Способ основанного на соединении планирования с поддержкой дифференцированных услуг в многоинтервальных беспроводных сетях
Изобретение относится к широкополосным сетям беспроводного доступа. Технический результат заключается в увеличении пропускной способности сети связи. Сущность изобретения заключается в том, что запросы посредством ретрансляционных узлов (RN(1,1)…RN(n,Nn1), RNi) ресурсов для отправки потоков восходящей линии связи в базовую станцию (BS) и/или потоков нисходящей линии связи в ретрансляционные узлы (RN(1,1)…RN(n,Nn), RNi) вычисляются посредством запрашивающего узла для всех линий связи вплоть до назначения и отправляются как совокупные запросы для всех соответствующих линий связи. В случае если трафик, для которого требуется доступ к общему каналу, относится к различным классам услуг, каждый совокупный запрос содержит конкатенацию множества отдельных совокупных запросов, каждый из которых касается графика, принадлежащего различному классу услуг. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к широкополосным сетям беспроводного доступа, а более конкретно, оно касается основанного на соединении планирования с поддержкой дифференцированных услуг для иерархических многоинтервальных ретрансляционных сетей. Изобретение может использоваться, например, в сетях на основе стандарта IEEE 802.16x, который является одним из перспективных стандартов, в котором заданы элементы протокола, заслуживающего рассмотрения при проектировании радиоинтерфейсов для систем нового поколения, т.е. систем после 3G (третье поколение) и 4G (четвертое поколение).
В этом отношении, может быть сделана ссылка на следующее:
- IEEE 802.16-2004, стандарт IEEE для локальных вычислительных сетей и общегородских вычислительных сетей - часть 16: Радиоинтерфейс для стационарных систем беспроводного доступа, октябрь 2004 года, и
- Стандарт IEEE 802.16e-2005, Поправка к стандарту IEEE для локальных вычислительных сетей и общегородских вычислительных сетей - часть 16: Радиоинтерфейс для стационарных систем широкополосного беспроводного доступа - физический уровень и уровень управления доступом к среде передачи для комбинированного стационарного и мобильного режима в лицензированных полосах частот, февраль 2006 года.
Уровень техники
Очень высокие скорости передачи данных, предполагаемые в беспроводных системах 4G для достаточно больших областей, не осуществимы при традиционной сотовой архитектуре вследствие двух основных причин. Во-первых, скорости передачи, предполагаемые для систем 4G, на два порядка величины превышают скорости систем 3G, и известно, что для данного уровня мощности передачи, энергия символов (и таким образом, битов) уменьшается линейно с увеличением скорости передачи. Во-вторых, спектр, который должен быть освобожден для систем 4G, почти наверняка будет находиться гораздо выше полосы частот на 2 ГГц, используемой посредством систем 3G. Распространение радиоволн в этих полосах частот значительно сильнее подвержено влиянию условий непрямой видимости, которые являются типичным режимом работы в сегодняшних городских сетях сотовой связи.
Решение этой проблемы "в лоб" состоит в том, чтобы значительно повышать плотность базовых станций, что приводит к намного более высоким затратам развертывания, что было бы выполнимо только в том случае, если бы число абонентов также увеличивалось с той же скоростью. Это кажется маловероятным ввиду уже достаточно широкого распространения сотовых телефонов и других мобильных терминалов в развитых странах. С другой стороны, то же число абонентов будет иметь намного большие потребности в скоростях передачи. Поскольку, по-видимому, абоненты не захотят платить столько же за бит данных, сколько за речевой бит, как следствие, радикальное увеличение числа базовых станций не выглядит экономически приемлемым.
