CN101836480B - 将多个主动许可型服务(ugs)用户复用在相同无线资源上 - Google Patents
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Abstract
本申请的技术将与多个用户有关的传输复用到相同主动许可型服务(UGS)无线资源上。通常，响应于与特定用户设备有关的无线资源请求，动态地调度基于包的通信系统中的无线资源，并将调度通信设计成不同时使用相同无线资源。然而，还创建了针对多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信的主动许可的无线资源。所述多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信同时使用了与所述主动许可有关的相同无线资源中的至少一些。由于该至少部分无线资源交叠/冲突，将要通过UGS发送的每个所述多个用户的数据都与用户特有无线资源模式相关。用户的无线资源模式允许无线接收机从接收到的包括了所述多个用户传输的UGS信号中提取该用户的数据。
Description
技术领域
本发明的技术领域涉及无线通信，尤其涉及一种包括一个基站和多个无线用户站的无线通信网络，所述多个无线用户站使用基于无冲突的用户调度进行通信以访问公共的基于包的无线资源。
背景技术
在典型的无线通信系统中，被称作用户设备单元(UE)的用户通信终端通过无线接入网络(RAN)与诸如因特网的其他网络进行通信。无线接入网络(RAN)覆盖了被分为多个小区区域的地理区域，每个小区区域都由基站(例如无线基站(RBS)，在一些网络中也被称为“节点B”或增强型节点B)提供服务。小区是这样一种地理区域，在该区域中，由基站站点处的无线基站设备来提供无线覆盖。
运行在宽带码分多址(WCDMA)中的诸如通用移动电信系统(UMTS)的第三代(3G)蜂窝无线系统使用包括非调度无线信道和调度无线信道的不同类型的无线信道。混合了语音/数据的电路/包交换3G系统是从语音为中心的电路交换第二代(2G)系统发展而来的。非调度信道(有时也称作专用信道)通常仅在传送仅与该用户有关的信息的连接期间分配给一个用户。调度信道是包交换信道，在该信道上传送用于多用户连接的包。第四代(4G)系统(如UMTS的长期演进(LTE)和微波存取全球互通(WiMAX))基于包数据来设计空中接口。消除专用业务信道有利于调度无线信道以简化系统。因此介质访问控制向请求资源许可的资源模式(paradigm)发展。响应于上行链路和/或下行链路中从和/或向用户设备(UE)发送数据的实际请求，基站中的调度器动态分配无线资源以满足与要发送的数据流量类型有关的服务质量要求，与此同时，还努力优化系统容量。
与宽带无线接入标准有关的IEEE 802.16工作组开发了用于宽带无线城域网(MAN)的全球部署的形式规范。尽管802.16系列标准被官方称作无线MAN，但是它也常被称作WiMAX。一般而言，802.16对空中接口的以下两个方面进行了标准化：物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。对于物理层，一个模式IEEE 802.16e使用可缩放的正交频分多址(OFDMA)来支持多达2048个子载波在1.25MHz和20MHz之间的信道带宽。IEEE 802.16e支持自适应调制和编码，从而在良好的无线信号状态下，可以使用高效的64QAM编码方案，而在不好的无线信号状态下，可以使用更鲁棒的BPSK编码方案。在中间状态下，可以采用16QAM和QPSK。其他物理层特征包括对多输入多输出(MIMO)天线的支持以提供良好的NLOS(非视距)特性(或更高带宽)以及混合自动重发请求(HARQ)，从而实现良好的纠错性能。
就介质访问控制(MAC)而言，IEEE 802.16e包括多个会聚子层，所述多个会聚子层描述了有线线路技术(诸如以太网、ATM和IP)是怎样封装在空中接口上，以及数据怎样分类等。IEEE 802.16e还描述了在认证期间利用安全密钥交换和在数据传输期间利用加密怎样传送安全通信。MAC层的其他特征包括节能机制(利用睡眠模式和空闲模式)和切换机制。
802.16WiMAX协议支持五种类型的服务质量(QoS)：UGS(主动许可型服务)、rtPS(实时轮询服务)、ertPS(扩展实时轮询服务)，nrtPS(非实时轮询服务)以及BE(尽力服务)。将主动许可型服务(UGS)设计成支持实时服务流，该实时服务流周期性地生成固定大小的数据包，诸如T1/E1和基于IP的语音(VoIP)，而没有静音抑制。UGS实时且周期性地提供固定大小、主动无线资源许可(意味着UE不必在每次传输前请求许可无线资源)，这消除了与UE许可请求有关的开销和等待时间，并保证了许可可用于满足数据流的实时需要。与UGS有关的另一方面是无线资源的半持久性调度。
