CN100591034C - 在具有不同cdma信道的通信系统中的业务管理 - Google Patents

Abstract

在包括经由至少随机接入信道和面向预留信道与节点(例如因特网网关)通信的一个或多个终端(例如，客户驻地设备，CPE)的码分多址(CDMA)通信系统中，提供了用于管理信道之间的通信业务的各种方案。关于给定终端可以在哪个信道上进行发送的判定可以基于：业务统计(例如，分组大小或一时间周期内的平均数据速率)、业务内容(例如，分组类型)、终端的输出缓冲器负荷(队列状态，或“Q状态”)、终端的输出缓冲器负荷的历史(一个或多个Q状态)，等等。在一个应用中，在有效用户的网络浏览会话中管理业务的判定可以包括基于业务分析或输出缓冲器负荷智能地确定给定终端是否忙碌。

Description

在具有不同CDMA信道的通信系统中的业务管理

发明背景

根据35U.S.C.§119要求优先权

本专利申请要求2003年9月25日提交的、标题为“ManagingTraffic in Communications System Having Dissimilar CDMA Channels(在具有不同CDMA信道的通信系统中的业务管理)”的临时申请No.60/506,290的优先权，其转让给本申请的受让人，并且该申请明确地通过引用合并在此。

I.发明领域

本发明涉及在具有不同CDMA(码分多址)信道的数据通信系统中的业务管理。本发明尤其涉及在低容量“随机接入”(非预留)异步CDMA信道与高容量“面向预留”正交CDMA信道并存的数据通信系统中的业务管理。

II.相关技术

在基于时分多址(TDMA)的系统中，可用带宽被分成各个时隙。这些时隙被进一步分为两大类：随机接入时隙(RATS)和预留时隙(RETS)。

在不同客户驻地设备(CPE)争用资源的情况下指定RATS作为争用时隙。典型地，通常，将基于ALOHA的争用解决协议(contention resolution protocols)应用于RATS来解决各个客户驻地设备(CPE)间的冲突。CPE在RATS上发送小分组来请求RETS上的带宽。依系统而定，小分组可在RATS上发送，但大部分业务通过起初请求带宽的RETS来发送的。

TDMA系统受两个主要的缺点困扰：较长的接入延迟和较低的带宽效率。由于在获得预留之前需要在RATS上发送一个请求，因而产生一个长时间的延迟。RATS时隙必须在很低的业务负荷下操作以避免过度冲突和延迟。这导致TDMA系统的较低带宽效率。

因此，本领域需要一种提供较短接入延迟和较高带宽效率的技术。为此，采用了码分多址(CDMA)。普遍认为(Bhargava等的Digital Communications by Satellite，John Wiley&Sons，NewYork，1981，特别参见第9章)CDMA允许各个用户以相同的额定频率操作，同时仅要求用户间最少的频率或时间上的协同。

已经出现了实现CDMA的不同方法。也就是说，在某些方面相异的CDMA信道，例如异步码分多址(ACDMA，参见TIA/EIA/IS95标准)和正交码分多址(OCDMA)，容许在通信系统设计中提供一定的灵活性。然而，将多个不同的信道类型并入一个通信系统中的能力就带来了有效管理不同信道上的业务的需求。例如，需要最优化使用不同的信道以便在争用的终端间公平分配带宽的同时使整个系统的吞吐量最大化。但是，不同CDMA方案的复杂性使得最佳化业务管理变得很困难。

因此，本领域中需要提供一种能对具有不同信道、尤其是不同CDMA信道的通信网络中的业务进行有效管理的方案。

发明内容

在包括一个或多个终端(例如客户驻地设备，CPE)的码分多址(CDMA)通信系统中提供各种管理信道间通信业务的方案，其中所述终端经由(例如)至少随机接入信道(RACH)和面向预留信道(RESCH)与节点(例如因特网网关)通信。依据多种标准可做出关于给定终端可以在其上进行发送的信道的决定。该决定可能是对终端在RACH还是RESCH上进行发送的二元判定；可选择地，更多鉴别决定可能会涉及到是提高到较快的RESCH信道还是降低到较慢的RESCH信道。在业务管理方面的决定，例如在有效用户的网络浏览会话中，可能会涉及到对给定终端是否为忙的智能确定。业务管理方案提供了在诸如卫星通信网的返回链路中特别有用的媒介访问控制(MAC)，该返回链路包括不同的CDMA信道(RESCH中的正交码分多址(OCDMA)和RACH中的异步码分多址(ACDMA))。

附图说明

通过参考以下结合附图考虑的详细说明，将会更好地理解所描述的实施例的更全面的评价，附图中相同的参考标号通篇指代相同或相应的部分，其中：

图1示意性地示出了业务管理方法的可能环境，其中包括卫星通信网络的通信网络的返回链路(RL)具有必须管理的业务；

图2示出业务管理方法的第一实施例的流程图，其中终端仅仅在随机接入信道上进行发送；

图3示出业务管理方法第二实施例的流程图，其中终端可在提出带宽预留请求并被授权后在面向预留信道上发送数据，在业务统计(比如分组大小或一时间间隔内的平均数据速率)超过一阈值时，或业务内容(例如分组类型)满足某一标准时，该带宽预留请求被授权；

图4示出业务管理方法第三实施例的流程图，其中监测终端的通信业务统计或业务内容，并且在监测的业务被认为指示该终端为“忙碌”(由用户主动使用)的时候，允许终端在面向预留信道的“始终开启(always on)”的子信道上发送；

图5A和5B显示业务管理方法的第四实施例的流程图，其中对终端的“Q-状态”(终端输出缓冲器所加载的量)进行监测以决定它的业务是由随机接入信道还是由面向预留信道来承载；并且如果该业务将要由面向预留信道承载的话(图5B)，决定是否给终端分配较长的(或较短的，或相同长度的)Walsh码以便终端此后在一个较慢(或较快，或相同速度)的信道中进行发送；和

图6显示业务管理方法的第五实施例的流程图，其中终端“Q-状态”(终端的输出缓冲器所加载的量)的历史被监测以决定是授权还是撤消终端在面向预留信道的“始终开启”的子信道上进行发送的许可。

具体实施方式

在描述附图所示的实施例时，为清楚起见使用了具体的术语。但是，本发明并不意在局限于所选的具体术语，而应理解为每个具体元件都包括以类似方式操作实现类似目的的全部技术等同物。

此外，简便起见，略去了对本领域技术人员来说其实施为公知的那些特征和过程。例如，软件循环的开始和终止，从网络的一部分到被请求执行它的功能的另一部分的参数交换等等，都在本领域技术人员能力范围之内，并因此省略了细节上的描述。

此外，将数据通信系统的不同方面、特征和实施例叙述为一个过程，所述过程可描述为流程图、流程框图、结构框图或方框图。尽管流程图将操作描述为一个顺序的过程，但许多操作可以并行执行、同时执行，或以不同于所描述顺序的顺序执行。具体实施中不必要或不想要的操作可以省略掉。过程可对应于方法、功能、步骤、软件、子例程、子程序或它们的任意组合。

业务管理装置的实施例可以指客户驻地设备(CPEs)，以及陆地和卫星通信网之间的网关。但是需理解的是，业务管理装置通常广泛适用于终端、工作站、个人电脑等等；同样地，业务管理装置通常也广泛适用于路由器、交换机、代理服务器、节点等等。此外，描述为在网络中的特定位置实现或执行的功能，例如控制功能，也可以在网络中的其它适当位置(多个位置)加以执行。

通信系统的实施例可以指“随机接入信道”(例如TIA/EIA/IS95中规定的)，或面向预留信道(例如2003年5月1日提交的标题为“Orthogonal Code Division Multiple Access On Return Link OfSatellite Link(卫星链路返回链路上的正交码分多址)”的美国专利申请10/428,953中公开的)。这些信道仅仅是示范性的信道类型；所述业务管理系统可被应用于其他的信道类型。

本说明书中使用的不同术语在用于解释权利要求时将给出它们最宽限度的合理解释。

简要地说，至少可提供三种信道类型。这些信道适合于在本说明书中描述的通信网络和可包括卫星通信网络的各个网络的实施例的返回链路(RL)中使用。这三种类型的信道包括：

●随机接入信道(RACH)使用允许随机接入到通信媒介的非预留管理方法，并利用ACDMA(异步码分多址)技术。RACH从而提供“随机”(不定期的)时间的接入，但是以总数据速率为代价。

●预留信道(RESCH)使用面向预留的管理办法，该方法允许基于有限数量的码(Walsh码)接入到媒介，所述码(Walsh码)是由(例如)网关分配给各个终端以便网关能可靠地区分这些终端。这些码是互相正交的，以保证来自不同终端的通信不会彼此干扰。因而，尽管RESCH以牺牲由RACH的随机(不定期)接入能力提供的灵活性为代价，但RESCH采用了OCDMA(正交码分多址)并且就总数据速率而言比RACH更为高效。在一些实施例中，RESCH可包括称作“始终开启”信道的子信道。

