CN101133588B - 用于在无线通信系统中最优化资源分配的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于在无线通信系统中最优化资源分配以服务不同类型的数据流的系统和方法。一种示例性方法涉及为多个队列中的数据计算数据度量。每个队列对应于无线通信系统中的一个不同的数据流。这些数据度量被用来针对多种可能传输格式中的每一个确定单独的一个传输度量。给定传输格式的传输度量依赖于与为该给定传输格式分配的数据相对应的那些数据度量。选择具有最优传输度量的一种传输格式。为所选传输格式分配的数据根据所选传输格式在前向信道上传送。

Description

用于在无线通信系统中最优化资源分配的系统和方法

背景

领域

本发明一般涉及无线通信系统，尤其涉及用于在无线通信系统中最优化资源分配以服务不同类型的数据流的系统和方法。

背景

在无线通信系统中，从发射机传送至远程站的数据可与不同类型的应用相关联。这些应用当中的一些可能是吞吐量敏感但延迟耐受性强的。其它应用可能具有低吞吐量但可能高度延迟敏感。因此，希望能满足驻留在通过无线电从基站接收数据的远程站上的应用多种多样的需求。在基站处以最大可能限度满足这些应用的需求同时消耗尽可能少的资源的最优方式来分配资源是合乎需要的。由此，在无线通信系统中最优化资源的分配以服务不同类型的数据流的系统和方法将有所裨益。

概要

公开了一种被配置成在无线通信系统中与多个远程站无线通信的基站。该基站包括用于向多个远程站发射前向链路的发射机。该基站还包括处理器以及与该处理器电子通信的存储器。指令被存储在该存储器中。这些指令可被执行以实现一种涉及为多个队列中的数据计算数据度量的方法。每个队列对应于该无线通信系统中的一个不同的数据流。该方法还涉及使用这些数据度量来针对多种可能传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量。给定传输格式的传输度量依赖于与为该给定格式分配的数据相对应的那些数据度量。给定传输格式的传输度量还可依赖于与该给定传输格式相关联的惩罚。该方法还涉及选择具有最优传输度量的一种传输格式。为所选传输格式分配的数据可根据所选传输格式在前向链路上传送。

在一些实施例中，为给定传输格式分配的数据被确定为使该传输格式的传输度量考虑一个或多个约束被最优化。这一个或多个约束可包括规定为该传输格式分配的数据不超过一个分组的数据容量的分组容量约束。在一些实施例中，该方法还可涉及选择为该给定传输格式分配的数据以使该传输度量在不违犯分组容量约束的情况下被最优化。

这一个或多个约束还可包括规定为该传输格式分配的数据不超过一个分组的寻址容量的寻址约束。在一些实施例中，该方法还可涉及确定寻址约束被违犯，并且响应于此，调整分配的数据以使该传输度量在既不违犯寻址约束又不违犯分组容量约束的情况下被最优化。

可针对这多个队列中的每一个里的每一比特计算单独的一个比特度量。给定队列中的给定比特的比特度量可依赖于该给定比特的到达时间、该给定比特的最后期限、该给定队列所经历的平均吞吐量、以及该给定序列所期望的平均吞吐量。

在一些实施例中，该方法可在每一传输机会被执行。该无线通信系统可根据lxEV-DO标准来操作。

还公开了配置成在无线通信系统中与多个远程站无线通信的基站的另一个实施例。该基站包括用于为多个队列中的数据计算数据度量的装置。每个队列对应于无线通信系统中的一个不同的数据流。该基站还包括用于使用这些数据度量来针对多种可能的传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量的装置。给定传输格式的传输度量依赖于与为该给定传输格式分配的数据相对应的那些数据度量。该基站还包括用于选择具有最优传输度量的一种传输格式的装置。该基站还包括用于根据所选传输格式在前向链路上发送为所选传输格式分配的数据的装置。

还公开了配置成在无线通信系统中与多个远程站无线通信的基站中的一种方法。该方法涉及为多个队列中的数据计算数据度量。每个队列对应于无线通信系统中的一个不同的数据流。该方法还涉及使用这些数据度量来针对多种可能的传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量。给定传输格式的传输度量依赖于与为该给定传输格式分配的数据相对应的那些数据度量。该方法还涉及选择具有最优传输度量的一种传输格式。该方法还涉及根据所选传输格式在前向链路上传送为所选传输格式分配的数据。

附图简要说明

结合附图理解以下说明和附图，本发明的示例性实施例将变得更加充分地显而易见。应理解这些附图描述的仅仅是示例性实施例因而不应被认为限定本发明的范围，本发明的这些示例性实施例将通过使用附图来格外具体和详细地说明，在附图中：

