CN1849836A - 用于上行链路资源分配的系统、装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于管理上行链路无线电资源的系统、方法和装置。RRAM根据单独的QoS要求，使用选择性的速率减小，用以确保用于用户站的资源。RRAM响应于对新的DDCH的请求，可以断开处于低数据速率的并且不具有媒体预留的用户站。RRAM响应于来自用户站的业务测量报告，尝试增加或者减小用户站的数据速率。当存在不足够的上行链路资源时，RRAM试图降低具有较高速率的用户站的速率。在搜索待降低的用户站时，RRAM开始于最高速率并搜索较低的数据速率，直至找到适当的候选用户站。RRAM还预留不会重新分配给其他用户站的用于用户站的资源。

Description

用于上行链路资源分配的系统、装置和方法
发明领域
本发明涉及网络中无线电资源分配的领域。更特定地，本发明涉及一种用于将无线电资源分配给多个向无线电基站进行发射的用户站的系统、装置和方法。
发明背景
在设计用于承载“媒体”和“数据”服务的混合网络中，该网络需要提供足够的容量(其可作为以bits/s为单位的数据速率进行测量)以满足每个用户的需要。诸如电话呼叫(telephony call)、流视频(streaming video)等的媒体业务，需要可预知的网络容量的量(例如，使用G.729AB编解码的电话呼叫需要9.6kbits/s)；然而，必须确保该容量。否则，等待时间将劣化媒体服务，并且导致不能令人满意的用户体验。诸如HTTP请求和FTP服务的数据业务，会常常需要大量的容量，但是用户通常将容忍短暂的等待时间周期。然而，如果存在很大的等待时间或者数据速率过低，则用户将不能满意。
为每个用户提供充足的容量是具有挑战性的，这是因为网络占用有限的资源量来提供该容量。在基于无线电网络中，该有限的资源可以包括无线电带宽、发射功率电平等。如果该网络包括用户站之间的共享链路，则这些无线电资源和所导致的容量必须在用户站之间进行分配。例如，时分多址(TDMA)网络将时隙分配给节点用以在链路上进行发射，而码分多址(CDMA)网络可以将不同的扩频因子和/或发射功率电平分配给用户站。出于经济的原因，网络运营商希望分配尽可能多的网络资源，允许小的安全裕度，用以提供最优化的数据速率、通过量和经济回报。然而，网络运营商必须小心不使网络中出现过度的业务量，其能够引发严重的性能和/或稳定性问题。
网络运营商进一步关注如何在多种用户站之间(无论它们是属于个人用户的蜂窝电话、PDA、具有无线网卡的膝上式计算机等等)分配可利用的无线电资源。可以在所有的用户站之间公平地执行分配，或者按照优先级执行分配，用以反映某些用户站相对于其他用户站的不同的服务或者服务等级。例如，应为通常是不能容忍等待时间(latency-intolerant)的媒体业务提供相对于可以容忍等待时间的(latency-tolerant)数据业务(如HTTP请求)的优先级。相似地，某些用户站可以付费或者另外被授权用以拥有比其他用户站更高的平均数据速率或者更好的服务等级。
在集中式基于无线电的网络中，多个用户站同单一的基站进行通信。基站准许用户站进入网络上并在上行链路(多个到一个)和下行链路(一个到多个)方向上分配一部分网络资源用以为每个用户站提供服务。由于基站负责进行资源管理，因此基站有必要监视网络业务量等级以有效地分配和/或重新分配无线电资源，用以确保用于每个用户站的足够容量。在下行链路方向中(即，从基站到用户站)，由于所有的数据和媒体业务直接通过基站传递到用户站，所以监视是相对直接的，由此允许基站监视网络使用、分配资源和调度业务。
由于单独的用户站典型地不了解其他处于该基站范围中的用户站，因此它们具有关于当前网络业务量的不完整的信息，所以管理上行链路(即，从用户站到基站)业务是更加困难的。典型地需要位于基站的无线电资源和接入管理器(radio resource and access manager，RRAM)来管理准许用户站进入网络以及用户站之间资源的分配和重新分配。
RRAM策略涉及，准许用户站进入网络、分配资源以满足“公平性”或者其他资源分配标准、以及根据可利用资源管理使用等级，用以在使用接近最大阈值时确保适度的服务劣化和/或稳定性。对于特定的物理信道(以太网、无线等)，RRAM策略典型地设计用于网络所期望承载的不同类型的数据结构(例如，基于会话的业务、突发(bursty)IP业务等)。
在简单的实现方案中，每个用户站可以使用ALOHA类型协议连接到基站，其中用户站随意地进行简单地发射，并且如果早期的发射失败，则以随机的间隔不断重试。如本领域的技术人员所了解的，在无线环境中，ALOHA类型协议在其容量利用方面是非常没有效率的。多种更加成熟的上行链路业务量管理方案已得到发展和/或被提出，诸如随机接入轮询(random access polling)、资源调度和预留系统。在它们的文献中，在IEEE Communication Survey(Second Quarter 2000)，Ajay Gummalla and John Limb中出版的“Wireless Medium AccessProtocols”调查了致力于这些问题的多种MAC策略。
如本领域的技术人员所了解的，在CDMA系统中分配信道资源的通用的方法是过量提供(overprovision)信道。在传统的IS-95 CDMA系统中，信道具有固定的大小，针对最坏情况被设计具有很大的冗余。尽管过量提供允许信道中的某些稳健性，但是这是对网络资源的没有效率的利用。由于信道大小是固定的，因此在优于最坏情况的情况中，该信道是未充分利用的(就最大容量而言)。例如，分配的信道可以提供19.2kbits/s。不论信道质量如何，用户将仅在19.2kbits/s不断进行发射。
此外，一旦信道被预定，则这些信道资源不可用于网络的剩余部分，即使当前在该信道中未发射任何东西。这导致了网络资源的非最优化利用，特别是在用户站发射诸如IP的突发业务时。通过为用户“过量预定”(overbook)信道，可以部分地减轻这些问题。由于实际使用的统计分布，基站可以过量预定用户而不会使网络过载。然而，为了确保稳定性，过度预定必然倾向于未充分利用，即其中带宽被浪费和被过度使用，而其中发生了拥塞。
另一管理上行链路业务的方法是使用“概率调度(probabilisticscheduling)”。通过概率调度，基站向每个用户站提供“发射概率(transmit probability)”。该发射概率是用户站将发射分组的概率。概率调度允许基站更好地管理突发网络业务。然而，关于概率调度的一个问题是必须向所有的用户站提供信道，不论它们是否正在发射，而该信道在大部分网络中典型地是有限的资源。而且，如通过许多3G系统(诸如第三代伙伴项目(The Third Generation Partnership Program)(www.3gpp.org))实现的概率调度被设计用于“基于会话”的服务或者更类似于连接的服务，并且未被优化用于语音和传统IP数据业务的混合业务。
另一被提出的解决方案，“按需分配调度(demand assignmentscheduling)”尝试基于每个业务信道的QoS要求来分配带宽。用户站向基站请求专用的带宽，典型地使用针对该目的而提供的随机接入信道(random access channel，RACH)或者其他控制或信令信道。然后基站基于通过其自身调度规则进行调整的整体网络需求，调度带宽分配给每个用户站，并且在适当的时刻授权每个用户站进行发射。本领域的技术人员将认识到，许多种调度规则是可行的，每个规则集被优化用于不同类型的业务、QoS要求和信道结构，但是该系统仍然基本上是基于连接的。
因此，需要提供一种系统、装置和方法，其提供有效地使用可利用容量的上行链路资源分配，并且能够以用于信令的适度小量资源在潜在大量的激活用户之间重新分配资源，同时确保不同用户之间的服务质量(QoS)和公平性(不论是如何定义的)，并且对于在不同使用情况下承载多种业务类型的网络，其允许网络业务在拥塞或者资源缺乏的时期中适度劣化。
发明概述
本发明一个的目的在于，提供一种新颖的系统、方法和装置，其消除或者减轻了至少某些上文认定的现有技术的缺陷。根据本发明的第一方面，提供了一种用于在网络中管理对分配至少一个上行链路专用数据信道的请求的方法，该网络包括基站和多个用户站，其中该基站包括无线电资源和接入管理器，其中该基站可以从未分配的专用数据信道池中分配专用数据信道，并且可以分配一部分无线电资源，用以向所分配的信道分配数据速率容量，该方法包括：
a)在基站处接收来自多个用户站中的一个用户站的对专用数据信道的请求；
b)无线电资源和接入管理器确定是否有足够的无线电资源可用于提供所请求的数据信道，以及是否有专用的数据信道可用于从未分配的专用数据信道池进行分配，然后
i)如果该资源和该专用数据信道是可利用的，则前进至步骤(e)；
ii)如果该必要的资源是不可利用的，则前进至步骤(d)；
