CN101043742A - 一种无线通信系统中用户资源分配指配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统中用户资源分配指配方法，包括：向用户终端发送资源指配消息，携带分配给用户的下行和上行资源分配信息；用户终端收到所述资源指配消息后，根据解析出的下行资源分配信息，确定并占用相应的下行资源进行下行数据的接收，根据解析出的上行资源分配信息，确定并占用相应的上行资源进行上行数据的发送。采用本发明方法，可降低控制信道的开销，增加系统中用于数据传输的带宽，提高整个系统的吞吐量。

Description

一种无线通信系统中用户资源分配指配方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通信系统中用户资源分配指配方法。

背景技术

移动通信系统是目前通信技术研究的热点之一。随着移动通信技术的演进和发展，宽带化和IP包交换是主要的发展趋势。在目前3G、3.5G和4G的研究中，实现更高的吞吐量和更高的频谱效率已经成为研究重点之一。

实现更高的吞吐量和更高的频谱效率有多种途径，包括各种分集技术的引入和实现，其中的一种途径就是更有效地提高通信带宽中用于数据传输的有效带宽。在移动通信系统中，通常通过控制信道来承载各种控制信令，通过数据信道来承载业务数据传输。所以，如何设计一个高效的通信系统，在保证系统正常有效的运转的前提下，尽可能降低控制信道的开销，从而提高业务信道的占用比例，提高整个系统的吞吐量，始终是一个重要的研究课题。在控制信道的设计中，承载为用户指配下行和上行资源的指配消息是控制信道的主要作用之一。

现有技术的技术方案：

在目前业界正在研究的包交换的移动通信系统中(例如全球微波系统WIMAX或者802.20)，由于每个用户在下行或者上行的数据请求具有突发性、分布式的特点，所以针对每个用户的资源分配也是针对其下行和上行的业务请求分别进行的。具体地说，就是在控制信道的设计中，当系统有数据要发送给用户终端，需要为用户终端分配下行信道资源时，系统通过发送下行信道指配消息通知用户终端，用户终端就根据该消息占用相应的资源进行下行数据的接收和处理；当用户终端有数据要发送到系统，需要为用户终端分配上行信道资源时，系统就通过发送上行信道指配消息通知用户终端，用户终端根据该消息占用相应的资源进行上行数据的准备和发送。如下表1描述了一种典型的资源指配消息格式，包括下行指配消息和上行指配消息。

表1：

下行指配消息字段	字段典型长度(比特)	上行指配消息字段	字段典型长度(比特)
				MAC ID，标识用户	11	MAC ID，标识用户	11
PF，标识分配的包格式	6	PF，表示分配的包格式	6
				NodeID，标识分配的资源	6	NodeID，标识分配的资源	6
Extended，标识是否使用扩展传输模式	1	Extended，标识是否使用扩展传输模式	1
				Supplemental，标识是否使用增补模式	1	Supplemental，标识是否使用增补模式	1
Duration，标识指配的资源有效时间	1	Duration，标识指配的资源有效时间	1
						Delta，标识用户应当使用的功率	3

上述现有技术的缺点如下：

在现有技术中，当系统中同时服务的用户数目不断增多，或系统中存在大量低速率数据的用户时，系统需要不断为每个用户发送相应数目的下行和上行指配消息，从而导致维持系统正常运行的控制信道开销不断增加，降低了用于业务信道的传输带宽，这就为提高系统数据传输带宽，提高系统吞吐量造成困难。

发明内容

本发明提供一种无线通信系统中用户资源分配指配方法，用以解决现有技术中分别对用户终端的下行资源和上行资源进行指标所导致的控制信道开销大，占用过多业务信道的传输带宽，从而降低系统吞吐量的问题。

本发明方法包括：

A、向用户终端发送资源指配消息，携带分配给用户的下行和上行资源分配信息；

B、用户终端收到所述资源指配消息后，根据解析出的下行资源分配信息，确定并占用相应的下行资源进行下行数据的接收，根据解析出的上行资源分配信息，确定并占用相应的上行资源进行上行数据的发送。

