专利名称：用于反向链路通信的流功率控制的系统和方法
技术领域：
本发明通常涉及电信领域，并且特别涉及用于在无线电信系统中改进数据传输的性能的系统和方法。
背景技术：
在典型的无线语音/数据通信系统中，基站与覆盖区域相关联。该区域被称作扇区。扇区内的移动台能够向基站发射数据并从该基站接收数据。尤其在数据通信的情况下，基站可以被称为接入网(也被称为接入点)，而移动台也可以被称为接入终端。接入终端能够同时与不止一个的接入网通信，并且当接入终端移动时，与其通信的这组接入网可能改变。
特定接入网和特定接入终端之间的通信参数部分地基于其相对位置以及其分别发射和接收的信号的质量和强度。例如，当接入终端远离接入网时，该接入终端从接入网接收的信号强度降低。因此，被接收数据的差错率将增加。因此，接入网典型地可以通过降低其向接入终端发射数据的速率来补偿增加的距离。这使得接入终端以较少的差错来接收并解码接入网的信号。当接入终端靠近移动网络时，信号强度增加，因此能够使用较高的数据速率来向接入终端发射数据。
类似地，当接入终端远离接入网时，接入网从接入终端接受的信号强度可能降低，由此可能导致较高的差错率。与接入网相似，接入终端典型地可以通过降低其数据速率来补偿增加的距离，以允许接入网以较少的差错接收信号。如果接入网请求，则接入终端也可以增加其功率输出以降低差错率。另一方面，当接入终端靠近接入网时，较强的信号可以支持较高的数据速率。
在一个系统中，接入终端负责确定速率，数据可以以该速率从接入终端被发射到接入网。基于若干因素来确定所述速率。主要因素是接入终端和接入网能够通信的绝对最大速率，该最大速率是基于接入终端的可允许功率输出的，接入终端队列中所具有的数据量调整了该最大速率，并且可允许最大速率是基于上升(ramp-up)约束的。在该系统中，这些速率中的每一个都表示某种硬限制，所选数据速率不能超过该硬限制。也就是说，所选数据速率不能高于这四个速率中的最小值。
这些速率中的前两个(绝对的和功率限制的最大速率)产生自系统的物理约束并且在接入终端的控制之外。第三和第四速率(数据调整的和上升限制的(ramp-up-limited)速率)是可变的并且基于接入终端的指定主要条件而被动态地确定。
数据调整的(data-justified)速率基本上是能够由接入终端对其进行排队以进行传输的数据量来调整的最大速率。例如，如果接入终端在其发射队列中有1000比特，则调整了38.4kbps的数据速率，但不可以调整76.8(2048比特/帧)的更高速率。时间帧可以被定义为时间的单元，例如在由IS-856标准定义的cdma2000 1xEV-DO系统中，一个时间帧是26.666ms。如果在接入终端的传输队列中没有数据，则确定根本没有传输速率。
考虑到迅速的上升可能突然增加其它接入终端可感知的干扰并可能降低其性能这一事实，上升限制的速率是所允许的最大速率。如果限制每个接入终端的上升，则其所导致的干扰电平可能改变的较慢，并且其它接入终端能够较容易地调整其操作数据速率和发射功率，以适应所述增加的干扰。应当指出，所述上升限制的速率也被计算用来控制下降的(ramp-down)数据速率。总体效果是最小化数据速率中的较宽的和/或快速的起伏，并由此稳定系统中的接入网络和接入终端的全部操作。
尽管控制了上升限制的速率的改变(关于增加和降低数据速率)，然而所述数据调整的速率没有被控制。如果接入终端突然具有足够的数据以调整很高的速率，则数据调整的速率可能突然增加。如果接入终端用完数据，则数据调整的速率可能突然降到零。由于控制了上升限制的速率，因此数据调整的速率中的突然增加典型地不成为问题。由于上述四个速率中的最小速率规定了所选数据速率的最大速率，因此在这种情况下可以控制所述上升限制的速率。然而，由于数据调整的速率低于其它速率并且因而可以控制，因此该数据调整的速率的突然降低可能导致实际的数据速率降低(注意，为下一帧上的数据传输所选择的数据速率是四个速率中的最小速率)。
在现有技术系统中，如果接入终端没有数据要发射，则不发射数据。这毫无疑问是直观的，并且传统的知识指出不应当通过发射无用的数据来浪费有用的带宽。允许数据速率急速降低(例如降低到零)所导致的问题之一是，需要花费一定的时间来使该数据速率逐渐回升。某些数据的传输中的延时可能是由数据速率的下降和随后的上升而造成的。在数据是突发的或者具有离散的到达过程的情况下尤其可能造成这种延时。一个这种类型的数据是实时视频，其可以包括500到1000字节的分组，该分组以60到70毫秒的离散间隔来到达传送队列。实时视频也是这类数据的显著例子，其传输延时尤其值得注意并因此不可接受。网络游戏是另一类应用，其中数据到达是偶发性的并且数据延迟(latency)是关键的性能度量。因此，需要一种方法和设备，用于针对数据速率的快速上升来适当地确定数据速率，同时最小化通信系统中的不希望有的影响。
