CN108370568B - 用于基于争用的信道的分配的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种通过共享信道的基于争用的通信的方法和装置。希望通过信道进行通信的设备将信道使用请求发送至控制器。控制器基于接收到的请求的数量确定信道的当前需求，并且基于需求将通信资源动态地分配给共享信道。然后控制器发送指示设备以指示的方式使用共享信道的授权消息。共享通道可以细分为子信道，子信道中的每个基于争用。控制器也可以基于请求的类型将设备分配给子信道。请求通过也可以细分为子信道的接入指示信道发送。

Description

用于基于争用的信道的分配的方法和系统

技术领域

本申请要求于2015年12月11日提交的题为“METHOD AND SYSTEM FORCONTENTION-BASED CHANNEL ALLOCATION”的美国非临时申请14/966,413号的权益，该申请通过引用并入本文。

背景技术

基于争用的通信允许多个用户在多个发送器同时尝试传输的情况下通过定义传输机会来共享公共信道。在传统的通信系统中，基于争用的信道的提供涉及资源利用与传输延迟之间的折衷，因为网络不具有关于将有多少设备在信道中进行发送的预先的知识。在一种极端情况下，太少的设备进行发送而所提供的通信资源被浪费。在另一极端情况下，太多的设备进行发送而发生冲突。静态资源分配可能无法充分适应信道需求随时间的变化。

针对基于争用的信道的通信资源的动态分配可以缓解上述问题。然而，为资源分配问题提供满意的方法仍然较难。

因此，需要一种消除或缓解现有技术的一个或更多个限制的用于用以实现基于争用的信道的通信资源分配的方法和装置。

提供该背景信息以揭示申请人认为与本发明可能相关的信息。不一定旨在也不应该解释为如下承认：前述信息中的任何信息构成本发明的现有技术。

发明内容

本发明的实施方式的目的是提供一种用于用以实现基于争用的通信信道的通信资源的分配的方法和装置，其中所分配的资源被配置成与当前业务需求相关。根据本发明的实施方式，提供了一种用于分配通信资源的方法。该方法包括通过接入指示信道接收来自需要使用基于争用的通信信道的多个通信设备的信道使用请求的集合，以及基于确定的当前需求将通信资源分配给基于争用的通信信道。所确定的需求与信道使用请求的集合相关。

根据本发明的实施方式，提供了一种用于分配通信资源的装置。该装置包括接收器，该接收器被配置成通过接入指示信道接收来自需要使用基于争用的通信信道的多个通信设备的信道使用请求的集合。该设备还包括处理器，该处理器被配置成基于确定的当前需求将通信资源分配给基于争用的通信信道。所确定的当前需求与信道使用请求的集合相关。

根据本发明的实施方式，提供了一种用于消息的基于争用的通信的方法。该方法包括由通信设备通过接入指示信道的选择的子信道发送用于请求使用基于争用的通信信道的信道使用请求。该方法还包括由通信设备接收被分配给基于争用的通信信道的通信资源的指示，以及由通信设备使用通信资源通过基于争用的通信信道发送消息。通信资源基于与信道使用请求相关的所确定的当前需求得到。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得明显，其中：

图1示出了根据本发明的实施方式的用于通过共享业务信道的基于争用的通信的方法。

图2示出了根据本发明的实施方式的用于通过共享业务信道的基于争用的通信的系统。

图3示出了根据本发明的实施方式的在无线电边缘节点与无线通信设备之间的消息。

图4示出了根据本发明的实施方式的信道使用请求的生成。

图5示出了根据本发明的实施方式的估计发送信道使用请求的通信设备的数量的示例。

图6示出了根据本发明的实施方式的通信资源到基于争用的业务信道的分配。

图7示出了根据本发明的实施方式的经由接入指示信道和包括子信道的共享的基于争用的业务信道的通信。

图8示出了根据本发明的实施方式提供的控制器。

图9示出了根据本发明的实施方式提供的通信设备。

应当注意的是，遍及附图，相同的特征由相同的附图标记表示。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及促进由多个通信设备通过共享业务信道的基于争用的通信。需要使用基于争用的业务信道的通信设备通过预先配置的接入指示信道发送信道使用请求。然后控制器基于接收到的请求动态地配置共享的基于争用的业务信道。控制器可以基于请求确定共享业务信道的当前需求。在一些实施方式中，当前需求至少部分地基于接收到的请求的数量的估计。在一些实施方式中，当前需求部分地基于请求的类型和/或内容。基于争用的业务信道的配置可以包括基于当前需求给其分配通信资源。

