專利名稱：一種WiMAX上行調(diào)度和帶寬分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在WiMAX OFDMA系統(tǒng)中的上行調(diào)度和帶寬分配方法，尤其涉 及影響整個(gè)上行調(diào)度和帶寬分配的公共矩形區(qū)域分配方法。
背景技術(shù)：
在WIMAX OFDMA網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中， 一個(gè)基站(BS， Base Station)上接入的用戶站 (SS/MS， Subscriber Station/Mobile Station)通過時(shí)分復(fù)用共享上行帶寬。BS的上行區(qū) 域分為兩類1、非矩形區(qū)域，各SS/MS的專屬區(qū)域都屬于這一類，2、矩形區(qū)域，CDMA 碼區(qū)、快速反饋(FAST FEEDBACK)區(qū)域、混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳反饋信道(HARQ ACK CH) 區(qū)域、峰均比/安全(PAPR/SAFETY)和空洞(SOUNDING ZONE)區(qū)域都屬于這一類， 為公用區(qū)域。對(duì)于上行帶寬分配算法而言，第一類區(qū)域容易處理，第二類區(qū)域因?yàn)橐?一個(gè)大的矩形內(nèi)布局小的矩形區(qū)域，較難處理。CDMA碼區(qū)的分配影響鏈路延時(shí)以及接 入、切換、尋呼的速度。FAST FEEDBACK區(qū)域影響信道測(cè)量的速度，HARQ ACK CH 區(qū)域會(huì)影響HARQ反饋的速度。由于802.16是一種無線寬帶接入標(biāo)準(zhǔn)，最大帶寬可達(dá)幾 十Mbps，要求數(shù)據(jù)面的處理非常迅速，避免因?yàn)樵O(shè)備的處理能力造成擁塞。BS的上行 帶寬分配和上行調(diào)度是數(shù)據(jù)面處理的一部分，要為所有的SS服務(wù)，要求1、帶寬分配 要公平，遵守QoS約定，包括帶寬、延時(shí)、抖動(dòng)等采納參數(shù)的要求；2、盡量獲得大的 吞吐量，充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬；3、算法盡量簡(jiǎn)單，有利于降低設(shè)備成本。所以BS分配矩 形區(qū)域的算法要求能適應(yīng)各種不同的上行區(qū)域配置(符號(hào)數(shù)和子信道均可變)，而且還要 執(zhí)行速度快，在不影響各服務(wù)流的QoS的情況下，提供合適的各類矩形區(qū)域，以減少延 時(shí)，提高系統(tǒng)吞吐量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種WiMAX上行調(diào)度和帶寬分配方法。 本發(fā)明的一種WiMAX上行調(diào)度和帶寬分配方法，包括步驟(1)首先根據(jù)上行子信 道數(shù)和符號(hào)寬度初始化矩形區(qū)域分配表；步驟(2)包括FAST FEEDBACK區(qū)域和HARQ ACK CH區(qū)域的第二類矩形區(qū)域的分配表類似；步驟(3)根據(jù)周期定時(shí)器Tl、 T2、 T3 的超時(shí)情況產(chǎn)生不同的CDMA區(qū)域申請(qǐng)，具體地，如T1超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)帶寬申請(qǐng)和周期測(cè)距用CDMA碼區(qū)；T2超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)初始測(cè)距和切換測(cè)距用CDMA碼區(qū)，T3 超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)尋呼和定位用CDMA碼區(qū)，根據(jù)需要申請(qǐng)F(tuán)AST FEEDBACK區(qū)域， 根據(jù)調(diào)度需要申請(qǐng)HARQ ACK