DE602004001083T2

DE602004001083T2 - Verfahren zur Planung von Übertragungen in drahtlosen Systemen

Info

Publication number: DE602004001083T2
Application number: DE602004001083T
Authority: DE
Inventors: Krishna Morganville Balachandran; Kenneth C. Marlboro Budka; Arnab Washington Das; Kameswara Rao Middletown Medapalli; Minothi Parulekar
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: EP1469640A1; EP1596542A3; KR20040090440A; EP1596541A2; EP1596543A3; US7734805B2; JP2004320774A; EP1596542A2; EP1469640B1; EP1596541A3; DE602004001083D1; US20040210619A1; KR101034984B1; EP1596543A2

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Einteilung von Übertragungen in Kommunikationssystemen.
Beschreibung des Standes der Technik
In dem Maße, wie Telekommunikationssysteme sich von einem System der zweiten Generation, das reine Sprachdienste anbietet, zu einem System der dritten Generation, das gemischte Sprach- und Datendienste anbietet, entwickelt, entstehen neue technische Herausforderungen. In dem Bestreben, die an Datendienste gestellten Anforderungen zu erfüllen, müssen neue Leistungsparameter and Algorithmen definiert werden, um die Datenleistung zu optimieren.
Das CDMA 3G-1x Evolution Data Only-System (1x-EV-DO, auch als ein High Rate Packet Data (HRPD)-System bekannt) ist eine Weiterentwickelung des cdma2000 3G-1x-Systems und ist ein reines Datensystem, um für Mobilfunknutzer Datendienstleistungen zu erbringen. Beim 1x-EV-DO ist eine Einteilungsvorrichtung oder Einteilungsfunktion in einer Basisstationssteuerung vorhanden, um eine schnelle Einteilung oder Verwaltung von Systemressourcen anhand der Kanalqualitätsrückmeldung von einem oder mehreren Mobilgeräten zu ermöglichen. Im Allgemeinen wählt eine Einteilungsvorrichtung ein Mobilgerät zur Übertragung zu einem bestimmten Zeitpunkt aus, und eine adaptive Modulation und Codierung gestattet die Auswahl des entsprechenden Transportformats (Modulation und Codierung) für die momentanen Kanalbedingungen, die das Mobilgerät erkennt.
In Drahtloskommunikationssystemen der zweiten Generation wie beispielsweise jene vom IS-95-Standard arbeiten die Anwendungen in der Regel mit sprachgestützten Kommunikationsregimes, bei denen eine Verbindung zwischen der Basisstation und dem Mobilgerät eine dedizierte Verbindung ist. Da diese im Wesentlichen feste Verbindungen sind, besteht keine Notwendigkeit zur Priorisierung der Reihenfolge der Übertragung zu den aktiven Nutzern, die durch das System bedient werden (ein aktiver Nutzer ist ein Nutzer, der zu einem momentanen Zeitpunkt Daten zu übertragen hat). Mit dem Aufkommen von Drahtlosdatenkommunikationssystemen der dritten Generation, wie beispielsweise Systemen nach dem CDMA-2000-Standard und 1x-EV-DO, kommt der Verwaltung von Systemressourcen eine überragende Bedeutung zu. Das liegt daran, dass sich die Eigenschaften von Daten erheblich von den Eigenschaften von Sprache unterscheiden. Zum Beispiel ist eine Datenübertragung im Gegensatz zu einer Sprachübertragung nicht unbedingt kontinuierlich und kann beispielsweise als eine Burstübertragung oder eine intermittierende Übertragung zwischen einer Basisstation und einem Mobilgerät verkörpert sein. Dementsprechend versucht eine Basisstation in einem System der dritten Generation, einen großen Pool von Datennutzern zu verwalten, indem jedem Nutzer Funkressourcen zur Übertragung zugewiesen werden. In der Regel erfolgt dies unter Nutzung eines Priorisierungsregimes, das von einer Einteilungsvorrichtung in der Basisstationssteuerung gesteuert wird. Bei einem herkömmlichen Priorisierungsregime wird im Ruhezustand befindlichen Mobilgeräten eine niedrigere Priorität zugewiesen als einem Mobilgerät, das Daten zu versenden hat.
Dementsprechend muss die Einteilungsvorrichtung in der Lage sein, diese großen Anzahlen von Nutzern zu verwalten, ohne Funkressourcen des Kommunikationssystems zu vergeuden. Dieser Verwaltungsfunktion kommt eine noch größere Bedeutung zu, wenn eine Basisstation versucht, QoS (Quality of Service)-Anforderungen zu erfüllen. QoS ist ein allgemeiner Begriff, der eine Reihe verschiedener Anforderungen darstellt. Grundsätzlich steht QoS zum Beispiel für das Erbringen einer garantierten Leistung (zum Beispiel einen Mindest-/Maximal-Datennetzdurchsatz, eine Mindestverzögerungsvorgabe, eine Paketverlustrate, eine Paketdownloadzeit usw.) in einem Drahtloskommunikationssystem.
Eine Quality of Service (QoS)-Unterscheidung in Drahtlosdatennetzen gestattet es Netzbetreibern, mehr Umsatz zu generieren, als es mit den ausgeklügeltsten Einteilungsverfahren möglich ist. Das Versprechen zusätzlichen Umsatzes basiert auf der Bereitschaft von Endnutzern (Abonnenten), für spürbare Verbesserungen beim Service mehr Geld zu bezahlen (z. B. geringere Latenz, höherer Durchsatz oder besser vorhersagbare Leistung). Eine QoS-Unterscheidung ermöglicht auch den Einsatz neuer Dienstleistungen (z. B. Streaming-Audio/-Video, Paketsprache usw.), die selbst mit den ausgeklügeltsten Einteilungsverfahren oder -algorithmen nicht mit akzeptabler Qualität erbracht werden können, wie beispielsweise Highest Rate User First (HRUF)-Einteilung, Maximum Carrier to Interference Ratio-Einteilung (Max C/I), Proportional Fair (PF)-Einteilung usw.
Ein Beispiel eines Einteilungsalgorithmus' findet sich in dem Artikel "QoS-based adaptive scheduling for a mixed service in HDR system" by K. Chand und V. Hen".
Es ist versucht worden, Einteilungsalgorithmen für die Einteilungsvorrichtung in der Basisstationssteuerung zu entwickeln, um QoS-Garantien in leitungsgebundenen Netzen und in Drahtlosnetzen zu erreichen. Frühere Bemühungen haben zu Einteilungstechniken wie beispielsweise der reinen Spitzenauswahl-Einteilung (d. h. das oben erwähnte HRUF oder Max C/I)) und der Proportional Fair (PF)-Einteilung geführt. HRUF maximiert den Sys temdurchsatz um den Preis der Unfairness gegenüber Nutzern mit schlechten Kanalbedingungen. Zum Beispiel hätte bei der HRUF-Einteilung ein Nutzer in einer großen Entfernung zu einer bedienenden Basisstation, wie beispielsweise ein Nutzer, der sich am Rand einer Zelle befindet, im Durchschnitt eine deutlich niedrigere Priorität als ein Nutzer in unmittelbarer Nähe zur Basisstation in der Zelle. Wenn die Variation des Kanals gering ist, so kann dies unter Umständen dazu führen, dass der Nutzer am Rand der Zelle fast gar nicht bedient wird. In ähnlicher Weise weist Max C/I Nutzern Priorität anhand des größten Signal-Rausch-Verhältnisses (Signal-to-Noise – SNR) des Nutzers zu.
Der PF-Algorithmus versucht Mehrfachnutzerdiversität auszunutzen und gleichzeitig ein gewisses Maß an Fairness zu wahren. Bei der Proportional Fair-Einteilung beobachtet die Einteilungsvorrichtung speziell zwei Werte für jeden Nutzer: DRC und R. Auf der Abwärtsstrecke eines Drahtlosnetzes zum Beispiel schätzt jeder Nutzer sein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für den nächsten Zeitschlitz und wählt auf dieser Grundlage eine Rate zur Übertragung von Abwärtsstreckendaten von der Basisstation. Die Auswahl ist in der Regel die höchste verfügbare Rate in Übereinstimmung mit einer spezifizierten Rahmenfehlerrate oder einer anderen derartigen Rate. Die Übertragungsrate, die von einem bestimmten Nutzer in einem bestimmten Zeitschlitz verlangt wird, ist DRC.
Der zweite Wert, R, ist die Rate, mit der eine bestimmte Mobilstation (Nutzer) Daten von der Basisstation oder einem anderen Knoten gemäß Mittelung durch ein entsprechendes Verfahren wie beispielsweise exponentiell gewichtete Mittelwertbildung unter Verwendung einer gewünschten Zeitkonstante empfangen hat. In jedem Zeitschlitz n bedient die Proportional Fair-Einteilungsvorrichtung denjenigen Nutzer, für den das DRC/R-Verhältnis am größten ist. Dadurch wird jeder Nutzer im Allgemeinen in jenen Zeitschlitzen bedient, wo seine angeforderte Rate am höchsten ist – nicht im absoluten Sinn, sondern vielmehr am höchsten im Verhältnis zur Durchschnittsrate (durchschnittlicher Nutzerdurchsatz), mit der dieser betreffende Nutzer Daten in der jüngeren Vergangenheit erhalten hat. Weil diese durchschnittliche Nutzerdurchsatzrate für zu wenig bediente Nutzern klein ist, wird schließlich auch ein Nutzer mit einem schlechten Kanal bedient. Das heißt, die Durchschnittsraten sind dynamische Quantitäten, und sie konvergieren in Richtung eines Zustands, in dem jeder Nutzer hinreichend oft bedient wird.
