CN102204384A

CN102204384A - 请求资源的方法、设备和通信***

Info

Publication number: CN102204384A
Application number: CN2009801443288A
Authority: CN
Inventors: 沈钢; 王栋耀; 郑武; 冷晓冰
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2009-01-04
Filing date: 2009-01-04
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2029-01-04
Also published as: CN102204384B; EP2375839A4; US20110255502A1; US9119188B2; JP2012514878A; WO2010075654A1; JP5345704B2; EP2375839A1; KR20110101236A

Abstract

公开了一种由资源请求设备向资源分配设备请求资源的方法、资源分配设备、资源请求设备和通信***。该方法包括步骤：从资源请求设备向资源分配设备发出资源请求消息；在接收到资源请求消息后，如果针对所述资源请求设备而言资源不能在设定的时间间隔内分配，则从资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认；以及如果在设定的时间间隔内给资源请求设备分配资源，则资源分配设备不向资源请求设备发送资源请求消息的确认。利用本发明的方法和结构，仅仅在需要时资源分配设备才发送额外的确认消息，因此开销降低的更多。另外，由于本发明的方案并不改变资源分配设备和资源请求设备之间交换的任何信令，因此能够满足后向兼容的要求。

Description

请求资源的方法、设备和通信*** 技术领域

本发明涉及移动通信，具体涉及一种请求资源的方法、设备和通信***，其允许资源分配设备在收到资源请求设备的资源（带宽）请求而不能及时分配资源时，对带宽请求进行确认。背景技术

在 IEEE 802.16e中，除了 UGS (unsolicited grant service, 主动授权业务）连接之外，所有的上行链路业务均需要向基站 BS进行带宽请求。当移动站 MS在其缓冲器中有数据等待进行上行链路发送时，就进行上述的带宽请求。带宽请求指的是这样的机制：移动站向基站表明它需要多大的带宽来进行相应的上行链路发送。 MS 的带宽请求需要考虑到 MAC (medium access control, 介质接入控制) PDU (protocol data unit, 协议数据单元）所要携带的字节数目。当基站接收到来自移动站的带宽请求时，它考虑到可用的资源和调度方案来将资源分配给移动站。有可能移动站接收到比预期少的传输机会，或者根本收不到来自基站的上行链路授权（UL grant)。这可能是由于诸如调度判决、不足的资源、请求消息丢失等问题引起的。对于未能与 MS的要求匹配的资源分配而言，基站不会给出确定的原因。

.图 7示出了在 IEEE 802.16e中提供的带宽请求 /授权过程。在步骤 S701，移动站 MS—旦需要请求带宽，就选择 CDMA测距码（ranging code) 并且在用于竞争的测距时隙（ranging slot)中将 CDMA测距码提交给基站 BS。在步骤 S702, 一旦检测到该 CDMA测距码，基站 BS就向移动站 MS提供 CDMA— IE UL分配信息。

在步骤 S703 , 移动站 MS在分配的资源中将带宽请求消息发送基站。然后，基站 BS应该在步骤 S704回复 UL授权（UL grant)来分配移动站所请求的带宽资源。如果基站没有发出上述的 UL分配信息。或者在指定的时间间隔中带宽请求并未引起基站在后续过程中分配相应的带宽，移动站就默认带宽请求失败，它再次执行带宽请求或者丢弃相应的 SDU。

在移动站 MS发送带宽请求消息之后，它就期望能够收到来自基站 BS的带宽分配（UL grant) o但是，在一些情况下移动站 MS可能得不到期望的带宽分配。 —个原因是，在一些恶劣的网络环境中，带宽请求消息可能被丟弃或者被破坏。如图 8所示，在发送的带宽请求消息丢失后，需要等到移动站的定时器过期移动站才再次发送 CDMA竞争。因此，基站不能正确接收移动站发送的带宽请求消息。这造成不能将移动站期望的上行链路授权消息（UL grant)发送给该移动站。另一原因涉及调度判决，如果基站认为可用资源不能满足所有的带宽请求，基站可能会决定延迟对特定移动站的带宽分配，例如在后续的帧中给这些移动站分配带宽，这样能够首先满足一些时延敏感的业务（time-critical services ) 的需求。即使移动站没有获得相应的带宽分配，基站也不会给它明确的解释。移动站通过判断定时器是否过期来检测失效的带宽请求，如果定时器设定的等待时间已到移动站没有接收到期望的带宽分配，则重新启动新的 CDMA竞争。

