CN101491048B - 用于在无线电通信系统中传输数据的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是一种用于在无线电通信系统中的基站和终端设备之间传输数据的方法。该方法使用至少一个第一时间-频率谱，其中所述至少一个时间-频率谱包括多个传输资源(res1；res2)。一个传输资源(res1；res2)是通过时间-频率谱的一部分和至少一个时隙(ts1-ts8)来限定的，所述时间-频率谱的一部分是通过至少一个细分为时隙的子载波(st1-st4)形成的。在该方法中，数据被在基站和终端设备之间在传输资源上在帧(fr1，fr2)内传输。根据本发明的方法的特征在于，所述基站这样传输数据，即传输资源的用于传输该帧所使用的子载波和/或时隙的组合形成了表征数据类型的传输样式(p1；p2)。在此，基站依赖于待传输的数据的类型，从预先定义的多个传输样式集合中选出该传输样式。

Description

用于在无线电通信系统中传输数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在蜂窝式无线电通信系统中避免干扰的方法和装置。
背景技术
在未来的蜂窝式无线电通信系统中，尤其是在诸如通用移动通信系统(UMTS)的移动无线电通信系统中，避免干扰具有重要意义。除了蜂窝内干扰和扇区间干扰之外，避免干扰的重点首先还在于避免小区间干扰。在此，各个小区之间的干扰在例如具有多个基站的移动无线电通信系统中基本可以被分为两组。一个基站限定一个无线小区。在位于无线小区中心的基站的附近，干扰是由于大量的相邻基站的辐射造成的。但是这种第一组干扰与在小区边缘处观察到干扰的第二组干扰相比在强度方面更低。在小区边缘处，干扰是由于数量非常有限的相邻基站的辐射造成的。但是在小区边缘处测得的干扰明显更大，并且对小区无线电业务的影响明显大于在小区中心附近出现的第一组干扰。
已知一些用于在蜂窝式无线电通信系统中避免干扰的方法，这些方法在分配(Zuweisung)无线资源时(英语：Scheduling，调度)将考虑与该无线电通信系统中的当前干扰有关的信息。通过这种方式干扰被显著降低。但是这些公知方法的缺点首先在于高昂的成本，这种高昂的成本是由于必要的干扰测量以及在参与的系统组件之间传输测量值而产生的。此外，对于调度是基于对子载波或者对资源块(英语Chunk：表示资源分配的时频单位)的分配的情况，必须在无线电通信系统中对传输进行同步。
例如，对于在无线电通信系统中业务负荷保持恒定的情况，需要信道的终端设备能够针对每个资源块或者每个子载波测量由相邻小区导致的干扰。因为业务负荷保持恒定，所以能够简单地预测每下一个传输帧，从而该终端设备能够选择具有最小干扰的那个传输资源。这种方法例如作为依赖于频率的调度而公知。
然而通常情况下，业务负荷恒定的假设是不成立的。例如，在面向分组的传输方法中几乎无法预测无线电通信系统中的实际业务负荷。已经提出了一些方法用于为这种系统限制调度器的处理余地，然而这些方法也带来了较大的缺点，如灵活性的严重损失以及高昂的管理费用。
另一缺点在于，基于后续传输的资源分配不能考虑在接下来的传输的时段中业务负荷可能完全改变。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，设计一种方法和一种装置，使得在基本上避免小区间干扰的情况下在无线电通信系统中实现有效的资源分配。
该技术问题通过本申请给出的特征解决。本申请还给出了本发明的扩展。
本发明的主题是一种用于在无线电通信系统的基站和终端设备之间传输数据的方法。该方法使用至少一个第一时间-频率谱，其中所述至少一个时间-频率谱包括多个传输资源。每个传输资源是通过时间-频率谱的一部分来限定的，所述时间-频率谱的一部分是通过至少一个细分为时隙的子载波和至少一个时隙形成的。在该方法中，数据在基站和终端设备之间在传输资源上以帧来传输。
根据本发明的方法的特征在于，所述基站这样传输数据，即，由为了传输该帧而使用的传输资源的子载波和/或时隙的组合形成了表征数据类型的传输样式(übertragungsmuster)。在此，基站依赖于待传输的数据的类型，从预先定义的传输样式集合中选出该传输样式。