Da keiner der oben angesprochenen Algorithmen explizit versucht, Mindestnutzerdurchsatzanforderungen zu erfüllen, kann die Verwendung dieser Algorithmen zu einem hohen Maß an Unzufriedenheit unter Nutzern führen. Zum Beispiel sind bestimmte Mindestdurchsätze erforderlich, um bestimmte Dienste wie beispielsweise Audio- oder Video-Streaming zu erbringen. Darum sind Einteilungsalgorithmen, die nicht diese Mindestdurchsatzanforderungen erfüllen, möglicherweise nicht in der Lage, solche Dienste zu erbringen. Des Weiteren konzentrieren sich die oben angesprochenen Algorithmen nicht auf Möglichkeiten zur Erzwingung eines maximalen Nutzerdurchsatzes, um Spitzenwerte bei der Kanalqualität auszunutzen, die für Nutzer in dem Netz oder System zur Verfügung stehen. Um den Maximaldurchsatz zu begrenzen, der von einem Nutzer in einem Netz erreicht wird, verhindern die meisten Einteilungsalgorithmen, einschließlich der oben beschriebenen HRUF- und PF-Algorithmen, einfach, dass ein Nutzer eingeteilt wird, sobald der Nutzer eine Ziel-Maximaldurchsatzgrenze erreicht hat.
Kurzdarstellung der Erfindung
Ein Verfahren zur Einteilung von Übertragungen zu mehreren Nutzern in einem Kommunikationsnetz bestimmt einen Zufriedenheitsmetrikwert und einen Unzufriedenheitsmetrikwert für jeden Nutzer in einem bestimmten Zeitschlitz, der für eine nächste eingeteilte Übertragung zu einem der Nutzer zu verwenden ist. Jedem Nutzer wird anhand des Zufriedenheitsmetrikwertes des Nutzers und/oder des Unzufriedenheitsmetrikwertes des Nutzers und/oder einer von dem Nutzer angeforderten Rate ein Gewicht zugewiesen. Es wird die Nutzung mit dem höchsten Gewicht zur Bedienung in der nächsten eingeteilten Übertragung in dem bestimmten Zeitschlitz ausgewählt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der detaillierten Beschreibung, die im Folgenden gegeben wird, und anhand der begleitenden Zeichnungen besser verstanden. In den Zeichnungen sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszahlen versehen. Zahlen mit einem oder mehreren Strichen bedeuten ähnliche Elemente in alternativen Ausführungsformen, die lediglich zur Veranschaulichung dienen und somit nicht die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die durch den unabhängigen Anspruch 1 definiert ist, einschränken.
1 ist ein Blockschaubild eines Kommunikationssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Einteilungsverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die folgende Beschreibung kann als auf einem Drahtloskommunikationssystem basierend angesehen werden, das gemäß dem cdma2000 1x-EV-DO-Standard arbeitet. Obgleich die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in diesem beispielhaften Kontext beschrieben werden, ist anzumerken, dass die beispielhaften Ausführungsformen, die im vorliegenden Text gezeigt und beschrieben sind, lediglich der Veranschaulichung dienen und in keiner Weise als einschränkend anzusehen sind. Insofern werden dem Fachmann verschiedene Modifikationen zur Anwendung in anderen Kommunikationssystemen einfallen, wie beispielsweise dem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), wie es sich in der High-Speed Downlink Packet Access (HSDPA)-Systemspezifikation findet, die durch die im vorliegenden Text beschriebenen Lehren in Betracht gezogen werden.
Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Verfahren zur Einteilung von Übertragungen, um: (1) die Nutzerzufriedenheit durch Erreichen von QoS-klassenspezifischen Mindestdurchsatzzielen zu maximieren und (2) QoS-klassenspezifische Maximaldurchsätze zu erzwingen, um Nutzern einen Anreiz zu bieten, einen höherwertigen Dienst in Anspruch zu nehmen, und möglicherweise die Sektorenaktivität zu verringern.
Wenn im Folgenden von einer Mobilstation die Rede ist, so ist damit eine Vorrichtung gemeint, die einem Nutzer eine Datenkonnektivität ermöglicht. Eine Mobilstation kann mit einem Computergerät verbunden sein, wie beispielsweise einem Laptop oder einem Personalcomputer (PC), oder sie kann ein unabhängiges Datengerät sein, wie beispielsweise ein Persönlicher Digitaler Assistent (PDA) oder ein Mobiltelefon. Dementsprechend ist eine Mobilstation äquivalent zu einem – und kann auch bezeichnet werden als ein – Zugangsendgerät, Drahtlosmobilgerät, räumlich abgesetzte Station, Nutzer, Nutzerausrüstung (User Equipment – UE), Abonnent oder ein sonstiger Fernnutzer von Drahtlosressourcen in einem Drahtloskommunikationsnetz. Des Weiteren kann eine Mobilstation funktionell in ein Rechengerät, wie bei spielsweise ein PC, das für Point-to-Point Protocol (PPP) und höhere spätere Protokollfunktionen (IP, TCP, RTP, HTTP usw.) zuständig ist, und ein Zugangsendgerät (Access Terminal – AT) unterteilt werden. Das AT ist für die Luftverbindungs- und die Radio Link Protocol (RLP)-Schicht zuständig.
Außerdem bezieht sich im Sinne des vorliegenden Textes der Begriff "Basisstation" auf Netzwerktechnik, die für eine Datenkonnektivität zwischen einem Paketdatennetz (z. B. dem Internet) und einer oder mehreren Mobilstationen sorgt. Eine Basisstation kann äquivalent sein zu einer – und kann bezeichnet werden als eine – Basissendestation oder ein Knoten-B. Ein Zugangsnetz (Access Network oder RAN) kann aus einer oder mehreren Basisstationen bestehen.
Im vorliegenden Text wird die Übertragungsrate, die von einem bestimmten Nutzer in einem bestimmten Schlitz angefordert wird, und/oder die maximale Abwärtsstreckendatenrate, die ein Nutzer in einem bestimmten Schlitz erreichen kann, als eine DRC bezeichnet. Die DRC kann als Teil eines Umkehrverkehrskanals oder als Teil eines Umkehrsteuerkanals, d. h. eines DRC-Kanals, verkörpert sein. Der DRC-Kanal zeigt die Rate, mit der der Nutzer einen Vorwärtsverkehrskanal empfangen kann, der bestimmte Informationen für den betreffenden Nutzer trägt, sowie den Sektor der Zelle an, von dem der Nutzer den Vorwärtsverkehrskanal von der Basisstation, die den Nutzer bedient, empfangen will.
Des Weiteren werden in der folgende Besprechung Übertragungsraten in Bits je Zeitschlitz ausgedrückt und sind numerisch gleich der Rate über diesen Zeitschlitz hinweg. Wenn des Weiteren davon gesprochen wird, dass die Menge der übermittelten Daten oder ein "Token-Zählwert" um eine "Rate" inkrementiert oder dekrementiert wird, so ist damit die Menge der Daten gemeint, die mit dieser Rate in einem einzelnen Zeitschlitz übermittelt werden.
1 ist ein Blockschaubild eines Kommunikationssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 100, das beispielsweise auch als ein High Rate Packet Data (HRPD)-System konfiguriert sein kann, das mit 1x-EV-DO-Technologie arbeitet, kann durch eine Zelle 102 veranschaulicht sein, die eine oder mehrere Mobilstationen 105 enthält, die mit einer Basisstation 115 kommunizieren oder von ihr bedient werden. Die Mobilstation 105 kann über eine Basisstation 115 kommunizieren, um Paketdaten mit dem Internet 120 oder einem anderen Paketdatennetz 125 auszutauschen, wie beispielsweise einem geschlossenen Firmennetz (z. B. Intranet). Zu Beispielen für Paketdaten gehören Internet Protocol (IP)-Datagramme, die für Anwendungen wie beispielsweise das Zugreifen auf Webseiten und das Abrufen von E-Mails verwendet werden. Solche Paketdatenanwendungen können auf der Mobilstation 105 laufen oder können auf einem separaten Rechengerät laufen, das die Mobilstation 105 als ein Drahtlosmodem benutzt. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Mobilstation 105 mit dem Drahtlosnetz 115 über eine Luftschnittstelle kommunizieren, bei der es sich beispielsweise um eine Gruppe aus Vorwärts- und Rückwärtskanälen handeln kann. Dies kann als Vorwärtsverbindung 107 und Rückwärtsverbindung 110 gezeigt werden.
Die Basisstation 115 kann aus einer einzelnen Basisstation und Basisstationssteuerung bestehen. Jede Basisstation kann eine zuvor festgelegte Anzahl von Verkehrskanälen haben, die für den Datenaustausch mit den Mobilstationen 105 verwendet werden. Wenn einer der Verkehrskanäle einer Mobilstation 105 zugewiesen ist, so kann diese Mobilstation 105 als eine aktive Mobilstation 105 bezeichnet werden. Jeder aktiven Mobilstation 105 ist wenigstens ein Verkehrskanal zugewiesen.
Die Basisstation 115 kann unter Verwendung von Rücktransporteinrichtungen wie beispielsweise T1/E1, STM-x usw. oder über sonstige geeignete Arten von Netzverbindungen, wie beispielsweise Drahtlos- oder Draht-T3, Lichtwellenleiterverbindung, Ethernet usw., mit dem Paketdatennetz 120 verbunden sein. Die Basisstation 115 kann mit mehreren Paketdatennetzen verbunden sein, die mehr als einen einzigen Netztyp aufweisen. Zum Beispiel könnte – anstelle eines Intranet – ein anderes Netz 125 ein öffentliches Fernsprechwählnetz (Public Switched Telephone Network – PSTN) sein, das mit der Basisstation 115 über eine Datendienste-Inter-working Function (IWF) verbunden ist.
