JP4971372B2 - 多搬送波通信システムに関する分散型順方向リンクスケジューラ - Google Patents
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Description
本特許出願は、"ADAPTIVE DELAY MANAGEMENT"(適応型遅延管理)という題名を有する仮特許出願番号60/568,650(出願日:2004年5月5日)、及び"ADAPTIVE DELAY MANAGEMENT"(適応型遅延管理)という題名を有する仮特許出願番号60/625,660(出願日:2004年11月4日)に対する優先権を主張する、"METHOD AND APPARATUS FOR ADAPTIVE DELAY MANAGEMENT"(適応型遅延管理に関する方法及び装置)という題名を有する米国特許出願一連番号11/123,479(出願日:2005年5月5日)の一部継続(CIP)出願である。
ここで、f( )は関数であり、PFは、所定のユーザー又はユーザーに関する所定のアプリケーションの遅延上の要求事項に基づいて決定される。PFは、各待ち行列内の各データグラムに関して計算される。様々なPFが比較され、より高い優先度のフローインスタンスが識別される。パケット交換通信は、所定の通信のエンドツーエンド遅延が固定されないため、適応型遅延管理をスケジューリングが組み入れることを可能にする。このことは、エンドツーエンド遅延が固定される回線交換通信と対照的である。
アクセスネットワーク(AN)−セルラーネットワーク及びパケット交換データネットワーク(典型的にはインターネット)とATとの間におけるデータ接続性を提供するネットワーク装置。HRPDシステム内のATは、セルラー通信システムにおける基地局に相当する。
モーション・ピクチャーズ・エキスパーツ・グループ(MPEG)−マルチメディア素材送信用プロトコル。
フローは、ユーザーに向けられたデータストリームを意味する。フローのソースは、1つ以上のユーザーアプリケーション、例えば、限定されることなしに、ファイルダウンロード(ftp)、ウェブサーフィン(http)、オンラインゲームプレイ、VoIP、又は1xEV−DOシステムを試験するために用いられる試験アプリケーションによって生成されたデータストリーム、であることができる。フロー、例えばシグナリングフローは、1xEV−DOシステムの稼働を維持し、ユーザーセッションが適切に維持されるようにするために、1xEV−DOシステム自体によって生成することもできる。各フローは、一組の品質保証(QoS)要求事項、例えば目標スループット及び遅延限度、を有することができる。
一実施形態により、PFは、以下のように与えることができる。
上式は、送信をスケジューリングする際に、パケットの古さに加えてチャネル状態及びセルのローディングを考慮する。該計算は、EFデータ又はBEデータのスケジューリングに関して用いることができる。
ここで、Ai(t)は、チャネル状態メトリックと呼ばれ、Ui(t)は、ユーザー公平性メトリックと呼ばれる。関数Ai(t)は、時間tにおいてユーザーiにサービングする希望度を受信されたサービスの過去の履歴に基づいて指定する。優先度関数f( )は、2つの希望度メトリックAi(t)及びUi(t)を組み合わせて各ユーザーに関する優先度レベルを決定する。
典型的なQoSに関する要求事項は、次の変数を用いて記述することができる。
順方向リンクスケジューラ、例えばチャネルスケジューラ812、は、諸フロー間における公平性を提供し、該フローの優先度及びQoSに関する一定の要求を満たす一方でシステム容量を最大化することの均衡を図る。容量及び公平性の概念は、個々のフローのQoSに関する要求事項に依存する。BEフローに関しては、容量は、セクターによって送信される総BEスループットであると定義することができる。特定の型(例えばVoIP)のEFフローに関しては、容量は、QoSに関する要求を満たしつつサポートできるユーザー数であると定義することができる。一例として、VoIP容量は、平均して全ユーザーの95%がアプリケーションデータフレーム(又はオクテット)の98%を成功裏に(指定されたDelayBound内において及び送信誤りがない状態で)受信するようなVoIPユーザー数であると定義することができる。
DecisionMetric=f(PacketAge,ChannelCondition,SectorLoad)
(5)
ここで、PacketAgeは、現在の時間とBS待ち行列において待機中の各パケットに関して定義された適切なタイムスタンプとの間の違いを表し、ChannelConditionは、BSとATとの間における無線リンクの品質を表し、SectorLoadは、現在の時間の近くにおける短い時間間隔においてセクターによってサービング中の総トラフィックの量及び状況を表す。関数f()は、スケジューラの特定の実装に依存する。さらに、DecisionMetricは、ビットメトリック、パケットメトリック、データグラムメトリック、又は送信インスタンス選択方法をスケジューラに提供するその他の手段を表すことができる。
ここで、BDは、nのスロットの遅延を被る候補送信インスタンスに含まれるビット数を表す。ビットが遅延限度を超える期間にわたって待ち行列内に存在しており、従ってDのスロットを超える遅延を被るときに該ビットを待ち行列から取り出すことができるため、Dの値は、遅延限度と等しくすることができる。
ここで、Ngは、考慮中の送信フォーマットに関する“一般的”スパンであり、その計算方法が以下において説明される。その結果得られたスループット多項式は、各々が同様に入手される一組の様々なその他の代替の中から候補送信インスタンス35を選択する際のパケットメトリックとして用いられる。
ここで、iは、ビットのインデックスであり、3つの係数{hi2,hi,lo}のうちの1つのみがゼロ以外であることを許容される。この説明はビットレベルに関するものであるが、典型的には、IPデータグラム内の全ビットが同じメトリックを有しており、パケットメトリック計算はビットレベルの累積を必ずしも含まないことに注目すること。
及び
hi=βδ+μ、 δ≦αDelayBoundの場合 (10)
ここで、βは、EFフローと関連づけられたパラメータであり、遅延限度と反比例の関係であり、μは、大きい数であり、αは、固定されたスカラー(例えば0.25)であり、EFフロー型から独立している。
(12)