根据本发明方法的另一表现形式的特征在于，为了分配传输资源以便在第一基站和终端设备之间传输数据，该终端设备针对该终端设备能够使用的每个传输资源，确定表征该传输资源的信道质量的测量值，并将该测量值发送到第一基站。此外，该终端设备为该终端设备可以使用的每个传输资源确定传输样式，所述传输样式是由使用相应传输资源的相邻基站所使用的。所述传输样式是通过由为了所述相邻基站的传输而使用的传输资源的子载波和/或所使用的传输资源的时隙的组合而形成，其中所述传输样式表征数据类型，并且相邻基站依赖于待传输的数据的类型，从预先定义的传输样式集合中选出该传输样式。所述终端设备针对该终端设备能够使用的每个传输资源，除了所确定的、表征了相应传输资源的信道质量的测量值之外，还将所确定的传输样式发送到第一基站。所述第一基站基于所发送的、与所述终端设备可以使用的传输资源有关的测量值和传输样式，向所述终端设备分配适当的传输资源。
此外，本发明还涉及用于执行所述方法的一种基站和一种终端设备、一种传输样式以及一种相应的无线电通信系统。
本发明带来以下优点，即避免了小区间干扰，而无需在基站之间专门进行同步或者通知。干扰的避免是以分散的方式基于由终端设备执行的对传输样式的测量实现的。因此，小区间干扰的概率被显著降低。
对于根据本发明的方法，除了那些用于传输有用数据的资源之外，无需其他附加资源，这是因为没有进行直接的通知。而是间接地通过在时间和频率方面对传输资源的占用来通知：相关传输资源在未来被占用的概率有多高。
相关传输资源的由于对用于在第一基站和第一终端设备之间传输数据的传输样式的选择而未被使用的部分，可以由其他终端设备来使用。这尤其是因为其他终端设备通常位于不同于第一终端设备的其他位置，并且因此具有其他衰减。因此，尽管其他终端设备使用了未被第一基站使用的传输资源部分，但是位于相邻小区中的另一个终端设备仍然能够识别出由第一基站使用的传输样式。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并在下面详细说明。
在此：
图1示出具有两个基站和两个终端设备的示例场景；
图2示出该示例场景中的传输资源和传输样式；
图3示出该示例场景中传输资源的分配；
图4示出利用传输样式中未被使用的资源的示例场景。
具体实施方式
根据本发明定义业务等级(Verkehrsklassen)，其中一个业务等级代表了待传输数据的一种特定类型。这些业务等级例如是基于属于同一传输的数据分组的长度以及在每个数据分组的数据量保持相同的情况下停留在多个帧上的传输的概率来定义的。在此，这些业务等级既可以从实际待传输的每个分组的数据量推导得到，也可以从应用类型推导得到。不同的应用例如是语音连接(持续业务、小数据量)或者视频流(持续业务、大数据量)。每个业务等级可以通过表征待传输数据类型的传输样式来表示。在此传输样式是这样产生的，即，为了在基站和终端设备之间的传输资源上传输数据，基站是这样传输数据的，即，用于传输该帧所使用的传输资源的子载波和/或时隙的组合形成了表征数据类型的传输样式。在此，基站依赖于待传输的数据的类型从预先定义的传输样式集合中选出该传输样式。因此，对于语音连接，基站将选取不同于视频流连接的另一种传输样式。
当终端设备需要信道时，该终端设备将进行如下处理：为了分配用于第一基站和终端设备之间数据传输的传输资源，该终端设备针对该终端设备能够使用的每个传输资源(resl,res2)，将表征了该传输资源(resl,res2)的信道质量的测量值发送到第一基站，该测量值例如是代表信号对噪声加干扰比(Signal-zu-Rausch-plus-Interferenz-)的信道质量指示符。此外，该终端设备针对该终端设备能够使用的每个传输资源(resl,res2)，确定由相邻的、使用该传输资源(resl,res2)的基站所使用的传输样式(pl,p2)。随后，该终端设备针对其能够使用的每个传输资源将所确定的信道质量指示符以及分别确定的传输样式(pl,p2)发送给第一基站。第一基站基于所发送的、与终端设备可以使用的传输资源(resl,res2)有关的测量值和传输样式(pl,p2)，向该终端设备分配适当的传输资源(resl,res2)。
因此对于存在一个或多个进行强烈干扰的相邻基站的情况，该方法使得能够预测相邻基站在终端设备能够使用的传输资源上针对每下一个帧所采用的传输的类型。在此下述情况是不重要的，即，哪个相邻的基站将在哪个传输资源上以确定的、根据相应的传输样式得出的概率进行发送。连同对当前干扰的测量一起，例如在确定信号对噪声加干扰比的过程中，自己的基站能够基于由终端设备发送的、可能传输资源的列表以及基于由相邻基站使用的传输样式，为该终端设备选择和分配对于该终端设备适当的传输资源。
