CN101491138B - 压缩延迟分组传输调度 - Google Patents

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Abstract

分组调度器在分组在传输之前遇到极小或没有调度延迟的情况下减小或“压缩”分组传输延迟抖动或延迟范围。因此，减少了遇到极小或没有遇到延迟的分组的数量。一种压缩分组传输延迟抖动的优选示例方式是把低延迟分组的传输优先级降低。压缩延迟抖动对于例如VoIP等需要低分组传输延迟抖动的服务是特别合乎需要的。

Description

压缩延迟分组传输调度
技术领域
本技术领域涉及移动无线通信，更具体来说，涉及通过共享无线信道、如宽带码分多址(WCDMA)蜂窝通信系统的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的IP分组的调度。
背景技术
在移动无线通信中，各种不同类型的信道可用来传送不同类型的信息。例如，信道可定义为控制/信令信道或业务信道，或者它们可表征为专用或公共/共享信道。在第三代WCDMA蜂窝通信系统中，通过许多方式来划分物理信道。例如，一些信道是专用的，而其它信道是共享的。两种示例专用信道是专用物理数据信道和专用物理控制信道。两种示例共享信道是技术领域中所述的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)以及物理公共分组信道。共享信道需要某种类型的共享协议来允许用户建设性地传递信息。为此，一个或多个调度实体按照调度协议和算法来管理对共享信道的接入。
高速信道调度器复用用户信息以供在称作传输时间间隔(time transmission interval：TTI)内在整个HS-DSCH带宽上的传输。例如，在第一TTI期间，通过HS-DSCH从第一用户到移动终端的传输可使用分配给HS-DSCH的全部带宽。对于HS-DSCH，基站是发送器，而用户设备(UE)是接收器。调度还可用于又称作增强上行链路(enhanced uplink：EUL)的E-DCH。在这种情况下，用户设备是发送器，而基站是接收器。
在第二TTI期间，通过HS-DSCH从第二用户到移动终端的传输可使用分配给HS-DSCH的全部带宽。在第三TTI期间，通过HS-DSCH从第三用户到移动终端的传输可使用分配给HS-DSCH的全部带宽，依此类推。以下使用的术语“用户”对应于寻求通过共享通信信道来传送或接收信息的实体。在非限制性的HS-DSCH示例中，用户对应于将通过HS-DSCH接收信息的UE。
一般优化对HS-DSCH的调度以用于高吞吐量数据传输。换言之，HS-DSCH调度器的主要目标(在过去)是使各个用户、整个蜂窝或者系统的吞吐量最大化。例如，载波干扰比(carrier-to-interference ratio：C/I)调度器可通过经由HS-DSCH向与其它活动用户的那些C/I相比当前具有最佳C/I条件的用户发送尽可能多的数据，设法使系统吞吐量最大化。(该用户的C/I对应于从基站到预计移动终端的无线传输条件。)这种优先处理继续进行，只要该HS-DSCH用户在队列中具有要传送的分组，或者直至无线条件改变并且检测到另外某个用户具有更好的C/I条件。在那种情况下，调度器开始通过HS-DSCH向另一个用户发送数据。
这种优先调度可通过按照用户分组流各自的C/I条件向用户分组流指定优先级来实现。图1在概念上示出作为对HS-DSCH调度器的C/I的函数的分组传输优先级。HS-DSCH调度器比较所有分组流的优先级，并向具有最高优先级的数据分组流指定将在下一个TTI通过HS-DSCH传送的传输块。但是，这种优先级调度器的主要缺点在于，具有不良无线条件的移动用户被指定低优先级，并且可能“挨饿”，因此没有向他们分配充分的传输块以便向那个移动用户提供可接受的服务。另一个缺点在于，吞吐量在实质上并且往往因为C/I无线条件随时间变化而将会改变。
另一种调度方式可能是比例公平调度。比例公平调度器通过考虑平均比特率以及各移动用户可能的当前比特率，设法对所有移动用户公平。如果一段时间未对用户调度通过HS-DSCH的传输块，则该移动用户的平均比特率将会变低，因此该用户的优先级将增加。通过增加的优先级，通过HS-DSCH更快地传送该用户的分组。但是，与继续接收高吞吐量的具有良好信道条件的移动用户相比，具有不良信道条件的用户可能仍然仅接收较低的吞吐量。
