CN1611041A - 在无线通信系统内进行分组数据传输调度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在无线通信系统内进行分组数据传输调度的方法，其中基于每个用户的信道条件和吞吐量计算每用户优先级函数(PF)。在一实施例中，系统支持数据分组和子分组的重传，其中重传信息用于进行数据传输调度。在另一实施例中，在每个时间间隔处，系统更新在先前时间间隔内具有最高优先级因子的用户的优先权因子。其它用户的优先级因子保持不变。

Description

在无线通信系统内进行分组数据传输调度的方法和装置

领域

本发明涉及无线数据通信，尤其涉及用于在无线通信系统内进行分组数据传输调度的一种新颖且经改进的方法和装置。

背景

在无线通信系统内，基站与多个移动用户通信。无线通信可以包括低延迟数据通信，诸如语音或视频传输，或高数据率通信，诸如经分组化的数据传输。美国专利申请号08/963386，题为“METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKETDATA TRANSMISSION”，提交于1997年11月3日，描述了高速率分组数据传输，并在此引入作为参考。

分组数据传输不需要是较低的等待延迟传输，从而使得基站能灵活地在系统内进行移动用户传输调度。一旦经调度，基站可以在给定时间段内将数据发送到少到只有一个移动用户处。一般，对移动用户的分组数据进行调度有两个目的。第一个目的是优化每个信道的使用。第二目的是公平地将传输分配给移动用户。两个目的有时会竞争。例如，信道质量条件和某个用户的未决数据量会导致对该用户过度时间分配，而这特别是以别的用户为代价的。

因此需要一种公平的方法，以进行到各移动用户的信道敏感的分组数据传输调度。

                            概述

揭示的实施例提供了一种新颖和经改进的方法，用于在无线通信系统内的分组数据传输调度。在一方面，在适用于分组数据传输的无线通信系统内，一种方法包括接收多个移动站的速率请求指示符，根据速率请求指示符计算多个移动站的优先级函数值，并根据优先级函数值调度到移动站的传输。

根据另一方面，无线装置包括优先级因子计算单元，适用于接收来自移动站的数据速率请求，并据此生成功率因子值，以及耦合到优先级因子计算单元的调度单元，调度单元适应于进行数据传输调度。

再根据另一方面，一种用于在无线通信网络中进行分组数据交换调度的方法，该方法包括确定用户池，计算用户池的至少一部分的优先级函数，对来自用户池部分的带有未决数据交换的第一用户集合进行调度，接收来自用户池部分的速率请求指示符，并响应于速率请求指示符更新第一集合用户的优先级函数。

                       附图的简要描述

通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的符号具有相同的标识，其中：

图1根据一实施例说明来自无线通信系统的框图；

图2A和2B根据一实施例说明如图1的系统内的分组数据传输调度的方法流程图；

图3根据一实施例说明图1的基站的框图形式；

图4根据一实施例说明图3内的基站部分的框图形式；

图5是进行调度数据传输的流程图；

图6说明无线通信系统内的数据传输；

图7A和7B说明数据传输内的自动重复请求；

图8是数据传输的能量图；以及

图9是用于更新数据传输内的吞吐量参数的方法。

                         较佳实施例的详细说明

在本发明的示例实施例中，扩频无线通信系统的基站基于每用户优先级函数(PF)的瞬时值对到移动用户的分组数据传输进行调度。用户调度优先级与PF值相关，其中高PF值指明高调度优先级，低PF值指明低优先级。在一方面，用于确定PF值的方法基于由速率请求指示符(RRI)指明的信道条件。方法还考虑由服务质量(QoS)要求决定的公平性准则。该种方法提供了对在发射机端非零缓冲器欠运行的稳健保护。在一实施例中，速率请求指示符是数据速率请求(DRR)。在另一实施例中，速率请求指示符是载波对干扰(C/I)信息。其它实施例可以实现其它类型的速率请求指示符或预测符。在示例实施例中，基站计算多个移动用户的优先级函数(PF)。每个PF是速率请求指示符和给定移动用户的计划吞吐量的函数。PF值使得基站能对带有未决数据的活动移动单元进行调度。调度生成对多个移动站大致相等均分的分配的传输时间。

调度分配通过减少与分配的数据速率相关联的负面影响而改善信道敏感度。实际数据速率分配提供了量化的传输速率。这导致系统内的粗数据速率调整。实际数据速率可以经截短或以其它方式操作以符合分配和可用的数据速率。通过使用速率请求指示符以确定传输数据速率，数据速率根据实际要求和系统的操作环境而经调整。