iii)如果该资源是可利用的但是专用数据信道是不可利用的，则前进至步骤(c)；
c)确定是否存在来自具有已分配专用数据信道的多个用户站中的至少一个其他用户站适合使其已分配的专用数据信道返回至未分配的专用数据信道池，然后
iv)如果存在至少一个其他用户站适合使其已分配的专用数据信道返回，则使该已分配的专用数据信道返回到未分配的专用数据信道池；然后前进至步骤(e)；或者
v)否则，终止该方法；
d)确定是否存在具有带有第一数据速率容量的已分配专用信道的至少一个其他用户站可被减小至较低的数据速率容量，用以使得无线电资源是可利用的，并且减小该第一数据速率容量以使相关的无线电资源释放成为可利用的，然后
vi)如果该至少一个用户站存在，则返回步骤(b)；
vii)如果该至少一个用户站不存在，则终止该方法；并且
(e)将来自未分配的专用数据信道池的专用数据信道分配给该一个用户站。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在网络中将最小上行链路数据速率分配给用户站的方法，该网络包括基站和多个用户站，该多个用户站中的每一个被独立分配了来自可能的数据速率集合中的当前数据速率，并且该数据速率要求改变上行链路无线电资源的量，该方法包括：
a)在基站处接收来自多个用户站中的一个用户站的预留请求；
b)确定是否有足够的上行链路无线电资源可利用于向该一个用户站分配最小数据速率，然后
i)如果有足够的上行链路无线电资源是可利用的，则前进至步骤(e)；
ii)如果没有足够的上行链路无线电资源是可利用的，则前进至步骤(c)；
c)确定是否存在来自多个用户站的至少一个其他用户站适合于较低的数据速率，然后
iii)如果存在至少一个其他的用户站适合于较低的数据速率，则前进至步骤(d)；
iv)否则，忽略该预留请求并终止该方法；
d)确定来自适合于较低数据速率的至少一个其他用户站中的哪个特定用户站将移至较低的数据速率，并且将该特定用户站移至较低的数据速率，并且然后返回步骤(b)；并且
e)将最小数据速率分配给该一个用户站。
本发明提供了一种系统，其用于管理上行链路资源，用以确保有效地使用可利用的上行链路资源并且用以提供上行链路用户站之间的公平性。RRAM响应于多个不同的系统事件，诸如接收到高或低的业务量报告、预留请求或者RACH请求。通常，RRAM试图将较高的数据速率(DDCH)分配给需要它们的用户站。
RRAM根据用户站的单独要求，使用选择性速率减小策略来确保有足够的网络资源用于用户站。RRAM响应于对新的DDCH的RACH请求，可以断开处于低数据速率的且不具有媒体预留(mediareservation)的用户站。RRAM响应于来自用户站的业务测量报告，尝试增加或者减小用户站的数据速率。当存在不足够的上行链路资源可用于满足该上行链路负载/需求(在高业务量测量报告的情况中)时，RRAM试图降低当前以较高速率发射的另外的用户站的速率，以便于为来自第一用户站的速率增加留出空间。在搜索候选的高速率用户站时，基站的RRAM开始于最高速率并检查处于该速率的最久的用户站。RRAM继续搜索较低的数据速率，直至找到适当的候选用户站。该策略防止用户站在其他的低速率用户站要求更大带宽时占有高速率信道。在有多个用户站要求速率增加的拥塞时期中，高数据速率信道以循环的方式分配给用户站，其中每个用户站仅在固定的时间周期内保持高速率信道。
附图简述
现在，通过参考附图，将仅借助于示例来描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的无线网络的示意图；
图2是如图1中所示的通信链路图，其包括多个信道；
图3是图1中示出的基站的示意图；
图4是图1中示出的用户站中的一个的示意图；
图5是在图2中示出的通信链路上在用户站和基站之间发射的事件消息图；
图6a、6b和6c是图1中示出的网络的信道转换的状态图；
图7是在图3中示出的基站上运行的无线电资源管理器的示意图；
图8是示出了无线电资源管理器如何处理上行链路DDCH分配的流程图；
图9是示出了调整上行链路DDCH大小的流程图；
图10是示出了无线电资源管理器如何处理低业务量测量报告的流程图；
图11是示出了无线电资源管理器如何处理高业务量测量报告的流程图；
图12是示出了无线电资源管理器如何处理对预留上行链路资源的请求的流程图；
图13是示出了无线电资源管理器如何处理对释放预留的上行链路资源的请求的流程图；
图14是示出了无限资源管理器如何处理上行链路负载报警的流程图。
发明详述
现在参考图1，用于发射数据的无线网络通常标在20处。网络20包括无线电基站24和多个用户站28a，28b...28n。在当前的优选实施例中，无线电基站24通过适当的网关以及一个或多个回程(backhaul)(未示出)，诸如T1、T3、E1、E3、OC3或其他适当的陆线链路，或者卫星或其他的无线电或微波信道链路，或者如本领域的技术人员所想到的任何其他的适合作为回程站进行操作的链路，连接到至少一个数据电信网络(未示出)，诸如基于陆线的交换数据网络(landline-based switched network)、分组网络等。
基站24同用户站28进行通信，在本发明的实施例中，该用户站28安装在用户的房屋，如无线本地环路(wireless local loop，WLL)系统中常见的，但是如将看到的，其还可以是游动的或者可以是移动站。由基站24服务的用户站数目“n”可以取决于多种因素而变化，包括可利用的无线电带宽量和/或用户站28的配置和要求。
如图1中所说明的，用户站28相对于基站24的地理分布不需要是对称的，而且由于多种因素，物理上位置彼此接近的用户站28也不必经历相同或者相似的接收质量，这些因素包括：地理环境(存在或缺乏可以反射或者屏蔽信号的建筑物)、无线电环境(存在或者缺乏无线电噪声源)等。因此，在大部分情况中，由基站24服务的单独的用户站28将具有显著不同的接收和发射(下文中被称为“收发”(transception))质量，并且这些收发质量将随时间变化。如本领域的技术人员所了解的，用户站28可以在地理上被分为不同的扇区36，其通过基站24处的波束成形天线(beam forming antenna)形成，用以增加可自单一的基站位置所服务的用户站28的数目。在该情况中，每个扇区36基本上用作不同的基站，并且基站24可以按照独立于每个其他扇区36的方式管理每个扇区36中的网络资源。尽管图1仅示出了一个基站24，但是本领域的技术人员将进一步认识到，网络20可以包括多个地理上分布的基站24，其具有对用户站28的重叠扇区36的覆盖，并且其中重叠扇区36的覆盖区域中的每个用户站可以选择由哪个基站24为其提供服务。
在每个扇区36中，通过无线电装置在基站24和扇区36中的每个用户站28之间建立通信链路32。通信链路32a发射在基站24和用户站28b之间传输的信息，通信链路32b发射在基站24和用户站28c和28d之间传输的信息，等等。可以使用多种多路接入技术实现通信链路32，其包括TDMA、FDMA、CDMA或者诸如GSM的混合系统等。在本实施例中，在通信链路32上发射的数据使用CDMA作为多路接入技术进行发射，并且数据具有分组的形式，被封包在分隙时帧(slotted time frame)中，其细节将在下文中得到更加详细的讨论。
如此处使用的，术语“分组”、“被分组的”和“分组的”指分组数据传输的整个配置，用于在预定的目标接收机处该分组数据的接收。数据的分组可以包括，但不限于，应用不同等级的前向纠错(FEC)码(从未编码到高级编码和/或不同的编码方法)，使用多种等级的码元重复，使用不同的调制方案(4-QAM、16-QAM、64-QAM等)以及任何其他的用于配置数据传输的技术和方法，其选择适合该传输的所需的无线电(或者其他物理层)资源量、数据速率和传输错误的概率。例如，数据可以通过速率1/4 FEC编码(每一个数据比特在4比特信息中传输)和16-QAM调制进行分组，用以传输到第一预定接收机，并且通过速率1/2 FEC编码和64-QAM调制进行分组，用以传输到第二预定接收机，其具有比第一预定接收机更好的接收质量。
通信链路32在上行链路(从用户站28到基站24)和下行链路(从基站24到用户站28)方向上进行操作。提供上行链路和下行链路方向的方法没有特定的限制，在本实施例中，通信链路32通过频分双工(FDD)进行操作。然而，其他提供上行链路和下行链路方向的方法，诸如时分双工(TDD)及其混合方案也在本发明的范围之内。
现在参考图2，在当前的实施例中，通信链路32包括多个信道，其在当前的CDMA实现方案中是通过链路32的正交编码实现的。在下行链路方向，基站24使用广播数据信道(BDCH)38向扇区36中的所有用户站28提供信令和数据的传输。
在基站24和每个需要向基站24发射数据的用户站28之间建立分立的DDCH 40，并且DDCH 40可以在需要时适当地调制大小以提供多种数据速率容量。DDCH是双向的，尽管它们在上行链路和下行链路中具有不同的数据速率容量。