C/I调度和比例/公平调度在涉及调度要求可预测且稳定的传输延时的服务的分组时，还具有严重的缺点。这种服务的一个示例是基于IP的语音(Voice-over-IP：VoIP)。与例如延迟传输以及延迟的可变性是可容许的电子邮件、文件传输等的数据服务不同，分组交付中的长延迟以及延迟的大变化对于VoIP和类似服务是严重问题。传送VoIP应用通常创建具有极规则间隔(例如每隔20毫秒)的分组，并且VoIP接收器应当接收具有小延迟抖动和相当恒定的分组传输速率的分组。另外，VoIP要求小“延迟抖动”，该延迟抖动与对于其它移动用户如何分配和调度无线传输资源无关。为了便于本描述，术语“延迟抖动”描述准备传输的分组实际被传送之前可归因于分组传输调度器所进行的优先级判定的分组传输延时的可变性或范围。对于C/I调度和比例/公平调度，吞吐量的差异是完全不可预测的并且取决于对其它用户指定的优先级。
在给定VoIP和类似受限的延迟敏感服务的这些问题的情况下，另一种调度方式可以是循环(round-robin)类型调度，其中各传输之间的时间对于蜂窝中的所有用户设置成相等，而不管调度判定中的无线条件。循环方式可能平衡用户之间的延迟差异，但是，如果无线条件明显且经常改变，则延迟抖动对于所有用户仍然是一个问题。
又一种方式可能是分组传输延迟调度，其中分组优先级按照调度延迟的函数来增加。延迟较长时间的分组接收较高优先级。图2示出延迟调度的概念——传输之前的延迟越长则优先级越高。延迟抖动降低，因为具有较长延迟的分组得到增加的优先级，如图2所示。如果所有移动用户是VoIP用户，则完全基于延迟的调度可正常工作，但是对于希望高速数据传输的移动用户可能提供不太理想的性能。为了提高纯数据服务的整体性能，延迟调度可与C/I调度或比例/公平调度结合。
图3图示传送的分组的数量相对调度延迟的比较，以便示出未使用例如结合图2所述的延迟调度算法时的延迟分布的示例。以考虑95％的分组为例示出延迟抖动或范围。在超过延迟极限的最长延迟时，丢弃分组。图4示出使用延迟调度算法如何减小来自遇到最长分组传输延迟的“高端”的延迟抖动或延迟范围。因此，延迟抖动从分布曲线的高端“被压缩”(或者在分布曲线的高端减小)。这种高端压缩使最长延迟分组移入延迟极限内，因此没有丢失分组。
在分组调度中应当考虑的另一个因素是传输格式(transport format：TF)选择。在WCDMA系统中，高速数据传输通过向HS-DSCH分配大量扩频码(即WCDMA系统中的无线资源)来实现。通过小传输块(transport block：TB)尺寸，各HS-DSCH TTI使用极少扩频码，因此HS-DSCH的效率较低。从分组传输调度的角度来看，各TTI传送小TB尺寸也是低效的。各TTI传送小TB尺寸的另一个缺点在于，按照RLC分组尺寸和语音编解码器分组尺寸，结合到TTI传输块中的无线链路控制层(radio link control layer：RLC)分组的填充(插入“填充位”比特)比可能很高。
相应地，需要一种克服了这些问题并且解决了上述问题的分组传输调度方式，以提高包括例如VoIP等时间延迟敏感服务、例如数据服务等吞吐量驱动服务等等的大量服务的共享信道传输的性能和效率。
发明内容
分组调度器减小或压缩来自“低端”(图4所示的分组分布曲线的第一部分，其中分组遇到极小调度延迟或没有遇到调度延迟)的延迟抖动或延迟范围。因此，减少了遇到极小延迟或没有遇到延迟的分组的数量。压缩来自低端的延迟抖动的优选示例方式是降低低延迟分组的传输优先级。压缩延迟抖动对于例如VoIP等需要低延迟抖动的服务是特别合乎需要的。在非限制性示例的情况下，无线台(例如基站)包括用于对通过信道的分组传输进行调度的设备。传输缓冲器在通过信道的传输之前缓冲与第一分组流关联的一个或多个分组。分组分析器减小与从传输缓冲器传送分组关联的分组传输延迟抖动。分组调度器按照减小的分组传输延迟抖动来对一个或多个缓冲分组的传输进行调度。
分组分析器分析缓冲的分组以确定一个或多个缓冲分组的第一传输优先级，并且估计一个或多个缓冲分组是否将具有小于阈值延迟的缓冲延迟。如果是，则分组分析器增加一个或多个缓冲分组的缓冲延迟。然后，分组调度器在增加的缓冲延迟到期之后对一个或多个缓冲分组的传输进行调度。