In 1 umfasst die Basisstation 115 zur Veranschaulichung mehrere Sender-Empfänger 116A–D, eine Antenne 117, die mit jedem Sender-Empfänger verbunden ist, und eine Basisstationssteuerung 118, die mit jedem der Sender-Empfänger 116A–116D verbunden ist und diese steuert. Die Steuerung 118 kann eine Luftverbindungs-Einteilungsvorrichtung 119 enthalten, die zum Beispiel eine Einteilungsfunktion oder einen Einteilungsalgorithmus implementieren kann. Die Mobilstationen 105 sind hinsichtlich ihrer Funktionen zueinander identisch oder im Wesentlichen ähnlich. Es genügt daher, eine einzelne Mobilstation 105 zu beschreiben, die zur Veranschaulichung einen Sender-Empfänger 106, eine daran angeschlossene Antenne 107 und eine Steuerung 108 umfasst, die ebenfalls an den Sender-Empfänger 106 angeschlossen ist. Obgleich die Steuerung 108 als Teil der Basisstation 115 gezeigt ist, könnten Funktionen der Basisstationssteuerung zum Beispiel auch durch einen externen Server implementiert werden, der mit der Basisstation 115 über ein (nicht gezeigtes) privates IP-Netz kommuniziert.
Jede der mehreren Mobilstationen 105 kommuniziert mit der Basisstation 115 und sendet an sie in einer Rück wärtsverbindung 110 eine angeforderte Dienstrate (z. B. Datenratenanforderung) DRC(n, i), wobei n den n-ten Zeitschlitz für eine Übertragung von Daten darstellt und i die Mobilstation angibt, welche die angeforderte Dienstrate sendet. Die Basisstation 115 weist eine nächste Übertragung von Daten in dem n-ten Zeitschlitz zu. Die Zuweisung kann gemäß einer Einteilungsoperation erfolgen, die durch die Einteilungsvorrichtung 119 ausgeführt wird, welche die mehreren Mobilstationen 105 priorisieren kann, um bei Implementierung durch die Basisstationssteuerung 118 eine verbesserte Durchsatzsteuerung zu ermöglichen.
Auf der Vorwärtsverbindung 107 kann ein Zeitmultiplexen (Time Division Multiplexing – TDM) erfolgen, um Daten von der Basisstation 115 zu den Mobilstationen 105 zu senden. Abwärtsstreckenübertragungen erfolgen in festen Zeitintervallen oder Zeitschlitzen (im Weiteren als "Schlitze" bezeichnet, wobei jeder Schlitz eine feste Dauer von 1,667 ms hat). Eine Präambel in jedem Schlitz gibt den Nutzer an, dem dieser Schlitz zugewiesen ist. Jede Mobilstation 105, die das Pilotsignal der Basisstation 115 decodieren kann, führt eine Schätzung des Kanals zwischen der Basisstation, die das Pilotsignal gesendet hat, und sich selbst durch. Die Sektoren der Basisstation 115, zu denen die Mobilstation 105 den besten Kanal hat, sind in der aktiven Gruppe der Mobilstation 105 enthalten, wie bei IS-95- und cdma2000-Systemen. Im Gegensatz zu diesen Systemen jedoch verlangt die Mobilstation 105 eine Übertragung von nur einem einzigen Sektor (dem stärksten), der jeweils von der Basisstation 115 bedient wird.
Die Einteilungsvorrichtung 119 bestimmt, an welche Mobilstation 105 in jedem Schlitz gesendet wird. Da sich die Einteilungsvorrichtung 119 in der Basisstation 115 befindet, kann die Einteilungsvorrichtung 119 die Fähigkeit besitzen, rasch auf die zeitweiligen Spitzen in den Kanalbedingungen (die Kanalbedingung wird impli zit durch die Mobilstation 105 gemeldet, wie weiter unten noch näher erläutert wird) verschiedener Nutzer (Mobilstationen 105) zu reagieren und sie auszunutzen, was möglicherweise die Gesamtleistung und -kapazität des Systems 100 optimiert.
Die Vorwärtsverbindung 107 kann Incremental Redundancy (IR) benutzen, wofür ein unterstützendes Bitübertragungsschicht-Acknowledgment/negative Acknowledgment (ACK/NACK)-Verfahren verwendet wird. IR ist eine flexible Lösung, die ein Hybrid Automated Repeat Request (HARQ)-Kombinieren von Kopien der ursprünglichen Übertragung gestattet, die möglicherweise unterschiedliche Modulationsregimes verwenden. Generell gestattet HARQ das Kombinieren der ursprünglichen Übertragung mit der neuen Übertragung, anstatt die ursprüngliche Übertragung zu verwerfen. Dies verbessert deutlich die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Decodierung des Pakets. Das Wort "hybrid" in HARQ zeigt an, dass neben ARQ-Techniken auch Forward Error Correction (FEC)-Techniken verwendet wurden. IR kann helfen zu gewährleisten, dass Übertragungen, die zu einem nicht-erfolgreichen Decodieren führen, selbst nicht umsonst waren.
Jedes Mobilgerät schätzt die Qualität des Abwärtsstreckenkanals. Anhand dieser Schätzung prognostiziert jede Mobilstation 105 das empfangene SNR in einem bestimmten Moment des Abwärtsstreckenkanals. Das prognostizierte SNR wird dann dazu verwendet, die erreichbare maximale Abwärtsstreckendatenrate – oder anders ausgedrückt: die DRC – für eine Zielpaketfehlerrate von etwa 1% zu prognostizieren. Die DRC ist als eine Vier-Bit-Wert auf dem DRC-Kanal verkörpert. Die Vier-Bit-DRC-Werte, die zum Beispiel auf Raten von 38,4, 76,8, 153,6, 307,2, 614,4, 921,6, 1228,8, 1843,2 und 2457,6 Kb/s abgebildet werden, werden durch jede Mobilstation 105 auf dem DRC-Kanal in der Rückwärtsverbindung 110 zurückgeführt. Diese Informationen können von der Einteilungsvorrichtung 119 zum Beurteilen der Qualität des Abwärtsstre ckenkanals jedes Nutzers verwendet werden, wodurch eine Spitzenwertauswahl ermöglicht wird, z. B. die Einteilung des Highest Rate User First (Nutzer mit der höchsten Rate zuerst) in einem momentanen Schlitz zum Empfang der Abwärtsstreckenübertragung.
Je nach der gewählten Codierungsrate und der Qualität des Kanals kann sich die Übertragung eines einzelnen Rahmens, wie beispielsweise ein Radio Link Protocol (RLP)-Rahmen von der Basisstation 115, über mehrere Luftverbindungs-Schlitze erstrecken. Beim 1x-EV-DO werden IP-Pakete, die zu einem Nutzer gehören, in der Basisstationssteuerung, die gegebenenfalls ein Teil der Basisstation sein kann, in feste 128-Byte-RLP-Rahmen segmentiert. Funktionen der Basisstationssteuerung können zum Beispiel durch einen externen Server implementiert werden, der mit einer Basisstation über ein privates IP-Netz kommuniziert, und dann zu der Basisstation transportiert werden. Je nach der DRC-Rückmeldung, die in dem DRC-Kanal von der Mobilstation empfangen wird, entscheidet die Basisstation, wie viele RLP-Rahmen in einem Schlitz gesendet werden können, und das entsprechende Modulations- und Codierungsregime. Wenn die Mobilstation einen RLP-Rahmen irrtümlich empfängt, so sendet sie eine NACK (Negative Acknowledgment – negative Bestätigung), und der RLP Rahmen wird erneut übertragen. Je RLP-Rahmen ist nur eine einzige Neuübertragung zulässig. Sobald die Mobilstation alle RLP-Rahmen empfangen hat, die zu einem PPP-Rahmen gehören, wird der PPP-Rahmen reassembliert und zur Weiterverarbeitung an die PPP-Schicht übergeben.
Einige Schlitze sind für RLP-Rahmen "reserviert", die durch das Mobilgerät über den Bitübertragungsschicht-ACK/NACK-Mechanismus als irrtümlich angezeigt wurden und darum gerade an eine Mobilstation 105 gesendet werden. Es können aber jeder Mobilstation 105 nicht-reservierte Schlitze zugewiesen werden. Wenn ein Schlitz nicht-reserviert ist, so kann eine Einteilungs funktion gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Einteilungsvorrichtung 119 aufgerufen werden, um zu bestimmen, welcher der Mobilstationen 105 mit wartenden Abwärtsstreckendaten und geeigneter Verbindungsleistung der Schlitz zugewiesen werden soll. Ein DRC-Wert von 0 wird von den Mobilstationen 105 verwendet, um die Basisstation 115 zu informieren, dass der Abwärtsstreckenkanal eine inakzeptabel hohe Fehlerrate hat. Wenn der Schlitz reserviert ist, was impliziert, dass es eine Mobilstation 105 gab, die zuvor eine NACK für eine Übertragung gesendet hat, dann sendet die Basisstation 115 weitere codierte Bits an die Mobilstation 105 in dem momentanen Schlitz.
