CN101491050A - 当存在基于arq的业务时建立帧 - Google Patents
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Abstract
当建立用于无线传输的子帧时,无线传输在多个同步子信道上分发数据,因为片段的最小允许尺寸留有间隙,因此分割数据以便置入子帧中会在子帧中留下浪费的空间。为了增加总吞吐量,利用具有比这种数据的片段最小允许尺寸还小的最小片段尺寸的另一种数据全部或部分地填充这些间隙。在一些实施例中,子帧使用正交频分多址(OFDMA)协议,将两种数据类型分成基于自动重传请求(ARQ)的数据和基于非ARQ的数据。
Description
背景技术
正交频分多址(OFDMA)应用在一些无线通信技术中。如电气和电子工程师协会标准802.16(IEEE802.16)所定义的通信标准的例子。在针对无线通信的这种方法中,要在信道上传输的数据可以被分割成各种长度的多个片段,且分布在多个子信道中的这些片段在不同的频率运行,从而同时传输多个子信道。当接收到这些多个子信道时,将接收到的数据重新构造成原始数据模式。为了更好地描述这些传输的安排,通常以图表的形式来表示,其中子信道沿着一个轴而时间(通常由时隙或符号表示)沿着另一个轴,形成一个矩形块来表示子帧。整个信道的吞吐量取决于子帧被数据装得有多满。如果要传输的子帧有预定的大小(例如,预定的子信道数量和预定的时隙数量)且数据可以在任意点分割,那么数据可以明确地进行分割以完全符合预定的尺寸,从而完全使用子帧。然而,如果数据仅沿着特定的边界进行分割,则多个片段可能不是完全符合可用的子帧,从而会有浪费(即,在传输的至少一部分期间内子帧的一部分不包括任何有用的数据)。
附图说明
可以参看用以阐释本发明实施例的具体实施方式和附图来理解本发明的一些实施例。在附图中:
图1示出根据本发明的实施例有浪费的子帧图示。
图2示出根据本发明的实施例,相比图1所示的子帧,有较少浪费的子帧图示。
图3示出根据本发明的实施例用于分配数据给子帧的方法的流程图。
图4示出根据本发明实施例的设备网络。
具体实施方式
在具体实施方式中给出了许多具体的细节。但应当理解的是,本发明的实施例也可以不用这些具体细节来实现。在另一些范例中,为了不混淆对本文的理解,没有示出公知的电路、结构和技术的具体细节。
本文提到的“某一实施例”、“一个实施例”、“示例性实施例”、“各个实施例”等,表示本发明中如此描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性,但并非每个实施例都必须包括这些特定的特征、结构或特性。另外,一些实施例可以包括其它实施例描述的一部分或全部特征,但也可以不包括其它实施例描述的任何特征。
在下文的说明书和权利要求书中,可以使用术语“耦合的”和“连接的”及其派生词。应当理解的是,这些术语并非同义词。更确切而言,在一些特定的实施例中,“连接的”可用来表示两个或多个组件相互之间是直接物理连接或电连接的。“耦合的”可用来表示两个或多个组件之间互相直接的物理连接或电连接,也可以不是直接的物理连接或电连接。
可以用术语“无线”及其派生词来描述使用调制电磁辐射通过非固态媒介传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。使用“无线”这一术语并不意味着相关联的设备不包括任何线缆,尽管在一些实施例中它们可能不包括线缆。可以用术语“移动无线设备”来描述通信时移动的无线设备。
除非另有说明,否则,在本文中用来描述一般对象的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等等仅仅表示所提及的是相同组件的不同情况,并非想要暗示所描述的组件必须在时间上、空间上、以队列方式或任何其它方式处于指定顺序。
本发明的各个实施例可以使用硬件、固件和软件之一或其任意组合来实现。本发明也可以使用包含于机器可读介质中或包含在机器可读介质上的指令来实现,通过一个或多个处理器对指令的读取和执行能够实现本文提及的操作。机器可读介质包括机器(比如,计算机)以可读方式存储、传输和/或接收信息的所有机制。例如,机器可读介质可以包括存储介质,例如但不限于:只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等。机器可读介质还包括已经进行了调制而能编码这些指令的传播信号,例如但不限于:电磁波、光波或声载波信号等。