所述步骤A中，当系统判断用户业务对下行和上行信道资源需求连续而固定时，向对应的用户终端发送所述资源指配消息，进行资源分配指配。

所述步骤B中，用户终端收到所述资源指配消息后，根据预先约定进行解析。

上述方法中，所述资源指配消息包括一个下行资源分配标识，携带所述下行资源分配信息；一个上行资源分配标识，携带所述上行资源分配信息。

所述资源指配消息包括一个组合包格式标识，为用户指定下行和上行资源分配的包格式。

所述组合包格式标识为下行和上行资源分配指定相同或不同的的包格式。

所述资源指配消息包括一个用户标识，或

还包括一个或多个扩展属性标识。

所述扩展属性标识为下行和上行资源分配所共有的扩展属性标识、下行资源分配所特有的扩展属性标识或上行资源分配所特有的扩展属性标识，或上述扩展属性标识的任意组合。

根据本发明的上述方法，在持续性资源指配或非持续性资源指配过程中，所述通信系统发送相应的持续性或非持续性的所述资源指配消息。

根据本发明的上述方法，所述无线通信系统为包交换的无线通信系统，并在网络侧进行集中资源分配。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明通过向用户终端发送一条同时携带下行资源分配信息和上行资源分配信息的资源指配消息，进行用户资源分配指配。由于该资源指配消息同时包含了下行和上行资源分配信息，并且发送到同一个用户终端，因此，可以将下行和上行资源的共有属性信息进行组合或合并，减少了消息长度，从而降低控制信道的开销，增加系统中用于数据传输的带宽，提高整个系统的吞吐量。

(2)本发明定义了指配消息格式，由于该消息发送到同一个用户，因此消息中只要包含一个用户标识；并用一个包格式标识指定下行和上行资源使用相同的包格式，从而比现有技术的资源指配方法至少减少了一个用户标识、一个包格式标识的资源开销。

(3)对于下行和上行资源所共有的扩展属性信息，在本发明的资源指配消息中只要包含其共有信息，因此，进一步减小了消息长度，减小了资源开销。

(4)对于系统中存在的大量低速率数据用户，系统为每个用户发送包含下行和上行资源分配的指配消息，比现有技术减少了资源指配消息的开销，从而降低了系统控制信道的开销。由于整个系统的容量减去控制信道开销就是用于业务数据的传送，而减少的控制信道开销就可以用于业务数据传送，因此，本发明方法提高了系统可以同时服务的低速率数据用户的数目，提高了系统容量。

附图说明

图1为本发明的用户资源分配指配方法流程示意图。

具体实施方式

本发明提供的无线通信系统中用户资源分配指配方法，适用于各种包交换的无线通信系统，尤其是在网络侧进行集中资源分配的无线通信系统。

参见图1，为本发明的用户资源分配指配方法流程示意图，具体步骤包括：

S10、无线通信系统的网络侧向用户终端发送一条资源指配消息，携带分配给用户的下行和上行资源分配信息，进行资源分配指配。

需要指出的是，由于资源指配消息中同时包含了分配给用户的下行资源分配信息和上行资源分配信息，所以这种通过一条资源指配消息通知用户终端下行和上行资源分配信息的资源指配方式，更适合于对下行和上行信道资源需求相对连续而固定的业务，即用户终端的下行和上行的业务需求变化较少的业务，比如基于IP的语音呼叫(Voice overIP，VoIP)业务、视频(Video)业务等。因此，当无线通信系统判断用户业务对下行和上行信道资源需求连续而固定时，向对应的用户终端发送所述资源指配消息，进行资源分配指配。

S20、用户终端收到所述资源指配消息后，根据解析出的下行资源分配信息，确定并占用相应的下行资源进行下行数据的接收，根据解析出的上行资源分配信息，确定并占用相应的上行资源进行上行数据的发送。