发明内容
为每个接入终端定义了称为流(fluid)功率电平的状态变量。所述流功率电平是连续功率电平，该连续功率电平是考虑了扇区加载(loading)的目标功率电平的。实际的传输是以物理层所允许的离散功率电平来进行的，但通过在这些离散电平之间抖动(dithering)，能够使平均功率电平等于所述流功率电平。这样，典型地用连续变量来表示每个接入终端的当前发射状态，而不是如典型的那样以离散速率来表示。这允许当接入终端增加其功率以利用未充分利用的系统容量时，平滑地改变平均发射功率。结果，接入终端使用简单的确定性功率上升值来增加功率，而不是使用随机的离散跳跃，这降低了性能的变化并改进了系统的可控性。
一方面，用于确定接入终端的反向链路通信的数据速率的方法包括，接收反向激活比特、向数字滤波器传送所述反向激活比特以产生过滤的反向激活比特、基于所述过滤的反向激活比特来确定连续流功率电平，并且基于所述连续流功率电平来确定所述数据速率。
参考附图，在读过下面的详细描述后，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。
图1示出了能够根据实施例操作的无线通信系统的一部分；图2更详细地示出了能够根据实施例操作的无线通信系统的两个临近扇区中的接入网和接入终端；图3是说明能够根据实施例操作的接入终端的结构的功能框图；图4是说明根据实施例确定反向链路的数据速率的流程图；图5示出了根据实施例的令牌桶(token bucket)的概念；图6是根据实施例的快速反向激活比特(QRAB，Quick ReverseActivity Bit)和过滤的反向激活比特(FRAB，Filtered Reverse Activity Bit)产生的框图。
尽管本发明服从于不同的修改和可选的形式，然而在附图及其详细描述中作为例子而说明了指定实施例。然而，应当理解，附图和详细描述没有将本发明限制于所描述的特定实施例。该公开覆盖了落入如同由所附的权利要求定义的本发明的范围的所有修改、等同物和可选方案。
具体实施例方式
一般来说，本发明包括通过控制反向链路的数据传输速率的增加和减小来改进无线电信系统中的数据传输性能的系统和方法。
参考图1，示出了根据实施例的无线通信系统的一部分。在该实施例中，所述系统包括多个接入网12和多个接入终端14。每个接入网12与其附近区域中的接入终端14通信。接入终端可以在扇区内移动，或者可以从与一个接入网关联的扇区移动到与另一个接入网关联的不同扇区。覆盖区域是扇区16。尽管该扇区可能实际上有些不规则并且可能与其它扇区交叠，然而在图中如同通常用虚线描绘的那样来描述它们。应当指出，为了简化，仅用参考号码标识了一个接入网、一个接入终端和一个扇区。
参考图2，更详细地示出了根据实施例的在无线通信系统的两个临近扇区中的接入网和接入终端。在该系统中，扇区20包括接入网22和几个接入终端24。扇区30包括接入网32和单个接入终端34。接入网22和32通过此处所称的前向链路(FL)向接入终端24和34发射数据。接入终端24和34通过此处所称的反向链路(RL)向接入网22和32发射回数据。
在符合“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95)的码分多址(CDMA)系统中，数据分组能够在FL上被重新发射。在1997年11月3日提交的美国专利申请序号08/963,386中描述了FL传输的技术，该美国专利申请的标题为“Method and Apparatus forHigh Rate Packet Data transmission”。例如，数据分组能够包括预定数量的数据单元，用序号标识每个数据单元。当移动台不正确地接收了一个或多个数据单元时，该移动台可以在RLACK信道上发送否定确认(NACK)，以指示用于从基站进行重传的缺失数据单元的序号。该基站接收到所述NACK消息并能够重新发射所述错误接收的数据单元。
自动重复请求(ARQ，automatic repeat request)涉及接收机请求发射机重新发送数据的协议。当帧的前半部分被成功解码时，AN能够向AT发送确认消息(ACK)，以指示该AN已经成功解码了在帧的前半部分中所接收的数据。当帧的前半部分的没有被成功解码时，AN能够向AT发送否定确认(NAK)消息，以指示该AN没有成功解码在帧的前半部分所接收的数据。在2002年10月24日提交的美国专利申请序号10/280,740中描述了用于RL ARQ的技术，该美国专利申请的标题为“Reverse LinkAutomatic Repeat Request”并且被转让给本发明的受让人。
