.g. demultiplexing audio and video streams, extraction of additional data from a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Extraction or processing of SI; Disassembling of packetised elementary stream
    • H04N21/4348—Demultiplexing of additional data and video streams
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/435—Processing of additional data, e.g. decrypting of additional data, reconstructing software from modules extracted from the transport stream
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/438—Interfacing the downstream path of the transmission network originating from a server, e.g. retrieving encoded video stream packets from an IP network
    • H04N21/4381—Recovering the multiplex stream from a specific network, e.g. recovering MPEG packets from ATM cells
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6106—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network
    • H04N21/6143—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network involving transmission via a satellite
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/643—Communication protocols
    • H04N21/64322—IP
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0016—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
    • H04L7/002—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation
    • H04L7/0029—Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation interpolation of received data signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

在多个射频(RF)发射机和/或接收机间分配一个或多个部分的频谱的***和方法。该***包括响应多个RF发射机和/或接收机的需求而动态分配频谱的中枢站。根据需求,中枢站分析一组或多组RF发射机和/或接收机的性能状态,并且优化指定频谱的利用率。

Description

用于频谱资源分配的方法和***
技术领域
本发明涉及无线通信***。特别是，本发明涉及优化在多个无线通信***的站间的频谱分配。
背景技术
无线通信***通过射频(RF)信道在多个站(例如远程单元)之间提供语音，数据以及视频信息的发射和接收。RF频谱受它实际特点的限制，并且只有一小部分频谱能够分配给一个特定行业。因此，在卫星通信或蜂窝电话行业之类的行业中，设计者们不断地面临如何有效分配有限的频谱的挑战，以使尽可能多的远程单元可以接入指定的频谱。
一种能够满足这种挑战的需求的方法包括实现一种或多种调制的技术。有些调制技术，如时分多址(TDMA)，频分多址(FDMA)，以及码分多址(CDMA)已经被证实能有效地利用频谱。这些多址技术都是非常熟悉的技术，因此，这里不再进行描述。通常，这些技术中的每一种通过多个竞争的远程单元(例如用户)来提供接入特定频谱段的方法。然而，当向多个用户分配一个特定频谱段时，这些技术不适合传播条件发生变化的情况。例如，在采用TDMA技术的卫星***中，通常在用户可以与中枢站通信期间，分配给用户一个特定周期时隙(在预定频率上)。为使多个用户与该中枢站通信，分别向多个用户分配多个或重叠时隙。然而，在几乎每一种无线***中，信号传播会在一或多个时间间隔受到不可预测的劣化。通常，有一些在无线媒体中引起劣化的物理现象。例如，在卫星通信***中，天气条件(例如暴风雨)或环境干扰可以引起信号劣化。在地面通信***中，诸如多径传播和发射机和接收机之间距离的变化之类的物理现象可以引起信号劣化。这种信号劣化对一些用户的信道性能会产生不利影响，但对其它用户则不一定。
此外，这些复杂的接入技术不适应或不响应各个用户间对已分配频谱的使用中的变化。例如，在一个特定的时间间隔期间，一个用户可能需要发射一定量的信息，如果以当前的带宽发射，则可能会占用过长的时间。在相同的时间间隔期间，另一个用户可能没有这种需要并且处于空闲。这种情况在诸如因特网之类的数据通信网络中特别普遍，数据在通信站之间以脉冲串或分组(例如比特块(chunk))的方式发射。该网络的脉冲串特征暴露了常规频谱使用的低效性。
因此，该行业中需要按用户需求和性能动态分配频谱，以使所有用户充分接入分配的频谱
发明内容
为克服上述局限，本发明提供了一种用于优化频谱利用的方法和***。本发明提供在多个射频发射机间分配至少一部分射频(RF)频谱的方法。该方法包括监测多个RF发射机中一组发射机的集合需求。该组中包括至少一个RF发射机。该方法还包括响应监测到的需求，确定该组发射机的相对数据拥塞。该方法还包括将至少一部分RF频谱从具有最少拥塞量的组分配给多个其它RF发射机中的至少一个。
本发明还提供在多个RF发射机间分配至少一部分射频(RF)频谱的***。该***包括多个分别构成通过相应的RF信道发射数据的RF发射机。该***还包括与多个RF发射机通信的中枢收发机。配置中枢收发机监测一组多个RF发射机的集合需求。该组包括至少一个RF发射机。进一步配置中枢收发机将RF频谱的一部分从具有最小集合需求的该组RF发射机重新分配给多个其它RF发生器中的至少一个。
附图说明
通过结合附图参考下面的详细说明更好地理解本发明的上述及其它方面，特征，及优点，其中。
图1是实现本发明的典型卫星通信***的方框图。
图2是根据本发明包括一个基站和多个远程单元的无线通信***的方框图。
图3是描述确定是否在图2的无线通信***中两个或更多组中分配频谱的处理过程的流程图。
图4是描述确定图2的无线通信***中一组或多组集合需求的处理过程的流程图。
图5是描述确定在图2的无线通信***中两组或更多组远程单元间拥塞和频谱重新分配的处理过程的流程图。
图6是表示图2的无线通信***中远程单元示例组的表格。
图7是表示图2的无线通信***组中的变化示例表。
图8是表示在远程单元间作为频率和时间的函数重新分配频谱的过程的一个实施例的示意图。
图9是表示远程单元的服务操作区的三个区域的质量的示意图。
图10是描述根据本发明另一个实施例的动态调度远程单元通信的过程的流程图。
图11是表示作为频率和时间函数来调度远程单元通信的过程的示例结果的示意图。
具体实施方式
以下描述不是限制性的，其目的只是描述本发明的通用原理。在下面的整个描述中，相同的部件用相同的标号表示。本发明的范围应根据权利要求书确定。
图1是表示可实施本发明的示例***150的方框图。***150提供了通过卫星链路的高速，可靠的因特网通信业务。
