DE69838397T2 - Verfahren zur zuweisung von paketen optimaler länge in einem übertragungssystem mit veränderlicher datenrate - Google Patents

Verfahren zur zuweisung von paketen optimaler länge in einem übertragungssystem mit veränderlicher datenrate Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • I. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Zuweisen optimaler Paketlängen in einem Kommunikationssystem mit variabler Rate bzw. Geschwindigkeit.
  • II. Beschreibung der verwandten Technik
  • Die Verwendung von Modulationstechniken mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA) ist eine von mehreren Techniken zum Ermöglichen von Kommunikationen in einem System mit einer großen Anzahl von Nutzern. Obwohl andere Techniken wie z.B. Zeit-Multiplex-Vielfach-Zugriff (time division multiple access, TDMA), Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency divsion multiple access, FDMA) und AM Modulationsschemata wie z.B. amplitudenkompandiertes Einseitenband (amplitude companded single sideband, ACSSB) bekannt sind, besitzt CDMA signifikante Vorteile gegenüber diesen anderen Techniken. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Vielfachzugriffskommunikationssystem ist offenbart in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" und an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen. Die Nutzung von CDMA Techniken in einem Mehrfach-Zugriffs-Kommunikationssystem ist ferner offenbart in dem U.S. Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen wurde. Das CDMA System kann ausgelegt sein, um den „TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" zu erfüllen, der im Folgenden als der IS-95 Standard bezeichnet wird. Ein anderes Code-Multiplex-Vielfach-Zugriffs-Kommunikationssystem beinhal tet das GLOBALSTAR, eine eingetragene Marke, Kommunikationssystem für weltweite Kommunikation unter Verwendung von Satelliten mit niedrigen Erdumlaufbahnen.
  • CDMA Kommunikationssysteme sind geeignet zum Senden bzw. Übertragen von Verkehrsdaten und Sprachdaten über die Vorwärts- und Rückwärtsverbindungen. Ein Verfahren zum Senden von Verkehrsdaten in Code-Kanalrahmen von fester Größe ist im Detail beschrieben in dem U.S. Patent Nr. 5,504,773 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION" das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. In Übereinstimmung mit dem IS-95 Standard werden die Verkehrsdaten oder Sprachdaten in Code-Kanalrahmen partitioniert, die eine Dauer von 20 ms besitzen. Die Datenrate von jedem Code-Kanalrahmen ist variabel bzw. veränderlich und kann bis zu 14,4 Kbps sein.
  • Ein signifikanter Unterschied zwischen Sprachdiensten und Datendiensten ist das die ersteren einen festen und gemeinsamen Dienstgrad (grad of service, GOS) für alle Nutzer erfordern. Für digitale Systeme die Sprachdienste vorsehen, übersetzt sich dies typischerweise in eine feste (und garantierte) Datenrate für alle Nutzer und einen maximal tolerierbaren Wert für die Fehlerraten von den Sprachrahmen unabhängig von der Verbindungsressource. Für die gleiche Datenrate ist eine höhere Zuordnung der Ressource erforderlich für Nutzer die schwächere Verbindungen besitzen. Dies führt zu einer ineffizienten Nutzung der verfügbaren Ressource. Im Gegensatz dazu kann für Datendienste der GOS von Nutzer zu Nutzer verschieden sein, und kann ein optimierter Parameter sein zum Erhöhen der Gesamteffizienz von dem Datenkommunikationssystem. Der GOS von einem Datenkommunikationssystem wird typischerweise definiert als die Gesamtverzögerung, die bei dem Transfer von einer Datennachricht auftritt.
  • Ein anderer signifikanter Unterschied zwischen Sprachdiensten und Datendiensten ist die Tatsache, dass die ersteren stringentere und feste Verzöge rungsanforderungen auferlegen. Typischerweise muss die gesamte Einwegverzögerung von Sprachrahmen weniger als 100 ms sein. Im Gegensatz dazu kann die Datenverzögerung ein variabler Parameter werden, der genutzt wird, zum Optimieren der Effizienz von dem Datenkommunikationssystem.
  • Die Parameter, die die Qualität und Effektivität von einem Datenkommunikationssystem messen, sind die Gesamtverzögerung, die erforderlich ist, zum Transferieren bzw. Übertragen eines Datenpaketes und die durchschnittliche Durchsatzrate von dem System. Die Gesamtverzögerung muss nicht den gleichen Einfluss in der Datenkommunikation besitzen, wie sie es für Sprachkommunikation besitzt, sie ist jedoch eine wichtige Metrik zum Messen der Qualität von dem Datenkommunikationssystem. Die durchschnittliche Durchsatzrate ist ein Maß für die Effizienz von der Datenübertragungsfähigkeit von dem Kommunikationssystem.
  • Unter der Vorraussetzung der wachsenden Nachfrage nach drahtlosen Datenanwendungen ist der Bedarf für sehr effiziente drahtlose Datenkommunikationssysteme zunehmend wichtig geworden. Ein exemplarisches Kommunikationssystem, das für Datenübertragung optimiert ist, ist im Detail beschrieben in dem parallel anhängigen U.S. Patent Nr. US 6,574,211 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION", eingereicht am 3. November 1997, übertragen an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung. Das in dem U.S. Patent Nr. US 6,574,211 offenbarte System ist ein Kommunikationssystem mit variabler Rate, das geeignet ist zum Senden mit einer von einer Vielzahl von Datenraten. Die Datenrate wird gemäß der Verbindung zwischen der gesendeten Basisstation und der empfangenden Fernstation bzw. fernen Station ausgewählt. Die sendende bzw. übertragende Basisstation wird aus allen Basisstationen ausgewählt die in Kommunikation mit der Fernstation sind, und zwar basierend auf den Verbindungen von den Basisstationen zu der Fernstation. Die ausgewählte Basisstation sendet an die Fernstation für eine vorherbestimmte zeitliche Dauer, die als ein Zeitschlitz bezeichnet wird. Da die Datenrate bekannt ist, und der Zeitschlitz fest ist, kann die Paketlänge oder die Anzahl von gesendeten Bits innerhalb des Zeitschlitzes berechnet werden.
  • Jederzeit Senden von der besten Basisstation an den Nutzer mit der höchsten Rate führt zu der höchsten Durchsatzrate die in einem Kommunikationssystem mit variabler Rate möglich ist. Dieses Schema leidet jedoch unter dem Fehlen von Fairness und zwar in dem Sinn, dass alle außer den Nutzern mit der höchsten Datenrate eine sehr schlechte Dienstqualität bekommen. Eine Richtlinie, die sowohl für als auch effizient ist favorisiert die Nutzer mit höherer Datenrate, dadurch dass ihnen eine größere Anzahl von zusammenhängenden bzw. aufeinanderfolgenden Zeitschlitzen zugewiesen wird, und zwar im Vergleich zu Nutzern mit niedrigerer Datenrate, stellt aber sicher, dass selbst die Nutzer mit niedrigster Datenrate einen vernünftigen Anteil von dem Systemdurchsatz bekommen. Wie oben angegeben ist ein Parameter, der die Qualität von dem Kommunikationssystem misst, die Gesamtverzögerung, die von allen Nutzern erfahren wird. Ein Verfahren ist erforderlich um die Paketlänge, oder den Zeitschlitz für jede Datenrate zuzuweisen, so dass die Durchsatzrate maximiert wird, während ein Niveau an Fairness beibehalten wird.