Wie weiter unten noch näher zu sehen sein wird, verwendet das Verfahren gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klassenspezifische Minimum- und Maximumraten. Klassenspezifisch kann zum Beispiel als Klassen von Nutzern definiert werden, die danach gruppiert werden, wie viel jeder Nutzer oder Abonnent für spezifizierte Dienste und Datenraten bezahlt. Alternativ könnte eine Klasse auf die Art des Verkehrs gestützt werden, den ein Nutzer transportiert, zum Beispiel Echtzeit, nicht Echtzeit usw. Bei jedem nicht-reservierten Schlitz wählt die Einteilungsvorrichtung 119 einen Nutzer (Mobilstation 105) in der Weise aus, dass diese Minimum- und Maximumraten über ein zweckmäßigen Zeithorizont hinweg erzwungen werden.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Einteilungsverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. Wenden wir uns 2 zu, wo zu sehen ist, wie allgemein ein Zufriedenheitsmetrikwert und ein Unzufriedenheitsmetrikwert durch die Einteilungsvorrichtung 119 für jede Mobilstation 105 zu einem bestimmten Zeitpunkt (Schlitz n) bestimmt werden können (Funktion 210). Wie weiter unten noch näher zu sehen sein wird, kann der Zufriedenheitsmetrikwert als ein Token-Zählwert eines ersten Token-Zählers in der Einteilungsvorrichtung 119 verkörpert sein, der die erreichte Leistung einer Mobilstation 105 (eines i-ten Nutzers) im Verhältnis zu einem Ziel-Maximaldurchsatz, im Weiteren als R max / i bezeichnet, beobachtet. Der Unzufriedenheitsmetrikwert kann als ein Token-Zählwert eines zweiten Token-Zählers verkörpert sein, der die erreichte Leistung einer Mobilstation 105 (eines i-ten Nutzers) im Verhältnis zu einem Ziel-Mindestdurchsatz, im Weiteren als R min / i bezeichnet, beobachtet. R max / i und R min / i können durch die Einteilungsvorrichtung 119 als eine Funktion einer Quality of Service (QoS)-Klasse der Mobilstation 105, die durch das Netz zugewiesen wurde, bestimmt werden. Alternativ können R max / i und R min / i eine Funktion einer QoS-Klasse sein, die von der Mobilstation 105 am Beginn einer Datensitzung zwischen der Mobilstation 105 und der Basisstation 115 angefordert wurde. Wie weiter unten noch näher zu sehen sein wird, können die Token-Zählwerte in dem ersten und dem zweiten Zähler zum Beispiel nach jeder eingeteilten Übertragung für eine Mobilstation 105 vorübergehend aktualisiert (in der Zeit aktualisiert) werden und können auch innerhalb eines bestimmten Token-Bereichs beschränkt werden. Die Token-Zähler können Softwareroutinen sein, die durch die Einteilungsvorrichtung 119 implementiert werden.
Die Zufriedenheits- und Unzufriedenheitsmetrikwerte können ein positiver Wert oder ein negativer Wert sein. Nachdem die Zufriedenheits- und Unzufriedenheitsmetrikwerte bestimmt wurden, wird jeder Mobilstation 105 durch die Einteilungsvorrichtung 119 ein Gewicht zugewiesen (Funktion 220). Das Gewicht kann auf einen Zufriedenheitsmetrikwert und/oder einen Unzufriedenheitsmetrikwert und/oder die durch die Mobilstation 105 (DRC) angeforderte Rate der Mobilstation 105 gestützt werden. Wenn die Mobilstationen 105 SNR-Daten zur Basisstation 115 gesendet hat, so können die SNR-Werte in einen DRC-Wert übersetzt werden. Wie weiter unten noch näher zu sehen sein wird, kann für jede Mobilstation 105 anhand des Zufriedenheitsmetrikwertes und/oder des Unzufriedenheitsmetrikwertes und/oder des DRC eine bestimmte Gewichtsfunktion berechnet werden.
Die bei Funktion 220 berechneten Gewichte können positiv oder negativ sein. Dementsprechend wird der eingeteilte Nutzer in Übereinstimmung mit der Entscheidung der Einteilungsvorrichtung 119 ausgewählt, die die höhere resultierende Gewichtsfunktion hat, die positiv (nicht null oder negativ) ist. Wenn es keinen Nutzer mit einer resultierenden Gewichtsfunktion von null oder einer negativen resultierenden Gewichtsfunktion gibt (das Ausgangssignal der Funktion 230 ist NEIN), so wird demnach kein Nutzer eingeteilt, und der Luftverbindungs-Schlitz wird leer gelassen (Funktion 240). Dementsprechend wird die Mobilstation 105 mit dem höchsten positiven bewerteten Gewicht als der zu bedienende oder einzuteilende Nutzer ausgewählt (Funktion 250), um eine nächste eingeteilte Übertragung in dem momentanen Luftverbindungs-Schlitz zu empfangen.
Einteilung mit Mindestdurchsatz-Erzwingung
Die Einteilungsvorrichtung 119 sollte die Mindestdurchsatzanforderungen (R min / i) für einen im Wesentlichen großen Anteil, wie beispielsweise etwa 90% oder mehr der Mobilstationen 105, erfüllen. Dabei sollte die Einteilungsvorrichtung 119 des Weiteren Mehrfachnutzerdiversität ausnutzen, die aus zeitweiligen Schwankungen der Kanalqualität entsteht, um eine bessere Effizienz für das System 100 zu erreichen.
Dementsprechend kann die Einteilungsvorrichtung 119 so konfiguriert werden, dass die Vorteile eines Steuerungsmechanismus', der dafür aufgelegt ist, eine Nutzerzufriedenheit zu erreichen, mit den Vorteilen der Spitzenwertauswahl (Kapazitätsverbesserungen, weniger Interferenzen und höherer Umsatz) kombiniert werden.
Zum Beispiel entscheidet die Einteilungsvorrichtung 119 in jedem Einteilungsmoment (d. h. Schlitz n), ob ein schlechter Nutzer (Mobilstation 105) einzuteilen ist, der einen relativ hohen bewerteten Unzufriedenheitsmetrikwert hat, wodurch angezeigt wird, dass der Nutzer seinen R min / i nicht erfüllt hat, oder ob eine Spitzenwertauswahl auszuführen ist (d. h. ob der Nutzer mit der höchsten angeforderten Rate (der höchsten DRC) einzuteilen ist). Die Spitzenwertauswahl hilft beim Maximieren des Durchsatzes des Systems 100 und kann außerdem die Verbindung von Paketrufen für "gute" Nutzer (Mobilstationen 105) gestatten, wodurch Ressourcen des Systems 100 für "schlechte" Nutzer freigegeben werden.
Generell kann die Nutzerzufriedenheit durch die Ressourcenzuweisung an die schlechten Nutzer stark eingeschränkt werden, da diese in der Regel am schwierigsten zufrieden zu stellen sind. Schlechte Nutzer müssen in der Regel häufig eingeteilt werden, um ihre Ziel-Mindestdurchsätze zu erfüllen. Jedoch richten sich gemäß den beispielhaften Ausführungsformen die Zeitpunkte oder Schlitze, an denen schlechte Nutzer eingeteilt werden, nach (a) dem Unzufriedenheitsmetrikwert, d. h. dem momentanen Unzufriedenheitspegel im Verhältnis zu R min / i, und (b) der momentanen angeforderten (oder erreichbaren) Rate (d. h. DRC).
Um zu beobachten, wie gut die Einteilungsvorrichtung 119 das Mindestdurchsatzziel jedes Nutzers erfüllt, kann die Einteilungsvorrichtung 119 einen allgemein bekannten "Leaky-Bucket-Algorithmus" verwenden. Der Leaky-Bucket-Algorithmus verwendet einen Token-Zähler, der einen Token-Pool Ti(n) aus Bits für einen i-ten Nutzer in einem n-ten Schlitz führt. Dieser Token-Zähler ist der oben erwähnte zweite Token-Zähler und inkrementiert oder dekrementiert Token-Zählwerte. Ein Token-Zählwert stellt den oben erwähnten Unzufriedenheitsmetrikwert dar, der für jede Mobilstation 105 in einem bestimmten Schlitz bestimmt wird.
Der Zähler kann beim Ziel-Mindestdurchsatz des Nutzers i, d. h. R min / i (bps), oder um eine Menge, die zu R min / i in dem n-ten Schlitz proportional ist, inkrementiert werden. Wann immer die Einteilungsvorrichtung 119 b_i eingeteilte Bits an den Nutzer i sendet, können b_i Bits aus dem "Token-Behälter" ("Bucket") des Nutzers i abgezogen werden. Der Terminus b_i(n) wird als eine Entnahmerate bezeichnet und kann die Anzahl von Bits, die an den i-ten Nutzer in dem n-ten Schlitz gesendet wurden, darstellen (in Bits/Schlitz). In der Praxis sollte der traditionelle Leaky-Bucket-Algorithmus so modifiziert werden, dass er akzeptabel im Kontext der 1x-EV-DO-Einteilung funktioniert.
Zum Beispiel sind Verfeinerungen nötig, um die Akkumulation von Token anzuhalten, wenn Mobilgeräte sich lange Zeit im Ruhezustand befinden, wie es bei Nutzern der Fall ist, die im Internet surfen oder andere Anwendungen laufen haben, die sporadisch Verkehr erzeugen. Darüber hinaus hat die anfängliche Menge an Token, die sich zu Beginn einer Übertragung im Behälter ("Bucket") jedes Nutzers befinden, einen großen Einfluss auf das Verzögerungsverhalten von Anwendungen, die sporadisch Daten senden. Dementsprechend können die Token-Zählwerte des Token-Zählers auf einen spezifizierten Bereich beschränkt sein und können initialisiert werden, um zum Beispiel ein akzeptables Verzögerungsverhalten von Anwendungen zu erreichen, die sporadisch Daten senden.
