CN1118216C - 无线传输的上行方向的传输资源分配方法 - Google Patents

Abstract

在TD-CDMA无线接口的上行方向的传输资源分配方法中，在一个帧中组合多个时隙。在该帧内，第一信令信道含有依次相继的子信道。该子信道是通过扩展码和时隙内的发射时间点定义的。所述子信道的第一部分被用户台用于随机多路接入，以及该子信道的第二部分还被专门分配给用户台以用于逻辑连接中的信令。

Description

无线传输的上行方向的传输资源分配方法

技术领域

本发明涉及从无线通信***的用户台到基站的上行方向中的传输资源分配方法。

背景技术

在无线通信***中，消息(语音，图像信息或其它数据)经传输信道借助电磁波(无线接口)传输。该传输既在从基站到用户台的下行方向(下行链路)也在从用户台到基站的上行方向(上行链路)上进行。

从DE 198 10 285.2已知，为了区分信号源和从而分析处理信号而使用以频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)闻名的方法，它们也能被相互组合。时分多址(TDMA)的一种特殊形式是TDD(时分双工)传输方法，其中，在一个共用的频带内，既在上行方向、就是说从基站到用户台，也在下行方向、  就是说从用户台到基站进行传输。

为了在两个通信终端设备之间传输数据，可以动用面向链接的方案和建立在逻辑连接基础上的方案。在面向链接的数据传输中，必须在整个数据传输期间提供在两个通信终端设备之间的传输资源。

在经逻辑连接的数据传输中不必持续地提供传输资源。这种数据传输的例子是分组数据传输。这里在整个数据传输期间，在两个用户台之间有一条逻辑连接，然而只是在数据包的真正传输时间内提供传输资源。这种方法是建立在数据在短的数据包内被传送、且在数据包之间可以有较长的间歇的基础上。在数据包之间的间歇内，传输资源可以提供给其它逻辑连接使用。就逻辑连接而节约了传输资源。

从德国专利文献DE 44 02 930 A1已知的分组数据传输方法尤其适用于具有有限传输资源的通信***。然而它是为非时间紧迫的信息传输而开发的，其中信息传输的延迟时间尤其在上行方向是不重要的。通信***中的基站可以通过相应地划分下行方向的传输资源来对网络侧到达的时间紧迫信息作出反应。对上行方向这是不可能的，因为无线技术资源的分配是在网络侧进行。尤其因为在用户台相互之间的调谐是不可能的，所以信息只能以很长的时间延迟传输。

从DE 197 34 935已知一种方法，其中基站根据请求而在上行方给用户台进行传输资源的分配。然而该请求是由用户台以譬如从GSM移动无线***已知的多路接入方式进行的。由于多路接入繁琐的信令和冲突概率，必须忍受很长的延迟时间。

发明内容

作为本发明基础的任务是，提供信息传输的传输资源的一种分配方法，它能较好地适应时间紧迫的应用。

在本发明从通信***TD-CDMA的用户台(MS)到基站(BS)的无线接口上行方向的传输资源分配方法中，为无线接口把多个时隙组合在一个帧内。传输资源可以分别被分配给用户台以用于数据传输，其中传输资源是用频带、扩展码和时隙定义的。在CDMA***内扩展码也就是已知的CDMA码。

在帧内，由一个时隙的传输资源构成的一个第一信令信道含有多个子信道。这些子信道是用传输资源的扩展码和时隙内的发射时间点定义的。子信道的第一部分被用户台用于随机多路接入，而子信道的第二部分另外被专门分配给用户台以用于逻辑连接内的信令。

与由随机多路接入所利用的第一部分子信道相反，第二部分子信道被专门分配给用户台。因为在随机多路接入中多个用户台可以同时访问第一部分子信道，所以冲突是可能的。相反，对于被专门分配的第二部分子信道，冲突可以被排除，并从而明显减少了在使用上行方向的时间紧迫信息的传输资源之前的延迟。

由于专门的分配，在下行方向便不需要附加的信令来用于确认用户台的信令，这在随机多路接入中是很普遍的。在这种情况下，用户台不等待确认，而是立即开始传输时间紧迫的信息。

