CN101682913B - 分配上行链路无线电资源的方法 - Google Patents

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Abstract

一种给移动装置分配上行链路无线电资源的方法；其中对上行链路时隙和下行链路时隙进行分配；其中，预定周期内的分配的上行链路时隙和分配的下行链路时隙的总和小于分派的时隙的总数量，并且不超过预定最大值；其中，在减小发射时间间隔配置中对所述资源进行分配；其中，在下行链路时隙或者下行链路时隙对中接收来自网络的所述上行链路时隙的分配的指示，所述指示引导所述移动装置仅在一个上行链路时隙对中进行发射。

Description

分配上行链路无线电资源的方法
技术领域
本发明涉及在减小发射时间间隔(reduced transmission timeinterval，RTTI)配置中分配上行链路无线电资源的方法，该方法尤其用于全球移动通信系统(GSM)/增强型数据速率全球演进(EDGE)无线电接入网络(GERAN)中的增强型通用分组无线电业务(EGPRS)。
背景技术
本发明应用于其中不能同时进行发射与接收的系统。传统上，在具有八个时隙的帧中，为了允许具有相同时隙号的时隙用于发射和接收两者，将具有相同时隙号的下行链路时隙和上行链路时隙彼此偏移三个时隙周期。
当典型地几个移动装置或者用户共享相同上行链路时隙时，他们需要知道在任何特定时间允许他们中的哪一个使用时隙。网络在下行链路时隙中提供哪个移动装置能够在每个上行链路时隙上进行发射的通知。网络在下行链路中使用具有与给予移动装置的唯一号码相对应的值的上行链路状态标志(USF)，以指示哪个移动装置能够使用下一上行链路时隙。指示哪个装置能够使用上行链路时隙的这个过程被称为“分配(allocation)”，其不同于通常在会话建立的过程中发生的时隙的“分派(assignment)”。时隙的分派是指在半静态的基础上授予无线电资源，而时隙的分配是指动态地改变使用那些已经分派给用户的并且与其他用户共享的资源的许可。在这种情况下，无线电资源是由网络提供给移动站的物理数据信道(PDCH)，即时隙。
在EGPRS中，存在两种上行链路分配方法，即动态分配(DA)和扩展动态分配(EDA)。在动态分配中，如果移动装置在下行链路时隙中看到其USF的值，则允许该移动装置在具有相同时隙号的上行链路时隙中发射。在扩展动态分配中，如果移动装置在下行链路时隙中看到其USF的值，则允许该移动装置在具有相同时隙号的上行链路时隙中以及具有更高时隙号的所有已分派的上行链路时隙中发射。在一个无线电块周期中接收所述USF，而在下一无线电块周期中进行发射。
最初，在EGPRS中，在上行链路和下行链路中分派的时隙号必须使得它们的总和不超过作为移动站(MS)的多时隙等级(multislot class)的特征的参数“Sum”。多时隙等级指示移动站的能力，并且表明移动站在某个周期(典型为单个时分多址(TDMA)帧)期间能够在多少时隙上进行接收和发射。在EGPRS的稍后版本中，已经对扩展动态分配工作的方式进行了改变[GP-062076，“Flexible timeslot assignment”，Siemens Networks，GERAN#32，Sophia Antipolis(France)，13-17November 2006]。具体来说，所允许的多时隙配置的灵活性已经通过允许MS多时隙等级的参数“Sum”不应用于移动站的时隙分派，而应用于移动站的时隙分配的可能性而得以增加(如在3GPP TS 45.002的子目6.4.2.2中所述)。换言之，在会话建立阶段期间，能够将超过“Sum”UL+DL个时隙分派给移动站，但是对于移动站的多时隙等级仍遵守关于接收和发射的限制，其中附加限制是仅需要在动态的基础上，即在每个TDMA帧内考虑“Sum”。
称为灵活时隙分派(FTA)的这种增强已经得到GERAN的认可，但仅与扩展动态分配一起使用。[GP-062382，“CR 45.002-0112 rev 1Flexible timeslot assignment(Rel-7)”，Siemens Networks，GERAN#32，Sophia Antipolis(France)，13-17 November 2006]。可以说，“Sum”等于5，即下行链路和上行链路时隙之和为5。在不使用灵活时隙分派的情况下，例如可能分派1个下行链路时隙加上4个上行链路时隙；或者分派2个下行链路时隙加上3个上行链路时隙。在利用灵活时隙分派的情况下，能够分派4个上行链路时隙和4个下行链路时隙，但分配总共不能超过最多5个时隙。
