CN1278698A - Cdma移动无线通信系统中共享容量的方法 - Google Patents

Abstract

一个在码分多址移动无线通信系统的指定数量的用户之间共享该系统中的容量的方法,其中上述指定数量是预定的,上述方法包含一个根据上述预定数量为上述用户分配编码资源的步骤。

Description

CDMA移动无线通信系统中共享容量的方法

本发明涉及移动无线通信系统。

更具体地，本发明涉及CDMA(码分多址)系统。本发明尤其适用于UMTS(通用移动电信系统)。

CDMA是一种通过向不同用户分配不同的编码从而允许几个用户共享公共带宽的多址技术。

编码分配允许以指定发送速率或指定发送功率进行传输，均表示一部分系统容量。

在这样的系统中，通常要求以最有效的方式，根据需要并且通过向用户分配可用无线资源，来达到对这些资源的最有效利用。

优化无线资源使用的一种方式是利用高优先权传输中的低活动时间段(例如语音传输中的静音时间段)进行低优先权传输(例如分组数据传输)。

对于下行链路传输，即从也被称作基站的一个固定站到该固定站服务的移动站或用户的传输，这样的优化是非常有好处的。通过这种方式，剩余发送功率可以被分配给低优先权传输，只要每次这种剩余发送功率和用于高优先权传输的发送功率的总和不超过基站可用的总发送功率。在WO 98／35514中公开了这种方式。

问题是如何在这种低优先权用户之间共享剩余容量。在上述参考文献中，根据优先权在这样的用户(也称作预定用户)之间共享剩余容量。在传输每个帧时，针对一个具有最高优先权的预定用户的容量需求为该用户分配一部分剩余容量，接着更新剩余容量以便考虑到刚分配出的容量。针对下一个具有较低优先权的预定用户重复上述操作，依次类推，因此得到一部分上述剩余容量的每个预定用户接着被分配了对应的，所需要的编码。

对于这样一个解决方案，根据更加优先的预定用户数量，以及向上述更加优先的预定用户发送的数据量，具有较低优先权的预定用户在得到服务之前可能必须很长一段时间。

本发明基于一个不同的，在这样的用户之间共享这种容量，尤其是能够保证每次有指定数量的用户得到服务的解决方案。本发明不仅限于如上所述的共享容量是剩余容量的情况；本发明也适用于任何可以在一个系统的指定数量的用户之间共享该系统中的容量的情况。

本发明的一个目标是在码分多址移动无线通信系统的指定数量的用户之间共享该系统中的容量的方法，其中上述指定数量是预定的，上述方法包含一个根据上述预定数量为上述用户分配编码资源的步骤。

