CN1388719A - 无线通信网络上行链中的资源分配方法以及相应无线终端 - Google Patents

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Abstract

本发明主要涉及一种用于在支持实时分组数据服务的无线通信网络的上行链路中分配资源的方法,所述无线通信网络包含中央资源分配模块(13)和多个无线终端(11)。根据本发明,该方法包括以下步骤:在所述无线终端(11)中生成并存储实时数据块;在所述无线终端中生成并存储封装实时数据块或部分实时数据块的帧;在由所述无线终端生成的每个所述帧中包括已存储的实时数据块个数的指示(22);当从所述资源分配模块(13)接收到授权,在所述无线通信网络的上行链路中发射所述帧;向所述中央资源分配模块(13)转发所述指示;以及根据所述指示(22)给所述无线终端(11)分配资源。

Description

无线通信网络上行链路中的 资源分配方法以及相应无线终端
技术领域
本发明涉及无线通信，更准确地，涉及一种用于在支持实时分组数据服务的无线通信网络的上行链路中分配资源的方法。
背景技术
在无线通信网络中，通过中央资源分配模块为业务数据分配资源，在GPRS(通用分组数据业务)和EDGE(用于GSM中的增强数据率改进)网络中更是这样。
通常，有要发送业务数据的无线终端向中央资源分配模块请求资源分配。中央资源分配模块根据多个来自不同移动用户的资源分配请求和在资源分配请求信息中所包含的具体参数(即用户类型)，给移动用户分配资源。
本发明框架中的通用术语“资源”应理解为“无线资源”，即为无线终端预留的以和无线通信网络进行通信的频道和/或帧中的时隙。频分多址(FDMA)中的资源是频道，时分多址(TDMA)网络中的资源是时隙。码分多址(CDMA)网络中的资源是码，也可能是频道、时隙和码的结合。
本发明特别适用于支持实时数据服务的、面向分组的无线通信网络。这些实时数据服务可能存在于语音分组或视频分组的传输中。这些实时数据服务要求传输延时和接收两个相邻的帧之间的延时，以确保可接受的服务质量为界限。因为资源分配模块的反应速度对每一个资源分配请求信息不可能足够快，所以实现这些严格要求有时是困难的。
此外，如果无线通信网络同时支持实时和非实时数据服务，那么资源分配模块就更是需要的了。
有几种方案可以改善支持实时数据服务的无线通信网络的资源分配机制。
例如，面向电路的资源分配和面向分组的资源分配的结合有助于实时请求的完成。当资源分配模块从具有要传输的实时数据的无线终端接收到资源分配请求信息时，立即开放预定义时间周期或预定义实时帧个数的资源。
例如，这样一种资源分配机制在ETSI(欧洲电信标准化协会)标准GSM 04.60中进行了描述，并靠暂存块流(TBF)实施。暂存块流是无线通信网络中发射机和接收机之间的物理连接，这样的无线通信网络支持业务信道上的层-2预定义数量帧的间接传输。资源分配模块从无线终端接收到“分组信道请求”后，立即开放TBF。在这个TBF结束之前，如果有后继的层-2帧需要传输，无线终端会发出后继的“分组信道请求信息”。在这种情况下，资源分配能够按时完成，这样一个TBF结束和另一个TBF开始之间就不会有延时。
为了更好的估计TBF何时结束的时间和进一步优化资源分配，提出了另一种资源分配机制。该机制称作递减计数程序，主要是在每个层-2帧的帧头字段中，在TBF结束前的短时间内，指示层-2帧的确切个数，在TBF结束前一直发送递减计数值。无线接口每发送一个新帧递减计数减一。
在重传丢失或不良接收的帧的地方，递减计数程序特别适合于确认的非实时分组数据服务。当必须重传帧时，递减计数值保持不变。如果重传帧，通过使递减计数值保持不变，发射机知道并把这种情况通知资源分配模块。
相反地，未确认的模式用于实时分组数据服务，即为了不因重传帧而延时整个传输，在2层协议的初始阶段，不重传丢失或不良接收的帧。在更高层的协议中处理丢失或不良接收的帧的补偿或校正。对于这种情况，递减计数程序并不能改善实时分组数据服务的资源分配。
本发明特别的目的是提供一种用于使实时分组数据服务的资源分配程序优化的方法。
本发明的另一个目的是提供实现该方法的无线终端和资源分配模块。
发明内容
通过根据权利要求1的、用于分配无线通信网络上行链路资源的方法，根据权利要求6的无线终端，以及根据权利要求7的资源分配模块，可以实现这些目的和以下出现的其它目的。
根据本发明，在生成并存储实时数据块的步骤与生成、存储并传输封装了对应于2层协议的实时数据块的帧的步骤之间，会有区别。根据本发明，每个帧包含已存储的、等待传输的实时数据块个数的指示，该指示用于预定资源分配模块。
本发明的优点在于给资源分配模块以上行指示，该上行指示反映了实时数据块信源的状态，而不是现有技术中已知的层-2帧缓冲区的状态。该指示更好地考虑了实时数据块信源的特性，并给资源分配模块提供了更快的反应能力。因此，根据本发明的方法优化了无线链路中的同时用户数，并更好地保证了语音或视频业务的实时要求。
在指示已存储的实时数据块个数的优选实施例中，其中已存储的实时数据块包含在PLC帧头的递减计数值字段中，该方法和ETSIGSM 04.60中制定的无线链路控制协议RLC相关联。优选地，该方法使用于GPRS和EDGE网络中。
本发明其它的有益特征在从属权利要求中加以限定。
附图说明
阅读以下对通过非限制性说明给出的优选实施例的描述，以及参考附图，本发明的其它优点和特征将变得明显，其中：
图1示出了能使用根据本发明方法的简化无线通信系统；
图2示出了根据本发明的帧头；
图3示出了根据本发明的资源分配模块的实施例。
具体实施方式