●心跳信道(heartbeat channel)(HCH)涉及CPE和网关之间的反馈信道，并因此成为RACH和RESCH间的业务管理中次要关注的内容。

RACH和RESCH上的业务可按照在此描述的原理进行管理。预先说明这些信道的非限制性实现的基本特征。

RACH：RACH信道基于异步码分多址(ACDMA)，并且用户终端可在它们有数据要发送的任何时候在RACH上进行发送而不必预先预定带宽。按照CDMA原理，终端利用长伪随机(PN)码扩频它们的数据。终端可使用大量的PN码，每个PN码指定各自的随机接入信道。对应不同RACH信道的不同的PN码可在相同的载频上发送。在此描述并在一个实施例中使用的RACH信道具有在TIA/EIA/IS95标准中描述的结构。

终端可随机地从PN码池中挑选PN码并使用挑选的PN码来扩频其数据。可选择地，诸如网关的节点可分配终端使用的码。在任何情况下，在RACH上的每个传输以一个前导码开始，以允许网关或其他节点同步并检测到该终端传输的开始。

RACH主要用于加电时初始注册，用于当终端(客户驻地设备，CPE)已经在一定长度的持续时间内处于非激活状态并且在RESCH上未被分配带宽时，在数据流开始时发送分组，以及用于发送如以下讨论的短分组的小突发。基于终端的带宽需求和可用的RESCH带宽，可为终端预留RESCH上的带宽。终端使用HCH向网关提供信号对干扰-加-噪音的比值(SINR)反馈，并作为网关进行RL信号强度测量的基准信号。

在RACH上使用的多路接入技术是异步CDMA。终端(客户驻地设备，CPE)使用大量伪噪声(PN)码中的一个来扩频其数据。每个终端在RACH上受到功率控制，以便它接收的SINR将高于某个阈值，从而实现低的(例如，＜10^-4)分组误码率(PER)。RACH的容量、为了维持由于码冲突而低于可接受值的PER所必须的PN码的数量、以及在RACH上的功率控制和过载控制是本领域的技术人员可以实现的，并且与业务管理本身无关，因而在此不再进一步表述。用于决定哪些分组在RACH上发送和哪些分组在RESCH上发送的过程，是以下要讨论的主题。

RESCH：用于支持RESCH的物理信道结构是正交CDMA(OCDMA)。人们会考虑使用长度为1的Walsh码的TDMA方法。OCDMA中的信道带宽可根据不同长度的多个正交Walsh码来划分。依据在返回链路中终端的数据速率需求，在OCDMA中终端被分配了一个特定长度的正交Walsh码。带宽(由分配的Walsh码定义)被分配给终端以用于特定的时间间隔内的使用。用于实现在网关处接收的终端信号之间的正交性的物理层信道和机制的具体细节，是本领域技术人员能够实现的，并由此对于业务管理本身不是重要的。

HCH：心跳信道(HCH)是终端用来向网关发送有关在终端实现的SINR的反馈信息的返回链路(RL)信道。在一个实施例中，终端发送其可在低(例如，＜10^-4)TCP分组误码率(PER)下解码的最大数据速率的索引(index)。网关也使用在HCH上从终端接收的信号来估计来自该终端的接收信号强度(RSS)。RL RSS被用于对RACH上的固定速率信道进行功率控制，以及用于确定RESCH上的速率受控信道在给定发送功率水平下可实现的最大数据速率。为每个终端分配在HCH上的带宽。

以下是可以用来管理和指导RACH和RESCH上的信令和用户数据的媒介访问控制(MAC)过程的说明。提供了多种这样的MAC过程。

一般地，当终端有数据要发送，但在RESCH上还不具有任何带宽分配时，终端通过仅在RACH上发送它的分组来启动数据流。当在RACH上接收到终端的分组时，网关确定终端已经发起数据流，此时网关必须决定是否在RESCH上给该终端分配带宽。

以下的讨论的大部分集中于HTTP(超文本传输协议)业务的带宽管理方案(并且暗示了媒介访问控制(MAC)方案)。在HTTP业务中，连接到返回链路的终端网络浏览应用承载GET和确认。可有许多方法来承载由HTTP流产生的返回链路业务。

参考图1，通过非限制性的实例来说明业务管理方法的设备环境，在该环境中包括卫星通信网络的通信网络的返回链路(RL)具有必须管理的业务。在图1中，各种“终端”(客户驻地设备，CPE)110、120、……经由各自的卫星碟形天线111、121、……与卫星100链接，并由此经由其卫星碟形天线151与“节点”(例如因特网网关)150链接。

前向链路(FL)130表示从节点到任何一个终端的通信方向。相反地，反向链路(RL，有时称为返回链路)140表示从任何一个终端到该节点的通信方向。RL可以使用如上所述的OCDMA和ACDMA技术的组合来实现。

CPE(终端)可以在结构和操作上发生变化，网关(节点)也是一样。一般地，终端和节点具有根据互相兼容的通信协议，例如TCP/IP和HTTP运作的通信设备，容许终端通过节点访问因特网。节点和终端包括各自的处理器，这些处理器被配置成执行在此描述的分析特性。当实现为因特网网关时，节点还包括代理服务器以容许节点访问因特网。

本领域技术人员容易理解的是，卫星和节点的带宽必须在各个终端之间分配。例如，当被管理的业务是有效用户的因特网网络浏览会话的TCP/IP-HTTP业务时，业务管理是特别具有挑战性的。这种业务必须穿越往返于卫星的路径，这些路径引入了显著的时间延迟。由于RL的多对一的多路复用需求，在本说明书中描述的业务控制方法对于在例如图1所示的系统的返回链路(RL)中使用是特别有用的；然而，图1的RL仅是该方法的一个应用。

总体来说，所公开的方法包括多个终端110、120、……中的哪一个被授权使用更多可用带宽的策略管理，在本实例中，该可用带宽为对于卫星100和节点150的可用带宽，目标是使可用带宽的使用最大化。这种方法的实例包括具有媒介访问控制(MAC)的链接，该MAC用于控制如上所述的对RACH和RESCH信道的接入。

第一实施例(参考图2)。在第一实施例中，所有的业务在RACH上承载。在RACH上发送的优点是分组可以在它们一产生时就被发送，没有额外的预留请求延迟。

参考图2，流程图说明了第一实施例的示范性的实施步骤。方框200代表过程的开始，后面的方框210表明在随机接入信道上的数据传输。方框220代表当数据传输完成时过程的结束。

仅仅在RACH上进行发送的缺点包括低带宽效率和低数据速率。

第二实施例(参考图3)。参考HTTP业务描述了管理返回链路业务的第二种方法。当然，应认识到实施例不必限于HTTP业务的实施例；其他服务类型也可以以类似的方式进行处理。

在这第二种方法中，对来自给定终端(CPE)的业务的特性进行分析。所分析的业务特征可包括业务统计，例如分组大小或一个时间周期内测量的平均数据速率)或业务内容(例如，分组类型)。根据所分析的业务特征，此后可在随机接入信道(RACH)或面向预留信道(RESCH)上发送业务。

在一个实例中，终端在RACH上发送较小的分组(例如TCP确认)。然而，当终端希望发送长度大于某个阈值大小的分组时，终端请求RESCH上的带宽。为了在RESCH上请求带宽，终端在RACH上发送预留请求分组。

参考图3，流程图说明了第二实施例的示范性的实施步骤，方框300表示过程的开始。

方框302说明了与给定终端有关的数据业务分析。例如，分析业务统计，例如分组大小或在给定时间周期内的平均数据速率。可选地，分析业务内容，例如分组类型或其他标准。在一个实施例中，粗分析在终端处发生，但在其他实施例中，这种分析可在节点中发生。

方框310说明了根据来自方框302的业务统计或业务内容的分析的判定。如果所分析的业务统计低于阈值，或如果业务内容未达到给定准则或标准，则控制直接转到方框330，表示终端在RACH上进行发送。然而，如果所分析的业务满足或超过该阈值，或如果业务内容满足给定的准则或标准，则控制转到方框320。

方框320说明了在一个实施例中终端在RACH上发送发送带宽预留请求。随后的方框322表明节点(网关)处理终端的请求，并在带宽可用的基础上，授权终端的请求。为了传达对该请求的授权，节点向终端发送带宽预留码，如方框324所示。随后，方框326说明了终端在RESCH上进行发送。

方框320、322、324用虚线画出，以强调所描述的实现包括在终端(CPE)和节点(网关)之间的请求/授权过程；然而，这个请求一授权顺序并不是终端在RESCH上进行发送的唯一预期次序。这个第二实施例给每个RL传输增加了往返延迟，这增加了HTTP应用的寻呼响应时间。然而，与在第一实施例中实行的仅在RACH上发送所有数据相比，第二实施例具有更大的带宽效率。