根据本发明的另一个目标，上述容量对应于一个在高优先权传输的指定时刻没有使用的剩余下行链路容量，并且共享上述剩余容量的上述用户对应于低优先权传输用户。

根据本发明的另一个目标，为上述用户分配编码资源的上述步骤包含一个第一步骤，在该步骤中分配编码资源以便在上述用户之间平均共享上述容量。

根据本发明的另一个目标，为上述用户分配编码资源的上述步骤包含一个第二步骤，在该步骤中调整通过上述第一步骤分配的编码资源，以便考虑到各个用户的容量需求。

根据本发明的另一个目标，上述第二步骤包含：

-一个在要分配给上述用户的容量总和不超过上述容量的情况下进行控制的步骤，其中利用上述第一步骤分配的编码资源并且针对上述各个用户的不同容量需求进行容量分配，

-一个在上述容量总和超过上述容量的情况下调整分配给至少一个上述用户的编码资源的步骤，其中以上述容量总和永远不超过上述容量的方式进行上述调整。

根据本发明的另一个目标，上述编码资源分配包含向各个上述用户分配一个在上述用户之间共享上述容量所需的编码长度。

根据本发明的另一个目标，上述第一步骤包含向各个上述用户分配相同的编码长度。

根据本发明的另一个目标，上述方法还包含确定用户的上述指定数量的步骤。

根据本发明的另一个目标，根据一个关于上述容量和用户需求确定用户的上述指定数量。

根据本发明的另一个目标，上述步骤还包含一个把上述用户分成具有相应优先权的不同用户组，并且根据上述的相应优先权在上述不同用户组之间共享上述容量的步骤。

根据本发明的另一个目标，在时间域内实现上述不同用户组之间对上述容量的共享。

根据本发明的另一个目标，在一个数据单元的周期或帧周期上执行上述时间域内的共享。

根据本发明的另一个目标，动态执行上述步骤。

根据本发明的另一个目标，在一个数据单元的周期或帧周期上执行上述步骤。

本发明还把执行这样的方法的移动无线通信网络实体(例如基站和／或基站控制器)作为其目标。

根据下面结合附图所进行的描述可以更清晰地理解本发明的这些和其它目标：

-图1是图解基于本发明的容量共享的一个例子的图例，

-图2是图解基于本发明的方法的一个例子的图例，其中该方法被用于剩余下行链路容量共享的上述例子，

-图3是图解可以在移动无线通信网络实体中用于执行基于本发明的方法的装置的类型的图例。

图1图解了一个基于本发明的树形结构，该结构通常用于表示可变速率CDMA系统中变长编码的生成模式，并且可以被用来图解根据一个关于用户预定数量来进行的编码资源分配。

在图1中：

-树的结点1(或根)对应于一个编码长度SF，该长度等于表示为“SF(树访问点)”的最小允许编码长度(例如在图解例中SF=8)，或者对应于传输速率TR，该速率等于最大允许传输速率TRmax，或者对应于共享上述容量的用户的最大数量“n”，该数量会等于1。

-树的结点2和3均对应于一个编码长度SF，该长度等于最小长度“SF(树访问点)”的两倍(例如在图解例中SF=16)，或者对应于传输速率TR，该速率等于TRmax／2，或者对应于用户的最大数量“n”，该数量等于2。

-树的结点4，5，6，7均对应于一个编码长度SF，该长度等于最小长度“SF(树访问点)”的四倍(例如在图解例中SF=32)，或者对应于传输速率TR，该速率等于TRmax／4，或者对应于用户的最大数量“n”，该数量等于4。

…等等。

通过这种方式，可以根据一个共享上述容量的用户的预定数量“n”来分配编码资源，因而每次可以保证共享上述容量的用户的预定数量“n”。

图2是图解基于本发明的方法的一个例子的图例，其中该方法被用于剩余下行链路容量共享的上述例子。

在一个指定基站(即针对一个指定服务小区)上执行图2中图解的步骤，并且周期性地重复上述步骤，例如每个数据单元周期或帧周期中执行一次。

可以根据下述方法估测各个帧中的剩余功率：P_t，sh=Pt_tot，s-P_t，RT其中：

P_t，sh是在服务小区中的低优先权传输用户之间共享的估测剩余功率，

P_tot，s是服务小区的总分配下行链路功率(取决于相邻小区中的小区负载)

P_t，RT是用于服务小区中高优先权传输的功率。可以根据已知方法(例如在上述文献中公开的方法)估测这样的剩余功率。

在图2中图解的例子中，根据下述步骤在预定数量“n”个低优先权传输用户之间共享这个剩余功率或容量。

在一个标为11的第一步骤中，首先分配编码资源以便在上述用户之间平均共享上述剩余容量。

例如，参照图1中图解的关于编码资源分配的例子，根据第一步骤首先为各个上述用户分配一个相同的编码长度SF。可以按照下述方式，根据一个关于上述数量“n”的函数确定这个相同的编码长度： $\mathrm{SF}=\mathrm{SF}{(\mathrm{tree}-\mathrm{access}-\mathrm{point})}^{*}{2}^{E\left({\log }_2(n-1)\right)+1}$

其中“E”表示“整数部分”，并且：

n(n≠1)是共享上述剩余容量的用户的数量

SF是扩展因子，或分配的编码的长度，

SF(树访问点)是最小允许扩展因子，或编码长度，该参数定义了最大允许传输速率。

在一个标为12的第二步骤中，可以调整在第一步骤11中确定的编码资源以便考虑这些不同用户的不同容量需求。

在图解的例子中，上述第二步骤12包含：

-一个在要分配给上述用户的容量总和不超过估测剩余容量的情况下进行控制的步骤121，其中利用上述第一步骤11中确定的编码资源并且针对各个用户的不同容量需求进行容量分配，

