專(zhuān)利名稱(chēng)：基站和通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用OFDMA (正交頻分多址)方案的通信中的信道分配技術(shù)。
背景技術(shù)：
眾所周知，OFDMA是一種通過(guò)與所有無(wú)線(xiàn)移動(dòng)站PS共享互相正交的所有子載波來(lái)實(shí)現(xiàn)多址接入的技術(shù)，同時(shí)將任何子載波設(shè)置為一組，并且自適應(yīng)地向各個(gè)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)站PS分配一個(gè)或更多組。在作為本發(fā)明本背景技術(shù)的通信系統(tǒng)中，將時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)和時(shí)分雙工(TDD)技術(shù)另外與OFDMA技術(shù)相結(jié)合。具體地，對(duì)于TDD，將每組沿時(shí)間軸方向分成上行鏈路和下行鏈路，并且進(jìn)一步將上行鏈路和下行鏈路各分成4個(gè)TDMA時(shí)隙。通過(guò)沿時(shí)間軸方向?qū)⒚拷M分成TDMA時(shí)隙而得到的一個(gè)單元被稱(chēng)作子信道。
圖6示出了上述通信系統(tǒng)中的頻率、TDMA時(shí)隙以及子信道的關(guān)系。這里，垂直軸表示頻率，水平軸表示時(shí)間。如圖6所示，通過(guò)將沿頻率軸方向的28個(gè)單元乘以沿時(shí)間軸方向的4個(gè)單元(4個(gè)時(shí)隙)而得到的總計(jì)112個(gè)子信道被分配給上行鏈路和下行鏈路中的每一個(gè)。如圖6所示，在整個(gè)子信道中沿頻率軸方向的第一級(jí)子信道(圖6中的數(shù)字l )用作控制信道(CCH)，其他子信道用作業(yè)務(wù)信道。將整個(gè)業(yè)務(wù)子信道(在這種情況下，是通過(guò)乘以除CCH"時(shí)隙之外的27個(gè)單元而得到的108個(gè)子信道)中屬于上行鏈路和下行鏈路中的每個(gè)鏈路的一個(gè)或更多個(gè)業(yè)務(wù)子信道分配給互相進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的基站CS和無(wú)線(xiàn)移動(dòng)站PS。將上述業(yè)務(wù)子信道分配給上行鏈路和下行鏈路業(yè)務(wù)子信道作為通信信道。
業(yè)務(wù)子信道包括錨子信道(anchor subchannel, ASCH)和額外子信道(ESCH)。錨子信道是以下子信道該子信道用于向各個(gè)移動(dòng)站
4通知分配給該移動(dòng)站的子信道，并且用于對(duì)于在基站與移動(dòng)站之間的重傳控制中是否正確交換了數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)商。額外子信道是用于傳送實(shí)際使用的數(shù)據(jù)的子信道,并且可以對(duì)一個(gè)移動(dòng)站分配多個(gè)額外子信道。在這種情況下，隨著所分配的子信道的數(shù)目越來(lái)越多，帶寬變得更寬，從而實(shí)現(xiàn)了更快的通信。
在通信系統(tǒng)中，動(dòng)態(tài)地分配額外子信道，以實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)信道的有效使用。在動(dòng)態(tài)分配額外子信道過(guò)程中，預(yù)先使用錨子信道從基站向
移動(dòng)站通知MAP信息，所述MAP信息指示應(yīng)將哪個(gè)子信道分配給移動(dòng)站。
在通信系統(tǒng)中，允許錨子信道在通信時(shí)根據(jù)通信對(duì)象的數(shù)據(jù)量來(lái)動(dòng)態(tài)分配額外子信道。相應(yīng)地，當(dāng)通信數(shù)據(jù)暫時(shí)不存在時(shí)，僅將錨子信道分配給作為通信目標(biāo)的移動(dòng)站，并且使用從分配中釋放的額外子信道來(lái)進(jìn)行其他移動(dòng)站的通信。這樣，通過(guò)動(dòng)態(tài)地分配額外子信道，實(shí)現(xiàn)了對(duì)業(yè)務(wù)信道的有效使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題
在具有突發(fā)特性的數(shù)據(jù)的通信(如語(yǔ)音)中，當(dāng)不存在要傳輸?shù)恼Z(yǔ)音數(shù)據(jù)時(shí)，基本上不需要分配額外子信道。然而，語(yǔ)音通信本質(zhì)上不允許任何延遲，并且，有必要確保額外子信道以在即使不存在要傳輸?shù)恼Z(yǔ)音數(shù)據(jù)時(shí)保證實(shí)時(shí)特性。相應(yīng)地，因?yàn)槌隋^子信道之外還需要始終分配額外子信道，因此子信道的使用效率惡化。
