专利名称：能够减小延迟的分组发送的系统、方法和记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在多个远程放置的终端单元之间进行数据通信的分组发送的系统和方法，特别涉及一种用于分组发送的系统和方法，其中能够减少由于资源分配所造成的延迟时间，从而增加数据发送的吞吐量。
但是，TDMA没有用于根据要被发送的数据量而改变资源的方法。因此，即使当必须发送脉冲数据时，仅仅允许使用固定的频带，因此不可能提高最大数据传输率。
同时，CDMA(码分多址)作为一种用于解决上述问题的方法最近吸引了相当大的注意力。在CDMA的情况中，大量信道被分配给一个频带，并且可以动态地改变资源，从而与TDMA相比可以大大地增加最大数据传输率。
这种用于根据所发送数据量而改变资源的技术已经被3GPP(一个对于W-CDMA的标准化设置组织)所研究。
图1为示出由3GPP所研究和讨论的分组发送系统的一个例子的方框图。在图1的分组发送系统中，终端单元A、B和C能够访问网络1的资源监控设备2。资源监控设备2例如被提供给网络1的一个节点。
在图1中示出的每个终端单元(例如终端单元A)被提供有一个发送缓冲器15，用于存储要被发送给网络1的数据(发送到资源监控设备2)。资源监控设备2包括一个资源映射表数据库5和一个资源管理部分7。资源映射表数据库5存储一个资源映射表8，其中要由终端单元A、B和C所使用的资源被映射。资源管理部分7接收来自一个要发送数据的终端单元的资源请求，并且确定应当由该终端单元所使用的资源。
在下文中，将参照图1说明常规分组发送系统的操作。要由终端单元A所发送的数据被顺序存储在终端单元A的发送缓冲器15中。终端单元A根据存储在发送缓冲器15中的数据量把一个资源请求信号发送到资源监控设备2。在接收该资源请求信号的资源监控设备2中，资源管理部分7考虑总资源确定要由终端单元A所使用的资源，并且把一个资源分配信号(表示要分配给终端单元A的资源)发送到终端单元A。接收该资源分配信号的终端单元A通过使用由该资源分配信号所指定的资源发送数据。
在图1的常规分组发送系统中，当一个终端单元(例如终端单元A)需要扩大用于数据发送的资源宽度时，该终端单元A必须与资源监控设备2交换一些信息。但是，在终端单元A和资源监控设备2之间存在相当长的延迟时间(100毫秒的量级)，由于该延迟时间的积累，因此非常难以增加数据发送吞吐量(特别是在采用通过重新发送控制的误差纠正的分组发送系统中)。
根据本发明的第一方面，在此提供一种分组发送系统，其中每个终端单元(A，B，C)把数据发送到一个网络(1)的资源监控设备(2)，用于把数据通过网络(1)发送到另一个终端单元。在该分组发送系统中，该资源监控设备(2)包括一个资源映射表数据库(5)以及一个资源管理装置(7)。该资源映射表数据库(5)存储一个资源映射表(8)，其中描述可以由终端单元(A，B，C)所使用的资源的中点。资源管理装置(7)从资源映射表数据库(5)获得资源映射表(8)，并且把该资源映射表(8)发送到终端单元(A，B，C)。每个终端单元(A，B，C)包括一个资源检测装置(3)以及一个资源获取装置(4)。通过使用从该资源监控设备(2)提供的资源映射表(8)，该资源检测装置(3)检测使用与由资源检测装置(3)所属的终端单元(A，B，C)所使用的资源相邻的资源的终端单元的资源使用状态(10B)。该资源获取装置(4)根据由资源检测装置(3)所检测的资源使用状态(10B)查找由终端单元(A，B，C)所使用的资源与相邻资源之间的空闲资源。以及获得所有或部分空闲资源，以包含在终端单元(A，B，C)的可用资源(12)中。
