專利名稱：通信網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先調(diào)度和準(zhǔn)入控制的制作方法
通信網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先調(diào)度和準(zhǔn)入控制
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年9月17日、申請(qǐng)?zhí)枮?00880107492. 7、發(fā)明名稱為“通信網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)先調(diào)度和準(zhǔn)入控制”的中國發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本申請(qǐng)要求享有2007年9月17日遞交的、名稱為為“ResourceReservation and Queue Management in IP based Wireless Networks” 的美國臨時(shí)申請(qǐng) No. 60/973，137 的優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人，并且以引用方式納入本文。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明的公開內(nèi)容總體上涉及通信，并且更具體地，涉及用于在通信網(wǎng)絡(luò)中調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和控制準(zhǔn)入的技術(shù)。
背景技術(shù)：
通信網(wǎng)絡(luò)可以觀察到由于各種原因造成的負(fù)載中的大幅度波動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載高時(shí)，可能需要通信網(wǎng)絡(luò)在其他用戶之前服務(wù)于某些用戶。例如，當(dāng)發(fā)生自然或人為災(zāi)害時(shí)， 受影響區(qū)域的通信網(wǎng)絡(luò)可能由于過度的業(yè)務(wù)負(fù)載以及有時(shí)由于災(zāi)害自身對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)造成的損毀而變得緊張?？赡苄枰ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)在服務(wù)一般公眾之前服務(wù)于緊急援助人員(諸如警察和消防隊(duì)員)。因此，在本領(lǐng)域中需要在重網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況下有效服務(wù)于不同用戶的技術(shù)。發(fā)明內(nèi)容
本文描述了用于在通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行優(yōu)先調(diào)度和準(zhǔn)入控制的技術(shù)。在一個(gè)方面，可以對(duì)數(shù)據(jù)流區(qū)分優(yōu)先次序，并且可以根據(jù)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)將不同數(shù)據(jù)流的分組放置在隊(duì)列中的不同點(diǎn)處。通常，可以支持任意數(shù)量的優(yōu)先級(jí)。在一種設(shè)計(jì)中，可以將具有逐漸更高的優(yōu)先級(jí)的分組放置在逐漸接近隊(duì)列頭部的點(diǎn)處，并且然后可以體驗(yàn)到逐漸更短的排隊(duì)延遲?？梢越o每個(gè)數(shù)據(jù)流分配優(yōu)先級(jí)，并且可以將數(shù)據(jù)流的分組放置在基于該數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)確定的隊(duì)列中的一點(diǎn)處?？梢越o用戶分配特定的優(yōu)先級(jí)，并且屬于該用戶的所有數(shù)據(jù)流 (始發(fā)于或者終結(jié)于該用戶的設(shè)備)可以依照于該用戶的優(yōu)先級(jí)。
在另一個(gè)方面，可以由于切換而將終端的分組從源小區(qū)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，并且可以為其記上該分組在源小區(qū)的隊(duì)列中已經(jīng)等待的時(shí)間量?？梢詫⒎纸M放置在目標(biāo)小區(qū)的隊(duì)列中的前面的點(diǎn)處?？梢曰诜纸M已經(jīng)等待的時(shí)間量來確定該點(diǎn)。由于沒有在目標(biāo)小區(qū)的隊(duì)列的末尾處放置該分組，可以避免該分組的過度的排隊(duì)延遲。
在另一個(gè)方面，可以以減少對(duì)優(yōu)先數(shù)據(jù)流的不利影響的方式來執(zhí)行準(zhǔn)入控制。在一種設(shè)計(jì)中，可以基于至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來確定小區(qū)的負(fù)載，例如，要發(fā)送的分組的平均排隊(duì)延遲。如果平均排隊(duì)延遲小于第一閾值則小區(qū)負(fù)載被視為輕度的，如果平均排隊(duì)延遲大于第二閾值則小區(qū)負(fù)載被視為重度的，或者如果平均排隊(duì)延遲在第一與第二閾值之間則小區(qū)負(fù)載被視為中度的。如果小區(qū)負(fù)載是輕度的則可以準(zhǔn)許所有的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。 如果小區(qū)負(fù)載是重度的則只可以準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流。如果小區(qū)負(fù)載是中度的則可以準(zhǔn)許所有的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和某些非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。在鄰近小區(qū)中具有優(yōu)先數(shù)據(jù)流的終端被切換到小區(qū)的情況下，可以預(yù)留小區(qū)的某些無線電資源。
