背景技术
随着移动用户对数据业务需求的日益增长,全球移动通信系统演进增强数据速率(Enhanced Data Rate for GSM Evolution,简称为EDGE)作为一种基于全球移动通信(Global system for MobileCommunication,简称为GSM)/通用分组无线业务(General PacketRadio Service,简称为GPRS)网络的数据增强型移动通信技术,已逐渐成为运营商关注的焦点。
EDGE利用了GSM频率资源和大部分的GSM设备,只需对网络软件及硬件做一些较小的改动,就能够使运营商向移动用户提供诸如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件传输等无线多媒体服务。可以预见,在将来第二、三代移动通讯网络共存的时期内,EDGE将成为为终端用户提供高效稳定的数据业务的重要技术。
为了满足用户对分组数据业务的更高带宽、更低时延的需求,第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,简称为3GPP)组织引入增强型EDGE概念并将其作为2G PS域的下一步重要演进。3GPP TR 45.912协议提出了缩减传输时延(RTTI)和快速应答(FANR)两个关键技术,它们是实现更低传输时延和提高用户终端感知的数据传输速率的两个主要技术手段。
下面针对支持RTTI相关方面进行描述。
目前,GPRS/EDGE系统中分组数据传输的最小单元是块(Block),具体可以参见图1。如图1所示,X表示空闲帧(IdleFrame),T表示用于PTCCH的帧,B0~B11表示发送块(Radioblocks)。
其中,每个Block中的数据承载于分属4个连续的时分多址(TDMA)帧上的1个无线时隙(下文简称为时隙,前面提到的分组信道与时隙是一对一的关系,逻辑数据量上具有等效性)上,即网络完整发送一个Block的时长,或者用户终端完整接收一个Block的时长,是4个连续的TDMA帧长度——20ms。这个时长也称为Block的基本传输时延(BTTI)。
由于Block数据长度为定值,因此,要实现小于20ms的时间内传输一个Block只能采用增大传输带宽的方式,具体而言有以下两种方式:多时隙增加传输带宽和多载波增加传输带宽。
下面对多时隙增加传输带宽的方式进行描述,具体可以图2。图2中由TDMA 1和TDMA 2中的物理数据信道(Physical DataChannel,简称为PDCH)PDCH0、PDCH1均承载了Block1。这个Block在2个TDMA帧的时间内传输完成,因此它是10ms RTTIBlock;由TDMA 3的PDCH4、PDCH5、PDCH6、PDCH7承载了Block2。这个Block在1个TDMA帧的时间内传输完成,因此它是5ms RTTI Block。从实际应用来看,10ms RTTI在性能提升与资源占用的比率上具有一定的优势,且更容易实现,因此下面对10msRTTI进行描述。
由图2可知,10ms RTTI需要将2个PDCH组合在一起使用,此处称之为PDCH对(PDCH-Pair)。由于不支持RTTI的传统移动台(Legacy MS,简称为L-MS)和支持RTTI的增强型EDGE移动台(E-MS)可能复用到相同PDCH-Pair,因此在上行信道的使用中会出现兼容性问题。具体原因是:现有协议规定移动台(MobileStation,简称为MS)根据网络在下行信道(PDCH/DL)上下发的上行状态标识(Uplink State Flag,简称为USF)来判断自己是否拥有上行信道(PDCH/UL)使用权。在10ms RTTI中,E-MS只在2个连续的TDMA帧的一个下行信道对(PDCH/DL-Pair)上接收USF;而L-MS需在4个连续的TDMA帧的一个PDCH/DL上接收USF,因此导致L-MS在PDCH-Pair上不能正常使用PDCH/UL-Pair。
为解决这个问题,协议45.912中引入了BTTI USF模式(BTTIUSF mode,即USF是在4个连续TDMA帧的PDCH/DL-pair的一个PDCH/DL上发送)和RTTI USF模式(RTTI USF mode,即USF是在2个连续TDMA帧的一个PDCH/DL-pair中的两个PDCH/DL上发送)。
