专利名称：无线分组通信系统中共享信道的调度方法及调度装置的制作方法
本申请要求2001年7月10日提交的韩国申请No.P2001-41362的优先权，并在此全部结合作为参考。
另外，有一种新的由1x-EV DO发展而来的空中接口技术，称为1x-EV-DV(1x-Evolution数据及话音)。1x-EV-DV可以同时提供高速分组数据服务和电路交换模式的话音服务。而且，1x-EV-DV提出一种系统，它的话音模式与现有1xCDMA的话音模式和共享信道服务(比如用于增强的数据服务的1x-EV DO)完全兼容。为了与现有的1xCDMA 2000兼容，1x-EV-DV重新使用了CDMA 2000的所有公用信道，并支持无线配置(以下简称RC)。此外，它由用于分组数据服务的共享信道组成，作为独立的RC格式。
在现有的话音服务用户和数据服务用户使用电路交换模式的情况下，1x-EV-DV系统为前向分组数据信道动态分配余下的功率和Walsh码，并且，1x-EV-DV系统通过分配基站的剩余功率和Walsh码给优先的用户(蜂窝终端或手持机)而增加基站的吞吐量，这些用户有较好的从基站到用户的链路信道质量。然而，没有来自用户的反馈信息，基站并不知道到单个用户的前向链路信道的质量。反馈系统一旦建立，用户(蜂窝终端)发送数据使基站知道链路信道的质量。根据反馈信息，基站要求调度发送给确定了优先级的用户终端的数据序列。在这种情况下，就需要为反馈系统选择一种合适的信道调制和极化方法，以成功地发送包含链路信道质量的信息，这就称为发送调度。
在下文中，描述一种测量前向链路信道质量的方法。假设终端在公共导频信号中测量C/I值(载波信号和干扰之比)，测量到的信号被量化之后通过反向链路信道发送回基站。也就是说，通过上述的方法，终端自己可以选择有最好链路信道质量的基站或区段。一旦选择完成后，终端所选的链路信道的质量值就被发送给基站或区段。
换句话说，终端选择具有最好的信道质量的基站，然后让所选的基站了解最好的信道质量。这个过程通过RCQIH(反向公用质量指示信道)把信息传回基站或区段来完成。因此只有接收到链路信道质量信息的基站知道选择了哪个终端。然后，基站根据接收到的链路信道的质量信息开始发送数据。
在1x-EV-DV系统中，多个终端在没有引起数据处理中任何阻塞的情况下，通过一个共享信道来发送数据。为达到上述目的，就需要一种算法，以与多个终端共享资源。通过这个算法，共享信道分配给多个终端中的每个终端。这通过调度装置有效地完成。
调度装置的主要任务是增加系统的吞吐量，同时合适地分配资源给每个终端。一般地，为了使系统有最大的吞吐量，把大多数资源分配给具有最大的C/I值(载波信号和干扰之比)的终端。然而，在实现上述算法时出现了一个问题。即少数C/I值较高的终端独占了所有的资源，这导致大多数目标终端失去了链接能力。
为了克服这个障碍，将发送数据的机会平等地分配给所有的多个目标终端。但尽管解决了放弃大多数目标终端的问题，却导致了其它的问题，如使系统的吞吐量效率变坏。最后，需要实现一种替代算法，它可以在系统吞吐量效率和分配资源给所选的终端之间折衷选择。
假设使用现有的HDR系统，调度算法应满足如下的方程P(k)＝DRC(k)/第k个MS的吞吐量(1)式中，DRC(k)是第k序号的终端的数据速率，第k个MS的吞吐量表示第k个终端与基站间的吞吐量，P(k)是优先级函数，用来确定第k序号终端的优先级。
根据方程(1)，具有最大的优先函数值的终端接收时隙分配，并开始向基站发送分组数据。这称为调和公平调度装置。
在1x-EV-DV系统中，终端发送的信道状态信息被格式化成载波信号和干扰之比(C/I)。与发送数据速率由终端自己选择的HDR相比，1x-EV-DV系统的基站接收终端发送的C/I。然后，根据表明信道状态的C/I，由基站来选择发送数据速率，而不是由终端来选择。
根据用C/I来指明信道状态的1x-EV-DO系统，例如，C/I为4dB和7dB的两个终端应该有不同的链路可用率。即使这两个终端接收同样的数据传输速率，C/I为7bB的终端发送的分组的误码率明显会比C/I为4bB的终端低。结果，为了增加系统的吞吐量效率，调度装置必须不顾数据传输速率的相等而分配更多的时隙给C/I值较高的终端。因为PF调度装置给数据传输速率相同的终端相同的优先级，使系统的吞吐率效率变差。
而且，PF调度装置根本不能区分单个终端的等级和提供的服务类型。比如说，要求实时服务如图象数据的终端，希望比其它终端有较高的优先级来发送数据分组，以获得更好的链接服务。不幸的是，PF调度装置不能满足这种区分优先级的服务，甚至由于PF调度装置不能确认哪种服务有较高的优先级，比如FTP或实时服务，而不能保证链路信道的质量。
