CN101926199A - 在无线通信系统中用于带宽请求与分配的方法及装置 - Google Patents

在无线通信系统中用于带宽请求与分配的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明针对无线宽带接入网络中现有的带宽请求与分配的缺点，提出了一种快速带宽请求与分配的技术方案，移动站仅向基站发送一次用于带宽分配的带宽分配请求消息，减少基站与移动站的交互次数，以提高带宽请求与分配的效率，有效地缩短了业务数据的发送等待时间，尤其是改善对时延敏感的数据业务的支持。本发明中由于减少了基站与移动站的交互次数，从而也节省了基站与移动站中的各种处理资源。基站还可以根据其所辖的移动站的数目和/或各个移动站中的业务类型来调整用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源块的大小，从而能够使整个无线通信系统(包括一个基站和该基站所辖的一个多个移动站)更加高效工作。

Description

在无线通信系统中用于
带宽请求与分配的方法及装置 技术领域
本发明涉及无线通信网络中的基站和移动站， 尤其涉及移动站中 用于请求基站为其分配资源的方法和装置以及在基站中用于为移动 站分配资源的方法和装置。 背景技术
近年来， 宽带无线接入技术在技术的研发和创新上表现出了空前 的繁荣， IEEE的 802系列标准发展迅速， 802.11、 802.16等技术成为 当今无线通信业界关注的焦点。在宽带无线接入网中，在下行链路中， 基站以点对多点的方式向多个移动站（或者称之为用户终端）发送广 播控制数据和业务数据。 在上行链路中 ， 多 个移动站以 TDMA/OFDMA/FDMA/CDMA 等共享媒介传输方式发送业务数据或 者控制信息， 如带宽分配请求消息至基站。
目前较常用的一个资源分配方式是基于竟争的带宽请求 ( contention-based bandwidth request ), 如图 1 所示， 首先， 在步骤 S11 中， 基站发送上行链路映射消息（UL-MAP )至各个移动站， 基站 在 UL-MAP中指定带宽请求资源块（ BR Request Region )用于接收多个 移动站发送的用于带宽请求的随机 CDMA码字信号， 进行带宽请求。 接着， 在步骤 S12中， 移动站在资源块 BR Request Region上发送用于 带宽请求的 CDMA码字， 并开启一定时器。 其次， 在步骤 S13 中， 基 站对从 BR Request Region接收到的数据进行检测，确定其中被移动站所 使用的 CDMA码字， 并为其正确检测到的每个 CDMA码字分配专用时 频资源， 并将该专用时频资源信息放在 UL-MAP的 CDMA_Alloc—IE信 息中发送给各个移动站， CDMA__Alloc_IE 信息中包含基站检测到的 CDMA码字标识、 分配的专用资源大小及位置、 所用的调制编码方式。 然后， 在步骤 S14中， 各个移动站持续监听来自基站的 UL-MAP， 如果 在定时器溢出之前获取 CDMA— Alloc— IE 信息， 然后在对应的 CDMA_Alloc_IE信息所指示的时频资源上发送带宽分配请求消息， 即 BR-Req header, 带宽分配请求消息中包括移动站所请求的带宽的大小以 及需要请求带宽的业务流的连接标识 CID。 如果移动站在定时器溢出之 前没有获取到包含其之前发送的 CDMA码字标识的 CDMA— Alloc— IE信 息， 则增加 CDMA带宽请求的发射功率后， 从步骤 S11开始新一轮的 带宽请求过程。
图 1中所示的基于竟争的带宽请求过程的缺点在于： 在一次带宽分 配请求中， 基站与移动站的交互次数太多， 如果移动站在步骤 S14中没 有接收到基站发送的 CDMA— Alloc— IE信息， 则移动站过一段时间后还 选择新的 CDMA码字重新发送。 对于实时型交互式业务来说， 这样的 延迟可能难以忍受， 有必要对此带宽请求与分配方法进行改进。 发明内容
针对无线宽带接入网络中现有的带宽请求与分配的缺点， 本发明对 现有的带宽请求与分配方法进行了改进， 提出了一种快速带宽请求与分 配的技术方案， 移动站在仅向基站发送一次用于带宽分配的带宽分配请 求消息，减少基站与移动站的交互次数，以提高带宽请求与分配的效率。
根据本发明的第一个方面， 提供了一种在无线通信网络的移动站 中用于请求基站为其分配带宽的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： a. 接收来自基站的第一资源分配通知消息， 该第一资源分配通知消 息中包括用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块 的时频资源信息， 该资源块由多个移动站所共享； b. 在时频资源信 息所指示的时频资源块上，发送带宽分配请求消息给所述基站，其中， 所述带宽分配请求消息中包含带宽分配请求相关信息。
根据本发明的第二个方面， 提供了一种在无线通信网络的基站中 用于为移动站分配带宽的方法， 其特征在于， 包括以下步骤： A. 发 送第一资源分配通知消息至所述移动站， 该第一资源分配通知消息中 包括用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时 频资源信息； B. 在所述用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息 的时频资源块上接收来自所述移动站的带宽分配请求消息， 所述带宽 分配请求消息中包含带宽分配请求相关信息； C. 根据所述带宽分配 请求相关信息为所述移动站分配时频资源， 并生成第二资源分配通知 消息； D. 将所述第二资源分配通知消息发送给所述移动站。