通过基站的调度器来分配主动许可。多个UE针对初始登录网络进行竞争，随后，基站调度器为每个指定UE分配一个UGS接入时隙。许可的UGS时隙可以放大和缩小，但是它在UGS的持续期间被指定给该UE，这通常意味着其他UE不能使用它。
但是UGS存在缺点。不管用户是否通过UGS资源发送或接收数据，UGS都以与TDMA系统(诸如GSM)中的固定的、预先分配的时隙相同方式消耗无线资源。例如，UGS没有利用语音的随机行为、低数据率以及容错。可将语音模拟成具有特定特征的随机过程。一些音码器在静止期间生成可以从传输中省略的零速率帧，因此在空中产生了空闲UGS时隙。一些音码器生成全部、二分之一、四分之一、八分之一速率帧。较低的音码器速率具有较低的功率要求和较高的速率容差，这使得在UGS中分配的带宽和功率大于应该使用和实际使用的带宽和功率。其他流量类型可以具有类似特性，例如具有临时静态图像场景的动画。
一种提高无线资源效率以改善使用UGS的服务的方式是，将多用户的低速率包(小有效载荷)组合成一个大包。该多用户包方法通过将多个小有效载荷集合成一个大包从而充分利用可用资源，避免了向单个低速率用户分配额外带宽或功率。但是多用户包存在一些缺点。第一，多用户包未使用在上行链路中。第二，在下行链路上传输多用户包时，对调度施加了额外的限制。调度器需要最大程度地使用功率和带宽，并且同时要满足各个流量流的延迟限制，这就在对多用户包进行格式化的过程中引入了不确定性。作为格式不确定的结果，多用户包需要更多信令开销来指示有效载荷组合、调制和编码方案。第三，如果对有效载荷组合进行压缩以减少开销，则在接收机侧有必要进行盲检测。压缩开销增加了额外假设并因此恶化了检测性能。第四，多用户包使HARQ操作复杂化。不同的用户接收机在解码多用户包时可能会有不同的结果，这在重发策略中造成了困境。如果重发具有较少格式信令开销的相同包，则无线资源会浪费在已经成功接收到的有效载荷上。如果重发不同包以避免冗余，则调度器中的操作会更复杂并且需要用于传送包格式的更大开销。
另一种可以提高无线资源效率以便进行UGS通信的方法是，使用扩展实时轮询，其中存在静音抑制周期，从而可针对数据有效载荷传输来调度通常对于上行链路传输请求无效的上行链路无线资源。但是扩展实时轮询在非空闲状态(其中流量流几乎不变)期间仍然需要上行链路请求和下行链路调度许可。在流量流几乎不变时发送请求和许可消息(就像对语音业务通常所作的)是对无线资源的浪费。
在静止期间，一些音码器仍然发送空帧以在接收机解码器处维持状态机。可以按照每一百毫秒的顺序发送这些空帧，从而造成重新开始轮询的不定性。这些低速率空帧会使扩展实时轮询主要处于“浪费的”请求许可操作中。但是并非所有的音码器都支持静音抑制。一些语音应用(诸如SKYPE)生成连续的流量。在这些应用中，扩展实时轮询变为实时轮询，在实时轮询中，一直发送具有常规MAC开销的请求和许可消息，尽管它们并不是必要的。
因此，针对请求资源许可的基于资源的包无线通信系统而设计的UGS并未有效地利用针对随机类型流量的无线资源，该随机类型流量在其活动性上是非确定性的，而且还是低速率、低时延以及容错的。
发明内容
通常，响应于与特定用户设备有关的无线资源请求，动态地调度基于包的通信系统中的无线资源，以允许在这些用户设备与所述基于包的通信系统之间进行通信。将所述基于包的通信系统中与各个用户设备有关的调度通信设计成不同时使用相同无线资源。换句话说，将所述基于包的通信系统设计成，使得与特定用户设备有关的传输通常不会发生冲突或交叠。相比之下，本申请的技术针对提供主动许可型服务(UGS)的基于包的无线通信系统，将多用户复用到相同无线资源上。
创建了针对多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信的主动许可的无线资源。UGS使所述多个用户设备可以访问无线资源，而无需来自所述多个用户设备的每一个用户设备的针对使用所述UGS无线资源的各个传输的直接请求。所述多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信同时使用与所述主动许可有关的相同无线资源中的至少一些。对将要通过UGS发送的所述多个用户的每个用户的数据进行处理以将所述多个用户的每个用户的数据与用户特有的无线资源模式关联起来。与一个用户设备有关的无线资源模式允许无线接收机从同时使用相同主动许可无线资源接收到的所述多用户数据传输中提取该用户的数据传输。然后，同时使用相同主动许可无线资源从所述多个用户设备中的每一个用户设备发送经处理的数据。
