基于持续性向量的使用率分配系统和方法技术方案

在一个包括由若干用户共享的资源（１００）的系统中，在用户中公平地分配可用的资源容量并且还使资源的利用最大化是困难的。此外，希望允许至少对某些用户保持的使用率进行控制，而同时避免资源过载的情况。本发明专利技术揭示了一种系统和方法，其中使用率按照一组持续向量从一组可用的速率中选择。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请是PCT国际申请号为PCT/US00/26625、国际申请日为2000年9月27日、中国国家申请号为00813403.0，题为“”的申请的分案申请。
技术介绍
I、专利技术的领域本专利技术涉及在多个用户中有限资源的分配。更具体地，本专利技术涉及根据一组持续性向量指派使用率。II、有关技术和一般背景的描述共享资源是由多个用户使用的资源。具有有限可用性或容量的共享资源包括那些各不相同的例子，如电站和其他能源设备，如水库和江河水流那样的水源、分配商品和/或材料的供应系统、以及数据通讯网络和通道。因此，在许多不同的范围内会产生与在多个用户中共享资源的分配有关的问题。但是，不管特定的范围，那样的资源可以在至少满足下列条件的许多系统中找到该共享资源的容量或可用性可以借助于每个测量时间单位的有限速率R(可用率)表示(如千瓦/小时，加仑/分，卡片/周，二进制位/秒)；在任何特定时间，资源被n个不同用户使用，其中n是非负整数；在任何特定时间，第i个用户(其中1≤i≤n)的使用可以用每测量时间单位有限使用率u1表征。对这种系统的一个基本模型如附图说明图1所示，其中资源100分别由用户120a-d按速率110a-d使用。根据特定的应用，表征此共享资源的速率R可以指出该资源的容量的实际的或估计的极限(如在通信情况下的通道)，或者，速率R可以是指出该资源的最大安全的或允许的载荷(如在能源生产设施或设备的情况)。类似地，使用率Ui可以指示实际的使用，预期的使用，或使用的请求或要求。当在任何时间n个使用率Ui的和超过值R，会引起过载情况。例如对于发电厂，当输出的总电流超过额定容量时会引起过载情况。对于数据通讯通道的情况，当总的数据传输率超过通道的实际容量时，会引起过载情况，导致破坏发送的数据。在如水供应及材料库存的某些情况，过载情况还指出，虽然用户的要求当前被满足，储存的或备用的容量已经耗尽。根据资源的性质，过载情况的结果是不同的，可能包括用于资源恢复的离线周期(如冷却发电系统或水库的再灌水)或需要花费现在的容量以便重复过去因为过载而失败的使用尝试(如由于冲突而污染的数据包的重发)。资源甚至可以变成暂时地或永久地不能恢复其以前的容量。因而，在几个使用率Ui可能超过值R的情况，希望以某种方式控制使用率以避免过载情况。
技术实现思路
在按本专利技术的一个实施例的系统或方法中，资源在一组用户中被共享。每个用户具有一个从一组可用的使用率中选出的使用率，且每个用户的资源使用至少部分地取决于该用户的使用率。每个用户还具有一组持续性向量，每个向量元素对应于可用的速率的组中的一个速率。从可用的速率组中选择一个用户的使用率至少部分地取决于持续性向量的组中之一。附图概述图1表示包含若干用户共享的资源的系统。图1A表示按本专利技术的第一实施例的系统。图2示出按本专利技术的第二实施例的方法的流程图。图2A示出按本专利技术的第二实施例的另一个实施方法的流程图。图2B示出按本专利技术的第二实施例的又一个实施方法的流程图。图3示出按本专利技术的第三实施例的方法的流程图。图4表示包含若干用户共享的资源和与该资源用户连结的控制单元的系统。图4A表示按本专利技术的第四实施例的系统。图4B示出一个用于数据通信的无线网络，作为图4A的系统的应用。本专利技术的详细描述在最大化资源使用时避免过载情况的一个方法是将资源的估计容量分成若干固定的使用率分配，将这些分配指定为n个使用率ui。然而，在用户具有变化的使用需求的系统中，此方法可以导致共享资源的次优化利用。例如，假设在图1中，资源100是具有1200加仑/分容量的水供应，而且假设对每个用户从预定一组可用的速率中分配允许的使用率(其中可用的速率组表示成m个元素的向量Y＝{Y0，Y1，…Ym-1})。在此例中用户120a-d的每个用户可按Y0＝300，Y1＝600，Y3＝900，Y4＝1200加仑/分(即m＝4)的速率使用资源。