在通信系統(tǒng)中，在分配額外子信道時(shí)不偵聽(tīng)載波。相應(yīng)地，可能向語(yǔ)音通信分配對(duì)其他站造成干擾的額外子信道。在數(shù)據(jù)通信中，即使通信質(zhì)量由于干擾而惡化，也可以通過(guò)重傳來(lái)保證通信質(zhì)量。然而，在強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)特性的語(yǔ)音通信中，語(yǔ)音質(zhì)量惡化。
如上所述，額外信道的動(dòng)態(tài)分配使得可以有效使用子信道，然而根據(jù)通信類(lèi)型，這可能不是最佳方法。
解決問(wèn)題的技術(shù)手段
根據(jù)本發(fā)明的一種基站，通過(guò)使用子信道的OFDMA方案來(lái)與移站包括信道分配單元，向移動(dòng)站分配用于通信的子信道；以及類(lèi)型獲取單元，獲取作為通信對(duì)象的呼叫的類(lèi)型，其中，所述信道分配單元根據(jù)所獲取的呼叫的類(lèi)型來(lái)改變向移動(dòng)站分配子信道的子信道分配過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的一種通信方法，通過(guò)使用子信道
的OFDMA方案在移動(dòng)站與基站之間執(zhí)行通信，所述通信方法包括獲取作為通信對(duì)象的呼叫的類(lèi)型的步驟；以及信道分配步驟，根據(jù)所
獲取的呼叫的類(lèi)型來(lái)改變向移動(dòng)站分配子信道的子信道分配過(guò)程。
根據(jù)上述配置，通過(guò)根據(jù)呼叫類(lèi)型來(lái)改變子信道分配過(guò)程，可以根據(jù)呼叫類(lèi)型來(lái)最優(yōu)地分配子信道。例如，當(dāng)呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，
不需要?jiǎng)討B(tài)分配所需的MAP信息，而僅分配語(yǔ)音通信中使用的子信道。相應(yīng)地，可以將作為MAP信息的錨子信道而分配的子信道分配為語(yǔ)音通信中使用的子信道或其他用戶(hù)使用的子信道。因?yàn)榭梢詢(xún)H利用一個(gè)子信道來(lái)迸行語(yǔ)音通信，因此可以提高業(yè)務(wù)信道的使用效率。通過(guò)預(yù)先固定地向語(yǔ)音通信分配子信道，不分配對(duì)其他站造成干擾的子信道(這在動(dòng)態(tài)分配中可能出現(xiàn))，從而不導(dǎo)致語(yǔ)音質(zhì)量的惡化。


圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基站的配置的圖示。圖2是示出了使用了根據(jù)本發(fā)明的基站的通信系統(tǒng)的配置的圖示。
圖3是示出了通信序列(主叫方)的圖示。圖4是示出了通信序列(被叫方)的圖示。圖5是示出了子信道的幀格式的圖示。圖6是示出了OFDMA幀格式的圖示。
參考標(biāo)號(hào)和符號(hào)的說(shuō)明100:基站101:無(wú)線(xiàn)通信單元103:信號(hào)處理單元
105:調(diào)制和解調(diào)單元107:外部IF單元 109:控制單元 109a:信道分配單元 109b:呼叫類(lèi)型獲取單元 111:存儲(chǔ)單元
具體實(shí)施例方式
圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基站的配置的圖示?；?00包 括無(wú)線(xiàn)通信單元101、信號(hào)處理單元103、調(diào)制和解調(diào)單元105.、用于連 接到上層通信網(wǎng)絡(luò)的外部IF單元107、控制單元109以及對(duì)控制單元109 的控制內(nèi)容加以存儲(chǔ)的存儲(chǔ)單元lll。
控制單元109包括信道分配單元109a，收集和分配OFDMA方案 中的多個(gè)載波作為子信道，以向?qū)儆谠摶镜南鄳?yīng)移動(dòng)站發(fā)送數(shù)據(jù)； 以及呼叫類(lèi)型獲取單元109b，從調(diào)制和解調(diào)單元105獲取作為通信對(duì)象 的呼叫的類(lèi)型。在向?qū)儆诨镜南鄳?yīng)移動(dòng)站分配子信道的過(guò)程中，信 道分配單元109a根據(jù)呼叫的類(lèi)型來(lái)確定在呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)應(yīng) 分配一個(gè)子信道(電路交換子信道CSCH)，或者在呼叫類(lèi)型是數(shù)據(jù)通 信時(shí)應(yīng)分配兩個(gè)子信道(錨子信道和額外子信道)，并將確定結(jié)果通知 給信號(hào)處理單元103。當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，信道分配單 元109a固定地向移動(dòng)站分配在語(yǔ)音通信中使用的子信道(CSCH)，并 且從通信開(kāi)始直到通信結(jié)束都不改變所分配的子信道(CSCH)。
