CN1972496A - 分配通信资源以在无线系统中进行数据通信的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在诸如MAIO(移动分配索引偏置)通信系统之类的数据无线通信系统(例如，提供增强型数据速率GSM演进(EDGE)数据服务的通信系统)中分配通信资源的设备和方法。多载波无线资源控制逻辑元件包括分析器，用于分析通信资源需求以执行通信服务。资源分配器分配传输数据要使用的通信资源。通过多个无线载波分配通信资源，使得在特定时间段内的多个无线载波的单个无线载波上分配资源。

Description

分配通信资源以在无线系统中进行数据通信的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种凭借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相关方法，通过所述设备和方法，在多个移动分配索引偏置或射频载波之间来分配通信资源，使得在单个时隙期间，将资源分配给单个指数偏移或射频载波。

背景技术

通信技术正快速进步。尤其，这样的进步允许以高吞吐速率进行数据通信的无线通信系统的发展和使用。先前不可用、或者仅通过有线网络可用的数据服务越来越多地通过提供高速数据服务的无线通信系统来执行。以及，随着通信技术的不断进步，进行通信的数据的数据吞吐量还可能进一步提高。例如，已经广泛地使用提供了GPRS(通用分组无线业务)的GSM(全球移动通信系统)网络的基础结构，并将其广泛地用于实现数据通信。目前，正在使用称为EDGE(增强型数据速率GSM演进)的通用GPRS通信方案的扩展。支持EDGE的通信系统允许显著高于先前的GPRS系统中可获得的数据吞吐量。例如，专利文献号EP0938208公开了用于GSM通信系统的传输方法。

尽管从数据吞吐量速率角度来看，支持EDGE的系统呈现了显著的提高，但是还有着对进一步提高可实现的数据吞吐速率的需求，以允许适当地执行不断增加的密集数据通信服务。

在运行规范公布中提出了支持EDGE的通信系统的运行。尤其，运行规范定义了用于基于EDGE通信的信道结构。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。然而，由于不同的需求，在单个载波上分配通信资源，其中，分配通信资源来传输数据以执行通信服务。至今，不在多个载波上分配通信资源，或者更一般地讲，不通过多个移动分配索引偏置来分配通信资源。

如果能够在高速数据无线通信系统中提供一种方式，更加全面地通过多个无线载波利用可用通信资源，则将会实现更高的数据吞吐速率。

根据该背景信息，本发明的显著特点得以实现。

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做出的示例性通信资源分配的表示。

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，如在支持EDGE的通信系统中进行通信的EDGE(增强型数据速率GSM演进)数据，来执行数据通信服务。

经本发明实施例的运行，在多个移动分配索引偏置之间来分配通信资源以进行数据通信。分配的方式是，在单个时隙期间，在单个载波上(即，单个指数偏移)分配资源。

通过允许在多个无线载波的无线载波之间来进行资源分配，在任何特定时隙期间资源可用性的可能性大于在单个载波处可用的相应等级资源的可能性。现有的资源分配方案通常限制了资源的分配，把一个通信会话限制在一个载波。

可以在一个通信会话期间，为数据通信服务的性能，可以分配诸如块之类的连续的一串或一序列时隙。当连续序列在跨越多个无线载波的帧内可用时，数据吞吐量，以及其所产生的数据通信更可能大于限于在单个载波上做出的那些分配时可用的数据吞吐量和数据通信。即使跨越多个载波的连续序列在单个帧内不可用，通过多个无线载波的较高等级资源可用的可能性增加了提高的数据吞吐速率性能的可能性。

在本发明的一个方案中，将设备实施于数据无线通信系统的网络部分。实施于网络部分的设备包括分析器。分析器分析被提供用来传输数据以执行所选通信服务所需的、或所请求的通信资源需求。例如，分析器确定分配给通信会话以允许数据在一组通信会话之间进行通信所需的时隙数。由分析器做出的确定是动态地做出的，如基于帧、基于一组帧、或者基于另一基础，所有的方式都是为了提供资源分配以进行数据通信。

