CN1536794A - 一种通知上行资源分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通知上行资源分配的方法，应用于高速数据传输的时分双工系统，在用户终端与网络侧建立无线承载后，基站给用户终端分配上行业务资源，该方法包括：每个需要改变上行业务速率的用户终端上报需求改变信息，网络侧根据当前收到的用户终端上报的信息，按一定准则，确定一个比特组合，并将该比特组合通知相应用户终端，用户终端收到该比特组合后，根据自己当前速率和资源使用情况来解释其含义，并对解释结果进行合理性判断，如果合理，则根据解释结果使用新资源，否则，放弃解释结果。对于同一比特组合，处于不同速率和资源使用情况的用户终端解释出的含义可能不同。该方法可用比特数较少的资源传达较大的信息量，提高了资源利用率。

Description

一种通知上行资源分配的方法

技术领域

本发明涉及上行资源的分配技术，特别是指在高速数据传输的时分双工(TDD)系统中一种通知上行资源分配的方法。

背景技术

实现无线因特网(intemet)浏览，文件传输协议(FTP)下载等高速数据业务是无线通信系统的发展方向。这些业务是上下行不对称的，这种特性更适宜采用TDD系统，因为TDD系统上下行占用同一频段而在时间上分开，可根据上下行业务量的不同采用灵活的时隙分配方式，提高频谱利用率。

现有的第三代移动通信标准共有三种，分别是美国提出的CDMA2000技术、欧洲和日本提出的宽带码分多址(WCDMA)技术和中国提出的时分同步码分多址(TD-SCDMA)技术，其中TD-SCDMA是唯一一种TDD系统。

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)；依据不同的资源分配方案，子帧或时隙/码的配置结构可能有所不同，但都是通过时域和码域来共同区分不同的用户信号。在每个子帧中，根据上下行业务的不同，上行时隙和下行时隙的分配是动态的。

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，给用户指定可以使用的码道和时隙。这里，多个用户终端可能在同一个时隙中传输自己的数据，但要使用不同的扩频因子。每个上行时隙的扩频因子可以为1，2，4，8，16共5种，也即每个时隙可支持多个用户终端同时传输，多个用户终端间码分复用。

需要注意的是，用户终端的上行资源是由网络统一调配的，以避免各用户终端所用的资源发生冲突，导致解调错误。当用户终端有话音要求时，需要首先向网络提出请求，然后网络根据目前资源的使用情况，指定该用户终端可以使用的码道和时隙。

参见图2所示，在一次通话过程中，一旦需要改变用户终端正在使用的物理信道资源的配置，就会发起如下物理信道重配置过程：

步骤201、网络侧的无线资源控制(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指定的物理信道进行重新配置；

步骤203、当用户终端完成配置工作后，用户终端向网络侧的RRC反馈物理信道重配置完成(PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATIONCOMPLETE)消息。

从上述步骤可以看出，由于用户终端所用的上行码资源或时隙资源在业务建立的开始就被分配好，此后，在通话过程中很少改变，一旦涉及上行资源重分配，则需通过高层信令改变传输格式组合的方式来实现，所以其处理时间较长。

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。

用户终端在上网浏览、下载、发邮件等活动中，数据业务的传输速率可根据当前网络的负载、用户终端所处的信道环境而改变，业务速率不需要保持固定，在有条件的时候就可增大数据传输速率，条件不好的时候就可减少传输速率，这样可以更好的利用频谱资源。而且，用户终端使用的上行资源是由网络统一调配的，如果当前的资源利用情况发生了改变，基站需要通知用户终端改变传输速率，这往往也伴随着上行可用资源的改变，比如，码或时隙的改变。此时，当传输速率较高时，通过传输格式的改变来实现速率的改变已不能满足用户终端的高速传输的需要，如果都通过高层信令来改变上行资源，则处理太慢，显然不合适。