ACK是被发射用来指示某些数据已经被正确接收的消息。典型地，如果发方(sender)在一定的预定时间过后没有接收到ACK消息，或者接收到了NAK，则初始数据将再次被发送。
NAK是被发射用来指示某些数据被不正确地接收的消息，例如该数据可能具有校验和(checksum)错误。发送NAK的一种可选方案是仅使用ACK消息，在该情况下，在一定的时间过后没有接收到ACK就认为是NAK。如同在此所使用的，NAK是指接收到了NAK消息或者没有接收到ACK。
1x-EVDO的物理层的传输单元是物理层分组。数据包括在物理层分组中。在实施例中，物理层被分组包括在反向链路上的帧中。在实施例中，帧的持续时间可以是26.66毫秒(ms)。在实施例中，帧可以包括16个时隙，每个时隙的持续时间为1.66ms。在实施例中，帧可以包括12个时隙。帧可以具有不同的持续时间对于本领域的技术人员而言是显而易见的。帧能够包括任何数量的时隙对于本领域的技术人员而言是非常明显的。
在实施例中，物理层分组被包括在子帧中。在实施例中，四个时隙组成一个子帧。在实施例中，物理层允许被交织的(interlaced)数据分组。因此，例如第一数据分组可以在第一子帧中被发射，第二数据分组在第二子帧中被发射，第三数据分组在第三子帧中被发射，并且如果在所述第一数据分组的第一传输时还没有接收到ACK，则所述第一数据分组在第四子帧中被发射。帧可以包括任何数量的子帧对于本领域的技术人员而言是显而易见的。帧也可以被称为交织。
参考图3，示出了说明根据实施例的接入终端的结构的功能框图。在该实施例中，所述接入终端包括被耦合到发射子系统44和接收子系统46的处理器42。发射子系统44和接收子系统46被耦合到共享天线48。处理器42从接收子系统46接收数据、处理该数据并通过输出设备50输出所处理的数据。处理器42还从数据源52接收数据并处理所述数据用于传输。所述被处理的数据然后通过反向链路被转发到发射子系统44用于传输。除了处理来自接收子系统46和数据源52的数据，处理器42被配置用来控制接入终端的各种不同的子系统。特别地，处理器42控制发射子系统44。下面描述的基于接入终端的功能性在处理器42中被实现。存储器54被耦合到处理器42用来存储所述处理器所使用的数据。
在一个实施例中，所述系统是cdma2000 1xEV-DO系统。由公知的IS-856数据通信标准定义了这种系统的主要特性。名称“1xEV-DO”涉及CDMA2000系列(family)(“1x”)和用于数据优化(“DO”)操作的标准的演进。该1xEV-DO系统主要针对无线互联网接入而被优化，对于该无线互联网接入期望前向链路上的较高数据吞吐量。
1xEV-DO系统被设计用来在前向链路上、以12个不同的预定数据速率之一传送数据，所述12个数据速率的范围从38.4kbps到2.4Mbps(加上零速率)。为这些预定数据速率中的每一个定义了相应的数据分组结构(指定这种支付(payment)为分组持续时间、调制类型等)。在实施例中，反向链路上的通信以五个不同数据速率之一来进行，所述五个数据速率的范围从9.6kbps到153.6kbps(加上零速率)。另一方面，为这些数据速率中的每一个定义了数据分组结构。在其它实施例中，反向链路能够支持任何数量的数据速率对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
本发明主要涉及反向链路。在下面的表1中阐明了一个实施例中的反向链路的数据速率。
表1
在另一个实施例中，如同对于本领域的技术人员而言显而易见的那样，可能存在更多或更少的数据速率。例如，后面所示的表2中，存在比表1中所示的更多的数据速率。表2示出了另一个实施例的反向链路上的数据速率。
如上所述，当前基于1xEV-DO的系统是根据CDMA标准来构建的。在反向链路上发射的数据因而是码分复用的。即，对应于每个接入终端的数据由相应的代码来标识。每个代码定义了通信信道。因此，来自于任何或者所有接入终端的数据能够被同时发射，并且接入网络能够利用所述代码来区别的不同数据源。
码分多址(CDM)传输是干扰限制的。也就是说，能够被发射的数据量受限于环境中所存在的干扰量。尽管存在由背景噪声或者热噪声所导致的一定量的干扰，但接入终端的传输的主要干扰源是本区域中的其它接入终端。如果存在几个其它接入终端并且它们发射很少的数据，则存在很小的干扰，因此以较高的数据速率发射数据是可能的。另一方面，如果存在发射大量数据的许多其它接入终端，则干扰电平将是较高的，并且仅可以使用非常低的数据速率进行反向链路传输。