图1是支持多个用户且能实现本发明的至少一些方面和实施例的通信系统100的示例。各种算法和方法的任何一个均可用于调度系统100内的传输。系统100提供多个小区102A到102G的通信，其中的每个都由相应的基站104A到104G提供服务。在示例实施例中，基站104中的一些有多个接收天线，其它只有一个接收天线。类似地，基站104的一些有多个发射天线，其它只有单个发射天线。在发射天线和接收天线的组合上没有限制。因此，基站104可能有多个发射天线和单个接收天线，或有多个接收天线和单个发射天线，或同时有单个或多个发射和接收天线。

覆盖区域内的终端106可能是固定(即静止)或移动的。如图1示出，多个终端106散布在系统中。每个终端106与至少一个且可能与多个基站104在任何时刻在下行链路和上行链路上通信，这取决于例如是否使用软切换或终端是否设计并用于(进发地或按顺序地)从多个基站接收传输。CDMA通信系统内的软切换是领域内公知的，且在美国专利号5101501内有详细描述，题为“METHODAND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONESYSTEM”，在此转让给本发明的受让人并在此引入作为参考。

下行链路是指从基站到终端的传输，上行链路是指从终端到基站的传输。在示例实施例中，终端106的一些有多个接收天线且其它只有一个接收天线。类似地，终端106的一些有多个发射天线，其它只有一个发射天线。在图1中，基站104A在下行链路上将数据发射到终端106A和106J，基站104B将数据发射到终端106B和106J，基站104C将数据发射到终端106C等等。

通过无线通信技术对于无线数据传输和可用服务扩展日益增加的需求已导致了特定数据服务的发展。一种该项服务被称为高数据率(HDR)。一示例HDR服务在“EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air InterfaceSpecification”内提出，被称为HDR规范。HDR服务一般是迭在语音通信系统上的，它提供了无线通信系统内发送数据分组的有效方法。随着发送的数据量和传输次数的增加，可用于无线电传输的有限带宽成为关键资源。因此需要一种方法，能在通信系统内有效且公平地进行传输调度的方法，以最优化可用带宽的使用。在示例实施例中，图1内说明的系统100符合带有HDR服务的CDMA类型系统。

图2A说明用于对系统100内的移动站进行调度的方法200。过程开始于在步骤202确定系统100内的活动移动用户池。池内的移动站或用户的总数被指明为“N”。如果N等于0，则在步骤204处，过程中止，否则过程继续到步骤206以计算池内的“M”个用户的子集中每个的PF，其中M个活动用户有未决的数据。PF计算根据以下等式实现：

$\mathrm{PF}\left(j\right)=\frac{\mathrm{DRR}\left(j\right)}{T^{\′}\left(j\right)},$ 对j＝1，...，M，                   (1)

其中j是对应带有未决数据的M个活动用户的用户索引。在示例实施例中，速率请求指示符实现为DRR(j)，即从用户j接收到的数据速率请求(DRR)，j＝1，...，M。在分子上带有信道敏感的速率请求指示符提供了与系统100内用户的调度的比例性。速率请求指示符然后除以与每个用户j相关的计划吞吐量T’(j)。每个用户j的实际吞吐量可以表示为T(j)，虽然实际吞吐量不直接被用于等式(1)的计算。

从带有未决数据的M个活动用户的子集，在步骤208，确定被调度传输的进一步“K”个用户的子集。在示例实施例中，K个用户的子集根据系统配置和预定的调度政策而被确定。经常K＝1，即K被限制为单个用户。然而，K可以是任何小于或等于M的数。基于计算的PF值，基站在步骤210处调度“K”个用户。值得注意的是K个经调度的用户组成N个活动用户的子集，即(K≤M≤N)。基站然后在步骤212根据步骤210的调度发送分组数据传输。传输涉及确定传输功率、功率控制、数据速率、调制和其它传输参数。同时值得注意的是，基站可以发送低等待传输延迟到移动站。

在步骤214，基站为K个调度后的用户的每个更新每个计划吞吐量T’，它是对应的从每个经调度用户接收来的速率请求指示符的函数。以下的公式描述了根据示例实施例对于经调度的用户的T’更新计算：

T′(j，n+1)＝(1-α)·T′(j，n)+α·DRR(j)，    (2)

