專利名稱：有效率分配無線資源的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)無線通信系統(tǒng)。更特別是，本發(fā)明是有關(guān)無線通信系統(tǒng)中資源分配的方法。
背景技術(shù)：
無論被分配資源類型為何，所有已知通信標(biāo)準(zhǔn)均限制系統(tǒng)資源使用。資源管理被用于通信系統(tǒng)來有效率分配系統(tǒng)資源限制量至所有使用者。該資源可包含時間槽，射頻載體或編碼。例如，通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)分時雙工(TDD)標(biāo)準(zhǔn)是定義包含指針及其它共享頻道及時槽的單載體。于是，此例中，載體選擇是等于信元選擇。
相對地，中國無線電信標(biāo)準(zhǔn)(CWTS)群組分時同步分碼多重存取(TD-SCDMA)移動系統(tǒng)(TSM)標(biāo)準(zhǔn)是定義多重載體信元。然而，其需屬于單應(yīng)用的所有實(shí)際頻道均被分配至相同載體。
非專利的多重載體分時雙工系統(tǒng)可分配實(shí)際資源給不同載體的不同時間槽中的無線傳送/接收單元(WTRU)。例如，快速動態(tài)頻道分配(F-DCA)算法是被用來分配資源(也就是何載體上的何時槽)給被稱為編碼復(fù)合訊務(wù)頻道(CCTrCH)的使用者。此分配是以最佳化分配品質(zhì)度量為基礎(chǔ)，其可被表示為時槽為基礎(chǔ)分配度量及整個編碼復(fù)合訊務(wù)頻道的分割度量的組合。時槽為基礎(chǔ)分配度量中，時槽干擾、時槽傳送功率或時槽負(fù)載被使用。整個編碼復(fù)合訊務(wù)頻道的分割度量中，使用一載體內(nèi)的多重時槽的分割罰被分配，或使用多重時槽的分割罰被分配。令TS_Frag_Penalty(j)表示當(dāng)j時槽被使用時的時槽為基礎(chǔ)分割罰。例如TS_Frag_Penalty(j)被定義為 方程式(1)其中p為時槽為基礎(chǔ)分割罰增量，而C為使用者可支持的最大時槽數(shù)。
令Carrier_Frag_Penalty(j)表示當(dāng)j載體被使用時的載體為基礎(chǔ)分割罰。例如Carrier_Frag_Penalty(j)被定義為Carrier_Frag_Penalty(j)＝q·(j-1)； 方程式(2)其中q為載體為基礎(chǔ)分割罰增量。
雖然某些無線傳送/接收單元可能使用多重接收器且無槽選擇上的實(shí)施限制，但大多數(shù)無線傳送/接收單元均具有單接收器及上行鏈路(UL)及下行鏈路(DL)時槽間的有限轉(zhuǎn)換時間。因此，對于大多數(shù)無線傳送/接收單元而言，當(dāng)來自大于一載體的時槽被使用時，以下兩限制施加1)若一時槽被一載體中的無線傳送/接收單元使用，則相同時槽不能被另一載體中的無線傳送/接收單元使用；及2)若一時槽被一載體中的無線傳送/接收單元使用，則僅允許不同于該被使用時槽的使無線傳送/接收單元收發(fā)器足以轉(zhuǎn)換頻率的守衛(wèi)時間的時槽可被另一載體中的相同無線傳送/接收單元使用。這些因?yàn)樘囟〞r槽用途及上述兩限制而不能被使用的時槽是被定義為特定時槽的被禁用時槽組。
雖然頻道分配算法已針對分時雙工系統(tǒng)被發(fā)展，但這些系統(tǒng)通常包含被操作者使用的一單載體。多重載體分時雙工系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)可自由分配無線傳送/接收單元至一或若干載體。因此，有適當(dāng)分配多重載體分時雙工系統(tǒng)資源的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，動態(tài)資源分配是首先借助復(fù)數(shù)個槽序列的產(chǎn)生來實(shí)施。以加權(quán)干擾信號編碼功率(ISCP)及加權(quán)資源單元為基礎(chǔ)的質(zhì)量指針是接著針對各槽序列的各時槽被產(chǎn)生。各槽序列內(nèi)的時槽是以遞減質(zhì)量指針方式被排列。槽序列接著被處理來決定其是否可支持將被傳送的編碼。