对于带宽请求消息丢失的情况，移动站不得不等待不必要的时间（也就是定时器过期所经过的时间段）来重发带宽分配请求。这增大了带宽请求的等待 ( latency )₀ 如果等待时间被配置为较短，则即使在基站正确地获得原始的请求的情况下，移动站也可能重发带宽请求消息，这是因为定时器可能在基站开始为该移动站调度 UL grant的之前就过期。这导致不必要的开销并且导致基站错误地将其作为新的请求，如图 9所示。出现这种问题的原因在于接收到带宽请求消息的基站不对该消息的接收进行确认。

IEEE 802.16m工作组已经开始对 IEEE 802.16标准进行修改，以便为空中接口提高许可频道中操作性能的提高。根据需求文件，这对带宽请求提出了更为严格的要求：更小的等待时间和更小的开销。因此，上述问题的解决变得更重要。

在 IEEE 802.16第 56次会议（2008年 7月）上，英特尔提出了一种方案（非专利文献 1： IEEE C80216m-08— 635, BW-REQ channel design recommendations for IEEE 802.16m, Intel Corporation, 2008-07-13 ), 让移动站明确地确认基站是否收到带宽请求消息，使得能够尽早重新开始随机接入。

如图 10所示，在步骤 S1001 , 移动站在其缓冲器中有数据要发送时，选择相应的测距代码进行 CDMA 竞争。然后，一旦基站 BS 接收到来自移动站的 CDMA竞争，就进行相应的 CDMA— IE分配，也就是让移动站知道在何时或何种资源中发送资源请求消息。

接下来，在步骤 S 1003,移动站在相应的时刻或者资源上发送资源请求消息。在步骤 S1004，基站接收到来自移动站的资源请求消息后，做出明确的确认。然后，在步骤 S1005 , 在基站侧进行资源调度，为该移动站分配所请求的资源，通过 UL授权消息发送给移动张。在歩骤 S1006, —旦移动站接收到基站分配的资源，就在该资源上向基站发送缓冲器中要发送的数据。

相比于 IEEE 802.16e中的过程，上述非专利文献 1的方案增加了确认带宽请求这一步骤（图 10中步骤 S1004)。一旦基站接收到来自移动站的带宽请求消息，它就明确地向该请求提供确认消息。这使得移动站能够迅速重新启动随机接入过程，以便尽快从失败的带宽请求中恢复。对于移动站，它知道自己应该在下一帧中接收到确认消息 ACK, 表示基站已经成功地接收到该带宽请求消息。如果移动站没有从基站接收到期挚的确认消息，它就知道之前发送的请求已经丢失。然后，移动站重新发送带宽请求消息，因此大大减小了不必要的等待时间（定时器过期所经过的时间段）。

尽管上述方案消除了移动站一侧的不必要的等待时间，但是仍旧有缺点，也就是使得开销增大。对于每个 MS请求，基站都不得提供一些资源来做出 ACK 响应，这至少包括 MS标识符（MS ID ) 或者连接标识以及确认指示。如果它由某个消息携带，则该消息传输具有自己的格式（报头和消息体），因此基站同样不得不在 MAP IE中分配额外的资源来告知移动站在哪儿接收消息。但是，对于大多数上行带宽请求，当基站接收到来自移动站的带宽请求时它会及时向移动站回应 UL grant消息。移动站可以很快接收到 UL gmnt。在这种情况下，对带宽请求的确认变得没有用处。因此导致了不必要的开销。发明内容