特别是，***150包括一个或多个与因特网102耦合的内容服务器100，因特网102又与中枢站104耦合。中枢站104的配置使其能够从内容服务器100请求和接收数字信号。中枢站104还通过卫星106与多个远程单元108A-108N通信。例如，中枢站104通过前向上行链路向卫星106发射信号。卫星106从前向上行链路110接收信号并且通过前向链路112将这些信号转发。前向上行链路110和前向下行链路112统称为前向链路。远程单元108A-108N监视由前向链路组成的一个或多个信道，以便从中枢站104接收远程单元专用的和广播的消息。
用相似的方法，远程单元108A-108N通过反向上行链路114向卫星106发射信号。卫星106从反向上行链路114接收信号并通过反向下行链路116将这些信号转发。反向上行链路114和反向下行链路116统称为反向链路。中枢站104监视由反向链路组成的一个或多个信道，以便从远程单元108A-108N提取消息。
在***150的一个实施例中，每个远程单元108A-108N耦合到多个***用户。例如，在图1中，远程单元108A表示为耦合到局域网116，局域网116又耦合到一组用户终端118A-118N。用户终端118A-118N可以是多种局域网节点中的一种，如个人或网络计算机，打印机，数字计量读取设备等。当通过预定给用户终端118A-118N之一的的前向链路接收消息时，远程单元108A通过局域网116将该消息发送到合适的用户终端118。同样，用户终端118A-118N通过局域网116向远程单元108A发射消息。
在***150的一个实施例中，远程单元108A-108N向多个用户提供因特网服务。例如，用户终端118A可以是一台为了访问万维网(WorldWide Web)而执行浏览器软件的个人计算机。当浏览器接收到来自用户访问网页或嵌入对象的请求时，用户终端118A根据熟知的技术生成请求消息。用户终端118A同样利用熟知的技术通过局域网116将请求消息前发送到远程单元108A。根据改请求消息，远程单元108A生成一条无线链路请求并通过反向上行链路114和反向下行链路116中的信道发射该无线链接请求。中枢站104通过反向链路接收该无线链接请求。根据该无线链接请求，中枢站104通过因特网102将请求消息传递给合适的内容服务器100。
作为对请求消息的响应，内容服务器110通过因特网102将所请求的网页或对象发送到中枢站104。中枢站104接收所请求的网页或对象并且生成无线链接响应。中枢站通过前向上行链路110和前向下行链路112的信道发射该无线链接响应。
远程单元108A接收该无线链接响应并且通过局域网116将相应的响应消息发送到用户终端118A。这样，就在用户终端118A和内容服务器100之间建立起双向链路。
如上所述，本发明提供了用于根据远程单元需求的变化而优化频谱利用的方法和***。存在着几种评估无线***中特定远程单元的信道状态的方法。一种常用方法包括估算从远程单元接收的信号的信噪比(SNR)。SNR是预定的带宽和/或时间间隔内信号能量的量度(通常用分贝或dB表示)，与加入到信号的噪音的能量有关。通常，“噪音”是指由一个远程单元发射的信号与由中枢站104接收的信号之间的差值。信道的信噪比越高，信道的性能越好。
另一种表示信道性能的常用方法包括估算信道的比特误差率(BER)。简单地说，BER表示为未正确地接收比特数量与发射的比特总数的比值。BER可以用百分比表示，但通常用比值表示。实际上，BER是测量信道中比特误差的概率。BER越低，信道性能越好。
图2表示根据本发明包括中枢站210和远程单元212，214，216，232，234，252和254的无线通信***200的方框图。***200可以包括基于卫星的无线***(如图1所示)，或任何其它具有多个远程单元的无线***(例如移动电话)。***200可以应用TDMA，FDMA，任何其它接入技术，或接入技术的组合来实现本发明。***200中站的数量仅是说明性的，因此***200可以包含任何所需数量的中枢站和远程站。
根据每个远程单元的指定数据速率将远程单元分成两个或更多的远程单元操作组(有时称为远程单元的“营地”)。在一个实施例中，***200包括三组远程单元：组32，组64和组128。组32包括一个或多个以32kbps数据速率操作的远程单元，组64包括一个或多个以64kbps数据速率操作的远程单元，组128包括一个或多个以128kbps数据速率操作的远程单元。通常，中枢站210确定到每个远程单元的指定数据速率并与每个远程单元通信。例如，中枢站210可以向远程单元212，214和216指定32kbps的数据速率，因此将这些远程单元置于组32中。类似地，中枢站210可以向远程单元232和234指定64kbps的数据速率，因此将这些远程单元置于组64中。最后，中枢站210可以向远程单元252和254指定128kbps的数据速率，因此将这些远程单元置于组128中。
中枢站210根据它们各自的信道条件确定和指定到每个远程单元的数据速率。信道条件表示信道在支持指定数据速率时仍能保持可接受的信号性能(例如SNR)的能力。在一个实施例中，中枢站210的配置能够不断地，或以预定的时间间隔根据从每个远程单元接收的信号来监测信道性能。尤其是，中枢站210可以在预定时间间隔测量SNR以评估每个远程单元的信道性能。中枢站210比较测量的SNR和预定的SNR阈值。SNR阈值可以包括下限阈值(例如8dB)和上限阈值(例如11dB)。根据这一比较，中枢站210确定是否改变每个远程单元当前指定的数据速率，并且是否因此将远程单元从一组分到另一组。
例如，如果测量到的从远程单元232接收的信号的SNR在下限和上限阈值之间，中枢站210确定该远程单元232正以理想的数据速率操作，因此没有改变指定数据速率的必要。如果测量到的SNR高于上限阈值，中枢站210确定远程单元232的信道能够支持更高的数据速率。因此，中枢站210可以指示远程单元232将它的数据速率从64kbps提高到更高的数据速率，如128kbps。相反，如果测量到的SNR低于下限阈值，中枢站210确定远程单元232的信道利用率是不可接受，应该降低其当前指定的数据速率。因此，中枢站210可以指示远程单元232将它的数据速率从64kbps降到更低，例如32kbps。中枢站210可以重复这一过程来优化所有远程单元的信道利用率。在一个实施例中，每个远程单元的平均发射功率不受影响并且在整个过程保持固定不变。
另外，中枢站210的配置能够响应每个远程单元需求的变化来动态地向远程单元分配指定频谱部分。这里所用的术语“需求”是指远程单元想要在特定时刻交换或发射的信息量(例如用比特表示的数据)。通常，***200使用每个远程单元周期性地，或当请求时在其上向中枢站210报告或发射其当前需求的信道，如预留信道。在一个实施例中，中枢站210的配置能够在逐组的基础上确定远程单元的集中需求(以下称“集合需求”)。如下面更详细描述的，根据每个组32，64和128的至少部分集合需求，中枢站210确定将要分配给每个组32，64和128的部分频谱。通过这样做，中枢站210不断降低拥塞和发射延迟并且优化频率在几组远程单元中的利用率。
在一个实施例中，有必要在确定每个组32，64和128的集合需求之前检查指定给每个远程单元的服务质量(QoS)。通常QoS可以为每个远程单元指定标称保证吞吐级(例如比特中的数据量)或数据速率(用kbps表示)。通常按照远程单元和服务提供商，例如中枢站210的拥有者，之间签署的协议来指定每个远程单元的QoS。在此使用的术语“QoS”是指中枢站210可以用来对交付或提供给远程单元的性能质量定级的任何一个或多个标准。
通常，中枢站210可以使用任何通信参数在远程单元中分配一个或多个部分的频谱。通信参数可以包括一组远程单元的集合需求，单个远程单元的特殊需求，服务质量，信道性能(例如SNR或BER测量值)，一个组中的远程单元的数量，传播路径(例如距离，地形等)，任何其它影响无线通信***200性能的参数，或这些参数的任意组合。如下面进一步讨论的，中枢站210根据通信参数确定远程单元组(或单个远程单元)的性能的当前或预期状态，以便分配一个或多个部分的频谱。
图3是描述确定是否在图2的无线通信***中两个或更多组中重新分配频谱的处理过程的流程图。如上面所提到的，在一个实施例中，远程单元被编成或分为组32，组64和组128。处理过程在方框300开始，***200初始化一种算法，以检查每个远程单元的信道性能。例如，算法可以利用任何基于微处理器的指令实现，例如，在中枢站210的快速接入设备中编程的常规固件。在方框310中，中枢站210通过收听从第一远程单元(例如远程单元232)接收的信号来监测信道。在一个实施例中，每个远程单元可以在周期性的时间间隔期间通过预定或其它可用的信道向中枢站210发射信号。中枢站210测量从远程单元232到达的信号中的信号和噪音分量的能量。如上所述，中枢站计算远程单元232在预定时间间隔(例如100毫秒)的SNR。