因此，必须提供一种机制来为所述接入终端中的每一个确定合适的数据速率。典型的CDMA无线通信系统对于所有接入终端使用一小组数据速率。一组两个可能的数据速率在根据IS-95标准操作的系统中是典型的。提供语音和数据通信的某些CDMA通信系统使用某种形式的集中控制，由此将分配速率所需要的信息集中在一个中心位置，并且然后速率分配被传送回每个接入终端。集中控制的困难之处在于1)所有接入终端的最佳速率计算可能是困难的并且是计算密集的，2)用于到达及来自接入终端的控制信令的通信成本过高，以及3)一旦考虑了延时和关于网络的将来需要及其行为的不确定性，所述“最佳”速率分配的有效性是可疑的。
本系统不同于典型系统的一个方面是，接入终端的数据速率的计算是每个单独接入终端的责任。也就是说，它是分布式的而不是集中式的。接入终端自身利用反向链路Mac算法来确定特定接入终端的合适的数据速率(“Mac”是多址通信的行业术语)。另外讨论反向链路Mac算法。
当特定的接入终端计算其反向链路的数据速率时，其显然想选择最高的可能速率。然而在该扇区存在其它接入终端。这些其它接入终端也试图以最高的可能速率发射其数据。由于发射数据所需要的功率大致与数据速率成比例，因此增加每个接入终端的数据速率将增加其传输功率。每个接入终端的传输因而将导致对其它接入终端的增加的干扰量。在某种程度上，将出现很大的干扰以致于没有接入终端能够以可接受的差错率发射其数据。
因此，接入终端具有关于系统中存在的干扰电平的信息是有利的。如果干扰电平相对较低，则接入终端能够在某种程度上增加其数据速率，而不会对系统的整体性能产生很大的不利影响。然而，如果干扰电平过高，则接入终端的数据速率的增加可能具有很大的不利影响。
因此，在一个实施例中，接入网跟踪总干扰电平。接入网被配置用来简单地确认所述总干扰电平是否高于或低于阀值。如果所述干扰电平低于阀值，这表示较低的激活电平(level of activity)，则接入网将反向激活比特(RAB)设置为-1。可以使用另一个值来表示较低的激活电平对于本领域的技术人员而言是显而易见的。例如零值能够被用来表示较低的激活电平。所述RAB有时也被称为“繁忙比特(busy bit)”。如果干扰电平高于阀值，这表示较高的激活电平，则接入网将RAB设置为1。可以使用另一个值来表示较高的激活电平对于本领域的技术人员而言是显而易见的。所述RAB因而被传送给所述接入终端中的每一个以通知它们系统中的激活/干扰电平。
在一个实施例中，通过对每个接入终端的反向链路传输的功率求和并且除以环境中的热噪声或背景噪声电平，来计算总干扰电平。然后将该商与阀值比较。如果该商大于阀值，则认为干扰电平较高，并且所述RAB被设置为1。如果该商小于阀值，则认为干扰电平较低，并将所述RAB设置为-1。
由于反向链路数据通信的性能取决于系统中的干扰电平以及数据速率，因此必须在计算合适的数据速率时考虑干扰电平。因此，根据本发明的不同方面，反向链路Mac算法中的数据速率计算考虑了如同以RAB形式提供给接入终端的干扰电平。所述反向链路Mac算法也考虑了例如接入终端的需求和系统的物理约束的因素。基于这些因素，每个子帧计算一次每个接入终端的数据速率。
用于确定接入终端的反向链路通信的数据速率的方法和设备包括，从通信系统中的接入点接收RAB，并且将该RAB传送给数字滤波器以产生被过滤的RAB。
在实施例中，RAB对应于接入网的扇区，并且在接入网、在每个时隙被设置。接入终端在每个时隙解码所述RAB。在实施例中，RAB被传送给具有短时间常量ts的数字滤波器以产生快速反向激活比特(QRAB)。在实施例中，RAB被传送给具有长时间常量tL的数字滤波器以产生过滤的反向激活比特(FRAB)。所述QRAB和FRAB是关于所述RAB和时间常量而被定义的。QRAB和FRAB提供了系统功率加载的指示。QRAB提供了系统的短期加载的指示。FRAB提供了系统的长期加载的指示。
QRAB是利用短时间常量ts来被过滤的RAB。在实施例中，ts是四个时隙。在一个实施例中，每个时隙确定QRAB，但是接入终端在QRAB值出现在接入终端的子帧边界时使用该QRAB值，该子帧边界是每四个时隙。
FRAB是利用长时间常量tL来被过滤的RAB。在实施例中，tL是256个时隙。在实施例中，每256个时隙确定FRAB。
被过滤的时间常量和被过滤的RAB值的使用间隔不必相同，这对于本领域的技术人员而言是显而易见的。因此，在其它实施例中，被过滤的RAB值的采样速率可以与被过滤的时间常量无关。
在实施例中，基于所述被过滤的RAB值来确定反向链路数据速率。而且，接入终端中的处理器可以确定该接入终端是否处于空闲模式，并且在接入终端处于空闲模式时，传送所述RAB的非繁忙状态值给数字滤波器。这导致了将短期优先级给予新近空闲的接入终端，可以期望降低低速率突发源的延时。
在实施例中，基于用于所述RAB的一组滤波器来确定所述反向链路数据速率。