A. Bereichsbeschränkung – Begrenzen der Tiefe des Token-Behälters
Die Größe des Token-Pools T_i(n) ist ein guter Indikator für die Unzufriedenheit des Nutzers i. Eine Mobilstation 105, die über einen größeren Zeitraum hinweg nicht bedient wurde, könnte eine recht große Anzahl von Token ansammeln. Umgekehrt könnte bei einer Mobilstation 105, die oft bedient wird, die Größe des Token-Pools sogar negative Werte annehmen. Jedes Token-basierte Einteilungsregime hat darum einen eingebauten Speicher, der den Dienst widerspiegelt, der für einen Nutzer über einen Zeitraum hinweg erbracht wurde. In der beispielhaften Ausführungsform kann dieser Speicher ein Schiebefenster in der Einteilungsvorrichtung 119 sein. Der Speicher kann eine gewisse Wirkung beim Erreichen eines Grades von Nutzerzufriedenheit haben, kann sich aber als Nachteil erweisen, wenn Token die Möglichkeit haben, überhand zu nehmen, d. h. einen übermäßig großen negativen oder positiven Wert anzunehmen. In solchen Situationen kann die Systemwiederherstellung langsam vonstatten gehen, wobei einige Nutzer in der Zwischenzeit zu kurz kommen, während für andere Nutzer unnötige Dienste erbracht werden.
In den beispielhaften Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, dass man die Token-Werte mit einer Obergrenze versieht, d. h. indem sie auf einen bestimmten Bereich (T_MIN, T_MAX) beschränkt werden. Die maximale zulässige Bucket-Größe, T_MAX, begrenzt den Speicher in dem Sinne, dass, wenn der Token-Behälter bereits mit Token gefüllt ist, ankommende Token überlaufen und ab dann nicht mehr zur Verfügung stehen. Somit ist zu jeder Zeit der größte Burst, den ein Nutzer ins Netz (d. h. ins System 100) senden kann, ungefähr proportional zur Größe des Behälters. In ähnlicher Weise kann der Token-Zählwert nie unter ein Minimum, T_MIN abfallen.
Die Rate, mit der Token in jedem Schlitz in den Behälter eines Nutzers (Mobilstation 105) gelegt werden, ist in der Regel viel kleiner als die Entnahmerate b_i(n). Die Wiederherstellung nach einer Situation mit großen negativen Token-Werten erfolgt daher langsam. Nehmen wir zum Beispiel einen Fall eines Nutzers mit guten Kanalbedingungen in einem wenig beanspruchten System, in dem zu Beginn wiederholte Dienste anfallen, was zu einem großen negativen Token-Wert führt. Wenn die Systembeanspruchung sich nun allmählich verstärkt, oder wenn sich die Kanalbedingungen des Systems plötzlich deutlich verschlechtern, so kann der Nutzer nicht mit anderen Nutzern mit hohen Token-Werten konkurrieren.
Folglich wird der Nutzer für einen langen Zeitraum nicht eingeteilt. Dementsprechend kann, um das Problem zu lösen, die Länge der Zeit, während der ein bedarfsanmeldender Nutzer mit negativen Token nicht bedient wird, beobachtet werden. Sobald diese Dauer eine spezifizierte oder zuvor festgelegte Schwelle übersteigt, werden die Token des Nutzers mittels eines Tokenwertinitialisierungsverfahrens zurückgesetzt. Dieses "effiziente Token-Regime" kann somit einen kontrollierten Grad an Burstbereitschaft gestatten, wodurch der Vorteil maximiert wird, der durch Mehrfachnutzerdiversität erlangt wird, während trotzdem noch versucht wird, auf lange Sicht zu garantieren, dass die Übertragungsrate für bedarfsanmeldende Nutzer i nicht die Tokennachfüllrate übersteigt.
B. Initialisierung eines Token-Wertes für einen neuen Nutzer
Der Token-Wert einer neuen Mobilstation 105, die in das System 100 eintritt, sollte eingestellt werden. Wenn die Einteilungsvorrichtung 119 den anfänglichen Token-Wert für einen neuen Nutzer zu niedrig einstellt, so unterliegt das erste Paket, das an die neue Mobilstation 105 gesendet wird, einer Verzögerung, die länger ist als wünschenswert. Dies kann das Transmission Control Protocol (TCP) beeinträchtigen. TCP ist eine verbindungsorientierte Bytestrom-Transportschicht für eine zuverlässige Übermittlung, die derzeit in IETF RFC 793 dokumentiert ist, einem Normungsdokument, das von der Internet Engineering Task Force (IETF) vorgegeben wurde, um zu beschreiben, wie sich TCP verhalten sollte. In dem TCP/IP-Modell bildet TCP eine Schnitt stelle zwischen einer Vermittlungsschicht darunter und einer Anwendungsschicht darüber.
Im Fall des TCP kann diese anfängliche Verzögerung die Zeit verlängern, die das TCP in seiner Langsamstartphase verweilt. Die Langsamstartphase des TCP ist die Phase, während der das TCP die verfügbare Kanalbandbreite feststellt. Wenn dieser Prozess langsam abläuft, so ist die Zeit, die das TCP zum Feststellen braucht, lang, so dass der resultierende Durchsatz sich verringern würde, was den TCP-Durchsatz reduziert, den die Mobilstation 105 sieht. Andererseits garantiert ein zu hohes Einstellen des Token-Wertes einen Dient für die Mobilstation 105 über einen unangemessen langen Zeitraum, worunter andere Mobilstationen 105 in dem System 100 zu leiden hätten.
Für einen Nutzer j (d. h. eine Mobilstation 105), der zu einer Zeit n in das System 100 eintritt, werden die Token T_j(n) so initialisiert, dass, falls eine Bedienung nicht innerhalb von m Schlitzen erfolgt, die prognostizierten Gewichte des Nutzers gleich dem Gewicht des momentan bedienten Nutzers sind. Oder anders ausgedrückt: Wenn der Parameter A^max[n – 1] eine Anzahl von Gewichten darstellt, die dem Nutzer entsprechen, der in Schlitz (n – 1) eingeteilt ist, so werden die Token des Nutzers j, die als T_j(n) dargestellt sind, auf einen Wert gemäß dem folgenden Ausdruck (1) initialisiert.
In Ausdruck (1) ist δ_j ein Ratenanforderungsexponent für Nutzer j; DRC_j ist die momentane Rate, die durch den Nutzer j angefordert wird; und a_j stellt eine erwartete Nutzerzufriedenheitsabweichung für Nutzer j dar. Der Parameter Xj ist proportional zu R min / j und ist insbeson dere eine Token-Rate, die durch den folgenden Ausdruck (2) gegeben ist: Xj = αjRminj /600 (bits/sek), (2)wobei α_j ein abstimmbarer Parameter ist und R min / j den Ziel-Mindestdurchsatz (z. B. R_min) für den Nutzer j darstellt. Da die Token-Rate direkt aus R min / j errechnet wird, ist sie QoS-klassenabhängig. Wenn DRC_j(n) = 0, dann kann T_j(n) wie in Ausdruck (3) definiert errechnet werden:
wobei m nach Bedarf gewählt werden kann. Dementsprechend kann ein anfänglicher Token-Wert gemäß den Ausdrücken (1) bis (3) eingestellt werden, um Verzögerungen zu berücksichtigen, die zum Beispiel auf Anwendungen zurückzuführen sind, die sporadisch Daten senden.
C. Gewichtsfunktionen für die R min / i-Erzwingung
Die Einteilungsvorrichtung 119 beurteilt die relativen Vorteile der Einteilung relativ unzufriedener Nutzer und der Spitzenwertauswahl durch Vergleichen individueller Gewichtsfunktionen, die durch die folgenden zwei Einteilungsroutinen berechnet wurden: Die erste Einteilungsroutine ist eine kanalqualitäts- und nutzerunzufriedenheitssensible Einteilungsroutine, die eine Gewichtsfunktion berechnet, die durch Ausdruck (4) definiert ist:
wobei DRC_i die angeforderte Rate bezeichnet, δ_i einen Ratenanforderungsexponenten bezeichnet und a_i einen kleinen positiven Wert bezeichnet, der zu der QoS-Klasse des Nutzers in Beziehung steht. Der Parameter a_i kann auf einen kleinen Wert eingestellt werden, um eine Algorithmusstabilität zu gewährleisten, wie beispielsweise 0,0001 für die Bronze-Klasse (eine Klasse von Nutzern, die eine geringere Abonnementgebühr bezahlen) und 0,0005 für eine Gold-Klasse. T_i bezeichnet jeweils den momentanen Token-Zählwert für den i-ten Nutzer.
Die zweite Einteilungsroutine ist eine reine Spitzenwertauswahl-Einteilungsvorrichtung, wobei die Gewichtsfunktion durch den Ausdruck (5) gegeben ist: W2i = DRCi .(5)
Die Ausdrücke (4) und (5) werden durch die Einteilungsvorrichtung 119 für jede Mobilstation 105 implementiert. Der eingeteilte Nutzer wird dann durch die Einteilungsvorrichtung 119 in Übereinstimmung mit der Entscheidung, die durch die Einteilungsroutine in den Ausdrücken (4) und (5) getroffen wurde, ausgewählt, die die höhere resultierende Gewichtsfunktion hat, d. h. j = arg max{W1i , W2i }. i: W1i × W2i > 0 (6)
In Ausdruck (6) oben müssen sowohl W 1 / i als auch W 2 / i positiv sein. Darum wird, wenn es keinen Nutzer gibt, bei dem sowohl W 1 / i als auch W 2 / i positiv ist, so wird kein Nutzer eingeteilt, und der Luftverbindungs-Schlitz wird leer gelassen (siehe zum Beispiel Funktionen 230 und 240 in 2).