圖2是示出了使用了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基站的通信系統(tǒng)的配置 的圖示?；?00與IP網(wǎng)絡(luò)連接，基站100與移動(dòng)站PS以電路交換的方 式互相無(wú)線(xiàn)連接。無(wú)線(xiàn)部分中的呼叫控制使用控制協(xié)議，并且在基站' IOO中終結(jié)。比基站100更高層的呼叫控制使用會(huì)話(huà)發(fā)起協(xié)議(SIP)。 對(duì)于語(yǔ)音數(shù)據(jù)，在無(wú)線(xiàn)部分中的ADPCM承載傳輸中使用子信道有效 載荷，并且在IP網(wǎng)絡(luò)中使用實(shí)時(shí)傳送協(xié)議(RTP)。
圖3是示出了主叫方的通信序列的圖示。移動(dòng)站PS向基站CS發(fā)送 鏈路信道(LCH)建立請(qǐng)求?？梢赃x擇電路交換方案或分組交換方案 作為鏈路方案。當(dāng)通信對(duì)象是語(yǔ)音數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送電路交換子信道CSCH
7以請(qǐng)求電路交換方案?；綜S向移動(dòng)站PS返回電路交換子信道CSCH， 并將所分配的子信道號(hào)通知給移動(dòng)站PS (LCH的分配)。移動(dòng)站PS通 過(guò)所分配的子信道發(fā)送空閑CSCH。基站CS確認(rèn)上行鏈路空閑CSCH 并返回空閑CSCH。移動(dòng)站PS通過(guò)下行鏈路CSCH識(shí)別出以電路交換方
案建立了鏈路，并進(jìn)入服務(wù)信道建立階段。
移動(dòng)站PS通過(guò)電路交換子信道CSCH發(fā)送層3消息，以請(qǐng)求"呼叫 建立CC"。基站CS向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送SIP會(huì)話(huà)發(fā)起請(qǐng)求，并在請(qǐng)求被接受時(shí)返 回"呼叫建立接受消息CC"作為對(duì)移動(dòng)站PS的響應(yīng)消息。
移動(dòng)站PS以"密鑰建立RT"來(lái)通知用于鏈路加密的密鑰?；?CS以"認(rèn)證請(qǐng)求MM"將認(rèn)證服務(wù)器產(chǎn)生的認(rèn)證隨機(jī)數(shù)通知給移動(dòng)站 PS。移動(dòng)站PS以"認(rèn)證響應(yīng)MM"將使用認(rèn)證隨機(jī)號(hào)得到的計(jì)算結(jié)果 以及移動(dòng)站PS自身的認(rèn)證密鑰通知給基站。認(rèn)證服務(wù)器確定所接收的 計(jì)算結(jié)果是否正確，并在計(jì)算結(jié)果正確時(shí)執(zhí)行呼叫序列，以及在計(jì)算 結(jié)果不正確時(shí)執(zhí)行釋放序列。
基站CS向移動(dòng)站PS發(fā)送"呼叫CC"，以在接收SIP中的被叫狀態(tài) 時(shí)對(duì)呼叫進(jìn)行通知。在接收SIP中的被叫用戶(hù)的響應(yīng)時(shí)，基站CS向移 動(dòng)站PS發(fā)送"響應(yīng)CC"。在呼叫序列中接收指示呼叫未被接受的消息 時(shí)，基站釋放該呼叫。
圖4是示出了被叫方的通信序列的圖示?；綜S通過(guò)發(fā)送呼入呼 叫消息PCH，將呼入呼叫通知給移動(dòng)站PS。移動(dòng)站PS響應(yīng)于呼入呼叫 消息PCH來(lái)建立鏈路信道。移動(dòng)站PS向基站CS發(fā)送鏈路信道(LCH) 建立請(qǐng)求?？梢赃x擇電路交換方案或分組交換方案作為鏈接方案。當(dāng) 通信對(duì)象是語(yǔ)音數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送電路交換子信道CSCH，以請(qǐng)求電路交 換方案。基站CS向移動(dòng)站PS返回電路交換子信道CSCH，并將所分配 的子信道號(hào)通知給移動(dòng)站PS (LCH的分配)。移動(dòng)站PS通過(guò)所分配的 子信道發(fā)送空閑CSCH?；綜S確認(rèn)上行鏈路空閑CSCH，并返回空閑 CSCH。移動(dòng)站PS通過(guò)下行鏈路CSCH識(shí)別出以電路交換方案建立了鏈
