CN101940052B - 分配资源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将资源分配给多个从站以使得能够在主站和所述多个从站之间通信的方法，该方法包括步骤：a)将资源至少分组为第一资源集合和第二资源集合；b)将第一资源集合的第一资源分配给第一从站，所述第一资源具有第一资源集合中的第一索引；c)将第二资源集合的第二资源分配给第一从站，所述第二资源具有第二资源集合中的第二索引，该索引等于第一索引加上偏移量，该偏移量至少部分地基于主站和第一从站已知的其它信息。

Description

分配资源的方法

发明领域

本发明涉及在包括主站和多个从站的通信网络中分配资源的方法。

本发明例如关于像UMTS那样的移动电信网络或者其中必须分配一些资源的任意通信网络。

发明背景

在一定带宽上工作的通信系统中，传输质量取决于频率和时间。给定具有足够宽的带宽的系统，在任一时刻系统中的不同频率可能提供在系统特定节点间的不同性能。典型地，靠在一起的频率将具有类似的性能，隔开较远的那些频率具有不同的性能。

理想地，信道知识(例如通过测量已知参考信号的接收而获取)被用来识别给定时刻一组给定节点之间在其上通信的较好的频率。然而，这产生了在节点间传输参考信号和交换测量信息方面的大量系统开销。

在一些情况下，传输应在没有关于哪些频率将给出较好性能的知识情况下被调度。在这些实例中，可能有利的是使用频率分集，即在多个不同频率上调度传输，其中对于给定分配选择的频率在一定程度上分离。在一些情况下，可能存在有关信道性能的有限信息，其足以允许选择在特定频率上传输所使用的传输格式(例如调制和编码方案)，但是不足以对于哪些频率应被调度给哪些分配作出选择。

这种分配调度可以是固定的或者自适应的。在任一情况下，在任意给定时刻接收节点需要具有用于传输的调度的知识，以便能够成功地接收和解码传输。

为了实现最好的系统性能，分布式调度分配需要针对两个不同的标准进行优化。给定能够在大的频带上测试的可用资源单元，一个标准是在任意分配中实现的频率间隔(separation)，其应当尽可能地大。另一个标准是使得接收节点能够识别其预期接收的传输的位置所需的信令数量，该信令数量应当被最小化。

固定调度具有以下优势：需要最少的额外信令。在固定调度中，多个资源块集合被预先确定，并且仅仅每个节点所需的信令是哪个资源块集合被分配给该节点的指示。固定调度的主要缺点在于，频率间隔也必须是固定的并且不能根据系统负载而优化。典型地，该间隔被设为最大可能间隔的一半，其在满负载条件下提供最佳的间隔，但是在其它条件下提供次优的间隔。

固定调度的一种已知变型是镜像分配，其中可用的较低频率资源块与可用的较高频率资源块配对，第二较低频率资源块与第二较高频率资源块配对，等等。然而，随着负载增加，分配更加接近频带的中间，最终频带中间的相邻频率被作为单个分配而一起调度。这样在这些中间区域抵消了频率分集的益处，附加地对于每个分配提供了不同的间隔，导致在分配上不一致的性能。

相反地，自由调度能够提供最优的频率间隔。在这种情况下，对于分配识别没有预先约束，所以在发送节点处能够完全自由地做出这些分配。然而，为了接收节点工作，有必要将每个分配的组成细节用信号通知给接收节点。在相对少量的有用数据被调度的情况下，由于这种信令带来的开销可能消除任何由于改善的无线电性能而带来的系统益处。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种解决了上述问题的分配资源的方法。

本发明的另一个目的是提供一种允许实现信令数量和灵活性之间的良好折衷的方法。

为了这个目的，根据本发明的第一方面，提出了一种将资源分配给多个从站以使得能够在主站和所述多个从站之间通信的方法，该方法包括步骤：将资源至少分组为第一资源集合和第二资源集合；将第一资源集合的第一资源分配给第一从站，所述第一资源具有第一资源集合中的第一索引；将第二资源集合的第二资源分配给第一从站，所述第二资源具有第二资源集合中的第二索引，其等于第一索引加上偏移量，该偏移量至少部分地基于主站和/或第一从站已知的其它信息。

结果，给定分配使用的资源单元数量、需要进行的分配数量和可用资源单元数量，这个方法对于将要被计算的调度分配的不同部分允许最优的频率间隔。算法的进一步改进考虑不同技术以预留资源块，从而它们对于该调度过程是不可用的，并且可以在系统中的别处使用。通过考虑实施该方法所需要的输入，能够看到如何需要降低的信令负载，同时仍然提供最优的频率间隔。