要求DDCH 40的用户站28(即它们不具有已建立的DDCH 40)使用随机接入信道(random access channel，RACH)42来请求其建立。由于RACH 42在扇区36中的所有用户站28之间共享，所以将分隙Aloha类型协议用作RACH 42上的多路接入技术。通常使用分配给用户站28的DDCH 40从用户站28发射信令业务到基站24，但是某些信令，诸如上文提及的对DDCH的请求，可以由RACH 42发射。
图3更加详细地示出了基站24的示例。为了清楚起见，基站24示出了单一扇区的基站的示例。然而，多扇区的基站24也在本发明的范围内。基站24包括天线46，或者多个天线，用于在通信链路32上接收和发射无线电通信。天线46连接到无线电装置48和调制解调器50。调制解调器50连接到微处理器-路由器组件52，诸如由INTEL制造PentiumIII处理器系统。微处理器-路由器组件52负责对其扇区36中的所有用户站28进行无线电资源管理。应当理解，组件52按照需要可以包括多个微处理器，如果需要，和/或者在需要时可以将路由器作为分立的单元提供。微处理器-路由器组件52中的路由器以任何适当的方式连接到回程56，其接下来将基站24连接到数据电信网络(未示出)。
现在参考图4，更加详细地示出了用户站28的示例。用户站28包括天线60，或者多个天线，用于在通信链路32上接收和发射无线电通信。天线60连接到无线电装置64和调制解调器68，其接下来连接到微处理器组件72。
微处理器组件72可以包括，例如，由Intel制造的StrongARM处理器，其执行多种功能，包括实现A/D-D/A转换、滤波器、编码器、解码器、数据压缩器、解压缩器和/或分组汇编/分解。微处理器组件72还包括一个或多个缓冲器74，其存储等待被经由通信链路32发射到基站24的队列业务。
如图4中所示，微处理器组件72使调制解调器68同数据端口76互连，用于将用户站28连接到数据客户端设备(未示出)，诸如个人计算机，个人数字助理等等，其可操作用于使用在通信链路32上接收的数据。因此，微处理器组件72可操作用于处理数据端口76和调制解调器68之间的数据。微处理器组件72还互连到至少一个电话端口80，用于将用户站28连接到诸如电话的电话设备(未示出)。
现在参考图5，在网络20中，上行链路资源的分配是由无限资源管理器(RRAM)100控制的，其运行在基站24的微处理器组件52上或者在系统20中的任何其他的适当的计算设备上。RRAM 100负责向用户站28分配DDCH 40，从用户站解除DDCH 40和为用户站28分配和重新分配数据速率容量。如下文所讨论的，分配给DDCH 40的数据速率可以基于来自用户站28的需求以及对可利用的上行链路资源的需求和可利用的上行链路资源量而随其持续时间过程而变化。对于媒体业务的容量分配，即需要保证容量的业务，通过预留上行链路资源而实现，其中得到保证的最小数据速率被分配给每个DDCH 40以确保据此发射媒体业务。
不具有DDCH 40的用户站28可以使用RACH 42上的RACH请求112来请求专用信道。RRAM 100响应于接收自用户站28的RACH请求112，如下文所详细描述的，确定是否有资源可用于创建新的DDCH 40用于该用户站28。如果该资源是可利用的，则RRAM 100将分配DDCH 40。如果该资源是不可利用的，则RRAM 100可以确定是否可减小已经具有分配的DDCH 40的用户站28的数据速率容量，或者确定具有已分配的DDCH 40的用户站28是否可进入“等待(camped)”状态以使得所需的资源可用于开启新的DDCH 40用于正在请求的用户站28。当用户站28处于等待状态时，其在扇区36内的存在对于基站24是已知的，但是未分配DDCH 40。如果用户站28发射RACH请求112并且在预定时间周期内未接收到来自基站24的响应，则其将重新发射其RACH请求112，如果该用户站28仍需要DDCH 40的话。
作为其正常操作的一部分，具有已分配的DDCH 40的用户站28发送(用于数据业务的)业务量测量报告104或者(用于类似于电话服务的媒体业务的)预留请求108，用以指出用于其DDCH 40的数据速率容量要求。这些测量报告104或者预留请求108在DDCH 40上发射到基站24。如果在预定的时间周期之后未提供对这些消息的响应，则将重新发射这些消息，如果触发它们的条件仍然存在。
具体地，每个用户站28使在缓冲器74中等待发射的分组进行排队，并且在本实施例中发射测量报告104，该报告104识别在缓冲器74中的队列大小何时超出预定阈值(指出有高的业务量待发送)或者其队列大小何时下降到低于第二预定阈值(指出有低的业务量待发送)，其中第二阈值低于第一阈值。在当前的实施例中，在发射测量报告104之前，缓冲器74中的队列大小必须在预定的时间周期内维持超过第一预定阈值或者下降到低于第二预定阈值。这避免了响应于待发送业务量中的瞬间尖峰或者间歇而发射测量报告104。
用户站28还可以发送预留请求108以预留用于媒体服务的最小量的保证上行链路资源。分配给用户站的保证上行链路资源通常不从正在使用中的用户站中重新分配出去，因此可以用于发射媒体业务。
基站24接收测量报告104和预留请求108，并且在RRAM 100中产生系统事件。RRAM 100响应于这些系统事件，确定对于一个或者多个用户站28是否需要DDCH 40的数据速率修改。如果对于用户站28需要数据速率增加，并且如果，如下文所述，必要的资源是可利用的或者可以使其成为可利用的，则基站24使用DDCH 40中的带内信令向用户站28通知其新的上行链路DDCH 40配置，并且该用户站28随后切换到新的配置。如果用于数据速率修改的必要的资源是不可利用的，则RRAM 100忽略测量报告并且将考虑下一报告。如果需要减小数据速率，则RRAM 100将使用DDCH 40中的带内信令向受影响的用户站28通知其新的上行链路DDCH 40配置，并且该用户站28随后切换到新的配置。RRAM 100在接收到这些事件时依照顺序对它们作出响应。
RRAM 100响应于上文提及的任何事件，可以调整一个或者多个上行链路DDCH 40的大小。对于具有DDCH 40的给定的用户站28i，新的速率可以选自预先选择的速率(R)的集合中，其被表示为{Ri min，R1，R2，...RN}。R1，R2，...RN表示对于DDCH 40可能的离散速率的集合，其中R1＜R2＜...＜RN并且RN表示基站28i可利用的最高的离散速率。R中速率的数目(N)可由网络运营商配置。
Ri min是可被预留用于任何特定的用户站28i的最小上行链路速率(例如，以kbits/s为单位)，并且等于其为媒体业务(如果存在)预留的(多个)当前上行链路预留加上分配用于非媒体数据业务的最小数据速率的和。同样地，对于任何特定的用户站28，Ri min的值在预留的上行链路容量量变化时随时间改变。应认识到，Ri min可以大于任何小于RN的R值(R1，R2...)(由于RN是用户站28可利用的最大数据速率)。在每个用户站28i中存在Ri min的一个实例。在当前的实施例种，每个速率缓冲器中R的值(以kbps为单位)可由网络运营商配置。
当DDCH 40首先分配给用户站28i时，起初向其分配等于其Ri min的速率。当准许用户站28i的第一速率增加时，向其分配大于Ri min的最小的R。在随后的信道转换中，用户站28i的速率可以在集合{R1，R2，...，RN}中步进式改变，但是不能下降到低于其Ri min。图6a～6c示出了具有四个离散速率的系统中可能的信道转换的某些示例。图6a示出了其中Ri min＜R1的可能的信道转换的集合。图6b示出了其中R1＜Ri min＜R2的可能的信道转换的集合。图6c示出了R2＜Ri min＜R3的可能的信道转换的集合。在这三种情况中的每一个中，总是向用户站28提供至少等于其Ri min的信道速率。在当前的实施例中，速率之间的改变需要约50ms以供发生，并且由于必须建立DDCH，而这相对于速率改变所需要的时间需要长的时间周期，因此脱离等待状态(未示出)典型地需要占用比速率到速率之间的转换更长的时间(在当前实施例中约为500ms)。
现在参考图7，RRAM 100保持有用户记录116的列表，其跟踪每个用户站28上的信息。在本实施例中，每个用户记录116至少包含：唯一标识符120、最小上行链路速率124、上行链路负载因子128和速率指数132。唯一标识符120是关于其特定的用户站28的唯一的值，并且用于跟踪用户记录116。最小上行链路速率124存储用户站28i的Ri min并且每当Ri min改变时更新。上行链路负载因子128存储上行链路DDCH 40的当前上行链路负载度量(Li min)。如本领域的技术人员所了解的，上行链路负载度量表示由环境干扰调节的已分配的数据速率的负载因子。Li min等于在数据速率Ri min的上行链路DDCH 40的上行链路负载度量。上行链路负载因子128在每当最小上行链路速率124的值改变时更新。速率指数132存储用户站28i的当前数据速率(来自R的集合)的指数值(RateIdxi)。速率指数132的范围为零到N，其中零对应于Ri min，而N对应于R的最大值。速率指数132在每当DDCH 40上的数据速率改变时更新其RateIdxi的值。
