管理铜上的时分双工(tdd)传输的管理系统及方法_2

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来自多个接入节点的线路之间可能存在串扰。使用TDD的所有源自同样的接入节点的线路的集合在本文称为TDD组。
[0034]还可由TDD管理系统体现本发明,该TDD管理系统协调不同的信道的TDD时隙以及空闲时间,以最小化功耗的同时最大化用户数据流量的传输。可选择占用和空闲时间,以确保在TDD组中的各线路之间或者具有耦合到彼此中的串扰的不同的TDD组中的各线路之间没有产生NEXT的可能性。还可选择占用和空闲时间以最大化流量吞吐量,从而满足用户需求,以及通过在可能的时候处于空闲来最小化功耗。
[0035]TDD管理系统接收应在其控制下在线路上提供的流量等级、流量类型以及流量模式的输入。此输入可包括以下中的一个或多个:
[0036]a)关于服务订阅等级及其流量要求(例如,“流量描述”)的静态(时间恒定)数据;
[0037]b)来自基于服务请求提供数据传输速率要求的高水平的估计的策略管理器的服务层?目息;
[0038]c)不同的流量类型、不同用户(例如,比特率变化、流量行为、或突发性)的数据;
[0039]d)来自长期流量监控的时序数据,分析该数据以确定流量需求为天时间(time-of-day)或周时间(time-of-week)的函数;
[0040]e)基于当前的流量需求或队列长度的瞬时反馈(可从客户端向网络端发送队列长度或流量请求,以向TDD管理系统输入);
[0041]f)上行和下行流量不对称模式;以及
[0042]g)流量请求或报告。
[0043]可进一步根据优先级、业务类型、QoS (服务质量)、标签、流类型、协议类型等分类流量,且可向TDD调度算法输入此分类信息。
[0044]TDD管理系统使用此输入计算TDD时隙及空闲时间。以这种方式设置时隙以在可能时避免或减少NEXT,例如,如图6中示出的。理想地,没有两条线路能够同时进行上行和下行传输,该两条线路具有耦合到彼此中的显著串扰。还可计算时隙和空闲时间,以满足由用户请求的流量,且能够通过最大化空闲时间进一步最小化功率使用。
[0045]图8是如上所述的计算TDD时隙和空闲时间的示例的过程流程图。在800,接收、收集、计算或测量用户的带宽要求或请求。如上所述的,此信息可基于TDD管理系统接收的输入。此信息可包括任意数量的不同的因子,包括流量类型(例如,固定的、可变的)以及请求的带宽的量(例如,字节或微秒)。某些用户的带宽请求可为时间上固定的,例如,流媒体视频,而其它的带宽可变化。
[0046]在810,对不同类型的流量,计算用户下行和上行带宽请求的聚合函数(最大、平均,等等)。例如,该函数可为所有用户的下行固定带宽请求的最大值。在下部分提供进一步的示例。
[0047]在820,基于计算的聚合函数计算下一下行、下一下上行和下一空闲时间时隙周期。例如,下一下行时隙持续时间可等于所有类型流量的最大下行请求的总和。在这样的情况下,例如,保证没有用户的带宽请求超过分配给该类型的流量的时隙的持续时间。下面给出进一步的示例。
[0048]在830,分配每个用户的下行、上行和空闲时间时隙周期,且随后,如果需要,则调整它们。如果恰当地满足之前的操作的条件,那么,每个用户应能够接收其请求的带宽、给定的其流量类型限制或需求。例如,此分配可为某些用户提供多余的带宽,这也是可能的。在这种情况下,可利用此多余的能力进行调整,例如,通过为多余的固定带宽时隙分配可变比特率流量,或通过分配节省功率的空闲时间。下面提供进一步的示例。时隙的分配可为收发机内部的,或该分配可从TDD管理系统向下传输到收发机。