如果传输条件隐含有错误信令的危险，那么为了提高信令的可靠性，附加的确认是有利的。在这种情况下，在传输时间紧迫的信息之前用户台等待基站的确认。

为了逻辑连接中的信令，通过本发明方法只需要少量资源用于信令，使得信令只在几毫秒内就能实现。

在本发明一种有利的改进方案中，由基站来配置子信道至第一和第二部分的划分，并且经一个公用信令信道给用户台发送信令。

与子信道的固定划分相比，由基站进行配置可以与不同的准则相匹配，譬如与无线业务量匹配。这样，该划分可以依据现有连接的数量、随机多路接入的数量或逻辑连接的数量来配置，以传输时间紧迫信息。

优选循环地配置该划分。通过循环配置能更有效地利用为发送配置信令所需的资源。如果该配置只譬如每30秒循环地更新一次，则耗费的资源很少。

特别有利的是，第二部分子信道被设置用来无冲突地发送信令，以便由用户台请求传输资源来传输时间紧迫信息。

时间紧迫信息的传输是以在使用传输资源之前有很小的延迟时间为条件。对于传输语音信息，延迟时间不得超过100毫秒。为了在上行方向有效地利用传输资源，根据本发明，在传输时间紧迫信息的间歇内在同一传输资源中传输其他用户台的非时间紧迫信息。

本发明方法保证了在使用传输资源传输时间紧迫信息之前的延迟时间不超过一个最大值。此最大值明显地低于随机多路接入的最大值，并且在适当地选择其它***参数[低的交织深度]时小于40毫秒。

特别有利的是，在由用户台发送传输时间紧迫信息的信令的间歇内，给有关用户台专门分配传输资源被暂时撤消，并在该传输资源中的通向基站的逻辑连接内传输其它用户台的非时间紧迫信息。

由基站检测时间紧迫信息传输的间歇。此时优选地采用不同的检测方法，这些方法也可以相互组合。

首先，通过分析处理第二部分子信道中的信令来检测所述的间歇。子信道是专门分配给传输时间紧迫信息的用户台的。如果用户台比如在子信道中没有信令要发送，则由基站释放所用的传输资源以传输其它用户台的非时间紧迫信息。

其次，通过分析处理数据流的中断来检测所述的间歇。如果时间紧迫信息的传输被中断，则根据一个固定的或依据传输条件或无线业务负荷而配置的时间间隔来确定一个间歇，并由基站释放所用的传输资源以传输其它用户台的非时间紧迫信息。

第三，通过在时间紧迫信息中含一个关于时间紧迫信息的传输中断的信令来检测所述的间歇，这些信息由基站或由网络侧的装置进行分析处理。

非时间紧迫信息的应用譬如是电子邮件，或互联网数据，它们只需要低的业务质量(QoS)。这样的信息也可以用较大的延迟传输。

基站优选地根据请求发出信令以中断有关的其它用户台的非时间紧迫信息和分配用于传输时间紧迫信息的传输资源。该信令譬如同时经第二信令信道来实现。这样，由基站控制上行方向的传输资源分配，而不必不间断地专门把传输资源分配给时间紧迫信息的传输。因此由基站或由网络侧装置来控制上行方向传输的协调。

在本发明的另一可选择的改进方案中，子信道的第二部分被设置用于测量无线接口的传输条件。在逻辑连接期间暂时没有信息传输。为了在传输间歇期间仍然能保证无线接口的传输条件的测量，在专门分配给用户台的第二部分子信道中传输一个测量信号作为信令。这个信令可以譬如循环地进行或根据基站的请求来发送。只需在较长的时间间隔内、譬如2秒内进行测量的更新。子信道的专门分配只是在限定的时间范围内进行，该时间范围周期性地以较大的时间间隔由基站控制。这样，多个用户台交替地在一个在此时隙中却是专门分配的子信道内发送一个或多个测量信号，所以只耗费少量的资源。