由于在通信系统中预先针对所述资源指配消息进行了约定，因此，用户终端可根据事先的约定对所述资源指配消息进行解析。

所述资源指配消息分别包括一个下行资源分配标识，携带所述下行资源分配信息；一个上行资源分配标识，携带所述上行资源分配信息。

本发明的关键在于如何设计资源指配消息格式，设计原则为：对下行和上行资源分配的共同属性进行组合或/和合并来降低资源指配消息的开销。

基于上述设计原则，本发明中系统构造的资源指配消息包括如下字段：

(1)用户标识MAC ID，其含义和字段长度与下行或上行资源指配消息中的用户标识MAC ID字段相同。

由于该资源指配消息同时为同一个用户分配下行和上行信道资源，所以只需一个用户标识就足够了，这样比单独的下行或者上行信道资源分配消息少用了一个用户标识的开销。

(2)组合包格式ComPF。

组合包格式可为下行和上行信道资源指定相同或不同的包格式，这要取决于用户上行业务和下行业务的特点。比如对VoIP用户，一般有全速率、半速率和1/8速率三种格式，并且上行和下行业务可以是对称或者不对称的，根据VoIP业务的这些特点可以如下设计组合包格式：

先定义上行或者下行包格式如下：

DLPF＝1，标识下行全速率

DLPF＝2，标识下行半速率

DLPF＝3，标识下行1/8速率

ULPF＝1，标识上行全速率

ULPF＝2，标识上行半速率

ULPF＝3，标识上行1/8速率

再定义组合包格式定义为：

CompF＝1，标识下行全速率，上行全速率

ComPF＝2，标识下行半速率，上行半速率

ComPF＝3，标识下行1/8速率，上行1/8速率

ComPF＝4，标识下行全速率，上行半速率

ComPF＝5，标识下行全速率，上行1/8速率

ComPF＝6，标识下行半速率，上行全速率

ComPF＝7，标识下行半速率，上行1/8速率

ComPF＝8，标识下行1/8速率，上行全速率

ComPF＝9，标识下行1/8速率，上行半速率

在网络侧和用户终端侧需要预先对组合包格式所表示的含义进行约定。组合包格式字段的长度可以根据系统需要进行设计，由于组合包格式一般只包含上行和下行部分包格式的相关业务组合，所以一般会与上行或下行资源指配消息的包格式字段长度相同甚至更短一些。

(3)下行资源分配信息DLNodeID，其含义和字段长度与下行资源指配消息中的下行资源的标识NodeID字段相同。

由于本发明的资源指配消息中，需要分别为用户指配下行资源分配信息和上行资源指配信息，因此，对下行资源分配信息和上行资源分配信息需要采用不同的字段来描述。

(4)上行资源分配信息ULNodeID，其含义和字段长度与上行资源指配消息中的上行资源的标识NodeID字段相同。

由于本发明的资源指配消息中，需要分别为用户指配下行资源分配信息和上行资源指配信息，因此，对下行资源分配信息和上行资源分配信息需要采用不同的字段来描述。

(5)扩展属性信息，为可选字段。扩展属性信息的种类可根据用户业务类型、业务数据传输模式等具体情况由系统选择携带，每个扩展属性信息字段的含义和长度与下行或上行资源指配消息中相应的扩展属性字段相同。

由于本发明的资源指配消息适合于对下行和上行信道资源需求相对连续而固定的业务，所以对于资源指配消息中一些扩展属性的需求也比较类似，因此，可以将下行和上行资源分配所共有的扩展属性合并处理。比如标识是否采用扩展的帧格式的字段Extended，标识是否对已有的资源分配进行替换或者增补的字段Supplemental等，都可以采用一个字段来同时表示下行和上行信道资源的扩展属性，从而降低该指配消息的开销。

对于下行或上行资源指配消息所特有的字段，如上行中的Delta字段，则直接包含在本发明的指配消息中。正因为是上行或者下行的特有字段，所以用户终端会理解该字段的作用范围是针对上行还是下行。当然，定义消息格式时可以直接指明该字段的作用范围，用户终端就会按照消息定义来理解和处理指配消息。