本发明的目的是提供一种资源请求方法、设备和通信***，它许资源分配方在收到移动站的资源（带宽）请求而不能及时分配资源时，对带宽请求进行确认。

根据本发明的第一方面，提出了一种由资源请求设备向资源分配设备请求资源的方法，包括步骤：从资源请求设备向资源分配设备发出资源请求消息；在接收到资源请求消息后，如果针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则从资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认；以及如果在设定的时间间隔内给资源请求设备分配资源，则资源分配设备不向资源请求设备发送对资源请求消息的确认 . · 优选地，如果针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则借助于上行链路授权（UL grant) 从资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认

优选地，在针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源的情况下资源分配设备发送的上行链路授权中表示资源大小的值被设置为 0。

优选地，如果资源请求设备在设定的时间间隔内收到资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认，则资源请求设备等待来自资源分配设备的资源分配。

优选地，其中资源请求设备在设定的时间间隔内没有收到有效资源分配或者资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认，则资源请求设备开始重新请求资源。

优选地，资源请求设备检测上行链路授权中表示资源大小的值是否为 0，在表示资源大小的值为 0的情况下，资源请求设备等待来自资源分配设备的资源分配。

优选地，所述资源至少包括带宽。

根据本发明的第二方面，提出了一种资源分配设备，包括：收发单元，接收来自资源请求设备的资源请求消息；资源调度和分配单元，在收发单元接收到资源请求消息后，判断针对所述资源请求设备而言是否能够在设定的时间间隔内分配资源；确认消息生成单元，如果针对所述资.源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则生成对资源请求消息进行确认的消息；通过所述收发单元将对资源请求消息进行确认的消息发送给资源请求设备。

根据本发明的第三方面，提出了一种资源请求设备，包括：收发单元，经由所述收发单元发送资源请求消息，以及接收来自资源分配设备的消息；检测单元，检测接收的消息是否满足预定的条件；在检测结果表明接收的消息满足预定的条件时，等待来自资源请求设备的资源分配结果。

根据本发明的第四方面，提出了一种通信***，包括如上所述的资源分配设备和如上所述的资源请求设备。

如上所述，本发明是要对带宽请求消息的接收使用隐式确认，而非上述非专利文献 1提出的确认方法。这使得移动站能够知道带宽请求消息的丢失，因此能够尽快重新开始重传。换言之，本发明所提出的方案能够在利用调度信令对带宽申请进行确认。如果因调度方案的缘故基站决定不立即分配资源，则基站仍旧分配 UL grant给那些请求了带宽的移动站。但是所分配的资源大小例如是 0。在接收到这种特殊的 UL grant后，移动站知道基站已经正确地接收到了它的带宽请求，只不过目前没有合适的资源来分配。因此移动站将不会尝试重新发送带宽请求消息，避免了冗余的重新请求。如果基站决定立即分配资源并且给移动站发出 UL grant响应，则基站按照正常操作过程那样分配资源，而不需要附加的确认消息，从而减小了开销。如果移动站发出带宽请求后的设定的时间间隔内未接收到任何 UL grant (分配的期望资源或者 0)，它就得知带宽请求丢失。移动站将立即重新发送带宽请求，因此大大减小了不必要的等待时间（也就是定时器过期经过的时间段）。

利用本发明的方法和结构，仅仅在需要时基站才发送额外的确认消息，因此开销降低的更多。另外，由于本发明的方案并不改变基站和移动站之间交换的任何信令，因此能够满足后向兼容的要求。附图说明

