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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE60017729 T2
Publication typeGrant
Application numberDE2000617729
PCT numberPCT/US2000/014004
Publication date29 Dec 2005
Filing date19 May 2000
Priority date21 May 1999
Also published asCA2373378A1, CA2373378C, CN1189059C, CN1356012A, DE60017729D1, EP1183902A1, EP1183902B1, US6785252, US6925068, US6956834, US7486639, US7548534, US7830795, US8027298, US8189514, US8249014, US8315640, US8462723, US8654664, US8787924, US8929905, US9402250, US9414368, US9420573, US9497743, US9603129, US9648600, US20010038620, US20040213197, US20050243745, US20060002336, US20090225776, US20100150093, US20100150094, US20110249585, US20110249586, US20110292904, US20130034078, US20140171093, US20140313991, US20150009920, US20150043510, US20150049724, US20150282160, US20150282161, US20150312898, US20170230936, WO2000072626A1
Publication number00617729, 2000617729, DE 60017729 T2, DE 60017729T2, DE-T2-60017729, DE00617729, DE2000617729, DE60017729 T2, DE60017729T2, PCT/2000/14004, PCT/US/0/014004, PCT/US/0/14004, PCT/US/2000/014004, PCT/US/2000/14004, PCT/US0/014004, PCT/US0/14004, PCT/US0014004, PCT/US014004, PCT/US2000/014004, PCT/US2000/14004, PCT/US2000014004, PCT/US200014004
InventorsL. Sheldon GILBERT, Jay Isreal KLEIN, F. James MOLLENAUER, L. Kenneth STANWOOD
ApplicantWi-Lan Inc., Calgary
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Verfahren und vorrichtung zur bandbreitenzuweisung Method and apparatus for bandwidth allocation translated from German
DE 60017729 T2
Abstract  available in
Claims(36)  translated from German
  1. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem, bei dem das drahtlose Kommunikationssystem eine Vielzahl von CPEs ( The method for allocating bandwidth in a broadband wireless communication system, wherein the wireless communication system includes a plurality of CPEs ( 110 110 ) in Kommunikation mit zugeordneten und entsprechenden Basisstationen ( ) In communication with associated and corresponding base stations ( 106 106 ) umfasst, wobei die Basisstationen ( ), Wherein the base stations ( 106 106 ) Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Unterrahmenabbilder aufrechterhalten, die die Bandbreitenzuweisungen in den Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Kommunikationsstrecken darstellen, und das Verfahren gekennzeichnet ist durch die folgenden Schritte: (a) Bestimmen ( Maintained) uplink and downlink sub-frame images representative of the bandwidth allocations in the uplink and downlink communication paths, the method being characterized by the steps of: (a) determining ( 606 606 ), ob ausreichende Bandbreite zum einzelnen Abfragen einer ausgewählten CPE vorhanden ist; ) If sufficient bandwidth for each query a selected CPE is available; (b) wenn in Schritt (a) festgestellt wird, dass ausreichende Bandbreite verfügbar ist, Bestimmen ( (B) if it is determined in step (a) that sufficient bandwidth is available, determining ( 606 606 ), ob entweder nicht abgefragte inaktive CPEs oder nicht abgefragte aktive CPEs gegenwärtig sind, die ein Abfragen anfordern, anderenfalls Weitergehen zu Schritt (e); ) Whether either unpolled inactive CPEs or not polled active CPEs are currently requesting a query, otherwise proceeding to step (e); (c) Abfragen ( (C) visits ( 614 614 ) einer ausgewählten CPE durch Bandbreitenzuweisung zu der CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild; ) A selected CPE by allocating bandwidth to the CPE in the uplink sub-frame map; (d) Fortsetzen des einzelnen Abfragens anderer ausgewählter CPEs durch Wiederholen der Schritte (a) bis (c), bis in einen Schritt (a) festgestellt wird, dass nicht ausreichend verfügbare Bandbreite besteht, um die CPEs einzeln abzufragen; (D) continuing the individual polling other selected CPEs by repeating steps (a) to (c) is determined up to a step (a) that it is not enough bandwidth available, there is, to query individually CPEs; (e) Auslösen eines Multicast- und Rundsendeabrufprozesses; (E) Operation of multicast and broadcast polling process; (f) Bestimmen ( (F) determining ( 616 616 ), ob irgendwelche einzelne CPE-Abrufe im Schritt (c) ausgelöst wurden; ) Whether any individual CPE views c) were triggered in step (; (g) wenn in Schritt (c) keine einzelnen CPE-Abrufe ausgelöst wurden, Beenden des Verfahrens ( (G) if in step (c) no individual CPE views were triggered, terminating the method ( 620 620 ), anderenfalls Abwarten ( ), Otherwise waiting ( 622 622 ) einzelner Bandbreitenanfragen von den in Schritt (c) abgerufenen CPEs; ) Individual bandwidth requests from the retrieved in step (c) CPEs; (h) Empfangen einer Bandbreitenanfrage von einer ausgewählten CPE und (i) Auslösen eines Bandbreitenzuweisungsprozesses ( (H) receiving a bandwidth request from a selected CPE and (i) initiating a bandwidth allocation process ( 626 626 ) und Bandbreitenzuweisung in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild für die ausgewählte CPE, die die in Schritt (h) übertragene Bandbreitenanfrage gesendet hat. ) And bandwidth allocation in the uplink sub-frame map for the selected CPE that in step (h) has sent transmitted bandwidth request.
  2. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 1, wobei die aktiven nicht abgefragten CPEs das Abfragen in Schritt (b) durch Setzen eines Abrufbits, das den CPEs zugeordnet ist, anfordern. The method for allocating bandwidth according to claim 1, wherein the active non CPEs polled by setting a Abrufbits that is associated with the CPEs request polling in step (b).
  3. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 1, bei dem ein Abwärtsverbindungs-Unterrahmen einen Rahmensteuerkopf ( The method for allocating bandwidth according to claim 1, wherein a downlink sub-frame comprises a frame control header ( 302 302 ) und eine Vielzahl von physikalischen Schlitzen für Abwärtsverbindungsdaten ( ) And a plurality of physical slots for downlink data ( 304 304 , . 304' 304 ' usw.) nach Modulationstyp gruppiert umfasst. etc.) on the modulation type grouped covers.
  4. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von physikalischen Datenschlitzen durch eine Vielzahl von Modulationsübergangsspalten getrennt ist. The method for allocating bandwidth according to claim 3, wherein the plurality of data physical slots are separated by a plurality of modulation transition gaps.
  5. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 3, wobei der Rahmensteuerkopf ( The method for allocating bandwidth according to claim 3, wherein the frame control header ( 302 302 ) eine Präambel ( ) A preamble ( 310 310 ), einen physikalischen Steuerabschnitt ( ), A physical control section ( 312 312 ) und einen MAC-Abschnitt ( ) And a MAC-section ( 314 314 ) umfasst. ) Includes.
  6. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 5, wobei der physikalische Steuerabschnitt eine Angabe eines physikalischen Schlitzes umfasst, an dem ein Modulationsschemawechsel auftritt. The method for allocating bandwidth according to claim 5, wherein the physical control section includes an indication of a physical slot at which a modulation scheme change occurs.
  7. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 5, wobei der MAC-Steuerabschnitt das Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild enthält. The method for allocating bandwidth according to claim 5, wherein the MAC control portion includes the uplink sub-frame map.
  8. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 1, wobei ein Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen eine Vielzahl von Registrierungskonkurrenzschlitzen, eine Vielzahl von Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitzen und eine Vielzahl von geplanten CPE-Datenschlitzen umfasst, und wobei die Registrierungskonkurrenzschlitze, die Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze und Datenschlitze der Vielzahl von CPEs zugeordnet sind und ihnen entsprechen. The method for allocating bandwidth according to claim 1, wherein an uplink sub-frame comprises a plurality of registration contention slots, a plurality of bandwidth request contention slots, and a plurality of CPE scheduled data slots, and wherein the registration contention slots, bandwidth request contention slots, and data slots are associated with the plurality of CPEs and correspond to them.
  9. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 8, wobei die Registrierungskonkurrenzschlitze von der CPE während der Registrierung bei einer zugewiesenen und entsprechenden Basisstation verwendet werden, und wobei die Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze von den CPEs verwendet werden, um Bandbreite anzufordern. The method for allocating bandwidth according to claim 8, wherein the registration contention slots by the CPE during registration is assigned and used in a corresponding base station, and wherein the bandwidth request contention slots are used by the CPEs to request bandwidth.
  10. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 8, wobei die geplanten CPE-Datenschlitze von den CPEs verwendet werden, um MAC-Steuermeldungen und Daten zu ihren zugewiesenen und entsprechenden Basisstationen zu übertragen. The method for allocating bandwidth according to claim 8, wherein the CPE scheduled data slots are used by the CPEs to transmit MAC control messages and data to their assigned and corresponding base stations.
  11. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 3, wobei die Basisstation die ausgewählte CPE während des Schritts (c) abruft, indem sie einen Rahmensteuerkopf sendet, wobei der Rahmensteuerkopf einen MAC-Steuerabschnitt umfasst, der angibt, dass die Bandbreite der ausgewählten CPE zugewiesen wurde. The method for allocating bandwidth according to claim 3, wherein the base station the selected CPE during step (c) retrieving, by sending a frame control header, wherein the frame control header includes a MAC control section that indicates that the bandwidth of the selected CPE is assigned.
  12. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 10, wobei die einzelnen Bandbreitenanfragen während des Schritts (h) durch Überwachen der geplanten CPE-Datenschlitze auf Bandbreitenanfragemeldungen empfangen werden. The method for allocating bandwidth according to claim 10, wherein the individual bandwidth requests during step (h) are received by monitoring the scheduled CPE data slots for bandwidth request messages.
  13. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 1, wobei der in Schritt (e) ausgelöste Multicast- und Rundsendeabrufprozess die folgenden Schritte umfasst: (ea) Bestimmen ( The method for allocating bandwidth according to claim 1, wherein in step (e) triggered multicast and broadcast polling process comprising the steps of: (ea) determining ( 804 804 ), ob ausreichend Bandbreite zur Durchführung eines Multicastabrufens verfügbar ist; ) If sufficient bandwidth is available for carrying out a multicast retrieval; (eb) wenn in Schritt (ea) festgestellt wird, dass ausreichend Bandbreite verfügbar ist, Abrufen ( (Eb) if in step (ea) it is stated that sufficient bandwidth is available, recall ( 806 806 ) einer nächsten Multicastgruppe, die abgerufen werden soll und Rückkehr zu Schritt (ea), anderenfalls Weitergehen zu Schritt (ec); ) Next to a multicast group that you want to retrieve and return to step (ea), otherwise proceeding to step (ec); (ec) Bestimmen ( (Ec) determining ( 808 808 ), ob ausreichend Bandbreite zur Durchführung eines Rundsendeabrufs verfügbar ist; ) If sufficient bandwidth is available for the implementation of a broadcast retrieval; (ed) wenn in Schritt (ec) festgestellt wird, dass ausreichend Bandbreite verfügbar ist, Setzen eines Rundsendeabrufs in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild, anderenfalls Weitergehen zu Schritt (ee) (ee) Bestimmen ( (Ed) if in step (ec) determines that sufficient bandwidth is available, setting a broadcast polling in the uplink sub-frame map, otherwise proceeding to step (ee) (ee) determining ( 812 812 ), ob ein Multicast- oder Rundsendeabruf entweder in Schritt (eb) oder in Schritt (ed) durchgeführt wurde; ), Whether a multicast or broadcast polling either in step (eb) or in step (ed) was conducted; (ef) wenn in Schritt (ee) entweder ein Multicast- oder Rundsendeabruf zum Durchführen bestimmt wurde, Überwachen ( (Ef) when in step (ee) was determined by either a multicast or broadcast call for conducting, monitoring ( 814 814 ) auf Bandbreitenanfragemeldungen in Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitzen, die durch das Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild definiert sind, anderenfalls Beenden ( ) For bandwidth request messages in bandwidth request contention slots defined by the uplink sub-frame map, otherwise exit ( 818 818 ) des Multicast- und Rundsendeabrufprozesses; ) Of multicast and broadcast polling process; (eg) Bestimmen ( (Ec) determining ( 820 820 ), ob gültige Bandbreitenanfragen empfangen wurden; ), Whether valid bandwidth requests were received; und (eh) Ändern ( and (eh) Change ( 822 822 ) des Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbilds, um die der Vielzahl von CPEs zugewiesene Bandbreite zu berücksichtigen. ) Of the uplink sub-frame image, to account for the plurality of CPEs assigned bandwidth.
  14. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 1, wobei der in Schritt (i) ausgelöste Bandbreitenzuweisungsprozess das Bilden und Aufrechterhalten in der Basisstation eines logischen Modells einer Vielzahl von Datenwarteschlangen für die Vielzahl von CPEs umfasst, und wobei die Datenwarteschlangen auf der Grundlage der Qualität der Servicebezeichnungen geordnet sind. The method for allocating bandwidth according to claim 1, wherein in step (i) triggered bandwidth allocation process comprises forming and maintaining in the base station of a logical model of a plurality of data queues for the plurality of CPEs, and wherein the data queues are ordered based on the quality of service designations ,
  15. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 14, wobei Daten von den CPEs in der Reihenfolge einer Servicequalitätswarteschlangenpriorität übertragen werden. The method for allocating bandwidth according to claim 14, wherein data is transmitted by the CPEs in order of a quality of service queue priority.
  16. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 15, das ferner eine spezifische Fairnessmethode der Servicequalität umfasst, die initiiert wird, wenn un zureichend Bandbreite vorhanden ist, um alle Daten in der Servicequalitätswarteschlange zu übertragen. The method for allocating bandwidth according to claim 15, further comprising a specific fairness method of quality of service that is initiated when un sufficiently bandwidth exists to transmit all data in the quality of service queue.
  17. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 16, wobei das logische Modell Folgendes umfasst: (a) eine Vielzahl kontinuierlicher Gewährungsdatenwarteschlangen, (b) eine Vielzahl fairer gewichteter Datenwarteschlangen, und (c) eine Vielzahl Round Robin-Datenwarteschlangen. A method for allocating bandwidth as defined in claim 16 wherein the logical model comprises: (a) a plurality of continuous grant data queues, (b) a plurality of fair weighted data queues, and (c) a plurality of round robin data queues.
  18. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 17, wobei die Daten in einer kontinuierlichen Gewährungsdatenwarteschlange während eines Aufwärtsverbindungsrahmens übertragen werden. The method for allocating bandwidth according to claim 17, wherein the data are transmitted in a continuous grant data queue during an uplink frame.
  19. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 17, wobei den Daten in den fairen gewichteten Datenwarteschlangen ein vordefinierter Gewichtungswert zugewiesen wird, wobei der Gewichtungswert den Prozentsatz an Bandbreite angibt, den die Daten eventuell erhalten können. The method for allocating bandwidth according to claim 17, wherein the data in the fair weighted data queues are assigned a pre-defined weight value wherein the weight value indicates the percentage of bandwidth that the data may be obtained.
  20. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 19, wobei der Gewichtungswert entweder einen Gewichtungswert anstehende Daten, garantierte Rate oder durchschnittliche Rate umfasst. The method for allocating bandwidth according to claim 19, wherein the weighting value is either a weighting value comprises pending data guaranteed rate, or average rate.
  21. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 17, wobei die Round Robin-Datenwarteschlangen für Verbindungen mit besten Bemühungen verwendet werden, bei welchen alle Verbindungen die gleiche Gewichtung haben. Method for allocating bandwidth according to claim 17, wherein the round-robin data queues are used for connections with best efforts, in which all links have the same weight.
  22. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 21, wobei den Verbindungen Bandbreite in Round-Robin-Art zugewiesen wird, wobei jede Verbindung einen Bandbreitenblock bis zu einem vorausbestimmten Maximum erhält. The method for allocating bandwidth according to claim 21, wherein the compounds of bandwidth is allocated in round-robin fashion, wherein each connecting block receives a bandwidth up to a predetermined maximum.
  23. Verfahren zur Bandbreitenzuweisung nach Anspruch 1, wobei die während des Schritts (h) empfangene Bandbreitenanfrage von der ausgewählten CPE anhand einer Huckepacktechnik übertragen wird, wobei die ausgewählte CPE die Bandbreitenanfrage unter Verwenden nicht benutzter Bandbreite in TC/PHY-Paketen existierender Bandbreitenzuweisungen überträgt. The method for allocating bandwidth according to claim 1, wherein during step (h) received bandwidth request is transmitted by the selected CPE using a piggybacking technique whereby the selected CPE transmits the bandwidth request using unused bandwidth in TC / PHY packets of existing bandwidth allocations.
  24. Vorrichtung zur Bandbreitenzuweisung in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem, wobei das Breitbandkommunikationssystem eine Vielzahl von CPEs ( An apparatus for allocating bandwidth in a broadband wireless communication system, wherein the broadband communication system includes a plurality of CPEs ( 110 110 ) in Kommunikation mit zugeordneten und entsprechenden Basisstationen ( ) In communication with associated and corresponding base stations ( 106 106 ) umfasst, wobei die Basisstationen Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Unterrahmenabbilder aufrechterhalten, die die Bandbreitenzuweisungen in den Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungskommunikationsstrecken darstellen, gekennzeichnet durch (a) Mittel ( ), Wherein the base stations maintain uplink and downlink sub-frame images representative of the bandwidth allocations in the uplink and downlink communication paths, characterized by (a) means ( 606 606 ) zum einzelnen Abrufen einer ausgewählten CPE; ) For individually retrieving a selected CPE; (b) Gruppenabrufmittel ( (B) group retrieval means ( 604 604 ) zum Abrufen einer ausgewählten Gruppe von CPEs, wobei die Mittel zum Gruppenabrufen nur dann verwendet werden, wenn ausreichend Bandbreite besteht, um die CPEs einzeln abzurufen; ) To retrieve a selected group of CPEs, the funds are only used for retrieving group, if there is enough bandwidth to retrieve the CPEs individually; (c) Bestimmungsmittel ( (C) determining means ( 616 616 ) die betrieblich mit den Abrufmitteln gekoppelt sind, zum Bestimmen, ob irgendwelche CPEs abgerufen wurden; ) Which are operatively coupled to the polling means, for determining whether any CPEs were retrieved; (d) Empfangsmittel ( (D) receiving means ( 622 622 ) zum Empfangen von Bandbreitenanfragen von ausgewählten CPEs und (e) Bandbreitenzuweisungsmittel ( ) For receiving bandwidth requests from selected CPEs and (e) bandwidth allocation means ( 626 626 ) zur Bandbreitenzuweisung in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild zu ausgewählte CPEs, die Bandbreitenanfragen zu einer zugewiesenen und entsprechenden Basisstation übertragen. ) Transmitted bandwidth allocation in the uplink sub-frame map to selected CPEs bandwidth requests to an assigned and corresponding base station.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Mittel zum einzelnen Abfragen Mittel zur Bandbreitenzuweisung an die ausgewählte CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild enthalten. The apparatus of claim 24, wherein the means for individually polling means for allocating bandwidth to the selected CPE included in the uplink sub-frame map.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei ein Abwärtsverbindungs-Unterrahmen einen Rahmensteuerkopf ( The apparatus of claim 25, wherein a downlink sub-frame a frame control header ( 302 302 ) und eine Vielzahl physikalischer Abwärtsverbindungsdatenschlitze ( ) And a plurality of physical downlink data slots ( 304 304 , . 304' 304 ' usw.), die nach Modulationstyp gruppiert sind, umfasst. etc.), which are grouped by type of modulation, includes.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Vielzahl physikalischer Datenschlitze durch eine Vielzahl von Modulationsübergangsspalten getrennt ist. The apparatus of claim 26, wherein the plurality of physical data slots is separated by a plurality of modulation transition gaps.
  28. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei der Rahmensteuerkopf ( The apparatus of claim 26, wherein the frame control header ( 302 302 ) eine Präambel ( ) A preamble ( 310 310 ), einen physikalischen Steuerabschnitt ( ), A physical control section ( 312 312 ) und einen MAC-Abschnitt ( ) And a MAC-section ( 314 314 ) umfasst. ) Includes.
  29. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der physikalische Steuerabschnitt eine Angabe eines physikalischen Schlitzes umfasst, an dem ein Modulationsschemawechsel auftritt. The apparatus of claim 28, wherein the physical control section includes an indication of a physical slot at which a modulation scheme change occurs.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei der MAC-Steuerabschnitt das Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenabbild umfasst. The apparatus of claim 28, wherein the MAC control portion includes the uplink sub-frame map.
  31. Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei ein Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen eine Vielzahl von Registrierungskonkurrenzschlitzen, eine Vielzahl von Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitzen und eine Vielzahl geplanter CPE-Datenschlitze umfasst, und wobei die Registrierungskonkurrenzschlitze, Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze und Datenschlitze der Vielzahl von CPEs zugewiesen sind und ihnen entsprechen. The apparatus of claim 28, wherein a uplink sub-frame comprises a plurality of registration contention slots, a plurality of bandwidth request contention slots, and a plurality of scheduled CPE data slots, and wherein the registration contention slots, bandwidth request contention slots, and data slots are assigned to the plurality of CPEs and correspond to them.
  32. Vorrichtung nach Anspruch 31, wobei die Registrierungskonkurrenzschlitze von der CPE während der Registrierung mit einer zugewiesenen und entsprechenden Basisstation verwendet werden, und wobei die Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze von den CPEs zum Übertragen von Bandbreitenanfragen verwendet werden. The apparatus of claim 31, wherein the registration contention slots by the CPE during registration is assigned to and used with a corresponding base station, and wherein the bandwidth request contention slots are used by the CPEs to transmit bandwidth requests.
  33. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Basisstation die ausgewählte CPE durch Rundsenden eines Rahmensteuerkopfs abruft, wobei der Rahmensteuerkopf einen MAC-Steuerabschnitt umfasst, der angibt, dass die Bandbreite der ausgewählten CPE zugewiesen wurde. The apparatus of claim 26, wherein the base station retrieves the selected CPE by broadcasting a frame control header, wherein the frame control header includes a MAC control section that indicates that the bandwidth of the selected CPE is assigned.
  34. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei die Gruppenabrufmittel Mittel umfassen, um zu bestimmen, ob irgendwelche CPEs durch Setzen eines zugewiesenen und entsprechenden Abrufbits ein Abrufen anfordern. The apparatus of claim 24, wherein said group retrieval means include means for determining whether any CPEs request by setting an assigned and corresponding Abrufbits retrieval.
  35. Vorrichtung nach Anspruch 34, die ferner Huckepackmittel zum Übertragen einer Bandbreitenanfrage an eine ausgewählte Basisstation umfassen, wobei Bandbreite verwendet wird, die einer ausgewählten CPE zugewiesen ist. The apparatus of claim 34, further comprising piggybacking means for transmitting a bandwidth request to a selected base station, said bandwidth is used, which is assigned to a selected CPE.
  36. Vorrichtung nach Anspruch 35, wobei die einzelnen Abruf mittel, die Gruppenabruf mittel, die Bestimmungsmittel und die Huckepackmittel verwendet werden, um für eine ausgewählte CPE effizient Bandbreite anzufordern. The apparatus of claim 35, wherein the individual polling means, the group polling means, the determining means and the piggybacking means are used to efficiently request bandwidth for a selected CPE.
Description  translated from German
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK BACKGROUND OF THE INVENTION
  • 1. Gebiet der Erfindung 1. Field of the Invention
  • [0001] [0001]
    Diese Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme und insbesondere ein Verfahren und ein Gerät zum effizienten Zuweisen von Bandbreite zwischen Basisstationen und Kundenstandortausstattung in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem. This invention relates to wireless communication systems and more particularly to a method and apparatus for efficiently allocating bandwidth between base stations and customer premises equipment in a broadband wireless communication system. Diese Beschreibung offenbart zum Teil ein Verfahren und ein Gerät zum Zuweisen von Bandbreite in einem drahtlosen Kommunikationssystem. This specification discloses in part, a method and apparatus for allocating bandwidth in a wireless communication system.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik 2. Description of the Prior Art
  • [0002] [0002]
    Das US-Patent 5 130 983 beschreibt ein Computersystem, das einen Controller hat, der eine Reihe von Abfragerahmen an Terminals sendet. US Patent 5130983 describes a computer system that has a controller which sends a series of inquiry frame at terminals. Die Antworten auf eine Abfrage werden von dem Netz logisch ODER-verknüpft, um an den Controller einen kombinierten Antwortrahmen zu liefern. The answers to a query from the network logically ORed to supply to the controller a combined response frame. Ein Abfragezyklus (bestehend aus einem Abfragerahmen und einem zugehörigen Antwortrahmen) bestimmt eine Ziffer einer ausgewählten Adresse. A polling cycle (consisting of a query framework and an associated response frame) determines a number of a selected address. Die Anordnung soll von der Netztopologie unabhängig sein und ein effizientes Verzweigungsabfragen erlauben, während Probleme mit Kollisionen vermieden werden. The arrangement should be independent of the network topology and allow an efficient branching queries while avoiding problems with collisions.