Тем не менее, необходимы фундаментальные усовершенствования для крайне амбициозных требований по пропускной способности и покрытию будущих систем. С этой целью, в дополнение к улучшенным методам передачи и технологиям совмещенных антенн, требуются определенные основополагающие модификации самой беспроводной сетевой архитектуры. Интегрирование поддержки многоинтервальной ретрансляции, посредством которой эффективное распространение/сбор сигналов к/от беспроводных пользователей радиосвязи предоставляется не только для базовой станции, но также и для других элементов сети (ретрансляторов), возможно, является наиболее перспективной модернизацией архитектуры для расширения покрытия традиционных (одноинтервальных) беспроводных сетей за приемлемую стоимость.
Многоинтервальная иерархическая ретрансляционная сеть - это сеть, в которой базовая станция ассоциирована с множеством ретрансляционных узлов (RN), упорядоченных, к примеру, согласно логической древовидной структуре, и подключения последнего интервала (или одноинтервальные подключения) предоставляются пользовательским терминалам (UT) вокруг каждого ретрансляционного узла. Многоинтервальный трафик передается между базовой станцией, которая подключена к стационарной магистральной сети, и ретрансляционными узлами, которые располагаются стратегически. Трафик последнего интервала происходит между ретрансляционным узлом и переменным числом пользовательских терминалов.
Многоинтервальная технология дает возможность увеличения общего покрытия системы за счет недорогих инфраструктур, поскольку ретрансляционные узлы имеют более простую структуру и поэтому дешевле базовых станций. Тем не менее, задача обеспечения требований по качеству услуг (QoS) (пропускная способность, задержка, флуктуации и т.д.) становится более сложной.
Стратегия запроса и выделения ресурсов на уровне управления доступом к среде передачи (MAC), поддерживающая ограниченную сквозную задержку многоинтервального распространения, предложена в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на европейский патент номер 05485475.0, поданной 01.07.2005, озаглавленной "Connection based scheduling method for hierarchical multi-hop wireless networks extended to beyond 3G radio interface". Данная заявка представляет ближайший предшествующий уровень техники, и ее пункт 1 гласит (ссылки в скобках на чертежи опущены):
«Способ для управления доступом к беспроводному каналу TDMA от узлов, развернутых как сеть с линейной или древовидной топологией, для многоинтервальных передач в восходящей линии связи от запрашивающего узла к централизованному узлу и/или в нисходящей линии связи от централизованного узла к конечному узлу, включающий в себя этапы, на которых:
- выдают информацию о топологии сети от централизованного в другие узлы;
- вычисляют количество ресурсов, необходимых в каждой отдельной линии связи между смежными узлами, посредством передающего узла в этой линии связи;
- передают разрешения, также называемые предоставлениями, для монопольного использования TDMA-канала в течение данного времени посредством централизованного узла в каждый узел на многоинтервальном пути восходящей линии связи и/или нисходящей линии связи,
отличающийся тем, что упомянутый запрашивающий узел выдает совокупный запрос на ресурсы, необходимые в каждой линии связи по сквозному пути.»
Согласно этой стратегии запросы ресурсов для отправки потоков восходящей линии связи из ретрансляционных узлов в базовую станцию и/или потоков нисходящей линии связи из базовой станции в ретрансляционные узлы вычисляются посредством каждого запрашивающего узла для сквозного подключения вместо вычисления только для следующей линии связи к назначению. Именно в этом смысл "основанного на соединении планирования". Это возможно в сетях с древовидной топологией и централизованным планированием, в которых запрос ресурсов вычисляется для отдельных линий связи между двумя смежными узлами и конфигурация сети является общеизвестной запрашивающим узлам. На практике, каждый запрашивающий узел выдает совокупный запрос, задаваемый посредством суммирования одного и того же запроса для каждой линии связи, которая отделяет узел от базовой станции (в восходящей линии связи), плюс каждой линии связи, отделяющей базовую станцию от узла назначения (в нисходящей линии связи). Базовая станция, в ответ на все совокупные запросы, предоставляет ресурсы восходящей линии связи и/или нисходящей линии связи для каждой линии связи. Предоставление подразумевается как отдельное разрешение, даваемое узлу для монопольного использования общего ресурса (к примеру, радиоканала TDMA) в течение отрезка времени. Совокупный запрос/предоставление делается возможным, к примеру, в сетях IEEE 802.16 посредством структуры управляющих сообщений централизованного планирования.