图1示出具有两个相邻基站BSl,BS2和两个终端设备UEl,UE2的示例场景。第一基站BS1限定了第一无线小区c1，第二基站BS2限定了与第一无线小区c1相邻的第二无线小区c2。第一基站BS1在第一传输资源res1上向第一终端设备UE1发送数据，第二基站BS2在第二传输资源res2上向第二终端设备UE2发送数据。终端设备UEl,UE2分别位于无线小区cl,c2的小区边缘处。由于终端设备UEl,UE2在空间上相邻并且由于在传输资源resl,res2上的传输指向这两个终端设备UEl,UE2，因此将在小区边缘处产生小区间干扰if。
图2举例示出针对图1所示的示例场景的传输资源resl,res2和传输样式pl、p2。x轴表示时间t，y轴表示频率f。对所示坐标系的划分相当于划分为时隙(x轴)和子载波(y轴)。所示场景表示具有两个帧frl、fr2的时间段，在这两个帧中，数据在第一传输资源resl上由第一基站发送到第一终端设备。第二基站并行地在第二传输资源res2上将数据发送到第二终端设备。第一传输资源res1是通过第一和第二子载波sfl、sf2以及通过第一组时隙ts_resl形成的。第二传输资源res2是通过第三和第四子载波sf3,sf4以及通过第二组时隙ts_res2形成的。在此，第一组时隙ts_resl的时隙以及第二组时隙ts_res2的时隙很大部分是重合的。第一和第二子载波sfl、sf2在频带f中是以相邻的方式设置的，第三和第四子载波sf3、sf4同样也是相邻的。第一基站向第一终端设备发送大量的数据，而第二基站向第二终端设备发送很少的数据。第一基站在第一传输资源resl上在第一帧fr1内发送数据，使得形成第一传输样式pl。第一传输样式pl是这样产生的，即，为了传输数据，第一基站在第一时隙tsl中利用第一子载波sfl并且在第二时隙ts2中利用第二子载波sf2。对于第三和第四时隙ts3、ts4，第一基站重复这种类型的传输，从而得到了如图2所示的第一传输样式pl。第一基站在开始传输数据之前根据待传输数据的类型从传输样式集合中选出第一传输样式pl。在所示的示例中，第一传输样式pl对应于高的待传输数据量，这些数据将以很大的概率在紧跟在第一帧frl之后的第二帧fr2中继续传输。
对于第二基站相应地存在下述情况：第二基站在第二传输资源res2上在第一帧frl内传输数据，第二传输资源res2在第二组时隙ts_res2上以及在第三和第四子载波sf3、sf4上延伸。与由第一基站传输的数据不同，由第二基站传输的数据量更少。因此，第二基站在传输数据之前选择与第一传输样式p1不同的第二传输样式p2。第二传输样式p2是这样产生的：第二基站在第五和第六时隙ts5、ts6期间在第三子载波sf3上传输数据，以便随后在第七和第八时隙ts7、ts8期间在第四子载波sf4上传输数据。在所示示例中，这样形成的第二传输样式p2的特征在于小的数据量，这些数据将以很大的概率在紧跟在第一帧frl之后的第二帧fr2中继续传输。
在第二帧fr2中，第一基站仍然通过使用第一传输样式pl进行传输，而第二基站通过使用第二传输样式p2进行传输。
图3示出在根据图1的示例场景中传输资源的分配。这里假设，第一基站向第一终端设备分配第一传输资源resl。由于既在第一帧frl中也在紧随其后的第二帧fr2中传输大量的数据量，所以第一基站选取第一传输样式pl用以在第一传输资源resl上在第一帧fr1和第二帧fr2内进行传输。
还假设，应该通过第二基站针对第二帧fr2向第二终端设备分配适当的传输资源。为此，第二终端设备首先为第二终端设备能够使用的每个传输资源测量表征了该传输资源的信道质量的测量值，例如代表了信号对噪声加干扰比的信道质量指示符。此外，第二终端设备为该第二终端设备能够使用的每个传输资源确定传输样式，所述传输样式是由相邻的、使用该传输资源的基站所使用的。在这些图所示的示例中，第二终端设备例如针对第一传输资源resl确定第一传输样式pl。由第一基站使用的该第一传输样式pl的特征在于针对当前的第一帧frl传输大的数据量。此外，从第一传输样式pl可以推断，在随后的第二帧fr2中也以很高的概率在第一传输资源resl上传输大量数据，例如这是因为第一基站的传输是视频流应用。随后，第二终端设备针对该第二终端设备能够使用的其每个传输资源将所确定的信道质量指示符以及分别确定的传输样式，尤其是针对第一传输资源resl所确定的第一传输样式pl发送给第二基站。基于所发送的、与第二终端设备能够使用的传输资源有关的测量值和传输样式，第二基站向第二终端设备分配适当的传输资源，在所示示例中为第二帧fr2分配第二传输资源res2。