  • [0003] [0003]
    Das US-Patent 5 751 708 beschreibt ein Kommunikationssystem für Endbenutzergeräte, um für Zugang zu einer gemeinsamen Kommunikationsressource eines Breitband- und- /Schmalbandnetzes, wie zum Beispiel ein ATM-Netz, zu konkurrieren. U.S. Patent 5,751,708 describes a communication system for end-user devices in order to compete for access to a shared communications resource of a broadband and-/ narrowband network such as an ATM network. Das Endbenutzergerät kann von einem Netzplaner die Erlaubnis erhalten, ein Informationspaket zu übertragen, darunter ein Huckepack-Datensymbol. The end user can from a network planner obtain permission to transmit an information packet, including a piggyback data symbol.
  • [0004] [0004]
    Wie im US-Patent Nr. 6 016 311 mit dem Titel „An Adaptive Time Division Duplexing Method and Apparatus for Dynamic Bandwidth Allocation Within a Wireless Communication System" der Erfinder Gilbert, Hadar und Klein beschrieben, erleichtert ein drahtloses Kommunikationssystem die Zweiwegekommunikation zwischen einer Vielzahl von Abonnentenfunkstationen oder Abonnenteneinheiten (stationär und mobil) und einer stationären Netzinfrastruktur. Beispielhafte Kommunikationssysteme umfassen Mobiltelefonsysteme, persönliche Kommunikationssysteme (PCS) und schnurlose Telefone. Die Hauptaufgabe dieser drahtlosen Kommunikationssysteme besteht darin, Kommunikationskanäle auf Anfrage zwischen der Vielzahl von Abonnenteneinheiten und ihren jeweiligen Basisstationen zu liefern, um einen Abonnenteneinheitbenutzer mit der stationären Netzinfrastruktur (gewöhnlich ein Drahtleitungssystem) zu verbinden. In den drahtlosen Systemen mit mehrfachen Zugriffsschemata wird ein Zeit-„Rahmen" als die grundlegende Informationsübertragungsinformation verwendet. As described by the title "An Adaptive Time Division Duplexing Method and Apparatus for Dynamic Bandwidth Allocation Within a Wireless Communication System", the inventor Gilbert, Hadar and small in US Pat. No. 6,016,311, facilitates a wireless communication system, the two-way communication between a plurality Subscribers radio stations or subscriber units (stationary and mobile) and a stationary network infrastructure. Exemplary communication systems include cellular telephone systems, personal communication systems (PCS), and cordless phones. The main object of this wireless communication systems is to provide communication channels on demand between the plurality of subscriber units and their respective base stations to (usually a wire line system) to connect a subscriber unit user with the fixed network infrastructure. In the wireless systems with multiple access schemes a time "frame" as the basic information transfer information is used. Jeder Rahmen ist in eine Vielzahl von Zeitschlitzen unterteilt. Each frame is divided into a plurality of time slots. Einige Zeitschlitze werden zu Steuerzwecken und andere zur Informationsübertragung verwendet. Some time slots are used for control purposes and others for information transmission. Die Abonnenteneinheiten kommunizieren typisch mit der Basisstation anhand eines „Duplexschemas", was den Austausch von Information in beide Richtungen der Verbindung erlaubt. Subscriber units typically communicate with the base station through a "duplex scheme", which allows the exchange of information in both directions of the link.
  • [0005] [0005]
    Übertragungen von der Basisstation zu der Benutzereinheit werden gewöhnlich als „Abwärtsverbindungs"-Übertragungen bezeichnet. Übertragungen von der Abonnenteneinheit zu der Basisstation werden gewöhnlich als „Aufwärtsverbindungs"-Übertragungen bezeichnet. Transmissions from the base station to the user unit are commonly called "downlink" refers transmissions. Transmissions from the subscriber unit to the base station transmissions are commonly called "uplink" means. In Abhängigkeit von den Konzeptionskriterien eines bestimmten Systems haben die drahtlosen Kommunikationssysteme des Stands der Technik typisch entweder Verfahren des Zeitteilungsduplexierens (TDD) oder des Frequenzteilungsduplexierens (FDD) verwendet, um den Austausch von Information zwischen der Basisstation und den Abonnenteneinheiten zu erleichtern. Depending on the design criteria of a particular system, the wireless communication systems of the prior art method of either Zeitteilungsduplexierens (TDD) or Frequenzteilungsduplexierens (FDD) are typically used to facilitate the exchange of information between the base station and the subscriber units. Sowohl das TDD- als auch das FDD-Duplexierungsschema sind gemäß dem Stand der Technik gut bekannt. Both the TDD and the FDD Duplexierungsschema are in accordance with the prior art well known.
  • [0006] [0006]
    Kürzlich wurden drahtlose „Breitband"-Kommunikationsnetze zum Liefern verbesserter Breitbanddienste vorgeschlagen, wie zum Beispiel Sprach-, Daten- und Videodienste. Das drahtlose Breitbandkommunikationssystem erleichtert die Zweiwegekommunikation zwischen einer Vielzahl von Basisstationen und einer Vielzahl stationärer Abonnentenstationen oder Kundenstandortausstattungen (CPE). Ein beispielhaftes drahtloses Breitbandkommunikationssystem ist in der gleichzeitig anhängigen Anmeldung beschrieben und in dem Blockschaltbild der Recently wireless "broadband" -Kommunikationsnetze have been proposed for providing improved broadband services, such as voice, data and video services. The broadband wireless communication system facilitates two-way communication between a plurality of base stations and a plurality of fixed subscriber stations or customer premises equipment (CPE). An exemplary wireless A broadband communication system is described in co-pending application and in the block diagram of 1 1 gezeigt. shown. Wie in How to 1 1 gezeigt, umfasst das beispielhafte drahtlose Breitbandkommunikationssystem shown, the exemplary broadband wireless communication system 100 100 eine Vielzahl von Zellen a plurality of cells 102 102 . , Jede Zelle Each cell 102 102 enthält einen zugeordneten Zellenstandort contains an associated cell site 104 104 , der in der Hauptsache eine Basisstation Which, in the main, a base station 106 106 und ein aktiver Strahler and an active radiator 108 108 enthält. contains. Jede Zelle Each cell 102 102 liefert drahtlose Anschlusstechnik zwischen der Basisstation provides wireless connection technology between the base station 106 106 der Zelle und einer Vielzahl von Kundenstandortausstattungen (CPE) the cell, and a variety of customer premises equipment (CPE) 110 110 , die an stationären Kundenstandorten That at steady customer sites 112 112 über den gesamten Deckungsbereich der Zelle over the entire coverage area of the cell 102 102 positioniert sind. are positioned. Die Benutzer des Systems The user of the system 100 100 können sowohl ansässige als auch Geschäftskunden sein. can be both resident and business customers. Die Benutzer des Systems haben folglich unterschiedliche und variierende Verwendungs- und Bandbreitenanforderungen. The user of the system therefore have different and varying usage and bandwidth requirements. Jede Zelle kann mehrere Hundert oder mehr ansässige und Geschäfts-CPEs versorgen. Each cell can supply several hundred or more residents and business CPEs.
  • [0007] [0007]
    Das drahtlose Breitbandkommunikationssystem The wireless broadband communication system 100 100 der the 1 1 liefert echte „Bandbreite auf Anfrage" für die Vielzahl von CPEs provides true "bandwidth on demand" to the plurality of CPEs 110 110 . , Die CPEs The CPEs 110 110 fordern Bandbreitenzuweisungen von ihren jeweiligen Basisstationen request bandwidth allocations from their respective base stations 106 106 auf dem Typ und der Qualität der Dienste basierend an, die von den Kunden, die von den CPEs versorgt werden, angefordert werden. on the type and quality of services based on, which are requested by customers, which are supplied by the CPEs. Verschiedene Breitbanddienste haben verschiedene Bandbreiten- und Latenzanforderungen. Different broadband services have different bandwidth and latency requirements. Der Typ und die Qualität der für die Kunden verfügbaren Dienste sind veränderlich und auswählbar. The type and quality of available for sale services are variable and selectable. Die Menge an Bandbreite, die für einen gegebenen Dienst aufgebracht wird, wird von der Informationsrate und der von diesem Service erforderten Servicequalität bestimmt (und auch unter Berücksichtigung der Bandbreitenverfügbarkeit und anderer Systemparameter). The amount of bandwidth that is applied for a given service, is used by the information rate and the quality of service required by that service is determined (and also taking into account bandwidth availability and other system parameters). Kontinuierliche Datenservices des Typs T1 erfordern zum Beispiel typisch eine große Menge an Bandbreite mit gut gesteuerter Bereitstellungslatenz. Continuous data type T1 services require, for example, typically have a large amount of bandwidth with well-controlled delivery latency. Diese Services erfordern bis sie beendet werden konstante Bandbreitenzuweisung auf jedem Rahmen. These services require until terminated constant bandwidth allocation to each frame. Bestimmte Datenservicetypen, wie zum Beispiel Internetprotokoll-Datenservices (TCP/IP) sind stoßweise, oft untätig (was in jedem beliebigen Augenblick Null Bandbreite erfordert) und sind, wenn sie aktiv sind, gegenüber Fristvariationen relativ unempfindlich. Certain data types of services, such as Internet protocol data services (TCP / IP) are intermittently, often idle (which at any moment zero bandwidth required) and if they are active against time variations relatively insensitive.
  • [0008] [0008]
    Aufgrund der großen Vielfalt der CPE-Serviceanforderungen und aufgrund der großen Anzahl von CPEs, die von jeder einzelnen Basisstation versorgt werden, kann der Bandbreitenzuweisungsprozess in einem drahtlosen Bandbreitenkommunikationssystem wie dem in Due to the wide variety of CPE service requirements, and due to the large number of CPEs that are supplied from each base station, the bandwidth allocation process may, in a wireless communication system such as the bandwidth in 1 1 gezeigten beschwerlich und komplex werden. shown to be difficult and complex. Das ist insbesondere hinsichtlich der Zuweisung von Aufwärtsverbindungsbandbreite wahr. This is true in particular with regard to the allocation of uplink bandwidth. Die Basisstationen haben keine A-Priori-Information hinsichtlich der Bandbreite oder Qualität der Dienste, die eine ausgewählte CPE in einem bestimmten Zeitpunkt erfordern wird. The base stations have no a priori information regarding the bandwidth or quality of service, which will require a selected CPE in a given time. Anfragen um Änderungen der Aufwärtsverbindungsbandbreitenzuweisung sind daher notwendigerweise häufig und variierend. Requests for changes to the uplink bandwidth allocation are necessarily frequent and varying therefore. Aufgrund dieser Flüchtigkeit in den Aufwärtsverbindungsbandbreitenanforderungen müssen die zahlreichen CPEs, die von einer ausgewählten Basisstation versorgt werden, ihre Bandbreitenzuweisungsanfragen häufig auslösen. Because of this volatility in the uplink bandwidth requirements, the number of CPEs that are supplied by a selected base station must trigger their bandwidth allocation requests frequently. Wenn sie unkontrolliert sind, wirken sich die Bandbreitenzuweisungsanfragen schädlich auf die Systemleistung aus. If they are uncontrolled, the bandwidth allocation requests are damaging effect on the system performance. Wenn sie nicht überwacht wird, wird die erforderliche Bandbreite zum Berücksichtigen von CPE-Bandbreitenzuweisungsanfragen unverhältnismäßig hoch im Vergleich zu der Bandbreite, die für die Übertragung substanzieller Verkehrsdaten zugewiesen wird. If it is not monitored, the bandwidth required to account for CPE bandwidth allocation requests disproportionately high compared to the bandwidth that is allocated for the transfer of substantial traffic data. Daher wird die Kommunikationssystembandbreite, die verfügbar ist, um Breitbandservices zu liefern, nachteilig reduziert. Therefore, the communication system bandwidth available to provide broadband services, disadvantageously reduced.
  • [0009] [0009]
    Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren und einem Gerät, die in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem dynamisch und effizient Bandbreite zuweisen können. There is therefore a need for a method and a device which can assign bandwidth dynamically and efficiently in a broadband wireless communication system. Das Verfahren und das Gerät sollten auf die Erfordernisse einer bestimmten Kommunikationsverbindung reagieren. The method and the device should respond to the needs of a particular communication link. Die Bandbreitenerfordernisse können aufgrund mehrerer Faktoren variieren, darunter der Typ des über die Verbindung gelieferten Dienstes und der Benutzertyp. The bandwidth requirements may vary due to several factors, including the type of the returned via the connection service and user type. Das Verfahren und das Gerät zur Bandbreitenzuweisung sollten hinsichtlich der Menge an Systembandbreite, die von dem tatsächlichen Bandbreitenanfragen- und Zuweisungsprozess verbraucht wird, effizient sein. The method and apparatus for bandwidth allocation should with regard to the amount of system bandwidth consumed by the actual Bandbreitenanfragen- and allocation process to be efficient. Das bedeutet, dass die Mehrzahl der Bandbreitenanfragen, die von der CPE erzeugt werden, einen Mindestprozentsatz an verfügbarer Aufwärtsverbindungsbandbreite verbrauchen sollte. This means that the plurality of bandwidth requests generated by the CPE should consume a minimum percentage of available uplink bandwidth. Zusätzlich sollten das Verfahren und das Gerät zur Bandbreitenzuweisung rechtzeitig auf Bandbreitenanfragen reagieren. In addition, the method and apparatus for allocating bandwidth should react to bandwidth requests. Die Bandbreite sollte Diensten mit hoher Priorität in einem ausreichend kurzen Zeitrahmen zugewiesen werden, um die Serivcequalität aufrechtzuerhalten, die von der CPE spezifiziert wird. The bandwidth should be allocated to high priority services in a sufficiently short time frame to maintain the Serivcequalität, which is specified by the CPE. Ferner sollten das Verfahren und das Gerät zur Bandbreitenzuweisung in der Lage sein, eine willkürlich große Anzahl von Bandbreitenzuweisungsanfragen von einer relativ großen Anzahl von CPEs verarbeiten zu können. Further, the method and apparatus for allocating bandwidth in the should be able to process an arbitrarily large number of bandwidth allocation requests from a relatively large number of CPEs. In dem in In the in 1 1 gezeigten System können zum Beispiel bis zu einhundert CPEs gleichzeitig aktiv sein, während sie ihre Übertragungen auf der Aufwärtsverbindung koordinieren. system shown can be active simultaneously, while they coordinate their transmissions on the uplink, for example, up to one hundred CPEs. Ferner kann das System etwa eintausend CPEs auf dem physikalischen Kanal berücksichtigen. Further, the system can take into account approximately one thousand CPEs on the physical channel. Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren und einem Gerät zur Bandbreitenzuweisung, die die Bandbreitenzuweisungsanfragen, die von einer großen Anzahl von CPEs erzeugt werden, verarbeiten und auf sie reagieren können. There is therefore a need for a method and an apparatus for bandwidth allocation, the bandwidth allocation requests can be generated by a large number of CPEs, process, and react to them.
  • [0010] [0010]
    Einige Systeme des Stands der Technik haben versucht, Bandbreitenzuweisungsanforderungen in einem System zu lösen, das eine gemeinsam verwendete Systemressource hat, indem logische Warteschlangen gewartet werden, die zu den verschiedenen Datenressourcen gehören, die Zugang zu der gemeinsam genutzten Systemressource fordern. Some systems of the prior art have attempted to bandwidth allocation requests to solve in a system that has a system resource shared by logical queues are maintained, which belong to the different data resources that require access to the shared system resource. Ein derartiges System des Stands der Technik wird gelehrt von Karol et al. Such a system of the prior art is taught by Karol et al. im US-Patent Nr. 5 675 573, erteilt am 7. Oktober 1997. Genauer genommen lehren Karol et al. in US Pat. No. 5,675,573, issued on October 7, 1997. More specifically teach Karol et al. ein Bandbreitenzuweisungssystem, das es Paketen oder Zellen innerhalb von Verkehrsflüssen von verschiedenen Quellen, die um Zugang zu einem gemeinsamen Verarbeitungsgefüge konkurrieren, erlaubt, Zugang zu diesem Gefüge in einer Reihenfolge zu erhalten, die hauptsächlich auf der Grundlage einzelner garantierter Bandbreitenanforderungen, die zu jedem Verkehrsfluss gehören, bestimmt wird. a bandwidth allocation system that packets or cells within traffic flows from different sources contending for access to a shared processing fabric, makes it possible to get access to this structure in an order based on individual guaranteed bandwidth requirements that belong mainly to each traffic flow is determined. Zusätzlich erlaubt es das von Karol et al. In addition, it allows the Karol et al. gelehrte System den verschiedenen Quellen, Zugang zu dem gemeinsamen Verarbeitungsgefüge in einer Reihenfolge zu erhalten, die sekundär auf der Grundlage von Gesamtsystemkriterien bestimmt werden, wie zum Beispiel eine Ankunftszeit oder ein Fälligkeitsdatum von Paketen oder Zellen innerhalb der Verkehrsflüsse. system taught various sources, to gain access to the common processing structure in an order determined secondarily on the basis of overall system criteria, such as an arrival or a due date of packets or cells within the traffic flows. Pakete oder Zellen von Daten von jeder Datenquelle (wie zum Beispiel ein um Bandbreite anfragendes Gerät) werden in getrennten logischen Puffern eingereiht, während sie auf den Zugang zu dem Verarbeitungsgefüge warten. Packets or cells of data from any data source (such as a requesting device to bandwidth) are classified into separate logical buffers while they are waiting for access to the processing structure.
  • [0011] [0011]
    Es besteht ein Bedarf an einem Verfahren und einem Gerät zur Bandbreitenzuweisung zum effizienten Verarbeiten und Reagieren auf Bandbreitenzuweisungsanfragen. There is a need for a method and a device for allocating bandwidth for efficiently processing and responding to bandwidth allocation requests. Das Verfahren und das Gerät zur Bandbreitenzuweisung sollten eine willkürlich große Anzahl von CPEs berücksichtigen, die häufige und variierte Bandbreitenzuweisungsanfragen auf der Aufwärtsverbindung eines drahtlosen Kommunikationssystems erzeugen. The method and apparatus for bandwidth allocation should consider an arbitrarily large number of CPEs generating frequent and varying bandwidth allocation requests on the uplink of a wireless communication system. Ein derartiges Verfahren und Gerät zur Bandbreitenzuweisung sollten hinsichtlich der Menge der Bandbreite, die von den Steuermeldungen für die Bandbreitenanfrage, die zwischen der Vielzahl von Basisstationen und der Vielzahl von CPEs ausgetauscht werden, verbraucht wird, effizient sein. Such a method and apparatus for bandwidth allocation should with regard to the amount of bandwidth consumed by the control messages for the bandwidth request that is exchanged between the plurality of base stations and the plurality of CPEs, be efficient. Zusätzlich sollten das Verfahren und das Gerät zur Bandbreitenzuweisung rechtzeitig und präzis auf die Bandbreitenzuweisungsanfragen reagieren. In addition, the method and apparatus for allocating bandwidth should respond promptly and accurately to the bandwidth allocation requests. Ein Verfahren und ein Gerät zur Bandbreitenzuweisung sollten auch in der Lage sein, eine willkürlich große Anzahl von Bandbreitenzuweisungsanfragen zu verarbeiten, die von einer relativ großen Anzahl von CPEs erzeugt werden. A method and a device for allocating bandwidth should also be able to process an arbitrarily large number of bandwidth allocation requests generated by a relatively large number of CPEs. Die vorliegende Erfindung stellt ein derartiges Verfahren und ein Gerät zur Bandbreitenzuweisung zur Verfügung. The present invention provides such a method and apparatus for allocating bandwidth available.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
  • [0012] [0012]
    Die vorliegende Erfindung ist ein neues Verfahren und ein Gerät zum Anfordern und Zuweisen von Bandbreite in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem. The present invention is a novel method and apparatus for requesting and allocating bandwidth in a broadband wireless communication system. Das Verfahren und das Gerät verringern die Menge an Bandbreite, die für Bandbreitenanfrage- und Bandbreitenzuweisungszwecke zugewiesen werden muss. The method and apparatus reduce the amount of bandwidth that must be allocated for Bandbreitenanfrage- and bandwidth allocation purposes. Die Gelegenheiten, es einer CPE zu erlauben, Bandbreite anzufordern, werden sehr streng in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gesteuert. The opportunities to allow a CPE to request bandwidth are very strictly controlled in accordance with the present invention. Die vorliegende Erfindung verwendet eine Kombination einer Anzahl von Bandbreitenanfragen- und Zuweisungstechniken zum Steuern des Bandbreitenanfrageprozesses. The present invention uses a combination of a number of Bandbreitenanfragen- and allocation techniques to control the bandwidth request process. Es gibt eine Anzahl von Mitteln anhand welcher eine CPE eine Bandbreitenanfragemeldung an eine zugehörige Basisstation übertragen kann. There are a number of means via which a CPE can transmit a bandwidth request message to an associated base station.
  • [0013] [0013]
    Es solches Mittel verwendet eine Abfragetechnik, anhand der eine Basisstation eine oder mehrere CPEs abfragt und Bandbreite spezifisch dazu zuweist, dass es den CPEs erlaubt wird, mit einer Bandbreitenanfrage zu antworten. It such an agent uses a polling technique, on the basis of a base station interrogates one or more CPEs and specific bandwidth to allocate to it is the CPEs allowed to respond with a bandwidth request. Das Abfragen der CPEs durch die Basisstation kann eine Reaktion auf das Setzen eines „Abfragebits" durch eine CPE oder alternativ periodisch sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung können bei einzelnen CPEs, Gruppen von CPEs oder jeder CPE auf einem physikalischen Kanal periodische Abfragen durchgeführt werden. Beim einzelnen Abfragen einer CPE fragt die Basisstation eine einzelne CPE ab, indem sie Aufwärtsverbindungsbandbreite in einem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan zuweist, um es der CPE zu erlauben, mit einer Bandbreitenzuweisungsanfrage zu reagieren. Ähnlich fragt die Basisstation beim Gruppenabfragen mehrere CPEs ab, indem sie Aufwärtsverbindungsbandbreite in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan zuweist, um es den CPEs zu erlauben, mit einer Bandbreitenanfrage zu antworten. Die CPEs müssen für die zugewiesene Bandbreite konkurrieren, wenn eine Kollision auftritt. Die Bandbreitenzuweisungen haben nicht die Form einer expliziten Meldung, die den CPEs von der Basisstation kommuniziert wird, sondern werden vielmehr implizit durch Zuweisen von Bandbreite in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan übertragen. Polling the CPEs by the base station may be a response to the setting of a "poll-me" by a CPE, or alternatively periodic. According to the present invention, groups of CPEs or each CPE can in individual CPEs, to be performed on a physical channel periodic queries. When each query a CPE asks the base station a single CPE from by assigning uplink bandwidth in an uplink subframe plan to allow the CPE to respond with a bandwidth allocation request. Similarly, the base station polls several CPEs from the group queries by uplink bandwidth in the uplink sub-frame map allocates, to allow the CPEs to respond with a bandwidth request. The CPEs must compete for the allocated bandwidth if a collision occurs. The bandwidth allocations do not have the form of an explicit message that is the CPEs communicated from the base station but rather are transmitted implicitly by allocating bandwidth in the uplink sub-frame map.
