CN1060899C - 通信系统信道有效优化通过量和延迟最小化的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供出应用一种再次尝试计数对上行链路业务作统计估算的方法和系统。采用了一种独特的扩展系数，用于在积压的用户单元之间平等地扩展再发送。由此，根据估算的上行链路业务对再发送扩展提供动态控制。
Description
本发明涉及通信系统中的联接控制，具体涉及针对通过量和延时使通信系统的联接控制最佳化。
数据通信日益广泛的应用进一步促进了技术的进步，现已提供了更经济实惠的措施，来充分利用通信网络的现有信道。这样的一种技术是业务信息分组化和以一种以效的方式在用户之间传输分组信息。在已知的系统中，所有用户单元共享一个物理信道，为此现在存在对于高效争用该物理信道的需求。
移动数据通信用户例如笔记本计算机、掌上计算机和个人数字辅助装置等的用户，具有类似于固定通信系统中数据通信用户的同样要求。然而，对于移动数据通信来说，用以提供所需的数据传输容量的硬件系统通常实质上是电路，这对于终端用户来实施它们是太昂贵，另一方面，在数据速率和／或系统容量上往往是十分有限的。鉴此，移动数据通信用户要求有高效的数据通过量。
据此，在愈来愈多的人们使用固定和移动两类数据通信装置的情况下，本发明的目的是开发一用以在数据通信中提供出更有效的数据通过量和延时最小化的方法和系统。
为了实现以上目的，本发明提供了一种利用基于再次尝试计数的新颖方案在通信系统的一个信道上根据估算的由多个用户单元进行的上行链路业务发送、动态控制发送数据的扩展的再发送时间的方法，其特征在于，包含以下步骤：由多个用户单元中的每一个在分组中发送一个再次尝试计数值；由用户单元检测，在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞；根据不成功的分组发送由用户单元进行等待，并当分组成功地发送时立即再循环到步骤1A，并并行地执行步骤1A-1C；由基站向所有用户单元发送使用基于再次尝试计数新颖方案确定的一个扩展系数N。
本发明还提供了一种利用基于争用的接收方案对于由用户单元在通信系统中一个信道上发送的数据提供稳定性以及有效地使通过量最佳化和延时最小化的方法，其特征在于，包含下列步骤：由多个用户单元中每一个在一个分组中发送出一个再次尝试计数值；由用户单元检测，在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞；当分组未成功地发送时，由用户单元在0到N之前确定出一个随机时间段，并由该用户单元等待此随机时间段，且再循环到步骤4A；当分组被成功地发送时，由用户单元立即再循环到步骤4A，并由用户单元并行地执行这些步骤；当分组成功地发送时，由基站应用在新颖方案中来自多个用户单元的再次计数值确定出一个扩展系数N；由基站将该扩展系数N广播给所述多个用户单元。
本发明还提供了一种利用基于争用的联接方案对于由用户单元在通信系统中一个信道上发送的数据提供稳定性和通过量有效的最佳化和延时最小化的系统，其特征在于，包括：多个用户单元具有一个分组处理器，该分组处理器包括有一个再次尝试计数插入器和一个碰撞检测器，用以在每个数据分组中发送一个再次尝试计数值，并检测在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发出了碰撞，当分组未成功地发送时，在0到N之间确定出一个随机时间段，并等待该随机时间段，再循环到每一个数据分组中传输出一个再次尝试计数值；一个基站，它具有一个带新颖扩展系数确定器的分组处理器，用以当分组成功地发送时，利用在一个新颖方案中来自多个用户单元的再次尝试计数值确定出一个扩展系数N，并将该扩展系数N广播给所述多个用户单元。
图1是表示按照本发明方法的步骤的一个实施例。
图2是表示按照本发明用于确定扩展系数N的步骤的一个实施例。
图3具体地示出按照本发明由基站确定扩展系数N的图2的步骤的一个实施例的流程图。
图4是表示按照本发明的方法的步骤的另一实施例的流程图。
图5是表示按照本发明的一个移动通信系统的实施例的方框图。
本发明应用再次尝试计数、对上行链路业务的统计估算实施一种新颖的方法．此外，通过在下行链路上传播信道比特图容许用户单元精确地计算其再发送延时时间，使得用户单元在确切的正合适的时间上能醒，从而做到“睡眠时间”总量最佳化。本发明还在应用了一种独特的扩展系数确定法，在估算的上行链路业务的基础上依靠动态地控制扩展的再传输以在积压的用户单元中平等地扩展再传输。据此，本发明提供对于信道使用制定时间表方面胜过其它技术的优点。
