CN1536793A

CN1536793A - 一种上行码分和时分资源的分配方法

Info

Publication number: CN1536793A
Application number: CNA031092527A
Authority: CN
Inventors: 灏胡; 胡灏
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2023-04-07
Also published as: CN100596042C

Abstract

本发明公开了一种上行码分和时分资源的分配方法，应用于高速数据传输的TDD系统，在用户终端与基站建立连接后，基站给用户终端分配用于基本速率传输的时隙或码道，该方法还包括：用户终端通过物理层信令向基站报告各自要求的上行速率信息；基站在接收到该用户终端报告的上行速率信息后，根据调度原则，指示每个用户终端可以使用的时隙和对应时隙内的码道数，并将其通过物理层信令通知该用户终端；用户终端收到基站的通知后，根据基站指示的时隙和码道进行数据传输。本发明通过使用物理层信令进行上行资源的指配，实现了上行码和时隙的及时快速分配，且可根据上行业务变化，分配不同的资源，提高了系统资源的利用率。

Description

一种上行码分和时分资源的分配方法

技术领域

本发明涉及时分双工(TDD)系统中资源的分配技术，特别是指在高速数据传输的TDD系统中上行码分和时分资源的分配方法。

背景技术

时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统是基于TDD模式的，即上行和下行同处于一个频段，不需要成对的频率，因此频谱利用率高，上下行资源的相关性大。

TD-SCDMA的物理信道包含四层结构：第一层系统帧号，第二层为无线帧，第三层为子帧，第四层为时隙/码。具体的说，物理信道由若干个无线帧组成，一个无线帧为10ms，每个无线帧又分为连续两个5ms的子帧，如图1所示，每个子帧又包括七个业务时隙和三个特殊时隙，斜线填充部分的三个特殊时隙分别为下行导频时隙(DwPTS)，上行导频时隙(UpPTS)，以及保护时隙(GP)。在每个子帧中，上下行时隙可以采用对称和不对称两种分配方式，依据不同的资源分配方案，上行时隙和下行时隙可以动态分配，子帧或时隙/码的配置结构可能有所不同。并且，每个上行时隙可以有多个用户终端码分复用，其扩频因子包括1、2、4、8、16共五种，系统是通过时域和码域来共同区分不同的用户终端所使用的资源。

TDD系统进行上行资源分配的过程包括如下几个步骤：

a.当用户终端有话音要求时，需要首先向基站提出请求，然后基站根据目前资源的使用情况，给用户终端指定可以使用的码道和时隙。

b.如果用户终端此时有其它的业务，需要更多的上行资源时，用户终端会通过高层信令，给基站发送上行资源使用请求。

c.基站在接收到用户终端发送的上行资源使用请求后，需要通过高层参与进行物理信道重配置过程。

参见图2所示：物理信道重配置过程如下：

步骤201、接入网(UTRAN)的无线资源控制(RRC)产生物理信道重配置(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION)消息，并将该消息发送给对应用户终端的RRC；

步骤202、当用户终端收到该消息后，根据消息里携带的内容对物理信道进行重新配置；

步骤203、在完成配置工作以后，用户终端将向网络的RRC反馈一个物理信道重配置完成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATIONCOMPLETE)消息。

d.基站高层完成物理信道重配置过程后，给用户终端发送重配置后的资源信息。

e.用户终端按照基站重新指配的上行资源进行业务传输。

从上面描述中可以看出，在TD-SCDMA系统中，基站对于用户终端所提出的上行资源需求的响应很慢，这主要是由于在用户终端提出请求后，基站首先要通过物理层向高层进行报告，同时高层处理完成后，还需要将处理结果通知物理层。

无线移动通信系统从频分多址(FDMA)的模拟通信系统发展到现在的第三代移动通信系统，支持的业务从单纯的话音业务发展到现在的数据和话音的混和业务，直至高速的数据业务。人们对通信系统的要求越来越高，已经不满足于通过家里的计算机接入网络了，而是希望实现在任何地点都能够接受到诸如发送电子邮件，进行网络浏览等数据业务。因此，通信系统的发展也逐渐由单纯服务话音的系统向支持高速数据的系统发展。

