CN1292610A - 一种无线资源分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于TDMA无线***的无线资源分配方法,***中无线信道为周期性循环复帧,且多个移动台(MS)需占用同一无线信道,该方法是:为每个MS指定数个无线信道、一临时块流开始时间和一个固定长度的分配位表,该分配位表中的位(bit)数为无线信道每一复帧周期中所有能被MS使用的最小单位无线资源的数量,而每个位(bit)分别对应复帧周期中能被MS使用的最小单位无线资源,其位值为使能其对应的最小单位无线资源的使用。
Description
本发明涉及移动通信***中无线资源的分配方法，具体是指一种基于TDMA无线***的，其无线信道为周期性循环复帧的，且存在多个移动台(MS)需占用同一无线信道的无线资源分配方法。
数据通信技术和移动通信技术是当今信息技术领域十分活跃的两个方向，无线数据业务是数据通信技术和移动通信技术的结合，对IP和高速数据业务的支持已经成为第二代移动通信***演进的方向。GPRS(通用分组无线业务：General Packet Radio System)是GSM Phase 2+所提供的基于包交换的数据业务，是在PLMN(公众陆地移动通信网：Public Land Mobile Network)上实现分组传输模式的***。GPRS将向人们提供诸如Internet接入、电子商务、收发Email、汽车电子等等业务。GPRS是通过在原GSM网络基础上增加一系列的功能实体来完成分组传输功能，GPRS保留了对无线子***(BSS)和网络子***(NSS)的划分，对于网络子***，GPRS新增了SGSN和GGSN两个功能实体，对于无线子***则和GSM电路交换业务公用。无线子***中增加了无线信道类型PDCH(分组数据逻辑信道)，主要用于GPRS分组数据和信令的传送。具体有PBCCH(分组广播控制信道)、PCCCH(分组公共控制信道)、PDTCH(分组数据业务信道：Packet Data Traffic Channel)、PACCH(分组随路控制信道)、PTCCH／D和PTCCH／U这些逻辑信道类型，上下行的无线信道独立分配。当有数据传输时，需要建立一条临时块流(TBF：Temporary Block Flow)，TBF是在两个无线资源管理实体(RR)实体之间单向传输LLC PDU的由PDCH组成的一个物理连接，可由1条或多条PDCH组成，且当本次传输服务结束时释放。
现阶段ETSI(欧洲电信标准化学会：European TelecommunicationsStandardization Institute)制定的GPRS规范定义了三种MAC模式：固定分配、动态分配和扩展动态分配，允许一个移动站(MS)同时使用多个无线信道、多个MS共用一个无线信道。
对于上行链路动态分配，其实现策略是基站子***(BSS)在指配无线资源时，为MS指定一个或几个信道，每个信道都有一个USF(上行链路状态标志：Uplink State Flag)值，同一信道上不同MS的USF值不同。网络通过在下行PDTCH上下发不同USF值，控制MS在上行PDTCH上的无线块(Radio Block)传送数据。MS在指定的TBF开始时间(TBF Starting Time)开始监听PDTCH／D上的USF，一旦发现属于自己的USF值即可在对应的上行RADIO BLOCK上传送数据。
对于上行链路扩展动态分配，它和动态分配的不同点在于网络为MS指定一组信道，对每个信道指配一个USF值，并对信道由低到高进行编号。当MS收到某一信道上的USF值，就默认为该信道对应上行无线块和编号比该信道高的信道上对应的无线块都为自己所用。其改进点在于MS不必每次监听所有信道上的USF值。
显见的，动态分配和扩展动态分配虽然较好地解决了多个MS在一个信道上复用的情况，但它是以MS必须时刻监听下行信道USF的传送为代价的，且网络侧在无下行数据传送时也得发送一个空的RLC／MAC包，以携带USF值，增加了MS和BTS不必要的功耗，限制了MS的测量。
对于上行链路固定分配，其实现策略是BSS在指配无线资源时，为MS指配一个或多个信道，并指定一个TBF开始时间和一个分配位表。分配位表是一个一定长度的连续比特域，每个比特的值为1或0。若为0，则MS不能使用该比特指定的无线块，若为1，则MS可使用该比特指定的无线块。
每个比特指定的无线块是根据指配消息中BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域的意义不同而对应不同。若BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指示的是BLOCK，则分配位表中每个比特对应一个信道上的一个BLOCK，具体对应哪个信道上的BLOCK可以根据一个算法确定，本文在此不再详述；若BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指示的是BLOCK PERIODS，则该比特对应的是所有指配给该MS的信道上处于该BLOCK PERIODS时间段内的所有无线块。下面举例说明：