当前需求可以包括请求使用共享业务信道的通信设备的总数的指示。在一些实施方式中，当前需求可以包括请求使用共享业务信道的多个子信道中的每个的通信设备的数量的指示。在一些实施方式中，当前需求可以包括请求使用共享业务信道的通信设备的要求的其他方面，该其他方面可从适当配置的信道使用请求中辨别。通信设备请求的这些方面可以包括优先级信息、延迟要求、带宽要求、容错度等。在一些实施方式中，信道使用请求可以隐式地或显式地包括这样的信息。

本发明的实施方式提供通过使用单独的接入指示信道将资源动态分配给基于争用的业务信道，该单独的接入指示信道可以用于评估基于争用的业务信道的需求的量和类型。因此资源以需求已知的方式分配给基于争用的业务信道。基于争用的业务信道的资源由控制器基于需求动态分配，该需求通过单独的和先前的接入指示信道显式地被接收。

本发明的实施方式涉及用于上行链路信道的基于争用的业务信道接入，该上行链路在多个通信设备和公共节点，例如无线通信网络的无线电边缘节点之间。这实现了从通信设备到公共节点的沿上行链路方向的通信。无线电边缘节点可以是蜂窝通信网络例如3GPP^TM长期演进(Long Term Evolution,LTE)网络或服务于潜在移动通信设备的其他类型的无线网络的一部分。然而，可以预期的是，本发明的实施方式可以用于管理在其他设置，例如在ad-hoc网络中的基于争用的通信。

术语无线电边缘节点包括无线接入点、演进型NodeB、基站、无线接入路由器、无线电网络控制器和其他无线电接入控制器。

如本领域技术人员将容易理解的，基于争用的通信涉及在共享信道例如无线信道上由多个通信设备的消息发送。当消息同时被发送时，可能会发生冲突。冲突解决可以根据特定的基于争用的介质接入协议进行。各种基于争用的协议可以容易地由本领域技术人员理解。在本发明的一些实施方式中，不同的基于争用的子信道可以利用不同的基于争用的协议。基于争用的协议可能包括但不限于ALOHA类协议和载波侦听多路接入协议。

在一些实施方式中，基于争用的业务信道被分成多个逻辑子信道。子信道中的每个也是基于争用的信道，原因在于多个通信设备可以使用基于争用的协议同时共享子信道。每个子信道可以适应基于特定特征的通信。特征可以包括例如设备类型、优先级、消息大小、延迟等。通信设备可以通过选择其信道使用请求的形式和/或内容来隐式地或显式地请求使用子信道的特定类型。基于争用的子信道的定义可以响应于信道使用请求的接收先验地或动态地执行。

在一些实施方式中，通信设备可以通过指定子信道的信道使用请求的适当配置来直接请求使用特定的基于争用的业务子信道。在一些实施方式中，通信设备可以请求接入具有特定属性的基于争用的业务信道，并且可以基于该请求分配适当的基于争用的业务信道以供该通信设备使用。

在一些实施方式中，可以提供信号码集合以用作经由接入指示信道或其子信道发送的信道使用请求。该信号码集合可以分成多个组。在一些实施方式中，每组码对应于通信设备的特征和/或通信设备的期望的通信的特征。然后信道使用请求基于其码与特定的逻辑子信道相关联。

图1示出了根据本发明的实施方式提供的方法。根据该方法，通信设备确定100使用基于争用的业务信道的要求。该要求可以对应于要由通信设备发送的数据的生成。此外，接入指示信道或子信道被选择105以供使用。接入指示信道可以先验指定给通信设备。接入指示子信道可以由通信设备基于当前特征例如要发送的数据的内容或通信设备的属性来选择。可替选地，例如当接入指示信道未被划分为子信道时，子信道的选择可以被省略。例如响应于区分不同类型的基于争用的接入的要求，在一些但不是全部实施方式中可以提供接入指示信道到子信道的划分。通信设备通过选择的接入指示(子)信道发送110信道使用请求。信道使用请求表示通信设备需要使用基于争用的业务信道的通知。

控制器接收115来自通信设备的信道使用请求，通常但不一定与由希望使用基于争用的业务信道的其他通信设备发送的其他信道使用请求一起。然后控制器基于接收到的信道使用请求来确定120对共享的基于争用的业务信道的当前需求。需求可以基于接收到的信道使用请求的数量和类型来确定。例如，需求可以对应于估计的发送信道使用请求的通信设备的数量。当存在多个接入指示子信道时，该需求可以指示估计的在每个子信道中发送信道使用请求的通信设备的数量。