在下文中進(jìn)一步詳細(xì)描述了本公開內(nèi)容的各個(gè)方面和特征。


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圖I示出了無線通信網(wǎng)絡(luò)；2示出了用于五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)(traffic class)的示例性排隊(duì)機(jī)制； 3示出了具有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先調(diào)度的設(shè)計(jì) 4示出了具有N個(gè)優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先調(diào)度的設(shè)計(jì) 5示出了用于使用優(yōu)先調(diào)度發(fā)送數(shù)據(jù)的過程 6示出了無切換情況下分組到終端的路由和傳輸；7示出了切換情況下分組到終端的路由和傳輸；8示出了用于發(fā)送數(shù)據(jù)以考慮先前排隊(duì)時(shí)間的過程；9示出了用于控制準(zhǔn)入的過程；10示出了終端、基站和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的框圖。
具體實(shí)施方式
本文描述的技術(shù)可以用于各種無線和有線通信網(wǎng)絡(luò)。術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”和“系統(tǒng)”經(jīng)?；Q使用。例如，該技術(shù)可以用于諸如碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡(luò)、時(shí)分多址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)、頻分多址 (FDMA)網(wǎng)絡(luò)、正交FDMA (OFDMA)網(wǎng)絡(luò)、單載波FDMA (SC-FDMA)網(wǎng)絡(luò)等的無線通信網(wǎng)絡(luò)。CDMA 網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)諸如cdma2000、通用陸地?zé)o線接入(UTRA)等的無線電技術(shù)。cdma2000覆蓋了 IS-2000、IS-95 和 IS-856 標(biāo)準(zhǔn)。UTRA 包括寬帶 CDMA (WCDMA)和 CDMA 的其他變形。TDMA 網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)諸如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)的無線電技術(shù)。OFDMA網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)諸如超移動(dòng)寬帶(UMB)、演進(jìn) UTRA (E-UTRA)、IEEE 802. 16 (WiMAX)、IEEE802. 20、Flash-OFDM 等的無線電技術(shù)。UTRA和E-UTRA是通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的一部分。長期演進(jìn)(LTE) 是即將發(fā)布的使用E-UTRA的UMTS。UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE和GSM在名為“第三代合作伙伴計(jì)劃”(3GPP)組織的文檔中描述。cdma2000和UMB在名為“第三代合作伙伴計(jì)劃2” (3GPP2)組織的文檔中描述。為清楚起見，下文描述了用于無線通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)的某些方面。
圖I示出了無線通信網(wǎng)絡(luò)100，其可以包括任意數(shù)量的基站120。基站一般是與終端通信的固定站，并且其也被稱為節(jié)點(diǎn)B、演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B、接入點(diǎn)、基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)等。每個(gè)基站為特定地理區(qū)域提供通信覆蓋?；镜母采w區(qū)域可以被劃分為多個(gè)(例如，三個(gè))更小的區(qū)域。每個(gè)更小的區(qū)域可以由各自的基站子系統(tǒng)服務(wù)。在3GPP中，術(shù)語“小區(qū)”可以指基站的最小覆蓋區(qū)域和/或服務(wù)于這個(gè)區(qū)域的基站子系統(tǒng)，這取決于該術(shù)語所使用的上下文。在3GPP2中，術(shù)語“扇區(qū)”可以指基站的最小覆蓋區(qū)域和/或服務(wù)于這個(gè)區(qū)域的基站子系統(tǒng)。為了清楚起見，在下文的描述中使用3GPP中的小區(qū)的概念。
網(wǎng)絡(luò)控制器122可以耦合到一組基站并且為這些基站提供協(xié)調(diào)和控制。網(wǎng)際協(xié)議 (IP)網(wǎng)關(guān)124可以支持終端的數(shù)據(jù)服務(wù)并且可以負(fù)責(zé)建立、維護(hù)和終止終端的數(shù)據(jù)會(huì)話。 IP網(wǎng)關(guān)124可以耦合到諸如核心網(wǎng)絡(luò)、私有和/或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)等的其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)100可以包括圖I中未示出的其他網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。