本发明还涉及一种主站，包括用于执行根据本发明第一方面的方法的装置。

本发明的这些和其它方面根据以下描述的实施方式将变得清楚明白，并且将参照这些实施方式进行阐述。

附图简述

现在将参照附图通过例子来更详细地描述本发明，其中：

图1是以示意方式表示根据本发明第一实施方式的资源分配的框图；

图2是以示意方式表示根据本发明第一实施方式的变型的资源分配的框图；

图3是以示意方式表示根据本发明第二实施方式的资源分配的框图；

图4是以示意方式表示根据本发明第三实施方式的资源分配的框图；以及

图5是以示意方式表示根据本发明第三实施方式的资源分配的框图。

发明详述

本发明涉及一种在电信网络中分配资源的方法，更特别地致力于如GSM或UMTS的移动电信网络。在这样的网络中，基站或主站通过多个信道与多个移动站或从站通信。

图1图示了本发明实施方式的第一实例。在这个方案中，每个分配由一对资源块组成，并且认为一个资源块标准化为一个频率单元，因此在频率方面的描述实际上指的是资源单元编号和位置，从而允许使用容易理解的术语，例如带宽。然而，资源可以是不同于频率的另一个参数。为了解释简单起见，也认为资源单元被识别为连续的相邻频率的集合。在实践中，情况可能并非总是如此，但是本发明仍然适用，如下面将看到的。

从系统的观点看，对于所有配对，理想的配对分配将在配对的元素间给出同样的间隔。给定需要分配的配对的数量和可用资源单元，该间距(spacing)将为可能的最大值。

这能够通过使用基于已知的固定间隔方案的方案而实现，其附加偏移量。在图1中，可以看到，对于低负载(LL)的情况，从站A、B和C具有分配的资源块配对，其被9个资源块隔开，并且对于高负载(HL)的情况，间隔是7个块。对于每个所考虑的从站，可以通过使用偏移量来偏置第一资源块的索引，从第一资源块推导出第二资源块。在满负载的情况下，BW/2是理想的间隔，其中BW是资源块的数量，在非满负载的情况下，该偏移量允许在频带边缘的未使用资源元素移动至频带中央，从而增加了在配对的元素之间的间隔。

在这个功能中，如果我们假设频带中所有资源单元都可用于调度，则在配对的元素之间的间隔能够通过以下方程给出：

$\mathrm{Sep}=\mathrm{floor}(\frac{\mathrm{BW}}{2}+\mathrm{Offset})$

其中BW是可用资源块的数量，floor是使得对于任意x，n≤x＜n+1，则floor(x)＝n的函数，并且Offset是由下式给定：

$\mathrm{Offset}=\mathrm{floor}(\frac{\mathrm{BW}}{2}-N_{\mathrm{Grp}}),$

其中N_Grp是需要分配的从站的组的数量。这里，每个组包括一个从站，但是如下面将看到的，从站可以分组为多个从站的组。

图2图示了从站被分组为3个从站的组的情况。然而，相同的推理仍然成立。多个分配可以共享每个资源。例如，上面描述的一般化算法能够被应用于对应单个资源单元的大小的分配，其对于每个分配都被分裂并且在n个不同的资源单元中传输。这允许n个分配例如以时分复用方式在每个资源单元内共享相同的资源单元集合，对于每个分配使用附加的用信号通知的参数以指示在何处分配位于第一资源单元。这在下面通过实例针对n＝3的情况而示出。

在这些实施方式中，所述算法能够被用于从资源集合中分配每个资源给多个接收者或单个接收者，其中所述多个接收者例如以时分、码分或空分复用方式被复用在资源中。

图3图示了将带宽划分为3个资源块集合的情况，并且每个从站分配给3个资源的集合。该分配如下进行。除了可能的分配被限制为频带的三分之一而非一半之外，以与用于配对的相同方式将三元组(triplet)的第一个元素分配并信令发送。如果总的资源单元数量近似为2的幂，则信令的数量与配对相同(相同比特数量)。(对于资源单元总数量的某些值，有可能节省一个信令比特。)

三元组的第三个元素以用于配对分配的完全相同的方式与第一个元素有关地分配。

三元组的中间元素被分配在第一个元素和第三个元素之间的一半位置(恰好正中，或者在第一个元素和第三个元素之间的资源元素数量为偶数的情况下，具有偏移量1。偏移量可以为+或-1，但应当是始终一致的)。

上面介绍的方程可以如下推广到n个资源块的分配。

在分配的最远的元素之间的间隔由下式给出：

其中给出的间距是该组中相邻元素之间的间距。

${\mathrm{Sep}}_{\max }=\mathrm{floor}((n-1)\frac{\mathrm{BW}}{n}+\mathrm{Offset});$