分组分析器可配置成通过例如按每个分组、每个分组流或每组分组流等的各种方式来增加缓冲延迟。在一种优选实现中，分组分析器通过降低一个或多个缓冲分组的第一传输优先级来增加缓冲延迟。在那种情况下，分组调度器基于降低的优先级来对来自缓冲器的分组传输进行调度。作为降低的优先级的结果，具有降低的优先级的一个或多个缓冲分组在被调度以供传输之前比缓冲分组在第一传输优先级时更长时间地存储在缓冲器中。
可基于分组统计确定缓冲延迟。例如，如果一个或多个分组属于第一分组流，则可相对于对第一分组流的分组所确定的延迟来估计缓冲延迟。备选地，如果分组属于第一分组流，则可相对于对多个分组流的分组所确定的延迟来估计缓冲延迟。另外，分组分析器能以增量重复降低一个或多个缓冲分组的优先级。
其它示例实施例可包括增加比预定缓冲极限缓冲得更长的分组的优先级。这使来自两“端”的分组传输延迟范围或抖动被压缩。备选地，分组分析器可向低于阈值延迟的分组分配零优先级或最低优先级。在这种情况下，分组合并器组合或“捆绑”来自缓冲器的多个分组以便包含在传输块中。分组分析器还可根据下列一个或多个来适配第一传输优先级：信道条件、分组大小、传输缓冲器满溢度(fullness)、分组服务优先级或者与第一分组流关联的预订信息。
在无线基站的情况下，将存在多个分组缓冲器。优先级存储器可用于存储每个分组缓冲器的关联传输优先级。然后，分组分析器基于每个分组缓冲器的关联传输优先级调度各缓冲器的分组传输。在WCDMA系统中，信道是多个用户共享的信道、例如高速下行链路共享信道，且一个或多个分组是基于IP的语音分组。
附图说明
图1是示出基于C/I的分组传输调度的曲线图；
图2是示出基于延迟的分组传输调度的曲线图；
图3是示出没有基于延迟的分组传输调度的分组延迟分布的曲线图；
图4是示出具有基于延迟的分组传输调度的分组延迟分布的曲线图；
图5是移动通信网络的总体图；
图6是示出延迟压缩分组传输调度的曲线图；
图7是示出用于实现延迟压缩调度的非限制性示例流程的流程图；
图8是可用于实现延迟压缩调度的基站的简化功能框图；
图9是示出捆绑延迟压缩分组传输调度的曲线图；
图10是示出结合了例如图2所示的延迟调度的延迟压缩分组传输调度的另一种非限制性实现的曲线图；
图11是示出具有延迟压缩分组传输调度的分组延迟分布的曲线图；以及
图12是优先级相对延迟的曲线图，示出不良无线条件期间的延迟压缩的示例。
具体实施方式
为了便于说明而不是进行限制，以下描述中阐述了诸如特定节点、功能实体、技术、协议、标准等具体细节，以便提供对所述技术的了解。但是，对本领域技术人员显而易见，即使没有以下公开的具体细节，也可实施其它实施例。在其它情况下，省略对众所周知的方法、装置、技术等的详细描述，以免以不必要的细节混淆本说明。在附图中示出各个功能块。本领域技术人员会理解，那些功能块的功能可使用各个硬件电路、结合适当编程的微处理器或通用计算机使用软件程序和数据、使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。
图5示出移动通信网络10的示例表示。无线接入网(radio access network：RAN)12耦合到一个或多个核心网络14，核心网络又与例如因特网、PSTN、ISDN等的一个或多个外部网络16耦合。无线接入网12包括例如可相互传递信令和/或业务的一个或多个无线网络控制器(radio network controller：RNC)18。各RNC 18控制一个或多个无线基站(base station：BS)20。各基站20经由各种下行链路无线信道在称作蜂窝的一个或多个对应覆盖区域中通过“空中”接口传送信息。各基站20还同样使用一个或多个上行链路信道通过空中接口接收来自基站的蜂窝之中或附近的移动终端(22)的上行链路通信。移动终端往往称作移动台、移动无线和用户设备(user eqiupment：UE)，并且包括例如蜂窝电话、PDA、膝上型计算机和其它无线通信装置。
图5在概念上表示不同类型的无线信道，包括一个或多个专用信道、一个或多个控制信道、一个或多个广播信道、一个或多个例如RACH或AICH信道的共享信道以及采取高速下行链路共享信道(highly speed downlink shared channel：HS-DSCH)形式的高速共享信道。虽然HS-DSCH用于以下示例，但是本发明并不局限于HS-DSCH，而是可用于必须对来自不同源的分组确定优先顺序和进行调度以便进行传输的任何传输情况。例如，本发明适用于使用调度器来选择将从其中取接下来的分组的分组流或队列的所有信道。
