CN1864348A - 有效率分配无线资源的系统及方法 - Google Patents

Abstract

动态资源分配是首先借助复数个槽序列的产生来实施，接着，针对各槽序列的各时槽产生以加权干扰信号编码功率(ISCP)及加权资源单元为基础的质量指针，各槽序列内的时槽是以递减质量指针方式而排列，然后，处理槽序列来决定其是否可支持将被传送的编码。

Description

有效率分配无线资源的系统及方法

技术领域

本发明有关无线通信系统。更特别是，本发明是有关无线通信系统中资源分配的方法。

背景技术

无论被分配资源类型为何，所有已知通信标准均限制系统资源使用。资源管理被用于通信系统来有效率分配系统资源限制量至所有使用者。该资源可包含时间槽，射频载体或编码。例如，通用移动电信系统(UMTS)分时双工(TDD)标准是定义包含指针及其它共享频道及时槽的单载体。于是，此例中，载体选择是等于信元选择。

相对地，中国无线电信标准(CWTS)群组分时同步分码多重存取(TD-SCDMA)移动系统(TSM)标准是定义多重载体信元。然而，其需属于单应用的所有实际频道均被分配至相同载体。

非专利的多重载体分时双工系统可分配实际资源给不同载体的不同时间槽中的无线传送/接收单元(WTRU)。例如，快速动态频道分配(F-DCA)算法是被用来分配资源(也就是何载体上的何时槽)给被称为编码复合讯务频道(CCTrCH)的使用者。此分配是以最佳化分配品质度量为基础，其可被表示为时槽为基础分配度量及整个编码复合讯务频道的分割度量的组合。时槽为基础分配度量中，时槽干扰、时槽传送功率或时槽负载被使用。整个编码复合讯务频道的分割度量中，使用一载体内的多重时槽的分割罚被分配，或使用多重时槽的分割罚被分配。令TS_Frag_Penalty(j)表示当j时槽被使用时的时槽为基础分割罚。例如TS_Frag_Penalty(j)被定义为：

方程式(1)

其中p为时槽为基础分割罚增量，而C为使用者可支持的最大时槽数。

令Carrier_Frag_Penalty(j)表示当j载体被使用时的载体为基础分割罚。例如Carrier_Frag_Penalty(j)被定义为：

Carrier_Frag_Penalty(j)＝q·(j-1)；          方程式(2)

其中q为载体为基础分割罚增量。

虽然某些无线传送/接收单元可能使用多重接收器且无槽选择上的实施限制，但大多数无线传送/接收单元均具有单接收器及上行链路(UL)及下行链路(DL)时槽间的有限转换时间。因此，对于大多数无线传送/接收单元而言，当来自大于一载体的时槽被使用时，以下两限制施加：1)若一时槽被一载体中的无线传送/接收单元使用，则相同时槽不能被另一载体中的无线传送/接收单元使用；及2)若一时槽被一载体中的无线传送/接收单元使用，则仅允许不同于该被使用时槽的使无线传送/接收单元收发器足以转换频率的守卫时间的时槽可被另一载体中的相同无线传送/接收单元使用。这些因为特定时槽用途及上述两限制而不能被使用的时槽是被定义为特定时槽的被禁用时槽组。

虽然频道分配算法已针对分时双工系统被发展，但这些系统通常包含被操作者使用的一单载体。多重载体分时双工系统中，网络可自由分配无线传送/接收单元至一或若干载体。因此，有适当分配多重载体分时双工系统资源的需要。

发明内容

根据本发明，动态资源分配是首先借助复数个槽序列的产生来实施。以加权干扰信号编码功率(ISCP)及加权资源单元为基础的质量指针是接着针对各槽序列的各时槽被产生。各槽序列内的时槽是以递减质量指针方式被排列。槽序列接着被处理来决定其是否可支持将被传送的编码。