ここで、Ngは、考慮中の定義された又は導き出された候補送信インスタンス35の一般的スパンであり、累積されたビットメトリック(AccumulatedBitMetric)は、候補インスタンス内に含まれている(又はスタッフィングされている)全ビットに対応するビットメトリックの合計である。値Ngは、定義又は導き出された型の公称スパンに設定することができる。代替として、値Ngは、1に設定することができ、その場合は、パケットメトリックは、累積されたビットメトリックに等しくなる。この場合は、スケジューラは、送信インスタンス当たりのスループットではなく送信インスタンス当たりのペイロードを最大化するように機能する。このことは、DRCの影響を受けなくなるという望ましくない影響を及ぼし、それによって劣化された性能を生じさせる可能性があり、該劣化は、図6に示される挙動に従わない場合がある。他の手法は、Ngを“疑似スパン”に設定することであり、該“疑似スパン”は、1又は2スロット高レートパケットに関しては1に設定し、4スロットパケットに関しては4に設定し、以下同様であり、それによって、ペイロードに基づく高レートパケットを区別し、その一方でNgをより大きい値に設定することによって低レートフォーマットが断念されるようにすることができる。
異なるシステム、動作目標、及び設計に関してはその他のビットメトリック定義を実装することができる。
表1では、1xEV−DO Rel.0仕様及びRev A.仕様においてそれぞれ定義される2組のプロトコル副型に関して、各DRCインデックスと適合するFL送信フォーマットが記載されており、0x0、0x0、0x1、及び0x2のDRCインデックスに関する適合可能マルチユーザーフォーマットを定義するRev A.への最近の寄稿の変更案を含む。送信フォーマットは、Rev.A仕様におけるように、3つ一組(PacketSize、Span、PreambleLength)によって表される。“PacketSize”(パケットサイズ)は、送信フォーマットが搬送するビット数であり、CRC及びテールを含む。パケットサイズは、単位がビットの物理層ペイロードサイズである。“Span”(スパン)は、送信インスタンスが順方向リンクにおいて採用する公称(例えば最大の)ビット数である。スパンは、そのフォーマットのパケットに関して送信することができる最大スロット数である。“PreambleLength”(プリアンブル長) は、プリアンブルチップ総数である。プリアンブルチップ総数は、単位がチップのプリアンブル継続時間である。
以下は、順方向リンクスケジューラによって用いられる3つの型のメトリックの定義である(そのうちの一実施形態が以下の図16において示される)。これらのメトリック型は、i)ビットスタッフィング、ii)ビット及びiii)パケットである。これらのメトリック型は、現在の送信インスタンス内に組み入れる資格を有する待ち行列を選択するために用いられる。簡単に要約すると、ビットスタッフィングメトリックは、様々な待ち行列内において送信待ちの状態であるオクテット(ビット)が所定の候補送信インスタンス35内に含められる順序を決定する。
BitMetric[i] > BitMetric[j] ⇒BitStuffingMetric[i]≧BitStuffingMetric[j]
BitStuffingMetric[i] > BitStuffingMetric[j] ⇒BitMetric[i]≧BitMetric[j]
この一般的方法は、候補送信インスタンス35内にスタッフィングされるオクテットがのちにスタッフィングされる他のオクテットと少なくとも同じ量だけパケットメトリックに寄与することを保証する。
前節において説明されるすべての3つの型のメトリックは、以下のように多項式の形で表すことができる。
ここで、メトリックは、3つのメトリック型のうちのいずれかであることができ、MC0,...MC7は、後述されるメトリック係数を表す。
本節においては、ビットメトリック及びビットスタッフィングメトリックの意味、用法及び実装が説明される。ビットメトリック及びビットスタッフィングメトリックに関して、対応する多項式表現の1つの項のみがいずれかの所定の時点においてゼロ以外になることが許容される。非ゼロ項の次数は、所定のオクテットに関するビットメトリック及びビットスタッフィングメトリックに関して同じである。通常は対応する係数の名前及びMC0,...MC7で呼ばれるこの非ゼロ項の次数は、ビット(スタッフィング)メトリック(又は対応するオクテット)の優先度状態と呼ばれる。比較演算の定義は、MC0項が最低優先度のオクテットに対応し、MC7項は最高優先度のオクテットに対応することを意味する。
(16)
方程式(16)において、TimeStamp[i]は、オクテットiに関する適切に定義されたタイムスタンプである。優先度しきい値によって定義された各間隔は、優先度状態にマッピングされる。優先度しきい値及びこのようにして定義された間隔の優先度状態へのマッピングは、各フローに関して別々に候補パケット生成器25に対して指定することができる。オクテットiのCurrentDelay[i]がこれらの順序が設定されたしきい値の組と比較されて該当する間隔が決定される。この決定は、逆に、ビット(スタッフィング)メトリックの優先度状態を定義する。
ここで、AccelerationFactorは、1つのフローに基づく定義されたパラメータである。該パラメータの主目的は、異なるフローに関して異なる可能性があるDelayBoundを正規化することである。一例として、2つの異なるオンラインゲームを考慮する。これらの2つのアプリケーションの特徴が異なることに起因して、これらの2つのアプリケーションは、異なるDelayBound設定値がスケジューラに指定されることがあるが、このことは、一方のゲームが他方のゲームよりも高い優先度を有することは意味しない。単一搬送波スケジューラ23が両方のアプリケーションを同等の優先度で取り扱うことが望ましいことがある。第1のゲームが300msの遅延限度を有し、第2のゲームが150msの遅延限度を有すると仮定する。これで、いずれの時間においても、150msよりも古い第2のゲームに属するオクテットは(スケジューラが捨てるため)存在しない。しかしながら、150msよりも古い第1のゲームに属するオクテットが存在する可能性がある。AccelerationFactorがない場合は、結果的に第1のゲームのオクテットが第2のゲームのオクテットよりも優先されることになる。各アプリケーションのAccelerationFactorを各々のDelayBound設定値に反比例するように設定することによって、この希望されない影響を正規化することができる。
ここで、DSBitMetricValueは、1つのフローに基づく定義されたパラメータである。その目的は、次の2つである。第1に及び最も重要なことに、前記パラメータは、ソフトな優先順位設定に関して用いることができる。第2に、優先度が等しいとみなされる2つのアプリケーションが(インターネットから待ち行列への)異なる平均着信スループットを有する場合は、各フローに関するDSBitMetricValueは、より高いスループットを有するアプリケーションがFLパケットを効率的に満たすためのより多くのデータを単に有することによって優先されるのを回避するために、フローの典型的スループットと反比例関係になるように設定することができる。