图1以标号100示出按照本发明方法的步骤的一个实施例流程图。本发明方法利用一种基于再次尝试计数的新颖方案，在通信系统的一个信道上根据所估算的由多个用户单元(SU)进行的上行链路业务发送，动态地控制发送数据的扩展的再发送时间。本发明的方法包括以下步骤：A)由多个用户单元中的每一个在分组中发送一个再次尝试计数值(步骤102)；B)由用户单元检测，在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞(步骤104)；C)根据不成功的分组发送，该用户单元进行等待，并当该分组被成功地发送时流程立即再循环到步骤A(步骤108)，并行的执行A-C；D)由基站向所有用户单元发送使用基于再次尝试计数新颖方案确定的一扩展系数N(步骤106)。此外，步骤C可以选择得包括进由基站传播出一个指明该帧中时隙状态的比特图。
图2以标号200示出该新颖方案用于确定扩展系数N的流程图，典型地包括有以下步骤：A)由每个用户单元在用于发送的一个分组中存入再次尝试计数值(步骤202)；B)由基站确定扩展系数N，其中，该扩展系数N是用户在再发送之前要等待的分组时隙最大数目(步骤204)；C)由基站广播出与指明了一帧内哪些时隙是分组时隙的信道比特图结合在一起的一个分组，该分组在一个超帧信头中具有扩展系数N，(步骤206)；D)由每个用户单元在整数1到N之间随机地选择一个整数，并将其转换成在发送另一分组前要跳越的实际的时隙数，且再循环到步骤A(步骤208)，在那里，用户单元和基站的步骤并行地执行。
图3以标号300示出由基站确定扩展系数N的步骤的一个实施例，还包括有以下步骤：A)由基站将扩展系数N初始化为一个预定值(步骤302)；B)由基站确定出在一个预定时间段上多个用户单元所作再次尝试计数的一个平均数(步骤304)；C)由基站更新平均再次尝试计数值，给出一个当前平均的再次尝试计数值(步骤306)；D)由基站将当前平均再次尝试计数值与一个预定阈值进行比较；D1)当当前平均再次尝试计数值处在预定目标值加或减一个预定百分数的范围之内时，维持当前扩展数N不变(步骤308)；D2)当当前平均再次尝试计数值大于预定目标值N加上该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值(步骤310)，且为D2a-D2b之一时：D2a)当当前平均的再次尝试计数值小于或等于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N加上一个预定步骤值(步骤312)，D2b)当当前平均的再次尝试计数值大于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N加上两倍的该预定步骤值(步骤314)；D3)当当前平均的再次尝试计数值小于预定目标值N减去该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值时，将扩展系数N减去预定步骤值(步骤316)；E)当在一个预定时间段内接收到的多个分组数目小于一个预定的分组数目时，由基站自动地将扩展系数N加上预定步骤值(步骤318)。
本发明的方法可被选择应用于时分复用系统。该时分复用系统通常包括有一种用于确定有效和无效时隙的选择，且并用于确定扩展系数N的新颖方案是以有效时隙数为基础的。
图4以标号400示出按照本发明方法的步骤的另一个实施例的流程图。图4所示的方法利用了基于争用的联接方案，对于由用户单元在通信系统中一个信道上发送的数据可提供出稳定性和有效地使通过量最佳化及延时最小化。本发明方法包括：A)由多个用户单元中每一个在分组中发送一个再次尝试计数值(步骤402)；B)由用户单元检测，在用户单元传输的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞(步骤404)；C)当分组未成功地发送时，由用户单地在1到N这间确定一个随机时间段，并由该用户单元等待这随机时间段，且再循环到步骤A(步骤410)；D)当分组成功地发送时，由用户单元立即再循环到步骤A(步骤412)，并由用户单元并行地执行步骤A-D，E)当分组成功地发送时，由基站利用在一个新颖方案中来自多个用户单元的再次尝试计数值，确定出扩展系数N(步骤406)；F)由基站将该扩展系数N广播给所述多个用户单元(步骤408)。如上面进一步说明的，本方法可以应用于时分复用系统。还有，步骤C可以选择得包括由基站广播一个指明该帧中时隙状态的比特映像图。