終端110可能散布到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并且每個(gè)終端可以是靜止的或移動(dòng)的。終端也可以被稱為移動(dòng)臺(tái)、用戶設(shè)備、接入終端、用戶單元、站等。終端可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、無線通信設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、手持設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)等。終端可以經(jīng)由前向和反向鏈路與基站通信。前向鏈路(或下行鏈路)指的是從基站到終端的通信鏈路，反向鏈路(或上行鏈路)指的是從終端到基站的通信鏈路。在本文的描述中，術(shù)語“終端”和“用戶” 互換使用。術(shù)語“基站”和“小區(qū)”也互換使用。
網(wǎng)絡(luò)100可以利用排隊(duì)機(jī)制來區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的優(yōu)先次序和支持不同的服務(wù)質(zhì)量 (QoS)水平。可以為不同類別的服務(wù)定義多個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)(TC)。業(yè)務(wù)等級(jí)也可以被稱為QoS 等級(jí)、流等級(jí)、業(yè)務(wù)類別、服務(wù)類別等。每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)可以與某些QoS保證(諸如發(fā)送數(shù)據(jù)的特定的最大延遲)相關(guān)聯(lián)。該最大延遲也可以被稱為延遲要求、延遲容忍度、延遲約束、延遲限制、最大允許延遲等。術(shù)語“延遲要求”大量用于下文的描述中。通常，可以定義任意數(shù)量的業(yè)務(wù)等級(jí)。隊(duì)列可以用于存儲(chǔ)每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的數(shù)據(jù)。
在終端與小區(qū)之間的通信鏈路上可能存在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流是兩個(gè)特定端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)的流。數(shù)據(jù)流也可以被稱為IP流、無線鏈路控制(RLC)流、無線鏈路協(xié)議(RLP)流等。數(shù)據(jù)流可以從會(huì)話的開始到結(jié)束保持活動(dòng)。例如，音樂流的數(shù)據(jù)流可以從用戶訪問網(wǎng)絡(luò)直播服務(wù)器的時(shí)候就開始活動(dòng)，直到用戶關(guān)閉他/她的計(jì)算機(jī)上的媒體播放器。在服務(wù)調(diào)用或會(huì)話啟動(dòng)的時(shí)候可以給數(shù)據(jù)流分配QoS屬性。這些QoS屬性可以包括諸如延遲要求、允許的分組錯(cuò)誤率、要求的或預(yù)期的數(shù)據(jù)率等的服務(wù)描述符。數(shù)據(jù)流可以用于特定服務(wù)，并且可以基于服務(wù)的數(shù)據(jù)要求來確定QoS屬性。基于數(shù)據(jù)流的QoS屬性和不同業(yè)務(wù)等級(jí)的QoS保證，可以將該數(shù)據(jù)流映射到特定的業(yè)務(wù)等級(jí)。數(shù)據(jù)流的分組可以存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù)流所屬的業(yè)務(wù)等級(jí)的隊(duì)列中。
圖2示出了用于五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)I到5的示例性排隊(duì)機(jī)制200，五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)分別被標(biāo)記為！^到！^。在圖2所示的例子中，五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)具有逐漸更長的延遲要求。業(yè)務(wù)等級(jí)I具有最短的延遲要求D1并且可以用于IP語音(VoIP)、電話會(huì)議和其他實(shí)時(shí)服務(wù)。業(yè)務(wù)等級(jí)2、3和4分別具有逐漸更長的延遲要求D2、D3和D4。業(yè)務(wù)等級(jí)5具有最長的延遲要求05并且可以用于諸如文件傳輸協(xié)議(FTP)的盡力而為的流(best effort flow)。五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的延遲要求可以具有任何合適的值并且沒有在圖2中按比例繪制。例如，業(yè)務(wù)等級(jí) I的Dl延遲要求可以是50毫秒(ms)或更小，業(yè)務(wù)等級(jí)2的D2延遲要求可以是幾百毫秒，坐坐寸寸ο
圖2示出了用于實(shí)體上的五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的五個(gè)隊(duì)列的例子，實(shí)體可以是小區(qū)或IP 網(wǎng)關(guān)。小區(qū)可以維護(hù)隊(duì)列來存儲(chǔ)將在前向鏈路上發(fā)送到不同終端的數(shù)據(jù)。另外，小區(qū)可以維護(hù)隊(duì)列來存儲(chǔ)在反向鏈路上從各個(gè)終端接收的數(shù)據(jù)，并且可以向IP網(wǎng)關(guān)發(fā)送所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。為了清楚起見，下文許多描述是針對(duì)前向鏈路上的傳輸，并且單獨(dú)討論針對(duì)反向鏈路的任何不同。
小區(qū)可以接收要傳輸?shù)讲煌K端的分組(例如，來自圖I中的IP網(wǎng)關(guān)124的分組)。 分組也可以被稱為IP分組、數(shù)據(jù)報(bào)、幀等。每個(gè)分組可以以特定的接收終端為目的，并且， 每個(gè)終端的分組在圖2中描繪為具有不同填充的方塊。如方塊的不同大小所示，分組可以有不同的大小。發(fā)送每個(gè)分組的時(shí)間量可以取決于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率可以取決于分配給接收終端的無線電資源量、終端所觀察到的信道狀況等。6