候補送信インスタンス35のパケットメトリックは、方程式(1)を用いて計算される。オクテットのビットメトリックの1つの項のみがゼロ以外であることができる場合でも、一般的にはその結果得られるパケットメトリックの全係数がゼロ以外であることができる点に注目すること。
ビット(スタッフィング)メトリックに関する上記の説明は、各待ち行列内の各オクテットにはスロットごとに再計算される個々のビット(スタッフィング)メトリックが割り当てられる一般的事例を考慮した。代替実施形態は、該計算の複雑さを引き下げる。その他のメカニズムのおかげでタイムスタンプによって待ち行列の順序が設定されると仮定すると、フローの全待ち行列の待ち行列先頭オクテットの間で最も古いタイムスタンプに基づいてフロー当たり1つのビット(スタッフィング)メトリックを計算するのは合理的なことである。このビット(スタッフィング)メトリックは、フローの現在待機状態のオクテットに関して用いることができる。この単純化は、ビット(スタッフィング)メトリックがオクテットのCurrentDelayの単調増加関数であると仮定している。そうでない場合は、待ち行列先頭オクテットは連続するオクテットがサービングされるのを妨げるリスクが存在する。この単純化により、ビットスタッフィングメトリックは、フローメトリックと呼ぶこともできる。
単一搬送波スケジューラ23は、FLが新たな送信に関して利用可能であるときに常に実行される。しかしながら、幾つかの実装上の課題は、利用可能でないスロットを含むすべてのスロットにおいて計算の一部が実行されるようにすることができる。この理由は、FLを新たな送信に関して利用可能であるとANが決定するときまでに、通常は送信インスタンス35を決定するために単一搬送波スケジューラ23に関わる全計算を行うための多くの時間が残されていないためである。
単一搬送波スケジューラ方法を実行時に候補パケット生成器25によって実行される第1のステップは、候補パケット送信インスタンス(35)のリストを生成することである910(図10及び11においてはステップ504として示される)。より具体的には、次の候補送信インスタンス35が生成される。すなわち、単一ユーザーフォーマットを有する候補の単一ユーザー送信インスタンス35が、送信待ち状態のデータを有している(何らかの理由で、例えば継続問題を理由として、プロトコル副型によってサービスが現在禁止されていない)各ユーザーに関して生成される。さらに、ユーザーからの受信されたDRCは、非NULLである。その他の場合は、ユーザーは、1つ以上の送信フォーマットがNULL DRCに基づいてサービングされることを可能にするMAC層プロトコルを交渉済みである。受信されているNULL DRCを送信したユーザーに関して候補パケット送信インスタンス35が生成される場合は、候補送信インスタンス35は、有限DelayBoundを有するフローに属しさらに該フローのFTx待ち行列からのデータを搬送する。候補送信インスタンス35の送信フォーマットは、表1において詳細に示されるようにユーザーのDRCに対応するカノニカルフォーマットである。
1) 単一ユーザーフォーマットには、同じユーザーのフローからのビットがスタッフィングされる。
単一ユーザー及びマルチユーザー候補パケット送信インスタンス35のリストが上述されるように生成された後、次のステップは、ステップ910(図10ではステップ508として示される)において(上記の生成されたリストには少なくとも1つの候補送信インスタンス35が含まれると仮定して)これらの候補パケット35のうちの少なくとも1つを選択することである。この選択は、リスト内の各々の候補35に関するパケットメトリックを計算し、最大のパケットメトリックを有する候補パケット35を勝利候補35として選択することによって行われる。引き分けになった場合は、マルチユーザーフォーマットよりも単一ユーザーフォーマットを優先させることが望ましい。さらに、より低いレートのマルチユーザーフォーマットよりもより高いレートのマルチユーザーフォーマットを選択するのが望ましい。
このステップにおいては、搬送するために選択されたデータオクテットの組を変更せずにパッキング効率を最高にし(それによってARQ利得を提供する)ために、勝利した候補送信インスタンス35の送信フォーマットが再考されて(可能なことに変更される)、ステップ930(図10においてはステップ510として示される)。このステップの完了は、ARQ利得を提供することができる。
このステップ(図12においてはステップ532として示される)においては、単一搬送波スケジューラ23は、送信インスタンス35においてサービングされた全ユーザーからのACKを検出できない場合でも、送信インスタンス35を送信する際の上限となる最大スロット数(選択された送信インスタンス35の公称スパンよりも小さい)を決定することができる。このステップは、オプションである。このステップは、ANがパケットにおいてサービングされた全ユーザーからのACKを検出後に、又はパケットの全スパンを送信後にパケット送信を終了するようにオフにすることができる。このステップを実装する一方法は、送信インスタンスの最大スロット数を以下のように設定することである。
a.FlowTPutFilterTimeConst−各フローに関して保持される変数である平均スループット、AvgThroughput、を生成するために用いられる一次IIRフィルタの時定数を定義する。フィルタは、各スロットごとに1回繰り返される。フィルタへの入力は、そのスロットにおいて開始するパケット内の所定のフローの待ち行列からサービングされるオクテット数である。フィルタは、新たなパケット送信が開始しないゼロがスロットに入力されて更新される。
a.UserId,FlowId−各フローのオーナーをインデキシング及び決定するための手段を提供する。
d.AccelerationOffset
e.DelayBound−0は、無限大を表す(オクテットをサービングする前に該オクテットを捨てない)。その他の場合は、経過後は所定のオクテットが待ち行列から捨てられるオクテットのタイムスタンプに関する遅延量を表す。
b.PriorityThold[].QoSMetricState={any,any}
c.PriorityThold[].DelayThold={0,0}(無限大)
d.DelayBound=0(無限大)
e.TargetThroughput=0