  • [0014] [0014]
    Ein anderes Mittel, das von der vorliegenden Erfindung zum Verringern der Bandbreite, die von den Bandbreitenanfragemeldungen verbraucht wird, verwendet wird, ist die Technik der „Huckepack"-Bandbreitenanfragen auf der einer CPE bereits zugewiesenen Bandbreite. Gemäß dieser Technik fordern gerade aktive CPEs Bandbreite an, indem sie zuvor unbenutzte Abschnitte einer Auswärtsverbindungsbandbreite verwenden, die der CPE bereits zugewiesen ist. Alternativ können Bandbreitenanfragen auf Aufwärtsverbindungsbandbreite, die bereits zugewiesen und aktuell von einem Datenservice benutzt wird, Huckepack genommen werden. Gemäß dieser Alternative „stiehlt" die CPE Bandbreite, die bereits für eine Datenverbindung zugewiesen wurde, indem sie Bandbreitenanfragen in Zeitschlitze einfügt, die zuvor für Daten verwendet wurden. Another means that is used by the present invention to reduce the bandwidth consumed by the bandwidth request messages is the technique of "piggybacking" -Bandbreitenanfragen on the already allocated to a CPE bandwidth. According to this technique currently require active CPEs range of by use previously unused portions of an outward link bandwidth that is already allocated to the CPE. Alternatively, bandwidth requests on uplink bandwidth that is already allocated and currently being used by a data service, are piggybacked. According to this alternative "steals" the CPE bandwidth already allocated for a data connection by inserting bandwidth requests in time slots previously used for data.
  • [0015] [0015]
    Die CPE ist für das Verteilen der zugewiesenen Aufwärtsverbindungsbandbreite in einer Art verantwortlich, die die Dienste berücksichtigt, die von der CPE bereitgestellt werden. The CPE is responsible for distributing the allocated uplink bandwidth in a manner that takes into account the services provided by the CPE. Es steht der CPE frei, die Aufwärtsverbindungsbandbreite, die ihr zugewiesen wurde, anders zu verwenden als ursprünglich von der Basisstation angefordert oder gewährt. It is the CPE free, the uplink bandwidth that was allocated to it, to be used differently than originally requested or granted by the base station. Vorteilhafterweise bestimmt die CPE, welchen Services sie Bandbreite gibt und welche Services auf die darauf folgenden Bandbreitenanfragen warten müssen. Advantageously, the CPE determines what services they are bandwidth and what services need to wait for the next bandwidth requests. Ein Vorteil der Tatsache, dass die CPE bestimmt, wie sie ihre zugewiesene Bandbreite verteilt, besteht darin, dass es die Basisstation der Durchführung dieser Aufgabe entledigt. An advantage of the fact that the CPE determines how they distributed their allocated bandwidth is that it gets rid of the base station carrying out this task. Zusätzlich wird der Kommunikationszuschlag, der erforderlich ist, wenn die Basisstation die CPE anweist, wie sie ihre zugewiesene Bandbreite verteilen soll, eliminiert. In addition, the communication surcharge, which is required if the base station instructs the CPE as they should distribute their allocated bandwidth eliminated. Durch den Gebrauch einer Kombination von Bandbreitenzuweisungstechniken nutzt die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise die Effizienzvorteile, die mit jeder Technik verbunden sind. By using a combination of bandwidth allocation techniques utilizing the present invention advantageously provides the efficiencies associated with each technique.
  • [0016] [0016]
    Die Basisstation-Medienzugangssteuerung („MAC") weist verfügbare Bandbreite auf einem physikalischen Kanal auf der Aufwärtsverbindung oder der Abwärtsverbindung zu. Innerhalb der Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Unterrahmen weist das Basisstation-MAC die verfügbare Bandbreite zwischen den verschiedenen Services in Abhängigkeit von den Prioritäten und Regeln zu, die von ihrer Servicequalität („QoS") auferlegt werden. The base station media access control ("MAC") has available bandwidth on a physical channel on the uplink or the downlink. Within the uplink and downlink sub-frames, the base station MAC available bandwidth between the various services depending upon the priorities and rules imposed by their quality of service ("QoS"). Das Basisstation-MAC wartet eine Reihe von Warteschlangen für jeden physikalischen Kanal, den sie versorgt. The base station MAC waits a set of queues for each physical channel that it serves. Innerhalb jeder Warteschlangenreihe eines physikalischen Kanals wartet die Basisstation eine Warteschlange für jede QoS. Within each queue number of a physical channel, the base station maintains a queue for each QoS. Die Warteschlangen enthalten Daten, die zum Übertragen zu den CPEs bereit sind, die auf dem physikalischen Kanal gegenwärtig sind. The queues hold data that is ready to be transmitted to the CPEs that are currently on the physical channel. Die höheren MAC-Steuerniveaus der Basisstation können alle geeigneten Fairness- oder Verkehrsformungsalgorithmen hinsichtlich des Teilens des Zugangs unter den Verbindungen für die gleichen QoS implementieren, ohne dass sich das auf die unteren MAC-Steuerniveaus der Basisstation auswirkt. The higher MAC control levels of the base station can implement among the compounds for the same QoS without this affects the lower MAC control level of the base station all appropriate fairness or traffic shaping algorithms in terms of sharing of access. Beim Bestimmen der Menge an Bandbreite, die einer bestimmten QoS für eine bestimmte CPE zuzuweisen ist, berücksichtigt die Basisstation die QoS, die Modulation und die Fairness-Kriterien, die verwendet werden, um eine einzelne CPE daran zu hindern, die ganze verfügbare Bandbreite aufzubrauchen. In determining the amount of bandwidth to be assigned to a particular QoS for a particular CPE, the base station takes into account the QoS, modulation, and the fairness criteria used to prevent an individual CPE from using up all available bandwidth. Bei einer Ausführungsform versucht die Basisstation, die Aufwärtsverbindungs-Abwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisungen auszugleichen, indem sie eine anpassungsfähige Zeitteilungs-Duplexierungstechnik (ATDD) verwendet. In one embodiment, the base station attempts to balance the uplink-downlink bandwidth allocations by using an adaptive time division Duplexierungstechnik (ATDD).
  • [0017] [0017]
    Das Verfahren zum Aufwärtsverbindungsbandbreitenzuweisen ist dem Abwärtsverbindungsbandbreitenzuweisen sehr ähnlich mit der Ausnahme, dass die Datenwarteschlangen statt von der Basisstation gewartet zu werden über jede einzelne CPE verteilt und von dieser gewartet werden. The method for allocating uplink bandwidth is the down-link bandwidth allocating very similar with the exception that the data queue to be serviced by the base station instead be distributed over each individual CPE and maintained by it. Statt den Zustand der Warteschlange direkt zu prüfen, empfängt die Basisstation vorzugsweise Bandbreitenanfragen von den CPEs, die die oben beschriebenen Techniken benutzen. Rather than examine the state of the queue directly, the base station preferably receives bandwidth requests of the CPEs that use the techniques described above.
  • [0018] [0018]
    Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher ein Verfahren zum Zuweisen von Bandbreite in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem wie in Anspruch 1 dargelegt bereitgestellt. According to a first aspect of the present invention therefore a method for allocating bandwidth in a broadband wireless communication system as set forth in claim 1 is provided.
  • [0019] [0019]
    Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Gerät zum Zuweisen von Bandbreite in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem wie in Anspruch 24 dargelegt bereitgestellt. According to a second aspect, a device for allocating bandwidth in a broadband wireless communication system is provided as set forth in claim 24.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • [0020] [0020]
    1 1 zeigt ein drahtloses Breitbandkommunikationssystem, das für den Einsatz mit der vorliegenden Erfindung geeignet ist. shows a wireless broadband communications system that is suitable for use with the present invention.
  • [0021] [0021]
    2 2 zeigt eine TDD-Rahmen- und Multirahmenstruktur, die von dem Kommunikationssystem der shows a TDD frame and multi-frame structure similar to that of the communication system 1 1 zum Durchführen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. can be used for performing the present invention.
  • [0022] [0022]
    3 3 zeigt ein Beispiel eines Abwärtsverbindungsunterrahmens, der von den Basisstationen verwendet werden kann, um Daten zu der Vielzahl von CPEs in der drahtlosen Kommunikation der shows an example of a downlink sub-frame, which can be used by the base stations to transmit data to the plurality of CPEs in the wireless communication of the 1 1 zu übertragen. to transmit.
  • [0023] [0023]
    4 4 zeigt einen beispielhaften Aufwärtsverbindungsunterrahmen, der für den Gebrauch mit der vorliegenden Bandbreitenzuweisungserfindung geeignet ist. shows an exemplary uplink sub-frame, which is suitable for use with the present bandwidth allocation invention.
  • [0024] [0024]
    5 5 ist ein Flussdiagramm, das die Informationsaustauschsequenz zeigt, die beim Durchführen der Technik zum einzelnen Abfragen der vorliegenden Erfindung angewandt wird. is a flow diagram showing the information exchange sequence used in practicing the technique for each query of the present invention.
  • [0025] [0025]
    6 6 ist ein Flussdiagramm, das die Technik zum einzelnen Abfragen der vorliegenden Erfindung zeigt. is a flow chart showing the technique for each query of the present invention.
  • [0026] [0026]
    7 7 zeigt einen beispielhaften Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan, der verwendet wird, um die vorliegende Multicast-/Rundsendebandbreitenzuweisung zu erleichtern. shows an exemplary uplink sub-frame map that is used to facilitate the present multicast / broadcast bandwidth allocation.
  • [0027] [0027]
    8 8 ist ein Flussdiagramm, das die Multicast- und Rundsendeabfragetechnik der vorliegenden Erfindung zeigt. is a flow diagram showing the multicast and broadcast polling technique of the present invention.
  • [0028] [0028]
    9 9 ist ein Flussdiagramm, das den Einsatz eines „Abfragebits" zeigt, um das Abfragen einer CPE in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auszulösen. is a flow diagram showing the use of a "poll-me" to trigger the polling of a CPE in accordance with the present invention.
  • [0029] [0029]
    10 10 zeigt die Meldungssequenz, die von der vorliegenden Erfindung beim Anfordern von Abfragen anhand des Abfragebits verwendet wird. shows the message sequence that is used by the present invention when requesting a query using the polling bit.
  • [0030] [0030]
    11 11 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren des Huckepack-Bandbreitenanfragens der vorliegenden Erfindung zeigt. is a flow diagram showing the method of the piggyback Bandbreitenanfragens the present invention.
  • [0031] [0031]
    12 12 zeigt das Verfahren zur Abwärtsverbindungsbandbreitenzuweisung, das von der vorliegenden Erfindung verwendet wird. shows the method for downlink bandwidth allocation, which is used by the present invention.
  • [0032] [0032]
    13 13 zeigt das Verfahren zur Aufwärtsverbindungsbandbreitenzuweisung, das von der vorliegenden Erfindung verwendet wird. shows the method for allocating uplink bandwidth which is used by the present invention.
  • [0033] [0033]
    Gleiche Bezugszeichen und Bezeichnungen geben in den verschiedenen Zeichnungen gleiche Elemente an. Like reference numbers and designations in the various drawings provide for the same elements.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • [0034] [0034]
    In dieser Beschreibung sollten die gezeigten bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele als beispielhaft und nicht als Einschränkungen der vorliegenden Erfindung betrachtet werden. In this description, the preferred embodiments and examples shown should be considered as exemplary and not as limitations of the present invention.
  • [0035] [0035]
    Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und ein Gerät zur Bandbreitenzuweisung in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem. The preferred embodiment of the present invention is a method and apparatus for allocating bandwidth in a broadband wireless communication system. Ein sehr wichtiges Leistungskriterium eines drahtlosen Breitbandkommunikationssystems und eigentlich jedes Kommunikationssystems, bei dem das physikalische Kommunikationsmedium von einer Vielzahl von Benutzern gemeinsam verwendet wird, besteht darin, wie effizient das System das physikalische Medium nutzt. One very important performance criterion of a broadband wireless communication system, and actually each communication system, wherein the physical communication medium used by a plurality of users together, is how efficiently the system uses the physical medium. Da drahtlose Kommunikationssysteme mediengeteilte Kommunikationsnetze sind, müssen der Zugriff und die Übertragung durch die Abonnenten zum Netz gesteuert werden. As wireless communication systems are shared media communication networks, the access and transfer must be controlled by the subscribers to the network. Bei drahtlosen Kommunikationssystemen steuert ein Media Access Control („MAC")-Protokoll typisch die Benutzerzugriffe auf das physikalische Medium. Das MAC bestimmt, wann es Benutzern erlaubt wird, auf dem physikalischen Medium zu übertragen. Wenn Konkurrenzen erlaubt sind, steuert das MAC zusätzlich das Konkurrenzverfahren und löst eventuelle auftretende Kollisionen. In wireless communication systems, a Media Access Control ("MAC") controls -.. Protocol typical user access to the physical medium, the MAC determines when it will allow users to transmit over the physical medium, when competitions are allowed, the MAC also controls the competition process and solves any collisions occurring.
  • [0036] [0036]
    In dem in In the in 1 1 gezeigten System kann das von der in den Basisstationen shown, the system of the in the base stations 106 106 gegenwärtige Softwareprogramm ausgeführte MAC (in manchen Ausführungsformen kann die Software auf Prozessoren sowohl in der Basisstation als auch in der CPE ausführen) die Übertragungszeit für alle CPEs current software program executed MAC (in some embodiments, the software on processors in both the base station and the CPE run), the transmission time for all CPEs 110 110 steuern. . control Die Basisstationen The base stations 106 106 empfangen Anfragen um Übertragungsrechte und gewähren diese Anfragen innerhalb der verfügbaren Zeit, wobei sie Prioritäten, Servicetypen, Servicequalität und andere Faktoren berücksichtigen, die mit den CPEs receive requests for broadcast rights and grant these requests within the time available, taking into account priorities, service types, service quality and other factors associated with the CPEs 110 110 verbunden sind. are connected. Wie oben im allgemeinen Stand der Technik der Erfindung beschrieben, sind die von den CPEs As described above in the general prior art of the invention are those of the CPEs 110 110 bereitgestellten Services TDM-Information, wie zum Beispiel Sprachverbindungen von einer PBX. provided Services TDM information such as voice connections from a PBX. Am anderen Ende des Servicespektrums können die CPEs stoßweise und doch fristtolerante Computerdaten für die Kommunikation mit dem gut bekannten World Wide Web oder Internet aufwärts verbinden. At the other end of the spectrum, the CPEs service intermittently and yet timely tolerant computer data for communication with the well-known World Wide Web or Internet can connect up.
  • [0037] [0037]
    Das Basisstations-MAC plant und weist Bandbreite sowohl für die Aufwärtsverbindungs- als auch für die Abwärtsverbindungskommunikationsverbindungen zu. The base station MAC is planning and has bandwidth for both the uplink and for the downlink communication connections. Diese Pläne werden von der Basisstation entwickelt und gewartet und werden Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenpläne oder Abwärtsverbindungs-Unterrahmenpläne genannt. These plans are developed and maintained by the base station, and are called uplink sub-frame plans or downlink subframe plans. Das MAC muss ausreichend Bandbreite zuweisen, um den Bandbreitenanforderungen zu entsprechen, die von Services mit konstanter Bitrate mit hohem Vorrang (CBR) wie zum Beispiel T1, E1 und ähnlichen Services mit konstanten Bitraten auferlegt werden. The MAC must allocate sufficient bandwidth to meet the bandwidth requirements, the (CBR), such as T1, E1 and similar services are imposed with constant bit rates constant bit rate services with high priority. Zusätzlich muss das MAC die restliche Bandbreite über die Dienste mit niedrigerer Priorität zuweisen, wie zum Beispiel für Internet-Protokoll (IP)-Datendienste. In addition, the MAC must allocate the remaining bandwidth of the services with lower priority, such as Internet Protocol (IP) data services. Das MAC verteilt Bandbreite unter diesen Diensten mit niedrigerer Priorität anhand verschiedener QoS-abhängiger Techniken, wie zum Beispiel fair gewichtete Warteschlangenbildung und Round-Robin-Warteschlangenbildung. The MAC bandwidth distributed under these services with lower priority based on different QoS dependent techniques such as weighted fair queuing and round-robin queuing.
  • [0038] [0038]
    Die Abwärtsverbindung des Kommunikationssystems, das in The downlink of the communication system, in which 1 1 gezeigt ist, funktioniert auf einer Punkt-zu-Multipunkt-Basis (das heißt von der Basisstation is shown, operates in a point-to-multi-point basis (i.e., from the base station 106 106 zu der Vielzahl von CPEs to the plurality of CPEs 110 110 ). ). Wie in der verwandten gleichzeitig anhängigen Anmeldung beschrieben, enthält die zentrale Basisstation As described in the related copending application, the central base station contains 106 106 einen aktiven Strahler an active emitters 108 108 in Sektoren, der gleichzeitig zu mehreren Sektoren übertragen kann. in sectors, which can simultaneously transmit a plurality of sectors. Bei einer Ausführungsform des Systems In one embodiment of the system 100 100 überträgt der aktive Strahler transmits the active emitter 108 108 an sechs unabhängige Sektoren gleichzeitig. simultaneously on six independent sectors. Innerhalb eines gegebenen Frequenzkanals und Strahlersektors empfangen alle Stationen die gleiche Übertragung. Within a given frequency channel and spotlights sector, all stations receive the same transmission. Die Basisstation ist der einzige Sender, der in die Abwärtsverbindungsrichtung funktioniert, sie überträgt daher ohne mit anderen Basisstationen koordinieren zu müssen, mit Ausnahme des Gesamtzeitteilungsduplexierens, das Zeit in Aufwärts- und Abwärtsverbindungsübertragungsperioden unterteilt. The base station is the only transmitter operating in the downlink direction, hence it transmits without having to coordinate with other base stations, except for the Gesamtzeitteilungsduplexierens, divides the time in the uplink and downlink transmission periods. Die Basisstation sendet an alle der CPEs in einem Sektor (und einer Frequenz). The base station transmits to all of the CPEs in a sector (and frequency). Die CPEs überwachen die Adressen in den empfangenen Meldungen und berücksichtigen nur die, die ihnen adressiert sind. The CPEs monitor the addresses in the received messages and consider only those that are addressed to them.
  • [0039] [0039]
    Die CPEs The CPEs 110 110 teilen die Aufwärtsverbindung auf einer Nachfragebasis, die von dem Basisstation-MAC gesteuert wird. share the uplink on a demand basis that is controlled by the base station MAC. In Abhängigkeit von der Serviceklasse, die von einer CPE verwendet wird, kann die Basisstation einer ausgewählten CPE kontinuierliche Rechte zum Übertragen auf der Aufwärtsverbindung zuteilen, oder das Recht zu übertragen kann von einer Basisstation nach dem Empfang einer Anfrage von der CPE gewährt werden. Depending on the class of service that is used by a CPE, the base station a selected CPE can allocate continuous rights to transmit on the uplink, or the right to transmit is granted by a base station after receiving a request from the CPE. Zusätzlich zu einzeln adressieren Meldungen können auch Meldungen von der Basisstation zu Multicast-Gruppen (Steuermeldungen und Videoverteilung sind Beispiele für Multicast-Abwendungen) sowie zu allen CPEs gesendet werden. In addition to individually addressed messages can also messages from the base station to multicast groups (control messages and video distribution are examples of multicast shifts away) and be sent to all CPEs.
  • [0040] [0040]
    Innerhalb jedes Sektors müssen die CPEs in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Übertragungsprotokoll einhalten, das die Konkurrenz zwischen CPEs minimiert und es erlaubt, den Dienst an die Frist- und Bandbreitenanforderungen jeder Benutzeranwendung anzupassen. Within each sector, the CPEs must comply in accordance with the present invention, a communication protocol that minimizes the competition between CPEs and makes it possible to adapt the service to the due time and bandwidth requirements of each user application. Wie unten detaillierter beschrieben, wird dieses Übertragungsprotokoll anhand des Einsatzes eines Abfragemechanismus verwirklicht, wobei Konkurrenzvorgehensweisen als Backup-Mechanismus verwendet werden, wenn ungewöhnliche Bedingungen das Abfragen aller CPEs angesichts der gegebenen Frist- und Reaktionszeitauflagen undurchführbar machen. As described in greater detail below, this transmission protocol is realized based on the use of a query mechanism, competition procedures will be used as a backup mechanism when unusual conditions, the queries of all CPEs make impracticable given the current due time and response time requirements. Die Konkurrenzmechanismen können auch verwendet werden, um das einzelne Abfragen von CPEs zu vermeiden, die während langer Perioden inaktiv sind. The competition mechanisms may also be used to prevent the individual queries of CPEs that are inactive for long periods. Die Abfragetechniken, die das erfindungsgemäße Verfahren und Gerät bereitstellen, vereinfachen den Zugangsprozess und garantieren, dass Serviceanwendungen Bandbreitenzuweisung auf einer deterministischen Basis erhalten, falls erforderlich. The interrogation techniques that provide methods and apparatus of the invention, simplify access process and ensure that service applications get the bandwidth allocation on a deterministic basis if required. Im Allgemeinen sind Datenserviceanwendungen relativ fristtolerant. In general, data service applications are relatively tolerant in time. Hingegen erfordern Echtzeit-Dienstanwendungen, wie zum Beispiel Sprach- und Videodienste, dass die Bandbreitenzuweisungen rechtzeitig und unter Einhaltung sehr strikt gesteuerter Planungen erfolgen. However, require real-time service applications such as voice and video services, the bandwidth allocations are made on time and in accordance with very strict controlled planning.
  • Rahmenpläne – Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Unterrahmenpläne Frameworks - uplink and downlink subframe plans
  • [0041] [0041]
    Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung warten Basisstationen In a preferred embodiment of the present invention are waiting base stations 106 106 Unterrahmenpläne der Bandbreite, die den Aufwärts- und Abwärtskommunikationsverbindungen zugewiesen werden. Sub-frame maps of the bandwidth allocated to the uplink and downlink communication links. Wie in der gleichzeitig anhängigen verwandten Anmeldung beschrieben, werden die Aufwärts- und Abwärtsverbindung vorzugsweise in einer Zeitteilungsduplex-Art (oder „TDD") gemultiplext. Bei einer Ausführungsform wird ein Rahmen als N aufeinander folgende Zeitperioden oder Zeitschlitze enthaltend definiert (wobei N konstant bleibt). Gemäß diesem „Rahmenbasis"-Ansatz konfiguriert das Kommunikationssystem dynamisch die ersten N 1 Zeitschlitze (wobei N größer oder gleich N 1 ist) nur für Abwärtsverbindungsübertragungen. As described in co-pending related application, the uplink and downlink, preferably in a time division duplex-type (or "TDD") are multiplexed. In one embodiment, a frame as N consecutive time periods or time slots defined comprising (where N remains constant) . In accordance with this "frame-based" approach, the communication system dynamically configures the first N 1 time slots (where N is greater than or equal to N 1) for downlink transmissions. Die restlichen N 2 Zeitschlitze werden dynamisch nur für Aufwärtsverbindungsübertragungen konfiguriert (wobei N 2 gleich N–N 1 ist). The remaining N 2 time slots are dynamically configured for uplink transmissions (where N 2 N N-1 is the same). Bei diesem TDD-Rahmenbasisschema wird der Abwärtsverbindungsunterrahmen vorzugsweise zuerst übertragen und erhält ein Informationspräfix, das für die Rahmensynchronisation erforderlich ist. In this TDD frame-based scheme of the downlink sub-frame is preferably transmitted first and is replaced by a Informationspräfix that is necessary for frame synchronization.
  • [0042] [0042]
    2 2 zeigt einen TDD-Rahmen und eine Multirahmenstruktur shows a TDD frame and multi-frame structure 200 200 , die von einem Kommunikationssystem (wie dem in , Of a communication system (such as the in 1 1 gezeigten) beim Durchführen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. ) can be used in carrying out the present invention shown. Wie in How to 2 2 gezeigt, ist der TDD-Rahmen in eine Vielzahl physikalischer Schlitze (PS) shown, the TDD frame is divided into a plurality of physical slots (PS) 204 204 unterteilt. subdivided. In der in In the in 2 2 gezeigten Ausführungsform hat der Rahmen eine Millisekunde Dauer und umfasst 800 physikalische Schlitze. illustrated embodiment, the frame millisecond duration and includes 800 physical slots. Alternativ kann die vorliegende Erfindung mit Rahmen verwendet werden, die längere oder kürzere Dauer haben und mehr oder weniger PSs. Alternatively, the present invention can be used with frames having longer or shorter duration, and more or fewer PSs. Die verfügbare Bandbreite wird von einer Basisstation in Einheiten einer bestimmten vorausdefinierten Anzahl von PSs zugewiesen. The available bandwidth is allocated from a base station in units of a certain pre-defined number of PSs. Eine Form digitaler Codierung, wie zum Beispiel das gut bekannte Reed-Solomon-Codierungsverfahren, wird an der digitalen Information über eine vorausdefinierte Anzahl von Biteinheiten, die Informationselemente (PI) genannt werden, ausgeführt. One form of digital encoding, such as the well-known Reed-Solomon encoding method, will be called on the digital information over a pre-defined number of bit units, the information elements (PI) is performed. Die Modulation kann innerhalb des Rahmens schwanken und bestimmt die Anzahl von PS (und daher die Menge Zeit), die zum Übertragen eines ausgewählten PI erforderlich sind. The modulation may vary and determines the number of PS (and therefore the amount of time) required to transmit a selected PI within the frame.