其中α是对于带有索引n的数字采样，用于调度的平滑滤波器的时间常量。在一实施例中，时间常量可以与目标QOS和/或每个移动站的速度相关。在该示例实施例中，速率请求指示符实现为DRR(l)，即从用户l接收到的数据速率请求(DRR)，其中l＝1，..，N。在分子中带有信道敏感的速率请求指示符提供了与系统100内用户的调度的比例性。速率请求指示符然后除以与每个用户j相关的计划吞吐量T’(j)。每个用户j的实际吞吐量可以表示为T(j)，虽然实际吞吐量不直接被用于等式(1)的计算。而是，调度方法根据接收自每个用户的速率请求指示符对该用户的吞吐量进行预测或计划。速率请求指示符可以是通过数据速率控制(DRC)信道发送的DRR，其中用户确定传输信道的质量并确定对应的要请求的数据速率。传输信道的质量可以是用户接收到的传输的C/I测量，其中对应的DRR与C/I比率相关联，诸如通过查询表。在一实施例中，用户将C/I比率发送到基站，且基站根据用户接收到的发送的数据内的差错确定请求的数据速率。用户可以使用各种方法确定向基站请求的数据速率。类似地，用户可以实现各种速率请求指示符，用于向基站请求数据速率。另外，在一实施例中，不同的移动站实现不同的速率请求指示符。

如果在步骤216处K＜M，则处理继续到步骤218以更新N个活动用户池内的未经调度的用户的每个T’。未经调度的用户的计划吞吐量计算给出为：

T′(i，n+1)＝(1-α)·T′(i，n)，    (3)

对于i＝1，...，(M-K)。这里速率请求指示符被假设为零，用于计算用于更新与未经调度的用户相关联的每个PF的计划吞吐量。处理然后回到步骤208，其中经更新的PF值用于继续对任何仍带有未决数据的用户进行调度。

示例实施例为每个用户更新PF值，就好像每个移动站总有充分的未决数据量，且每个移动站请求的速率是可实现的。因此，只要缓冲器至少有一比特数据要发送，如在等式(1)-(3)内计算的PF生成的调度序列对于任何传输缓冲器的不可预测状态不敏感。

图2B根据确定调度的一实施例详细说明了图2A的步骤210。在步骤230，为每个用户确定优先级函数。在说明的实施例中，优先级函数是用户的数据速率Ri(t)。在步骤232处，BS根据优先级函数选择胜者，并在步骤234处发送数据。如果数据在步骤236处仍是未决的，则处理回到步骤230，否则处理对于该时段结束。

图3详细说明了基站104，包括接收到、处理并发送的信号。如说明的，基站从多个移动站接收速率请求指示符，诸如DRR或C/I。控制信息至少从移动站被接收，且可能从中央控制器被接收，诸如基站控制器(BSC)(未示出)。基站从网络(未示出，诸如因特网)接收被称为“中枢话务”的话务。响应于这些信号，基站将数据发送到移动站。

图4进一步详细说明基站的调度器部分。基站包括池计算单元140，用于确定在给定时间处活动的移动站号和标识。活动移动站与基站通信，但可能不带有任何未决数据交互动作。池计算单元140接收来自移动站和BSC(未示出)的控制信息，并接收来自网络(未示出)的话务。作为响应，池计算单元140向PF计算单元142提供用户标识信息即用户ID(l)(对于l＝1，...，N)。用户标识信息为系统100内的所有N个活动用户提供。

PF计算单元142接收来自移动站的数据速率请求指示符，诸如DRR(l)。PF计算单元142使用速率请求指示符以根据等式(1)确定每个用户的PF。所有带有未决数据的用户的PF(j)(j＝1，...，K)被提供给调度单元146。调度单元146确定与PF(j)相关的多个用户间的调度。调度单元146提供调度信息给发送电路148。数据入(DATA IN)也被提供给发送电路148，该电路根据调度信息发送数据以生成数据出(DATA OUT)。调度信息还被提供给计算单元150，该单元更新活动N个用户的计划吞吐量。调度后用户根据等式(2)被更新，而未经调度的用户根据等式(3)被更新。为了更新计划的吞吐量值，计算单元150接收移动站的速率请求指示符。带有未决数据的M个用户的子集的更新后计划吞吐量值然后被提供回给PF计算单元142以更新PF值。计算单元150包括平滑滤波器，诸如无限脉冲响应(IIR)滤波器。平滑滤波器的抽头系数是可配置的。

在一例中，移动站的速度为3千米每小时，并经历为5.4Hz的多普勒频移f_doppler。计划的吞吐量根据等式(2)和(3)经过IIR平滑滤波，其时间常数为T_w，大致为2秒。IIR滤波器抽头系数α与时间常数T_w相关，其关系为：