众所周知，语音业务和数据业务所要求的服务质量有明显的不同。对于语音业务，要求比较高的实时性，以保证打电话的人可以顺利交流；该业务在时间上比较平均，用户终端在挂机前会一直通话，而且语音业务的速率相对比较低，也比较固定，上下行速率是对称的。并且，通话过程中偶尔模糊不清时，用户终端是可以容忍的，所以对误码率的要求也不太高。

对于数据业务，用户终端在做诸如上网浏览、下载、发邮件这些活动中，可以稍微等待网络的响应，却不能接受较高的误码率；数据业务的发起是突发性的，每次业务传输完毕后，用户终端有一个不定长的阅读时间；但是在业务进行过程中，用户终端希望得到尽可能高的数据传输速率，减少数据传输时间，但对速率是否恒定没有很大要求；并且根据数据业务的统计特征，下行业务要大于上行业务数倍。

综上所述，现有TD-SCDMA系统对于语音业务是优化的，但对高速数据业务则不然，所以如果利用现有TD-SCDMA系统对数据业务进行服务，则不能保证比较低的误码率；而且由于数据业务的出现和持续特征，数据业务需要经常根据流量变化动态分配物理资源；如果使用高层信令对物理层资源进行重配置，会由于高层信令传递相对比较慢，从而导致物理资源较长时间的闲置，并且加大网络信令负担，降低有效数据吞吐量；为上下行分配对称的资源必然使下行数据传输成为系统瓶颈，不能最大限度的发挥无线频谱的效率。

因此，在另一专利申请中提出了一种高速数据传输的系统，实现在TDD系统中进行高速的数据传输，在该专利中给出了一种物理层帧结构，利用上行控制时隙传输上行控制信息，利用下行控制时隙中的上行链路控制(ULC)部分可传输上行资源分配信令。但是该系统中没有具体阐述上行资源的重配置过程。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种上行码分和时分资源的分配方法，使其能快速反馈、响应用户终端上行业务流量变化。

一种上行码分和时分资源的分配方法，应用于高速数据传输的TDD系统，在用户终端与基站建立连接后，基站给用户终端分配用于基本速率传输的时隙或码道，该方法还包括以下步骤：

A、每个用户终端通过物理层信令向基站报告各自要求的上行速率信息；

B、基站在接收到所有用户终端报告的上行速率信息后，根据调度原则给上报信息的用户终端分配当前可使用的时隙和对应时隙内的码道数，并将其通过物理层信令通知对应用户终端；