现结合图6的曲线图来描述延迟压缩调度，图6示出作为分组传输延迟的函数的分组传输调度优先级。较高延迟分组接收相对恒定的较高优先级。但随着分组延迟向零延迟减小，优先级以不断变陡的斜率减小。虽然曲线的特定形状本身并不关键，但是它说明具有极小或没有延迟的分组接收较低的调度优先级。因此，减少了接收“不必要”短延迟的分组的数量。另外，压缩或减小来自分组延迟分布曲线的“低端”的延迟抖动，这对于获益于低延迟抖动的服务、例如VoIP是特别合乎需要的。
现在结合图7的流程图来描述用于实现分组传输延迟压缩的流程的一个非限制性示例集合。检测准备进行传输的下一分组(步骤S1)。处理实体确定与该分组关联的初始优先级以及与这个初始优先级关联的延迟(例如分组必须在传送队列中等待的时间)。换言之，确定将从具有该优先级的分组产生的调度延迟(步骤S2)。例如通过检查分组中的优先级域或者通过在存储器所保存的优先级表中查找该数据的优先级，可确定分组的优先级。设置初始分组优先级的一种示例方式是将初始优先级对于同一分组流中的所有分组设置成相同值，例如给优先级5分配给定的10点优先级等级。如果当前分组与前一个分组的到达间隔时间(inter-arrival time)小于正常到达时间间隔(例如小于20毫秒间隔)，则初始优先级可设置成某个较低值、如3或4。然后，对于未传送当前分组的各时间段将增加分组优先级。
当前分组延迟与具有该相同优先级的分组在过去等待传输时已被缓冲的时间以及该分组在传输之前将被缓冲的时间量对应。所确定的调度延迟与预定最小延迟或阈值延迟进行比较(步骤S3)。但是，调度延迟无需与最小或阈值延迟进行比较。另一示例备选方案是，如果当前分组被延迟很少而使得分组将处于延迟最小的那些10％的分组之中，则其优先级减小。最小或阈值延迟可根据分组调度延迟统计来确定。更具体来说，各分组将在调度过程中被延迟某个时间量。收集和存储多个分组的调度延迟。存储分组调度延迟统计的一种示例方式是存储将调度延迟分为多个“栏(bin)”的柱状图。所收集的统计则例如可示为，10％的分组被延迟0-25毫秒，40％的分组被延迟25-50毫秒，30％的分组被延迟50-75秒，以及20％的分组被延迟75秒或更长。存储统计的另一示例方式是计算和存储参数，例如分组调度延迟的均值和方差。调度延迟可针对一个流(例如一个电话呼叫)中的分组来收集，或者可针对一组呼叫(或者所有呼叫)来收集。
非限制性示例分组调度延迟统计、即分组在调度器中被延迟的时间，包括根据具有相同优先级的先前分组在传送之前遇到的延迟对这个分组将遇到多少调度延迟的估计。如果对于80-120毫秒延迟的传输调度具有相同优先级的先前分组，则在有更多数据要传送的用户正在等待时，延迟仅具有20-40毫秒调度延迟的相同分组流中的当前/将来分组是资源浪费。
采集分组调度延迟统计对于以后的分组传输调度非常有用。实际上，调度延迟将根据其它用户正传送多少数据以及这些用户(不仅是当前用户、而且是所有用户)的无线条件而改变。如果大多数其它用户不活动(silent)(例如处于不连续传输(DTX))，则对于当前用户将存在许多空闲TTI，并且分组延迟将会相当短。但是，如果大多数其它用户处于活动状态(例如正在通话)，则所有用户必须共享TTI资源。另外，一些用户还将具有不良无线覆盖，并且将需要分组重传。此外，无线条件随时间变化。因此，可用于当前用户的TTI的数量也随时间变化。因此，统计在调度判定中会相当有帮助。
另一有用统计是分组到达时间间隔。优选地，虽然未必如此，但考虑到来分组对传输缓冲器的到达时间间隔。语音编码器以固定速率或者用例如每隔20毫秒一个的固定间隔生成VoIP分组。然后，在调度器以作为到达时间间隔的某个时间差接收到VoIP分组。例如，如果分组N在100毫秒到达，而分组N+1在105毫秒之后到达，则到达时间间隔是5毫秒，即比预计早15毫秒。系统知道这些分组属于VoIP流，并且到达时间间隔在正常情况下应当是20毫秒。如果第一分组(N)尽可能快地被传送，则同样尽可能快地、即仅在第一分组之后5毫秒发送第二分组(N+1)是资源浪费。因此，调度器可将第二分组“保持”10-15毫秒，并将中间的TTI改用于另外某个用户。