表2给出了一种资源指配消息格式。

表2：

指配消息字段描述	字段典型长度(比特)
		MAC ID，标识用户	11
CombinedPF，组合包格式，标识分配的下行和上行包格式	6
		DLNodeID，标识下行分配的信道资源	6
ULNodeID，标识上行分配的信道资源	6
		Extended，标识是否使用扩展传输模式	1

表2只是本发明的资源指配消息内容的一个实例，其中仅包含了扩展属性字段Extended，系统根据情况还可在该资源指配消息中包含其它扩展属性字段，如标识是否对已有的资源分配进行替换或者增补的字段Supplemental等。

将表1与表2进行对比可以看出，当系统向用户终端通知下行信道和上行信道的指配信息时，在欲发送的资源指配信息的信息量相同的情况下(以表2所示的内容为准)，采用现有技术，系统要分别向用户终端发送下行资源指配消息和上行资源指配消息，两个消息的资源指配内容需要48比特的资源开销；而采用本发明的资源指配消息同时通知用户终端的下行和上行信道分配信息，则只需30比特的资源开销。可见，采用本发明方法，节省了资源开销。

本发明提供的资源指配方法可应用于持续性或非持续性(Sticky或persistent)的资源指配。非持续性指配是指当前指配只对当前传输的数据包有效，数据包成功解码或者重传过程结束则指配自动失效，并且设定指配周期进行重新指配；持续性指配是指从成功指配开始所指配的资源和传输格式等信息不再改变，直至链接断开或去指配或重新进行指配。因此，持续性指配和非持续性指配的区别在于，两种资源指配消息所携带的扩展属性信息有所不同。例如，在持续性指配消息中，用1个比特的Supplemental字段标识是否使用增补模式来分配资源；在非持续性指配消息中，用1个比特的Duration字段标识指配的资源的有效时间。

当用户终端收到资源指配消息后，确定并占用相应的下行资源进行下行数据的接收；确定并占用相应的上行资源进行上行数据的发送。

通过以上描述可知，本发明通过在一条资源指配消息中同时携带分配给用户的下行资源分配信息和上行资源分配信息，进行资源分配指配，并且对下行资源和上行资源所共有的属性信息进行合并或组合。在完成相同信息量的资源指配的情况下，与现有技术相比，本发明的资源指配的开销明显要小于分别用两条消息进行资源指配的开销。因此，本发明降低了控制信道的开销，从而增加了系统中用于数据传输的带宽，提高了整个系统的吞吐量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种无线通信系统中用户资源分配指配方法，其特征在于，包括：

A、向用户终端发送资源指配消息，携带分配给用户的下行和上行资源分配信息；

B、用户终端收到所述资源指配消息后，根据解析出的下行资源分配信息，确定并占用相应的下行资源进行下行数据的接收，根据解析出的上行资源分配信息，确定并占用相应的上行资源进行上行数据的发送。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中，当系统判断用户业务对下行和上行信道资源需求连续而固定时，向对应的用户终端发送所述资源指配消息，进行资源分配指配。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，用户终端收到所述资源指配消息后，根据预先约定进行解析。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源指配消息包括一个下行资源分配标识，携带所述下行资源分配信息；一个上行资源分配标识，携带所述上行资源分配信息。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源指配消息包括一个组合包格式标识，为用户指定下行和上行资源分配的包格式。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述组合包格式标识为下行和上行资源分配指定相同或不同的的包格式。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源指配消息包括一个用户标识，或

还包括一个或多个扩展属性标识。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述扩展属性标识为下行和上行资源分配所共有的扩展属性标识、下行资源分配所特有的扩展属性标识或上行资源分配所特有的扩展属性标识，或上述扩展属性标识的任意组合。

9、如权利要求1-8任意权项所述的方法，其特征在于，在持续性资源指配或非持续性资源指配过程中，所述通信系统发送相应的持续性或非持续性的所述资源指配消息。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线通信系统为包交换的无线通信系统，并在网络侧进行集中资源分配。

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