图1示出支持多个用户并且能够实现本文中所讨论的这些实施例的至少一些方面的通信系统的示例；

图2示出可在其中实践一些实施例的一种示例性系统；

图3示出关于可用于在前向链路上传送数据的可用传输格式的信息；

图4示出该系统内不同数据流的可能数据分配；

图5示出可能影响要在前向链路上传送的数据的分配的约束；

图6示出可为队列中的数据计算的度量；

图7示出可为每种可能的传输格式计算的传输度量；

图8示出可由调度器执行的一种示例性方法；

图9示出可由调度器执行的另一种示例性方法；

图10示出可由调度器执行的又一种示例性方法；以及

图11是示出基站的一个实施例的功能框图。

具体说明

通信系统已发展到允许从一起点站向一物理上不同的终点站传送信息信号。在从起点站通过通信信道发送一信息信号时，该信息信号首先被转换成适合在该通信信道上高效传输的形式。信息信号的转换或者调制涉及以使结果所得的已调制载波的频谱被限制在通信信道带宽内的方式来根据该信息信号改变载波的参数。在终点站处，原始信息信号被从在通信信道上接收的已调制载波中复制。这一复制一般是通过使用起点站所采用的调制过程的逆过程来实现的。

调制还便于数个信号在一共用通信信道上的多址，即同时发送和/或接收。多址通信系统往往包括需要相对较短持续时间的间歇服务而不是对该共用通信信道的连续接入的多个远程用户单元。本领域中已知有数种多址技术，诸如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、以及振幅调制多址(AM)。

多址通信系统可以是无线或有线的，并且可携带话音和/或数据。在多址通信系统中，用户之间的通信是通过一个或多个基站来进行的。一个用户站上的第一用户通过在反向链路上向一基站发送数据来向第二用户站上的第二用户通信。该基站接收该数据，并可将该数据路由到另一基站。数据在同一基站或另一基站的前向信道上被发送到第二用户站。前向信道是指从基站至用户站的传输，而反向信道是指从用户站至基站的传输。类似地，通信可在一个移动用户站上的第一用户与陆线站上的第二用户之间进行。基站在反向信道上接收来自用户的数据，并通过公共交换电话网(PSTN)将此数据路由到第二用户。在例如IS-95、W-CDMA、IS-2000等许多通信系统中，前向信道和反向信道被分配以不同的频率。

本文中使用措词“示例性”来表示“起到示例、实例或说明的作用”。本文中描述为“示例性”的任何实施例并非必然被理解为优于或胜过其它实施例。

注意，贯穿此讨论提供了示例性实施例来作为范例；但是，替换实施例可纳入各种方面而不会偏离本发明的范围。具体而言，本发明可应用于数据处理系统、无线通信系统、移动IP网络以及期望接收和处理无线信号的任何其它系统。

示例性实施例采用扩频无线通信系统。无线通信系统被广泛用来提供诸如话音、数据等各种类型的通信。这些系统可基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、或其它一些调制技术。CDMA系统提供某些胜过其它类型系统的优势，包括增大的系统容量。

无线通信系统可被设计成支持一种或多种标准，诸如在本文中称为IS-95标准的“双模宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA/IS-95-B移动站-基站兼容性标准”、由在此称为3GPP的名为“第三代合作伙伴项目”的联盟提供、并体现在包括文档号3GPPTS25.211、3GPP TS25.212、3GPP TS25.213以及3GPP TS25.214、3GPP TS25.302在内的一组文献中的在此称为W-CDMA标准的标准、由在此称为3GPP2的名为“第三代合作伙伴项目2”的联盟提供的标准、以及原来称为IS-2000MC在此称为cdma2000标准的TR-45.5。以上所引述的这些标准被明确援引包含于此。

本文中所记载的系统和方法可与高数据率(HDR)通信系统一起使用。HDR通信系统可被设计成符合一种或多种标准，诸如由“第三代合作伙伴项目2”联盟于2004年3月发布的“cdma2000高数据率分组数据空中接口规范”，3GPP2C.S0024-A，第一版。前述标准的内容被援引包含于此。本文中可能会被称为接入终端(AT)的HDR用户站可以是移动的或固定的，并可与本文中可能会被称为调制解调器群收发机(MPT)的一个或多个HDR基站通信。接入终端通过一个或多个调制解调器群收发机向本文中可能被称为调制解调器群控制器(MPC)的HDR基站控制器收发数据分组。调制解调器群收发机和调制解调器群控制器是称为接入网络的网络的部分。接入网络在多个接入终端之间传输数据分组。接入网络可被进一步链接到该接入网络外部的其它网络，诸如公司内联网或因特网等，并可在各接入终端与此类外部网络之间传输数据分组。已与一个或多个调制解调器群收发机建立活动话务信道连接的接入终端被称为活动接入终端，并被称为处于话务状态。处于与一个或多个调制解调器群收发机建立活动话务信道连接过程中的接入终端被称为处于连接建立状态。接入终端可以是通过无线信道或通过有线信道——例如使用光纤或同轴电缆——通信的任何数据设备。接入终端还可以是包括但不限于PC卡、紧凑闪存、外置或内置调制解调器群、或者无线或陆线电话的多种类型设备中的任何设备。接入终端通过其来向调制解调器群收发机发送信号的通信信道称为反向信道。调制解调器群收发机通过其向接入终端发送信号的通信信道称为前向信道。

