对通信系统中资源盗用的动态补偿 【技术领域】
本发明总体上涉及通信系统的资源分配，并且具体地涉及通信系统中的资源盗用。更具体地，本发明涉及具有资源盗用的通信系统中的资源分配。
背景技术
在蜂窝技术中，由基站(BS)处的调度器以每个移动站(MS)为基础来分派上行链路带宽。通常，调度器基于移动站(MS)已经建立的连接而使用空中下载(over the air，OTA)信令向各个移动站(MS)分配上行链路带宽(UL BW)。特定MS可能具有多个上行链路连接，并且根据每个连接的参数，MS将接收到用于每个连接的上行链路带宽分派/分配。然而，即使向特定MS分配带宽的决定与特定上行链路连接的要求相关，但是在一些技术中，带宽分配通常作为整体而不是以每个连接为基础来给予MS。也就是说，空中下载(OTA)信令不提供每个上行链路带宽分配意在针对哪个连接的指示，并且MS能够以MS所需的任何方式来利用带宽分配。因此，移动站能够并且可能出于与调度器意图不同的目的而偶尔利用带宽。例如，MS可能偶尔利用分配用于上行链路数据的带宽来传送例如控制消息的其它类型的信息。然后，上行链路数据分配可以用于发送(1)用于希望连接的数据，(2)用于另一连接的数据，(3)控制消息，或者(4)1至3的组合。
这种将带宽重新分派到与带宽所希望的传送不同的传送的处理在这里被称为带宽“盗用”。如本领域已知的，带宽盗用行为发生在802.16e(和802.16d)标准(在行业中统称为WiMAX)的背景中。然而，资源的盗用并不局限于WiMAX通信系统，并且这样的盗用还可能在具有资源调度器的其它通信系统中发生，资源调度器向多个通信实体/设备协调有限资源的调度。
当带宽被盗用时，用于希望应用(数据传送)的带宽就会丢失。这种带宽丢失可在一些情况下被证实，例如当重新分派带宽以发送紧急上行链路控制消息时。然而，该丢失会导致包括在应用数据传输中增加的等待时间/延迟的性能损失。
【附图说明】
当结合附图阅读时，通过参考下面说明性实施例的详细描述将最佳地理解本发明自身及其优选使用模式、进一步的目的和优点，在附图中：
图1图示了依据本发明一个实施例的具有基站和分配了上行链路带宽的移动站的示例通信网络；
图2是依据本发明一个实施例的基站子系统的示例处理组件的框图，该基站子系统包括用于提供带宽分配和补偿的调度器；
图3图示了依据本发明实施例的用于数据上行链路的带宽分配的序列以及所包括的补充带宽以补偿用于非数据传送的分配中的一个的重新分派；
图4是图示依据本发明一个实施例的调度器由此执行带宽分配和补偿的处理/方法的流程图；
图5-6提供了依据本发明一个实现实施例的利用用于VoIP帧和未证实的带宽盗用的周期性带宽分配来分派上行链路带宽的实时流程的示例；
图7提供了依据本发明一个实施例的利用用于VoIP帧和未证实的带宽盗用的周期性和补充带宽分配来分派上行链路带宽的实时流程的另一示例。
【具体实施方式】
这里所描述的实施例提供了一种对移动站(MS)已经重新分派(盗用)以传送特定类型的控制消息或者供一种类型的连接使用的上行链路带宽进行动态补偿的(与无线通信系统/网络的基站相关联的)调度器。所述控制消息类型和/或连接类型在调度器内被预先指定/预先定义为证实了带宽“盗用”的控制消息/连接。调度器向MS分配预设量的带宽用于数据传送。调度器(或相关联的算法)检测带宽盗用行为并且评估何时在MS部分上证实带宽“盗用”。当带宽盗用被证实时，调度器决定是否需要对盗用带宽进行补偿，并且如果需要补偿，则调度器就对所盗用的带宽进行适当补偿以便保持数据业务连接的服务质量。