路，并進(jìn)入服務(wù)信道建立階段。
在建立鏈路信道之后，移動(dòng)站PS向基站CS發(fā)送呼入呼叫響應(yīng)消息 RT。接收呼入呼叫消息RT的基站CS從SIP中的會(huì)話(huà)發(fā)起消息產(chǎn)生呼叫建立消息CC，并將所產(chǎn)生的消息發(fā)送至移動(dòng)站PS。接收呼叫建立消息
CC.的移動(dòng)站PS返回呼叫建立接受消息cc 。
移動(dòng)站PS利用密鑰建立消息RT將密鑰通知給基站CS。認(rèn)證服務(wù) 器產(chǎn)生認(rèn)證隨機(jī)數(shù)，并通知認(rèn)證請(qǐng)求消息MM?；綜S將認(rèn)證請(qǐng)求消 息MM中繼至移動(dòng)站PS。接收認(rèn)證請(qǐng)求消息MM的移動(dòng)站PS使用其自 己的認(rèn)證密鑰來(lái)對(duì)認(rèn)證隨機(jī)數(shù)迸行計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果添加到認(rèn)證響應(yīng) 消息MM中，并向基站CS發(fā)送所產(chǎn)生的消息。認(rèn)證服務(wù)器對(duì)由基站CS 中繼的認(rèn)證響應(yīng)消息MM中所包含的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，在計(jì)算結(jié)果
不正確時(shí)開(kāi)始呼叫釋放序列，并在計(jì)算結(jié)果正確時(shí)繼續(xù)執(zhí)行呼叫序列。 發(fā)送認(rèn)證響應(yīng)消息MM的移動(dòng)站PS向基站CS發(fā)送呼叫消息CC。基 站CS在接收呼叫消息CC時(shí)使用SIP向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送呼叫消息。當(dāng)移動(dòng)站PS 在發(fā)送響應(yīng)消息CC后摘機(jī)時(shí)，移動(dòng)站PS通過(guò)發(fā)送響應(yīng)消息CC來(lái)將呼 叫接受通知給基站CS。接收響應(yīng)消息CC的基站CS使用SIP將響應(yīng)狀態(tài) 通知給網(wǎng)絡(luò)，并向移動(dòng)站PS發(fā)送響應(yīng)ACK消息CC。響應(yīng)于指示鏈路 完成的響應(yīng)ACK消息CC，移動(dòng)站PS變?yōu)橥ㄐ胖袪顟B(tài)。
圖5是示出了分配給移動(dòng)站的子信道的幀格式的圖示，其中示出 了32Kbps-ADPCM語(yǔ)音呼叫(QPSK)的下行鏈路業(yè)務(wù)信道。PHY (物 理層)幀的FP (自由協(xié)議(free protocol))字段表示PHY (物理層) 有效載荷中包含的數(shù)據(jù)的類(lèi)型。當(dāng)FP字段表示沒(méi)有序列(FP=1)時(shí)， 有效載荷包括ADPCM數(shù)據(jù)。當(dāng)FP字段表示MAC協(xié)議(FP-0)時(shí)，有 效載荷包括MAC幀。調(diào)制方案基于QPSK (1/2的編碼率)，采用BPSK (1/2的編碼率)以?xún)蓚€(gè)調(diào)制類(lèi)別來(lái)執(zhí)行自適應(yīng)調(diào)制以增強(qiáng)鏈路預(yù)算。 具體地，對(duì)PHY (物理層)有效載荷之后的部分執(zhí)行QPSK (1/2的編 碼率)或BPSK (1/2的編碼率)的自適應(yīng)調(diào)制，對(duì)PHY (物理層)有 效載荷之前的部分執(zhí)行BPSK (1/2的編碼率)的固定調(diào)制。
根據(jù)上述實(shí)施例，通過(guò)根據(jù)呼叫類(lèi)型來(lái)改變子信道分配過(guò)程，可 以根據(jù)呼叫類(lèi)型來(lái)最優(yōu)地分配子信道。例如，當(dāng)呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信 時(shí)，不需要?jiǎng)討B(tài)分配所需的MAP信息，同時(shí)僅分配語(yǔ)音通信中使用的 子信道。相應(yīng)地，可以將作為MAP信息的錨子信道而分配的子信道分 配為語(yǔ)音通信中使用的子信道或其他用戶(hù)使用的子信道。因?yàn)榭梢詢(xún)H