$\mathrm{\α}=\frac{1}{T_W\·\left(\frac{\mathrm{frames}}{\sec .}\right)},---\left(4\right)$

导致给定20毫秒的帧持续期的时间常数为1/100，即50帧每秒。在α的一般计算中，首先涉及确定传输的服务质量，这反映公平性限制，其中每个移动站被分配以在预定容差内的一时间分数。计算然后最优化α以获得最优实际系统吞吐量。

在另外的实施例中，成比例公平算法实现包括延时项的公平准则。尤其是，延时是在基站处经测量的，从数据分组到达的时间到数据从BS发送到用户或MS的时间。延时可以在传输开始或传输结束后被测量。延时实际测量的是在传输前数据在BS处维持的时间。数据可以存储在队列中或BS 12的其它内存存储设备中(未示出)。

一般，成比例公平算法维持最大化一用户集合中的吞吐量和公平地将吞吐量分配给单个用户间的平衡。然而该算法不保证满足对于单个用户的特定延时要求。通过修改成比例公平优先级函数PF以包括延时敏感项，该结果提供符合延时要求的调度。值得注意的是延时要求一般由操作标准规定。

在示例实施例中，系统内用户延时要求作为时间的函数(例如给出为秒的d)先验地提供给BS 104。BS然后分配给每个用户时间延时阀值τ。特别是，BS104存储用户i＝1，...N的值τ_i，其中N为在给定时间处的用户总数。计算用户的常规成比例公平优先级给出为：

$\frac{\mathrm{DRC}}{T}---\left(5\right)$

其中DRC为给定MS支持的数据速率，T是用户的吞吐量。通过修改等式(5)为：

$\frac{\mathrm{DRC}}{T}g\left(d\right)---\left(6\right)$

PF计算包括延时函数g(d)，它是用户延时的函数。

这样，当它的延时在应用等式(6)的预定阀值上时该调度方法给予用户优先权。当延时减到低于阀值，则用户的优先级按等式(5)计算。

图5说明在分组化的数据传输系统内调度用户的方法300。该过程计算用户i的延时，在步骤302规定为d_i。d_i然后与阀值τ_i相比。阀值τ_i是对用户i是特定的。其它实施例可以实现所有用户的单一阀值。另外，阀值τ_i可以是动态阀值，即在系统操作时经更新的。如果在判决框304处用户延时大于阀值，则过程在步骤306为di计算延时函数g(d)，其中函数被定义为：

g(d_i)＝1+k*MAX(0，(d_i-τ_i))             (7)

如果用户延时小于或等于阀值，则延时函数g(d)在步骤308处被计算并给出为：

g(d_i)＝1                                (8)

过程然后在步骤110应用PF，使用在步骤306或308计算的延时函数，PF给出为：

PF_i＝(DRC_i/T_i)*g(d_i)                    (9)

其它的实施例可以实现各种符合给定通信系统的要求、性能和范围的延时函数的任何一个。在另一实施例中，延时函数被定义为：

g(d_i)＝1+k*MAX(0，f(d_i-τ_i))，            (10)

其中f()可以表示延时的递增函数，或更特定地，(d_i-τ_i)的递增函数。

另一其它的实施例实现延时函数，如以下等式定义的：

g(d_i)＝1，for d_i＜τ_i；                   (11)

g(d_i)＝DRC_MAX/DRC_AVE，for d_i≥τ_i，       (12)

其中DRC_MAX为所有用户的DRC最大值，且DRC_AVE是用户i的平均值。等式(11)和(12)的延时函数调整给定用户的PF，它是该用户相对于其它用户的延时的函数。因此，如果用户i的平均请求的数据速率即DRC远远小于带有未决数据的活动集合内的所有用户上的最大DRC，且如果该用户正经历超过阀值的延时，则用户i会接收优先级提高。

在另一实施例中，等式(5)的PF经修改以调整优先级，它是吞吐量而不是延时的函数，其中PF被计算为：

$\frac{\mathrm{DRC}}{T}g\left(T_i\right)---\left(13\right)$

包括吞吐量函数g(T_i)。吞吐量函数反应用户i的吞吐量。尤其是，如果吞吐量T_i大于吞吐量阀值，则

g(T_i)＝1；                      (14)

如果吞吐量T_i小于或等于吞吐量阀值，则

g(T_i)＝DRC_MAX/DRC_AVE            (15)