在一些实施方式中，然后控制器基于确定的需求配置125基于争用的业务信道。基于争用的业务信道的配置可以包括业务子信道的配置，该业务子信道的配置基于对应的接入指示子信道的每个中的确定的需求。业务信道或子信道的配置可以包括动态分配通信资源以供信道或子信道使用。分配的通信资源可以包括时间间隔、频率范围、扩频码等。通信资源的分配可以包括分配选择量的带宽以供信道或子信道使用。可替选地，基于争用的业务信道可以被预先配置并且动态配置可以被省略。

然后控制器经由控制信道发送130用于共享业务子信道配置中的每个的通知。在一些实施方式中，在不同的接入指示子信道上接收到的请求可以被映射到一个共享业务子信道上。通知可以在控制信道例如下行链路控制信道上发送。通知可以在控制信道上广播。通知可以是在控制信道上发送的授权。

在接收到对应于其信道使用请求的通知后，通信设备配置135其传输并相应地在基于争用的业务信道上发送数据。通信设备可以将其传输配置成使用分配给基于争用的业务信道或所选择的其子信道的通信资源，所述通信资源如通知中被指示。例如，不同的时隙、频率资源块和/或扩频码可以被分配给不同的基于争用的业务子信道，并且每个通信设备可以经由通知消息被通知其将使用哪个子信道。

图2示出了根据本发明的实施方式提供的系统。该系统包括经由通信链路例如无线通信链路与通信设备210a、210b、210c、210d通信的边缘节点200例如无线电边缘节点。通信设备可以是用户设备(User Equipment,UE)装置、机器类型通信(Machine TypeCommunication,MTC)设备等。边缘节点200包括被配置成执行基于争用的业务信道的动态分配的控制器205和被配置成通过基于争用的业务信道与通信设备进行通信的接入节点206。动态分配可以包括基于争用的业务信道和/或其子信道的配置。动态分配可以包括在特定时间将通信设备分配给基于争用的业务信道。希望使用基于争用的业务信道的通信设备将信道使用请求215发送至控制器205。控制器205基于信道使用请求来配置基于争用的业务信道并将通知220发送至通信设备。然后通信设备根据通知中指定的接入参数将数据225在基于争用的业务信道上发送至接入节点206。

图3示出了根据本发明的实施方式的无线电边缘节点300和通信设备310之间的消息。通信设备发送接入指示符315形式的信道使用请求。接入指示符可以包括有限数量的码，例如Zadoff-Chu序列，如下面将所述的。接入指示符经由上行链路接入指示信道(Uplink Access Indication Channel,UAICH)316发送。接入指示符对应于对上行链路传输机会(Uplink Transmission Opportunity,ULTO)的请求。注意，多个通信设备可以潜在地同时在相同的UAICH中发送相同的接入指示符。UAICH是使用通信信道资源的有限集合预先建立的。

无线电边缘节点检测317一个或更多个接入指示符，并且确定基于争用的业务信道的相应需求。确定的需求可以至少部分地基于接收到的独特的接入指示符的数量。然后无线电边缘节点确定针对上行链路基于争用的信道(Uplink Contention-Based Channel,UCBCH)即共享业务信道的资源分配318。基于检测到的接入指示符的数量和类型，无线电边缘节点调节并调度UCBCH的一个或更多个区域。每个区域对应于UCBCH的子信道。可以分配不同的区域以适应不同的通信设备类型、不同的优先级、不同的延迟、不同的包大小、不同的通信设备的不同的码本等。通过经由下行链路控制信道(Downlink Control Channel,DCCH)319发送的授权消息320将分配通知给无线设备。每个通信设备确定对应于其接入指示符的授权消息并且在如确定的授权消息中所指示的UCBCH 326的分配区域上发送325其数据。

在各种实施方式中，信道使用请求和控制信号的传输可以在计划的基础上执行。例如，可以留出特定的时隙用于发送信道使用请求。然后控制器可以基于在最近时隙集合中发送的信道使用请求来评估当前需求。

本发明的实施方式利用预定码集合以用于信道使用请求的传输。这些码可以对应于恒包络零自相关(Constant Amplitude Zero Autocorrelation,CAZAC)序列，例如Zadoff-Chu序列，或其他容易辨别的码，例如正交或准正交码。当发送接入指示符时，通信设备选择码中的一个。被适当地配置的所选择的码可以被用作信道使用请求。例如，可以生成代表所选择的码的无线电信号(例如Zadoff-Chu序列)并且在UAICH中作为信道使用请求发送。可替选地，所选择的码可以用于以不同的方式——例如通过将码嵌入到请求中——来配置信道使用请求。