在EGPRS中，FTA仅与EDA一起使用，这对于基本发射时间间隔(BTTI)配置是可接受的。然而，还存在已经在GERAN中定义的减小发射时间间隔(RTTI)配置[GP-062483“CR 43.064-0044 rev 5Introduction of Reduced TTi”，Ericsson，GERAN#32，SophiaAntipolis(France)，13-17 November 2006]。常规地，一个无线电块仅在四个TDMA帧周期中的一个时隙上发送，但在RTTI配置中，一个无线电块在两个TDMA帧周期中的两个时隙上被发送。通过占用更多物理资源可更快地发送相同的块。对此的一种可能应用是网际协议上的语音(VoIP)，其中将语音数据作为分组来发送，对用户来说其必须看来是瞬时的。使用RTTI减少了等待时间以给出这种印象。另一种可能是在一个TDMA帧周期中的四个时隙上发送整个块，但这目前尚未应用。
需要对RTTI配置的上行链路无线电块的分配设置一些规则。存在与RTTI临时块流(TBF)(例如VoIP)的上行链路无线电块的分配有关的许多问题。
发明内容
根据本发明，提供了一种给移动装置分配上行链路无线电资源的方法；其中，对上行链路时隙和下行链路时隙进行分配；其中，在预定周期内分配的上行链路时隙和分配的下行链路时隙的总和小于所分派的时隙的总数并且不超过预定最大值；其中，在减小发射时间间隔配置中对所述资源进行分配；其中，在下行链路时隙中或者下行链路时隙对中从网络接收上行链路时隙分配的指示，从而引导该移动装置仅在一个上行链路时隙对中发射。
在本发明中，利用灵活时隙分派来分派减小发射时间间隔配置中的上行链路资源并且利用动态分配来分配减小发射时间间隔配置中的上行链路资源。这意味着在下行链路中的单个指示允许仅分配一个特定上行链路时隙对用于发射，而不是该时隙对以及所有随后的已分派的上行链路时隙对用于发射。
优选的是，上行链路时隙对的分配的指示是在与该指示相关的无线电块周期之前的无线电块周期中的对应下行链路时隙，或者对应下行链路时隙对中被接收的。
可在一个无线电帧的四个时隙中发送无线电块的全部四个无线电突发，但优选的是，在两个连续的无线电帧的每一个中的一个时隙对中发送无线电块的两个无线电突发。
因此所述四个突发是作为每无线电帧两个突发来发送的。
优选的是，该无线电帧是TDMA帧。
优选的是，对于所分派的上行链路时隙对中的每一个，所述移动装置对于上行链路状态标志监控与所分派的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙、或者下行链路时隙对。
优选的是，所述监控开始于与已分派的编号最低的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对，并且持续进行到考虑到在该块周期中分配给发射的时隙对以及所述移动站的多时隙等级的切换要求该移动装置能够监控的下行链路时隙或者时隙对。
优选的是，当所述移动装置在与已分派的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对上检测到已分派的上行链路状态标志值时，所述移动装置在所述上行链路时隙对上发射单个RLC/MAC块，或者四个RLC/MAC块的序列。
在一些情况下，仅给每个移动装置分配一个USF，但优选的是，向所述移动装置分派多个上行链路状态标志，每个上行链路状态标志对应于不同临时块流。
本方法适用于不能同时发射和接收的任何通信系统，但优选的是，本方法适用于增强型通用分组无线业务(EGPRS)系统。
附图说明
现在将参照附图，描述在减小发射时间间隔配置中将上行链路无线电资源分配给移动装置的方法的示例，在附图中：
图1是应用本发明的方法的典型通信系统的框图；
图2示出对于4DL+4UL分派而分派给RTTI TBF的时隙对；
图3示出当使用扩展动态分配时，利用4DL+4UL分派的最大分配；
图4示出当使用根据本发明的动态分配时，利用4DL+4UL分派的可能的分配；
图5是使用根据本发明的时隙对的动态分配的，对于都共享相同的4DL+4UL分派的3个不同移动装置或者TBF的分配示例。
具体实施方式
图1示出了典型的通信系统，其中，多个移动装置或者移动站MS1、MS2、MS3经由基站1与网络进行通信。在下行链路(DL)中，基站发送2上行链路时隙的分配的指示，并且所述移动装置能够根据所述分配在上行链路(UL)中发射3，4，5。