图4是说明根据具有两个用于RAB的滤波器的实施例的反向链路Mac算法的流程图。图3的接收子系统46接收所述RAB。图3的处理器42执行所述反向链路Mac算法。
针对每个子帧n执行所述反向链路Mac算法。所述反向链路Mac算法在接入终端上被执行，并且使接入终端能够基于激活集(active set)中的每个扇区所广播的RAB来自主改变速率。
在步骤402中，QRABn被设置为激活集中所有扇区i的最大QRAB，(即maxi(QRABn，i))，其中，QRABn，i是离散量，QRABn，i∈{-1，1}。FRABn被设置为所有扇区i的最大FRAB(maxi(FRABn，i))，其中，FRABn，i是连续量，FRABn，i∈{-1，1}。Cn被设置为最高优先级非空队列，其代表最高优先级数据类别。控制的流程进行到步骤404。
在步骤404中，进行检查以确定QRAB是否为繁忙。如果QRABn处于繁忙，则控制的流程进行到步骤406。在步骤406中，基于等式ΔФn＝-fd，cn(Φn，FRABn)来确定功率电平增量ΔФn，其是斜坡值(rampingvalue)。fd，cn是将当前业务对导频(T2P)功率电平Φn和长期扇区加载FRABn作为其自变量的降函数(down function)，并且是最高优先级数据类别Cn的函数。Φn是用于当前T2P功率电平的接入终端的连续状态变量。Φn是用于每个接入终端的当前功率资源分配，并且在此也称为流功率。
如果在步骤404中，QRABn不繁忙，则控制的流程进行到步骤408。在步骤408中，进行检查以确定接入终端在上一个子帧是否不是数据或功率限制的，即DatPowLimn-1＝假。如果接入终端不是数据或功率限制的，则控制的流程进行到步骤410，否则控制的流程进行到步骤412。如果接入终端不具有在反向链路上发射由反向链路Mac算法分配的速率所需要的数据，则该接入终端是数据限制的。如果接入终端不具有在反向链路上发射由反向链路Mac算法分配的速率所需要的功率，则该接入终端是功率限制的。
在步骤410中，QRAB不繁忙，基于等式ΔФn＝fu，cn(Φn，FRABn)来确定功率电平增量ΔΦn。fu ，cn是将当前业务对导频(T2P)功率电平Φn和长期扇区加载FRABn作为其自变量的升函数(up function)，并且是最高优先级数据类别Cn的函数。
在步骤412中，功率电平变量ΔФn被设置为零。从步骤406、410和412，控制的流程进行到步骤414。
在步骤414中，基于所述等式更新流功率Φn。
Φn＝max((1-1/τp)Φn-1+1/τpαn-1+ΔΦn，Φmin)，其中，τp是T2P电平滤波器时间常量，αn-1是针对上一个子帧所发射的T2P，并且Φmin是用于接入终端的最小T2P。在实施例中，τp是12个子帧。为了更准确，αn-1是用于所述上一个子帧的实际离散T2P。项(1-1/τp)Φn-1+1/τpαn-1+ΔФn包括具有斜坡函数ΔФn的发射功率的无限脉冲响应(IIR)滤波器。α还称为被发射T2P功率电平。从步骤414，控制的流程进行到步骤416。
反向链路Mac算法使用令牌桶，以将发射功率的平均值匹配于流功率电平Φn。流功率电平Φn是连续的，而发射功率是离散的。发射功率受限于实际的离散物理T2P电平。因此，为了在流功率电平和离散发射功率电平之间进行映射，令牌桶被用来在物理功率电平之间抖动，并调节被发射数据速率。所述令牌桶被输入以流功率Φn，并且被减去所分配的发射功率。
图5示出了根据实施例的令牌桶502的概念。该令牌桶电平(level)504表示为β。所述令牌桶电平的上限506是βmax，即令牌桶电平的最大值。流功率电平Φn被加到该令牌桶。从令牌桶504减去发射功率αn510。αn510是用于子帧n的T2P功率分配，其实现了相应的数据速率。
所述令牌桶中的块512表示T2P及数据对用于传输的分组的分配。也就是在每一个新的交织分配，接入终端能够决定将多少比特置入分组，并且以什么业务对导频比T2P来发射该分组。该盒子指示了这两个量被选择并被放在一起。
在步骤416中，基于等式βn＝min(βn-1+Φn，βfact(Φn)Φn，βmax)来确定令牌桶电平βn。βn-1是上一个子帧的令牌桶电平。βmax是令牌桶的最大大小。βfact(Φn)表示流功率Φn的乘数因子。βfact(Φn)在发射功率的分配之间调节在所述令牌桶中可以累积多少流功率Φn。例如，βfact(Φn)＝2意味着发射功率分配可能是当前流功率的最多两倍。
在实施例中，由于数据的突发在较高的ΦS更加受限，因而βfact(Φn)是Φn的递减函数。从步骤416，控制的流程进行到步骤418。
在步骤418中，进行检查以确定当前子帧n是否是分组继续。如果当前子帧n是分组的继续，则控制的流程进行到步骤420，否则控制的流程进行到步骤422。