圖1A及圖1B是為依據(jù)本發(fā)明的方法流程圖。
圖2為依據(jù)本發(fā)明的多重載體通信系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將參考附圖做說明，其中遍及全文的相同標(biāo)號代表相同組件。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例是以依據(jù)第三代伙伴計劃(3GPP)寬頻分碼多重存取(W-CDMA)通信系統(tǒng)的支持聲音及數(shù)據(jù)傳送的通信系統(tǒng)作說明。然而，應(yīng)注意第三代伙伴計劃系統(tǒng)僅被當(dāng)作例子，而本發(fā)明可被應(yīng)用至其它分碼多重存取系統(tǒng)。雖然實(shí)施例是以無線展頻譜通信型式做說明，但本發(fā)明亦可被應(yīng)用至其它分槽、非分槽、多重載體及單載體通信系統(tǒng)型式，且可被廣義應(yīng)用至所有通信型式類型。此外，本發(fā)明可被應(yīng)用至無線及使用硬配線連接的系統(tǒng)。雖然基地至移動傳送已被說明，本發(fā)明概念亦有用于對等(peer-to-peer)通信。
在此被使用的無線傳送/接收單元項(xiàng)可包含但不限于使用者設(shè)備、移動臺、固定或移動用戶單元、呼叫器或可操作于無線環(huán)境中的任何其它類型組件。這些無線環(huán)境類型例證是包含但不限于無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLANs)及公共陸上移動網(wǎng)絡(luò)(PLMNs)。此后被使用的基地臺項(xiàng)可包含但不限于節(jié)點(diǎn)-B、地址控制器、存取點(diǎn)或無線環(huán)境中的其它互連組件。
依據(jù)使用TSM標(biāo)準(zhǔn)的本發(fā)明例證觀點(diǎn)，一種改良資源分配程序被實(shí)施。TSM標(biāo)準(zhǔn)需所有屬于單應(yīng)用的實(shí)際頻道被分配至相同載體。依據(jù)本發(fā)明的資源分配程序是針對各載體被執(zhí)行。接著，于所有載體間選擇產(chǎn)生最佳分配品質(zhì)度量的載體。
為了支持非專利多重載體分時雙工系統(tǒng)，需要若干編碼。通常，這些編碼是以編碼展開因子遞增順序排列。此編碼排列被稱為編碼組。熟悉本技術(shù)人士了解，編碼展開因子愈低，傳送編碼所需的資源單元愈多。
參考圖1A及圖1B，顯示依據(jù)本發(fā)明的動態(tài)資源分配程序100。程序100開始于步驟10，借此復(fù)數(shù)個槽序列被產(chǎn)生。特定順序的時槽群組的槽序列是借助依據(jù)α(k)＝1 β(k)＝2k(序列k+1)及α(k+m+1)＝2mβ(k+m+1)＝1(序列k+m+1)施加α及β值的k+m+1對來產(chǎn)生；其中α為干擾信號編碼功率的加權(quán)參數(shù)，而β為可被槽中的編碼復(fù)合訊務(wù)頻道使用的資源單元數(shù)的加權(quán)參數(shù)。