PDCH-Pair使用BTTI USF mode时,L-MS和E-MS都可以复用到该PDCH-Pair,能实现演进后网络对L-MS的兼容,具体可以参见图3。
图3中E-MS A、L-MS B、L-MS C、E-MS D复用了同一个PDCH-Pair上,他们的下行Block都以20ms周期发送,E-MS A和E-MS D的上行Block以10ms周期发送,L-MS B、L-MS C的上行Block仍以20ms周期发送。
PDCH-Pair使用RTTI USF mode时,只允许E-MS使用该PDCH-Pair,具体可以参见图4。
图4中E-MS A、E-MS D的下行Block和上行Block都以10ms周期发送。
由此可知,使用BTTI USF mode的PDCH-Pair兼容性好,但付出的代价是牺牲下行Block传输时延性能;使用RTTI USF mode的PDCH-Pair虽然兼容性较差,但其优点是上下行Block的发送周期都缩短了10ms,Block的传输时延性能好。因而网络侧在配置无线时隙资源时,普通信道资源与RTTI信道资源以及RTTI信道资源中BTTI USF mode与RTTI USF mode的配置比例都会直接影响网络的兼容性、接入容量以及传输时延性能。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图5是根据本发明实施例的分组业务无线信道资源的分配系统的结构框图。如图5所示,该分配系统包括:移动台类型判断装置50、信道资源查询装置52、以及信道资源分配装置54。
移动台类型判断装置50,用于判断请求分配分组业务无线信道资源的移动台的类型;
信道资源查询装置52,用于在移动台的类型对应的信道资源中,按照优先级顺序依次查询获取各等级可用信道资源;
信道资源分配装置54,用于在各等级信道资源中具有最高优先等级信道资源中进行信道资源分配,并对当前分配结果进行评分生成目标评价值,当目标评价值小于预定目标值时,跳转至低一等级的可用信道资源进行信道资源分配,直至分配结果的目标评价值达到预定目标值,否则,分配失败。
上述分配系统中,信道资源查询装置52在移动台的类型对应的信道资源中,信道资源分配装置54按照优先级顺序查询获取当前可用的各个等级信道资源,按照排序顺序对各个等级信道资源进行分配,直至对某个等级信道资源分配成功。从而使得该网络系统的无线信道资源在兼容性能上和低传输时延性能上达到合理的配置。
在具体实施过程中,移动台类型判断装置50实现比较简单,主要是根据移动台(MS)上报的无线接入能力信息来判断该MS是L-MS还是E-MS,具体过程在5GPP 24.008协议中有描述。此处不再赘述。
在具体实施过程中,当移动台为传统移动台(L-MS)时,即该移动台不支持缩减传输时延RTTI,则信道资源查询装置52,按照静态BTTI信道、静态BTTI USF mode PDCH-Pair、动态信道的顺序依次查询。当移动台为E-MS时,即该移动台支持缩减传输时延RTTI,则信道资源查询装置52,按照静态RTTI USF modePDCH-Pair、静态BTTI USF mode PDCH-Pair、动态信道、静态BTTI信道的顺序查询。
在具体实施过程中,信道资源分配装置54,在信道资源分配之前,会根据不同类型的移动台的不同类型业务要求预先设置分配结果目标值(即上述预定目标值)。例如,将某次业务要求的传输速率、传输时延、传输带宽作为目标值,那么对于L-MS,依次在静态BTTI信道、静态BTTI USF mode PDCH-Pair、动态信道中分配,对于每一次的分配结果都会按其能够提供的传输数率,传输时延及传输带宽进行评分并加权生成目标评价值。如果该目标评价值达到了预先设定分配结果目标值,则认为已经找到满意的分配结果,不再到下一等级资源中去分配,并成功返回;如果当前等级中未分配到信道或分配结果的目标评价值达不到要求,那么将进入次等级的资源中分配,直到分配成功或所有等级资源中都分配失败。类似,对于E-MS也是走同样的分配流程,只是信道资源等级的优先级顺序不同,此不再赘述了。
优选地,如图6所示,上述系统还可以包括:信道资源管理装置56,分别与信道资源查询装置52和信道资源分配装置54相连接,用于对移动台的类型对应的信道资源进行归类存储,并对当前信道资源占用情况进行动态更新。