在步骤420中，由于当前子帧n是分组的继续，因此发射功率αn被设置为先前的值αn-3。
在步骤420中，由于当前子帧n是分组的继续，因此发射功率αn对于给定的交织被设置为先前的值。在具有三个交织的实施例中，αn＝αn-3。
在步骤422中，接入终端分配发射功率αn，以使αn＜＝βn，并且αn是针对实际物理发射速率和延迟目标(latency goal)的有效T2P功率电平。分配发射功率αn，以使αn＜＝βn，其意味着被分配用于发射功率αn的功率量不能大于所述令牌桶中包括的功率量βn。
通常期望分配足够高的发射功率以满足延迟目标。数据可以具有延时最终期限要求。这种数据必须在一定的时期内被发射。这种数据必须满足延迟目标。为了满足所述延迟目标，发射功率必须足够高以便在其最终期限要求内发射数据。将功率分配给发射功率，以便其相应的数据速率和终止目标(termination goal)能够使得数据在其最终期限要求内被发射。
下面的表2是根据实施例的有效吞吐量对有效负载大小(比特)和终止时间(termination time)(时隙)的表格。在另一个实施例中，如同对于本领域的技术人员而言显而易见的那样，可能存在更多或更少的数据速率。
在分配时，接入终端基于4、8、12和16个时隙的终止目标来选择T2P。由于分组的延迟受传输所花费的时间的影响，因此针对该分组的终止目标也可以被称为“延迟目标”。
表2
从步骤420到422，控制的流程进行到步骤424。在步骤424中，进行检查以确定αn的选择是否受限于数据可用性或者可用的物理发射功率。如果没有数据要发送，则αn是数据限制的。如果所分配的发射功率αn高于可用物理发射功率，则接入终端受限于可用物理发射功率。如果αn的选择受限于数据可用性或可用物理发射功率，则控制流程进行到步骤426，并且DataPowLimn被设置为真，否则控制流程进行到步骤428并且DataPowLimn被设置为假。从步骤426到428，控制流程进行到步骤430。
在步骤430中，利用外出的流来更新令牌桶βn。从该令牌桶减去被分配的发射功率，即βn＝βn-αn。从步骤430，控制流程进行到步骤432，其中，针对下一个子帧重复所述反向链路Mac算法。
将被处理的数据转发到发射子系统44，用于通过反向链路、以所分配的发射功率αn进行传输。
尽管图4的反向链路Mac算法仅使用两个用于RAB的滤波器，然而，在另一个实施例中，可以使用任何数量的用于RAB的滤波器来确定连续流功率电平，这对于本领域的技术人员而言是显而易见的。
图6是根据实施例的QRAB和FRAB的产生的框图。每个扇区确定其负载电平并且使用其负载电平来设置RAB。在每个时隙更新并广播该RAB。
扇区i通过无线通信信道604发送RAB(RAB∈{±1})，通过接入终端600的RAB解调器606来接收该RAB。RAB解调器606解调包括RAB的被接收信号，并且输出对数似然比(LLR，Log Likelihood Ratio)(-∞＜LLR＜∞)。在实施例中，在进行过滤前，由映射器(mapper)608来映射LLR以避免来自偏置滤波器输出的单个较大值。在实施例中，双曲线正切函数被用于进行映射。在实施例中，双曲线正切函数是y＝(ex/2-e-x/2)/(ex/2-e-x/2)，对所有的实数x，-1＜y＜1。所述映射是一种针对1时隙RAB估计的最小均方误差解决方案。在每个时隙，映射器608的输出被供给IIR滤波器610和IIR滤波器612。在实施例中，IIR滤波器610具有针对四个时隙的短时间常量τs。QRAB在每个子帧n被采样614。
在每个子帧中，每个接入终端针对其激活集中的每个扇区来确定QRAB值，该值是用于每个扇区的IIR滤波器的硬限制输出。AT组合了来自其激活集中的所有扇区的QRAB，并相应地调整其数据速率。
FRAB是类似于QRAB的扇区加载的测量，但是通过具有长时间常量τL的IIR滤波器来传送扇区RAB，以获得该FRAN。在实施例中，τL是256个时隙。尽管QRAB是相对瞬时的，然而FRAB提供长期的扇区加载信息。
用来确定是上升值的功率电平增量ΔФn的函数，是考虑了数据类别Cn的优先级的函数。在实施例中，所述数据类别是服务质量(QoS)框架内的服务类别。在一个实施例中，QoS框架是区别服务(DiffServ，Differentiated Service)。实施例包括(但不限于)三种服务类别(1)加速转发(EF，expedited forwarding)；(2)确保转发(AF，assuredforwarding)；和(3)最大努力(BE，best effort)。在实施例中，这三种类别按照优先级排序而被处理，其中EF具有最高优先级，AF具有中等优先级，而BE具有低优先级。RLMac在三个分离的队列中接收这些服务类别。
