CN1230995C

CN1230995C - 一种用于多天线无线蜂窝网络的传输调度器

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Publication number: CN1230995C
Application number: CN01818704.8A
Authority: CN
Inventors: M·艾里; B·阿尔－达巴; J·塔拉多; P·米斯拉; J·范; P·K·塞巴斯蒂安; A·J·保罗拉
Original assignee: ISOPAN WIRELESS Inc
Current assignee: ISOPAN WIRELESS Inc
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: WO2002023760A1; DE60126121T2; US6400699B1; ATE352132T1; EP1334571A4; EP1334571B1; AU2001295045A1; CN1475053A; EP1334571A1; DE60126121D1

Abstract

一种无线通信系统(图3)，它使用一个调度器(330)，并考虑QoS和分集合并。

Description

一种用于多天线无线蜂窝网络的传输调度器

技术领域

本发明总体上涉及无线通信。更具体地说，本发明涉及对在具有多个天线的基站控制装置和用户单元之间无线传输的数据进行调度。

背景技术

无线通信系统一般包含携带调制的载波信号的信息，这些信号是从一个发射源(如基站收发信台)向一个地区或范围内的一个或多个用户(如用户单元)进行无线传输的。

空间多路复用

空间多路复用是这样一种传输技术，它在基站收发信台和用户单元处都采用多个天线，以便在没有额外功率或带宽消耗的条件下增加无线的无线电链路中的比特率。在某些条件下，空间多路复用使频谱效率随天线的数目而线性增加。子流占用多址接入协议的相同信道，在时分多址协议中的相同时隙，在频分多址协议中的相同频隙，在码分多址协议中的相同代码序列，或在空分多址协议中的相同空间目标位置。这些子流被分别加到发射天线上，并通过无线电信道进行传输。由于环境中存在各种的散射物体，所以每个信号都要经受多径传播。

从该传输得到的复合信号最终以随机的相位和振幅被一个接收天线的阵列所捕捉。在用户阵列上，对每个接收到的信号的空间特征进行估计。根据该空间特征，应用信号处理技术来分离该信号，以恢复该原始的子流。

图1显示了三个发射天线阵列110，120，130。发射天线阵列110，120，130发射数据符号到用户天线阵列140。每个发射天线阵列包含在空间上分开的天线。连接到用户天线阵列140的用户分离接收到的信号。

图2显示了通过多种不同(多个)的传输路径从发射机210行进到用户220的调制的载波信号。

多径可以包含主信号加上复制品或回波镜像的合成物，其中该复制品或回波镜像是由于信号在发射机和用户之间受到物体反射引起的。用户可接收由发射机发出的该主信号，但也要接收被信号路径中的物体反射回来的次信号。反射的信号晚于该主信号到达用户。由于这种不对准，该多径信号可引起该接收信号的符号间干扰或失真。

真正接收到的信号可以包含主信号和多个反射信号的组合。因为原始信号行进的距离短于反射信号，所以这些信号的接收时间不同。第一个接收和最后一个接收的信号之间的时间差被称作延迟张开，其大小可以是几个微秒。

调制的载波信号行进的多个路径典型地造成该调制的载波信号的衰落。在多个路径减法地组合时，衰落使该调制载波信号的振幅衰减。

通信分集

天线分集是一种在基于多个天线的通信系统中使用的技术，用于降低多径衰落的影响。天线分集可以通过向发射机和/或用户提供两个或更多天线而获得。这多个天线意味着：多个信道以一种统计上不相关的方式遭受衰落。因此，当一个信道由于多径干扰的破坏性影响而衰落时，另一个信道未必会同时遭受衰落。由于这些独立信道提供的冗余性，用户通常可以减少衰落带来的不良影响。

无线系统通常需要对在基站收发信台和用户单元之间传输的信息进行调度。可用的传输频率的带宽是有限的。因此，在多个收发信台和用户单元之间的传输通常需要时间、频率或其它类型的多路复用。基站收发信台和用户单元的数量越多，调度就越复杂。另外，上述空间多路复用和通信分集也增加了调度的复杂程度。

在每个单独基站收发信台天线和与该基站收发信台进行通信的用户单元之间存在一条单独的传输链路。前述空间多路复用和通信分集要求：多个天线的每一个都具有到单个用户单元的传输链路。最佳情况是，基站收发信台可以根据在每个基站收发信台天线和用户单元之间的传输链路质量来对数据传输进行调度。也就是说，能在该单独基站收发信台天线和用户单元之间传输的信息量是基于该传输链路的质量的。理想的情况是，对在基站收发信台和用户单元之间信息传输的调度依赖于该单个传输链路的质量。