优选地， 基站还可以根据其所辖的移动站的数目和 /或各个移动站 中的业务类型和 /或数目来调整用于各个移动站发送带宽分配请求消息 的时频资源块的大小。
根据本发明的第三个方面， 提供了一种在无线通信网络的移动站 中用于请求基站为其分配带宽的请求装置， 其特征在于， 该请求装置 包括第一接收装置和第一发送装置。 其中， 第一接收装置用于接收来 自基站的第一资源分配通知消息， 该第一资源分配通知消息中包括用 于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时频资源 信息； 第一发送装置用于在所述时频资源信息对应的时频资源块上， 发送带宽分配请求消息给所述基站， 其中， 所述带宽分配请求消息中 包含带宽分配请求相关信息。
根据本发明的第四个方面， 提供了一种在无线通信网络的基站中 用于为移动站分配带宽的分配装置， 其特征在于， 该分配装置包括第 二发送装置、 第二接收装置和分配生成装置。 其中， 第二发送装置用 于发送第一资源分配通知消息至所述移动站， 该第一资源分配通知消 息中包括用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块 的时频资源信息； 第二接收装置用于在所述用于各个移动站随机发送 带宽分配请求消息的时频资源块上接收来自所述移动站的带宽分配 请求消息， 所述带宽分配请求消息中包含带宽分配请求相关信息； 分 配生成装置， 用于根据所述带宽分配请求相关信息为所述移动站分配 时频资源， 并生成第二资源分配通知消息； 第二发送装置还用于将所 述第二资源分配通知消息发送给所述移动站。
优选地， 分配装置还包括一个调整装置， 用于根据其所辖的移动站 的数目和 /或各个移动站中的业务类型来调整用于各个移动站发送带宽 分配请求消息的时频资源块的大小。
本发明的快速带宽请求与分配技术方案由于减少了带宽请求与分 配过程中基站与移动站的交互次数， 减少了信令开销， 从而提高带宽请 求与分配的效率， 有效地缩短了业务数据的发送等待时间， 尤其是改善 对时延敏感的数据业务的支持。 本发明中由于减少了基站与移动站的交 互次数，从而也节省了基站与移动站中的各种处理资源，例如 CPU处理 资源。 并且在本发明的快速带宽请求与分配的技术方案中， 基站还可以 根据其所辖的移动站的数目和 /或各个移动站中的业务类型和 /或数目来 调整用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源块的大小， 从 而能够使整个无线通信系统（包括一个基站和该基站所辖的一个多个 移动站） 更加有效工作。
另外， 本发明的快速带宽请求与分配的技术方案， 也能与现有的 基于竟争的带宽请求分配方案兼容， 在同一个无线通信系统可以同时 使用本发明的快速带宽请求与分配方案与现有的基于竟争的带宽请 求分配方案。 附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述， 本发 明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显。 在附图中， 相同和相似的 附图标记代表相同或相似的装置或方法步骤。
图 1为现有技术中的带宽请求与分配的流程图；
图 2为一个无线通信系统的部分网络拓朴结构示意图；
图 3为根据本发明的一个具体实施方式的在基站与移动站之间的 快速带宽请求与分配的系统流程图；
图 4为根据本发明的一个具体实施方式的在移动站中的一个业务 的带宽分配请求相关信息的一个格式示意图；
图 5为根据本发明的一个具体实施方式的基站 B将用于各个移动 站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块分割为五个时频资源子 块的示意图； 图 6为根据本发明的一个具体实施方式的使用 OFDMA多址接入 方式的 WiMAX无线通信网络中的一个时频资源子块的示意图；
图 7为图 6中的时频资源子块的逻辑变化示意图；
图 8 为根据本发明的一个具体实施方式的码分复用的导频 /数据 的扩频和扰码处理示意图；
图 9为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的移动站 中用于请求基站为其分配带宽的请求装置的结构示意图；
图 10为根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的基站 中用于为移动站分配带宽的分配装置的结构示意图。 具体实施方式
图 2示出了一个无线通信系统的部分网络拓朴结构示意图， 其中， 基站 B辖有多个移动站 Ml、 M2, M3, , M10等。 图 3示出了根 据本发明的一个具体实施方式的移动站与基站之间的快速带宽请求与 分配的系统流程图。 以下结合图 3对图 2中的基站 B与移动站 Ml之间 的快速带宽请求与分配的过程进行详细说明。
首先， 在步骤 S31 中， 基站 B发送第一资源分配通知消息至移动 站 Ml， 该第一资源分配通知消息中包含用于各个移动站随机发送带 宽分配请求消息的时频资源块的时频资源信息， 该时频资源块由多个 移动站所共享。 以 WiMAX无线通信网络为例， 第一资源分配通知消 息即为上行链路映射消息中用于各个移动站随机发送带宽分配请求 消息的时频资源块的时频资源信息的部分。
移动站 Ml在接收到第一资源分配通知消息后， 根据其中包含的 用于各个移动站 M 1随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时频 资源信息，在步骤 S32中，在该时频资源信息所指示的时频资源块上， 发送带宽分配请求消息给所述基站 B, 其中， 所述带宽分配请求消息 中包含带宽分配请求相关信息。
图 4示出了根据本发明的一个具体实施方式的在移动站中的一个 业务的带宽分配请求相关信息的一个格式示意图。 一个业务的带宽分配请求相关信息包括业务类型信息以及该业 务请求的带宽大小， 优选地， 还可以包括校验位， 如循环冗余校验位
