CN1806462A - 分组数据传送的扩展动态资源分配 - Google Patents

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Abstract

一种用于在TDMA无线网络中控制分组数据传送以提供通信信道的分配的额外选择的方法。为特定类别的移动台改变在下行链路分配信令的定时和后续上行链路传送中的固定的关系来避免物理限制。给出在GPRS中的USF信令中的变化的实例。

Description

分组数据传送的扩展动态资源分配
技术领域
本发明涉及多址通信系统，尤其涉及在时分多址系统中的动态资源分配。
背景技术
在诸如GSM的多址无线系统中，多个移动台与网络通信。由移动台使用的物理通信信道的分配是固定的。可以在M.Mouly和M.B.Pautet的GSMSystem for Mobile Communication(1992出版，ISBN参考号2-9507190-0-7)文献中找到GSM系统的描述。
随着通过时分多址(TDMA)系统进行分组数据通信的出现，在资源分配特别是物理通信信道的使用中需要更高的灵活性。对于在通用分组无线系统(GPRS)中的分组数据传送，多个分组数据信道(PDCH)提供物理通信链路。通过4.615ms长度的帧进行时分，并且每个帧具有8个连续的0.577ms时隙。可以在(3GPP TS 43.064v 5.1.1)中找到GPRS系统的描述。该时隙可以用于上行链路或下行链路通信。上行链路通信是来自移动台的传送，用于其所属的网络进行接收。移动台接收来自网络的传送描述为下行链路。
为了更有效地使用有效的带宽，可以响应于信道状态、业务负载、服务质量和预订类别来分配信道访问。由于连续改变信道状态和业务负载，因此存在动态分配有效信道的方法。
移动台接收下行链路或传送上行链路的时间量可以改变，并相应地分配时隙。通常以RXTY的形式描述这些分配来用于接收和传送的时隙的顺序，即所谓多时隙模式。所分配的接收(R)时隙为数量X，而所分配的传送时隙(T)为数量Y。
为GPRS操作定义了多个多时隙类别(1到45)，并且为每个类别规定了最大上行链路(Tx)和下行链路(Rx)时隙分配。
在GPRS系统中，通过在下行链路上传送到每个通信移动台(MS)的上行链路状态标记(USF)来控制共享信道的访问。在GPRS中定义了两种方法，它们在一旦接收USF使哪个上行链路时隙有效的规定上有所不同。本发明涉及特定的分配方法，其中分配PDCH的相等数“N”用于MS可能的使用，其中“PDCH”表示基于1-1的相互对应的上行链路和下行链路时隙对。在USF中指示由共享上行链路信道的特定移动台实际使用的有效上行链路时隙。USF是能够获得V0-V7这8个值的数据项，并且允许上行链路资源分配到最多8个移动台，其中每个移动台识别这8个值之一为‘有效’，即授予那个移动台资源的专用权。特定移动台可以在分配到该移动台的每个时隙上识别不同的USF值。在扩展的动态分配方法的情况中，例如在当前帧的时隙2中的有效USF的接收将指示在下一TDMA帧或帧组中的传送时隙2、...、N的传送的实际有效性，其中N表示所分配的PDCH的数量。通常，对于在接收机时隙n接收到的有效USF，在下一传送帧中，在传送时隙n、n+1等(直到所分配的时隙数(N))发生传送。对于当前定义的扩展的动态分配方法，这些分配的时隙总是连续的。
移动台不能够立即从接收状态切换到传送状态或相反，并且分配到这些重新配置的时间已知为转换时间(turnaround time)。这还需要移动台(同时在分组传送模式)来执行相邻小区测量。移动台连续监视由BA(GPRS)表指示的所有广播控制信道(BCCH)载波和服务小区的BCCH载波。在每个TDMA帧中在至少BCCH载波之一上获取所接收的信号电平测量采样(3GPP TS45.008v510.0)。网络保证的、用于移动台的转换和测量时间依赖于移动台声明遵从的多时隙类别(3GPP TS 45.002v5.9.0Annex B)。
在从接收到传送的重新配置之前或在从传送到接收的重新配置之前进行相邻小区测量。