在方框330和326之后，控制转回到分析方框302。这样，可以持续地执行业务统计或业务内容的分析，以及随后对终端是在RACH还是在RESCH上进行发送的确定。

第三实施例(参考图4)。第三种方法部分地基于以下认识：即，在返回链路(RL)上通过例如HTTP数据流产生的业务是突发的，而且当使用压缩时具有低数据速率需求。因此，管理业务的第三种方法包括给数据流分配面向预留信道(RESCH)上的低数据速率子信道，而终端不必经历明确的预留请求过程。在本说明书中，这种低数据速率子信道是指“始终开启(always on)”信道，因为它至少在页面(page)请求/应答事务的时间内是“开”的(分配给特定的终端)。

有利地是，“始终开启”信道方法避免了预留请求延迟，该预留请求延迟在赤道同步卫星系统中是显著的(约0.5秒)。“始终开启”信道方法的缺点是，由于HTTP业务的突发性，在“始终开启”信道被分配和处于“开”的期间，信道不能总是被利用的。然而，由于仅一小部分分配在“始终开启”信道上的用户实际地进行发送，因而允许正在发送的终端以更高的功率和更高的编码/调制来发送。当终端确实进行发送时，这导致了更高的带宽效率，更高的效率为没有完全地利用其所分配带宽的终端做出了部分补偿，从而实现了总体上(统计的)的多路复用增益。如上所述，不必将这种方法限制到HTTP业务，该方法也可以用于其他业务类型。

以下讨论了决定是否为信息流分配“始终开启”信道的一种方法。作为非限制性的实例，参考HTTP业务描述了该方法：特别地，这种业务包括当人类用户用常规浏览器在万维网上冲浪时的业务。然而，应理解的时，该业务也可以不是HTTP。

简要地，网关根据对与给定终端相关的业务的分析来试图确定用户何时真正地处于该给定终端上。假定，业务处在RACH上，并且尚未分配Walsh码，其中分配该Walsh码表明将要授予终端使用更快的RESCH的许可。如果网关确定了用户在主动地使用给定终端(也就是说，终端是“忙碌”的)，则网关给该CPE终端分配一个Walsh码，给予该终端使用RESCH子信道的许可。在一个实施例中，分配的子信道是“始终开启”子信道，其数据速率低于RESCH上的其他大部分业务的数据速率。

网关持续地监测与终端相关的业务，目的是在贯穿用户的整个网络会话期间维持“始终开启”信道。当激活信道中的业务数量降低到某个激活水平以下时，网关断定此人不再主动地使用该终端，并撤消使用“始终开启”信道的终端许可。同样，当信道业务的性质表明只有“背景”HTTP业务在发送时，网关断定此人不再主动地使用终端，并撤消使用“始终开启”信道的CPE许可。

采用这种方式，网关持续地监测和确保RESCH中“始终开启”子信道的分配和撤消，这提高了可将多个终端分配到“始终开启”信道的总体(统计上的)带宽利用率。

判定给数据流分配“始终开启”信道可以由终端或由网关发起。如果终端请求“始终开启”信道，它可以在RACH上发送请求或在其他RACH分组上“捎带(piggyback)”该请求。在HTTP信息流被认定为应由“始终开启”信道传输之前，它的前几个分组可以在RACH上进行发送以避免预留延迟。在任何情况下，在授予带宽方面，网关都具有最终的决定权。

“始终开启”信道的吞吐量(比特/秒)可以被定义为终端发送的数据量除以终端具有该带宽分配的时间长度。在“始终开启”信道上终端的有效带宽效率被定义为它的吞吐量除以分配给该终端的带宽量，即，实际承载的每秒每Hz的比特。

理想地，如果网关预料到“始终开启”信道上的带宽效率将大于RACH的带宽效率时，网关应该一旦检测到RL上来自终端的数据流时就给终端分配“始终开启”信道。在一个实例中，RESCH信道的吞吐量标称为约1.5bits/sec/Hz(在3MHz RL信道上为4.5Mbps)，而RACH的吞吐量是约0.3bits/sec/Hz。因此，理想地，希望在“始终开启”信道上进行发送。

然而，如以上讨论的，不是具有“始终开启”信道分配的所有终端都真正利用它们各自所分配的带宽。因此，一个终端能够在“始终开启”信道上以更高的功率进行发送，并且使用高于RESCH上标称使用的编码/调制。在“始终开启”信道上发送的所有终端的平均和峰值发送功率需均低于对邻近卫星的干扰限度所容许的可接受的程度。

在确定是否应给终端分配“始终开启”信道时可以采用各种方法，例如：

根据数据流的业务特征的参数信息流检测方法；或

基于环境的信息流检测机制。

基于参数的方法使用信息流的业务特征来预测信息流是否产生足够的业务来达到足够高的有效带宽效率，以确保“始终开启”信道的分配。在这种方法中，基本思想是避免给字节数少并且持续不长的信息流分配“始终开启”信道。如果在一定时间间隔内网关从终端接收的分组的数量和/或字节的数量超过某个阈值，该方法可以给该信息流分配“始终开启”信道。对给定测量间隔中分组数量的限制是用来防止将“始终开启”信道分配给持续很短时间和涉及例如DNS查找事务的信息流。

如果来自信息流的分组数量低于某个阈值而不给该信息流分配“始终开启”信道的难处是，甚至HTTP信息流也是以单个GET开始的。在这种情况下，直到对第一个GET的应答已经到达并产生许多GET时，“始终开启”信道才会被分配给该HTTP信息流。随后的GET可能需要在RACH上传送，或可能经历半秒的预留延迟。为了更快地检测HTTP信息流，该方法可以在所发送的字节数超过一个阈值或所发送的分组数超过一个阈值的情况下呼叫(call)该信息流。

还提供了终止标准，以便当信息流结束时来撤回“始终开启”信道。

当信息流处于非激活状态的时间已经超过该信息流的最后一个分组之后的某个释放延迟时间时，基于参数的机制撤回“始终开启”信道。这个方法中重要的参数是释放延迟时间应该是多久。

长的释放延迟方法(许多分钟)是用来确保“始终开启”信道对用户的整个网络浏览会话都是可用的。换句话说，长的释放延迟时间确保了在“思考时间”期间“始终开启”信道不被取走。长的释放延迟的益处是在用户请求新的页面时没有请求“始终开启”信道的起始延迟。毫无疑问，在长的释放延迟情况，在思考时间内浪费了带宽，“始终开启”信道可能被分配给许多CPE，这些CPE的计算机总是在运行例如仅周期性地刷新一个站点的处理。

在短释放延迟模型中，在信息流的最后一个分组后的很短时间间隔之后“始终开启”信道被取走。短释放延迟模型提高了带宽效率，但是增加了Walsh码再分配的次数。需要选择足够长的短释放延迟时间以确保在接收到整个页面应答之前“始终开启”信道不被取走，但也需要选择足够短的释放延迟时间使得始终开启信道在思考时间被释放。

为了避免预留延迟，在RACH上发送新信息流(例如，页面请求)的前几个分组。这种方法给RACH增加了业务，但是使用压缩可显著地降低分组例如GET的大小，并且在RACH上的额外负荷是很小的。因此，通过在RACH上发送信息流的开始，可避免与预留有关的延迟。

尽管在短释放延迟模型中Walsh再分配的次数显著地多于长释放延迟模型，建立和拆卸“始终开启”信道所需的处理时间和信令不会成为瓶颈。理由是，在TDMA方案中，带宽分配以比“始终开启”信道更为动态的方式进行。可以想到，每个GET将需要独立的预留，这将引起大的延迟以及大量的预留请求/授权事务。因此，具有短释放延迟时间的“始终开启”信道分配的次数应当是具有TDMARL的系统所需的信道预留数的下限。

决定“始终开启”信道是否应被分配给信息流的另一种方法是基于环境的(如上所述)。

在使用HTTP代理的非限制性实施例中，网关检测HTTP应用已经开始并能由此确定需要分配“始终开启”信道。根据其他环境信息，例如正在访问的网站，甚至也可以确定“始终开启”信道的数据速率。由于“始终开启”信道的数据速率取决于页面是如何由客户代理缓存的，因而在客户代理和网关之间提供关于该信息流的“预期”RL业务量的通信。类似地，网关可根据分组的内容来检测页面应答(page response)已经完成和“始终开启”信道可以被撤回。

基于环境的“始终开启”信道分配的有效带宽效率将比基于参数的方法更高，这是因为释放延迟时间可以被几乎降低到零。

在基于环境的信息流检测中，信息流检测实际是代理的扩展。换句话说，如果用户正在使用代理，由网络浏览器产生的网络浏览业务是可检测的。为这些用户分配“始终开启”信道是代理增强的扩展。毫无疑问，基于环境的信息流检测可以应用于除HTTP以外的各种业务。

参考图4，流程图说明了第三实施例的示范性的实施步骤，其中方框400说明了过程的开始。

方框410说明了基本上与方框302(图3)相同的分析业务统计或业务内容的步骤。因此，不再重复它的详细说明。

方框420说明了判定终端是否是“忙碌”。“忙碌”的定义取决于特定的网络实现，特别是正在使用的协议。如果认为人类用户以某种方式主动地参与到与终端的互动中，从而引起超过纯粹“背景”通信的数量或类型的通信链路上的通信，则终端可以被视为是“忙碌”的。