在一个非限制性例子中，分配的主动许可无线资源包括频率资源和/或时间资源。例如，所述基于包的通信系统可以采用正交频分多址(OFDMA)，从而分配的主动许可无线资源包括频率(子载波)和时间资源。这种基于包的通信系统的例子是基于LTE的系统、基于WiMAX的系统或任何基于OFDMA的系统。
用户特有无线资源模式的例子包括基本上彼此正交的UGS频率和时间资源上的复用码、不同的频率-时间模式以及不同的频率-时间跳模式。复用码可以扩展或不扩展被编码的数据。在一个例子中，每个用户特有无线资源模式都对应于一组正交信道化码。将相应的一组正交信道化码应用于各个用户数据传输会导致对其他用户的类似高斯分布的干扰。
该UGS技术特别适合于包括一个或更多个以下特征的数据通信：非确定性活动因子、延迟敏感、较低数据速率要求，或者比特或块容差。语音仅是一个例子。
在一个非限制性例子中，UGS无线资源许可包括UGS时隙，并且在相同UGS时隙内发送涉及多个用户设备的通信。优选地基于干扰阈值来确定针对相同UGS时隙所分配的多个用户设备的数量，即，限制用户设备的数量以使他们相互的干扰在该阈值以下。归因于分数活动因子，UGS时隙一般提供了比在各个调度实例中多个用户设备的数据传输中的任何一个数据传输所需要的带宽更大的带宽。因此，可以将来自多个用户设备的经处理的数据同时复用到UGS时隙上，从而所述多个用户设备数据传输能够以随机方式共享所述UGS时隙，这非常适合于特征类似于语音活动的流量。
在一些应用，诸如基于IP的语音(VoIP)应用中，可能是这种情况：指定第一组用户设备来以非交叠方式使用针对UGS时隙所分配的无线资源。然后，为了提高效率并增大容量，还指定第二组用户设备来按照至少与第一组用户设备的调度使用部分交叠的方式使用针对UGS时隙所分配的无线资源。优选地对由第二组一个或更多个用户设备的部分交叠引起的由第一组用户设备中的每一个用户设备感受到的干扰量进行控制，以使误码率低于预定阈值。在一个非限制性示例性实施方式中，选择用户特有无线资源模式以使得在经过接收机处理后第一组和第二组用户设备之间的共同干扰近似为高斯分布。
附图说明
图1是示例性LTE移动无线通信系统的功能框图；
图2是下行链路调度和相关操作的概念示意图；
图3是上行链路调度和相关操作的概念示意图；
图4是例示了针对主动许可型服务将多用户复用到相同无线资源上的非限制性、示例性过程的流程图；
图5是可用于实施图4所示过程的基站和UE的非限制性、示例性功能框图；
图6是用于具有频率和时间冲突的UGS时隙上的上行链路调度的非限制性、示例性信令图；而
图7是分配了UGS时隙的部分交叠的频率和时间资源的多用户的非限制性、示例性示意图。
具体实施方式
在以下说明中，出于解释和非限制性的目的，记载了具体细节，诸如特定节点、功能实体、技术、协议、标准等，以理解所记载的技术。另一方面，省略了公知的方法、设备、技术等的详细说明，从而不会造成不必要的细节混淆本发明。附图示出了各个功能框。本领域的技术人员可以理解，可以使用各个硬件电路、与适当编程的微处理器或通用计算机结合在一起的软件程序和数据、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列和/或一个或更多个数字信号处理器(DSP)来实现这些方框的功能。
对本领域的技术人员来说显而易见的是，可以实现与以下公开的具体细节不同的其他实施方式。在演进型3GPP UMTS系统(称作LTE)的背景下描述了本技术，从而为说明提供示例性和非限制性的背景。但是，本技术可用于基于包的和调度的任何现代蜂窝通信系统(诸如LTE或WiMAX)。
图1例示了LTE型移动通信系统10的例子。E-UTRAN 12包括E-UTRAN节点(eNB)18，所述E-UTRAN节点经过无线接口向用户设备(UE)终端20提供E-UTRAN用户平面和控制平面协议终端。有时更一般地将eNB称作基站。如图1所示，多个基站通过X2接口互相连接。基站还通过S1接口连接到演进型包核心(EPC)14和系统架构演进(SAE)网关，该演进型包核心包括移动管理实体(MME)。在该例中，MME/SAE网关被表示为单个节点22，在很多方面与UMTS和GSM/EDGE中的SGSN/GGSN相似。S1接口支持MME/SAE网关与eNB之间多对多的关系。E-UTRAN 12和EPC 14一起形成了公共地面移动网络(PLMN)。MME/SAE网关22直接或间接连接到因特网16以及其他网络。