以扩展的动态分配模式正在运行的移动台必须在对应于其中识别出第一有效USF的Rx时隙的Tx时隙中开始上行链路传送。也就是说，在下行链路分配信令和后续的上行链路传送的定时中存在固定的关系。由于单独的收发机移动台的物理限制，一些想要的多时隙配置不可用。
这些限制降低了用于上行链路传送的时隙的有效性，由此降低数据流和响应状态改变的灵活性。因此需要提供一种能够使用当前对于扩展的动态分配无效的那些多时隙配置的方法。
发明内容
本发明的目的是在影响现有命令最少的情况下减少影响扩展的动态分配的限制。这可以通过改变在对于移动台的特定类别的下行链路分配信令和后续上行链路传送中的固定关系来实现。
根据本发明，提供用于控制上行链路分组数据传送的方法和根据所附权利要求陈述的方法运行的移动台。
附图说明
图1图解了GPRS帧结构，其显示用于上行链路(UL)和下行链路(DL)时隙的编号规则；
图2图解现有技术4时隙稳定(steady)状态分配R1T4；
图3图解在现有技术中禁用的5时隙稳定状态分配R1T5；
图4图解本发明的方法允许的5时隙稳定状态分配R1T5；
图5显示应用到具有3个分配的上行链路时隙的类别7MS的移位USF；
图6图解具有2个分配的上行链路时隙的类别7MS；
图7是在移动台中实现移位USF的流程图；
图8图解对于类别34MS从一个上行链路时隙到5个上行链路时隙的过渡；和
图9图解对于类别34MS从4到5上限链路时隙的过渡。
具体实施方式
在该实施例中，本发明应用到根据可应用到多时隙类别的标准运行的GPRS无线网络中。
在图1中，图解了GPRS TDMA帧结构，并且显示了用于上行链路(UL)和下行链路(DL)时隙的编号惯例。虽然在图中没有示出，但是应该注意的是，在实践中，由于定时超前(timing advance)，相对于Rx，Tx可以超前。因此，在实践中，由于定时超前，在帧的第一Rx和第一Tx之间的时间量可以从图示的3个时隙中减少时隙的一部分。
使用分别标识的下行链路(DL)和上行链路(UL)时隙图解两个连续的TDMA帧。数字0到7表示在第一帧中的时隙位置，并且以3个时隙的差异(margin)表示传送和接收时隙的偏移。这是与在TDMA中第一传送帧要晚于第一接收帧3个时隙的偏移的惯例一致(因此普通的单时隙GSM可以认为是仅使用传送和接收时隙1的特定情况)。
剩下的图表遵循图1的图示，但是删除了时隙编号以便更加明确。阴影时隙是那些分配给特定状态的时隙，并且箭头插入表示可应用的测量和转换时间间隔。散列(hashed)时隙指示有效USF的接收和接收USF的时隙。如上所述，按照需要施加限制来允许测量和转换时隙，并且这些在3GPP TS45.002附录B中的规定限制动态分配(如表1所示)。
表1
  多时隙类别          最大时隙数量                 最小时隙数量
  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执行相邻小区信号电平测量和传送准备所需的时间。
Ttb是MS传送准备所需的时间。
Tra是MS执行相邻小区信号电平测量和接收准备所需的时间。
Trb是MS接收准备所需的时间。
应当注意的是，由于定时超前，在实践中时间Tta和Ttb可以减少时隙的一部分。t0是31个码元周期定时超前偏移。
参照图2，其图解了分配给类别34移动台的稳定状态的单独下行链路和4上行链路时隙。该类别的转换和测量周期在表1中显示为Tra、Trb和Ttb(每个具有1个时隙)和具有两个时隙的Tta。当在时隙0接收到有效的USF时，可以为该分配提供这些周期。
当上行链路时隙的分配扩展为5时，如图3的图式所指示的那样出现限制，图3显示分配给类别34移动台一个下行链路和5个上行链路时隙。
由于没有时间允许从传送到接收(Trb)的转换，所以在由‘A’指示的位置发生限制。在下行链路时隙0，接收有效USF，并且为Tta提供之后的两个时隙。根据本发明，对于该实施例，移动台通过使用分组上行链路分配和分组时隙重新配置信息中的USF_TN0、...、USF_TN7信息元素，而具有以通常方式分配的上行链路时隙。然而，网络在与第二分配的时隙相关的下行链路PDCH上为首先和第二分配的时隙传送USF。