Эта стратегия, вместе с порядком передачи в зависимости от топологии (в направлении восходящей линии связи узел, самый дальний от базовой станции, передает первым, а узел, ближайший к базовой станции, передает последним, а в направлении нисходящей линии связи передача осуществляется в обратном порядке), гарантирует то, что пакеты ожидают передачи только в исходных ретрансляционных узлах, а не в перенаправляющих или транзитных ретрансляционных узлах, и что они доставляются адресату в рамках одного кадра после того, как отправлены из исходного узла. Дополнительная задержка в один кадр должна учитываться в среднем для последнего интервала из/в пользовательский терминал. Кроме того, достигается равнодоступность относительно числа интервалов и направления распространения (как показано посредством кривых задержки, показанных на фиг.16 и 17 заявки).
Тем не менее, эта стратегия не принимает во внимание то, что ретрансляционный узел, в общем, обрабатывает соединения, ассоциированные с услугами, имеющими различные требования по QoS, такими как, в самом простом случае, услуги в реальном и не в реальном времени (к примеру, чтобы поддерживать и мультимедийные приложения, и приложения просмотра веб-страниц). Предоставление ресурсов, определенных на основе общего трафика ретрансляционных узлов, может, в конечном счете, приводить к риску нехватки ресурсов для трафика реального времени (или, в общем, трафика с более высокими требованиями по QoS), особенно для узлов, более отдаленных от базовой станции: это, в свою очередь, приводит в результате к ухудшению качества QoS, особенно в случае, если распределение трафика между услугами реального времени/не реального времени (или, в общем, между различными классами услуг) в различных узлах является неравномерным.
Раскрытие изобретения
Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ основанного на соединении планирования, которое может иметь результатом равноправное предоставление ресурсов между различными узлами не только на основе полного трафика, обрабатываемого посредством узла, но также в отношении различных услуг, к которым относится трафик.
Согласно изобретению эта цель достигается в том, что при наличии трафика, принадлежащего различным классам услуг, совокупный запрос, выдаваемый посредством исходного узла, на ресурсы, необходимые в каждой линии связи до узла назначения, содержит конкатенацию множества отдельных совокупных запросов, каждый из которых касается трафика, принадлежащего различному классу услуг.
Способ согласно изобретению также упоминается как «основанное на соединении планирование с поддержкой дифференцированных услуг».
Предоставление ресурсов для узла преимущественно является недифференцированным относительно различных классов услуг, поскольку узел знает распределение своих потребностей трафика и может надлежащим образом совместно использовать ресурсы, которые ему предоставлены.
Также, сообщение, релевантное для предоставления ресурсов, зарезервированных упомянутому исходному узлу, может быть конкатенировано в передающем узле с отдельными запросами.
Изобретение начинается со следующих рассмотрений. При рассмотрении в качестве примера совместимой с IEEE 802.16 сети и при допущении того, что каждому ретрансляционному узлу назначается возможность передачи в рамках каждого кадра (а более конкретно, в рамках субкадра управления планированием) для отправки запроса и сообщений управления предоставлением (сообщений централизованного планирования ячеистой сети - MSH-CSCH), 4 OFDM-символа назначаются ретрансляционному узлу для передачи сообщения MSH-CSCH. Следовательно, при условии наиболее отказоустойчивой модуляции и кодирования для субкадра управления, которое соответствует 24 байтам на OFDM-символ (QPSK 1/2), доступные ресурсы равны 96 байтам. Теперь можно заметить, что в общем случае древовидной сети, длина сообщения MSH-CSCH в байтах при условии отсутствия обновлений линии связи (см. стандарт IEEE) задается посредством следующего уравнения:
(1)
где NumRNs - это число ретрансляционных узлов в рамках многоинтервальной ретрансляционной сети, а Ni child - это число ретрансляционных узлов с расстоянием от базовой станции на один интервал больше, чем расстояние между i-м ретрансляционным узлом и базовой станцией.