如在背景技术中描述的，为了有效利用资源，LTE和使用共享无线资源的其他系统支持了快速“动态”调度，其中，根据瞬时流量要求、服务质量(QoS)要求以及估计的信道质量，将共享信道上的资源动态地分配给用户设备(UE)终端和基于子帧的无线承载。通常由位于eNB中的一个或更多个调度器来执行该动态调度任务。
图2中例示了下行链路的整个调度概念。为了支持基于快速信道的链路调节和基于快速信道的时域和频域调度，可将UE 20配置成报告信道质量指示符(CQI)以辅助eNB 18进行其动态调度判决。通常，UE 20使CQI报告基于下行链路(DL)基准信号的测量。基于不同逻辑信道的CQI报告和QoS要求，eNB 18中的DL调度器动态地分配时间和频率无线资源，即调度块。在LTE例子中，动态调度的无线资源分配是在物理下行链路控制信道(PDCCH)上发信号通知的。各个UE 20对控制信道进行监视以确定是否在共享信道(LTE中的PDSCH)上调度UE，如果是，则确定调度哪些物理层无线资源来发现为下行链路传输调度的数据。
图3例示了上行链路调度概念。当数据抵达发送缓冲器时，UE 20用调度请求(SR)通知eNB 18中的UL调度器。由于在eNB中针对上行链路执行了链路调节，所以UL调度器选择UE将会使用的时间/频率无线资源而且还选择传输块大小、调制以及编码。将所选择的传输格式和连通与用户ID有关的信息一起发送到UE。这意味着UE必须使用特定的传输格式，以及eNB在检测到来自UE的UL数据传输时已经知晓；了传输参数。分配的无线资源和传输参数通过LTE中的PDCCH被发送到UE。随后，可以将诸如缓冲器状态报告(BSR)或功率上升空间报告的附加调度信息(SI)和数据一起进行发送。
尽管动态调度是LTE和其他系统的基准，但是对特定类型的服务而言却不是最佳的。如背景技术中解释的，对于诸如语音(VoIP)的服务(其中，有规律地生成小包)，由于在各个调度实例中(其中，在VoIP的情况下，必须对每个VoIP包发出许可信号)需要发出许可信号，所以动态调度导致实质上的控制信令要求。为了避免对这种类型的服务产生过高的信令开销，可以半静态地分配资源，这被称作“半持续”调度。仅发出一次半持续许可的信号，然而可按照规律周期区间而用于UE，而无需进一步的许可信令。该方法与主动许可型服务(UGS)有关联。
语音和其他类型的媒体可以特征化为随机。随机过程是一种其行为是“非确定性的”过程，因为当前状态不能充分确定其下一状态。随机过程中存在推测的和随机的元素。复用是这样一种技术，即，由单个公共介质或信道来承载两个或更多个独立的载有信息的信号或数据流。有规律调度的时隙和“确定性的”复用(诸如在时分多址(TDMA)中使用的)通常不能充分用于诸如语音的随机数据，因此，对这种数据是无效的。发明人发现通过将随机复用用户引入到针对特定类型数据(诸如延迟敏感、容错的和/或低速率的语音)的基于主动许可型服务的资源来实现这些显著优点。为了描述方便，以下使用术语语音型数据，语音型数据包括延迟敏感、容错的、和/或低数据速率的任何类型数据。随机复用指的是，在考虑到与多用户有关的数据的活动因子和QoS要求后，基于其统计资源要求，将其复用到相同信号空间中。当一个或更多个用户瞬时不活动(没有数据传输)时，他们停止产生干扰，无线资源被释放给那些复用到相同信号空间的活动用户。干扰级非确定性变化在所建议的复用方案中引入了随机特性。
本例的技术在面向数据的系统(诸如现在已经很普遍的正交频分多址(OFDMA))中创建了半持续信道。通过使用主动许可型服务(UGS)然后针对使用相同(或至少相同一些)UGS资源的传输对多个语音用户进行复用来创建半持续信道，该主动许可型服务不需要显式许可请求即可获取无线资源来支持数据业务。
将UGS时隙分配给多用户设备后，在该时隙中复用它们，以及或使用用户特有无线资源模式，使得他们优选地以自发和随机方式来共享这些UGS时隙。而且，优选地，将多个UGS用户分配在一个共同UGS时隙中，该共同UGS时隙提供了比任何一个用户的服务流所需要的带宽更大的带宽。不同直接序列扩展码、信道化码、频率模式、伪随机跳音(tonehopping)模式、或以上两个或更多个的组合是用户无线资源模式的例子。