例如，如果终端使用TCP/IP和HTTP与因特网网站通信(参见图1)，测定终端是否忙碌可以包括分析终端是否主动发送请求来下载网络页面。如果网络页面请求是被主动发送的，且在看起来是交互的网络浏览会话中网络页面实际上正在被下载，则终端被认为是忙碌的，控制转到方框440。然而，如果仅仅是正在执行最小的“背景”通信，例如在预定的时间周期中在不存在用户交互的情况下维持TCP会话所需的最小业务，则终端被认为不是忙碌的，控制转到方框430。

方框430说明了，如果终端被认为不是忙碌的，则不分配(撤消)面向预留子信道的“始终开启”子信道的任何Walsh码。如果还没有Walsh码被分配给终端，则方框430不进行任何操作。Walsh码的撤消被传达给终端，然后终端在RACH上进行发送，如在方框432中所示。

相反地，方框440说明了，如果终端被认为是忙碌的，则分配面向预留子信道的“始终开启”子信道的Walsh码。如果先前已将Walsh码分配给终端，则方框440不进行任何操作，先前的Walsh码分配保持有效。任何新的Walsh码分配被传达给终端，然后终端在RESCH上进行发送，如方框442中所示。

在方框432和442之后，控制转回到分析方框410。因而，可以持续地执行：业务统计或业务内容的分析，和随后的确定终端是否忙碌，以及确定其是在RACH还是在RESCH上进行发送。

第四实施例(参考图5A、5B)。在第四种方法中，终端起初在RACH上发送它的分组。每个分组含有终端的“Q-状态”。在此，“Q-状态”是指终端的输出缓冲器(队列)中的数据量。Q-状态值可以是，例如，在发送Q-状态的第一个比特时终端的发送队列中余下的字节数。Q-状态可以以各种方法包括在发送的分组中。例如，Q-状态可以附加到每个MAC分组的末尾，这种附加可能通过发送ASIC(专用集成电路)来执行。

根据从终端接收的Q-状态，网关可以决定向终端分配预留信道。在这种情况下，节点(网关)将所分配的Walsh码和分配给该终端的预留信道的持续时间通知给该终端。

一旦终端在预留信道上进行发送，终端持续发送它的Q-状态。根据终端发送的Q-状态，节点可以决定将终端的预留信道Walsh码提高到更短的Walsh码(更高速率信道)，还是延长当前信道的持续时间，或是分配更长的Walsh码(更低的数据速率信道)。

参考图5A、5B，流程图说明了第四实施例的示范性的实施步骤，其中方框500说明了过程的开始。

方框510说明了终端在RACH上发送它的输出缓冲器负荷(Q-状态)。方框520说明了判定Q-状态是否满足或超过给定的Q-状态阈值。如果Q-状态少于该阈值，控制转到方框530，该方框530说明了终端在RACH上进行发送。

然而，如果Q-状态满足或超过该阈值，则控制转到方框540，该方框540说明了节点给终端分配用于面向预留信道中的“始终开启”子信道的Walsh码。方框542说明了终端继而在面向预留信道中的“始终开启”子信道上进行发送。方框544总体上示出了当终端在面向预留子信道中进行发送时发生的过程。以下参考图5B更详细地解释方框544。

当终端不再在RESCH(或在其“始终开启”子信道)上进行发送时，则控制从方框544转到530，表明终端在RESCH或其子信道上不再进行发送之后，其在RACH上进行发送。

方框530之后，控制转回到方框510。以这种方式，可以持续地进行对终端的Q-状态的监测、和随后的确定终端的输出队列负荷能否确保分配Walsh码以允许终端在预留信道上发送。

现在参考图5B，进一步详细阐述预留信道的处理细节(图5A方框544)。

方框550说明了终端在RESCH上发送它的输出缓冲器负荷(Q-状态)。在RESCH上的Q-状态发送与方框510的在RACH上的Q-状态发送形成对比。

方框552说明了对节点的新近Q-状态的历史分析。优选地，这种分析在节点(网关)执行，但使用这个位置不是必需的。在任何情况下，根据一个或多个新近的Q-状态，对于是否应将以下几个可能的信道之一分配给该终端进行判定：

●根本没有面向预留发送信道，而是随机接入信道(方框560并回到图5A)，

●较低速的面向预留发送信道(方框570、572)，

●相同速度的面向预留发送信道(方框580)，或

●更高速度的面向预留信道(方框590、592)。

如果Q-状态的历史示出终端的输出缓冲器负荷被降低到低于一阈值或满足其他标准，则断定该终端的趋势是将要实际上对RESCH利用不足，因此在方框560中撤消终端的Walsh码。节点向终端传达Walsh码的撤消，并且控制从方框560转回到方框530(图5A)，其显示了在RACH上的发送。

如果Q-状态的历史示出终端的输出缓冲器负荷被降低到低于另一个阈值或满足其他标准，则断定该终端的趋势是将要对当前的RESCH略微有些利用不足。因此，在方框570中终端当前的Walsh码被替换为较长的Walsh码。节点向终端传达Walsh码修改，并且控制转到方框572，其显示了终端在新的RESCH上进行发送，该新的RESCH具有比先前分配的RESCH更慢的传输速度。

如果Q-状态历史示出终端的输出缓冲器负荷大致稳定或满足其他标准，则断定终端恰当地利用了当前的RESCH。因此，终端当前的Walsh码保持不变和有效。控制直接转到方框580，其显示了终端在与其已经进行发送的相同的RESCH信道(或至少具有相同传输速度的RESCH信道)上发送。

最后，如果Q-状态历史示出终端的输出缓冲器负荷增加到高于给定阈值或满足其他标准，则断定终端的趋势是将过度利用当前的RESCH。因此，在方框590中终端当前的Walsh码被替换为较短的Walsh码。节点向终端传达Walsh码修改，并且控制转到方框592，其显示了终端在新的RESCH上进行发送，该新的RESCH具有比先前分配的RESCH更快的传输速度。

在任何情况中，在方框572、580、592之后，控制都转回到方框550用于随后的Q-状态传递。这样，就可以持续地执行终端的输出缓冲器队列分析，和随后的确定终端的Q-状态历史是否保证不同速度的RESCH甚或RACH。

使用多于一个的Q-状态的历史“平均出”任何虚假的Q-状态值或终端的输出缓冲器负荷中的短期有效的异常。这种方法降低了终端在RACH和RESCH发送之间不必要的切换的次数(图5A对比图5B)。进一步的，这种方法容许应用复杂的分析技术来决定由给定终端的Q-状态所保证的带宽量。

以下描述这个第四实施例的特定实现，要理解的是：

●“CPE”(客户驻地设备)支持本说明书中出现的所有“终端”，

●“网关”支持本说明书中出现的所有“节点”，

●“RACH”支持随机接入(不预留)信道，

●“RESCH”(预留信道)支持面向预留的信道，

●“RL”(返回链路；有时称反向链路)支持其上可存在RACH、RESCH和可能的其他信道的部分通信网络(参见，图1的实例)，和

●“FL”(前向链路)是在网络上与RL在相反方向上发送数据的链路(参见图1的实例)。

在CPE处的调度表(scheduler)确定去往网关的CPE分组是在RACH还是在RESCH上传送。当最初的CPE发送开始时，其在RACH上传送。然而，随后，当CPE RL发送队列建立时，网关可能需要分配预留信道(OCDMA信道上的短Walsh码)来加速当前数据传送的下载过程。通过将信息附加到发送给网关的每个MAC分组中，CPE周期性地向网关报告RL Q-状态信息。根据RL队列深度阈值，网关确定当前报告的RL Q-状态是否超过这个阈值，以至需要为CPE进行预留。这是基于如下的理由，即，用更高的预留速率来清空队列中积累的工作负荷比继续以现存的速率来清除这些工作负荷所花费的时间更少。然后，网关必须确定给CPE的预留分配什么样的速率(短Walsh码)和持续多长时间。该速率是以可用的短Walsh码池中的最佳速率确定的。然后，网关确定CPE能否支持以该速率发送所需的功率(即，不超过CPE处的功率放大器(PA)发送功率的最大值)。不然，选择最佳的可能速率，以使CPE处所需的发送功率不超过PA功率的最大值，并且生成给CPE的预留(短Walsh码分配)。

从给CPE分配预留之时开始，网关持续监测来自CPE的Q-状态信息。如果随后的Q-状态更新是不减少的，则可以延长当前的预留使其超过当前预留周期的结束点。由于已经根据原始的Q-状态信息分配了当前预留，因而，根据当前更高的Q-状态信息，CPE需要被给予延长的预留周期来清除它的队列大小。可能准许延长预留的应用的典型实例是在ftp上传的情况中。在这种情况下，连续的Q-状态更新以RL队列大小的更高值出现，而网关需要继续延长该预留周期直到整个工作负荷从RL队列中清除。