图1示出支持多个用户、并能实现本文中所讨论的这些实施例的至少一些方面的通信系统100的一个示例。可使用各种算法和方法中的任何一种来调度系统100中的传输。系统100为多个蜂窝102A-102G提供通信，这些蜂窝中的每一个分别由相应的一个基站104A-104G来服务。在该示例性实施例中，基站104当中的一些有多个接收天线，而其它仅有一个接收天线。类似地，基站104当中的一些有多个发射天线，而其它仅有单个发射天线。这些对发射天线与接收天线的组合不构成限制。因此，基站104可以有多个发射天线和单个接收天线，或有多个接收天线和单个发射天线，或可有单个和多个发射和接收天线。

在覆盖区域中的远程站106可以是定点的(即，固定的)或移动的。如图1中所示，各个远程站106散布于整个系统100中。在任意给定时刻，各个远程站106在前向信道和反向信道上根据是否采用了软换手或者该终端是否被设计成并操作以(并发或顺序地)接收来自多个基站的多个传送来与至少一个并且可能是多个基站104通信。CDMA通信系统中的软换手是公知的，并且在转让给本发明受让人的题为“Method and System for Providing a Soft Handoff in a CDMA CellularTelephone System(在CDMA蜂窝电话系统中提供软换手的方法和系统)”的美国专利No.5,101,501中描述。

前向信道是指从基站104到远程站106的传送，而反向信道是指从远程站106到基站104的传输。在该示例性实施例中，远程站106中的一些有多个接收天线，而其它的仅有一个接收天线。在图1中，基站104A在前向信道上向远程站106A和106J发送数据，基站104B向远程站106B和106J发送数据，基站104C向远程站106C发送数据，诸如此类。

图2示出在其中可实践一些实施例的示例性系统200。系统200包括基站204以及一个或多个远程站206。图2中示出了3个远程站206，即第一远程站206a、第二远程站206b、以及第三远程站206c。每个远程站206包括一个或多个数据流208。更具体地，第一远程站206a包括第一组数据流208a，第二远程站206b包括第二组数据流208b，并且第三远程站206c包括第三组数据流208c。数据流208是可对应于诸如IP电话、视频电话、文件传输协议、游戏等一特定应用的数据的流。

基站204包括用于在前向链路上向系统200中的部分或全部数据流208传送的数据210。基站204为系统200中的每一数据流208维护一队列212。要去往一特定数据流208的数据210被包含在该数据流的队列212中。

在任何传送机会(例如，时隙)，基站204可使用数种传输格式中的一种来启动新数据210的传送。传输格式规定了在该传送机会期间可能被服务的各个不同数据流208间如何分配诸如码空间、带宽、功率等信道资源。传输格式还规定用于以该传输格式携带数据的分组的结构(例如，分组长度、编码、调制等等)。

基站204包括调度器214。在每个传送机会，调度器214选择用来在前向链路上传送数据210的传输格式。调度器214还确定在与该传输格式相关联的(各)分组内对各个不同数据流208的数据分配。传输格式以及对各个不同数据流208的数据分配可被统称为“传输实例”。调度器214选择传输格式并确定数据分配从而最优化系统200的资源分配以服务系统200内不同类型的数据流208。调度器214的各个示例性实施例将在以下说明。

图2中所示的调度器214的实施例使用数据度量来确定所使用的传输格式以及所传送的分组对不同数据流的数据分配。调度器214包括数据度量计算组件215。在每个传送机会，数据度量计算组件215为每个队列212中每个单位的数据(例如，比特)和每种可能的传输格式计算一数据度量。为特定单位的数据计算的度量代表与在前向链路上传送该单位的数据相关联的奖励。

调度器214还包括数据分配组件217和传输度量计算组件219。对于可在下一传送机会中使用的每种传输格式，数据分配组件217分配来自不同队列212的数据210以供传送，并且传输度量计算组件219计算一传输度量。特定传输格式的传输度量取决于被分配以供传送的数据210的数据度量之和。数据分配组件217根据特定传输格式来分配所要传送的数据210以使该传输格式的传输度量最大化。

系统200的某些约束可能会影响数据210的分配。例如，在前向链路上传送的分组中所包括的数据210的量(例如，比特数)不可超过该分组携带数据210的容量。又如，在前向链路上传送的分组中所包括的数据210不可超过该分组寻址多个数据流208和/或多个远程站206的容量。再如，一分组中包括的数据210不可超过可用于传送的数据210的量。这些只是可与系统200相关联的约束的几个示例。

调度器214还包括约束验证组件221。约束验证组件221验证对可能传输格式的数据分配是否与系统200的如上所提及的一个或多个约束一致。如果约束验证组件221确定一特定传输格式的数据分配违犯系统200的约束中的一个或多个，则数据分配组件217调整数据分配以使得在不违犯这些约束的情况下传输度量被最大化。