图5以标号500示出按照本发明的一个系统的方框图。本发明利用基于争用的联接方案，对于由用户单元在通信系统中一个信道上发送的数据提供出稳定性和有效地使通过量最佳化及延时最小化。该系统包括有多个用户单元502、504、506……，每个用户单元都具有一个第一分组处理器508、510、512……，其中包括一个再次尝试计数插入器514、516、518……和一个碰撞检测器520、522、524……，用以传输每个数据分组中的一个再次尝试计数值，并检测在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞，当分组未成功地传输时，在1到N之间确定一个随机时间段，并等待该随机时间段，和再循环至在每一个数据分组中传输出一个再次尝试计数值。该系统还包括有一个基站526，它具有一个第二分组处理器528，带有一个新颖扩展系数确定器530，用以当分组成功地传输时，利用在一个新颖方案中来自多个用户单元的再次尝试计数值确定出一个扩展系数N，并将该扩展系数据N广播给所述多个用户单元。
扩展系数确定器530典型地利用了一个新颖方案用来确定扩展系数N，该方案包括：由每个用户单元将再次尝试计数值存入用于发送的一个分组中；由基站确定扩展系数N，其中，该扩展系数N是一个用户单元在再传输之前要等待的分组时隙的最大数目；由基站广播出与指明了一帧内哪些时隙是分组时隙的信道比特图结合在一起的一个分组，该分组在超帧的信头中具有扩展系数N，由每个用户单元在整数1至N这间随机地选择一个整数，并将其转换成在传送另一个分组之前要跳越的多个实际的时隙，且再循环到该方案的始端。
更具体地说，在第一实施例中，系统500的基站526依靠如下所述步骤确定扩展系数N：由基站将扩展系数N初始化到一个预定值上；由基站在一个预定时间段上确定出多个用户单元所作再次尝试计数的一个平均数；由基站更新平均的再次尝试计数值，给出一个当前平均的再次尝试计数值；由基站将当前平均的再次尝试数值与一个预定阈值进行比较，当当前平均的再次尝试计数值处在一个预定目标值加或减一个预定百分数的范围之内时，维持当前扩展系数N不变，当当前平均的再次尝试计数值大于预定目标值N加上该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值，且为a-b之一时：a)当当前平均的再次尝试计数值小于或等于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按一个预定步骤值递增，b)当当前平均的再次尝试计数值大于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按两倍的该预定步骤值递增，然后，当当前平均的再次尝试计数值比等于预定目标值N减去该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值时，将扩展系数N按预定步骤值递减，并当在一个预定时间段内接收到的多个分组数目小于一个预定的分组数目时，由基站自动地将扩展系数N按一个预定步骤值递增。
该系统可被选择应用于一个时分复用系统，并可包括一个用于确定有效和无效时隙的选择方案，并且用于确定扩展系数N的新颖方案是以有效时隙数为基础的。在确定了一帧的时隙状态后，基站可以选择广播一个指示该帧的时隙状态的比特图。
虽然，上文描述了示例性实施例，但很显然，本领域内的技术人员可以作许多种变更和修改，而不偏离本发明。因此，需要指明，所有此类变更和修改都包含在所附权利要求书限定的本发明的精神实质和范畴之内。
Claims (10)
1．一种利用基于再次尝试计数的新颖方案在通信系统的一个信道上根据估算的由多个用户单元进行的上行链路业务发送、动态控制发送数据的扩展的再发送时间的方法，其特征在于，包含以下步骤：
1A)由多个用户单元中的每一个在分组中发送一个再次尝试计数值；
1B)由用户单元检测，在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞；
1C)根据不成功的分组发送由用户单元进行等待，并当分组成功地发送时立即再循环到步骤1A，并并行地执行步骤1A-1C；