圖2示出了在特定時(shí)刻五個(gè)隊(duì)列的快照。在圖2中，橫軸代表時(shí)間，并且進(jìn)來的分組從圖2的左側(cè)到達(dá)。存儲(chǔ)在五個(gè)隊(duì)列中的分組的五個(gè)水平方塊行210a到210e代表五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的這五個(gè)隊(duì)列。每個(gè)隊(duì)列的頭部是該隊(duì)列的最右邊的方塊，并且每個(gè)隊(duì)列的尾部是該隊(duì)列的最左邊的方塊。
每個(gè)分組可以屬于特定的數(shù)據(jù)流，并且在接收以后可以被放置在該數(shù)據(jù)流所屬的業(yè)務(wù)等級(jí)的隊(duì)列的末尾。每個(gè)隊(duì)列可以以接收分組的順序來存儲(chǔ)不同終端的分組。隨著隊(duì)列中的分組被發(fā)送，每個(gè)分組可以從隊(duì)列的尾部向隊(duì)列的頭部移動(dòng)。
在圖2中，粗垂直線220可以表示五個(gè)隊(duì)列中的每個(gè)分組的傳輸時(shí)限 (transmission deadline)。虛垂直線222a到222e可以表示到達(dá)的分組放置在五個(gè)隊(duì)列中的點(diǎn)，并且可以繪制為到粗垂直線220的距離分別為D1到D5。從每個(gè)虛垂直線222到粗垂直線220的距離由相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)等級(jí)的延遲要求來確定。業(yè)務(wù)等級(jí)5可能沒有任何延遲要求，在這種情況下，虛垂直線222e可能不存在。
當(dāng)小區(qū)接收到分組時(shí)，它可以將該分組分級(jí)并且放置在合適的隊(duì)列中的虛垂直線 222處。隨著時(shí)間的推移，分組在圖2中從左往右移動(dòng)，并且接近其在粗垂直線220處的傳輸時(shí)限。從每個(gè)方塊的前部/右邊緣到粗垂直線220的距離是離傳輸時(shí)限還剩余的時(shí)間量。從每 個(gè)方塊的前部邊緣到虛垂直線222的距離是在隊(duì)列中消耗的時(shí)間量。舉例來說， 當(dāng)分組212到達(dá)小區(qū)時(shí)，將其分級(jí)并且放置在用于業(yè)務(wù)等級(jí)3的隊(duì)列中的虛垂直線222c處的(圖2中未示出)。隨著在等待被發(fā)送時(shí)的時(shí)間推移，分組212向其在粗垂直線220處的傳輸時(shí)限移動(dòng)。此后不久，另一個(gè)終端的另一個(gè)分組214到達(dá)小區(qū)，將其被分級(jí)在相同的用于業(yè)務(wù)等級(jí)3的隊(duì)列中，并且同樣地放置在分組212之后的虛垂直線222c處。
可以以先進(jìn)先出(FIFO)方式發(fā)送每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的分組。在圖2中，將每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的隊(duì)列中的分組從I開始按順序編號(hào)，編號(hào)I用于隊(duì)列頭部的分組。對(duì)于每個(gè)隊(duì)列，每個(gè)方塊中的編號(hào)表示該分組到達(dá)的順序。將每個(gè)隊(duì)列中的分組按照接收它們的順序進(jìn)行發(fā)送，從分組I開始，其次是分組2，等等。為了滿足每個(gè)分組的傳輸時(shí)限，可以在粗垂直線220 處或者在到達(dá)粗垂直線220之前發(fā)送該分組。
可以發(fā)送五個(gè)隊(duì)列中的分組以使得能夠滿足這些分組的延遲要求。一種可能的傳輸順序可以如下=TC1 ⑴、TC5 ⑴、TC2 ⑴、TC1 ⑵、TC4 ⑴、TC3 (I)、TC1 (3)、TC2 ⑵、TC1 (4)、 TC3 (2), TC5 (2), TC2 (3), TC1 (5)等等，其中TCk (m)表示業(yè)務(wù)等級(jí)k的分組m。還可以以其他順序發(fā)送分組。
如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕，那么可以在分組到達(dá)小區(qū)后不久就發(fā)送該分組。例如，可以在分組214到達(dá)的時(shí)候發(fā)送分組212。因此，在隊(duì)列中等待的分組數(shù)量可能較低，并且最早到達(dá)的分組(或最老的分組)與粗垂直線220處的傳輸時(shí)限之間的空間的大部分可能是空的。
隨著網(wǎng)絡(luò)變得擁塞，分組的延遲增加，并且粗垂直線220與虛垂直線222a到222e 之間的空間可能被填滿。調(diào)度器可以嘗試將分組的延遲維持在它們的延遲要求之內(nèi)，并且可以嘗試在每個(gè)分組越過其在粗垂直線220處的傳輸時(shí)限之前調(diào)度該分組進(jìn)行傳輸。調(diào)度器可以選擇分組進(jìn)行傳輸以使得五個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)中的分組幾乎同步接近它們的延遲要求。
舉例來說，調(diào)度器可以執(zhí)行兩個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)X和Y之間的負(fù)載均衡，業(yè)務(wù)等級(jí)Y具有比業(yè)務(wù)等級(jí)X更長的(更寬松的)延遲要求。在給定時(shí)刻，業(yè)務(wù)等級(jí)X中的分組的延遲可以表示為D(X)，并且業(yè)務(wù)等級(jí)Y中的分組的延遲可以表示為D(Y)。調(diào)度器的短期行為可以遵循以下兩種情況中的一種
情況I。在以前的時(shí)間段中，業(yè)務(wù)等級(jí)X的到達(dá)分組可能比業(yè)務(wù)等級(jí)Y更多。D(X) 可能在D (Y)接近業(yè)務(wù)等級(jí)Y的延遲要求之前接近業(yè)務(wù)等級(jí)X的延遲要求。在即將到來的時(shí)間段中，調(diào)度器可以給業(yè)務(wù)等級(jí)X中的分組分配更多的無線電資源，并且給業(yè)務(wù)等級(jí)Y中的分組分配更少的或者不分配無線電資源。D(X)可以減少并且D(Y)開始增加，其因而可以再平衡D (X)和D (Y)，并且避免D (X)向其界限移動(dòng)。