在本发明的另一方案中，实施于网络部分的设备包括资源分配器。资源分配器分配资源以允许执行数据服务的数据通信。例如，响应由传输数据所需的通信请求构成的分析来分配资源。根据在移动分配索引偏置上的时隙分配来定义通信资源。分配资源的方式是，使得对于时间帧内的任何时隙，都在单个指数偏移上分配资源。即，无论怎样的逻辑定义，分配的资源不局限于单个载波的那些资源，而是在所分配资源的约束条件内、在任何一次、在其中一个载波上，可从多个可用载波上进行选择。

在本发明的另一方案中，实施于网络部分的设备包括消息生成器。消息生成器生成分配消息，分配消息包括用于标识被分配用来执行数据通信的通信资源，所述的通信例如可以凭借执行数据通信服务的通信会话。一旦生成分配消息，则将分配消息从通信系统的网络传输至远程站，如移动站。当进行点对多点通信时，发送分配消息，使得每个移动站都接收该分配消息。以及使用为每个独立的通信会话生成并发送的分配消息来实现多个点对点通信会话。

在本发明的另一方案中，将设备实施于接收数据的通信站。例如，通信站通过通信系统的网络，形成接收传输至移动站的数据的移动站。

实施于通信站的设备包括检测器，检测器被配置用于检测被发送至通信站的分配消息。分配消息标识为了数据通信来分配给通信站的通信资源。根据移动分配索引偏置来定义在消息中标识了的、并且被分配了的资源。分配资源的方式是，使得对于时间帧内的任何时隙，都在其中一个无线载波上分配资源。

实施于通信站的设备包括控制器，用于响应被发送至通信站的分配消息，来控制通信站的运行。

通过多个无线载波上的通信资源分配，其中，在时隙期间将资源分配给单个无线载波，可以实现更高的数据吞吐速率。

因此，在这些和其它方案中，提供了用于支持EDGE的通信系统网络部分的设备和方法，其中，支持EDGE的通信系统提供了定义移动分配索引偏置的高速通信服务。分析器适于接收凭借通信服务进行通信的数据特性的标示。配置分析器以分析数据通信所需的通信需求。资源分配器适于接收由分析器所作的分析的标示。配置资源分配器，以分配根据通过多个移动分配索引偏置的移动分配索引偏置和时隙所定义的资源。分配资源，使得对于时间帧内的任何时隙，在其中一个无线载波上分配资源。以及，消息生成器生成标识分配的分配消息。

在这些和其它方案中，还提供了可用于移动分配索引偏置通信方案中的数据通信的通信站的设备和方法。配置检测器以检测被发送至通信站的分配消息。分配消息标识为了数据的通信而分配给通信站的通信资源。根据在移动分配索引偏置上定义的时隙来定义分配的资源。以及通过多个指数偏移做出分配。分配资源，使得对于时间帧内的任何时隙，在其中一个无线载波上分配资源。控制器适于接收由检测器做出的检测的标示。配置控制器，以响应由检测器做出的检测，来控制第一通信站的运行。

具体实施方式

首先参照示出了通信系统的图1，该通信系统通常用10表示。该通信系统是通信系统的示例，其中，可运行本发明的实施例。在示例性实施方式中，通信系统10包括支持EDGE的数据无线通信系统，即，提供了EDGE(增强型数据速率GSM演进)数据服务。以下描述应当根据作为能够提供基于EDGE的通信服务的支持EDGE的系统的示例性实施方式，来描述该通信系统的示例性运行。在其它实施方式中，本发明的实施例类似于对支持EDGE的通信系统中的实施方式的描述。

通信系统10包括一组通信站，通信站12和通信站14。通信站12表示通信系统网络部分的元件。有时，在这里应将通信站12称为网络站12。以及，通信站14表示移动站。有时，在这里应将通信站14称为移动站14。在运行期间，通信站12和14中的任何一个都能够生成为了EDGE数据服务的EDGE数据。应对于下行链路服务(即，从网络站12到移动站14的数据通信)的执行来描述运行。上行链路通信的通信系统的运行是类似的。

图1中还示出了通信站14’。通信站14’表示能够与网络站12通信的另一个移动站。在通信系统的运行期间，来实现多个点对点数据通信，以及点对多点数据通信。在通信系统的运行期间，可以执行独立的EDGE通信服务，以及多播EDGE通信服务。