在一些实施方式中，可以提供多组码，例如Zadoff-Chu序列，并且码的选择可以包括一组码的选择，接着从所选择的一组码中选择码。每组码可以对应于所有可用码的子集，例如Zadoff-Chu序列的预定集合。一组码的选择可以基于选择标准，例如反映以下的一个或更多个：要通过基于争用的信道发送的消息的接入优先级、发送消息的通信设备的优先级、消息的时间敏感性、容错度、消息的大小、通信设备的类别、通信设备的组标识符、通信设备的位置、消息的类型、生成消息的应用等。码组可以被定义为表示将进行的通信的各种各样的方面。在一些实施方式中，可以部分地基于预先编程的通信设备属性例如通信设备类别、通信设备优先级以及通信设备的传输组的指定来选择一组码。在一些实施方式中，可以部分地基于通信设备的当前位置例如服务区域、路由区域、业务区域或寻呼区域来选择一组码。在一些实施方式中，可以部分地基于要发送的数据的属性例如消息优先级、延迟要求和传输容错度来选择一组码。

在一些实施方式中，每组码对应于UAICH的特定子信道。在一些实施方式中，UAICH的逻辑子信道可以仅由与其对应的码组来定义。当经由UAICH的给定子信道发送信道使用请求时，可以将接入授权给UCBCH的对应子信道。

图4示出了根据本发明的实施方式的信道使用请求的生成。信道选择属性400例如通信设备状态、消息优先级等被用于驱动M组码410a、410b、...410m中的一组的基于属性的选择405。在本示例中，每个码指上行链路接入指示符(Uplink Access Indicator,UAI)，并且每组码指上行链路接入指示信道(UAICH)的子信道。在一组码例如组410b的选择之后，所选组中的码的一个被任意选择415。任意选择可以对应于随机选择或者倾向于使不同的通信设备以基本上不相关的方式选择码的另一种选择方式。也就是说，当两个通信设备选择来自同一组的码时，期望上述通信设备具有选择不同码的高可能性。选择的码420用于生成信道使用请求425。例如，选择的码可以是Zadoff-Chu序列，并且请求可以是对应于Zadoff-Chu序列的调制信号。信道使用请求经由被分配给UAICH的通信资源集合来发送。信道使用请求不一定包括发送通信设备的身份的指示。相对地，请求消息可以是匿名的。

在一些实施方式中，UAI是从被配置用于UAICH的序列集合中选择的Zadoff-Chu序列或类似的序列或相关联的信号。UAICH可以对应于用于UAI的传输的无线电资源集合。例如，如3GPP^TM长期演进(LTE)标准中所使用的，UAICH可以类似探测参考信号(SoundingReference Signal,SRS)符号或物理随机接入信道(Physical Random Access Channel,PRACH)。物理UAICH可以包括与如上所述的UAICH的子信道对应的一个或更多个逻辑UAICH。每个逻辑UAICH包括被分配供物理UAICH使用的Zadoff-Chu序列的子集。例如，逻辑UAICH可以对应于反映接入优先级、设备优先级、数据消息大小、设备类别、设备组、设备位置等中的一个或更多个的序列分区。例如，序列分区可以如美国专利第8,989,113号中所述。

在一些实施方式中，接入指示信道的通信资源例如无线电频谱资源和/或用于在接入指示信道上传递信道使用请求的码由通信网络的实体例如无线电边缘节点或其他网络控制器配置并且被传递至通信设备以供先验使用。在一些实施方式中，资源和码分配例如经由系统信息块或类似介质半静态地广播至通信设备。在一些实施方式中，资源和码分配例如经由无线资源控制(Radio Resource Control,RRC)信令被动态地发送至通信设备。在一些实施方式中，资源和码分配可以被广播、多播到通信设备组或单播到特定通信设备。

在一些实施方式中，基于争用的信道的容量和/或基于争用的子信道的容量基于接收到的信道使用请求的数量来配置。信道或子信道的容量可以通过将相应的量和/或类型的通信资源分配给该信道或子信道来配置。容量的配置可以包括提供相应量的无线电资源，例如时间、频率和/或码资源。容量的配置可以包括提供期望类型的通信资源，例如具有特定相干性、干扰和/或噪声特性的频带。

