[发明专利]信用带宽分配器和信用带宽分配方法

说明书

该发明涉及无线电系统，并且特别涉及无线电系统中带宽的分配。它着重但不仅仅涉及蜂窝移动无线电系统。

蜂窝移动通信系统包括用于优化在所分配的射频谱内所能支持的通信信道和连接的数目的装置。在时分多址(TDMA)系统中，它通过划分时域和频域两维正交空间，给出一个离散的通信信道数来实现。这就允许一些移动站装置能同时接入一个给定的射频谱段。

对于码分多址(CDMA)系统，通信是通过三维正交的空间完成的，它们是时间、频率和代码。与只使用时间和频率维的TDMA系统不同，CDMA系统提供第三正交维，即代码。每个移动站分配有一个单独的代码，用于在传输中调制数据信号，由此在共享的射线频谱内将连续传送的无线电信号的带宽进行扩展。在基站，接收机用这个已知的代码解扩所收到的无线电信号，来恢复出移动站的数据。所有其它编码的信号被看作为噪声。但是，随着一个CDMA系统中移动站数量的增加，当解扩一个期望的信号时，所出现的噪声电平也会增加。这从本质上说会增加所接收数据整体中的误符号率，所有的移动站均会受到误码率的影响。这样，在CDMA系统中，不象在TDMA系统中那样存在一个严格的容量限制，仅有一个“宽松”的限制，这个限制来自一个移动站使用者所能容忍的一个可接受的误符号率。尽管如此，对于一个预先确定的带宽和一个可接受的误符号率，以及所有移动站共享的预先确定数目的代码以及时间、频率这三维空间使得CDMA系统的容量存在一个上限。对于TDMA系统来说，系统容量的上限由频率信道的数目和这些信道被分成的时隙的数目所确定。

在下面的描述中，我们定义“有效带宽”来表示一个定量参数集，它决定包含该系统承载信息的容量或资源。这样对于一个CDMA蜂窝无线电系统来说，把预先确定的代码的数目、载频的数目和系统时隙的数目考虑在内，有效带宽是指系统承载信息的资源的集合。因此，总的有效系统带宽是所有这些可用于支持数据业务的定量参数的总和。

将来，预期无线电系统能支持一系列不同的业务，例如话音、视频和各种数据业务。其中一些业务在本质上是“突发性”的，它们的特征是有一个高的峰值对平均数据率的比值。这将导致在一个呼叫期间存在着一些高效率的时间段，而其后则紧跟着一些低效和无业务的时间段。

射频谱是宝贵的资源。一种确保优化利用可用的有效带宽资源的方法是，尽可能利用移动站数据源的“突发”性，使得带宽资源只在源激活时，换句话说，即当有数据要传送时被占用。在这种方式下，带宽的占用或分配是在一个更接近移动站数据源的平均数据率的基础上进行的，而不是基于所预测的移动站数据源的数据率峰值。这就为可用的有效带宽资源提供了更大的利用。

在一个移动无线电系统中，数据通常以量化的单元的形式在发送机和接收机之间传输。这是一种特性，它体现在无线电系统传输链的结构中。由于数据以一种已知和预定大小的数据单元的形式传输，因此，一个无线电连接的有效信息吞吐量可以从在预定的时间间隔内传输的数据单元数来确定。

典型的数据连接可以接受上百毫秒的延迟或更多。延迟发生在当所有被激活的数据连接所要求的总的合成数据率超过一个无线电系统所能支持的数据率时，后一个数据率由系统所能利用的带宽资源所决定。在这种情况下，就需要一个资源分配方案以便将有效带宽资源公平地分配给无线电系统中的移动站，为的是公平地优化每个移动站数据源的信息吞吐量，同时减小由该源所造成的延迟。

本发明的一个目的就是将一个无线电系统中的带宽资源公平地在该系统的各移动站之间分配。

根据本发明的第一个方面，提供了一个用于向无线电系统中若干无线电连接分配一定比例的可用有效系统带宽的信用带宽分配器装置，包括：

一个用于计算通过与之相关的一个无线电连接所收到的数据单元数的至少一个信用计数器装置，每个所述信用计数器装置与各自的一个无线电连接相关联，并具有一种计数状态；

一个存储适当于所述无线电连接的数据的存储器；

一个提供具有预定的时间间隔的时钟信号的定时器装置，所述带宽分配器装置的操作受所述时钟信号的控制；以及

一个对存储器中数据和时钟信号作出响应的中央控制器，用于根据信用计数器装置的计数状态和时钟信号的预定时间间隔来确定对所述无线电连接相关性能的瞬时量度，由此在所述无线电连接之间分配可用的有效带宽。

根据上述信用带宽分配器装置，其中中央处理器能有效地根据所述数据存储器中的内容和时钟脉冲预定的时间间隔来调整所述信用计数器装置的计数状态，从而使对所述无线电连接的性能的所述瞬时度量的确定更为便利。