本发明的目的是提供一种灵活的无线数据分组服务，并增加无线分组通信系统的吞吐量。
本发明的其它优点、目的和特征有一部分将在以下的说明书中进行阐述，有一部分则对于本领域的技术人员经过对以下内容的检验后会变得明了，或者通过本发明的实践而体验到。按说明书、权利要求书及附图所具体指出的可实现并达到本发明的目的和优点。
在本发明的一个方面中，无线分组通信系统中调度共享信道的方法包括以下几个步骤分别根据来自终端的服务类型、终端等级和载波信号和干扰之比，确定优先级；以及根据确定的优先级通过至少一个共享信道把分组数据发送到每个终端。
优选地，还包括根据每个终端上分组的传输延迟和吞吐量来确定较高的优先级。
优选地，通过分别给载波信号和干扰之比、终端等级和服务类型以及分组的传输延迟和吞吐量之一分配加权值来确定较高的优先级。
在本发明的其它方面中，无线分组通信系统中的共享调度装置包括调度装置，根据分别来自多个终端的服务类型、终端等级和载波信号和干扰之比来确定优先级；和发送装置，根据确定的优先级发送分组数据给每个终端。
优选地，调度装置进一步根据每个终端分组的传输延迟和吞吐量来确定较高的优先级。
优选地，调度装置通过分别给载波信号和干扰之比、终端等级优先级、服务类型以及分组的传输延迟和吞吐量之一分配加权值来确定较高的优先级。
在本发明的其它方面中，一种调度无线分组通信系统中的共享信道的方法包括以下步骤根据服务类型和呼叫终端的等级确定第一优先级因子；根据载波信号和干扰之比来确定第二优先级因子；根据每个终端分配的时隙来确定第三优先级因子；根据第一优先级因子、第二优先级因子、第三优先级因子和加权值确定优先级；以及通过至少一个共享信道，根据确定的优先级发送分组数据。
应当理解，本发明前面的概述和后面的详细描述都是示例性的和解释性的，是用来对权利要求所限定的发明作进一步的解释。
优选实施例详细说明以下将对附图所示的本发明优选实施例进行详细说明。在任何可能的地方，在整个附图中相同的附图标记指相同的或类似的部分。
图1显示的是无线分组通信系统的共享调度装置的流程图。
参考图1，本发明提出了一种根据来自反向链路的载波信号和干扰之比来确定提供给目标终端的服务的优先级的方法。调度装置的优先权函数按照下面的方程计算P(k)＝α*f(MS ID，服务ID)+β*g(C/I)+γ*h(分组延迟，MS的吞吐量) (2)式中，f(MS ID，服务ID)由提供给目标终端的各种服务来表征，g(C/I)是来自终端的C/I的函数，h(分组延迟，MS的吞吐量)是分配给每个信道的时隙的函数。
根据方程(2)，有较快的数据速率和较好的吞吐量的目标终端得到更多的时隙分配。同样，基站发生越多的缓冲延迟，就接收到越多的时隙分配。系数α表明哪一个终端或哪一种提供的服务类型有较高的优先级。系数β表明C/I指示链路信道的质量。系数γ表明每个终端的分组延迟时间和系统的吞吐量。为了更好地理解本发明，需要研究每个参数的细节和函数的定义，如下所示。
如图1所示，确定终端的优先级以发送和接收分组数据的过程如下。首先，一个任意的目标终端向基站的上层1发起呼叫，即建立呼叫S11(链路建立)。一旦呼叫建立，调度装置4通过来自上层的MS ID接收目标终端的等级信息。然后，调度装置在与基站链接的终端中选择哪个终端符合条件进行发送或能更有效地接收分组数据S12。选择完成之后，调度装置进行最后一步S13，确定目标终端的优先级，通过共享信道发送和接收分组数据。
在建立了上述的呼叫链接的情况下，如果分组数据来自上层，调度装置4就接收关于这些分组数据支持什么类型的服务的信息。换句话说，分析这些接收到的分组数据，并把这些分组数据支持的服务分类S15。一旦所有接收到的分组数据按所支持的服务分类被确定后，调度装置电在S15步中确定服务的优先级。然后通过与MS ID和服务ID相关的确定了优先级的服务，定义f(MS ID，服务ID)函数，并计算系数α。方程(2)中的这个函数支持多种类型的服务。意思是说，根据MS ID和服务ID，服务成本和服务请求决定服务质量的优先级。因此，通过方程(2)中的这一项，服务成本和服务请求是调度装置决定连接服务质量优先级的一个参数。这就是系数α和函数f(MS ID，服务ID)的作用。
第二个系数β可以按如下方法计算。在图1中，接收机数据控制器2是通过C/I来接收信道质量的信息，在图中为S17。为了增加系统吞吐量和选择具有较好的C/I的目标终端，方程(2)引入了函数g(C/I)。同样，通过引入函数g(C/I)的系数β，目标终端的链接状态和系统吞吐量就线性地影响调度装置给多个目标终端提供共享信道。