同样，如果网关发现当前没有可用的短Walsh码，则一旦CPE有资格得到预留(通过它的Q-状态信息)，网关就按照后面解释的短Walsh码过载方案处理这种情况。

假定网关集中地协调短Walsh码的分配/解除分配。在随后的部分解释这一点和分配/解除分配短Walsh码所需的信令的细节。

在CPE和网关处保存的状态变量

CPE和网关都以大量状态变量来保存连接的状态。网关以每个CPE为基础，即，针对所有当前注册和作为系统的一部分的CPE，保存这些状态变量中的一些状态变量。这些状态变量是：

●CurrentState(当前状态)-表示在RL上发送的当前状态，即，它是在RACH上还是在RESCH上发送。基于这个变量，CPE在RACH或RESCH上调度将要发送的分组。

●QueueSize_CPE(队列大小_CPE)-表示由从CPE到达的MAC分组报告的、在CPE处的当前发送队列大小(按比特计)。QueueSize_CPE表示除了到达的MAC分组大小外的RL MAC队列大小。

●QueueSize_GW(队列大小_GW)-表示刚好在来自CPE的新MAC分组出现之前，在网关处保存的当前发送队列大小(按比特计)。

●QueueDepthThreshold(队列深度阈值)-表示发送队列大小阈值(按比特计)，超过这个阈值CPE有资格得到预留。

●CurrentRate(当前速率)-表示CPE在RL上向网关发送分组的当前速率(按比特每秒计，bps)。网关以每个CPE为基础保存这个变量。

●CurrentTime(当前时间)-表示在网关处的当前CDMA时间。

●RTT-跨越对地静止链路的平均往返时间(按秒计)。在网关处仅保存这个变量的一个样例。

●GuardTime(保护时间)-等于FL传播延迟中的最大差异，其可由波束中的任意两个CPE引起。网关仅保存这个变量的一个样例。

●ResvTime(预留时间)-等于由网关分配给CPE的短Walsh码预留的预留时间。网关以每个CPE为基础保存这个变量的一个样例。

●StartResvTime(开始预留时间)-表示网关处短Walsh码预留信道的开始时间。对于在CurrentTime确定的预留，网关将StartResvTime设为CurrentTime+1/2 RTT+GuardTime(当预留在CPE处开始时)。为了确保波束中所有CPE都能听到预留消息并在StartResvTime的时间开始它们的预留，网关在1/2 RTT的平均FL传播延迟上给予GuardTime周期的容差。

●EndResvTime(结束预留时间)-表示CPE的短Walsh码预留时间的结束。它等于StartResvTime+ResvTime。

CPE发送过程

CPE将Q-状态信息附加到发送给网关的每个数据分组上。

CPE接收过程

CPE从网关接收表示新的短Walsh码预留或当前预留终止的信令分组。

如果存在新的短Walsh码预留，则CPE在StartResvTime开始时将CurrentState设置为等于RESCH，并且预留一直持续到EndResvTime。一旦预留结束，CurrentState被设置回RACH来表示将来的发送在RACH上而不是在RESCH上发生。

如果CPE接收表示当前预留终止的信令指示，则它从信令消息中指示的终止时间开始将CurrentState设置为RACH。

网关需求

在本节中，讨论了网关确定在什么样的阈值下CPE有资格得到短Walsh码预留的过程，给CPE分配/解除分配短WalshCode的过程，延长当前预留会话过程。讨论了总体的网关预留算法。

网关接收过程

网关从CPE接收MAC分组并读取Q-状态字段和针对接收的Q-状态更新QueueSize_CPE变量。如果CPE不具有预留(即，它的CurrentState是RACH)，则网关必须首先确定CPE是否有资格得到短Walsh码预留。

网关处的新预留过程

根据以下等式给出用于确定没有当前预留的信息流是否有资格得到预留的RL队列深度阈值标准。

QueueSize_CPE＞QueueDepthThreshold＝(RTT+GuardTime)*CurrentRate

(RL队列深度阈值确定)

上述等式的简要说明如下。仅当通过给予预留来清除RL发送队列中的工作负荷所需的时间少于以当前发送速率清除RL队列所需时间的时候生成预留，即，

$<\frac{{\mathrm{QueueSize}}_{\mathrm{CPE}}}{\mathrm{CurrentRate}}$

$\&DoubleRightArrow;{\mathrm{QueueSize}}_{\mathrm{CPE}}>(\mathrm{RTT}+\mathrm{GuardTime})*\mathrm{CurrentRate}$

不等式的LHS(左手边)有(RTT/2+RTT/2+GuardTime)项，这是总往返延迟，在这之后预留在CPE处开始，RTT/2是平均RL传播延迟，在这之后导致产生预留的MAC分组到达网关，网关生成预留，RTT/2+GuardTime解释为FL传播延迟+保护时间，在这之前预留在CPE处开始。LHS中的第二项是利用新的更高速率的总服务时间(注意，其解释(account for)为在RTT+GuardTime时间期间以旧速率排空RL队列)。不等式的RHS(右手边)是以当前服务速率服务RL队列的总服务时间。

网关处的短Walsh码池被分割成W8、W16、W32、W64、W128和W256短Walsh码的各种池。根据可用短Walsh码的列表，网关选择具有最大数据速率的短Walsh码以符合某些约束。首先，该速率应使得从所有CPE辐射到邻近卫星的总功率在FCC(美国联邦通信委员会)规定限度内。一旦根据上述标准拾取短Walsh码，网关确定CPE能否支持该发送速率所需的功率(P_required)(即P_required＜P_max，其中P_max是最大容许的PA发送功率)。如果这个速率是可支持的，则将该速率被设置为Rate_WC。不然，网关确定可支持的次好的速率是什么，并将其设置为Rate_WC。预留时间ResvTime可计算为

$\mathrm{ResvTime}=\frac{({\mathrm{QueueSize}}_{\mathrm{CPE}}-\mathrm{CurrentRate}*(\mathrm{RTT}+\mathrm{GuardTime}))}{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{WC}}}$

(有资格信息流的预留时间确定)

预留从StartResvTime开始，其中StartResvTime＝CurrentTime+1/2 RTT+GuardTime，且预留一直持续到EndResvTime，其中EndResvTime＝StartResvTime+ResvTime。网关还将状态变量QueueSize_GW更新为QueueSize_CPE。

短Walsh码预留信息(短WalshCode，StartResvTime，EndResvTime)通过信令消息从网关传送到CPE。网关在FL控制信道上将这个消息发送给CPE。

给CPE分配新预留的算法

网关从CPE接收Q-状态信息(QueueSize_CPE)。

当收到Q-状态信息时更新CurrentTime。

if(CPE当前未接收预留)

    //检查预留的阈值标准

    if(QueueSize_CPE＞(RTT+GuardTime)*CurrentRate)

       //检查是否有可用的短Walsh码

       if(至少1个短WC的CurrentTime＞EndResvTime)

1.选择自由Walsh池和其他约束容许的并且CPE可以支持所需的发送功率的、具有最大速率的短Walsh码。让其速率由Rate_WC给出。

2.计算预留时间，ResvTime

$\mathrm{ResvTime}=\frac{({\mathrm{QueueSize}}_{\mathrm{CPE}}-\mathrm{CurrentRate}*(\mathrm{RTT}+\mathrm{GuardTime}))}{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{WC}}}$

3.给CPE分派短Walsh码用于ResvTime的使用，该ResvTime从StartResvTime开始，其中StartResvTime＝CurrentTime+1/2 RTT+GuardTime，直到EndResvTime结束，EndResvTime＝StartResvTime+ResvTime。

4.通过信令消息将预留传达给CPE。

        endif

   endif

endif

(给新信息流分配预留的算法)

为具有现有预留的信息流延长预留

在CPE提供了随后的具有不断升高的QueueSize_CPE的Q-状态报告(即，CPE发送队列在增加)的情况下，网关起初确定的预留周期可能是不够的。在这种情况下，网关确定CPE是否有资格得到对当前预留的延长，如果是的话，确定预留应延长多少。

网关首先确定当前系统时间CurrentTime是否大于EndResvTime。如果是，这表明CPE不能得到其当前预留的延长(因为它的当前预留已经在EndResvTime到期了)，而必须经历新的预留过程。网关进一步检查在CPE的当前预留在EndResvTime到期之前是否有足够的时间使得注册延长消息到达CPE，即，CurrentTime＜EndResvTime-(1/2 RTT+GuardTime)-(发送+接收+处理延迟)。如果没有足够时间，则网关不能给CPE延长预留。如果当前预留没有到期，则网关确定从上次Q-状态报告以来QueueSize_CPE升高/降低的增量。也就是说，网关确定deltaQueue＝(QueueSize_CPE-QueueSize_GW+CurrentReceivedPacketSize(当前接收的分组大小))。如果有增加，则网关计算预留中的增加为deltaQueue/Rate_WC。网关更新EndResvTime＝EndResvTime+deltaQueue/Rate_WC，还将QueueSize_GW更新为QueueSize_CPE。然后网关通过信令消息将增加的预留信息(短Walsh码，EndResvTime)发送给CPE。网关在FL控制信道上将这个消息发送给CPE。