9利用一個(gè)子信道來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音通信，因此可以提高業(yè)務(wù)信道的使用效率。 通過(guò)預(yù)先固定地分配語(yǔ)音通信中的子信道，不分配對(duì)其他站造成干擾 的子信道(這在動(dòng)態(tài)分配中可能出現(xiàn))，從而不導(dǎo)致語(yǔ)音質(zhì)量的惡化。
權(quán)利要求
1、一種通過(guò)使用子信道的OFDMA方案來(lái)與移動(dòng)站通信的基站，所述基站包括信道分配單元，向移動(dòng)站分配用于通信的子信道；以及類(lèi)型獲取單元，獲取作為通信對(duì)象的呼叫的類(lèi)型，其中，所述信道分配單元根據(jù)所獲取的呼叫的類(lèi)型來(lái)改變向移動(dòng)站分配子信道的子信道分配過(guò)程。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基站，其中，當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是數(shù)據(jù)通信時(shí)，所述信道分配單元在每個(gè)預(yù) 定定時(shí)分配數(shù)據(jù)通信中使用的子信道以及用于指定所述子信道的子信 道，以及當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，所述信道分配單元僅分配語(yǔ) 音通信中使用的子信道。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基站，其中，當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，所述信道分配單元向移動(dòng)站 圓定地分配語(yǔ)音通信中使用的子信道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基站，其中，當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，所述信道分配單元從通信開(kāi) 始到通信結(jié)束都不改變語(yǔ)音通信中使用的所分配的子信道。
5、 一種通信方法，通過(guò)使用子信道的OFDMA方案在移動(dòng)站與基 站之間執(zhí)行通信，所述通信方法包括獲取作為通信對(duì)象的呼叫的類(lèi)型的步驟；以及 信道分配步驟，根據(jù)所獲取的呼叫的類(lèi)型來(lái)改變向移動(dòng)站分配子 信道的子信道分配過(guò)程。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信方法，其中，當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是數(shù)據(jù)通信時(shí)，所述信道分配步驟在每個(gè)預(yù) 定定時(shí)分配數(shù)據(jù)通信中使用的子信道以及用于指定所述子信道的子信 道，以及當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，所述信道分配步驟僅分配語(yǔ)音通信中使用的子信道。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信方法，其中，當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，所述信道分配步驟向移動(dòng)站 固定地分配語(yǔ)音通信中使用的子信道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信方法，其中，當(dāng)所獲取的呼叫類(lèi)型是語(yǔ)音通信時(shí)，所述信道分配步驟從通信開(kāi) 始到通信結(jié)束都不改變語(yǔ)音通信中使用的所分配的子信道。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)OFDMA方案中業(yè)務(wù)信道的使用效率和語(yǔ)音質(zhì)量的提高。一種通過(guò)使用子信道的OFDMA方案與移動(dòng)站通信的基站，包括信道分配單元(109a)向移動(dòng)站分配用于通信的子信道；以及呼叫類(lèi)型獲取單元(109b)，獲取作為通信對(duì)象的呼叫的類(lèi)型，其中，所述信道分配單元(109a)根據(jù)所獲取的呼叫的類(lèi)型來(lái)改變向移動(dòng)站分配子信道的子信道分配過(guò)程。
文檔編號(hào)H04W72/04GK101543127SQ200780044009
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者中村泰浩, 谷川弘展, 高松信昭 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社