CN101049040A - 通信系统中的资源分配 - Google Patents

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Abstract

公开了一种在通信系统中分配资源的方法和用于通信系统的站点。通信系统使得多个用户设备可以在专用信道上通信数据。在所述方法中，可以在第一协议层上从用户设备发送针对通信资源的请求至站点。然后可以检测要求基于优先级的资源分配，其后在站点从第二协议层上的数据流获取优先级信息。然后针对第一协议层上的通信的资源分配可以至少部分地基于所述的优先级信息。

Description

通信系统中的资源分配
技术领域
本发明涉及一种通信系统，并且尤其而非排他地涉及资源分配，例如其中在为用户提供无线通信的通信系统中调度数据分组。
背景技术
通信系统可以被看作是支持作为通信系统一部分或者与通信系统关联的两个或者更多实体诸如用户设备和/或其他节点之间的通信会话的设施。通信例如可以包括语音、数据、多媒体等的通信。连接到通信系统的用户设备例如可以提供有双路电话呼叫或者多路会议呼叫或者提供有数据连接。用户设备可以在两个或者更多用户设备之间或通过在用户设备和通信系统之间的接口与服务器实体之间来回通信分组数据。
通信系统通常根据给定标准或者规范工作，这些标准或者规范给出了与系统关联的各种实体被允许进行何种行为并且将如何实现这些行为。例如，该标准或者规范可以定义用户设备是提供有电路交换服务还是分组交换服务，还是二者均提供。通常还定义了针对该连接应当使用的通信协议和/或参数。例如，用户设备可如何接入通信系统以及在用户设备和通信网络元件之间将如何实现通信的方式通常是基于预定通信协议的。换言之，需要定义可作为通信基础的特定“规则”集以支持用户设备通过通信系统进行通信。
为用户设备提供无线通信的通信系统是公知的。这些系统通常被称为移动系统，尽管在某些系统中移动性可能被限制于基本上很小的区域中。移动系统的一个示例为公众陆地移动网络(PLMN)。PLMN通常是基于蜂窝架构的。另一个示例为至少部分地基于通信卫星的使用的移动系统。移动通信还可以通过其他移动系统提供，诸如通过无线局域网(WLAN)。通常支持移动用户漫游到其所订制的网络之外的其他网络，因此公共标准和协议对于提供移动性的无线通信系统来说至关重要。
在通常的无线系统中，基站服务多个用户设备。用户设备也可以同时与两个或者更多基站进行无线通信。用户设备和基站之间的无线接口上的通信可以基于适当的通信协议。本领域技术人员了解对网络进行无线接入所需的基本工作原理和元件。这些示例包括接入系统诸如CDMA(码分多址)、WCDMA(宽带CDMA)、TDMA(时分多址)、FDMA(频分多址)或者SDMA(空分多址)及其组合。
各个基站是通过适当的控制装置进行控制的。基站和其他通信装置的操作可以由一个或者多个控制实体来控制。两个或者更多基站可以由控制器来控制。例如，第三代(3G)宽带码分多址(WCDMA)网络采用被称为无线网络控制器(RNC)的控制实体来控制无线接入网络的操作。WCDMA无线网络控制器通常控制接入网络的大量站点并且通常是所有站点。
接入网络控制器连接到核心网络实体。还可以提供一个或者多个网关节点以将通信网络连接到其他网络。例如，移动网络可以连接到通信网络诸如IP(互联网协议)和/或其他分组数据网络。
如上所述，用户设备可以通过无线接口与接入系统通信数据。当用户设备具有足量数据以在缓存中传送时，需要通过接入系统为用户设备分配一定容量，并且更具体的说，从基站需要空中接口容量。
基站可以基本上同时从不同用户设备接收大量容量分配请求。由于空中接口上可用资源的限制，基站需要能够向由于一定原因以更高优先级传送数据的那些用户设备分配容量。换言之，基站可能需要能够在为数据传送分配容量之前对用户设备的传送进行优先级排序。
传统地，通过将不同服务映射到在信道间具有不同优先级的专用信道而提供优先级排序。网络侧中的分组调度功能位于无线接入网络控制器级别，诸如WCDMA的RNC。这是一种非常直接的解决方案，因为例如在WCDMA中，无线网络控制器(RNC)知道所谓的媒体接入控制d(MAC-d)层上的不同无线承载的优先级。
在特定应用中，可以对在具有不同优先级的不同无线承载上承载的数据多路复用到一个传输信道中。例如，用户设备和基站之间的无线通信可以在移动终端媒体接入控制e(MAC-e)层的增强专用信道(E-DCH)上进行信号发送。该层在分级上是比上述MAC-d层更低级别的层，并且仅由用户设备和基站使用。
上述将不同服务映射到具有不同优先级的专用信道上的方法在诸如E-DCH等技术的情况下并不认为是最优的，其中在基站(在WCDMA中称为节点B)处执行快速分组调度并且必须通过共享信道方式与其他用户共享可用的E-DCH资源。
在高速下行链路分组接入(HSDPA)中，该问题通过使用与从RNC至节点B的不同承载所关联的调度优先级指示符(SPI)而解决。然而该解决方案并不总是能够应用到E-DCH，例如因为质量指示符由于信号发送可用的资源有限而不能在协议栈的层1中进行显性发送。
因此需要一种改进的解决方案以调度接入网络基站级别中无线接口上的数据传送。