在各种实施方式中，经由其发送信道使用请求的接入指示信道是共享信道。可以预期接入指示信道上的冲突，原因是对共享业务信道的需求可能已知是先验的。可以以各种方式估计请求使用基于争用的业务信道的通信设备的数量。在一些实施方式中，请求使用基于争用的业务信道的通信设备的数量被确定为至少等于在预定时段例如时隙中观察到的不同的信道使用请求的数量。信道使用请求可以通过其相应的信号码来区分。在一些实施方式中，请求使用基于争用的业务信道的通信设备的数量基于对在相同时间段内发送的特定类型的重复信道使用请求的检测来确定。例如，当多个通信设备发送基于相同的信号码的信道使用请求时，请求可能相长干扰。相长干扰可以被观察到，并且可以推断多个通信设备正在发送信道使用请求，但已经选择了相同的信号码。可以基于相长干扰的程度来估计所述多个通信设备的数量。在一些实施方式中，可以使用基于模型的方法来基于对接收到的不同信号码的数量的观察以及对信号接收中潜在的相长干扰的观察来估计发送信道使用请求的通信设备的数量。可以使用模型或规则集来基于对接入指示信道(包括其子信道)上的活动的观察来确定发送信道使用请求的通信设备的最可能数量。

在一些实施方式中，在码对应于Zadoff-Chu序列或其他CAZAC序列的情况下，相长干扰只有在多个设备同时发送相同的Zadoff-Chu序列时才会发生。当使用发送功率控制来均衡通常由无线电边缘节点接收的信号的功率时，以较高功率接收的信号可以指示相长干扰。

发送信道使用请求消息的通信设备的数量的估计可以具有变化的精度。在一个实施方式中，估计技术可以允许估计是精确的。在另一实施方式中，估计技术可以指示通信设备的数量为以下任一：在0与X₁之间、在X₁与X₂之间或者大于X₂，其中X₁和X₂是任意值。可以使用更大或更小的数量范围。该估计可以与特定的估计误差水平相关联。

图5示出了估计发送示出为UAI码510、512、514、516、518的信道使用请求的多个通信设备的示例。不同码计数器530对在时间段例如时隙接收到的不同UAI码的数量进行计数。在本示例中，码510和512是相同的，而所有其他码是不同的。因此不同码计数器对四个不同的码进行计数。码叠加检测器540通过相长干扰的观察来估计非不同码的数量。由于码510和512相长干扰，所以码叠加检测器可以检测该干扰并确定已经发送该UAI码的多个副本。如果不同码计数器准确地检测四个不同的码并且码叠加检测器准确地检测第一码的两个副本，则可以确定五个通信设备已经发送了信道使用请求。

在一些实施方式中，控制器基于参数例如用于基于争用的上行链路传输的最大目标延迟和/或可供接入指示信道使用的最大量的无线电资源来配置一个或更多个逻辑接入指示信道。例如，在一种极端情况下，逻辑接入指示信道可以对应于单个Zadoff-Chu序列。例如，该序列可以保留在现有的PRACH区域或SRS符号内以供使用。

在一些实施方式中，控制器确定在相应间隔中从通信设备接收到的检测到的信道使用请求例如接收到的Zadoff-Chu序列的数量。控制器还可以确定对应于接入指示信道的每个子信道的检测到的信道使用请求的数量。如果给定的Zadoff-Chu序列由多个通信设备发送(以均衡量的发送功率)，则发送可能相长干扰，并且可以基于相长干扰的量来估计请求的数量。

然后控制器可以基于估计的信道使用请求的数量来配置基于争用的业务信道。通信资源可以与估计的信道使用请求的数量成比例地分配给基于争用的业务信道。通信资源可以分配给与估计的所接收的信道使用请求的数量成比例并且与接入指示子信道相关联的每个基于争用的业务子信道。例如，如果在预定时间段内没有接收到信道使用请求，则可以在相应的时间段内将零或最小资源分配给基于争用的业务信道。作为另一示例，与指定高优先级和/或低延迟的信道使用请求相关联的基于争用的业务子信道可以被配置成提供比与指定相对更低的优先级和/或延迟容错的信道使用请求相关联的基于争用的业务子信道更低的冲突概率。作为又一示例，可以分配与指定较高传输可靠性的信道使用请求相关联的基于争用的业务子信道，以使用与指定较低可靠性的信道使用请求相关联的基于争用的业务子信道不同的波形或信号群。

图6示出了根据本发明的实施方式的通信资源到基于争用的业务信道的分配。提供通信资源池610，其可以包括资源例如时隙、频带或子带、扩频码、码本、参考信号、天线、调制符号或可用于接入给定的通信介质例如无线电频谱的本地部分的其他资源。基于确定的对共享的基于争用的业务信道和/或其子信道的当前需求620，来自池610的资源被分配625到基于争用的业务信道的各个子信道632、634。资源分配可以动态执行并适用于确定的需求上的变化。来自通信池的未使用资源可以分配给其他用途。