( CRC：)。 如移动站 Ml 中不止一个业务需要申请带宽， 各个业务的 带宽分配请求相关信息可以如图 4所示。 移动站 Ml发送的带宽请求 消息中包含要申请带宽的各个 lk务的带宽分配请求相关信息。
具体地， 以 WiMAX无线通信系统为例， 其中的业务类型信息可 用基站分配给移动站的各个业务的传输连接标识 （ Transport Connection ID )来表示， 对于基站 B而言， 其分配给各个移动站的传 输连接标识是唯一的，并且在基站 B中存储有其为移动站中的各个业 务分配的传输连接标识的信息，传输连接标识包含了业务类型和其他 QoS参数等信息， 传输连接标识的长度通常为 16个比特。 为了减少 信令的长度， 移动站 Ml与基站 B之间可以约定， 用几个比特来代表 传输连接标识。例如，基站 B为移动站 Ml分配了 4个传输连接标识， 0x89AB、 0x9 ABC > 0xABCD、 0xBCDE。 移动站 Ml在发送带宽请求 消息时， 可根据传输连接标识数值所表示的大小分别用 1、 2、 3、 4 来代替上述具体的传输连接标识。这样可有效地减少带宽请求消息的 长度。
优选地， 移动站 Ml发送的带宽分配请求消息中还可以包括移动 站 Ml的标识。 例如， 在 WiMAX无线通信网络中， 移动站 Ml的标 识为移动站 Ml的 basic CID。对于基站 B为移动站 Ml分配用于扰码 的 m序列的情形下（基站 B为不同的移动站分配不同的 m序列）， 移 动站 Ml的标识还可以是 m序列。
回到图 3， 接步骤 S32， 基站 B在用于各个移动站 Ml随机发送 带宽分配请求消息的时频资源块上接收来自移动站 M 1的带宽分配请 求消息后， 在步骤 S33中， 根据移动站 Ml的带宽分配请求相关信息 为移动站 Ml分配时频资源， 并生成第二资源分配通知消息， 该分配 的时频资源为所述移动站专用。 然后， 在步骤 S34中， 基站 B将第二 资源分配通知消息发送给移动站 Ml。 对于例如 WiMAX的无线通信 系统， 第二资源分配通知消息为上行链路映射消息的一部分。 移动站 Ml在接收到来自基站 B的第二资源分配通知消息后，在 步骤 S35中， 根据第二资源分配通知消息中包含的分配给移动站 Ml 的时频资源信息， 该时频资源信息对应的时频资源块上发送数据给基 站^ 该时频资源信息对应的时频资源块为移动站 Ml专用。
由于无线通信信道的不稳定性， 在移动站 Ml在步骤 S32中发送 带宽分配请求消息给基站 B时，由于该带宽分配请求消息丟失或者与 其他移动站发生冲突等原因，基站 B有可能收不到该带宽分配请求消 息。 因此， 移动站 Ml也不会收到基站 B发送的第二资源分配通知消 息。 因此， 在移动站 Ml发送带宽分配请求消息后， 如果移动站 Ml 在预定的时间长度内没有收到基站 B发送的第二资源分配通知消息， 则回到步骤 Sll， 即基站 B和移动站 Ml重新执行图 3中所示的步骤 S31、 S32等步骤。
由于用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块 是由多个移动站所共享。 在很多时候， 是由于移动站之间发生沖突而 导致基站 B没有收到移动站 Ml的带宽分配请求消息。 因此， 移动站 Ml 若在预定时间内没有接收到第二资源分配通知消息， 可在预定时 间间隔后再重新发送。 该时间间隔可以随机选取， 也可以是基站 B为 各个移动站设置一个固定值。 通常， 基站 B为各个移动站设置的固定 值各不相同。 优选地， 可根据截断二进制指数退避算法（有关截断二 进制指数退避算法的详情可参考 IEEE802.16标准）确定所述预定时间间 隔。
基站 B 还可以将用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的 时频资源块分割为多个时频资源子块。 例如， 如图 5所示， 基站 B将 用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块分割为五 个时频资源子块 Rl， R2, R3 , R4和 R5。 基站 B可指定 （例如在移 动站进入流程中指定或者在移动站 M 1使用本发明的方法之前指定） 时频资源子块 R1由移动站 Ml、 M2和 M3共用， 并发送用于指示移 动站 Ml发送带宽分配请求消息的时频资源子块位置的子块指示消息 给移动站 Ml。 移动站 Ml在接收到所述第一资源分配通知消息后， 获得用于各 个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时频资源信息， 然后根据预先获得的子块指示消息，相应的时频子块位置上发送带宽 分配请求消息。
优选地， 基站 B还可以根据其所辖的移动站的数目和 /或各个移 动站中的业务类型和 /或数目来调整用于各个移动站发送带宽分配请 求消息的时频资源块的大小。
例如，如果基站 B所辖的所有移动站都使用图 3所示的快速带宽 请求方法请求基站为其分配带宽， 假设基站 B本来辖有十个移动站， 基站 B 用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块正 好可以容纳十个移动站发送带宽分配请求消息。 此时如有新的移动站 进入基站 B的辖区， 则基站 B需要为增加用于各个移动站发送带宽 分配请求消息的时频资源， 以便新的移动站能够发送带宽分配请求消 息。 在有移动站离开基站 B的覆盖区域后， 基站 B可及时减少用于 各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源， 以节省无线通信资 源。 并且， 各个移动站中的业务数目增加或减少时， 基站也要及时调 整用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源块的大小。