f.FlowAggregateIndex=1(ユーザーの全BEフローを統合する)
g.Thrghpt2DelayConvFactorBM=16
h.Thrghpt2DelayConvFactorBSM=128
i.FlowClass=ThrputSensitive
j.FlowEligibleForDRCErasureMapping=0
k.ErasureMapDelayThresold=0{無限大}
AFフローに関しては、以下のパラメータを用いることができる。
b.PriorityThold[].QoSMetricState={any、any}
c.PriorityThold[].DelayThold={0,0}(無限大)
d.DelayBound=0(無限大)
e.TargetThroughput=正値
f.FlowAggregateIndex=0(統合なし)
g.Thrghpt2DelayConvFactorBM=16
h.Thrghpt2DelayConvFactorBSM=128
i.FlowClass=ThrputSensitive
j.FlowEligibleForDRCErasureMapping=0
k.ErasureMapDelayThreshold=0{無限大}
EFフローに関しては、以下のパラメータを用いることができる。
b.PriorityThold[].QOSMetricState={2,3}
c.PriorityThold[].DelayThold={0.25*DelayBound,0.5*DelayBound}
d.DelayBound=アプリケーションに依存
e.TargetThroughput=0
f.FlowAggregateIndex=0(統合なし)
g.Thrghpt2DelayConvFactorBM=1
h.Thrghpt2DelayConvFactorBSM=1
i.FlowClass=DelaySensitive
j.FlowEligibleForDRCErasureMapping=1
k.ErasureMapDelayThresold=0.25*DelayBound
シグナリングフローは以下のように提供される。
b.PriorityThold[].QOSMetricState={7,7}
c.PriorityThold[].DelayThold={0,0}(無限大)
d.DelayBound=0(無限大)
e.TargetThroughput=0
f.AggregateIndex=0(統合なし)
g.Thrghpt2DelayConvFactorBM=1
h.Thrghpt2DelayConvFactorBSM=1
i.FlowClass=DelaySensitive
j.FlowEligibleForDRCErasureMapping=1
k.ErasureMapDelayThresold=0.25*DelayBound
BE/AFフローは、以下のパラメータの適切な組合せを用いることによって優先順位を設定することができる。
3. 典型的には、何らかの最低スループットを要求するAFフローに関するTargetThroughput
EFフローは、以下のパラメータの適切な組合せを用いることによってさらに優先順位を設定することができる。
b.AggregateIndex
c.QoSMetricState
d.PriorityThold[2]
e.AccelerationFactor
f.AccelerationOffset
g.DelayBound
h.TargetThroughput
i.GoSFactor
j.DSBitMetricValue
異なる設定ができるパラメータは、IntraFlowPriorityであり、異なる設定をすべきパラメータは、FlowIDである。
b.マルチユーザー候補(生成された場合)内のサービングされたユーザーの一部が適合不能になった場合に該候補においてサービングできる幾つかの予備のユーザーを有する1つのマルチユーザー候補
1xEV−DO Rel.0仕様においては、ANは、DRC情報が消去されたときにはATへのパケットをスケジューリングしない。ANが遅延の影響を受けにくいアプリケーション、例えばBEトラフィック、を有する複数のATにサービング中であるときは、(例えば、マルチユーザーダイバーシティに起因するときに)システム容量を失わずに相対的に大きいDRC消去レートに耐えることができる。DRC消去レートが過度に高いときには、DRCロックビットがANによってゼロに設定され、ATは、他のセクターにハンドオフすること又は固定レートモードに切り換わることを選択することができる。しかしながら、DRCロックビット生成方法は、不要なハンドオフを防止するための組み込まれた遅延を有し、該遅延は、少なくとも一部はフィルタリングに起因する。従って、相対的に長い実行長のDRC消去が逆方向リンクにおいて生じる可能性が依然として存在する。遅延の影響を受けやすいアプリケーション、例えばEFトラフィック、に関しては、これらの消去の結果、受け入れ不能な量のサービス停止になる可能性がある。DRC消去マッピング方法は、FLにおけるサービス停止を最小にすることを追究する。
ここで、FlowEligibleForDRCErasMappingは、DRC消去マッピングに関する各トラフィックフローの有資格性を示すパラメータである。デフォルトとして、EFフローはマッピング資格を有し、BE及びAFは資格を有さないと仮定される。
ここで、チャネル状態インジケータ(CCI)は、別々に生成することができる組{0,1}又は間隔[0,1]からの値をとることができ、このため、より高い値をとるときには、ユーザーの長期的なチャネル状態と比較して相対的に良好なチャネル状態を示す。さらに、kは、CCI−遅延変換係数である。kは、ユーザーのチャネル状態が自己のチャネル統計に関して良好であるときにフローが遅延に関してどの程度向上するかを示す。
図16Aは、順方向リンクスケジューラの実施形態20を示す。図17Aは、順方向リンクスケジューラによって実行されるプロセスの流れ図を示す。
図16Aにおいて示されるように、各セクター内の各搬送波は、同じ(又は異なる)順方向リンクデジタル信号プロセッサにおいて実行される候補単一ユーザーパケット及びマルチユーザーパケットを生成する候補パケット生成器25を有する。各候補パケット生成器25搬送波は、特定の周波数及び特定のセクターと関連づけられる。例えば、3つの搬送波及び3つのセクターが存在する場合は、搬送波とセクターの各組合せに関して1つずつ合計9の候補パケット生成器25が存在することになる。候補パケット生成器25は、信号プロセッサ又はいずれかの形態の処理手段であることができる。さらに、候補パケット生成器25は、ハードウェア内に実装することもできる。候補パケット生成器25は、上述される単一搬送波スケジューラ23において開示されるスケジューリング方法を用いてユーザーからのパケットを送信のために選択することができる。このように、各セクター/搬送波の組合せに割り当てられた各々の候補パケット生成器25は、送信のためのパケットを選択することができる。図16Aは、第1の候補パケット生成器25への2つの入力、すなわち、搬送波92及びセクター90に割り当てられた全フローに関するフロー当たりのQ状態及びこのサービングセクターとのATの全DRC及びこの搬送波92に割り当てられた全DRC。しかしながら、すべての候補パケット生成器25がこれらの入力を受信する。