这样，用户优先级根据接收到的吞吐量经修改。当吞吐量太低时，即处于或低于阀值时，PF被提高。否则，优先级函数如等式(5)内给出的被计算。因此，如果用户i的平均请求的数据速率即DRC远远小于带有未决数据的活动集合内的所有用户上的最大DRC，且如果该用户正经历违返吞吐量阀值的吞吐量时，则用户i会接收优先级提高。

另外，其它的实施例可以实现各种延时函数，诸如在“Providing Qualityof Service over a Shared Wireless Link”内规定的那些，作者为MatthewAnrews等人，IEEE通信杂志，2001年2月，150-154页，在此引入作为参考。

示例实施例提供了另一方法，用于计算优先级函数(PF)，使用应用于数据传输系统的成比例公平调度算法。本示例实施例在此关于IS-2000 1xEVDV系统讨论。然而本发明可应用于任何使用调度器的无线通信系统。示例实施例为HDR类型系统，其中ARQ方案应用于提供数据分组和/或子分组的重传。数据传输作为数据分组被提供。每个数据分组可以在被称为时隙的固定或可变的时间间隔上被发送。在示例实施例中，时隙被定义为最小时间间隔，期间可以发送被称为子分组的数据分组或数据分组的一部分。例如，在一实施例中，时隙为1.25毫秒。在一实施例中，多个时隙可以用于数据分组或子分组的传输。图6说明示例实施例中可用的数据传输。如说明的，每个数据传输可以有可变长度，包括一个、两个、四个或八个时隙长度。值得注意的是在该种系统中，数据分组可以以图内说明的格式中的一种内被发送。对于一个时隙传输长度，时间间隔给出为T₁。对于两个时隙传输长度，传输的时间间隔给出为T₂，其中：

T₂＝2*T₁                               (16)

类似地，四时隙传输长度等于四个T₁时间间隔，八个时隙传输长度等于八个T₁间隔。其它的实施例可以将任何数量的时隙应用于传输间隔。还有其它的实施例可以为数据传输应用固定的时间间隔。

数据一般如图7A内说明的在子分组基础上被发送，其中前向链路数据多个时隙分组传输与反向链路信令一起被说明。对于给定数据分组，接收机首先规定请求的数据速率或DRR，例如，数据请求控制(DRC)指示符。接收机分析用于传输的信道条件，且作为响应，规定接收机能接收数据传输的数据速率。发射机接收DRR，或一些其它信道条件指示符，并相应地发送数据分组。

示例实施例支持支持数据分组重传的ARQ方案，其中接收机提供反馈信号给发射机，指明数据分组是否被接收到。尤其是，接收机发送ACK信号以确认已经接收到足够的信息以对数据分组进行解码；或相反，接收机发送NAK信号以指明数据分组还未被接收到。对NAK信号响应，发射机重发数据分组。对ACK信号响应发射机终止数据分组的传输。数据分组可以在图6说明的一个、两个、四个或八个时隙内被发送。值得注意的是，在数据分组重传后并在发射机处接收到NAK信号前，发射机可以发送其它数据分组，其中其它数据分组可以直接发到同一接收机或其它接收机。

如图7A和7B说明的，在支持ARQ方案的系统内，每个传输可以需要多个重传。重传在确认(ACK)信号被接收到时终止，或当传输到达最大重传次数时终止。最大重传次数可以是系统预定值，或可以在发射机和接收机间协商。

示例实施例中的传输和重传的示例具体在图7A和7B中说明，其中反向链路DRC和来自接收机的ACK/NAK信号是关于前向链路传输时隙而被说明。DRC由移动站在时隙l处被发送，其中移动站有未决数据并指示发射机移动站能接收传输的数据速率。响应于DRC的接收(由连接箭头指明)，发射机在时隙n内发送数据分组的第一部分。值得注意的是FL和RL上的时隙边界不一定在时间上协调。发射机然后在时隙n+1、n+2和n+3上发送其它信息，诸如其它数据分组的一些部分。发射机在时隙n+4间发送数据分组的第二部分(与说明的DRC相关联)。数据分组的其它部分然后周期性地被发送，直到移动站(接收机)指示数据分组被正确地接收到，即发送ACK信号。值得注意的是移动站发送NAK信号以指明数据分组未被接收到，或未接收到充分的信息以对数据分组解码。响应于每个NAK信号，发射机发送数据分组的另一部分。例如，如说明的，NAK在时隙l+4处被发送，作为响应数据部分在n+4处被发送。

