[发明专利]在可变速率通信系统中分配最佳分组长度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信。尤其是，本发明涉及在可变速率通信系统中分配最佳分组(packet)长度的方法。

背景技术

作为促进存在大量系统用户的几种通信技术之一，使用码分多址(CDMA)调制技术。虽然诸如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)及诸如振幅压扩单边带(ACSSB)等AM调制方案等其它技术是公知的，但CDMA具有超过这些其它技术的明显优势。在题为“使用卫星或地面转发器的扩展频谱多址通信系统”的4,901,307号美国专利中揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引用作为参考。在题为“在CDMA蜂窝式电话系统中产生信号波形的系统和方法”的5,103,459号美国专利中揭示了在多址通信系统中使用CDMA技术，该专利已转让给本发明的受让人并在这里引用作为参考。可把CDMA系统设计成符合“双模式宽带扩展频谱蜂窝式系统的TIA/EIA/IS-95移动站-基站兼容性标准”，以下把此标准叫做IS-95标准。另一种码分多址通信系统包括用于利用近地轨道卫星的全球通信的GLOBALSTAR通信系统。

CDMA通信系统能在前向和反向链路上传输话务(traffic)数据和话音(voice)数据。在5,504,773号题为“用于对传输的数据格式化的方法和设备”的美国专利中详细地描述了以固定尺寸的编码信道帧来传输话务数据的方法，该专利已转让给本发明的受让人，并在这里引用而作为参考。依据IS-95标准，把话务数据或话音数据分割成持续时间为20毫秒的编码信道帧。每个编码信道帧的数据速率是可变的且可高达14.4Kbps。

话音业务和数据业务之间的明显差别在于，前者需要对所有用户固定的共同服务级(GOS)。通常，对于提供话音业务的数字系统，这转变为对所有用户固定(且有保证)的数据速率以及对语音(speech)帧的差错率的最大可容许值，而与链路资源无关。对于同一数据速率，具有较弱链路的用户需要较高的资源分配。这导致不能有效地利用可获得的资源。相反，对于数据业务，每个用户的GOS可互不相同，且GOS可以是被优化到增加数据通信系统的整个效率的一个参数。数据通信系统的GOS通常被定义为在传递数据报文(message)时所引发的总延迟。

话音业务与数据业务之间的另一个明显区别在于，前者实行了严格而固定的延迟要求这一事实。通常，语音帧的整个单向延迟必须小于100毫秒。相反，数据延迟可成为用来优化数据通信系统的效率的可变参数。

测量数据通信系统的质量和效率的参数是传递一数据分组所需的总延迟和系统的平均吞吐率(throughputrate)。总延迟对数据通信的影响不如它对话音通信的影响，但它是测量数据通信系统的质量的尺度。平均吞吐率是通信系统的数据传输能力的效率的量度。

给定无线数据应用的发展需要，对非常高效的无线数据通信系统的需求已变得不断明显。在1997年11月3日提交的名为“高速率分组数据传输的方法和设备”的08/963/386号未决美国专利申请中详细地描述了优化数据传输的示例通信系统，该申请已转让给本发明的受让人，在这里引用作为参考。08/963/386号美国专利申请中所揭示的系统是一种能以多个数据速率之一进行传输的可变速率通信系统。依据发送基站和接收基站之间的链路来选择数据速率。根据从基站到远程站的链路，从与远程站通信的所有基站中选择发送基站。选中的基站在预定的持续时间(叫做时隙)内向远程站进行发送。由于数据速率是已知的且时隙是固定的，所以可计算分组长度(或该时隙内所发送的位数)。

最好的基站总是向最高速率的用户发送导致可变速率通信系统中可能有最高的吞吐率。然而，由于除最高数据速率的用户以外的所有其它用户都得到质量非常差的业务，所以此方案缺乏公平性。既公平又有效的策略通过给较高速率的用户分配较大数目的连续时隙(与较低数据速率的用户相比)来倾向于较高速率的用户，但该策略保证即使对低数据速率的用户也能合理地共享系统吞吐率。如上所述，测量通信系统的质量的一个参数是所有用户所经历的总延迟。需要一种给每个数据速率分配分组长度或时隙从而使吞吐率最大并保持公平度的方法。

发明内容