CN1806460A - 用于分组数据传递的扩展动态资源分配 - Google Patents

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Abstract

一种方法，用于控制TDMA无线网络中的分组数据发射，以在通信信道的分配中提供额外的选择。为某些类别的移动台改变下行链路分配信令以及随后的上行链路发射的时序中的固定关系，以避免物理约束。给出了GPRS中的USF信令中的变化的例子。

Description

用于分组数据传递的扩展动态资源分配
技术领域
本发明涉及多址接入通信系统，并且尤其涉及时分多址接入系统中的动态资源分配。
背景技术
在多址接入无线系统如GSM中，若干移动台与网络通信。由移动台使用的物理通信信道的分配是固定的。GSM系统的说明可以在由M.Mouly和M.B.Pautet的The GSM System for Mobile Communications中找到，该书1992年出版，ISBN参考2-9507190-0-7。
随着时分多址接入(TDMA)系统上分组数据通信的出现，资源的分配中，特别是物理通信信道的使用中要求更高的灵活性。对通用分组无线系统(GPRS)中的分组数据传输，若干分组数据信道(PDCH)提供物理通信链路。时分是通过持续时间为4.615毫秒的帧，并且每帧包含八个连续的0.577毫秒时隙。GPRS系统的说明可以在(3GPP TS 43.064 v5.1.1)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台发射，用于由它所连接的网络接收。由移动台接收从网络的发射称为下行链路。
为了最有效地利用可用带宽，可以分配对信道的接入以响应信道条件、业务负载、服务质量和预订类别的变化。由于连续地改变信道条件和业务负载，一种用于动态分配可用信道的方法可用。
移动台接收下行链路或发射上行链路的时间量可以变化，并且因此分配的时隙可以变化。用于接收和发射而分配的时隙的序列，即所谓的多时隙模式通常以RXTY的形式说明。分配的接收(R)时隙为数目X，而分配的发射(T)时隙为数目Y。
为GPRS操作定义若干多时隙类别，1到45，并且为每个类别指定最大上行链路(Tx)和下行链路(Rx)时隙分配。
在GPRS系统中，通过下行链路上发射给每个通信移动台(MS)的上行链路状态标志(USF)控制对共享信道的访问。在GPRS中定义两种分配方法，它们在关于接收USF时使上行链路时隙可用的协议不同。本发明涉及具体的分配方法，在该方法中分配相等数目“N”的PDCH用于MS的可能使用，“PDCH”表示在1-1基础上互相对应的一对上行链路和下行链路时隙。在USF中指示对由共享上行链路信道的特定移动台的实际使用可用的上行链路。USF是能够取8个值V0-V7的数据项，并且允许上行链路资源在直到8个移动台中间分配，其中每个移动台识别这8个值之一为‘有效’，即授予资源的独占使用给那个移动台。特定移动台可以识别分配给那个移动台的每个时隙上不同的USF值。在扩展动态分配方法的情况下，例如，当前帧的时隙2中有效的USF的接收将指示实际的可用性，用于下一个TDMA帧或帧组中发射时隙2...N的发射，其中N是分配的PDCH的数目。一般对于在接收机时隙n接收的有效USF，发射在下一个发射帧中发生在发射时隙n、n+1以及下列等等到分配的时隙数(N)。对如当前定义的扩展动态分配方法，这些分配的时隙总是连续的。
移动台不能立即从接收状态切换到发射状态或者反之，而分配给这些重新配置的时间已知为周转时间(turnaround time)。移动台还有必要同时在分组传递模式中执行相邻小区测量。移动台已经不断地监视所有广播控制信道(BCCH)载波，它由服务小区的BA(GPRS)列表和BCCH载波指示。在至少一个BCCH载波上，在每个TDMA帧中对接收的信号电平测量采样。(3GPP TS 45.008 v510.0)。用于移动台的由网络保证的周转和测量时间依赖于多时隙类别，移动台要求与该多时隙类别符合(3GPP TS 45.002 v5.9.0附录B)。
从接收到发射的重新配置之前或从发射到接收的重新配置之前，进行相邻小区测量。
目前操作在扩展动态分配模式中的移动台必须在对应于Rx时隙的Tx时隙中开始上行链路发射，在该Rx时隙中第一个有效的USF被识别。这就是说，下行链路分配信令和随后的上行链路发射的时序中存在固定的关系。由于单个收发机移动台的物理限制，一些希望的多时隙配置不可用。
这些限制对上行链路发射减小了时隙的可用性，因此减小了数据流以及对变化条件的响应的灵活性。因此，存在这样的需要：提供一种方法，使目前对扩展动态分配不可用的那些多时隙配置能够使用。
发明内容
本发明的目的是减少影响扩展动态分配的限制，而对现有规定影响最小。这可以通过对移动台的某些类别改变下行链路分配信令和随后的上行链路发射的时序中的固定关系来实现。
根据本发明，存在一种方法，用于控制上行链路分组数据发射，以及根据权利要求中所述的该方法操作的一种移动台。
附图说明
图1图示GPRS TDMA帧结构，显示用于上行链路(UL)和下行链路(DL)时隙的编号协定；
图2图示现有技术4时隙稳定状态分配R1T4；
图3图示现有技术中禁止的5时隙稳定状态分配R1T5；
图4图示由本发明的方法启用的5时隙稳定状态分配R1T5；
图5图示应用于分配3个上行链路时隙的类别7MS的移位的USF；
图6图示分配2个上行链路时隙的类别7MS；
图7是用于移动台中实现移位的USF的流程图；
图8图示用于类别34MS的从一个上行链路时隙到五个上行链路时隙的转换；以及
图9图示用于类别34MS的从四个到五个上行链路时隙的转换。
具体实施方式
在这个实施例中，本发明应用于按照可应用到多时隙类别的标准操作的GPRS无线网络。
在图1中图示GPRS TDMA帧结构，并且显示用于上行链路(Tx)和下行链路(Rx)时隙的编号协定。应该注意的是：虽然图示中未显示，但是由于时序提前(TA)实际上Tx可以相对Rx提前。因此，实际上由于时序提前，帧的第一个Rx和第一个Tx之间的时间量可以从图示的3个时隙的值减小一个时隙的一部分。