Соотношение (1) может быть выведено из структуры сообщения MSH-CSCH, раскрытой в стандарте (см. таблицу 82). Ссылка может также быть сделана на статью авторов "Performance Analysis of IEEE 802.16a in Mesh Operation Mode", by S. Redana and M. Lott, Proceedings of the 13th 1ST SUMMIT, Lyon, France, июнь 2004 года.
Принимая во внимание, что многоинтервальные сети, в общем, должны включать в себя ограниченное количество стратегически размещенных ретрансляционных узлов, так что NumRNs является довольно небольшим числом, длина традиционного сообщения MSH-CSCH намного меньше, чем доступные ресурсы. Ресурсы, которые не используются посредством традиционного сообщения MSH-CSCH для этого ретрансляционного узла, тем самым используются согласно изобретению для конкатенации из нескольких сообщений MSH-CSCH, в частности, различных сообщений с запросом на ресурсы, которые должны быть выделены для обменов данными, принадлежащих различным классам услуг.
Краткое описание чертежей
Дополнительные цели, характеристики и преимущества изобретения должны стать очевидными из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления, предоставленных в качестве неограничивающих примеров и проиллюстрированных на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг.1 - это схематичное представление многоинтервальной сети;
Фиг.2 - это схема, показывающая профиль запроса/предоставления с алгоритмом на основе подключения;
Фиг.3 - это график структуры кадров ячеистой сети согласно стандарту IEEE 802.16;
Фиг.4 - это график, показывающий структуру субкадра управления планирования согласно настоящему изобретению;
Фиг.5 - это график средней задержки в зависимости от полной предлагаемой пропускной способности в многоинтервальной сети при использовании изобретения; и
Фиг.6 - это график средней задержки в зависимости от полной предлагаемой пропускной способности в многоинтервальной сети без использования изобретения.
Осуществление изобретения
Ссылаясь на фиг.1, схематично показана архитектура иерархической многоинтервальной ретрансляционной сети, совместимой со стандартом IEEE 802.16. Сеть содержит множество ретрансляционных узлов RN (x, y), которые, с логической точки зрения, развертываются согласно древовидной топологии, содержащей x=1...n уровней ветвления и y=1...Ni узлов на каждый уровень. Каждый ретрансляционный узел имеет беспроводной доступ к смежным узлам и/или к базовой станции, в зависимости от местоположения вдоль ветвления. Как указано в нижней части чертежа, уровень ветвления x является x-интервалом, расположенным на определенном расстоянии от базовой станции. Определенное число пользовательских терминалов UT размещается вокруг каждого ретрансляционного узла, как показано для ретрансляционного узла RN (2,1), и имеет беспроводной доступ к нему. Все ретрансляционные узлы и базовая станция формируют структуру сети, поддерживающую многоинтервальные линии связи. Ретрансляционный узел и пользовательские терминалы, обслуживаемые посредством данного узла, формируют структуру "точка-множество точек", поддерживающую одноинтервальные линии связи. Многоинтервальные линии связи показаны сплошными линиями, а одноинтервальные линии связи показаны пунктирами на чертеже.
Тем не менее, следует подчеркнуть, что древовидная конфигурация является логической, и что физическая компоновка строго связана с характеристиками области, в которой развернута сеть, и, в общем, должна приводить в результате к предоставлению ограниченного числа стратегически размещенных ретрансляционных узлов.