进一步， 如果移动站中只有对时延比较敏感的业务使用图 3所示 的快速带宽请求与分配方法，则基站 B需要根据各个移动站中业务类 型和 /或数目来调整用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资 源块的大小， 即对时延敏感的业务增多时， 增加用于各个移动站发送 带宽分配请求消息的时频资源， 对时延敏感的业务减少时， 减少用于 各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源。
优选地，基站 B还可以结合其所辖的移动站的数目和各个移动站 中的业务类型和 /或数目一起来调整用于各个移动站发送带宽分配请求 消息的时频资源块的大小。
在基站 B 将将用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时 频资源块分割为多个时频资源子块时， 调整该时频资源块即表现为增 加或者减少时频资源子块的数目。 如果各个移动站的时频资源子块的 位置发生变化， 基站还需及时通知各个移动站动态分配的时频资源子 块的位置。
图 6中示出了使用 OFDMA多址接入方式的 WiMAX无线通信网 络中的一个时频资源子块的示意图， 通常将时频资源子块称作 BR Slot。 BR Slot是一个时频二维的矩阵， 在频域上有 m个子载波 Sca0、
Sca2、 Sca ，在时域上有 n个 OFDM符号 Symbol。、 Symbols
Symbol,,., 。在逻辑上，可将第二个 OFDM符号 Symboh串接在 Symbol0 后面， Symbol2串接在 Symbol0和 Symbol,后面， 以此类推， 从而 BR Slot 变成一个一维的子载波序列。 如图 7 所示， 以移动站 M 采用 CDMA-OFDM 调制为例， 一维的子载波序列承载的信息为前导码 ( Preamble，如 m序列（如 gold序列））+ 码分复用的导频 /数据（ CDM pilot/data )0 基站可根据实际需要， 例如带宽分配请求消息的大小来 调整 BR slot的大小， 即调整 m和 n的大小。
码分复用的导频 /数据的扩频和扰码处理的一个例子如图 8所示。 结合图 4 所示的带宽分配请求相关信息的格式示意图， 假设移动站 Ml 中有三个业务要同时申请带宽， 这三个业务的传输连接标识分别 为 CID1、 CID2、 CID3 , 其对应的带宽请求相关信息的数据分别是 Datal , Data2, Data3。 如图 8所示， 各个业务的数据分别作为一个支 路进行处理， 然后再进行合并。 以 Datal为例， 首先对 Datal进行前 向纠错编码 （FEC ) 以增强数据传输的可靠性； 前向纠错编码后以信 道化码 Cdl进行扩频， 随后以增益因子进行加权， Datal 支路采用增 益因子 Wdl进行加权， 增益因子的值可以由基站 B指定， 也可以由移 动站 Ml综合考虑各支路信道化码的扩频因子和链路的信道状况， 做 出自适应的调整。
对 Data2、 Data3以及导频（ Pilot )信号进行如 Datal同样的处理， 当然， 各个支路的扩频码各不相同， 各个支路的扩频码满足正交的关 系。 Cdl、 Cd2、 Cd3和 Cp可以选择为 Walsh码， 可以具有不同的码长， 但在扩频之后各个支路具有相同的码片速率。
各个数据支路在增益因子进行加权之后进行合并， 形成同相支路 ( I )信号， 导频信号形成正交支路（Q )信号， 同相支路和正交支路 进行合并，对合并之后的信号进行扰码处理后形成图 7中所示的码分 复用的导频 /数据 （CDM pilot/data ), 码分复用的导频 /数据与前导序 列进行串接后， 形成待进行 OFDM调制处理的信号序列。
需要说明的是， 图 8中所示的扩频和扰码处理仅是一个示例， 也 可以只有同相支路而没有正交支路， 此时导频信号作为同相支路的一 个部分；或者只有正交支路而没有同相支路，此时 Datal、Data2、Data3 和导频信号皆作为正交支路的一部分。
图 8中的前向纠错编码是可选的，如果前导序列为基站 B分配给 移动站 Ml的 m序列（基站 B为各个移动站分配不同的 m序列用于扰 码处理）， 则图 8中的导频支路可以省略， 基站 B在识别出 m序列， 即知道哪个移动站发送的带宽分配请求了。基站 B还可以利用识别出 的 m序列进行信道估计，当然这是以牺牲一定的信道估计的精度来换 取资源的利用率。 同样， 前向纠错码的选取与否也是基于复杂度， 可 靠度和资源利用率的折衷考虑。
基站 B为移动站 Ml分配 m序列的方式至少包括以下两种方式： 一种是基站 B在移动站 Ml的网络进入流程（ Network entry procedure ) 中为移动站 Ml 指定其加扰使用的 m序列， 另一种方式是在移动站 Ml进入之后， 使用图 3所示的方法之前， 为移动站 Ml分配一个 m 序列用于对码分复用信号进行加扰。
图 9示出了根据本发明的一个具体实施方式的在无线通信网络的 移动站中用于请求基站为其分配带宽的请求装置 90的结构框图。
在图 9中，请求装置 90包括第一接收装置 91、第一发送装置 92、 判断装置 93和控制装置 94。 本领域技术人员根据本申请的教导， 应 能理解其中仅第一接收装置 91、 第一发送装置 92是实施本发明所必 要的装置， 判断装置 93和控制装置 94为可选装置。
以下结合图 3对位于移动站 Ml 中的请求装置 90请求基站 B为移 动站 Ml分配带宽的过程进行详细说明。
首先，第一接收装置 91接收来自基站 B的第一资源分配通知消息， 该第一资源分配通知消息中包含用于各个移动站随机发送带宽分配 请求消息的时频资源块的时频资源信息， 该时频资源块由多个移动站 所共享。 以 WiMAX无线通信网络为例， 第一资源分配通知消息即为 上行链路映射消息中用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的 时频资源块的时频资源信息的部分。
