CN1806459A - 用于分组数据传输的扩展的动态资源分配 - Google Patents

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Abstract

一种用于在TDMA无线网络中控制分组数据发送以在通信信道的分配中提供额外选择的方法。对于移动站的某些等级，改变下行链路分配发信号与随后上行链路发送的时序中的固定关系，以避免物理限制。给出了GPRS中USF信令中变化的示例。

Description

用于分组数据传输的扩展的动态资源分配
技术领域
本发明涉及多路接入通信系统，并尤其涉及时分多址系统中的动态资源分配。
背景技术
在诸如GSM的多路接入无线系统中，多个移动站与网络通信。用于移动站的物理通信信道的分配是固定的。对GSM系统的描述可以在1992年出版的ISBN号为2-9507190-0-7作者为M.Mouly和M.B.Pautet的The GSMSystem for Mobile Communications中找到。
随着时分多址(TDMA)系统上的分组数据通信的出现，在资源的分配上尤其是物理通信信道的使用上要求更多的灵活性。对于通用无线电分组系统(GPRS)中的分组数据传输，多个分组数据信道(PDCH)提供物理通信链路。时间分割是通过4.615ms的持续时间的帧进行的，并且每个帧具有8个连续的0.577ms的时隙。对GPRS系统的描述可以在3GPP TS 43.064v5.1.1中找到。时隙可以用于上行链路或下行链路通信。上行链路通信是从移动站发送以由移动站所附着的网络接收。移动站对来自网络的发送的接收被描述为下行链路。
为了最有效地利用可用带宽，可以响应于信道状态、业务负载、服务质量和预订等级的变化来分配对信道的存取。由于连续变化的信道状态和业务负载，可以得到一种用于动态分配可用信道的方法。
移动站接收下行链路或发送上行链路的时间量可以是变化的，并且据此所分配的时隙也变化。为接收和发送所分配的时隙序列，即所谓多时隙模式通常以RXTY形式描述。所分配的接收(R)时隙是编号X而所分配的发送时隙(T)是编号Y。
为GPRS操作定义了多个多时隙等级即1到45，并且为每个等级指定了最大上行链路(Tx)和下行链路(Rx)时隙分配。
在GPRS系统中，借助于在下行链路上向每个通信移动站(MS)发送的上行链路状态标记(USF)来控制对共享信道的存取。在GPRS中，定义了两种分配方法，其在有关在接收USF时使得哪个上行链路时隙可用的协定上不同。本发明涉及一种特定的分配方法，其中为MS的潜在使用分配相等数目“N”个PDCH，“PDCH”代表彼此一一对应的一对上行链路和下行链路时隙。在USF中指示了可由共享上行链路信道的特定移动站实际使用的可用上行链路时隙。USF是能够取8个值V0-V7的数据项，并且允许在高达8个移动体之间分配上行链路资源，其中每个移动体识别这8个值中的一个为“有效”，即授予该移动体对资源的专用。特定的移动站可以识别分派给该移动站的每个时隙的不同USF值。例如，在扩展的动态资源分配方法的情况下，在当前帧的时隙2中接收到有效USF将指示在下一TDMA帧或帧组中发送时隙2...N的发送的实际可用性，其中N是所分配的PDCH的数目。通常对于在接收机时隙n所接收的有效USF，在下一发送帧中的发送时隙n、n+1以及下列等等直到所分配数目的时隙(N)，发生发送。对于目前所定义的扩展动态分配方法中，这些所分配的时隙总是连续的。
移动站不能够即刻从接收状态切换到发送状态，反之亦然，分配给这些重新配置的时间被称作周转(turnaround)时间。这对于移动站在分组传输模式的时候执行邻近小区测量也是必要的。移动站必须不断地监控由BA(GPRS)列表所指示的所有广播控制信道(BCCH)载波和服务小区的BCCH载波。在BCCH载波的至少一个上的每个TDMA帧中采取所接收的信号电平测量样本。(3GPP TS 45.008v5 10.0)。网络授予移动站的周转和测量时间取决于移动体所宣称符合的多时隙等级(3GPP TS 45.002v5.9.0附录B)。