1D)由基站向所有用户单元发送使用基于再次尝试计数新颖方案确定的一个扩展系数N。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于，用于确定扩展系数N的该新颖方案包含以下步骤：
2A)由每个用户单元将再次尝试计数值存入用于发送的一个分组中；
2B)由基站确定出扩展系数N，其中，该扩展系数N是用户单元在再发送之前要等待的分组时隙的最大数目；
2C)由基站广播出与指示一帧内哪些时隙是分组时隙的信道比特图结合在一起的一个分组，该分组在一个超帧的信头中具有扩展系数N；
2D)由每个用户单元在整数1到N之间随机地选择一个整数，并将其转换成在传送另一个分组之前要跳越的多个实际的时隙，且再循环到步骤2A；
在选择时，由基站确定扩展系数N的步骤包括以下步骤：
2E)由基站将扩展系数N初始化到一个预定值。
2F)由基站确定在一个预定时间段上多个用户单元的作再次尝试计数的一个平均数；
2G)由基站更新平均的再次尝试计数值，给出一个当前平均的再次尝试计数值；
2H)由基站将当前平均的再次尝试计数值与一个预定阈值进行比较；
2H1)当当前平均的再次尝试计数值处在一个预定目标值加或减一个预定百分数的范围之内时，维持当前扩展系数N不变；
2H2)当当前平均的再次尝试计数值大于预定目标值N加上该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值，且为2H2a-2H2b之一时：
2H2a)当当前平均的再次尝试计数值小于或等于紧前面一个平均的再次计数值时，将扩展系数N按一个预定步骤值递增；
2H2b)当当前平均的再次尝试计值大于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按两倍的该预定步骤值递增；
2H3)当当前平均的再次尝试计数值小于预定目标值N减去该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值时，将扩展系数N按预定步骤值递减；
2I)当在一个预定时间段内接收到的多个分组数目小于一个预定的分组数目时，由基站自动地将扩展系数N按预定步骤值递增；
在进一步选择中，
其中时分复用系统包括有一个用于确定有效和无效时隙的选择方案，并且用于确定扩展系数N的新颖方案是以有效时隙为基础的。
3．根据权利要求1的方法，其特征在于，至少包括步骤3A-3B之一：
3A)该方法使用时分复用系统；
3B)在步骤1D中，由基站广播出一个指示该帧中时隙状态的比特图。
4．一种利用基于争用的接收方案对于由用户单元在通信系统中一个信道上发送的数据提供稳定性以及有效地使通过量最佳化和延时最小化的方法，其特征在于，包含下列步骤：
4A)由多个用户单元中每一个在一个分组中发送出一个再次尝试计数值；
4B)由用户单元检测，在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞；
4C)当分组未成功地发送时，由用户单元在0到N之前确定出一个随机时间段，并由该用户单元等待此随机时间段，且再循环到步骤4A；
4D)当分组被成功地发送时，由用户单元立即再循环到步骤4A，并由用户单元并行地执行这些步骤；
4E)当分组成功地发送时，由基站应用在新颖方案中来自多个用户单元的再次计数值确定出一个扩展系数N；
4F)由基站将该扩展系数N广播给所述多个用户单元。
5．根据权利要求4的方法，其特征在于，用于确定扩展系数N的新颖方案包含以下步骤：
5A)由每个用户单元将再次尝试计数值存入用于发送的一个分组中；
5B)由基站确定扩展系数N，其中，该扩展系数N是一个用户单元在再发送之前要等待的分组时隙的最大数目；
5C)由基站广播出与指示一帧内哪些时隙是分组时隙的信道比特图结合在一起的一个分组，该分组在超帧首标中具有扩展系数N；
5D)由每个用户单元在整数1到N之间随机地选拔一个整数，并将其转换成在发送另一个分组之前要跳越的多个实际的时隙；
5E)由基站将扩展系数N初始化到一个预定值上；
5F)由基站在一个预定的时间段上确定出多个用户单元所作再次尝试计数的一个平均数；
5G)由基站更新平均的再次尝试计数值，给出一个当前平均的再次尝试计数值；
5H)由基站将当前平均的再次尝试计数值与一个预定阈值进行比较，并且，
5H1)当当前平均的再次尝试计数值处在一个预定目标值加或减一个预定百分数的范围之内时，维持当前扩展系数N不变；