第三个系数γ是为了保持每个目标终端的资源的公平分配。在图1的S21步中，调度装置一直计算到达的分组数据从存储在缓冲器中到下次发送的时间延迟。除了这个过程，通过确定有多少数据从缓冲器发送以确定目标终端的吞吐量(迄今有多少信息被传输到基站)S20。因此，根据步骤S20，函数h(分组延迟，MS的吞吐量)是通过计算传输分组数据的时间延迟和目标终端的吞吐量来定义的。通过增加系数γ，在这些参数的基础上资源可以被均匀地分配给目标终端。在图1中，步骤S23通过调度装置确定所有的系数，并把它们和对应的函数联系起来。在接下来的步骤S24中，由上面调度的结果，以这样的方式发送分组数据。
通过变化方程(2)中的系数α、β和γ，它们对调度装置的影响就会更明显。下面是关于每个系数的例子及与常规的调度装置的对比。令人惊讶的是，所有常规的无线分组数据系统中的调度装置都是本发明的特殊情形。比如，如果MS ID与服务ID相等，函数h(分组延迟，MS的吞吐量)就是MS吞吐量，β就等于γ。那么方程(2)就简化成常规的PF调度装置。考察方程(2)，发现增加β的值可以使系统的吞吐量最大。在γ有较大值的情况下，所有的用户得到几乎相同的时隙分配，保持所有的目标终端(用户)公平，与系统吞吐量无关。最后，这些系数负责根据链路信道的状态给对应的函数如f、g和h设定加权值。
现在，重定义和总结与实际的无线分组数据连接状态有关的各个系数就会更明了。第一个系数α给各种计费系统和多种服务质量的优先级服务设定了加权值。这个系数的主要目的是根据计费服务和服务提供者的请求，提供服务质量和确定了优先级的目标终端，以及提供服务提供者的请求。第二个系数β给系统吞吐量设定加权值，作用是为服务提供者挣得利润。最后，第三个系数γ是为防止由于过量的服务请求使服务质量下降而设定加权值。
通过调整这三个系数，服务提供者可以根据实际的链接利用率兼顾每个优先项目。所以，本发明使操作系统灵活，通过调节确定了优先级的终端和服务，根据需要提供各种服务。最后，为每个终端提供相应等级的服务。
如上所述，本发明的调度装置有以下特征。首先，因为提供了目标终端和服务的优先级，无线分组数据通信系统在为目标终端分配资源时操作更灵活。另外，根据服务提供者和蜂窝电话用户的要求，以不同的格式提供不同的服务质量。第二，与常规的HDR不同，使用载波信号和干扰之比而不是发送数据速率，减少了发送分组的总体误差率，并提高了系统的吞吐量。第三，因为考虑了分组的延迟和终端的吞吐量，可以保持良好稳定的服务质量。
对本领域技术人员来说，在不脱离发明本质特征和范围的情况下，可以对本发明做各种改进和变化。因此，本发明涵盖各种改进和变化，只要这些改进和变化落在所附权利要求及其等同物的范围内。
权利要求
1.一种在无线分组通信系统中调度共享信道的方法，包括(a)根据分别来自终端的服务类型、终端等级和载波信号和干扰之比确定优先级；(b)根据确定的优先级，通过至少一个共享信道发送分组数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)进一步根据每个终端上的传输延迟和分组吞吐量来确定更高的优先级。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述更高的优先级是通过分别给载波信号和干扰之比、终端等级和服务类型，以及传输延迟和分组吞吐量之一分配加权值而确定的。
4.一种无线分组通信系统中的共享调度装置，包括调度装置，用于根据分别来自多个终端的服务类型、终端等级和载波信号和干扰之比确定优先级；发送装置，用于根据确定的优先级，把分组数据传输给每个终端。
5.根据权利要求4所述的共享调度装置，其中，所述调度装置进一步根据每个终端的传输延迟和分组吞吐量确定更高的优先级。
6.根据权利要求5所述的共享调度装置，其中，所述调度装置通过分别给载波信号和干扰之比、终端等级和服务类型，以及传输延迟和分组吞吐量之一分配加权值来确定更高的优先级。
7.一种在无线分组通信系统中调度共享信道的方法，包括由连接呼叫的终端的服务类型和终端等级确定第一优先级因子；由载波信号和干扰之比确定第二优先级因子；由各终端的分配时隙确定第三优先级因子；由第一优先级因子、第二优先级因子、第三优先级因子和加权值确定优先级；以及根据所述的优先级，通过至少一个共享信道发送分组数据。
全文摘要
本发明涉及一种在无线分组通信系统中调度共享信道的方法，尤其是一种无线分组通信中的共享调度装置。本发明包括为蜂窝电话目标终端提供的服务及来自多个目标终端的载波信号和干扰之比确定优先级；根据确定的优先级发送分组数据给每个蜂窝电话目标终端。
文档编号H04L12/56GK1396778SQ0212616
公开日2003年2月12日 申请日期2002年7月10日 优先权日2001年7月10日
发明者金沂濬, 李永朝, 尹宁佑, 尹硕铉, 权纯逸 申请人:Lg电子株式会社