  • Die PCT Veröffentlichung mit der Nummer WO 97/16046 , in dem Namen der General Instrument Corporation, offenbart eine Vorrichtung zum Kommunizieren von Datenpaketen in Bündeln mit variabler Länge über eine physikalische Schicht in einem Datenkommunikationssystem mit mehreren Schichten. Diese PCT Veröffentlichung offenbart unterschiedliche Bündelmodi, um es zu ermöglichen, dass ein Abwägen bzw. ein Trade-off durchgeführt wird, zwischen Bandbreiteneffizienz und Datenübertragungsrobustheit.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung gemäß den angehängten Ansprüchen, ist ein neuartiges und verbessertes Verfahren zum Zuweisen optimaler Paketlängen in einem Kommunikationssystem mit variabler Rate bzw. Geschwindigkeit. Das Kommunikationssystem mit variabler Rate ist geeignet zur Datenübertragung mit einer von einer Vielzahl von Datenrate. Jede Datenübertragung findet über eine vorher bestimmte Zeitdauer statt. Für eine bestimmte Sende- bzw. Übertragungsrate Ri und zeitlicher Dauer von Ti kann die Paketlänge Li (oder die Anzahl von während der Zeit Ti gesendeten Bits) als Li = Ri·Ti berechnet werden. In der vorliegenden Erfindung werden die Paketlängen Li derart zugewiesen, dass das Systemziel maximaler Durchsatzrate erreicht wird, während ein Fairness-Kriterium erfüllt wird.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung Paketlängen an alle Datenraten zuzuweisen zum Maximieren der Systemdurchsatzraten während ein Niveau an Fairness beibehalten wird. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Fairness-Kriterium bezogen auf die Gesamtverzögerung, die durch Nutzer von allen Datenraten erfahren wird und ausgewählt wird durch Beschränken der Größe der Paketlänge, die an jede Datenrate zugewiesen wird, auf einen Wertebereich oder Li min ≤ Li ≤ Li max. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist die Paketlänge Li für jede Datenrate zuerst auf die maximale Paketlänge Li max für jene Datenrate initialisiert. Dann wird für jede Datenrate eine Bestimmung durchgeführt, ob ein ändern der Paketlänge von Li max auf Li min zu einer verbesserten Durchsatzrate führen würde. Falls die Antwort ja ist, wird die Paketlänge für diese Datenrate erneut zugewiesen und die Durchsatzrate mit den aktualisierten Paketlängenzuweisungen wird erneut berechnet. Der Prozess wird für jede Datenrate wiederholt, bis alle Datenraten berücksichtigt worden sind.
  • Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung eine Paketlänge Li an jede Datenrate in einem Kommunikationssystem mit variabler Rate zuzuweisen und zwar gemäß einem probabilistischen Modell bzw. wahrscheinlichkeitstheoretisches Modell oder einem deterministischen Modell. Für das wahrscheinlichkeitstheoretische Modell wird die Wahrscheinlichkeit von Datenübertragung bei jeder von der Vielzahl von Datenraten berechnet. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Wahrscheinlichkeit berechnet werden unter Verwendung des Träger-zu-Interferenz-Verhältnis-(carrier-to-interference ratio, C/I)-Profils und des Energie-pro-Bit-zu-Rausch-Verhältnis (energy-per-bit-to-noise ratio, Eb/N0) des Systems. Die Wahrscheinlichkeiten für alle Datenraten werden genutzt beim Zuweisen der Paketlängen für alle Datenraten. Für das deterministische Modell wird die Anzahl von Nutzern die bei jeder Datenrate empfangen, tabellarisch dargestellt und zum Zuweisen der Paketlängen genutzt. Das deterministische Modell erlaubt es dem Kommunikationssystem mit variabler Rate die Paketlängen basierend auf Änderungen in dem System dynamisch zuzuweisen und kann zu einer verbesserten Performance führen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend entsprechendes identifizieren und wobei die Figuren Folgendes zeigen:
  • 1 ist ein Diagramm eines exemplarischen Kommunikationssystems mit variabler Rate;
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das die grundlegenden Unter- bzw. Subsysteme von einem exemplarischen Kommunikationssystem mit variabler Rate illustrieren; und
  • 3 ist ein exemplarisches Flussdiagramm einer optimalen Paketlängenzuweisungsroutine der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • I. Systembeschreibung
  • Bezugnehmend auf die Figuren repräsentiert 1 ein exemplarisches Kommunikationssystem mit variabler Rate bzw. Geschwindigkeit. Ein derartiges System ist beschrieben in dem vorgenannten U.S. Patent US 6,574,211 . Das Kommunikationssystem mit variabler Rate weist mehrere Zellen 2a–2g auf. Jede Zelle 2 wird durch eine entsprechende Basisstation 4 versorgt bzw. be dient. Verschiedene entfernte Stationen bzw. Fernstationen 6 sind über das Kommunikationssystem hinweg verstreut. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel kommuniziert jede der Fernstationen 6 mit höchsten einer Basisstation 4 auf der Vorwärtsverbindung bei jedem Zeitschlitz. Z.B. sendet bzw. überträgt die Basisstation 4a Daten exklusiv an die Fernstation 6a, die Basisstation 4b sendet Daten exklusiv an die Fernstation 6b und die Basisstation 4c sendet Daten exklusiv an die Fernstation 6c auf der Vorwärtsverbindung zum Zeitschlitz n. Wie in 1 gezeigt, sendet jede Basisstation 4 vorzugsweise jederzeit Daten an eine Fernstation 6. Zusätzlich ist die Datenrate variabel und hängt ab von dem Träger-zu-Interferenz-Verhältnis (carrier-to-interference-ratio, C/I) wie es durch die empfangende Fernstation 6 gemessen wird und dem erforderlichen Energie-pro-Bit-zu-Rausch-Verhältnis (energy-per-bit-to-noise ratio, Eb/N0). Die Rückwärtsverbindung von den Fernstationen 6 zu den Basisstationen 4 ist der einfacheren Darstellung wegen in 1 nicht gezeigt.
  • Ein Blockdiagramm, das die grundlegenden Sub-Systeme von einem exemplarischen Kommunikationssystem mit variabler Rate darstellt, ist in 2 gezeigt. Ein Basisstations-Controller 10 ist gekoppelt mit bzw. weist eine Schnittstelle auf mit einem Paketnetzwerk-Interface 24, einem PSTN 30 und allen Basisstationen 4 in dem Kommunikationssystem (nur eine Basisstation 4 ist in 2 der einfacheren Darstellung wegen gezeigt). Der Basisstations-Controller 10 koordiniert die Kommunikation zwischen den Fernstationen 6 in dem Kommunikationssystem und anderen Nutzern, die mit dem Paketnetzwerk-Interface 24 und dem PSTN 30 verbunden sind. Das PSTN 30 ist mit Nutzern gekoppelt, durch das standardmäßige Telefonnetzwerk (in 2 nicht gezeigt).
  • Der Basisstations-Controller 10 beinhaltet viele Selektorelemente 14, obwohl der Einfachheit wegen in 2 nur eines gezeigt ist. Ein Selektorelement 14 ist zugewiesen zum Steuern der Kommunikation zwischen einer oder mehreren Basisstationen 4 und einer Fernstation 6. Falls das Selektorelement 14 nicht an die Fernstation 6 zugewiesen worden ist, wird ein Anrufsteuerprozes sor 16 über das Erfordernis die Fernstation 6 zu rufen (page) informiert. Der Anrufsteuerprozessor 16 weist dann die Basisstation 4 an, die Fernstation 6 zu rufen.