希望具有一种设备和方法，来调度在基站收发信台天线和用户单元之间的数据块传输。希望该调度适应于在该基站收发信台天线和用户单元的每一个之间的传输链路质量。还希望该设备和方法考虑空间多路复用和通信分集。

发明内容

本发明包含一种设备和方法，用于调度数据块在基站收发信台的至少一个天线和多个用户单元之间的无线传输。该调度可以基于在基站天线和用户单元之间的传输链路质量，用户单元请求的数据量，和/或用户单元请求的数据类型。该调度通常包含将频率块和时隙指配到每个用户单元，以便接收或发送数据块。

本发明的第一实施例包含一种方法，用于在基站收发信台和多个用户之间传输数据流。该方法包含从一个网络接收协议数据单元，从该协议数据单元创建子协议数据单元，并且每时间帧一次地、产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表(schedule)，在这些时隙和预定频率块中，多个用户单元的每一个都从多个基站收发信台天线接收每个子协议数据单元。

本发明的第二实施例与第一实施例相似。该第二实施例进一步包含将该计划表发送到每个用户，且多个基站收发信台天线根据该计划表来发送子协议数据单元。

第三实施例与第二实施例相似。第三实施例包含为每个用户选择至少一个传输模式。传输模式表示在子协议数据单元的发送期间使用的调制和/或编码类型。传输模式的选择可以依赖于在基站收发信台和用户之间的传输链路质量，和/或用户请求的服务质量。

第四实施例相似于第一实施例，对于第三实施例，产生一个指定时隙和预定频率块的计划表包含从用户接收业务流请求。该业务流请求表示用户对数据的要求。产生一个计划表还可以包含从该用户接收一个信息大小的请求，和/或接收一个用于每个业务流请求的块权重，其中该块权重依赖于每个业务流请求的优先级。该块权重确定有多少连续时隙和频率块被发送给每一个用户。

下面结合附图、借助于实例说明本发明的原理的具体描述，将使本发明的其它方面和优点更为清楚。

附图说明

图1显示了一种现有技术的无线系统，它包含在空间上分开的发射机。

图2显示了一种现有技术的无线系统，它包含从系统发射机到系统用户的多个路径。

图3显示了本发明的一种实施例。

图4A显示了本发明实施例中的步骤流程图。

图4B显示了本发明另一实施例中包括的另一步骤流程图。

图5A显示了一组业务流请求，表示用户单元对数据的要求。

图5B显示了一组估计的业务流缓冲器尺寸，表示用户单元对上行链路数据的要求。

图6显示了OFDM子载波信号的频谱。

图7A显示了一种帧结构，它描述由传输时间和传输频率限定的传输数据块。

图7B显示了一种帧结构，它包含在一个频带上传输的上行链路映射(map)，和在另一个频带上传输的下行链路映射。

图7C显示了一种帧结构，它包含在第一时间传输的上行链路映射，和在第二时间传输的下行链路映射。

图8显示了一种业务流表的示例。

图9显示了根据本发明的调度器的实施例中的步骤流程图。

图10描述了根据本发明的块传输的多个模式。

图11显示了一种帧结构，它包含一种代码，用于从具有不同代码的其它帧的块中区分出该帧的块，从而提供码分多址接入(CDMA)。

图12显示了一种映射消息的结构，它被每帧发送一次。

具体实施方式

如用于解释的附图所示，本发明被实施为一种设备和一种方法，用于调度数据块在基站收发信台的至少一个天线和多个用户单元之间的无线传输。该调度可以基于在基站天线和用户单元之间的传输链路的质量，该用户单元请求的数据量，和/或该用户单元请求的数据类型。该调度通常包含将频率块和时隙指配到每个用户单元，以便接收或发送数据块。

如前所述，本发明包含在至少一个基站收发信台和用户单元之间的无线通信。该通信是双路的。也就是说，信息从基站收发信台向用户单元进行传输(下行链路传输)，以及信息还可从用户单元向基站收发信台进行传输(上行链路传输)。

该传输可以是时分双工(TDD)的。也就是说，下行链路传输可以与上行链路传输占用相同的信道(相同传输频率)，但发生时间不同。作为替换，该传输可以是频分双工(FDD)的。即，下行链路传输可在与上行链路传输不同的频率上。FDD允许下行链路传输和上行链路传输同时发生。下面本发明的讨论一般地包含FDD。然而可以理解：TDD实现也是可行的。