在配置基于争用的业务信道和/或子信道之后，可以通过在下行链路控制信道上发送的授权消息来通告配置。例如，如图7所示，表示用于特定的基于争用的业务信道或子信道的授权消息的LTE物理下行链路控制信道(Physical Downlink Control Channel,PDCCH)中的下行链路控制信息(Downlink Control Information,DCI)消息730可以用无线电网络临时标识符(Radio Network Temporary Identifier,RNTI)编码，RNTI与接入指示信道或其子信道相关联。

更详细地，图7示出了经由接入指示信道720的接入指示子信道725接收到的信道使用请求710。授权消息730与接入指示子信道中的每个相关联地发送。授权消息指示共享业务信道740的共享业务子信道745的配置。当设备在特定的接入指示子信道上发送请求时，设备监视与该子信道相关联的授权消息并且使用如其中所指示的共享业务子信道的资源。也如图7所示，没有接收到针对接入指示子信道m的请求，因而没有资源被分配给对应的共享业务信道。

此外，共享业务子信道B由在接入指示子信道1和接入指示子信道n两者上发送的请求者使用。也就是说，在一些实施方式中，多个接入指示子信道可以与单个共享业务子信道相关联。例如，如果通过多个接入指示子信道接收、传播仅有限数量的信道使用请求，则可能存在信道使用请求至一个(或几个)共享业务信道上的N:1映射。

在各种实施方式中，通信设备监视用于传输授权的下行链路控制信道。传输授权是指示在给定时间哪些通信设备被允许接入基于争用的业务信道的指示部分的消息，和/或通信设备接入基于争用的业务信道所根据的参数。这些参数可以包括要被接入基于争用的业务信道的通信设备使用的通信资源。通信资源可以对应于通信介质的时隙、频带、通信符号、扩展码或其他指示符码等。在一个实施方式中，传输授权被提供给接收到接入指示符的每个接入指示子信道，并且指示对应于与该接入指示子信道相关联的基于争用的业务子信道的通信资源。通信设备可以监视用于与给定接入指示子信道相关联的传输授权的控制信道，通信设备使用该给定接入指示子信道来发送其信道使用请求。传输授权可以定义由控制器分配给基于争用的业务信道并且与接入节点相关联的无线电资源。在各种实施方式中，不同的基于争用的子信道可以与不同的接入节点相关联。

在接收到传输授权之后，每个通信设备根据传输授权的要求发起在基于争用的业务信道上的基于争用的传输。基于争用的传输可以根据指定的基于争用的协议进行。不同的基于争用的协议可以与不同的基于争用的业务信道和/或子信道相关联。在一个实施方式中，可以例如经由传输授权消息动态地指定基于争用的协议。

本发明的实施方式可以部分地用于促进来自机器类型通信(Machine-TypeCommunication,MTC)设备的基于争用的上行链路通信。例如当数据传输是事件驱动时，本发明的实施方式可以促进具有零星上行链路数据传输行为的大量MTC设备的部署。MTC设备请求接入基于争用的业务信道并且然后等待从网络中的控制器接收到的传输授权中所指示的上行链路传输机会。

本发明的实施方式促进对基于争用的业务信道的接入的调度，和/或基于需求的基于争用的业务信道的动态提供。在给定时间分配给基于争用的业务信道的通信资源的量以及被授权接入基于争用的业务信道的通信设备的数量可以相互匹配，使得基于争用的业务信道既不是过度使用也不是使用不足。使用不足可能对应于如下情况：与给定服务等级和通信设备数量所需的相比，更多的通信资源被分配给基于争用的业务信道。过度使用可能对应于如下情况：与给定服务等级和通信设备数量所需的相比，过少的通信资源被分配给基于争用的业务信道，导致拥塞和更高的冲突量。

在一些实施方式中，通信资源被分配给基于争用的业务信道，以便提供如下中的一个或多个：目标冲突概率；目标错误概率；每个消息在共享信道上的重传的目标预期数；以及信道或子信道的目标频谱效率。例如，频谱效率可以反映成功被发送的基于争用的消息的数量与被分配给信道或子信道的通信资源的量的比率。如本领域技术人员容易理解的，可以使用频谱效率或类似指标的其他度量。