用分别识别的下行链路(DL)和上行链路(UL)时隙图示两个连续TDMA帧。第一个帧内时隙位置由数字0到7显示，发射和接收时隙偏移3个时隙的间隔。这是基于TDMA中的第一个发射帧落后第一个接收帧偏移3(因此，普通的单时隙GSM可以看作只使用发射和接收的时隙1的特殊情况)。
剩余的图符合图1的图示，但是为了特别清楚已经移除时隙编号。阴影时隙是那些为特殊状态分配的时隙，而箭头所指的插入指示可应用的测量和周转间隔。杂乱时隙(hashed slots)指示有效USF的接收和接收USF的时隙。如上所述，按需要施加约束以允许测量和周转时隙，并且如表1中所示，3GPPTS 45.002附录B中对这些的规定限制动态分配。
表1
  多时隙类别       最大时隙数                    最小时隙数
  Rx   Tx   和   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+t0   1
  45   6   6   7   1   1   1   t0
Tta是MS执行相邻小区信号电平测量以及准备发射需要的时间。
Ttb是MS准备发射需要的时间。
Tra是MS执行相邻小区信号电平测量以及准备接收需要的时间。
Trb是MS准备接收需要的时间。
应该注意的是：实际上由于时序提前，时间Tta和Ttb可以减少一个时隙的一部分。
t0是31个符号周期时序提前偏移。
参考图2图示用于类别34移动台的稳定状态单个下行链路和4个上行链路时隙分配。用于这个类别的周转和测量周期在表1中显示为每个包含一个时隙的Tra、Trb和Ttb，以及包含两个时隙的Tta。当在时隙0中接收到有效USF时，对这个分配这些周期可以被容纳。
但是当上行链路时隙的分配扩展到五个时，产生如图3的图示中指示的约束，该图3用于分配一个下行链路和五个上行链路时隙的类别34移动台。
约束发生在由‘A’指示的位置，因为对从发射到接收的转变(Trb)没有允许的时间。在下行链路时隙0中接收有效USF并下面的两个时隙提供Tta。根据本发明，对这个实施例，通过使用分组上行链路分配和分组时隙重新配置消息中的USF_TN0...USF_TN7信息元素，移动台具有按通常方式分配的上行链路时隙。但是，网络为与第二个分配的时隙相关联的下行链路PDCH上的第一个和第二个分配的时隙发送USF。
通过例子考虑如上所述的分配5个上行链路时隙(TN0-TN4)的类别34MS，其中网络在时隙1而非时隙0上发送USF_TN0。在图4中图示这个配置，其中可以看到标为‘B’和‘C’的时隙分别提供周转时间Tra和Trb。
由网络分配4个上行链路时隙给MS将通过在时隙1上发送USF_TN1用信号通知。两个信号USF_TN0和USF_TN1的特性必须不同并且必须可以由移动台区分。
没必要增加额外的信息元素以指示何时要使用移位USF机制，因为在对移动台的特定多时隙类别的时隙分配中可以使它是暗含的。因此将不要求增加信令开销。
参考图5，由移位USF的实现启用的分配的另一个例子在图5中图示。该应用是分配三个上行链路时隙的类别7MS。分配3个上行链路时隙的下行链路时隙1上的USF指示可用的第一个上行链路时隙是上行链路时隙0而不是通常的时隙1。这提供Ttb和Tra周期(如表1要求的)，并且分别如在图5中的D和E指示的。对用于Tra的足够的周期的需要，该分配以前可能不可用。
图6中图示的2时隙分配回到正常操作，即USF不移位。对图6的这个2时隙配置的正常分配中不存在物理约束，并且时隙1中的标准USF分配从上行链路时隙号1开始的上行链路时隙。
或者，上行链路分配的位置中应用移动的肯定信令可能是方便的，并且在图7中图示在操作扩展动态分配的移动台中移位的USF的实现。应该注意的是：图7中的指示(2)可以是显式的(即，额外的信令)或暗含的(对特定多时隙类别配置自动的)。参考图7，移动台在1从网络接收上行链路资源和USF的分配。如果在2检测到使用移位USF的指示，那么对第一个USF，监视第二个下行链路时隙(3)，否则监视第一个下行链路时隙(4)。在任何一种情况下，当在5已经接收到有效USF时，那么在第一个上行链路时隙中从移动台发起上行链路发射(6)。当在5还未接收到有效USF时，那么在7为第二个USF监视第二个下行链路时隙，并且如果有效(8)，那么在第二个上行链路时隙中发起上行链路发射(9)。
在图2到6图示的例子中，分配是稳定状态，使得从帧到帧保持显示的分配。本发明不限于稳定状态分配，并且也可以应用到从一帧到另一帧变化的上行链路资源的控制。
转换的例子在图8和9中图示。这些图每个表示四个连续的帧，但是已经为了介绍而被分开。
图8图示对类别34移动台，从一个上行链路时隙分配到五个上行链路时隙分配的转换。第一个(上面的)两帧显示具有一个时隙的稳定状态操作，而下一个(下面的)两帧显示转换帧。对这个转换USF时隙位置改变。
图9图示对类别34移动台，从四个上行链路时隙到五个上行链路时隙的转换。第一个两帧显示具有四个时隙的稳定状态操作，而下一个两帧显示转换帧。对这个转换USF时隙位置不变，但是USF的值改变。
为了在GPRS中实现本发明，可以为类型1MS构造例如一个表(表2)，从而允许使用下面的原则的扩展动态分配：
在扩展动态分配的情况下，希望MS能够“发射一直到它的物理时隙界限”；特别地，MS应该能够发射基于它的多时隙类别的可能的最大数目的时隙，同时正好在一个时隙上继续接收和译码USF值并执行测量。如果不可能定义允许MS使用Tra“发射一直到它的物理时隙界限”的多时隙配置，但是它通过使用Tta它将是可能的，那么将使用Tta。
如果对扩展动态分配不可能定义允许MS“发射一直到它的物理时隙界限”的多时隙配置，但是通过使用移位USF机制它将是可能的，那么将使用移位USF。在这种情况下，将使用Tra作为第一优选，但如果这不可能，将使用Tta作为第二优选。
表2
  媒体接入模式   时隙数   Tra将应用   Tta将应用   可应用的多时隙类别   备注
  上行链路，扩展动态   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
 备注1正常测量不可能(见3GPP TS 45.008)备注2正常BSIC译码不可能(见3GPP TS 45.008)备注3多时隙类别35-39要求的TA偏移备注4多时隙类别40-45要求的TA偏移备注5移位USF操作将应用(见3GPP TS 44.060)