对于OFDMA系统例子中的扩展频谱，各个UGS区域均包括在多个OFDM符号期间的多个音。通过用户相应的用户特有扩频码来扩展各个用户的调制OFDM符号。用户特有扩频码优选是相互正交的，但是允许某种互相关。在各个UGS区域中，对于跳音，各个用户仅占用了可用的OFDM频率-时间网格或块的一小部分。占用的OFDM网格的模式优选对各个用户是唯一的，并可以随时间而变化。跳跃模式优选应该具有很小的冲突概率或者不同用户之间在UGS时隙中不会交叠。另一种方法可以包括直接序列扩展和跳音的混合。用户信号可以仅占用所分配的UGS区域的具有指定网格模式的一部分。各个用户的信号通过所分配的唯一用户特有无线资源模式而不同于占用同组OFDM网格/块的其他用户信号。
在使用正交直接序列扩展时，可能期望在频率-时间网格/块的相关块内调制数据符号，使得在衰落环境中保持正交性。在跳音情况下，只要与另一用户的跳跃模式没有冲突就保持正交性。尽管没有要求，但是优选的是，来自多址UE的上行链路传输是功率受控和/或速率受控的。功率控制速率可以是固定地或变化的。如果使用分布式子载波分配，则由于频率分集，功率和速率控制速率会变慢。如果使用相邻子载波分配，则功率和速率控制速率会变快以补偿时间选择性衰落。对用户特有无线资源模式多址方案的选择还可以取决于子载波分配。
多个用户设备基于其各自的活动因子有效地接入或使用UGS时隙。对于语音业务，非确定性的活动因子(可选地结合了功率和速率控制)导致容量增益，这从传统的CDMA系统的经验来看是显然的。
通常，将UGS时隙周期性地许可给多个UE。对于低速率UGS用户，由于开销与有效载荷不成比例，所以优选不发送针对各个数据包的调制和编码格式信息。因此，优选在UGS分配机构处对调制和编码进行指定，由此免除了每次都要将它们发信号进行通知的需求。为了进一步减少开销，可以规定可在给定的时段内用于所有UGS突发(burst)的简化UGS表，使得不需要更新调制和编码格式。此外，可为UGS流定义专用有效载荷格式，从而有效载荷不需要遵照一般MAC头格式。
图4是例示了将多用户包数据流复用到为主动许可型服务(UGS)指定的相同无线资源上的非限制性、示例性过程的流程图。所述包无线通信系统被设计为通常动态地调度用于通信的涉及多个UE的无线资源，而不会交叠或冲突(步骤S1)。但是如上解释的，存在一些更有效和合适情况和特定类型的数据，因为会具有某种交叠/冲突。检测多个UE会话，其中要发送的数据具有一个或更多个以下特征：延迟敏感、容错和/或较低数据速率(步骤S2)。创建主动许可型服务，例如UGS时隙(步骤S3)。在步骤S2中将多个UE会话指定给相同UGS无线资源，例如相同UGS时隙，从而多个UE会话中的一些在相同时间使用相同UGS无线资源的至少一些(步骤S4)。为这些UE会话的每一个指定用户特有无线资源模式，例如复用码(步骤S5)。将指定的UGS无线资源和用户特有无线资源模式发给多个UE的每一个(步骤S6)。在指定的UGS资源上分配(持续地调度)针对UE会话的UE数据包(步骤S7)。将UE数据包与UE的无线资源模式关联起来并对其进行发送，例如用UE的复用码进行编码，(步骤S9)。基站或UE中的接收机利用UE的无线资源模式从接收到的其他交叠包中提取UE包(步骤S9)。优选地，步骤S1-S8是在基站中执行的。
针对短延迟、固定块错误率、和/或固定数据数率流量来设计这种UGS时隙的随机复用，其中可能不需要快速调制和编码方案(MCS)自适应。在多址UGS时隙中创建用户传输可以按照与在传统3G系统中创建专用语音流量信道类似的方式进行。在创建连接时可以为UGS突发指定预定MCS，并通过功率和速率控制保持服务质量。可以通过流量内(in-traffic)控制消息在UGS时隙中重新配置MCS。由于将多址UGS时隙赋予了语音型业务且有效载荷格式具有少数组合，因此没有必要应用一般MAC PDU开销，该开销例如在WiMAX中长度为6比特，将其与格式调节消息一起发送是没有效率的。例如可针对UGS时隙的随机复用来定义更简单的MAC PDU格式(诸如流量内控制消息)。
图5是可用于实施图4所示过程的基站和UE的非限制性、示例性的功能框图。基站通过虚线58表示的无线接口与UE通信。基站包括控制器40、接口42(用于连接到一个或更多个其他节点和/或网络)、缓冲器管理器44(包括多个UE缓冲器46)、资源管理器48(包括上行链路调度器50和下行链路调度器52)、信号处理器54(可以存取用户特有复用码，例如信道化代码或扩展码或其他用户特有无线资源模式)，以及收发机56。控制器40负责基站的整体操作。