在一些实施方式中，通信资源被分配给接入指示信道，以便提供如下中的一个或更多个：目标资源使用；用于请求传输机会的目标延迟；区分不同类型的传输请求。

图8示出了根据本发明的实施方式提供的控制器810及相关联的控制功能830。控制器810对应于至少具有通信接口/网络接口815、微处理器820和存储由微处理器或用于执行计算的等效设施执行的程序指令的存储器部件825的联网计算设备。控制器810被提供为边缘节点200的功能方面，并且通过网络接口815、微处理器820和存储器部件825的操作来实现。可替选地，控制器810可以位于通信网络基础设施的另一部件中作为真实或虚拟化的联网计算设备。在一些实施方式中，控制器被提供为虚拟网络功能。

控制功能830包括接入指示信道资源分配器832、业务信道使用请求监视器834、基于争用的业务信道需求估计器836、基于争用的业务信道资源分配器838和资源分配通知器840。接入指示信道资源分配器832定义和分配通信资源以供接入指示信道使用，定义其子信道，并且将分配传递给通信设备。业务信道使用请求监视器834监视用于信道使用请求的接入指示信道(包括子信道)。基于争用的业务信道需求估计器836估计请求接入到基于争用的业务信道(包括其子信道)的通信设备的数量。基于争用的业务信道资源分配器838基于估计的请求接入的通信设备的数量来将通信资源分配给基于争用的业务信道及其子信道。基于争用的业务信道资源分配器838还可以将通信设备分配给基于争用的业务子信道并且生成用于接入子信道的时间表。资源分配通知器840生成用于发送至通信设备的授权消息，该授权消息指示通信设备在接入基于争用的业务信道时要使用的通信资源和/或子信道。

图9示出了根据本发明的实施方式提供的通信设备910例如无线通信终端设备以及相关联的控制功能930。通信设备对应于至少具有通信接口/网络接口915、微处理器920和存储用于由微处理器或用于执行计算的等同设施执行的程序指令的存储器部件925的联网计算设备。控制功能930被提供为通信设备的功能方面，并且通过网络接口915、微处理器920和存储器部件925的操作来实现。

控制功能930包括接入指示信道资源分配监视器932、信道使用请求生成器934、基于争用的业务信道授权监视器936和基于争用的通信器938。接入指示信道资源分配监视器932监视指示哪些通信资源将用于接入指示信道(包括子信道)的系统消息。信道使用请求生成器934根据需要生成信道使用请求。生成的信道使用请求经由通信接口发送至接入指示信道上。基于争用的业务信道授权监视器936监视用于授权消息的控制信道，该授权消息指示通信设备何时以及如何接入基于争用的业务信道。基于争用的通信器938被配置成根据指定的协议在基于争用的业务信道上执行基于争用的通信。

根据实施方式，通信设备基于指示通信设备、消息或通信设备和消息两者的预定属性来选择接入指示信道的子信道。所选择的子信道用于向控制器例如基站传递信道使用请求，其中该选择的子信道具有与其相关联的多个属性，并且上述的这些预定属性被包括在与特定子信道相关联的多个属性中。通信设备被配置成使用接入指示信道的所选择的子信道来发送信道使用请求。在发送请求之后，通信被配置成接收如下指示：通信资源被分配给要由通信设备使用以便发送消息的基于争用的通信信道。然后通信设备继续如下：使用给其分配的通信资源通过基于争用的通信信道发送消息。

在一些实施方式中，通信设备被配置成发送与选择的码相关联的信道使用请求。该选择的码可以从一组码中选择，其中码中的每个可以指示一个或更多个属性，所述一个或更多个属性指示通信设备、消息或者通信设备和消息两者。通信设备还被配置成基于所选择的码来配置信道使用请求。

通过前述实施方式的描述，本发明可以通过仅使用硬件实现，也可以通过使用软件和必要的通用硬件平台来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现实施。软件产品可以存储在非易失性或非暂态存储介质中，其可以是光盘只读存储器(CD-ROM)、USB闪存盘或可移动硬盘。软件产品包括使计算机设备(个人计算机、服务器或网络设备)能够执行本发明的实施方式中提供的方法的多个指令。例如，这样的执行可以对应于本文中描述的逻辑操作的模拟。根据本发明的实施方式，软件产品可以另外地或可替选地包括使计算机设备能够执行用于配置或编程数字逻辑装置的操作的多个指令。

尽管已经参考本发明的具体特征和实施方式描述了本发明，但明显的是，在不脱离本发明的情况下，可以对其进行各种修改和组合。因此，说明书和附图仅被认为是由所附权利要求限定的本发明的说明，并且被理解为覆盖落入本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。

Claims (16)

