BRPI0409140B1 - método e aparelho para escalonar transmissões assíncronas - Google Patents

Abstract

"método e aparelho para escalonar transmissões assíncronas". a presente invenção fornece um método de escalonar transmissões assíncronas para uma pluralidade de unidades assinantes. o método inclui receber informação associada a uma pluralidade de unidades assinantes que têm dados de enlace ascendente a transmitir, a informação incluindo informação de recuo de tempo de enlace ascendente associada a cada uma das unidades assinantes. duas ou mais unidades assinantes são então selecionadas de um conjunto de unidades assinantes tendo um diferencial de recuo de tempo que é abaixo de um limite pré-determinado, em que o diferencial de recuo de tempo é a diferença entre o recuo de tempo de uma primeira unidade assinante e o recuo de tempo de uma segunda unidade assinante ainda seletivamente recuada por um múltiplo do tamanho do segmento de transmissão, que minimiza a diferença. os segmentos de transmissão que estão disponíveis para o enlace ascendente de dados, são então alocados entre as duas ou mais unidades assinantes selecionadas, o que limita o número de segmentos de transmissão que têm pelo menos um de sobreposição ou hiato, e a quantidade de qualquer sobreposição ou hiato, para minimizar as oportunidades de escalonamento desperdiçadas.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA ESCALONAR TRANSMISSÕES ASSÍNCRONAS CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se genericamente a escalonar transmissões assíncronas e, mais particularmente, a escalonar transmissões assíncronas com base em uma informação de recuo de tempo recebida para cada uma das unidades assinantes.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Sistemas de comunicação sem fio são comumente colocados no lugar para fornecer comunicação de voz e de dados. Esses sistemas muitas vezes são distribuídos de acordo com uma ou mais de várias normas bem conhecidas, que foram desenvolvidas para permitir mais prontamente a interoperabilidade do equipamento produzido por diferentes fabricantes. Embora sistemas anteriores fossem mais principalmente preocupados com a comunicação de voz, houve um maior esforço recente para acomodar crescentemente a transmissão de dados a velocidades sempre crescentes. Várias normas de terceira geração emergiram, que tentam acomodar as exigências antecipadas por velocidades de dados crescentes. Pelo menos algumas dessas normas suportam comunicação síncrona entre os elementos do sistema, enquanto pelo menos algumas das outras normas suportam comunicação assíncrona. Pelo menos um exemplo de uma norma que suporta a comunicação síncrona inclui CDMA2000. Pelo menos um exemplo de uma norma que suporta a comunicação assíncrona incluir CDMA anda Larga (W-CDMA).

Embora sistemas que suportam a comunicação síncrona podem, às vezes, permitir tempos de busca reduzidos para a pesquisa de transporte e disponibilidade melhorada e tempo reduzido para os cálculos de localização de posição, os sistemas que suportam a comunicação síncrona geralmente exigem que as estações base sejam sincronizadas no tempo Um desses métodos comuns empregados para sincronizar estações bases inclui a utilização de receptores do sistema de posicionamento global (GPS), que são co-localizados com a estação base e um ou mais satélites localizados em órbita ao redor da Terra. No entanto, como as transmissões por linha de visão nem sempre são possíveis para estações base que podem estar localizadas dentro de prédios ou de túneis, ou estações base que poderão estar localizadas sob o solo, às vezes a sincronização por tempo das estações base nem sempre é prontamente acomodado.

Entretanto, as transmissões assíncronas não estão sem seu próprio conjunto de preocupações. Por exemplo, o tempo das transmissões de enlace ascendente em um ambiente que suporta a escalonamento autônoma pelos assinantes individuais pode ser bem esporádica e/ou de natureza aleatória. Embora o volume de tráfego é baixo, a escalonamento autônoma de transmissões de enlace ascendente é uma preocupação a menos, pois a probabilidade de uma colisão (isto é, sobreposição) de dados dos dados serem transmitidos simultaneamente por múltiplos assinantes é mais baixo. Ademais, no evento de uma colisão, há largura de banda sobressalente disponível para acomodar a necessidade de qualquer retransmissão. No entanto, com o aumento do volume de tráfego, a probabilidade de colisões de dados (sobreposição) também aumenta. A necessidade de qualquer retransmissão também aumenta correspondentemente, e a disponibilidade de largura de banda sobressalente para suportar a quantidade aumentada de retransmissões diminui correspondentemente. Conseqüentemente, a introdução de escalonamento explícita por uma controladora de escalonamento pode ser benéfica.

Entretanto, mesmo com o escalonamento explícito, dado a disparidade dos tempos de início e de parada da comunicação assíncrona e mais particularmente a disparidade nos tempos de início e de parada em relação aos tempos de início e de parada de diferentes segmentos de transmissão de enlace ascendente para cada uma das estações base não sincronizadas, hiatos e sobreposições ainda podem ocorrer. Os hiatos correspondem a períodos de tempo em que nenhum assinante está transmitindo. As sobreposições correspondem a períodos de tempo em que múltiplos assinantes estão transmitindo simultaneamente. Tanto hiatos como sobreposições representam ineficiências na utilização da largura de banda disponível e o gerenciamento de elevação sobre térmico (ROT), que, se gerenciada mais precisamente, pode levar a uma utilização mais eficiente dos recursos de espectro disponíveis e uma redução na quantidade de elevação sobre o térmico (ROT).