  • Eine Datenquelle 20 beinhaltet die große Menge an Daten die an die Fernstation 6 zu übertragen ist. Die Datenquelle 20 sieht die Daten für das Paketnetzwerk-Interface 24 vor. Das Paketnetzwerk-Interface 24 empfängt die Daten und leitet die Daten an das Selektorelement 14. Das Selektorelement 14 sendet die Daten an jede Basisstation 4, die in Kommunikation mit der Fernstation 6 ist. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel führt jede Basisstation 4 eine Datenwarteschlange 40, die die Daten enthält, die an die Fernstation 6 zu senden sind.
  • Die Daten werden in Datenpaketen von der Datenwarteschlange 40 an ein Kanalelement 42 gesendet. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel bezieht sich auf der Vorwärtsverbindung ein Datenpaket auf eine feste Menge an Daten, die an die Bestimmungs- bzw. Zielfernstation 6 innerhalb eines Zeitschlitzes zu übertragen bzw. zu senden ist. Für jedes Datenpaket fügt das Kanalelement 42 die notwendigen Steuerfelder ein. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel CRC codiert das Kanalelement 42 das Datenpaket und Steuerfelder und fügt einen Satz von Code-Terminierungs-Bits (Code tail bits) ein. Das Datenpaket, Steuerfelder, CRC-Paritäts-Bits und Code-Terminierungs-Bits weisen ein formatiertes Paket auf. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel codiert das Kanalelement 42 dann das formatierte Paket und interleavt bzw. verschachtelt (oder ordnet erneut bzw. neu an) die Symbole innerhalb des codierten Pakets. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird das interleavte Paket mit einem langen PN Code verwürfelt, mit einer Walsh-Abdeckung abgedeckt und mit den kurzen PNI und PNQ Codes gespreizt. Die gespreizten Daten werden an eine HF Einheit 44 geliefert, die das Signal quadraturmoduliert, filtert und verstärkt. Das Vorwärtsverbindungssignal wird über die Luft durch eine Antenne 46 auf einer Vorwärtsverbindung gesendet.
  • An der Fernstation 6 wird das Vorwärtsverbindungssignal durch eine Antenne 60 empfangen und an einen Empfänger innerhalb eines Frontends 62 geleitet. Der Empfänger filtert, verstärkt, quadraturdemoduliert und quantisiert das Signal. Das digitalisierte Signal wird an einen Demodulator (DEMOD) 64 geliefert, wo es mit den kurzen PNI und PNQ Codes entspreizt wird, mit der Walsh-Abdeckung entspreizt bzw. aufgedeckt wird und mit dem langen PN-Code entwürfelt wird. Die demodulierten Daten werden an einen Decodierer 66 geliefert, der das Inverse der Signalverarbeitungsfunktionen durchführt, die an der Basisstation 4 gemacht worden sind, und zwar speziell die Deinterleaving-, Decodierungs- und CRC-Prüf- bzw. Check-Funktionen. Die decodierten Daten werden an die Datensinke 68 geliefert.
  • Die Hardware, wie oben beschrieben, unterstützt Übertragungen mit variabler Rate von Daten, Nachrichtenaustausch bzw. Nachrichtenübermittlung, Sprache, Video und anderer Kommunikationen über die Vorwärtsverbindung. Andere Hardware-Architektur kann ausgelegt sein zum Unterstützten von Übertragungen mit variabler Rate und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Die Rückwärtsverbindung ist aus Gründen der einfacheren Darstellung weder gezeigt noch beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann unmittelbar erweitert werden zum Abdecken von Übertragungen mit variabler Rate auf der Rückwärtsverbindung.
  • Ein Kanalplaner bzw. -Scheduler 12 ist mit allen Selektorelementen 14 innerhalb des Basisstations-Controllers 10 verbunden. Der Kanal-Scheduler bzw. -Einteiler 12 plant die Übertragungen mit variabler Rate auf der Vorwärtsverbindung. Der Kanalscheduler 12 empfängt die Warteschlangengröße, die eine Anzeige ist für die Menge von Daten, die an die Fernstation 6 zu senden ist und Nachrichten von den Fernstationen 6. Der Kanal-Scheduler 12 plant bzw. teilt Datenübertragungen ein um das Systemziel von maximalen Datendurchsatz zu erreichen wobei Erfüllen der Fairness eine Randbedingung bildet.
  • Wie in 1 gezeigt, sind die Fernstationen 6 über das Kommunikationssystem hinweg verstreut und können sich in Kommunikation mit keiner oder einer Basisstation 4 auf der Vorwärtsverbindung befinden. In dem exemplarischen Ausführungsbeispiel koordiniert der Kanal-Scheduler 12 die Vorwärtsverbindungsdatenübertragungen über das gesamte Kommunikationssystem. Ein Planungsverfahren und eine Vorrichtung für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung sind im Detail beschrieben in dem U.S. Patent mit der Nr. US 6,335,922 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING" eingereicht am 11. Februar 1997, an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
  • II. Berechnen der Durchsatzrate
  • Für ein Kommunikationssystem mit variabler Rate, worin die Datenrate bzw. -geschwindigkeit eine Zufallsvariable ist, die diskrete Werte R1, R2, R3, ..., RN mit entsprechenden positiven Wahrscheinlichkeiten p1, p2, p3, ..., pN annimmt, kann die durchschnittliche Durchsatzrate C von dem System (in Bits pro Sekunde) wie folgt berechnet werden:
    Figure 00100001
    wobei Li die Paketlänge ist und berechnet wird als Li = Ri·Ti. Die Berechnung in Gleichung (1) basiert auf einem statischen und probabilistischen Modell für das Kommunikationssystem. Die durchschnittliche Durchsatzrate C kann auch berechnet werden unter Verwendung eines dynamischen und deterministischen Modells wie folgt
    Figure 00100002
    wobei Ni die Anzahl von Nutzern innerhalb des Kommunikationssystems ist, die mit einer Datenraten Ri empfangen. Das deterministische Modell mit dynamischer Paketlängenzuweisung kann zu einer Verbesserung der durchschnittlichen Durchsatzrate führen. Die Gleichungen (1) und (2) sind exemplarische Gleichungen, die genutzt werden zum Berechnen der Durchsatzrate des Kommunikationssystems. Andere Gleichungen zum Berechnen der Durchsatzrate können auch genutzt werden und liegen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
  • Für das probabilistische Modell kann die Durchsatzrate C für zwei spezielle Fälle berechnet werden. In dem ersten Fall, falls die Paketlängen für alle Datenraten gleichgesetzt werden, kann die Durchsatzrate CL wie folgt berechnet werden:
    Figure 00110001
    wobei E(1/R) der erwartete Wert bzw. Erwartungswert von (1/R) ist. In dem zweiten Fall, falls die Dauer der Zeitschlitze gleichgesetzt wird, so dass die Paketlänge Li für die Datenraten Ri proportional zu der Datenrate ist, kann die Durchsatzrate CT wie folgt berechnet werden:
    Figure 00110002
    für jede positive Zufallsvariable X kann gezeigt werden, dass EX·E(1/X) ≥ 1. Deshalb folgt das CL ≤ CT ist. Man beachte jedoch, dass das gleich Li Schema „fairer" ist, als das gleich Ti Schema, weil Nutzer mit niedriger Rate in dem gleich Li Schema kürzere Gesamtverzögerungen besitzen als Nutzer mit nied riger Rate in dem gleich Ti Schema, wenn versucht wird, die gleiche Informationsmenge (oder die gleiche Anzahl von Bits) zu empfangen.