考虑上述分配有5个上行链路时隙(TN0-TN4)的类别34的MS的例子，其中网络在时隙1而不是在时隙0传送USF_TN0。在图4时示出了该布置，其中可以看出分别提供标记为‘B’和‘C’的时隙来用于转换时间Tra和Trb。
通过在时隙1传送USF_TN1来通知网络分配4个上行链路时隙给MS。两个信号USF_TN0和USF_TN1的字符必须不同，并且必须可以由移动台区别。
不需要添加额外的信息元素来指示什么时候使用移位USF机制，这是因为在对于移动台的特定多时隙类别的时隙分配中可以作出暗示。因此不会需要信令开销方面的增加。
参照图5，在图5中图解了通过移位USF的实现允许分配的另一实例。该应用是类别7MS并向其分配3个上行链路时隙。在下行链路时隙1上的、分配3个上行链路时隙的USF指示有效的第一上行链路时隙是上行链路时隙0，而不是通常的时隙1。这提供如图5在D和E分别指示的Ttb和Tra周期(如表1所要求的)。为了希望Tra的足够时期，该分配不会预先可用。
在图6中图解的2个时隙分配恢复到正常操作，即没有移位USF。在为图6的2个时隙布置的正常操作中没有物理限制，并且在时隙1中的标准USF分配在上行链路时隙1开始分配上行链路时隙。
另外，在上行链路分配的位置中应用位移的正信令可能是方便的，并且在图7中图解了运行扩展的动态分配的移动台中的位移USF的实现。应该注意的是，在图7中的指示(2)可以是明确的(即，额外的信令)或暗含的(对于特定多时隙类别配置来说是自动的)。参照图7，移动台在1中从网络接收上行链路资源的分配和USF。如果在2中检测到使用移位USF的指示，则对于第一USF，监视(3)第二下行链路时隙，否则监视(4)第一下行链路时隙。在任意一种情况中，当在5中接收到有效USF时，在从移动台的第一上行链路时隙中初始化上行链路传送(6)。当在5中没有接收到有效USF时，在7中为第二USF监视第二下行链路时隙，如果有效(8)，则在第二上行链路时隙中初始化上行链路传送(9)。
在图2到6图解的实例中，这些分配是稳定状态，使得逐帧保持所示的分配。本发明不限于稳定状态分配，并且还可以应用到逐帧改变的上行链路资源的控制。
图8和9中图解了过渡的实例。这些图每一个表示四个连续帧，但是已经分开，以便于说明。
图8图解对于类别34移动台从一个上行链路时隙分配到5个上行链路时隙分配的过渡。前(上面)两帧显示具有1个时隙的稳定状态操作，而接下来(下面)两帧显示过渡帧。对于该过渡，USF的时隙位置改变。
图9图解类别34移动台从4个上行链路时隙到5个上行链路时隙的过渡。前两帧显示具有4个时隙的稳定状态操作，而接下来两帧显示过渡帧。对于该过渡，USF的时隙位置是恒定的，但是USF的值改变。
为了例如在GPRS中实现本发明，可以使用下面的原理为类型1MS建立表(表2)来允许扩展的动态分配：
在扩展的动态分配的情况中，MS最好能够“以物理时隙极限传送”。特别地，MS应该能够根据其多时隙类别的限制传送可能的最大时隙数，同时仅在1个时隙继续接收并解码USF值，并且执行测量。如果使用Tra不能定义允许MS“以物理时隙极限传送”的多时隙配置，但是可以通过使用Tta实现，则应该使用Tta。
如果不能为允许MS“以物理时隙极限传送”的扩展的动态分配定义多时隙配置，但是可以通过使用移位USF机制实现，则应该使用移位USF。在这种情况下，将使用Tra作为第一优选，如果不可以，则Tta将用作第二优选。
表2
  介质接入模式   时隙数量   将应用Tra   将应用Tta   可应用的多时隙类别   注释
 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+上扩展动态   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
  注释1不可能正常的测量(见3GPP TS 45.008)
  注释2不可能正常的BSIC(见3GPP TS 45.008)注释3多时隙类别35-39所需的TA偏移注释4多时隙类别40-45所需的TA偏移注释5应该应用的移位USF操作(见3GPP TS 44.060)

Claims (26)