第一发送装置 92在第一接收装置 91接收到第一资源分配通知消 息后， 根据其中包含的用于各个移动站 Ml随机发送带宽分配请求消 息的时频资源块的时频资源信息， 在该时频资源信息所指示的时频资 源块上， 发送带宽分配请求消息给基站 B, 其中， 带宽分配请求消息 中包含带宽分配请求相关信息。 带宽分配请求相关信息的一个格式示 意图如图 4所示。
一个业务的带宽分配请求相关信息包括业务类型信息以及该业 务请求的带宽大小， 优选地， 还可以包括校验位， 如循环冗余校验位 ( CRC )。 如移动站 Ml 中不止一个业务需要申请带宽， 各个业务的 带宽分配请求相关信息可以如图 4所示。 移动站 Ml发送的带宽请求 消息中包含要申请带宽的各个业务的带宽分配请求相关信息。
具体地， 以 WiMAX无线通信系统为例， 其中的业务类型信息可 用基站分配给移动站的各个业务的传输连接标识 （ Transport Connection ID )来表示， 对于基站 B而言， 其分配给各个移动站的传 输连接标识是唯一的，并且在基站 B中存储有其为移动站中的各个业 务分配的传输连接标识的信息， 传输连接标识包含了业务类型和其他 QoS参数等信息， 传输连接标识的长度通常为 16个比特。 为了减少 信令的长度， 移动站 Ml与基站 B之间可以约定， 用几个比特来代表 传输连接标识。例如，基站 B为移动站 Ml分配了 4个传输连接标识， 0x89AB、 0x9ABC、 0xABCD、 0xBCDE。 移动站 Ml在发送带宽请求 消息时， 可根据传输连接标识数值所表示的大小分别用 1、 2、 3、 4 来代替上述具体的传输连接标识。这样可有效地减少带宽请求消息的 长度。
优选地， 第一发送装置 92发送的带宽分配请求消息中还可以包 括移动站 Ml 的标识。 例如， 在 WiMAX 无线通信网络中， 移动站 Ml的标识为移动站 Ml的 basic CID。 对于基站 B为移动站 Ml分配 用于扰码的 m序列的情形下 （基站 B为不同的移动站分配不同的 m 序列）， 移动站 Ml的标识还可以是 m序列。
基站 B在用于各个移动站 Ml随机发送带宽分配请求消息的时频 资源块上接收来自移动站 Ml 的带宽分配请求消息后， 根据移动站 Ml 的带宽分配请求相关信息为移动站 Ml分配专用时频资源， 并生 成第二资源分配通知消息发送给移动站 Ml。 对于例如 WiMAX的无 线通信系统， 第二资源分配通知消息为上行链路映射消息的一部分。
第一接收装置 91接收到来自基站 B的第二资源分配通知消息， 然后， 第一发送装置 92根据第二资源分配通知消息中包含的分配给 移动站 Ml的时频资源信息， 在该时频资源信息对应的时频资源块上 发送数据给基站 B。 该时频资源信息对应的时频资源块为移动站 Ml 专用。
由于无线通信信道的不稳定性， 在第一发送装置 92发送带宽分 配请求消息给基站 B时， 由于该带宽分配请求消 息丟失或者与其他 移动站发生冲突等原因， 基站 B有可能收不到该带宽分配请求消息。 因此， 第一发送装置 92也不会收到基站 B发送的第二资源分配通知 消息。 因此， 第一发送装置 92发送带宽分配请求消息后， 如果判断 装置 93判断第一接收装置 91在预定的时间长度内没有收到基站 B发 送的第二资源分配通知消息， 则控制装置 94控制第一接收装置 91和 第一发送装置 92重复执行上述接收和发送步骤。
由于用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块 是由多个移动站所共享。 在很多时候， 是由于移动站之间发生沖突而 导致基站 B没有收到移动站 Ml的带宽分配请求消息。 因此， 若判断 装置 93判断第一接收装置 91在预定时间内没有接收到第二资源分配 通知消息，控制装置 94控制第一发送装置 92在预定时间间隔后再重 新发送。 该时间间隔可以随机选取， 也可以是基站 B为各个移动站设 置一个固定值。 通常， 基站 B为各个移动站设置的固定值各不相同。 优选地， 可根据截断二进制指数退避算法确定所述预定时间间隔。
基站 B 还可以将用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的 时频资源块分割为多个时频资源子块。 例如， 如图 5所示， 基站 B将 用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块分割为六 个时频资源子块 Rl、 R2、 R3、 R4、 R5和 R6。 使用 OFDMA多址接 入方式的 WiMAX无线通信网络中的一个时频资源子块的示意图如图 6所示。
基站 B可指定 （例如在移动站进入流程中指定或者在移动站 Ml 使用本发明的方法之前指定） 时频资源子块 R1由移动站 Ml、 M2和 M3共用， 并发送用于指示移动站 Ml发送带宽分配请求消息的时频 资源子块位置的子块指示消息给移动站 Ml。
第一接收装置 91 在接收到第一资源分配通知消息后， 获得用于 各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时频资源信 息， 然后第一发送装置 92根据预先获得的子块指示消息， 在相应的 时频子块位置上发送带宽分配请求消息。
以使用 OFDMA多址接入方式的 WiMAX无线通信网络， 第一发 送装置 92发送的带宽分配请求消息的扩频和扰码处理方式如图 8所 示， 如前面所述。
图 10示出了根据本发明的一个具体实施方式在无线通信网络的 基站中用于为移动站分配带宽的分配装置 100的结构框图。