调度器214还包括格式选择组件223。一旦可能传输格式的传输度量被计算出来，格式选择组件223即选择具有最大传输度量的那种传输格式。然后为该传输格式分配的数据根据该传输格式在前向链路上被传送。

图3示出关于可被用来在前向链路上传送数据的可用传输格式的信息。这些信息可在基站204处被使用和/或存储。在所示实施例中，这些信息以表316的形式给出。但是，在其它实施例中，这些信息可用不同方式排列。所给出的信息还与1xEV-DO Rev-A前向链路相关。但是，各实施例可在其它类型的无线通信系统中实践。

表316中的每一行对应于一种不同的可能传输格式。表316中有6列。表316中的第一列318是传输格式的索引。表316的第二列320是根据该传输格式创建的分组的有效载荷长度。

表316中的第三列322指示该传输格式与之兼容的数据率控制(DRC)值。DRC是从远程站206向基站204发送的信号。DRC的值指示远程站206在给定其信道状况的情况下能够接收哪些传输格式。例如，如果远程站206向基站204发送DRC“0”，则远程站206能够接收与传输格式1、4、8和13对应的分组类型。又如，如果远程站206向基站204发送DRC“1”，则远程站206能够接收与传输格式2、5、9和14对应的分组类型。

表316中的第4列324指示与该传输格式对应的分组是否为多用户分组。多用户分组是包含来自可能属于多个远程站206的队列212的数据210的分组。在一些实施例中，0-2的DRC与多用户分组不兼容，而3-13的DRC与多用户分组兼容。

表316中的第五列326指示与该传输格式对应的分组的等效数据率。表316中的第六列328指示与该传输格式对应的分组的预期传输持续时间。

图4示出系统200内对不同数据流208的可能数据分配。在所示实施例中，信息是以表430的形式给出。但是，在其它实施例中，信息可用不同方式排列。

表430包括针对基站204所维护的每一个队列212的单独一行。如前文中所指出的，基站204维护针对系统200中的每个数据流208的一个队列212。表430包括针对可使用的每种可能传输格式的单独一列。

本文中将使用字母i和j分别作为队列和传输格式的索引。由此，表430的单元b_ij包括在使用传输格式j来传送下一分组的情况下从队列i分配的比特数。

调度器214在每个传送机会开始时构建和/或更新表430。这里是影响比特分配b_ij的值的几个因素。一个因素是正从远程站206接收的DRC。如果传输格式j与正从远程站206接收的DRC值不兼容，则不分配队列i中的任何数据210以供传送。但是，如果传输格式j与正从远程站206接收的DRC值兼容，则在受其它某些因素制约的情况下可分配队列i中的所有数据210以供传送。

影响比特分配b_ij的其它因素包括某些约束。图5示出在一些实施例中可能影响比特分配b_ij的约束532。

约束532可包括分组容量约束532a。分组容量约束532a规定在前向链路上传送的分组中所包括的数据210的量(例如，比特数)不超过该分组携带数据210的容量。在一些实施例中，分组容量约束532a可被表达为：

$\left\{(b_1,b_2,\·\·\·,b_N)\right|\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{b_i}{G_{i,j}}\≤1\}---\left(1\right)$

在一些实施例中，式1中的项b_i指示分配给传输格式j的第i个队列的比特数。在此类实施例中，在系统200中有N个数据流(因而有N个队列)。项G_i，j指示在所有信道资源被分配给数据流i的情况下传输格式j可携带的来自数据流i的最大数据量。

替换地，在一些实施例中，式1中的项b_i指示分配给驻留在第i个远程站处的所有数据流的比特。在此类实施例中，系统200中有N个远程站。项G_i，j指示在所有信道资源被分配给驻留在远程站i上的各个数据流的情况下传输格式j可携带的去往远程站i的最大数据量。

约束532还可包括寻址约束532b。寻址约束532b规定在前向链路上传送的分组中所包括的数据210不超过该分组寻址多个数据流208和/或多个远程站206的容量。在一些实施例中，寻址约束532b可被表达为：

$\left\{(b_1,b_2,\·\·\·,b_N)\right|\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{b_i}{B_{i,j}}\≤K_j\}---\left(2\right)$

在一些实施例中，式2中的项b_i指示分配给传输格式j的第i个队列的比特数。在此类实施例中，项B_i，j表示对于根据传输格式j传送的分组，给定数据流到此就必须被视为多个虚拟数据流(为寻址目的等)的那个数据长度。项K_j表示传输格式j一次可服务的最大虚拟数据流数。

替换地，在一些实施例中，式2中的项b_i可指示分配给驻留在第i个远程站处的所有数据流的比特。在此类实施例中，项B_i，j表示对于根据传输格式j传送的分组，给定远程站到此就必须被视为多个虚拟远程站(为寻址目的等)的那个数据长度。项Kj表示传输格式j一次可服务的最大虚拟远程站数。

约束532还可包括数据可用性约束532c。数据可用性约束532c规定一分组中包括的数据210不超过可用数据210的量。在一些实施例中，数据可用性约束532c可被表达为：