在具体实施过程中,信道资源管理装置56,主要是完成对网络系统信道资源属性划分及归类存储,以及当前信道占用情况的动态更新。其中,无线信道资源属性可分为RTTI信道资源和BTTI信道资源两大类,同时这两类资源中又有静态资源和动态资源之分。通过信道配置,将总体信道资源设定静态BTTI PDCH(即不可组成PDCH-Pair使用)、静态PDCH-Pair(有静态RTTI USF mode和静态BTTI PDCH-Pair两种)、动态信道资源(即,可根据需要在PDCH-Pair和PDCH之间转换)。上述静态PDCH-Pair是由预定的业务信道构成,例如,PDCH0和PDCH1、PDCH2和PDCH3等,而动态PDCH-Pair是由两个相邻独立的PDCH组成,例如,PDCH1和PDCH2等。
通过信道资源管理,将信道各类信道资源的数量归类存储,同时在每次信道资源分配或回收之后对当前信道占用情况进行更新,以便信道查询和排序模块使用上述信息。其中,当前信道占用情况可以为网络中信道被各种终端占用的情况,也可以为各类资源在总信道资源中的占用比例等。
优选地,如图6所示,上述系统还可以包括:动态资源转换装置58,用于根据分配结果将两个独立的PDCH资源转换成动态RTTIUSF mode PDCH-Pair资源。
优选地,动态资源转换装置58,分别与信道资源分配装置54和信道资源管理装置56相连接,还用于根据分配结果将动态RTTIUSF mode PDCH-Pair资源转换成动态BTTI USF mode PDCH-Pair资源。
在具体实施过程中,动态资源转换装置58,用于缓冲L-MS和E-MS两类移动台进行业务时对信道资源占用所产生的矛盾。动态信道资源初始状态为普通的PDCH,当E-MS进行业务申请RTTI信道资源而静态配置的RTTI信道资源不充足时,就可以在动态信道资源中分配信道同时生成RTTI USF mode PDCH-Pair。如果网络信道资源占用率很高时,还可以进一步将动态信道资源中以生成的RTTI USF mode PDCH-Pair转化为BTTI USF mode PDCH-Pair,从而使网络达到更大的接入容量。
图7是根据本发明实施例的分组业务信道分配方法的流程图。如图7所示,该分组业务信道分配方法包括以下处理(步骤S702-步骤S708):
步骤S702:判断请求分配分组业务无线信道资源的移动台的类型;
步骤S704:在移动台的类型对应的信道资源中,按照优先级顺序依次查询获取各等级可用信道资源;
步骤S706:在所述各等级信道资源中具有最高优先等级信道资源中进行分配,并对当前分配结果进行评分生成目标评价值;以及
步骤S708:当目标评价值小于预定目标值时,跳转至低一等级的可用信道资源进行分配,直至分配结果的目标评价值达到预定目标值,否则,分配失败。
采用上述分组业务无线信道资源的分配方法,在移动台的类型对应的信道资源中,按照优先级顺序查询获取当前可用的各个等级信道资源,按照排序顺序对各个等级信道资源进行分配,直至对某个等级信道资源分配成功。从而使得该网络系统的无线信道资源在兼容性能上和低传输时延性能上达到合理的配置。
优选地,当移动台不支持缩减传输时延RTTI(即该移动台为传统移动台)时,移动台对应的信道资源按照优先级顺序排序为:静态BTTI信道资源、静态BTTI USF mode PDCH-Pair资源、动态信道资源。
其中,在动态信道资源中分配信道资源,且分配结果的目标评价值达到预定目标值(即分配成功)时,还包括以下步骤:当动态信道资源为动态RTTI USF mode PDCH-Pair资源时,需要根据分配结果将动态RTTI USF mode PDCH-Pair资源转换成动态BTTI USFmode PDCH-Pair资源。
如果网络信道资源占用率很高时,将动态信道资源中已生成的RTTI USF mode PDCH-Pair转化为BTTI USF mode PDCH-Pair,从而使网络达到更大的接入容量。
优选地,在移动台支持RTTI(即移动台为E-MS)时,该移动台对应的信道资源按照优先级顺序排序为:静态RTTI USF modePDCH-Pair资源、静态BTTI USF mode PDCH-Pair资源、动态信道资源、静态BTTI信道资源。