  • Die maximal mögliche Durchsatzrate wird erreicht durch ein Schema in dem die Paketlängen von allen Datenraten Null (Li = 0) sind, außer für den Nutzer der die höchste Datenrate besitzt. In diesem Fall wird die maximale Durchsatzrate der höchsten Datenrate gleichgesetzt oder Cmax = max{Ri: 1 ≤ i ≤ N}. Jedoch wird diese maximale Durchsatzrate erreicht auf Kosten der Fairness, wobei die Basisstation nur die Nutzer mit der höchsten Rate bedient.
  • Die Beziehung zwischen dem Dienstgrad bzw. Versorgungsgrad von den individuellen Nutzern und ihrer Paketlängen kann wie beschrieben werden wie im Folgenden gezeigt. Zuerst wird ein System betrachtet, das Ni Nutzer besitzt, die mit der Datenrate Ri operieren. Die mittlere Zeit, die erforderlich. ist zum Senden einer Nachricht der Länge LM Bits zu einem Nutzer Ui mit der Datenrate Ri kann als EXi bezeichnet werden. Falls LM ein ganzzahliges Vielfaches von Li ist, dann kann EXi wie folgt ausgedrückt werden.
  • Figure 00120001
  • Gleichung (5) resultiert aus der Tatsache, dass die Basisstation 4 eine Nachricht der Länge LM Bits an den Nutzer Ui in
    Figure 00120002
    separaten Installationen bzw. Abschnitten jeweils mit der Länge Li Bits sendet bzw. überträgt. Zwischen aufeinanderfolgenden Datenübertragungen von Li Bits an den Nutzer Ui versorgt die Basisstation 4 andere Nutzer in dem System. Für jeden Nutzer Uk der vorsorgt wird, sendet die Basisstation 4 für eine Zeitdauer bzw. einen Zeitbetrag, der gleich zu Lk/Rk ist, wobei Lk und Rk die Paketlänge bzw. die Datenrate von dem Nutzer Uk bezeichnen. Die Gleichung (5) zeigt, dass die mittlere Versorgungszeit EXi umgekehrt proportional zu der Paketlänge Li ist.
  • Unter Verwendung von standardmäßigen Warteschlangenmodellen (z.B. M/D/1 Warteschlange mit Vakationen bzw. Freiplätzen) kann gezeigt werden, dass die mittlere Verzögerung EDi, die durch eine Nachricht der Länge LM die für den Nutzer Ui bestimmt ist, erfahren wird, durch die folgende Gleichung gegeben ist:
    Figure 00130001
    wobei ρi den Verkehrsnutzungsfaktor der Verbindung von der Basisstation 4 zu dem Nutzer Ui bezeichnet. Typischerweise fällt der Verkehrsnutzungsfaktor innerhalb des Bereichs 0,5 ≤ ρi ≤ 0,9. Falls die Nachrichtenlänge LM viel größer als die Paketlänge Li ist, was typischerweise für viele Datenkommunikationssysteme der Fall ist, kann der zweite Ausdruck in der obigen Gleichung vernachlässigt werden. Die Gleichung (6) kann dann wie folgt angenähert werden:
    Figure 00130002
  • Falls die Datenverbindungen zu allen Nutzern in dem System mit dem gleichen Verkehrsnutzungsfaktor ρ betrieben werden, dann folgt, dass die erwartete Nachrichtenverzögerung für den Nutzer Ui ungefähr umkehrt proportional zu der Paketlänge Li ist. Deshalb, falls EDmin und EDmax entsprechend die minimale und maximale erwartete Verzögerung von den Nutzern in dem System bezeichnen, gilt die folgende Beziehung:
    Figure 00130003
  • Demzufolge kann ein bestimmter Umfang an Fairness erreicht werden durch Spezifizieren der oberen und unteren Grenze der Paketlänge Li die für jede Datenrate zugewiesen ist. Somit können die Paketlängen wie folgt definiert werden: Lmini ≤ Li ≤ Lmaxi für jedes 1 ≤ i ≤ N, (9)wobei Li min die minimale Paketlänge für die Datenrate Ri ist und Li max die maximale Paketlänge für die Datenrate Ri ist. Als ein Beispiel können die Paketlängen für alle Datenraten definiert werden als Li min = L0 und Li max = 2L0. Dies stellt sicher, dass für die gleiche Menge an Daten die erwartete Verzögerung für die niedrigste Datenrate maximale zweimal solang ist wie die erwartete Verzögerung für die höchste Datenrate. Die in Gleichung (9) gegebene Randbedingung beschreibt die Fairness des Systems. Wie unten gezeigt wird, bezeichnet das niedrigere Verhältnis von Li max zu Li min ein faireres Schema auf Kosten einer niedrigeren Durchsatzrate.
  • III. Zuweisen optimaler Paketlängen
  • Optimale Paketlängenzuweisungen maximieren die Durchsatzrate C in der Gleichung (1) oder (2) während die Fairnessrandbedingung der Gleichung (9) erfüllt wird. Die Durchsatzrate C = C(L1, L2, ..., LN) ist eine optimale Lösung dann, und nur dann falls für alle 1 ≤ k ≤ N die folgenden Bedingungen gültig sind: Li = Lmini immer wenn Ri < C (a) Li = Lmaxi wenn Ri > C (b) (10)
  • Somit folgt aus Gleichung (10), dass die optimale Paketlängenzuweisung derart ist, dass für jede Datenrate Ri die optimale Paketlängenzuweisung Li min ist, falls die Datenrate Ri weniger als die Durchsatzrate C des Systems ist und Li max ist, falls die Datenrate Ri größer als die Durchsatzrate C ist. Falls die Datenrate Ri gleich der Durchsatzrate C ist, führt jedwelche Paketlängenzuweisung zu der gleichen Durchsatzrate.
  • Zum Beweisen der Optimalität kann die Gleichung (1) bezüglich der Paketlängenvariablen Li differenziert werden. Die Ableitung kann wie folgt ausgedrückt werden:
    Figure 00150001
  • Gleichung (11) kann genutzt werden um zu zeigen, dass die Bedingungen (a) und (b) in Gleichung (10) für die Optimalität notwendig sind. In äquivalenterweise kann gezeigt werden, dass eine Zuweisung, die die Bedingungen (a) oder (b) in Gleichung (10) verletzt, nicht optimal sein kann. Man berücksichtige jeden Index i. Falls Ri < C ist, dann impliziert Gleichung (11), dass die Ableitung kleiner als Null ist, oder ∂C/∂Li < 0. Aus der Ableitung (∂C/∂Li < 0) folgt, dass falls die gegebene Paketlängenzuweisung derart ist, dass Li > Li min ist, dann C erhöht werden kann durch Verringern von Li um einen kleinen Betrag. Falls Ri > C ist, impliziert dann in ähnlicher Weise Gleichung (11), dass die Ableitung größer als Null ist oder ∂C/∂Li > 0. Aus der Ableitung (∂C/∂Li > 0) folgt, dass falls die gegebene Paketlängenzuweisung derart ist, dass Li < Li max ist, dann C erhöht werden kann durch Erhöhen Li um einen kleinen Betrag. Es kann auch gezeigt werden, dass für jedwelche Paketlängenzuweisung, die die Bedingungen (a) und (b) in Gleichung (10) erfüllt, garantiert werden kann, dass sie optimal ist.