为CPE延长现有预留的算法

网关从CPE接收Q-状态信息(QueueSize_CPE)

if(按照上述标准可以延长预留)

     deltaQueue＝QueueSize_CPE-QueueSize_GW+CurrentReceivedPacketSize

 if(deltaQueue＞0)

     IncrementResv(增加预留)＝deltaQueue/Rate_WC

     通过信令消息将IncrementResv传达给CPE

     更新EndResvTime＝EndResvTime+IncrementResv

     更新QueueSize_GW＝QueueSize_CPE

 endif

endif

(为具有预留的信息流延长预留的算法)

改变预留速率(在CPE处不能支持当前预留速率)

在CPE的预留周期期间，网关持续地监测CPE以当前速率进行发送所需的功率(P_desired)是否处在最大PA发送功率(P_max)之内。如果满足该标准，则容许CPE继续以当前速率进行发送。如果不满足该标准(由于信道状况的变化，例如降雨衰减)，网关根据它的速率表重新计算可以容许的最大速率。

网关撤回给CPE的当前预留，并通过在FL控制信道上的带有新速率的新预留消息将新预留传达给CPE。

给新的预留再分配短Walsh码，网关处的过载过程

假定CPE信息流有资格得到预留。网关检查是否当前采用的任何短Walsh码的CurrentTime＞EndResvTime。更迅速的方法是检查是否当前采用的任何短Walsh码的CurrentTime＞EndResvTime-1/2RTT+GuardTime。这意味着：在使用短Walsh码的现有预留在CPE处到期之前，网关可以进行预留判定来重新使用该相同的短Walsh码。这是更有效率的，因为新预留仅从CurrentTime+1/2 RTT+GuardTime开始，其保证是＞EndResvTime+2*GuardTime，而且先前的预留在EndResvTime结束，因而在预留分配中没有冲突。由于短Walsh码没有被使用2*GuardTime间隔，这与采用早先守旧方法的再分配之间耗费的1/2 RTT+GuardTime时间周期(GuardTime＜＜1/2RTT)相比，开销是非常小的，因而改善了预留分配效率。

在上述两个设计选择之间，采用更有效的方法，即，由网关进行CurrentTime＞EndResvTime-1/2 RTT+GuardTime的检查。如果是，则存在可用的预留，网关分配预留。否则，如果没有可用的预留(短Walsh码过载状况)，则网关拒绝给CPE预留(即，不对Q-状态信息进行动作和提供预留)。

网关处预留分配/解除分配的信令需求

网关控制和协调给CPE的短Walsh码预留的分配和解除分配。由预留算法假定短Walsh码在当前预留周期的到期时(EndResvTime)解除分配，CPE不用发信号通知网关它已经释放了该短Walsh码预留。应注意，EndResvTime可能不是分配给CPE的原始的预留周期，而是多次预留延长后更新的EndResvTime。对于给CPE的每个新预留分配和随后可能的预留周期的延长，网关通过在FL控制信道上发送的信令消息明确地通知CPE。

CPE算法

CPE在去往网关的数据分组上发送Q-状态信息(QueueSize_CPE)

网关算法

网关接收来自CPE的Q-状态信息(QueueSize_CPE)

当收到Q-状态信息时，网关更新CurrentTime。

if(CPE当前未接收预留)

    //检查预留的阈值标准

    if(QueueSize_CPE＞(RTT+GuardTime)*CurrentRate)

      //检查是否有可用的短Walsh码

      if(至少1个短WC的CurrentTime＞EndResvTime-

      1/2RTT+GuardTime)

1.选择自由Walsh池和其他约束所容许的，并且CPE可以支持所需的发送功率的、具有最大速率的短Walsh码。让它的速率由Rate_WC给出。

2.计算预留时间，ResvTime

$\mathrm{ResvTime}=\frac{({\mathrm{QueueSize}}_{\mathrm{CPE}}-\mathrm{CurrentRate}*(\mathrm{RTT}+\mathrm{GuardTime}))}{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{WC}}}$

3.给CPE分配短Walsh码以用于ResvTime的使用，该ResvTime从StartResvTime开始，其中StartResvTime＝CurrentTime+1/2 RTT+GuardTime，直到EndResvTime结束，EndResvTime＝StartResvTime+ResvTime。

4.通过信令消息将预留传达给CPE。

        else

            当前没有可用的短Walsh码，网关拒绝给CPE预留

        endif

    endif

else//CPE当前接收预留

      //检查CPE是否需要延长预留

      deltaQueue＝QueueSize_CPE-QueueSize_GW+CurrentReceivedPacketSize

      if(deltaQueue＞0并且预留可以被延长)

         IncrementResv(增加预留)＝deltaQueue/Rate_WC

         通过信令消息将IncrementResv传达给CPE

   更新EndResvTime＝EndResvTime+IncrementResv

endif

更新QueueSize_GW＝QueueSize_CPE

//由于在CPE处所需要的发送功率超过了最大PA发送功率，网关确定不能支持当前预留速率。改为通知一个可以支持的较低的速率。

if(需要新的预留)

1.根据新的短Walsh码分配重新计算新的ResvTime。

2.给CPE分派短Walsh码以用于ResvTime的使用，该ResvTime从StartResvTime开始，其中StartResvTime＝CurrentTime+1/2 RTT+GuardTime，直到EndResvTime结束，其中EndResvTime＝StartResvTime+ResvTime。

3.通过信令消息向CPE传达新的预留，同时撤回CPE的旧的预留。

    endif

endif

第五实施例(参考图6)。第四实施例的某些教导也可以与参考第三实施例描述的信道的“始终开启”子信道结合使用。网关可以根据终端的Q-状态决定终端是否“忙碌”，只要终端是忙碌的，就可升级终端使其使用面向预留信道的“始终开启”子信道。

参考图6，流程图说明了第五实施例的示范性的实施步骤，其中方框600说明了过程的开始。

方框610说明了终端向节点(网关)发送该终端的Q-状态(输出缓冲器负荷)。这个发送可在RACH上进行(假定终端目前不具有在RESCH上进行发送的许可)，或在RESCH上进行(假定终端目前具有在RESCH上进行发送的许可)。

方框620说明了判定终端是否“忙碌”。“忙碌”的定义取决于特定的网络实现，特别是正在使用的协议。如果认为人类用户以某种方式主动地参与到与终端的互动中，从而引起在超过纯粹“背景”通信的数量或类型的通信链路上的通信，则终端可以视为是“忙碌”的。方框620基本上与方框420(图4)相同，不再重复它的详细的论述。

方框630说明了，如果终端被认为不是忙碌的，则不分配(撤消)用于面向预留子信道的“始终开启”子信道的任何Walsh码。如果先前没有向终端分配Walsh码，则方框630不进行任何操作。将Walsh码撤消传达给终端，然后，终端在RACH上进行发送，如在方框632中所示。

相反地，方框640说明了，如果终端被认为是忙碌的，则向终端分配用于面向预留子信道的“始终开启”子信道的Walsh码。如果先前已经向该终端分配了Walsh码，则方框640不进行任何操作，以前的Walsh码分配继续有效。将任何新的Walsh码分配传达给终端，然后终端在RESCH上进行发送，如方框642中所示。

在方框632和642之后，控制转回到分析方框610。因而，可以持续地执行终端的输出缓冲器负荷的分析、和随后的确定终端是否忙碌和它是在RACH还是在RESCH上进行发送。

对于在此描述的方法，还提供的是计算机程序产品(例如存储介质)，用于存储在具有至少一个数据处理装置的计算机系统上执行的程序指令，当其指令被所述计算机系统执行时使得所述计算机系统执行在此描述的方法。

进一步提供了用于执行在此描述的方法的系统，所述系统包括至少一个终端(或客户驻地设备)和节点(例如网关)。由本领域的技术人员可以容易地实现所述终端和节点(或网关)等。一般地，这些元件可以作为采用本领域技术人员已知的技术的任何合适的计算机来实现，以适合于所进行的功能。终端或节点可以使用根据上述教导进行编程的常规通用计算机来实现，这对于计算机领域的技术人员而言是显而易见的。根据本公开的教导，有普通技术的程序员可以容易地制作合适的软件，这对软件领域的技术人员而言是显而易见的。可以选择使用其他可用的操作系统操作的其他适合的编程语言。

通用计算机可以实现上述的方法，其中计算机机架可以装有CPU(中央处理器)、存储器如DRAM(动态随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EPROM(可擦写可编程序只读存储器)、EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、SDRAM(同步动态随机存取存储器)，Flash RAM(随机存取存储器)，和其他特殊用途逻辑装置例如ASIC(专用集成电路)或可配置的逻辑装置如GAL(通用阵列逻辑)和可再编程的FPGA(现场可编程门阵列)。