根据本发明第二方面，在第一方面中，该资源监控设备(2)进一步包括一个资源监控装置(6)，用于通过监控来自终端单元(A，B，C)的分组业务量而监控终端单元(A，B，C)的资源使用状态(10A)。该资源管理装置(7)包括一个资源映射表更新装置(7)。该资源映射表更新装置(7)接收来自资源监控装置(6)的终端单元(A，B，C)的资源使用状态(10A)，通过使用资源使用状态(10A)查找资源不足的终端单元，并且通过在该资源映射表(8)的适当空闲区域中设置一个保留资源参考点(13)来更新资源映射表(8)，以用作为新分配给资源不足的终端单元的可用资源(12)的中心点。使用与在该更新的资源映射表(8)中的保留资源参考点(13)相邻的资源的终端单元的资源获取装置(4)减少它们的资源，使得在该保留资源参考点(13)周围准备一个空闲资源区域(14)。资源不足的终端单元的资源获取装置(4)为该终端单元在该空闲资源区域(14)中设置一个新资源。
根据本发明第三方面，在第一方面中，通过CDMA(码分多址)执行从终端单元(A、B、C)到资源监控设备(2)的数据发送。
根据本发明第四方面，在第一方面中，资源获取装置(4)获得大约50％的空闲资源，以把其包含在终端单元(A、B、C)的可用资源(12)中。
根据本发明第五方面，在此提供一种用于分组发送系统的分组发送方法，其中每个终端单元(A、B、C)把数据发送到网络(1)的资源监控设备(2)，用于通过网络(1)把该数据发送到另一个终端。该分组发送方法包括一个资源映射表接收步骤、一个相邻资源使用状态检测步骤以及一个资源获取步骤。在资源映射表接收步骤中，每个终端单元(A、B、C)接收来自资源监控设备(2)的资源映射表(8)。在该资源映射表(8)中，描述可以由终端单元(A、B、C)所使用的资源的中心点。在相邻资源使用状态检测步骤中，通过使用从资源监控设备(2)提供的资源映射表(8)，终端单元(A、B、C)检测使用与由该终端单元(A、B、C)所使用资源相邻的资源的终端单元的资源使用状态(10B)。在资源获取步骤中，根据在相邻资源使用状态检测步骤中检测的资源使用状态(10B)，终端单元(A、B、C)查找由终端单元(A、B、C)所使用资源与相邻资源之间的空闲资源，并且获取所有或部分空闲资源，以便于把其包含在终端单元(A、B、C)的可用资源(12)中。
根据本发明第六方面，在第五方面中，该分组发送方法进一步包括一个资源使用状态监控步骤、资源映射表更新步骤、资源减少步骤以及资源设置步骤。在资源使用状态监控步骤中，资源监控设备(2)通过监控来自终端单元(A、B、C)的分组业务量而监控终端单元(A、B、C)的使用状态(10A)。在资源映射表更新步骤中，资源监控设备(2)通过使用资源使用状态(10A)查找资源不足的终端单元，并且通过把一个保留资源参考点(13)设置在资源映射表(8)的适当空闲区域中以做为最新分配给资源不足的终端单元的可用资源(12)的中心点，从而更新该资源映射表(8)。在资源减少步骤中，使用与在所更新资源映射表(8)中的保留资源参考点(13)相邻的资源的终端单元减少其资源，使得在保留资源参考点(13)周围准备一个空闲资源区域(14)。在资源设置步骤中，资源不足的终端单元把其新的资源设置在资源减少步骤中准备的空闲资源区域(14)内。
根据本发明第七方面，在第五方面中，通过CDMA(码分多址)执行从终端单元(A、B、C)到资源监控设备(2)的数据发送。
根据本发明第八方面，在第五方面的资源获取步骤中，终端单元(A、B、C)获得大约50％的空闲资源，以便于把其包含在终端单元(A、B、C)的可用资源(12)中。
根据本发明第九至第十二方面，在此提供一种机器可读记录介质(软盘、CD-ROM、DVD-ROM、HDD、光盘，等等)，其中存储用于指示一台或多台计算机执行本发明第五至第八方面的分组发送方法的程序。