Conseqüentemente, há uma necessidade de um método e aparelho que cronograma mais precisamente a comunicação assíncrona, de uma maneira que minimiza e/ou elimina hiatos e sobreposições assim reduzindo a elevação sobre o térmico (ROT).

SÜMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção fornece um método de escalonar transmissões assíncronas para uma pluralidade de unidades assinantes. 0 método inclui receber informação associada a uma pluralidade de unidades assinantes que possuem dados de enlace ascendente para transmitir incluindo informação de recuo de tempo no enlace ascendente associado a cada uma das unidades assinantes. Duas ou mais unidades assinantes são então selecionadas de um conjunto de unidades assinantes que têm um diferencial de recuo no tempo, que é abaixo de um limite predeterminado, em que o diferencial de recuo no tempo é a diferença entre o recuo de tempo da primeira unidade assinante e o recuo de tempo de uma segunda unidade assinante mais recuada seletivamente por um múltiplo do tamanho do segmento de transmissão, que minimiza a diferença. Os segmentos de transmissão, que estão disponíveis para o enlace ascendente de dados, são então alocados entre as duas ou mais unidades assinantes selecionadas, o que limita o número de segmentos de transmissão que têm pelo menos um entre uma sobreposição ou um hiato, e a quantidade do pelo menos um entre sobreposição e hiato.

Em pelo menos uma versão, selecionar duas ou mais unidades assinantes inclui selecionar duas ou mais unidades assinantes de uma lista de unidades assinantes tendo a prioridade de escalonamento mais alta.

Em pelo menos ainda outra versão, selecionar duas ou mais unidades assinantes tendo a prioridade de escalonamento mais alta inclui selecionar a unidade assinante da lista tendo a prioridade de escalonamento mais alta e selecionar pelo menos outra unidade assinante da lista, que minimiza o diferencial de recuo.

Em ainda outra versão a mais, a energia de uma transmissão de enlace ascendente escalonado tem por base a presença indicada e a quantidade de qualquer sobreposição antecipada. A presente invenção ainda fornece uma controladora de escalonamento para escalonar transmissões assíncronas em uma pluralidade de sub-quadros de um ou mais canais para uma pluralidade de unidades assinantes. A controladora de escalonamento inclui um receptor para receber informação associada a uma pluralidade de unidades assinantes, cada uma tendo dados de enlace ascendente a transmitir, a informação incluindo informação de recuo de tempo de enlace ascendente. A controladora de escalonamento ainda inclui uma controladora adaptada para selecionar duas ou mais unidades assinantes tendo diferenciais de recuo, em que o tamanho de qualquer um entre sobreposição e hiato está abaixo de um limite pré-determinado, em que segmentos de transmissão adjacentes de um canal são alocados a diferentes das duas ou mais unidades assinantes, e para alocar os segmentos de transmissão entre as duas ou mais unidades assinantes selecionadas de acordo com a seleção. A controladora de escalonamento adicionalmente inclui um transmissor para transmitir para as duas ou mais unidades assinantes selecionadas as alocações do segmento de transmissão. A presente invenção ainda fornece uma unidade assinante que inclui uma controladora de transmissão de enlace ascendente para utilização em uma unidade assinante para controlar a transmissão assíncrona de dados de enlace ascendente. A controladora de transmissão no enlace ascendente inclui um módulo de situação de prioridade adaptado para produzir informação de situação de prioridade para transmitir informação de situação de prioridade para uma controladora de escalonamento, e um receptor para receber informação de escalonamento. A controladora de transmissão de enlace ascendente ainda inclui um módulo de tempo de transmissão de enlace ascendente, acoplado ao transmissor e ao receptor, e adaptado para permitir seletivamente que o transmissor transmita assincronamente os dados de enlace ascendente de acordo com a informação de escalonamento recebida.

Estes e outros recursos e vantagens desta invenção são evidentes da descrição seguinte de uma ou mais versões preferidas da invenção, com referência aos desenhos acompanhantes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma rede de comunicação sem fio, de acordo com pelo menos uma versão exemplar em que a presente invenção pode ser implementada. A Figura 2 é um diagrama de blocos da unidade assinante e de uma controladora de escalonamento, de acordo com pelo menos uma versão da presente invenção. A Figura 3 é um diagrama de blocos mais detalhado de uma unidade assinante, que incorpora uma controladora de transmissão de enlace ascendente para controlar a transmissão assíncrona de dados de enlace ascendente. A Figura 4 é um diagrama de blocos mais detalhado de uma controladora de escalonamento. A Figura 5 é um diagrama de tempo exemplar para a comunicação assíncrona, de acordo com pelo menos um formato de transmissão. A Figura 6 é um diagrama de tempo relativo exemplar para múltiplos assinantes, em relação a um canal de enlace descendente comum. A Figura 7 é um diagrama de fluxo de um método para escalonar transmissões assíncronas para uma pluralidade de unidades assinantes, de acordo com pelo menos uma versão da presente invenção. A Figura 8 é um diagrama de fluxo mais detalhado para selecionar unidades assinantes para a alocação de segmentos de transmissão.