其中,在动态信道资源中分配信道资源,且分配结果的目标评价值达到预定目标值(即分配成功)时,还包括以下步骤:根据分配结果将两个独立的PDCH资源转换成动态RTTI USF modePDCH-Pair资源。
当E-MS进行业务申请RTTI信道资源而静态配置的RTTI信道资源不充足时,就可以在动态信道资源中分配信道同时生成RTTIUSF mode PDCH-Pair。从而保证RTTI信道资源充足。
上述过程具体可以参见图8。图8是根据本发明实施例的动态信道资源下PDCH与PDCH-Pair之间的转换关系示意图。如图6所示,具体包括以下过程:
(1)信道资源初始为两个独立的PDCH,根据E-MS业务的RTTI传输要求动态组合生成RTTI USF mode的PDCH-Pair;
(2)当E-MS业务结束后,该动态PDCH-Pair转回两个独立PDCH;
(3)动态RTTI USF mode的PDCH-Pair正被E-MS占用,此时又有L-MS复用到该PDCH-Pair上,则其USF模式应动态改变为BTTI USF mode,同时通知E-MS改变USF的接收方式;
(4)如果L-MS的业务结束,PDCH-Pair上仅有E-MS,那么PDCH-Pair的USF模式转回RTTI USF mode,并通知E-MS改变USF的接收方式;
(5)动态BTTI USF mode的PDCH-Pair上无业务占用时,该PDCH-Pair转回两个独立PDCH。
优选地,在执行步骤S708之后,还可以包括以下处理:对当前信道资源占用情况进行动态更新。
通过上述处理,可以便于信道资源查询装置使用上述动态更新的信息。
图9是根据本发明优选实施例的分组业务信道分配方法的流程图。如图9所示,该分组业务信道分配方法包括以下处理(步骤S902-步骤S908):
步骤S902:当MS发起分组业务请求,移动台类型判断装置50根据MS上报的无线接入能力信息来判断该MS是L-MS还是E-MS,具体过程在3GPP 24.008协议中有描述。
步骤S904:信道资源查询装置52根据移动台的类型有目的地分类查询各类资源。如果移动台为L-MS类型,则该模块按照静态BTTI信道、静态BTTI USF mode PDCH-Pair、动态信道的顺序依次查询,同时将各个等级下资源按空闲度由大到小进行排序;同理,对E-MS类型,该模块按静态RTTI USF mode PDCH-Pair、静态BTTI USFmode PDCH-Pair、动态信道、静态BTTI信道的顺序查询,并按各信道资源下载频空闲度大小进行排序。需要说明的,E-MS在分配RTTI信道资源失败的情况下,可以给它分配BTTI信道资源,因而遵循了网络尽可能多接入用户的原则。
在具体实施过程中,还需要对信道资源进行管理,完成对网络系统信道资源属性划分和归类存储,以及当前信道占用情况的动态更新。通过信道配置,将总体信道资源划分为静态BTTI PDCH(即不可组成PDCH-Pair使用)、静态PDCH-Pair(有静态RTTI USF mode和静态BTTI PDCH-Pair两种)、动态信道资源(即,可根据需要在PDCH-Pair和PDCH之间转换)。
步骤S906:信道资源分配装置54是在资源查询和排序的基础上完成分配最符合移动台要求的信道资源的工作。
其中,信道分配起始,需要根据不同类型的移动台的不同类型业务要求设置分配结果目标值。例如,将某次业务要求的传输速率、传输时延、传输带宽作为目标值,那么对于L-MS,依次在静态BTTI信道、静态BTTI USF mode PDCH-Pair、动态信道中分配,对于每一次的分配结果都会按其能够提供的传输数率,传输时延及传输带宽进行评分并加权生成目标评价值。如果该目标评价值达到了预先设定分配结果目标值,那么就认为已经找到满意的分配结果,不再到下一等级资源中去分配,并成功返回;如果当前等级中未分配到信道或分配结果的目标评价值达不到要求,那么将进入次等级的资源中分配,直到分配成功或所有等级资源中都分配失败。类似,对于E-MS也是走同样的分配流程,只是资源等级的优先级不同,这在信道分类查询和排序模块中已经描述,就不再赘述了。
步骤S908:在信道资源分配装置54分配成功的情况下,判断本次分配是否为动态RTTI信道分配;