发明内容
本发明的实施例的目标在于解决一个或者多个上述问题。
根据一个实施例，提供了一种在通信系统中分配资源的方法，其中多个用户设备可以在专用信道上通信数据，所述方法包括步骤：在第一协议层上从用户设备发送针对通信资源的请求至所述通信系统的站点；检测基于优先级的资源分配需求；在所述站点处从第二协议层上的数据流获取优先级信息；以及基于所述优先级信息以为所述第一协议层上的通信分配资源。
根据另一个实施例，提供了用于通信系统的站点，所述站点包括：无线部件，用于与用户设备进行通信；以及至少一个控制器，配置为在第一协议层上从所述用户设备接收针对通信资源的请求，从而检测要求基于优先级的资源分配，以在所述站点从第二协议层上的数据流获取优先级信息，以及基于所述优先级信息以为所述第一协议层上的通信分配资源。
根据又一个实施例，提供了一种包含上述所参考站点的通信系统。
本发明的实施例可以提供防止信号发送溢出的优点，特别是在无线接口上。而且，某些实施例可以支持无线接口和/或接入网络内的接口的资源的优化使用和/或更高效利用。某些实施例还可以支持为终端用户提供更高的服务质量(QoS)，首先服务于高优先级服务和/或用户。例如，可以在消耗最大的业务之前服务流传送，等等。而且，本发明可以不需要对现有的用户设备进行任何改动而实施。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面参考附图以示例方式描述本发明，其中：
图1示出了其中可以实施本发明的通信系统；
图2为移动用户设备和接入网络控制器之间的可能接口协议架构的详细示例；
图3示意了一个实施例的原理；以及
图4为示意本发明一个实施例的流程图。
具体实施方式
应当注意，尽管在本说明书中显示和详细描述的示例性通信系统使用了第三代(3G)WCDMA(宽带码分多址接入)网络的术语，诸如UMTS(通用移动通信系统)或者CDMA2000公众陆地移动网络(PLMN)，所提出的解决方案的实施例可以在任何无线通信系统中使用，其中可以通过本发明的实施例解决类似问题。
图1示出了多个基站4。应当理解，基站在某些时候诸如在WCDMA接入网络中被称为术语节点B。各个基站4提供有适当的无线部件，从而其可以无线传送信号至多个移动用户设备1、2并从这些用户设备接收信号。移动用户设备在某些时候被称为移动台(MS)或者移动终端(MT)。类似地，各个移动用户设备1、2能够通过空中接口传送无线信号至适当基站4或者从适当基站4接收信号。
适当的用户设备提供有所需的无线传送元件和控制器功能，从而支持其从网络发送和接收数据，并且处理其可以从网络接收到的控制指令。通常地，移动用户设备能够在一个或者多个基站提供的接入网络内移动并且还能够从一个接入网络覆盖区域移动到另一个覆盖区域。因此，当移动用户设备可以在移动系统的服务区域内自由移动时，移动台的位置可能随时间发生改变。
各个基站连接到接入网络控制器。图1示出了两个接入网络控制器，并且更具体的说为无线网络控制器(RNC)10和11。接入网络控制器通常连接到其他网络元件，诸如通过适当的交互连接而连接到适当的交换中心12、网关节点13等等。
图2示出了移动用户设备1、基站4和接入网络控制器10之间可能的接口协议架构的详细示例。更具体地说，图2示出了用于增强专用信道(E-DCH)传输信道的协议架构。在移动用户设备1中，不同优先级的无线承载在MAC-d层8已知。在可用的传送资源不足的情况下，移动用户设备可以调度具有更高优先级的数据首先进行传送。
如图2所示，MAC-d协议位于无线网络控制器10中而不是基站4中。MAC-d提供了与专用信道关联的媒体接入控制功能，例如关于多路复用、映射到传输信道上、循环冗余码(CRC)、误帧率(FER)等的功能。
接下来，MAC-e协议位于基站4中，例如节点B中。MAC-e发挥例如将不同MAC-d流多路分离到相同E-DCH信道上的功能。通过MAC-e执行的其他功能包括诸如处理混合自动重复请求(HARQ)重传和调度等任务。
在此描述的实施例中，基站4可能并不总是知道数据的优先级直到用户设备开始传送并且MAC-d流被多路分离为止。然而，在此实施例中，资源可以在很短时间段内分配，流可以被多路分离并且在MAC-d流中检查其优先级。因此，当图2的节点B4从用户设备1接收到容量请求时，它可以在很短时间间隔内为此请求分配资源，在此期间节点B对来自用户设备的MAC-e流进行多路分离。节点B4还检查移动用户设备从MAC-d流传送的数据的优先级。换言之，如果用户设备在MAC-e流中例如在调度优先级指示符(SPI)中没有给出优先级，则可以从另一个协议层检测优先级，诸如从MAC-d流的质量标识(QID)。
此后，节点B4可以使用在MAC-e级别上接收到的优先级信息用于适当的资源调度。例如，节点B可以使用优先级信息以分别通过Uu或者lub接口3和5进行分组调度。
图3示出了应用到在上行链路中实现E-DCH的WCDMA网络的实施例。特别地，在该实施例中，WCDMA无线接入网络的节点B配置为根据请求而分配无线资源给不同的移动用户设备。图4以更一般化方式示出了该实施例的操作。