C、用户终端收到基站的通知后，利用基站分配的时隙和码道进行上行数据传输。

所述可使用的时隙和对应时隙内的码道数分别不超过所有上行可用业务时隙数目以及其中可使用的总扩频码道数。

所述调度原则是基站根据目前每个用户终端的速率请求、级别和当前各用户终端的信道状况以及自身的上行负载情况而制定。

所述要求的上行速率信息为基于用户终端当前速率要求升高、降低速率等级，或保持当前速率，或上行传输结束的指示，或是最高、最低下行速率。

步骤B中所述用户终端可使用的时隙和对应时隙内的码道数与该用户终端正在使用的不等。

基站通知用户终端的物理层信令中只包括时隙，则该时隙内所有码道都被分配给该用户终端。

所述基站通知该用户终端可使用的时隙和该时隙内的码道数，为至少一个时隙内所包括的至少一个码字。

所述上行资源请求是向基站申请全部或是部分上行业务时隙以及其中的码字资源，或申请释放全部或部分上行业务时隙以及其中的码字资源。

预先将上行业务时隙和其中的码道分成至少一组，所述上行资源的分配是通过基站给用户终端分配至少一组实现的。

该方法进一步包括：预先设置分配周期，用户终端在每个周期向基站报告上行速率信息。

所述上行速率信息通过物理层信令在一个分配周期内重复发送。

步骤A中所述物理层信令通过支持上行控制信息发送的物理层子帧中的指定时隙发送；步骤B中所述物理层信令通过支持下行控制信息发送的物理层子帧中的指定时隙发送。

步骤B中所述当前可使用的时隙和对应时隙内的码道数为上报信息的部分用户终端分配。

本发明通过使用物理层信令进行上行资源的指配，实现及时、快速分配上行码道和时隙资源，且可根据上行业务变化，分配不同数目的资源，从而提高系统资源的利用率。

附图说明

图1为TD-SCDMA系统物理层子帧结构示意图；

图2为现有技术中物理信道重配置的示意图；

图3为高速数据传输系统物理层子帧结构示意图；

图4为本发明实现上行资源分配方法的流程示意图；

图5为本发明上行码分资源分配方案使用的物理资源示意图。

具体实施方式

本发明的核心内容是：在高速数据传输系统中，每个用户终端通过物理层信令上报上行速率信息，基站将根据系统当前可用资源状况以及公平原则等条件给用户终端分配可以使用的上行资源。这里，可以使用的上行资源为时隙或时隙中的码道。

需要说明的是，在高速数据传输系统中，物理层结构的基本单位是子帧，每个子帧是由若干时隙构成。如图3所示，在该系统中将时隙(TS)1设置为上行传输控制部分，时隙2和时隙3设置为上行传输业务部分；在TS1中传输的上行传输控制信息可以包含下行传输的数据速率指令的下行数据速率控制信息和上行资源请示信息；在数据传输过程中用户终端根据当前数据速率和上行资源情况通过TS1向网络侧传输上行传输控制信息，网络侧根据该上行传输控制信息及当前数据速率和上行业务资源的使用情况，进行上行业务资源的自适应调整。因此，本发明所采用的物理层信令就可以通过高速数据系统中子帧内指定的时隙和码道来发送。

参见图4所示，实现本发明的方法包括如下步骤：

步骤401、在用户终端与基站建立连接后，用户终端得到基站分配的一个码道用于上行业务传输。

步骤402、每个用户终端通过物理层信令向基站发出自身要求的上行速率信息。这里，用户终端将自身的业务需求和目前基站提供的上行资源进行比较，如果发现资源不够，就会通过物理层的信令向基站发送要求的速率，该信令需要在连续M个子帧内向基站重复发送，且M为自然数。

当然，此时如果用户终端发现其支持的业务已经不需要当前的较高速率时，用户终端会通过物理层信令通知基站要求减小上行速率，即释放掉一个或是多个码字或时隙。

步骤403、基站接收到用户终端发来的上行速率请求后，根据调度原则，给上报信息的用户终端分配可使用的时隙和码道。

调度原则是指基站根据每个用户终端当前上行速率、级别和码字约束条件，同时兼顾各用户终端上行接收服务的公平性，以及自身的负载情况作出上行资源的分配决定。具体的说，基站接收到所有用户终端上报的上行速率信息和当前速率后，首先按照用户的要求分配上行速率资源；然后估计每个用户终端以对应速率发送上行数据时，对基站总的干扰水平是否超过基站的容限，如果超过容限，为了保证公平性，降低近期上行速率较高的用户终端的上行速率，并且，降低过程可以重复，直到满足基站容限要求，确定每个用户终端的上行速率；最后根据每个用户终端已确定的上行速率，分配相应的上行码字，完成上行资源的分配。基于调度原则，也可以只为上报信息的部分用户终端分配当前可使用的时隙和对应时隙内的码道数。

当然，每个用户终端被重新分配可使用的时隙和对应时隙内的码道数，可以比本身正在使用的上行资源多，也可能少，具体多少可以依据当前的系统资源状况而定。

此时，参与分配的是多个时隙内的所有可用的扩频码字，总资源数为：

其中，n＝1......N，n是当前可以用于上行业务的时隙数。

由于在TDD系统中，每个用户终端在一个时隙内是码分复用的，因此，在该时隙内基站会收到多个用户终端上报的速率信息。

步骤404、基站通过物理层信令通知每个用户终端可以使用的时隙和对应时隙内的码道数，并且，该信令需要在连续L个子帧内向用户终端重复发送，L为自然数。

步骤405、用户终端收到基站的通知后，利用基站指示的时隙和码道进行上行业务传输。

本发明要预先设置用户终端发出上行速率报告周期，即M个子帧的时间段，并且该请求得到响应之后，用户终端要占用当前系统指示的资源发送数据，在使用一定时间后，不论其是否需要增加、降低或保持速率，每个用户终端都要重新向基站报告上行速率信息，此时，基站要重新分配上行时隙和码字资源。