回到流程图，步骤S3的比较准许确定所确定延迟是否比所需的更短(步骤S4)。如果具有特定初始优先级的分组将引起小于同一分组流中的其它分组的统计延迟值的延迟，则优选地通过减小该分组的优先级来增加该分组的延迟(步骤S5)。可使用其它延迟增加机制。例如，不是使用例如减小优先级的间接延迟增加机制，而是可直接增加延迟本身。较低优先级表示将首先传送其它用户VoIP流中的较高优先级分组，由此增加该分组在调度传输中遇到的延时。但是，如果延迟比较表明该分组的预测延迟与最小或阈值分组传输延迟相比不会过短，则该分组的优先级保持不变。优选地，更新延迟统计和/或最小或阈值延迟值(步骤S7)。然后，可对这个分组流或者当前存储在分组传输缓冲器中的下一分组执行该延迟压缩过程。如果优先级以小增量减小，则图7的延迟压缩过程可按每个分组、每个分组流或每组分组流被多次执行。
图8示出一种非限制性示例方式，图7的分组传输延迟压缩过程可以该方式在图5所示的示例通信系统10的基站20中实现。到来分组存储在关联分组传输缓冲器或队列30(队列#1，...，队列#n)中。一个分组队列可按每个用户每个流来保存，但是其它排队实现是可能的。例如，若干流可共享一个队列。分组分析器32对各队列30中的分组确定每分组的排队延迟(分组分析器32可确定队列30中的一个或数个分组的延迟)。可通过查找分组进入队列30的时间与分组离开队列以便进行传输的时间之间的差，来确定每分组的排队延迟。分组分析器32还根据队列30中存储的分组的优先级来确定队列的优先级。分析器32将所计算的优先级存储在保存各队列30优先级的优先级存储器34中。优先级还可按流或按队列而不是按分组来关联。例如，可按队列仅存储与队列中的“最早”分组的优先级对应的一个优先级值。虽然实现不独立，但是对于优先级与各个分组关联的方案，调度器可能仅检测最早分组的优先级，将这个优先级值与其它流的最早分组的优先级进行比较，然后选择从哪一个(哪些)队列中取下一个TTI的分组。
分组传输调度器36根据优先级存储器34中对于特定分组队列30所存储的优先级来确定何时从那个队列传送分组。调度器36通过向耦合到分组队列30的复用器38发送适当的控制信号，在较低优先级队列之前选择较高优先级队列。复用器38组合所选的最高优先级分组队列，并将分组流发送给基站20中的无线传输电路。
分组分析器32使用例如按照上述方式确定(或者向其提供)的延迟统计来确定最小或阈值分组传输延迟。当然可使用包括使用预置值的其它方法来建立最小或阈值传输延迟。根据那个比较，分组分析器32确定分组队列30的优先级是否应当减小。如果是，则分组分析器32在优先级存储器34中减小分组队列30的分组优先等级。减小分组的优先等级使那个分组的传输延迟减小。
分组分析器32可将分组延迟与一个或多个其它输入参数组合，以确定分组和/或队列优先级。其它示例输入参数包括信道品质指示、分组大小、队列满溢度等级(队列中存在的分组数量)、服务优先级(例如电话通常具有比文件传输更高的优先级)和/或预订信息(一些用户可具有“高品质”预订，而其它用户具有“低费用”预订)。分组分析器32还可分别对于分组延迟信息以及对于一个或多个附加输入参数来确定优先级，然后组合那些优先级以形成一个优先级值。
结合图9来描述分组延迟压缩调度的另一非限制性示例实现。具有零延迟或低延迟的分组接收迫使“分组捆绑”的零优先级。分组捆绑描述将较小分组结合在一起以便以较大传输块进行传输。考虑VoIP示例。从网络层沿分组协议栈往下，把各VoIP分组封装在一个RLC传输块中，而各RLC块被封装在一个MAC-d传输块中。一个或数个MAC-d传输块可捆绑成一个MAC-hs传输块。
所捆绑的MAC-d块的数量取决于当前HS-DSCH信道品质。来自移动终端接收器的ACK/NACK消息包含标识HS-DSCH信道品质的信道品质指示符(channel quality indicator：CQI)。来自先前从接收移动终端所接收的ACK/NACK消息的CQI信息被用来预测下一传输块需要多少冗余(传输功率、鲁棒调制和信道编码)，以便满足某种块误差目标率(block error target rate)。其余位则可用于用户数据。如果信道是良好的，则仅需要少量冗余，使得可在传输块中发送大量用户数据。然后，若干MAC-d传输块可捆绑成一个MAC-hs传输块。由于VoIP分组比较小(例如数百比特)，并且MAC-hs传输块可以很大(例如高达10-20k比特，取决于所选调制)，所以能够在各MAC-hs传输块中发送大量VoIP分组。但是，如果信道品质很差，则必须使用提供较低“原始(raw)”比特率的更鲁棒的调制方案以及明显优于良好信道品质的信道编码。结果是小很多的MAC-hs块尺寸，使得只有一个或数个VoIP分组可打包到各MAC-hs传输块中。