情況2。相反的情況也是適用的。在以前的時(shí)間段中，業(yè)務(wù)等級(jí)Y的到達(dá)分組可能比業(yè)務(wù)等級(jí)X更多。在即將到來的時(shí)間段中，調(diào)度器可以給業(yè)務(wù)等級(jí)Y分配更多的無線電資源，并且給業(yè)務(wù)等級(jí)X分配更少的或者不分配無線電資源。D(Y)可以減少并且D(X)開始增加，其因而可以再平衡D(X)和D (Y)。
上述負(fù)載均衡可以擴(kuò)展到任意數(shù)量的業(yè)務(wù)等級(jí)。在高度擁塞的網(wǎng)絡(luò)中，調(diào)度器可以給具有更多分組的業(yè)務(wù)等級(jí)分配更多的無線電資源，并且所有的業(yè)務(wù)等級(jí)可以同步接近它們各自的延遲要求。當(dāng)隊(duì)列滿了時(shí)，調(diào)度器可以通過等待最后的可能時(shí)刻來發(fā)送屬于對(duì)延遲更能容忍的流的分組，從而最大程度地利用業(yè)務(wù)彈性，業(yè)務(wù)彈性就是延遲容忍度。
調(diào)度器可以將每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)中的分組的延遲保持在該業(yè)務(wù)等級(jí)的延遲要求之內(nèi)， 并且可以同步接近所有業(yè)務(wù)等級(jí)的延遲要求。然而，調(diào)度器可能偏愛具有最短延遲要求的最高業(yè)務(wù)等級(jí)，例如，圖2中的業(yè)務(wù)等級(jí)I。因此，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)為重度負(fù)載時(shí)，具有最長延遲要求的最低業(yè)務(wù)等級(jí)可能首先經(jīng)受到難以容忍的延遲。該最低業(yè)務(wù)等級(jí)可以是用于盡力而為的服務(wù)，并且可以包含F(xiàn)TP業(yè)務(wù)(諸如電子郵件)以及能夠忍受更長延遲的其他業(yè)務(wù)。超出該業(yè)務(wù)的延遲要求所造成的影響可以忽略不計(jì)。因此，只要不發(fā)生緩沖溢出和更高層協(xié)議超時(shí)，可以在隊(duì)列中保持最低業(yè)務(wù)等級(jí)中的數(shù)據(jù)。緩沖溢出或者協(xié)議超時(shí)可能導(dǎo)致或者不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)流的終止。例如，F(xiàn)TP超時(shí)可能導(dǎo)致分組重傳，從而維持?jǐn)?shù)據(jù)流。
對(duì)于諸如網(wǎng)頁瀏覽的交互式服務(wù)，盡管分組超出了它們的延遲要求，也可以將其保留在隊(duì)列中。當(dāng)用戶經(jīng)受到過度的延遲時(shí)他們可能開始放棄服務(wù)。這樣可以減少業(yè)務(wù)需求以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
以上描述假設(shè)調(diào)度器能夠自由決定要發(fā)送哪些分組。該假設(shè)對(duì)于某些無線電技術(shù)可能完全不成立。此外，對(duì)于諸如VoIP的某些實(shí)時(shí)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)可以為給定的數(shù)據(jù)流預(yù)留某些無線電資源，以使得該數(shù)據(jù)流中的分組可以被視為已經(jīng)被預(yù)先調(diào)度。然后，以上描述可以適用于不受這些差別影響的業(yè)務(wù)等級(jí)和無線電資源。
在一個(gè)方面，可以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流的優(yōu)先次序，并且可以根據(jù)不同數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)將數(shù)據(jù)流的分組放置在隊(duì)列中的不同點(diǎn)。在一種設(shè)計(jì)中，可以將給定的數(shù)據(jù)流映射到如上所述的業(yè)務(wù)等級(jí)，并且還可以為其分配優(yōu)先級(jí)?？傊?，每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)可以支持任意數(shù)量的優(yōu)先級(jí)(N個(gè))。優(yōu)先級(jí)I可以是最高的，并且優(yōu)先級(jí)N可以是最低的。不同的業(yè)務(wù)等級(jí)可以有相同或不同數(shù)量的優(yōu)先級(jí)。每個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)中的所有數(shù)據(jù)流的分組可以具有該業(yè)務(wù)等級(jí)的延遲要求。然而，可以以平均更短的延遲來發(fā)送具有更高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流的分組。
圖3示出了用于具有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)I和2的一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)k (TCk)的優(yōu)先調(diào)度的設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，具有優(yōu)先級(jí)I的數(shù)據(jù)流可以被稱為優(yōu)先數(shù)據(jù)流，具有優(yōu)先級(jí)2的數(shù)據(jù)流可以被稱為非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。業(yè)務(wù)等級(jí)k可以有延遲要求Dk，延遲要求Dk可以適用于業(yè)務(wù)等級(jí) k中的所有數(shù)據(jù)流。非優(yōu)先數(shù)據(jù)流的分組可以被稱為非優(yōu)先分組，并且可以具有目標(biāo)排隊(duì)時(shí)8間T2，其中通常T2 ( Dk。優(yōu)先數(shù)據(jù)流的分組可以被稱為優(yōu)先分組，并且可以具有目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T1，其中通常O ( T1CT215目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間也可以被稱為估計(jì)的排隊(duì)時(shí)間、預(yù)期的傳輸延遲等。目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T2可以取決于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和其他因素?？梢曰谥T如系統(tǒng)支持的優(yōu)先級(jí)總數(shù)量、當(dāng)前預(yù)期的排隊(duì)延遲或者業(yè)務(wù)等級(jí)k的延遲要求、該優(yōu)先級(jí)的當(dāng)前預(yù)期的延遲等各種因素來選擇目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間1\。在一種設(shè)計(jì)中，T1的選擇可以使得優(yōu)先分組的預(yù)期的傳輸延遲不大于業(yè)務(wù)等級(jí)k的延遲要求的百分之P，其中P可以是任何合適的值。