RRAM 100还保持有多个速率列表136，其跟踪处于每个数据速率的不同的用户站28。除了速率缓冲器136a以外，每个速率列表136同来自集合R中的特定上行链路数据速率相关，该速率缓冲器136a包含具有最小数据预留(速率指数等于零)的用户站28的记录。这样，速率列表136a保持有关于每个已被分配了速率Ri min的用户站28的标识符，速率列表136b保持有关于每个已被分配了速率R1的用户站28的标识符，速率列表136c与R2相关，等等。具体地，速率列表136中的每个用户速率记录138包含标识符140，其等同于相应的标识符号码120和转换时间144，其指出了特定的用户站28移至其当前的数据速率的时间。在当前的实施例中，转换时间144是在用户站28移至其当前速率时得到的时间标记。然而，其他的确定用户站28保持在其当前速率的时间长度的方法(诸如发射帧计数器)也在本发明的范围内。如下文进一步描述的，RRAM 100将转换时间144同最小保持时间进行比较以确定用户站28是否可以移至较低的数据速率。在每个速率缓冲器136中，用户速率记录138按照它们在当前速率等级中的时间顺序以降序存储。对于每个速率改变，将用户速率记录138从其当前的速率列表136中移除，添加到与匹配新的数据速率的新速率列表136的底部，并且更新转换时间144。
RRAM 100还保持有跨越整个扇区36使用的多个值。上行链路负载148是RRAM 100对扇区36中上行链路干扰(ηUL)的估算，并且测量所有DDCH 40的负载加上其他干扰的和。如本领域的技术人员将认识到的，在CDMA系统中，对于在基站24的接收机处接收到的信号，扇区36中每个用户站28i的传输用作对扇区36中的每个其他用户站28i传输的干扰。而且，还将存在其他的干扰源，诸如其他扇区36中的用户站28i或由其他基站24服务的用户站28i，或者其他的无线电噪声源。而且，如本领域的技术人员所将认识到的，在确保可接受的正确接收其信号的概率的同时，每个用户站28的发射功率是有限的并且理想地被配置得尽可能低，用以减少每个用户站28同每个其他用户站28的干扰程度。
如CDMA系统中常见的，在系统20中使用开环和闭环功率控制回路，用以管理每个用户站28i的传输功率电平。当这些回路改变单独的用户站28ii的功率电平时，即使在该特定的用户站28ii的数据传输中没有出现变化，在基站接收机处经历的对来自特定用户28ii的信号的干扰和/或该用户站28ii针对基站接收机处接收的其他用户站28的信号产生的干扰，将随时间变化。而且，允许一个特定的用户站28ii在给定的数据速率容量发射相比于允许另外的具有更好或者更坏的无线电传播信道的特定用户站的发射(并且因此需要明显不同的传输功率电平)，在基站接收机处可以具有对干扰的显著不同的作用。
因此，RRAM 100管理将在基站接收机处经历的信号干扰比，用以提供数据速率容量，尽管不存在这两个量之间的固定关系。
RRAM 100周期性地测量在天线46处接收到的上行链路功率并更新ηUL。此外，RRAM 100在每次上行链路速率转换之后更新ηUL。在当前的实施例中，每个扇区36中存在上行链路负载148的单一实例。
准入阈值152是最大上行链路负载值(TηUL)，针对该值基站24将准许另外的用户站28进入网络20。一旦扇区的上行链路负载148等于或者超出准入阈值152，在不减小上行链路负载148的情况下，基站24将不准许任何另外的用户站28进入网络。在当前的实施例中，每个扇区36中存在准入阈值152的单一实例，并且其可由网络运营商配置。
最大上行链路负载156是RRAM允许的最大负载值(maxηUL)。一旦该扇区的上行链路负载148达到或者超出该变量，则RRAM 100开始减小上行链路负载，并降级分配给用户站28的DDCH 40的速率或者使DDCH 40一起下降。每个扇区36中存在该参数的单一值。在当前的实施例中，最大上行链路负载158是可配置的，尽管其受到系统和环境因素的限制。
扇区干扰比160存储在天线46处接收的扇区间干扰同扇区内干扰的比(q)。扇区间干扰是接收自从不同扇区36或者基站24溢出的用户站28的干扰。扇区内干扰指相同的扇区36中的用户站28产生的干扰。RRAM 100通过考虑扇区间干扰，使用扇区干扰比160更加准确地计算用户站28的上行链路负载。RRAM 100基于其上行链路负载测量结果更新q。在每个扇区36中存在该参数的单一值。
最小保持时间164存储最小保持时间的值(minHoldingTime)，其是用户站28在变得适合于速率减小之前必须停留在特定的数据速率(R)的时间(如下文进一步描述的)。保持时间可以用帧的数目(例如500个帧)来表示，或者用时间周期(例如5秒)来表示。在当前的实施例中，每个扇区36中存在该参数的单一实例，并且其可由网络运营商配置。然而，可以预期，每个用户站28中可以存在最小保持时间164的实例。
maxULDDCH 168存储扇区36中可利用的可分配上行链路DDCH的最大数目的值。例如，如果maxULDDCH是30，则该扇区可以支持30个并发的具有已分配的DDCH 40的用户站28。在当前的实施例中，每个扇区36中存在该参数的单一值，并且其可由网络运营商配置。
minDataRate 172存储为具有上行链路DDCH 40的用户站28的上行链路数据业务预留的最小数据速率的值。minDataRate既表示在RACH请求112之后的上行链路DDCH 40的初始速率，也表示叠在任何媒体预留之上的为数据业务分配的最小速率。同样地，可以认为Ri min等于media reservation+minDataRate。在当前的实施例中，每个扇区中存在minDataRate的单一的值。
在正常操作过程中，RRAM 100响应于不同的事件，诸如接收在基站24处接收的测量报告104、预留请求108或者RACH 112，或者在基站24处产生上行链路负载报警114。RRAM 100使用多个不同的MAC策略，用以在不同的负载条件下响应这些事件。例如，指出用户站28上的高等级队列数据的测量报告104将使RRAM 100试图增加该用户站28的DDCH 40的数据速率，而指出低等级的队列数据的测量报告104将使RRAM 100试图减小DDCH 40的数据速率。这些RRAM 100策略将在下文中得到更加详细的描述。
现在参考图8，示出了响应于在基站24处接收的RACH请求112向用户站28i分配DDCH 40的方法。该方法开始于步骤200，其中RRAM100响应于来自用户站28i的RACH请求112，尝试为用户站28i提供上行链路DDCH 40。如前文所描述的，扇区36中的DDCH 40的总数目不能超过存储在maxULDDCH 168中的数目。如果已经分配了最大数目的DDCH 40，则该方法前进至步骤204，其中RRAM 100将尝试使另外的用户站28j进入等待状态，并且重新分配其DDCH 40。否则，该方法前进至步骤212。
在步骤204中，RRAM 100检查速率列表136以确定是否存在任何具有已分配DDCH 40的用户站28j可以移至等待状态。在当前实施例中，用户站28j将是当前具有速率记录138的最低速率列表136中的最久的用户站28。而且，用户站28j处于其当前的数据速率列表136中的时间必须超过最小保持时间164，并且当前必须不占有任何预留的上行链路容量(即，媒体预留)。如果没有在用户站28满足这些条件，则该方法前进至步骤224。否则，如果可以满足这些条件，则该方法移至步骤208。
在步骤208中，RRAM 100使所选的用户站28j移至等待状态，释放为其分配的DDCH 40。该方法前进至步骤228。
在步骤212中，RRAM 100检查在处于最小数据速率172的新DDCH 40上准入用户站28i是否使上行链路负载148增加超过准入阈值152。在当前的实施例中，下列条件必须为真：ηUL+(1+q)×L(minDaterate)≤TηUL，其被认为是足够的上行链路容量。RRAM 100进行检查以看出当前的上行链路负载148加上处于minDaterate 172的新DDCH 40的额外的负载，乘以扇区干扰比160加1，是否小于或者等于准入阈值152。如果有足够的上行链路容量是可利用的，则该方法前进至步骤228以分配DDCH 40。如果不存在足够的上行链路容量，则该方法移至步骤216。
在步骤216中，RRAM 100确定其是否可以减小任何其他的用户站28j上的数据速率，以便于准许最小速率的新的用户站进入。然后RRAM 100确定所需用于用户站28j的速率减小的步幅数目，以便于提供用于用户站28j的容量。RRAM 100在最高速率列表136中寻找被分配了高于其自身Rj min的数据速率(即速率指数132大于零)的最久用户速率记录138。如果至少一个用户站28j的速率高于其自身的Rj min，则该方法前进至步骤220。如果没有用户站28j具有高于其各自的Rj min的速率，则该方法前进至步骤224。