现在参照附图，仅以示例的方式对本发明的实施例进行描述，在附图中：图 1是根据本发明实施例的通信***的总体结构图；

图 2是根据本发明实施例的基站的示意性结构框图；

图 3是根据本发明设施例的移动站的示意性结构框图；

图 4示出了根据本发明实施例的对带宽请求的确认的过程；

图 5 示出了根据本发明的实施例在带宽请求消息丢失或者被破坏的情况下重新发送带宽请求消息的过程；

图 6示出了根据本发明实施例的带宽请求 /授权过程；

图 7示出了 IEEE 802.16e中定义的带宽请求 /授权过程；

图 8示出了在重新发送带宽请求之前的不必要的等待时间；

图 9示出了定时器时间段小于基站的调度延迟的情况；以及

图 10示出了根据非专利文献 1的对带宽请求的确认过程。具体实施方式

下面，参考附图详细说明本发明的优选实施方式。虽然示于不同的附图中，伹相同的附图标记用于表示相同的或相似的组件。为了清楚和简明，包含在这里的与本发明的主题不相关的已知功能和结构的详细描述将被省略，避免它们使本发明的主题不清楚。

图 1是根据本发明实施例的通信***的总体结构图。如图 1所示，该通信 ***包括基站 BS和移动站 MS1和 ] V1S2。自然，也存在多个基站和多个移动站一起构成通信***的配置。

图 2是根据本发明实施例的基站的示意性结构框图。图 3是根据本发明设施例的移动站的示意性结构框图。

如图 2所示，根据本发明实施例的基站 100具备收发单元 110、资源调度和分配单元 120、确认消息生成单元 130和缓冲器 140。如图 3所示，根据本发明实施例的移动站 200具备收发单元 210、缓冲器 220、检测单元 230。根据另 -- 实施方式，移动站还具备定时器 240。下面结合具体的例子来详细描述上述基站和移动站的具体构造和操作过程。

图 4示出了根据本发明实施例的对带宽请求的确认的过程。对于每个有效的带宽请求，都需要基站立刻做出 UL grant响应，而不管基站是否已经为该基站做出资源调度。 UL grant 是按照 OFDMA UL- MAP IE 的格式发送的。 OFDMA UL-MAP IE定义了 UL带宽分配，该带宽分配或者是由块分配（绝对偏移量）指定的，或者是由时隙中的持续时间（相对或者绝对时隙偏移量）来指定的。

当移动站 200的缓冲器 220中有要发送的数据时，移动站的收发单元 210选择合适的测距代码进行 CDMA竞争。基站 100的资源调度和分配单元 120为移动站 200提供相应的 CDMA— IE UL分配信息。在该分配信息所指定的位置或者时刻，在步骤 S401，移动站的收发单元 210根据缓冲器 220中的数据量发送带宽请求，向基站要求一定的带宽来发送这些数据。

根据本发明的实施例，在接收到移动站 200的带宽请求消息后，基站 100的资源调度和分配单元确定是否能够立刻给该移动站分配资源。如果不能，则在歩骤 S402, 由确认消息生成单元 130将要发送给移动站的 UL授权消息中的特定字段的值设定标识，一种方法是将分配资源的大小设定为 0，然后通过收发单元 110发送给移动站。

在下一帧，移动站接收到了相应的 UL授权，由检测单元 230检测 UL授权消息中的特定字段的值的标识，例如检测分配资源的大小是否为 0 ，如果是 0 则表明基站已经成功收到该移动站 200发送的带宽请求。在这种情况下，移动站 200继续等待, 而不进行重发。

在步骤 S403,在资源调度^ 1分配单元 120有合适的资源分配给该移动站 200 的情况下，它通过 UL授权消息将相应的资源信息，例如带宽的大小和位置等，发送给移动站 200。在步骤 S404, 移动站的收发单元 210从接收的 UL授权消息中得到资源信息，从缓冲器 220中取出要发送的数据，在资源信息所确定的资源上将数据发送给基站 100。

根据本发明的实施例，如果基站 100已经在当前帧中将一些资源调度给移动站，则基站 100的资源调度和分配单元 120按照常规的操作发送相应的 OFDMA UL-MAP IE,而不需要额外嵌入对带宽请求消息的确认。 OFDMA UL-MAP IE 包括根据该方案分配的资源。