如果是,则调用上述动态资源转换装置58,动态生成RTTI信道资源,再对信道资源占用情况进行更新。否则,直接对信道资源占用情况进行更新。
其中,动态信道资源属于BTTI信道资源和RTTI信道资源的交集部分,它缓冲L-MS和E-MS两类移动台进行业务时对信道资源占用所产生的矛盾。动态资源转换装置58的具体实施方式可以参见图8。此处不再赘述。
以下结合两个实例,对分组业务无线信道资源的分配方案进行描述。
首先,设定网络中各种类型信道资源与总信道资源量的比率。具体可以参见表1。
表1
信道资源类型 |
占总信道资源的比率 |
静态BTTI信道 |
50% |
静态RTTI USF mode PDCH-Pair |
20% |
静态BTTI USF mode PDCH-Pair |
10% |
动态信道 |
20% |
由表1可知,该网络能够同时支持E-MS和L-MS。当请求分组业务的移动台为E-MS时,无线信道资源的分配过程具体可以参见实例一,当请求分组业务的移动台为L-MS时,无线信道资源的分配过程具体可以参见实例二。
实例一
(1)依次为静态RTTI USF modePDCH-Pair、静态BTTI USFmodePDCH-Pair、动态资源、静态BTTI信道资源排序。每类信道资源以载频为单位,该载频上分组业务信道占用率在20%-80%为最优,其次为占用率20%以下的,再次之为占用率在80%以上的。在每类信道资源中按照最优,次优,最次的顺序选择信道资源。
(2)依次尝试在静态RTTI USF mode PDCH-Pair、静态BTTIUSF mode PDCH-Pair中分配信道资源,对每次分配结果给出目标评价值,在某一个等级资源中,一旦满足预定目标值(预定目标值根据业务种类的不同进行设定),则通知信道资源管理装置更新信道占用情况,并成功返回,流程结束。
(3)如果在上面两个等级资源中没有满意分配结果,则进入动态信道资源分配,如果分配成功,需要通知动态资源转换模块去根据分配结果生成PDCH-Pair,该PDCH-Pair将使用RTTI USF mode,同时还需要通知信道管理模块更新信道占用情况,流程结束。
(4)如果在静态RTTI USF modePDCH-Pair、静态BTTI USFmodePDCH-Pair、动态资源中都分配失败,则说明为该E-MS业务分配RTTI信道资源失败,将尝试按照L-MS类型(即将E-MS视为L-MS)在静态BTTI信道资源中进行分配。
实例二
(1)依次为静态BTTI信道资源、静态BTTI USFmodePDCH-Pair、动态资源中的PDCH资源、动态资源中的BTTIUSF mode PDCH-Pair、动态资源中的RTTI USF mode PDCH-Pair排序。每类信道资源以载频为单位,该载频上分组业务信道占用率在20%-80%为最优,其次为占用率20%以下的,再次之为占用率在80%以上的。
(2)依次在静态BTTI信道资源、静态BTTI USFmodePDCH-Pair、动态资源中的PDCH资源中分配、动态资源中的BTTI USF mode PDCH-Pair,对每次分配结果给出目标评价值,在某一个等级资源中,一旦满足分配的目标值,通知信道资源管理模块更新信道占用情况,并成功返回,流程结束。
(3)如果在上面四个等级资源中没有满意的分配结果,则进入动态资源中的RTTI USF mode PDCH-Pair排序分配,如果分配成功,需要通知动态资源转换模块去根据分配结果将动态RTTI USF modePDCH-Pair转换成BTTI USF mode,同时还需要通知信道资源管理装置更新信道占用情况。
需要注意的是,以上实例中各种资源配置数据和资源排序数据只作示例说明之用,在具体实施过程中,需要根据具体情况进行设置。
综上所述,通过本发明的上述实施例,网络只需在软件上做相应升级就能支持E-MS业务的接入,同时兼容L-MS业务,达到网络不断演进的目的;在网络信道资源较空闲或占用率比较低时,将为E-MS分配充足的RTTI资源,使其传输时延最小;在网络信道资源较繁忙或占用率比较高时,将对RTTI资源进行调整,牺牲一定的传输时延性能以提高网络接入容量;因此使得网络信道资源较均匀地承担业务,同时提高了信道资源的利用率。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。