[0049]下面提供上面的过程的示例,此示例用于在具有延迟敏感的固定带宽分配(例如,视频、语音)以及延迟敏感的实时带宽分配(例如,数据)混合的接入节点分配带宽。此示例假定带宽请求转换成微秒的时隙请求。如果用户i具有Z Mbps的数据传输率,且请求B比特的流量,该请求等于下一帧中的B/Z微秒。
[0050]I)在800处的接收、收集、测量、或计算操作可执行为接收每个用户的带宽请求数据输入。此数据可例如包括以下中的任一个:
[0051]a)固定上行带宽请求,例如,每个用户i专用的UXi微秒;
[0052]b)实时上行带宽请求,例如,每个用户i的下一时隙中的UYi微秒;
[0053]c)固定下行带宽请求,例如,每个用户i专用的DXi微秒;以及
[0054]d)实时下行带宽请求,例如,每个用户i的下一时隙中的DYi微秒。
[0055]2)可在几个步骤中执行在810处的聚合函数的计算。首先,计算下一帧中每个类型的最大请求的带宽。例如,其可定义如下:
[0056]a)最大固定上行带宽请求,例如,MaxUX = max over i (UXi);
[0057]b)最大实时上行带宽请求,例如,MaxUY = max over i (UYi);
[0058]c)最大固定下行带宽请求,例如,MaxDX = max over i (DXi);以及
[0059]d)最大实时下行带宽请求,例如,MaxDY = max over i (DYi)
[0060]3)可将下一帧的持续时间称为TF。可基于特定的用户和系统架构情况,利用不同的标准,在820确定时隙持续时间。下面提供一些示例,其中,假定固定带宽请求具有实时带宽请求的严格的优先级。[0061 ] 4)如果TF> = MaxUX+MaxUY+MaxDX+MaxDY,那么,下一上行时隙持续时间为MaxUX+MaxUY,下一下行时隙持续时间为MaxDX+MaxDY,并且下一 TDD帧中的空闲时间为TF - (MaxUX+MaxUY+MaxDX+MaxDY)。
[0062]5)否则,如果 MaxUX+MaxUY+MaxDX+MaxDY>TF>MaxUX+MaxDX,那么,将完全满足固定带宽请求,并且部分满足实时带宽请求。这样做的一种方式是将实时带宽分为与最大请求的实时带宽成比例,使得下一上行时隙持续时间是
[0063]MaxUX+(TF - MaxUX-MaxDX)*(MaxUY/(MaxUY+MaxDY),
[0064]下一下行时隙持续时间是
[0065]MaxDX+(TF - MaxUX-MaxDX)*(MaxDY/(MaxUY+Max DY),
[0066]且下一时隙中没有空闲时间。
[0067]6)否则,如果TF = MaxUX+MaxDX,那么,下一上行时隙持续时间是MaxUX,并且下一下行时隙持续时间为MaxDX。
[0068]7)否则,如果MaxUX+MaxDX>TF,那么,部分满足固定带宽请求,且根本不满足实时带宽请求。这样做的一种方式是将固定带宽分为与最大请求固定带宽成比例,使得下一上行时隙持续时间是TF* (MaxUX/ (MaxUX+MaxDX)),下一下行时隙持续时间是TF* (MaxDX/(MaxUX+MaxDX)),且下一时隙中没有空闲时间。
[0069]8)具有计算的函数以及时隙持续时间,在830执行操作:分配并调整每个用户的下行、上行、及空闲时间时隙周期。
[0070]根据特定的应用和系统架构,存在上述示例过程的许多变化,例如,可将带宽分成与平均上行和下行请求成比例,而不是最大请求,或可简单地将带宽一分为二,或可沿占多个时隙中的带宽请求的滑动窗划分带宽,或可根据公平准则分配带宽,或可根据用户等级分配带宽,等等。过程还可被扩展到多于两个不同的流量类型。该过程还可每次在多个TDD帧上执行。