1.一种用于基站的多址通信方法，所述基站传送包含用于上行链路信道分配的USF的下行链路信道，其中当使用移位USF操作时，在第二下行链路信道上传送指示移动台从第一上行链路信道开始上行链路传送的、第一所分配USF。
2.如权利要求1所述的方法，其中当不使用移位USF操作时，在第二下行链路信道上传送指示移动台从第二上行链路信道开始上行链路传送的、第二所分配USF。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中第一所分配USF的值与第二所分配USF的值不同。
4.如权利要求1到3之一所述的方法，其中第一所分配USF指示移动台在第一和分配给上行链路传送的所有连续上行链路信道上传送。
5.如权利要求1到4之一所述的方法，其中当不使用移位USF操作时，在第n下行链路信道上传送指示移动台从第n上行链路信道开始上行链路传送的、第n分配USF，n为整数。
6.如权利要求1到4之一所述的方法，其中第n所分配USF指示移动台从下一帧或连续的一组帧的第n上行链路信道开始上行链路传送。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中第n所分配USF指示移动台在第n上行链路信道和分配给上行链路传送的所有连续上行链路信道上传送。
8.如权利要求1到7之一所述的方法，其中一帧中的下行链路信道数量是8，并且一帧中的上行链路信道数量是8。
9.如权利要求1到8之一所述的方法，其中关于对应的下行链路信道，第一上行链路信道延迟3个或大约3个时隙。
10.如权利要求1到9之一所述的方法，其中移动台在接收下行链路信道之前执行相邻小区信号电平测量和接收准备。
11.如权利要求10所述的方法，其中用于执行相邻小区信号电平测量和接收准备所需的时间是3个时隙。
12.如权利要求10所述的方法，其中用于执行相邻小区信号电平测量和接收准备所需的时间是1个时隙。
13.如权利要求10所述的方法，其中用于执行相邻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。
14.如权利要求1到9之一所述的方法，还包括在传送上行链路信道之前执行相邻小区信号电平测量和传送准备的步骤，
其中用于执行相邻小区信号电平测量和传送准备所需的时间是1个时隙。
15.如权利要求11所述的方法，其中当为一帧的上行链路传送分配3个信道时使用移位USF操作。
16.如权利要求12或13所述的方法，其中当为一帧的上行链路传送分配5个信道时使用移位USF操作。
17.如权利要求14所述的方法，其中当为一帧的上行链路传送分配6个信道时使用移位USF操作。
18.如权利要求15到17之一所述的方法，其中使用移位USF操作是自动的。
19.如权利要求1到18之一所述的方法，多时隙类别的编号是多时隙类别7、34、39和45之一。
20.一种用于多址通信的基站装置，包括传送包含用于上行链路信道分配的USF的下行链路信道的传送部分，其中当使用移位USF操作时，在第二下行链路信道上传送指示移动台从第一上行链路信道开始上行链路传送的、第一所分配USF。
21.如权利要求20所述的装置，其中当不使用移位USF操作时，在第二下行链路信道上传送指示移动台从第二上行链路信道开始上行链路传送的、第二所分配USF。
22.如权利要求20或21所述的装置，其中第一所分配USF的值与第二所分配USF的值不同。
23.如权利要求20到22之一所述的装置，其中第一所分配USF指示移动台在第一和分配给上行链路传送的所有连续上行链路信道上传送。
24.如权利要求20到23之一所述的装置，其中当不使用移位USF操作时，在第n下行链路信道上传送指示移动台从第n上行链路信道开始上行链路传送的、第n分配USF，n为整数。
25.如权利要求20到24之一所述的方法，其中第n所分配USF指示移动台从下一帧或连续的一组帧的第n上行链路信道开始上行链路传送。
26.如权利要求24或25所述的方法，其中第n所分配USF指示移动台在第n上行链路信道和分配给上行链路传送的所有连续上行链路信道上传送。
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