如上所述，在一些情况下，基站 100会决定延迟对一些特定移动站的资源分配，例如按照调度方案在后续的帧中针对这些特定的移动站进行资源分^，这样能够满足一些时间敏感业务的需求。如果这样，基站 100仍旧向那些请求带宽的基站 200发送相应的 OFDMA UL-MAP IE。但是，由确认消息生成单元 130将表示资源大小的值设置为 0。 .具体而言， OFDMA UL- MAP IE的一些字段，例如 OFDMA符号（用于携带 UL脉冲串的 OFDMA的符号的数目）字段、子信道（带有后续索引的子信道数目）以及持续时间字段（以 OFDMA时隙为单位指示所分配的时长）应当为 0。基站以标准格式发送 OFDMA UL-MAP IE。因此能够满足后向兼容的要求，而不用定义新的消息或者信令。如果没有后向兼容的要求，基站可选地发送嵌入了确认字段的 OFDMA UL- MAP IE。

在如图 4所示的过程中，如果基站正确地接收到带宽请求，但是决定不立即分配资源，基站将发送嵌入到 UL grant中的确认字段。当移动站接收到该特定的 UL grant, 则它知道基站已经正确地接收到它的带宽请求，因此等待资源分配。移动站将不再尝试重新发送请求，避免冗余的重新请求。

图 5 示出了根据本发明的实施例在带宽请求消息丢失或者被破坏的情况下重新发送带宽请求消息的过程。在这种情况下，基站 100并不发送任何 UL grant 给移动站 200。由于移动站 100在期望的时间点（例如带宽请求发出后的那一帧）未能收到任何 UL grant,它知道自己的带宽请求丢失。移动站 200的收发单元 210 将立即重新发送带宽请求，因此大大减小了不必要的等待时间。图 6示出了根据本发明实施例的带宽请求 /授权过程。该过程类似于传统的过程，不同之处在于移动站 200需要检査嵌入在 UL- MAP 中的 ACK信息，并且不存在是否判断定时器过期的要求。

在步骤 S601 , 移动站 200首先按照与传统相同的过程发送带宽请求。在步骤 S602, 在期望的时间点（例如下一帧），移动站 200捡查 UL- MAP, 看期望的时间点是否与基站过程相关联以及基站是否通知了移动站。

然后，在步骤 S603 , 移动站 200搜索定向到自己的 UL-MAP IE单元，并且在步骤 S604判断能否获得自己的 UL- MAP IE单元。如果移动站 200不能找到定向到自己的 UL-MAP IE, 则在步骤 S605它知道带宽请求丢失。移动站将立即重新发送带宽请求，因此大大减小了等待时间。

如果移动站获得了分给自己的 UL- MAP IE单元，则移动站 200知道基站已经正确地接收到了带宽请求。因此移动站将不再尝试发送带宽请求，避免了冗余的重新请求。然后，移动站 200的检测单元在步骤 S606检测 UL-MAP IE中分配的资源是否为 0。如果资源大小是 0，这意味着基站 100没有在此帧中分配资源给移动站，尽管基站已经正确地接收到了带宽请求。基站将根据调度方案在后续的帧中向该移动站分配资源。在步骤 S607, 移动站 200等待后续帧的到来并且重复进行 UL-MAP检查。在步骤 S608, 当移动站 200获得具有有效带宽分配的 UL-MAP IE时，移动站 200的收发单元 210就在分配的时频资源块上发送缓冲器 220中要发送的数据。

如上所述，上述的确认使得移动站能够尽早得知带宽请求丢失并且重新幵始发送。因此移动站能够快速从失败的带宽请求恢复。相比于传统的过程，重传之前的等待时间大大缩小。

另外，上述方案能够在带宽分配（UL-MAP IE) 之外携带额外的确认消息。这不用为确认过程定义任何新的消息或者信令，因此支持后向兼容。

当基站决定对移动站的请求做出响应并且立即分配资源时，它不需要发送任何额外的确认消息。仅仅在需要的时候，例如在基站正确地接收到请求但是不立即分配资源时，基站才发送对带宽请求的确认。这种方案降低大大降低了开销。