在判断方框320中，中枢站210根据测量的SNR确定是否改变远程单元232当前指定的数据速率。如上面提到的，中枢站210已设置了下限阈值(例如8dB)和上限阈值(例如11dB)以便与测量的SNR比较。下限阈值和上限阈值之间的范围代表为当前指定数据速率提供的足够好的信道性能。因此，如果测量到的SNR落在下限阈值和上限阈值之间，那么处理过程进入中枢站210保持远程单元232当前指定数据速率的方框330。在这种情况下，如下所述，处理过程继续到方框370，中枢站210确定是否检查了该组中的所有远程单元。
SNR的范围低于下限阈值表示对于当前指定数据速率噪音水平相对较高的不符合要求的信道性能。因此，如果测量到的SNR落入下限阈值以下，那么处理过程进入方框340，中枢站210指示远程单元232将当前数据速率从64kbps降低到例如32kbps。这样，中枢站将远程单元232从组64重新编入组32中。相反，SNR的范围高于上限阈值表示对于当前指定数据速率噪音水平相对较低的低效信道使用。因此，在方框320中如果测量到的SNR落在上限阈值以上，那么处理过程进入方框350，中枢站210指示远程单元232将当前数据速率从64kbps提高到例如128kbps。这样，中枢站将远程单元232从组64重新编入组128中。
在方框360中，中枢站210通过预定信道采集一个或多个表示远程单元232需求的信号。中枢站210将需求保存在可访问存储器(未示出)中为以后检索。采集需求信号的定时不是本发明的要点，因此可以在进行每个远程单元SNR测量之前，期间或之后执行。例如中枢站210可以在初始化图3的处理过程之前采集和保存所有远程单元的需求。在方框370中，中枢站210确定是否已得到所有远程单元的需求。如果需要更多远程单元的需求，过程可以返回方框310来测量其余远程单元的SNR并且重复到此描述的过程。换句话说，过程可以返回方框360，通过预定信道采集其余远程单元的需求。在一个实施例中，这些步骤中的一个或多个是并行执行的。
另一方面，如果已经采集了所有远程单元的需求，中枢站210在方框380中确定组32，64和128中的一组或多组是否相对拥塞。这个处理过程将在后面参考图4更详细地描述。如果中枢站210确定未检测到拥塞，那么处理过程返回方框310再次运行整个过程。可以任选该处理过程在这个阶段终止并在以后重新启动。另一方面，如果中枢站210确定组32，64和128中的一组或多组已经拥塞，那么处理过程进行频谱从最小拥塞(即最佳状态或性能)组到其它组的重新分配。因此，在方框390中，中枢站210减小最小拥塞组的分配频谱的部分，并且增加其它组的分配频谱部分。这个过程将在后面参考图5更详细地描述。处理过程在方框398终止。
图4是描述图3的方框380中执行的确定一组或多组集合需求的处理过程的流程图。该处理过程从方框400开始。如上面指出的，中枢站210的配置可以确定每个组32，64和128的相对拥塞。在方框410中，中枢站210通过预定信道监测远程单元的需求。如上面提到的，该需求表示远程单元想要在特定时刻交换或发射的数据量(用比特表示)。在方框420中，中枢站210通过检查指定给远程单元的QoS来鉴定接收需求。中枢站210通常保存或者至少访问在它的覆盖范围内操作的每个远程单元的QoS。通过鉴定该需求，中枢站210检查远程单元的QoS以确定QoS是否允许通过资源的分配来满足整个需求。根据判断方框430，如果QoS允许满足远程单元的整个请求需求，那么在方框440中，当评估组32，64和128中的一个组的集合需求时中枢站210考虑整个需求。另一方面，如果QoS不允许请求的需求，在方框450中，中枢站210确定远程单元降低的需求(例如缩减该需求)，并且在评估该组的集合需求时考虑降低的需求。
例如，可以向远程单元212指定允许其以高达每秒32千比特数据进行交换的QoS标准，这样产生平均每分钟1.92(大约2)兆比特的数据量。如果在12：00：00点，远程单元212发射1兆比特，中枢站210检查远程单元212的QoS并且确定允许最大到大约2兆比特。因此，在12：00点，中枢站210考虑整个1兆比特来评估组32的集合拥塞。然而，如果在12：00：30(即30秒后)，远程单元212请求发射2兆比特的需求，那么中枢站210根据远程单元212的QoS为了平衡1分钟间隔，即在12：00：00-12：01：00，而确定只允许大约1兆比特的需求。因此，为达到在12：00：30评估组32的集合拥塞的目的，中枢站210将需求从2兆比特缩减到大约1兆比特。
对于每个组而言，中枢站210根据组中所有远程单元的收集需求计算该组的集合需求。因此，在判断方框460中，中枢站210查看是否对来自组中所有远程单元的需求进行了轮询。如果保持对更多远程单元的需求的轮询，那么处理过程返回方框410。另一方面，如果中枢站210确定已经轮询了来自该组中所有远程单元的需求，那么处理过程进入方框470。为确定单个组的集合需求，在方框470中，中枢站210增加并且/或者减少该组中所有远程单元的需求。集合需求表示对该组的比特队列(平均)长度的估算。中枢站210可以对组32，64和128重复该处理过程，并且在它的存储器中保存所有组的集合需求来执行拥塞分析。该处理过程在方框480终止。
存在数种分析每组远程单元拥塞的方法。在一个实施例中，中枢站210相对最小拥塞的组来确定每组的拥塞。图5是描述确定在两组或更多组远程单元中的拥塞和频谱重新分配过程的流程图。处理过程从方框500开始。在方框510中，中枢站210识别具有最小拥塞的组，该组通常具有最短的队列长度。一旦识别出最小拥塞组，在方框520中，中枢站210将其它组的队列长度与最小拥塞组的队列长度比较。通过这种比较，中枢站可以通过将一个组的队列长度除以该最小拥塞组的队列长度计算出过量比特的百分比。过量比特的百分比表示一组中的拥塞相对于最小拥塞组的程度。例如，组32，64，和128中每一个的平均队列长度分别是100，300和250兆比特。在这个例子中，具有100兆比特队列长度的组32表示该最小拥塞组。组64的过量比特百分比是300％(或300/100)，对于组128是250％(或250/100)。如这个例子所示，过量比特百分比是不可能小于100％的数字，这是因为任何组的队列长度总是远远大于(或等于)最小拥塞组的队列长度。
在方框530中，中枢站210根据组的相对拥塞确定是否有必要从最小拥塞组重新分配部分频谱到其它组。在一个实施例中，中枢站210以过量比特的百分比作为它确定的根据。例如，中枢站210的配置只为过量比特百分比等于或大于200％的组重新分配频谱。因此，根据上述数字实例，中枢站210可以从组32消除部分频谱并且将它指定给组64和128。因此，如果频谱的重新分配可以保证缓解拥塞，那么处理过程进入方框540。相反，如果频谱的重新分配不能保证，那么处理过程在方框560终止。
在方框540中，中枢站210确定从最小拥塞组分配到其它组的频谱量(即带宽的大小)。带宽通常指能够在给定时间段通过如无线发射机的发射信道发射的数据量。通常带宽用周/秒(赫兹或Hz)或比特/秒(bps)表示。最好能使从最小拥塞组重新分配到其它组的带宽达到最小。通过最小化重新分配带宽，可以减小队列振荡以及它引起的***不稳定性。队列振荡通常指拥塞在最小拥塞组和其它组之间来回传递，即处于振荡状态。
为最小化队列振荡，最好能够以分段形式从最小拥塞组重新分配带宽给其它组。在一个实施例中，利用分段形式，中枢站210可以以单位递增的方式重新分配带宽给较高的拥塞组。例如，利用上述数字实例，中枢站210可以从组32重新分配64kbps的带宽给组64，以及128kbps的带宽从组32到组128。重新分配带宽的目的是缓解较高拥塞组具有的拥塞。因此，在方框550，中枢站210从最小拥塞组重新分配部分频谱给其它组。重新分配过程在方框560终止。
在一个实施例中，中枢站210不断地，或在预定时间间隔内重复图5中的过程。缓解其它组的拥塞可能增加最小拥塞组的拥塞。然而，中枢站210不断监测组的拥塞以及在几组远程单元中重新分配指定频谱的能力可以减小单个组的拥塞。此外，连续监测以及频谱的重新分配优化了远程单元中频率的利用。