如前所述，多个用户单元与至少一个基站收发信台天线进行通信。像这样的多点无线通信系统可包含时分多路复用(TDM)，频分多路复用(FDM)，码分多路复用(CDM)，空分多路复用(SDM)，或它们的任何组合，用于与多个单元进行通信。本发明下面的讨论包含TDM-FDM组合。然而可以理解：也可以执行上述多路复用方案的其它组合。

图3显示了本发明的一个实施例。该实施例包含一个接收标准协议数据单元(PDU)的基站收发信台。PDU被分为更小的子协议数据单元，它们被存入存储器中。产生一个计划表，用于指定其中子协议数据单元被发送到每个用户单元的时隙和频率块，以及其中其它子协议数据单元被从用户单元发送到基站收发信台的时隙和频率块。

媒体访问控制(MAC)适配单元310接收来自标准计算机网络的协议数据单元。该协议数据单元可以是以太网或ATM帧，或互联网协议(IP)或帧中继分组。MAC适配单元310将协议数据单元分为更小的子协议数据单元，它们更适合于在无线通信系统中的传输。更小的子协议数据单元有助于通过重新传输的更有效的差错恢复。无线信道趋于经常变化。子协议数据单元尺寸越小，数据单元在传输期间就更可能经历一个稳定的信道。

用于将大的数据组分开或打破为小数据组所需的数字电路或软件，在数字电路和软件设计领域是公知的。

子协议数据单元被存入子协议数据缓冲器320。子协议数据缓冲器320向调度器330提供对子协议数据的方便访问。

调度器330产生一个有关以下内容的映射或计划表：何时发送子协议数据单元；由哪个用户单元接收哪些子协议数据单元；以及何时、在哪个频带上，用户单元可以将子协议数据单元发回基站收发信台。该映射被发送到用户单元，以便使每个用户单元知道何时接收并发送子协议单元。每个时间单元发送一次映射。该时间单元通常称为帧。帧的持续时间是可以变化的。

调度器330接收关于基站收发信台和用户单元之间的传输链路的质量的信息。该链路的质量可被用于确定：数据的传输是否应包含空间多路复用或通信分集。此外，调度器330接收来自用户单元的数据请求。该数据请求包含关于待发送数据的大小和数据类型的信息。调度器使用链路质量信息，数据大小和数据类型(包含优先级和必须的服务质量(QoS))来产生该计划表。下面将对调度器的实施进行详细讨论。

图3中包含空间多路复用/分集/两者都不的块335。包含该空间多路复用/分集/两者都不的块335以显示：根据基站收发信台和用户单元之间的传输链路参数的质量，决定是否包含空间多路复用或分集。决定处理可以位于调度器330中，或甚至位于用户单元中。

基于基站收发信台和用户单元之间的传输质量的调度决定可以在基站收发信台或用户单元其中之一上完成。可以对下行链路传输和上行链路传输作出调度决定。所必需的是：基站收发信台和用户单元都了解基于传输链路质量作出的调度、空间多路复用和分集决定。

调度器330访问子协议数据缓冲器320中的子协议数据单元。每个数据请求可在子协议数据缓冲器320中有一个专用的缓冲器。预定数目的子协议数据单元被调度器330取回，并在成帧单元340的一帧中被排序。该调度的映射被包含在每一帧中，以用于向每个用户单元指示：用户单元请求的数据块将在何时(即，哪个时隙)和在什么频率上被发送，以及数据块可在何时和在什么频率上被从该用户单元发送。如后面所述，该帧包含预定数目的子协议数据单元。后面将对成帧单元340的实施进行描述。

成帧的子协议数据单元由编码、分集处理、多载波调制单元350，360，370接收。下面描述在单元350，360，370中的编码。单元350，360，370可包含子协议单元的分集处理。分集通信和处理在通信领域中是公知的。

多载波调制单元350，360，370的每一个产生多个多载波调制信号。每个多载波调制器350，360，370接收一个经过处理的(编码和/或分集处理的)子协议数据单元流，并根据该对应的处理的子协议数据单元流产生一个多载波调制信号。该多载波调制信号被进行上变频和放大，如通信系统领域所公知的。

第一多载波调制器350的输出被连接到第一发射天线375。第二多载波调制器360的输出被连接到第二发射天线385。第三多载波调制器370的输出被连接到第三发射天线395。该第一发射天线375，第二发射天线385，和第三发射天线395可位于单个基站的天线阵列中。作为替换，第一发射天线375，第二发射天线385，和第三发射天线395可以各自位于分开的基站处。第一发射天线375，第二发射天线385，和第三发射天线395可具有不同的极化状态，且物理地共同位于单个基站处，或者各自位于分开的基站处。与该发送链有关的电路可以分别随天线375，385，395定位。