A Figura 9 é um diagrama de fluxo mais detalhado para alocar segmentos de transmissão, que estão disponíveis para o enlace ascendente dos dados. E

A Figura 10 é um diagrama de fluxo de um método para gerenciar a transmissão de dados de enlace ascendente. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS VERSÕES PREFERIDAS

Embora a presente invenção seja susceptível de versão em várias formas, é mostrado nos desenhos e doravante serão descritas versões presentemente preferidas com a compreensão de que a revelação presente é para ser considerada uma exemplificação da invenção e não pretende limitar a invenção às versões específicas ilustradas. A Figura 1 ilustra pelo menos um exemplo de uma rede de comunicação sem fio assíncrona 10 em que seria adequado incorporar a presente invenção. Exemplos de redes de comunicação sem fio assíncrona incluem redes que se enquadram com várias normas bem conhecidas incluindo Global System for Mobile Communications (GSM - Sistema Global para Comunicação Móvel) e CDMA banda larga (WCDMA). A rede de comunicação 10 ilustra um par de unidades assinantes 12, que se comunicam com pelo menos um de um par de estações base 14. Na mesma ou em versões alternativas, a unidade assinante pode ser, às vezes, alternativamente referida como o Equipamento do Usuário (UE), Na mesma ou em versões alternativa, a estação base pode ser, às vezes, alternativamente referida como nó-B ou Estação Transceptora Base (BTS).

Na versão ilustrada, as estações base 14 são, cada uma, acoplada a um de uma pluralidade correspondente da controladora de rede de rádio 15. Por sua vez, as controladoras de rede de rádio 15 são, cada uma, acoplada à rede 16, que pode incluir elementos de fiação bem como outros elementos sem fio. Os elementos de fiação da rede 16 podem incluir a totalidade ou parcelas de uma rede de telefonia comutada pública (PSTN). Os outros elementos sem fio podem incluir outros tipos de comunicação sem fio como sistemas de radiochamada, sistemas de irradiação de rádio, e outros sistemas celulares que incluem sistemas celulares que incorporam comunicação síncrona. A rede 10 adicionalmente inclui uma ou mais controladoras de escalonamento 18. Em pelo menos uma versão, as controladoras de escalonamento 18 são integradas como parte e/ou são acopladas a uma ou mais das estações base 14. Embora a versão ilustrada inclui uma controladora de escalonamento, que é integrada a uma estação base, pelo menos uma versão é prevista em que a controladora de escalonamento 14 podería ser um dispositivo unitário separado que se comunica separadamente dentro da rede. Ainda mais, a controladora de escalonamento podería alternativamente ser parcial ou inteiramente integrada como parte de uma controladora de rede de rádio 15. Embora uma configuração de rede particular seja ilustrada, alguém habilitado na tecnologia apreciará prontamente que configurações de rede alternativas, incluindo disposições de acoplamento alternativas entre os vários elementos de rede são possíveis sem desviar dos ensinamentos da presente invenção. A Figura 2 ilustra um diagrama de blocos de cada uma de uma unidade assinante 12 e uma controladora de escalonamento 18. Como foi observado anteriormente, a controladora de escalonamento 18 pode ser incorporada como parte de uma estação base 14. A incorporação da controla de escalonamento 18 como parte de uma estação base 14, permite que a controladora de escalonamento 18 partilhe recursos do transmissor 20 e do receptor 22 com as outras capacidades de comunicação sem fio da estação base. Tanto o transmissor 20 como o receptor 22 são, cada um, acoplado a uma antena 24, que é utilizada para receber e transmitir sinais sem fio. Tanto o transmissor 20 como o receptor 22 são adicionalmente acoplados à controladora 25, que facilita a escalonamento da comunicação assíncrona. A controladora 25 pode adicionalmente ser acoplada a uma interface de rede 29, que facilita a comunicação entre a controladora de escalonamento e os recursos da rede.

Em pelo menos uma versão, a controladora inclui um processador 26 e uma unidade de armazenamento 28. 0 processador 26 pode incluir um ou mais microprocessadores. A unidade de armazenamento 28 pode incluir um ou mais dispositivos de armazenamento volátil ou não volátil, fixo ou removível, para armazenar instruções de programação para serem executadas pelo processador 26 e qualquer dado de programa correspondente. Em alguns casos, um ou mais dos microprocessadores pode incluir um ou mais elementos de armazenamento integrado, que podem ser utilizados para armazenar instruções de programação para execução pelo microprocessador e/ou outros dados. Por exemplo, o microprocessador poderá ter uma Memória de Acesso Aleatório (RAM) ou Memória de Apenas Leitura (ROM) embutido. Adicionalmente ou alternativamente, a controladora pode incorporar circuito lógico, que gerencia a operação da controladora de escalonamento, incluindo máquinas de estado sequenciais e outros elementos lógicos.

Mais especificamente, o transmissor 20 e o receptor 22 permitem, cada um, que a controladora de escalonamento se comunique com a pluralidade de unidades assinantes remotas 12 para a finalidade de receber informação correspondente à condição de operação atual de cada uma das unidades assinantes relevantes 12, e para levar designações de transmissão incluindo, possivelmente, informação relevante para a quantidade de qualquer sobreposição e hiato previstos.

No ambiente ilustrado, a unidade assinante 12 inclui, de modo similar, um transmissor 30 e um receptor 32, acoplados a uma antena 33, para utilização na comunicação de informação entre a unidade assinante 12 e a controladora de escalonamento 18. Tanto o transmissor 30 como o receptor 32 são adicionalmente acoplados a uma controladora de transmissão de enlace ascendente 34, que gerencia o controle de pelo menos algumas das transmissões de enlace ascendente que inclui o controle do tempo da transmissão, com base nos segmentos de transmissão alocados para a unidade assinante 12 pela controladora de escalonamento 18, e controlar as velocidades de dados da informação transmitida, com base na quantidade de qualquer sobreposição e hiato previstos.