當(dāng)接收到業(yè)務(wù)等級(jí)k的非優(yōu)先分組時(shí)，可以將該分組放置在業(yè)務(wù)等級(jí)k的隊(duì)列的末尾。當(dāng)接收到業(yè)務(wù)等級(jí)k的優(yōu)先分組(圖3中表示為F)時(shí)，可以將該分組放置在同一隊(duì)列中。然而，不是將分組F放置在隊(duì)列的末尾，而是將分組F放置在隊(duì)列內(nèi)的某一點(diǎn)以使得它的估計(jì)的排隊(duì)時(shí)間是1\。由于與網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)特性和無線電資源的共享相關(guān)的各種因素， 可能無法確切知道分組的實(shí)際排隊(duì)時(shí)間。可以基于諸如最近網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等的可獲得的信息來估計(jì)該排隊(duì)時(shí)間?？梢詫⒎纸MF放置在隊(duì)列的前面以使得分組的估計(jì)的排隊(duì)時(shí)間為1\。
通常，可以將優(yōu)先分組放置在隊(duì)列中的在隊(duì)列末尾之前的任意點(diǎn)?？梢詫?yōu)先分組放置在隊(duì)列的開始(圖3中未示出)或者隊(duì)列開始與隊(duì)列末尾之間的點(diǎn)(如圖3所示)。
圖4示出了用于具有N個(gè)優(yōu)先級(jí)I到N的一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)k (TCk)的優(yōu)先調(diào)度的設(shè)計(jì)，其中通常N彡I。在該設(shè)計(jì)中，業(yè)務(wù)等級(jí)k可以有延遲要求Dk，延遲要求Dk可以適用于業(yè)務(wù)等級(jí)k中的所有數(shù)據(jù)流。具有最高優(yōu)先級(jí)I的數(shù)據(jù)流的分組可以具有目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T1, 具有第二高優(yōu)先級(jí)2的數(shù)據(jù)流的分組可以具有目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T2,等等，具有最低優(yōu)先級(jí)N的數(shù)據(jù)流的分組可以具有目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間TN，其中通常O彡T1CI^-CTnS Dk。可以將具有最低優(yōu)先級(jí)N的到達(dá)分組放置在隊(duì)列的末尾。可以將具有更高優(yōu)先級(jí)I到N-I的到達(dá)分組放置在隊(duì)列中的不同點(diǎn)(與它們的優(yōu)先級(jí)相稱)以使得這些分組能夠分別獲得T1到Tim的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間。
可以以各種方式來選擇更高的優(yōu)先級(jí)的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間。在可以被稱為優(yōu)先調(diào)度設(shè)計(jì)A的一種設(shè)計(jì)中，可以選擇優(yōu)先級(jí)η的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間Tn，其使得具有優(yōu)先級(jí)η的分組的預(yù)期的傳輸延遲不大于業(yè)務(wù)等級(jí)k的延遲要求Dk的百分之Pn，其中n e {1，...，N}?？梢远xN個(gè)優(yōu)先級(jí)的百分比使得OI。
在可以被稱為優(yōu)先調(diào)度設(shè)計(jì)B的另一種設(shè)計(jì)中，可以選擇目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間Tn以使得具有優(yōu)先級(jí)η的分組的預(yù)期的傳輸延遲不大于業(yè)務(wù)等級(jí)k的當(dāng)前預(yù)期的排隊(duì)延遲Ek的百分之Pn。在該設(shè)計(jì)中，目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間Tn可以受特定的最小值的約束，該特定的最小值可以對(duì)所有優(yōu)先級(jí)是共同的或者對(duì)于每個(gè)優(yōu)先級(jí)是不同的。
為了清楚起見，下文描述了優(yōu)先調(diào)度設(shè)計(jì)A和B兩者的具體例子。在這個(gè)例子中， 業(yè)務(wù)等級(jí)k具有延遲要求Dk=l，500毫秒以及當(dāng)前的預(yù)期的排隊(duì)延遲Ek=l，000毫秒。因?yàn)?Ek〈Dk，業(yè)務(wù)等級(jí)k沒有遇到擁塞情況。為業(yè)務(wù)等級(jí)k定義了五個(gè)優(yōu)先級(jí)I到5。對(duì)于設(shè)計(jì) A，五個(gè)優(yōu)先級(jí)的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T1到T5被定義為業(yè)務(wù)等級(jí)k的延遲要求Dk的0%、15%、30%、 50%和75%。對(duì)于設(shè)計(jì)B，五個(gè)優(yōu)先級(jí)的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T1到T5被定義為業(yè)務(wù)等級(jí)k的當(dāng)前的預(yù)期的排隊(duì)延遲Ek的0%、15%、30%、50%和75%。表I示出了設(shè)計(jì)A和B兩者的五個(gè)優(yōu)先級(jí)的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間T1到T5。