在从接收重新配置到发送之前或者从发送重新配置到接收之前进行邻近小区测量。
目前以扩展动态分配模式运行的移动站必须在与识别到第一有效USF的Rx时隙对应的Tx时隙中开始上行链路发送。也就是说，在下行链路分配发信号和随后的上行链路发送的时序中，存在固定的关系。由于单个收发器移动站的物理限制，所以一些希望的多时隙配置不可用于使用。
这些限制减少了用于上行链路发送的时隙的可用性，由此减少了数据的流量和对改变状态做出响应的灵活性。因而，需要提供下述方法，利用该方法，允许对当前扩展动态分配不可用的那些多时隙配置的使用。
发明内容
本发明的目的是减少影响扩展动态分配的限制，而对现有规定产生最小影响。这可以通过改变下行链路分配发信号和随后用于某些等级的移动站的上行链路发送的时序之间的固定关系来达到。
根据本发明，存在如所附权利要求所述的用于控制上行链路分组数据发送的方法和根据该方法操作的移动站。
附图说明
图1图示了GPRS TDMA帧结构，其示出了用于上行链路(UL)和下行链路(DL)时隙的编号协定；
图2图示了现有技术的4时隙稳态分配R1T4；
图3图示了现有技术中所禁止的5时隙稳态分配R1T5；
图4图示了本发明的方法所允许的5时隙稳态分配R1T5；
图5图示了分配了3个上行链路时隙的应用于第7等级MS的移位USF(shifted USF)；
图6图示了分配了2个上行链路时隙的第7等级MS；
图7是移动站中用于实现移位USF的流程图；
图8图示了第34等级MS从一个上行链路时隙到5个上行链路时隙的转变；以及
图9图示了第34等级MS从4个上行链路时隙到5个上行链路时隙的转变。
具体实施方式
在本实施例中，将本发明应用于根据可适用于多时隙等级的标准运行的GPRS无线网络。
在图1中，图示了GPRS TDMA帧结构，并且该帧结构示出了用于上行链路(Tx)和下行链路(Rx)时隙的编号协定。请注意，在实践中由于定时超前(TA)，TX可以相对于Rx超前，尽管图示中没有示出该情况。这样，在实践中，由于定时超前，所以帧的第一Rx与第一Tx之间的时间量可以从所图示的3个时隙值减去时隙的一部分。
利用分开标识的下行链路(DL)和上行链路(UL)时隙图示了两个连续的TDMA帧。第一帧中的时隙位置由标号0到7显示，其中发送和接收时隙偏移了3个时隙的空余(margin)。这符合TDMA中第一发送帧比第一接收帧滞后3个偏移量的协定(从而，可以将普通的单个时隙的GSM视为特例，其中仅使用了发送和接收的时隙1)。
其余的附图符合图1的图示，但是为了格外简明去除了时隙编号。画了阴影的时隙是为特定状态所分配的时隙，箭头所指示的插入指示可适用的测量和周转间隔。画了碎影的(Hashed)时隙指示有效USF的接收以及其中接收到USF的时隙。如上所述，允许测量和周转时隙的需求强加了约束，而且3GPPTS 45.002附录B中对这些的规定限制了动态分配，如表1所示。
表1
  多时隙等级     时隙的最大数目           时隙的最小数目
  Rx   Tx   Sum   Tta   Ttb   Tra   Trb
  7   3   3   4   3   1   3   1
  34   5   5   6   2   1   1   1
  39   5   5   6   2   1   1+to   1
  45   6   6   7   1   1   1   to
Tta是MS执行邻近小区信号电平测量和准备好发送所需的时间。
Ttb是MS准备好发送所需的时间。
Tra是MS执行邻近小区信号电平测量和准备好接收所需的时间。
Trb是MS准备好接收所需的时间。
请注意，在实践中，时间Tta和Ttb可以由于定时超前而减少时隙的一部分。