图3的实施例包含三个发射天线。应该知道：本发明可包含两个或更多的发射天线。附加的天线可以由附加的多载波调制器驱动，这些调制器的每一个都包含分开对应的经处理的子协议数据单元流。

图3的实施例还可包含用户单元397，399。用户单元397，399可包含多个空间上分开的用户天线。

多个发射天线和多个用户天线允许无线通信系统包含空间多路复用和通信分集。如前所述，空间多路复用和通信分集可以改善通信系统的容量，并降低衰落和多径的影响，从而引起容量的增加。

调度器330可以支持空间多路复用所需的处理。也就是说，调度器可以指引子协议数据单元从多个基站收发信台天线(单个基站或多个基站)的发送，以使得到特定用户单元的发送包含空间多路复用。对于空间多路复用，有更多的子协议数据单元被调度用于传输。被调度用于传输的子协议数据单元的数目依赖于空间多路复用级。

射频(RF)信号在发射机天线和用户天线之间被耦合。RF信号被包含发射符号的数据流进行调制。从发射机天线发射的信号可从不同的数据流(空间多路复用)或从一个数据流(通信分集)或从两者形成。

下行链路传输

图4A显示了本发明一个实施例中包含的步骤流程图。第一步骤410包含接收PDU。第二步骤420包含从该PDU创建子协议数据单元。第三步骤430包含将该子协议数据单元存入子协议数据单元缓冲器。第四步骤440包含将时隙和频率块调度给每个用户单元。第五步骤450包含将该调度发送到用户单元。第六步骤460包含发送子协议数据单元到用户。应该知道：图4A的流程图中的步骤不必是相继的。

上行链路传输

图4B显示了本发明另一个实施例中的另一个步骤流程图。这个实施例包含上行链路传输过程。

第一步骤415包含使用户单元上电。

第二步骤425包含使用户单元与从基站收发信台发送的帧同步。基站收发信台发射帧中的信息，该信息使用户单元相位锁定到基站收发信台或与基站收发信台同步。通常，蜂窝系统的所有基站收发信台都被同步于一公共的基准时钟信号。

第三步骤435包含在基站收发信台中对发送的映射进行解码。发送的映射允许对测距块(ranging block)和争用块(contention block)进行标识，这些块可被用户用于向基站收发信台发送信息。

第四步骤445包含用户单元发送测距信息。发送测距信息以便估计在用户单元和基站收发信台之间的传播延迟。该估计的延迟被用于确保时该用户单元的发射定时进行调整以补偿传播延迟。

第五步骤455包含解码一个映射，该映射是随后由基站收发信台发送的，用于确定测距的偏移。测距的偏移可在用户单元的进一步发送中使用。

第六步骤465包含在将来用户单元的发送中引入测距偏移。

第七步骤475包含与其它用户单元争用数据请求。

第八步骤485包含接收一个带有块分配的映射，其中数据请求(上行链路)可以被用户单元发送到基站收发信台。

业务流

业务流请求代表用于在基站收发信台和用户单元之间的数据(上行流和下行流)的双向要求，带有一组相关的服务质量参数。通常，有两种业务流请求，恒定比特率(CBR)和非限制的比特率(UBR)。

CBR业务流请求包含用于调度用户来周期性地接收或发送子协议数据单元的调度器。该周期可以是每帧预定的次数。一旦作出业务流请求，则上行链路和下行链路带宽分配是周期性的.信息被传输到和来自该用户单元，而用户单元不必发送信息大小请求。上行链路分配是周期性调度的，不需由用户单元进行请求。

UBR业务流请求包含调度器根据用户单元请求的信息大小来完成上行链路和下行链路的调度。下行链路映射分配是根据相关业务流缓冲器中的数据量而作出的。上行链路映射分配是根据用户单元发出的信息大小请求而作出的。每个信息大小请求更新对相关业务流缓冲器中的数据量的调度器估计。

下行链路业务流请求

图5A显示了一组业务流缓冲器510，520，530，540，它们包含用于用户单元的子协议数据单元。该调度器使用业务流缓冲器510，520，530，540来产生子协议数据传输计划表。该业务流缓冲器可以包含不同大小的数据。该调度器寻址业务流缓冲器，并形成该计划表。