在这种可支持多种传输速率的系统中，资源的分配情况是很多的，为达到相同的传输速率，可以采用不同的码组合和时隙组合方式来实现，而每个用户终端只能选择其中一组来发射数据，基站也只能对此一种方式进行解调，这就需要基站通知用户终端该使用哪种组合。如果将所有资源组合方式进行统一编号，将形成一个很大的组合，基站通知用户采用哪种组合将不得不使用较多的比特数。比如：对于最大16扩频的窄带TDD系统而言，如果上行用户终端之间码分复用，并且用户终端即能支持单码道的较低速率，也能支持直到16码道的较高速率，则不同的码道组合情况最多可以达到216种，即使有选择的使用其中某些码组合，为了尽可能满足多个用户终端不同时间的不同需求，以及不引起资源之间的使用冲突，所需码组合的使用情况也是比较多的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种通知上行资源分配的方法，使其能用比特数较少的资源重分配信令传达较大的信息量，提高资源利用率。一种通知上行资源分配的方法，应用于高速数据传输的TDD系统，用户终端与网络侧建立无线承载后，网络侧为用户终端分配上行资源，用户终端使用该上行资源进行上行业务传输，该方法包括：

A.预先建立上行资源所用组合方式与比特组合之间的对应关系；

B.每个需要改变上行业务速率的用户终端向网络侧上报上行速率需求改变信息，每种比特组合对应至少一种资源组合方式；

C.网络侧收到用户终端上报的上行速率需求改变信息后，根据调度原则确定每个用户终端可使用的上行资源和上行速率变化状况，然后根据确定的可使用的上行资源、上行速率变化状况以及步骤A中所述对应关系，确定表示该资源改变的比特组合，并将该比特组合向所述需要改变上行业务速率和所使用上行资源的用户终端发送；

D.每个用户终端收到该比特组合后，分别根据自己当前上行业务速率和上行资源使用情况解释该比特组合，然后根据当前上行资源的实际使用情况，判断解释结果是否合理，如果合理，则根据解释结果占用上行资源传输上行业务；否则，放弃解释结果。

所述上行资源为码资源、或时隙资源，或二者的组合。

所述用户终端当前上行速率和资源使用情况不同，解释同一比特组合的结果不同。

在步骤D中放弃解释结果后，该方法进一步包括：用户终端将命令传输出错信息通知网络侧。

所述需要改变上行业务速率的用户终端是通过该用户终端的最大发射功率限制、最大速率限制、数据量大小、网络上行业务负载情况决定。

所述解释结果是否合理是通过考察网络侧要求自己释放的码字是否正在使用，或要求增加的码字是否已在使用来判断。

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

本发明通过基站向每个发起资源需求的用户终端发送同一信令比特组合，该信令由处在不同情况的用户终端解释出来，其意义是不同的，这相当于利用了已知信息，增大信令比特所包含的信息量，减少资源重分配命令使用的比特数。

附图说明

图1为TD-SCDMA系统物理层结构示意图；

图2为现有技术中物理信道重配置的示意图；

图3为本发明通知上行资源分配的方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心内容是：网络侧根据每个需要改变上行业务速率的用户终端上报的上行速率改变需求信息，确定一个比特组合，并将该比特组合通知给对应用户终端，同一种比特组合可以有不同的含义，用户终端收到该比特组合后，根据自己当前速率状况来解释该比特组合，以解析网络侧的通知。

在初始状态下，当移动分组数据业务用户终端有数据需要传输时，网络通过无线承载的建立过程为其分配合适的专用资源，其中包括初始的上行物理资源和下行物理资源。

用户终端在上行业务传输过程中，根据自己的最大发射功率限制或业务量的改变等，可向网络通知自己的需求改变情况，网络根据目前系统上行资源的负载情况、该用户终端的速率限制要求以及公平原则，决定出该用户终端速率是否可以改变、改变多少以及相应资源怎样改变，之后把做出的选择用物理层资源及时地通知到用户终端，用户终端根据自己的情况执行该改变命令。

参见图3所示，实现本发明的方法包括以下步骤：

步骤301、预先建立上行资源所用组合方式与比特组合之间的对应关系；在上行业务传输过程中，每个需要改变上行业务速率的用户终端根据自己最大发射功率的限制或业务量改变等向网络侧上报上行速率需求改变信息。

步骤302、网络侧收到用户终端上报的上行需求改变信息后，根据一定调度原则，确定当前可使用的上行资源和上行速率变化状况，并根据确定的用户终端上行速率和可用的上行资源变化状况以及所述对应关系，确定表示改变上行资源的使用状况的比特组合，然后将确定的该比特组合通过资源重分配信令在相应的下行专用物理资源向所述用户终端发送。所确定的比特组合主要包括用户终端可使用的上行资源，如码道资源等信息。