图6是表示图2的几组远程单元示例的表格。如上面提到的，中枢站210根据指定给每个远程单元的数据速率将每个远程单元指定给一个营地或组。在表600中，中枢站210向远程单元212-224和244-246以及属于组32中的这些远程单元指定32kbps的数据速率。类似地，中枢站210向远程单元232-242以及属于组64中的这些远程单元指定64kbps的数据速率。最后，中枢站210向远程单元252-270以及属于组128中的这些远程单元指定128kbps的数据速率。如上面所提到的，数据速率通常根据每个远程单元的信道性能，例如测量到的从每个远程单元发射的并且在中枢站210接收的信号的SNR来指定给每个远程单元。如上面说明的，如果SNR落在最佳范围，那么维持远程单元当前的指定数据速率。如果SNR落在下限阈值之下或上限阈值之上，那么远程单元的数据速率相应地减小或增加。中枢站210将表600保存在存储器或其它容易访问的地方来跟踪每组远程单元的更新。
图7是表示组32，64和128中变化示例的表格。在一个实施例中，表700表示远程单元244和246不再属于组32，而是属于组64。通常，远程单元244和246分组的变化表明测量到的每个远程单元244和246的信道SNR落在了上限阈值之上。在这个例子中，中枢站210指示远程单元244和246分别将它们的数据速率从32kbps增加到64kbps。因此，中枢站210将表600更新为表示远程单元244和246属于组64的表700。
图8是表示作为频率和时间函数在远程单元间重新分配频谱的过程的示意图。图800包括表示指定给每个组的部分频谱(即带宽)的纵坐标。特别地，图800显示将带宽832指定给组32，将带宽864指定给组64，以及将带宽828指定给组128。图800还包括表示时域T的横坐标。从T＝0开始，图800显示每个远程单元通信期间的时间间隔用由远程单元编号标记的方块(或时隙)来表示。
例如，在时间间隔0-t3内，图800显示远程单元212被分配了时隙212和载波频率F8，并且以32kbps的数据速率在组32中操作。在相同的时间间隔0-t3内，图800显示远程单元214被分配了时隙214和载波频率F7，并且以32kbps的数据速率在组32中操作。在时间间隔0-t2内，图800显示远程单元232被分配了时隙232和载波频率F9，并且以64kbps的数据速率在组64中操作。在时间间隔0-t1内，图800显示远程单元252被分配了时隙252和载波频率F10，并且以128kbps的数据速率在组128中操作。
在该实施例中，可以看出组32的远程单元的时隙持续时间是组64的远程单元时隙持续时间的两倍，是组128的远程单元时隙持续时间的4倍。不同组之间时隙持续时间的关系通常是指定数据速率的函数。例如，由于64kbps数据速率是32kbps数据速率的两倍，因此组64的时隙持续时间是组32的时隙持续时间的一半。这种时隙/频率结构简化了具有多种操作数据速率的TDMA和FDMA***的实现。最后，还可以看出，在所有组中，每个远程单元不会同时占用一个以上的时隙。占用一个时隙简化了单个信道收发机***的操作。一旦确定了每组的部分频谱，中枢站210可以利用在中枢站实现的标准向特定的远程单元(同组中的)指定一个或更多时隙/频率。本发明不只局限于这种***，可以利用与本发明特征兼容的任何时隙/频率结构来实现。
图800解释了响应中枢站重新分配指定的频谱的决定在一些组间相应带宽发生变化的示例。如图8所示，在时间T＝t4，中枢站210在几组远程单元中改变了频谱分配。特别地，图800显示了带宽828和带宽864中的每一个规模增加了两倍，而带宽832因此而相应降低。因此，代替在T＝t4之前组128只可以用一个时隙，在T＝t4之后，组128的远程单元可以使用两个同时的时隙。例如，在时间T＝t4，可以看到远程单元270和268以指定数据速率128kbps(带宽828)同时通信。类似地，代替在T＝t4之前组64只可以用一个时隙，在T＝t4之后，组64的远程单元可以使用两个同时的时隙。例如，在时间T＝t4，可以看到远程单元240和242以指定数据速率64kbps(带宽864)同时通信。另一方面，代替在T＝t4之前组32可以使用8个同时时隙，在T＝t4之后，只为组32的远程单元保留了两个同时可用的时隙。正如上面的详细描述，该说明表明，响应组64和组128中的每一个的相对拥塞，中枢站210已经确定这种拥塞保证了频谱从最小拥塞组32到组64或128的重新分配，如说明详细说明的。
另外，图800说明了一个或多个远程单元的数据速率发生变化的示例。如图8所示，可以看到在T＝t5之前，远程单元244和246中的每一个以32kbps的数据速率在组32中(带宽832)操作，如组32的时隙244和246所示。然而，在T＝t5之后，远程单元244和246以64kbps的数据速率在组64中(带宽864)操作，如组64的时隙244和246所示。因此，图800证明在间隔t4-t5之间的某个时间，中枢站210确定将远程单元244和246的指定数据速率从32kbps改变为64kbps。如上的详细描述，中枢站210以远程单元244和246中每一个的信道测量SNR作为根据。在该实例中，SNR落在上限阈值之上(例如11dB)，从而保证增加数据速率。因此，中枢站210指示远程单元244和246分别提高其相应的数据速率。
在本发明的另一个实施例中，反向链路资源不预先指定给远程单元的特定营地。图9是表示对于特定远程单元，如在这种环境中操作的远程单元212(见图2)的三个服务操作区域的质量的示范图。如上面所提到的，QoS通常分配给遵循由远程单元和服务提供商所签定协议的每个远程单元。与指定数据速率无关，QoS指定分配的平均数据速率。当指定的数据速率规定远程单元资源能够通过向该远程单元分配资源时的信道发射信息的速率时，分配的平均数据速率反映了远程单元已经例如从服务提供商那里购买的扩展周期的平均数据速率。例如，如果远程单元具有256kbps的指定数据速率和32kbps的分配平均数据速率，虽然远程单元以256kbps发射脉冲串，但是脉冲串在空闲期间被及时分散，使远程单元的平均数据传输率降低到大约32kbps。换句话说，该远程单元发射的平均工作循环最大只有八分之一。
图9显示的纵坐标402表示远程单元212的当前平均数据速率的范围。遵照其协议，远程单元212已经签定了分配的平均数据速率404(例如32kbps)。该值以下的平均数据速率用IN区域406表示。在一个实施例中，最好允许远程单元212超出其分配的平均数据速率404，并且允许它在OUT区域414进行操作。OUT区域414表示远程单元212可以在其分配的平均数据速率以上操作的平均数据速率的范围。因此，OUT区域414表示范围从分配的平均数据速率404到最大平均数据速率408(例如48kbps)的平均数据速率。如图9中进一步显示的，HARD DROP区域412表示在最大平均数据速率408之上的平均数据速率。
在一个实施例中，分配的平均数据速率404根据远程单元操作者和中枢站操作者或拥有者之间签定的协议与特定的远程单元关联。例如，服务提供商可能希望通过购买相对低的分配平均数据速率404来降低与提供因特网服务相关的操作成本。当用户数和***需求增长时，服务商可以购买意味着更高开销的高分配平均数据速率404。
中枢站保存与远程单元相关联的服务水平质量404。在一个实施例中，中枢站包含一个存储远程单元标识符和相关的分配平均数据速率404的表格。在一个实施例中，当签定的信息增加或修改时，由中枢站操作员对表格进行更新。
每个中枢站存储用于定义从远程单元的发射可能超出分配的平均数据速率404时的数据速率的范围参数。范围参数通过提供最大平均数据速率408的值来定义OUT区域的大小。可以根据典型的***使用，中枢站的容量，以及其它因素来选择范围参数。尽管***资源可用，但最大平均数据速率的使用人为地限制了远程单元的平均数据速率，这就导致要购买更高分配的平均数据速率。在一个实施例中，为遵循其它目的，相同的技术可以用于限制最大平均数据速率。
在该实施例中，本发明提供了在可用通信资源内***200的调度远程单元通信的方法和***。如上面所提到的，中枢站210可以通过预定信道不断地接收每个远程单元的需求。在该实施例中，中枢站210将每个到达的需求安排在基于先进先出(FIFO)的队列中。