在图2中，示出一个示例，其中移动装置在上行链路和下行链路两者中都被分派有4个时隙，即下行链路中的两个时隙对6，7以及在上行链路中的两个时隙对8，9，它们能够用于在10ms的减小TTI中在每个方向上发送多达两个无线电块。图2还示出在每TDMA帧发送两个突发的示例中，从两个无线电块的信道编码中分别导出的4个突发B0，B1，B2，B3和B’0，B’1，B’2，B’3如何被映射到所述时隙对。对于每帧四个突发的情况，每个TDMA帧中的第二时隙对7中的无线电突发将来自与第一时隙对6中相同的无线电块。
图2中的分派只能用于支持FTA的移动站。虽然FTA是对Rel-7的普遍增强，但其特别用于使用RTTI配置的TBF。如果在不使用FTA的情况下分派RTTI TBF，那么由于需要成对地分派时隙，所以在单载波配置中，在其中不能同时发射和接收但能够在上行链路和下行链路中使用具有相同时隙号的时隙的类型1移动站(MS)的只可能的分派是2DL+2UL；4DL+2UL(其要求多时隙等级31)以及2DL+4UL(其要求多时隙等级33)。因此，能够在多达4个时隙上接收的移动站不可能在超过2个时隙上进行发射；类似的是，能够在多达4个时隙上发射的移动站不可能在超过2个时隙上进行接收。
在双向通信中，诸如对于VoIP，在任何方向上的数据速率要求都可能因无线电信道的变化性质而改变。在不同配置之间进行切换需要来自网络的显式信令，并且效率较低。利用FTA，附加的分派是可能的。例如如图2所示，4DL+4UL分派是可能的。然后，必须在动态的基础上考虑参数“Sum”(以及切换要求)；所以对于多时隙等级33的移动装置，最大瞬时分配仍是4DL+2UL或者2DL+4DL。如果更多的数据需要从网络发射到移动站，则网络可决定使用第一分配，而如果更多的数据需要从所述移动站发射到网络，则网络可以决定使用第二分配。
EGPRS具有两种类型的上行链路分配，即动态分配和扩展动态分配。灵活时隙分派(FTA)通常仅对扩展动态分配有效。然而，期望具有动态分配的FTA，因为其对于减小发射时间间隔(RTTI)有效。
对于RTTI TBF，标准允许两种可能的策略用于USF发射。在第一策略
Figure G2008800044657D00051
“RTTI USF”中，利用属于一个RTTI无线电块的四个突发，在PDCH对(即时隙对)上在两个连续帧周期中发射USF，如图3所示。如果在这些时隙上仅复用减小的TTI TBF，即如果分派时隙对以仅支持RTTITBF，则上述是可能的。在当前的系统下，这意味着在减小的无线电块周期(即10ms的周期)中发射USF，并且在下一减小的无线电块周期中分配上行链路无线电块。图3a示出扩展动态分配，其中在第一下行链路时隙对中设置USF。图3b示出在第二下行链路时隙对中设置的USF。
可选策略“BTTI USF”是将USF映射到在一个时隙上发射的四个连续突发上，即两个突发属于一个RTTI无线电块而另外两个突发属于另一个RTTI无线电块。这种映射允许在相同时隙上复用基本TTI和减小的TTI TBF，并且需要基本无线电块周期(即20ms)用于USF发射。在这种情况下，在下行链路时隙对的第一时隙上发送一个USF，并且在下一基本无线电块周期的前两个TDMA帧中分配上行链路无线电块。在下行链路时隙对的第二时隙上发送第二USF，并且在下一基本无线电块周期的次两个TDMA帧中分配上行链路无线电块。
需要定义在RTTI TBF的情况下的上行链路无线电块的分配规则(换言之移动站如何响应于所分派的USF)。这可以按照相同方式完成，而不考虑USF(BTTI USF或者RTTI USF)发射所用的策略，使得在下列描述中总假设RTTI USF发射策略。
一种可能性是将EDA的当前规则扩展到RTTI TBF，使得它们定义如何在上行链路时隙对而非单个时隙上分配无线电块，如图3所概述的那样。如果USF被设置在第一DL时隙对6中，则将在下一无线电块周期中分配第一和第二UL时隙对8，9，而MS将仅能够在该无线电块周期中监控10第一DL时隙对；另一方面，如果USF被设置在第二DL时隙对7中，则在下一无线电块周期中仅分配第二UL时隙对9，并且移动站将能够在该无线电块周期中监控10，11两个DL时隙对并且在两个DL时隙对上进行接收。
利用EDA，在4DL+4UL分派下的所有可能的上行链路和下行链路分配被汇总在表1中，其中在分配中1表示将分派的时隙分配给MS，并且表1示出了上行链路和下行链路分配的哪些组合是可接受的或不可接受的。
  UL\DL   00 00   00 11   11 00   11 11
  00  00   是   是   是   是
  00  11   是   是 是 是
  11  00   否   否   否   否
  11  11   是   否   是   否
表1
表1示出第一UL时隙对8本身永远不能被分配，而仅能与第二UL时隙对9一起分配。这是EDA的原则所决定的。如下面进一步讨论的，这可对UL资源的调度设置一些限制。