Claims (12)

1.一种方法，用于控制TDMA通信系统中的分组数据发射，其中发射机和接收机在上行链路和下行链路操作周期动态地共享信道资源，并且下行链路信号以固定的时序关系控制随后的上行链路资源分配；其特征在于：当上行链路资源另外由规定的测量和周转周期的分配约束时，分配替代时序关系以增大上行链路资源的可用性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中对接入的时间分割是通过连续的八个时隙的帧。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中分配替代时序关系是通过用于控制下行链路信号的替代时隙位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中控制下行链路信号被延迟一个时隙，并且替代时序关系是从固定的时序关系减少一个时隙。
5.一种根据前面任一权利要求所述的方法，其中通信系统是通用分组无线系统。
6.一种根据前面任一权利要求所述的方法，其中当在替代时隙位置接收到控制下行链路信号时，自动应用替代时序关系。
7.一种根据前面任一权利要求所述的方法，其中控制下行链路信号是USF。
8.一种根据权利要求1到5所述的方法，其中应用替代时序关系以响应特定下行链路信号。
9.一种根据权利要求5到8所述的方法，其中操作的多时隙类别是类别7、34、39或45。
10.一种根据权利要求5到9所述的方法，其中默认为测量Tra分配时隙，其中MS能使用Tra发射到它的物理发射机时隙界限，否则为测量Tta分配时隙。
11.一种根据权利要求3所述的方法操作的移动台，其中对在替代时隙位置接收到控制下行链路信号的响应是自动应用替代时序关系。
12.一种根据权利要求8所述的方法操作的移动台，其中应用替代时序关系以响应特定下行链路信号。
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