其中并且其中n是每个分配的资源块的数量。

在分配的相邻元素之间的间隔由下式给出：

${\mathrm{Sep}}_{\mathrm{adj}}=\mathrm{floor}\left(\frac{{\mathrm{Sep}}_{\max }}{n-1}\right)$

在另一个实施方式中，由于被预留，一些资源块可能不可用，需要考虑这种情况。根据本发明的该实施方式，所述方法的第一步骤是检查一些资源块是否被预留并且将它们从方法的其余步骤中排除。因此，编索引将考虑这些，其对于偏移量的计算能够被忽略。

然而，如果这些预留的块没有被忽略，则我们如下修改偏移量：

$\mathrm{Offset}=\mathrm{floor}(\frac{\mathrm{BW}}{n}-N_{\mathrm{Grp}}-\frac{N_{\mathrm{res}}}{n}),$

其中N_res是预留资源块的数量。

在信令方面，有必要用信号通知每个配对的一个元素的位置和可以被用作偏移量值的附加项，或者计算偏移量值。典型地，带宽将是固定的，或者只在长的时间尺度上变化，因而不需要频繁地用信号通知。所需分配的最大数量和预留块的数量可以较频繁地改变。有可能选定信令频率以优化最优性能和信令开销之间的折衷——可以使用较不频繁的信令，其中用信号通知的值是直到下次信令以前的最大值。如果在该时间段期间分配的实际数量小于该最大值，那么与即时分配数量可实现的最大值相比，将存在配对间隔的少量减小。

在本发明第二实施方式中，可以在相对长的时间段内为特定从站预留一些资源。作为例子，移动站可能需要若干资源以发送或接收大量数据。在这种情况下，可以对于若干时间帧调度分配。对于若干时间帧，预留的块可以是相同的或者根据预定的模式而变化。

图4图示了考虑预留块的该实施方式的第一变型。其基于虚拟(dummy)的资源分配。一种形成预留块的简单方式是创建一个或多个“虚拟”分配。像正常那样做出(根据所述算法)但是不由这个系统功能分配给任何用户的分配于是可以由某个其它系统功能使用。主要的优点在于不需要额外的信令。然而，预留块的数量的粒度是根据分配分组方式(例如配对、三元组、n元组)而受限的，并且预留块的位置不是完全灵活的——每个【配对/三元组】中只有一个能够被自由地放置——其它的都根据该算法定位。

在图4中，三个从站A、B和D需要分配，并且第一资源块集合的第三资源块已经被预留用于特定从站C。从而，根据本发明的该特定变型，根据本发明的第一实施方式执行分配，如同该特定从站需要包括第三资源块和另一个资源块的资源块配对，所述另一个资源块由上述方法确定，此处为第二集合的第五个。第二集合的第五个块不可以被分配给从站C，但是可以被保留用于其它目的。

在该实施方式的另一变型中，在将资源元素分配给配对、三元组等之前，预留的块能被放置在任何位置，并且如正常那样(根据一般化算法)将资源元素分配给配对、三元组等。然而，在一个或多个预留块落在相同分配的两个元素之间的情况下，间隔将根据预留块的该数量增大，如在图5中可见的。

除了方案的正常的信令外，对于每个受影响的分配，用信号通知该附加的偏移量的值。主要的优点在于在预留块的数量和放置上的完全灵活性和与用信号通知所有组元素的位置或绝对间隔距离相比较少的信令开销(假设大多数频带被用于分布式调度而非预留块)。然而，相比于没有预留块或虚拟分配，它需要增加信令。

在本发明的另一个变型中，在半静态预留的情况下，预留块可以从可用资源单元集合中移除，剩余的单元被重新编号或重新索引。然后，无修改地将该算法应用于资源单元的新的“光栅(raster)”。“半静态”预留也可以是根据预定(和已知)的方式随着时间而改变的预留，从而不需要用信号通知改变。一个例子是分配的固定跳频方式。低速率信令(可以是广播或点对点，可以在“呼叫建立”时等)被用以将改变用信号通知“光栅”，或者也可以被用以在预先配置的光栅的小集合之间切换。主要优点在于，它允许在预留块的数量和放置上的完全灵活性和信令开销的相对较少的增加。然而，信令效率仅在半静态预留的情况下增大。

非连续光栅也可以应用作为最初可用于频率分集调度的资源单元的基本集合。在一些情况下，可能不需要用信号通知光栅中“间隙”的存在和位置。

两个例子是：

1、在UMTS LTE中，存在从发射基站发送的广播控制信道。这些信道的位置对于接收终端来说是已知的。因此终端可以不理会光栅中的这些，不需要任何特定的信令来这样做。