to是31个码元周期定时超前偏移。
参考图2，图示了用于第34等级的移动站的稳态单个下行链路和4个上行链路时隙分配。在表1中示出用于该等级的周转和测量时间段为每个具有一个时隙的Tra、Trb和Ttb以及具有两个时隙的Tta。当在时隙0接收到有效USF时，可为该分配提供这些时间段。
但是，当上行链路时隙分配扩展到5时，如用于分配了1个下行链路和5个上行链路时隙的第34等级移动站的图3的图示所指示的，约束出现了。
该约束出现在‘A’所指示的位置处，因为没有为从发送到接收的转换留出时间(Trb)。在下行链路时隙0中接收到有效USF，以及随后的两个时隙提供给Tta。根据本发明，对于本实施例，移动体具有通过使用分组上行分派和分组时隙重新配置消息中的USF_TN0...USF_TN7信息元素以通常的方式分派的上行链路时隙。但是，网络在与所分派的第二时隙相关联的下行链路PDCH上为所分派的第一和第二时隙两者都发送USF。
作为示例考虑到如上讨论的分派了5个上行链路时隙(TN0-TN4)的第34等级MS，其中网络在时隙1而不是时隙0发送USF_TN0。图4中图示了该布置，其中可以看出标有“B”和“C”的时隙分别提供了周转时间Tra和Trb。
通过在时隙1上发送USF_TN1，而发信号通知网络将4个上行链路时隙分配给MS。两个信号USF_TN0和USF_TN1的字符必须不同，并且必须可由移动站区分。
不必增加额外的信息元素来指示何时要使用移位USF机制，这是因为在对特定多时隙等级的移动站的时隙分配中可以进行暗示。因而，将不需要增加发信号开销。
参考图5，图5中图示了移位USF的实现所允许的分配的另一示例。该应用是分配了3个上行链路时隙的第7等级MS。下行链路时隙1上的分配3个上行链路时隙的USF指示可用的第一上行链路时隙是上行链路0而不是通常的时隙1。这提供了Ttb和Tra时间段(如表1所要求的)，并且分别如图5中的D和E所指示的。对于用于Tra的充足时间段的需要，该分配将不是先前可用的。
图6中所图示的2个时隙分配回复到正常的操作，即USF没有被移位。对于图6的该2个时隙布置，在正常的分配中不存在物理约束，并且时隙1中的标准USF分配以上行链路时隙编号1开始的上行链路时隙。
或者，可以方便地对关于上行链路分配的位置上的移位应用正向发信号(positive signaling)，并且图7中图示了在运行扩展动态分配的移动站中移位USF的实现。请注意，图7中的指示(2)可以是明确的(即，额外发信号通知)或暗示的(对于特定的多时隙等级配置是自动的)。参考图7，移动站在1从网络接收到上行链路资源和USF的分配。如果然后在2对于第一USF检测到了使用移位USF的指示，则在(3)监控第二下行链路时隙，否则在(4)监控第一下行链路时隙。在任何一种情况下，当在5接收到有效USF时，然后在(6)在第一上行链路时隙从移动站启动上行链路发送。当在5没有接收到有效USF时，则在7对于第二USF监控第二下行链路时隙，以及如果在(8)有效，则在(9)在第二上行链路时隙启动上行链路发送。
在图2到6所图示的示例中，该分配是稳态的，从而逐帧(from frame toframe)地维持所示出的分配。本发明并不局限于稳定分配，并且也可以用于从一帧到另一帧变化的上行链路资源的控制。
图8和9中图示了转变的示例。这些附图的每个都代表4个连续帧，但是为了介绍将其分开。
图8图示了对于第34等级移动站从一个上行链路时隙分配到5个上行链路时隙分配的转变。第一组(顶部)两帧示出了具有一个时隙的稳态操作，接下来的(底部)两帧示出了转变的帧。对于该转变，改变了USF的时隙位置。
图9图示了对于第34等级移动站从4个上行链路时隙到5个上行链路时隙的转变。第一组两帧示出了具有四个时隙的稳态操作，接下来的两帧示出了转变的帧。对于该转变，USF时隙位置是恒定的，但是改变了USF的值。