附图说明

图1A及图1B是为依据本发明的方法流程图。

图2为依据本发明的多重载体通信系统。

具体实施方式

本发明将参考附图做说明，其中遍及全文的相同标号代表相同组件。

本发明的较佳实施例是以依据第三代伙伴计划(3GPP)宽频分码多重存取(W-CDMA)通信系统的支持声音及数据传送的通信系统作说明。然而，应注意第三代伙伴计划系统仅被当作例子，而本发明可被应用至其它分码多重存取系统。虽然实施例是以无线展频谱通信型式做说明，但本发明亦可被应用至其它分槽、非分槽、多重载体及单载体通信系统型式，且可被广义应用至所有通信型式类型。此外，本发明可被应用至无线及使用硬配线连接的系统。虽然基地至移动传送已被说明，本发明概念亦有用于对等(peer-to-peer)通信。

在此被使用的无线传送/接收单元项可包含但不限于使用者设备、移动台、固定或移动用户单元、呼叫器或可操作于无线环境中的任何其它类型组件。这些无线环境类型例证是包含但不限于无线局域网络(WLANs)及公共陆上移动网络(PLMNs)。此后被使用的基地台项可包含但不限于节点-B、地址控制器、存取点或无线环境中的其它互连组件。

依据使用TSM标准的本发明例证观点，一种改良资源分配程序被实施。TSM标准需所有属于单应用的实际频道被分配至相同载体。依据本发明的资源分配程序是针对各载体被执行。接着，于所有载体间选择产生最佳分配品质度量的载体。

为了支持非专利多重载体分时双工系统，需要若干编码。通常，这些编码是以编码展开因子递增顺序排列。此编码排列被称为编码组。熟悉本技术人士了解，编码展开因子愈低，传送编码所需的资源单元愈多。

参考图1A及图1B，显示依据本发明的动态资源分配程序100。程序100开始于步骤10，借此复数个槽序列被产生。特定顺序的时槽群组的槽序列是借助依据α^(k)＝1 β^(k)＝2^k(序列k+1)及α^(k+m+1)＝2^m β^(k+m+1)＝1(序列k+m+1)施加α及β值的k+m+1对来产生；其中α为干扰信号编码功率的加权参数，而β为可被槽中的编码复合讯务频道使用的资源单元数的加权参数。

借助施加α及β值的k+m+1对，k+m+1槽序列被产生如下：

a)因为α被保持等于1，而β被增加，以下序列支持低分割：

α⁽¹⁾＝1 β⁽¹⁾＝2⁰(序列1)，

α⁽²⁾＝1 β⁽²⁾＝2¹(序列2)，

α⁽³⁾＝1 β⁽³⁾＝2²(序列3)，

所以，

α^(k)＝1 β^(k)＝2^k(序列k+1)               方程式(3)

b)因为β被保持等于1，而α被增加，以下序列支持低干扰：

α^(k+1)＝2¹ β^(k+1)＝1(序列＝k+2)，

α^(k+2)＝2² β^(k+2)＝1(序列k+3)，

所以，

α^(k+m+1)＝2^m β^(k+m+1)＝1(序列k+m+1)      方程式(4)

F_i质量指针接着针对各时槽来计算(步骤11)。槽i的质量指针F_i是被产生为：

Fx＝-α·ΔI_i+β·f(C_i)；                  方程式(5)

其中ΔI_i被定义为ISCP_i-ISCP_min；ISCP_i为槽i中的被测量干扰信号编码功率(以dB表示)；ISCP_min为相同方向(也就是上行链路或下行链路)中所有可利用时槽间的最低干扰信号编码功率(以dB表示)；而f(C_i)为可被槽i中的编码复合讯务频道使用的资源单元数量。

参数f(C_i)被计算为：

f(C_i)＝min(C_i，min(M，RU_{max_slot}))，            方程式(6)

其中C_i为槽i中的可利用资源单元数量；M为编码复合讯务频道所需的资源单元数量；而RU_{max_slot}为可被一槽中的此编码复合讯务频道所使用的最大资源单元数量。