{(b₁，b₂，…，b_N)|0≤b_i≤Q₁}                        (3)

项Q_i表示第i个数据流的总队列长度。当然，除了所示约束以外的其它约束532也可与在其中实践各实施例的一些系统相关联。

在每个传送机会，调度器214为特定队列212中的数据210计算度量。为特定单位的数据计算的度量代表与在前向链路上传送该单位数据相关联的奖励。这些度量被用来确定所使用的传输格式以及在所传送的分组内对各个不同数据流的数据分配。

图6示出可为队列212中的数据210计算的度量。在所示实施例中，信息以表634的形式给出。但是，在其它实施例中，信息可用不同方式排列。

在所示实施例中，调度器214为每个队列212中的每个比特和每个传送机会计算单独的一个度量。为特定比特计算的度量在本文中将被称为“比特度量”。

表634包括为第i个队列212计算的比特度量。可为由基站204维护的每个队列212(即，为系统200中的每个数据流208)创建相似的表634。表634可在传输机会开始时为每个队列212创建和/或更新。表634包括针对队列中的每个比特的单独一行，并包括针对每种可能传输格式的单独一列。

对于每个比特，调度器214针对各种可能传输格式中的每一种计算一个比特度量α(t)。项α_i，j，k(t)是指关于传输格式j，于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量。

在一些实施例中，比特度量α_i，j，k(t)可表达为：

${\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)=[\frac{F(T_{i,k}\left(t\right)-T_{\mathrm{desired},i,k},R_i\left(t\right))}{{\mathrm{\τ}}_{i,j}}+G(t+{{\mathrm{\τ}}_{i,j}-\mathrm{\τ}}_{\mathrm{Expedite},i,k},t+{\mathrm{\τ}}_{i,j}-t_{\mathrm{Arrival},i,k})]\·$

$U({\mathrm{\τ}}_{\mathrm{DROP},i,k}-t-{\mathrm{\τ}}_{i,j})---\left(4\right)$

项t_{Arrival，i，k}是数据流i的数据比特k的到达时刻。到达时刻是给定比特以及队列212中在该给定比特之前的数据可用于传送的时刻。项t_DROP，i，k是数据流i的数据比特k的最后期限。最后期限是超出此时刻在远程站206处就不再需要该给定比特的那个时刻。项τ_{Expedite，i，k}是数据流i的数据比特k的加速时刻。加速时刻是在此时刻之后远程站206处该数据比特的传送获得高优先级的那个时刻。数据比特k的加速时刻被设计为充分小于该比特的最后期限、以及队列212中在该比特之后的所有数据的最后期限。项T_i，k(t)是包含该给定比特的队列212所经历的平均吞吐量。项T_{desired，i，k}是包含该给定比特的队列212所期望的平均吞吐量。项R_i(t)是第i个数据流的信道的平均可维持数据率/CQI，它基于从该数据流接收的DRC/CQI反馈。项G(x，y)是两个自变量x和y的递增函数。项U(.)是单位阶跃函数。

比特度量为0的数据可从队列212中被丢弃。因此，式(4)中的阶跃函数乘数允许数据一旦过了其最后期限就被丢弃。

函数F(.，.)的一种合理选择是：

$F(T-T_{\mathrm{desired}},R)=\frac{1}{\max (T-T_{\mathrm{desired}},T_{\min })}---\left(5\right)$

函数G(x，y)的一种合理选择是：

G(x，y)＝K·U(x)+L·(y-Δ)U(y-Δ)(6)

为队列212中的数据210计算的度量被用来确定每种可能传输格式的传输度量。为每种可能传输格式计算单独的一个传输度量。这在图7中示出。

在图7中所示的表736中，针对每种传输格式都有单独一行。表736的第一列738包括可能的传输格式。表736的第二列740包括针对相应的传输格式计算的传输度量。由此，传输度量M_j(t)是指针对传输格式j计算的传输度量。

在一些实施例中，针对传输格式j的传输度量可被表达为：

$M_j\left(t\right)\≡\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k\∈\{k_1,k_2,\·\·\·k_{b_i}\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)-P_j---\left(7\right)$

项α_i，j，k(t)如以上所讨论地是指关于传输格式j于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量。项P_j是与传输格式j相关联的惩罚。

在1xEV-DO系统中，与给定传输格式j相关联的惩罚P_j取决于该分组将以多用户传输格式还是单用户传输格式的形式使用。如果该分组以多用户传输格式的形式被使用，则该分组可被评定P_j＝A*W_i形式的惩罚，其中W_i表示其DRC与由该传输格式代表的多用户分组兼容、但在该多用户分组中未分配任何数据的远程站的数目。如果该分组以单用户传输格式的形式使用，则评定无惩罚。

式7中的内部求和k是覆盖来自第i个数据流的为在该给定传输示例中的传输而分配的所有比特。由此，传输度量M_j(t)依赖于被分配以供传输的数据的所有比特度量之和。对于给定的传输格式j，调度器214分配来自队列212的比特以在不违犯前面讨论的任何约束532的情况下使针对该传输格式的传输度量M_j(t)最大化。