在图 10中， 分配装置 100包括第二发送装置 101、 第二接收装置 102、分配生成装置 103和调整装置 104。本领域技术人员根据本申请 的教导， 应能理解其中仅第二发送装置 101、 第二接收装置 102、 分 配生成装置 103是实施本发明所必要的装置， 调整装置 104为可选装 置。
以下结合图 3对位于基站 B中的分配装置 100为移动站 Ml分配带 宽的过程进行详细说明。
首先，第二发送装置 101发送第一资源分配通知消息至移动站 Ml , 该第一资源分配通知消息中包含用于各个移动站随机发送带宽分配 请求消息的时频资源块的时频资源信息， 该时频资源块由多个移动站 所共享。 以 WiMAX无线通信网络为例， 第一资源分配通知消息即为 上行链路映射消息中用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的 时频资源块的时频资源信息的部分。
移动站 Ml在接收到第一资源分配通知消息后， 根据其中包含的 用于各个移动站 Ml随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时频 资源信息， 在该时频资源信息所指示的时频资源块上， 发送带宽分配 请求消息给所述基站 B， 其中， 所述带宽分配请求消息中包含带宽分 配请求相关信息。
带宽分配请求相关信息的一个格式示意图如图 4所示。 一个业务 的带宽分配请求相关信息包括业务类型信息以及该业务请求的带宽 大小， 优选地， 还可以包括校验位， 如循环冗余校验位 （CRC )。 如 移动站 Ml中不止一个业务需要申请带宽， 各个业务的带宽分配请求 相关信息可以如图 4所示。 移动站 Ml发送的带宽请求消息中包含要 申请带宽的各个业务的带宽分配请求相关信息。
具体地， 以 WiMAX无线通信系统为例， 其中的业务类型信息可 用基站分配给移动站的各个业务的传输连接标识 （ Transport Connection ID )来表示， 对于基站 B而言， 其分配给各个移动站的传 输连接标识是唯一的，并且在基站 B中存储有其为移动站中的各个业 务分配的传输连接标识的信息，传输连接标识包含了业务类型和其他 QoS参数等信息， 传输连接标识的长度通常为 16个比特。 为了减少 信令的长度， 移动站 Ml与基站 B之间可以约定， 用几个比特来代表 传输连接标识。例如，基站 B为移动站 Ml分配了 4个传输连接标识， 0x89AB、 0x9ABC、 0xABCD、 0xBCDE。 移动站 Ml在发送带宽请求 消息时， 可根据传输连接标识数值所表示的大小分别用 1、 2、 3、 4 来代替上述具体的传输连接标识。 这样可有效地减少带宽请求消息的 长度。
优选地， 移动站 Ml发送的带宽分配请求消息中还可以包括移动 站 Ml的标识。 例如， 在 WiMAX无线通信网络中， 移动站 Ml的标 识为移动站 Ml的 basic CID。对于基站 B为移动站 Ml分配用于扰码 的 m序列的情形下（基站 B为不同的移动站分配不同的 m序列）， 移 动站 Ml的标识还可以是 m序列。
第二接收装置 102在用于各个移动站 Ml随机发送带宽分配请求 消息的时频资源块上接收来自移动站 M 1的带宽分配请求消息。然后， 分配生成装置 103根据移动站 Ml的带宽分配请求相关信息为移动站 Ml 分配专用时频资源， 并生成第二资源分配通知消息。 第二发送装 置 101将第二资源分配通知消息发送给移动站 Ml。对于例如 WiMAX 的无线通信系统， 第二资源分配通知消息为上行链路映射消息的一部 分。
移动站 Ml在接收到来自基站 B的第二资源分配通知消息后，根 据第二资源分配通知消息中包含的分配给移动站 Ml 的时频资源信 息， 该时频资源信息对应的时频资源块上发送数据给基站 B。 该时频 资源信息对应的时频资源块为移动站 Ml专用。
基站 B 还可以将用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的 时频资源块分割为多个时频资源子块。 例如， 如图 5所示， 基站 B将 用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块分割为六 个时频资源子块 Rl、 R2、 R3、 R4、 R5和 R6。 使用 OFDMA多址接 入方式的 WiMAX无线通信网络中的一个时频资源子块的示意图如图 6所示。
基站 B可指定（例如在移动站进入流程中指定或者在移动站 Ml 使用本发明的方法之前指定） 时频资源子块 R1由移动站 Ml、 M2和 M3共用。 第二发送装置 101发送用于指示移动站 Ml发送带宽分配 请求消息的时频资源子块位置的子块指示消息给移动站 Ml。
移动站 Ml在接收到所述第一资源分配通知消息后， 获得用于各 个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资源块的时频资源信息， 然后根据预先获得的子块指示消息， 在相应的时频子块位置上发送带 宽分配请求消息。
优选地，调整装置 104还可以根据其所辖的移动站的数目和 /或各 个移动站中的业务类型 /或数目来调整用于各个移动站发送带宽分配 请求消息的时频资源块的大小。 例如， 如果基站 B所辖的所有移动站 都使用图 3所示的快速带宽请求方法请求基站为其分配带宽，假设基 站 B本来辖有十个移动站， 基站 B用于各个移动站随机发送带宽分 配请求消息的时频资源块正好可以容纳十个移动站发送带宽分配请 求消息。 此时如有新的移动站进入基站 B的辖区， 则调整装置 104需 要为增加用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源， 以便新 的移动站能够发送带宽分配请求消息。在有移动站离开基站 B的覆盖 区域后， 调整装置 104可及时减少用于各个移动站发送带宽分配请求 消息的时频资源， 以节省无线通信资源。 并且， 各个移动站中的业务 数目增加或减少时，基站也要及时调整用于各个移动站发送带宽分配 请求消息的时频资源块的大小。