移动用户设备1和2传送具有不同优先级的数据。空中接口上的可用资源受到图3中表示为“管道(tube)”14的带宽的限制。节点B在执行MAC-e E-DCH流的多路分离时知道优先级。当移动用户设备1和2均在步骤40中作出基本同时的容量升级请求时，要求进行资源分配，并且节点B4允许发送具有更高优先级数据的移动用户设备的请求。在图3中为移动用户设备1。所需的决策执行程序和其他所需控制操作可以由节点B中提供的任何适当的处理器或者多个处理器提供。
在该实施例中，MAC-D(媒体接入控制d)流的质量ID(QID)在步骤46中被用于MAC-e中基于优先级的分组调度。这可以响应于例如在步骤42中检测到通过Uu接口3从用户设备1没有信号发送显性调度优先级指示(SPI)至节点B4而进行。
如果从用户设备通过Uu接口发送到节点B的速率请求层1消息包含SPI，则操作从42继续进行到44，并且紧跟正常的数据流处理。
如果检测到没有接收到SPI，则在步骤46中获得的信息可以在步骤48中例如用于通过Uu和lub接口的最优资源调度。
上述数据处理功能可以通过一个或者多个数据处理器实体而提供。适当采用的计算机程序代码产品在加载到计算机时可以用于实现本实施例，例如执行计算和搜索、匹配以及组合操作等。提供所述操作的程序代码产品可以存储在载体介质上并且通过载体介质提供，载体介质诸如载体盘、卡或者带。也可以通过数据网络下载程序代码产品。可以通过位置服务器中适当的软件而提供该实施例。因此在某些应用中可能不需要附加硬件。在位置服务器中可能需要附加的存储器和处理容量。
应当理解，尽管参考诸如移动台等用户设备描述了本发明的实施例，但本发明的实施例可以应用到任何其他适当类型的用户设备。
应当理解，本发明的其他实施例也是可能的，同时保持在本发明的范围内。因此，本发明还可以应用到WCDMA之外的其他移动技术。
还应当注意，尽管上文描述了本发明的示例实施例，对公开的实施例可以进行若干变化和修改，但是并不背离由所附权利要求中定义的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种在通信系统中分配资源的方法，其中多个用户设备可以在专用信道上通信数据，所述方法包括步骤：
在第一协议层上从用户设备发送针对通信资源的请求至所述通信系统的站点；
检测基于优先级的资源分配需求；
在所述站点从第二协议层上的数据流获取优先级信息；以及
基于所述优先级信息以为所述第一协议层上的通信分配资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中发送针对所述通信资源的所述请求的步骤包括在媒体接入控制协议的e层上发送请求。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中获取所述优先级信息的步骤包括监视媒体接入控制协议的d层。
4.根据权利要求3所述的方法，其中获取所述优先级信息的步骤包括在所述媒体接入控制协议的d层上监视质量标识参数。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，包括在宽带码分多址网络的增强专用信道上从多个用户设备通信数据。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，其中通信资源的分配包括在所述用户设备和所述站点之间分配无线资源。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，其中所述分配资源的步骤包括在所述站点和所述通信系统的其他实体之间的接口上分配资源。
8.根据前述任一权利要求所述的方法，包括进一步步骤：在短时间段内分配资源，在所述第一协议层上多路分离数据流，以及在所述第二协议层上从所述数据流获取优先级信息。
9.一种计算机程序，包括程序代码装置，其适用于在当计算机上运行所述程序时执行权利要求1至8中任何一项所述的步骤。
10.一种用于通信系统的站点，所述站点包括：无线部件，用于与用户设备进行通信；以及至少一个控制器，该控制器配置为在第一协议层上从所述用户设备接收针对通信资源的请求，从而检测要求基于优先级的资源分配，在所述站点从第二协议层上的数据流获取优先级信息，以及基于所述优先级信息以为所述第一协议层上的通信分配资源。
11.根据权利要求10所述的站点，其中所述针对通信资源的请求包括在媒体接入控制协议的e层上传送的请求。
12.根据权利要求10或者11所述的站点，其中所述至少一个控制器配置为从媒体接入控制协议的d层获取优先级信息。
13.根据权利要求10至12中任何一项所述的站点，其中所述站点包括宽带码分多址网络的站点，配置为在增强专用信道上与多个用户设备通信数据。
14.根据权利要求10至13中任何一项所述的站点，其中所述至少一个控制器包括配置为执行权利要求9所述方法的计算机。
15.一种通信系统，其中多个用户设备可以在专用信道上通信数据，所述通信系统包括权利要求10至14中任何一项所述的至少一个站点。
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