为了在GPRS中实现本发明，例如，对于第1类型MS可以使用下面的原理构造表(表2)以允许扩展动态分配。
在扩展动态分配的情况下，希望MS能够“发送高达其物理时隙限制”；具体地，MS应该能够发送根据其多时隙等级的限制可能的最大数目的时隙，同时继续在正好一个时隙上接收和解码USF值并且执行测量。如果使用Tra定义允许MS“发送高达其物理时隙限制”的多时隙配置是不可能的，但是通过使用Tta来定义是可能的，则将使用Tta。
如果对扩展动态分配定义允许MS“发送高达其物理时隙限制”的多时隙配置是不可能的，但是通过使用移位USF机制来定义是可能的，则将使用移位USF。在这种情况下，Tta将用作第一优选，但是如果这是不可能的，则Tta将用作第二优选。
表2
  介质存取模式 时隙的编号  应采用Tra 应采用Tta 可应用的多时隙等级   注释
  上行链路，扩展的动态 1-3  是 -  1-12，19-45
4  否 是  33-34，38-39，43-45   2
5  是 -  34，39   5
5  否 是  44-45   2，4
6  否 是  45   5
  下行+上行扩展的动态 d+u＝2-4  是 -  1-12，19-45
d+u＝5，d＞1  是 -  8-12，19-45
d＝1，u＝4  否 是  30-45   2
d+u＝6，d＞1  是  30-45   2，3
d＝1，u＝5  是  34，39   5
d+u＝7，d＞1   否   是   40-45   2，4
d＝1，u＝6   否   是   45   5
  注释1                正常的测量是不可能的(参见3GPP TS 45.008)注释2                正常的BSIC解码是不可能的(参见3GPP TS 45.008)注释3                多时隙等级35-39需要TA偏移注释4                多时隙等级40-45需要TA偏移注释5                应采用移位USF操作(参见3GPP TS 44.060)

Claims (31)

1.一种用于移动站的多路接入通信方法，包括下述步骤：
接收包含用于上行链路信道分派的USF的下行链路信道；
监控所接收的下行链路信道以检测USF；以及
根据所检测的USF发送上行链路信道，
其中，当检测到使用移位USF操作的指示时，监控第二下行链路信道以检测用于第一上行链路信道分派的第一分派的USF，以及检测第二分派的USF以检测第二上行链路信道分派。
2.根据权利要求1的方法，其中，如果在所述第二下行链路信道上检测到第一分派的USF，则从所述第一上行链路信道开始上行链路发送。
3.根据权利要求2的方法，其中，如果在所述第二下行链路信道上检测到第一分派的USF，则在分配给上行链路发送的第一和所有连续的上行链路信道上发生发送。
4.根据权利要求2或3的方法，其中，如果在所述第二下行链路信道上没有检测到第一分派的USF，则为第二分派的USF监控所述第二下行链路信道。
5.根据权利要求4的方法，其中，如果在所述第二下行链路信道上检测到第二下行链路信道，则从第二上行链路信道开始上行链路发送。
6.根据权利要求1到5中任一项的方法，其中，第一分派的USF的值与第二分派的USF的值不同。
7.根据权利要求1到6中任一项的方法，其中，当在第n(n是整数)下行链路信道上检测到分派第n上行链路信道的第n分派的USF时，从第n上行链路信道开始发送。
8.根据权利要求1到7中任一项的方法，其中，在下一帧或者帧的连续组中发生发送。
9.根据权利要求7或8的方法，其中，当在第n下行链路信道上检测到第n分派的USF时，在分配给上行链路发送的第n上行链路信道和所有连续的上行链路信道上发生发送。
10.根据权利要求1到9中任一项的方法，其中，一帧中下行链路信道的数目是8，并且一帧中上行链路信道的数目是8。