在一个实施例中，中枢站210根据某些前一时期内远程单元的至少一部分当前平均数据速率对每个远程单元编组或分级。如上面所提到的，中枢站210可以根据预定时间间隔内(例如10秒，30秒，60秒，或其它期望的间隔)的移动平均值来计算当前平均数据速率。移动平均值是通过将预定的过去时间间隔发射的数据量除以该预定时间间隔确定的。
例如，假设远程单元具有48kbps的分配平均数据速率，60kbps的最大平均数据速率并且中枢站使用60秒的预定时间间隔来确定远程单元的平均数据速率。另外，假设经过一段长时间的空闲之后，在12：00：01，远程单元212完成了1兆比特数据的传输。因此，到12：00：02，远程单元的当前平均数据速率大约是17kbps(即1兆比特/60秒)，远程单元212置于IN区域406中。在12：00：30，远程单元212完成了2兆比特数据的传输。鉴于1兆比特和2兆比特的传输，远程单元212的当前平均数据速率在12：00：31为50kbps(3兆比特/60秒)，远程单元212的操作点置于OUT区域414中。最后，如果在12：00：45，远程单元212完成了3兆比特数据的传输，那么远程单元212在12：00：46的当前平均数据速率大约是100kbps(即6兆比特/60秒)，远程单元212的操作点置于HARD DROP区域412。如果时间继续下去，而远程单元不再传输任何数据，那么远程单元的当前平均数据速率最终通过OUT区414落在IN区域406。
图10是描述动态调度远程单元通信过程的第二个实施例的流程图。该过程从方框804开始，如上面所提到的，在一个实施例中，中枢站210从每个想要通过***200(见图2)通信的远程单元接收需求请求并且将相应的项目置于FIFO队列。在方框808中，中枢站210确定对应FIFO队列中第一项的第一个远程单元的当前平均数据，例如如刚刚描述的。
在方框812中，中枢站210确定是否将远程单元212的当前平均数据速率定级在HARD DROP区域412中操作(见图9)。根据远程单元在预定间隔内(例如过60秒)发射的数据量，如果远程单元212在HARDDROP区域412内操作，那么过程进入方框816，中枢站210将当前需求项置于FIFO队列末尾。通过延迟在稍后时间满足需求，中枢站210拒绝在此时给予远程单元212带宽/时隙，因此减小远程单元当前平均数据速率及时向前移动。在另一个实施例中，将需求项从队列中清除并且不再置于队列中。
另一方面，如果远程单元212在预定间隔期间不在HARD DROP区域412内操作，那么该过程进入方框820，中枢站210确定远程单元212是否在OUT区域414内操作。
根据其在预定间隔中的当前平均数据速率，如果远程单元212在OUT区414内操作，那么该过程继续到方框824，中枢站210执行OUT方案的算法对，例如具有进/出比特(RIO)的随机早期引出(Random Early Drop(RED))。在一个实施例中，RED和RIO算法通过中枢站中的网关执行。通常，RED算法计算平均队列长度，并且当平均队列长度超过特定引出(drop)阈值时，网关开始以特定概率随机引出需求请求，准确的概率是中枢站的队列长度的函数。
根据在预定间隔中的当前平均数据速率，如果远程单元212在IN区域406中操作，那么该过程继续到方框828，执行第二Random EarlyDrop(RED)算法。通常，引出阈值反映了在队列长度的整个范围内，IN分组的队列长度比OUT分组的长，并且落下OUT分组的概率大于或等于落下IN分组的概率。关于更详细的RED和RIO算法及网关，可以参Allocation of Best Effort Packet Delivery Service)”，可以通过http：∥diffserv.lcs.mit.edu/Papers/esp-alloc-ddc-wf.pdf找到。
如果RED算法没有在方框824或方框828中通过需求请求(即落下)，那么该过程返回方框816，中枢站210将需求项置于FIFO队列末尾或从FIFO队列撤出请求。相反，如果远程单元212的需求请求通过RED算法到达方框824或828，那么过程继续到方框830。
在方框830中，中枢站210调度远程单元的通信。特别地，为调度远程单元的通信，中枢站210确定与远程单元212指定数据速率等量的带宽。根据指定数据速率，中枢站210确定在允许远程单元212交换期望的数据量的时间周期内带宽可用(即未调度给其它远程单元发射)的下一个时间T。在该实施例中，指定的数据速率最好能保持在适合远程单元传输数据的最高速率或速率组。
在方框834中，中枢站210确定下一个需求项是否在FIFO队列中等待调度。在一个实施例中，连续运行图10的过程来处理需求项的队列。如果在FIFO队列出现另一个需求项，那么如上所述，过程返回方框808，中枢站210处理该需求项。相反，如果在FIFO队列中未出现另一个需求项，那么过程在方框840终止或仅仅等待下一个需求项的到来。
图11是表示作为频率和时间函数的一个或多个远程单元调度过程的示范结果的示意图。与图800(图8)类似，图850包括代表时间的横坐标和代表频谱的纵坐标。带宽842代表可用于***200通信的整个带宽。图850中的几个带编号的方框代表当调度相应的指定远程单元传送数据时的带宽和时隙。作为例子，远程单元252显示在时间T9和T10之间以所需的中频F和邻近带宽来调度发射。为了说明的目的，远程单元212所需的带宽用带宽844表示。
如上面所讨论的，为调度远程单元212的请求，中枢站210检查所需带宽844可用的时间。在时间T10，可能存在其频率和带宽未被调度的时隙846。然而，时隙846不能满足远程单元212所需的带宽。因为带宽不够，所以中枢站210不能将远程单元212调度到时隙846中。因此，中枢站210检查下一个可用时隙来确定所需带宽844是否可供远程单元212使用。在时间T11，中枢站210发现具有足够带宽的时隙212与远程单元212的数据速率相当。因此，中枢站在时间T11调度给远程单元212一个时隙的时长或如果必要也许有多个时隙。随着中枢站210继续调度发射，它可以调度其它远程单元在时隙848通信。
鉴于说明的内容，本发明克服了长期以来对在多个通信站中优化频谱使用的方法和***的需求。该***和方法根据需求和频谱使用的变化对指定频谱进行动态重新分配。
在本发明的范围内包括多种替代实施例。例如，在一个实施例中，指定的数据速率不被量化到几个离散的数据速率中，而是当每个远程单元以其可能的最大数据速率发射，而不考虑任何规定数据速率或仅仅使用具有很小速率粒度的组。本发明可以应用到上述图1以外的多种操作环境中，例如地面网环境。
在不脱离本发明精神或实质特征的情况下可以用任何其它具体形式实施本发明。应将所描述的实施例仅看作是说明性的而不是限制性的，因此，本发明的范围由所附的权利要求表示，而不是由上述说明表示。落入权利要求等同物的含义和范围内的所有改变都包括在其范围内。

Claims (68)

1.一种在多个射频(RF)发射机和(多个)RF接收机中的至少一个中指定至少一部分RF频谱的方法，该方法包括：监测与该多个RF发射机和接收机内的组的性能相关的通信参数，该组包括该多个RF发射机和接收机中的至少一个；响应监测到的通信参数确定该组的性能状态；以及
将至少一部分RF频谱从具有最佳性能状态的组分配到多个RF发射机和接收机中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括向多个RF发射机和接收机中的至少一个指定数据速率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括从具有最佳性能状态的组确定要指定的RF频谱部分的大小。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括至少部分根据该组的RF发射机和接收机中的至少一个的需求来确定该组的需求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于确定该组的需求包括至少部分根据该组的每个RF发射机和接收机的服务质量调整该需求。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于监测通信参数包括监测该组的集合需求。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于监测通信参数包括监测RF发射机和接收机中的至少一个的RF信道的性能。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于监测RF信道的性能包括测量该信道的信噪比(SNR)和比特误差率(BER)中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于确定该组的性能状态包括确定该组的数据队列的长度。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于从具有最佳性能状态的组分配至少一部分RF频谱包括从具有最短数据队列长度的组分配一部分RF频谱。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于从具有最佳性能状态的组分配至少一部分RF频谱包括从数据流量具有最小拥塞的组分配一部分RF频谱。