マスタースケジューラ10は、各候補パケット生成器25から入力される各搬送波に関する最良のパケット送信を決定する。一実施形態においては、マスタースケジューラ10は、順方向リンクデジタル信号プロセッサに常駐する。マスタースケジューラ10は、1つ以上の単一ユーザーパケット及び/又はマルチユーザーパケット(バックアップオプション付き)93を候補パケット生成器25から入力として受信する。マスタースケジューラ10は、システム94内の全フローに関するQ状態(又はバッファ状態情報)も入力として受信する。マスタースケジューラ10は、図17Aの流れ図に示されていてさらに図16Aのメモリ12に格納されたソフトウェア命令14の形態でマスタースケジューラ10に常駐する順方向リンクスケジューラ方法の次のステップを実行することによって各候補パケット生成器25から入力される各搬送波に関する最良のパケット送信を決定する。さらに、マスタースケジューラ10は、セクター及び搬送波98当たりのQ状態更新96及び最終的パケット情報を出力する。
i)計算されたパケットメトリックを達成させる上で十分なデータがバッファQ内に存在する。
マスタースケジューラ10は、複数の候補パケット生成器25によって選択されているユーザーからのパケットが提示されたときには、最良の状態を有する搬送波を有する候補パケット生成器25を選択する(図17Aにおけるステップ325)。
再度図16Aにおいて、パケットビルダー40は、マスタースケジューラ10によって提供されたパケットフォーマットに基づいてパケットを生成する。一実施形態においては、パケットビルダー40は、マスタースケジューラ10によって選択されたパケットのフォーマットをEV−DOにおいて用いられるフォーマットに変換する。各セクターは、マスタースケジューラ10によって提供されたパケットフォーマットに基づいてパケットを生成するパケットビルダー40を有する。パケットビルダー40は、チャネルカード上の変調器によって受け入れ可能なフォーマットを用いる。次に、パケットは、変調器を含むマスタープロセッサ60によってEV−DOエアインタフェースを通じて送信される。
スレーブスケジューラ50は、マスタースケジューラ10が実施することをコピーする。マスタースケジューラ10が故障した場合は、シャドールーチンがマスタースケジューラ10を引き継ぐ。
図18Aは、マスタースケジューラ10と関連づけられた分散型アーキテクチャの実施形態を示す。マスタースケジューラ10の構成要素は、異なるエンティティ(例えば、異なるデジタル信号プロセッサ(DSP)又はネットワークプロセッサのマイクロエンジン)に常駐することができる。これらの構成要素は、セルサイトモデム(CSM)60と、RLデジタル信号プロセッサ70と、セクター#1に関するFLデジタル信号プロセッサ80と、セクター#2に関するFLデジタル信号プロセッサ82と、セクター#3に関するFLデジタル信号プロセッサ84と、セクター#4に関するFLデジタル信号プロセッサ86と、セクター#5に関するFLデジタル信号プロセッサ88と、等を含むことができる。このように、マスタースケジューラ10は、選択された構成に依存して複数の順方向リンクDSPにわたって機能的に分散される。分散型アーキテクチャに関する理由の1つは、1つのプロセッサがすべてのユーザー、セクター及び搬送波を取り扱うことができる可能性が低いためである。第2の理由は、分散型アーキテクチャは、非常にスケーラブルな設計を生み出すためである。選択されるプロセッサ数は、ユーザー数及び搬送波数に応じて異なる。すべてのプロセッサが1つのプロセッサにおいて適合するわけではないため、マスタースケジューラ10は、すべての処理が1つのプロセッサ上に配置される場合は、該1つのプロセッサはすべてのユーザー及び搬送波に関して最適化ルーチンを実行するため、選択されたユーザーは最良のタイムスロット及び最良の周波数を送信のために常に入手するという意味で、周波数領域において“最適でない”マルチユーザーダイバーシティを達成させる。
本明細書において開示される実施形態に関連して説明されている様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、本明細書において説明されている機能を果たすように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、その他のプログラミング可能な論理デバイス、ディスクリートゲートロジック、ディスクリートトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア構成品、又はそのあらゆる組合せ、とともに実装又は実行することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであることができるが、代替として、従来のどのようなプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。さらに、プロセッサは、計算装置の組合せ、例えば、DSPと、1つのマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサの組合せ、DSPコアと関連する1つ以上のマイクロプロセッサの組合せ、又はその他のあらゆる該コンフィギュレーションとの組合せ、として実装することもできる。
Claims (40)
- 複数の搬送波を用いたパケット送信をスケジューリングするのに適した装置であって、
前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波からの候補パケットの中から最高のパケットメトリックを有するパケットを選択するための手段であって、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波の割り当てを有する優先転送フローは、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波以外の他の搬送波において前記1つの搬送波のパケットメトリックと比較してより高いパケットメトリックを有しない手段と、