由数据类别cn确定了用于确定功率电平增量ΔФn、fd，cn(Φn，FRABn)和fu，cn(Φn，FRABn)的函数的参数。cn是在具有任一非空队列的接入终端处的最高优先级的类别。由数据类别来确定函数的参数，指明了穿过接入终端的不同数据流的相对优先级。
fd，cn(Φn，FRABn)和fu，cn(Φn，FRABn)是由c确定参数的二维分段线性函数。在实施例中，11个T2P点和3个FRAB点提供了33个点，在所述33个点各自明确指定了fd，cn和fu，cn。用于所述降函数和升函数的这些点分别被指定为D1，c，D2，c，D3，c，…和U1，c，U2，c，U3，u…，其中每个U和D是11×1矢量。接入终端执行双线性内插。最高的指定FRAB点可能小于单位(unity)，值在该单位点饱和。
在实施例中，对于固定的Φn，fd，cn(Φn，FRABn)关于FRAB单调非递减。
在实施例中，对于固定的Φn，fu，cn(Φn，FRABn)关于FRAB单调非递增。
在实施例中，对于固定的FRABn，比率fu，cn(Φn，FRABn)/fd，cn(Φn，FRABn)关于Φn单调递减。
本领域的技术人员应当理解，可以使用任何不同的技术和方法来表示信息和信号。例如，可以用电压、电流、电磁波、磁场或者粒子、光场或者粒子或其任何组合，来表示可以贯穿上面的描述来标记的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片。
本领域的技术人员还应当认识到，可以作为电子硬件、计算机软件或二者的组合，来实现结合此处公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤。为了清楚地说明这种硬件和软件的可交换性，上文通常根据其功能性描述了各种说明性元件、块、模块、电路和步骤。是作为硬件还是作为软件来实现这种功能性，取决于强加到整个系统上的特定应用和设计约束。本领域的技术人员对于每个特定的应用可以用各种方法来实现所描述的功能性，但是这种实现决策不应当被解释为导致脱离本结合此处公开的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以利用下列部件来被实现或执行通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPFA)或其它可编程逻辑设备、离散门或者晶体管逻辑、离散硬件元件，或用于实现此处描述的功能的上述部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可选地，所述处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以被实现为例如下列设备的计算设备的组合DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器或任何其它这种配置。
结合此处公开的实施例所描述的方法或算法的步骤可以在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的结合中来被直接实现。软件模块可以存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或现有技术中公知的任何其它形式的存储媒体中。一种示例性存储媒体被耦合到处理器，以便该处理器能够从该存储媒体读取信息并向该存储媒体写信息。作为选择，存储媒体可以被集成到处理器。处理器和存储媒体可以存在于ASIC中。该ASIC可以存在于用户终端中。作为选择，处理器和存储媒体可以作为离散元件而存在于用户终端中。
提供了公开的实施例的在先描述，以使本领域的技术人员能够制造或使用本发明。所述实施例的各种修改对于本领域的技术人员而言是显而易见的，并且此处定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下被应用于其它实施例。因此，本发明不限于此处说明的实施例，而是符合与此处公开的原理和新颖特性一致的最宽范围。
尽管参考特定实施例描述了本发明，然而应当理解，所述实施例是说明性的，并且本发明的范围不限于这些实施例。对上述实施例的许多变型、修改、增加和改进是可能的。预期这些变型、修改、增加和改进落入如后面的权利要求中所详细描述的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于确定接入终端的反向链路通信的数据速率的方法，该方法包括下列步骤接收反向激活比特；向第一数字滤波器传送所述反向激活比特，以产生被过滤的反向激活比特；基于所述被过滤的反向激活比特来确定连续流功率电平；以及基于所述连续流功率电平来确定所述数据速率。