所图示和描述的实施例集中研究具有基站和移动站的无线通信系统内的上行链路带宽盗用。然而，本发明所提供的功能同样可应用于存在调度实体和其它通信实体的任何通信系统中，其中所述调度实体执行协调通信和向各个其它实体分派/分配资源的任务，其中其它实体可能“盗用”部分已分配资源，用于传送与分配所述资源所针对的信息不同的信息。这里描述的特定实施例仅用于说明并且提供本发明功能性特征的具体实现情形/示例。
在本发明示例性实施例的以下具体描述中，足够详细地描述了可以实施本发明的特定示例性实施例，以使得本领域技术人员能够实施本发明，并且应当理解，可以采用其它实施例并且可以进行逻辑、架构、程序、机械、电子以及其它改变而不背离本发明的精神或范围。因此，以下详细描述不应当被理解为限定含义，并且本发明的范围仅由权利要求来限定。
在对附图的描述中，相似部件被提供有与先前附图(多个)的名称和附图标记相似的名称和附图标记。在后续附图采用不同背景中或具有不同功能的元件的情况下，所述元件被提供有表示附图编号的不同首位数字(例如，用于图1的1xx和用于图2的2xx)。分派给元件的特定数字仅被提供用于辅助描述，而并非意在暗示对本发明进行任何(结构或功能上的)限制。
应当理解，特定组件、设备和/或参数名称的使用仅是作为示例而并非意在暗示对本发明进行任何限制。因此，本发明可以没有限制地利用用来描述这里的组件/设备/参数的不同命名法/术语来实现。给定使用这里所使用的每个术语的背景，所述术语应当被给予其最为广义的解释。
现在参考附图，并且特别是图1，图示了实现所描述实施例的特征的示例无线通信网络。如图所示，无线通信系统100包括基站子系统(BSS)150，BSS 150包括具有基站天线125的基站(BS)120和基站控制器(BSC)130。BSC 130是BSS 150的处理组件并且包括调度器115。而且，BSC 130耦合到数据库(DBASE)135。DBASE 135可以包括归属位置寄存器(HLR)或访问位置寄存器(VLR)，或者HLR和VLR的组合，或者类似的数据结构。DBASE 135使得调度器115能够独特地识别/跟踪哪些移动站连接到BSS 150、每个移动站的相关联连接以及相应的操作参数，所述操作参数包括各个移动站支持的与上行链路带宽分配相关的规则。应当注意，图1所示的BSS的不同组件在此仅作为示例并出于表述清楚的目的而示出。在本发明的实际实现中，每个或所有所示出的组件能够不失一般性地与另一个或多个其它组件进行组合或者能够表示不同的物理组件。例如，BSC不一定是不同的物理/逻辑实体，而是在替代实现中可以与BS并置/位于BS之内。
除BSS 150和相关联的组件之外，无线通信网络100包括一个或多个移动站(MS)，其中图示了移动站(MS)105和MS 107。BSC 130管理与每个MS 150、107的无线空中接口。MS 105、107都与BSS 150进行无线通信，并且BSS 150经由一种或多种可用接入协议向移动站(MS)105、107提供无线通信服务。而且，MS 150和107以及BSS 150被配置成支持一种和多种无线标准，包括802.16e和806.16d标准(统称为WiMAX)。如以下更详细地描述的，在BSS 150与MS 105和107之间的无线通信使用由调度器115分配给MS 105、107的带宽经由空中下载(OTA)信号来进行。例如，单个上行链路(UL)140被图示为(实质上)穿过在MS 105和基站天线125之间的无线链路。
通信网络100支持任何数目的MS。每个MS 105、107可以是任何类型的通信设备，包括但不限于蜂窝电话、无线电电话、文本消息发送设备、手持计算机、寻呼机、传呼机、移动或非移动用户设备、机顶盒或者其它类型的客户驻地设备等。