为了发射功率调节、帧同步和求出超前时间，对传输条件的测量进行分析处理是有利的。于是在长的传输间歇期间，在逻辑连接内循环地更新发射功率、帧同步和超前时间，从而防止了由于变化的信号传输时间所引起的冲突，或减少了由于未调节发射功率而引起的干扰。

优选地，第二部分子信道被用于多种不同的信令和测量。这样就把传输条件的测量与无冲突的要求有利地结合了起来。

附图说明

下面借助实施例并参照附图进一步说明本发明。其中：

图1示出了无线通信***、尤其是移动无线***的电路框图，

图2示出了基站与用户台之间无线接口的示意图，和

图3示出了本发明方法的示意流程图。

具体实施方式

在图1中示出的和示范地作为移动无线***构成的无线通信***含有大量相互结网的、以及建立通向固定网PDN入口的移动交换局SGSN。此外，这些移动交换局SGSN与各至少一个用于分配无线技术资源RNC的装置连接。这些装置RNC中的每一个又使通向至少一个基站BS的连接成为可能。

此基站BS是一种可以经无线接口向移动或静止用户台MS、MSX、MSS1和MSS2建立通信连接和发送信令的无线电台。这种结构的功能性可以被本发明方法使用。在此，同样也可以在譬如一种无绳用户连接***(接入网)中使用。

在从用户台MS到基站BS的上行方向上专门分配了一种传输信道DCH，以无延迟地传输时间紧迫的信息zki。这个传输信道DCH可以含有一个或多个传输资源UR，如图2详细示出的情况。这种传输信道DCH是为起伏很大的数据速率的最大值设计的。特别是对于具有起伏很大的数据速率的、必须以小的延迟进行传输的时间紧迫的应用-比如视频传输或在语音间歇(VAD，语音活动检测)期间具有传输中断的语音传输-，它们针对此业务需要一种专门分配的传输信道DCH。在此传输信道DCH中，时间紧迫信息zki的传输不会因其它用户台MSX的非时间紧迫信息传输而被延迟。

相反，公共使用的传输信道DSCH不专门分配给通往多个用户台MSS1和MSS2的传输。它们被用于不同用户台MSS1、MSS2的非时间紧迫信息nzki，譬如数据包的延迟传输。对于在公共使用的传输信道DSCH内传输的非时间紧迫信息nzki，譬如使用一种从GPRS***已知的信令，其中，非时间紧迫信息nzki的信令将就了明显长很多的延迟。然而，对于时间紧迫信息zki的传输，较长的延迟却是不可接受的。

根据本发明，在传输时间紧迫信息zki的间歇内，还在同一传输信道DCH内传输其它用户台MSX的非时间紧迫信息nzki。为此在图3中示出了本发明方法的一个流程。

从图2可以清楚地看到一种TDD传输方法的无线接口的示范性帧结构。按照TDMA分量来划分宽频带fb，譬如带宽为5MHz。传输资源UR是用频带fb、扩展码sk和时隙ts定义的。用正交扩展码可以实现最佳的分离。传输资源UR是可分配给用户台MS、MSX、MSS1或MSS2以用于数据传输的最小单元。在宽频带fb内，依次相继的时隙ts按帧结构分组。因此15个时隙ts0-ts14组合成一个帧rh。

在使用TDD传输方法时，时隙ts1-ts14的一部分用在上行方向和时隙ts0-ts14的一部分用在下行方向，其中下行方向的传输譬如在上行方向之前进行。在其间有一切换时间点SP，此切换时间点SP根据当时对上行方向和下行方向传输信道DCH、DSCH的需要而被灵活定位。

利用信道合并可以各给一个通信连接分配一个或多个传输资源UR。信道合并方法被有利地用于实现具有不同数据速率的、通向或来自用户台MS，MSX的通信连接，或用于在一个通信连接上并行地运行多项业务。为此目的，多个用于传输的传输资源UR被组合在一起以用于一条连接。

在帧rh内示范地示出了上行方向的第一信令信道RACH、公用信令信道BCCH和下行方向的第二信令信道FACH。公用信令信道BCCH和第二信令信道FACH只需要一个传输资源UR，而第一信令信道RACH包含整个时隙ts的传输资源UR。