Similar à controladora 25 da controladora de escalonamento 18, a controladora de transmissão de enlace ascendente 34 da unidade assinante 12 pode incluir um processador e unidade de armazenamento correspondente, bem como incorporar, adicionalmente ou alternativamente, circuito lógico que inclui máquinas de estado sequenciais e outros elementos lógicos.

Um diagrama de blocos mais detalhado da unidade assinante 12 é ilustrado na Figura 3. Na Figura 3, a controladora de transmissão de enlace ascendente 34 inclui uma pluralidade de módulos. Cada módulo pode corresponder a um conjunto de instruções de programação organizado em um conjunto de uma ou mais rotinas de programa, adicionalmente ou alternativamente, cada módulo pode corresponder a um conjunto de elementos de circuito interconectados para efetuar uma tarefa específica. Em alguns casos, os módulos poderão partilhar a totalidade ou parte das rotinas de programa, dos elementos de dados, e/ou dos elementos de circuito.

Na versão ilustrada, a controladora de transmissão de enlace ascendente 34 da unidade assinante 12 inclui um módulo de situação de prioridade 36 e um módulo de controle de transmissão 38, que tem um módulo de tempo de transmissão 40 e um módulo de determinação de velocidade de dados 42. O módulo de situação de prioridade 36 é acoplado ao transmissor 30, e produz e gerencia a informação de situação de prioridade da unidade assinante. Esta informação pode incluir um ou mais do retardo desde que a unidade assinante 12 foi escalonado por último para carregar dados, a velocidade de dados obtenível máxima atual da unidade assinante 12, que pode ser uma função da margem de energia disponível atual, a quantidade de dados na fila prontos para serem transmitidos, em relação ao tamanho da fila, e a qualidade da situação do serviço. Outros tipos de informação também poderão ser adequados. A totalidade ou parte desta informação é fornecida para a controladora de escalonamento 18 para o fim de determinar a alocação de segmentos de transmissão. 0 módulo de controle de transmissão 38 é acoplado tanto ao transmissor 30 como ao receptor 32, em que o módulo de tempo de transmissão incluído 40 e o módulo de determinação da velocidade de dados 42 também são, cada um, acoplado ao transmissor 30 e ao receptor 32. 0 módulo de tempo de transmissão 40 recebe designações de segmento de transmissão com base nas alocações de segmentos de transmissões feitas pela controladora de escalonamento correspondente 18, e fornece sinais de controle para o transmissor 30 para gerenciar o tempo das transmissões de enlace ascendente. 0 módulo de determinação de velocidade de dados 42 recebe informação relativa a qualquer sobreposição prevista da controladora de escalonamento 18 durante um segmento de transmissão em que a unidade assinante 12 é designada para transmitir, e com base na quantidade de qualquer sobreposição, o módulo de determinação da velocidade de dados 42 produzirá sinais de controle para ajustar a velocidade de dados da transmissão de enlace ascendente.

Ao diminuir a velocidade de dados, e acomodar a inserção de bits de correção de erro adicionais, a transmissão de enlace ascendente tem uma melhor chance de receber e de decodificar com sucesso a informação apesar da presença de uma fonte de interferência conhecida. Preferivelmente, a quantidade de qualquer sobreposição pode ser minimizada para minimizar a necessidade, se houver alguma, de reduzir a velocidade de dados, com base na sobreposição, e a probabilidade de que o segmento de transmissão precisará ser retransmitido como resultado da incapacidade de decodificar com precisão o segmento transmitido. A Figura 4 ilustra um diagrama de blocos mais detalhado da controladora de escalonamento 18. Similar à controladora de transmissão de enlace ascendente 34 da unidade assinante 12, a controladora 25 da controladora de escalonamento 18 inclui uma pluralidade de módulos, que, similar aos módulos da controladora de transmissão de enlace ascendente 34, podem corresponder a um ou mais conjuntos ou rotinas de programação e/ou o conjunto de elementos de circuito, que podem ser seletivamente partilhados entre os diferentes módulos.

Na versão ilustrada, a controladora 25 inclui um módulo de determinação do diferencial de recuo 44 para receber informação de recuo de tempo de enlace ascendente para cada uma das unidades assinantes 12 e determinar os diferenciais de recuo correspondentes. Em pelo menos uma versão, a informação de recuo de tempo de enlace ascendente é fornecida para a controladora de escalonamento 18 pela controladora de rede de rádio 15, através da interface de rede 29. No entanto, em uma ou mais versões alternativas, os recuos de tempo para cada uma das unidades assinantes 12 é determinado diretamente pela controladora de escalonamento 18, da informação recebida da unidade assinante 12 através do receptor 22. Quando os recursos de tempo são determinados diretamente, a controladora de escalonamento poderá não incluir uma interface de rede 29.

Os diferenciais de recuo determinados são recebidos por um módulo de seleção de unidade assinante 46, que prioriza e seleciona as unidades assinantes, com base nos diferenciais de recuo recebidos e possivelmente outra informação de prioridade recebida das unidades assinantes 12.