在步骤220中，用户站28j的数据速率每次减小一个步幅，直至下列两个条件中的一个得到满足，即已释放足够的资源用以准入用户站28i的新的DDCH 40，或者速率的减小将使用户站28j降至其Rj min(速率指数等于零)。当ηUL+(1+q)×[L(minDaterate)+(LnewRateIDx-LrateIDx)]≤TηUL时满足第一条件。RRAM 100检查以看出当前的上行链路负载148加上最小数据速率172的用户站28i的新DDCH 40的额外的负载(乘以扇区干扰比160加1)，再加上由用户站28j引起的上行链路负载的变化量(乘以扇区干扰比160加1)，是否小于或者等于准入阈值152。在当前的实施例中，根据下文参考图9描述的方法发生速率减小。一旦完成速率减小，则更新用户记录116和速率列表136中的所有记录，并且该方法返回步骤212，用以检查是否释放了足够上行链路资源以准入新的DDCH 40。
在步骤224中，由于既没有上行链路DDCH 40是可利用的，也没有足够的上行链路资源是可利用的，所以RRAM 100忽略RACH请求112，并且该方法结束。
在步骤228中，由于在足够的资源是可利用的，因此RRAM 100为处于最小数据速率172的用户站28i分配上行链路DDCH 40，并且将用户站28i输入到用户记录116和速率列表136中。用户站28i现在具有专用上行链路DDCH 40，并且可以请求媒体预留和/或增加其数据速率。用于响应于接收到的RACH请求112向用户站28i分配DDCH40的方法现在结束。
现在参考图9，示出了一种将关于用户站28i的上行链路DDCH 40的大小调整至较高的或者较低的数据速率的方法，其开始于步骤230。在步骤230中，RRAM 100重新配置用户站28i的通信链路32上的上行链路DDCH 40，使其移至其新的数据速率(来自集合{Ri min，R1，R2，...RN})。DDCH 40重新配置的方法没有特定限制，并且对于本领域的技术人员是已知的。
在步骤232中，更新速率列表136以反映新的上行链路DDCH 40。这涉及使用户速率记录138从其当前的速率列表136中移除并且将其添加到其新的速率列表136的末尾，并将更新的转换时间144设置为当前系统时间。
在步骤234中，RRAM 100基于步骤232中的速率改变更新其对上行链路负载148的估算。RRAM 100首先计算用户站28i的负载因子中的改变。然后，通过扇区干扰比160加上1来调节该变化量。经调节的负载因子的变化量随后加到当前的上行链路负载148中。在当前的实施例中，RRAM 100使用下式更新上行链路负载148：ηUL＝ηUL+(1+q)×(Lnew-Lold)。
在步骤236中，RRAM 100将速率指数132调节至新的速率R。在该点处，RRAM 100更新其记录并调整上行链路DDCH 40的大小。根据每个DDCH 40的大小调整的需要，重复该方法。
现在参考图10，示出了一种响应于用户站28i发射的和基站24接收的低业务量测量报告的方法，其开始于步骤238。由用户站28发射指出小的队列大小的测量报告104，用以报告缓冲器74中的其业务队列下降到低于其第二阈值已持续了预先配置的时间周期，由此指出低的待发送数据业务量。RRAM 100响应于测量报告104，将据此减小DDCH 40的大小，用以释放网络资源用于未来的上行链路资源需求。
在步骤238中，RRAM 100检查以看出用户站28i当前是否分配了上行链路DDCH 40。如果用户站28i不具有当前已分配的上行链路DDCH 40，则该方法终止。如果RRAM 100在接收到测量报告104之前响应于另外的事件已决定关闭上行链路DDCH 40，则该条件可能出现。否则，该方法前进至步骤240。
在步骤240中，RRAM 100检查用户站28i的速率指数132当前是否位于零(即用户站28i当前处于Ri min)。如果当前的速率指数132位于零，则该方法终止。否则，该方法前进至步骤242。
在步骤242中，RRAM 100使用户站28i的信道速率R减小来自集合{Ri min，R1，R2，...RN}的一个步幅。RRAM 100根据上文参考图9描述的方法，更新用户记录116，并且将用户速率记录138移至下一更低的速率缓冲器136。RRAM 100完成其对处理低量测量报告104的响应。如果用户站28继续发射另外的低业务量测量报告104，则将出现另外的速率减小。
现在参考图11，示出了一种用于响应于在基站24处接收的指出高量的测量报告104的方法。由用户站28i发射指出高业务量的测量报告104，用以报告至少一个缓冲器74中的业务队列或者所有其缓冲器74中的汇集已上升至预先配置的值，并且已存在了预先配置的时间周期，由此指出了有大量的队列分组等待发射。RRAM 100作出响应，将检查以看出它是否可以立刻增加已分配的DDCH 40的大小，或者它是否可调节分配给另外的用户站28j的DDCH 40的大小，并且随后增加已分配的DDCH 40的大小，用以有效地将回收的容量传递给当前需要它的用户站28i。
开始于步骤244，RRAM 100检查以看出用户站28i当前是否分配有上行链路DDCH 40。如果用户站28i不具有当前分配的上行链路DDCH 40，则该方法终止。如果RRAM 100响应于另外的事件已决定关闭上行链路DDCH 40，则可能出现该条件。否则，该方法前进至步骤244。
在步骤246中，RRAM 100检查以确定用户站28i的速率指数132当前是否位于N(即用户站28i当前处于最大数据速率)。如果速率指数132当前是N(即处于最大值)，则RRAM 100忽略测量报告104，并且该方法终止。否则，该方法前进至步骤248。
在步骤248中，RRAM 100寻找用户站28i的较高速率，其中较高速率R是RrateIdx+1(较高速率R比R的当前值高一个步幅)，或者，如果R当前处于R0，则较高速率是满足R＞Ri min的最低的值(如图6b和6c所示)，具有RN的最大值。
在步骤252中，RRAM 100检查以看出用户站28i是否具有足够的功率顶部空间(power headroom)用以在较高速率R进行发射。如果没有，则用户站28i当前不能在较高速率发射，并且该方法终止。如本领域的技术人员所了解的，功率顶部空间指最大可利用功率输出(既受限于系统也受限于规定限制)。在当前的实施例中，由于每个用户站28周期性地向基站24通知其在DDCH 40上的发射功率电平，因此用户站28的最大功率顶部空间对于基站24是已知的。然而，确定是否存在足够的功率顶部空间的方法没有特定的限制，并且其他方法对于本领域的技术人员也是明显的。否则，该方法前进至步骤256。
在步骤256中，RRAM 100检查以看出在网络中是否存在足够的可利用的上行链路资源，用以允许用户站28i的速率增加。在当前的实施例中，RRAM 100检查以看出上行链路负载148中的增加(估得的用户站28j的负载增量乘以扇区干扰比160加1)是否将使得上行链路负载148等于或者高于准入阈值152。为了完成该操作，RRAM 100检查下列条件：ηUL+(1+q)×(Lnew-Lold)≤TηUL。如果该条件为真，则认为有足够的上行链路资源可用于允许速率增加，并且该方法前进至步骤260。如果在不使上行链路负载148等于或者高于准入阈值152的情况下，在网络中没有足够的上行链路资源可用于准许速率增加，则该方法前进至步骤264。
在步骤260中，RRAM 100使用户站28i的信道速率R增加来自集合{Ri min，R1，R2，...RN}的一个步幅。然后RRAM 100根据图7中说明的方法，更新用户记录116，并且将用户速率记录138移至下一更低的速率缓冲器136。用于响应于高业务量的测量报告104的方法结束。当发送另外的高业务量测量报告104时，可以发生另外的速率增加。
在步骤264中，RRAM 100检查以看出是否可以释放当前分配给其他用户站28j的上行链路资源，以便于允许用户站28i的速率增加。在当前的实施例中，RRAM 100确定是否有任何用户站28j正在大于零(即，用户站28j正在以高于其自身的最小上行链路速率124的数据速率进行发射)并且大于用户站28i的当前Ratedxi的速率指数132(RateIdxj)发射。如果有至少一个用户站28j满足所有这些条件，则该方法前进至步骤266。如果没有用户站28j满足所有这些条件，则RRAM 100忽略测量报告104，并且不准许用户站28i的速率增加。