5H2)当当前平均的再次尝试计数值大于预定目标值N加上该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值，且为5H2a-5H2b之一时：
5H2a)当当前平均的再次尝试计数值小于或等于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按一个预定步骤值递增；
5H2b)当当前平均的再次尝试计数值大于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按两倍的该预定步骤值递增；
5H3)当当前平均的再次尝试计数值小于预定目标值N减去该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值时，将扩展系数N按预定步骤值递减；
5I)当在一个预定时间段内接收到的多个分组数目小于一个预定的分组数目时，由基站自动地将展系数N按预定步骤值递增。
6．权利要求5的方法，其特征在于，该方法使用时分复用系统；
在选择中：
其中，时分复用系统包括有一个用于确定有效和无效时隙的选择方案，并且用于确定扩展系数N的新颖方案是以有效时隙为基础的。
7．权利要求4的方法，其特征在于，步骤4E包括由基站广播出一个指明该帧中时隙状态的比特图。
8．一种利用基于争用的联接方案对于由用户单元在通信系统中一个信道上发送的数据提供稳定性和通过量有效地最佳化和延时最小化的系统，其特征在于，包括：
8A)多个用户单元具有一个分组处理器，该分组处理器包括有一个再次尝试计数插入器和一个碰撞检测器，用以在每个数据分组中发送一个再次尝试计数值，并检测在用户单元发送的分组与另一个分组之间是否发生了碰撞，当分组未成功地发送时，在0到N之间确定出一个随机时间段，并等待该随机时间段，再循环到在每一个数据分组中传输出一个再次尝试计数值；
8B)一个基站，它具有一个带新颖扩展系数确定器的分组处理器，用以当分组成功地发送时，利用在一个新颖方案中来自多个用户单元的再次尝试计数值确定出一个扩展系数N，并将该扩展系数N广播给所述多个用户单元。
9．权利要求8的系统，其特征在于，基站的扩展系数确定器利用一个新颖方案来确定扩展系数N，它包括：由每个用户单元将再次尝试计数值存入用于发送的一个分组中；由基站确定扩展系数N，其中，该扩展系数N是一个用户单元在再传输之前要等待的分组时隙的最大数目；由基站广播出与指示一帧内哪些时隙是分组时隙的信道比特图结合在一起的一个分组，该分组在超帧的信头中具有扩展系数N；由每个用户单元在整数1到N之间随机地选择一个整数，并将它转换成在发送另一个分组之前要跳越的多个实际时隙，且再循环到该方案的始端；
在选择时：
其中，基站依靠如下步骤所述确定出扩展系数N：由基站将扩展系数N初始化到一个预定值；由基站在一个预定时间段上确定出多个用户单元所作再次尝试计数的一个平均数；由基站更新平均再次尝试计数值，给出一个当前平均的再次尝试计数值；由基站将当前平均的再次尝试计数值与一个预定阈值进行比较，当当前平均的再次尝试计数值处在一个预定目标值加或减一个预定百分数的范围之内时，维持当前扩展系数N不变，当当前平均的再次尝试计数值大于预定目标值N加上该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值，且为a-b之一时：a)当当前平均的再次尝试计数值小于或等于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按一个预定步骤值递增，b)当当前平均的再次尝试计数值大于紧前面一个平均的再次尝试计数值时，将扩展系数N按两倍的该预定步骤值递增，然后，当当前平均的再次尝试计值小于预定目标值N减去该预定目标值N的预定百分数所形成的一个值时，将扩展系数N按预定步骤值递减，并当在一个预定时间段内接收到的多个分组数目小于一个预定的分组数目时，由基站自动地将扩展系数N按预定步骤值递增。
10．权利要求8的系统，其特征在于，包括至少10A-10B之一：
10A)该系统使用时分复用系统，在选择时，其中的时分复用系统包括有一个用于确定有效和无效时隙的选择方案并且用于确定扩展系数的新颖方案是以有效时隙为基础的。
10B)在确定一帧的时隙状态之后，还包括由基站广播出指示该帧内时隙状态的一个比特图。
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