在帧rh下侧示出第一信令信道RACH的结构。第一信令信道RACH含有依次相继的用扩展码sk和时隙ts内的发射时间点sts定义的子信道SUB。在图2中，未画阴影线地示出的第一部分子信道SUB被用户台MS、MSX、MSS1和MSS2用于随机多路接入。附加地在图2中用阴影线示出的第二部分子信道SUB在现有逻辑连接内被专门分配给用户台MS以用于信令，譬如用于发送传输时间紧迫信息zki的信令。由基站BS配置子信道SUB至第一和第二部分的划分，并经公用信令信道BCCH给用户台MS、MSX、MSS1和MSS2发送信令。譬如可以把一种扩展码sk的所有发射时间点sts都分配给子信道SUB的一个部分，这在图2中未示出。

作为替换方案，可以把一个发射时间点sts的所有扩展码sk都分配给子信道的一个部分。图2示出了一种由基站BS进行的任意划分，比如此划分依据随机多路接入的数量来进行配置。

在图3中示意地示出了在一个基站BS和两个用户台MS和MSX之间的本发明方法的流程。在此实例中，用户台MS应该向基站BS传输时间紧迫信息zki。而用户台MSX仅应向基站BS传输非时间紧迫的信息nzki。该过程沿时间轴t进行。

在步骤1中经公用信令信道BCCH从基站BS向用户台MS和MSX传输信令信息。其中，信令信息的一部分是第一信令信道RACH的子信道SUB被划分成用于随机多路接入的第一部分和用于在现有逻辑连接内发送信令的第二部分。

为了建立逻辑连接，在第2步骤中由用户台MS分析处理该信令信息。用户利用用户台MS为逻辑连接请求一个或多个传输资源UR以传输时间紧迫信息zki。为此，用户台MS在第3步骤中通过随机多路接入方法在第一信令信道RACH的第一部分子信道SUB中向基站BS发送一信令，以请求用于时间紧迫信息zki的传输资源UR。

为了建立另一逻辑连接，在第4步骤中由用户台MSX分析处理所述的信令信息。用户利用用户台MSX请求至少另一逻辑连接以传输非时间紧迫信息nzki。为此，用户台MSX在第5步骤中用随机多路接入方法，在第一信令信道RACH的第一部分子信道SUB中向基站BS发送一信令，以请求用于非时间紧迫信息nzki的连接。

在步骤6中，基站BS分析处理在第一信令信道RACH中接收的信令。向两个用户台MS和MSX建立逻辑连接并发送信令。为了建立连接，其它一些信令是有利的，以便譬如用于识别或鉴别，为了简化它们在图3中未示出。

在逻辑连接内，譬如把传输资源UR专门分配给用户台MS。此外，专门分配给用户台MS的第二部分子信道SUB被用来无冲突地发送信令以请求用于传输时间紧迫信息zki的传输资源UR。第二部分的另一个专门分配的子信道SUB是为测量无线接口的传输条件而设定的。

在步骤7中发送分配用户台MS的信令。在步骤8中譬如在第二信令信道FACH内发送分配用户台MSX的信令。用户台MSX接着进入等候位置。在此之前，在步骤6中给用户台MSX分配位于另一逻辑连接内的同一传输资源UR，以用于传输非时间紧迫信息nzki。此外，给用户台MSX分配第二部分的一个子信道SUB，以用于测量无线接口的传输条件。这些用于测量两个用户台MS和MSX的子信道SUB是以相同的扩展码sk和发射时间点sts、但在不同的帧中交替地传输的。

在步骤9中，在用户台MS内施加需传输的数据，随后在步骤10中由用户台MS在第一部分子信道SUB中连续地向基站BS发送传输资源UR的请求。这个基站在步骤11中释放传输信道DCH，并在步骤12中在第二信令信道FACH内向用户台MS发送该信道释放。

现在，在步骤13中由用户台MS长时间地向基站BS发射时间紧迫信息zki直到间歇，就是说直到没有时间紧迫信息zki要传输为止，这样，从步骤14开始，不再由用户台MS在第一部分子信道SUB中发射用于请求传输资源UR的信令。