从下文结合附图的详细描述中，本发明的目的和特点将变得更加清楚，其中图1为示出由3GPP所研究和讨论的分组发送系统的一个例子的方框图；图2为示出根据本发明的一个实施例的分组发送系统的方框图；图3为示出在图2中所示用于判断和确定可以由终端单元所使用的资源的每个终端单元的资源获取部分的操作的示意图；以及图4为示出图2中所示用于把适当的资源分配给用于有效使用资源的终端单元的资源监控设备的资源管理部分的操作的示意图。
图2为示出根据本发明一个实施例的分组发送系统的方框图。图2的分组发送系统包括网络1和发送终端A、B和C。网络1包括一个或多个资源监控设备，其被提供给例如网络1的节点(无线电基站等等)。
每个终端单元(个人计算机、移动电话，等等)把数据(分组)发送到网络1的资源监控设备2，用于通过网络1把数据发送到其它终端单元。例如通过CDMA(码分多址)，例如TDD(时分双工)CDMA，执行在每个终端单元与资源监控设备2之间的数据通信。每个终端单元包括一个资源检测部分3和一个资源获取部分4。
终端单元的资源检测部分3检测并且监控使用“相邻资源”(即，与该终端单元所使用资源相邻的资源)的其它终端单元的资源使用状态，并且把该资源使用状态(资源使用状态10B)通知给资源获取部分4。
终端单元的资源获取部分4根据从资源检测部分3提供的资源使用状态10B和从资源监控设备2提供的资源映射表8，判断和确定可以由该终端单元所使用的资源。终端单元把数据发送到使用由资源获取部分4所获得的(判断和确定)资源的资源监控设备2。
资源监控设备2包括资源映射表数据库5、资源监控部分6和资源管理部分7。资源映射表数据库5存储一个资源映射表8，其中映射应当由终端单元A、B和C所使用的资源。存储在资源映射表数据库5中的资源映射表8被提供到资源管理部分7。资源监控部分6监控由终端单元A、B和C所发送的发送数据，从而检测由终端单元A、B和C所使用的资源。检测终端单元A、B和C的资源使用状态(资源使用状态10A)的资源监控部分6把该资源使用状态10A通知给资源管理部分7。如果必要的话，资源管理部分7参照从资源映射表数据库5提供的资源映射表8和从资源监控部分6提供的资源使用状态10A在资源映射表8中改变用于终端单元A、B和C的资源映射。更新资源映射表8的资源管理部分7把更新的资源映射表8提供到终端单元A、B和C，并且把更新的资源映射表8存储在资源映射表数据库5中。
在下文中，将参照图3和4描述图2的分组发送系统的操作。图3为示出每个终端单元的资源获取部分4用于判断和确定可以由该终端单元所使用的资源的操作的示意图。图4为示出用于把适当的资源分配给终端单元A、B和C用于有效使用资源的资源监控设备2的资源管理部分7的操作的示意图。
首先，将参照图3详细描述用于确定可用资源的每个终端单元(例如，终端单元A)的资源获取部分4的操作。资源监控设备2把存储在资源映射表数据库5中的资源映射表8发送到终端单元A、B和C。在被提供给每个终端单元的资源映射表8中，描述可以由每个终端单元所使用的每个资源的中心点。在下文中，用于每个终端单元的每个资源的中心点将被称为“资源参考点”。在图3的例子中，用于终端单元A的资源参考点9A、用于终端单元B的资源参考点9B以及用于终端单元C的资源参考点9C在资源映射表8中描述。
终端单元A的资源获取部分4参照从资源监控设备2提供的资源映射表8，并且发现使用“相邻资源”(即，与由终端单元A所用资源相邻的资源)的其它终端单元是终端单元B和C。由于终端单元B和C使用“相邻资源”，资源检测部分3监控由终端单元B和C所发送的发送数据，从而检测终端单元B和C的资源使用状态。在通过CDMA执行从每个终端单元到资源监控设备2的数据发送的情况中，资源检测部分3计算该发送数据与用于资源使用状态的检测的每个编码图之间的相互关系。检测终端单元B和C的资源使用状态(资源使用状态10B)的资源检测部分3把该资源使用状态10B通知给资源获取部分4。在图3中示出的资源使用状态10B中，描述由终端单元B所使用的资源(“已用资源11B”)以及由终端单元C所使用的资源(“已用资源11C”)。终端单元A的资源获取部分4还管理并且监控作为“已用资源11A”的被终端单元A所使用的资源。