通常，通信系统符合适当的EDGE/GPRS/GSM(增强型数据速率GSM演进/通用分组无线业务/全球移动通信系统)运行规范中提出的协议和步骤。协议中定义了EDGE信道结构。定义了TDMA(时分多址)方案，其中，八个时隙组形成帧，以及通过在进行数据通信的帧内分配时隙，来做出通信资源分配。目前提供了每时隙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来定义的帧内的时隙。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这样大数量的时隙的分配。EDGE/GPRS/GSM系统的其它运行需求需要移动站在运行期间进行不同的测量。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详细说明并定义了这些特定的测量。此外，有时也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，尤其是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，则帧内单个载波上的六个相邻时隙(即单个移动分配索引偏置)的可用统计概率仅有4.67％。以及，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的可能性。相邻时隙、或者其它附加时隙有时在其它无线载波上可用。然而，至此，尤其在支持EDGE的系统中，不允许在不同的无线载波上分配时隙。

在图1的图示中，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。以及，由不同功能元件执行的功能不必共同位于公共物理位置处，而是可以在独立的物理实体上分布。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位置处，例如，在基站收发站处，而是可以在包括例如通信系统网络部分的基站控制器的多个物理实体上分布。

网络站示出了发射链部分，以及包括无线协议栈18，通过线22来将用户应用数据施加给无线协议栈18。用户应用数据是用于为了一个或多个EDGE通信会话的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，通过线26将数据提供给基带元件24。基带元件执行不同的基带操作，如基带处理、调制、以及信道编码。

网络站还包括无线元件28，通过线32，将来自基带元件的数据施加给无线元件。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，用于与一个通信站14、或多个通信站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至少功能性地通过线44和46，与无线协议栈18耦合。该元件通过线48与基带元件24耦合。以及，控制逻辑元件通过线52与无线元件28耦合。在示例性实施方式中，将逻辑元件实施于无线资源管理逻辑层中。

多载波无线资源控制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。在通信会话期间，分析器54为了通信服务的实现，来接收通过网络站与移动站通信的数据的标示。例如，特征的标示包括要传输的数据量、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。将由分析器进行分析的标示提供给资源分配器。

资源分配器基于由分析器做出的分析和数据调度信息的标示来分配通信资源。通过多个无线载波进行通信资源分配。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每个分配。做出分配，使得对于单个时隙，在单个载波上分配资源。但是，可以在多个不同的无线载波上的连续的、或者顺序的时隙上分配资源。通过其做出分配的无线载波数还取决于通信站的容量。对于允许的分配，通信站还必须能够在无线载波频率上进行通信。以及，由资源分配器做出的分配还取决于资源可用性，将其标示进一步应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，以控制它于响应于分配器做出的资源分配的操作。以及还将分配资源的标示提供给分配消息生成器58。分配消息生成器生成分配消息，将分配消息提供给RF元件28的RF收发机前端34中的一个或多个。RF收发机将分配消息传输至移动站，以通知移动站所分配的资源。

移动站14包括类似于网络站的结构。移动站包括类似于形成网络站的结构，其中，示出了移动站的接收链部分。这里示出的移动站包括天线转换器64、RF元件66、基带元件68、以及无线协议栈74。RF元件包括类似于收发机34的多个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。

移动站还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操作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。检测器操作以提取包含于分配消息中的值，或者进行工作以标识为数据通信分配的通信资源。将由检测器做出的检测提供给控制器84。以及，控制器操作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操作。例如，控制器控制移动站不同元件的操作，以确保可在适当的时间操作元件来接收在不同载波上通信的数据。

图2示出了为依据本发明实施例的运行的数据通信而做出的通信资源分配的表示方式，通常以122表示。该表示方式示出了三个连续的TDMA帧，帧124、126和128，每个帧包括八个时隙，在图2中记为0-7。将八个射频载波132标识为待用小区的RF信道1-8，以及相邻小区的载波Fm1-FmMAX，以上所有标识了在示例性通信系统中标识的载波。在不同时隙期间，在不同的载波上分配通信资源，以及同时，不在多于一个的载波上分配资源。在图2中示出参考R1和R2，来标识两个载波，在示例性资源分配中，在这两个载波上传输数据，其中，这两个载波可用于在其上在任何两个相邻时隙上传输数据。标示T和M标识时间段，在该时间段内，分别由移动站传输数据，以及由移动站进行测量。