下面结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案。

如图5所示，图中示意了TDD系统的物理层子帧结构图，该图中每个时隙包括多个码道，各码道被横线所隔离，这四个时隙都是由各个用户终端码分复用的。其中，一个时隙用来传输用户终端上行资源请求信令(URI)，一个时隙用来指示基站发给用户终端的上行资源分配信令(URD)，两个时隙用来传输上行业务信息，如果假设扩频因子为16，那么可以使用的上行码字资源共有32个。

需要说明的是，M、L都为自然数，两者取值可以相同，也可以不同。本实施例中设置M、L为5，则具体分配时隙和码道的步骤如下：

a.当用户终端与网络建立连接时，将收到基站分配的某个上行时隙中一个码道用于传输基本速率。

b.用户终端通过物理层向基站发出URI信令，请求下一个传输周期使用的上行数据速率，该URI信令在连续五个子帧内重复发送。

c.基站接收到所有用户终端发送的上行资源请求信令后，根据各用户终端的实际情况以及自身的负载，进行上行资源的分配，给该用户终端分配两个上行时隙的可用码道，比如，第一个上行时隙的码道0和第二个上行时隙的码道1。

d.基站通过物理层的URD信令在连续的五个子帧内重复发送给该用户终端。

e.用户终端接收到上行资源分配信令后，使用基站指定的第一个时隙的码道0和第二个时隙的码道1传输上行业务数据。

从上述例子可以看出，用户终端最多可以请求系统中所有上行资源中的码道资源都为其服务。在用户终端进行上行资源请求后，基站可以分配多个码字或时隙资源给用户终端，但是最多为所有上行可用业务时隙的码道的总和。如果基站分配的是时隙资源，该时隙内所有码道都分配给该用户终端。

当然，也可以将上行资源进行分组，在用户终端进行上行资源请求后，给用户终端分配一个或多个组也可。比如：一个上行业务时隙有十六个码道，两个上行业务时隙的三十二个码道，如果将四个码作为一组，三十二个码道则可以分为八组，每组对应一个组号。当基站分配上行资源时，只需分配时隙和码道所对应的组号即可。

另外，当系统发现资源分配比较混乱时，也可以上述使用物理资源重配置方法进行物理信道的整理。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1、一种上行码分和时分资源的分配方法，应用于高速数据传输的TDD系统，其特征在于，在用户终端与基站建立连接后，基站给用户终端分配用于基本速率传输的时隙或码道，该方法还包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可使用的时隙和对应时隙内的码道数分别不超过所有上行可用业务时隙数目以及其中可使用的总扩频码道数。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调度原则是基站根据目前每个用户终端的速率请求、级别和当前各用户终端的信道状况以及自身的上行负载情况而制定。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述要求的上行速率信息为基于用户终端当前速率要求升高、降低速率等级，或保持当前速率，或上行传输结束的指示，或是最高、最低下行速率。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述用户终端可使用的时隙和对应时隙内的码道数与该用户终端正在使用的不等。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站通知用户终端的物理层信令中只包括时隙，则将该时隙内的所有码道分配给该用户终端。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基站通知用户终端的物理层信令中包括该用户终端可使用的时隙和该时隙内的码道数，则将至少一个时隙内所包括的至少一个码字分配给该用户终端。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行资源请求是向基站申请全部或是部分上行业务时隙以及其中的码字资源，或申请释放全部或部分上行业务时隙以及其中的码字资源。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先将上行业务时隙和其中的码道分成至少一组，所述上行资源的分配是通过基站给用户终端分配至少一组实现的。

10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：预先设置分配周期，用户终端在每个周期向基站报告要求的上行速率信息。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述要求的上行速率信息通过物理层信令在一个分配周期内重复发送。

12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中所述物理层信令通过支持上行控制信息发送的物理层子帧中的指定时隙发送；步骤B中所述物理层信令通过支持下行控制信息发送的物理层子帧中的指定时隙发送。

13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述当前可使用的时隙和对应时隙内的码道数为上报信息的部分用户终端分配。