Мультиплексирование многоинтервального радиоинтерфейса и радиоинтерфейса последнего интервала может быть выполнено согласно различным концепциям. Стандарт не определяет этого решения. Частотная область является возможным подходом. Полная полоса частот делится на две подполосы: первая подполоса частот назначается для многоинтервальной связи, а вторая - для связи последнего интервала, соответственно. Множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA) может быть приспособлен для того, чтобы разбивать доступную полосу частот на две части. Другим подходом является мультиплексирование многоинтервального радиоинтерфейса и радиоинтерфейса последнего интервала во временной области. Суперкадр рассматривается как комбинация двух кадров: один кадр назначается для многоинтервального трафика, а другой кадр - для трафика последнего интервала.
Для поддержки настоящего изобретения, сеть предусматривает централизованное, основанное на соединении планирование. Это означает, с одной стороны, что каждый узел выдает совокупный запрос на сквозное соединение, содержащий запросы ресурсов не только для следующего интервала, но также и для каждой линии связи до назначения, а, с другой стороны, что базовая станция собирает все совокупные запросы и в ответ предоставляет или выделяет ресурсы восходящей линии связи и/или нисходящей линии связи для каждой линии связи, участвующей в соединении.
Фиг.2 показывает профиль запросов/предоставлений, вытекающий из применения вышеупомянутой стратегии к пути от BS до узла RN(n,1). На чертеже, Ri,j и Gi,j, при i, j=1...n, являются запросами и предоставлениями, соответственно, в линии связи j для соединения (восходящая линия связи и/или нисходящая линия связи) между BS и узлом RN(i,1). Из чертежа очевидно, что вследствие централизованного управления, "совокупность" запросов/предоставлений в каждой линии связи увеличивается по мере того, как расстояние от базовой станции уменьшается. Следует принимать во внимание, что чертеж относится только к качественным характеристикам и что, даже если запросы/предоставления показываются посредством прямоугольников одинакового размера независимо от ретрансляционного узла и линии связи, это не подразумевает какого-либо допущения по количеству ресурсов, которые фактически запрашиваются/предоставляются.
Фиг.3 показывает организацию кадров для многоинтервального режима работы в совместимой с IEEE 802.16 сети ("режим работы ячеистой сети" согласно стандарту), рассматривая для простоты и в качестве примера ветвление древовидной структуры с четырьмя ретрансляционными узлами, обозначенными здесь как RN1, RN2, RN3, RN4.
Кадр ячеистой сети состоит из субкадра управления и субкадра данных, которые конфигурируются посредством базовой станции BS. Согласно стандарту существуют два типа субкадров управления:
- Субкадр управления сетью, используемый BS для того, чтобы передавать в широковещательном режиме информацию сети, и новыми терминалами, которые хотят осуществлять вход в сеть.
- Субкадр управления планированием, используемый BS и RN для того, чтобы передавать запросы и предоставления для нового выделения ресурсов в рамках субкадра данных. Только этот второй тип субкадра управления представляет интерес для изобретения и показан на чертеже.
Централизованное планирование используется, и, следовательно, запросы и предоставления передаются посредством базовой станции и ретрансляционных узлов через сообщения MSH-CSCH. Чертеж дополнительно показывает то, что каждому ретрансляционному узлу RN1-RN4 назначается возможность передачи в рамках каждого кадра для отправки сообщения управления запросами и предоставлениями. Тем не менее, это не обязательно. Стандарт не требует того, чтобы ресурсы назначались каждому RN в рамках одного субкадра управления: если возможность передачи для каждого ретрансляционного узла не предполагается в рамках одного субкадра управления, порядок передачи сообщений запросов и предоставлений не изменяется, но она выполняется на основе множества кадров. Тем не менее, поскольку сообщение предоставления не достигает каждого ретрансляционного узла в одном кадре, конфликты при передаче данных могут возникать вследствие необновленной информации о выделении ресурсов в каждом ретрансляционном узле. Должны быть продуманы меры для того, чтобы не допускать конфликтов при передаче данных.