在步骤266中，RRAM 100确定将哪个用户站28j作为目标(如果存在多于一个满足步骤264中所述标准的用户站28j)，用于减小速率。RRAM 100寻找当前使用中处于最高数据速率的最久的用户站28j。从具有速率记录138的最高速率列表136开始，RRAM 100检查每个用户站28j的速率记录，用以寻找保持时间大于预先选择的最小保持时间164的最久的速率记录138。所找到的满足该条件的第一用户站28j将被作为目标，用于减小速率。一旦将用户站28j作为目标用于减小速率，则该方法前进至步骤268。如果RRAM 100确定没有用户站28j在其当前的数据速率持续了至少最小保持时间164，则它将不减小任何激活的用户站28j的速率。作为替代，RRAM 100将忽略高业务量测量报告104，并且退出该方法。
在步骤268中，使用图7中说明的方法，用户站28j的上行链路数据速率降低集合{Ri min，R1，R2，...RN}中的一个步幅，即从Ri到Ri-1。该方法返回步骤256，以查看现在是否有足够的上行链路资源可利用。这样，多个用户站28可以使其数据速率减小，以便于为用户站28i提供足够的上行链路资源。
现在参考图12，一种响应于预留请求108以预留上行链路资源的方法开始于276。用以预留上行链路资源的预留请求108典型地发生在用户站28i需要固定的最小数据速率时，特别是对于不能容忍等待时间的应用，诸如电话服务。然而，用于预留上行链路资源的其他标准(例如，保证优质用户的QoS项)也在本发明的范围内。预留请求108可以来自网络20上的用户站28i，或者其可以始发自网络20中的其他位置或者甚至是网络20的外部(即，对于来电电话呼叫)，其以用户站28i作为目标。RRAM 100作出响应，将检查以看出是否可以为媒体业务分配所需的上行链路资源。用户站28在其发射新的预留请求108时可能已具有预留的上行链路资源。该情况何时出现的一个示例是，当前在用户站28i和基站24之间建立电话呼叫并且在此两者间建立第二电话呼叫。再次有关电话呼叫的另一示例是语音编码的改变(比如，从G.729ab到G.711)。在这些情况中，可以增大现有的预留上行链路资源量，以适合于新的电话服务。对于本领域的技术人员，还存在其他的预留额外的上行链路资源的示例。
该方法开始于步骤276，其中RRAM 100计算所需的新的最小上行链路速率124和新的上行链路负载因子128，用以准许此新的上行链路资源预留。如果用户站28i不具有上行链路DDCH 40(诸如至处于等待状态的用户站28的来电电话呼叫)，则RRAM 100将其新的最小上行链路速率124设置为媒体预留所需的数据速率加上最小数据速率172(Ri min＝Ri newMedia+minDataRate)。如果用户站28i已具有上行链路DDCH 40，则其新的最小上行链路速率124是其当前最小上行链路速率124加上媒体预留所需的数据速率的和(Ri min＝current Ri min+Ri newMedia)。对于上行链路负载因子128，新的负载因子是L(new Ri min)。
在步骤280中，RRAM 100计算针对最大值RN，计算用户站28i的新的速率指数132，使得R容纳新的媒体预留和现有的数据业务。newrateIdx大于或者等于集合{Ri min，R1，R2，...，RN}中当前的oldrateIdxi+Ri newMedia。
在步骤284中，RRAM 100检查是否有足够的上行链路资源可用于所请求的预留且网络20未超出准入阈值152。RRAM 100检查以看出当前的上行链路负载148加上负载因子(乘以扇区干扰比160加1)中的变化量是否小于或者等于准入阈值152。在当前的实施例中，检查下列条件：ηUL+(1+q)×ΔLi≤TηUL。如果该条件不能满足，则认为足够的上行链路资源当前是不可利用的，并且该方法前进至步骤288。如果该条件得到满足，则认为当前有足够的上行链路资源是可利用的，并且该方法前进至步骤308。
在步骤288中，RRAM 100检查以看出它是否可以释放网络20中其他位置的任何上行链路资源。RRAM 100确定是否存在任何具有上行链路DDCH 40的用户站28j适合减小速率。如果存在至少一个具有高于速率列表136中存储的其Ri min的数据速率的用户站28j，则该条件为真。如果没有用户站28j适合减小速率，则不能准许媒体预留，并且该方法结束。否则，该方法前进至步骤292。
在步骤292中，系统确定哪个用户站28j将使其上行链路数据速率减小。在当前的实施例中，使其速率减小的用户站28j是存储在最高速率列表136中的具有最长转换时间144的用户站28j。应当注意，作为用于速率减小目标的用户站28j可以是用户站28i，即请求新的媒体预留的用户站28。一旦选择了用于减小速率的用户站28j，则该方法前进至步骤296。
在步骤296中，系统确定用户站28j的新的减小的速率指数132。该新的数据速率是，释放足够的上行链路资源以准许用户站28i的新媒体预留的用户站28j的最大速率指数132的数据速率，同时维持用户站28j的当前的预留要求。在当前的实施例中，计算newRateIDxj以满足下列条件：ηUL+(1+q)×[ΔLi+(Lnew-Lold)]≤TηUL。每次将用户站28j的速率指数132减小一个步幅，直至上述条件为真或者速率指数132等于零，即用户站28j将减小到Ri min。一旦确定了新的速率指数132，则该方法前进至步骤300。可替换地，可以预期，(对于最小值0)速率指数132可减小单一的步幅。
在步骤300中，用户站28j的数据业务速率减小至步骤296中确定的新的速率指数132，用以允许准入新的媒体预留。如图8中所述，据此减小用户站28j的数据速率，并且RRAM 100更新速率记录116和速率列表136。一旦RRAM 100减小了用户站28j的数据速率，则该方法前进至步骤304。
在步骤304处，RRAM 100检查以看出是否有足够的上行链路资源可利用于准入关于用户站28i的新的媒体预留。如果该条件为真(如下式所确定的：ηUL+(1+q)×[ΔLi+(Lnew-Lold)]≤TηUL)，则该方法移至步骤308。否则，该方法返回步骤288，寻找作为目标的另外用户站28j，用于速率减小。
在步骤308中，RRAM 100准备好准入新的媒体预留。如果用户站28i需要建立DDCH 40(即，用户站28i当前不具有已分配的DDCH40)，则该方法移至步骤312。如果用户站28i已经具有分配的上行链路DDCH 40，则该方法前进至步骤320。
在步骤312中，RRAM 100向用户站28i分配DDCH 40。前文通过参考图8描述了用于分配DDCH 40的方法。一旦建立了DDCH 40，则据此更新用户记录116和速率列表136。
在步骤320中，RRAM 100调整用户站28i的DDCH 40的大小以适应新的媒体预留。在当前的实施例中，根据前文参考图10描述的方法，发生大小调整。在步骤312或者320之后，RRAM 100结束对预留请求108的响应。
图13示出了一种响应于来自用户站28i的预留请求108释放预留的上行链路资源的方法。该情况将典型地发生于用户站28i完成其媒体应用的时候，诸如结束电话呼叫时。RRAM 100作出响应，将释放预留的上行链路资源。用户站28可以关闭媒体预留，同时仍维持另外的媒体预留。在该情况中，预留的上行链路资源的总量简单地收缩。
开始于步骤324，RRAM 100计算新的最小上行链路速率124。新的最小上行链路速率124是当前的最小上行链路速率124减去将关闭的媒体预留的速率。在当前的实施例中，新的Ri min＝currentRi min-Ri oldMedia。然后该方法前进至步骤328。
在步骤328中，RRAM 100计算与新的最小上行链路速率124相关的新的上行链路负载因子128。在当前的实施例中，新的上行链路负载因子128是L(Ri min)。
下一步，在步骤332中，RRAM 100检查用户站28i的速率指数132是否是零。如果速率指数132等于零，则该方法将前进至步骤336。否则，该方法前进至步骤340。
在步骤336中，RRAM 100针对新的数据速率Ri min(即rateIDx＝0)重新配置用户站28i的上行链路DDCH 40，并且更新存储在速率列表136中的记录。RRAM 100还更新估算的上行链路负载148，使得ηUL＝ηUL+(1+q)×ΔLi。在更新该记录之后，RRAM 100退出该方法。
在步骤340中，RRAM 100将新的速率指数132确定为可操作传送所有剩余的媒体预留和数据业务的最小数据速率(来自集合R)(如果用户站28i当前没有预留媒体业务，则Ri min等于最小数据速率172)。然后系统根据图7中描述的方法修改用户站28i的数据速率，并且RRAM 100更新速率列表136中的所有记录。
如果出现环境干扰增加或者基站24的硬件或软件部件故障，则估算的上行链路负载148可能潜在地超出最大上行链路负载156(其中ηUL≥maxηUL)。如前文所述，该情况对网络20的操作有不利的影响，引起RRAM 100产生上行链路负载报警114。现在参考图14，一种处理该上行链路负载报警114的方法开始于步骤372。