一旦计算出了针对给定传输格式的传输度量M_j(t)，调度器214就选择具有最优传输度量的传输格式。已针对该传输格式分配的数据随后在前向链路上于一与该传输格式一致的分组中被传送。

图8是示出基站204中的组件如何操作以实现在无线通信系统中最优化资源的分配以服务不同类型的数据流的方法800的流程图。方法800的步骤可用软件、固件、硬件、或其任意组合实现。

数据度量计算组件215在步骤802为每个队列中的每一比特和每种可能传输格式计算一比特度量。这在以上已结合图6讨论。

方法800的步骤804到810对可在下一传送机会中使用的每种传输格式j执行。数据分配组件217在步骤804选择若干比特以在不违犯分组容量约束532a的情况下使传输度量最大化。执行步骤804的一种示例性方法将在以下讨论。

约束验证组件221在步骤806确定寻址约束532b是否被违犯。如果没有，则方法800前进至步骤810。如果寻址约束532b被违犯，则数据分配组件217在步骤808调整比特的选择以在不违犯地址约束532b的情况下使传输度量最大化。执行步骤808的一种示例性方式将在以下讨论。

传输度量计算组件219在步骤810计算针对该传输格式的传输度量。以上已在式7中提供了用于计算传输度量的一个示例性公式并结合其进行了讨论。

格式选择组件223在步骤812选择具有最大传输度量的传输格式。在步骤804到808中针对该传输格式选择的数据然后根据该传输格式在前向链路上传送。

图9示出可由调度器214执行来选择若干比特以在不违犯分组容量约束532a的情况下使传输度量最大化的示例性方法900。换言之，图9示出可执行图8中所示的方法800的步骤804的一种示例性方式。与前面一样，方法900的步骤可用软件、固件、硬件、或其组合实现。

数据分配组件217在步骤902确定是否有在不违犯分组容量约束532a的情况下可从其中选择更多比特的任何队列。数学上，这可表达为确定数据流的以下子集：

Ψ＝{1≤i≤N|(b₁，b₂，…，b₁+1，…，b_N)∈C_j}(8)

在式8中，项C_j是指分组容量约束532a。如果集合Ψ为空，则方法900不执行其它步骤即退出。

数据分配组件217在步骤904确定其中哪个队列包括具有最大比特度量的比特。换言之，步骤904涉及在集合Ψ中的数据流当中选择具有最大比特度量值α_m，j，bm+1的数据流索引m。

数据分配组件217在步骤906确定在不违犯分组容量约束532a的情况下在步骤904中标识出的来自队列212中的这些比特中有多少可被选择。数学上，步骤906可被表达为确定使得对任意数据流索引l≠m都有(b₁，b₂，…，b_m+δ，…，b_N)∈C_j和α_{m，j，bm+δ}≥α_l，j，b1+1的最大数δ。

数据分配组件217在步骤908更新比特分配。数学上，步骤908可被表达为设定变量b_m＝b_m+δ，其中b_m是从对应于数据流m的队列分配的比特数。方法900然后返回到步骤902。

图10示出可由调度器执行以调节比特的选择从而在不违犯寻址约束的情况下使传输度量最大化的示例性方法1000。换言之，图10示出可执行图8中所示的方法800的步骤808的一种示例性方式。与前面一样，方法1000的步骤可用软件、固件、硬件、或其任意组合实现。

数据分配组件217在步骤1002标识可从其中取消选择比特以满足寻址约束532b的队列212。数学上，步骤1002可被表达为确定使的最小整数u_i和d_i。然后标识使

的值最小化的数据流索引m。然后将变量b_m设为等于b_m＝b_m-d_m。

数据分组组件217在步骤1004标识从其中可选择更多比特以在仍满足寻址约束532b的情况下使传输度量最优化的队列212。数学上，步骤1004可被表达为对每个数据流索引i，确定使(b₁，b₂，…，b_i+u_i，…，b)∈C_j的最大数u_i。在此背景下，项C_i是指寻址约束532b。然后得到使表达式最大化的数据流索引1。变量b_i然后被设为b_i＝b_i+u_i。如果l＝m，则方法1000结束。否则，重复方法1000。

图11是示出基站1104的一个实施例的功能框图。基站1104包括控制基站1104的操作的处理器1102。处理器1102也可被称为CPU。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器1105向处理器1102提供指令和数据。存储器1105的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。

可在诸如蜂窝电话等无线通信设备中实施的基站1104还可包括机架1107，机架1107中包含发射机1108和接收机1110以允许基站1104与诸如远程站206等远程位置之间诸如音频通信等的数据发送和接收。发射机1108和接收机1110可被组合到收发机1112中。天线1114被附连到机架1107，并电耦合到收发机1112。还可使用更多天线(未示出)。发射机1108、接收机1110和天线1114的操作在本领域中是公知的，并且在此将无需再说明。