2、在一些情况下，发射节点可以向终端请求有限的信道质量信息以在不同的传输格式(调制、编码等)之间选择，而不获取足够的信息以在不同的频率之间选择以用于调度分配。这种信息可能仅针对可能频率的子集而非针对所有频率而被请求。在这里，可以假设针对其请求该有限的信道质量信息的频率是组成可用资源单元的“光栅”的那些频率，而不需要额外的信令来识别该光栅。

对“光栅”的进一步修改是可能的，但是将需要额外的信令。

本发明在具有能够用信号通知固定的或缓慢改变的参数的广播信道的系统中提供了特别的益处，所述参数需要用来计算对系统中所有用户的资源分配(例如系统带宽、预留块、分布式分配的数量)。这意味着这样的参数不需要被个别地用信号通知给每个用户，因此节省了信令开销。

在任意实施方式中，多于一个所述分配可以被分配给单个用户。在这种情况下，可以借助于与第一分配的偏移量用信号通知除一个分配之外的所有分配。

应当认识到，本发明不限于上述实例并且能够被改动。例如，可以理解，在一些改动中，主站的角色可以是移动站，从站可以是基站。本领域技术人员在实施所要求保护的本发明时，通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，应当能够理解并实现所公开的实施方式的其它变型。

在权利要求书中，词语“包括/包含”不排除其它元件或步骤，不定冠词“一”不排除多个。单个单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。仅仅某些措施在互不相同的从属权利要求中记载这一事实并不表明这些措施的组合不能被有利地利用。

Claims (11)

1.一种将资源分配给多个从站以使得能够在主站和所述多个从站之间通信的方法，包括步骤：

a)将资源至少分组为第一资源集合和第二资源集合；

b)将第一资源集合的第一资源块分配给包括至少一个从站的第一从站组的至少一个第一从站，所述第一资源块具有第一资源集合中的第一索引；

c)将第二资源集合的第二资源块分配给第一从站组的第一从站，所述第二资源块具有第二资源集合中的第二索引，该索引等于第一索引加上偏移量，该偏移量至少部分地基于其它信息，

其中所述其它信息包括以下各项中的至少一个：从站数量、不可用资源集合、可用资源数量、分配给每个从站的资源数量以及这样的资源集合，对于所述资源集合中的至少一些，第一从站组报告相应的信道状态或信道质量信息。

2.如权利要求1的方法，其中第一集合是较低频率的资源集合，并且其中第二资源集合是较高频率的资源集合。

3.如权利要求2的方法，其中步骤a)包括将可用资源分组为第一资源集合、第二资源集合和至少一个第三资源集合，所述至少第三资源集合是中间频率的资源集合。

4.如权利要求1或2的方法，进一步包括步骤d)：将偏移量用信号通知每个从站。

5.如权利要求1或2的方法，进一步包括步骤d)：将所述其它信息用信号通知每个从站。

6.如权利要求1或2的方法，在步骤a)之前进一步包括步骤z)：对于每个资源，检查所考虑的资源是否可用，如果否，排除将所考虑的资源用于步骤a)。

7.如权利要求6的方法，其中偏移量通过下式给出：

$\mathrm{Offset}=\mathrm{floor}(\frac{\mathrm{BW}}{n}-N_{\mathrm{Grp}});$

其中BW是可用资源的数量，n是分配给每个从站的资源的数量，N_Grp是从站的组的数量。

8.如权利要求6的方法，进一步包括用信号通知从站在步骤z)中发现不可用的资源。

9.如权利要求1的方法，进一步包括步骤：将第三资源集合的第三资源块分配给第一从站，所述第三资源块具有第三资源集合中的第三索引，从而在第一资源块和第三资源块之间的资源的数量等于其中BW是可用资源的数量，n是分配给每个从站的资源数量，N_Grp是从站的组的数量。

10.一种主站，包括用于将资源分配给多个从站以使得能够在该主站和所述多个从站之间通信的装置，进一步包括：

用于将资源至少分组为第一资源集合和第二资源集合的装置；

用于将第一资源集合的第一资源块分配给第一从站的装置，所述第一资源块具有第一资源集合中的第一索引；

用于将第二资源集合的第二资源块分配给第一从站的装置，所述第二资源块具有第二资源集合中的第二索引，该索引等于第一索引加上偏移量，该偏移量至少部分地基于其它信息，

其中所述其它信息包括以下各项中的至少一个：从站数量、不可用资源集合、可用资源数量、分配给每个从站的资源数量以及这样的资源集合，对于所述资源集合中的至少一些，第一从站组报告相应的信道状态或信道质量信息。

11.如权利要求10的主站，其中所述其它信息包括从站数量、不可用资源集合、可用资源数量和分配给每个从站的资源数量中的至少一个。