按照这种方式可以避免在小区边缘区域中造成干扰的小区间干扰。假如不将第一传输样式pl考虑在内，那么第二基站就无法对第一传输资源res1的未来可能的资源占用作出判断。在不利情况下，尽管相邻无线小区的第一基站已经在第一传输资源resl上传输了大的数据量，第二基站也许仍然向第二终端设备分配第一传输资源resl。这将不可避免地导致造成强烈干扰的小区间干扰。根据本发明的方法有效地避免了这种情况，而且在第一和第二基站之间无需直接通知或者其他复杂的同步。
可替换地，第二终端设备向第二基站发送所确定的信道质量指示符以及分别确定的传输样式，以仅用于选取第二终端设备能够使用的传输资源。这例如可以是被第二终端设备确定为最佳传输资源的传输资源。
图4针对该示例场景示出，如何基于传输样式pl、p2的应用以使得相关传输资源res1、res2的未被使用的部分能够被其他终端设备利用。在此假设，示例性的第三终端设备虽然停留在由第一基站和第二基站限定的这两个无线小区中的一个无线小区内，并且因此占用了第一基站或第二基站的传输资源的一部分，但是该第三终端设备通常处于不同于第一终端设备和第二终端设备的其他位置处，并且因此具有不同于第一终端设备和第二终端设备的衰减。因此，在第一基站与第三终端设备或第二基站与第三终端设备之间的传输，不会影响位于相邻无线小区内的第四终端设备对由第一基站或第二基站所使用的传输样式pl、p2的检测。
在图4所示的示例中，向例如停留在第一基站的第一无线小区内的第三终端设备分配第一传输资源resl的位于第一子载波sf1内的第二时隙ts2以及位于第二子载波sf2内的第三时隙ts3，其中，第一传输资源resl的这个部分是第一传输资源resl的基于第一传输样式pl而未被使用的部分。在此，将要在第一传输资源resl的这个部分上传输的第一短数据sd1只表现为小的数据量，例如是能够在一个或两个时隙中传输的短的消息。
相应地这也适用于在图4中示出的第二短数据sd2。所述第二短数据sd2将在所示的示例中在第九个时隙ts9中在第四子载波sf4上传输，以及在第十个时隙ts10中在第三子载波sf3上传输。
在附图中示出的传输样式pl、p2仅为两种可能的变形方式。还可以考虑其他的组合，例如在多个连续的时隙的情况下只涉及一个子载波，或者也可以涉及比这里所示的示例更多的子载波。

Claims (1)

1.一种用于在无线电通信系统中的基站(BSl、BS2)和终端设备(UEl、UE2)之间传输数据的方法，其中该方法使用至少一个时间-频率谱，并且所述至少一个时间-频率谱包括多个传输资源(resl、res2)，其中一个传输资源(resl、res2)是通过所述时间-频率谱的一部分来限定的，所述时间-频率谱的一部分是通过至少一个细分为时隙(tsl-ts10)的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和至少一个时隙(tsl-ts10)形成的，并且在基站(BSl)和终端设备(UEl)之间数据在至少一个帧(frl)内在传输资源(resl、res2)上传输，
其特征在于，
所述基站(BSl)这样传输数据，即，传输该帧(frl)所使用的所述传输资源（resl、res2）的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和/或所使用的所述传输资源（resl、res2）的时隙(tsl-ts10)的组合形成了表征数据类型的传输样式(pl、p2)，其中，所述基站依赖于待传输数据的类型，从预先定义的传输样式集合中选出所述传输样式(pl、p2)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
这样选出形成所述传输样式(pl、p2)的时隙(tsl-ts10)，即所述时隙（ts1－ts10）形成在所述帧(frl)中传输数据的开始。
3. 根据前面任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，
所述传输样式(p1、p2)使得能够为紧跟在所述帧(frl)之后的其它帧(fr2)预测所述传输资源(resl、res2)的预期负荷。