对于传输队列中存在大量数据的数据服务和情况，发送器尝试使MAC-hs块的尺寸最大化，并且增加发送功率，以便满足预定义块误差目标率。如果信道条件很差，并且发送器无法再增加功率(即，对于传输功率存在上限)，则发送器转到更鲁棒的编码方案，使分组以降低的速率从发送队列被发送。
对于VoIP服务，由于分组很少，并且由于比特率相当小(与数据服务相比)，所以发送器可能在每次对传输调度用户时清空(那个用户的)队列。如果存在比信道可处理的数量更少的位要传送，则发送器选择较低速率调制方案(和/或较少的信道编码)，并降低发送功率，以便引起尽可能少的干扰。
在这个“捆绑”实施例中，这种捆绑知识与延迟压缩调度相结合。调度器36判定哪个用户(或者哪N个用户)将使用下一HS-DSCH传输块。例如，3GPP规范允许在各传输块中组合多达15个用户的数据。因此，如果存在100个用户，则其它所有85个用户必须等待下一TTI间隔。
根据特定用户在被调度之前必须等待的时间量，在传输队列中可存在一个或数个用户分组。如果用户最近才被调度，则该用户的队列可能仅包含1或2个分组。如果等待时间较长、例如100毫秒，则在用户的队列中可能存在4-5个分组。在任何情况下，发送器将从队列发送尽可能多的分组，这取决于信道品质允许的数据量。这意味着，传输块(transport block：TB)在具有分组传输延迟压缩调度时比不具有时更大。另外，通过在调度器36中迫使分组捆绑，延迟压缩调度可避免不必要的填充(取决于可用RLC PDU大小和语音编解码器分组大小)。
延迟压缩优先级函数(function)可与其它优先级函数相结合。例如，延迟压缩优先级函数可与图2所示的延迟调度函数相结合。结果如图10中的曲线图所示。在这种方式中，零延迟或极低延迟分组接收极低优先级，而具有长延迟的分组接收极高优先级。这种方式压缩来自高端和低端的延迟抖动，从而产生较小的延迟抖动。
可采用分组传输延迟压缩调度器来实现的延迟分布(沿用例如图6中的优先级曲线)如图10所示，图中示出减小了来自“低端”的延迟抖动或范围。与图4的分布相比，如果使用了延迟压缩以及延迟调度(参见图11的示例优先级曲线)，则甚至更多地压缩分组传输延迟分布。与仅使用延迟调度相比，这种方式实现分组传输延迟抖动的更大减小。
其它考虑
对于延迟压缩调度，分组分析器确定传输队列中的分组是否可能具有低或者没有分组传输延迟。如上所述，分组分析器通过收集来自那个队列的许多先前分组的延迟统计(延迟分布)，并且通过确定队列中的当前分组与其它分组相比具有低延迟来进行这个操作。延迟统计可基于当前流的分组，这意味着，对于各别分组流，各别分布函数需要被存储在存储器中。这可能需要相当多的存储容量，因为可能存在许多活动流。
降低存储器要求并且简化延迟确定过程的一个备选方案是仅对组合的所有流收集延迟统计。那种方式仅需要存储一个公共延迟分布函数。但是，交换条件是不太精确的判定，因为根据每个各自的流中传送的数据类型，这些流相对于调度延迟可具有很不同的特性和要求。精度与存储要求之间的折衷是集中具有相似特性的流的统计。
另一考虑是无线信道条件。延迟压缩调度增加分组捆绑的概率，这在如上所述的优良无线条件的满意度方面可以是极为有利的。但是，在不良无线条件下，出错概率显著增加。这种情况对于捆绑极为麻烦。捆绑表示成功地传送作为多分组传输块的一部分的分组的概率随着那个块中在一个TTI期间同时传送的分组增加的数量而降低。因此，延迟压缩算法的另一示例实施例适配分组优先级以说明不同的信道条件。例如，当C/I比低于预定义阈值时，低延迟分组的优先级可增加而不是减小。一种示例如图12所示。虽然这种差异可增加延迟抖动，但是对于保持相当恒定的分组速率以便能够维持连接并且运行会是更重要的。此外，对于避免在信道条件很差并且若干分组捆绑到由于那些不良信道条件而被破坏的相同传输块时可能发生的过多连续分组损失也是重要的。延迟压缩调度的优点
分组传输的延迟压缩提供许多优点。首先，减小延迟抖动范围意味着可为例如VoIP等延迟敏感服务提供更好的结果。其次，较小延迟抖动意味着需要较小的抖动缓冲器。