接着，终端单元A的资源获取部分4确定可以由终端单元A所使用的资源(可用资源12)。资源获取部分4首先查找其自身资源与相邻资源之间的空闲资源。在图3的例子中，资源获取部分4查找存在于“已用资源11A”和“已用资源11B”之间的左侧空闲资源，以及存在于“已用资源11A”和“已用资源11C”之间的右侧空闲资源。接着，资源获取部分4考虑左侧空闲资源和右侧空闲资源，确定可以由终端单元A所使用的资源(可用资源12)，避免资源与其它终端单元冲突。在图3的例子中，资源获取部分4获取左侧空闲资源与右侧空闲资源的一半(50％)，以把其包含在终端单元A的可用资源12中。在此之后，终端单元A使用可用资源12把其发送数据(分组)发送到资源监控设备2。
接着，将参照图4详细说明用于把适当的资源分配给终端单元A、B和C(例如，终端单元A)用于资源的有效使用的资源监控设备2的资源管理部分7的操作。资源监控设备2的资源监控部分6监控由终端单元A、B和C所发送的发送数据，并且检测终端单元A、B和C的资源使用状态。检测终端单元A、B和C的资源使用状态(资源使用状态10A)的资源监控部分6把资源使用状态10A通知给资源管理部分7。如果资源管理部分7(参照资源使用状态10A并且使用一个资源不足检测程序等等)判断已经被分配给终端单元A的资源11A不足，则资源管理部分7对终端单元A执行资源的重新分配。
图4示出资源管理部分7在时间间隔[t，t+2]中对终端单元A执行资源重新分配的情况。为了对终端单元A执行资源的重新分配，资源管理部分7首先把一个“保留资源参考点13”设置在应当放置重新分配资源的资源映射表8的适当空闲区域中，并且把该保留资源参考点13包含在将提供给终端单元的一个新的资源映射表8中(如图4在时间t+1处的资源映射表8中所示)。包含保留资源参考点13的新资源映射表8被提供到终端单元A、B和C等等，从而终端单元B和使用与保留资源参考点13相邻的资源的其它终端单元被控制，以便于为保留资源参考点13周围的预定“保留资源宽度14”腾出空间。简而言之，通过强制减少使用与保留资源参考点13相邻资源的终端单元的资源宽度，保证终端单元A所需的保留资源宽度14。在已经保证用于终端单元A的保留资源宽度14之后，对终端单元A执行资源重新分配(如图4在时间t+2处的资源映射表8所示)。
顺便提一下，当另一个终端单元新连接到资源监控设备2上时，也由资源管理部分7采用上文所述的资源分配处理。
尽管在上文中所述的终端单元A的资源获取部分4获得50％的左侧空闲资源和右侧空闲资源，以包含在可用资源12中，还可以考虑诸如分组支持/不支持、最大数据传输率等等条件，改变在终端单元间的百分比或优先级。在一个不支持分组发送的终端单元中，不出现资源宽度的快速增加，因此资源获取部分4可以获得整个(100％)的空闲资源，用于可用资源12。还可以把较高优先级给予需要高速数据传输的终端单元，并且对这种高速终端单元设置较高的百分比。
如上文所述，在根据本发明的实施例的分组发送系统和分组发送方法中，通过使用从资源监控设备2提供的资源映射表8，要发送数据包的每个终端单元可以根据要被发送的上游数据量，自主地改变其资源宽度。因此，可以减少必须在终端单元与资源监控设备2之间用于资源分配(资源宽度改变)而交换的信息量，从而可以减小与资源分配有关的延迟时间，从而可以增加数据发送的吞吐量。基本地，资源监控设备2不是必须管理和控制由每个终端单元所使用的资源，因此，与常规分组发送系统的情况相比，可减少资源监控设备2用于资源分配的负担。
通过把保留资源参考点13设置在资源映射表8的一个适当空闲区域中，在上述实施例中的资源监控设备2还具有用于对资源不足的终端单元执行资源重新分配的功能。包括保留资源参考点13的新资源映射表8被提供给终端单元，从而在保留资源参考点13周围保证由资源不足的终端单元所需的保留资源宽度14。因此，可以适当地把资源分配和分布给该终端单元，并且实现资源的有效利用。