Um R min / i zu erzwingen, wenn Übertragungen gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingeteilt werden, werden Nutzer-Token als eine Messgröße für die zeitweilige Unzufriedenheit verwendet, so dass T_i ein Token-Zählwert ist, der den oben erwähnten Unzufriedenheitsmetrikwert darstellt. Token werden dekrementiert, wenn ein Nutzer (d. h. eine Mobilstation 105) eingeteilt wird. Token werden unabhängig davon, ob der Nutzer eingeteilt wurde oder nicht, um eine Menge inkrementiert, die proportional zum Ziel-Mindestdurchsatz (R min / i) des Nutzers ist. Zu jeder Zeit können die angesammelten Token ungefähr proportional zu der Differenz zwischen der Token-Rate, die eine Rate sein kann, die auf wenigstens gleich R min / i eingestellt ist, und der tatsächlichen Bedienrate, die dem Nutzer zur Verfügung steht, sein. Wenn ein Nutzer unzufrieden ist (d. h. die wahrgenommene Rate liegt unter der Token-Rate), so sammeln sich seine Token an. Der Exponentialterminus in Ausdruck (4) beginnt schließlich die Nutzerkanalqualität zu dominieren, und der Nutzer wird eingeteilt. Wenn alle Nutzer zufrieden sind, so sind ihre Token negativ, und das Einteilungsverfahren, wie es sich durch die Einteilungsroutinen in den Ausdrücken zeigt, richtet sich dann allein nach der Nutzerkanalqualität, um eine Einteilungsentscheidung zu treffen. Oder anders ausgedrückt: Die Verteilung überschüssiger Bandbreite unter Nutzern richtet sich vor allem nach der Nutzerkanalqualität, und Nutzer mit einer besseren DRC erhalten einen größeren Anteil am Kanal.
Einteilung mit Maximaldurchsatz R max / i-Erzwingung
Zur Maximaldurchsatzerzwingung kann man sich einer Vorgehensweise bedienen, die dem oben beschriebenen Mindestdurchsatz-Fall ähnelt. Es kann ein neuer Token-Zähler, bei dem es sich um den oben erwähnten ersten Token-Zähler handelt, definiert werden, der eine andere Softwareroutine sein kann, die durch die Einteilungsvorrichtung 119 implementiert wird. Der Token-Zählwert für einen i-ten Nutzer,
, kann den oben erwähnten Zufriedenheitsmetrikwert darstellen und kann durch den Token-Zähler inkrementiert oder dekrementiert werden, um den Ziel-Maximaldurchsatz für den Nutzer i, R max / i, zu beobachten. Dieser Token-Zähler kann beim Ziel-Maximaldurchsatz (R max / i) des Nutzers in jedem Schlitz inkrementiert werden und um die Anzahl der Bits b_i, die bereits an den Nutzer gesendet wurden, dekrementiert werden. Identische Ober- und Untergrenzen und Initialisierungsverfahren, wie in den Abschnitten A. und B. oben beschrieben, können sowohl auf Token-Werte für die minimale Rate als auch auf Token-Werte für die maximaler Rate angewendet werden.
Zur Einteilung mit R max / i-Erzwingung werden zwei unterschiedliche Szenarios in Betracht gezogen: (a) ein Token Threshold Scheme (TTS) und (b) ein Peak Picking Enhanced Airlink-R max / i (PEARmax)-Erzwingungsregime.
A. Token Threshold Scheme (TTS)
Wenn beim TTS die Token für die maximale Rate
für alle Nutzer negativ sind, dann werden Nutzer, deren Token für die maximale Rate unter eine bestimmte Schwelle abfallen (die Schwelle könnte zum Beispiel auf null gesetzt werden), von der Einteilung ausgeschlossen. Die Einteilungsroutinen in den Ausdrücken (4) bis (6), die oben beschrieben wurden, werden dann auf die übrigen Nutzer angewendet, um die Gewichte W 1 / i und W 2 / i zu berechnen, und ein Nutzer wird ausgewählt, solange es einen Nutzer mit sowohl W 1 / i als auch W 2 / i ungleich null gibt. Andernfalls wird kein Nutzer eingeteilt, und der Luftverbindungs-Schlitz wird leer gelassen (siehe zum Beispiel die Funktionen 230 und 240 in 2).
B. Peak Picking Enhanced Airlink R max / i-Erzwingung (PEARmax)
In diesem Fall kann eine stärker kanalsensible Lösung angewendet werden, um zu entscheiden, wann der Kanal beim Erzwingen von R max / i für alle Nutzer im Ruhezustand zu belassen ist. Dies gewährleistet, dass die Sektorenaktivität verringert wird, während immer noch die Ziel-Minimum- und die Ziel-Maximaldurchsatzanforderungen erfüllt werden. Das PEARmax-Regime wendet – in dieser Reihenfolge – folgende Schritte an:
Schritt 1: Für die Teilmenge von Nutzern mit nicht-negativen Token-Zählwerten
d. h.
≥ 0, kann die Gewichtsberechnung über die Ausdrücke (4) bis (6) erfolgen, wobei die Ausdrücke (4) und (5) zu folgendem Ausdruck (7) verdichtet werden können:
wobei DRC_i(n) die Rate bezeichnet, die von dem i-ten Nutzer in Schlitz n angefordert wird, δ einen Ratenanforderungsexponenten darstellt und α einen kleinen positiven Wert bezeichnet, der zu der QoS-Klasse des Nutzers in Beziehung steht. Der Parameter α ist abstimmbarer und kann auf einen kleinen Wert eingestellt werden, um die Algorithmusstabilität zu gewährleisten, wie beispielsweise 0,0001 für die Bronze-Klasse (eine Klasse von Nutzern, die eine geringere Abonnementgebühr bezahlen) und 0,0005 für eine Gold-Klasse. T_i(n) bezeichnet den momentanen Token-Wert (d. h. den Unzufriedenheitsmetrikwert) für den i-ten Nutzer in Schlitz n. Für den i-ten Nutzer in Schlitz n kann
gemäß Ausdruck (8) inkrementiert oder dekrementiert werden:
wobei
(n) proportional zu R max / i ist und eine Token-Rate ist, die ein Produkt aus R max / i und der Schlitzdauer ist, α ein abstimmbarer Parameter ist, der es ermöglicht, die Token-Rate auf einen Wert einzustellen, der höher ist der Ziel-Maximaldurchsatz für einen bestimmten Zeitraum, und b_i(n) die Anzahl von Bits darstellt, die an den i-ten Nutzer in dem n-ten Schlitz gesendet werden.
Schritt 2: Für alle Nutzer mit negativen Token-Zählwerten
, d. h.
< 0, kann die Gewichtsberechnung über den Ausdruck (9) erfolgen:
Ausdruck (9) ähnelt der ersten kanalqualitäts- und nutzerzufriedenheitssensiblen Einteilungsroutine von Ausdruck (4). Beim Implementieren von Ausdruck (9) versucht die Einteilungsvorrichtung 119, eine Mindestrate von R max / i für alle Nutzer zu erreichen. Wenn zum Beispiel W 3 / i < R_max, dann wird W 3 / i auf 0 eingestellt. Schritt 2 gestattet es somit, dass Nutzer, die R max / i bereits überschritten haben (d. h. der Zufriedenheitsmetrikwert oder Token-Zählwert
ist ein großer negativer Wert), eingeteilt werden, wenn ihnen außergewöhnlich gute Kanalbedingungen zur Verfügung stehen. In ähnlicher Weise werden Nutzer, die ihren R max / i knapp erreicht haben (d. h.
ist ein kleiner negativer Wert), nicht eingeteilt, wenn sie sich mit relativ schlechten Kanalbedingungen konfrontiert sehen.
Schritt 3: Der eingeteilte Nutzer j wird dann ausgewählt, wie durch den Ausdruck (10) dargestellt: j = arg max{W1i , W2i , W3i ). i: W1i × W2i × W3i > 0 (10)
Wenn kein Nutzer die Bedingung W 1 / i × W 2 / i × W 3 / i > 0 erfüllt, dann lässt die Einteilungsvorrichtung 119 den Schlitz leer, wie oben beschrieben. Dies gewährleistet, dass selbst dann, nachdem Ziel-Mindestdurchsätze (d. h. R min / i) erreicht sind, wahlweise eine Spitzenwertauswahleinteilung oder eine Nutzerzufriedenheitseinteilung verwendet werden kann, um die Ziel-Maximaldurchsätze (d. h. R max / i) für alle Nutzer zu erreichen. Dies vergrößert die Anzahl der Zeitschlitze, während denen der Sektor keinen Nutzer einzuteilen braucht, und kann die Übertragung während dieser leer gelassenen Zeitschlitze abschalten, wodurch möglicherweise Interferenzen verringert werden und die Energieeffizienz verbessert wird.