As unidades assinantes selecionadas 12 são então fornecidas ao módulo de alocação 48, acoplado ao módulo de determinação do recuo 44, ao módulo de seleção da unidade assinante 46, e ao transmissor 20, que aloca o segmento de transmissão entre a uma ou mais das unidades assinantes selecionadas 12. As alocações do segmento de transmissão são então transmitidas para as respectivas unidades assinantes 12. Em pelo menos uma outra versão, o módulo de alocação 48 inclui adicionalmente um módulo de estimação de sobreposição/hiato 50, que estima qualquer quantidade prevista de sobreposição e de hiato. A quantidade de qualquer sobreposição e hiato prevista é então fornecida para as respectivas unidades assinantes 12, com a informação de alocação do segmento de transmissão. Como foi observado anteriormente, a quantidade de qualquer sobreposição e hiato previstos podem ser utilizadas para ajustar a velocidade de dados de enlace ascendente. A Figura 5 ilustra um diagrama de tempo exemplar 100 para as transmissões de um único assinante que utiliza a comunicação assíncrona, de acordo com pelo menos um formato de transmissão. O diagrama de tempo 100 é consistente com o tempo utilizado em conexão com o CDMA Banda Larga (W-CDMA). Como a norma prevê expressamente a utilização da comunicação assíncrona, os tempos iniciais de transmissão em relação um ao outro geralmente não coincidirão. Como parte do gerenciamento dos vários tempos iniciais, a estação base define um quadro mais recuo de chip para cada um dos assinantes. Quando um assinante ê transferido para outra estação base, a nova estação base estabelece seu quadro mais recuo de chip para o assinante com base na informação recebida da controladora de rede de rádio tal que o assinante recebe a transmissão de enlace descendente da nova estação base dentro de sua memória provisória de giro. Um novo quadro mais recuo de chip é necessário como resultado de ser transferido para uma nova estação base, pois as diferentes estações base não são sincronizadas no tempo, em relação uma à outra. Conseqüentemente, um quadro mais recuo de chip para a unidade assinante em relação a uma estação base não será o mesmo em relação a outra estação base.

Para dois assinantes, cujos tempos iniciais geralmente não coincidem, se segmentos de transmissão adjacentes do mesmo canal de dados de enlace ascendente são designados aos dois assinantes, muito provavelmente haverá quer um hiato ou uma sobreposição próxima do ponto de transição do segmento de transmissão. Isto se deve ao fato de o tempo de parada do segmento de transmissão transmitido antes do primeiro assinante não coincidirá com o tempo inicial do segmento de transmissão transmitido depois do segundo assinante. Se ocorrer um hiato, então nenhum dado será transmitido durante o período de tempo correspondente ao hiato. Se ocorrer uma sobreposição, então durante a sobreposição ambas as unidades assinantes estão transmitindo partes dos segmentos de transmissão correspondentes, simultaneamente. Durante este tempo, cada sinal transmitido interfere potencialmente com o outro sinal transmitido durante a duração em que eles estão sendo transmitidos simultaneamente.

Pelo menos uma versão tenta minimizar os hiatos e sobreposições pela seleção de unidades assinantes para designação na transmissão durante segmentos de transmissão adjacentes, que possuem diferenciais de recuo mínimos, ou cujo diferencial de recuo coincide com o mais próximo de um múltiplo par do tamanho do segmento de transmissão. Ao assim fazer, a quantidade de hiato e/ou de sobreposição é minimizada.

Na Figura 5, o recuo do quadro mais chip é referenciado em relação à recepção de um canal de enlace descendente comum (P_CCPCH). A diferença de tempo de transmissão entre o início da transmissão do canal físico dedicado de enlace descendente e do canal de enlace descendente comum define o recuo do quadro mais chip. Na versão ilustrada, antes da transmissão de dados em um canal de dados de enlace ascendente, o assinante móvel recebe uma designação de escalonamento de enlace descendente em um canal de designação de escalonamento. A informação de escalonamento para cada segmento de transmissão pode ser transmitida, separadamente, ou alternativamente a informação de escalonamento para múltiplos segmentos de transmissão pode ser codificada e transmitida junto. O tempo inicial da transmissão de dados em um canal de dados de enlace ascendente para um assinante em relação ao canal físico dedicado de enlace descendente correspondente é um período de tempo que é retardado por uma quantidade referida como T0. Em pelo menos uma versão, T0 é 1024 chips. Na versão ilustrada, a velocidade em que a unidade assinante está transmitindo informação para a estação base é levada para a estação base como parte de um canal indicador de velocidade de formato de transporte. A informação de velocidade é transmitida suficientemente antes do segmento de transmissão correspondente, de modo que a estação base pode adaptar conforme necessário para acomodar a velocidade indicada.

Na versão ilustrada, o tempo é decomposto em segmentos de 10 ms. Cada período de 10 ms corresponde a um quadro. Cada quadro é dividido em cinco sub-quadros de 2 ms. Cada sub-quadro pode ainda ser decomposto em três sulcos. Cada quadro de 10 ms inclui 38.400 chips. Na versão ilustrada, cada segmento de transmissão corresponde a cada um dos sub-quadros de 2 ms. No entanto, outros tamanhos de segmento de transmissão podem ser alternativamente definidos sem desviar dos ensinamentos da presente invenção.