开始于步骤372，RRAM 100确定是否存在任何用户站28适合速率减小。如果用户站28i处于高于其Ri min的数据速率，则其适合速率减小。如果有一个或者多个用户站28i适合速率减小，则该方法前进至步骤376，其中RRAM 100在最高速率列表136中选择具有转换时间144中的最高值的用户站28i。如果没有用户站28满足关于速率减小的标准，则该方法前进至步骤384。
在步骤376中，RRAM 100将选出的用户站28i的数据速率减小一个步幅(即从Ri到Ri-1)，并且据此更新用户列表116和速率列表136中的记录。上文通过参考图7描述了一种用于减小用户站28i的速率和更新其记录的方法。在减小用户站28i的速率之后，该方法前进至步骤380。
在步骤380中，RRAM 100确定是否仍存在关于网络20的上行链路负载报警114，即是否需要进一步速率减小。如果仍存在上行链路负载报警114(ηUL≥maxηUL)，则该方法返回步骤372。如果上行链路负载报警114不再存在(ηUL＜maxηUL)，则该方法终止。
在步骤384中，RRAM 100确定是否可以放弃任何低优先级的用户站28，用以减小估算的上行链路负载148。如果用户站28不具有任何当前媒体预留，则认为其是低优先级的。如果存在带有不具有任何媒体预留的DDCH 40任何用户站28i(即，Ri min＝minDataRate)，则该方法前进至步骤388。否则，该方法前进至步骤396。
在步骤388中，RRAM 100断开处于最低速率列表116中最长时间周期的具有Ri min＝minDataRate的用户站28i的连接。从用户列表116和从速率列表136中移除用户站28i。由于RRAM 100使用公式ηUL＝ηUL-(1+q)×Li min断开用户站28i，因此其还更新其对上行链路负载148的估算。一旦断开了用户站28i，则该方法前进至步骤392。
在步骤392中，RRAM 100确定是否仍存在关于网络20的上行链路负载报警114。如果上行链路负载报警114仍存在，则该方法返回步骤384，确定是否存在可被断开的不具有媒体预留的任何更多的用户站28。如果上行链路负载报警114不再存在，则该方法终止。可替换地，可以预期，该方法可以返回步骤372，检查任何用户站28是否可以断开它们的媒体预留。
如果在步骤384中不存在没有媒体预留的用户站28，则该方法前进至步骤396，其中RRAM 100随机地移除用户站28。从用户列表116和从速率列表136中移除用户站28i。RRAM 100还更新其对上行链路负载148的估算，由此它移除被断开用户站的负载因子(乘以扇区干扰比160加1)，使得ηUL＝ηUL-(1+q)×Li min。一旦移除了到用户站28i的连接，则该方法前进至步骤400。
在步骤400中，RRAM 100确定是否仍存在关于扇区36的上行链路负载报警114。如果上行链路负载报警114仍存在，则该方法返回步骤396，随机地断开另一用户站28。可替换地，该方法可以返回步骤372。如果上行链路负载报警不再存在，则该方法终止。
本发明提供了一种系统，其用于管理上行链路资源以确保有效地使用可利用的上行链路资源，并且用以提供上行链路用户站28之间的公平性。RRAM 100响应于多个不同的系统事件，诸如接收高的或低的业务量报告104、预留请求108或者RACH请求112。通常，RRAM100试图将可能的最小数据速率DDCH 40分配给维持缓冲器74中在第一和第二阈值之间的队列的用户站28。
RRAM 100使用速率减小策略实现用户站28之间的“公平性”(如网络运营商所定义的)。当存在不充足的可利用上行链路资源时，RRAM 100试图降低当前以较高数据速率发射的另一用户站28的速率，以便于为第一用户站28的速率增加留出空间。在搜索候选的高速率用户站28时，RRAM 100开始于最高速率列表136。RRAM 100继续搜索较低的数据速率，直至找到适当的候选用户站28。该策略防止用户站28在其他低速率用户站28需要更大的带宽时占有高数据速率。在有多个用户站要求速率增加的拥塞时期中，高数据速率以这样的方式分配给用户站28，即其中每个具有超过第一阈值的业务队列的用户站28在被不同的用户站28下推之前，仅在固定的时间周期内保持高数据速率。RRAM 100响应于对新DDCH 40的RACH 112请求，可以断开处于低数据速率的且不具有媒体预留的用户站28。RRAM响应于来自用户站的业务量测量报告，尝试增加用户站的数据速率。
上文所述的本发明的实施例是本发明的示例，并且在不偏离由附属权利要求唯一限定的本发明的范围的前题下，本领域的技术人员可以对其进行变化和修改。

Claims (40)

1.一种用于在网络中管理对分配至少一个上行链路专用数据信道的请求的方法，该网络包括基站和多个用户站，该基站包括无线电资源和接入管理器，其中所述基站可以从未分配的专用数据信道池中分配专用数据信道，并且可以分配一部分无线电资源，用以向所分配的信道分配数据速率容量，该方法包括：
a)在所述基站处接收来自所述多个用户站中的一个用户站的对专用数据信道的请求；
b)所述无线电资源和接入管理器确定是否有足够的无线电资源可用于提供所述所请求的数据信道，以及是否有专用的数据信道可用于从所述未分配的专用数据信道池进行分配，然后
i)如果所述资源和所述专用数据信道是可利用的，则前进至步骤(e)；
ii)如果所述必要的资源是不可利用的，则前进至步骤(d)；
iii)如果所述资源是可利用的但是所述专用数据信道是不可利用的，则前进至步骤(c)；
c)确定是否存在来自具有已分配专用数据信道的所述多个用户站中的至少一个其他用户站适合使其已分配的专用数据信道返回至所述未分配的专用数据信道池，然后
iv)如果存在至少一个其他用户站适合使其已分配的专用数据信道返回，则使所述已分配的专用数据信道返回到所述未分配的专用数据信道池；然后前进至步骤(e)；或者
v)否则，终止所述方法；
d)确定是否存在具有带有第一数据速率容量的已分配专用信道的至少一个其他用户站可被减小至较低的数据速率容量，用以使得无线电资源是可利用的，并且减小所述第一数据速率容量以使所述相关的无线电资源释放成为可利用的，然后
vi)如果该至少一个用户站存在，则返回步骤(b)；
vii)如果该至少一个用户站不存在，则终止该方法；并且(e)将来自所述未分配的专用数据信道池的所述专用数据信道分配给所述一个用户站。
2.权利要求1的方法，其中步骤(c)中的所述至少一个其他用户站仅在其不具有预留上行链路资源时是适合的。
3.权利要求2的方法，其中步骤(c)中的所述至少一个其他的用户站仅在其具有至少与不具有预留上行链路资源的任何其他用户站同样低的数据速率是适合的。
4.权利要求3的方法，其中步骤(c)中的所述至少一个其他的用户站仅在其已经处于所述数据速率持续了至少与不具有预留上行链路资源的任何其他用户站同样长时间时是适合的。
5.权利要求4的方法，其中步骤(c)中的所述至少一个其他的用户站仅在其处于所述数据速率持续了至少是预先选择的最少保持时间时是适合的。
6.一种用于在网络中管理上行链路资源分配的方法，所述网络包括基站和多个用户站，所述多个用户站中的每一个被独立地分配了上行链路资源，用以提供来自可能的数据速率集合中的当前数据速率，所述方法包括：
a)在所述基站处接收来自所述多个用户站中的一个用户站的消息，并且
i)如果所述消息指出等待发送的高业务量和等待发送的低业务量中的一个，则确定来自关于所述一个用户站的所述可能的数据速率集合的所需数据速率，其中所述所需的数据速率是与所述当前数据速率不同的数据速率；
ii)否则忽略所述消息并终止该方法；
b)确定是否存在足够的上行链路资源可用于将所述所需的数据
iii)如果有足够的上行链路资源是可利用的，则前进至步骤(e)；
iv)如果没有足够的上行链路资源是可利用的，则前进至步骤(c)；
c)确定是否存在来自所述多个用户站的至少一个其他用户站适合于较低的数据速率，如果关于所述至少一个其他用户站的所述当前数据速率大于分配给所述至少一个用户站的最小数据速率，则所述至少一个其他用户站适合于较低的数据速率，然后
v)如果存在至少一个其他的用户站适合于所述较低的数据速率，则前进至步骤(d)；
vi)否则，忽略所述消息并终止该方法；
d)确定来自适合于所述较低数据速率的所述至少一个其他用户站中的哪个特定的用户站将经历所述速率减小，并且将所述特定的用户站移至所述较低的数据速率，并且然后返回步骤(b)；并且
e)将所述一个用户站从关于所述一个用户站的所述当前数据速率移至所述所需的数据速率。
7.权利要求6的方法，其中步骤(c)中的所述至少一个其他的用户站仅在其处于所述数据速率持续了至少是预先选择的最少保持时间时是适合的。
8.权利要求6的方法，其中所述所需的数据速率是来自所述数据速率集合的数据速率，并且是比所述数据速率集合中的所述当前数据速率高一个步幅和低一个步幅中的一个。
9.权利要求6～8的方法，其中所述最小数据速率是在所述至少一个用户站上任何预留上行链路资源的所述和。