4. 一种用于在无线电通信系统中的基站(BSl、BS2)和终端设备(UEl、UE2)之间分配传输资源的方法，其中使用至少一个时间-频率谱，并且所述至少一个时间-频率谱包括多个传输资源(resl、res2)，其中一个传输资源(resl、res2)是通过所述时间-频率谱的一部分来限定的，所述时间-频率谱的一部分是通过至少一个细分为时隙(tsl-ts10)的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和至少一个时隙(tsl-ts10)形成的，并且其中为了分配用于在第一基站(BSl)和终端设备(UEl)之间传输数据的传输资源(resl、res2)，该终端设备(UEl)针对该终端设备(UEl)能够使用的每个传输资源(resl、res2)确定表征了该传输资源(resl、res2)的信道质量的测量值，并将该测量值发送到第一基站(BSl)，
其特征在于，
所述终端设备(UEl)针对所述终端设备(UEl)能够使用的每个传输资源(resl、res2)，确定由使用该传输资源(resl、res2)的相邻基站(BS2)所使用的传输样式(pl、p2)，其中通过进行所述相邻基站（BS2）的传输而使用的所述传输资源（res1、res2）的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和/或所使用的所述传输资源（res1、res2）的时隙(tsl-ts10)的组合，形成了表征数据类型的传输样式(pl、p2)，所述相邻基站(BS2)依赖于待传输的数据的类型从预先定义的传输样式(pl、p2)集合中选出所述传输样式(pl、p2)，所述终端设备(UEl)针对该终端设备(UEl)能够使用的每个传输资源(resl、res2)，除了所确定的表征了该传输资源(resl、res2)的信道质量的测量值之外，还将所确定的传输样式(pl、p2)发送到第一基站(BSl)，并且其中所述第一基站(BSl)基于所发送的与所述终端设备(UEl)能够使用的传输资源(resl、res2)有关的测量值和传输样式(pl、p2)，向所述终端设备(UEl)分配适当的传输资源(resl、res2)。
5. 一种无线电通信系统，所述无线电通信系统具有:
至少一个用于传输数据的基站(BSl、BS2)，所述基站（BS1、BS2）具有装置：用于在至少一个时间-频率谱中发送数据，其中所述至少一个时间-频率谱包括多个传输资源(resl、res2)，并且其中一个传输资源(resl、res2)是通过所述时间-频率谱的一部分来限定的，所述时间-频率谱的一部分是通过至少一个细分为时隙(tsl-ts10)的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和至少一个时隙(tsl-ts10)形成的；用于在至少一个帧(frl)中在传输资源(resl、res2)上将数据发送到终端设备(UEl)；用于这样传输数据，即传输该帧(frl)所使用的所述传输资源(resl、res2)的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和/或所使用的所述传输资源(resl、res2)的时隙(tsl-ts10)的组合形成了表征数据类型的传输样式(pl、p2)；用于依赖于待传输的数据的类型从预先定义的传输样式集合中选出所述传输样式(pl、p2)；和
至少一个用于接收数据的终端设备(UEl、UE2)，所述终端设备（UE1、UE2）具有装置：用于在至少一个时间-频率谱中接收数据，其中所述至少一个时间-频率谱包括多个传输资源(resl、res2)，并且其中一个传输资源(resl、res2)是通过所述时间-频率谱的一部分来限定的，所述时间-频率谱的一部分是通过至少一个细分为时隙(tsl-ts10)的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和至少一个时隙(tsl-ts10)表征的；用于在至少一个帧(frl)中在传输资源(resl、res2)上接收来自基站(BSl)的数据；用于接收这样发送的数据，即通过传输该帧(frl)所使用的所述传输资源(resl、res2)的子载波(sfl、sf2、sf3、sf4)和/或所使用的所述传输资源(resl、res2)的时隙(tsl-ts10)的组合，形成表征数据类型的传输样式(pl、p2)。
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