假设无线传送/接收单元同时支持m编码复合讯务频道(m≥1)且被此槽中的此无线传送/接收单元的其它编码复合讯务频道所使用的编码数为N_USED，因为无线传送/接收单元具有每时槽中N_WTRU容量，所以此编码复合讯务频道可使用的编码数为N_WTRU-N_USED。因此，RU_{max_slot}是借助可被编码复合讯务频道中的N_WTRU-N_USED编码所使用的资源单元最高数量。

各槽序列的时槽接着以质量指针F_i递减顺序来安排(步骤12)。此提供被安排的槽序列。

以第一槽序列做开始(步骤14)，第一槽序列中的第一时槽被选择(步骤16)。因为编码组中具有最小展开因子的编码将需要大多数资源单元而亦被选择(步骤18)。

决定被选择时槽中是否可利用对应展开因子的编码(步骤20)。若是，(也就是编码可利用且分配不违反无线传送/接收单元的任何功能，例如可被无线传送/接收单元使用的最大时槽数)，则程序前进至步骤23。

若步骤20中的决定为否(也就是对应编码不可利用或分配违反无线传送/接收单元的某些功能)，则动作需视其是否为上行链路时槽或下行链路时槽而定(步骤24)。若其为上行链路时槽，则程序100前进至步骤26。若其为下行链路时槽，则程序100前进至步骤28，因为下行链路中的所有编码均具有相同展开因子，且若现行编码不能被支持于时槽中，所以剩余未被分配编码均不可被支持于时槽中。

步骤26中，决定编码组中是否具有较高展开因子的编码。若是，则来自编码组具有次大展开因子的编码被选择(步骤30)，且程序100返回至步骤20。若来自编码组具有较高展开因子的编码不可利用，则程序100前进至步骤28，其现行时槽从时槽序列被消除且槽序列被更新。

若序列中有任何时槽留下(步骤32)，则时槽序列中的下个时槽被尝试，而被初始化于各槽序列分析开始时的时槽计数器被更新(步骤34)。若如步骤32所决定的序列中有任何时槽留下，则此槽序列无法找到槽分配解。

接着决定是否可利用任何更多槽序列(步骤40)。若是，则下个槽序列被选择(步骤42)，且各时槽的干扰信号编码功率被重设。程序100接着返回至步骤16。

于步骤36，若此时槽将被用于编码复合讯务频道，则决定将需要的总时槽数是否在无线传送/接收单元能力之内。例如，某些无线传送/接收单元仅能支持特定时槽数。使用大于该数量的时槽的分配解将自动失效。若总时槽数在无线传送/接收单元能力之内，则程序100返回至步骤20。若总时槽数在无线传送/接收单元能力之外，则编码复合讯务频道不能被分配至更多时槽，且此槽序列无法找到槽分配解(步骤38)。程序100前进至步骤40。

返回参考步骤20，若步骤20处的决定是肯定的，则若具有此展开因子的编码被添加，即估算时槽中的噪声上升及编码传送功率(步骤23)。接着决定此展开因子是否可被支持于时槽(步骤44)。此决定使得若该被估算噪声上升及传送功率违反任一以下要求，此展开因子均无法被支持于此槽：

1.噪声上升不能超过预定门槛。该门槛为设计参数。

2.干扰信号编码功率不能超过预定门槛。该门槛为设计参数。

3.上行链路中，无线传送/接收单元传送功率不能超过其最大允许传送功率(也就是用于该时槽中该使用者设备的所有编码传送功率总和)。

4.下行链路中，节点B载体功能不能超过借助功率等级所界定的其最大传送功率(也就是用于该时槽中所有无线传送/接收单元的所有编码传送功率总和)。

5.下行链路中，相同时槽中任何两编码的编码传送功率间的差异不能超过最大动态范围。最大动态范围值为设计参数。

若此编码(也就是展开因子)不能被支持于被决定于步骤44的时槽，则程序100前进至步骤28。

若编码可被支持于时槽，则程序100前进至步骤46，其中时槽的干扰被更新。槽序列是借助删除所有因使用此时槽而不能被用于其它载体的所有时槽来更新。

接着决定是否有更多必须被分配的编码(也就是编码组中是否有任何编码留下)。若是，程序100前进至步骤50且尝试分配编码组中的下个编码至此时槽。应注意此估算，干扰信号编码功率应采用更新值。