业务流缓冲器510，520，530，540包含用于用户单元的数据。缓冲器510，520，530，540包含通常响应于用户单元发送的请求而从网络接收到的数据。缓冲器510，520，530，540可由基站收发信台中的一个处理器访问。

业务流缓冲器510，520，530，540可以包含不同类型和数量的数据。如后面所述，这些因素影响调度器如何映射由用户单元要求的数据。

在调度器的映射产生期间，调度器访问业务流缓冲器510，520，530，540。

如图5A中箭头550所示，调度器的一种实施例包含顺序地寻址每个业务流，并形成该计划表的映射。如后面所述，专用于每个业务流请求的数据块依赖于块权重。块权重通常依赖于对数据的特定要求的优先级。

上行链路业务流请求

图5B显示了一组估计的业务流缓冲器尺寸515，525，535，545，该估计是基于业务流(CBR，UBR)，它们指示用户单元对上行链路数据的要求。调度器使用估计的业务流缓冲器尺寸515，525，535，545来产生子协议数据上行链路传输计划表。该调度器寻址形成该计划表的估计的业务流缓冲器尺寸。

估计的业务流缓冲器尺寸515，525，535，545是估计的用户单元对数据的要求。估计的业务流缓冲器尺寸515，525，535，545通常由基站收发信台无线地从用户单元接收。估计的业务流缓冲器尺寸515，525，535，545可在存储器缓冲器中进行排队，而这些存储器缓冲器可由基站收发信台中的一个处理器访问。

如图5B箭头555所示，调度器的一个实施例包含顺序地寻址每个估计的业务流缓冲器尺寸，并形成该计划表的映射。如后面所述，专用于每个估计的业务缓冲器尺寸的数据块依赖于块权重。块权重通常依赖于数据的特定要求的优先级。

正变频分多路复用(OFDM)调制

频分多路复用系统包括将该可用的频率带宽分为多个数据载体。OFDM系统包含多个载体(或音调(tone))，它们将发射的数据分到整个可用频谱上。在OFDM系统中，每个音调被认为与相邻音调正交(互不依赖或互不相关)。OFDM系统使用数据的脉冲串，每个脉冲串的持续期间远大于延迟张开，以便最小化由延迟张开造成的ISI效应。数据在脉冲串中被发送，并且每个脉冲串包含一个周期性的前缀，后随数据符号；和/或包含数据符号，后随周期性后缀。

图6显示了一个OFDM子载波信号610，620，63O，640，650，660的频谱。每个子载波610，620，630，640，650，660被通过单独的符号或符号组合进行调制。

由1024个单独载体(或音调)组成占用6MHz的示例OFDM信号，每个载体携带每脉冲串单个的QAM符号。使用一个周期性前缀或周期性后缀来吸收由多径信号造成的来自之前脉冲串的瞬变现象。此外，周期性前缀或周期性后缀使发射OFDM波形看上去是周期性的。通常，到周期性前缀结束时，由组合的多径信号产生的结果波形不是来自之前脉冲串的任何抽样的函数。因此，没有ISI出现。周期性前缀必须大于多径信号的延迟张开。

帧结构

图7A显示了一个帧结构，该结构描述了由传输时隙和传输频率块限定的传输数据块。该调度器对请求进行映射，以将数据发送或接收到这样一种帧结构中。例如，数据块B1，B2，B3可以在第一时隙期间、但在不同频率范围或块上被发送。数据块B4，B5，B6在第二时隙期间、但在互不相同的频率范围或块上被发送。不同频率范围可被定义为上述OFDM符号的不同分组或集合。如图7A所描述的，在一帧中，整个传输频率范围包含三个频率块。

数据块B1，B6，B7，B12，B13，B18，B19，B24，B25，B30在公共的频率范围内、但在不同时隙中发送。如图7A中所描述的，一个单独的帧中包含十个时隙。每帧中的时隙数目不一定是固定的。

数据块的编号是以选择的顺序进行描述的，以方便实施。

数据块通常占用预定量的频谱和预定量的时间。然而，由于可能的调制类型中的变化，所以在一个块中发送的比特数目也是可变的。也就是说，数据块典型地包含预定数目的OFDM符号。OFDM符号中的比特数目是根据传输所用的调制类型的。也就是说，4 QAM符号包含的比特少于16 QAM符号。包含在子协议数据单元中的比特数目通常被设定为预定数目。此外，根据传输链路的质量，可对要发送的比特进行编码，从而增加附加的比特。因此，包含在数据块中的子协议数据单元的数目是可变的。在讨论传输模式时，将对包含在数据块中的子协议数据单元的数目的可变性进行进一步的描述。