-一个在上述容量总和超过上述剩余容量的情况下调整分配给至少一个上述用户的编码资源的步骤122，其中以上述容量总和永远不超过上述剩余容量的方式进行上述调整。

各个用户“i”需要的功率数量取决于其质量需求(可以由信噪比或SIR_i表示)及其分配的传输速率(或处理增益PGi)。众所周知，下面等式成立： ${\mathrm{SIR}}_i=\frac{{\mathrm{PG}}_i\·L_{i,s}\·{\mathrm{Pt}}_{i,s}}{\mathrm{\α}\·L_{i,s}\·({\mathrm{Pt}}_{\mathrm{tot},s}-{\mathrm{Pt}}_{i,s})+\underset{n\≠s}{\mathrm{\Σ}}{L}_{i,n}\·{\mathrm{Pt}}_{\mathrm{tot},n}+N}$ 其中：

SIR_i是用户“i”的E_b-No比(或每位能量-噪声比)

PGi是用户“i”的处理增益(取决于分配的编码资源)

L_i，s是服务基站BTS_s和用户“i”之间的路径损耗

L_i，n是基站BTS_n和用户“i”之间的路径损耗

Pt_i，s是用户“i”的服务基站的发送功率

Pt_tot，s是服务基站BTS_s的总发送功率

Pt_tot，n是基站BTS_n的总发送功率

α是服务小区的正交因子

N是用户“i”的接收器带宽中的噪声电平接着分配给各个用户“i”的功率Pt_i，s被定义成： ${\mathrm{Pt}}_{i,s}=\frac{\mathrm{\&alpha;}\&CenterDot;{\mathrm{Pt}}_{\mathrm{tot},s}+(\underset{n\&NotEqual;s}{\mathrm{\&Sigma;}}{L}_{i,n}\&CenterDot;{\mathrm{Pt}}_{\mathrm{tot},n}+N)/L_{i,s}}{{\mathrm{PG}}_i/{\mathrm{SIR}}_i+\mathrm{\&alpha;}}$ 接着通过确定下面条件是否满足可以执行步骤121： $\underset{i}{\mathrm{\&Sigma;}}P{t}_{i,s}<P_{t,\mathrm{sh}}$

如果条件不满足，在步骤122中以上述容量总和永远不超过上述剩余容量的方式调整分配给至少一个用户“i”的编码资源(以及处理增益PGi)。

在图1的例子中，调整用户“i”的编码资源会包含增加分配给这个用户的扩展因子或编码长度SFi。

扩展因子被增加(或者对等地传输速率被降低，或发送功率被降低)的用户会是那些遇到恶劣环境条件的用户(即在相同传输速率的条件下需要最高发送功率的用户)。

因而在第二步骤12结束时，根据各个用户的容量需求不必为各个用户分配相同的编码长度和相同的传输速率。

除此之外，如步骤10’所示，可以根据一个可用剩余容量或传输需求动态确定用户的数量“n”。

除此之外，共享这个剩余容量的低优先权传输用户还可以被分成具有相应优先权的不同用户组，并且根据其相应的优先权在这些不同的用户组之间进一步共享剩余容量。

具体地，可以在时间域内进行这种进一步的共享。例如，在有两个用户组的情况下，第一组的优先权高于第二组，第二组可以每三个帧服务一次，而而其它帧周期内对第一组提供服务。

可以根据不同需求的传输速率把低优先权传输用户分成这样的组。

因而，在图2图解的例子中，在一个标为10的步骤中相应确定在当前帧中被服务的用户组，并且针对如此确定的用户组使用如步骤11和12中所执行的编码资源分配操作。

如图2中的循环13所示，周期性地重复步骤10，10’，11和12，例如以逐帧的方式执行。

图3是图解可以在移动无线通信网络实体中用于执行基于本发明的方法的装置的类型的图例。

众所周知，移动无线通信系统包括诸如一个被标为MS的站点的移动站，和一个移动无线通信网络，该网络包括至少一个诸如被标为BTS1，BTS2的站点的基站，和至少一个诸如被标为BSC的站点的基站控制器。