每个计算机也可包括多个输入装置(例如，键盘、麦克风和鼠标)和用于控制监视器的显示控制器。另外，计算机可以包括使用适当的装置总线连接的软盘驱动器；其他可拆卸的媒体装置(例如，光盘、磁带和可拆卸的磁光媒体)；和硬盘或其他固定的高密度媒体驱动器，其中该装置总线例如为SCSI(小型计算机系统接口)总线、增强IDE(集成驱动器电子电路)总线或Ultra DMA(直接存储器存取)总线。计算机也可以包括光盘读取器、光盘读取/写入单元、或光盘点播机，其可以连接到相同的装置总线或另一个装置总线。

如上所述，所述系统包括至少一个计算机可读的媒体。计算机可读媒体的实例包括光盘、硬盘、软盘、磁带、磁光盘、PROM(例如，EPROM、EEPROM、Flash EPROM)、DRAM、SRAM、SDRAM。

保存在任何一个计算机可读媒体、或计算机可读媒体的组合上的是软件，该软件用于控制计算机的硬件和用于允许计算机与人类用户进行交互来进行如上所述的功能。这样的软件可包括，但不限于，用户应用、设备驱动程序、操作系统、开发工具，等等。

这种计算机可读媒体进一步包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机可执行代码或计算机可执行指令，当这些代码或指令被执行时，可使得计算机执行如上所述的方法。所述计算机代码可以是任何解译的或可执行代码，包括但不限于脚本、解译器、动态链接库、Java类、完整的可执行程序，等等。

根据上述描述，对本领域技术人员而言显而易见的是，提供了各种方法、系统、记录媒体上的计算机程序等等。

例如，根据图3，在包括多个终端的码分多址(CDMA)通信系统中，提供了管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，其中所述终端经由至少随机接入信道和面向预留信道与节点通信。该方法包括将业务的特征和至少一个标准相比较，其中所述业务中数据是从给定终端传送的。如果业务特征满足至少一个标准，该方法包括发送带宽预留请求；处理和授权带宽预留请求；将带宽预留请求的授权传送给给定终端；以及使给定终端在面向预留信道上发送数据。如果业务特征未达到该至少一个标准，该方法包括使给定终端在随机接入信道上发送数据。

随机接入信道可以被配置成允许终端在未被预先调度时在随机接入信道上传送数据，面向预留信道以比随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

终端可以是客户驻地设备(CPE)，节点可以是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

给定终端可以发送带宽预留请求，节点可以处理和授权该带宽预留请求，且该带宽预留请求的授权被从节点传送到给定终端。

随机接入信道可以基于异步码分多址(ACDMA)发送数据，面向预留信道可以基于正交码分多址(OCDMA)发送数据。

所述至少一个标准可以包括阈值分组大小，所述比较步骤可以包括将阈值分组大小与用于描述分组特征的分组大小相比较，其中所述分组中的数据将从给定终端传送。

所述至少一个标准可以包括阈值数据速率，所述比较步骤可以包括将阈值数据速率与在一时间间上隔计算出的用于描述分组特征的平均数据速率相比较，其中所述分组中的数据将从给定终端传送。

所述至少一个标准可以包括分组类型指示，所述比较步骤可以包括将所述分组类型指示与用于描述分组特征的分组类型，其中，所述分组中的数据将从给定终端传送。

作为另一个实例，根据图4，在包括多个终端的码分多址(CDMA)通信系统中，提供了管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，其中所述终端经由至少一个该随机接入信道和面向预留信道与节点通信。该方法包括：a)将业务的特征与至少一个标准相比较，以得出检查结果，其中所述业务中的数据是从给定终端传送的，和b)根据所述检查结果，确定给定终端是否处于忙碌状况。如果确定给定终端处于忙碌状况，该方法包括给所述给定终端分配用于指定面向预留子信道的代码；和使给定终端在面向预留子信道上发送数据。但是如果确定给定终端不处于忙碌状况，该方法包括使给定终端在随机接入信道上发送数据。

代码分配步骤可以包括将Walsh码分配给给定终端。

随机接入信道可以被配置成允许终端在未被预先调度时在随机接入信道上传送数据，面向预留信道以比随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

终端可以是客户驻地设备(CPE)，节点可以是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

随机接入信道可以基于异步码分多址(ACDMA)发送数据，面向预留信道可以基于正交码分多址(OCDMA)发送数据。

所述至少一个标准可以包括阈值分组大小，所述比较步骤可以包括将阈值分组大小与用于描述分组特征的分组大小相比较，其中所述分组中的数据将从给定终端传送。

所述至少一个标准可以包括阈值数据速率，所述比较步骤可以包括将阈值数据速率与在一时间间隔上计算出的用于描述分组特征的平均数据速率，其中所述分组中的数据将从给定终端传送。

所述至少一个标准可以包括分组类型指示，所述比较步骤可以包括将所述分组类型指示与用于描述分组特征的分组类型相比较，其中所述分组中的数据将从给定终端传送。

作为另一个实例，根据图5A，在包括多个终端的码分多址(CDMA)通信系统中，提供了管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，所述终端经由至少一个随机接入信道和面向预留信道与节点通信。该方法包括检查给定终端的输出缓冲器负荷的程度得出Q-状态，和将给定终端的Q-状态与阈值相比较。如果Q-状态大于该阈值，该方法包括给所述给定终端分配用于指定面向预留子信道的代码；并且使所述给定终端在面向预留子信道上发送数据。如果Q-状态小于该阈值，则该方法包括使给定终端在随机接入信道上发送数据。

该方法可以进一步包括在随机接入信道上传送Q-状态。

随机接入信道可以被配置成允许终端在未被预先调度时在随机接入信道上传送数据，面向预留信道以比随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

终端可以是客户驻地设备(CPE)，节点可以是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

随机接入信道可以基于异步码分多址(ACDMA)发送数据，而面向预留信道可以基于正交码分多址(OCDMA)发送数据。

根据图5B，该方法可以进一步包括，在使给定终端在面向预留子信道上发送数据之后：分析给定终端的至少一个Q-状态的历史以得出Q-状态历史分析；至少部分地基于该Q-状态历史分析，选择和执行以下组中的一个步骤，包括：(i)为给定终端分配第一代码，该第一代码用于指定以比当前数据速率更高的数据速率运行的、更快的面向预留子信道；(ii)为给定终端分配第二代码，该第二代码用于指定以与当前数据速率相同的数据速率运行的、相同速度的面向预留子信道；(iii)为给定终端分配第三代码，该第三代码用于指定以比当前数据速率更低的数据速率运行的、更慢的面向预留子信道；或(iv)从给定终端撤消用于指定任何面向预留子信道的任何代码。

所述第一、第二和第三代码可以是逐渐地更长的Walsh码，用于指定以各自的逐渐降低的数据速率运行的、各个面向预留子信道。

该方法可以进一步包括在面向预留子信道上传送Q-状态。

随机接入信道可以被配置成允许终端在未被预先调度时在随机接入信道上传送数据，且面向预留信道以比随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

终端可以是客户驻地设备(CPE)，节点可以是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

随机接入信道可以基于异步码分多址(ACDMA)发送数据，而面向预留信道可以基于正交码分多址(OCDMA)发送数据。

作为进一步的实例，根据图6A，在包括多个终端的码分多址(CDMA)通信系统中，提供了管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，所述多个终端经由至少一个该随机接入信道和面向预留信道与节点通信。该方法包括检查给定终端的输出缓冲器负荷的程度以得出Q-状态，以及至少部分地基于所述Q-状态确定给定终端是否处于忙碌状况。如果确定给定终端处于忙碌状况，该方法包括向所述给定终端分配用于指定面向预留子信道的代码，并使所述给定终端在面向预留子信道上发送数据。但是如果确定给定终端不处于忙碌状况，则使给定终端在随机接入信道上发送数据。

所述代码可以是用于指定面向预留子信道的Walsh码。

随机接入信道可以被配置成允许终端在未被预先调度时在随机接入信道上传送数据，面向预留信道以比随机接入信道更高的总体数据速率传送数据。

终端可以是客户驻地设备(CPE)，节点可以是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

随机接入信道可以基于异步码分多址(ACDMA)发送数据，而面向预留信道可以基于正交码分多址(OCDMA)发送数据。

提供了计算机程序产品，该计算机程序产品存储了用于在具有至少一个数据处理装置的计算机系统上执行的程序指令，当所述计算机程序的指令被所述计算机系统执行时，使得所述计算机系统进行如上所述的方法。

提供了被配置成执行如上所述方法的计算机系统。

上述实施例仅是实例，不能被解释为对本发明的限制。当前的教导可以容易地应用于其他类型的设备。对实施例的说明是说明性的，而不是限制权利要求的范围。许多替换、修改和变化对本领域技术人员是显而易见的。

在上述教导给出的启示下，本发明的许多修改和变化都是可能的。例如，业务管理功能软件、终端和节点或网关的特定实现都可以在不背离本发明的范围的情况下进行改变。毫无疑问，本发明的特定的硬件或软件实现也可加以改变，而且仍然处于本发明的范围之内。因此需要理解的是，在所附权利要求和它们的等同物的范围内，能够以不同于在此具体描述的方式来实践本发明。