这里，调度原则是通过当前系统上行资源的负载情况、用户终端的速率限制要求以及公平原则等信息而制定。

步骤303、每个用户终端收到该资源重分配信令后，根据自己当前资源的实际使用情况解释该命令。这里，用户终端当前资源的实际使用情况主要包括当前上行业务速率和上行资源使用情况。

步骤304、每个用户终端根据当前系统上行资源的实际使用情况，判断解释结果是否合理，如果合理，则执行该命令，否则，则放弃使用该命令中指示的新资源，必要时可以通过某种方式及时将命令出错信息通知基站。比如，用户终端可通过考察基站要求自己释放的码字是否在可使用之列，或要求增加的码字是否已在使用等，来判断解释结果是否合理。

下面举一个具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

在支持分组数据业务的窄带TDD系统中，用户上行业务可以通过码分的方式来传输，不同用户可由其使用的正交的扩频码来区分。当上行业务速率改变时，可以通过增加或减少可用码资源的方式来实现。这里规定只采用扩频因子为16的码，并规定用户不论使用几条码道，都将采用相同的编码调制方式，并且在上述调制编码方式下，一条码道的传输速率为9.6kbps。所以，如果某用户终端同时使用N条码道，该用户终端将能实现N×9.6kbps的传输速率。这里，N只能从{0，1，2，4，8，16}集合中取值，该集合中的元素分别对应0kbps、9.6kbps、19.2kbps、38.4kbps、76.8kbps和153.6kbps的传输速率。

在本实施例中，预先规定每次上行速率的改变只能变化到与当前上行速率最接近的速率。比如，某用户终端当前的传输速率为19.2kbps，该用户终端要想增加速率，只能增加到38.4kbps；如果要想减少速率，只能减少到9.6kbps。更通俗的说，就是不能“越级”。

本实施例采用四比特为一个比特组合，用于通知用户终端重分配的上行资源，而且用户终端与基站事先通过如下约定来实现。

当前速率为0的用户终端，如果收到这4比特，则指示的是可以发数据了，而且发送时就用这4比特指示的一条16扩频的码。

当前速率为9.6kbps的用户终端，如果收到“0000”则表示释放该单码道资源，收到其它组合情况则表示增加速率到19.2kbps，并采用该比特组合包含4个比特所指示的码组合，这里的码组合可由系统事先规定，并且用户也是知道的。

对于当前速率大于9.6kbps的用户终端，规定该四比特中第一比特位指示“减小”还是“增加”速率，用1表示增加，用0表示减小；后三位的二进制值表示具体减小或增加到哪种码组合。这里，码组合方式可以表示八种，不同速率对应的这八个码组合可以不同。由于系统不可能支持很多高速用户终端，一般情况下八种组合已经足够。

由此可知，这4比特的重分配指示已经能表示96种码组合方式。

本实施例中通知上行资源分配方法的具体过程如下：

A、在传输上行业务过程中，每个用户终端根据自己的最大发射功率限制或业务量的改变等向网络上报需求资源的信息。

B、网络收到每个用户终端发送的需求资源的信息后，根据目前系统上行资源的负载情况、每个用户终端的速率限制要求以及公平原则，决定出用户终端速率是否可以改变、改变多少以及可以使用的新资源，然后根据每个用户终端的需求资源信息，确定含有四比特位的资源重分配信令，并将该信令发送给相应用户终端。

这里，在确定比特组合之前，首先要确定可使用的上行资源和上行速率。如果此时在系统中只有较少的用户终端在传输上行数据，网络中的上行负载不大，并且该用户终端的发射功率还有增加的余地，并结合公平准则，网络要考虑到增加该用户终端的上行传输速率；当系统上行负载过重时，基站可考虑减少某些有户终端的速率及相应的资源，它也可以通过该下行资源重分配信令通知相应的用户终端怎么释放资源，以减小上行速率。