Передача данных осуществляется в рамках субкадра данных согласно последнему сообщению предоставления, отправленному от базовой станции. Аналогично находящейся одновременно на рассмотрении заявке на европейский патент, порядок передачи зависит от направления трафика (нисходящая линия связи/восходящая линия связи) и составляет BS, RN1, RN2, RN3 для трафика нисходящей линии связи и RN4, RN3, RN2, RN1 для трафика восходящей линии связи. Эта стратегия гарантирует, что пакеты ожидают передачи только в исходном ретрансляционном узле, а не в перенаправляющих или транзитных ретрансляционных узлах.
Изобретение нацелено на совершенствование основанного на соединении планирования таким образом, чтобы базовая станция, при предоставлении ресурсов ретрансляционному узлу, могла учитывать то, что трафик, обрабатываемый посредством этого узла, может относиться к различным классам услуг с различными требованиями по QoS. Чтобы достичь этой цели, необходимо, чтобы:
- каждый RN мог классифицировать и назначать различные классы услуг, или эквивалентно приоритеты, для различных потоков трафика (установление приоритетов);
- BS могла различать запросы на обслуживание от каждого RN, связанные с различными классами услуг, и устанавливать приоритет среди запросов, которые она принимает (дифференцированные услуги).
Классификация пакетов является стандартной функцией в совместимых с IEEE 802.16 сетях, рассматриваемых в описанном примерном варианте осуществления, и таким образом, не существует проблемы в предоставлении возможности ретрансляционным узлам выполнять ее.
Чтобы обеспечить поддержку дифференцированных услуг посредством базовой станции, согласно изобретению несколько сообщений с запросом MSH-CSCH конкатенируются во временном интервале кадра управления планированием, назначаемом данному ретрансляционному узлу, при этом каждый запрос касается различного класса услуг.
Это показано на фиг.4, который относится, только в качестве неограничивающего примера, к приблизительной классификации трафика, обрабатываемого посредством ретрансляционного узла RNi, на "трафик с запросами реального времени" (RT-трафик) и "трафик без запросов реального времени" (трафик не в реальном времени, nRT). Это может соответствовать, например, различению трафика, касающегося мультимедийных приложений и приложений просмотра веб-страниц, соответственно. В этом примере, при использовании основанного на соединении планирования с поддержкой дифференцированных услуг согласно изобретению, временной интервал субкадра управления планированием может содержать конкатенацию из сообщения с запросом MSH-CSCH, запрашивающего ресурсы для RT-трафика, и сообщения с запросом MSH-CSCH, запрашивающего ресурсы для nRT-трафика. Запросы для различных видов трафика (упоминаемые ниже как отдельные или частичные запросы) по-прежнему являются совокупными запросами на ресурсы, необходимыми в каждой линии связи по сквозному пути.
В случае если узел должен одновременно перенаправлять как запрос ресурсов (в восходящей линии связи), так и предоставление (в нисходящей линии связи), сообщение предоставления MSH-CSCH также может быть конкатенировано с отдельными сообщениями с запросом, поскольку временной интервал передачи имеет, в общем, достаточный промежуток для того, чтобы обеспечивать это.
После приема конкатенированных отдельных сообщений с запросом, BS обновляет свой набор потребностей в ресурсах для линий связи, включенных в сообщение, и в следующем кадре вычисляет и отправляет сообщение предоставления. Предоставления вычисляются согласно конкретной для BS политики, которая не является частью настоящего изобретения. Например, при рассмотрении примера RT/nRT, BS может назначать больше предоставлений для линий связи, где имеется более высокая нагрузка по RT, относительно других линий связи с более низкой нагрузкой по RT, или может выделять ресурсы сначала для трафика реального времени, а затем выделять оставшиеся ресурсы, если таковые имеются, для трафика не в реальном времени.