因此，对RTTI TBF的调度的可选可能性是使用通过灵活时隙分派而实现的可能性，但是不是使用EDA操作，而是扩展规则以用于动态分配。
在EGPRS中，FTA仅与EDA一起应用，这对于基本发射时间间隔配置是可接受的。然而，当使用减小发射时间间隔(RTTI)时，这种限制是不适当的。
图4定义了对于单个移动装置如何用4DL+4UL灵活时隙分派执行不同动态分配。在图4a中，USF被设置在第一DL时隙对6中；在图4b中，USF被设置在第二DL时隙对7中；而在图4c中，USF被设置在第一和第二DL时隙对6，7中(假设UL分配使得MS能够监控两个DL时隙对中的USF)。
如果USF仅被设置在第一DL时隙对6中，则在下一无线电块周期中仅分配第一UL时隙对8(根据DA规则)。如果USF仅被设置在第二DL时隙对7中，则在下一无线电块周期中仅分配第二UL时隙对9。如果USF被设置在第一和第二DL时隙对6，7中，则分配两个UL时隙对8，9。如图4a和4b所示，利用动态分配，发射仅在与接收USF的下行链路时隙对相对应的上行链路时隙对中发生。图4b的示例具有与图3b相同的效果，但图4a具有与图3a不同的效果。为了在时隙对8，9这两者中进行发射，需要在下行两路时隙对6，7两者中发送USF。
然而，存在与常规DA操作的不同之处。在针对BTTI配置定义DA的方式下，在每个块周期中，无论在该块周期中已经分配了多少上行链路时隙，MS都必须能够监控所有分派的上行链路时隙的USF；如果仅将8个上行链路时隙中的2个分派给所述移动站，则这是可能的。在将DA扩展到RTTI TBF的情况下，如上所述，如果分派了超过一个时隙对，则无法满足对监控USF的要求。这是图4的情况，其中在上行链路中分派了2个时隙对，即4个时隙。如果将第一上行链路时隙对8分配给移动站，则在该无线电块周期内仅能够监控第一DL时隙对10，而无法监控第二时隙对11。这个限制与扩展动态分配的限制类似。另一方面，如果仅将第二UL时隙对9分配给MS，则在该无线电块周期内可以不受限制地监控两个DL时隙对10、11，即正常的DA行为。
因此，在本发明中，当对于RTTI TBF使用灵活时隙分派时(即，当不能同时分配在下行链路和上行链路中的所有已分派时隙时)，在其已经被授予发射许可的块周期期间，移动站监控与其分派的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对中的USF，从与已分派的编号最低的时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对开始，直到考虑到在该块周期中分配给发射的时隙对以及如在3GPP TS 45.002中记载的该移动站的多时隙等级的切换要求该移动站能够监控的下行链路时隙或者时隙对。每当移动站在与分派的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对上检测到分派的USF值时，移动站都在相同时隙对上为该TBF发射单个RLC/MAC块或者四个RLC/MAC块的序列。只有当为RTTI TBF定义了USF_GRANULARITY的情况下，该后者的特征才有效。USF_GRANULARITY记载在3GPP TS 45.002中。
在表2中总结了使用DA时，在4DL+4UL分派下的全部可能的“UL&DL分配”
  UL\DL   00 00   00 11   11 00   11 11
  00 00   是 是 是 是
  00 11 是   是   是 是
  11 00 是   否 是   否
  11 11   是   否   是   否
表2
表2示出在UL资源调度中的更高灵活性，并且特别是允许网络独立调度两个UL时隙对。
GP_062266，“RTTI and FANR-preliminary results for VoIP”，Siemens Networks，GERAN#32，Sophia Antipolis(France)，13-17November 2006示出使用等待时间减小特征(包括RTTI)时的VoIP的一些模拟结果。在模拟中，移动站被准许独占地使用下行链路和上行链路时隙对，所述时隙对不与其他用户共享；因此，不考虑分配策略。对信道利用率，即对移动站在其上发射无线电块的块周期的平均数目进行评估。结果在从0.55(对于相当良好的无线电条件，其中能够使用较高的调制和编码方案，并且较少需要重发)到大约1.33(在较差的无线电条件下，其中不得不使用较低的调制和编码方案，并且需要较多次重发)的范围中变化。这些数字也反映了及时支持VoIP呼叫所需的平均时隙数。