11.根据权利要求1到10中任一项的方法，其中，第一上行链路信道相对于对应的下行链路信道延迟3个或近似3个时隙。
12.根据权利要求1到11中任一项的方法，还包括在接收下行链路信道之前进行邻近小区信号电平测量和接收准备的步骤。
13.根据权利要求12的方法，其中，进行邻近小区信号电平测量和接收准备所需的时间是3个时隙。
14.根据权利要求12的方法，其中，进行邻近小区信号电平测量和接收准备所需的时间是1个时隙。
15.根据权利要求12的方法，其中，进行邻近小区信号电平测量和接收准备所需的时间是1个时隙和31个码元周期。
16.根据权利要求1到11的方法，还包括在发送下行链路信道之前进行邻近小区信号电平测量和准备发送的步骤，
其中进行邻近小区信号电平测量和准备发送所需的时间是1个时隙。
17.根据权利要求13的方法，其中，当在一帧中为上行链路发送分配了三个信道时，指示使用移位USF操作。
18.根据权利要求14或15的方法，其中，当在一帧中为上行链路发送分配了五个信道时，指示使用移位USF操作。
19.根据权利要求16的方法，其中，当在一帧中为上行链路发送分配了六个信道时，指示使用移位USF操作。
20.根据权利要求17到19中任一项的方法，其中，所述使用移位USF操作的指示是自动的。
21.根据权利要求1到20中任一项的方法，其中，多时隙等级的编号是多时隙等级7、34、39和45中的任一个。
22.一种用于多路接入通信的移动站装置，包括：
接收部件，接收包含用于上行链路信道分派的USF的下行链路信道；
检测部件，监控所接收的下行链路信道以检测USF；以及
发送部件，根据所检测到的USF而发送上行链路信道，
其中，当检测到使用移位USF操作的指示时，检测部件针对用于第一上行链路信道分派的第一分派的USF并针对用于第二上行链路信道分派的第二分派的USF而监控第二下行链路信道。
23.根据权利要求22的装置，其中，如果在所述第二下行链路信道上检测到第一分派的USF，则从所述第一上行链路信道开始上行链路发送。
24.根据权利要求23的装置，其中，如果在所述第二下行链路信道上检测到第一分派的USF，则在分配给上行链路发送的第一和所有连续的上行链路信道上发生发送。
25.根据权利要求23或24的装置，其中，如果在所述第二下行链路信道上没有检测到第一分派的USF，则针对第二分派的USF而监控所述第二下行链路信道。
26.根据权利要求25的装置，其中，如果在所述第二下行链路信道上检测到第二下行链路信道，则从第二上行链路信道开始上行链路发送。
27.根据权利要求22到26中任一项的装置，其中，第一分派的USF的值与第二分派的USF的值不同。
28.根据权利要求22到27中任一项的装置，其中，当在第n(n是整数)下行链路信道上检测到用于分派第n上行链路信道的第n分派的USF时，从第n上行链路信道开始发送。
29.根据权利要求22到28中任一项的装置，其中，在下一帧或者帧的连续组中发生发送。
30.根据权利要求28或29的装置，其中，当在第n下行链路信道上检测到第n分派的USF时，在分配给上行链路发送的第n上行链路信道和所有连续的上行链路信道上发生发送。
31.一种多路接入通信系统，包括：
基站装置，发送包含用于上行链路信道分派的USF的下行链路信道；以及
移动站装置，接收下行链路信道，监控该下行链路信道以检测USF以及根据所检测到的USF而发送上行链路信道，
其中，该基站装置包括下行链路发送部件，其在第二下行链路信道上发送用于第一上行链路信道分派的第一分派的USF或用于第二上行链路信道分派的第二分派的USF，以及
其中，该移动站装置包括检测部件，当检测到使用移位USF操作的指示时，针对第一分派的USF和第二分派的USF监控第二下行链路信道。
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