基站1104还包括用于检测和量化收发机1112所接收的信号的电平的信号检测器1116。如本领域中公知的，信号检测器1116检测诸如总能量、每伪噪声(PN)码片的导频能量、功率谱密度、以及其它信号等的信号。

基站1104的状态改变器1126基于当前状态和由收发机1112接收并由信号检测器1116检测到的其它信号来控制无线通信设备的状态。此无线通信设备能够在数种状态中的任何一种下操作。

基站1104还包括用于控制该无线通信设备并在其确定当前服务供应商系统不适当时确定该无线通信设备应向哪个服务供应商系统传送的系统。

基站1104的各个组件通过总线系统1130耦合在一起，除了数据总线外，总线系统1130还可包括电源总线、控制信号总线、以及状态信号总线。但是，为清楚起见，图11中这些不同总线被示为总线系统1130。基站1104还可包括在处理信号时使用的数字信号处理器(DSP)1109。本领域技术人员将可认识到，图11中所示的基站1104是功能框图而不是具体组件的列表。

本领域技术人员将可理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，贯穿以上说明可能被引述的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元、以及码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任意组合来表示。

本领域技术人员还将认识到，结合本文中公开的这些实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路、以及算法步骤可被实现为电子硬件、计算机软件、或其组合。为清楚地示出硬件和软件的这一可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤在以上一般是以其功能的形式来说明的。此类功能是被实现为硬件还是软件取决于具体应用以及加在整个系统上的设计约束。本领域技术人员可针对每一具体应用以各种方式来实现所记载的功能，但此类实现决策不应被解释为致使偏离本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、以及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或其设计成执行本文中所记载的这些功能的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但替换地，该处理器可以是任何常规处理器、控制器、为控制器、或状态机。处理器还可被实现为计算设备的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其它此类配置。

结合本文中所公开的这些实施例描述的方法或算法的步骤可直接用硬件、由处理器执行的软件模块、或这两者的组合实施。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到该处理器以使该处理器可从该存储介质读取或向其写入信息。在替换方案中，存储介质可被与处理器成一体。处理器和存储器可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

提供对所公开的实施例的以上说明是为了使本领域任何技术人员均能制作或使用本发明。对这些实施例的各种修改将易于为本领域中技术人员所显而易见，并且本文中定义的一般性原理可被应用于其它实施例而不会偏离本发明的精神或范围。由此，本发明并不旨在被限定于本文中所示出的实施例，而是应与符合本文中所公开的原理和新颖特征的最广义的范围一致。

Claims (20)

1.一种被配置成在无线通信系统中与多个远程站无线通信的基站，包括：

用于为多个队列中的数据计算数据度量，每个队列对应于所述无线通信系统中的一个不同的数据流的装置；

用于使用所述数据度量来针对多种可能的传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量的装置，针对一给定传输格式的所述传输度量依赖于与为所述给定传输格式分配的数据相对应的数据度量；以及

用于选择具有最优传输度量的一种传输格式的装置，

其中针对传输格式j的传输度量表达为：

$M_j\left(t\right)\≡\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k\∈\{k_1,k_2,...k_{b_i}\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)-P_j$

其中α_i，j，k(t)是关于传输格式j于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量；以及

P_j是与传输格式j相关联的惩罚。

2.如权利要求1所述的基站，进一步包括用于在所述前向链路上根据所选传输格式发送为所选择的传输格式分配的数据的装置。

3.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述为给定传输格式分配的数据是以使针对所述给定传输格式的传输度量考虑一个或多个约束被最优化的方式来确定的。

4.如权利要求3所述的基站，其特征在于，所述一个或多个约束包括规定为所述给定传输格式分配的数据不超过分组的数据容量的分组容量约束。

5.如权利要求4所述的基站，其特征在于，针对第j种传输格式的所述分组容量约束表达为：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{b_i}{G_{i,j}}\≤1$

其中b_i表示从第i个队列分配的比特数，并且G_i，j表示在所有信道资源被分配给第i个数据流的情况下所述分组中包括的来自第i个队列的最大比特数。

6.如权利要求4所述的基站，其特征在于，针对第j种传输格式的所述分组容量约束表达为：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{b_i}{G_{i,j}}\≤1$

其中b_i表示为驻留在第i个远程站上的各个数据流分配的比特数，并且G_i，j表示在所有信道资源被分配给驻留在第i个远程站上的各个数据流的情况下所述分组中所包括的来自驻留在第i个远程站上的各个数据流的最大比特数。

7.如权利要求3所述的基站，其特征在于，所述一个或多个约束包括规定为所述给定传输格式分配的数据不超过分组的寻址容量的寻址约束。

8.如权利要求7所述的基站，其特征在于，针对所述多个队列的所述寻址约束表达为：

其中b_i表示从第i个数据流的队列分配的比特数，B_i，j表示：为寻址目的，第i数据流到此就被视为多个虚拟数据流的那个数据长度，并且K_j表示第j种传输格式一次可服务的最大虚拟数据流数。