假设网络为MS指定的信道为0、1、2，分配位表为三个比特长，分配位表中填的值为“101”。若BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指示的是BLOCK，则MS只能在信道O、2上各传送一个块，共传2个块；若BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指示的是BLOCK PERIODS，则MS能在信道0、1、2上各传送2个块，共传送6个块。
固定分配的优点是MS不必时刻监听下行PDCH信道，直接在指定信道的BLOCK上发送数据即可。但固定分配对于多个MS在同一信道上的复用很难控制，因为每个MS的分配位表具体对应无线信道上的哪个RADIO BLOCK是由TBFStarting Time和BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域两个参数决定的，当TBFStarting Time采用绝对帧号时，能根据BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域计算出MS具体占用某个RADIO BLOCK，但网络需准确维护同一信道上多个MS占用RADIOBLOCK的信息，这样才能做到多个MS在同一PDCH上复用而不至于产生冲突。但每个MS的TBF Starting Time值、BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域不同，分配位表长度不同，网络要维护这样一个信息将是相当困难的。
另外，由于分配位表的长度可长可短(最大长度是由该控制块中剩余比特数决定的)，网络很难控制好确认的时机，若分配位表过短，网络必须频繁传送PACKET UPLINK ACK／NACK消息，以便为MS重复指配上次分配的资源，这种频繁传送不可避免地造成RADIO BLOCK浪费；若分配位表过长，在MS未成功收到网络的PACKET UPLINK ACK／NACK消息中的重复指配信息，那么MS将至少浪费一个分配位表中指定的无线块，分配位表越长，浪费的无线块越多。
因此，本发明的目的就在于提出一种基于TDMA无线***的，其无线信道为周期性循环复帧的，且存在多个移动台(MS)需占用同一无线信道的无线资源分配方法。
本发明进一步的目的是提出一种基于通用分组无线业务(GPRS)***的扩展的固定分配无线资源分配方法，以克服上述固定分配和动态分配策略均具有的缺陷。
本发明目的是通过以下技术方案实现的：
一种基于TDMA无线***的无线资源分配方法，该***中的无线信道为周期性循环复帧，且多个移动台(MS)需占用同一无线信道，其特征在于该无线资源分配方法是：
为每个移动台(MS)指定至少一个无线信道、一临时块流开始时间(TBFStarting Time)和一个固定长度的分配位表，其中，该分配位表中的位(bit)数为无线信道每一复帧周期中所有能被移动台(MS)使用的最小单位无线资源的数量，而每个位(bit)分别对应复帧周期中能被移动台(MS)使用的最小单位无线资源，其位值为使能其对应的最小单位无线资源的使用。
根据上述技术方案，当所述的无线***为通用分组无线业务(GPRS)***时，其分组数据信道(PDCH)为52复帧周期，每一复帧周期中能被移动台(MS)使用的最小单位无线资源的数量为12个(B0-B11)无线块(RADIO BLOCK)，其MAC接入模式为扩展的固定分配方法：
为每个移动台(MS)指定数个无线信道、一临时块流开始时间(TBF StartingTime)和一个固定长度为12比特的分配位表，该分配位表中的每个比特分别对应52复帧中的12个无线块(RADIO BLOCK)；
当比特位值为1时，移动台(MS)可使用其对应的无线块(RADIO BLOCK)，若为0，则移动台(MS)不能使用其对应的无线块(RADIO BLOCK)；及
指配消息中BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指定为BLOCK PERIODS。
更进一步的，可以第1条为基础，按一个或多个复帧周期为一个循环周期的占用所分配的无线资源。
本发明无线资源分配方法可应用于任何基于TDMA的无线***中，可极大提高一个无线信道上MS的复用数量，同时便于***控制和避免资源浪费。
下面结合具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