第三，可更好地利用传输资源。协议栈中的各层(IP、RLC、MAC-d、MAC-hs)添加转换成开销的报头。分组传输延迟压缩调度促进到传输块的分组捆绑。每个块发送更多分组降低了报头开销的影响。类似地，如果更多MAC-d传输块可捆绑以填充MAC-hs传输块的大部分，则将需要较少填充来“填充”MAC-hs块，并且填充的开销可“分布”于若干分组。
第四，对一个分组流的优先级指定可与其它分组流的优先级指定无关地进行。因此，优先级指定功能可与对不同分组流进行比较并确定调度哪个分组流以便进行传输的调度功能分离。
第五，分组传输延迟压缩调度是自适应的。仅当存在来自优先级重新分配的有益效果时才修改分组优先级需求。仅当存在可牺牲无线资源的分组流并且存在可受益于变为可用的那些资源的分组流时，分组传输延迟压缩调度器才重新分配优先级。如果仅存在具有低延迟的分组流，则不会重新分配资源，并且所有流将保持它们各自的延迟。类似地，如果仅存在具有长延迟的流，则优先级将保持不变，因为不存在可放弃资源的流。
第六，对于同一蜂窝中的流以及不同蜂窝中的流，可减小不同流之间的延迟差异。对于例如因系统负荷的差异引起的大差异，难以确定一个蜂窝的变化对于周围蜂窝的性能会有什么影响。由于蜂窝的性能通常是该蜂窝负荷的非线性函数，所以影响特别难以分析。另外，如果不同蜂窝工作在该非线性函数的不同点，则难以分析进行修改时整体系统增益将会是什么情况。通过使蜂窝中的流表现得更相似，易于预测和/或分析参数设定的变化的影响。
第七，在对若干流汇集分组传输延迟统计的情况下，分组传输延迟压缩调度还使不同分组流表现得更相似，汇集的统计更为准确。
虽然已经详细说明和描述了本发明的各种实施例，但权利要求书并不局限于任何具体实施例或示例。以上描述不应当被理解为表示任何具体单元、步骤、范围或功能是绝对必要的，使得它必须包含在权利要求书的范围内。专利主题的范围仅由权利要求书来定义。法律保护的范围由允许的权利要求及其等效物中所述的词语来定义。权利要求书不是意在援引35 USC§112的第6部分，除非使用了词组“用于...的装置。”

Claims (31)

1.一种用于对通过信道的分组传输进行调度的方法，包括：
在通过所述信道的传输之前缓冲与第一分组流关联的一个或多个分组；
确定所述一个或多个缓冲分组的第一传输优先级，所述方法特征在于：
估计所述一个或多个缓冲分组是否将具有小于阈值延迟的缓冲延迟；
如果是，则对所述一个或多个缓冲分组增加所述缓冲延迟；以及
基于所述增加的缓冲延迟对所述一个或多个缓冲分组的传输进行调度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述缓冲延迟按每个分组、分组的每个流或者每组分组流来增加。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：通过降低所述一个或多个缓冲分组的所述第一传输优先级来增加所述缓冲延迟，其中所述传输调度基于所述降低的优先级。
4.如权利要求3所述的方法，其中，具有所述降低的优先级的所述一个或多个缓冲分组在被调度以供传输之前被缓冲的时间比所述一个或多个缓冲分组在所述第一传输优先级时被缓冲的时间更长。
5.如权利要求3所述的方法，其中，基于分组统计确定所述缓冲延迟。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述一个或多个分组属于第一分组流，以及其中，相对于对所述第一分组流的分组所确定的延迟来估计所述缓冲延迟。
7.如权利要求5所述的方法，其中，相对于对多个分组流的分组所确定的延迟来估计所述缓冲延迟。
8.如权利要求3所述的方法，其中，以增量重复降低所述一个或多个缓冲分组的所述第一传输优先级。
9.如权利要求3所述的方法，还包括：
增加已经被缓冲得比预定缓冲时间长的分组的优先级。
10.如权利要求3所述的方法，还包括：
给低于所述阈值延迟的分组指定零或最低优先级。
11.如权利要求3所述的方法，还包括：
基于下列一个或多个来适配所述第一传输优先级：信道条件、分组大小、传输缓冲器满溢度、分组服务优先级或者与所述第一分组流关联的预订信息。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述信道是多个用户共享的信道，以及所述一个或多个分组是基于IP的语音分组。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述多个用户共享的信道是高速下行链路共享信道。