顺便说一下，在上文所述的分组发送系统中的终端单元A、B和C或资源监控设备2的操作可以用专门设计的硬件通过专用软件实现，然而，还可以通过使用通用计算机和存储用于指示计算机执行上述分组发送方法的一个或多个程序的机器可读记录介质(软盘、CD-ROM、DVD-ROM、HDD、光盘等等)来实现。存储在机器可读记录介质中的程序被计算机所读出，从而该计算机作为上述实施例的终端单元(A、B、C)或资源监控设备2。
用于资源监控设备2和终端单元(A、B、C)之间的数据通信的通信方法不限于CDMA，因此本发明可以用于使用各种资源(编码图、时隙、频带，等等)的各种分组发送系统。
尽管本发明已经参照特定的实施例而描述，但是它不被这些实施例所限制，而仅仅由所附权利要求限制。应当知道，本领域内的专业人员可以改变或改进该实施例而不脱离本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种分组发送系统，其中每个终端单元把数据发送到一个网络的资源监控设备，用于把数据通过网络发送到另一个终端单元，其中该资源监控设备包括一个资源映射表数据库，用于存储一个资源映射表，其中描述可以由终端单元所使用的资源的中点；以及一个资源管理装置，用于从资源映射表数据库获得资源映射表，并且把该资源映射表发送到终端单元，以及每个终端单元包括一个资源检测装置，用于通过使用从该资源监控设备提供的资源映射表，检测使用与由资源检测装置所属的终端单元所使用的资源相邻的资源的终端单元的资源使用状态；以及一个资源获取装置，用于根据由资源检测装置所检测的资源使用状态查找由终端单元所使用的资源与相邻资源之间的空闲资源，以及获得所有或部分空闲资源，以包含在终端单元的可用资源中。
2.根据权利要求1所述的分组发送系统，其中该资源监控设备进一步包括一个资源监控装置，用于通过监控来自终端单元的分组业务量而监控终端单元的资源使用状态，以及资源管理装置包括一个资源映射表更新装置，其接收来自资源监控装置的终端单元的资源使用状态，通过使用资源使用状态查找资源不足的终端单元，并且通过在该资源映射表的适当空闲区域中设置一个保留资源参考点，以用作为新分配给资源不足的终端单元的可用资源的中心点来更新资源映射表，以及使用与在该更新的资源映射表中的保留资源参考点相邻的资源的终端单元的资源获取装置减少它们的资源，使得在该保留资源参考点周围准备一个空闲资源区域，以及资源不足的终端单元的资源获取装置为该终端单元在该空闲资源区域中设置一个新资源。
3.根据权利要求1所述的分组发送系统，其特征在于通过CDMA(码分多址)执行从终端单元到资源监控设备的数据发送。
4.根据权利要求1所述的分组发送系统，其特征在于资源获取装置获得大约50％的空闲资源，以把其包含在终端单元的可用资源中。
5.一种用于分组发送系统的分组发送方法，其中每个终端单元把数据发送到网络的资源监控设备，用于通过网络把该数据发送到另一个终端，其中包括一个资源映射表接收步骤，其中每个终端单元接收来自资源监控设备的资源映射表，在该资源映射表中，描述可以由终端单元所使用的资源的中心点；一个相邻资源使用状态检测步骤，其中通过使用从资源监控设备提供的资源映射表，终端单元检使用与由该终端单元所使用资源相邻的资源的终端单元的资源使用状态；以及一个资源获取步骤，其中根据在相邻资源使用状态检测步骤中检测的资源使用状态，终端单元查找由终端单元所使用资源与相邻资源之间的空闲资源，并且获取所有或部分空闲资源，以便于把其包含在终端单元的可用资源。