现在参考图2，其中图示了具有支持所描述实施例的特征所需的基础组件的示例BSC 130。如图所示，BSC 130包括处理器200，处理器200可以包括一个或多个微处理器、微控制器和/或数字信号处理器或者其组合。BSC 130还包括相关联的存储器205，存储器205经由系统总线耦合到处理器200。存储器205可以是随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或只读存储器(ROM)或者其等同物，它们存储可由处理器200使用的数据以及可以由处理器200执行的程序。
BSC 130被图示具有若干个耦合到I/O总线的附加组件，包括DBASE 135和收发器220(它可以是单独的传送器-接收器对)，诸如BS 120，I/O总线使得能够在BCS 130操作的BSS 150和诸如MS 105的外部设备之间进行无线通信(接收或传送)期间按照需要进行数模和模数信号转换。在其它实施例中，这些附加组件可以是或可以不是BSC 130的直接连接的组件。
在所图示的实施例中，存储器205包括调度器115。调度器115包括增强逻辑(硬件、固件或软件工具)以支持这里所描述的带宽补偿特征。具体地，如图2所示，调度器115包括带宽分配、跟踪和补偿(BATC)工具215，它是在处理器200上执行的算法并且使得调度器115(或BSC 130)能够执行多种处理。这些处理包括但不限于以下：(1)向MS分配初始数量的带宽；(2)检测所分配带宽中由MS用来上传控制消息(或者上传用于另一连接的数据)的部分；(3)确定何时证实带宽盗用(例如，控制消息何时为一种预定义类型的控制消息)；(4)确定是否需要对所证实的盗用进行补偿；以及(5)如果需要进行补偿，则通过向移动站动态分配附加(补充)带宽来对所证实的带宽盗用作出响应。
利用通信网络100和BSC 130的以上配置，依据这里描述的实施例提供了带宽分配、带宽盗用和带宽补偿处理。在所描述的实施例中，软件程序在其中执行的BSC 130执行调度器115的功能。在一个实施例中，调度器115的功能独立于BATC工具21的功能而提供，它可被提供为对现有调度器的现成增强。
本领域技术人员将理解，图1和2中所图示的硬件可以变化。例如，除了图示的硬件/固件/软件外也可以使用其它设备/组件，或者使用其它设备/组件替代图示的硬件/固件/软件，或者以与图示的硬件/固件/软件不同的配置方式使用其它设备/组件。因此，所图示的示例并不意在暗示针对本发明的架构或其它限制。
如这里所描述的，当MS利用原来针对数据业务的上行链路带宽分配来发送诸如上行链路控制消息的其它信息时，实施例对由MS盗用的特定类型的上行链路带宽提供了选择性的带宽补偿。当诸如调度器115的调度器检测到该“盗用”活动时，调度器将带宽的重新分派解释为MS部分上的“贪心”行为(即，试图利用比所分配带宽更多的带宽)。然而，如由实施例所进一步提供的，调度器被编程以识别这种盗用可能是用于将特定类型的数据或控制消息(或者通常是特定类型的信息)更快转发到BS的合理措施。因此，调度器监视上行链路盗用这样的事件并在适当的时候对其作出响应，以便在需要的情况下至少对在证实的带宽盗用期间控制消息所占用的带宽量进行补偿。
由于MS盗用带宽的行为并不总是被证实，所以提供了一种用于识别何时应当对所盗用的带宽进行补偿的机制。在一个实施例中，诸如BATC工具215的执行作为调度器的功能的一部分的BATC工具检测带宽盗用行为，评估带宽“盗用”何时在MS部分上被证实，进一步确定在证实盗用的情况下是否需要进行补偿，并且当需要时对例如被证实的盗用带宽适当地进行补偿。
所描述的实施例基于预先建立但可配置的条件/规则而允许仅在有限数量的情况下进行这样的带宽补偿。在本发明的一个实施例中，当部分或所有经分派的带宽用于发送“紧急”控制消息时，“证实”对丢失的带宽进行补偿。认为带宽盗用被证实的控制消息的类型是预先建立/预先定义的并且存储在列表或数据存储器(例如，DBASE 135)内。该列表中包括以下一个或多个：