缓冲器管理器44包括指引用户数据进出合适队列或缓冲器46的逻辑。各个缓冲器46与至UE的相应无线连接有关并存储旨在通过空中接口56在下行链路上发送到各个UE的用户数据。来自UE缓冲器的数据被组装成发送数据单元并被提供给收发机56以使用合适的无线资源发送到合适的UE。通过无线资源管理器46来管理这些无线资源。收发机46可以包括诸如适当编码器、放大器、天线、滤波器、变换电路等常规部件。上行链路调度器50负责将动态无线资源许可提供给需要在上行链路中将数据单元发送给基站的各个UE。下行链路调度器52负责将来自基站的动态无线资源许可调度给各个UE，以及创建半持续无线资源分配(其例如适于支持受益于半持续资源分配的主动许可型服务(诸如基于IP的语音))。信号处理器54负责将用户特有无线资源模式与各个用户数据(其被复用到UGS资源上)关联起来。在扩频码的非限制性例子中，信号处理器54在将来自UGS组中的各个用户的扩频数据复用到UGS资源上之前使用用户的扩频码来扩频各个用户数据。
图5底部处的UE包括监管控制器70、无线收发机62、资源分配存储器64、具有一个或更多个UE缓冲器的缓冲器管理器70以及信号处理器74。信号处理器74使用用户特有复用码对利用USG资源从基站接收到的数据进行解复用。UE缓冲器70存储将要使用适当分配的无线资源通过收发机62发送的数据单元。资源分配存储器包括从上行链路和下行链路调度器50和52以及从基站接收到的调度信息66。
图6例示了UGS时隙期间的随机复用上行链路传输的非限制性、示例性信令图。图中右侧的基站发信号到第一和第二组UE。向第一组UE通知与主动许可区间有关的持续许可，该主动许可区间与初始调制和编码方案(MCS)以及数据突发区域(对应于一个帧中被占用的频率-时间块)一起指定给那些UE。然后，来自第一组的UE在指定的主动许可区间内发送他们的数据。在该例中，将不同的子载波频率分配给第一组的UE以在上行链路方向上发送它们各自的数据包，从而不会与第一组中其他UE的数据包发送产生冲突。如前所述，由于第一组中的UE发送语音包或具有类似语音类型特征的包，所以没有充分利用与主动许可区间有关的无线资源。结果，向来自也需要发送语音类型数据的第二组UE通知相同主动许可区间。向第一、二组的各个UE指定用户特有无线资源模式，该用户特有无线资源模式与各个UE发送的数据包有关。因此，来自第二组的UE可以发送与来自第一组的UE用来发送其数据包的相同子载波至少部分交叠的数据包。组数没有硬性限制，相反，干扰级为组数设置了在一定情况下应用的软限制。来自两个UE组的这些交叠的上行链路数据传输在各个有规律调度的主动许可区间内继续进行，如页面中间的第二个箭头所示。尤其与WiMAX有关的许可管理子头部(GMSH)是指示与规则包一起的上行链路带宽请求的消息字段。在第三主动许可区间内，根据当前无线信道状态将调制编码方案修正发送到第一组UE。期望通过可能不同于第一组所使用的新的、简化的创建许可和速率调节信令来发送第二组UE的信号。
图7是分配有针对无线信道上的UGS时隙的部分交叠的频率和时间资源的多UE的非限制性示例性示意图。在图7中，通过UGS调度机制对用户1到3进行分配。在UGS用户的数量达到一定数量时，由于相对低的活动因子，未利用的UGS时隙的数量会增加。例如，如果增加了同样会与前三个用户冲突的第四个用户x不会使误码率增加到超出规定的话音掉话标准(例如2％误块率)，那么图7中的用户x可以使用来自前三个用户的各个用户的子信道的两个无线资源块来形成用于UL传输的子信道。如图7所示，使用正交复用码可以使来自用户x的传输的干扰类似高斯分布。在该例中，正交复用码不是扩频码(但它们可以是)，而是信道化码。图中在两个呼出框中的无线资源块信号位置占用了相同频率和时间资源。由无线资源块提供的12个频率-时间“栅格”可用于创建一组长度12的正交信道化码。用户x的8个数据符号中的每一个都可调制一个码信道，然后结合导频码信道来形成码分复用信号。对于前三个用户，作为所述组的正交码求和的结果，块中的各个符号会受到来自用户x的干扰(其具有类似高斯分布的统计分布)。另外，用正交信道化编码对前三个用户对于用户x的各个码信道的干扰(其也是随机化的和有效的高斯分布)求平均。
本技术具有几个优点：
减少了开销：随机复用UGS时隙需要比背景技术中所记载的多用户包方法更少的信令开销。不需要将MCS信息和各个包一起进行递送，并且在调度器处没有打包限制。与扩展实时轮询方法相比，使用本技术和作为对其他用户或其他小区干扰减小的结果而释放的无线资源自然就抑制了语音流量的静止时期，这是因为扩展实时轮询在静止时期仍然生成轮询信号而基于UGS的系统可以彻底免除轮询。
调度复杂性低：随机复用UGS时隙仅需要定义一个或更多个用户组并使调度器为组中的各用户分配用户签名。与使用多用户包相比，不需要缓冲包延迟、打包以及自适应MCS的复杂处理。此外，由于已经持续分配了重发，因此很容易在随机复用的UGS时隙中执行混合ARQ(HARQ)。