  • IV. Optimale Paketlängenzuweisungsroutine
  • Ein Flussdiagramm einer optimalen Paketlängenzuweisungsroutine ist in 3 gezeigt. Die Routine beginnt im Block 102. In dem ersten Schritt, im Block 104, werden die Paketlängen L für alle Datenraten auf die maximalen Paketlängen Lmax für jene Datenraten initialisiert. Beim Block 106 wird die Durchsatzrate C, die die im Block 104 zugewiesenen Paketlängen nutzt unter Verwendung der Gleichung (1) oder (2) berechnet. Beim Block 108 wird die Schleifenvariable k auf 1 initialisiert und die Routine tritt in eine Schleife ein. Die Schleife weist minimale Paketlängen an niedrigere Datenraten zu, zum Optimieren der Durchsatzrate, wobei die Fairnessrandbedingung eingehalten wird, die definiert ist durch die minimale Paketlänge Lk min und die maximale Paketlänge Lk max für jede Datenrate.
  • In dem ersten Schritt innerhalb der Schleife, beim Block 110, wird die Datenrate Rk mit der Durchsatzrate C verglichen, die im Block 106 berechnet wurde. Falls die Datenrate Rk größer ist als oder gleich ist der Durchsatzrate C springt die Routine zum Block 116. Andernfalls, falls die Datenrate Rk niedriger ist als die Durchsatzrate C geht die Routine weiter zum Block 112, der die Paketlänge Lk an die minimale Paketlänge Lk min für diese Datenrate Rk zuweist. Beim Block 114 wird die Durchsatzrate C erneut berechnet unter Verwendung der aktualisierten Paketlängenzuweisungen. Beim Block 116 wird die Schleifenvariable k inkrementiert. Die Schleife geht weiter zum Block 118 in dem k verglichen wird mit N welches die Anzahl von Datenraten, die in dem System verfügbar sind, bezeichnet. Falls k ≤ N ist, was anzeigt, dass noch nicht alle Datenraten berücksichtigt worden sind, kehrt die Schleife zurück zum Block 110 und die nächste Datenrate wird betrachtet. Andernfalls ändert die Routine beim Block 120.
  • Für die in 3 dargestellte Routine müssen die Datenraten nicht in irgendeiner speziellen Reihenfolge angeordnet sein. Alle Datenraten werden individuell berücksichtigt und ihr Einfluss auf die Durchsatzrate wird berechnet. In dieser Routine ist der letzte berechnete Wert für die Durchsatzrate C die ma ximale Durchsatzrate des Systems welche die Fairnesskriterien erfüllt wie sie durch die minimalen und maximalen Paketlängen Lk min und Lk max die für jede Datenrate ausgewählt sind, definiert sind.
  • Ein Beispiel der optimalen Paketlängenzuweisungsroutine ist unten dargestellt. In diesem Beispiel weist das Kommunikationssystem mit variabler Rate acht Datenraten auf, und besitzt die Wahrscheinlichkeitsverteilung wie sie in Tabelle 1 dargestellt ist. Zum Beispiel besitzt das System eine Wahrscheinlichkeit von 0,01 des Übertragens bei der Datenrate von 38,4 Kbps, eine Wahrscheinlichkeit von 0,11 des Übertragens bei der Datenrate von 76,8 Kbps, eine Wahrscheinlichkeit von 0,13 des Übertragens bei der Datenrate von 153,6 Kbps usw. Diese Wahrscheinlichkeitsverteilung kann erlangt werden aus dem Träger-zu-Interferenz-Verhältnis-(carrier-to-interference ratio, C/I)-Profil und dem Energie-pro-Bit-zu-Rausch-Verhältnis (energy-per-bit-to-noise ratio, Eb/N0) von dem System wie es in dem vorgenannten US Patent Nr. 6,574,211 beschrieben ist.
  • In diesem Beispiel führt das Zuweisen derselben Paketlänge an alle Datenraten zu einer Durchsatzrate CL = 1/E(1/R) = 258,629 Kbps. Alternativ führt das Zuweisen der gleichen Zeitschlitzdauer an alle Datenraten oder das Wählen von Paketlängen, die direkt proportional zu den Datenraten sind, zu einer Durchsatzrate CT = E(R) = 642,816 Kbps. Für das Gleichzeitschlitzschema könnte jedoch der Nutzer mit niedrigster Datenrate 30 mal länger (1,152 Mbps/38,4 Kbps) warten müssen, als der Nutzer mit höchster Datenrate zum Empfangen der gleichen Menge an Daten von der sendenden Quelle. In dem vorliegenden Beispiel ist die Fairnessrandbedingung derart ausgewählt, dass die Paketlängen von allen Datenraten zwischen 1024 und 2048 Bits sind oder gefordert wird, dass 1024 ≤ Li ≤ 2048 Bits ist, und zwar für alle i = 1, 2, ..., 8. Diese Fairnessrandbedingung stellt sicher, dass die Leerlaufzeit bzw. idle Zeit des Nutzers mit niedrigster Datenrate maximal zweimal solang ist, wie jene für den Nutzer mit höchster Datenrate, und zwar für die gleiche Anzahl von empfangenen Bits. Tabelle 1
    Index i Datenrate Ri (Kbps) Wahrscheinlichkeit Pi
    1 38.4 0.01
    2 76.8 0.11
    3 153.6 0.13
    4 307.2 0.12
    5 384.0 0.11
    6 614.4 0.07
    7 960.0 0.09
    8 1152.0 0.36
  • Zum Zuweisen der optimalen Paketlänge für jede Datenrate zum Maximieren der Durchsatzrate wobei die obige Fairnessrandbedingung beibehalten wird, kann dem in 3 beschriebenen Verfahren gefolgt werden. Anfangs werden die Paketlängen für alle Datenraten auf 2048 (Block 104) zugewiesen und die Durchsatzrate als C0 bezeichnet, für diese Zuweisung wird unter Verwendung von Gleichung (1) berechnet (Block 106). Das Ergebnis ist in Tabelle 2 tabellarisch dargestellt. Für jede Datenrate wird die Datenrate Rk mit der zuletzt berechneten Durchsatzrate C verglichen, und falls die Datenrate Rk weniger als die Durchsatzrate C ist, wird der Paketlänge Lk die dieser Datenrate Rk entspricht, die minimale Paketlänge Lk min für diese Datenrate erneut bzw. neu zugewiesen. Die Durchsatzrate C wird dann neu bzw. erneut berechnet. Zum Beispiel, wird die erste Datenrate R1 mit der Durchsatzrate C0 verglichen (Block 110). Da R1 weniger als C0 ist, wird die Paketlänge L1 für die Datenrate R1 auf L1 min oder 1024 gesetzt (Block 112). Als nächstes wird die Durchsatzrate C1 mit den aktualisierten Paketlängenzuweisungen unter Verwendung von Gleichung (1) neu berechnet (Block 114). In diesem Fall C1 = 266,304 Kbps und ist größer als C0 zum Reflektieren der Erhöhung bei der Durchsatzrate als Ergebnis des Neuzuweisens von L1 auf 1024 Bits. Als nächstes wird die zweite Datenrate R2 mit der Durchsatzrate C1 verglichen. Da R2 weniger als C1 ist, wird die Paketlänge L2 für die Datenrate R2 auf L2 min oder 1024 gesetzt. Als nächstes wird die Durchsatzrate C2 mit den aktualisierten Paketlängenzuweisungen unter Verwendung von Gleichung (1) neu berechnet. In diesem Fall ist C2 = 311,239 Kpbs und ist größer als C1 zum Reflektieren der Erhöhung bei der Durchsatzrate als Ergebnis des Neuzuweisens von L2 auf 1024 Bits. Der Prozess wird für die verbleibenden Datenraten wiederholt bis alle Datenraten berücksichtigt worden sind. Die Ergebnisse für dieses Beispiel sind in Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
    Index k Datenrate Rk (Kbps) Durchsatzrate Ck (Kbps) Paketlänge Lk (Bits)
    258.629
    1 38.4 266.304 1024
    2 76.8 311.239 1024
    3 153.6 336.926 1024
    4 307.2 348.799 1024
    5 384.0 348.799 2048
    6 614.4 348.799 2048
    7 960.0 348.799 2048
    8 1152.0 348.799 2048
  • Man beachte, dass die Routine der vorliegenden Erfindung die Paketlänge für eine Datenrate nur neu zuweist, falls die Neuzuweisung zu einer höheren Durchsatzrate führt, wobei die Fairnessrandbedingung eingehalten wird. Die Routine erfordert nicht, dass die Datenraten in einer aufsteigenden Reihenfolge wie in Tabelle 2 gezeigt, vorausgeplant bzw. vorangeordnet werden.