CH區(qū)域；步驟(4)剩余總帶寬初始化整個(gè)上行區(qū)域時(shí) 隙數(shù)；步驟(5)如T1、 T2和T3有超時(shí)，則為相應(yīng)己超時(shí)的CDMA區(qū)域按最小要求分 配6個(gè)時(shí)隙，F(xiàn)AST FEEDBACK區(qū)域和HARQ ACK CH區(qū)域按請(qǐng)求的大小分配，從剩 余總帶寬扣除這些分配出去的時(shí)隙；步驟(6)對(duì)各業(yè)務(wù)流和其它管理消息連接根據(jù)其帶 寬請(qǐng)求和相應(yīng)的QoS參數(shù)進(jìn)行調(diào)度和帶寬分配，從剩余總帶寬中扣除這些分配給各用戶 占SS的時(shí)隙；步驟(7)記錄當(dāng)前剩余帶寬，上報(bào)剩余帶寬；步驟(8)重新計(jì)算剩余帶 寬新剩余帶寬=剩余帶寬+分配給矩形區(qū)域的時(shí)隙數(shù)，根據(jù)T1、 T2和T3的超時(shí)個(gè) 數(shù)和新剩余時(shí)隙數(shù)査表得最新的CDMA區(qū)域分配方案；步驟(9)完成整個(gè)上行區(qū)域布 局。
本發(fā)明提出的WiMAX OFDMA系統(tǒng)中的上行調(diào)度和帶寬分配方法能夠?qū)崿F(xiàn)上行矩 形區(qū)域的優(yōu)化分配，能有效地降低系統(tǒng)延時(shí)、減少用戶站接入/切換的開銷；同時(shí)算法較 為簡(jiǎn)單，有利于軟/硬件實(shí)現(xiàn)，降低設(shè)備成本。


圖1表示矩形、非矩形區(qū)域在上行子幀的示意位置；
圖2表示T1、 T2、 T3中只有一個(gè)超時(shí)或剩余帶寬可以分配CDMA區(qū)域時(shí)的分配表； 圖3表示T1、 T2、 T3中有兩個(gè)超時(shí)或剩余帶寬可以分配兩塊CDMA區(qū)域時(shí)的分配表； 圖4表示T1、 T2、 T3都超時(shí)或剩余帶寬可以分配三塊CDMA區(qū)域時(shí)的分配表； 圖5表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明提出了一種在WiMAXOFDMA系統(tǒng)中的上行調(diào)度和帶寬分配方法，BS根據(jù) 配置的周期定時(shí)產(chǎn)生CDMA碼區(qū)，根據(jù)測(cè)量的要求產(chǎn)生FAST FEEDBACK區(qū)域，根據(jù) HARQ的要求產(chǎn)生HARQ ACK CH區(qū)域。為了避免矩形區(qū)域分配產(chǎn)生沖突，將CDMA 碼區(qū)布置在上行子幀的一個(gè)角，將FAST FEEDBACK區(qū)域和HARQ ACK CH區(qū)域布置在 另一個(gè)角。不失一般性，本發(fā)明只詳細(xì)介紹CDMA碼區(qū)在一個(gè)角上的布局方法。 一共有 三種不同用途的CDMA碼區(qū)1、帶寬申請(qǐng)或周期測(cè)距用CDMA碼區(qū)，2、初始測(cè)距或 切換測(cè)距用CDMA碼區(qū)，3、尋呼或定位用CDMA碼區(qū)。算法定義三個(gè)周期定時(shí)器T1(對(duì)應(yīng)第一種CDMA碼區(qū))，T2(對(duì)應(yīng)第二種CDMA碼區(qū))，T3(對(duì)應(yīng)第三種CDMA碼區(qū))。三 種碼區(qū)分別按T1、 T2、 T3的周期申請(qǐng)上行帶寬。在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷重的情況下只有當(dāng)T1、 T2和T3超時(shí)時(shí)才按最小單位分配相應(yīng)的CDMA碼區(qū)。在網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷輕的情況下，Tl、 T2 和T3超時(shí)時(shí)可分配較大的CDMA碼區(qū)，并且即使T1、 T2和T3沒有超時(shí)，也可分配相 關(guān)的碼區(qū)。