表I
9
權(quán)利要求
1.一種在通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，包括從第一小區(qū)接收分組以發(fā)送到終端；確定所述分組在所述第一小區(qū)處的第一隊(duì)列中已經(jīng)等待的時(shí)間量；將所述分組放置在第二小區(qū)處的第二隊(duì)列中，所述分組被放置在所述第二隊(duì)列中的一個(gè)點(diǎn)處以考慮所述分組在所述第一隊(duì)列中已經(jīng)等待的所述時(shí)間量；以及當(dāng)所述分組到達(dá)所述第二隊(duì)列的頭部時(shí)將所述分組發(fā)送到所述終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，將所述分組放置在所述第二隊(duì)列中包括 基于所述分組的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間和所述分組在所述第一隊(duì)列中已經(jīng)等待的所述時(shí)間量來確定所述分組的剩余目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間；將所述分組放置在基于所述分組的所述剩余目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間所確定的所述第二隊(duì)列中的所述點(diǎn)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，當(dāng)所述分組被所述第一小區(qū)接收時(shí)將所述分組放置在所述第一隊(duì)列的末尾處。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，將所述分組放置在基于所述分組的優(yōu)先級(jí)確定的所述第一隊(duì)列中的一點(diǎn)處。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第一小區(qū)保留所述分組，直到所述分組的延遲要求已經(jīng)流逝。
6.一種用于通信的裝置，包括至少一個(gè)處理器，用于從第一小區(qū)接收分組以發(fā)送到終端，確定所述分組在所述第一小區(qū)處的第一隊(duì)列中已經(jīng)等待的時(shí)間量，將所述分組放置在第二小區(qū)處的第二隊(duì)列中，所述分組被放置在所述第二隊(duì)列中的一個(gè)點(diǎn)處以考慮所述分組在所述第一隊(duì)列中已經(jīng)等待的所述時(shí)間量，以及當(dāng)所述分組到達(dá)所述第二隊(duì)列的頭部時(shí)將所述分組發(fā)送到所述終端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器還用于基于所述分組的目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間和所述分組在所述第一隊(duì)列中已經(jīng)等待的所述時(shí)間量來確定所述分組的剩余目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間，以及將所述分組放置在基于所述分組的所述剩余目標(biāo)排隊(duì)時(shí)間所確定的所述第二隊(duì)列中的所述點(diǎn)處。
8.一種在通信網(wǎng)絡(luò)中控制準(zhǔn)入的方法，包括基于至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來確定小區(qū)負(fù)載；如果所述小區(qū)負(fù)載是輕度的，則準(zhǔn)許所有的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和非優(yōu)先數(shù)據(jù)流；如果所述小區(qū)負(fù)載是重度的，則只準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流；以及如果所述小區(qū)負(fù)載是中度的，則準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流和選擇的一些非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，確定所述小區(qū)負(fù)載包括確定要發(fā)送的分組的平均排隊(duì)延遲；以及基于所述平均排隊(duì)延遲來確定所述小區(qū)負(fù)載。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，確定所述小區(qū)負(fù)載還包括如果所述平均排隊(duì)延遲小于第一閾值則表明所述小區(qū)負(fù)載是輕度的；如果所述平均排隊(duì)延遲大于第二閾值則表明所述小區(qū)負(fù)載是重度的；以及如果所述平均排隊(duì)延遲在所述第一閾值和所述第二閾值之間則表明所述小區(qū)負(fù)載是中度的。CN 102917466 A書求要利權(quán)2/2頁