9.如权利要求7所述的基站，其特征在于，针对第j种传输格式的所述寻址约束表达为：

其中b_i表示向驻留在第i个远程站上的各个数据流分配的比特数，B_i，j表示：为寻址目的，第i个远程站到此就被视为多个虚拟远程站的那个数据长度，并且K_j表示第j种传输格式一次可服务的虚拟远程站数。

10.如权利要求1所述的基站，其特征在于，用于计算所述数据度量的装置包括用于针对所述多个队列中的每一个中的每一比特计算单独的一个比特度量的装置。

11.如权利要求10所述的基站，其特征在于，关于传输格式j于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量表达为：

${\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)=[\frac{F(T_{i,k}\left(t\right)-T_{\mathrm{desired},i,k},R_i\left(t\right))}{{\mathrm{\τ}}_{i,j}}+G(t+{\mathrm{\τ}}_{i,j}-{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{Expedite},i,k},t+{\mathrm{\τ}}_{i,j}-t_{\mathrm{Arrival},i,k})].$

$U({\mathrm{\τ}}_{\mathrm{DROP},i,k}-t-{\mathrm{\τ}}_{i,j})$

其中t_{Arrival，i，k}是第i个数据流队列的比特k的到达时刻；

t_DROP，i，k是第i个数据流的队列的比特后的最后期限；

τ_{Expedite，i，k}是第i个数据流的队列的比特k的加速时刻；

T_i，k(t)是包含比特k的第i个数据流的队列所经历的平均吞吐量；

T_{desired，i，k}是包含比特k的第i个数据流的队列所期望的平均吞吐量；

R_i(t)是基于接收的DRC/CQI反馈的第i个数据流的信道的平均可维持数据率/CQI；

G(x，y)是两个自变量x和y的递增函数；以及

U(.)是单位阶跃函数。

12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，F(T-T_desired，R)表达为：

$F(T-T_{\mathrm{desired},}R)=\frac{1}{\max (T-T_{\mathrm{desired}},T_{\min })}.$

13.如权利要求11所述的基站，其特征在于，G(x，y)表达为：

G(x，y)＝K·U(x)+L·(y-Δ)U(y-Δ)。

14.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述针对给定传输格式的传输度量还依赖于与所述给定传输格式相关联的惩罚。

15.如权利要求1所述的基站，进一步包括用于选择为所述给定传输格式分配的数据以在不违犯分组容量约束的情况下使所述传输度量最优化的装置。

16.如权利要求15所述的基站，进一步包括用于确定寻址约束被违犯的装置；以及

响应于此，用于调节所分配的数据以在既不违犯所述寻址约束又不违犯所述分组容量约束的情况下使所述传输度量最优化的装置。

17.如权利要求1所述的基站，其特征在于，所述无线通信系统根据1xEV-DO标准操作。

18.一种被配置成进行无线通信的基站，包括：

用于为多个队列中的数据计算数据度量的装置，每个队列对应于一个不同的数据流；

用于使用所述数据度量来针对多种可能传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量的装置，针对一给定传输格式的传输度量依赖于与为所述给定传输格式分配的数据相对应的数据度量；

用于选择具有最优传输度量的一种传输格式的装置；以及

用于根据所选传输格式在前向链路上传送为所选传输格式分配的数据的装置，

其中针对传输格式j的传输度量表达为：

$M_j\left(t\right)\≡\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k\∈\{k_1,k_2,...k_{b_i}\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)-P_j$

其中α_i，j，k(t)是关于传输格式j于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量；以及

P_j是与传输格式j相关联的惩罚。

19.被配置成进行无线通信的基站中的一种方法，包括：

为多个队列中的数据计算数据度量，每个队列对应于一个不同的数据流；

使用所述数据度量来针对多种可能传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量，针对一给定传输格式的所述传输度量依赖于与为所述给定传输格式分配的数据相对应的数据度量；

选择具有最优传输度量的一种传输格式；以及

在前向链路上根据所选传输格式发送为所选传输格式分配的数据，

其中针对传输格式j的传输度量表达为：

$M_j\left(t\right)\≡\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k\∈\{k_1,k_2,...k_{b_i}\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)-P_j$

其中α_i，j，k(t)是关于传输格式j于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量；以及

P_j是与传输格式j相关联的惩罚。

20.一种用于无线通信的设备，包括：

用于为多个队列中的数据计算数据度量，每个队列对应于一个不同的数据流的装置；

用于使用所述数据度量来针对多种可能传输格式中的每一种确定单独的一个传输度量的装置，针对一给定传输格式的所述传输度量依赖于与为所述给定传输格式分配的数据相对应的数据度量；以及

用于选择具有最优传输度量的一种传输格式的装置，

其中针对传输格式j的传输度量表达为：

$M_j\left(t\right)\≡\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k\∈\{k_1,k_2,...k_{b_i}\}}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j,k}\left(t\right)-P_j$

其中α_i，j，k(t)是关于传输格式j于时刻t在第i个数据流的队列中的第k比特的比特度量；以及

P_j是与传输格式j相关联的惩罚。

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