图7B显示了两种映射710，720。第一映射710可被指定为上行链路映射，第二映射720可被指定为下行链路映射。如图7B所示，上行链路映射710占用不同于下行链路映射720的频带。如之前所述，映射包含有限数目的频率块和时隙。图7B的映射710，720与FDD传输相一致。

图7C也显示了两种映射730，740。第一映射730可被指定为上行链路映射，而第二映射740可被指定为下行链路映射。如图7C所示，上行链路映射730占用不同于下行链路映射740的持续时间。如之前所述，映射包含有限数目的频率块和时隙。图7C的映射730，740与TDD传输相一致。

业务流请求表

图8显示了业务流表的一个例子。业务流表描述了关于每个业务流请求的信息，它在产生数据块传输计划表中是有用的。业务流表中包含的信息包括业务流请求标识号(SF₁，SF₂，SF₃，SF_N)，业务流队列大小(SFQ₁，SFQ₂，SFQ₃，SFQ_N)，模式指配(M₁，M₂，M₃，M_N)，块权重(BW₁，BW₂，BW₃，BW_N)，和系统模式(SM，分集)。

业务流请求标识号对每个单独的业务流请求进行标识。

业务流队列大小提供了关于由业务流请求所请求的信息大小或数量的信息。

模式指配提供了关于在提供该业务流请求的数据块时使用的调制和编码类型的信息。模式指配通常由基站收发信台和用户单元之间的传输链路质量确定。传输链路的质量可以由多种不同的方式确定。

用户单元和基站收发信台之间的链路传输质量可以由多种不同的方式确定。可以监测一种循环冗余校验(CRC)故障率。链路质量越高，CRC故障率越低。监测符号流的CRC故障率在通信领域是公知的。

也可以使用对信号噪声干扰比(SINR)的监测来确定传输链路的质量。在通信领域中有多种不同的技术被公知用于确定SINR。

根据基站收发信台和用户单元之间的链路质量，向用户单元指配传输模式。如前面所述，传输模式确定在基站收发信台和用户单元之间传输数据使用的编码和调制。传输链路质量越好，就可以传输越多的信息量。例如，链路质量越好，可允许的调制阶就越高。也就是说，16QAM通常需要比4QAM更好的传输链路。

质量不佳的链路可以要求对发送的数据进行编码，以便使发送数据的差错率最小化。通常，对发送信息的编码降低了数据被发送的比率，因为该编码增加了附加的编码数据。使用的编码类型的例子包括卷积编码和里德·所罗门(Reed Solomen)编码。这些编码的一般类型在通信领域中是公知的。

模式指配也可确定其它传输特性。例如，模式指配也可用于指定传输频率带宽或传输功率。

块权重确定上述块的最小数目，这些块在同一时间被分配给业务流请求。块权重通常是根据被请求的数据的优先级确定的。也就是说，业务流请求的某些类型用于更高优先级的信息。通过分配更大的块权重，业务流请求将更快地被满足。

对于具有块权重为2的业务流请求，例如，该计划表的映射将两个连续的块分配到该业务请求。较大的块权重会使更多数量的块被分配给一个业务请求。

系统模式确定：该数据传输包含的是空间多路复用还是分集，或两者都不包含。再一次地：在基站收发信台和用户单元之间的传输链路质量通常确定该传输应当包含空间多路复用还是分集。

图9显示了根据本发明的调度器实施例中包含的步骤流程图。如前面所述，该调度器指配时隙和频率块，在这些时隙和频率块中，子协议数据单元可以被特定的用户单元接收。时间的每个帧单元产生一次计划表。一帧中包含预定数目的数据块。通常，该调度器包含一种加权的循环指配方法。

通常，该调度器以软件实施，它运行在基站收发信台的控制器上。该控制器通常电连接到MAC适配单元、该子协议数据缓冲器和成帧单元上。

第一步骤910包含寻址一个业务流请求。

第二步骤920包含当前业务流请求是否包含待发送的数据。如果数据要被发送，则调度器根据模式，块权重和系统模式，将当前业务流请求指配到一个或多个数据块。

第三步骤930包含更新该业务流队列。也就是说，子协议数据单元已被指配到数据块，然后业务流队列应被更新，以便反映该指配。

第四步骤940包含递增块计数。如上所述，计划表的映射每帧只出现一次。每帧通常包含预定数目的频率块和时隙。当创建一个计划表的映射时，块计数开始。当寻址业务流请求时，块计数递增。注意：块权重将作为块计数的一个因子。