Beispiele und Ergebnisse
In diesem ersten Beispiel wurde eine Simulation ausgeführt, bei der ns-2 (Network Simulator Version 2, ein bekanntes Simulationstool) als das Simulationstool benutzt wurde und Schichtebenendaten verwendet wurden, welche die DRC-Rückmeldung für jeden Schlitz bereitstellten. Die Schichtebenendaten nahmen eine Bewegungsgeschwindigkeit des Mobilgeräts von 3 km/h und einen Einweg-Rayleigh-Schwund an. Die Schichtebenendaten enthielten IR und stellten die DRC-Rückmeldung bereit, d. h. die Informationen darüber, wie viele Schlitze benötigt werden würden, sollte das Mobilgerät in diesen Schlitz eingeteilt werden. Die Schichtebenendaten zeigten außerdem, ob ein Rahmen, der die Schichtebenendaten trägt, nach einer maximalen Anzahl von Incremental Redundancy (IR)-Neuübertragungen korrekt empfangen wurde oder nicht.
Es wurde auch Radio Link Protocol (RLP) zur Neuübertragungen von RLP-Rahmen verwendet, die während der Luftverbindung verloren gehen. Da sich Verluste von TCP-Segmenten schwerwiegend auf den resultierenden TCP-Durchsatz hätten aufwirken können, war es notwendig, die Funktionen des RLP-Protokolls zu modellieren. Das File Transfer Protocol (FTP) wurde als das Anwendungsschichtprotokoll benutzt. Das File Transfer Protocol (FTP) ist ein Protokoll, das Dateien zwischen Maschinen mit stark unterschiedlichen Betriebssystemen übertragen kann. FTP ist ein 8-bit-Protokoll, das jede Art von Datei ohne weitere Verarbeitung handhaben kann, wie beispielsweise Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) oder UUEncode.
TCP Reno wurde mit einer MSS (Maximum Segment Size – die maximale Menge an TCP-Daten, die ein Knoten in einem einzelnen Segment senden kann) von 1460 Bytes und einem Maximum Window (MW) von 64 KB benutzt. Es wurde angenommen, dass das Kernnetz, das die Basisstation mit dem Host verband, mit 5 Mb/s und mit einer Verzögerung von 150 ms arbeitet. Es wurde eine feste Verzögerung von 100 ms zwischen dem RLP-Absender und -Empfänger angenommen.
Beim Analysieren der numerischen Ergebnisse wurden zwei Fragen bewertet: (a) Wurde R max / i auferlegt?, und (b) Wie viele Systemressourcen wurden benötigt, um R max / i zu erfüllen? (Oder anders ausgedrückt: Wie viel Luftverbindungs-Aktivität wurde benötigt?). Diese Fragen bildeten den Schwerpunkt, weil – unter der Voraussetzung, dass alle anderen Parameter oder Bedingungen gleich sind – es besser ist, R max / i in so wenig Schlitzen wie möglich zu erreichen, so dass die übrigen Schlitze leer gelassen werden können. Durch Leerlassen dieser Schlitze kann eine Zelle effektiv den Interferenzpegel senken, mit dem benachbarte Zellen konfrontiert werden, wodurch möglicherweise die Durchsätze in diesen benachbarten Zellen verbessert werden.
Für die Simulation wurde R min / i auf 19,2 Kb/s eingestellt; R max / i nahm zwei unterschiedliche Werte an. In einem Fall wurde R max / i auf 2,5 Mb/s eingestellt, was einen Fall bezeichnet, bei dem die R max / i-Vorgabe inaktiv war. Weitere Einteilungsparameter wurden wie folgt für alle Nutzer eingestellt: δ_i = 0, a_i = 3e^–5, T_i = R min / i/600. Die folgende Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der Ergebnisse für drei Fälle: (1) einen Fall, bei dem die Einteilung erfolgte, als die R max / i-Vorgabe inaktiv war; (2) einen Fall, bei dem die Einteilung gemäß dem oben beschriebenen PEARmax-Regime erfolgte; und (3) einen Fall, bei dem die Einteilung gemäß dem oben beschriebenen TTS-Regime erfolgte.
Tabelle 1 – Vergleich der Ergebnisse für drei Nutzer
Wenden wir uns Tabelle 1 zu. Hier wurde der Einfachheit halber ein System, das drei Nutzer enthielt, angenommen, und die drei Nutzer wurden so ausgewählt, dass ihre durchschnittlichen DRC-Werte 80 Kb/s überstiegen. Nutzer 1 ist der Nutzer mit dem besten Standort (d. h. mit der höchsten durchschnittlichen DRC), gefolgt von Nutzer 2 und dann von Nutzer 3. Tabelle 1 zeigt Ergebnisse, die über unterschiedliche R max / i-Erzwingungsregimes erhalten wurden. Nehmen wir den Fall, wo keine R max / i-Vorgabe auferlegt war. In diesem Fall erreichen alle Nutzer Durchsätze von wenigstens 19,2 Kb/s, weil das oben beschriebene PEARmax-Regime konstruktionsbedingt den Systemdurchsatz vorbehaltlich der minimalen (19,2 Kb/s) und der maximalen (2,5 Mb/s) Durchsatz-Vorgabe maximiert. Da die Nutzer 3, 2 und 1 zunehmend bessere Kanalbedingungen haben, bewegen sich ihre Durchsätze ebenfalls in dieser Größenordnung. Jedoch beträgt die Luftverbindungs-Aktivität für den Fall "Kein R max / i" nahezu 100%. Die Aktivität beträgt nicht ganz 100%, weil es kurze Zeiträume gab, wo alle drei Nutzer eine DRC von null meldeten, und/oder alle drei Nutzer keinen Bedarf anmeldeten (zum Beispiel während des TCP-Langsamstarts).
In dem obigen Beispiel wurde ein Fall betrachtet, bei dem R max / i unter Verwendung des PEARmax-Regime zur Einteilung von Übertragungen auf 80 Kb/s begrenzt war. Keiner der Nutzer aus Tabelle 1 überschritt einen Durchsatz von 80 Kb/s, da das PEARmax-Regime die maximalen Nutzerdurchsätze konstruktionsbedingt auf R max / i beschränkt. Eine Feststellung ist, dass die Luftverbindungs-Aktivität um mehr als 70% auf 29,17% abfällt. wenn dieses Ergebnis mit dem des TTS-Regimes benutzt wird, während das TTS-Regime ebenfalls R max / i erzwingt, so geschieht dies unter Verwendung von etwa 62% mehr Luftverbindungs-Ressourcen (von 29,17 auf 47,4%) als PEARmax. Dieses Beispiel zeigt somit die auf Systemebene liegenden Auswirkungen von kanalsensiblen Einteilungsregimes auf.
Im nächsten Beispiel wurde ein Fall betrachtet, bei dem R min / i und R max / i auf 19,2 Kb/s eingestellt waren. Dies kann den Zieldurchsätzen für Nutzer eines Systems entsprechen, das Anwendungen mit präzisen Jitter-Anforderungen implementiert, wie beispielsweise Streaming-Audio oder -Video. Alternativ kann das Einstellen von R min / i = R max / i als ein Mittel betrachtet werden, um für Endnutzer einen vorhersagbaren Service zu erbringen, d. h. wenn der Nutzer nur wenig Veränderung bei den Durchsätzen für eine weiten Bereich von Kanalbedingungen hat, so beginnt der Service vorhersagbarer zu werden. Die folgende Tabelle 2 gibt einen Vergleich von Ergebnissen für die oben erwähnten drei Fälle: Tabelle 2 – Ergebnisse für R min / i = R max / i = 19,2 Kb/s
Tabelle 2 fasst die Ergebnisse zusammen, wenn R min / i und R max / i auf 19,2 Kb/s eingestellt sind. Auch hier beträgt, wenn kein R max / i-Limit gesetzt ist, die Luftverbindungs- Aktivität fast 100%. Mit PEARmax erreichen alle drei Nutzer Durchsätze von etwa 19,2 Kb/s, und die Luftverbindungs-Aktivität wird um mehr als 93% verringert. TTS erreich ebenfalls die einzelnen Nutzerdurchsätze von 19,2 Kb/s, doch es verwendet 67% mehr Luftverbindungs-Ressourcen als PEARmax. Dementsprechend kann das PEARmax-Einteilungsverfahren die Mindest- und Maximaldurchsatzvorgaben mit erheblichen Einsparungen bei der Menge der Systemressourcen erfüllen. Darüber hinaus könnte die Verringerung der Interferenzen in benachbarten Sektoren zu Durchsatzverbesserungen in jenen Sektoren führen.
Somit stellen die beispielhaften Ausführungsformen ein Verfahren zur Einteilung von Übertragungen in einem Kommunikationssystem bereit, das dabei helfen könnte zu gewährleisten, dass eine Einteilungsvorrichtung es nicht zulässt, dass eine Mobilstation (Nutzer) eine Maximaldurchsatz-Vorgabe außerhalb eines bestimmten Zeitraums überschreitet. Innerhalb des bestimmten Zeitraums kann der Nutzer vorübergehend diese Vorgaben überschreiten, wenn beispielsweise die momentanen Kanalbedingungen gemäß Anzeige durch einen Zufriedenheitsmetrikwert
günstig sind. Der Nutzer wird nicht zur Einteilung gesperrt, wenn die erreichte (tatsächliche) Datenrate des Nutzers R max / i übersteigt, aber ein Nutzer kann in einem n-ten Zeitschlitz auf der Grundlage der momentanen Kanalbedingungen sowie der Servicequalität (Durchsatz), die der Nutzer bisher erreicht hat, zur Einteilung gesperrt werden.