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，基于要發(fā)送的所述分組的延遲要求的第一百分比和第二百分比來確定所述第一閾值和所述第二閾值，所述第二百分比高于所述第一百分比。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果所述小區(qū)負(fù)載是中度的則準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流和選擇的一些非優(yōu)先數(shù)據(jù)流包括基于要發(fā)送的分組的平均排隊(duì)延遲和鄰近小區(qū)中的優(yōu)先終端的數(shù)量來準(zhǔn)許所選擇的一些非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括預(yù)留小區(qū)的無線電資源以用于鄰近小區(qū)中具有優(yōu)先數(shù)據(jù)流的終端到所述小區(qū)的可能切換。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括基于數(shù)據(jù)流的服務(wù)質(zhì)量(QoS)屬性或者數(shù)據(jù)流的簽約等級(jí)來確定所述數(shù)據(jù)流是優(yōu)先數(shù)據(jù)流還是非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括基于所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的小區(qū)負(fù)載；以及基于每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的所述小區(qū)負(fù)載來準(zhǔn)許每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組中的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的小區(qū)負(fù)載包括確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組中的分組的平均排隊(duì)延遲；以及基于每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的所述平均排隊(duì)延遲來確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的所述小區(qū)負(fù)載。
17.一種用于通信的裝置，包括至少一個(gè)處理器，用于基于至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來確定小區(qū)負(fù)載，如果所述小區(qū)負(fù)載是輕度的則準(zhǔn)許所有的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和非優(yōu)先數(shù)據(jù)流，如果所述小區(qū)負(fù)載是重度的則只準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流，如果所述小區(qū)負(fù)載是中度的則準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流和選擇的一些非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器還用于確定要發(fā)送的分組的平均排隊(duì)延遲，以及基于所述平均排隊(duì)延遲來確定所述小區(qū)負(fù)載。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器還用于如果所述平均排隊(duì)延遲小于第一閾值則表明所述小區(qū)負(fù)載是輕度的，如果所述平均排隊(duì)延遲大于第二閾值則表明所述小區(qū)負(fù)載是重度的，如果所述平均排隊(duì)延遲在所述第一閾值和所述第二閾值之間則表明所述小區(qū)負(fù)載是中度的。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器還用于基于所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的小區(qū)負(fù)載，以及基于每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的所述小區(qū)負(fù)載來準(zhǔn)許每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組中的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器還用于確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組中的分組的平均排隊(duì)延遲，以及基于每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的所述平均排隊(duì)延遲來確定每個(gè)包括至少一個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的組的所述小區(qū)負(fù)載。全文摘要
描述了用于在通信網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行優(yōu)先調(diào)度和準(zhǔn)入控制的技術(shù)。在一個(gè)方面，可以區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)流的優(yōu)先次序，并且可以將具有逐漸更高的優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)流的分組放置在逐漸接近隊(duì)列頭部的點(diǎn)處，并且然后可以體驗(yàn)到逐漸更短的排隊(duì)延遲。在另一個(gè)方面，可以由于切換而將終端的分組從源小區(qū)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，并且可以為其記上該分組在源小區(qū)的隊(duì)列中已經(jīng)等待的時(shí)間量。在再一個(gè)方面，如果小區(qū)負(fù)載是輕度的則可以準(zhǔn)許所有的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和非優(yōu)先數(shù)據(jù)流，如果小區(qū)負(fù)載是重度的則只可以準(zhǔn)許優(yōu)先數(shù)據(jù)流，如果小區(qū)負(fù)載是中度的則可以準(zhǔn)許所有的優(yōu)先數(shù)據(jù)流和某些非優(yōu)先數(shù)據(jù)流。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102917466SQ20121041753
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
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