  • [0043] [0043]
    Wie in der gleichzeitig anhängigen verwandten Anmeldung beschrieben, ist das TDD-Rahmenbilden des in As described in co-pending related application, the TDD frame in forming the 1 1 gezeigten drahtlosen Breitbandkommunikationssystems anpassungsfähig. shown broadband wireless communication system adaptable. Das heißt, dass die Anzahl der der Abwärtsverbindung im Vergleich zur Aufwärtsverbindung zugewiesenen PSs mit der Zeit variiert. That is, the number of the downlink compared to the uplink varies assigned PSs over time. Das vorliegende Verfahren und Gerät zur Bandbreitenzuweisung können sowohl für anpassungsfähige als auch fixe TDD-Systeme verwendet werden, die einen Rahmen und eine Multirahmenstruktur ähnlich der in The present method and apparatus for bandwidth allocation can be used for both adaptive and fixed TDD systems, similar to that of a frame and a multiframe structure in 2 2 gezeigten verwenden. use shown. Wie in How to 2 2 gezeigt, werden zum Unterstützen periodischer Funktionen multiple Rahmen shown are for supporting multiple frames of periodic functions 202 202 in Multirahmen in multi-frame 206 206 gruppiert, und multiple Multirahmen grouped and multiple multi-frame 206 206 werden in Hyperrahmen be in hyperframes 208 208 gruppiert. grouped. Bei einer Ausführungsform umfasst jeder Multirahmen In one embodiment, each multi-frame 206 206 zwei Rahmen two frames 202 202 , und jeder Hyperrahmen umfasst zweiundzwanzig Multirahmen And each hyper frame comprises twenty-two multi-frame 206 206 . , Andere Rahmen-, Multirahmen- und Hyperrahmenstrukturen können mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden. Other framework, Multirahmen- and hyper frame structures can be used with the present invention. Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst zum Beispiel jeder Multirahmen In another embodiment of the present invention includes, for example, each multi-frame 206 206 sechzehn Rahmen sixteen frames 202 202 , und jeder Hyperrahmen umfasst zweiunddreißig Multirahmen And each hyper frame includes thirty-two multi-frame 206 206 . , Beispielhafte Abwärtsverbindungs- und Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen, die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind jeweils in Exemplary downlink and uplink sub-frames which are used in the practice of the present invention, are shown in 3 3 und and 4 4 gezeigt. shown.
  • Abwärtsverbindungs-Unterrahmenplan Downlink sub-frame map
  • [0044] [0044]
    3 3 zeigt ein Beispiel eines Abwärtsverbindungs-Unterrahmens shows an example of a downlink sub-frame 300 300 , der von den Basisstationen That from the base stations 106 106 zum Übertragen von Information an eine Vielzahl von CPEs for transferring information to a plurality of CPEs 110 110 verwendet werden kann. can be used. Vorzugsweise wartet die Basisstation einen Abwärtsverbindungs-Unterrahmenplan, der die Bandbreitenzuweisung der Abwärtsverbindung wiedergibt. Preferably, the base station waits for a downlink sub-frame map that reflects the bandwidth allocation of the downlink. Der Abwärtsverbindungs-Unterrahmen Of the downlink sub-frame 300 300 umfasst vorzugsweise einen Rahmensteuerkopf preferably comprises a frame control header 302 302 , eine Vielzahl von Abwärtsverbindungsdaten-PSs , A plurality of downlink data PSs- 304 304 , die nach Modulationstyp gruppiert sind (zum Beispiel PS Grouped according to modulation type (eg, PS 304 304 Daten moduliert mit einem QAM-4-Modulationsschema, PS Data modulated using a QAM-4 modulation scheme, PS 304' 304 ' Daten moduliert mit QAM-16 usw.) und eventuell getrennt durch zugehörige Modulationsübergangsspalten (MTGs) Data modulated with QAM-16, etc.) and possibly separated by associated modulation transition gaps (MTG) 306 306 , die verwendet werden, um unterschiedlich modulierte Daten zu trennen, und eine Sende-/Empfangsübergangsspalte That are used to separate differently modulated data, and a transmit / receive transition gaps 308 308 . , In jedem ausgewählten Abwärtsverbindungs-Unterrahmen können ein beliebiger oder mehrere der unterschiedlich modulierten Datenblöcke abwesend sein. In any selected downlink sub-frame any one or more of the differently modulated data blocks may be absent. Bei einer Ausführungsform haben die Modulationsübergangsspalten (MTGs) In one embodiment, the modulation transition gaps (MTG) 306 306 0 PS Dauer. 0 HP continuous. Wie in How to 3 3 gezeigt, enthält der Rahmensteuerkopf shown, the frame control header 302 302 eine Präambel a preamble 310 310 , die von der physikalischen Protokollschicht (oder PHY) zu Synchronisations- und Ausgleichszwecken verwendet wird. , Identified by the physical protocol layer (or PHY) is used for synchronization and equalization purposes. Der Rahmensteuerkopf The frame control header 302 302 enthält auch Steuerabschnitte sowohl für die PHY ( also includes control sections for both the PHY ( 312 312 ) als auch das MAC ( ) And the MAC ( 314 314 ). ).
  • [0045] [0045]
    Die Abwärtsverbindungsdaten-PSs werden zum Übertragen von Daten und Steuermeldungen zu den CPEs The downlink data PSs are-for transferring data and control messages to the CPEs 110 110 verwendet. used. Diese Daten sind vorzugsweise codiert (zum Beispiel anhand eines Reed-Solomon-Codierschemas) und werden mit der aktuellen Betriebsmodulation übertragen, welche die ausgewählte CPE verwendet. This data is preferably encoded (for example, using a Reed-Solomon coding scheme) and transmitted at the current operating modulation which uses the selected CPE. Die Daten werden vorzugsweise in einer vorausdefinierten Modulationssequenz übertragen: wie zum Beispiel QAM-4 gefolgt von QAM-16, gefolgt von QAM-64. The data is preferably transferred to a pre-defined modulation sequence: such as QAM-4 followed by QAM-16, followed by QAM-64. Die Modulationsübergangsspalten The modulation transition gaps 306 306 enthalten Präambeln und werden zum Trennen der Modulationen verwendet. contain preambles and are used to separate the modulations. Der PHY-Steuerabschnitt The PHY control section 312 312 des Rahmensteuerkopfs the frame control header 302 302 enthält vorzugsweise eine Rundsendemeldung, die die Identität des PS preferably contains a broadcast message that the identity of the PS 304 304 angibt, an welchem das Modulationsschema wechselt. indicates to which the modulation scheme changes. Schließlich trennt die Tx-/Rx-Übergangsspalte Finally, the Tx / Rx transition column separates 308 308 wie in as in 3 3 gezeigt den Abwärtsverbindungs-Unterrahmen von dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen, der unten detaillierter beschrieben wird. shown the downlink sub-frame from the uplink sub-frame which is described in greater detail below.
  • Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan Uplink sub-frame map
  • [0046] [0046]
    4 4 zeigt ein Beispiel eines Aufwärtsverbindungs-Unterrahmens shows an example of an uplink sub-frame 400 400 , der für den Einsatz mit der vorliegenden Bandbreitenzuweisungserfindung geeignet ist. Which is suitable for use with the present bandwidth allocation invention. Gemäß dem vorliegenden Verfahren und Gerät zur Bandbreitenzuweisung verwenden die CPEs According to the present method and apparatus for bandwidth allocation using the CPEs 110 110 ( ( 1 1 ) den Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen ) The uplink sub-frame 400 400 zum Übertragen von Information (inklusive Bandbreitenanforderungen) an ihre zugehörigen Basisstationen to transmit information (including bandwidth requests) to their associated base stations 106 106 . , Wie in How to 4 4 gezeigt, gibt es drei Hauptklassen von MAC-Steuermeldungen, die von den CPEs shown, there are three main classes of MAC control messages from the CPEs 110 110 während des Aufwärtsverbindungsrahmens übertragen werden: (1) die, welche in Konkurrenzschlitzen übertragen werden, die für die CPE-Registrierung reserviert sind (Registrierungskonkurrenzschlitze be transmitted during the uplink frame: (1) those that are transmitted in contention slots reserved for CPE registration (registration contention slots 402 402 ); ); (2), die, welche in Konkurrenzschlitzen übertragen werden, welche für Antworten auf Multicast- und Rundsendeabrufe um Bandbreitenzuweisung (Bandbreitenanforderungs-Konkurrenzschlitze (2) that are transmitted in contention slots, which for responses to multicast and broadcast schedules to allocate bandwidth (bandwidth request contention slots 404 404 ) reserviert sind, und (3) die, welche in Bandbreiten übertragen werden, die einzelnen CPEs spezifisch zugewiesen sind (CPE-Plandatenschlitze ) Are reserved, and (3), which are transmitted in bandwidth, the individual CPEs are assigned specific (CPE map data slots 406 406 ). ).
  • [0047] [0047]
    Die für Konkurrenzschlitze zugewiesene Bandbreite (das heißt für die Konkurrenzschlitze The allocated bandwidth for contention slots (ie for the contention slots 402 402 und and 404 404 ) wird gruppiert und anhand eines vorausbestimmten Modulationsschemas übertragen. ) Is grouped and transmitted based on a predetermined modulation scheme. Bei der in Wherein in 4 4 gezeigten Ausführungsform werden die Konkurrenzschlitze illustrated embodiment, the contention slots 402 402 und and 404 404 zum Beispiel anhand einer QAM-4-Modulation übertragen. for example transmitted using a QAM-4 modulation. Die restliche Bandbreite wird nach CPE gruppiert. The remaining bandwidth is grouped by CPE. Während ihrer geplanten Bandbreite überträgt eine CPE During their scheduled bandwidth to transmit a CPE 110 110 mit einer fixen Modulation, die von den Effekten der Umgebungsfaktoren auf die Übertragung zwischen CPE with a fixed modulation of the effects of environmental factors on the transmission between CPE 110 110 und ihrer zugehörigen Basisstation and its associated base station 106 106 bestimmt wird. is determined. Der Abwärtsverbindungs-Unterrahmen Of the downlink sub-frame 400 400 umfasst eine Vielzahl von CPE- Übergangsspalten (CTGs) includes a plurality of CPE transition gaps (CTGs) 408 408 , die einer den Modulationsübergangsspalten (MTGs) That a modulation transition gaps (MTG) 306 306 , die weiter oben unter Bezugnahme auf The above with reference to 3 3 beschrieben sind, ähnlichen Funktion dienen. are described, serve similar functions. Das heißt, dass die CTGs That is, the CTGs 408 408 die Übertragungen von den verschiedenen CPEs the transmissions from the various CPEs 110 110 während des Aufwärtsverbindungs-Unterrahmens trennen. separate during uplink sub-frame. Bei einer Ausführungsform sind die CTGs In one embodiment, the CTGs 408 408 2 physikalische Schlitze in Dauer. 2 physical slots in duration. Eine übertragende CPE überträgt vorzugsweise eine Präambel zu 1 PS während des zweiten PS der CTG A transmitting CPE preferably transmits a preamble to 1 HP during the second PS of the CTG 408 408 , wobei sie es der Basisstation erlaubt, sich mit der neuen CPE Where it allows the base station with the new CPE 110 110 zu synchronisieren. to synchronize. Mehrere CPEs Several CPEs 110 110 können in der Registrierungskonkurrenzperiode gleichzeitig übertragen, was in Kollisionen resultiert. can transmit simultaneously in the registration contention period, resulting in collisions. Wenn eine Kollision auftritt, antwortet die Basisstation eventuell nicht. When a collision occurs, the base station may not respond.
  • [0048] [0048]
    Mit dem Verfahren und dem Gerät zur Bandbreitenzuweisung der vorliegenden Erfindung wird geplanten Aufwärtsverbindungsverkehrsdaten Bandbreite zu spezifischen CPEs With the method and the device for allocating bandwidth to the present invention is planned uplink traffic data bandwidth to specific CPEs 110 110 für das Übertragen von Steuermeldungen und Servicedaten zugewiesen. allocated for the transmission of control messages and services data. Die geplanten Daten der CPE werden innerhalb des Aufwärtsverbindungs-Unterrahmens The planned dates of CPE within the uplink sub-frame 400 400 auf der Grundlage des Modulationsschemas, das die CPEs on the basis of the modulation scheme, the CPEs, the 110 110 verwenden, eingereiht. use classified. Erfindungsgemäß und wie unten detailliert beschrieben, wird die Bandbreite von einer CPE According to the invention and as described in detail below, the bandwidth of a CPE is 110 110 angefordert und anschließend von einer zugehörigen Basisstation requested and subsequently by an associated base station 106 106 gewährt. granted. Die ganze Bandbreite, die einer ausgewählten CPE innerhalb eines gegebenen TDD-Rahmens (oder alternativ je nach Fall eines anpassungsfähigen TDD-Rahmens) zugewiesen wird, wird in einen benachbarten geplanten Datenblock The whole bandwidth is a selected CPE within a given TDD frame (or alternatively as the case of an adaptive TDD frame) assigned, is planned in an adjacent data block 406 406 der CPE gruppiert. the CPE grouped. Die physikalischen Schlitze, die den CTGs The physical slots, the CTGs the 408 408 zugewiesen sind, sind in der Bandbreitenzuweisung für eine ausgewählte CPE are assigned, are in the bandwidth allocation for a selected CPE 110 110 in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan der Basisstation enthalten. contained in the uplink sub-frame map of the base station.
  • [0049] [0049]
    Zusätzlich zu der Bandbreite, die für das Übertragen verschiedener Typen von Breitbanddiensten zugewiesen wird (das heißt die Bandbreite, die für die geplanten Datenschlitze In addition to the bandwidth that is allocated for the transmission of various types of broadband services (i.e., the bandwidth scheduled for the data slots 406 406 der CPE zugewiesen wird) und die Bandbreite, die für CPE-Registrierungskonkurrenzschlitze zugewiesen wird, muss von der Basisstation-MAC auch Bandbreite für Steuermeldungen zugewiesen werden, wie zum Beispiel Anfragen um zusätzliche Bandbreitenzuweisungen. is assigned to the CPE), and the bandwidth allocated for CPE registration contention slots must be assigned by the base station MAC and bandwidth for control messages, such as requests for additional bandwidth allocations. wie unten detaillierter beschrieben, fordern CPEs described in more detail below, ask CPEs 110 110 erfindungsgemäß Änderungen ihrer Bandbreitenzuweisungen an, indem sie Bandbreitenanfragen bei ihren zugehörigen Basisstationen According to the invention changes to their bandwidth allocations by bandwidth requests their associated base stations 106 106 machen. make. Das erfindungsgemäße Verfahren und Gerät reduzieren die Menge an Bandbreite, die für diese Bandbreitenzuweisungsanfragen reserviert werden muss. The method and apparatus according to the invention reduce the amount of bandwidth that must be reserved for these bandwidth allocation requests. Erfindungsgemäß werden die Gelegenheiten zum Anfragen um Bandbreite sehr knapp gesteuert. According to the invention, the opportunities are very scarce controlled to requests for bandwidth. Die vorliegende Erfindung verwendet vorteilhafterweise eine Kombination einer Anzahl von Techniken, um den Bandbreitenanfrageprozess knapp zu steuern. The present invention advantageously uses a combination of a number of techniques to control the bandwidth request process in short supply. Es gibt eine Anzahl von Mitteln, anhand welcher eine CPE eine Bandbreitenanfragemeldung an ihre zugehörige Basisstation übertragen kann. There are a number of means, based on which a CPE can transmit a bandwidth request message to its associated base station.
  • [0050] [0050]
    Ein solches Mittel verwendet zum Beispiel eine Abfragetechnik, anhand welcher eine Basisstation eine oder mehrere CPEs abfragt und Bandbreite spezifisch dazu zuweist, dass es der oder den CPEs erlaubt wird, Bandbreitenanfragen zu übertragen. Such an agent used, for example, a polling technique, the basis of which a base station polls one or more CPEs and allocates bandwidth specifically to that it is accepted or the CPEs to transmit bandwidth requests. Gemäß diesem Verfahren kann das Abfragen von CPEs durch die Basisstation als Reaktion auf das Setzen eines „Abfragebits" durch die CPE in Aufwärtsverbindungsrichtung erfolgen oder periodisch. Erfindungsgemäß können periodische Abfragen einzelner CPEs („Abfragen auf Reservierungsbasis" genannt), bei Gruppen von CPEs („Multicast"-Abfrage) oder bei jeder CPE auf einem physikalischen Kanal („Rundsende"-Abfrage) durchgeführt werden. According to this method, the polling of CPEs can be prepared by the base station in response to the setting of a "poll-me" by the CPE effected in the uplink direction or periodic. According to the invention, periodic visits to individual CPEs ("queries reservation-based"), and to groups of CPEs (" Multicast "query) or at any CPE on a physical channel (" Broadcast "query) are performed. Bei der Abfrage auf Reservierungsbasis fragt die Basisstation eine einzelne CPE ab und weist dann Aufwärtsverbindungsbandbreite zu, um es der CPE zu erlauben, mit einer Bandbreitenanfrage zu antworten. In the reservation-based polling, the base station polls an individual CPE and then allocates uplink bandwidth in order to allow the CPE to respond with a bandwidth request. Ähnlich fragt die Basisstation bei der Multicast- und Rundsendeabfrage mehrere CPEs ab und weist dann Aufwärtsverbindungsbandbreite zu, um es den CPEs zu erlauben, mit einer Bandbreitenanfrage zu antworten. Similarly, the base station polls for the multicast and broadcast polling from several CPEs and then allocates uplink bandwidth in order to allow the CPEs to respond with a bandwidth request. Die CPEs müssen jedoch für die zugewiesene Bandbreite konkurrieren, wenn Kollisionen auftreten. However, the CPEs have to compete for the allocated bandwidth if collisions occur. Vorteilhafterweise haben weder die Bandbreitenabfragen noch die Bandbreitenzuweisungen die Form expliziter Meldungen, die von der Basisstation an die CPEs übertragen werden. Advantageously, neither the bandwidth requests nor the bandwidth allocations are in the form of explicit messages that are transmitted from the base station to the CPEs. Die Bandbreitenabfragen umfassen vielmehr nicht verlangte Gewährungen von Bandbreite, die ausreicht, um Bandbreitenanfragen zu übertragen. Rather, the queries comprise bandwidth not requested grants of bandwidth sufficient for transmitting bandwidth requests. Bandbreitenzuweisungen erfolgen implizit über Bandbreitenzuweisungen, die in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan auftreten. Bandwidth allocations are made implicitly via bandwidth allocations occurring in the uplink sub-frame map. Die Abfragetechniken werden unten detaillierter unter Bezugnahme auf The query techniques are more detail below with reference to 4 4 bis to 10 10 beschrieben. described.
  • [0051] [0051]
    Wie in How to 4 4 gezeigt, kann ein Abschnitt der Aufwärtsverbindungsbandbreite periodisch für diese Bandbreitenzuweisungs- oder CPE-Verbindungsanfragen zugewiesen werden. shown, a portion of the uplink bandwidth may periodically be allocated for these bandwidth allocation or CPE connection requests. Der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen The uplink sub-frame 400 400 enthält eine Vielzahl von Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitzen includes a plurality of bandwidth request contention slots 404 404 . , Eine CPE A CPE 110 110 muss zuerst registriert werden und eine Aufwärtsverbindungssynchronisation mit einer Basisstation verwirklichen, bevor sie Bandbreitenzuweisung anfordern darf. must be registered and implement an uplink synchronization with a base station before it is allowed to request bandwidth allocation first. Es besteht daher keine Notwendigkeit, in der Länge von Bandbreitenanfragekonkurrenzperioden Übertragungszeitungewissheiten vorzusehen. There is therefore no need to provide transmission time uncertainties in the length of bandwidth request contention periods. Die Bandbreitenanfragekonkurrenzperiode kann folglich so klein sein wie ein einziges PI, das bei einer Ausführungsform bei QAM-4 6 PS erfordert. The bandwidth request contention period can therefore be as small as a single PI, which requires 6 hp in one embodiment, QAM-4. Wie bei den Registrierungsanfragen, antwortet die Basisstation eventuell der CPE nicht, wenn eine Kollision auftritt. As with the registration requests, the base station does not respond to the CPE may be, when a collision occurs. Wenn die Basisstation jedoch eine Bandbreitenanfragemeldung erfolgreich von einer CPE empfängt, antwortet sie durch Zuweisen zur CPE zusätzlicher Bandbreite für geplante Daten If the base station, however, a bandwidth request message successfully receives from a CPE, it responds by assigning additional bandwidth for CPE scheduled data 406 406 in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen in the uplink sub-frame 400 400 . , Die verschiedenen von der vorliegenden Erfindung verwendeten Abfragetechniken helfen dabei, den Bedarf an Verwendung der Konkurrenzschlitze The various interrogation techniques used by the present invention help lessen the need for use of contention slots 404 404 zu minimieren. to be minimized. Diese Techniken sind unten detaillierter beschrieben. These techniques are described in more detail below.
  • [0052] [0052]
    Ein anderes Mittel, das die vorliegende Erfindung zum Reduzieren der von den Bandbreitenanfragemeldungen verbrauchten Bandbreite benutzt, ist die Technik des „Huckepack"-Tragens von Bandbreitenanfragen auf Bandbreite, die einer CPE bereits zugewiesen ist. Gemäß dieser Technik fragen aktuell aktive CPEs um Bandbreite an, indem sie zuvor unbenutzte Abschnitte von Aufwärtsverbindungsbandbreite verwenden, die der CPE bereits zugewiesen ist. Die Notwendigkeit, die CPEs abzufragen, wird dadurch eliminiert. Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Bandbreitenanfragen auf Aufwärtsverbindungsbandbreite, die zugewiesen ist und von einem Datenservice bereits aktiv genutzt wird, Huckepack genommen. Gemäß dieser Alternative „stiehlt" die CPE Bandbreite, die für eine Datenverbindung bereits zugewiesen war, indem sie in zuvor für Daten verwendete Zeitschlitze Bandbreitenanfragen einfügt. Another means that uses the present invention for reducing the power consumed by the bandwidth request messages bandwidth is the technique of "piggybacking" -Tragens of bandwidth requests on bandwidth already allocated to a CPE. According to this technique ask currently active CPEs to range of, by use previously unused portions of uplink bandwidth that is already allocated to the CPE. The necessity of polling the CPEs is thereby eliminated. In an alternative embodiment of the present invention, bandwidth requests are to uplink bandwidth which is allocated and is already being actively used by a data service Piggyback taken. According to this alternative "steals" the CPE bandwidth that was already assigned to a data connection by inserting bandwidth requests in previously used for data time slots. Die Details dieser Huckepack-Techniken sind weiter unten unter Bezugnahme auf The details of this piggyback techniques are further described below with reference to 11 11 detaillierter beschrieben. described in more detail.
  • [0053] [0053]
    Sobald einer CPE von der Basisstation Bandbreite zugewiesen wird, ist die CPE und nicht die Basisstation für die Verwendung der Aufwärtsverbindungsbandbreite in einer Art verantwortlich, die die von der CPE bereit gestellten Dienste berücksichtigen kann. Once a CPE is allocated bandwidth by the base station, the CPE, not the base station for using the uplink bandwidth in a manner is responsible, which can take into account the available services provided by the CPE. Es steht der CPE frei, die Aufwärtsverbindungsbandbreite, die ihr zugewiesen wurde, in einer Art zu verwenden, die anders ist als die ursprünglich angefragte oder von der Basisstation gewährte. It is the CPE free to use the uplink bandwidth assigned to her in a way that is different from the originally requested or granted by the base station. Die Serviceanforderungen, die zum Beispiel einer ausgewählten CPE präsentiert werden können, können sich ändern, nachdem die ausgewählte CPE Bandbreite von ihrer zugehörigen Basisstation angefragt hat. The service requirements which may be presented, for example, a selected CPE may change after the selected CPE bandwidth has requested from its associated base station. Vorteilhafterweise bestimmt die CPE welchen Diensten sie Bandbreite gibt und welche Dienste auf darauf folgende Bandbreitenanfragen warten müssen. Advantageously, the CPE determines which services they are bandwidth and what services need to wait for subsequent bandwidth requests. Dazu wartet die CPE eine Prioritätsliste von Diensten. It also takes the CPE a priority list of services. Den Diensten mit höherer Priorität (zum Beispiel denen, die hohe Dienstqualitätsansprüche haben), wird Bandbreite vor den Diensten zugewiesen, die niedrigere Priorität haben (zum Beispiel Datendienste des IP-Typs). The service of higher priority (for example, those claims have high quality of service), bandwidth is allocated before the services have lower priority (eg data services of IP type). Hat die CPE nicht ausreichend Bandbreite, um ihren Serviceansprüchen gerecht werden, fordert die CPE zusätzliche Bandbreitenzuweisungen an, indem sie entweder ihr Abfragebit setzt oder eine Bandbreitenzuweisungsanfrage durch Huckepack sendet. If the CPE is not enough bandwidth to meet their service requirements, the CPE requests additional bandwidth allocations by setting either their polling bit or a bandwidth allocation request send by piggybacking.