以基于TDMA无线***的通用分组无线业务(GPRS)***为例。GPRS的三种MAC接入模式固定分配、动态分配、扩展动态分配中，在动态分配时网络很容易控制多个MS在同一信道上复用，而固定分配则不需要MS持续监听下行PDCH，网络也不需持续在下行PDCH上发送USF值，本发明一种扩展固定无线资源分配方法将两者的优点结合，即可实现较佳的资源分配。下面对这种策略进行详细叙述：
在固定分配时，为每个MS指定几个信道、TBF Starting Time、和一个固定长度为12比特的分配位表，其中BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指定为BLOCKPERIODS。在此分配位表中的每个比特分别对应52复帧中的B0--B11块，当该比特置为1时，表示MS可使用该RADIO BLOCK，若置为0，则表示MS不能使用RADIO BLOCK。下面举例说明：
假设指配消息为MS1分配的信道为0、1、2，分配位表为“110111000111”，TBF Starting Time为任意合适值(可为绝对帧号和相对帧号)，分配位表中的比特由高到低分别对应52复帧的B0--B11。若TBF Starting Time指示的帧号对应的BLOCK不正好为B0，而是其中一个RADIO BLOCK(假设为B3)，则MS1在第一个52复帧周期能在信道0、1、2上的B3、B4、B5、B9、B10、B11上各传送一个无线块，而在以后的每个52复帧周期都能在信道0、1、2上的B0、B1、B3、B4、B5、B9、B10、B11各传送一个BLOCK。在数据传送过程中，网络不需确认，MS1按52复帧周期循环使用该分配位表，直到TBF释放(正常或异常释放)为止。在MS1数据传送过程中，网络若想命令MS2复用到该信道上，只需在确定分配位表时避免12比特中同位置为“1”的情况即可，如可为MS2指配分配位表“001000111000”，而不必考虑TBF Starting Time。此后网络只需将各MS的分配位表相“或”即可确定后来MS所能用的RADIO BLOCK。极限情况一个信道可同时为12个MS使用。
该方法的优点在于：
1、一次指配即可确定MS占用的RADIO BLOCK，此后MS不需持续监听下行信道，网络也不需持续在下行信道发送数据。
2、一次TBF建立完成后，网络不需靠PACKET UPLINK ACK／NACK消息来为MS重复分配资源，除非网络需改变当前的分配。
3、能够克服原固定分配难以控制的多个MS复用在同一无线信道的情况。
更进一步，网络可以采用某种策略控制每个MS每隔多少个52复帧周期使用一次分配位表，这样一个PDCH上可复用的MS数量将大增。这种情况适用网络负荷重、PDCH数量少且MS要求的QoS不高的情况。
该资源分配方法并不限于GPRS***。只要是TDMA***，无线信道有复帧周期概念、且有多个MS占用同一无线信道的需求，都可采用本发明方法为MS分配无线资源。只是分配位表中的比特不一定是12个，而是无线信道每一复帧周期中所有能被MS使用的最小单位无线资源的数量。每比特对应的不一定是一个BLOCK PERIODS，而是一个能被MS使用的最小单位无线资源。
Claims (3)
1、一种基于TDMA无线***的无线资源分配方法，该***中的无线信道为周期性循环复帧，且多个移动台(MS)需占用同一无线信道，其特征在于该无线资源的分配方法是：
为每个移动台(MS)指定至少一个无线信道、一临时块流开始时间(TBFStarting Time)和一个固定长度的分配位表，其中，该分配位表中的位(bit)数为无线信道每一复帧周期中所有能被移动台(MS)使用的最小单位无线资源的数量，而每个位(bit)分别对应复帧周期中能被移动台(MS)使用的最小单位无线资源，其位值为使能其对应的最小单位无线资源的使用。
2、根据权利要求1所述的无线资源分配方法，其特征在于所述的无线***为通用分组无线业务(GPRS)***，其分组数据信道(PDCH)为52复帧周期，每一复帧周期中能被移动台(MS)使用的最小单位无线资源的数量为12个(B0-B11)无线块(RADIO BLOCK)，其MAC接入模式为扩展的固定分配：
为每个移动台(MS)指定数个无线信道、一临时块流开始时间(TBF StartingTime)和一个固定长度为12比特的分配位表，该分配位表中的每个比特分别对应52复帧中的12个无线块(RADIO BLOCK)；
当比特位值为1时，移动台(MS)可使用其对应的无线块(RADIO BLOCK)，若为0，则移动台(MS)不能使用其对应的无线块(RADIO BLOCK)；及
指配消息中BLOCKS_OR_BLOCK_PERIODS域指定为BLOCK PERIODS。
3、根据权利要求1或2所述的无线资源分配方法，其特征在于：按一个或多个复帧周期为一个循环周期的占用所分配的无线资源。
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