  • Die optimalen Paketlängenzuweisungen können auch berechnet werden unter Verwendung einer alternativen Routine, die die Anzahl von Malen minimiert, die die Durchsatzrate C berechnet wird. In der oben beschriebenen Routine wird die Durchsatzrate jedesmal berechnet, wenn irgendeine Paketlänge Li von Li max auf Li min geändert wird. In der alternativen Routine wird die Durchsatzrate C für eine bestimmte bzw. gegebene Paketlängenzuweisung berech net. Nachdem die Durchsatzrate C berechnet worden ist, werden die Paketlängen für alle Datenraten Ri < C auf Li min gesetzt. Die Durchsatzrate C wird dann neu berechnet, falls eine oder mehrere Datenraten R nicht berücksichtigt worden sind. Diese alternative Routine wird am effizientesten betrieben, falls die Datenraten in ansteigender Reihenfolge vorausgeplant bzw. arrangiert sind.
  • Obwohl die minimalen und maximalen Paketlängen Li min und Li max für alle Datenraten in dem obigen Beispiel so ausgewählt sind, dass sie die gleichen sind, ist dies nicht erforderlich. Ein System kann unterschiedliche minimale und maximale Paketlängen Li min und Li max für jede Datenrate aufweisen. Tatsächlich können die minimalen und maximalen Paketlängen Li min und Li max für jede Datenrate ausgewählt werden durch Berücksichtigung der Fairnessfaktoren wie sie in der vorgenannten U.S. Patentanmeldung mit der Nr. US 6,574,211 beschrieben sind. Diese Fairnessfaktoren können Folgendes aufweisen (1) das Eb/N0 das durch die empfangende Fernstation gefordert wird, (2) den Soft-Handoff-Status von der Fernstation, (3) die erforderliche Sendeenergie-pro-Bit Eb, (4) die Menge an zu übertragenden Daten, (5) die Art von zu übertragenden Daten, (6) ob die Übertragung eine erneute Übertragung aufgrund eines vorhergehenden fehlerhaften Empfangs ist, (7) die Fehlerrate von der Fernstation, (8) die Menge an Verzögerung, die durch die Bestimmungs- bzw. Zielfernstation bereits erfahren ist und (9) die Priorität von der Fernstation.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung in dem Kontext einer Kommunikation mit variabler Rate auf der Vorwärtsverbindung beschrieben worden ist, kann das hierin beschriebene erfinderische Konzept auf Kommunikationen mit variabler Rate auf der Rückwärtsverbindung erweitert werden. Tatsächlich liegt die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf jedwelches Kommunikationssystem mit variabler Rate im Umfang der vorliegenden Erfindung.
  • Die vorhergehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, um es irgendeinem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung nachzuvollziehen oder anzuwenden. Die verschiedenen Modifikationen an diesen Ausführungsbeispielen werden Fachleuten unmittelbar klar werden und die hierin definierten generischen Prinzipien können auch ohne die Nutzung erfinderischer Fähigkeiten auf andere Ausführungsbeispiele angewendet werden. Somit soll die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein, sondern soll im Einklang mit dem weitesten Umfang stehen, der mit den angehängten Ansprüchen in Übereinstimmung ist.

Claims (14)

  1. Ein Verfahren zum Zuweisen von Paketlängen in einem Kommunikationssystem mit variabler Rate bzw. Geschwindigkeit, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Auswählen eines Fairness-Kriteriums bzw. von Fairness-Kriterien durch Auswählen einer minimalen Paketlänge und einer maximalen Paketlänge für jede der Vielzahl von Datenraten; Zuweisen jeder der Vielzahl von Datenraten in dem Kommunikationssystem an eine Anfangspaketlänge; Berechnen einer Durchsatzrate basierend auf der Anfangspaketlänge; Neuzuweisen von Paketlängen für ausgewählte Datenraten in Übereinstimmung mit den Fairness-Kriterien, falls die neuen Zuweisungen zu einer höheren Durchsatzrate führen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die maximale Paketlänge zweimal die minimale Paketlänge für jede der Vielzahl von Datenraten ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die minimale Paketlänge und die maximale Paketlänge für alle Datenraten identisch sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die maximale Paketlänge zweimal die minimale Paketlänge für alle Datenraten ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fairness-Kriterien basierend auf einer erwarteten Verzögerung für eine niedrigste Datenrate und einer erwarteten Verzögerung für eine höchste Datenrate.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Berechnungsschritt basiert auf einem wahrscheinlichkeits-theoretischen Modell, berechnet unter Verwendung eines Träger-zu-Interferenz-Verhältnis-(carrier-to-interference ratio, C/I)-Profils und dem Energie-pro-Bit-zu-Rausch-Verhältnis Eb/No des Kommunikationssystems.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Berechnungsschritt basiert auf einem deterministischen Modell durch dynamisches Zuweisen der Paketlängen basierend auf Änderungen in dem System.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Anfangspaketlängenzuweisung Folgendes aufweist: Einstellen der Paketlänge von jeder der Vielzahl von Datenraten auf eine maximale Paketlänge für die Datenrate.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Neuzuweisungsschritt die folgenden Schritte aufweist: Auswählen einer Datenrate aus der Vielzahl der Datenraten; Vergleichen der ausgewählten Datenrate mit einer jüngsten bzw. zuletzt berechneten Durchsatzrate; Einstellen einer Paketlänge der ausgewählten Datenrate auf eine minimale Paketlänge für die ausgewählte Datenrate, falls die ausgewählte Datenrate niedriger ist als die jüngste bzw. zuletzt berechnete Durchsatzrate; Neuberechnen der Durchsatzrate nach dem Einstellschritt; und Wiederholen der Auswahl-, Vergleichs-, Einstellungs- und Neuberechnungsschritte für alle Datenraten in der Vielzahl von Datenraten.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Neuzuweisungsschritt die folgenden Schritte aufweist: Auswählen einer Datenrate aus der Vielzahl von Datenraten; Vergleichen der ausgewählten Datenrate mit einer jüngst bzw. zuletzt berechneten Durchsatzrate; Einstellen einer Paketlänge der ausgewählten Datenrate auf eine minimale Paketlänge für die ausgewählte Datenrate, falls die ausgewählte Datenrate niedriger als die zuletzt berechnete Durchsatzrate ist; Wiederholen der Auswahl-, Vergleichs- und Einstellschritte für alle Datenraten in der Vielzahl von Datenraten; und Neuberechnen der Durchsatzrate nach dem Wiederholungsschritt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den folgenden Schritt aufweist: Ordnen der Vielzahl von Datenraten in einer Reihenfolge mit zunehmenden Datenraten, wobei der Ordnungsschritt zwischen dem Auswahlschritt und dem Zuweisungsschritt eingeschoben ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem mehr als zwei Datenraten aufweist.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Kommunikationssystem acht oder mehr Datenraten aufweist.