如果实行公平的分配，所有的用户指定同样的固定速率，则4个用户120a-d的每一个允许按速率Y0(300加仑/分)使用资源。那样的分配有效地避免了资源过载。但是，如果用户120a-d中不是所有用户可能在任何给定时间使用资源100，此方法也浪费了资源容量。现考虑资源100具有相同的1200加仑/分的容量的情况，可用的速率组如上所述，但每个用户在任何给定时间使用资源100的概率仅是-(我们假设每个用户的使用与每个其他用户的使用是无关的)。在此情况，允许每个用户以速率Y3(1200加仑/分)使用资源可能得到资源100的更优化的利用，因为在任何给定时间看来只有4个用户中的一个使用该资源。当然，多于一个用户同时使用可以导致过载情况。在有关的例子中，4个用户120a-d的任何一个使用资源100的概率是-。在此例的第一方案中，每个用户允许按速率Y1(600加仑/分)使用资源。另外，在第二方案中每个用户允许按Y0或Y2的速率(分别是300或900加仑/分)使用资源，其中允许使用每个速率的概率是-。在任何时候，那两种方案均期望最大化资源利用而不导致过载情况。但是在第一种方案中，如果发生3个用户同时使用资源，可以发生过载情况(因为总的允许使用率将是1800加仑/分)。在采用第二方案的系统中，有可能(虽然未必)3个用户使用资源而没有引起潜在的过载情况(因为总的允许使用率低至900加仑/分)。在本例的另外选择中，可用的速率组被改变或扩展，使得允许每个用户以200或800加仑/分的速率使用资源，其中采用每个使用率的概率又是-。在任何给定时候，用户120a-d的允许使用率的和期望是1000加仑/分(即两个用户，一个具有200加仑/分的允许使用率，而另一个具有800加仑/分的允许使用率)，余下200加仑/分的资源100的容量未被使用。即使发生3个用户同时使用资源，该方案只有一半情况可能引起潜在的过载情况(即，总的允许使用率同样可能是600或2400加仑/分，也同样可能总的允许使用率是1200或1800加仑/分)。这种方案延伸到给定的应用情况，象资源的用户数、每个用户使用的概率和每个用户的使用需求那样的系统数值可以观察估计。然后这些值可以与如每个用户可用的使用率数、可接受的过载情况发生率和最小可接受的平均资源利用率那样的设计参数结合，以得到系统控制的概率统计的模型，从而使资源的利用最大而过载情况的发生最小或避免。在按本专利技术的第一实施例的系统中，如图1A所示，每个用户120i具有一组持续向量130i，和一个从一组可用的使用率用中取得的允许使用率110i(注意，系统可能包含缺乏持续性向量组的其他用户)。组130i中的每个向量的长度可以是任何大于零的整数，且每个向量元素表示采用特定使用率或从一个使用率改变到另一个的概率。在本实施例中，组130i中的每个向量对应于可用的速率组的至少一个成员，虽然在另外的实施例中，向量可以对应不同组的成员(如一个预定使用分布的组)。组130i对每个用户可以是唯一的，或者同一组可以分配给特定类中的所有用户，或者同一组可以分配给系统中的所有用户。类似地，组130i可以是用户操作的永久性方面，或者它可以周期性的更新等等。持续性向量的结构、分布和使用的其他有关方面在同时申请的待批专利申请中讨论，其申请号为09/XXX,XXX、名称为“SYSTEM A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用共享资源（４００）进行无线传输数据的设备，包括：　　　　发射机；　　　　处理单元，可操作地连接到所述发射机；　　　　存储介质，可操作地连接到所述处理单元；　　　　存储在所述存储介质中的至少一个向量（４３２）；　　　　其中所述至少一个向量（４３２）包括至少一个对应于一组可用使用速率（４１０）中一个使用速率（４１０）的元素；　　　　其中所述存储介质包括请求授权所述可用使用速率（４１０）中一个使用速率（４１０）的指令；　　　　其中每个所述使用速率（４１０）是用户用于传输所述数据到基站的数据传输速率；以及　　　　其中基于向量元素组选择共享资源（４００）的实际使用速率（４１０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：G卡米，MS格罗布，PE本德，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]