改善了过度配置的无线资源：对于具有中到低活动因子的交互式流量，单个用户UGS会导致过度配置的资源。在这种情况下，由于严格的延迟要求，直到具有最高配置速率的数据时，才对数据进行缓冲。低速率数据或空闲时期不使用无线资源。由于复用UGS时隙的总数据速率可能是给定类型流量的平均速率，所以复用UGS自然就适合于可用数据的活动因子。只要将任何超负荷控制在给定阈值量以下，就可以接受平均值上下的UGS速率波动和偶尔的超负荷。
自发性：不像扩展实时轮询方法的情况那样需要带宽请求指示符轮询请求许可机制。
有效的功率和干扰控制：直接序列扩展、跳音或混合多址方案在大多数信道状态下保持了正交性。当在用户之间具有保证正交性的相关块中应用功率控制时，复用UGS时隙在功率波动方面具有比传统的CDMA更好的瞬时特性，这是因为正交性防止用户竞争功率以在接收机处满足最小化SNR的要求。该多址正交性避免了功率控制的不稳定性以及用户之间的功率斗争(即，用户展开竞争从而提高他们的功率级别来对抗增长的干扰)。功率控制还为相邻小区提供了低干扰的频率-时间块，由此为软切换区域中的用户创建了机会增益。
尽管已经详细表示和描述了各种实施方式，但是权利要求书并不受到任何特定实施方式或例子的限制。以上描述绝不应该理解为暗示了任何特定部件、步骤或功能是必要的从而就必须包括在权利要求书范围内。专利主题的范围仅由权利要求书来限定。法律保护范围由授权权利要求书和其等价物中陈述的词语来限定。与上述优选实施方式的部件等价的本领域的技术人员公知的所有结构和功能等价物显然可通过引用的方式并入本文并旨在由本权利要求书所包含。而且，对于本权利要求书所包含的设备或方法没有必要解决本发明试图解决的每一个问题。任何权利要求都不以35USC§112的第6段为依据，除非使用了“用于......的装置”或“用于......的步骤”的表述。而且，本说明书中的实施方式、特征、组成部分或步骤不是要专用于公共事业，而不管是否在权利要求中记载了该实施方式、特征、组成部分或步骤。
Claims (19)
1.一种在基于包的通信系统中进行无线通信的方法，该方法包括以下步骤：
调度器响应于与特定用户设备(20)有关的无线资源请求，动态地调度无线资源以允许在各个所述特定用户设备与所述基于包的通信系统(12)之间进行通信，其中将所述基于包的通信系统中与各个所述用户设备有关的经调度的通信设计成不同时使用相同无线资源；
调度器针对多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信来创建主动许可的无线资源，所述方法的特征在于：
所述多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信同时使用了与所述主动许可有关的相同无线资源中的至少一些；
调度器根据干扰来分配相同时隙中所述多个用户设备的数量，其中，所述主动许可包括时隙；
信号处理器对要发送的每个多个用户的数据进行处理以将每个所述多个用户的数据与用户特有无线资源模式关联起来，使得无线接收机(56)能使用一个用户的无线资源模式从使用相同主动许可的无线资源而同时接收到的所述多用户数据传输中提取所述一个用户的数据；以及
无线接收机接收使用相同主动许可的无线资源从每个所述多个用户设备同时发送的经处理的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所分配的主动许可的无线资源包括频率和/或时间资源。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于包的通信系统采用正交频分多址OFDMA，并且所分配的主动许可的无线资源包括频率和时间资源。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于包的通信系统被设计成使得与特定用户设备有关的传输不会冲突或交叠。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于包的通信系统是基于LTE的系统、基于WiMAX的系统或基于OFDMA的系统。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，每个用户特有无线资源模式都对应于不同的扩频码，并且与每个用户有关的不同扩频码彼此基本上是正交的。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，每个用户特有无线资源模式都对应于一组正交信道化码。