  14. Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Kommunikationssystem mit variabler Rate ein CDMA Kommunikationssystem ist.
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Families Citing this family (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10262029A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Sharp Corp 遅延多重方式対応スペクトル直接拡散通信システム及び該システムを用いる通信方法
US6075792A (en) 1997-06-16 2000-06-13 Interdigital Technology Corporation CDMA communication system which selectively allocates bandwidth upon demand
US6151332A (en) 1997-06-20 2000-11-21 Tantivy Communications, Inc. Protocol conversion and bandwidth reduction technique providing multiple nB+D ISDN basic rate interface links over a wireless code division multiple access communication system
US6542481B2 (en) * 1998-06-01 2003-04-01 Tantivy Communications, Inc. Dynamic bandwidth allocation for multiple access communication using session queues
US6081536A (en) * 1997-06-20 2000-06-27 Tantivy Communications, Inc. Dynamic bandwidth allocation to transmit a wireless protocol across a code division multiple access (CDMA) radio link
JP3437070B2 (ja) * 1997-10-20 2003-08-18 富士通株式会社 加入者無線アクセスシステム
US20040160910A1 (en) * 1997-12-17 2004-08-19 Tantivy Communications, Inc. Dynamic bandwidth allocation to transmit a wireless protocol across a code division multiple access (CDMA) radio link
US9525923B2 (en) 1997-12-17 2016-12-20 Intel Corporation Multi-detection of heartbeat to reduce error probability
US8175120B2 (en) 2000-02-07 2012-05-08 Ipr Licensing, Inc. Minimal maintenance link to support synchronization
US7394791B2 (en) 1997-12-17 2008-07-01 Interdigital Technology Corporation Multi-detection of heartbeat to reduce error probability
US7936728B2 (en) 1997-12-17 2011-05-03 Tantivy Communications, Inc. System and method for maintaining timing of synchronization messages over a reverse link of a CDMA wireless communication system
US7496072B2 (en) * 1997-12-17 2009-02-24 Interdigital Technology Corporation System and method for controlling signal strength over a reverse link of a CDMA wireless communication system
US6222832B1 (en) * 1998-06-01 2001-04-24 Tantivy Communications, Inc. Fast Acquisition of traffic channels for a highly variable data rate reverse link of a CDMA wireless communication system
FI108902B (fi) * 1997-12-19 2002-04-15 Nokia Corp Menetelmä ja järjestelmä pakettivälitteiseen tiedonsiirtoon
DE19807931A1 (de) * 1998-02-25 1999-08-26 Rohde & Schwarz Anordnung zum Optimieren der Datenübertragung über einen bidirektionalen Funkkanal
RU2201033C2 (ru) * 1998-03-14 2003-03-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Устройство и способ для обмена сообщениями кадра разной длины в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов
JP3206648B2 (ja) * 1998-04-15 2001-09-10 ブラザー工業株式会社 多機能周辺装置
US6442628B1 (en) * 1998-05-01 2002-08-27 Adaptec, Inc. Method and system for automatically determining maximum data throughput over a bus
US6307867B1 (en) * 1998-05-14 2001-10-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Data transmission over a communications link with variable transmission rates
US8134980B2 (en) 1998-06-01 2012-03-13 Ipr Licensing, Inc. Transmittal of heartbeat signal at a lower level than heartbeat request
US7221664B2 (en) * 1998-06-01 2007-05-22 Interdigital Technology Corporation Transmittal of heartbeat signal at a lower level than heartbeat request
US7773566B2 (en) 1998-06-01 2010-08-10 Tantivy Communications, Inc. System and method for maintaining timing of synchronization messages over a reverse link of a CDMA wireless communication system
US6393012B1 (en) 1999-01-13 2002-05-21 Qualcomm Inc. System for allocating resources in a communication system
US6229795B1 (en) * 1999-01-13 2001-05-08 Qualcomm Incorporated System for allocating resources in a communication system
US7406098B2 (en) 1999-01-13 2008-07-29 Qualcomm Incorporated Resource allocation in a communication system supporting application flows having quality of service requirements
US6567390B1 (en) * 1999-03-29 2003-05-20 Lsi Logic Corporation Accelerated message decoding
US6697348B1 (en) * 1999-04-08 2004-02-24 Lucent Technologies Inc. Burst duration assignment based on fading fluctuation and mobility in wireless communication systems
US6614776B1 (en) * 1999-04-28 2003-09-02 Tantivy Communications, Inc. Forward error correction scheme for high rate data exchange in a wireless system
US6285861B1 (en) 1999-06-14 2001-09-04 Qualcomm Incorporated Receiving station with interference signal suppression
US6526034B1 (en) 1999-09-21 2003-02-25 Tantivy Communications, Inc. Dual mode subscriber unit for short range, high rate and long range, lower rate data communications
US7522631B1 (en) * 1999-10-26 2009-04-21 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for efficient data transmission control in a wireless voice-over-data communication system
US8463255B2 (en) * 1999-12-20 2013-06-11 Ipr Licensing, Inc. Method and apparatus for a spectrally compliant cellular communication system
US6414938B1 (en) * 2000-02-14 2002-07-02 Motorola, Inc. Method and system for retransmitting data packets in a communication system having variable data rates
EP1178635B1 (de) * 2000-08-04 2010-10-13 Alcatel Lucent Verfahren für Echtzeit Daten-Kommunikation
US7339892B1 (en) * 2000-08-18 2008-03-04 Nortel Networks Limited System and method for dynamic control of data packet fragmentation threshold in a wireless network
US7154854B1 (en) * 2000-08-18 2006-12-26 Nortel Networks Limited Automatic distribution of RTS and frag thresholds
US7280495B1 (en) 2000-08-18 2007-10-09 Nortel Networks Limited Reliable broadcast protocol in a wireless local area network
US7366103B2 (en) * 2000-08-18 2008-04-29 Nortel Networks Limited Seamless roaming options in an IEEE 802.11 compliant network
US7308279B1 (en) 2000-08-18 2007-12-11 Nortel Networks Limited Dynamic power level control on transmitted messages in a wireless LAN
JP3821636B2 (ja) * 2000-08-21 2006-09-13 松下電器産業株式会社 通信端末装置、基地局装置および無線通信方法
ATE498261T1 (de) * 2000-10-03 2011-02-15 Gos Networks Ltd Paketsequenzsteuerung
EP1327334B1 (de) * 2000-10-03 2008-07-30 U4EA Technologies Limited Datenüberwachung basierend auf einem daten-last-profil
AU2000275412A1 (en) 2000-10-03 2002-04-15 U4Ea Technologies Limited Data flow control
DE60036031T2 (de) * 2000-10-03 2008-05-15 U4Ea Technologies Ltd. Zuweisung von prioritätsstufen in einem datenfluss
DE60036312T2 (de) * 2000-10-03 2008-06-05 U4Ea Technologies Ltd. Setzen von prioritäten für daten mit flusssteuerung
ES2491865T3 (es) * 2000-10-03 2014-09-08 Gos Holdings Limited Control de flujo de información en una red de paquetes sobre la base de longitudes de paquetes conceptuales variables
AU2000275414A1 (en) * 2000-10-03 2002-04-15 U4Ea Technologies Limited Filtering data flows
CA2394957C (en) * 2000-10-20 2006-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for determining a data rate of packet data in a mobile communication system
US8155096B1 (en) 2000-12-01 2012-04-10 Ipr Licensing Inc. Antenna control system and method
JP2002171572A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Hitachi Ltd 無線基地局、パケット中継装置並びに無線通信システム
US6810078B2 (en) * 2000-12-08 2004-10-26 Prairiecomm, Inc. Blind rate determination