(a)MOB-SCN_REPORT：该第一类型的控制消息被MS用来报告与MS所连接或者MS定期监视(而没有连接)的BS相关的信道条件，并且在满足特定触发时生成第一控制消息。当满足触发时，要求MS尽可能快地向BS发送报告；以及
(b)MOB-MSHO_REQ/RSP：该第二类型的控制消息是切换管理消息，它被MS用来请求由于恶化的信号条件而将MS的连接转移到与MS当前连接的BS不同的BS。该第二控制消息和相关消息本质上是紧急的，因为任何添加的延迟都可能导致切换失败或快速的信号衰减。
当检测到以上类型的控制消息中的一个时，调度器被编程以向特定MS提供“补充”带宽。当MS确定满足特定条件(在802.16e标准中称作“切换触发”)时生成第一类型的控制消息。在操作期间，MS监视相邻BS的信号强度以确定是否满足用于生成MOB-SCN_REPORT消息的条件。当满足条件时，预期MS尽可能快地向服务BS发送MOB-SCN_REPORT消息以报告所述事件。因此，MOB-SCN_REPORT消息本质上是紧急的并且带宽盗用被证实，以便确保消息的即时递送。
除MOB-SCN_REPORT消息之外，切换管理消息也是很重要的(且通常是紧急的)，并且对这些切换管理消息的上行链路带宽的盗用也在MS部分上被证实。其它类型的控制或其它消息当在原来意在用于数据传送的上行链路带宽上提供时可以被预定义用于类似处理。
以上所提供的控制消息示例处于特定技术的背景下。本领域技术人员将认识到，其它通信技术中存在用于类似目的的类似消息。本领域技术人员将进一步认识到，该列表可被扩展成包括(针对BS的判断)被定义为紧急的任何类型的控制消息，而并不对本发明的范围进行限制。
在其它实施例中，基于多个附加准则认为带宽盗用和后续补偿被“证实”。例如，这些附加准则包括：(a)当当前负载低时，由此来自MS的贪心行为在低负载条件下可以是可接受的；(b)是否对可以预先定义为紧急的较高优先级的流发生盗用。紧急或较高优先级的数据流的示例包括用于VoIP(网络电话)传送或视频传送的流以及TCP和/或ARQ应答消息。
在许多技术中，都采用了“调度服务”的概念。对于每个连接而言，作为正常操作的一部分，调度器根据将提供哪些带宽来指定规则。例如，根据特定连接的需要，调度器可以声明连接是非请求带宽分配(UGS)类型，其中以定期间隔提供上行链路带宽分配而无需MS部分上的附加带宽请求。作为另一示例，可认为连接是尽力服务(BE)的调度服务，在这种情况下，仅当MS请求并且没有特定模式的调度时才提供带宽。换句话说，在BE服务中，MS必须明确向调度器提出对需要的每个带宽分配的请求。无论连接的带宽分配方案(或调度服务)如何，都可以应用本发明。
本发明的一个实施例在确定是否证实了带宽盗用时将从其盗用带宽的连接的调度服务纳入考虑之中。在一个这样的实施例中，当从低优先级的调度服务进行盗用时，可认为带宽盗用被证实。例如，在一个实现中，没有对从非请求带宽分配(UGS)连接盗用的带宽提供“补充”带宽，因为这种类型的连接通常被认为具有最高优先级。然而，调度器对从较低优先级的连接(例如，BE连接)盗用的带宽提供“补充”带宽以发送属于较高优先级的连接的数据。
在本发明的另一个实施例中，可认为从BE服务盗用的带宽证实达到阈值百分比或比率(例如，m次中的每个k)，其中调度器保持从BE服务发生带宽盗用的次数的日志，并且使得补偿的上限不超过每发生m次中的k次。也就是说，调度器确定已经对第一流发生的资源盗用的次数相对于接收到的资源块的总数的比率，并且当所述比率低于预设的阈值比率时，提供附加资源分配，其中对第一流进行的资源盗用的补偿的上限不超过预设的阈值比率。在本发明的又一个实施例中，如果需要发送特定的重要子头部或扩展子头部，则带宽盗用被证实。这些可根据MS的判断进行发送，并且调度器保留用于确定何时对这样的带宽盗用进行补偿的方法。