本发明的不同实施例可以用于各种应用中,比如但不限于传输无线信号的无线设备。这些设备可以包括但不仅限于,无线电话通信系统、卫星通信系统、双向无线电系统、寻呼机、个人通信系统(PCS)、个人数字助理(PDA)系统、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)、城域网(MAN)、宽带无线网等。
基于各种因素,在无线信道上,所接收的信号的质量可能随时间变化,因此在不同的时间点产生不同的差错级别。这种可变质量使用自适应调制和编码(AMC)可以至少部分得到补偿,基于所观测的信道质量和/或所期望的信道质量,通过AMC,可以选择调制和编码方案(MCS)的级别。在相关区域中,WiMAX基站可以在激活服务流之间分配带宽,使得每个流可以符合它的服务质量(QoS)要求。本文使用的术语“服务流”表示在一个或多个帧中排队等候发送的一组相关数据包。通过举例而非限制性的描述,一个服务流可以包括VoIP(互联网协议语音)通信数据,另一个流可以包括互联网浏览通信,而其他流也可以同时得到通信系统的支持。
一些通信技术使用如下协议,其中被分割以便在多个子信道上同步传输的数据(例如,分成独立的数据块)仅可以在限定大小的区块之间的分界进行分割。一个例子是由电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.16定义的自动重传请求(ARQ)协议,其中规定,基于ARQ的数据可以仅分割成是预定ARQ区块大小的整数倍大小的多个片段,以便置入子帧中。如果将不是ARQ区块大小整数倍大小的分割数据置入传输中,那么在传输期间可能存在一个时间段(例如少于一个ARQ区块持续时间的时间段),该时间段中没有数据且因此认为有浪费。
本发明的各种实施例通过沿ARQ区块边界来分割数据,确定这种分割方式造成了多少浪费,然后将分割成较小区块大小的其他数据业务填充到一些或所有的浪费空间中,试图使用OFDMA技术来改善基于ARQ的数据业务的吞吐量。在一些实施例中,即使仍有浪费,但达到某些相关参数的门限值可触发数据传输。
依照本发明的一个实施例,图1示出有浪费的子帧图示。举例说明的实施例示出使用正交频分多址(OFDMA)技术的例子,但是也可以涵盖涉及所传输的数据在多个并行信道上的类似分布的其他技术。根据所示例子,通过8个子信道(沿垂直轴显示)来同时传输数据,但是其它实施例可能使用多于或少于8个的子信道数量。尽管本文使用的术语“子信道”描述了利用不同中心频率的同步传输,但是本发明实施例可能包括其它情况,其中不同于“子信道”的标记用来描述类似的现象。
尽管本文的描述涉及到向特定的“区块”、“位置”或类似的术语分配数据,但这些描述是用作对图示进行相关概念性解释的简便方法。在实际操作中,在一些实施例中,数据可以包含在缓冲器或存储器区域中,且每段数据分配到子帧中的一个特定位置,而不必物理移动所述数据。引用区块、位置等是为了包括这一物理实体。
继续参照图1,水平轴是以时间为基础的,其中从左向右表示时间的推移。在示出的例子中,所述子帧的十个垂直条带的每个条带表示传输一个OFDMA符号所用时间的两倍,因此整个图示出了传输二十个OFDMA符号所用的时间,而其他实施例包括的子帧长度可以等于不同数量的符号。
在示出的例子中,前两个条带(即,前四个OFDMA符号)包括用于提供引导以便找到子帧剩余部分中(或在一些实施例的随后子帧中)的特定信息的报头信息,例如下行链路映射(两个独立区块的DL-MAP)、上行链路映射(UP-MAP)和帧控制头(FCH)。其他实施例可以包括多于、少于和/或不同于本文所示的报头字段的报头字段。
子帧剩余部分示出数据的两个主区块,标为DATE1(数据1)和DATE2(数据2),每个主区块横跨多个条带,其中将第一主区块置入第三条带至第六条带中,将第二主区块置入第七条带至第十条带中。虽然本实例示出了两个主区块,但是子帧可以包括任意可能数量的一个或多个主区块。主区块DATE 1和DATE 2各自示出了一个标为“浪费”的子区块,标为“浪费”的子区块表示当沿着认可的边界分割数据并将其置入子帧后,子帧中还留有一定量的潜在可用的空间。在一些实施例中,可以用基于ARQ的数据区块的大小来定义认可的边界。由于基于ARQ的数据仅在ARQ区块之间进行分割,因此将基于ARQ的区块尺寸定义为要插入子帧的最小数据增量。如果子帧以图1的方式进行传输,则浪费表示由于没有置入有用的数据而未经使用的潜在吞吐量。
为了简单起见,浪费仅显示在第三和第七条带中。但是在一些实施例中,较多的条带(可能是每个条带)可能有浪费。