Para fins de tempo, o segmento de 10 ms é decomposto em 75 segmentos de 512 chips diferentes, numerados de 0 a 74. Os 75 segmentos de 512 chips diferentes corresponde â granularidade com que o recuo de quadro mais chip é definido. Isto assegura que o tempo da unidade assinante nunca está mais que 256 chips distante dos limites de um dos segmentos de 512 chips. Para acomodar este nível de granularidade, em termos de tempo, uma memória provisória de giro de 256 chips que corresponde a um trecho de desassimetría é mantido (148 chips para o recuo da estação base + 108 chips para o espalhamento do retardo). A unidade assinante prestará atenção às transmissões que se enquadram dentro do trecho de desassimetría para fazer ajustes no nível de energia do transmissor. Embora a presente versão tenha sido descrita utilizando uma granularidade de tempo particular e tamanho da memória provisória de giro, alguém versado na técnica reconhecerá prontamente que a presente invenção podería ser adaptada para acomodar granularidades mais finas ou mais grosseiras em termos de tempo de recuo, bem como acomodar diferentes tamanho de memória provisória de giro sem desviar dos ensinamentos da presente invenção.

Após um segmento de dados ser recebido, uma confirmação positiva ou negativa é produzida pela estação base receptora e transmitida para a unidade assinante, cujo tempo inicial corresponde ao retardo de propagação do canal de dados de enlace ascendente e o retardo associado com o processamento dos dados recebidos. A unidade assinante, quando escalonado novamente, pode então transmitir um novo pacote ou retransmitir o pacote antigo dependendo de se ele decodificou a confirmação como positiva ou negativa. A Figura 6 ilustra um diagrama de tempo 200 que ilustra um exemplo da relação de tempo entre três unidades assinantes. Como é observado acima, o recuo de quadro mais chip é medido em relação a uma referência de tempo comum.

Na versão ilustrada, a referência de tempo comum é o canal de enlace descendente comum (P_CCPCH). A Figura 6 ainda ilustra um diferencial de recuo de tempo, que corresponde à diferença entre o tempo inicial de um segmento de transmissão para uma primeira unidade assinante e o tempo inicial de um segmento de transmissão para a segunda unidade assinante, que é transmitida mais próximo no tempo do tempo inicial do segmento de transmissão da primeira unidade assinante.

Uma sobreposição/hiato exemplar é ilustrada em relação a cada um dos pares assinantes. Embora a diferença de recuo de tempo entre o assinante 1 e o assinante 2 é identificada como uma sobreposição, o diferencial de tempo só produziría uma sobreposição se o assinante 2 transmitisse no segmento adjacente após o segmento de transmissão precedente transmitido pelo assinante 1. Se o segmento de transmissão transmitido pelo assinante 2 precedeu o segmento de transmissão adjacente transmitido pelo assinante 1, então ocorrería um hiato correspondente. No exemplo atual, entre os três assinantes, o assinante 1 e o assinante 3 têm o menor diferencial de tempo. Consequentemente, o assinante 3 podería transmitir um segmento de transmissão em um segmento de transmissão adjacente após o assinante 1 e minimizar a quantidade relativa de sobreposição.

Ademais, se o assinante 1 foi designado para transmitir segmentos de transmissão nos sub-quadros 1 a 3 (CH1-CH3) e se o segmento de transmissão adjacente seguinte era para ser designado ao assinante 3, então o assinante 3 seria instruído a transmitir os segmentos de transmissão iniciados com o sub-quadro 2 (CH2), que coincidiría com o sub-quadro 4 (CH4) do assinante 1. Como foi observado acima, as unidades assinantes poderão acomodar qualquer sobreposição pelo ajuste das velocidades de transmissão para os segmentos particulares em que a sobreposição está prevista para ocorrer.

Ao selecionar os múltiplos assinantes que serão designados para transmitir utilizando segmentos de transmissão adjacentes é feita uma tentativa de minimizar qualquer sobreposição resultante. No entanto, a decisão para alocar um segmento de transmissão pode adicionalmente levar em conta informação de prioridade. Em pelo menos uma versão, a primeira unidade assinante selecionada para alocação de segmentos de transmissão será a unidade assinante tendo a prioridade mais alta. Uma segunda unidade assinante pode então ser selecionada para a alocação de segmentos de transmissão subseqüentes, que minimiza o diferencial de recuo de tempo em relação â primeira unidade assinante selecionada, dentre as outras unidades assinantes que têm dados a serem carregados. Alternativamente, o segundo assinante pode ser selecionado de um sub-conjunto mais limitado das outras unidades assinantes, que inclui as unidades assinantes que têm as prioridades mais altas.

Em pelo menos uma outra versão alternativa, as duas ou mais unidades assinantes para alocação de segmentos de transmissão são as unidades assinantes tendo o menor diferencial de recuo de tempo, que são ambas incluídas em um sub-conjunto das unidades assinantes tendo as prioridades mais altas. A prioridade de uma unidade assinante pode ser afetada pelo retardo desde que a unidade assinante transmitiu por último um segmento de tempo. A prioridade de uma unidade assinante também pode ser afetada pela quantidade de dados na fila, que em pelo menos alguns casos levara em consideração a quantidade de dados na fila em relação ao tamanho de fila. A situação de prioridade de uma unidade assinante também poderá levar em conta a informação do nível de energia, a informação de margem de energia, e a qualidade de serviço solicitada/necessãria. A Figura 7 ilustra um diagrama de fluxo de um método 300 para : escalonar transmissões assíncronas para uma pluralidade de unidades assinantes, de acordo com pelo menos uma versão da presente invenção. Geralmente, os diagramas de fluxo, ilustrados nas Figuras 7 a 10, podem ser implementados em circuitos ou como conjuntos pré-armazenados de instruções de programação, que podem ser executadas em um microprocessador. 0 método 300 inclui receber informação associada a uma pluralidade de unidades assinantes que possuem dados de enlace ascendente a transmitir, a informação incluindo informação de recuo de tempo de enlace ascendente 305. Duas ou mais unidades assinantes são então selecionadas 310, que possuem um diferencial de recuo de tempo que está abaixo de um limite predeterminado. Segmentos de transmissão, que estão disponíveis para o enlace ascendente de dados, são então alocados entre as duas ou mais unidades assinantes selecionadas, o que limita o número de segmentos de transmissão que têm pelo menos um entre sobreposição e hiato, e a quantidade de qualquer sobreposição e hiato 315.