Die beispielhaften Ausführungsformen stellen eine Einteilungsvorrichtung und ein Verfahren zur Einteilung in Abhängigkeit von den Kanalbedingungen bereit, die (i) das Verfahren in die Lage versetzen können, die Nutzerzufriedenheit durch Erreichen von QoS-klassenspezifischen Mindestdurchsatzzielen zu maximieren, die (ii) QoS-klassenspezifische Maximaldurchsätze erzwingen können, um einem Nutzer einen Anreiz zu geben, einen höherwertigen Service in Anspruch zu nehmen, und die (iii) die Sektorenaktivität beispielsweise durch Verringern der Anzahl von Ressourcen im Hinblick auf Luftverbindungs-Schlitze verringern können, die durch das System oder das Netz verwendet werden.
Um die Menge an Ressourcen zu verringern, die zur Erreichung des Maximaldurchsatzes benötigt werden, können Kanalzustandsinformationen durch die Einteilungsvorrichtung verwendet werden, um dynamisch zu entscheiden, ob ein momentaner Zeitschlitz zugewiesen werden muss, um (a) Mindestraten für die Nutzer zu erreichen; (b) den Netz- oder Systemdurchsatz zu erreichen, oder (c) wenn der momentane Zeitschlitz leer gelassen werden muss, falls die betreffenden Maximaldurchsatzvorgaben oder -limits für alle Nutzer erreicht wurden. Die Parameter, die durch das Verfahren benutzt werden, können auf einfache Weise abgestimmt werden und können direkt mit der vom Nutzer wahrgenommenen Leistung in Beziehung stehen. Die Simulationsergebnisse veranschaulichen, dass Mindest- und Maximaldurchsätze effizient unter Verwendung des Verfahrens gemäß den beispielhaften Ausführungsformen erzwungen werden können, und in einem typischen 1x-EV-DO-Betriebsszenario können mehr als 60% Einsparung bei den Systemressourcen erreicht werden. Die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch zu weniger Interferenzen führen, um möglicherweise die Netz- und/oder Systemkapazität insgesamt in interferenzbegrenzten Anwendungen zu verbessern.
Dementsprechend stellen die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Einteilung von Übertragungen in einem Kommunikationssystem bereit, um die Nutzerzufriedenheit durch Erreichen QoS-klassenspezifischer Mindestdurchsatzziele zu maximieren und QoS-klassenspezifische Maximaldurchsätze zu erzwingen, um Nutzern einen Anreiz zu geben, einen höherwertigen Service in Anspruch zu nehmen, und mögli cherweise die Sektorenaktivität zu verringern. Das Einteilungsverfahren gemäß den beispielhaften Ausführungsformen kann spürbare Unterschiede für Endnutzer, die zu unterschiedlichen QoS-Klassen gehören, bewirken und messbare Vorteile für Netzbetreiber (d. h. höhere Systemkapazität, besser vorhersagbare Datenübertragungen, mehr Umsatz) erbringen. Direkte Beziehungen zwischen Parametern in dem Verfahren und der vom Nutzer wahrgenommenen Leistung können außerdem gewährleisten, dass das implementierte Verfahren im Wesentlichen mühelos abgestimmt werden kann und eine vorhersagbare Leistung erbringt.
Aus den so beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ersichtlich, dass diese auf vielfältige Weise variiert werden können. Zum Beispiel lassen sich die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konkret auf die Einteilung von Paketübertragungen von einer Basisstation an Mobilstationen eines CDMA-Netzes anwenden, wie beispielsweise ein CDMA-Netz, das gemäß dem cdma2000 1x EV-DO-Standard arbeitet. Dementsprechend können die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen durch eine Einteilungsvorrichtung in solch einem Netz implementiert werden und wurden im Kontext einer Einteilungsvorrichtung oder Einteilungsfunktion beschrieben, die durch eine Basisstationssteuerung implementiert wird.
Jedoch haben die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen allgemeineren Anwendbarkeitsbereich, wenn man andere nützliche Anwendungen in Kommunikationsnetzen von anderen Arten, einschließlich sowohl leitungsgebundener als auch Drahtlosnetze, betrachtet. Insbesondere gelten die beispielhaften Ausführungsformen nicht nur für das Einteilen von Abwärtsstreckenübertragungen, sondern können auch für die Einteilung von Aufwärtsstreckenübertragungen in einem CDMA-System oder einem anderen Drahtlosnetz Anwendung finden.

Claims

Verfahren zum Einteilen von Übertragungen zu mehreren Benutzern (105) in einem Kommunikationsnetz, mit den folgenden Schritten: für jeden Benutzer in mindestens einem Zeitschlitz, Bestimmen eines Unzufriedenheitsmetrikwerts, der als ein Token-Zählwert eines ersten Token-Zählers, der die erzielte Leistung des Benutzers relativ zu einem Ziel-Minimaldurchsatz verfolgt, repräsentiert wird, und/oder eines Zufriedenheitsmetrikwerts, der als ein Token-Zählwert eines zweiten Token-Zählers, der die erzielte Leistung des Benutzers relativ zu einem Ziel-Maximaldurchsatz verfolgt, repräsentiert wird (210); für jeden der mehreren Benutzer, Bestimmen eines ersten Gewichtswerts, der als Funktion mindestens des Unzufriedenheitsmetrikwerts berechnet wird, und eines zweiten Gewichtswerts, der als Funktion mindestens des Zufriedenheitsmetrikwerts berechnet wird (220); und Auswählen eines Benutzers aus den mehreren Benutzern, dessen berechneter erster oder zweiter Gewichtswert der Gewichtswert mit dem höchsten positiven Wert ist, als der, der mit einer nächsten eingeteilten Übertragung in dem mindestens einen Zeitschlitz versorgt wird (250).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Auswählens ferner umfaßt, daß kein Benutzer für eine Einteilung ausgewählt und der Zeitschlitz leergelassen wird, wenn von keinem der mehreren Benutzer seine berechneten Gewichtswerte größer als null sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Ziel-Maximaldurchsatz und der Ziel-Minimaldurchsatz des Benutzers eine Funktion der Klasse der Dienstqualität QoS des Benutzers, die vom Netz zugewiesen wird, und/oder einer am Anfang der Sitzung vom Benutzer angeforderten QoS-Klasse sind.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem folgenden Schritt: Einschränken der Token-Zählwerte in dem ersten Token-Zähler und in dem zweiten Token-Zähler auf einen gegebenen Bereich.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt, in jedem Zeitschlitz den Token-Zählwert in dem ersten und/oder in dem zweiten Token-Zähler zu aktualisieren, indem der dem Unzufriedenheitsmetrikwert entsprechende Token-Zählwert in dem ersten Token-Zähler auf der Basis eines dem Benutzer garantierten Ziel-Minimaldurchsatzes vergrößert oder verkleinert wird und der dem Zufriedenheitsmetrikwert entsprechende Token-Zählwert in dem zweiten Token-Zähler auf der Basis eines dem Benutzer garantierten Ziel-Maximaldurchsatzes vergrößert oder verkleinert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Token-Zählwert für einen i-ten Benutzer in einem n-ten Zeitschlitz (T_i(n)), der den Unzufriedenheitsmetrikwert repräsentiert, gemäß folgendem vergrößert oder verkleinert wird: Ti(n) = Ti(n – 1) + Xi(n) – bi(n),mit Xi(n) = αRimin /600 (Bit/Schlitz);wobei X_i(n) eine Token-Rate ist, die ein Produkt des Ziel-Minimaldurchsatzes für Benutzer i und der Zeitschlitzdauer ist, α ein abstimmbarer Parameter ist, der es erlaubt, für eine gegebene Periode die Token-Rate auf einen höheren wert als den Ziel-Minimaldurchsatz zu setzen, und b_i(n) die Anzahl der Bit repräsentiert, die in dem n-ten Zeitschlitz zu dem i-ten Benutzer gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bestimmen des ersten Gewichtswerts umfaßt, für den i-ten Benutzer in dem n-ten Zeitschlitz eine erste Gewichtsfunktion (w1_i(n)) zu berechnen, die folgendermaßen definiert ist:
wenn der Zufriedenheitsmetrikwert des Benutzers positiv ist, wobei DRC_i(n) die von dem i-ten Benutzer in Schlitz n angeforderte Rate bedeutet, δ einen Ratenanforderungsexponenten repräsentiert, α einen abstimmbaren Parameter bedeutet und T_i(n) die Unzufriedenheitsmetrik für den i-ten Benutzer in Schlitz n repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Token-Zählwert für einen i-ten Benutzer in einem n-ten Zeitschlitz
, der den Zufriedenheitsmetrikwert repräsentiert, durch den ersten Token-Zähler gemäß folgendem vergrößert oder verkleinert wird:
wobei
eine Token-Rate ist, die ein Produkt des Ziel-Maximaldurchsatzes für Benutzer i und der Zeitschlitzdauer repräsentiert, α ein abstimmbarer Parameter ist, der es erlaubt, für eine gegebene Periode die Token-Rate auf einen höheren Wert als den Ziel-Maximaldurchsatz zu setzen, und b_i(n) die Anzahl der Bit repräsentiert, die in dem n-ten Zeitschlitz zu dem i-ten Benutzer gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen des zweiten Gewichtswerts umfaßt, für einen i-ten Benutzer in einem n-ten Zeitschlitz eine Gewichtsfunktion w2_i(n) zu berechnen, die folgendermaßen definiert ist:
wenn der Zufriedenheitsmetrikwert des Benutzers negativ ist, wobei DRC_i(n) die von dem i-ten Benutzer in Schlitz n angeforderte Rate bedeutet, α einen abstimmbaren Parameter bedeutet und
die Zufriedenheitsmetrik für den i-ten Benutzer in Schlitz n repräsentiert.