1.33的信道利用率意味着RTTI时隙对的2个时隙各由67％的个体利用率表征。这还意味着通过为VoIP业务仅保留一个时隙对，每次不能分配超过一个VoIP呼叫。另一方面，假设其中所有用户都在经历较差无线电条件且没有使用DTX功能的悲观情况，利用两个时隙对(4个时隙)，则能够处理至少3个VoIP呼叫。在所有用户都经历较好无线电条件(即0.55的信道利用率)的情况下，利用4个时隙能够处理多达7个VoIP呼叫(在不使用DTX的情况下)。
因此，资源的有效使用仅在能够进行4DL+4UL分派，即使用FTA的情况下是可能的。另外，要求调度UL资源的充分灵活性(意味着独立调度两个UL时隙对的可能性)，这可通过在RTTI配置中，在动态分配时隙对的情况下使用FTA而成为可能。
图5示出其中将4DL+4UL时隙分派给3个不同TBF并且假设对时隙对进行动态分配的三个移动装置的示例。TBF可都属于不同MS，或者超过一个TBF可属于相同MS(如果该MS支持“多TBF”特征)。所述示例示出了TBF1在下行链路中需要比TBF2和TBF3更多的资源的情况(即打算用于TBF1的块在每个无线电块周期中发射，其平均对应于整个时隙对的使用)，而TBF2在上行链路中具有更高要求。还假设USF在10ms中发射(即上述第一策略)。
如图5所示，在无线电块周期中，在第一下行链路时隙对12中，发射打算用于TBF1的块13，同时USF指示TBF2；在第二下行链路时隙对14中，发射打算用于TBF2设计的块15，同时USF指示TBF3。因此在无线电块周期(n+1)中，TBF2使用第一上行链路时隙对16来发射无线电块15，而TBF3使用第二上行链路时隙对17来发射无线电块18.
本发明提供了一种为RTTI TBF分配上行链路无线电块的方法，特别是时隙对的动态分配，所述动态分配对于增加GERAN上提供的VoIP业务的效率特别有用。通过FTA实现的本发明中的新分配策略使得VoIP操作更高效。

Claims (9)

1.一种给移动装置分配上行链路无线电资源的方法；其中，对上行链路时隙和下行链路时隙进行分配；其中，预定周期内的分配的上行链路时隙和分配的下行链路时隙的总和小于已分派的时隙的总数量并且不超过预定最大值；其中，在减小发射时间间隔配置中对所述资源进行分配；其中，在下行链路时隙或者下行链路时隙对中接收来自网络的所述上行链路时隙分配的指示，从而引导所述移动装置仅在一个上行链路时隙对中进行发射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，上行链路时隙分配的指示是在与该指示相关的无线电块周期之前的无线电块周期中的对应下行链路时隙，或者对应下行链路时隙对中被接收的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在两个连续无线电帧的每一个中在一个时隙对中发送无线电块的两个无线电突发。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述无线电帧是TDMA帧。
5.根据权利要求2-4所述的方法，其中，对于已分派的上行链路时隙对中的每一个，所述移动装置对于上行链路状态标志监控与所分派的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙，或者下行链路时隙对。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述监控从与分派的编号最低的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对开始，并且持续到，考虑到在所述块周期中分配给发射的时隙对以及对所述移动装置的多时隙等级的切换要求，所述移动装置能够监控的下行链路时隙或者时隙对。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，当所述移动装置在与分派的上行链路时隙对相对应的下行链路时隙或者时隙对上检测到分派的上行链路状态标志值时，所述移动装置在所述上行链路时隙对上发射单个RLC/MAC块，或者四个RLC/MAC块的序列。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将多个上行链路状态标志分派给所述移动装置，每个所述上行链路状态标志对应于不同临时块流。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法应用于EGPRS系统。
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