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，每个用户特有无线资源模式都对应于不同的频率-时间模式。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，每个用户特有无线资源模式都对应于不同的频率-时间跳跃模式。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，针对用于数据通信的主动许可型服务UGS来创建针对多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信的主动许可的无线资源，所述数据通信包括一个或更多个以下特征：非确定性活动因子，延迟敏感，较低数据速率要求，或者比特或块容差，并且
其中，所述UGS允许所述多个用户设备访问无线资源，而无需来自每个所述多个用户设备的针对使用所述UGS无线资源的每个传输的直接请求。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述数据通信包括语音包。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述UGS无线资源许可包括UGS时隙，并且其中，在相同UGS时隙期间发送涉及多个用户设备的通信。
13.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括以下步骤：
根据干扰来分配相同UGS时隙中所述多个用户设备的数量。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，在分配了所述UGS时隙后，其中所述UGS时隙提供了与所述多个用户设备的数据传输有关的总数据速率，所述方法包括以下步骤：将来自所述多个用户设备的经处理的数据同时复用到所述UGS时隙上，使得所述多个用户设备数据传输根据所述通信系统中的数据类型以随机的方式共享对所述UGS时隙的访问。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，每个所述多个用户设备基于与每个所述多个用户设备有关的语音活动因子来使用所述UGS时隙。
16.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括以下步骤：
指定第一组用户设备以非交叠方式来使用针对所述UGS时隙而分配的无线资源，以及
指定第二组一个或更多个用户设备以与第一组用户设备的经调度的使用至少部分交叠的方式来使用针对所述UGS时隙而分配的无线资源。
17.根据权利要求16所述的方法，该方法还包括以下步骤：
控制由第一组用户设备中的每一个用户设备感受到的与所述第二组一个或更多个用户设备的部分交叠所引起的干扰量。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，选择所述用户特有无线资源模式以使第一组用户设备与第二组用户设备之间的彼此干扰在接收机处理后近似为高斯分布。
19.一种在基于包的通信系统(12)中用于执行无线通信的无线网络节点(18)，该无线网络节点包括：
调度器(48)，其被配置成响应于与特定用户设备(20)有关的无线资源请求，动态地调度无线资源以允许在各个所述特定用户设备与所述基于包的通信系统(12)之间进行通信，其中，所述基于包的通信系统中与每个所述用户设备有关的经调度的通信被设计成不同时使用相同无线资源；
所述调度器还被配置成针对多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信来创建主动许可的无线资源，该无线网络节点的特征在于：
所述多个用户设备与所述基于包的通信系统之间的通信同时使用了与所述主动许可有关的相同无线资源中的至少一些；
所述调度器还被配置成根据干扰来分配相同时隙中所述多个用户设备的数量，其中，所述主动许可包括时隙；
信号处理器(54)，其被配置成对要发送的每个多个用户的数据进行处理以将每个所述多个用户的数据与用户特有无线资源模式关联起来，无线接收机(56)能使用所述用户特有无线资源模式从使用相同主动许可的无线资源而同时接收到的所述多用户数据传输中提取所述多个用户的数据传输中的单独一个；以及
无线接收机(56)，其用于接收使用相同主动许可的无线资源从每个所述多个用户设备同时发送的经处理的数据。
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