图7B说明应用ACK以使得发射机终止数据分组的传输。如在时隙l+12说明的，移动站发送ACK指示。发射机终止数据分组传输，并初始化在时隙n+12处的新数据分组。

另外，示例实施例支持时分多路复用(TDM)传输，其中发射机在给定时间间隔期间发送到一个接收机。TDM传输使用所有的发射能量以将数据发送到选定的接收机。示例实施例还支持码分多路复用(CDM)传输，其中发射机在给定时间间隔期间发送到多个接收机。多个接收机应用扩展码而分开。发射能量在多个接收机间分配。调度方法被称为调度器，用于确定传输顺序。对于每个时间间隔，调度器基于预定的准则选择胜者，准则诸如但不限于信道条件、未决数据量、传输历史、用户吞吐量等。

为了调度传输，每个用户或移动站被分配以优先级指数或PF，它与移动站的C/I直接成比例。优先级如上面式(1)所定义，其中优先级指数或PF与平均用户吞吐量成比例。调度器试图均衡分配给接收机的传输时间和传输能量。一般，低速度的移动单元经历较大的增益，因为C/I能以较大的准确性被估计。换而言之，由于慢移动车辆的信道条件改变缓慢，所以调度器能更好跟踪信道条件。因此，如果有的话，会需要很少的重传来接收数据分组。相反，对于高速移动单元，信道条件改变更快，且调度器不太能跟踪信道条件。快速移动接收机更倾向于要求重传以接收数据分组。

成比例公平算法基本根据给定度量优先化用户。示例实施例使用前向链路(或下行链路)上的调度器以调度到多个数据用户的数据传输。诸如成比例公平调度器的调度器使用C/I(或DRR)反馈信息以及用户吞吐量信息以选择下一传输的最佳用户。如上所述，应用C/I比率(或DRR)和用户吞吐量之比的代价函数用于计算每个用户的优先级指数。带有最高优先级指数的用户会被选为下一传输。该种代价函数利用了信道条件以最大化系统性能，并为每个端用户维持公平性。

系统内的用户会有统计上相等的时间被服务(即会有相同的平均服务时间)，其中每个用户在每一轮被服务相等时间间隔。调度根据从移动站接收信道条件信息而完成。来自移动站的C/I或DRC信息的传输在计算内引入了延时。经延时的C/I信息在返回中可以接着引入重大的估计误差，例如，由于信道很快地衰减，则在发射机接收到的当前信息可能已经与信道改变的条件不一致了。如上讨论，快速移动接收机可能倾向于需要更多的重传，并因此接收更多的时间分配。慢移动和快移动接收机间的差别有别于公平成比例算法提倡的平衡。

对使用ARQ方案的无线系统应用成比例公平算法，其中可以发送多个子分组，吞吐量在第一子分组传输的开始被更新。当所有用户有相同的平均差错速率或相同的信道条件时维持公平性。然而，当一个用户有慢衰落信道且另一用户有快衰落信道，则快衰落信道的用户会需要比慢衰落信道用户更多的重传。因此，如果用户的吞吐量(由此优先级指数函数)只在第一子分组传输的开始处更新一次，则可能不能维持统计相等接入时间的公平性。换而言之，由于信道条件在信道条件指示符例如来自移动站的C/I和DRC的传输和数据传输完成(即最后子分组的传输)间可能改变，所以调度器可能不能使用当前信息以进行调度决策。

在示例实施例中，用户吞吐量被更新，且在传输和重传的每个时隙生成对应的PF。吞吐量值被更新，它是吞吐量历史和DRC或有效负荷值的函数。在一实施例中，等式(2)和(3)被组合并且吞吐量根据以下被更新：

T(i)＝αT(i-1)+(1-α)[DRC]                   (17)

其它的实施例可能包括附加的吞吐量历史项，例如T(i-2)，或其它有助于更准确的调度方案的因子。吞吐量的更新发生在子分组的每次传输和子分组的重传时。换而言之，吞吐量在每个时隙处被更新。如以上所述，第一数据分组的传输和重传(或同一数据分组的一些部分)可以与其它数据分组(或其它数据分组的一些部分)交织。其它数据分组可以进入其它接收机，其中当第一数据的吞吐量在用于其它接收机的时隙上被更新，第一分组的DRC被设定为零。在该情况下，等式(17)内第二项被设定零。参考如上给出的等式(2)和(3)。

当子分组在多个时隙上被发送时，可以生成每个时隙的有效负荷，即分组的总有效负荷除以该子分组内的时隙数。例如，对于多时隙传输，有效负荷可以除以每传输的总时隙数，其中商数定义了每时隙子分组的大小。这在CDM系统内特别有利。在另一实施例中，多个时隙传输将分组的有效负荷放入传输的第一时隙，并用零填充传输内的其它时隙。其它的实施例可以使用将有效负荷分布在用于多个时隙传输的多个时隙上的其它方法。有效负荷在每次更新时在一个时隙接一个时隙的基础的上被加入吞吐量。