在非专利文献 1提出的确认过程中，由于基站不得不消耗资源来对每个带宽请求做出响应，导致了较大的开销。相比之下，根据本发明实施例的上述方案对带宽请求使用确认。仅仅在需要的时候基站才做出确认。因此开销较小。另外，根据本发明实施例的方案允许在带宽分配中嵌入额外的确认消息，而不要定义任何新的消息或者信令，因此支持后向兼容。

虽然以上描述的是基站和移动站之间的带宽请求和确认，但是上述方案也可以应用于诸如 BS- RS， RS-MS, BS- FemtoBS之间资源申请和分配的场景中。

本发明参照其示例性实施例具体地进行说明和描述，但本发明不局限与其实施例，本领域普通技术人员应理解，各种对形式和细节所做的改变不背离如权利要求所限定的本发明的精神和范围。

Claims

权利要求

1、一种由资源请求设备向资源分配设备请求资源的方法，包括步骤- 从资源请求设备向资源分配设备发出资源请求消息；

在接收到资源请求消息后，如果针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则从资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认；以及

如果在设定的时间间隔内给资源请求设备分配资源，则资源分配设备不向资源请求设备发送对资源请求消息的确认。
2、如权利要求 Γ所述的方法，其中，如果针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则借助于上行链路授权（UL grant) 从资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认。
3、如权利要求 2所述的方法，其中在针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源的情况下资源分配设备发送的上行链路授权中表示资源大小的值被设置为 0。
4、如权利要求 1所述的方法，其中，如果资源请求设备在设定的时间间隔内收到资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认，则资源请求设备等待来自资源分配设备的资源分配。
5、如权利要求 1所述的方法，其中资源请求设备在设定的时间间隔内没有收到有效资源分配或者资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认，则资源请求设备开始重新请求资源。
6、如权利要求 4所述的方法，其中资源请求设备检测上行链路授权中表示资源大小的值是否为 0，在表示资源大小的值为 0的情况下，资源请求设备等待来自资源分配设备的资源分配。
7、如权利要求 1所述的方法，其中所述资源至少包括带宽。
8、一种资源分配设备，包括：

收发单元，接收来自资源请求设备的资源请求消息；

资源调度和分配单元，在收发单元接收到资源请求消息后，判断针对所述资源请求设备而言是否能够在设定的时间间隔内分配资源；

确认消息生成单元，如果针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则生成对资源请求消息迸行确认的消息；

通过所述收发单元将对资源请求消息进行确认的消息发送给资源请求设备。
9、如权利要求 8所述的资源分配设备，其中，如果针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源，则确认消息生成单元借助于上行链路授权（UL grant) 生成该用于确认的消息。
10、如权利要求 9所述的资源分配设备，其中在针对所述资源请求设备而言不能在设定的时间间隔内分配资源的情况下发送的上行链路授权中表示资源大小的值被设置为 0。

11、如权利要求 8所述的资源分配设备，其中所述资源至少包括带宽。 12、一种资源请求设备，包括： .

收发单元，经 ώ所述收发单元发送资源请求消息，以及接收来自资源分配设备的消息；

检测单元，检测接收的消息是否满足预定的条件；

在检测结果表明接收的消息满足预定的条件时，等待来自资源请求设备的资源分配结果。
13、如权利要求 12所述的资源请求设备，其中，如果资源请求设备在设定的时间间隔内收到有资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认，则资源请求设备等待来自资源分配设备的资源分配。
14、如权利要求 12所述的资源请求设备，其中资源请求设备在设定的时间间隔内没有收到有效资源分配或者资源分配设备向资源请求设备发送对资源请求消息的确认，则资源请求设备开始重新请求资源。

15、如权利要求 14所述的资源请求设备，其中资源请求设备的检测单元检测上行链路授权中表示资源大小的值是否为 0, 在表示资源大小的值为 0的情况下，资源请求设备等待来自资源分配设备的资源分配。
16、如权利要求 12所述的资源请求设备，其中所述资源至少包括带宽。
17、一种通信***，包括如权利要求 8 所述的资源分配设备和如权利要求 12所述的资源请求设备。