Фактическое предоставление в каждой линии связи может быть вычислено, например, способом, раскрытым в вышеупомянутой заявке на патент: базовая станция предоставляет ресурсы для каждой линии связи согласно или профилю предоставлений, равному профилю запросов на данную линию связи, если общее количество запрошенных ресурсов ниже максимальной допустимой пропускной способности сети для TDMA-канала, или профилю, меньшему профиля запросов на данную линию связи, если общее количество запрошенных ресурсов не ниже максимальной допустимой пропускной способности сети, при этом более низкий профиль вычисляется через нормализацию в соответствии с соотношением между упомянутой максимальной допустимой пропускной способностью сети и общим количеством запрошенных ресурсов. Другие стратегии могут приводить к предпочтению BS только трафика реального времени или к предпочтению самых дальних ретрансляционных узлов и т.д.
В любом случае, предоставление, как указано на фиг.4, является недифференцированным или агрегированным, т.е. оно касается всего трафика, обрабатываемого посредством узла. Дифференцирование предоставлений согласно классам услуг не является обязательным, поскольку ретрансляционный узел знает структуру своих запросов и может надлежащим образом выделять ресурсы различным классам услуг без конкретных инструкций от базовой станции.
Конкатенация становится возможной так, как указано во введении подробного описания, потому что стратегии планирования для многоинтервальных сетей приводят к ограниченному числу стратегически размещенных ретрансляционных узлов, с тем чтобы длина сообщения MSH-CSCH была намного меньше длины временного кванта, в который должно быть вставлено сообщение, даже если самая отказоустойчивая модуляция приспособлена для передачи такого сообщения.
Единственной модификацией, запрашиваемой в структуре сообщения MSH-CSCH, заданной в стандарте, может быть добавление флага "реального времени/не реального времени", который должен быть установлен в надлежащее значение, когда флаг запроса/предоставления равен 1 (сообщение с запросом). Тем не менее, данный флаг не требуется, если порядок конкатенации запросов на различные классы услуг задан заранее.
Фиг.5 и 6 являются графиками, полученными посредством моделирования, выполняемого в сети с четырьмя узлами, рассматриваемой на фиг.3. Моделирование проводилось с учетом технических требований радиоинтерфейса "точка-множество точек" согласно IEEE 802.16 для последнего интервала от ретрансляционного узла к пользовательским терминалам. Графики показывают среднюю задержку, выраженную в числе кадров, в зависимости от полного предлагаемого трафика (сумма трафика в\из узла), при условии что агрегированный трафик является практически одинаковым в каждом узле, тогда как различные узлы имеют различные соотношения трафика реального времени к трафику не в реальном времени. В частности, нагрузка в RN1, RN2, RN3 состоит из 20% трафика реального времени и 80% трафика не в реальном времени, а нагрузка в RN4 составляется состоит из 40% трафика реального времени и 60% трафика не в реальном времени. Фиг.5 получается при использовании изобретения, а фиг.6 - без использования изобретения.
Сравнение этих двух графиков делает очевидным то, что, когда BS может различать запросы реального времени и запросы не в реальном времени, она может предоставлять большее количество ресурсов для RN4, чем другим ретрансляционным узлам, чтобы не допустить нехватки ресурсов в RN4 для трафика реального времени. Таким образом, достигается практически полная равнодоступность относительно числа интервалов. Напротив, если поддержка дифференцированных услуг не применяется, всем узлам должны выделяться практически одинаковые ресурсы, и выделение ресурсов не является справедливым относительно числа интервалов: фактически, как показано, трафик реального времени, агрегированный в RN4, штрафуется и достигает точки насыщения для более низких значений предлагаемого трафика по сравнению с другими ретрансляционными узлами.
Таким образом, изобретение дополнительно улучшает усовершенствования, предоставляемые посредством основанного на соединении планирования, в отношении задержки, также добиваясь равнодоступности между различными видами подключений. Аналогично общему принципу основанного на соединении планирования, изобретение может быть непосредственно принято в сетях IEEE 802.16x с очень простой модификацией или даже без модификации структуры сообщений MSH-CSCH, а также в системах после 3G с физическим уровнем на основе кадров.