或者，比例缩放因子可以被加入有效负荷计算，用以更新每次重传子分组的更新。比例缩放因子用于调整并折衷公平性和吞吐量性能间的平衡。其它的实施例可以应用其它的方案以平衡在系统内分配给各个用户的能量。

当多个用户以CDM方式共享相同时间间隔时，带有最高优先级指数的用户会被给予优先级以分配需要的功率。剩余的功率会基于其它用户的优先级指数一个接一个地被分配给带有较低优先级的用户，直到剩余的功率不足以支持任何附加的用户。在传输时刻，成比例公平算法一般更新在该时间间隔期间发送了数据的所有用户的吞吐量。吞吐量更新会减少用户的优先级指数，因此可能减少较低优先级用户以较好的信道条件发送的机会。根据示例实施例，在每个时间间隔，系统更新最高优先级用户的吞吐量，这是吞吐量历史和DRC的函数，诸如根据等式(17)。这样，最近的数据传输在计算吞吐量时被考虑，从而增加了吞吐量值。增加的吞吐量导致减少的PF值(因为，吞吐量在PF定义的分母上)。值得注意的是最高优先级的用户可以被定义为带有最高PF值。其它CDM用户的吞吐量值仅作为吞吐量历史的函数被更新。例如等式(17)可以简化为：

T(i)＝αT(i-1)                         (18)

这样，最近数据传输在计算其它接收机的吞吐量时不予以考虑，因此减少了吞吐量。减少的吞吐量导致增加的PF。因此，剩余的CDM接收机给予了下一传输选择内的偏置。或者，剩余的CDM用户可以使用比例缩放因子更新其吞吐量和优先级指数，其中比例缩放因子被用于调整并折衷公平性和吞吐量性能。

图8说明到多个接收机的数据分组的传输的能量图和分配。带有未决数据的接收机包括标识为A、B和C的接收机。其它未说明的接收机也可以被考虑。在从时间t0到t1的第一时间间隔内，接收机A有最高PF。除了接收机A外，发射机有足够的能量支持接收机B。在时间间隔结束处，在时间t1，接收机A的吞吐量作为吞吐量历史和DRC的函数被更新，诸如通过应用等式(17)，而接收机B作为仅用吞吐量历史的函数被更新，诸如应用等式(18)。作为更新值的结果，接收机B有最高PF，并在第二时间间隔从时间t1到时间t2被调度进行传输。另外，接收机C被调度在第二时间间隔内进行传输，且接收机A未经调度。其它的实施例可以提供其它的方法以更新阀值，例如通过对在给定时间间隔内选定要传输的每个接收机应用比例缩放因子。

图9说明方法500，用于在扩频通信系统内更新吞吐量和PF信息。在步骤530，发射机将数据分组发送到传输组，诸如图8内说明的。传输组有可用的传输资源和带有未决数据的系统内每个接收机的PF值决定。接收机根据PF值被选择，开始于最高PF值，并继续调度接收机，直到没有其它的接收机可以被支持。发射机在同一时间间隔内发送到每个CDM接收机。PF可以如上所述被计算，或PF可能使用其它方法被计算，该方法考虑系统的性能准则和通信参与者的传输要求。根据示例实施例，PF的计算考虑信道条件和吞吐量。

在步骤532，调度器更新最近一个时间间隔内带有最高PF的接收机的吞吐量值。更新考虑接收机的吞吐量历史和DRC。在步骤534，调度器更新其它接收机的吞吐量，作为吞吐量历史的函数，而不考虑DRC。PF值然后基于更新的吞吐量值被更新。在步骤536，PF值然后被用于选择新传输组。如果在判决框538有未决数据，则过程在步骤540将数据发送到传输组，并回到步骤532。否则结束过程。

根据另一实施例，其它用户的PF使用比例缩放因子被更新。比例缩放因子可以是给定的PF相对于最高优先级用户的PF值的相对加权的函数。或者，比例缩放因子可以对每个其它用户恒定。其它的方案可以实现比例缩放因子以获得给定系统内期望的结果。

因此，描述了一种在无线通信系统内用于进行分组数据传输调度的方法和装置。本领域内的技术人员可以理解信息和信号可能使用各种不同的科技和技术表示。例如，上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片最好由电压、电路、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子、或它们的任意组合来表示。其它的实施例可以实现延时函数，诸如在“DownlinkScheduling in CDMA Data Networks”内规定的，作者为Niranjan Joshi等人，ACM Mobicom 2000，在此引入作为参考。