Claims (29)

1、一种用于在包括多个终端的码分多址通信系统中管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，其中所述多个终端经由至少一个该随机接入信道和面向预留信道与节点通信，所述方法包括：

a)将业务的特征与至少一个标准相比较，其中所述业务中的数据是从给定终端传送的；和

b1)如果所述业务特征满足所述至少一个标准：

1)发送带宽预留请求；

2)处理并授权所述带宽预留请求；

3)将所述带宽预留请求的授权传送给所述给定终端；和

4)使所述给定终端在所述面向预留信道上发送数据；或

b2)如果所述业务特征未达到所述至少一个标准，使所述给定终端在所述随机接入信道上发送数据，其中

所述随机接入信道基于异步码分多址发送数据；和

所述面向预留信道基于正交码分多址发送数据。

2、如权利要求1所述的方法，其中：

所述随机接入信道被配置成允许所述终端在未被预先调度时在所述随机接入信道上传送数据；和

所述面向预留信道以比所述随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

3、如权利要求1所述的方法，其中：

所述终端是客户驻地设备CPE；和

所述节点是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

4、如权利要求1所述的方法，其中：

所述给定终端发送所述带宽预留请求；

所述节点处理和授权所述带宽预留请求；和

所述带宽预留请求的授权被从所述节点传送到所述给定终端。

5、如权利要求1所述的方法，其中：

所述至少一个标准包括阈值分组大小；和

所述比较步骤包括将所述阈值分组大小与用于描述分组特征的分组大小相比较，其中所述分组中的数据将从所述给定终端传送。

6、如权利要求1所述的方法，其中：

所述至少一个标准包括阈值数据速率；和

所述比较步骤包括将所述阈值数据速率与在一时间间隔上计算出的用于描述分组特征的平均数据速率相比较，其中所述分组中的数据将从所述给定终端传送。

7、如权利要求1所述的方法，其中：

所述至少一个标准包括分组类型指示；和

所述比较步骤包括将所述分组类型指示与用于描述分组特征的分组类型相比较，其中所述分组中的数据将从所述给定终端传送。

8、一种用于在包括多个终端的码分多址通信系统中管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，其中所述多个终端经由至少该随机接入信道和面向预留信道与节点通信，所述面向预留信道包括多个子信道，所述方法包括：

a)将业务的特征与至少一个标准相比较，以得出检查结果，其中所述业务中的数据是从给定终端传送的；

b)根据所述检查结果，确定所述给定终端是否处于忙碌状况；和

c1)如果确定所述给定终端处于忙碌状况：

1)向所述给定终端分配用于指定所述面向预留信道的多个子信道中的一个子信道的代码；和

2)使所述给定终端在所述面向预留信道的多个子信道中所指定的子信道上发送数据；或

c2)如果确定所述给定终端不处于忙碌状况，则使所述给定终端在所述随机接入信道上发送数据，其中

所述随机接入信道基于异步码分多址发送数据；和

所述面向预留信道基于正交码分多址发送数据。

9、如权利要求8所述的方法，其中所述代码分配步骤包括：

向所述给定终端分配Walsh码。

10、如权利要求8所述的方法，其中：

所述随机接入信道被配置成允许所述终端在未被预先调度时在所述随机接入信道上传送数据；和

所述面向预留信道以比所述随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

11、如权利要求8所述的方法，其中：

所述终端是客户驻地设备CPE；和

所述节点是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

12、如权利要求8所述的方法，其中：

所述至少一个标准包括阈值分组大小；和

所述比较步骤包括将所述阈值分组大小与用于描述分组特征的分组大小相比较，其中所述分组中的数据将从所述给定终端传送。

13、如权利要求8所述的方法，其中：

所述至少一个标准包括阈值数据速率；和

所述比较步骤包括将所述阈值数据速率与在一时间间隔上计算出的用于描述分组特征的平均数据速率相比较，其中所述分组中的数据将从所述给定终端传送。

14、如权利要求8所述的方法，其中：

所述至少一个标准包括分组类型指示；和

所述比较步骤包括将所述分组类型指示与用于描述分组特征的分组类型相比较，其中所述分组中的数据将从所述给定终端传送。

15、一种用于在包括多个终端的码分多址通信系统中管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，其中所述多个终端经由至少一个随机接入信道和面向预留信道与节点通信，所述面向预留信道包括多个子信道，所述方法包括：

a)检查给定终端的输出缓冲器的负荷程度以得出Q-状态，其中所述Q-状态是终端输出缓冲器所加载的量；

b)将一阈值与所述给定终端的Q-状态相比较；和

c1)如果所述Q-状态大于所述阈值：

(1)向所述给定终端分配用于指定所述面向预留信道的多个子信道中的第一子信道的代码；和

(2)使所述给定终端在所述面向预留信道的多个子信道中的第一子信道上发送数据；或

c2)如果所述Q-状态小于所述阈值，使所述给定终端在所述随机接入信道上发送数据，其中

所述随机接入信道基于异步码分多址发送数据；和

所述面向预留信道基于正交码分多址发送数据。

16、如权利要求15所述的方法，进一步包括：

在所述随机接入信道上传送所述Q-状态。

17、如权利要求15所述的方法，其中：

所述随机接入信道被配置成允许所述终端在未被预先调度时在所述随机接入信道上传送数据；和

所述面向预留信道以比所述随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

18、如权利要求15所述的方法，其中：

所述终端是客户驻地设备CPE；和

所述节点是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

19、如权利要求15所述的方法，还包括，在(2)使所述给定终端在所述面向预留信道的多个子信道的第一子信道上发送数据之后：

(3)分析所述给定终端的至少一个Q-状态的历史，以得出Q-状态历史分析；和

(4)至少基于所述Q-状态历史分析，选择和执行一组中的一个步骤，该组包括

(i)向所述给定终端分配第一代码，该第一代码用于指定所述面向预留信道的多个子信道的第二子信道，其中所述面向预留信道的多个子信道的第二子信道以比所述面向预留信道的多个子信道的第一子信道的数据速率更高的数据速率运行；

(ii)向所述给定终端分配第二代码，该第二代码用于指定所述面向预留信道的多个子信道的第三子信道，其中所述面向预留信道的多个子信道的第三子信道以与所述面向预留信道的多个子信道的第一子信道的数据速率相同的数据速率运行；

(iii)向所述给定终端分配第三代码，该第三代码用于指定所述面向预留信道的多个子信道的第四子信道，其中所述面向预留信道的多个子信道的第四子信道以比所述面向预留信道的多个子信道的第一子信道的数据速率更低的数据速率运行；或

(iv)从所述给定终端撤消用于指定所述面向预留信道的多个子信道的任何子信道的任何代码。

20、如权利要求19所述的方法，其中：

所述第一、第二和第三代码是逐渐地更长的Walsh码。

21、如权利要求19所述的方法，还包括：

在所述面向预留信道的多个子信道的第一子信道、所述面向预留信道的多个子信道的第二子信道、所述面向预留信道的多个子信道的第三子信道或所述面向预留信道的多个子信道的第四子信道上传送所述Q-状态。

22、如权利要求19所述的方法，其中：

所述随机接入信道被配置成允许所述终端在未被预先调度时在所述随机接入信道上传送数据；和

所述面向预留信道以比所述随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

23、如权利要求19所述的方法，其中：

所述终端是客户驻地设备CPE；和

所述节点是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

24、如权利要求19所述的方法，其中：

所述随机接入信道基于异步码分多址发送数据；和

所述面向预留信道基于正交码分多址发送数据。

25、一种用于在包括多个终端的码分多址通信系统中管理随机接入信道和面向预留信道上的业务的方法，其中所述多个终端经由至少一个该随机接入信道和面向预留信道与节点通信，所述面向预留信道包括多个子信道，所述方法包括：

a)检查给定终端的输出缓冲器的负荷程度以得出Q-状态，其中所述Q-状态是终端输出缓冲器所加载的量；

b)至少基于所述Q-状态确定所述给定终端是否处于忙碌状况；和

c1)如果确定所述给定终端处于忙碌状况：

1)向所述给定终端分配用于指定所述面向预留信道的多个子信道的一个子信道的代码；和

2)使所述给定终端在所述面向预留信道的多个子信道的所述那个子信道上发送数据；或

c2)如果确定所述给定终端不处于忙碌状况，使所述给定终端在所述随机接入信道上发送数据。

26、如权利要求25所述的方法，其中：

所述代码是Walsh码。

27、如权利要求25所述的方法，其中：

所述随机接入信道被配置成允许所述终端在未被预先调度时在所述随机接入信道上传送数据；和

所述面向预留信道以比所述随机接入信道更高的总数据速率传送数据。

28、如权利要求25所述的方法，其中：

所述终端是客户驻地设备CPE；和

所述节点是经由卫星通信网络将多个CPE链接到因特网的网关。

29、如权利要求25所述的方法，其中：

所述随机接入信道基于异步码分多址发送数据；和

所述面向预留信道基于正交码分多址发送数据。

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