14.一种用于对通过信道的分组传输进行调度的设备，包括：
传输缓冲器(30)，用于在通过所述信道的传输之前缓冲与第一分组流关联的一个或多个分组；
分组分析器(32)，配置成对所述一个或多个缓冲分组确定第一传输优先级，以及
分组调度器(36)，用于基于增加的缓冲延迟对所述一个或多个缓冲分组的传输进行调度，
所述设备的特征在于，所述分组分析器(32)还配置成：
估计所述一个或多个缓冲分组是否将具有小于阈值延迟的缓冲延迟；
如果是，则增加所述一个或多个缓冲分组的所述缓冲延迟。
15.如权利要求14所述的设备，其中，所述分组分析器配置成按每个分组、分组的每个流或者每组分组流来增加所述缓冲延迟。
16.如权利要求14所述的设备，其中，所述分组分析器配置成通过降低所述一个或多个缓冲分组的所述第一传输优先级来增加所述缓冲延迟，其中，所述分组调度器配置成基于所述降低的优先级对来自所述缓冲器的分组传输进行调度。
17.如权利要求16所述的设备，其中，所述分组分析器配置成在所述缓冲器中将具有所述降低的优先级的所述一个或多个缓冲分组在被调度以供传输之前比所述一个或多个缓冲分组在所述第一传输优先级被缓冲时存储更长时间。
18.如权利要求16所述的设备，其中，所述分组分析器配置成基于分组统计确定所述缓冲延迟。
19.如权利要求18所述的设备，其中，所述一个或多个分组属于第一分组流，以及其中，所述分组分析器配置成相对于对所述第一分组流的分组所确定的延迟来估计所述缓冲延迟。
20.如权利要求18所述的设备，其中，所述一个或多个分组属于第一分组流，以及其中，所述分组分析器配置成相对于对多个分组流的分组所确定的延迟来估计所述缓冲延迟。
21.如权利要求16所述的设备，其中，所述分组分析器配置成以增量重复降低所述一个或多个缓冲分组的所述第一传输优先级。
22.如权利要求16所述的设备，其中，所述分组分析器配置成增加已经被缓冲得比预定缓冲时间更长的分组的优先级。
23.如权利要求16所述的设备，其中，所述分组分析器配置成给低于所述阈值延迟的分组指定零或最低优先级，所述设备还包括：
分组合并器(38)，用于组合来自所述缓冲器的多个分组以便包含在传输块中。
24.如权利要求16所述的设备，其中，所述分组分析器配置成基于下列一个或多个来适配所述第一传输优先级：信道条件、分组大小、传输缓冲器满溢度、分组服务优先级或者与所述第一分组流关联的预订信息。
25.如权利要求14所述的设备，还包括：
多个分组缓冲器(30)，以及
优先级存储器(34)，用于存储所述多个分组缓冲器的每个分组缓冲器的关联传输优先级，
其中，所述分组分析器配置成基于所述多个分组缓冲器的每个分组缓冲器的所述关联传输优先级来对各分组缓冲器的分组传输进行调度。
26.如权利要求14所述的设备，其中，所述信道是多个用户共享的信道，且所述一个或多个分组是基于IP的语音分组。
27.如权利要求26所述的设备，其中，所述多个用户共享的信道是高速下行链路共享信道。
28.一种用于对通过信道的分组传输进行调度的设备，包括：
传输缓冲器(30)，用于在通过所述信道的传输之前缓冲与第一分组流关联的一个或多个分组；
分组分析器(32)；以及
分组调度器(36)，用于对所述一个或多个缓冲分组的传输进行调度，
所述设备特征在于，所述分组分析器(32)配置成减小与传送来自所述传输缓冲器的分组关联的分组传输延迟抖动，以及所述分组调度器(36)配置成按照所述减小的分组传输延迟抖动来对所述一个或多个缓冲分组的传输进行调度。
29.如权利要求28所述的设备，其中，所述分组分析器配置成通过降低所述一个或多个缓冲分组的第一传输优先级来减小分组传输延迟抖动，以及其中，所述分组调度器配置成基于所述降低的优先级来对来自所述缓冲器的分组传输进行调度。
30.如权利要求28所述的设备，其中，所述信道是多个用户共享的信道，且所述一个或多个分组是基于IP的语音分组。
31.如权利要求30所述的设备，其中，所述多个用户共享的信道是高速下行链路共享信道。
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