前記複数の搬送波に対応して設けられた複数のパケット生成器と、
を備えたパケットをスケジューリングするための手段を具備し、
前記パケットをスケジューリングするための手段は、前記各パケット生成器が、特定の1ユーザーのみに対してサービスを提供するようにスケジューリングする、装置。 - パケットをスケジューリングするための前記手段は、
待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングするための手段であって、前記待ち行列内には前記複数の搬送波のうちの他の搬送波が搬送すべきデータが存在しない手段、をさらに具備する請求項1に記載の装置。 - パケットをスケジューリングするための前記手段は、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新するための手段をさらに具備する請求項1に記載の装置。 - 前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、
パケットをスケジューリングするための前記手段は、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択するための手段をさらに具備する請求項1に記載の装置。 - パケットをスケジューリングするための前記手段は、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新するための手段をさらに具備する請求項1に記載の装置。 - パケットをスケジューリングするための前記手段は、
待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングするための手段であって、前記待ち行列内には前記複数の搬送波のうちの他の搬送波が搬送すべきデータが存在しない手段と、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新するための手段と、
前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択するための手段と、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新するための手段と、をさらに具備する請求項1に記載の装置。 - 候補パケット送信インスタンスをスケジューリングするための手段をさらに具備し、候補パケット送信インスタンスをスケジューリングするための前記手段は、
一組の前記候補パケット送信インスタンスを生成するための手段と、
1つの候補パケットを組の中から選択するための手段と、
パッキング効率を最高にするための手段と、を具備する請求項1に記載の装置。 - パケットをスケジューリングするための前記手段のシャドールーチンを実行するための手段をさらに具備する請求項7に記載の装置。
- エアインタフェースを通じてパケットを送信するため手段と、
パケットをスケジューリングするための前記手段によって提供されたパケットフォーマットに基づいてパケットを生成するための手段と、をさらに具備する請求項8に記載の装置。 - 分散型アーキテクチャを用いて複数の搬送波を用いたパケット送信をスケジューリングするのに適した装置であって、
前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波からの候補パケットの中から最高のパケットメトリックを有するパケットを選択するための少なくとも1つの手段であって、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波の割り当てを有する優先転送フローは、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波以外の他の搬送波において前記1つの搬送波のパケットメトリックと比較してより高いパケットメトリックを有さない少なくとも1つの手段、を具備する、順方向リンクを処理するための複数の手段であって、複数のセクターに対応する順方向リンクを処理するための複数の手段と、
データを変調するための手段と、
逆方向リンクを処理するための少なくとも1つの手段と、
前記複数の搬送波に対応して設けられた複数のパケット生成器と、
を具備し、
前記少なくとも1つの手段は、前記各パケット生成器が、特定の1ユーザーのみに対してサービスを提供するようにスケジューリングする、装置。 - パケットを選択するための前記少なくとも1つの手段は、
待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングするための手段であって、前記待ち行列内には前記複数の搬送波のうちの他の搬送波が搬送すべきデータが存在しない手段と、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新するための手段と、
前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択するための手段と、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新するための手段と、をさらに具備する請求項10に記載の装置。 - 候補パケット送信インスタンスをスケジューリングするための手段をさらに具備し、候補パケット送信インスタンスをスケジューリングするための前記手段は、
一組の前記候補パケット送信インスタンスを生成するための手段と、
1つの候補パケットを組の中から選択するための手段と、
パッキング効率を最高にするための手段と、を具備する請求項10に記載の装置。 - パケットをスケジューリングするための前記手段のシャドールーチンを実行するための手段をさらに具備する請求項12に記載の装置。
- エアインタフェースを通じてパケットを送信するため手段と、
パケットをスケジューリングするための前記手段によって提供されたパケットフォーマットに基づいてパケットを生成するための手段と、をさらに具備する請求項13に記載の装置。 - 順方向リンクスケジューラであって、
少なくとも1つのプロセッサであって、少なくとも1つのセクターに対応する少なくとも1つのプロセッサと、
前記少なくとも1つのプロセッサに動作可能な形で接続される少なくとも1つのメモリと、を具備するマスタースケジューラであって、前記少なくとも1つのメモリに格納された命令を実行するように構成されたマスタースケジューラと、