借助施加α及β值的k+m+1對，k+m+1槽序列被產(chǎn)生如下a)因?yàn)棣帘槐３值扔?，而β被增加，以下序列支持低分割α(1)＝1 β(1)＝20(序列1)，α(2)＝1 β(2)＝21(序列2)，α(3)＝1 β(3)＝22(序列3)，所以，α(k)＝1 β(k)＝2k(序列k+1) 方程式(3)b)因?yàn)棣卤槐３值扔?，而α被增加，以下序列支持低干擾α(k+1)＝21β(k+1)＝1(序列＝k+2)，α(k+2)＝22β(k+2)＝1(序列k+3)，所以，α(k+m+1)＝2mβ(k+m+1)＝1(序列k+m+1) 方程式(4)Fi質(zhì)量指針接著針對各時槽來計算(步驟11)。槽i的質(zhì)量指針Fi是被產(chǎn)生為Fx＝-α·ΔIi+β·f(Ci)； 方程式(5)其中ΔIi被定義為ISCPi-ISCPmin；ISCPi為槽i中的被測量干擾信號編碼功率(以dB表示)；ISCPmin為相同方向(也就是上行鏈路或下行鏈路)中所有可利用時槽間的最低干擾信號編碼功率(以dB表示)；而f(Ci)為可被槽i中的編碼復(fù)合訊務(wù)頻道使用的資源單元數(shù)量。
參數(shù)f(Ci)被計算為f(Ci)＝min(Ci，min(M，RUmax_slot))，方程式(6)其中Ci為槽i中的可利用資源單元數(shù)量；M為編碼復(fù)合訊務(wù)頻道所需的資源單元數(shù)量；而RUmax_slot為可被一槽中的此編碼復(fù)合訊務(wù)頻道所使用的最大資源單元數(shù)量。
假設(shè)無線傳送/接收單元同時支持m編碼復(fù)合訊務(wù)頻道(m≥1)且被此槽中的此無線傳送/接收單元的其它編碼復(fù)合訊務(wù)頻道所使用的編碼數(shù)為NUSED，因?yàn)闊o線傳送/接收單元具有每時槽中NWTRU容量，所以此編碼復(fù)合訊務(wù)頻道可使用的編碼數(shù)為NWTRU-NUSED。因此，RUmax_slot是借助可被編碼復(fù)合訊務(wù)頻道中的NWTRU-NUSED編碼所使用的資源單元最高數(shù)量。
各槽序列的時槽接著以質(zhì)量指針Fi遞減順序來安排(步驟12)。此提供被安排的槽序列。
以第一槽序列做開始(步驟14)，第一槽序列中的第一時槽被選擇(步驟16)。因?yàn)榫幋a組中具有最小展開因子的編碼將需要大多數(shù)資源單元而亦被選擇(步驟18)。
決定被選擇時槽中是否可利用對應(yīng)展開因子的編碼(步驟20)。若是，(也就是編碼可利用且分配不違反無線傳送/接收單元的任何功能，例如可被無線傳送/接收單元使用的最大時槽數(shù))，則程序前進(jìn)至步驟23。
若步驟20中的決定為否(也就是對應(yīng)編碼不可利用或分配違反無線傳送/接收單元的某些功能)，則動作需視其是否為上行鏈路時槽或下行鏈路時槽而定(步驟24)。若其為上行鏈路時槽，則程序100前進(jìn)至步驟26。若其為下行鏈路時槽，則程序100前進(jìn)至步驟28，因?yàn)橄滦墟溌分械乃芯幋a均具有相同展開因子，且若現(xiàn)行編碼不能被支持于時槽中，所以剩余未被分配編碼均不可被支持于時槽中。
步驟26中，決定編碼組中是否具有較高展開因子的編碼。若是，則來自編碼組具有次大展開因子的編碼被選擇(步驟30)，且程序100返回至步驟20。若來自編碼組具有較高展開因子的編碼不可利用，則程序100前進(jìn)至步驟28，其現(xiàn)行時槽從時槽序列被消除且槽序列被更新。
若序列中有任何時槽留下(步驟32)，則時槽序列中的下個時槽被嘗試，而被初始化于各槽序列分析開始時的時槽計數(shù)器被更新(步驟34)。若如步驟32所決定的序列中有任何時槽留下，則此槽序列無法找到槽分配解。
接著決定是否可利用任何更多槽序列(步驟40)。若是，則下個槽序列被選擇(步驟42)，且各時槽的干擾信號編碼功率被重設(shè)。程序100接著返回至步驟16。
于步驟36，若此時槽將被用于編碼復(fù)合訊務(wù)頻道，則決定將需要的總時槽數(shù)是否在無線傳送/接收單元能力之內(nèi)。例如，某些無線傳送/接收單元僅能支持特定時槽數(shù)。使用大于該數(shù)量的時槽的分配解將自動失效。若總時槽數(shù)在無線傳送/接收單元能力之內(nèi)，則程序100返回至步驟20。若總時槽數(shù)在無線傳送/接收單元能力之外，則編碼復(fù)合訊務(wù)頻道不能被分配至更多時槽，且此槽序列無法找到槽分配解(步驟38)。程序100前進(jìn)至步驟40。