12.一种在多个RF发射机间分配至少一部分射频(RF)频谱的方法，该方法包括：监测多个RF发射机中一组发射机的需求，该组包括至少一个RF发射机；响应监测到的需求确定该组发射机的相对数据拥塞；和
将至少一部分RF频谱从具有最小拥塞量的组分配到至少一个其它的RF发射机。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括至少部分根据该组中每个发射机的服务质量来调整该组的每个发射机需求。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于调整该组中每个发射机的需求包括准许该组中每个发射机的至少一部分需求。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于还包括至少部分根据该组中每个发射机的调整需求来确定该组的集合需求。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于监测该组发射机的需求包括接收表示该组中每个发射机请求交换的数据量的信息。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于确定该组发射机的相对数据拥塞包括识别具有最短数据队列长度的组。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于分配至少一部分RF频谱包括从具有最短数据队列长度的一组发射机向至少一个其它发射机分配一部分RF频谱。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括将该组发射机的数据队列的长度与另一组发射机的数据队列的长度比较。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括监测多个RF发射机中至少另一组的发射机的需求，该组包括至少一个]RF发射机。
21.一种从多个RF发射机接收射频(RF)信号的通信接收机，该通信接收机访问用指令编程的处理器，该通信接收机在运行时执行方法，包括：监测多个RF发射机中一组发射机的需求，该组包括至少一个RF发射机；响应监测到的需求确定该组发射机的相对数据拥塞；和
将从具有最小拥塞量的组向至少一个其它RF发射机分配至少一部分RF频谱。
22.根据权利要求所述21的接收机，其特征在于该方法还包括至少部分根据该组中每个发射机的服务质量来调整该组中每个发射机的需求。
23.根据权利要求22所述的接收机，其特征在于调整该组中每个发射机的需求包括准许该组中每个发射机的至少一部分需求。
24.根据权利要求23所述的接收机，其特征在于该方法还包括至少部分根据该组中每个发射机的调整需求来确定该组的集合需求。
25.根据权利要求21所述的接收机，其特征在于监测该组发射机的需求包括接收表示该组中每个发射机请求交换的数据量的信息。
26.根据权利要求21所述的接收机，其特征在于确定该组发射机的相对数据拥塞包括识别具有最短数据队列长度的组。
27.根据权利要求26所述的接收机，其特征在于分配至少一部分RF频谱包括从具有最短数据队列长度的一组发射机向至少一个其它发射机分配一部分RF频谱。
28.根据权利要求21所述的接收机，其特征在于该方法还包括将该组发射机的数据队列长度与另一组发射机的数据队列长度比较。
29.根据权利要求21所述的接收机，其特征在于该方法还包括监测多个RF发射机中至少另一组的发射机的需求，该组包括至少一个RF发射机。
30.一种在多个RF发射机中分配至少一部分射频(RF)频谱的***，包括：
多个RF发射机，配置每一个发射机发射表示数据通信的相应请求的数据；和
与多个RF发射机通信的接收机，配置接收机监测多个RF发射机中一组的需求，该组包括至少一个RF发射机，其中还配置接收机从具有最少需求的该组RF发射机向至少一个其它的RF发射机重新分配一部分RF频谱。
31.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置每个RF发射机经专用RF信道向接收机周期性地发射表示相应需求的数据。
32.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置接收机获得相应需求并确定该组的集合需求。
33.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置接收机至少部分根据至少一个RF发射机的服务质量调整相应的需求。
34.根据权利要求33所述的***，其特征在于配置接收机至少部分根据调整后的相应需求来确定该组的集合需求。
35.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置接收机准许该多个RF发射机中每一个的至少一部分需求。
36.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置接收机访问从具有最少需求的一组RF发射机向至少一个其它RF发射机重新分配部分RF频谱的处理器。
37.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置接收机监测多个RF发射机中至少一个的RF信道性能。
38.根据权利要求37所述的***，其特征在于配置接收机测量RF信道的信噪比和比特误差率中的至少一个。
39.根据权利要求38所述的***，其特征在于配置接收机至少部分根据信道性能向多个RF发射机中的至少一个指定数据速率。
40.根据权利要求38所述的***，其特征在于配置接收机在测量到的信噪比高于预定阈值的情况下向多个RF发射机中的至少一个指定增大的数据速率。
41.根据权利要求38所述的***，其特征在于配置接收机在测量到的信噪比低于预定阈值的情况下向多个RF发射机中的至少一个指定减小的数据速率。
42.根据权利要求38所述的***，其特征在于配置接收机在测量到的信噪比在预定范围内的情况下将多个RF发射机中的至少一个维持在当前指定的数据速率。
43.根据权利要求30所述的***，其特征在于配置接收机向具有大于最小需求的的需求的至少一个其它组重新分配部分RF频谱。
44.根据权利要求43所述的***，其特征在于配置接收机以逐段方式按预定带宽量重新分配部分RF频谱。
45.一种为在多个通信设备间通信而指定一部分射频频谱和时隙的方法，其中配置每个通信设备传送表示需求队列中保存的相应需求的信息，其中每个通信设备包含射频(RF)发射机和接收机中的至少一个，该方法包括：
计算多个通信设备中一个设备的平均数据速率；
至少部分根据平均数据速率和需求队列的大小来确定是否实现一个设备的需求；和
当已经确定实现了一个设备的需求时，向一个设备指定至少部分与该设备的数据速率等量的部分频谱和时隙。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于还包括在一个设备的平均数据速率高于预定阈值的情况下延迟一个设备需求的实现。
47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于延迟需求的实现还包括将该需求调度为需求队列的最后。
48.根据权利要求46所述的方法，其特征在于确定一个设备的需求是否实现还包括确定平均数据速率是否高于比预定阈值低的预定数据速率。
49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括如果平均数据速率在预定数据速率和预定阈值之间，则执行外随机早期引出算法。