图3图示了从MS的角度利用可用上行链路带宽传送数据和其它信息的示例。在图3中，提供了三个帧序列305、310、315以图示依据本发明实施例的带宽授予。所述三个序列中的第一序列305是标准/正常序列，其中仅在上行链路带宽上传送上行链路数据。如图3所示，在该示例中，正常的带宽授予是周期性的，并且对数据上行链路的每个周期提供一次带宽授予。所述三个序列中的第二序列310图示了将上行链路带宽的一次授予(306)重新分派给MOB-SCN_REPORT控制消息317。最后，所述三个序列中的第三序列315图示了利用附加的“补充”上行链路带宽来补偿重新分派给控制消息317的上行链路带宽。
如第一帧序列305所示，MS具有与基站建立的一个UGS连接。该连接允许调度器向MS发送周期性的上行链路带宽授予(即，分配上行链路带宽)。如第一帧序列305所指示的，所述授予被表示为所分配带宽的单独授予306，在所分配的带宽中调度器预期上行链路数据307，并且MS通常插入上行链路数据307。在第二帧序列310中，MS具有待传送的控制消息。在这样的情况下，MS向原来为上行链路数据307分配的上行链路带宽中的带宽授予306中的一个分派控制消息。如图所示，控制消息317是MOB-SCN_REPORT，它是证实了带宽盗用的预先建立的控制消息类型中的一个。调度器检测所授予的上行链路带宽304的使用以传送控制消息317，并且调度器确定控制消息317是否落入允许MS“盗用”带宽的预先建立的控制消息类别/类型之中。当所述控制消息落入预先建立的类别/类型中时，如第三帧序列315中所图示的，调度器立即向MS提供附加的补充带宽授予316以补偿重新分派/盗用的带宽。然后，所述附加授予316被分配给由控制消息317取代的上行链路数据307。假设在下一次常规调度的授予之前提供了补充带宽316，则在所述补充带宽内转发所取代的上行链路数据307。注意到，当控制消息317不是预先建立的消息类型中的一个时，则在下一次授予308上传送所述上行链路数据并且所有的后续上行链路数据传送都被延迟一个授予周期。
图4是图示根据本发明实施例的由此完成使得能够对带宽盗用进行动态补偿的以上处理的方法的流程图。针对图1-2所示的组件描述了图4所示的方法，所述组件具体是调度器115和MS 105；然而，应当理解的是，参考这些附图仅是为了说明，并且当实现各种方法时可以采用图1-2图示的组件和/或功能的替代表示。所述方法的关键部分可以由在BSC 130内执行的调度器115或BATC工具215来完成，而其它部分可以由MS 105、107的数据上行链路调度功能来支持。因此，图4的方法是从在BSC 130上执行的调度器115和/或BATC工具215的角度进行描述的。对于一般应用而言，参考上行链路带宽可以指的是其它资源，并且附图将上行链路带宽表示为被分配和监视的示例“资源”。
所述处理始于开始框402并且进行至框404，调度器在此以规则的调度向MS分配上行链路资源或带宽。如框406所示，调度器监视上行链路带宽信道和MS对上行链路带宽的特定使用。在判定框408，调度器确定是否检测到上行链路带宽盗用，也就是说，确定是否在分配给MS的资源内接收到与原来分配所述资源用于传送的第一类型的信息不同的类型的信息。如果没有检测到上行链路带宽盗用，则如框422所示，根据标准协议处理所接收到的上行链路数据，并且调度器继续根据所建立的带宽分配调度向MS分配用于数据上行链路的上行链路带宽。
然而，如果在判定框408调度器检测到上行链路带宽盗用，也就是说，在分配给MS的所接收到资源块中检测到资源盗用，则调度器检查在所述上行链路带宽上从MS接收到的信息的类型，并且在框410确定带宽盗用是否被证实。如这里所使用的，术语资源块指的是已经在特定时间点分配给特定用户并且在其中可发生资源盗用的资源。进一步地，如这里所提供的，确定带宽盗用是否被证实包括将所接收到的信息类型(一些标识特征)与“预先定义的”信息类型(诸如控制消息)相比较，或者通过应用定义何时“认为”带宽盗用被证实的一组标准。如果带宽盗用没有被证实，则如框412所示，调度器继续用于向MS提供带宽的正常分配调度。在一个实施例中，调度器还可以调整它的数据接收功能以解决在从MS接收下一个序列(“连续”)数据分组中的延迟。
如该流程图所示，当特定MS利用原来针对特定连接的数据业务的带宽时，调度器检测上行链路带宽盗用以发送控制消息或者用于另一连接的数据或者其它类型的信息。根据一个实现，调度器基于所接收到的控制消息的类型来判定是否需要补充带宽。例如，第一类型的控制消息本质上是紧急的，并且证实MS盗用了上行链路带宽。，带宽盗用被预先定义为被证实用于这些第一类型的(紧急)控制消息。根据一个实施例，控制消息可能占用整个/全部带宽分配，或者至少一部分带宽分配。也就是说，控制消息可以结合数据分组一起发送。因此，调度器判定是否应当向MS分配附加带宽(这里称作“补充”带宽)以补偿控制消息所占用的上行链路的带宽。以下描述其它实施例，其中其它类型的带宽盗用通常被定义为可证实的，诸如分派给较高优先级的连接数据。
返回判定框410，如果包括在所盗用带宽内的控制消息的类型被确定是证实了带宽盗的一种预先建立的信息类型(例如，控制消息或连接)，则如框414所示，调度器检查所盗用带宽的数量。然后，调度器在框415确定是否需要补偿带宽以便减少等待时间。确定何时需要补偿带宽可以由通信系统100的设计者来负责，并且更具体地，可以取决于多种因素，诸如上行链路数据的类型、延迟或者甚至数据丢失的容许度、一天中的时间、系统负载、延迟预算以及本领域技术人员可以想到的其它因素。执行这种检查是因为并不是所证实带宽盗用的每种情况都需要分配补偿带宽。如框416所示，如果需要补偿带宽，则调度器自动向MS分配附加资源以替代被盗用的先前分配的资源，也就是说，分配等于(或大于)控制消息所盗用的带宽量的附加带宽量。
补偿带宽可以被提供在一个或多个组块(chunk)中，并且可以在下一次正常分配(例如，用于UGS连接)之前或之后提供。在一个实施例中，附加带宽被提供在序列中间，以使得原来调度的数据的传送能够尽可能接近在带宽没有重新分派给其它信息的情况下原来将传送该数据的时间。本领域技术人员理解，可能不存在下一次调度的分配用于没有提供周期性上行链路分配的连接。进一步地，“正常”分配调度可以是周期性或非周期性的、静态或动态的，并且可以不遵循任何可辨别的模式。因此，可以独立于任何正常分配调度来提供补偿带宽。
一旦分配了补充带宽，则如框418所示，调度器还准备接收在序列中间附加的补充带宽上的上行链路数据。如框420所提供的，通过分配给MS的补充带宽，调度器继续规则/正常的分配并且准备在规则的数据上行链路调度/模式上接收后续数据。
在一种实现中，附加的“补充”带宽的分配与高优先级一起被提供给特定MS，使得MS可以通过发送在补充带宽内尽可能快地重新分派其带宽授予的调度数据来快速作出响应。通过将补充带宽标记为高优先级授予，则可以避免由于带宽盗用所造成的数据传播的实质延迟。
在以上流程图中，所述方法可以在计算机可读介质中实现，计算机可读介质包含计算机可读代码，使得当在计算设备(例如，BSC 130)上执行计算机可读代码时执行一系列步骤。在一些实现中，所述方法的特定步骤被组合、同时或者以不同的顺序执行，或者可能被省略，而不背离本发明的精神和范围。因此，虽然以特定顺序描述和图示了所述方法，但是使用特定顺序并不意味着暗示对本发明的任何限制。可针对顺序进行改变而不背离本发明的精神或范围。因此，特定顺序的使用并不应当被视为限制含义，并且本发明的范围仅由权利要求来限定。
本发明的一个实施例为调度器提供了用于评估需要带宽补偿的情况的算法。该算法对带宽损失适当地进行补偿并且使得能够公平使用上行链路带宽，这使得MS的损失最小化。本发明的特征可应用于实时业务，诸如网络电话(VoIP)和游戏应用。通过这些类型的应用，调度器所保留的UGS连接以规则间隔提供上行链路带宽分配，例如，每20毫秒(msec)一个上行链路带宽。而且，每个应用被提供延迟预算(例如，对于VoIP是50msec，而对于游戏是35msec)。在没有带宽补偿的情况下，如这里描述的实施例所提供的，后续数据帧被延迟了至少所述规则间隔，它分别表示VoIP和游戏应用的总延迟预算的40％和57％。
调度器确定如何“补充”带宽损失。当需要“证实的”带宽补偿时，调度器在后续帧中提供“补充”带宽。该补充带宽并为在用于特定MS连接的正常调度算法中被纳入考虑。最后，所述“补充”带宽将在调度中接收到较高优先级，使得在MS一侧排队的数据基本上不会被延迟超过初始的延迟时段。
图5和6图示了用于示例VoIP通信的常规带宽分配和数据上行链路周期。根据图5和6，每20msec产生VoIP数据帧510/610，并且在实时流程中以20msec的周期提供上行链路带宽分配505/605。通过周期的相应调整，调度器分配精确的带宽量以适应VoIP数据的上传。
调度器提供规则的非请求带宽分配(UGS)，由此规则间隔将上行链路带宽分配提供给MS。如所提供的，调度器每20msec提供一次上行链路带宽分配。上行链路协议支持或定义每个分组的延迟预算。对于VoIP，延迟预算是50msec。在其它实现中，延迟预算可以更高或更低，例如，对于游戏，延迟预算通常是35msec。
图6提供了当调度器没有提供带宽补偿时MS处对所分配带宽的利用的示例。与图5一样，MS具有所建立的一个UGS连接。调度器向MS发送周期性的上行链路带宽授予，意在用于上行链路数据。MS可利用所述上行链路分配的一部分来发送用于另一连接(例如，较低优先级的连接)的数据。调度器并不检测带宽补偿情形并且不提供任何“补充”带宽，因此延迟了所调度数据的上传并且导致性能下降。
如图6所示，当在常规系统中发生带宽盗用时，MS和调度器通过简单地在比最初调度的迟一个周期(即，20msec)的下一个可用带宽间隙上发送所调度的数据来对带宽间隙的盗用作出响应。紧急控制消息615占用了分配给VoIP帧2620的带宽间隙，然后VoIP帧2被延迟用于在下一个带宽间隙上进行传送。注意到，利用这种常规方法，例如VoIP帧3621的所有后续VoIP帧都被延迟了20msec。该延迟每当MS盗用另一带宽间隙时都会增加，并且可能由于延迟量接近最大延迟预算(例如，50msec)而导致相当的性能损失。
图7图示了如这里所描述的实施例提供的在VoIP交换内带宽补偿的一个示例。如图5所示，以与上行链路带宽分配周期(即，20msec)705相一致的速率产生VoIP帧710。紧急控制消息715被分派给所述带宽周期(或间隙)，该带宽周期(或间隙)已经以其它方式被分配给VoIP帧2720。调度器通过使用在规则的分配序列之间提供的附加(或补充)分配740提供带宽补偿来进行响应。注意，VoIP帧3721没有与常规实现(图6)一样被延迟20msec。相反，附加带宽被立即分配以使得VoIP应用能够继续传送数据(VoIP帧2720，和VoIP帧3721)，而没有在上行链路传送周期中的显著延迟。因此，后续VoIP帧在所述帧原来调度要传送帧的上行链路周期上进行传送。
如图7所示，MS具有一条建立的UGS连接。调度器向MS发送周期性的上行链路带宽授予，意在用于上行链路数据。当MS使用“紧急”上行链路控制消息时，MS使用上行链路带宽来快速发送消息。调度器检测带宽补偿情形并且向MS提供“补充”带宽。
当计算用于MS的正常带宽分配周期时，并不考虑由于带宽盗用而进行的附加带宽的分配，并且后续上行链路带宽分配根据预设的“正常”调度来完成。例如，如果控制消息作为UGS授予的一部分被发送，则调度器将在后续帧中提供补充带宽，但是将不重启确定下一个正常周期性分配的时间的计时器。
以上实施例使得调度器能够支持紧急上行链路控制消息的及时递送，而不会对上行链路数据业务性能造成损失。所描述实施例的特征可应用于WiMAX、802.16e基站，以及网络部件和使得能够在所连接的MS处进行带宽盗用的其它类似通信设备。
通常，检测何时发生带宽盗用包括接收上行链路带宽内与原来分配上行链路带宽用于传送的第一信息不同类型的信息。然后，调度器确定该不同类型的信息是否是证实了在分配用于第一信息的上行链路带宽上的上传的多种预先建立的不同类型的信息中的一个。接着，当所述不同类型的信息是所述多种预先建立的不同类型的信息中的一个时，调度器开始分配附加/补充带宽。
更具体地，所述不同类型的信息指的是如这里所描述的控制消息或者连接类型(优先级、负载的级别等)。而且，第一类型信息指的是与可从MS经由所建立的连接中的一个与基站进行通信的若干应用中的第一应用相关联的第一数据。第一数据在带宽盗用活动期间被不同类型的信息替代。
如将进一步理解的，本发明实施例中的处理可以使用软件、固件或硬件的任何组合来实现。作为以软件实施本发明的准备步骤，编程代码(无论软件或固件)通常将被存储在一个或多个机器可读存储介质中，诸如固定(硬盘)驱动器、磁盘、光盘、磁带、诸如ROM、PROM的半导体存储器等，由此制成依据本发明的制品。该制品包含编程代码，该编程代码通过直接从存储设备执行代码或者通过将代码从存储设备复制到诸如硬盘、RAM等的另一存储设备中来使用，或者通过使用诸如数字和模拟通信链路的传送类型媒体传送代码用于远程执行来使用。可以通过将包含根据本发明的代码的一个或多个机器可读存储设备与适当处理硬件进行组合以执行包含于其中的代码来实施本发明的方法。用于实施本发明的装置可以是一个或多个处理设备以及包含或具有对依据本发明编码的程序(多个)的网络访问的存储系统。
因此，重要的是，虽然在具有所安装(或执行)软件的全功能计算机(服务器)系统的背景下描述了本发明的说明性实施例，但是本领域技术人员将理解，本发明的说明性实施例的软件方面能够作为各种形式的程序产品来分布，并且无论用来实际执行该分布的特定媒体类型如何，都同样可以应用本发明的说明性实施例。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，而不背离本发明的范围的情况下，可以进行各种变化并且等同物可替代本发明的元件。例如，虽然已经针对蜂窝电话和移动通信描述了本发明，但是应当理解，本发明的至少一些方面可适于与任何通信设备一起使用，并且相关联的无线音频接收设备并不局限于这里所描述的那些设备。此外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以作出许多修改以使特定系统、设备或其组件适合本发明的教导。因此，本发明并非意在局限于作为预期执行本发明的最佳方式而公开的特定实施例，而是本发明将包括落入权利要求范围之内的所有实施例。此外，术语第一、第二等的使用并不表示任何顺序或重要性，相反，术语第一、第二等用于将一个元件与另一元件区分开。