如在TS-45.002[2]，附录B规范中定义的，通过图1中示出的资源分配器56来进行资源分配，以将分配给单个移动站的下行链路时隙的和最大化，其中，给出在相邻时隙期间，在独立的无线载波上不进行资源分配的约束条件，同时也观察反应时间Tta、Ttb、Tra和Trb。通常，反应时间标识了：在接收连续的短脉冲串、发射连续的短脉冲串、或在相邻小区信号上进行测量之前，移动站分别准备好发送或接收所需的时间。

在示例性实施方式中，通过根据以下等式“寻觅(scavenging)”可用资源，根据MAIO(移动分配索引偏置)方案来选择载波/时隙的组合：

$\mathrm{MAX}:\underset{t=1}{\overset{\mathrm{Nt}}{\mathrm{\Σ}}}\underset{R=1}{\overset{\mathrm{Nr}}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{\mathrm{tR}}{u}_{\mathrm{tR}};u\∈\left\{\mathrm{0,1}\right\}$

其中：

t＝时隙数

R＝RF迭卡(deck)数(发射和接收)

Nt＝分配中时隙的最大数

Nr＝在移动终端中同步接收可用的RF迭卡的最大数

S_tR＝移动接收机的RF迭卡“R”上的时隙“t”的无线资源

u_tR＝利用的根据反应时间约束条件所允许的RF deck“R”上的时隙“t”(布尔型，Boolean)

a＝分配给移动下行链路的时隙可用性(布尔型)

依据本发明实施例的运行分配的资源不局限于那些在单个指数偏移上可用的资源，还可以允许通过多个指数偏移进行分配。结果，实质上增加的通信资源的可能性可能可用于分配和传输数据。如基于EDGE、以及日益增加的密集数据的其它类型的通信服务，通信资源增加的可用性允许要进行通信的数据快于传统可用数据。

图3示出了方法流程图，通常以142表示，代表了本发明实施例运行的方法，通过该方法，在提供了移动分配索引偏置的通信方案中，在一组通信站之间进行数据通信。首先，如块144所示，分析数据通信所需的通信需求。响应数据特性的标示来进行分析。

然后，如块146所示，通过用于数据通信的多个无线载波来分配通信资源。分配资源，使得对于任何特定时间段，在其中一个无线载波上分配资源。

之后，如块148和152所示，生成分配消息并通过发送通信站发送至标识了通信资源分配的接收通信站。以及，如块154所示，为了通过多个无线载波的数据通信，在接收通信站处使用分配消息来控制接收通信站的运行。

通过增加高于通信资源量的可能性，提高了根据高速数据服务的数据吞吐速率测量的性能，通信资源量可用于实现通信服务。在没有明显时延的情况下，能够更好地执行日益增长的密集数据通信服务。

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 (17)

1、一种设备(42)，用于兼容EDGE(增强型数据速率GSM演进)的通信系统(10)的网络部分，所述通信系统(10)提供高速通信服务并定义了用于移动分配索引偏置的通信，所述设备包括：

分析器(54)，适于接收为了高速通信服务进行通信的数据的特性的标示，所述分析器被配置为用来分析数据通信所需的通信需求，并以允许动态资源分配的方式来确定所需资源；

资源分配器(56)，适于接收由所述分析器做出的分析的标示，所述资源分配器被配置为用来分配根据用于数据通信的移动分配索引偏置定义的资源，跨越多个移动分配索引偏置来分配资源，使得对于一个时间帧内的任何时间段，在其中一个所述移动分配索引偏置上分配资源；以及

分配消息发生器(58)，适于接收由所述资源分配器做出的分配的标示，所述分配消息发生器被配置为用来生成根本消息，所述分配消息标识由所述资源分配器做出的分配。

2、如权利要求1所述的装置(42)，其中，所述资源分配器(56)还适于接收对进行数据通信的每时间段运行的单个移动分配索引偏置所做的选择标示，由所述资源分配器分配的资源还响应于每时间段运行的单个移动分配索引偏置的选择的标示。