50.根据权利要求48所述的方法，其特征在于还包括如果平均数据速率低于预定数据速率，则执行内随机早期引出算法。
51.根据权利要求45所述的方法，其特征在于计算平均数据速率包括确定一个设备在预定的过去时间间隔的数据速率。
52.根据权利要求45所述的方法，其特征在于指定给一个设备包括将一个设备调度到适应以一个设备的数据速率通信的下一个可用时隙和部分频谱通信。
53.一种用在多个RF发射机和RF接收机中的至少一个中执行指定至少一部分射频(RF)频谱的方法的处理器执行时的指令编程的的通信***，该方法包括：监测与多个RF发射机和接收机内的组的性能有关的通信参数，该组包括多个RF发射机和接收机中的至少一个；相应监测到的通信参数来确定该组的性能状态；以及
从具有最佳性能状态的组向多个RF发射机和接收机中的至少一个分配至少一部分RF频谱。
54.根据权利要求53所述的***，其特征在于所述方法还包括至少部分根据该组的RF发射机组和接收机中至少一个的需求来确定该组的需求。
55.根据权利要求54所述的***，其特征在于确定该组的需求包括至少部分根据该组的RF发射机和接收机中的每一个的服务质量来调整需求。
56.根据权利要求53所述的***，其特征在于确定该组的性能状态包括确定该组的数据队列长度。
57.一种用为在多个通信设备间通信而执行指定一部分射频(RF)频谱和时隙的方法的处理器执行时的指令编程的的通信***，其中配置每个通信设备传送表示需求队列中保存的相应需求的信息，其中每个通信设备包括射频(RF)发射机和接收机中的至少一个，该方法包括：计算多个通信设备中的一个设备的平均数据速率；
至少部分根据平均数据速率和需求队列的大小来确定是否实现了一个设备的需求；和
当确定实现一个设备的需求时，向一个设备指定与该一个设备的数据速率至少部分等量的部分频谱和时隙。
58.根据权利要求57所述的***，其特征在于该方法还包括在一个设备的平均数据速率超过预定阈值的情况下延迟实现一个设备的需求。
59.根据权利要求57所述的***，其特征在于指定给一个设备包括将一个设备调度到适应以一个设备的数据速率通信的下一个可用时隙和部分频谱通信。
60.一种在多个RF发射机和RF接收机中的至少一个中指定至少一部分的射频(RF)频谱的***，该***包括：监测与该多个RF发射机和接收机内的组的性能有关的通信参数的装置，该组包括多个RF发射机和接收机中的至少一个；相应监测到的通信参数来确定该组的性能状态的装置；和
从具有最佳性能状态的组向多个RF发射机和接收机中的至少一个分配至少一部分RF频谱的装置。
61.根据权利要求60所述的***，其特征在于还包括用于至少部分根据该组的RF发射机和接收机中的至少一个的需求来确定该组的需求的装置。
62.根据权利要求61所述的***，其特征在于还包括至少部分根据该组的RF发射机和接收机中的每一个的服务质量来调整需求的装置。
63.一种在多个RF发射机间分配至少一部分射频(RF)频谱的***，该***包括：
监测与多个RF发射机中一组发射机的需求的装置，该组包括至少一个RF发射机；
相应监测到的需求来确定该组发射机的相对数据拥塞的装置；和从具有最小拥塞的组向至少一个其它的RF发射机分配至少一部分RF频谱的装置。
64.一种用于分配至少一部分射频(RF)频谱的***，所述***包括：
用于发射表示传送数据的相应需求的信息的多个装置；
用于监测多个发射装置中一组的需求的装置，该组包括至少一个发射装置；
用于从具有最小需求的发射装置的该发射装置向至少一个其它发射装置分配一部分RF频谱的装置。
65.一种在多个发射机间指定一部分射频(RF)频谱的方法，该方法包括：
监测至少第一组和第二组发射机的需求，第一组以与第二组发射机的数据速率不同的平均数据速率操作；
至少部分根据与第一组和第二组发射机中的每个发射机等量的服务质量来调整至少第一组和第二组发射机中每一个的需求；至少部分根据调整后的需求来确定具有最小拥塞的发射机组；减小指定给最小拥塞组的发射机的RF带宽的大小；和增加指定给其它组发射机的RF带宽的大小。
66.根据权利要求65所述的方法，其特征在于确定具有最小拥塞的一组发射机还包括识别具有最短数据队列的一组发射机。
67.一种在多个其需求置于需求队列中的发射机间指定一部分射频(RF)频谱和时隙的方法，该方法包括：发射向接收机传送预定数据量的需求；确定多个发射机中至少一个发射机的平均数据速率；
将至少一个发射机的平均数据速率与至少一个预定阈值比较；和
如果平均数据速率低于预定阈值，则向至少一个发射机指定下一个可用RF带宽和时隙。
68.根据权利要求67所述的方法，其特征在于还包括如果平均数据速率高于预定阈值，那么延迟RF带宽和时隙的指定。
CN00814976.3A 1999-08-27 2000-08-24 用于频谱资源分配的方法和*** Pending CN1385048A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15128299P 1999-08-27 1999-08-27
US60/151,282 1999-08-27
US09/407,645 1999-09-28
US09/407,645 US6982969B1 (en) 1999-09-28 1999-09-28 Method and system for frequency spectrum resource allocation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1385048A true CN1385048A (zh) 2002-12-11

Family

ID=26848489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN00814976.3A Pending CN1385048A (zh) 1999-08-27 2000-08-24 用于频谱资源分配的方法和***

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1219130A1 (zh)
JP (1) JP2003508992A (zh)
KR (1) KR20020043566A (zh)
CN (1) CN1385048A (zh)
AU (1) AU6934000A (zh)
CA (1) CA2386744A1 (zh)
MX (1) MXPA02002055A (zh)
WO (1) WO2001017311A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101616420B (zh) * 2009-07-31 2011-05-25 中兴通讯股份有限公司 一种动态监测及资源调配的方法和装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3737353B2 (ja) * 2000-09-28 2006-01-18 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 通信装置及び通信回線割当方法
US6940824B2 (en) 2001-04-05 2005-09-06 Ntt Docomo, Inc. Slot assignment algorithm
TW595857U (en) 2001-11-29 2004-06-21 Us 091219345
US8121536B2 (en) * 2002-07-23 2012-02-21 Qualcomm Incorporated Noise compensation in satellite communications
US7257407B2 (en) * 2003-03-26 2007-08-14 Sony Corporation System and method for dynamically allocating data rates and channels to clients in a wireless network
US7747255B2 (en) 2003-03-26 2010-06-29 Sony Corporation System and method for dynamic bandwidth estimation of network links