[0071]在如上所述的利用最大请求带宽的示例中,专用于一个或多个用户的时隙可超过那些用户请求的要求的带宽。在某些情况下,用户要求的带宽可显著小于分配的时隙。例如,对于特定的用户i,MaxUX+MaxUY可比UXi+UYi大很多,或者MaxDX+MaxDY可比DXi+DYi大很多。在这样的情况下,可利用如上面的步骤7开始的调整。
[0072]作为一个示例,额外的带宽可用于节省功率或改善延迟或二者的组合。作为一种示例,TDD管理可延长那些用户的空闲周期,以减小它们的功耗。可替代地,TDD管理系统可提供可用的额外带宽以用于那些用户的可变的上行或下行流量,以允许立即传输最近到达的流量。相反地,当在上述算法中使用平均的请求的带宽时,某些用户请求的可能不能得到满足。例如,可部分满足固定带宽请求。在这种情况下,可修改计算聚合函数的上述8步骤程序的步骤5-7,其中,替换Max ;使用平均函数。其它函数可替代地用于适合于不同的实现方式以及不同的流量管理目标。
[0073]计算隙持续时间之后,计算下一 TDD帧中的每个时隙的开始和结束时间。这可为在固定时间的简单的固定分配,例如,TDD帧的开始和结束。或者,可涉及更复杂的解决方案,例如,迭代的解决方案。图9是计算下一或随后的TDD帧中每个时隙的开始和结束时间的示例的过程流程图。
[0074]在900,下一下行(DS)时隙、下一上行(US)时隙和下一空闲时间位置被分配到下一 TDD帧中的任意位置。
[0075]在910,检查下行时隙是否与另一上行时隙重叠,或反之,上行时隙是否与另下行时隙重叠。如果没有重叠,那么,接受步骤900中的分配,且不需要进一步的动作。
[0076]如果存在重叠,那么,在920,在时间上向前或向后移动整个下行时隙分配或整个上行时隙分配预定量或随机量。DS或US的选择是基于来自910的重叠时隙是否是DS时隙或US时隙。
[0077]此调整之后,重复在910处的操作,且如果不再有重叠,那么,不需要进一步动作。但是,如果仍然有重叠,与下行时隙重叠或与上行时隙重叠,那么,重复在920处的操作。如果调整之后不能满足不重叠条件,那么,减少DS或US时隙持续时间(基于哪一个具有重叠问题),并且重复在900处的初始分配。
[0078]下面提供图9的过程流程图中的操作的更具体的示例。如图9中,这是计算下一TDD帧中每个时隙的开始和结束时间的上述过程的示例。在下面的示例中,假定已执行图8的之前的过程,且因此,已确定了下一下行时隙DS持续时间、下一上行时隙US持续时间和下一空闲时间D_off、U_off持续时间。
[0079]I)作为在900处的操作的示例,将下一下行时隙、下一上行时隙以及下一空闲时间分配到下一 TDD帧中的任意位置。例如,下一 TDD帧可开始于下行时隙,然后具有为下行空闲时间D_off的下一时隙,然后具有上行时隙,然后具有为上行空闲时间U_off的下一上行时隙。可替代地,空闲时间可为连续的,且在TDD帧的开始、中间和结尾。
[0080]2)如果下行时隙未与串扰到此TDD系统中或从此TDD系统被串扰的任何其它TDD系统的任何其他上行时隙重叠,那么,直至下次基于新的参数调整时隙,该过程完成。这是在910处的测试。
[0081]3)否则,在时间上向前或向后移动整个下行时隙分配X微秒。这对应在920处的操作。
[0082]4)重复步骤4,改变X,直至在下行方向实现步骤3中的不重叠条件。可随机改变X,或者可在预定的步骤中改变X。
[0083]5)如果不能实现步骤3的条件,那么,减小下行时隙持续时间并重复步骤I到4。
[0084]6)如果上行时隙未与下行时隙重叠,也未与此TDD系统串扰的任何其他TDD系统的任何其他上行时隙重叠,那么,该过程完成。
[0085]7)否则,在时间上向前或向后移动整个上行时隙分配y微秒。
[0086]8)重复步骤7,改变y,直至在上行方向实现步骤6中的不重叠条
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