若所有编码均已被分配(步骤48)，则分配解已被找到(步骤52)。此分配解被记录于此槽序列(也就是用于各被使用载体内的各被使用时槽的编码数及其展开因子)。假设编码复合讯务频道使用N载体，且各载体n内，S_n时槽被使用，ISCP_total(n)表示载体n中的编码复合讯务频道的总干扰，加权干扰ISCP_weighted是被计算为总干扰加上时槽分割罚及载体分割罚：

${\mathrm{ISCP}}_{\mathrm{weighted}}=(\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{ISCP}}_{\mathrm{total}\left(n\right)}+\mathrm{TS}\_\mathrm{Frag}\_\mathrm{Penalty}\left(S_n\right))+\mathrm{Carrier}\_\mathrm{Frag}\_\mathrm{Penalty}\left(N\right)$

                                                 方程式(7)

若具有如步骤40所决定的更多槽序列，则下个槽序列被选择，且干扰信号编码功率被重设为该被选择槽序列的第一槽的干扰信号编码功率。程序100接着返回至步骤16。此方式中，其它各具有其对应加权干扰的分配解将可被找到。若所有槽序列的槽选择均被执行如步骤40所决定，则决定是否至少一序列产生分配解(步骤54)。若否，则功率/干扰取得性形式中无分配解被找到，且程序100被完成(步骤58)。若至少一分配解被找到，则具有所有分配解间最小加权干扰者是被选为最佳分配解。程序100被完成(步骤58)。

图2为无线通信系统200的一般轮廓，其包含一核心网络202，及复数个移动无线传送/接收单元204，206。网络202包含一无线网络控制器(RNC)210，其被耦合至节点B212，其被进一步耦合至复数个基地台214，216，218。运作时，网络202是经由基地台208与无线传送/接收单元204，206通信。各无线传送/接收单元204，206包含一收发器区段222及可于其它因子间分配通信槽的一信号处理区段220。一实施例中，图1A和图1B所示的程序是针对专用频道被执行于无线网络控制器，且针对共享频道被执行于节点B。针对ad hoc网络(如无线局域网络)，该程序可被执行于无线传送/接收单元。

Claims (9)

1.一种于时槽化通信系统中分配时槽以支持传送编码组中的复数个编码的方法；该方法包含：

产生使用至少一选择性加权值的复数个槽序列，各槽序列包含复数个时槽；

计算各时槽的一质量指针，该质量指针是至少部份以该选择性加权值为基础；

以质量指针递减顺序分配各该槽序列内的该复数个时槽以提供一排列的槽序列；及

比较该编码组内的各该复数个编码与各该排列的槽序列来决定该排列的槽序列是否可支持该编码组，若可，则识别该槽序列为一分配解。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包含针对各分配解计算一加权干扰值。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于进一步包含选择具有最低加权干扰的该分配解为最佳解。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于该至少一选择性加权值包含一与干扰信号编码功率(ISCP)α相关的加权参数及一与可被用于一特定时槽的资源单元(RUs)数量相关的加权参数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该编码组内的该复数个编码具有复数个不同展开因子。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于该比较步骤进一步包含：

选择具有最小展开因子的该编码组内的该编码；

选择于该排列槽序列中的一时槽；

决定该选择时槽中是否有可利用编码来支持该最小展开因子，若可，则识别该编码为一可利用编码。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于该比较步骤进一步包含：

若该可利用编码被分配至该选择时槽，则估算该选择时槽的噪声上升及传送功率；及

决定该选择时槽中的噪声上升及传送功率是否过度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于该比较步骤进一步包含：

若该选择时槽中的该噪声上升及该传送功率不过度，则更新该选择时槽中的该干扰。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于该比较步骤进一步包含：

若该选择时槽中的该噪声上升及该传送功率不过度，则借助删除因使用该选择时槽而不能被使用的时槽来更新该槽序列。

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