图2示出根据本发明的一个实施例,与图1所示的相比具有较少浪费的子帧图示。虽然区块DATA 1和DATA 2中的数据包括基于ARQ的数据(其中进行限制性处理,将数据进行分割以便置入子帧中),但是一些基于非ARQ的数据可以分割成较小尺寸,以使得其能插入图1中标记为“浪费”的区域。这在图2中举例说明。将可以分割成比基于ARQ的数据更小的区块的额外数据表示为AD 1、AD 2、AD 3、AD 4和AD 5。额外数据所分割成的尺寸能使它置入图1所示的浪费区块。即使额外的数据可以分成更小的区块尺寸,在一些例子中依然存在小于任一可用数据片段的一些浪费,如第三条带所示。
在一些实施例中,不同的MCS级可用于相同子帧中,但在子帧中分成不同的区块(例如,DATE 1区块与DATE 2块使用的MCS级不同)。因此,单个区块的基于ARQ的数据以及基于非ARQ的数据(例如,DATA 1以及与DATE 1相关联的浪费)都可以使用相同的MCS级。程序上而言,使用相同MCS级的一组业务流能够聚集成一个“MCS桶(bucket)”,且此桶内的业务流用于构成子帧中的一个或多个区块。在一些实施例中,桶内的业务流可用于构成单个帧的所有子帧。应当注意的是,随着信道条件的改变,流的MCS级会随时间改变,从而它与特定MCS桶的关联性也改变。
图3示出根据本发明的一个实施例用于为子帧分配数据的方法的流程图。在一些实施例中,本实例中分配给子帧的所有数据(可能不包括链路映射和其他报头信息)都来自同一个MCS桶。子帧的尺寸(例如,子信道的数量和条带的数量)已经通过任何可能的方法预先确定。在流程图300中,通过分割数据以便适合子帧尺寸,将基于ARQ的数据分配给子帧。在一些实施例中,在剩余的基于ARQ的数据无法置入子帧剩余的空间之前,一直继续310的分配。在其他的实施例中,在还没达到那个级别时就停止310的分配,有目的地留下额外的空间。在任一种情形下,通过确定有多少子帧没有分配到数据,在320确定出浪费部分。浪费部分可以位于子帧的一个或多个区域中。
在330,针对各种特性来检查与基于ARQ的数据来自同一MCS桶的基于非ARQ的数据,例如基于非ARQ的数据可分割成的最小可分割片段。在340,将浪费区块的尺寸与所检查的基于非ARQ的数据相比较,以确定数据的哪部分能够置入可用的浪费部分。如果没有数据能够置入,则子帧在390排队等候传输并随后进行传输。作为另一个选择(没有示出),如果没有数据能够置入,则系统将一直等待到预定时间,以判断是否有较多的基于非ARQ的数据变得可用,然后在340尝试进行再次比较。
如果在340发现的数据能置入浪费区域,那么可以在350将数据分配给浪费区域。于是在360重新计算浪费量,以确定新的(和较小的)浪费区域。在一些实施例中,重复操作330至360,以试图进一步减少浪费。然而太多次地重复此循环会变得低效或在传输数据时会引起不当的延迟。因此,如在307所确定的,如果浪费已降低至某个预定级别之下,或如在308所确定的,如果循环330至360已经重复了预定次数,那么在390,将子帧置于传输队列中且在随后进行传输。
图4示出根据本发明实施例的设备网络。中央通信设备410(例如,接入点或基站)可以与移动通信设备420和430进行无线通信。每个设备各自具有一个或多个天线(412、422、432)以及各自具有电源(414、424、434)。在一些实施例中,每个移动通信设备(420、430)的电源(424、434)可以是电池,而中央通信设备(410)的电源(414)可以与固定交流电源相连接,但其他实施例可以使用其他技术(例如,用电池向中央通信设备供电)。在一些实施例中,由于中央通信设备410的计算能力可能比移动设备的强,因此先前描述的子帧分配技术可以应用于中央通信设备410,以构建下行链路传输。在其他实施例中,移动通信设备可以使用子帧集合技术。
前文大部分已描述了利用具有最小分割区块尺寸的基于ARQ的数据和具有比基于ARQ的数据的最小分割区块尺寸还小的最小分割区块尺寸的基于非ARQ的数据来建立子帧。然而,在其他实施例中,相同技术可以用于任意两种类型的数据,其中一种数据类型的最小分割区块尺寸比另一种数据类型的小。
前文已描述了利用OFDMA技术来建立子帧传输。然而,在其他实施例中,相同方法可以应用于使用其它类型技术的传输,包括通过多个频率同时传输相关数据,其中分割用来使数据置入子帧中。
前面的描述是举例说明性的,而非限制性的。各种变化对于本领域普通技术人员都是可想到的。本发明的各实施例可涵盖这些变化,本发明的各实施例仅由权利要求书的精神和保护范围进行限定。