第五步骤950包含检查该块计数是否等于预定数目N。如果块计数达到预定数目，则在当前帧中的所有块都已被指配。如果块计数小于预定数目N，则可对该帧中的更多块指配子协议数据单元。

一旦一帧中的所有块都已被指配，就执行第六步骤。然后可以发送该帧的映射计划表。

传输模式

图10描述了根据本发明的块传输的几种模式。该模式选择通常基于基站收发信台和用户单元之间的传输链路质量。该模式选择可以确定调制类型(例如，4QAM，16QAM或64QAM)，编码类型(卷积或里德·所罗门)，或该传输包含的是空间多路复用还是分集。

如前面所述，可以使用多个传输链路参数来建立与业务流请求的子协议数据单元的传输有关的模式。图10描述了传输数据块(由频率块和时隙限定)和根据本发明实施例的子协议数据单元之间的关系。

图10显示了一个单独的时隙，它被分为三个数据块，用于六种不同的模式。第一模式1010包含一个子协议数据单元，占用两个数据块。第二模式1020包含一个子协议数据单元，占用单个数据块。第三模式1030包含三个子协议数据单元，占用两个数据块。第四模式1040包含两个子协议数据单元，占用一个数据块。第五模式1050包含五个子协议数据单元，占用两个数据块。第六模式1060包含三个子协议数据单元，占用单个数据块。

如前面所述，模式指配确定在每个数据块中传输的信息量。通常，在基站收发信台和用户单元之间的传输链路质量越好，模式指配越高，在每个数据块中传输的信息量越大。

应该知道，在基站收发信台和用户单元之间的传输链路的模式指配可以逐个用户单元地变化。还应该知道，在基站收发信台和用户单元之间的传输链路的模式指配可以逐个时间帧地改变。

应该知道，分配给每个时隙的频率块的数目是可变的。调度器的一个实施例包含该调度器考虑对上行链路或下行链路传输上的频率带宽的限制。频率带宽分配可以通过改变时隙中的频率块数目来调整。分配给一个用户的频率带宽可由于信噪比问题、或由于联邦通信委员会(FCC)的规定而被限制。该调度器可在通过调度来分配频率带宽时计及这些限制。

本发明的描述限于FDMA和TDMA。然而应该知道的是，本发明的原理和概念可被延伸到包含CDMA。图11显示了一个帧结构，它包含一个代码，用于将该帧的块从具有不同代码的其它帧的块中区分出来，从而提供码分多址接入(CDMA)。

图11显示了一个包含块B1，C到BN，C的帧1110。附到每个块的C表示：每个块都是根据该块所属的帧来进行编码的。其它帧可以包含具有相同频率范围和时隙的块。这些块的多址接入可以由对不同帧的块进行不同编码来完成。CDMA可用于下行链路和上行链路块传输。

睡眠和寻呼模式

用户单元可被配置为包含睡眠模式或寻呼模式。在睡眠模式中，用户单元不被调度为接收或发送数据单元，便断电以节省能量。也就是说，如果帧的映射计划表不包含在任何基站收发信台和用户单元之间的传输，则用户单元对于该特定帧断电。因此，用户单元需要更少的功率。寻呼模式将断电周期延长到多个帧。在寻呼模式中，用户单元只在接收到数据传输的请求时加电。该请求可以在特定的时间点被接收，例如在用户从基站收发信台接收同步信号的时候。

数据块报头

如前面所述，当开始一帧的传输时，将每帧的计划表的映射发送到所有用户单元。另外，业务流标识和用于每个频率块和时隙的模式选择通常在映射中发送。

图12显示了一种每帧发送一次的映射消息的结构。该映射消息包含报头1205，信息单元(IE)1210，1220，1230，1240。报头包含相关帧的数目。IE 1210，1220，1230，1240包含业务流标识，模式号，与该业务流标识相关的块数，以及表示该业务流是上行链路还是下行链路的信息。

尽管已经对本发明的特定实施例进行了描述和解释，但本发明不限于所描述和解释的特定形式或部件安排。本发明只由附带的权利要求所限制。

Claims

1.一种在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，基站包含多个基站收发信台天线，该方法包含：

从一个网络接收协议数据单元；

从该协议数据单元创建子协议数据单元；

根据每个基站收发信台天线和该用户单元之间的传输链路质量，选择一个包含空间多路复用和传输分集中至少一个的传输方案；

每个时间帧一次地、根据所选的传输方案产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表，在这些时隙和预定频率块中，该用户要从该多个基站收发信台天线接收每一个子协议数据单元；以及。