3、如权利要求1所述的装置(42)，其中，所述网络部分(12)与移动站(14)进行通信，从而将由所述分配消息发生器(58)生成的所述分配消息发送至所述移动站。

4、如权利要求1所述的装置(42)，其中，所述网络部分(12)包括无线部分，所述无线部分具有可在多个无线载波上运行的无线元件(28)，其中，所述资源分配器跨越所述多个无线载波来分配资源。

5、如权利要求4所述的装置(42)，其中，所述资源分配器(56)被进一步配置成用来生成用于所述无线部分的所述无线元件(28)的无线部分控制消息，以控制无线元件的运行。

6、如权利要求5所述的装置(42)，其中，所述无线部分控制消息使得无线元件(28)中的各个独立元件可工作于至少一些时间段内，所述时间段对应于各个单个的无线载波被分配用于通信的时间段。

7、如权利要求1所述的装置(42)，其中，所述网络部分(12)包括基带部分(24)，为了由所述资源分配器做出分配的运行，所述资源分配器(56)被进一步配置为用来生成用于所述基带部分的基带部分控制消息以控制运行。

8、如权利要求7所述的装置(42)，其中，所述基带部分控制消息使得基带部分(24)可工作于至少一些时间段内，所述时间段对应于通信资源的分配是基于多个无线载波中的任何载波的情形下的时间段。

9、一种设备(78)，用于可在兼容EDGE(增强型数据速率GSM演进)的通信系统中运行的移动站(14)，所述通信系统提供了高速通信服务并定义了移动分配索引偏置，所述设备包括：

检测器(82)，被配置用来检测被发送至所述移动站的分配消息，所述分配消息标识为了数据通信而分配给所述移动站的通信资源，分配给通信站的资源是根据跨越多个移动分配索引偏置的移动分配索引偏置来定义，分配所述资源的方式是使得对于一个时间帧内的任何特定时间段，在其中一个移动分配索引偏置上分配资源；以及

控制器(84)，适于接收由所述检测器做出的检测标示，所述控制器被配置为用来，响应于由所述检测器做出的检测，控制移动站的运行。

10、如权利要求9所述的装置(78)，其中，所述移动站包括无线部分，所述无线部分具有可在多个无线载波上运行的无线元件(66)，其中，跨越所述多个无线载波，在由所述检测器检测到的分配消息中标识通信资源。

11、如权利要求10所述的装置(78)，其中，所述控制器(84)被进一步配置为用来，响应于在所述分配消息中标识的分配，生成无线部分控制消息，用于所述无线部分，以控制无线部分的运行。

12、一种方法(142)，用于在兼容EDGE(增强型数据速率GSM演进)的通信系统的高速通信服务中进行通信，所述通信系统提供了移动分配索引偏置，所述方法包括以下操作：

在网络部分分析(144)通信需求，所述通信需求是为了数据通信的数据通信所需的通信需求，所述分析是响应于数据特性的标示，以允许动态资源分配的方式来确定所需资源；

跨越多个移动分配索引偏置，在网络部分分配(146)资源，所述分配是响应于在所述分析运行操作期间做出的分析而进行的，使得对于一个时间帧内的任何时间段，在其中一个所述移动分配索引偏置上分配资源；以及

生成(148)分配消息，所述分配消息标识在所述分配操作期间做出的分配。

13、如权利要求12所述的方法(142)，还包括以下操作：

把分配消息从网络部分发送(152)至移动站，所述分配消息标识在所述分配操作期间做出的分配；以及

在所述移动站使用(154)分配消息，从而为了跨越在所述分配期间分配的多个移动分配索引偏置的数据的通信，而控制移动站的运行。

14、如权利要求13所述的方法(142)，其中，所述使用(154)的操作包括：将无线部分控制消息应用于所述移动站的无线元件，所述无线部分控制消息使得所述无线元件的操作允许通过在所述分配期间分配的通信资源来接收所通信的数据。

15、如权利要求14所述的方法(142)，其中，在所述分配(146)操作期间做出的资源分配还响应于所述无线部分的无线元件的运行所需的反应时间。

16、如权利要求15所述的方法(142)，其中，所述反应时间包括无线元件调谐至多个移动分配索引偏置的移动分配索引偏置所需的时间段。

17、如权利要求15所述的方法(142)，其中，在所述分配(146)操作期间分配的资源还响应于所述网络部分和所述移动站中的至少一个所需的非通信测量需求。

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