2.根据权利要求1的方法，其中，所述数据速率是基于确定业务对导频功率电平和比特分配来被确定的，所述业务对导频功率电平和所述比特分配是基于所述连续流功率电平来被确定的。
3.根据权利要求1的方法，其中，在每个时隙接收所述反向激活比特。
4.根据权利要求1的方法，其中，所述第一数字滤波器具有短时间常量，其反映了通信系统的短期功率加载。
5.根据权利要求1的方法，其中，所述第一数字滤波器具有长时间常量，其反映了通信系统的长期功率加载。
6.根据权利要求1的方法，还包括以所述数据速率发射数据，其中，通过将所述连续流功率电平映射到离散功率电平，来确定所述数据速率。
7.根据权利要求6的方法，其中，所述连续流功率电平被映射到离散功率电平，以便在一定的时期内的所述离散功率电平的平均值近似于所述时期内的所述流功率电平的平均值。
8.根据权利要求1的方法，还包括将所述反向激活比特传送到第二数字滤波器，以产生第二被过滤的反向激活比特，其中，所述连续流功率电平还基于所述第二被过滤的反向激活比特。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述第一数字滤波器具有短时间常量，其反映了通信系统的短期功率加载，并且所述第二数字滤波器具有长时间常量，其反映了所述通信系统的长期功率加载。
10.根据权利要求9的方法，其中，基于由所述第二被过滤的反向激活比特来确定参数的函数，确定所述连续流功率电平。
11.根据权利要求9的方法，其中，如果所述第一被过滤的反向激活比特指示了所述通信系统的繁忙的短期功率加载，则基于由所述第二被过滤的反向激活比特来确定参数的降函数，确定所述连续流功率电平。
12.根据权利要求11的方法，其中，所述降函数还由先前的连续流功率电平来确定参数。
13.根据权利要求9的方法，其中，如果所述第一被过滤的反向激活比特未指示所述通信系统的繁忙的短期功率加载，并且功率和数据没有被限制，则基于由所述第二被过滤的反向激活比特来确定参数的升函数，确定所述连续流功率电平。
14.根据权利要求13的方法，其中，所述升函数还由先前的连续流功率电平来确定参数。
15.根据权利要求9的方法，还包括以所述数据速率发射数据，其中，通过将所述连续流功率电平映射到离散功率电平，来确定所述数据速率。
16.根据权利要求15的方法，其中，通过使用令牌桶来将所述连续流功率电平映射到离散功率电平，以便在一定时期内的所述离散功率电平的平均值近似于在所述时期内的所述流功率电平的平均值。
17.根据权利要求15的方法，其中，利用令牌桶来将所述连续流功率电平映射到离散功率电平，所述连续流功率电平被加到所述令牌桶，并且从所述令牌桶减去被映射的离散功率电平。
18.根据权利要求17的方法，其中，所述被映射的离散功率电平不超过被加到所述令牌桶的所述连续功率电平的累积量。
19.根据权利要求17的方法，其中，被加到所述令牌桶的所述连续功率电平的累积量不超过令牌桶电平的最大值。
20.一种用于确定接入终端的反向链路通信的数据速率的设备，其包括用来接收反向激活比特的装置；用来将所述反向激活比特传送到数字滤波器以产生被过滤的反向激活比特的装置；用来基于所述被过滤的反向激活比特来确定连续流功率电平的装置；和用来基于所述连续流功率电平来确定所述数据速率的装置。
21.一种用来确定接入终端的反向链路通信的数据速率的设备，其包括用来接收反向激活比特的接收子系统；和处理器，其用来将数字滤波器应用到所述反向激活比特以产生被过滤的反向激活比特、基于所述被过滤的反向激活比特来确定连续流功率电平，并且基于所述连续流功率电平来确定数据速率。
22.一种实现用于确定数据速率的方法的计算机可读媒体，所述方法包括下列步骤接收反向激活比特；将所述反向激活比特传送到数字滤波器，以产生被过滤的反向激活比特；基于所述被过滤的反向激活比特来确定连续流功率电平；以及基于所述连续流功率电平来确定所述数据速率。
全文摘要
一种用于确定接入终端的反向链路通信的数据速率的方法和设备，所述方法包括在通信系统中从接入网络接收反向激活比特(RAB)，以及将该RAB传送给多个数字滤波器以产生被过滤的RAB。基于所述被过滤的RAB值来确定所述反向链路数据速率。根据所述被过滤的RAB值，针对每个速率更新来确定连续流功率电平。通过在物理层所允许的离散功率电平之间抖动，所述接入终端将所述连续流功率电平映射到实际的物理传输。
文档编号H04L1/00GK1788429SQ200480012877
公开日2006年6月14日 申请日期2004年4月12日 优先权日2003年4月11日
发明者M·范, C·G·洛特, J·奥, R·A·A·阿塔尔, P·J·布莱克, N·布尚 申请人:高通股份有限公司