前記命令は、複数の搬送波のうちの1つの搬送波からの候補パケットの中から最高のパケットメトリックを有するパケットを選択することであって、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波の割り当てを有する優先転送フローは、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波以外の他の搬送波において前記1つの搬送波のパケットメトリックと比較してより高いパケットメトリックを有さないことを具備し、
前記複数の搬送波に対応して設けられた複数のパケット生成器と、
を備え、前記マスタースケジューラは、前記各パケット生成器が、特定の1ユーザーのみに対してサービスを提供するようにスケジューリングする、順方向リンクスケジューラ。 - 前記命令は、待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングすることであって、前記待ち行列内には他の前記搬送波が搬送すべきデータが存在しないこと、をさらに具備する請求項15に記載の順方向リンクスケジューラ。
- 前記命令は、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新することをさらに具備する請求項15に記載の順方向リンクスケジューラ。 - 前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、
前記命令は、
前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択することをさらに具備する請求項15に記載の順方向リンクスケジューラ。 - 前記命令は、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新することをさらに具備する請求項15に記載の順方向リンクスケジューラ。 - 前記命令は、
待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングすることであって、前記待ち行列内には他の前記搬送波が搬送すべきデータが存在しないことと、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新することと、
前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択することと、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新すること、とをさらに具備する請求項15に記載の順方向リンクスケジューラ。 - 前記マスタースケジューラに結合された少なくとも1つの候補パケット生成器をさらに具備し、前記少なくとも1つの候補パケット生成器は、メモリを具備し、前記少なくとも1つの候補パケット生成器は、一組の前記候補パケット送信インスタンスを生成することと、1つの候補パケットを組から選択することと、パッキング効率を最高にすること、とを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成された請求項15に記載の順方向リンクスケジューラ。
- 前記マスタースケジューラに結合されたスレーブスケジューラをさらに具備し、前記スレーブスケジューラは、メモリを具備し、前記スレーブスケジューラは、前記マスタースケジューラのシャドールーチンを実行することを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成された請求項21に記載の順方向リンクスケジューラ。
- 前記マスタースケジューラに結合されたメモリを有する少なくとも1つのマスタープロセッサと、前記マスタースケジューラに結合されたメモリを有する少なくとも1つのパケットビルダーと、をさらに具備し、前記少なくとも1つのマスタープロセッサは、エアインタフェースを通じてパケットを送信することを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成され、前記少なくとも1つのパケットビルダーは、前記マスタースケジューラによって提供されたパケットに基づいてパケットを生成することを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成された請求項22に記載の順方向リンクスケジューラ。
- 分散型順方向リンクスケジューラであって、
複数の順方向リンクプロセッサと、
前記複数の順方向リンクプロセッサのうちの少なくとも1つに動作可能な形で接続された少なくとも1つのメモリと、
前記複数の搬送波に対応して設けられた複数のパケット生成器と、
前記複数の順方向リンクプロセッサのうちの少なくとも1つに動作可能な形で接続されたセルサイトモデムと、
前記セルサイトモデムに動作可能な形で接続された逆方向リンクデジタル信号プロセッサであって、前記マスタースケジューラは、分散型アーキテクチャを有する逆方向リンクデジタル信号プロセッサと、を具備し、前記複数の順方向リンクプロセッサは、複数のセクターに対応し、前記複数の順方向リンクプロセッサのうちの少なくとも1つは、前記少なくとも1つのメモリ内に格納された命令を実行するように構成されており、
前記命令は、
複数の搬送波のうちの1つの搬送波からの候補パケットの中から最高のパケットメトリックを有するパケットを選択することであって、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波の割り当てを有する優先転送フローは、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波以外の他の搬送波において前記1つの搬送波のパケットメトリックと比較してより高いパケットメトリックを有さないことを具備し、
前記マスタースケジューラは、前記各パケット生成器が、特定の1ユーザーのみに対してサービスを提供するようにスケジューリングする、分散型順方向リンクスケジューラ。 - 前記命令は、
待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングすることであって、前記待ち行列内には他の前記搬送波が搬送すべきデータが存在しないことと、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新することと、
前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択することと、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新すること、とをさらに具備する請求項24に記載の分散型順方向リンクスケジューラ。 - 前記複数の順方向リンクプロセッサに結合された少なくとも1つの候補パケット生成器をさらに具備し、前記少なくとも1つの候補パケット生成器は、メモリを具備し、前記少なくとも1つの候補パケット生成器は、一組の前記候補パケット送信インスタンスを生成することと、1つの候補パケットを組から選択することと、パッキング効率を最高にすること、とを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成された請求項24に記載の分散型順方向リンクスケジューラ。