图1代表能使用根据本发明方法的简化无线通信系统。无线通信系统包含无线终端11、无线通信信道、与中央资源分配模块13相连的基站12。
简化的无线通信网络优选地是在支持实时服务，如语音服务或视频服务的分组交换模式中工作的GERAN(GSM/EDGE无线接入网)。
根据本发明，无线终端11包含用于产生和存储实时数据块的第一模块111。第一模块111包含实时数据块信源1111和实时数据块队列1112。实时数据块优选地含有已分组的语音和视频数据。
第一模块111和第二模块112相连，用于产生并存储封装实时数据块或部分实时数据块的帧。第二模块112包含帧发生器1121和帧队列1122。帧队列1122的输出和发射模块相连，该发射模块在接收到资源分配模块13的发射授权时，在无线接口上发射帧。第二模块112支持2层通信协议，该协议用于处理封装实时数据块的层-2帧的传输。
按照本发明，无线终端11还包含计数模块113，用于计算在实时数据块队列1112中等候传输的实时数据块的个数。计数模块113向帧发生器1121转发实时数据块个数的指示。该指示优选地包含在帧发生器1121所生成的每个帧头的字段中。
该字段的大小可以任意选取。应当在等待传输的实时数据块的个数和包含在帧头字段中的实时数据块个数的指示之间建立映射。它可能是一对一的映射或为本领域技术人员马上理解的任何更合适的映射。
当在基站12接收到来自无线终端11的帧时，抽取帧头并将第一模块111中等待传输的实时数据块的个数的指示转发给资源分配模块13。
在优选实施例中，第二模块112，如层2通信协议，支持ETSIGSM 04.60标准中制定的无线链路控制协议。该协议优选地用于能够满足实时制的未确认模式。优选地，将ETSI GSM 04.60标准中制定的递减计数值字段用于传送第一模块111中等待传输的实时数据块个数的指示。如在ETSI GSM 04.60标准中制定的递减计数值字段包含4个比特，可取16个不同值。
然而，可选择帧头的任何其它字段用来传送指示，只要预先定义了该字段位置并能在无线终端以及无线网络实体中知道该字段的位置，其中无线网络实体专用于从帧头中抽取指示。
优选地，根据本发明，未确认模式传输明确地指出，递减计数值字段包含实时分组块的个数。
在本发明的另一个实施例中，计数模块113也考虑在实时数据块信源1111中刚产生的实时数据块的个数。这对于更好地预计实时数据块的突然生成有优势。在该实施例中，计数模块把在数据块信源1111中刚生成的实时数据块个数和存储在队列1112中的数据块个数相加。在数据块信源1111中刚生成的实时数据块上施加加权系数。优选地，该加权系数小于1。
另外，可以给实时数据块队列1112的具体配置分配一些值。例如，一个预定义值可能指示，实时数据块排序单元1112是空的，但在实时数据块信源1111中正在构造实时数据块。另一个预定义值可以指示，实时数据块排序单元1112是空的，并且在实时数据块信源1111中也没有正在构造的实时数据块，即相应的无线终端已进入静默期。
图2表示根据本发明的含有指示的帧头。
由帧发生器1121产生的帧20包含帧头21中的字段22和有效负载字段，其中字段22包含在第一模块111中等待发射的实时数据块的个数的指示，有效负载字段包含几个实时数据块23或部分实时数据块。在无线终端11上接收到来自资源分配模块13的发射授权时，立即发射该帧。在优选实施例中，该帧的格式由在无线接口上使用的2层协议确定，由ETSI GSM04.60标准中制定的RLC协议给出该帧格式。
图3显示的是根据本发明的资源分配模块30的实施例。
资源分配模块30包含和处理单元32相连的存储介质31，处理单元32进一步和授权发射模块33相连。
存储介质31优选地组织成表格形式，其中表格具有和与无线通信网络相连的无线终端一样多的入口。每个入口包含对应于无线终端标识符的字段和对应于在相应的无线终端中等待传输的实时数据块个数的指示的字段。更多的相应于资源分配模块30中所需的，用于确定每个无线终端发送帧的优先级的普通参数的字段可以包含在存储介质31中。这些字段为本领域的技术人员公知，因此在本发明的框架中不做进一步的阐述。
基站从无线终端11中每次接收帧时，就填充含有在无线终端11中等待传输的实时数据块的个数的指示的字段。将包含在帧头中的实时数据块的个数的指示抽出并复制到资源分配模块的存储介质31的相应字段中。可以在任何其它的无线通信网络的实体中执行指示的抽取，例如基站、RNC(无线网络控制器)或资源分配模块本身。
处理单元32专门用来按照预先定义的、通常是复杂的算法来计算不同无线终端在无线接口上传输帧的优先级。这些用在现有技术中的常规算法，应当在考虑本发明的特点后加以修改。算法应当考虑每个无线终端的第一模块111中等待传输的实时数据块个数的指示。
优选地，如果该个数高于预设门限值，相应终端应分配一个更高的发射优先级。对应于在相应无线终端第一模块中等待传输的实时数据块的个数的校正项，应当用预先定义的加权系数对现有技术中的资源分配算法中用到的项进行加权。
本领域技术人员对考虑资源分配算法中实时数据块个数指示的其它方法是清楚的。
通常，授权传输模块33为每个时隙产生发射授权，通过预定义的广播信道将发射授权发射给无线终端。可以预料，向无线终端发射发射授权的其他方法不会对根据本发明的方法有影响。
因为根据本发明的方法能使资源分配模块考虑到这样的业务，即由于用现有技术方法不能考虑到已封装在层-2帧中的实时数据块，而不能使该业务在2层协议中注册，因此本发明方法能帮助完成实时数据流的实时需求。另外，由于优化的资源分配能使网络接受更多的同时用户，根据本发明的方法提高了无线网络的容量，即增加了无线通信网络的频谱效率。