进一步， 如果移动站中只有对时延比较敏感的业务使用图 3所示 的快速带宽请求与分配方法， 则调整装置 104需要根据各个移动站中 业务类型来调整用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源 块的大小， 即对时延敏感的业务增多时， 增加用于各个移动站发送带 宽分配请求消息的时频资源， 对时延敏感的业务减少时， 减少用于各 个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源。
优选地， 调整装置 104还可以结合其所辖的移动站的数目和各个 移动站中的业务类型和 /或数目一起来调整用于各个移动站发送带宽分 配请求消息的时频资源块的大小。
在基站 B 将将用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时 频资源块分割为多个时频资源子块时， 调整装置 104调整该时频资源 块即表现为增加或者减少时频资源子块的数目。如果各个移动站的时 频资源子块的位置发生变化， 第二发送装置 101还需及时通知各个移 动站调整后的时频资源子块的位置。
虽然本发明中以 WiMax无线通信网络对为例对本发明进行了详 细的说明， 本领域的技术人员根据本申请文件的教导， 应能理解本发 明不限于此， 对于其它无线通信网络， 本发明同样适用。 本发明的技 术方案用软件或硬件皆可实现。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是， 本发明 并不局限于上述特定实施方式， 本领域技术人员可以在所附权利要求 的范围内做出各种变形或修改。

Claims (1)

  1. 权 利 要 求 书
    1. 一种在无线通信网络的移动站中用于请求基站为其分配带宽 的方法， 其特征在于， 包括以下步骤：
    a. 接收来自基站的第一资源分配通知消息， 该第一资源分配通 知消息中包含用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资 源块的时频资源信息， 该时频资源块为多个移动站所共享；
    b. 在所述时频资源信息所指示的时频资源块上， 发送带宽分配 请求消息给所述基站， 其中， 所述带宽分配请求消息中包含带宽分配 请求相关信息。
    2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述用于各个移 动站发送带宽分配请求消息的时频资源块包括多个时频资源子块， 在 所述步骤 a之前还包括以下步骤：
    - 接收来自基站的用于指示所述移动站发送带宽分配请求消息 的时频资源子块位置的子块指示消息。
    所述步骤 b还包括以下步骤：
    - 根据所述时频资源信息， 在所述子块指示消息所指示的时频资 源子块上发送所述带宽分配请求消息给所述基站。
    3. 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 b 之后还包括以下步骤：
    - 接收来自所述基站的第二资源分配通知消息， 该第二资源分配 通知消息中包含所述基站根据所述带宽分配请求消息为所述移动站 分配的时频资源信息， 该时频资源信息所指示的时频资源块为所述移 动站专用。
    4. 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 在所述步骤 b 之后还包括以下步骤：
    c 判断在预定时间长度内是否接收到来自基站的第二资源分配 通知消息；
    d. 若在预定时间内没有接收到所述第二资源分配通知消息， 重 复执行所述步骤&、 b。
    5. 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 所述步骤 d还包 括以下步骤：
    - 若在预定时间长度内没有接收到所述第二资源分配通知消息， 在预定时间间隔后重复执行所述步骤&、 b。
    6. 根据权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 还包括以下步骤： - 根据截断二进制指数退避算法确定所述预定时间间隔。
    7. 根据权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 带宽分配请 求相关信息包括所述移动站中的业务标识以及所述移动站所请求分 配的带宽的大小。
    8. 根据权利要求 7所述的方法， 其特征在于， 所述无线通信网 络包括 WiMAX无线通信网络， 所述移动站中的业务标识包括所述移 动站中的业务流的连接标识。
    9. 一种在无线通信网络的基站中用于为移动站分配带宽的方法， 其特征在于， 包括以下步骤：
    A. 发送第一资源分配通知消息至所述移动站， 该第一资源分配 通知消息中包括用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频 资源块的时频资源信息， 该时频资源块为多个移动站所共享；
    B. 在所述用于各个移动站随机发送带宽分配请求消息的时频资 源块上接收来自所述移动站的带宽分配请求消息， 所述带宽分配请求 消息中包含带宽分配请求相关信息；
    C.根据所述带宽分配请求相关信息为所述移动站分配时频资源， 并生成第二资源分配通知消息， 该分配的时频资源为所述移动站专 用；
    D. 将所述第二资源分配通知消息发送给所述移动站。
    10. 根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 所述用于各个移 动站发送带宽分配请求消息的时频资源块包括多个时频资源子块， 在 所述步骤 A之前还包括以下步骤：