返回參考步驟20，若步驟20處的決定是肯定的，則若具有此展開因子的編碼被添加，即估算時槽中的噪聲上升及編碼傳送功率(步驟23)。接著決定此展開因子是否可被支持于時槽(步驟44)。此決定使得若該被估算噪聲上升及傳送功率違反任一以下要求，此展開因子均無法被支持于此槽1.噪聲上升不能超過預(yù)定門檻。該門檻為設(shè)計參數(shù)。
2.干擾信號編碼功率不能超過預(yù)定門檻。該門檻為設(shè)計參數(shù)。
3.上行鏈路中，無線傳送/接收單元傳送功率不能超過其最大允許傳送功率(也就是用于該時槽中該使用者設(shè)備的所有編碼傳送功率總和)。
4.下行鏈路中，節(jié)點(diǎn)B載體功能不能超過借助功率等級所界定的其最大傳送功率(也就是用于該時槽中所有無線傳送/接收單元的所有編碼傳送功率總和)。
5.下行鏈路中，相同時槽中任何兩編碼的編碼傳送功率間的差異不能超過最大動態(tài)范圍。最大動態(tài)范圍值為設(shè)計參數(shù)。
若此編碼(也就是展開因子)不能被支持于被決定于步驟44的時槽，則程序100前進(jìn)至步驟28。
若編碼可被支持于時槽，則程序100前進(jìn)至步驟46，其中時槽的干擾被更新。槽序列是借助刪除所有因使用此時槽而不能被用于其它載體的所有時槽來更新。
接著決定是否有更多必須被分配的編碼(也就是編碼組中是否有任何編碼留下)。若是，程序100前進(jìn)至步驟50且嘗試分配編碼組中的下個編碼至此時槽。應(yīng)注意此估算，干擾信號編碼功率應(yīng)采用更新值。
若所有編碼均已被分配(步驟48)，則分配解已被找到(步驟52)。此分配解被記錄于此槽序列(也就是用于各被使用載體內(nèi)的各被使用時槽的編碼數(shù)及其展開因子)。假設(shè)編碼復(fù)合訊務(wù)頻道使用N載體，且各載體n內(nèi)，Sn時槽被使用，ISCPtotal(n)表示載體n中的編碼復(fù)合訊務(wù)頻道的總干擾，加權(quán)干擾ISCPweighted是被計算為總干擾加上時槽分割罰及載體分割罰ISCPweighted=(Σn=1NISCPtotal(n)+TS_Frag_Penalty(Sn))+Carrier_Frag_Penalty(N)]]>方程式(7)若具有如步驟40所決定的更多槽序列，則下個槽序列被選擇，且干擾信號編碼功率被重設(shè)為該被選擇槽序列的第一槽的干擾信號編碼功率。程序100接著返回至步驟16。此方式中，其它各具有其對應(yīng)加權(quán)干擾的分配解將可被找到。若所有槽序列的槽選擇均被執(zhí)行如步驟40所決定，則決定是否至少一序列產(chǎn)生分配解(步驟54)。若否，則功率/干擾取得性形式中無分配解被找到，且程序100被完成(步驟58)。若至少一分配解被找到，則具有所有分配解間最小加權(quán)干擾者是被選為最佳分配解。程序100被完成(步驟58)。
圖2為無線通信系統(tǒng)200的一般輪廓，其包含一核心網(wǎng)絡(luò)202，及復(fù)數(shù)個移動無線傳送/接收單元204，206。網(wǎng)絡(luò)202包含一無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)210，其被耦合至節(jié)點(diǎn)B212，其被進(jìn)一步耦合至復(fù)數(shù)個基地臺214，216，218。運(yùn)作時，網(wǎng)絡(luò)202是經(jīng)由基地臺208與無線傳送/接收單元204，206通信。各無線傳送/接收單元204，206包含一收發(fā)器區(qū)段222及可于其它因子間分配通信槽的一信號處理區(qū)段220。一實(shí)施例中，圖1A和圖1B所示的程序是針對專用頻道被執(zhí)行于無線網(wǎng)絡(luò)控制器，且針對共享頻道被執(zhí)行于節(jié)點(diǎn)B。針對ad hoc網(wǎng)絡(luò)(如無線局域網(wǎng)絡(luò))，該程序可被執(zhí)行于無線傳送/接收單元。