有利的是，可以在一个基站控制器中提供执行基于本发明的方法的装置。

因而除了这里没有提到并且是常用的其它装置之外，一个基站控制器包括：

-装置20，该装置与上述网络的高层实体(例如一个移动交换中心，未示出)和通过至少一个基站与至少一个移动站进行通信(在这样的系统中根据已知通信过程或协议进行这样的通信)。

-装置21，该装置在低优先权传输用户(尤其是数据分组传输用户)之间共享在各个帧中未被高优先权传输用户(尤其是语音传输用户)使用的下行链路剩余发送功率。

装置21可以根据图2中公开的方法进行操作。

因而装置21可以接收执行上述公开方法的不同步骤所需的各种参数，即：

-执行上述第一步骤所需的参数：

参数“n”(共享上述剩余容量的低优先权传输用户的数量)，每次可以根据诸如估测的下行链路剩余容量和传输需求的各种因素确定该参数，

参数“SF(树访问点)”，可以根据每次估测的下行链路剩余容量P_t，sh确定该参数，

-执行上述第二步骤所需的参数：

诸如α，Pt_tot，s，Pt_tot，n，L_i，s，L_i，n和N的参数，可以是预定的参数，

参数SIR_i，在下行链路功率控制的用户端已经估测该参数，并且可以由对应的移动站通知到基站控制器，

参数PGi，该参数取决于分配给用户“i”的扩展因子或编码长度。

在这种系统中，根据已知的信令过程或协议可以把装置21确定的，分配给各个用户的编码资源通知到对应的移动站和基站。

Claims (15)

1．一种在码分多址移动无线通信系统的指定数量的用户之间共享该系统中的容量的方法，其中上述指定数量是预定的，上述方法包含一个根据上述预定数量为上述用户分配编码资源的步骤(11，12)。

2．如权利要求1所述的方法，其中上述容量对应于一个在高优先权传输的指定时刻没有使用的剩余下行链路容量，并且共享上述剩余容量的上述用户对应于低优先权传输用户。

3．如权利要求1所述的方法，其中为上述用户分配编码资源的上述步骤包含一个第一步骤(11)，通过该步骤分配编码资源以便在上述用户之间平均共享上述容量。

4．如权利要求3所述的方法，其中为上述用户分配编码资源的上述步骤包含一个第二步骤(12)，通过该步骤调整在上述第一步骤中分配的编码资源，以便考虑到各个用户的容量需求。

5．如权利要求4所述的方法，其中上述第二步骤(12)包含：

-一个在要分配给上述用户的容量总和不超过上述容量的情况下进行控制的步骤(121)，其中利用上述第一步骤分配的编码资源并且针对上述各个用户的不同容量需求进行容量分配，

-一个在上述容量总和超过上述容量的情况下调整分配给至少一个上述用户分配的编码资源的步骤(122)，其中以上述容量总和永远不超过上述容量的方式进行上述调整。

6．如权利要求1所述的方法，其中上述编码资源分配的步骤包含向各个上述用户分配一个在上述用户之间共享上述容量所需的编码长度。

7．如权利要求3和6所述的方法，其中上述第一步骤(11)包含向各个上述用户分配相同的编码长度。

8．如权利要求1至7所述的方法，其中上述方法还包含确定用户的上述指定数量的步骤(10’)。

9．如权利要求8所述的方法，其中根据一个上述容量和用户需求确定用户的上述指定数量。

10．如权利要求1至9所述的方法，其中上述方法还包含一个把上述用户分成具有相应优先权的不同用户组，并且根据上述的相应优先权在上述不同用户组之间共享上述容量的步骤(10)。

11．如权利要求10所述的方法，其中在时间域内实现上述不同用户组之间对上述容量的共享。

12．如权利要求11所述的方法，其中在一个数据单元的周期或帧周期上执行上述时间域内的共享。

13．如权利要求1至12所述的方法，其中动态执行上述步骤(10，10’，11，12)。

14．如权利要求13所述的方法，其中在一个数据单元的周期或帧周期上执行上述步骤(10，10’，11，12)。

15．一种移动无线通信网络实体，其中包括执行如权利要求1至14中任何一个所述的方法的装置(21)。

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