Claims (21)
1、一种方法,包括以下步骤:
组织用于无线传输的第一种数据和第二种数据在多个子信道上同时传输,其中,将所述第一种数据分割成具有第一尺寸的多个最小区块尺寸段,将所述第二种数据分割成具有第二尺寸的多个最小区块尺寸段,所述第二尺寸小于所述第一尺寸,其中,所述组织包括:
分配所述第一种数据以便置入所述传输中的可用位置;
分配所述第二种数据以便置入在所述分配所述第一种数据之后在所述传输中剩余的位置。
2、如权利要求1所述的方法,其中,所述无线传输包括正交频分多址传输。
3、如权利要求1所述的方法,其中,所述传输中的所述位置包括子帧中的位置。
4、如权利要求1所述的方法,其中,所述第一种数据包括符合基于自动重传请求(基于ARQ)要求的数据,所述第二种数据包括符合基于非ARQ要求的数据。
5、如权利要求1所述的方法,其中,所述分配所述第二种数据的步骤包括:将所述第二种数据多次重复分配到所述传输中剩余的位置。
6、一种制品,包括:
有形的机器可读介质,其包括通过一个或多个处理器执行时使得执行以下操作的指令:
组织用于无线传输的第一种数据和第二种数据在多个子信道上同时传输,其中,将所述第一种数据分割成具有第一尺寸的多个最小区块尺寸段,将所述第二种数据分割成具有第二尺寸的多个最小区块尺寸段,所述第二尺寸比所述第一尺寸小,其中,所述组织操作包括:
分配所述第一种数据以便置入所述传输中的可用位置;
分配所述第二种数据以便置入在分配所述第一种数据后在所述传输中剩余的位置。
7、如权利要求6所述的制品,其中,所述组织操作包括:将所述第一种数据和所述第二种数据组织成正交频分多址传输的格式。
8、如权利要求6所述的制品,其中,所述传输中的位置包括子帧中的位置。
9、如权利要求6所述的制品,其中,所述第一种数据包括符合基于自动重传请求(基于ARQ)要求的数据,所述第二种数据包括符合基于非ARQ要求的数据。
10、如权利要求6所述的制品,其中,分配所述第二种数据的操作包括:将所述第二种数据多次重复分配到所述传输中剩余的位置。
11、如权利要求10所述的制品,还包括:
停止所述多次重复的操作,并在以下情况时传输所分配的数据:(1)执行预定次数的重复,或(2)所述传输中未分配的空间减少至预定量以下。
12、一种装置,包括:
无线通信设备,用于:
分割数据,用于在子帧中进行分配以便在多个子信道上传输,所述数据包括第一数据和第二数据,将所述第一数据分成具有第一最小区块尺寸的多个片段,将所述第二数据分成具有第二最小区块尺寸的多个片段,所述第二最小区块尺寸小于所述第一最小区块尺寸;
将所述第一数据的至少一些片段分配至所述子帧中的可用位置;
将所述第二数据的至少一些片段分配至在所述第一数据的片段的所述分配之后在所述子帧中仍可用的位置。
13、如权利要求12所述的装置,其中,所述第一数据包括基于自动重传请求(ARQ)的数据,所述第二数据包括基于非ARQ的数据。
14、如权利要求12所述的装置,其中,所述无线通信设备进一步将含有所分配的第一数据和第二数据的所述子帧放入传输队列中。
15、如权利要求14所述的装置,其中,所述无线通信设备使用正交频分多址技术来传输所述子帧。
16、如权利要求14所述的装置,其中,所述无线通信设备用于在所述传输之前将所述第二数据的至少一些片段的所述分配进行多次重复。
17、一种系统,包括:
无线通信设备,包括:为所述无线通信设备的操作供电的电池,其中,所述无线通信设备用于:
分割数据,用于在子帧中进行分配以便在多个子信道上传输,所述数据包括第一数据和第二数据,将所述第一数据分成具有第一最小区块尺寸的多个片段,将所述第二数据分成具有第二最小区块尺寸的多个片段,所述第二最小区块尺寸小于所述第一最小区块尺寸;
将所述第一数据的至少一些片段分配至所述子帧的可用位置;
将所述第二数据的至少一些片段分配至在所述第一数据的片段的所述分配之后在所述子帧中仍然可用的位置。
18、如权利要求17所述的系统,其中,所述无线通信设备包括移动无线通信设备。
19、如权利要求17所述的系统,其中,所述无线通信设备包括接入点。
20、如权利要求17所述的系统,其中,所述子帧包括使用正交频分多址技术进行传输的子帧。
21、如权利要求20所述的系统,其中,所述第一最小区块尺寸是为基于自动重传请求(ARQ)的数据定义的,所述第二最小区块尺寸是为基于非ARQ的数据定义的。
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