C.每个用户终端收到资源重分配信令后，根据自身的资源需求状况以及发射功率的限制等信息解释该信令。此时，在系统中可能有多个用户终端接收到同样的四比特组合，而不同用户终端接收到该组合，其意义可能是不同的。

例如，当前速率为0的用户终端，如果收到这四比特，则指示该用户终端可以发上行数据，而且发送时就用这四比特所指示的一条16扩频的码；

当前速率为9.6kbps的用户终端，如果收到“0000”则表示减小上行速率，释放使用的单码道资源，收到其它组合情况则表示增加速率到19.2kbps，并采用该比特组合所指示的码组合。

对于当前速率为其它速率的用户终端，收到的四比特中的第一位指示“减小”还是“增加”速率，后三位表示具体减小或增加到哪种码组合；不同速率对应的这八个码组合可以不同。

D.每个用户终端根据当前上行资源的实际使用情况判断解释内容是否合理，如果合理，则采用新资源和新速率发送上行数据，否则，拒绝执行。

需要注意的是，只有用户终端速率发生改变时，基站才会通知，速度不变时，不需要通知，用户终端速率没有收到相应的资源重分配信令，则保持原有的速率和资源。在特殊情况下，如果速率不变而所需的码资源改变，比如换了一条新的扩频码，则需要通过高层信令通知。

当然，当用户终端没有上行数据要发送时，可通过某种上行信令通知网络，网络还用上述资源重分配信令通知用户终端相应的确认信息。当一个已释放全部上行业务资源的用户终端又有新的数据需要传输，也可通过某种上行信令通知网络，由网络为其分配新的可用码资源，此时，网络为这种重新从0速率开始要求传输业务的用户终端也是最多只分配一条9.6kbps的码道。

上述方式对码资源指示信令的正确率依赖性很大，一旦出错，用户终端错用其它码组合来传输数据，不仅会对其它用户终端造成干扰，引起解调错误，而且可能造成用户终端现有速率和基站保存该用户终端的现有速率不符，引起下一次双方对同一信令的解释不同，造成连锁解调错误。所以，为杜绝错误的蔓延，本发明可以采取一种防护机制。比如，基站连续解调M次出错后，可辅助高层信令对所涉及的用户终端进行资源重分配，或者持续发送速率减小的资源重分配命令，直至达到该用户终端上行业务零速率后，再重新分配资源；另外，用户终端一旦发现基站要求自己释放的码字不在使用之列，或要求增加的码字已在使用等意外情况，可自动放弃最近得到的，或所有正在使用的上行码字，并及时通知基站。

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 (7)

1、一种通知上行资源分配的方法，应用于高速数据传输的时分双工(TDD)系统，用户终端与网络侧建立无线承载后，网络侧为用户终端分配上行资源，用户终端使用该上行资源进行上行业务传输，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A.预先建立上行资源所用组合方式与比特组合之间的对应关系，每种比特组合对应至少一种资源组合方式；

B.每个需要改变上行业务速率的用户终端向网络侧上报当前上行速率需求改变信息；

C.网络侧收到用户终端上报的上行速率需求改变信息后，根据调度原则确定每个用户终端可使用的上行资源和上行速率变化状况，然后根据确定的可使用的上行资源、上行速率变化状况以及步骤A中所述对应关系，确定表示该资源改变的比特组合，并将该比特组合向所述需要改变上行业务速率和所使用上行资源的用户终端发送；

D.每个用户终端收到该比特组合后，分别根据自己当前上行业务速率和上行资源使用情况解释该比特组合，然后根据当前上行资源的实际使用情况，判断解释结果是否合理，如果合理，则根据解释结果占用上行资源传输上行业务；否则，放弃解释结果。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行资源为码资源、或时隙资源，或二者的组合。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户终端当前上行速率和资源使用情况不同，解释同一比特组合的结果不同。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D中放弃解释结果后，该方法进一步包括：用户终端将命令传输出错信息通知网络侧。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述需要改变上行业务速率的用户终端是通过该用户终端的最大发射功率限制、最大速率限制、数据量大小、网络上行业务负载情况决定。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解释结果是否合理是通过考察网络侧要求自己释放的码字是否正在使用，或要求增加的码字是否已在使用来判断。

7、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、级别和当前信道状况以及自身的上行负载情况而制定。

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