KR101058930B1 (ko) * 2004-02-09 2011-08-23 주식회사 케이티 인터넷 전화의 대역폭 할당 장치 및 방법
KR100587975B1 (ko) * 2004-11-30 2006-06-08 한국전자통신연구원 이동통신 시스템에서의 다중대역 무선접속 시스템간주파수 공유를 통한 적응형 스펙트럼 할당 방법 및 그를이용한 시스템 제어 방법
JP4519865B2 (ja) * 2007-01-29 2010-08-04 三菱電機株式会社 通信装置
GB0725053D0 (en) 2007-12-21 2008-01-30 Fujitsu Lab Of Europ Ltd Communications system
CN101635928B (zh) * 2009-08-25 2012-02-01 华为技术有限公司 共享频谱资源的方法、设备及***
CN111313993B (zh) * 2019-11-19 2022-03-22 四川安迪科技实业有限公司 一种卫星空闲频谱资源监控方法及***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5548809A (en) * 1992-07-15 1996-08-20 Southwestern Bell Technology Resources, Inc. Spectrum sharing communications system and system for monitoring available spectrum
GB2324686B (en) * 1994-09-30 1999-02-10 Motorola Inc Method for dynamically allocating wireless communication resources
US5608727A (en) * 1995-05-02 1997-03-04 Motorola, Inc. Method and system for management of frequency spectrum among multiple applications on a shared medium
US5818830A (en) * 1995-12-29 1998-10-06 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for increasing the effective bandwidth of a digital wireless network
US5790534A (en) * 1996-09-20 1998-08-04 Nokia Mobile Phones Limited Load control method and apparatus for CDMA cellular system having circuit and packet switched terminals
US6292664B1 (en) * 1998-02-06 2001-09-18 Telefon Aktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Channel quality in wireless communications

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101616420B (zh) * 2009-07-31 2011-05-25 中兴通讯股份有限公司 一种动态监测及资源调配的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP1219130A1 (en) 2002-07-03
AU6934000A (en) 2001-03-26
CA2386744A1 (en) 2001-03-08
WO2001017311A1 (en) 2001-03-08
KR20020043566A (ko) 2002-06-10
JP2003508992A (ja) 2003-03-04
MXPA02002055A (es) 2002-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4791592B2 (ja) 干渉制御のために使用され得る情報を決定し、伝達し、使用する方法および装置
CA2484363C (en) Point to multi-point services using high speed shared channels in wireless communication systems
US6982969B1 (en) Method and system for frequency spectrum resource allocation
KR100572905B1 (ko) 순방향링크속도를스케쥴링하는방법및그장치
US20060092881A1 (en) Methods and apparatus for determining, communicating and using information which can be used for interference control purposes
KR101251992B1 (ko) 주기적 채널 시간 할당을 이용하는 서비스 품질의 제공
KR101592876B1 (ko) 다채널 액세스 포인트에서 무선 채널들을 할당하기 위한 시스템, 방법 및 장치
US8437717B2 (en) Method and apparatus for reporting state information
CA2300157A1 (en) Adaptive media control
AU5794101A (en) Apparatus and method for acquiring an uplink traffic channel in wireless communications systems
JP2008547282A (ja) Ｏｆｄｍａリバースリンクスケジューリング
CN1385048A (zh) 用于频谱资源分配的方法和***
CN1972462A (zh) 移动通信***中分组业务调度的方法
CN101536602B (zh) 在移动通信***中的支持测量的方法
US8428042B1 (en) Feedback mechanisms for multicast/broadcast service in wireless communication networks
Lehong et al. A survey of LoRaWAN adaptive data rate algorithms for possible optimization
KR101393954B1 (ko) 통신 시스템에서 상향 링크 자원 할당 장치 및 방법
Kallel et al. A flexible numerology configuration for efficient resource allocation in 3GPP V2X 5G new radio
CN100433894C (zh) 一种码分多址***中专用信道向公共信道的类型转换方法
US8121067B2 (en) Quality of service provisioning using periodic channel time allocation
CN116916357B (zh) 基于多源数据分析的基站智能预警方法及***
WO2008048827A1 (en) Methods and apparatus for determining, communicating and using information which can be used for interference control purposes
AU2012200054A1 (en) A method of improving throughput in a system including persistent assignments

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication