CN1968452A - 提供在无线通信系统中分配通信资源的通知的设备及方法 - Google Patents

Abstract

设备及相关方法，用于向远程站通知做出的进行数据通信的通信资源分配。在每个载波上定义的时间帧期间，跨越多个无线载波做出通信资源的分配。做出资源分配的矩阵标识，以及矩阵表示包含于产生并发送至远程站的分配消息中。

Description

提供在无线通信系统中分配通信资源的通知的设备及方法

技术领域

本发明一般涉及一种为了诸如增强型数据速率GSM演进(EDGE)通信服务之类的高速数据无线通信服务的数据的通信。更具体地，本发明涉及一种设备及其相关方法，通过所述设备和方法来形成与通信站通信的分配消息，以向通信站警告通信资源分配，从而允许通信站进行最佳运行以接收后续的通信数据。

背景技术

通信技术的高速发展使能够以高吞吐速率进行数据通信的无线通信系统得以发展和使用。越来越能够通过可以高吞吐速率进行数据通信的无线通信系统，来执行在短时间内实现大量数据的通信所必需的数据服务。随着通信技术的进一步演进，对以更高数据吞吐速率进行数据通信的能力的需求应成为可能，以及需要以这样的更高数据吞吐速率进行通信的数据的通信服务也应相应地成为可能。

例如，GSM(全球移动通信系统)蜂窝通信系统已经得到发展并广泛地得以应用。许多GSM网络提供了允许以相对高的数据速率进行数据通信的GPRS(通用分组无线业务)。目前正在使用称为EDGE(增强型数据速率GSM演进)的GPRS的扩展。支持EDGE的通信系统提供了以显著高于那些在仅支持GSM/GPRS通信系统中可获得的数据吞吐速率的数据通信。虽然支持EDGE的系统提高了通信能力，但是还有着对进一步提高在无线通信系统中进行数据通信的数据吞吐速率的需求。

通常，支持EDGE的通信系统符合由制订标准的机构公布的运行规范进行运行。尤其，运行规范定义了信道结构，定义了在可在通信系统中运行的通信站之间形成的无线空中接口上的信道。可以使用有时逻辑性地根据移动指数分配偏移来定义的多个载波。信道结构包括帧，每帧分为时隙。由于不同的需求，尽管在可以使用的多个载波中的每个上来定义帧和时隙，但还是在单个载波上来分配为为了特定通信会话的数据的通信所分配的通信资源。至今，仍不在多个载波上来分配通信资源，或者更一般地讲，不跨越多个移动分配索引偏置来分配通信资源。

不但需要可以更好地通过多个载波利用可用通信资源的方式，而且还需要，一旦分配了这样的通信资源，还可以提供将要进行通信的数据分配给哪个接收站的通知。

根据该背景信息，本发明所带来的显著发展得以实现。

附图说明

图1示出了将本发明实施例作为其中一部分的示例性通信系统的功能结构框图。

图2示出了依据本发明实施例的运行形成的矩阵表示图，本发明实施例的运行标识了分配给图1中示出的通信系统数据的通信的通信资源。

图3示出了列出本发明实施例运行方法的方法流程图。

发明内容

因此，本发明有利地提供了用于高速数据通信的设备和方法，来执行高速数据无线通信服务，如EDGE数据在支持EDGE(增强型数据速率GSM演进)的通信系统中进行通信，来执行数据通信服务。

通过本发明实施例的运行，生成资源分配消息，消息的内容提供了为了数据的通信分配的通信资源的通知，如为了执行EDGE通信服务的EDGE数据的通信。

跨越多个无线载波来分配通信资源，分配消息包括通信资源分配的矩阵表示。由于跨越多个无线载波来分配通信资源，在任何特定时隙期间有资源可用的可能性大于在单个载波处有相应等级资源可用的可能性。通信资源分配由在不同的无线载波上的时隙分配组成，以位于行和列的矩阵元素的矩阵的形式来表示，每个矩阵元素的值共同填充了分配消息的字段。

分配消息在通信站之间被传送，所述的通信站是为了进行数据通信的通信会话中的参与方。在第一通信站处形成、或者提供给第一通信站的分配消息与第二通信站进行通信，以将通信资源分配通知给第二通信站。例如，矩阵表示是在跨越多个无线载波中的每一个载波的时间帧内时隙分配的直接映射。可选地，还可以执行矩阵处理以减小矩阵的大小，以及相应地，也减小了分配消息字段中资源分配的矩阵表示所需的大小。

在本发明的一个方案中，提供了矩阵表示器，其提供方式是：响应于通信资源分配的标示，形成通信资源分配的矩阵表示。由跨越帧内、或者其它适合的时间段内的多个载波的通信资源分配的直接映射、或者直接映射的矩阵操作来形成矩阵表示。

在本发明的另一方案中，消息生成器接收通信资源分配的矩阵表示，并把矩阵表示包括于由消息生成器生成的分配消息中。矩阵表示的值填充了分配消息的字段。通过使用这样的值来填充分配消息的字段，分配消息形成通知消息，所述通知消息能够提供为了通信数据而做出的通信资源分配的通知。

在本发明的另一方案中，按照选定的时间间隔动态地做出资源分配。连续的分配消息形成了对早期分配的通信资源进行重新分配的重新分配消息，连续的分配消息被形成并被用于提供资源分配的通知。当矩阵表示器接收更新的、或其它后续的资源分配的标示时，矩阵表示器形成通信资源分配的更新的矩阵表示，并向消息生成器提供更新的矩阵表示、或者先前矩阵表示的改变的标示。消息生成器使用所提供的更新信息来填充新的分配消息的字段。分配消息形成通知消息，提供通信资源重新分配的通知，可选地，形成新的分配消息或早期分配消息的更新。

在本发明的另一方案中，一旦生成分配消息，则通过自第一通信站至第二通信站的无线空中接口对分配消息进行通信。作为接收站的第二通信站包括检测器，用于检测分配消息的内容和通信资源分配的矩阵表示值。提取消息值并提供给控制器。控制器控制接收站的运行，使得接收站可以使用为数据通信分配的通信资源来接收后续通信数据。

由消息生成器生成的消息选择性地包括进一步的信息，如标识起始时间段的信息，在该时间段内，所分配的通信资源应对于数据通信可用。可选地，该标示是绝对标示或隐含标示。由消息生成器生成的分配消息还选择性地包括持续时间段的标示，在该时间段内，应当分配在分配消息中标识的通信资源。例如，该持续时间段是基于时间的，由帧持续时间长度表示。

在一实施方式中，为了EDGE数据的通信，由网络部分在支持EDGE的无线数据通信系统的网络部分将资源分配给移动站。例如，跨越根据移动分配索引偏置(MAIO)标识的多个无线载波来分配无线资源。

通过形成跨越多个无线载波的通信资源分配的矩阵表示，以及通过在分配消息中使用矩阵表示，资源分配的通知可以就绪地提供给远程通信站，其中，远程通信站在数据要进行通信的通信会话期间成为通信会话的一方。

因此，在这些和其它方案中，为提供为了数据的通信的通信资源分配的通知，来提供设备和相关的方法。矩阵表示器至少适于接收为数据通信做出的通信资源分配的标识。配置矩阵表示器以形成通信资源分配的矩阵表示。跨越多个无线载波来进行通信资源分配。消息生成器适于接收由矩阵表示器做出的通信资源分配的矩阵表示。配置消息生成器以生成分配消息，该消息包括通信资源分配的矩阵表示。分配消息用于为了数据的通信来提供通信资源分配通知的通信。

在这些和其它方案中，还提供了为了通信站的设备和方法，在为了数据通信提供移动分配索引偏置的通信方案中，所述通信站为了数据的通信而运行。配置检测器来检测发送至通信站的分配消息。分配消息包括通信资源分配的矩阵表示。控制器适于接收由检测器做出的检测标示。配置控制器来控制通信站的运行，以响应由检测器做出的检测。

具体实施方式

使用这些和其它方案，参照示出了通信系统的图1，通信系统通常以10表示，在其中，本发明的实施例是可运行的。在示例性实施方式中，通信系统形成了数据无线通信系统，数据无线通信系统通常遵照GSM/GPRS/EDGE(全球移动通信系统/通用分组无线业务/增强型数据速率GSM演进)通信方案的运行规范进行运行。在其它实施方式中，类似地，通信系统表示可依据其它通信方案进行运行的通信系统。因此，尽管以下描述应对于该示例性实施方式的通信系统的示例性运行进行描述，但是本发明的教导类似地可用于其它类型通信系统中的实施方式中。

如图中所示，通信系统10是具有一组通信站的多用户通信系统，通信站12和通信站14。通信站12表示网络站，由通信系统网络部分的元件形成。有时，在这里应将通信站12称为网络站12。通信站14表示移动站，以及有时，在这里应将通信站14称为移动站14。通信站12和14中的任何一个都能够为了EDGE数据服务的执行来生成并进行EDGE数据通信。应描述对于下行链路方向(即，从网络站到移动站)的数据通信的运行。类似地，可以执行上行链路方向(即，从移动站到网络站)中的运行。

图1中还示出了通信站14’。通信站14’表示能够与网络站12进行EDGE数据通信的另一个移动站。提供了独立的点对点通信会话和多播通信，其中，例如，由网络站将数据通信至移动站14及14’。

在EDGE/GPRS/GSM运行规范中提出的协议中定义了EDGE信道结构。EDGE信道结构是TDMA(时分多址)方案，其中，八个时隙组形成帧。通过在帧内分配时隙来做出通信资源分配以在所分配的时隙或多个时隙期间进行数据通信。目前，在公布的运行规范中，提供了每时隙59.2kb/s的最大传输速率。当要执行通信服务时，为EDGE数据的通信来分配通信资源，即在通信可用载波上定义的帧内的时隙。

由于至少在理论上，每帧包括八个时隙，所以可以将帧的所有八个时隙分配给单个通信会话，即，用于诸如通信站12和14之类的一组通信站之间的数据通信，来执行通信服务。每帧可用的最大理论传输速率为473.6kb/s(8*59.2kb/s＝473.6kb/s)。

然而，在实际应用中，不能在单个载波上获得每帧所有或许多时隙的分配。EDGE/GPRS/GSM系统的不同运行需求需要移动站在运行期间做出不同测量。例如，必须在邻近移动站所位于小区的小区中广播信号时做出测量。运行规范TS45.008[5]和TS45.002[2]，附录B详细说明并定义了特定的测量。还需要分配时隙来执行其它数据和通信业务服务。通信资源的竞争限制了时隙的可用性，尤其，可用于分配以实现通信服务的邻近时隙。

例如，如果有60％的单个时隙可用性概率用于分配，则帧内单个载波(即单个移动分配索引偏置)上的六个相邻时隙的可用统计概率仅为4.67％。单个载波上的帧的所有八个相邻时隙的可用概率下降到1.68％。即使忽略由于移动站的测量需要而导致的限制，但是仍存在多个相邻时隙会在单个载波上可用于分配，以为了特定的EDGE通信服务来进行数据通信的统计上的小可能性。

相邻时隙、或者至少其它附加时隙有时在其它无线载波上可用。通过允许经多个无线载波来分配时隙，以用于为了单个通信会话的数据通信，可获得增加的数据吞吐速率。然而，当跨越多个载波分配通信资源时，成为通信会话方的通信站必须是可运行的，以成功地进行数据通信。因此，成为数据通信方的所有通信站必须了解跨越多个无线载波做出的通信资源分配。依据本发明实施例的运行，提供了跨越无线载波做出通信资源分配的通知的方式，使得将通信资源分配通知给成为通信会话方的通信站。

图1功能性地表示了通信站12和14，通信站12和14由可以任何所需方式实现的功能元件来形成。此外，由不同功能元件执行的功能不必共同位于公共物理实体处，而是可以在多个物理实体上分布。例如，示出以形成网络站12部分的元件不需要位于单个物理实体处，而是可以在诸如网络的基站控制器和基站收发台之类的多个物理实体上分布。

图1中表示了网络站的发射链部分，以及这里示出的包括无线协议栈18，通过线22来将用户应用数据施加给无线协议栈18。应用数据用于为了一个或多个EDGE通信会话的与一个或多个移动站的通信。无线协议栈包括不同的逻辑层，逻辑层包括无线资源管理(RRM)层。网络站还包括基带元件24，标示数据被提供给基带元件24，这里由线26的路径表时。基带元件执行不同的基带运行，如基带处理、调制、以及信道编码。

网络站还包括无线元件28。数据一旦由基带元件运行，则通过线32的标示来提供给无线元件。无线元件至少功能性地由射频收发机前端34形成。图1中示出了N个无线收发机。每个无线收发机与天线转换器36耦合。转换器将数据转换为电磁波形式，用于与一个或多个移动站14的通信。

依据本发明的实施例，网络站12还包括多载波无线资源控制逻辑元件42。元件42功能性地与无线协议栈18耦合，通过线44和46的标示，。逻辑元件还通过线48的标示，与基带元件24耦合。以及，逻辑元件还通过线52的标示，与无线元件28耦合。逻辑元件执行不同的功能，以及在示例性实施方式中，包含于无线资源管理逻辑层中。

这里示出的逻辑元件包括分析器54、资源分配器56、以及分配消息生成器58。以任何所需方式，例如通过可由处理电路执行的算法，来执行由逻辑元件部分实现的功能。

在通信会话期间，分析器54为了通信服务的执行，来接收通过网络站与移动站通信的数据的标示。特征的标示包括，例如，要进行通信的数据量，或者一些类型的标记，在通过分析器分析时，允许使经适当分析的数据进行通信的通信需求。

资源分配器运行以跨越多个无线载波来分配通信资源。在示例性实施方式中，提供移动分配索引偏置和时隙组合，用于由分配器做出的分配。可以在与移动分配索引偏置相关联的多个不同的无线载波上的连续的、或者顺序的时隙来分配资源。通过其做出分配的无线载波数依据不同的因素，包括通信站的容量。即，对于允许的分配，通信站必须能够在做出分配时的无线载波频率上通信。分配还依据其它因素，包括例如资源可用性，其标示也作用于无线资源控制逻辑。

资源分配器生成、或导致生成提供给无线协议栈、基带元件、以及RF元件的控制消息，以控制响应由分配器做出的资源分配的运行。

还将分配资源的标示提供给分配消息生成器58。这里示出的分配消息生成器包括矩阵表示器60和分配消息生成器62，用于格式化和形成分配消息。一旦生成分配消息，则提供给RF元件28的RF收发机前端34中的一个或多个。RF收发机将分配消息通信至移动站，以通知移动站所分配的资源。

图1中示出的移动站14的接收链部分包括类似于网络站的结构。接收链的运行类似于网络站发射链部分的相应部分的运行、但与网络站发射链部分的相应部分的运行相反。

这里示出的移动站14包括天线转换器64、RF元件66、基带元件68、以及无线协议栈74。RF元件包括多个RF收发机前端76，具有可在不同载波频率上运行的收发机的不同前端。

移动站包括多载波无线资源控制逻辑元件78，这也是本发明的一个实施例。元件78包括检测器82和控制器84。无线资源控制逻辑元件至少功能性地通过线86和88的标示，与无线协议栈耦合，以及通过线94，与基带元件68及RF元件的RF收发机前端耦合。

检测器82运行以检测由网络站发送至移动站、并在RF元件处接收的分配消息。检测器运行以提取包含于分配消息中的值，或者运行以标识为数据通信分配的通信资源，从而将所分配资源的通知提供给移动站。将由检测器做出的检测提供给控制器。控制器运行以控制移动站的运行，使得移动站接收在通信会话期间通信的数据，以及对这些数据进行运行。例如，控制器控制移动站不同元件的运行，以确保可在适当的时间运行元件来接收在不同载波上通信的数据。

图2示出了一般以108表示的表示方式，示意性地示出了矩阵表示器依据示例性资源分配来形成通信资源分配的矩阵表示的方式。在该表示方式的左侧部分(如所示)标示了示例性资源分配。示出了通过标记为RF信道1-8的多个RF载波114的单个TDMA帧112。由不同载波上的五个相邻时隙(标记为信道1-5)处的R1和R2来标示信道分配。

执行由箭头118所标示的映射以产生在表示方式的右侧部分(如所示)处示出的8×8矩阵122。当在载波上的时隙期间做出资源分配时，矩阵表示示出逻辑“1”，以及如果在相应时隙期间未做出分配，则示出逻辑“0”。图中也示出了第一子矩阵124，由包括逻辑“1”值的行和列形成。子矩阵124通常由作为较大矩阵122的矩阵运行结果的矩阵表示器形成的运行矩阵来表示。在另一示例性分配和另一示例性实施例中，执行其它类型的矩阵运行以形成减小的大小或形式的矩阵。在示例性实施例中，去除了时隙和RF信道冗余。

分配消息生成元件61(图1中所示)具有由箭头128标示的矩阵表示的值，并使用这些值来填充由分配消息生成元件生成的分配消息134的字段，这里是字段132，一旦分配消息由网络站发送至移动站，则将资源分配通知给移动站。

因此，在一般运行中，网络构建消息，该消息包含由RF信道或移动分配索引偏置(MAIO)与数据通信期间的每个TDMA帧的下行链路接收时隙共同形成的无线资源分配矩阵。

在另一实施方式中，由消息生成元件格式化的分配消息包括填充了附加消息的附加字段，附加消息如，由字段136所标示的起始时间、由字段138所标示的有效时间段的标示、以及其它适当的信息。在示例性实施方式中，起始时间是绝对的，即，明确的起始时间或隐含的起始时间。例如，起始时间由绝对帧数(AFN)标识，或者是基于另一事件(如下一个慢相关控制信道(SACCH)块之后的13个TDMA帧)的起始时间标示，所有都如上述运行规范中所定义。

在示例性实施方式中，有效时间段的标示形成帧的时间或数量，在这期间，资源分配保持有效。

再次参照图1，无线资源控制逻辑元件78还包括确认生成器144，用于运行以生成确认来确认分配消息的发送。将由确认生成器生成的确认提供给移动站的发射链部分(未示出)。以及，网络站包括确认检测器146，与网络站的接收链部分(未示出)耦合，用于在将确认消息发送至网络站时来确认确认消息。

在示例性运行中，在所选时间间隔处的分配消息生成器生成新的分配消息，即重新分配消息，用于更新、或覆盖早期产生并发送的分配消息。矩阵表示器接收更新的重新分配消息，形成矩阵表示，并将更新的、或新的分配的矩阵表示分配给分配消息生成元件。

例如，发送在分组时隙重新配置消息中的分配、即指定消息，以通知移动站，先前指定的无线资源分配到期、以及使用新生成或更新的分配。也如在上述运行规范中定义的，在可选实施例中，在分组相关控制信道(PACCH)上发送特别构建的重新分配修改消息。在所选的例如下行链路临时块流(TBF)期间的定期时间间隔处，例如每个SACCH时间段(480ms)或其它这样的时间段处，修改分配或重新分配消息，并重新发送至移动站。

图3示出了方法流程图，通常以156表示，代表了本发明实施例运行的方法。该方法提供了为了数据通信的通信资源分配的通知。

首先，如块162所标示，形成通信资源分配的矩阵表示。跨越多个无线载波来做出通信资源分配。

然后，如块164所标示，生成分配消息。分配消息包括通信资源分配的矩阵表示。矩阵消息用于为了数据通信来提供通信资源分配通知的通信。

之后，如块166所标示，将分配消息通信至远程站以将通信资源分配通知给远程站。以及，如块168所标示，为了数据通信，在远程站处使用分配消息来控制运行。块172进一步标示了确认消息的生成和通信，其中，确认消息通过远程站来确认确认消息的发送。

因而，通过分配消息的传输，将通信资源的分配通知给成为通信会话方的通信站，其中，分配消息包括做出通信资源分配以进行数据通信的矩阵表示。

以上描述是用于实现本发明的优选示例，以及本发明的范围不必受到该描述的限制。本发明的范围由权利要求进行限定。

Claims (18)

1、一种设备，用于提供通信资源分配的消息，所述资源分配是为了数据通信跨越多个RF(射频)载波和具有多个时隙的帧的通信资源分配，所述设备包括：

矩阵表示器，至少适于接收为数据通信做出的通信资源分配的标示，所述矩阵表示器被配置成用以执行通信资源分配的直接映射，从而形成通信资源分配行和列的矩阵表示，其中，所述行和列包括标示在相应的时隙和频率期间是否做出资源分配的逻辑值；以及

消息生成器，适于接收由所述矩阵表示器做出的通信资源分配的矩阵表示，所述消息生成器被配置成用以生成分配消息，所述分配消息包括通过多个RF载波和多个时隙的通信资源分配的矩阵表示的逻辑值，所述分配消息用于为了所述数据通信来提供通信资源分配的通知的通信。

2、如权利要求1所述的设备，其中，由所述矩阵表示器形成的所述矩阵表示标识了多个无线载波的每个无线载波的时隙分配，其中，跨越多个无线载波做出通信资源分配。

3、如权利要求1所述的设备，其中，所述消息生成器还被配置成用以在分配消息中标识起始标记，在所述起始标记处开始所述通信资源分配。

4、如权利要求1所述的设备，其中，所述消息生成器还被配置成用以在分配消息中标识持续时间标记，所述持续时间标记用于标识所述通信资源分配的持续时间段。

5、如权利要求1所述的设备，其中，所述消息生成器还被配置成用以在分配消息中标识起始时间，所述起始时间用于标识开始所述通信资源分配的时间，所述起始时间根据另一事件进行标识。

6、如权利要求1所述的设备，其中，所述消息生成器还被配置成用以生成资源分配终止消息，所述资源分配终止消息用于标识所述通信资源分配的终止。

7、如权利要求1所述的设备，其中，所述消息生成器还被配置成用以生成重新分配消息，所述重新分配消息包括通信资源重新分配的矩阵表示，所述重新分配消息用于提供通信资源重新分配通知的通信。

8、如权利要求7所述的设备，还包括确认检测器，被配置成用以检测重新分配消息成功通信的确认。

9、如权利要求1所述的设备，其中，所述消息生成器在选定的时间间隔生成分配消息。

10、一种设备，在提供移动分配索引偏置和具有多个时隙的帧的通信方案中，用于为了数据通信运行的通信站，所述设备包括：

检测器，被配置成用以检测发送至通信站的分配消息，所述分配消息包括通信资源分配的矩阵表示，所述矩阵表示由跨越多个移动分配索引偏置和多个时隙的通信资源分配的直接映射形成，以及由包括标示在相应的移动分配索引偏置和时隙期间是否做出资源分配的逻辑值的行和列形成；以及

控制器，适于接收由所述检测器做出的检测标示，所述控制器被配置成，响应于由所述检测器做出的检测，控制所述通信站的运行。

11、如权利要求10所述的装置，还包括确认生成器，适于接收分配消息的发送的标示，所述确认生成器被配置成用以生成确认分配消息的发送的确认。

12、一种方法，用于提供通信资源分配的通知，所述通信资源分为了数据通信、跨越多个RF(射频)载波和具有多个时隙的帧的通信资源分配，所述方法包括以下操作：

通过直接映射，形成具有行和列的通信资源分配的矩阵表示，其中，所述行和列包括标示在相应的时隙和频率期间是否做出资源分配的逻辑值，跨越多个无线载波做出所述通信资源分配；以及

生成分配消息，所述分配消息包括跨越多个RF载波和多个时隙的通信资源分配的矩阵表示的逻辑值，所述分配消息用于提供为了所述数据通信的通信资源分配的通知的通信。

13、如权利要求12所述的方法，还包括操作：控制为了数据通信的接收站的运行。

14、如权利要求12所述的方法，还包括操作：确认分配消息在所述接收站的接收运行。

15、如权利要求12所述的方法，其中，响应于为了数据通信做出的通信资源的分配标示，在所述形成操作期间，形成所述通信资源分配的矩阵表示。

16、如权利要求12所述的方法，其中，在所述形成操作期间形成的所述分配消息还标识了起始标记，在所述起始标记处开始所述通信资源分配。

17、如权利要求12所述的方法，其中，在所述形成操作期间形成的所述分配消息还标识了通信资源分配的持续时间段。

18、如权利要求12所述的方法，其中，在所述形成操作期间形成的所述分配消息还标识了起始时间，所述起始时间用于标识开始所述通信资源分配的时间，所述起始时间根据另一事件进行标识。

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