在已说明的步骤9-14的时间段内，另一用户台MSX等待着传输非时间紧迫信息nzki的可能性。为此目的，该信息在步骤15中在等候队列中暂存。在该时间段内，另一用户台MSX在步骤16中在子信道SUB内向基站BS发送一次或多次测量信号。

通过分析处理在步骤14中以信令发送的、时间紧迫信息zki的传输间歇，基站BS在步骤17中在第二信令信道FACH向另一用户台MSX发送一个信令，以释放用于非时间紧迫信息nzki的传输资源UR。此时由该用户台MSX在步骤18中向基站BS发送信息nzki。

在步骤18中特别有利的是，将本发明与用于重复发送错误接收数据的方法(ARQ)结合起来。对被干扰地接收的数据进行识别，并向发送方发送信令，然后由它重复传输。因此，特别对非时间紧迫信息nzki而言，譬如电子邮件分组数据，由于传输时间紧迫信息zki的间歇已结束，所以还未完整传输的非时间紧迫信息nzki的数据包譬如可以在下一个间歇内重新传输。

在步骤19中，在专门分配的第二部分子信道SUB中由用户台MS发出间歇结束的信令。接着，基站BS在步骤20中同时释放用于传输所述时间紧迫信息zki的传输资源UR，并在步骤21中给另一用户台MSX发送信令以指示用于传输非时间紧迫信息nzki的传输资源UR被禁止。

Claims (12)

1、从通信***的用户台(MS，MSX)到基站(BS)的无线接口上行方向中的传输资源(UR)分配方法，

其中针对无线接口把多个时隙(ts)组合在一个帧(rh)内，

在此可以把传输资源(UR)各分配给一个用户台(MS)以便用于数据传输，所述的传输资源是用频带(fb)、扩展码(sk)和时隙(ts)定义的，

在帧(rh)内，由一个时隙(ts)的传输资源(UR)所构成的一个第一信令信道(RACH)含有多个子信道(SUB)，这些子信道是用传输资源(UR)的扩展码(sk)和时隙(ts)内的发射时间点(sts)定义的，

第一部分子信道(SUB)被用户台(MS，MSX，MSS1，MSS2)用于随机多路接入，而且

还有第二部分子信道(SUB)被专门分配给用户台(MS)以便用于现有逻辑连接内的信令。

2、按权利要求1的方法，其中

由基站(BS)来配置把子信道(SUB)划分成第一和第二部分，并且经一个公用信令信道(BCCH)给用户台(MS，MSX，MSS1，MSS2)发送信令。

3、按权利要求2的方法，其中

所述的划分依据随机多路接入的数量进行配置。

4、按权利要求2的方法，其中

所述的划分依据传输时间紧迫信息(zki)的逻辑连接数量来配置。

5、按权利要求2的方法，其中

所述的划分被循环地配置。

6、按上述权利要求之一的方法，其中

所述第二部分的至少一个子信道(SUB)被设置用来无冲突地发送信令，以便由用户台(MS)请求传输资源(UR)来传输时间紧迫信息(ski)。

7、按权利要求1至5之一的方法，其中

所述第二部分的至少一个子信道(SUB)是为测量无线接口的传输条件而设置的。

8、按权利要求7的方法，其中

传输条件的测量被分析处理以便用于发射功率的调节。

9、按权利要求7的方法，其中

传输条件的测量被分析处理以便用于帧同步。

10、按权利要求7的方法，其中

传输条件的测量被分析处理以便用于求出提前时间。

11、按权利要求6的方法，其中

在由用户台(MS)发送信令以便传输时间紧迫的信息(zki)的间歇内，暂时撤消给有关用户台(MS)专门地分配传输资源(UR)，并且

在该传输资源(UR)中在通向基站(BS)的逻辑连接内传输其它用户台(MSX)的非时间紧迫信息(nzki)。

12、按权利要求11的方法，其中

由所述的基站(BS)根据请求经第二信令信道(FACH)发出信令，以中断有关的其它用户台(MSX)的非时间紧迫信息(nzki)的传输和分配用于传输时间紧迫信息(zki)的传输资源(UR)。

Images