  • [0054] [0054]
    Ein Vorteil der Tatsache, dass die CPE bestimmt, wie sie ihre zugewiesene Bandbreite verteilt, besteht darin, dass es die Basisstation von der Ausführung dieser Aufgabe befreit. An advantage of the fact that the CPE determines how they distributed their allocated bandwidth is that it frees the base station of the execution of this task. Zusätzlich wird dadurch der Kommunikationszuschlag, der erforderlich ist, damit die Basisstation die CPE anweisen kann, wie sie ihre zugewiesene Bandbreite verteilen soll, eliminiert, so dass die nutzbare Systembandbreite steigt. Additionally thereby the communication surcharge, which is required for the base station can instruct the CPE as they should distribute their allocated bandwidth eliminated so that the usable system bandwidth increases. Zusätzlich kann die CPE auf die variierenden Aufwärtsverbindungsbandbreitenzuweisungserfordernisse für hochqualitative Servicedatendienste besser reagieren. In addition, the CPE better respond to the varying uplink bandwidth allocation requirements for high quality service data services. Die CPE kann daher die Erfordernisse dieser Typen von Serviceansprüchen besser berücksichtigen als die Basisstation. The CPE, therefore, the requirements of these types of service requirements into account better than the base station.
  • [0055] [0055]
    Die von der vorliegenden Erfindung verwendeten verschiedenen Techniken zum Verbessern der Effizienz des Prozesses der Bandbreitenzuweisungsanfrage sind unten genauer in Unterabschnitten beschrieben. The various techniques used by the present invention for improving the efficiency of the process of bandwidth allocation request are described in greater detail below in subsections. Obwohl diese Techniken in getrennten Unterabschnitten beschrieben werden, verwenden das erfindungsgemäße Verfahren und Gerät alle Techniken vorteilhafterweise kombiniert, um die Bandbreite zu verringern, die von Bandbreitenzuweisungsanfragen verbraucht wird. Although these techniques are described in separate sub-sections, use method and apparatus according to the invention all the techniques advantageously combined to reduce the bandwidth consumed by the bandwidth allocation requests.
  • [0056] [0056]
    Daher nutzt die vorliegende Erfindung vorteilhaft die Effizienzvorteile, die mit jeder Bandbreitenzuweisungstechnik verbunden sind. Therefore, the present invention advantageously utilizes the efficiency benefits associated with each bandwidth allocation technique. Obwohl zum Beispiel eine einzelne Abfragetechnik hinsichtlich der Fähigkeit günstig ist, schnelle Reaktionszeiten auf Bandbreitenzuweisungsanfragen bereitzustellen, ist sie relativ ineffizient, wenn es um die Menge an Bandbreite geht, die von dem Bandbreitenzuweisungsprozess verbraucht wird. For example, although an individual polling technique is beneficial with regard to the ability to provide fast response times to bandwidth allocation requests, it is relatively inefficient when it comes to the amount of bandwidth consumed by the bandwidth allocation process. Hingegen ist das Gruppenabfrageverfahren relativ effizient, was die Bandbreite betrifft, die vom Bandbreitenzuweisungsverfahren verbraucht wird, ist jedoch hinsichtlich der Fähigkeit weniger effizient, auf Bandbreitenzuweisungsanfragen zu reagieren. In contrast, the group polling method is relatively efficient in terms of the bandwidth that is consumed by the bandwidth allocation method, however, is less efficient to respond to bandwidth allocation requests for the ability. Der Gebrauch des Abfragebits ist relativ effizient, wenn man ihn sowohl vom Standpunkt des Bandbreitenverbrauchs als auch vom Standpunkt der Reaktionszeit her betrachtet. The use of the polling bit is relatively efficient when considered it both from the standpoint of bandwidth consumption as well as from the standpoint of reaction time ago. Zusätzlich verbessert die Huckepack-Technik die Bandbreitenverbrauchseffizienz noch weiter, indem zuvor unbenutzte Abschnitte der Bandbreite verwendet werden, um Bandbreitenzuweisungsanfragen zu senden. In addition, the piggybacking technique improves the bandwidth usage efficiency even further by previously unused portions of the bandwidth used to send the bandwidth allocation requests. Anders als bei den Ansätzen des Stands der Technik, verwendet die vorliegende Erfindung vorteilhafter alle diese Bandbreitenzuweisungstechniken in Kombination, um die Effizienz zu maximieren. In contrast to the approaches of the prior art, the present invention advantageously all of these bandwidth allocation techniques in combination to maximize efficiency.
  • Abfragen Query
  • [0057] [0057]
    Bei einer Ausführungsform des drahtlosen Rundsendesystems In one embodiment, the wireless broadcast system 100 100 der the 1 1 , das für den Gebrauch mit der vorliegenden Erfindung konzipiert ist, wird einer CPE That is designed for use with the present invention, is a CPE 110 110 ein dedizierter Verbindungsidentifikator (ID) zugeordnet, wenn sich die CPE assigned a dedicated connection identifier (ID) when the CPE 110 110 anfänglich bei dem System initially in the system 100 100 registriert. registered. Die ID wird verwendet, wenn die Basisstation The ID is used when the base station 106 106 Steuermeldungen mit der Vielzahl von CPEs Control messages to the plurality of CPEs 110 110 austauscht. exchanges. Wie oben beschrieben, sind Variationen in den Bandbreitenanforderungen (das heißt Steigerungen oder Verringerungen der Bandbreitenanforderungen) für alle Dienste erforderlich, die von dem System As described above, variations in bandwidth requirements (i.e., increases or decreases in the bandwidth requirements) necessary for all services offered by the system 100 100 transportiert werden, mit Ausnahme der Dienste mit nicht verdichtbarer konstanter Bitrate oder Diensten mit kontinuierlicher Gewährung (CG). be transported, with the exception of services for non compressible constant bitrate or services with continuous grant (CG). Die Bandbreitenanforderungen der nicht verdichtbaren CG-Dienste ändern sich zwischen dem Aufbauen der Verbindung und dem Beenden der Verbindung nicht. The bandwidth requirements of the non-compressible CG services do not change between establishing the connection and the connection has ended. Die Anforderungen verdichtbarer CG-Dienste, wie zum Beispiel kanalisierte T1-Dienste, steigen oder sinken je nach Verkehr. The requirements compressible CG services, such as channelized T1 services, increase or decrease depending on traffic.
  • [0058] [0058]
    Im Gegenteil dazu sind viele der Datendienste, die durch das System On the contrary, many of the data services by the system 100 100 der the 1 1 erleichtert werden, stoßweise und fristtolerant. be relieved intermittently and timely tolerant. Da die Bandbreite diesen Diensten auf einer Anfragezuweisungsbasis nach Bedarf bereitgestellt wird, nennt man diese Dienste gewöhnlich Demand-Assigned Multiple Access oder „DAMA"-Dienste (Dienste mit Mehrfachzugangszuweisung auf Anfrage). Wenn eine CPE Since the bandwidth provided these services to a request assignment as-needed basis, called these services usually Demand Assigned Multiple Access or "DAMA" services (services with multiple access assignment on request). If a CPE 110 110 um Bandbreite für einen DAMA-Service anfragen muss, sendet sie eine Bandbreitenanfragemeldung zu der Basisstation must inquire about bandwidth for a DAMA service, it sends a bandwidth request message to the base station 106 106 . , Die Bandbreitenanfragemeldungen übertragen die sofortigen Bandbreitenanforderungen für den DAMA-Service. The bandwidth request messages transmitted the immediate bandwidth requirements for the DAMA service. Die Bandbreitenanforderungen können sich im Laufe der Zeit ändern und tun dies typisch. The bandwidth requirements may change over time and do so typical. Die Dienstqualität oder „QoS" für die DAMA-Verbindung wird erstellt, wenn die CPE-Verbindung anfänglich mit der Basisstation aufgebaut wird. Die Basisstation kann daher auf die QoS für jeden DAMA-Dienst, den sie derzeit berücksichtigt, zugreifen oder sie „einsehen". The quality of service or "QoS" for the DAMA connection is created when the CPE connection is established initially with the base station. The base station can therefore access the QoS for each DAMA service they currently considered or they "see" ,
  • [0059] [0059]
    Wie oben beschrieben, verfügen die CPEs As described above, have the CPEs 110 110 erfindungsgemäß über eine Anzahl verschiedener Techniken, um ihren zugehörigen Basisstationen Bandbreitenanfragemeldungen zu kommunizieren. According to the invention have a number of different techniques to their associated base stations to communicate bandwidth request messages. Eine solche Technik besteht darin, als eine Reaktion auf das Abfragen durch eine Basisstation eine Bandbreitenanfragemeldung zu senden. One such technique is to send as a response to the queries by a base station a bandwidth request message. Gemäß der von der vorliegenden Erfindung gelehrten Abfragetechnik, weist die Basisstation Bandbreite ausgewählten CPEs spezifisch für den Zweck zu, Bandbreitenanfragen zu machen. According to the learned of the present invention polling technique, the base station bandwidth selected CPEs specifically for the purpose of making bandwidth requests. Die Bandbreitenzuweisungen können einzeln zu CPEs oder zu Gruppen von CPEs erfolgen. The bandwidth allocations can be done individually or in groups of CPE to CPE. Wie unten genauer in dem Unterabschnitt beschrieben, der die Gruppenabfragetechnik beschreibt, definieren die Zuweisungen zu Gruppen von CPEs Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze, die zum Lösen von Bandbreitenanfragekollisionen verwendet werden. As described in more detail below in the sub-section that describes the group polling technique, allocations to define the groups of CPEs bandwidth request contention slots that are used for dissolving bandwidth request collisions. Vorteilhafterweise werden die Bandbreitenzuweisungen nicht in der Form expliziter Meldungen gemacht, sondern vielmehr in der Form von Bandbreitenzuweisungserhöhungen, die den Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen Advantageously, the bandwidth allocations are not made in the form of explicit messages, but rather in the form of bandwidth allocation increases, the uplink sub-frame 400 400 ( ( 4 4 ) beschreiben, in dem übertragenen Plan. ) Describe, in the transmitted plan. Das Abfragen wird auf einer Basis nach einzelnen CPEs durchgeführt, die Bandbreite wird auf der Basis einer pro Verbindungs-ID angefordert, und Bandbreite wird auf der Basis einzelner CPEs zugewiesen. The polling is performed on a base according to individual CPEs, the bandwidth is requested based on a per connection ID, and bandwidth is allocated on the basis of individual CPEs. Diese Konzepte sind unten detaillierter beschrieben. These concepts are described in more detail below.
  • Abfragetechnik auf Reservierungsgrundlage (einzelnes Abfragen) Polling technique on reservation basis (single queries)
  • [0060] [0060]
    Gemäß dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren und Gerät, wird keine explizite Meldung übertragen, um die ausgewählte CPE abzufragen, wenn eine CPE einzeln abgefragt wird. According to the present inventive method and device, no explicit message is transmitted to poll the selected CPE, when a CPE is polled individually. Der CPE wird vielmehr Bandbreite in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan zugewiesen, die ausreicht, um es der CPE zu erlauben, mit der Bandbreitenanfrage zu antworten. The CPE is allocated bandwidth in the rather uplink sub-frame map that is sufficient to allow the CPE to respond with the bandwidth request. Spezifisch weist die Basisstation in dem geplanten CPE-Datenblock Specifically, the base station in the CPE scheduled data block 406 406 ( ( 4 4 ) Bandbreite für die ausgewählte CPE zu, welche ausreicht, um es der ausgewählten CPE zu erlauben, mit einer Bandbreitenanfragemeldung zu antworten. ) Bandwidth for the selected CPE that is sufficient to allow the selected CPE to respond with a bandwidth request message. Fordert die ausgewählte CPE nicht mehr Bandbreite an, sendet sie eine Anfrage um Null Byte zurück. Not ask the selected CPE more bandwidth on, it sends back a request by a null byte. Eine Nullbyteanfrage (an Stelle gar keiner Anfrage) wird in dem einzelnen Abfrageprozess verwendet, denn es wird explizite Bandbreite für eine Antwort zugewiesen. A Nullbyteanfrage (instead of none at request) is used in the single query process, because it is assigned explicit bandwidth for an answer.
  • [0061] [0061]
    Gemäß der vorliegenden Erfindung kommen nur inaktive CPEs und aktive CPEs, die explizit das Abfragen anfordern, für das einzelne Abfragen in Frage. According to the present invention come only inactive CPEs and active CPEs that explicitly request the queries for the individual queries in question. Aktive CPEs, die ihre jeweiligen „Abfragebits" in dem MAC-Paketkopfteil nicht setzen, werden nicht einzeln abgefragt. Diese Einschränkungen werden dem Bandbreitenanfrageprozess durch die vorliegende Erfindung auferlegt und sparen vorteilhafterweise im Vergleich zum Abfragen aller CPEs einzeln an Bandbreite. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reagieren die aktiven CPEs auf das Abfragen, indem sie das gerade in Verwendung befindliche Modulationsschema verwenden. Inaktive CPEs können jedoch mit einem QAM-4- oder ähnlichen robusten Modulationsschema antworten, um sicherzustellen, dass ihre Übertragung ausreichend robust ist, um von der Basisstation sogar unter nachteiligen Umweltbedingungen erfasst zu werden. Active CPEs not set their respective "poll-'in the MAC packet header are not queried individually. These constraints are the bandwidth request process imposed and save advantageously compared to poll all CPEs individually for bandwidth by the present invention. In one embodiment, the present invention react the active CPEs to the queries by using the modulation scheme that is currently being use. However, inactive CPEs can respond with a QAM-4 or similar robust modulation scheme to ensure that their transmission is sufficiently robust even from the base station detected to be under adverse environmental conditions.
  • [0062] [0062]
    Die vorliegende Erfindung stellt vorteilhafterweise rechtzeitige Antworten auf Anfragen um mehr Bandbreite für einen Service mit konstanter Bitrate, wie zum Beispiel kanalisierter T1-Service, bei dem Kanäle dynamisch hinzugefügt oder weggelassen werden können, sicher. The present invention advantageously provides timely responses to requests for more bandwidth for a constant bit rate service, such as channelized T1 service, in which channels can be dynamically added or omitted, sure. Um sicherzustellen, dass die Basisstation schnell auf Anfragen nach mehr Bandbreite für einen Service mit konstanter Bitrate reagiert, wird die Aufwärtsverbindungs-Bandbreite, die dem Service mit konstanter Bitrate zugewiesen wird, der derzeit nicht mit maximaler Rate in Betrieb ist, ausreichend breit gemacht, um die aktuelle Rate des Service und eine Bandbreitenanfrage zu berücksichtigen. To ensure that the base station responds quickly to requests for more bandwidth for a service at a constant bit rate, the uplink bandwidth allocated to the service at a constant bit rate is not currently at the maximum rate in operation, made sufficiently wide to to take into account the current rate of service and bandwidth request.
  • [0063] [0063]
    Die Informationsaustauschsequenz für das individuelle Abfragen ist in dem Flussdiagramm der The information exchange sequence for individual queries is in the flowchart of 5 5 gezeigt. shown. Wie in How to 5 5 gezeigt, hat die Basisstation vorzugsweise mehrere Schichten von Steuermechanismen oder Protokollstapeln shown, the base station preferably has several layers of control mechanisms or protocol stacks 502 502 , . 504 504 und and 506 506 , die unter anderem den Bandbreitenanfrage- und Zuweisungsprozess steuern. That control, among other things Bandbreitenanfrage- and allocation process. Das Basisstation-MAC ist in zwei Unterdomänen unterteilt: (1) die Domäne HL-MAA MAC The base station MAC is divided into two sub-domains: (1) the HL-MAA MAC domain 504 504 und die Domäne LL-MAA MAC and the domain LL-MAA MAC 506 506 . , Die Domäne MAA MAC erstreckt sich genau über einen physikalischen Kanal. The MAA MAC domain extends just over a physical channel. Jeder physikalische Kanal erfordert eine Instanz der LL-MAA MAC-Domäne. Each physical channel requires an instance of the LL-MAA MAC domain. Die Domäne HL-MAA MAC überspannt mehrere physikalische Kanäle, typisch alle in dem gleichen Sektor. The HL-MAA MAC domain spans multiple physical channels, typically all in the same sector. Eine MAC-Domäne umfasst eine HL-MAA MAC-Domäne und die LL-MAA MAC-Domänen, die den physikalischen Kanälen innerhalb der HL-MAA MAC-Domäne zugewiesen sind. A MAC domain comprises an HL-MAA MAC domain and the LL-MAA MAC domains that are assigned to the physical channels within the HL-MAA MAC domain.
  • [0064] [0064]
    Wie in How to 5 5 gezeigt, fragt die Basisstation einzeln (wie durch den Steuerpfeil shown asks the base station individually (as indicated by control arrow 508 508 angegeben) eine CPE ab, indem sie ausreichend Bandbreite zuweist, damit die CPE mit einer Bandbreitenanfragemeldung antworten kann. specified) from a CPE by allocating sufficient bandwidth so that CPE may respond with a bandwidth request message. Diese Bandbreite wird in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen This bandwidth is in the uplink sub-frame 400 400 zugewiesen. assigned. Wenn das CPE-MAC If the CPE MAC 510 510 feststellt, dass Daten für eine ausgewählte Verbindung k zu senden sind (die typisch bestimmt wird, indem sie von einer höheren CPE-Steuerschicht notes that data for a selected connection k to send (which is typically determined by a higher CPE control layer 512 512 über einen Steuerpfad via a control path 514 514 angewiesen wird), gibt der CPE-MAC-Steuermechanismus eine Bandbreitenanfrage is instructed), the CPE MAC control mechanism is a bandwidth request 516 516 zu der Basisstation-MAC to the base station MAC- 506 506 aus. from. Ist nicht genügend Bandbreite für die CPE There is not enough bandwidth for the CPE 110 110 , wie von der LL-MAA As described by the LL-MAA 506 506 der Basisstation festgestellt wird, verfügbar, wird die Bandbreitenanfrage nicht gewährt. the base station is determined available, the bandwidth request will be granted. Anderenfalls wird die Bandbreitenanfrage gewährt, und das wird dem CPE-MAC Otherwise, the bandwidth request will be granted and this will the CPE MAC 510 510 implizit von der Basisstation mitgeteilt, indem sie der CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen implicitly indicated by the base station by the CPE in the uplink sub-frame 400 400 zusätzliche Bandbreite zuweist. allocates additional bandwidth. Das ist in This is in 5 5 über den Steuerpfad via the control path 518 518 gezeigt. shown. Die CPE beginnt dann mit dem Übertragen von Daten zu der Basisstation über die Aufwärtsverbindung, indem sie die Bandbreite verwendet, welche ihr zugewiesen wurde. The CPE will then begin transmitting data to the base station via the uplink, by using the bandwidth which has been assigned to it.
  • [0065] [0065]
    6 6 ist ein Flussdiagramm, das die einzelne Abfragetechnik is a flow diagram showing the individual polling technique 600 600 darstellt, die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird. is provided by the present invention. Wie in How to 6 6 gezeigt, startet das Verfahren im BeschlussfassungsSCHRITT shown, the process starts in decision-making step 602 602 , um zu bestimmen, ob Bandbreite zum Zweck des einzelnen Abfragens der CPEs verfügbar ist. To determine whether bandwidth is available for the purpose of individual polling the CPEs. Ist zum einzelnen Abfragen der CPEs If the individual visits to the CPEs 110 110 keine Bandbreite mehr verfügbar, geht das Verfahren zu SCHRITT no more bandwidth is available, the procedure goes to STEP 604 604 weiter und löst ein Multicast- oder Rundsendeabfrageverfahren aus. on and triggers a multicast or broadcast polling method. Dieses Multicast- und Rundsendeabfrageverfahren ist detailliert im Unterabschnitt weiter unten beschrieben. This multicast and broadcast polling method is described in detail in the subsection below. Ist jedoch zum Zweck des einzelnen Abfragens der CPEs ausreichend Bandbreite verfügbar, geht das Verfahren zu einem BeschlussfassungsSCHRITT However, for the purpose of individual polling the CPEs enough bandwidth available, the method proceeds to a decision STEP 606 606 weiter, bei dem festgelegt wird, ob es irgendwelche nicht abgefragte aktive CPEs gibt, die ihr „Abfragebit" gesetzt haben. Ist das der Fall, geht das Verfahren weiter zu einem Steuerpunkt further, in which to determine whether there are any unpolled active CPEs that you have set "polling bit." If so, the process proceeds to a control point 608 608 . , Anderenfalls geht das Verfahren weiter zu einem BeschlussfassungsSCHRITT Otherwise, the process proceeds to a decision STEP 610 610 , in welchem es bestimmt, ob es irgendwelche inaktive nicht abgefragte CPEs gibt. In which it determines whether there are any inactive unpolled CPEs. Ist das der Fall, geht das Verfahren zu dem Steuerpunkt If so, the method proceeds to the control point 608 608 über. about. Anderenfalls geht das Verfahren zu einem Steuerpunkt Otherwise, the method proceeds to a control point 612 612 weiter. on.
  • [0066] [0066]
    Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren geht von einem Steuerpunkt The present inventive method proceeds to a control point 608 608 zu SCHRITT to STEP 614 614 weiter, um die ausgewählte CPE einzeln abzufragen. further to the selected CPE query individually. Dadurch stellt das Verfahren sicher, dass nur nicht abgefragte aktive CPEs, die mehr Bandbreite anfordern (indem sie ihr jeweiliges „Abfragebit" setzen) und inaktive CPEs einzeln abgefragt werden. Das verringert die Bandbreite im Vergleich zu einem Abfrageverfahren, das alle CPEs einzeln abfragt. As a result, the process ensures that only non-polled active CPEs request more bandwidth (by putting their respective "poll-') and inactive CPEs be queried individually. This reduces the bandwidth compared to a query method that queries individually all CPEs.
  • [0067] [0067]
    Wie in How to 6 6 gezeigt, löst die Basisstation in SCHRITT shown, releases the base station in STEP 614 614 das Abfragen der ausgewählten CPE aus und kennzeichnet die CPE als abgefragt. the queries from the selected CPE and marks the CPE as requested. Das ist in Diagrammform in This is diagrammatically in 6 6 in dem Textfeld in the text box 614' 614 ' gezeigt. shown. Das Textfeld The text box 614' 614 ' der the 6 6 zeigt einen Abwärtsverbindungs-Unterrahmenplan shows a downlink sub-frame map 300 300 , der oben in , In the above 3 3 beschrieben ist. is described. Der MAC-Steuerabschnitt The MAC control section 314 314 des MAC-Rahmensteuerkopfs of the MAC frame control header 302 302 umfasst vorzugsweise einen Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan preferably includes an uplink sub-frame map 400' 400 ' . , Der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan The uplink sub-frame map 400' 400 ' wird an das CPE- MAC kommuniziert, wenn die Basisstation diese Information an die CPE über die Abwärtsverbindung überträgt. is communicated to the CPE MAC when the base station transmits this information to the CPE via the downlink. Wie in How to 6 6 gezeigt und als Reaktion auf das Abfragen des SCHRITTs shown, and in response to the queries of Step 614 614 , weist das Basisstation-MAC der ausgewählten CPE zusätzliche Bandbreite in der Aufwärtsverbindung zu (in , The base station MAC for the selected CPE extra bandwidth in the uplink to (in 6 6 wird diese CPE CPE „k" genannt). Diese erhöhte Bandbreitenzuweisung wird der CPE k über den Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan this is called CPE CPE "k"). This increased bandwidth allocation is the CPE k on the uplink sub-frame map 400' 400 ' mitgeteilt. communicated. Es ist daher keine zusätzliche Bandbreite erforderlich, um dem Erfordernis, die ausgewählte CPE abzufragen, stattzugeben. It is, therefore, no additional bandwidth required to grant the need to poll the selected CPE.
  • [0068] [0068]
    Wie in How to 6 6 gezeigt, kehrt das Verfahren dann zum BeschlussfassungsSCHRITT shown, the method then returns to step decision-making 602 602 zurück, um zu bestimmen, ob mehr Bandbreite für das individuelle Abfragen der CPEs verfügbar ist. back to determine if more bandwidth is available for the individual visits to the CPEs. Wenn bestimmt wird (jeweils in den BeschlussfassungsSCHRITTEN If it is determined (in each case in the decision-making steps 606 606 und and 610 610 ), dass es keine aktiven CPEs gibt, die ein Abfragebit gesetzt haben, und dass es keine nicht abgefragten inaktiven CPEs gibt, geht das Verfahren weiter zu einem BeschlussfassungsSCHRITT ) That there are no active CPEs that have set a polling bit, and that there are no non-polled inactive CPEs, the process proceeds to a decision STEP 616 616 . , In dem BeschlussfassungsSCHRITT In the decision-making step 616 616 bestimmt das Verfahren, ob irgendwelche einzelne Abfragen durchgeführt wurden. the method determines whether any individual queries were performed. Wenn nicht, geht das Verfahren weiter zu einem Steuerpunkt If not, the method proceeds to a control point 618 618 , und das Verfahren endet darauf im Endschritt And the procedure ends on the final step 620 620 . , Wurden jedoch individuelle Abfragen durchgeführt, geht das Verfahren weiter zu einem SCHRITT However, individual queries were performed, the method proceeds to a STEP 622 622 , um auf die einzelnen Bandbreitenanfragen der CPE, die abgefragt wurde (zum Beispiel CPE „k") zu warten. Wie in dem Text To await the individual bandwidth requests from the CPE that was polled (e.g., CPE "k"). As in the text 622' 622 ' der the 6 6 gezeigt, wird die Bandbreitenanfrage shown, the bandwidth request 430 430 von der abfragten CPE (zum Beispiel CPE „k") während des geplanten CPE-Datenblocks of the queried against CPE (for example CPE "k") planned during the CPE data block 406 406 erzeugt, der für die ausgewählte CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen generated for the selected CPE in the uplink sub-frame 400 400 geplant ist. is planned. Bei einer Ausführungsform enthalten alle Daten einen Kopfteil, der den Typ der Daten angibt, die übertragen werden. In one embodiment, all data includes a header part indicating the type of data transmitted. Bei dieser Ausführungsform haben die Steuermeldungen zum Beispiel zugeordnete CPE-eigene Verbindungsidentifikatoren, die ihnen zugewiesen werden, wenn sich die CPE registriert. In this embodiment, the control messages, for example, associated CPE own connection identifiers that are assigned to them when the CPE registered. Der Aufbau der Steuermeldungen erlaubt es der Basisstation zu bestimmen, dass eine Steuermeldung eine Bandbreitenanfrage ist. The structure of the control messages allows the base station to determine that a control message is a bandwidth request.
  • [0069] [0069]
    Wie in How to 6 6 gezeigt, geht das Verfahren von SCHRITT shown, the process goes from step 622 622 zu einem BeschlussfassungsSCHRITT to a decision STEP 624 624 weiter, um zu bestimmen, ob irgendwelche Bandbreitenanfragen empfangen wurden. Next, to determine whether any bandwidth requests were received. Wenn nicht, endet das Verfahren. If not, the method ends. Wenn ja, geht das Verfahren weiter zu einem SCHRITT If so, the method proceeds to a STEP 626 626 , bei dem ein Bandbreitenweisungsverfahren ausgelöst wird. Wherein a bandwidth transfer process is initiated. Wie unten detaillierter beschrieben, verwendet die Basisstation ein bevorzugtes Bandbreitenzuweisungsverfahren, um der anfordernden CPE Bandbreite zuzuweisen. As described in greater detail below, the base station uses a preferred bandwidth allocation method to allocate bandwidth to the requesting CPE. Die Bandbreitenzuweisung wird der CPE angegeben, indem entsprechende Änderungen an dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan The bandwidth allocation is indicated to the CPE by appropriate changes to the uplink sub-frame map 400' 400 ' vorgenommen werden. be made. Das Verfahren endet dann im SCHRITT The method then ends at step 620 620 . ,
  • Abfragetechnik auf Konkurrenzbasis (Multicast- und Rundsendeabfrage) Polling technique on competition basis (multicast and broadcast polling)
  • [0070] [0070]
    Wie oben unter Bezugnahme auf SCHRITT As described above with reference to step 604 604 des einzelnen Abfrageverfahrens der the single query process, the 6 6 beschrieben, kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, wenn nicht ausreichend Bandbreite für den Zweck des einzelnen Abfragens der CPEs vorhanden ist, um die CPE in Multicast-Gruppen abzufragen, und eine Rundsendeabfrage kann von der Basisstation ausgegeben werden. described, the present invention can be used when insufficient bandwidth is for the purpose of individual polling the CPEs present, to query the CPE in multicast groups and a broadcast poll may be issued by the base station. Einige CPEs können in Multicast-Gruppen abgefragt werden, und eine Rundsendeabfrage kann ausgegeben werden, wenn es mehr inaktive CPEs gibt als Bandbreite vorhanden ist, um sie einzeln abzufragen. Some CPEs can be queried in multicast groups, and a broadcast query can be issued if there are more inactive CPEs is available as bandwidth to query them individually.
  • [0071] [0071]
    Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Adressieren von CPEs vorzugsweise wie folgt: jeder CPE ist eine alleinige permanente Adresse zugewiesen (zum Beispiel hat die CPE bei einer Ausführungsform eine 48-Bit-Adresse), die im Registrierungsverfahren verwendet wird, und jeder CPE wird auch eine grundlegende Verbindungs-ID gegeben (zum Beispiel erhält die CPE bei einer Ausführungsform eine grundlegende Verbindungs-ID zu 16 Bit und während des Registrierungsverfahrens eine Steuerverbindungs-ID zu 16 Bit). According to one embodiment of the invention, the addressing of CPEs is preferably performed as follows: each CPE is assigned a sole permanent address (for example, the CPE in one embodiment, a 48-bit address) that is used in the registration process, and each CPE is also given a basic connection ID (for example, the CPE a basic connection ID of 16 bits and receives in the registration process in one embodiment of a control connection ID to 16 bits). Jeder Service, der für eine ausgewählte CPE bereitgestellt ist, erhält ebenfalls eine Verbindungs-ID. Each service that is provided for a selected CPE will also receive a connection ID. Verbindungs-IDs werden von dem Basisstation-MAC erzeugt (spezifisch von der Basisstation-HL-MAA) und sind in einer HL-MAA MAC-Domäne einzigartig. Connection IDs are generated by the base station MAC (specifically from the base station HL-MAA) and are in a HL-MAA MAC domain unique. Die grundlegende Verbindungs-ID, die zugeordnet wird, wenn sich die CPE bei der Basisstation registriert, wird von dem Basisstation-MAC und dem CPE-MAC zum Austauschen von MAC-Steuermeldungen zwischen der CPE und der Basisstation verwendet. The basic connection ID that is assigned when the CPE registers with the base station, is used by the base station MAC and the CPE MAC to exchange MAC control messages between the CPE and the base station. Die Steuerverbindungs-ID (die auch während der Registrierung zugeordnet wird) wird von der Basisstation und der CPE verwendet, um Steuer- und Konfigurationsinformation zwischen den höheren Steuerniveaus der Basisstation und der CPE auszutauschen. The control connection ID (which is also assigned during registration) is used by the base station and the CPE to exchange control and configuration information between the higher control level of the base station and the CPE.
  • [0072] [0072]
    Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind bestimmte Verbindungs-IDs für Multicast-Gruppen und Rundsendemeldungen reserviert. According to an embodiment of the present invention, certain connection IDs for multicast groups and broadcast messages are reserved. Von allen verfügbaren Adressen kann ein Teil vorzugsweise für den Multicast-Gebrauch reserviert sein. Of all the available addresses some may preferably be reserved for multicast use. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Adresse zum Beispiel, wenn die vier signifikantesten Bits der Verbindungs-ID auf logische Eins gesetzt sind (hex „Fxxxx") als für den Multicast-Gebrauch reserviert ausgelegt. Bei dieser Ausführungsform sind insgesamt 4K getrennte Multicast-Adressen verfügbar. Ein Beispiel für einen Multicast-Gebrauch ist das Verteilen eines Videoservice. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungs-ID, die verwendet wird, um allen Stationen eine Rundsendung anzuzeigen (0xFFFF)(das heißt, alle 16 Bits sind auf eine logische Eins gesetzt). In one embodiment of the present invention, the address is, for example, if the four most significant bits of the connection ID (hex "Fxxxx") are set to logical one designed as reserved for multicast use. In this embodiment, a total of 4K distinct multicast Addresses available. An example of a multicast use is the distribution of a video service. In a preferred embodiment, the connection ID that is used to indicate to all stations a broadcast (0xFFFF) (i.e., all 16 bits are at logic One set).
  • [0073] [0073]
    Ähnlich wie die oben unter Bezugnahme auf Similar to the above with reference to 5 5 und and 6 6 beschriebene einzelne Abfragetechnik wird die Multicast-Abfragemeldung nicht explizit von der Basisstation zu der CPE übertragen. described individual polling technique is not explicitly transmitted from the base station to the CPE, the multicast query message. Die Multicast-Abfragemeldung wird vielmehr implizit an die CPE übertragen, wenn die Basisstation in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan Bandbreite zuweist. The multicast query message is rather implicitly transferred to the CPE when the base station in the uplink subframe plan allocates bandwidth. Statt jedoch anschließend die zugewiesene Bandbreite einer grundlegenden Verbindungs-ID einer CPE zuzuordnen, wie das der Fall ist, wenn eine einzelne Abfrage durchgeführt wird, ordnet die Basisstation die zugewiesene Bandbreite einer Multicast- oder einer Rundsendeverbindungs-ID zu. However, instead of then assign the allocated bandwidth of a basic connection ID of a CPE, as is the case when a single query is performed, the base station associates the allocated bandwidth to a multicast or broadcast connection ID. Diese Multicast-/Rundsende-Bandbreitenzuweisung ist in dem Multicast-/Rundsende-Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan This multicast / broadcast bandwidth allocation is in the multicast / broadcast uplink sub-frame map 400'' 400 '' gezeigt, der in shown in the 7 7 gezeigt ist. is shown. Es ist lehrreich, den Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen It is instructive, the uplink sub-frame 400 400 ( ( 4 4 ), den die Basisstation verwendet, wenn sie die CPEs einzeln abfragt, mit dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan ) Used by the base station, if it senses individually the CPEs with the uplink sub-frame map 400'' 400 '' der the 7 7 zu vergleichen. to compare. 7 7 zeigt den Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan, der in dem MAC-Steuerabschnitt der Abwärtsverbindung übertragen wird. shows the uplink sub-frame map, which is transmitted in the MAC control portion of the downlink.
  • [0074] [0074]
    Wie in How to 7 7 gezeigt, umfasst der Multicast-/Rundsende-Aufwärtsverbindundgs-Unterrahmenplan shown includes the multicast / broadcast Aufwärtsverbindundgs sub-frame map 400'' 400 '' , welchen die vorliegende Erfindung verwendet, Registrierungskonkurrenzschlitze , Which uses the present invention, registration contention slots 400'' 400 '' , die die Registrierungskonkurrenzschlitze The registration contention slots, the 402 402 der the 4 4 abbilden. depict. Statt jedoch zugewiesene Bandbreite der grundlegenden Verbindungs-ID einer ausgewählten CPE zuzuordnen, wird die zugewiesene Bandbreite einer reservierten Registrierungs-ID zugewiesen. However, instead allocate bandwidth allocated to the basic connection ID of a selected CPE, the allocated bandwidth reserved a Registration ID is assigned. Wie in How to 7 7 gezeigt, umfasst der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan shown includes the uplink sub-frame map 400'' 400 '' vorzugsweise eine Mehrzahl von Multicast-Gruppenbandbreitenanfragen-Konkurrenzschlitzen preferably a plurality of multicast group bandwidth requests contention slots 400'' 400 '' , . 400''' 400 '' ' usw. Der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan etc. The uplink sub-frame map 400'' 400 '' umfasst auch Rundsende-Bandbreitenanfrage-Konkurrenzschlitze includes broadcast bandwidth request contention slots 410 410 . , Schließlich umfasst der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan, der von der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ähnlich wie der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmen der Finally comprises the uplink sub-frame map that is used by the present invention, similar to the uplink sub-frame of the 4 4 zum Auslösen von Multicast- oder Rundsendeabfragen, eine Vielzahl von geplanten CPE-Datenblöcken for triggering of a multicast or broadcast polls a plurality of CPE scheduled data blocks 406'' 406 '' , . 406''' 406 '' ' usw., die zum Transportieren der Aufwärtsverbindungs-Verkehrsdaten verwendet werden. etc., which are used for transporting the uplink traffic data.
  • [0075] [0075]
    Gemäß dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren und Gerät, fordern CPEs, die zu der abgefragten Gruppe gehören, wenn eine Abfrage zu einer Multicast- oder Rundsendeverbindungs-ID geleitet wird, Bandbreite an, indem sie Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze verwenden (entweder die Multicast-Konkurrenzschlitze der spezifizierten Gruppe oder die Rundsende-Bandbreitenanfrage-Konkurrenzschlitze According to the present inventive method and device, ask CPEs that belong to the queried group when a query to a multicast or broadcast connection ID is passed range of by using bandwidth request contention slots (either the multicast contention slots of the specified group or the broadcast bandwidth request contention slots 410 410 ), die dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan ) Corresponding to the uplink sub-frame map 400'' 400 '' zugewiesen sind. are assigned. Um die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zu verringern, dürfen nur CPEs, die Bandbreite brauchen, die Multicast- oder Rundsendeabfragen beantworten. In order to reduce the probability of collision, only CPE's needing bandwidth, the multicast or broadcast polls may answer. Anfragen um Bandbreite mit Null Länge werden in den Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitzen nicht zugelassen. Requests for bandwidth with zero length are not allowed in the bandwidth request contention slots. Bei einer Ausführungsform übertragen CPEs die Bandbreitenanfragen in den Bandbreitenanfragenkonkurrenzschlitzen (zum Beispiel Konkurrenzschlitze In one embodiment, the CPE transmit bandwidth requests to the bandwidth request contention slots (for example contention slots 404 404 ) mit QAM-4-Modulation. ) With QAM-4 modulation. Bei dieser Ausführungsform sind die Konkurrenzschlitze bemessen, um eine Präambel zu 1 PS und eine Bandbreitenanfragemeldung aufzunehmen. In this embodiment, the contention slots are sized to receive a preamble to 1 horsepower, and a bandwidth request message. Aufgrund physikalischer Auflösungsmerkmale erfordert die Meldung 1 PI (oder 6 PS) mit QAM-4-Modulation. Due to physical dissolution characteristics the message requires 1 PI (or 6 hp) with QAM-4 modulation. Bei dieser Ausführungsform passen mehrere Bandbreitenanfragemeldungen von der gleichen CPE in einen einzigen Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitz, ohne die Bandbreitennutzung oder die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Kollisionen zu steigern. In this embodiment, a plurality of bandwidth request messages from the same CPE fit into a single bandwidth request contention slot, without increasing the bandwidth or the likelihood of collisions. Das erlaubt es der gleichen CPE, in dem gleichen Schlitz mehrere Bandbreitenanfragen zu stellen. This allows the same CPE to provide more bandwidth requests in the same slot.
  • [0076] [0076]
    Wenn bei der Durchführung entweder eines Multicast- oder Rundsendeabfrage ein Fehler auftritt (wie zum Beispiel das Erfassen einer ungültigen Verbindungs-ID), sendet die Basisstation eine explizite Fehlermeldung zu der CPE. If in performing either a multicast or broadcast poll is an error (such as the detection of an invalid connection ID) the base station transmits an explicit error message to the CPE. Antwortet die Basisstation nicht mit entweder einer Fehlermeldung oder einer Bandbreitenzuweisung innerhalb einer vorausbestimmten Zeitspanne, nimmt die CPE an, dass eine Kollision aufgetreten ist. Responses to the base station not having either an error message or a bandwidth allocation within a predetermined time period, the CPE assumes that a collision has occurred. In diesem Fall verwendet die CPE einen ausgewählten vorausdefinierten Konkurrenzauflösungsprozess. In this case, the CPE uses a selected pre-defined contention resolution process. Bei einer bevorzugten Ausführungsform verwendet die CPE zum Beispiel den gut bekannten „Slotted ALOHA"-Konkurrenzauflösungsprozess, um zurückzutreten und eine andere Konkurrenzgelegenheit zu versuchen. In a preferred embodiment, the CPE are used, for example, the well-known "Slotted ALOHA" -Konkurrenzauflösungsprozess to step back and try another competition opportunity.
  • Konkurrenzauflösungsprozess Contention resolution process
  • [0077] [0077]
    Konkurrenz ist erforderlich, wenn unzureichend Zeit vorhanden ist, um alle CPEs einzeln innerhalb eines geeigneten Intervalls abzufragen. Competition is required when the time is insufficient available to individually poll all CPEs within a suitable interval. Die Basisstation kann Konkurrenzperioden sowohl für Multicast-Gruppen als auch für alle CPEs allgemein (das heißt Rundsendung) festlegen. The base station may determine contention periods for both multicast groups as well as for all the CPEs in general (ie, broadcast). Nachdem geplante CPE-Daten, Steuermeldungen und Abfragen berücksichtigt wurden, weist die Basisstation die ganze nicht verwendete Zeit in dem Aufwärtsverbindungsteil des TDD-Rahmens der Konkurrenz zu, entweder für Bandbreitenanfragen oder für Registrierungszwecke. Having planned CPE data, control messages and queries were taken into account, the base station the whole time not used in the uplink part of the TDD frame of the competition, either for bandwidth requests or for registration purposes. Typisch ist das Bandbreitenanfrageintervall viele PIs lang (zum Beispiel 1 PI=6 PS unter Verwendung von QAM-4-Modulation). Typically the bandwidth request interval is many PIs long (e.g., 1 PI = 6 PS using QAM-4 modulation). Die CPEs müssen ihre Anfragen zu einer zufälligen Zeit (an Bündelgrenzen) innerhalb dieses Intervalls übertragen, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Kollisionen zu verringern. The CPEs must transmit their requests at a random time (on bundle boundaries) within this interval to reduce the likelihood of collisions.
  • [0078] [0078]
    Gemäß der vorliegenden Erfindung wählt eine CPE, die in einem Anfrageintervall übertragen muss, vorzugsweise zufallsmäßig ein PI innerhalb des Intervalls aus und macht eine Anfrage in dem zugeordneten Start-PS. According to the present invention selects a CPE that must be transferred in a request interval, preferably at random PI within the interval and makes a request in the associated start-PS. Diese Randomisierung minimiert die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen. This randomization minimizes the probability of collisions. Eine Kollision wird angenommen, wenn von der Basisstation keine Antwort auf die Anfrage innerhalb einer vorausbestimmten Zeitspanne eintrifft. A collision is assumed, when arrives from the base station does not reply to the request within a predetermined period of time. Antwortet die Basisstation nicht innerhalb der vorausdefinierten Zeitspanne, wird das Kollisionsauflösungsverfahren der vorliegenden Erfindung ausgelöst. Responds the base station is not within the pre-defined period of time, caused the collision resolution method of the present invention.
  • [0079] [0079]
    Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet das folgende Auflösungsverfahren: Angenommen, der anfängliche Rücktrittparameter ist i und der abschließende Rücktrittparameter ist f, A preferred embodiment of the present invention uses the following resolution procedure: Suppose the initial withdrawal parameters i and the final withdrawal parameter f,
    • 1. Bei der ersten Kollision wartet die CPE während eines zufälligen Intervalls zwischen Null und 2 i Konkurrenzgelegenheiten und versucht dann wieder. 1. In the first collision, the CPE waits for a random interval between zero and 2 i contention opportunities and then tried again.
    • 2. Tritt eine weitere Kollision auf, wird das Intervall verdoppelt, und die CPE versucht es wieder, und wiederholt, bis das Intervall 2 f erreicht ist. 2. If another collision occurs, the interval is doubled and the CPE tries again, and repeated until the interval 2f is reached.
  • [0080] [0080]
    Verzeichnet die CPE noch immer keinen Erfolg, wird an den Systemcontroller ein Fehler gemeldet, und der Konkurrenzprozess wird abgebrochen. Lists the CPE is still not successful, an error is reported to the system controller, and the competitive process is aborted. Es können andere Konkurrenzauflösungsmechanismen verwendet werden, um die vorliegende Erfindung umzusetzen. It can be used other contention resolution mechanisms to implement the present invention. Zum Beispiel könnte der gut bekannte Ternary-Baummechanismus verwendet werden, um Konkurrenzfälle aufzulösen. For example, the well-known Ternary Tree mechanism could be used to resolve competition cases.
  • [0081] [0081]
    8 8 ist ein Flussdiagramm, das das Multicast- und Rundsendeabfrageverfahren is a flow diagram showing the multicast and broadcast polling method 800 800 der vorliegenden Erfindung zeigt. of the present invention. Wie in How to 8 8 gezeigt, geht das Gruppen-Abfrageverfahren shown is the group query method 800 800 von einem anfänglichen SCHRITT by an initial step 802 802 zu einem BeschlussfassungsSCHRITT to a decision STEP 804 804 weiter, in welchem das Verfahren bestimmt, ob ausreichend Bandbreite für Multicast-Abfragen verfügbar ist. further, in which the method determines whether sufficient bandwidth for multicast queries is available. Ist für Multicast- Abfragen ausreichend Bandbreite verfügbar, geht das Verfahren weiter zu einem SCHRITT Is sufficient bandwidth available for multicast queries, the method proceeds to a STEP 806 806 , um die nächste Multicast-Gruppe in dem MAC-Steuerabschnitt To the next multicast group in the MAC control section 314 314 des MAC-Rahmensteuerkopfs of the MAC frame control header 302 302 abzufragen. query. Ist jedoch nicht ausreichend Bandbreite verfügbar, um ein Multicast-Abfragen durchzuführen, geht das Verfahren weiter zu einem BeschlussfassungsSCHRITT However, there is not enough bandwidth available to perform a multicast queries, the process proceeds to a decision STEP 808 808 , in dem das Verfahren bestimmt, ob ausreichend Bandbreite verfügbar ist, um eine Rundsendeabfrage durchzuführen. In which the method determines if sufficient bandwidth is available to perform a broadcast query. Ist das der Fall, geht das Verfahren weiter zu einem SCHRITT If so, the method proceeds to a STEP 810 810 . , Anderenfalls geht das Verfahren weiter zu einem SCHRITT Otherwise, the method proceeds to a STEP 812 812 . ,
  • [0082] [0082]
    Wie in How to 8 8 gezeigt, wird im SCHRITT shown in step 810 810 eine Rundsendeabfrage ausgelöst, indem die Rundsendeabfrage in den MAC-Steuerabschnitt triggered a broadcast query by the broadcast polling in the MAC control section 314 314 des MAC-Rahmensteuerkopfteils the MAC frame control header 302 302 gegeben wird. is given. Ähnlich wie bei der einzelnen Abfragetechnik wird die Multicast-Abfragemeldung der CPE implizit übertragen, indem in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan Similar to the individual polling technique, the multicast poll message is implicitly transmitted to the CPE by in the uplink sub-frame map 400'' 400 '' Bandbreite zugewiesen wird. Assigned bandwidth. Die zugewiesene Bandbreite wird einer Multicast- oder Rundsendeverbindungs-ID zugeordnet. The allocated bandwidth is allocated to a multicast or broadcast connection ID.
  • [0083] [0083]
    In dem BeschlussfassungsSCHRITT In the decision-making step 812 812 legt das Verfahren fest, ob eine Rundsende- oder Multicast-Abfrage ausgelöst wurde. specifies the method determines whether a broadcast or multicast query has been triggered. Ist das der Fall, geht das Verfahren weiter zu SCHRITT If so, the method proceeds to step 814 814 , in dem das Verfahren die entsprechenden Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze überwacht (wie zum Beispiel von den Bandbreitenkonkurrenzschlitzbeschreibungen In which the method monitors the appropriate bandwidth request contention slots (such as by the bandwidth contention slot descriptions 404'' 404 '' , . 404''' 404 '' ' und den Beschreibungen der Rundsende-Bandbreitenanfragekonkurrenzschlitze and the descriptions of the broadcast bandwidth request contention slots 410 410 der the 7 7 definiert). defined). Wurde keine Rundsende- oder Multicast-Abfrage ausgelöst, geht das Verfahren weiter zum Steuerpunkt If no broadcast or multicast query is triggered, the method proceeds to control point 816 816 und endet danach in einem EndSCHRITT and then ends in a termination STEP 818 818 . ,
  • [0084] [0084]
    Das Verfahren geht von dem ÜberwachungsSCHRITT The method is based on the monitoring step 814 814 zu einem BeschlussfassungsSCHRITT to a decision STEP 820 820 weiter, um zu bestimmen, ob gültige (das heißt nicht kollidierende) Bandbreitenanfragen erfasst wurden. Next, to determine whether valid (i.e., not colliding) bandwidth requests were detected. Wurden in SCHRITT Were in STEP 820 820 keine gültigen Bandbreitenanfragen erfasst, geht das Verfahren weiter zu dem Steuerpunkt detects no valid bandwidth requests, the method proceeds to the control point 816 816 und endet im EndSCHRITT and ends in termination STEP 818 818 . , Erkennt das Verfahren jedoch gültige Bandbreitenanfragen, geht es von SCHRITT Recognize the method, however, valid bandwidth requests, it goes from STEP 820 820 zu SCHRITT to STEP 822 822 weiter. on. Im SCHRITT In STEP 822 822 verwendet das Verfahren einen entsprechenden Bandbreitenzuweisungsalgorithmus, um der CPE, die um Bandbreite angefragt hat, Bandbreite zuzuweisen. the method uses an appropriate bandwidth allocation algorithm to the CPE, which has requested bandwidth to allocate bandwidth. Der bevorzugte Bandbreitenzuweisungsalgorithmus ist unten genauer unter Bezugnahme auf The preferred bandwidth allocation algorithm is more fully below with reference to 12 12 und and 13 13 beschrieben. described. Die Bandbreite wird in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan The bandwidth in the uplink sub-frame map 400'' 400 '' wie in as in 8 8 gezeigt zugewiesen. assigned shown.
  • Abfragebit Polling bit
  • [0085] [0085]
    Wie oben unter Bezugnahme auf As described above with reference to 3 3 bis to 8 8 beschrieben und gemäß der vorliegenden Erfindung, setzt eine aktuell aktive CPE ein „Abfragebit" oder eine „Vorrangabfrage" in einem MAC-Paket, um der Basisstation anzuzeigen, dass sie einen Wechsel in der Bandbreitenzuweisung braucht. and described according to the present invention employs a currently active CPE a "polling bit" or "preferred line" in a MAC packet to indicate to the base station that she needs a change in bandwidth allocation. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fordert eine ausgewählte CPE eine Abfrage an, indem sie ein Abfragebit („PM") in den MAC-Kopfteil setzt. Gemäß der vorliegenden Erfindung setzt eine ausgewählte CPE in ähnlicher Weise ein Vorrangabfragebit („PPM") in den MAC-Kopfteil, um anzuzeigen, dass sie eine vorrangige Abfrage wünscht. In one embodiment of the present invention, a selected CPE requests a query by setting a polling bit ("PM") in the MAC header. According to the present invention employs a selected CPE in a similar manner, a Vorrangabfragebit ("PPM") in the MAC header to indicate that she wants a primary query.
  • [0086] [0086]
    Um die Bandbreitenanforderungen in Zusammenhang mit dem einzelnen Abfragen jeder aktiven CPE zu verringern, werden die aktiven CPEs ausschließlich einzeln abgefragt, wenn eines der Abfragebits von der CPE gesetzt wurde. To reduce the bandwidth requirements in connection with the individual queries each active CPE, the active CPEs are exclusively individually queried if one of the polling bit is set by the CPE. Wenn die Basisstation eine Abfrageanfrage erfasst (wenn die CPE ihr Abfragebit setzt), wird die in If the base station detects a query request (if the CPE their poll-sets), the in 9 9 gezeigte einzelne Abfragetechnik aktiviert, um die Anfrage zu erfüllen. individual polling technique shown activated in order to meet the request. Die Vorgehensweise anhand welcher eine CPE eine Basisstation veranlasst, die CPE abzufragen, ist in The procedure by means of which a CPE causes a base station to poll the CPE is in 9 9 gezeigt. shown. Bei einer alternativen Ausführungsform zeigen mehrere Pakete, die das Abfragebit gesetzt haben an, dass die CPE eine Bandbreitenzuweisungsanfrage für mehrere Verbindungen durchführen muss. In an alternative embodiment indicate several packages that have set the polling bit that the CPE must perform a bandwidth allocation request for multiple connections.
  • [0087] [0087]
    9 9 ist ein Flussdiagramm, das zeigt, wie das Abfragebit verwendet wird, um das Abfragen erfindungsgemäß auszulösen. is a flow diagram showing how the polling bit is used to trigger the polling according to the invention. Wie in How to 9 9 gezeigt, bestimmt das Verfahren zuerst in einem BeschlussfassungsSCHRITT shown, the method first determines in a decision-making step 902 902 , ob die Huckepack-Technik, die unten detaillierter beschrieben ist, zur Gänze genutzt wurde. Whether the piggybacking technique described in more detail below, was used entirely. Ist das nicht der Fall, geht das Verfahren auf SCHRITT Is not the case, the process proceeds to STEP 904 904 weiter und versucht zuerst, das „Huckepack" durchzuführen. Das Verfahren geht dann zu einem SCHRITT further and first tries to perform the "piggy-back". The method then proceeds to a STEP 906 906 weiter, bei dem die Verbindung mit einer ersten Verbindung gleich gesetzt wird. further, wherein said communication with a first connection is set equal to. Auf diese Art werden die Abfragebits für jede Verbindung innerhalb der CPE abgetastet. In this manner, the polling bit for each connection within the CPE are sampled. Das in The in 9 9 gezeigte Verfahren geht dann zu einem BeschlussfassungsSCHRITT method shown then proceeds to a decision STEP 908 908 weiter, um zu bestimmen, ob irgendwelche Bandbreitenerfordernisse existieren. Next, to determine whether any bandwidth needs exist. Ist das nicht der Fall, geht das Verfahren zu einem SCHRITT Is not the case, the method proceeds to a STEP 916 916 weiter und tastet für die nächste Verbindung ab. further and scans for the next connection. Besteht ein Bandbreitenerfordernis, geht das Verfahren zu einem BeschlussfassungsSCHRITT Is there a bandwidth requirement, the method proceeds to a decision STEP 910 910 weiter. on. Im SCHRITT In STEP 910 910 bestimmt das Verfahren, ob irgendwelche weitere Pakete zur Berücksichtigung des Abfragebits verfügbar sind. the method determines whether any additional packages are available to take account of the polling bit. Ist das nicht der Fall, endet das Verfahren mit dem SCHRITT If this is not the case, the method ends at step 910 910 . , Sind jedoch Pakete verfügbar, geht das Verfahren weiter zu einem SCHRITT However, packets are available, the method proceeds to a STEP 912 912 und setzt ein Abfragebit in ein verfügbares Paket. and sets a polling bit in an available package.
  • [0088] [0088]
    10 10 zeigt die Meldungssequenz, die von der vorliegenden Erfindung zum Anfragen um Abfragen unter Gebrauch des oben beschriebenen Abfragebits verwendet wird. shows the message sequence that is used by the present invention for requesting to query by use of the polling bit described above. Wie in How to 10 10 gezeigt, löst die CPE bei einer Datenverbindung shown, the CPE triggers a data connection 930 930 eine Abfragesequenz aus, indem sie ihr zugeordnetes Abfragebit in den MAC-Kopfteil setzt. a query sequence by setting their assigned polling bit in the MAC header. Das Basisstation-MAC antwortet über die Datenmeldung The base station MAC answers about the data message 932 932 , indem er die ausgewählte CPE einzeln abfragt. , By querying the selected CPE individually. Diese Antwort erfolgt durch Zuweisen von Bandbreite zu der ausgewählten CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan wie in This response is made by allocating bandwidth to the selected CPE in the uplink sub-frame map as shown in 10 10 gezeigt. shown. Die ausgewählte CPE antwortet danach mit einer Bandbreitenanfrage wie im Kommunikationspfad The selected CPE then responds with a bandwidth request as in the communication path 934 934 gezeigt. shown. Als Antwort auf die Bandbreitenanfrage der CPE gewährt die Basisstation Bandbreite und weist der CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan wie im Kommunikationspfad In response to the bandwidth request of the CPE, the base station grants bandwidth and has the CPE in the uplink sub-frame map as in the communication path 936 936 gezeigt Bandbreite zu. shown to bandwidth. Die ausgewählte CPE überträgt dann ihre Daten zu der Basisstation über eine zugeordnete Anschlussverbindung. The selected CPE then transmits its data to the base station via an associated terminal connection.
  • Huckepack-Technik Piggybacking technique
  • [0089] [0089]
    Wie oben unter Bezugnahme auf das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren und Gerät beschrieben, können aktuell aktive CPEs zum weiteren Verringern der Zuschlagbandbreite, die für den Bandbreitenzuweisungsprozess erforderlich ist, eine Bandbreitenanfrage (oder irgendeine andere Steuermeldung) auf ihren aktuellen Übertragungen „Huckepack nehmen". Die CPEs vollziehen dieses Huckepacknehmen der Bandbreite, indem sie nicht benutzte Bandbreite in TC/PHY-Paketen existierender Bandbreitenzuweisungen benutzen. Die Vorgehensweise zum Benutzen überschüssiger Bandbreite in dieser Art ist in As described above with reference to the present method and apparatus of the invention can currently active CPEs to further reduce the surcharge bandwidth that is necessary for the bandwidth allocation process, a bandwidth request (or any other control message) "Piggyback" on your current transfers. Completing the CPEs this piggybacking of bandwidth by unused bandwidth in TC / PHY packets of existing bandwidth allocations use. The procedure for using excess bandwidth in this type is 11 11 gezeigt. shown.
  • [0090] [0090]
    Wie in How to 11 11 gezeigt, startet das Verfahren den Huckepackprozess in SCHRITT shown, the method starts the piggyback process in STEP 950 950 . , Das Verfahren geht weiter zu einem BeschlussfassungsSCHRITT The method proceeds to a decision STEP 952 952 , um zu bestimmen, ob die CPE zusätzliche Bandbreite braucht. To determine whether the CPE requires additional bandwidth. Ist das der Fall, geht das Verfahren weiter zu einem BeschlussfassungsSCHRITT If so, the process proceeds to a decision STEP 954 954 , anderenfalls geht das Verfahren zu einem EndSCHRITT , Otherwise, the method proceeds to a termination STEP 964 964 weiter, mit dem das Verfahren endet. further, with the method ends. Im BeschlussfassungsSCHRITT In decision-making step 954 954 legt das Verfahren fest, ob irgendwelche ungenutzte Bytes in der aktuellen Zuweisung existieren. lays down the procedure, if any unused bytes exist in the current assignment. Ist das der Fall, setzt das Verfahren mit dem Einfügen von Bandbreitenanfragen in die unbenutzten Bytes in SCHRITT If this is the case, the method sets the insertion of bandwidth requests in the unused bytes in STEP 956 956 fort. continued. Anderenfalls geht das Verfahren weiter zu einem BeschlussfassungsSCHRITT Otherwise, the process proceeds to a decision STEP 958 958 . , In dem BeschlussfassungsSCHRITT In the decision-making step 958 958 bestimmt das Verfahren, ob überhaupt irgendwelche Pakete der CPE zugewiesen sind. the method determines whether any packets of CPE are assigned. Findet es keine Pakete im BeschlussfassungsSCHRITT If it finds no packets in the decision-making step 958 958 , geht das Verfahren zu SCHRITT , The procedure goes to STEP 960 960 weiter. on. Sind jedoch Pakete zugewiesen, geht das Verfahren zu einem SCHRITT However, packets are assigned, the method proceeds to a STEP 962 962 weiter, in dem die CPE ihr Abfragebit setzt. further, in which the CPE sets its poll-. Dann geht das Verfahren weiter zu SCHRITT Then, the method proceeds to step 960 960 , in dem die CPE auf das Abfragen durch die zugeordnete Basisstation wartet. In which the CPE awaits polling by the associated base station. Dann endet das Verfahren im SCHRITT Then, the process ends at step 964 964 . ,
  • Bandbreitenzuweisung Bandwidth Allocation
  • [0091] [0091]
    Wie oben beschrieben, ist das Basisstation-MAC für das Zuweisen der verfügbaren Bandbreite zu einem physikalischen Kanal auf der Aufwärtsverbindung und der Abwärtsverbindung verantwortlich. As described above, the base station MAC is responsible for allocating the available bandwidth to a physical channel on the uplink and the downlink. Innerhalb der Aufwärtsverbindungs- und Abwärtsverbindungs-Unterrahmen weist der Planer der Basisstation-MAC die verfügbare Bandbreite den verschiedenen Diensten in Abhängigkeit von ihren Vorrängen und Regeln zu, die von ihrer Servicequalität (QoS) auferlegt werden. Within the uplink and downlink subframe, the planners of the base station MAC available bandwidth to different services depending on their Vorrängen and rules to which their quality of service (QoS) are imposed. Zusätzlich weisen die höheren Steuerunterschichten des Basisstation-MAC über mehr als einen physikalischen Kanal zu. Additionally, the higher control sub-layers of the base station MAC for more than one physical channel.
  • Abwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisung – eine Ausführungsform Downlink Bandwidth Allocation - an embodiment
  • [0092] [0092]
    Die Abwärtsverbindungsbandbreite wird wie in The downlink bandwidth as in 12 12 gezeigt zugewiesen. assigned shown. Die Basisstation-MAC wartet einen Satz von Warteschlangen für jeden physikalischen Kanal, den sie versorgt. The base station MAC waits a set of queues for each physical channel that it serves. Innerhalb jedes Satzes Warteschlangen des physikalischen Kanals wartet die Basisstation eine Warteschlange für jede QoS. Within each set queues of the physical channel, the base station waits a queue for each QoS. Die Warteschlangen enthalten Daten, die bereit sind, um zu den CPEs gesendet zu werden, die auf dem physikalischen Kanal gegenwärtig sind. The queues hold data that is ready to be sent to the CPEs that are currently on the physical channel. Die höheren Schichten des Basisstationprotokollstapels sind für die Reihenfolge verantwortlich, in welcher Daten in die einzelnen Warteschlangen gegeben werden. The higher layers of the base station protocol stack are responsible for the order in which data is given in the individual queues. Die höheren Steuerschichten der Basisstation können jeden geeigneten Fairness- oder Verkehrsformungsalgorithmus hinsichtlich des Teilens des Zugangs unter den Verbindungen mit einer gleichen QoS implementieren, ohne sich auf die niedrigeren MAC-Steuerschichten der Basisstation auszuwirken. The higher control layers of the base station can implement among the compounds having a same QoS, without affecting the lower MAC control layers of the base station any suitable fairness or traffic shaping algorithms regarding the sharing of access. Sobald Daten in den Warteschlangen gegenwärtig sind, sind die niedrigeren Steuerniveaus der Basisstation (zum Beispiel BS LL-MAA der Once data is present in the queues, the lower level control of the base station (e.g., BS LL-MAA of 5 5 und and 10 10 ) dafür verantwortlich, die Bandbreite auf der Grundlage der QoS zuzuweisen. ) Responsible to allocate bandwidth based on the QoS.
  • [0093] [0093]
    Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung berücksichtigt die Basisstation beim Festlegen der Menge Bandbreite, die einer bestimmten QoS für eine bestimmte CPE zuzuweisen ist, die QoS, die Modulation und Fairnesskriterien, die verwendet werden, um eine einzelne CPE daran zu hindern, die gesamte verfügbare Bandbreite aufzubrauchen. In one embodiment of the present invention takes into account the base station in determining the amount of bandwidth to be assigned to a particular QoS for a particular CPE, the QoS, modulation, and fairness criteria that are used to prevent a single CPE because the entire available bandwidth use up. Die Bandbreite wird vorzugsweise in der QoS-Reihenfolge zugewiesen. Bandwidth is preferably allocated in QoS order. Besteht eine Warteschlange, die innerhalb eines bestimmten TDD-Rahmens nicht ganz übertragen werden kann, wird innerhalb dieser Warteschlange ein QoS-spezifischer Fairnessalgorithmus verwendet, wie zum Beispiel ebenbürtig gebeichtetes Warteschlangebilden. If there is a queue that can not be completely transmitted in a fixed TDD frame, a QoS specific fairness algorithm is used in this queue, such as equal gebeichtetes queue forming. Jede Verbindung erhält einen Teil der restlichen verfügbaren Bandbreite auf der Grundlage ihres relativen Gewichts. Each connection is part of the remainder of the available bandwidth on the basis of their relative importance. Die Ableitung von Gewichten hängt von der QoS ab. The derivation of weights depends on the QoS. ATM-Verkehr kann zum Beispiel auf der Grundlage vertraglicher Bandbreitenlimits oder Garantien gewichtet werden, während IP-Verbindungen alle ein identisches Gewicht erhalten. ATM traffic, for example, on the basis of contractual bandwidth limits or guarantees are weighted, while IP connections we find an identical weight. Sobald die Bandbreite zugewiesen ist, werden die Daten in einer Art übertragen, durch welche die Daten durch Modulationstyp sortiert werden. Once the bandwidth is allocated, the data is transmitted in a manner by which the data is sorted by type of modulation.
  • Aufwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisung – eine Ausführungsform Uplink bandwidth allocation - An embodiment
  • [0094] [0094]
    Das Aufwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisungsverfahren ist dem Abwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisungsverfahren, das oben unter Bezugnahme auf The uplink bandwidth allocation method is the downlink bandwidth allocation method above with reference to 12 12 beschrieben wurde, sehr ähnlich. was described very similar. Statt jedoch von der Basisstation gewartet zu werden, werden die Datenwarteschlangen über jede einzelne CPE verteilt und gewartet. However, instead of being maintained by the base station, the data queues are distributed and maintained about each individual CPE. Statt den Zustand der Warteschlange direkt zu prüfen, erhält die Basisstation vorzugsweise Bandbreitenanfragen von den CPEs, die die oben unter Bezugnahme auf Rather than examine the state of the queue directly, the base station preferably receives bandwidth requests of the CPEs that described above with reference to 3 3 bis to 11 11 beschriebenen Techniken benutzen. using techniques described. Anhand dieser Bandbreitenanfragen rekonstruiert die Basisstation ein logisches Bild des Zustands der CPE-Datenwarteschlangen auf. Using these bandwidth requests, the base station reconstructs a logical picture of the state of the CPE data queues. Auf der Grundlage dieser logischen Übersicht des Satzes von Warteschlangen weist die Basisstation Aufwärtsverbindungsbandbreite gleich zu wie sie Abwärtsverbindungsbandbreite zuweist. On the basis of these logical overview of the set of queues, the base station uplink bandwidth equal to how it allocates downlink bandwidth. Diese Technik zur Aufwärtsverbindungsbandbreitenzuweisung ist in This technique for uplink bandwidth allocation is in 13 13 gezeigt. shown.
  • [0095] [0095]
    Wie oben beschrieben, wird die einer ausgewählten CPE zugewiesene Bandbreite der ausgewählten CPE in Form von Bandbreite übertragen, die in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan zugewiesen wird. As described above, a selected CPE allocated bandwidth to the selected CPE is transmitted in the form of bandwidth, which is allocated in the uplink sub-frame map. Ausgehend von einem Punkt in dem TDD weist der Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan der ausgewählten CPE eine bestimmte Menge an Bandbreite zu. Starting from a point in the TDD, the uplink sub-frame map for the selected CPE to a certain amount of bandwidth. Die ausgewählte CPE weist diese Bandbreite dann ihren Verbindungen zu. The selected CPE has this bandwidth then to their connections. Das erlaubt es der CPE, die Bandbreite in einer anderen Art als angefragt zu verwenden, wenn sie Daten mit höherem Vorrang empfängt, während sie auf die Bandbreitenzuweisung wartet. This allows the CPE to use the bandwidth in a different manner than requested if it receives higher priority data while awaiting the bandwidth allocation. Wie oben beschrieben, befinden sich die Bandbreitenzuweisungen aufgrund der dynamischen Beschaffenheit der Bandbreitenanforderungen in ständigem Wandel. As described above, the bandwidth allocations are constantly changing due to the dynamic nature of bandwidth requirements. Eine ausgewählte CPE kann folglich nicht erbetene Änderungen für die Bandbreite empfangen, die auf einer rahmenweisen Basis gewährt werden. Consequently, a selected CPE can not receive requested changes to the bandwidth granted on a frame by frame basis. Wenn die ausgewählte CPE weniger Bandbreite für einen Rahmen erhält als notwendig ist, um alle wartenden Daten zu übertragen, muss die CPE QoS- und Fairnessalgorithmen verwenden, um ihre Warteschlangen zu bedienen. If the selected CPE less bandwidth for a frame obtained as is necessary to transfer all pending data CPE QoS and fairness algorithms must be used to service their queues. Die CPE kann Bandbreite von Verbindungen mit niedriger QoS „stehlen", um eine Anfrage um mehr Bandbreite Huckepack zu nehmen, indem sie die oben beschriebene Huckepack-Technik verwendet. TDM-Verbindungen, die nicht bereits die maximale Bandbreite haben, erhalten genug Extrabandbreite in der Aufwärtsverbindung, um eine Anfrage um zusätzliche Bandbreite Huckepack zu nehmen. The CPE can range from compounds with lower QoS "steal" to accept a request for more bandwidth piggyback by using the above-described piggybacking technique. TDM connections that do not already have the maximum bandwidth get enough extra bandwidth in the uplink in order to take a request for additional bandwidth piggyback.
  • QoS-spezifische Fairnessalgorithmen QoS specific fairness algorithms
  • [0096] [0096]
    Daten zum Übertragen auf der Aufwärtsverbindung und der Abwärtsverbindung werden vorzugsweise nach Servicequalitätsbezeichnungen (QoS) eingereiht. For transmitting data on the uplink and the downlink are preferably queued by quality of service names (QoS). Die Daten werden in der Reihenfolge einer QoS-Warteschlangenpriorität wie oben beschrieben übertragen. The data is transmitted in the order of a QoS priority queues as described above. Bei dem Übertragen von Warteschlangendaten kann es eine QoS-Warteschlange geben, für die die Bandbreite nicht reicht, um alle Warteschlangendaten während des aktuellen TDD-Rahmens zu übertragen. In the transmitting queue data, there may be a QoS queue for which the bandwidth is not sufficient to transmit all queued data during the current TDD frame. Wenn diese Situation auftritt, wird ein QoS-spezifischer Fairnessalgorithmus ausgelöst, um die faire Handhabung der Daten sicherzustellen, die mit dieser QoS in Warteschlangen sind. When this situation occurs, a QoS specific fairness algorithm is initiated to ensure fair handling of the data in this QoS queues. Es gibt drei grundlegende Fairnessalgorithmen, die implementiert werden können: (1) kontinuierliche Gewährung, (2) faire gewichtete Datenwarteschlangenbildung und (3) Round Robin. There are three basic fairness algorithms that can be implemented: (1) continuous grant, (2) fair queuing and weighted data (3) Round Robin.
  • [0097] [0097]
    Vorzugsweise überwacht das MAC Verbindungen auf den Bandbreitengebrauch nicht. Preferably, the MAC compounds on the bandwidth usage monitor not. Die Überwachung sollte durch höhere Steuerschichten erfolgen. Monitoring should be higher control layers. Das MAC geht davon aus, dass alle anhängigen Daten den vertraglichen Einschränkungen entsprechen und übertragen werden können. The MAC assumes that all pending data correspond to the contractual restrictions and can be transmitted. Warteschlangen mit kontinuierlicher Gewährung haben den einfachsten Fairnessalgorithmus. Queues with continuous grant have the simplest fairness algorithm. Alle Daten in diesen Warteschlangen müssen bei jedem TDD-Rahmen gesendet werden. All data in these queues must be sent in each TDD frame. Unzureichende Bandbreite weist auf einen Fehler in der Bereitstellung hin. Insufficient bandwidth indicates an error in the deployment.
  • Datenwarteschlangen mit fairer Gewichtung The data queuing with weighted fair
  • [0098] [0098]
    Datenschlangen mit fairer Gewichtung erfordern, dass allen Verbindungen mit einer gegebenen QoS ein Gewicht zugeordnet wird, um den Prozentsatz der verfügbaren Bandbreite, für deren Empfang sie in Frage kommen, zu bestimmen. Require data queues with fair weighting that all connections with a given QoS assigns a weight to determine the percentage of available bandwidth for their reception they come into question. Dieser Gewichtungswert wird vorzugsweise von einem der drei Datenratenparameter in Abhängigkeit von den vertraglichen Parametern der bereitgestellten Verbindung abgeleitet. This weight value is preferably derived from one of three data rate parameters, depending on the contractual parameters of the provisioned connection. Diese drei Parameter sind: (1) anhängige Daten, (2) garantierte Rate, und (3) Durchschnittsrate. These three parameters are: (1) data pending, (2) guaranteed rate, and (3) average rate.
  • [0099] [0099]
    Echtzeit-VBR-Verbindungen werden als DAMA-Verbindugen mit Datenwarteschlangen mit fairer Gewichtung auf der Grundlage der anhängigen Daten erstellt. Real-time VBR connections are created as DAMA Verbindugen with data queues with fair weighting based on the pending data. Damit eine QoS-Warteschlange dieses Typs in einem TDD-Rahmen ausreichend Bandbreite hat, um alle der Daten in der Warteschlange zu übertragen, wird für jede Verbindung in der Warteschlange ein Gewicht bestimmt. For a QoS queue of this type has sufficient bandwidth in a TDD frame in order to transmit all of the data in the queue, a weight is determined for each connection in the queue. Bei einer Ausführungsform entspricht dieses Gewicht dem Betrag der anhängigen Daten für die Verbindung ausgedrückt als ein Prozentsatz der gesamten anhängigen Daten in der Warteschlange. In one embodiment, this weight is the amount of data pending for the connection expressed as a percentage of the total data pending in the queue. Da die Menge der anhängigen Daten dynamisch ist, müssen diese Gewichte für diese Warteschlangentypen in jedem TDD-Rahmen bestimmt werden, in dem unzureichend Bandbreite besteht, um alle Daten in der betreffenden Warteschlange zu senden. Since the amount of data pending is dynamic, these weights must be determined for these types of queues in each TDD frame, consists in the insufficient bandwidth to send all data in that queue.
  • [0100] [0100]
    Für DAMA-Verbindungen, die einen Vertrag mit garantierter Rate haben, werden die Gewichte auf der Grundlage der garantierten Rate berechnet. For DAMA connections that have a contract with a guaranteed rate, the weights are calculated based on the guaranteed rate. In diesem Fall wird das Gewicht vorzugsweise als ein Prozentsatz der gesamten garantierten Rate aller Verbindungen mit anhängigen Daten in der Warteschlange ausgedrückt. In this case, the weight preferably is expressed as a percentage of the total guaranteed rate of all connections with data pending in the queue. Da die garantierte Rate bereitgestellt wird, brauchen die Gewichte nicht in jedem TDD-Rahmen, in dem sie verwendet werden, bestimmt zu werden. Since the guaranteed rate is provided, the weights need not always TDD frame in which they are used, to be determined. Die Gewichte für eine Warteschlange werden vielmehr nur bestimmt, wenn eine Änderung in der Bereitstellung auftritt (das heißt eine neue Verbindung, eine Änderung in den Verbindungsparametern oder ein Verbindungsende) für eine der Verbindungen in der Warteschlange. The weights for a queue are rather determined only when a change occurs in the deployment (that is a new connection, a change in connection parameters, or a connection end) for one of the connections in the queue.
  • [0101] [0101]
    Für DAMA-Verbindungen, die einen Vertrag mit einer Durchschnittsrate haben, werden die Gewichte vorzugsweise auf der Grundlage der Durchschnittsrate berechnet. For DAMA connections that have a contract with an average rate, the weights are preferably calculated based on the average rate. Das Gewicht ist die Durchschnittsrate ausgedrückt als Prozentsatz der gesamten Durchschnittsrate aller Verbindungen mit anhängigen Daten in der Wartschlange. The weight is the average rate expressed as a percentage of the total average rate of all connections with data pending in the queue. Da die Durchschnittsrate bereitgestellt wird, brauchen die Gewichte nicht bei jedem TDD-Rahmen, in dem sie verwendet werden, bestimmt zu werden. Since the average rate is provided, the weights do not need at each TDD frame in which they are used, to be determined. Die Gewichte für eine Warteschlange werden vielmehr nur neu berechnet, wenn eine Änderung in der Bereitstellung für eine der Verbindungen in der Warteschlange auftritt. The weights for a queue rather are recalculated only when a change occurs in the provision of one of the compounds in the queue.
  • [0102] [0102]
    In allen oben beschriebenen Fällen kann die Granularität der Bandbreitenzuweisungen zu grob sein, um eine perfekte gewichtete auf Prozentsatz basierende Zuweisung auf die Verbindungen in der Warteschlange bereitzustellen. In all cases described above, the granularity of bandwidth allocations be too coarse to provide a perfect weighted based on percentage allocation to the compounds in the queue. Das kann dazu führen, dass einige Warteschlangen in einem bestimmten TDD-Rahmen überhaupt keine Bandbreite erhalten. This can cause some queues receive no bandwidth in a given TDD frame. Um sicherzustellen, dass das Auftreten dieses Zustands auf die Verbindungen in der Wartschlange fair verteilt ist, erhält die Verbindung, die keine Bandbreite erhalten hat, beim nächsten Mal, wenn der Zustand unzureichender Bandbreite für die Warteschlange besteht, den Vorrang. To ensure that the occurrence of this condition is fairly distributed to the compounds in the queue, receives the connection that has not received bandwidth, next time, if the condition of insufficient bandwidth exists for the queue priority. Bei Warteschlangen mit Gewichten, die auf garantierten oder Durchschnittsraten basieren, können einige Verbindungen nicht ausreichend anhängige Daten haben, um die ganze Bandbreite zu nutzen, auf die sie auf der Grundlage ihres berechneten Gewichts Anspruch haben. Queues with weights based on guaranteed or average rates, some connections may not have sufficient data pending to use the whole bandwidth to which they are entitled on the basis of their calculated weight. In diesen Fällen wird die nicht benutzte Bandbreite der Verbindung fair auf die Verbindungen verteilt, die überschüssige anhängige Daten haben. In these cases, the unused bandwidth of the link is fairly distributed across the connections having excess data pending.
  • [0103] [0103]
    Bestimmte QoSs erfordern, dass die Daten ein Alter haben. Certain QoSs require that the data have an age. Bei Warteschlangen mit diesen QoSs gibt es eine zugeordnete Warteschlange mit einem Vorrang, der um einen Schritt höher ist. For a queue using this QoSs there is a queue associated with a priority to be one step higher. Werden die Daten nicht durch den bereitgestellten Altersparameter übertragen, werden die Daten in die höhere QoS-Warteschlange gegeben und erhalten vor neuen Daten in der Originalwarteschlange ungeachtet der relativen Gewichte der Verbindungen den Vorrang. If the data is not transmitted through the provided parameters age, the data is placed in the higher QoS queue and will receive new data in the original queue regardless of the relative weights of the connections take precedence.
  • Round Robin Round Robin
  • [0104] [0104]
    Der Round Robin-Fairnessalgorithmus wird für so genannte Best Effort-Verbindungen verwendet, bei welchen alle Verbindungen das gleiche Gewicht haben. The round-robin fairness algorithm is used for so-called best-effort connections in which all links have the same weight. Besteht unzureichend Bandbreite, um alle Daten in der Warteschlange in einem bestimmten TDD-Rahmen zu übertragen, werden den Verbindungen Bandbreiten im Round Robin-Betrieb zugewiesen, wobei jede Verbindung einen Block Bandbreite bis zu einem Warteschlangen-spezifischen Maximum erhält. There is insufficient bandwidth to transmit all data in the queue in a particular TDD frame connections are allocated bandwidth in the Round Robin mode, wherein each connection is replaced by a block bandwidth up to a queue-specific maximum. Verbindungen, die keine Bandbreite erhalten haben, erhalten beim nächsten Mal, wenn der Zustand der unzureichenden Bandbreite existiert, höhere Priorität. Compounds, which have received no bandwidth obtained, the next time the condition of insufficient bandwidth exists higher priority.
  • Bandbreitenzuweisungsalgorithmus Bandwidth allocation algorithm
  • [0105] [0105]
    Für jeden TDD-Rahmen weist die Basisstation den Abwärtsverbindungsteil des TDD-Rahmens zu und führt eine Schätzung des Aufwärtsverbindungsverkehrs durch, um den CPEs Aufwärtsverbindungsbandbreite zuzuweisen. For each TDD frame, the base station to the downlink portion of the TDD frame and performs an estimate of the uplink traffic through, to allocate uplink bandwidth to the CPEs. Die CPEs weisen einzeln die ihnen zugewiesene Bandbreite ihren anhängigen Datenverbindungen zu. The CPEs have their pending data connections individually bandwidths assigned to them.
  • Basisstationabwärtsverbindung Base station downlink
  • [0106] [0106]
    Wie in How to 2 2 gezeigt, hat die Basisstation in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage der ATDD-Teilung (das heißt dem Prozentsatz der Bandbreite, der der Aufwärtsverbindung und der Abwärtsverbindung zugewiesen wird) eine bestimmte Anzahl der 800 PS in dem TDD-Rahmen, die für Abwärtsverbindungsübertragungen verfügbar sind. shown, the base station has in a preferred embodiment of the present invention based on the ATDD pitch (that is, the percentage of bandwidth of the uplink and the downlink is assigned to) a certain number of the 800 PS in the TDD frame, which for downlink transmissions are available. Der Bandbreitenzuweisungsalgorithmus für die Abwärtsverbindung geht vorzugsweise wie folgt vor. The bandwidth allocation algorithm for downlink is preferably as follows.
  • [0107] [0107]
    Zuerst weist die Basisstation dem PI für die PHY-Steuerung PSs zu und ausreichend PSs für mindestens 1 PI für die MAC-Steuerung. First, the base station to the PI for PHY Control and enough PSs for PSs for at least 1 PI for the MAC Control. Die Basisstation führt die Aufwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisung vorzugsweise vor der Zuweisung der Abwärtsverbindungsbandbreite durch, um die Anzahl der PIs zu bestimmen, die für die MAC-Steuerung zuzuweisen ist. The base station performs uplink bandwidth allocation preferably before the assignment of the downlink bandwidth through to determine the number of PIs to be allocated for the MAC Control. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die PHY-Steuerung und MAC-Steuerung immer unter Verwendung der QAM-4-Modulation gesendet. In a preferred embodiment, the PHY Control and MAC Control are always sent using QAM-4 modulation.
  • [0108] [0108]
    Für Verbindungen mit Abwärtsverbindungen mit kontinuierlicher Gewährung anhängiger Daten bestimmt die Basisstation die Anzahl von PIs, die erforderlich ist, um die Daten zu übertragen. For connections with downlink continuous grant data pending, the base station determines the number of PIs required to transmit the data. Die Anzahl wird dann in PSs als eine Funktion der Modulation umgewandelt, die für die CPE, die jeder Verbindung zugeordnet ist, verwendet wird. The number is then converted to PSs as a function of modulation, which is used for the CPE associated with each connection. Für jede restliche QoS oder bis die verfügbare Bandbreite komplett zugewiesen ist, bestimmt die Basisstation, ob genug Bandbreite besteht, um den gesamten Bedarf der QoS-Warteschlange zu decken. For each remaining QoS or to the available bandwidth entirely allocated, the base station determines whether there is enough bandwidth to meet all of the requirements of the QoS queue. Ist das der Fall, weist die Basisstation die geforderte Bandbreite zu Anderenfalls, wenn nicht genug Bandbreite besteht, um die Warteschlange zufrieden zu stellen, implementiert die Basisstation den oben beschriebenen Warteschlangen-spezifischen Fairnessalgorithmus. If this is the case, the base station, the required bandwidth to Otherwise, if not enough bandwidth is to satisfy the queue, the base station implements the queue-specific fairness algorithm described above.
  • Basisstation-Aufwärtsverbindung Base station uplink
  • [0109] [0109]
    Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die auf dem ATDD-Teilen wie oben unter Bezugnahme auf In a preferred embodiment, the on-portions on the ATDD above with reference 2 2 beschrieben basiert, hat die Basisstation eine vorausbestimmte Anzahl von PSs in dem TDD-Rahmen, die für Aufwärtsverbindungsübertragungen verfügbar ist. based described, the base station has a pre-defined number of PSs in the TDD frame, which is available for uplink transmissions. Die Basisstation muss eine Schätzung der anhängigen Daten und Steuermeldungen mit jeder QoS für die CPEs, die sie versorgt, warten. The base station must estimate the pending data and control messages with each QoS for the CPEs that it supplies, wait. Die Basisstation schätzt den Datenverkehr auf der Grundlage der Bandbreitenanfragen, die sie von den CPEs erhalten hat, und auf der Grundlage einer Beobachtung des tatsächlichen Datenverkehrs. The base station estimates the traffic based on the bandwidth requests it has received from the CPEs, and on the basis of observation of the actual traffic. Die Basisstation schätzt den Aufwärtsverbindungs-Steuermeldungsverkehr auf der Grundlage der gerade engagierten Protokolle (das heißt Verbindungsaufbau, Abfragebitnutzung usw.) sowie auf der Grundlage der Abfragepolitik der Basisstation (das heißt einzeln, Multicast- und Rundsendeabfrage). The base station estimates the uplink control message traffic on the basis of just dedicated protocols (ie connection, Abfragebitnutzung etc.) and on the basis of the policy query the base station (ie single, multicast and broadcast polling). Der Aufwärtsverbindungs-Bandbreitenzuweisungsalgorithmus geht wie folgt vor. The uplink bandwidth allocation algorithm proceeds as follows.
  • [0110] [0110]
    Für Verbindungen mit Aufwärtsverbindung mit kontinuierlicher Gewährung anhängiger Daten bestimmt die Basisstation vorzugsweise die Anzahl der PIs, die zum Übertragen der Daten erforderlich ist. For connections with uplink continuous grant data pending, the base station preferably determines the number of PIs required to transmit the data. Diese Anzahl wird dann in eine Anzahl von PSs umgewandelt, wie von der Modulation bestimmt wird, die für die CPE, die jeder Verbindung zugeordnet ist, verwendet wird. This number is then converted to a number of PSs as determined by the modulation, which is used for the CPE associated with each connection. Verbindungen mit kontinuierlicher Gewährung, die eine aktuelle Bandbreite haben, die geringer ist als die maximale Bandbreite, erhalten immer Bandbreite zugewiesen, die die kleinere ist von: 1) ihrer maximalen Bandbreite oder 2) ihrer aktuellen Bandbreite plus der Bandbreite, die erforderlich ist, um eine CG-Bandbreitenwechselmeldung zu senden. Compounds with continuous grant, which have a current bandwidth that is less than the maximum bandwidth, obtained always assigned bandwidth that is the smaller of: 1) their maximum bandwidth or 2) their current bandwidth plus the bandwidth that is required to Send to a CG-bandwidth change message.
  • [0111] [0111]
    Für jede restliche QoS oder bis die verfügbare Bandbreite komplett zugewiesen ist, bestimmt die Basisstation, ob ausreichend Bandbreite vorhanden ist, um den gesamten Bedarf der QoS-Warteschlange zu decken und weist dann die angeforderte Bandbreite zu. For each remaining QoS or to the available bandwidth entirely allocated, the base station determines whether sufficient bandwidth is available to meet all of the requirements of the QoS queue and then assigns the requested bandwidth. Ist nicht ausreichend Bandbreite vorhanden, um die Warteschlange zufrieden zu stellen, implementiert die Basisstation den oben beschriebenen Warteschlangen-spezifischen Fairnessalgorithmus. Is not sufficient bandwidth available to satisfy the queue, the base station implements the queue-specific fairness algorithm described above.
  • CPE-Aufwärtsverbindung CPE uplink
  • [0112] [0112]
    Wie oben beschrieben, wird den CPEs für jeden TDD-Rahmen ein Teil des Aufwärtsverbindungs-Unterrahmens zugewiesen, um ihre jeweiligen Daten zu übertragen. As described above is assigned to the CPEs for each TDD frame is a part of the uplink sub-frame to transmit their respective data. Da sich die Bandbreitenanforderungen der CPE geändert haben können, seit die Basisstation die Bandbreitenanfrageinformation erhalten hat, welche sie verwendet hat, um die Aufwärtsverbindungsbandbreite zuzuweisen, sind die CPEs selbst für das Zuweisen der ihnen zugewiesenen Bandbreite auf der Grundlage ihrer aktuellen Bandbreitenerfordernisse verantwortlich. Since the bandwidth requirements of the CPE may have changed since the base station has received the bandwidth request information which it has used to allocate uplink bandwidth, the CPEs are responsible for assigning their allocated bandwidth based on their current bandwidth requirements. Das bedeutet, dass die CPEs nicht gezwungen sind, zugewiesene Bandbreite ihren Datenverbindungen in der gleichen Weise zuzuweisen wie die CPE sie bei der Anfrage der Bandbreite von der Basisstation verwendet hat. This means that the CPEs are not forced to allocate allocated bandwidth to their data connections in the same manner as the CPE has it uses when requesting the bandwidth from the base station. Der Bandbreitenzuweisungsalgorithmus der Aufwärtsverbindung der CPE geht vorzugsweise wie folgt vor. The bandwidth allocation algorithm for uplink of the CPE is preferably as follows.
  • [0113] [0113]
    Für Verbindungen mit Aufwärtsverbindungen mit kontinuierlicher Gewährung anhängiger Daten bestimmt die CPE die Anzahl der PIs, die zum Übertragen der Daten erforderlich sind. For connections with uplink continuous grant data pending, the CPE determines the number of PIs that are required to transmit the data. Diese Anzahl wird dann in eine PS-Anzahl auf der Grundlage des Modulationsschemas, welches die CPE benutzt, umgewandelt. This number is then converted to a PS number based upon the modulation scheme, which uses the CPE. Für jede restliche QoS oder bis die verfügbare Bandbreite komplett zugewiesen ist, bestimmt die CPE, ob ausreichend Bandbreite besteht, um den ganzen Bedarf der QoS-Warteschlange zu decken. For each remaining QoS or to the available bandwidth entirely allocated, the CPE whether there is sufficient bandwidth to cover all the needs of the QoS queue. Ist das der Fall, weist die CPE erforderliche Bandbreite zu. If this is the case, the CPE to required bandwidth. Anderenfalls, wenn die Bandbreite nicht ausreicht, um die Warteschlange zufrieden zu stellen, implementiert die CPE den oben beschriebenen Warteschlangen-spezifischen Fairnessalgorithmus. Otherwise, if bandwidth is not sufficient to satisfy the queue, the CPE implements the queue-specific fairness algorithm described above.
  • Zusammenfassung Summary
  • [0114] [0114]
    Zusammenfassend umfassen das Bandbreitenzuweisungsverfahren und Gerät der vorliegenden Erfindung leistungsstarke, hocheffiziente Mittel zum Zuweisen von Bandbreite in einem drahtlosen Breitbandkommunikationssystem. In summary, the bandwidth allocation method and apparatus of the present invention, powerful, highly efficient means for allocating bandwidth in a broadband wireless communication system. Das vorliegende Bandbreitenzuweisungsverfahren und Gerät verwenden eine Kombination einzelner und Gruppen-Abfragetechniken, das Abfragen auf Konkurrenzbasis, die Huckepack-Technik und von der CPE ausgelöste Techniken, um effizient Bandbreite in einem Kommunikationssystem zuzuweisen. This bandwidth allocation method and apparatus using a combination of individual and group interrogation techniques, consultation on competition basis, the piggyback technique and triggered by the CPE techniques to efficiently allocate bandwidth in a communication system. Vorteilhafterweise dürfen nur die gerade aktiven CPEs (CPEs, die gerade zugeordnete Bandbreitenzuweisungen haben) mehr Bandbreite anfordern, indem sie entweder das Huckepackverfahren oder das Verfahren mit Abfragebit verwenden. Advantageously Only the currently active CPEs (CPEs that just assigned bandwidth allocations have) request more bandwidth by using either the piggyback method or the method with polling bit. Zusätzlich spart die vorliegende Erfindung an Bandbreite, indem sie implizit die CPE über zusätzliche Bandbreitenzuweisung informiert. Additionally, the present invention saves bandwidth by implicitly informing the CPE of additional bandwidth allocation. Die Basisstation informiert die CPE implizit über zusätzliche Bandbreitenzuweisung, indem sie der CPE in dem Aufwärtsverbindungs-Unterrahmenplan zusätzliche Bandbreite zuweist. The base station informs the CPE implicitly additional bandwidth allocation by in the uplink sub-frame map assigning the CPE extra bandwidth. Ähnlich fragen die Basisstationen die CPEs implizit ab, indem sie in der Aufwärtsverbindung Bandbreite zuweisen, so dass die CPEs auf die Abfrage mit einer Bandbreitenanfrage antworten können. Similarly, ask the base stations from the CPEs implicitly by allocating bandwidth in the uplink, so that the CPEs can reply to the query with a bandwidth request.
  • [0115] [0115]
    Um den Bandbreitenanfragen nachzukommen, baut die Basisstation eine logische Warteschlange von zu übertragenden Daten auf und wartet sie. To meet the bandwidth requests, the base station establishes a logical queue of data to be transmitted and waits for them. Die Warteschlangen werden von den Basisstationen auf der Grundlage der QoS entwickelt. The queues are developed by the base stations based on the QoS. Zusätzlich weist die Basisstation Bandbreite auf der Grundlage einer Kombination von QoS und einem QoS-spezifischen Fairnessalgorithmus zu. In addition, the base station bandwidth based on a combination of QoS and a QoS specific fairness algorithm. Die CPE selbst und nicht die Basisstation verteilt die zugewiesene Bandbreite auf ihre Dienste in der Art, die die CPE für geeignet festlegt. The CPE itself, and not the base station distributes the allocated bandwidth to its services in the way, which sets the CPE appropriate. Die CPE kann daher die ihr zugewiesene Bandbreite anders verwenden als für den ursprünglich beabsichtigten (und angefragten) Zweck. The CPE can therefore use its allocated bandwidth for other than its original intended (and requested) purpose.
  • [0116] [0116]
    Natürlich können an den Ausführungsformen der vorliegend beschriebenen Erfindung verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Of course, various changes may be made without departing from the scope of the invention to the embodiments of the presently described invention. Das erfindungsgemäße Verfahren und Gerät können zum Beispiel für jeden Typ von Kommunikation verwendet werden, der Gebrauch ist nicht auf ein drahtloses Kommunikationssystem beschränkt. The method and apparatus according to the invention can be used for example for each type of communication, the use is not limited to a wireless communication system. Ein solches Beispiel ist der Einsatz der Erfindung für ein Satellitenkommunikationssystem. One such example is the use of the invention for a satellite communication system. Bei einem solchen Kommunikationssystem ersetzt der Satellit die oben beschriebenen Basisstationen. In such a communication system, the satellite will replace the base stations described above. Ferner befinden sich die CPEs nicht mehr in festgelegten Entfernungen von den Satelliten. Furthermore, the CPEs are no longer fixed distances from the satellites. Es ist daher schwieriger, DAMA-Dienste für die CPEs zu planen. It is therefore difficult to plan DAMA services for the CPEs. Alternativ kann die vorliegende Erfindung für ein verdrahtetes Kommunikationssystem verwendet werden. Alternatively, the present invention can be used for a wired communication system. Der einzige Unterschied zwischen dem verdrahteten und dem drahtlosen System, das oben beschrieben wurde, besteht darin, dass die Kanalcharakteristiken zwischen den zwei anders sind. The only difference between the wired and the wireless system described above is that the channel characteristics between the two are different. Die Bandbreitenzuweisungen ändern sich jedoch nicht zwischen den zwei Systemtypen. However, the bandwidth allocations do not change between the two types of systems. Die Erfindung ist daher nicht als auf die spezifisch dargestellte Ausführungsform eingeschränkt zu betrachten, sondern sie gilt für den weitesten Geltungsbereich, wie er von den Ansprüchen definiert wird. The invention is therefore not to be considered limited to the specific embodiment illustrated, but it applies to the broadest scope, as defined by the claims.