    - 发送用于指示所述移动站发送带宽分配请求消息的时频资源 子块位置的子块指示消息至所述移动站。
    所述步骤 B还包括以下步骤：
    - 在所述移动站发送带宽分配请求消息的时频资源子块上接收 来自所述移动站的带宽分配请求消息。
    11. 根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于，还包括以下步骤： - 根据本基站所辖的移动站的数目和 /或各个移动站中的业务类型 和 /或数目来调整所述用于各个移动站发送带宽分配请求消息的时频 资源块的大小。
    12. 根据权利要求 9所述的方法， 其特征在于， 带宽分配请求相 关信息包括所述移动站中的业务标识以及所述移动站所请求分配的 带宽的大小。
    13. 根据权利要求 12所述的方法， 其特征在于， 所述无线通信 网络包括 WiMAX无线通信网络， 所述移动站中的业务标识包括所述 移动站中的业务流的连接标识。
    14. 一种在无线通信网络的移动站中用于请求基站为其分配带宽 的请求装置， 其特征在于， 包括：
    第一接收装置， 用于接收来自基站的第一资源分配通知消息， 该 第一资源分配通知消息中包含用于各个移动站随机发送带宽分配请 求消息的时频资源块的时频资源信息， 该时频资源块为多个移动站所 共享；
    第一发送装置， 用于在所述时频资源信息所指示的时频资源块 上， 发送带宽分配请求消息给所述基站， 其中， 所述带宽分配请求消 息中包含带宽分配请求相关信息。
    15. 根据权利要求 14所述的请求装置， 其特征在于， 所述用于 各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源块包括多个时频资源 子块， 所述第一接收装置还用于：
    - 接收来自基站的用于指示所述移动站发送所述带宽分配请求 消息的时频资源子块位置的子块指示消息。
    所述第一发送装置还用于： - 根据所述时频资源信息， 在所述子块指示消息所指示的时频资 源子块上发送所述带宽分配请求消息给所述基站。
    16. 根据权利要求 14或 15所述的请求装置， 其特征在于， 第一 接收装置还用于：
    - 接收来自所述基站的第二资源分配通知消息， 该第二资源分配 通知消息中包含所述基站根据所述带宽分配请求消息为所述移动站 分配的时频资源信息， 该时频资源信息所指示的时频资源块为所述移 动站专用。
    17. 根据权利要求 14或 15所述的请求装置， 其特征在于， 还包 括：
    判断装置， 用于判断在预定时间长度内是否接收到来自基站的第 二资源分配通知消息；
    控制装置， 用于若在预定时间内没有接收到所述第二资源分配通 知消息， 控制所述第一接收装置、 第一发送装置重复执行所述步骤。
    18. 根据权利要求 17所述的请求装置， 其特征在于， 所述控制 装置还用于：
    - 若在预定时间长度内没有接收到所述第二资源分配通知消息， 控制所述第一接收装置、 第一发送装置在预定时间间隔后重复执行所 述步骤。
    19. 根据权利要求 18所述的请求装置， 其特征在于， 所述控制 装置还用于：
    - 根据截断二进制指数退避算法确定所述预定时间间隔。
    20. 根据权利要求 14或 15所述的请求装置， 其特征在于， 带宽 分配倩求相关信息包括所述移动站中的业务标识以及所述移动站所 请求分配的资源块的大小。
    21. 根据权利要求 20所述的请求装置，其特征在于， 所述无线通 信网络包括 WiMAX无线通信网络， 所述移动站中的业务标识包括所 述移动站中的业务流的连接标识。
    22. 一种在无线通信网络的基站中用于为移动站分配带宽的分配 装置， 其特征在于， 包括：
    第二发送装置， 用于发送第一资源分配通知消息至所述移动站， 该第一资源分配通知消息中包括用于各个移动站随机发送带宽分配 请求消息的时频资源块的时频资源信息， 该时频资源块为多个移动站 所共享；
    第二接收装置， 用于在所述用于各个移动站随机发送带宽分配请 求消息的时频资源块上接收来自所述移动站的带宽分配请求消息， 所 述带宽分配请求消息中包含带宽分配请求相关信息；
    分配生成装置， 用于根据所述带宽分配请求相关信息为所述移动 站分配时频资源， 并生成第二资源分配通知消息， 该分配的时频资源 为所述移动站专用；
    所述第二发送装置还用于：
    - 将所述第二资源分配通知消息发送给所述移动站。
    23. 根据权利要求 22所述的分配装置， 其特征在于， 所述用于 各个移动站发送带宽分配请求消息的时频资源块包括多个时频资源 子块， 所述第二发送装置还用于：
    - 发送用于指示所述移动站发送带宽分配请求消息的时频资源 子块位置的子块指示消息至所述移动站。
    所述第二接收装置还用于：
    - 在所述移动站发送带宽分配请求消息的时频资源子块上接收 来自所述移动站的带宽分配请求消息。
    24. 根据权利要求 22所述的分配装置， 其特征在于， 还包括： 调整装置， 用于根据本基站所辖的移动站的数目和 /或各个移动站中的 业务类型和 /或数目来调整所述用于各个移动站发送带宽分配请求消 息的时频资源块的大小。
    25. 根据权利要求 22所述的分配装置， 其特征在于， 带宽分配 请求相关信息包括所述移动站中的业务标识以及所述移动站所请求 分配的带宽的大小。
    26. 根据权利要求 25所述的分配装置， 其特征在于， 所述无线 通信网络包括 WiMAX无线通信网络， 所述移动站中的业务标识包括 所述移动站中的业务流的连接标识。
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