- 前記複数の順方向リンクプロセッサに結合されたスレーブスケジューラをさらに具備し、前記スレーブスケジューラは、メモリを具備し、前記スレーブスケジューラは、前記マスタースケジューラのシャドールーチンを実行することを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成された請求項26に記載の分散型順方向リンクスケジューラ。
- 前記複数の順方向リンクプロセッサに結合されたメモリを有する少なくとも1つのマスタープロセッサと、前記複数の順方向リンクプロセッサに結合されたメモリを有する少なくとも1つのパケットビルダーと、をさらに具備し、前記少なくとも1つのマスタープロセッサは、エアインタフェースを通じてパケットを送信することを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成され、前記少なくとも1つのパケットビルダーは、前記マスタースケジューラによって提供されたパケットフォーマットに基づいてパケットを生成することを具備する前記メモリ内に格納された命令を実行するように構成された請求項27に記載の分散型順方向リンクスケジューラ。
- コンピュータによって読み取り可能な媒体であって、
複数の搬送波のうちの1つの搬送波からの候補パケットの中から最高のパケットメトリックを有するパケットを選択するためのプロセッサによって実行可能な命令を具体化し、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波の割り当てを有する優先転送フローは、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波以外の他の搬送波において前記1つの搬送波のパケットメトリックと比較してより高いパケットメトリックを有さず、
前記複数の搬送波に対応して複数のパケット生成器を備え、前記命令は、前記各パケット生成器が、特定の1ユーザーのみに対してサービスを提供するようにスケジューリングする、コンピュータによって読み取り可能な媒体。 - 待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングするための命令をさらに具備し、前記待ち行列内には他の前記搬送波が搬送すべきデータが存在しない請求項29に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。
- 前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新するための命令をさらに具備する請求項29に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。
- 前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択するための命令をさらに具備する請求項29に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。
- 前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新するための命令をさらに具備する請求項29に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。
- 待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングし、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新し、
前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択し、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新するための命令をさらに具備し、前記待ち行列内には前記他の搬送波が搬送すべきデータが存在しない請求項29に記載のコンピュータによって読み取り可能な媒体。 - 複数の搬送波を用いた通信システムにおけるパケット送信をスケジューリングするのに適した方法であって、
複数の搬送波のうちの1つの搬送波からの候補パケットの中から最高のパケットメトリックを有するパケットを選択することであって、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波の割り当てを有する優先転送フローは、前記複数の搬送波のうちの1つの搬送波以外の他の搬送波において前記1つの搬送波のパケットメトリックと比較してより高いパケットメトリックを有さないことを具備し、
前記複数の搬送波に対応して複数のパケット生成器を備え、前記各パケット生成器が、特定の1ユーザーのみに対してサービスを提供するようにスケジューリングする、方法。 - 待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングするための命令をさらに具備し、前記待ち行列内には他の前記搬送波が搬送すべきデータが存在しない請求項35に記載の方法。
- 前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新することをさらに具備する請求項35に記載の方法。
- 前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択することをさらに具備する請求項35に記載の方法。
- 前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新することをさらに具備する請求項35に記載の方法。
- 待ち行列内の前記優先転送フローのデータをバッファリングすることであって、前記待ち行列内には他の前記搬送波が搬送すべきデータが存在しないことと、
前記搬送波によって搬送されたフローに関する待ち行列状態を更新することと、
前記最高のパケットメトリックはユーザーが十分なデータを有するか又は当該ユーザーの遅延限度に達していることを示し、前記最高のパケットメトリックを有する前記パケットを選択することと、
前記複数の搬送波のうちのその他の搬送波に関する候補パケット送信に関するパケットメトリックを更新することと、をさらに具備する請求項35に記載の方法。
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