1.一种用于分配通信资源的方法，所述方法包括：

通过接入指示信道接收来自需要使用基于争用的通信信道的多个通信设备的信道使用请求的集合，其中所述信道使用请求通过信号码集合来表示，所述信号码集合被分成多个组，每组码对应期望的通信的特征，并且其中所述基于争用的信道包括多个子信道，每个子信道与期望的通信的特征相关联；以及

基于确定的当前需求将通信资源分配给所述基于争用的通信信道；

其中，所述确定的当前需求与所述信道使用请求的集合相关，以及

其中，所述方法还包括基于所接收的信道使用请求将所述多个通信设备分配给所述多个子信道中的相应子信道。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括经由控制信道向所述多个通信设备发送所分配的通信资源的指示。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述信道使用请求包括由所述通信设备中的一个生成的第一请求，所述第一请求对应于接入指示符码。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述接入指示信道包括多个子信道。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述确定的当前需求包括以下中的一个或更多个：确定请求使用所述基于争用的通信信道的所述通信设备的数量；使用所述接入指示信道的多个子信道来确定请求使用所述基于争用的通信信道的所述通信设备的数量；以及确定请求使用所述基于争用的通信信道的所述通信设备的通信要求。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将通信资源分配给所述基于争用的通信信道包括分配所述通信资源以便提供以下中的一个或更多个：针对所述基于争用的通信信道的目标频谱效率、每个通信设备给所述基于争用的通信信道的目标带宽量、所述多个通信设备的服务请求等级以及经由所述基于争用的通信信道的通信的目标延迟。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将通信资源分配给所述基于争用的通信信道包括基于所述当前需求确定用于在所述基于争用的信道上进行通信的一个或更多个波形。

8.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将通信资源分配给所述基于争用的通信信道包括基于所述当前需求确定在所述基于争用的信道上进行通信中要遵循的基于争用的协议。

9.一种用于分配通信资源的装置，所述装置包括：

接收器，被配置成通过接入指示信道接收来自需要使用基于争用的通信信道的多个通信设备的信道使用请求的集合，其中所述信道使用请求通过信号码集合来表示，所述信号码集合被分成多个组，每组码对应期望的通信的特征，并且其中所述基于争用的信道包括多个子信道，每个子信道与期望的通信的特征相关联；以及

处理器，被配置成基于确定的当前需求将通信资源分配给所述基于争用的通信信道；

其中，所述确定的当前需求与所述信道使用请求的集合相关，以及

其中，所述处理器还被配置成基于所接收的信道使用请求将所述多个通信设备分配给所述子信道中的相应子信道。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述信道使用请求包括由所述通信设备中的一个生成的第一请求，所述第一请求对应于接入指示符码。

11.根据权利要求9至10中任一项所述的装置，其中，所述接入指示信道包括多个子信道。

12.根据权利要求9至10中任一项所述的装置，其中，所述确定的当前需求包括以下中的一个或更多个：确定请求使用所述基于争用的通信信道的所述通信设备的数量；使用所述接入指示信道的多个子信道来确定请求使用所述基于争用的通信信道的通信设备的数量；以及确定请求使用所述基于争用的通信信道的所述通信设备的通信要求。

13.根据权利要求9至10中任一项所述的装置，其中，将通信资源分配给所述基于争用的通信信道包括分配所述通信资源以便提供以下中的一个或更多个：针对所述基于争用的通信信道的目标频谱效率、每个通信设备给所述基于争用的通信信道的目标带宽量、所述多个通信设备的服务请求等级以及经由所述基于争用的通信信道的通信的目标延迟。

14.一种用于消息的基于争用的通信的方法，所述方法包括：

由通信设备通过接入指示信道的选择的子信道发送用于请求使用基于争用的通信信道的信道使用请求，其中所述信道使用请求通过信号码集合来表示，所述信号码集合被分成多个组，每组码对应期望的通信的特征，并且其中所述基于争用的通信信道包括多个子信道，每个子信道与期望的通信的特征相关联；

由所述通信设备接收分配给所述基于争用的通信信道的一个子信道的通信资源的指示；以及

由所述通信设备使用所述通信资源通过所述基于争用的通信信道发送消息；

其中，所述通信资源基于与所述信道使用请求相关的确定的当前需求得到。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，接入指示信道的所述选择的子信道通过以下来选择：

由所述通信设备基于所述通信设备、所述消息或所述通信设备和所述消息两者的预定属性来选择所述接入指示信道的所述子信道，用于传递信道使用请求的所述选择的子信道具有包括预定属性的属性集合。

16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中，发送所述信道使用请求包括从所述多个组中选择码并且基于所选择的码来配置所述信道使用请求。

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