US8009667B1 (en) 2001-01-16 2011-08-30 Wi—LAN, Inc. Packing source data packets into transporting packets with fragmentation
US7551663B1 (en) 2001-02-01 2009-06-23 Ipr Licensing, Inc. Use of correlation combination to achieve channel detection
US6954448B2 (en) 2001-02-01 2005-10-11 Ipr Licensing, Inc. Alternate channel for carrying selected message types
US6807426B2 (en) 2001-04-12 2004-10-19 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for scheduling transmissions in a communication system
EP1261183A1 (de) * 2001-05-23 2002-11-27 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Verfahren und System für die Verarbeitung einer Dateneinheit
WO2002100048A1 (en) * 2001-06-05 2002-12-12 Nortel Networks Limited Multiple threshold scheduler for scheduling transmission of data packets to mobile terminals based on a relative throughput spread
US7106711B2 (en) * 2001-06-06 2006-09-12 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing the impact of cell reselection of GPRS/EDGE data rates
EP2479905B1 (de) 2001-06-13 2017-03-15 Intel Corporation Verfahren und vorichtungen zur Senden eines Herzschlagsignals mit einem niedrigeren Pegel als eine Herzschlaganförderung
CA2450355A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-09 Robert Andrew Shipman Method and apparatus for routing data with support for changing mobility requirements
EP1271855A1 (de) * 2001-06-29 2003-01-02 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Verfahren und Einrichtung zur Datenleitweglenkung
KR100426357B1 (ko) * 2001-08-08 2004-04-06 엘지전자 주식회사 이동통신시스템의 서비스품질 및 자원관리를 위한스케줄링 방법
US7453801B2 (en) * 2001-11-08 2008-11-18 Qualcomm Incorporated Admission control and resource allocation in a communication system supporting application flows having quality of service requirements
US20030135632A1 (en) * 2001-12-13 2003-07-17 Sophie Vrzic Priority scheduler
KR20040020638A (ko) * 2002-08-31 2004-03-09 삼성전자주식회사 무선 채널 특성을 반영한 동적 패킷 세그먼트 임계치관리방법
US7630321B2 (en) * 2002-09-10 2009-12-08 Qualcomm Incorporated System and method for rate assignment
US8504054B2 (en) * 2002-09-10 2013-08-06 Qualcomm Incorporated System and method for multilevel scheduling
US8165148B2 (en) * 2003-01-13 2012-04-24 Qualcomm Incorporated System and method for rate assignment
CN100358252C (zh) * 2004-04-02 2007-12-26 明基电通股份有限公司 数据速率调整装置及其系统
CN1981493B (zh) * 2004-05-05 2010-06-16 高通股份有限公司 在无线通信系统中进行自适应延迟管理的方法和装置
US8098577B2 (en) * 2004-06-03 2012-01-17 Option Method and device for managing simultaneous connections of a mobile telecommunications device to different networks
LT1779055T (lt) * 2004-07-15 2017-04-10 Cubic Corporation Taikymosi taško patobulinimas imitacinėse mokymo sistemose
KR101288880B1 (ko) * 2005-08-08 2013-07-23 에스케이텔레콤 주식회사 고속 하향패킷 접속 방식을 사용하는 통신 시스템에서 호설정 방법
US20070070894A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Fan Wang Method to determine a scheduling priority value for a user data connection based on a quality of service requirement
US20070116007A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Weimin Xiao Method and system for scheduling and resource allocation in a data communication network
JP4878185B2 (ja) * 2006-03-17 2012-02-15 株式会社リコー データ通信回路および調停方法
JP2008017341A (ja) * 2006-07-07 2008-01-24 Ntt Docomo Inc 無線通信装置および無線通信方法
TWI327429B (en) * 2006-09-29 2010-07-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Network apparatus and frame processing method thereof
CN100546272C (zh) * 2006-10-09 2009-09-30 华为技术有限公司 确定及优化短距离无线网络吞吐率的方法及系统
US7855963B2 (en) * 2006-12-21 2010-12-21 Aruba Networks, Inc. Capacity estimation and proportional sharing of varying capacity channels
JP5197317B2 (ja) * 2008-11-19 2013-05-15 ラピスセミコンダクタ株式会社 無線ｌｓｉ装置及び妨害波検出回路
US8630197B2 (en) * 2010-09-23 2014-01-14 Motorola Solutions, Inc. Method for determining data rate and packet length in mobile wireless networks
US10635493B2 (en) * 2017-11-14 2020-04-28 Salesforce.Com, Inc. Computing resource allocation based on number of items in a queue and configurable list of computing resource allocation steps
US20230308384A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-28 Xilinx, Inc. Efficiency and quality of service improvements for systems with higher bandwidth clients mixed with lower bandwidth clients

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5511073A (en) * 1990-06-25 1996-04-23 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for the formatting of data for transmission
US5355516A (en) * 1990-09-28 1994-10-11 Motorola, Inc. Method for reducing superfluous channel allocation in a cellular radiotelephone communication system
US5307351A (en) * 1991-08-26 1994-04-26 Universal Data Systems, Inc. Data communication apparatus for adjusting frame length and method of operating same
US5396516A (en) * 1993-02-22 1995-03-07 Qualcomm Incorporated Method and system for the dynamic modification of control paremeters in a transmitter power control system
DE69328176T2 (de) * 1993-08-26 2000-12-21 Hewlett Packard Co Übertragungssystem
US5721762A (en) * 1993-12-01 1998-02-24 Sharp Microelectronics Technology, Inc. Shared base stations for voice and data cellular telecommunications and method
US5442625A (en) * 1994-05-13 1995-08-15 At&T Ipm Corp Code division multiple access system providing variable data rate access to a user
US5592480A (en) * 1995-03-13 1997-01-07 Carney; Ronald R. Wideband wireless basestation making use of time division multiple-access bus having selectable number of time slots and frame synchronization to support different modulation standards
US5854786A (en) * 1995-08-09 1998-12-29 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for distribution/consolidation (DISCO) interface units for packet switched interconnection system
US5796757A (en) * 1995-09-15 1998-08-18 Nokia Mobile Phones Ltd. Methods and apparatus for performing rate determination with a variable rate viterbi decoder
US5729540A (en) * 1995-10-19 1998-03-17 Qualcomm Incorporated System and method for scheduling messages on a common channel
BR9611138A (pt) * 1995-10-24 1999-12-28 Gen Instrument Corp Transmissão de sequência de sinais com comprimento variável através da camada fìsica de um formato de transmissão com múltiplas camadas
US5781583A (en) * 1996-01-19 1998-07-14 Motorola, Inc. Method and system for communication over multiple channels in a spread spectrum communication system
US5884187A (en) * 1996-03-13 1999-03-16 Ziv; Noam A. Method and apparatus for providing centralized power control administration for a set of base stations
JP2842831B2 (ja) * 1996-03-27 1999-01-06 日本電気エンジニアリング株式会社 データパケット伝送装置および方法
US5859840A (en) * 1996-05-31 1999-01-12 Qualcomm Incorporated Spread spectrum communication system which defines channel groups comprising selected channels that are additional to a primary channel and transmits group messages during call set up
US5844899A (en) * 1996-08-29 1998-12-01 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for providing a call identifier in a distrubuted network system
FI964975A (fi) * 1996-12-12 1998-06-13 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä ja laite puheen koodaamiseksi
US5903844A (en) * 1997-02-04 1999-05-11 Motorola, Inc. Method and apparatus for determining remote unit location in a communication system

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