Очевидно, что вышеупомянутое описание предоставлено в качестве неограничивающего примера и что изменения и модификации возможны без отступления от объема изобретения.
В частности, хотя фиг.4 показывает простой случай двух типов потоков трафика, может быть конкатенировано более двух сообщений с запросом, если выполняется более точная классификация: к примеру, может быть конкатенировано столько сообщений с запросами, сколько существует классов услуг, поддерживаемых посредством сети (например, стандарт IEEE задает четыре класса услуг). В таком случае флаг "в реальном времени/не в реальном времени", если предоставляется, должен стать более общим флагом "класс услуг". Конечно, максимальное число сообщений, которые могут быть конкатенированы, зависит от числа ретрансляционных узлов в сети, поскольку длина OHMSH-CSCH каждого сообщения зависит от этого числа согласно уравнению (1).
Кроме того, хотя изобретение раскрыто с конкретной ссылкой на совместимую с IEEE 802.16 сеть, оно может быть принято в любой универсальной многоинтервальной беспроводной сети со следующими признаками:
- древовидная топология с централизованным планированием;
- физический уровень на основе кадров, при котором MAC может совмещать свои интервалы планирования с кадрированием базового PHY.
1. Способ управления доступом к общему радиоканалу посредством узлов (BS, RN(1, 1)…RN(n, Nn), RNi) в беспроводной многоинтервальной сети связи для многоинтервального трафика из исходного узла в узел назначения, при этом сеть содержит множество периферийных узлов (RN(1, 1)…RN(n, Nn), RNi) и централизованный узел (BS), администрирующий управление доступом, и при этом периферийный узел (RN(1, 1)…RN(n, Nn), RNi), имеющий необходимость осуществлять доступ к каналу, выполнен с возможностью выдавать совокупный запрос в централизованный узел на ресурсы, необходимые в каждой линии связи многоинтервального пути до узла назначения, отличающийся тем, что при наличии трафика, принадлежащего различным классам услуг, упомянутый совокупный запрос, выдаваемый посредством упомянутого периферийного узла (RN(1, 1)…RN(n, Nn), RNi), содержит конкатенацию из множества отдельных совокупных запросов, каждый из которых касается трафика, принадлежащего различному классу услуг.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые отдельные запросы содержат, по меньшей мере, отдельный совокупный запрос на трафик реального времени и отдельный совокупный запрос на трафик не в реальном времени.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутые совокупные запросы содержат отдельный совокупный запрос для каждого класса услуг, поддерживаемого посредством сети.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что централизованный узел (BS) в ответ на упомянутое множество конкатенированных запросов от периферийного узла (RN(1, 1)…RN(n, Nn), RNi) выполнен с возможностью формировать одно недифференцированное сообщение предоставления для всех классов услуг, затрагиваемых посредством отдельных запросов.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в периферийном узле (RN(1, 1)…RN(n, Nn), RNi), имеющем необходимость передавать сообщение предоставления помимо запроса, упомянутое сообщение предоставления конкатенируется с упомянутым множеством отдельных запросов.
6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что упомянутая сеть представляет собой сеть со следующими признаками:
древовидная топология с централизованным планированием;
физический уровень на основе кадров, при этом уровень управления доступом к среде передачи может совмещать свои интервалы планирования с кадрированием базового физического уровня.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что упомянутая сеть представляет собой сеть, совместимую с набором стандартов IEEE 802.16х.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутые отдельные запросы отправляются как сообщения централизованного планирования в ячеистой сети, включающие в себя дополнительный флаг для различения классов услуг, на которые ссылаются отдельные запросы.
9. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутые отдельные совокупные запросы отправляются как сообщения централизованного планирования в ячеистой сети, причем отдельные запросы, релевантные для различных классов услуг, конкатенированы в заранее определенном и фиксированном порядке.