经常系统将提供系统可以获得期望系统性能要求内的相对较大的裕量。例如，系统性能要求可以被设计成处理最差情况要求，其中实际操作点在该条件外。一实施例先考虑该大裕量，并利用了数据的ARQ重复。由于ARQ方案多次重复传输，重复信息可以用于逐渐并统计地猜测获得需要的系统性能需要的最小功率。这样，裕量可以大大减少以更准确地对系统的操作条件建模。

本领域的技术人员还可以理解，这里揭示的结合这里描述的实施例所描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为清楚地说明硬件和软件的可互换性，各种说明性的组件、方框、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用和设计约束。技术人员可以认识到在这些环境下硬件和软件的互换性，以及如何为每一特定应用最好的实现所需的功能性。

各种用在此的说明性实施例揭示的逻辑框、模块和电路的实现或执行可以用：数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，诸如：寄存器和FIFO、执行固件指令集合的处理器、任何常规可编程软件模块和处理器，或任何以上的组合以实现在此描述的功能。处理器最好是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。软件模块可以驻留于RAM存储器、快闪(flash)存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的其它任意形式的存储媒体中。处理器可驻留于专用集成电路ASIC中。ASIC可以驻留于电话内(未示出)。作为替换，处理器可以驻留在电话中。处理器可以实现为DSP和微处理器的组合、或作为个微处理器结合一个DSP内核等。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (11)

1.在适用于分组数据传输的无线通信系统内，系统带有多个移动站，其特征在于一种方法包括：

为多个移动站的每个确定原始优先级因子；

基于原始优先级函数进行到多个移动站的至少一个的传输调度，其中第一移动站有最高优先级因子；

发送到第一移动站；

为第一移动站确定经更新的优先级因子；以及

基于用于第一移动站的经更新的优先级因子以及其它移动站的原始优先级函数，进行到多个移动站的至少一个的传输调度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于确定用于第一移动站的经更新优先级因子包括：

为第一移动站确定经更新的吞吐量值；以及

基于经更新的吞吐量值计算优先级函数。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于经更新的吞吐量值被计算为：

      T(i)＝αT(i-1)+(1-α)[DRC]

其中T为吞吐量，a是比例缩放因子，DRC为发送的信息的有效负荷。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于还包括：

为多个移动站的至少其它的一个确定经更新的优先级函数，其中经更新的优先级函数基于经更新的吞吐量值，所述值给出为：

      T(i)＝αT(i-1)

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于调度传输应用了按比例—公平算法。

6.在适用于分组数据传输的无线通信系统内，其特征在于基础设施单元包括：

一装置，用于为多个移动站的每个确定原始优先级因子；

一装置，用于基于原始优先级函数进行到多个移动站的一个的传输调度，其中第一移动站有最高优先级因子；

一装置，用于发送到第一移动站；

一装置，用于为第一移动站确定经更新的优先级因子；以及

一装置，用于基于第一移动站经的更新的优先级因子以及其它移动站的原始优先级函数，进行到多个移动站的至少一个的传输调度。

7.在适用于分组数据传输并支持数据分组自动重传的无线通信系统内，所述系统带有多个移动站，一方法其特征在于包括：

将第一数据分组发送到第一移动站，第一移动站具有一吞吐量值；

更新第一移动站的吞吐量值；

接收来自第一移动站的否定确认信号；以及

响应于否定确认信号重传第一数据分组。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括：

作为多个移动站的吞吐量值的函数进行传输调度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于数据分组在多个传输时隙上被发送。

10.在适用于分组数据传输并支持数据分组自动重传的无线通信系统内，所述系统具有多个移动站，一基础设施元件其特征在于包括：

一装置，用于将第一数据分组发送到第一移动站，第一移动站具有一吞吐量值；

一装置，用于更新第一移动站的吞吐量值；

一装置，用于接收来自第一移动站的否定确认信号；以及

一装置，用于响应于否定确认信号重传第一数据分组。

11.在适用于分组数据传输并支持数据分组自动重传的无线通信系统内，所述系统具有多个移动站，一基础设施单元存储多个计算机可读指令，用于实现：

将第一数据分组发送到第一移动站，第一移动站具有一吞吐量值；

更新第一移动站的吞吐量值；

接收来自第一移动站的否定确认信号；以及

响应于否定确认信号重传第一数据分组。

Images