Geralmente, o limita predeterminado corresponde a um limite pré-selecionado que define um diferencial de recurso de tempo permitido máximo. Em alguns casos o valor selecionado do limite predeterminado pode ser uma função de outras condições ou elementos. Por exemplo, o limite predeterminado pode ser uma função da margem de ruído disponível. Em outros casos, o limite predeterminado deve ser determinado experimentalmente, em relação a um ou mais conjuntos de condições operacionais esperadas. Em pelo menos uma versão, o limite predeterminado é geralmente menor que o tamanho do segmento de transmissão.

Em pelo menos uma versão, o escalonamento de transmissões assíncronas é efetuado por uma controladora de escalonamento, que pode ser incorporada como parte de uma estação base celular. A Figura 8 é um diagrama de fluxo mais detalhado para selecionar unidades assinantes para a alocação de segmentos de transmissão 310, de acordo com pelo menos uma versão. A seleção de unidades assinantes 310 inclui ordenar as unidades assinantes com base em uma prioridade de escalonamento 320. As unidades assinantes são então selecionadas da lista de unidades assinantes tendo as prioridades de escalonamento mais altas 325. Unidades assinantes do subconjunto são então selecionadas, que minimiza as oportunidades de escalonamento perdidas, maximiza a razoabilidade, e/ou minimiza variações de elevação de ruído 330. A Figura 9 é um diagrama de fluxo mais detalhado para alocar segmentos de transmissão 315, que estão disponíveis para o enlace ascendente de dados, de acordo com pelo menos uma versão. A alocação de segmentos de transmissão 315 inclui designar como a primeira unidade assinante selecionada, a unidade assinante tendo o tempo de quadro mais cedo 335. Um número de segmentos de transmissão a serem alocados são então identificados e escalonados 340, utilizando o orçamento de elevação de ruído, margem sinal-ruído, e o relatório de volume de tráfego para a unidade assinante presentemente designada. Uma determinação é então feita 345, se qualquer um dos segmentos de transmissão tem qualquer orçamento de elevação de ruído restante. Se não houver qualquer orçamento de elevação de ruído restante, então a informação de prioridade de escalonamento é atualizada 350. Caso contrário, a unidade assinante seguinte é designada 355.

Uma determinação é então feita 360, sobre se há qualquer orçamento de elevação de ruído restante no último segmento de transmissão escalonado. Se houver orçamento de elevação de ruído restante no último segmento de transmissão escalonado, então o segmento de transmissão que sobrepõe ou está mais próximo do segmento de transmissão escalonado por último é utilizado para alocação 370. Se não hã qualquer orçamento de elevação de ruído restante no último segmento de transmissão escalonado, então o segmento de transmissão que está mais próximo e não sobrepõe o último segmento de transmissão escalonado, é utilizado para a alocação 365. A identificação e escalonamento do número de segmentos de transmissão a serem alocados 340 é repetido, até nenhum dos segmentos de transmissão ter qualquer orçamento de elevação de ruído restante. A Figura 10 é um diagrama de fluxo de um método 4 00 para gerenciar a transmissão de dados de enlace ascendente, de acordo com pelo menos uma versão. Geralmente, o método para gerenciar a transmissão de dados de enlace ascendente é efetuado por uma ou mais das unidades assinantes. 0 método 400 inclui produzir e manter informação de situação de prioridade 405. A informação de situação de prioridade é então transmitida 410 para a controladora de escalonamento. A informação de escalonamento incluindo a quantidade de qualquer sobreposição prevista é então recebida 415 da controladora de escalonamento. A velocidade de dados é determinada e ajustada 420 para acomodar qualquer sobreposição prevista em qualquer um dos segmentos de transmissão correspondentes. Os dados de enlace ascendente são então transmitidos 425, de acordo com a informação de escalonamento recebida.

Embora as versões preferidas da invenção foram ilustradas e descritas, deve ser compreendido que a invenção não é assim limitada. Numerosas modificações, mudanças, variações, substituições e equivalentes ocorrerão àqueles versados na técnica sem desviar da presente invenção conforme definida pelas reivindicações apensas. Por exemplo, embora os exemplos presentes são em grande parte direcionados à comunicação de dados assíncronos pelo ar, a presente invenção poderá, de modo similar, ser benéfica para comunicação de dados assíncronos que são geralmente confinadas a conexões ponto a ponto físicas. Essas conexões ponto a ponto físicas podem incluir conexões de fiação, que conduzem sinais elétricos, fibra óptica, que conduz sinais ópticos, ou qualquer outra forma adequada para facilitar a transmissão de informação. Ainda mais a presente invenção foi, em grande parte, direcionada para a comunicação do tipo assíncrono. No entanto, os ensinamentos da presente invenção também poderão ser benéficos para o escalonamento de transmissão de dados síncronos de múltiplas fontes, em que há a possibilidade de que os tempos de início e de parada das transmissões de dados de múltiplas fontes pode causar hiatos significativos e/ou sobreposições, se as transmissões não forem gerenciadas de modo adequado.