通过一个或者多个用户单元接收天线将该计划表发送到该用户单元；

其中该多个基站收发信台天线根据该计划表来发送该子协议数据单元。

2.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，还包含：

将该子协议数据单元存入子协议缓冲器；和

根据该计划表，从该子协议缓冲器访问该子协议数据单元。

3.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表包含：

通过确定该基站收发信台和用户之间的传输链路质量，来为该用户选择至少一个传输模式。

4.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表包含：

为该用户选择至少一个传输模式，该传输模式是由用户要求的服务质量确定的。

5.如权利要求3的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中选择一个传输模式包含：

确定在该子协议单元中的数据如何被编码。

6.如权利要求3的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中选择一个传输模式包含：

确定用于发送该子协议数据单元的调制类型。

7.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表包含：

接收由该用户请求的信息大小。

8.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，还包含多个用户，并且其中产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表包含：

从每个用户接收一个块权重，其中该块权重依赖于来自用户的业务流请求的优先级。

9.如权利要求8的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中块权重确定有多少连续时隙和频率块被发送到每个用户。

10.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，还包含多个用户，其中产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表包含：

从该多个用户接收业务流请求，该业务流请求表示该多个用户对数据的要求。

11.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，还包含多个用户，并且其中产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表包含：

根据加权循环选择方案，与用户进行时隙和频率块的映射，其中加权基于以下的至少一项：

传输模式，信息大小，块权重和业务流请求。

12.如权利要求3的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中确定基站收发信台和用户之间的传输链路质量包含：

对该基站收发信台和用户之间的传输信道进行训练。

13.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中根据所选的传输方案来产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表，在这些时隙和预定频率块中，该用户从该多个基站收发信台天线接收每一个子协议数据单元，包含：

对子协议数据单元的传输进行调度，以使至少一个基站收发信台天线在相同时隙和频率块期间发送一个不同于另一个基站收发信台天线的子协议数据单元。

14.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中根据所选的传输方案来产生一个指定时隙和预定的频率块的计划表，在这些时隙和预定频率块中，该用户从该多个基站收发信台天线接收每一个子协议数据单元，包含：

对子协议数据单元的传输进行调度，以使至少一个基站收发信台天线在相同时隙和频率块期间发送一个与另一个基站收发信台天线相同的子协议数据单元。

15.如权利要求3的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中在一个频率块之中传输的子协议数据单元的数目由传输模式确定。

16.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中该时隙的持续时间由帧持续时间和该帧持续时间中的时隙数目确定。

17.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中当该用户单元对于一个给定的帧不被调度去接收或发送子协议数据单元时，使该用户单元对于那个帧断电。

18.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中该频率块的频率带宽由可用传输频率带宽和同时发送的频率块总数确定。

19.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中该多个基站收发信台天线在物理上定位于单个基站收发信台处。

20.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中该用户包含多个用户天线。

21.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中至少一个计划表是用于下行链路传输。

22.如权利要求1的在基站收发信台和用户之间传输数据流的方法，其中至少一个计划表是用于上行链路传输。

23.一种用于向用户发送数据流的基站收发信台，该基站收发信台包含：

一个适配单元，用于根据从一个网络接收的协议数据单元来创建子协议数据单元；

用于根据每个基站收发信台天线和该用户单元之间的传输链路质量，来选择一个包含空间多路复用和传输分集中至少一个的传输方案的装置；

一个调度器，用于根据所选的传输方案产生一个计划表的映射，该计划表指定其中多个用户要从多个基站收发信台天线接收每一个子协议数据单元的时隙和预定频率块；以及

用于向该具有一个或者多个接收机天线的用户发送该映射计划表的装置；

其中该基站收发信台根据该映射计划表来发送该子协议数据单元。

24.如权利要求23的用于向用户发送数据流的基站收发信台，还包含：

用于存储该子协议数据的子协议缓冲器，连接到该子协议缓冲器的该调度器根据该映射计划表来提供对该子协议数据单元的访问。

25.如权利要求24的用于向用户发送数据流的基站收发信台，其中调度器通过确定该基站收发信台和用户之间的传输链路质量，来为该用户选择至少一个传输模式。

26.如权利要求24的用于向用户发送数据流的基站收发信台，其中该调度器通过确定由该用户要求的服务质量，来为该用户选择至少一个传输模式。