10.一种用于在网络中将最小上行链路数据速率分配给用户站的方法，该网络包括基站和多个用户站，所述多个用户站中的每一个被独立分配了来自可能的数据速率集合中的当前数据速率，并且所述数据速率要求改变上行链路无线电资源的量，该方法包括：
a)在所述基站处接收来自所述多个用户站中的一个用户站的预留请求；
b)确定是否有足够的上行链路无线电资源可利用于向所述一个用户站分配所述最小数据速率，然后
i)如果有足够的上行链路无线电资源是可利用的，则前进至步骤(e)；
ii)如果没有足够的上行链路无线电资源是可利用的，则前进至步骤(c)；
c)确定是否存在来自所述多个用户站的至少一个其他用户站适合于较低的数据速率，然后
iii)如果存在至少一个其他的用户站适合于所述较低的数据速率，则前进至步骤(d)；
iv)否则，忽略所述预留请求并终止该方法；
d)确定来自适合于所述较低数据速率的所述至少一个其他用户站中的哪个特定用户站将移至所述较低的数据速率，并且将所述特定用户站移至所述较低的数据速率，并且然后返回步骤(b)；并且
e)将所述最小数据速率分配给所述一个用户站。
11.权利要求10的方法，其中所述最小数据速率与关于所述用户站的所述当前数据速率不同。
12.权利要求10的方法，其中步骤(c)中的所述至少一个其他的用户站仅在其处于所述数据速率持续了至少是预先选择的最少保持时间时是适合的。
13.权利要求10～12的方法，其中所述最小数据速率是在所述至少一个用户站上任何预留上行链路资源的所述和。
14.一种用于在具有预定最大上行链路负载等级的网络中管理上行链路负载的方法，所述网络包括基站和多个用户站，所述多个用户站中的每一个被独立分配了来自可能的数据速率集合中的当前数据速率，所述方法包括：
a)确定所述网络中所述总的上行链路负载；
b)如果所述负载在预先选择的所述最大上行链路负载的范围内，则确定在所述多个用户站中是否存在适合的用户站，所述适合的用户站能够使其数据速率从其当前的数据速率减小至所述可能的数据速率集合中的较低的数据速率，并且将所述当前的数据速率减小至所述较低的数据速率并返回步骤(a)；
c)否则，如果所述负载在预先选择的所述最大上行链路负载的范围内并且不存在适合的用户站，则确定其当前数据速率将被减小至零的至少一个用户站，并且将所述当前的速率减小至零并返回步骤(a)。
15.权利要求14的方法，其中在步骤(c)中，所述已确定的用户站是随机地选自所述多个用户站中。
16.权利要求15的方法，其中步骤(a)中的所述适合的用户站是不具有任何预留上行链路资源、具有至少同不具有预留上行链路资源的任何其他用户站一样高的数据速率的所述多个用户站中的一个。
17.权利要求15的方法，其中步骤(a)中的所述较低的数据速率是在所述可能的数据速率集合中的低一个步幅。
18.权利要求15的方法，其中步骤(b)中的所述适合的用户站是不具有任何预留上行链路资源、具有至少同不具有预留上行链路资源的任何其他用户站一样高的数据速率的所述多个用户站中的一个。
19.一种用于发射数据的系统，包括：
多个用户站，其具有微处理器、调制解调器、无线电装置和天线，每个用户站可操作用于发射对来自基站的专用数据信道的请求；和
基站，其具有微处理器、调制解调器、无线电装置和天线，并且可操作用于接收所述对专用数据信道的请求，并进一步根据权利要求1中描述的方法，从可利用的专用数据信道池中为请求的用户站分配专用数据信道。
20.权利要求19的系统，其中所述多个用户站中的每一个可操作用于向所述基站发射消息，所述消息指出等待发送的高业务量和等待发送的低业务量中的一个，即待发送到所述基站的队列分组等级。
21.权利要求19的系统，其中所述基站可以响应于接收所述消息，将所述多个用户站中的所述每一个移至可能的数据速率集合中的不同的数据速率。
22.权利要求21的系统，其中所述基站根据权利要求6中描述的方法，将所述多个用户站中的所述每一个移至所述可能的数据速率集合中的所述不同的数据速率。
23.权利要求19的系统，其中所述多个用户站中的所述每一个可操作用于向所述基站发射请求预留上行链路资源的消息。
24.权利要求21的系统，其中所述基站可操作用于响应于所述请求预留上行链路资源的消息，分配所述预留上行链路资源给请求的用户站。
25.权利要求24的系统，其中所述基站根据权利要求10中描述的方法，分配所述预留上行链路资源给所述用户站。
26.一种用户站，具有微处理器、调制解调器、无线电装置和天线，所述用户站可操作用于在专用数据信道上以选自可能的数据速率集合中的数据速率向所述基站发射消息，所述消息指出待发送到所述基站的等待发送的高业务量和等待发送的低业务量中的一个。
27.权利要求26的所述用户站，其中所述用户站可操作用于向所述基站发射请求，用以预留用于所述用户站的上行链路资源。
28.一种基站，具有微处理器、调制解调器、无线电装置和天线，并且可操作用于接收对专用数据信道的请求，并且响应于所述对专用数据信道的请求，从未分配的专用数据信道池中分配专用数据信道，所述基站进一步可操作用于将所述专用数据信道解除分配回到所述未分配的专用数据信道池中，以便于兑现所述请求。
29.权利要求28的基站，其中所述基站可操作用于接收来自用户站的消息，所述消息指出等待发送的高业务量和等待发送的低业务量中的一个，即待发送到所述基站的队列分组等级，所述基站进一步可操作用于响应于所述消息，将所述用户站移至选自可能的数据速率集合中的较高数据速率和较低数据速率中的一个。
30.权利要求29的基站，其中所述基站将另一用户站移至选自所述可能的数据速率集合中的较低数据速率，并且将所述用户站移至选自所述可能的数据速率集合中的较高数据速率。
31.权利要求30的基站，其中所述基站根据权利要求6中描述的方法，将所述用户站和所述另一用户站移至它们各自的所述较高数据速率和所述较低数据速率。
32.一种在具有多个用户的网络中管理上行链路资源的方法，所述多个用户中的每个用户可操作用于以选自可能的数据速率集合的数据速率进行发射，该方法包括以下所述步骤：
(a)定义至少一个资源利用阈值，所述至少一个资源利用阈值等于所述网络中可利用资源的所述最大分配量减去所定义的安全裕度量；
(b)接收来自第一用户的请求，用于分配上行链路资源给所述第一用户；
(c)如果所述网络的所述当前资源利用是：
(i)小于所述至少一个资源利用阈值，则分配所述上行链路资源给所述用户；
(ii)大于所述至少一个资源利用阈值，则确定要由第二用户放弃的上行链路资源量，用于重新分配给所述第一用户；所述第二用户已分配有大于最小上行链路速率的一部分上行链路资源持续了至少所定义的最小保持时间，则指令所述第二用户放弃所述上行链路资源并将所述放弃的上行链路资源重新分配给所述第一用户。
33.权利要求32的方法，其中所述上行链路资源包括多个专用的数据信道，并且所述至少一个资源利用阈值包括所述多个专用数据信道中可分配专用数据信道的所述数目。
34.权利要求33的方法，其中所述第二用户是不具有任何预留上行链路资源的用户。
35.权利要求34的方法，其中所述第二用户进一步是不具有所述任何预留上行链路资源的所述最久的用户。
36.权利要求35的方法，其中所述第二用户进一步是不具有任何预留上行链路资源的、处于所述可能的数据速率集合中的最低数据速率的所述多个用户中的所述最久的用户。
37.权利要求33的方法，其中所述上行链路资源包括所述可能的数据速率集合中用于每个已分配专用数据信道的所述数据速率，并且所述至少一个资源利用阈值包括最大上行链路负载。
38.权利要求33的方法，其中所述第二用户是具有高于所述第一用户的已分配数据速率的用户。
39.权利要求38的方法，其中所述第二用户进一步是处于所述第二用户的所述已分配数据速率的所述较久的用户。
40.一种在网络中管理上行链路无线电资源和分配至上行链路无线链路的通路及其上数据速率的方法，该网络包括无线电基站和多个用户站，该方法包括以下所述步骤：
(a)将对于所述用户站可利用的所述当前无线电资源量同预先选择的量进行比较；
(b)如果所述当前量和所述预先选择的量之间的所述差小于预先选择的安全裕度，则选择具有已分配数据速率的所述多个用户站中的至少一个用户站，该用户站的已分配速率可被减小，并且减小所述已分配数据速率用以使得更多的无线电资源是可利用的，并返回步骤(a)；
(b)如果所述当前量和所述预先选择的量之间的所述差小于所述安全裕度并且如果所述多个用户站中没有用户站能够使其已分配的速率减小，则选择所述多个用户站中的至少一个用户站，并将其已分配的数据速率减小到零，并且返回步骤(a)；
(c)如果所述当前量和所述预先选择的量之间的所述差不小于所述安全裕度，则确定所述多个用户站中的用户站是否已请求分配高于其当前数据速率的数据速率，并且增加分配给所述用户站的所述数据速率，并返回步骤(a)；和
(d)返回步骤(a)。
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