REIVINDICAÇÕES

Claims (14)

1. Método para escalonar transmissões assíncronas para uma pluralidade de unidades assinantes, o método caracterizado por compreender: receber informação associada a uma pluralidade de unidades assinantes que possuem dados de enlace ascendente a transmitir, a informação incluindo informação de recuo de tempo de enlace ascendente associada a cada uma das unidades assinantes; selecionar duas ou mais unidades assinantes de um conjunto de unidades assinantes tendo um diferencial de recuo de tempo, que é abaixo de um limite predeterminado, em que o diferencial de recuo no tempo é a diferença entre o recuo de tempo de uma primeira unidade assinante e o recuo de tempo de uma segunda unidade assinante ainda seletivamente recuado por um múltiplo do tamanho do segmento de transmissão, que minimiza a diferença; e alocar segmentos de transmissão, que estão disponíveis para o enlace ascendente de dados, entre duas ou mais unidades assinantes selecionadas, que limitam o número de segmentos de transmissão possuindo pelo menos de uma sobreposição ou um hiato, e a quantidade de pelo menos um dentre sobreposição e hiato.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da seleção de duas ou mais unidades assinantes incluir a seleção de duas ou mais unidades assinantes de uma lista de unidades assinantes tendo as prioridades de escalonamento mais altas.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da seleção de duas ou mais unidades assinantes de uma lista de unidades assinantes tendo as prioridades de escalonamento mais altas incluir a seleção da unidade assinante da lista tendo a prioridade de escalonamento mais alta e a seleção de pelo menos outra unidade assinante da lista, que minimiza o diferencial de recuo.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de antes da seleção de pelo menos outra unidade assinante da lista, verificar que há margem de ruído suficiente, em qualquer segmento de transmissão não designado ou em quaisquer segmentos de transmissão em que a sobreposição ocorrería, para suportar a seleção da unidade assinante adicional da lista para transmitir dados de enlace ascendente em pelo menos um dos segmentos de transmissão não designados.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da alocação de segmentos de transmissão incluir transmitir em um canal de controle de enlace descendente para as unidades assinantes as alocações do segmento de transmissão.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato das alocações de segmento de transmissão transmitidas em um canal de controle de enlace descendente incluir uma indicação da presença de sobreposição prevista em um ou mais dos segmentos de transmissão.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato das alocações de segmento de transmissão transmitidas em um canal de controle de enlace descendente incluir uma indicação da quantidade de qualquer sobreposição prevista em um ou mais dos segmentos de transmissão.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda ajustar a velocidade de dados da transmissão de enlace ascendente durante o segmento de transmissão designado com base na presença indicada e na quantidade de qualquer sobreposição prevista.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda ajustar o nível de energia da transmissão de enlace ascendente durante o segmento de transmissão designado com base na presença indicada e na quantidade de qualquer sobreposição prevista.

10. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato das alocações do segmento de transmissão serem feitas por uma estação base celular, e das unidades assinantes incluírem telefones rádio celulares.

11. Controladora de escalonamento para escalonar transmissões assíncronas em uma pluralidade de sub-quadros de um ou mais canais para uma pluralidade de unidades assinantes, caracterizada por compreender: um receptor para receber informação associada a uma pluralidade de unidades assinantes, cada um tendo dados de enlace ascendente a transmitir, a informação incluindo informação de recuo de tempo de enlace ascendente; uma controladora adaptada para selecionar duas ou mais unidades assinantes tendo diferenciais de recuo, em que o tamanho de qualquer um dentre uma sobreposição e um hiato está abaixo de um limite pré-determinado, quando segmentos de transmissão adjacentes de um canal são alocados a diferentes duas ou mais unidades assinantes, e para alocar os segmentos de transmissão entre as duas ou mais unidades assinantes selecionadas de acordo com a seleção; e um transmissor para transmitir para as duas ou mais unidades assinantes selecionadas as alocações de segmento de transmissão.

12. Controladora de escalonamento, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato da controladora de escalonamento ser incorporada como parte de uma estação base celular.

13. Unidade assinante, caracterizada por compreender: uma controladora de transmissão de enlace ascendente para controlar a transmissão assíncrona de dados de enlace ascendente incluindo um módulo de situação de prioridade adaptado para produzir informação de situação de prioridade; um transmissor, acoplado ao módulo de situação de prioridade da controladora de transmissão de enlace ascendente, para transmitir informação de situação de prioridade para uma controladora de escalonamento; e um receptor para receber informação de escalonamento; e em que a controladora de transmissão de enlace ascendente ainda inclui um módulo de tempo de transmissão de enlace ascendente, acoplado ao transmissor e ao receptor, adaptado para permitir seletivamente que o transmissor transmita assincronamente os dados de enlace ascendente, de acordo com a informação de escalonamento recebida.

14. Unidade assinante, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato da unidade assinante ser um rádio telefone celular.