Claims (7)

1.用于在支持实时分组数据服务的无线通信网络的上行链路中分配资源的方法，所述无线通信网络包含中央资源分配模块(13)和多个无线终端(11)，所述方法的特征在于，包括以下步骤：
●在所述无线终端(11)中生成并存储实时数据块；
●在所述无线终端中生成并存储封装实时数据块或部分实时数据块的帧；
●在由所述无线终端生成的每个所述帧中包括已存储的实时数据块个数的指示(22)；
●当从所述资源分配模块(13)接收到授权，在所述无线通信网络的上行链路中发射所述帧；
●向所述中央资源分配模块(13)转发所述指示；以及
●根据所述指示(22)给所述无线终端(11)分配资源。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述指示还考虑了在所述第一模块中生成的实时无线块。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，根据2层无线链路协议生成和发射所述帧，所述帧的帧头(21)包含含有所述指示(22)的字段。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述2层协议是ETSIGSM 04.60中制定的无线链路控制(RLC)协议，所述指示位于RLC帧头的递减计数值字段中。
5.根据权利要求2的方法，其特征在于所述实时无线块包含分组的语音。
6.用于支持实时分组数据服务的无线通信网络中的无线终端(11)，所述的无线终端(11)包含数据块信源(1111)和帧发生器(1121)，数据块信源(1111)与数据块队列(1112)结合，用于生成并存储实时数据块，帧发生器(1121)与帧队列(1122)结合，用于生成并存储封装实时数据块或部分实时数据块的帧，当从资源分配模块(13)接收到授权，在所述无线通信网络的上行链路中发射所述帧，所述无线终端(11)的特征在于还包含：
●计数模块(113)，用于生成在所述第一模块(111)中所存储的实时数据块个数的指示；
●所述计数模块(113)和所述第二模块112之间的接口，用于向所述第二模块(112)转发所述指示；
●帧发生器(1121)，用于在每个由所述无线终端(11)发射的帧中包含所述指示。
7.在支持实时分组数据服务的无线通信网络中使用的资源分配模块(13)，用于向无线终端(11)分配上行链路中的资源，所述资源分配模块(13)向发射帧发送授权，所述帧包含实时数据块或部分实时数据块，所述的资源分配模块(13)的特征在于包含：
●存储介质(31)，用于在每个所述无线终端(11)中存储已存储的实时数据块的个数的指示；
●处理单元(32)，用于根据所述指示确定要为每个所述无线终端(11)分配的资源的数量。
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