權(quán)利要求
1.一種于時槽化通信系統(tǒng)中分配時槽以支持傳送編碼組中的復(fù)數(shù)個編碼的方法；該方法包含產(chǎn)生使用至少一選擇性加權(quán)值的復(fù)數(shù)個槽序列，各槽序列包含復(fù)數(shù)個時槽；計算各時槽的一質(zhì)量指針，該質(zhì)量指針是至少部份以該選擇性加權(quán)值為基礎(chǔ)；以質(zhì)量指針遞減順序分配各該槽序列內(nèi)的該復(fù)數(shù)個時槽以提供一排列的槽序列；及比較該編碼組內(nèi)的各該復(fù)數(shù)個編碼與各該排列的槽序列來決定該排列的槽序列是否可支持該編碼組，若可，則識別該槽序列為一分配解。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包含針對各分配解計算一加權(quán)干擾值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包含選擇具有最低加權(quán)干擾的該分配解為最佳解。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該至少一選擇性加權(quán)值包含一與干擾信號編碼功率(ISCP)α相關(guān)的加權(quán)參數(shù)及一與可被用于一特定時槽的資源單元(RUs)數(shù)量相關(guān)的加權(quán)參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該編碼組內(nèi)的該復(fù)數(shù)個編碼具有復(fù)數(shù)個不同展開因子。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于該比較步驟進(jìn)一步包含選擇具有最小展開因子的該編碼組內(nèi)的該編碼；選擇于該排列槽序列中的一時槽；決定該選擇時槽中是否有可利用編碼來支持該最小展開因子，若可，則識別該編碼為一可利用編碼。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于該比較步驟進(jìn)一步包含若該可利用編碼被分配至該選擇時槽，則估算該選擇時槽的噪聲上升及傳送功率；及決定該選擇時槽中的噪聲上升及傳送功率是否過度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該比較步驟進(jìn)一步包含若該選擇時槽中的該噪聲上升及該傳送功率不過度，則更新該選擇時槽中的該干擾。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該比較步驟進(jìn)一步包含若該選擇時槽中的該噪聲上升及該傳送功率不過度，則借助刪除因使用該選擇時槽而不能被使用的時槽來更新該槽序列。
全文摘要
動態(tài)資源分配是首先借助復(fù)數(shù)個槽序列的產(chǎn)生來實(shí)施，接著，針對各槽序列的各時槽產(chǎn)生以加權(quán)干擾信號編碼功率(ISCP)及加權(quán)資源單元為基礎(chǔ)的質(zhì)量指針，各槽序列內(nèi)的時槽是以遞減質(zhì)量指針方式而排列，然后，處理槽序列來決定其是否可支持將被傳送的編碼。
文檔編號H04B7/26GK1864348SQ200480023129
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者張國棟, 愛爾戴德·萊爾 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司