6.根据权利要求5所述的分组发送方法，其特征在于，进一步包括一个资源使用状态监控步骤，其中资源监控设备通过监控来自终端单元的分组业务量而监控终端单元的使用状态；一个资源映射表更新步骤，其中资源监控设备通过使用资源使用状态查找资源不足的终端单元，并且通过把一个保留资源参考点设置在资源映射表的适当空闲区域中以做为最新分配给资源不足的终端单元的可用资源的中心点，从而更新该资源映射表；一个资源减少步骤，其中使用与在所更新资源映射表中的保留资源参考点相邻的资源的终端单元减少其资源，使得在保留资源参考点周围准备一个空闲资源区域；一个资源设置步骤，其中资源不足的终端单元把其新的资源设置在资源减少步骤中准备的空闲资源区域内。
7.根据权利要求5所述的分组发送方法，其特征在于，通过CDMA(码分多址)执行从终端单元到资源监控设备的数据发送。
8.根据权利要求5所述的分组发送方法，其特征在于，在资源获取步骤中，终端单元获得大约50％的空闲资源，以便于把其包含在终端单元的可用资源中。
9.一种机器可读记录介质，其中存储用于指示一台或多台计算机执行一种用于分组发送系统的分组发送方法的分组发送方法的程序，其中每个终端单元把数据发送到网络的资源监控设备，用于通过网络把该数据发送到另一个终端，其中该分组发送方法包括一个资源映射表接收步骤，其中每个终端单元接收来自资源监控设备的资源映射表，在该资源映射表中，描述可以由终端单元所使用的资源的中心点；一个相邻资源使用状态检测步骤，其中通过使用从资源监控设备提供的资源映射表，终端单元检使用与由该终端单元所使用资源相邻的资源的终端单元的资源使用状态；以及一个资源获取步骤，其中根据在相邻资源使用状态检测步骤中检测的资源使用状态，终端单元查找由终端单元所使用资源与相邻资源之间的空闲资源，并且获取所有或部分空闲资源，以便于把其包含在终端单元的可用资源。
10.根据权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，由计算机和程序所实现的方法进一步包括一个资源使用状态监控步骤，其中资源监控设备通过监控来自终端单元的分组业务量而监控终端单元的使用状态；一个资源映射表更新步骤，其中资源监控设备通过使用资源使用状态查找资源不足的终端单元，并且通过把一个保留资源参考点设置在资源映射表的适当空闲区域中以做为最新分配给资源不足的终端单元的可用资源的中心点，从而更新该资源映射表；一个资源减少步骤，其中使用与在所更新资源映射表中的保留资源参考点相邻的资源的终端单元减少其资源，使得在保留资源参考点周围准备一个空闲资源区域；一个资源设置步骤，其中资源不足的终端单元把其新的资源设置在资源减少步骤中准备的空闲资源区域内。
11.根据权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，通过CDMA(码分多址)执行从终端单元到资源监控设备的数据发送。
12.根据权利要求9所述的机器可读介质，其特征在于，在资源获取步骤中，终端单元获得大约50％的空闲资源，以便于把其包含在终端单元的可用资源中。
全文摘要
在一种分组发送系统,其中每个终端单元把数据发送到一个网络的资源监控设备,用于把数据通过网络发送到另一个终端单元。该资源监控设备包括资源映射表数据库和资源管理部分。该资源映射表数据库用于存储资源映射表。该资源管理部分用于从资源映射表数据库获得资源映射表,并且把该资源映射表发送到终端单元。每个终端单元包括资源检测部分和资源获取部分。该资源检测部分通过使用从该资源监控设备提供的资源映射表,检测使用与由资源检测装置所属的终端单元所使用的资源相邻的资源的终端单元的资源使用状态。该资源获取部分资源使用状态查找由终端单元所使用的资源与相邻资源之间的空闲资源,以及获得所有或部分空闲资源。
文档编号H04L12/24GK1338849SQ0112389
公开日2002年3月6日 申请日期2001年8月13日 优先权日2000年8月11日
发明者山本昌利 申请人:日本电气株式会社