本發(fā)明根據(jù)上行子幀符號(hào)數(shù)和子信道數(shù)配置的不同配置預(yù)先生成分配表。上行調(diào)度 的過程中，根據(jù)T1、 T2和T3的超時(shí)情況扣除剩余帶寬。上行調(diào)度調(diào)度完所有服務(wù)流后， 根據(jù)T1、 T2和T3的超時(shí)情況、分得的CDMA區(qū)域帶寬和當(dāng)前的剩余帶寬情況査找CDMA 區(qū)域分配表，即可迅速得到CDMA碼區(qū)分配方案。
上行調(diào)度和帶寬分配的幾個(gè)部分如附圖5所示CDMA定時(shí)控制模塊，測(cè)量模塊， 混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳HARQ模塊，上行調(diào)度和帶寬分配模塊。各模塊能夠完成協(xié)調(diào)一致各 種功能，實(shí)現(xiàn)上行調(diào)度和帶寬分配的矩形區(qū)域布局。CDMA區(qū)域請(qǐng)求模塊接收不同的 Tl、 T2和T3的配置，根據(jù)配置產(chǎn)生與超時(shí)相應(yīng)的CDMA區(qū)域分配請(qǐng)求。Tl關(guān)系到鏈路延 時(shí)， 一般配置得優(yōu)先級(jí)高，超時(shí)時(shí)間較短。T2和T3分別控制接入和尋呼， 一般配置得優(yōu) 先級(jí)低些，超時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)。CDMA區(qū)域分配表使得當(dāng)有剩余帶寬時(shí)，第一類CDMA區(qū)域 優(yōu)先獲得較大的塊；測(cè)量模塊根據(jù)系統(tǒng)其它模塊或網(wǎng)管的要求進(jìn)行測(cè)量。如要求快速 測(cè)量，則向上行調(diào)度和帶寬分配模塊申請(qǐng)F(tuán)ASTFEEDBACK區(qū)域；HARQ模塊進(jìn)行混 合自動(dòng)請(qǐng)求重傳。當(dāng)需要為用戶站快速反饋ARQ信息時(shí)，則向上行調(diào)度和帶寬分配模塊 申請(qǐng)HARQACKCH區(qū)域。上行調(diào)度和帶寬分配模塊根據(jù)各業(yè)務(wù)的帶寬申請(qǐng)和QOS參 數(shù)，同時(shí)考慮矩形區(qū)域的帶寬申請(qǐng)，完成上行調(diào)度和帶寬分配，生成上行區(qū)域布局方案， (具體的對(duì)應(yīng)下面的步驟(5)到步驟(9))。
本發(fā)明所述的上行帶寬分配和調(diào)度方法具體如下步驟(1)首先根據(jù)上行子信道數(shù) 和符號(hào)寬度初始化矩形區(qū)域分配表，圖2、 3、 4是子信道數(shù)大于等于12的情況，CDMA 區(qū)域的分配表見圖2，附圖3，附圖4;步驟(2)第二類矩形區(qū)域(包括FAST FEEDBACK 區(qū)域和HARQACKCH等)的分配表類似；步驟(3) CDMA區(qū)域請(qǐng)求模塊根據(jù)Tl、 T2、 T3的超時(shí)情況產(chǎn)生不同的CDMA區(qū)域申請(qǐng)，具體地，如T1超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)帶寬申請(qǐng) 或周期測(cè)距用CDMA碼區(qū)；T2超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)初始測(cè)距或切換測(cè)距用CDMA碼區(qū)， T3超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)尋呼或定位用CDMA碼區(qū)，測(cè)量模塊根據(jù)需要申請(qǐng)F(tuán)AST FEEDBACK區(qū)域，HARQ模塊根據(jù)調(diào)度需要申請(qǐng)HARQ ACK CH區(qū)域；步驟(4)剩 余總帶寬初始化整個(gè)上行區(qū)域時(shí)隙數(shù)；步驟(5)如Tl、 T2和T3有超時(shí)，則為相應(yīng)已超時(shí)的CDMA區(qū)域按最小要求分配6個(gè)時(shí)隙，F(xiàn)AST FEEDBACK區(qū)域和HARQ ACK CH 區(qū)域按請(qǐng)求的大小分配，從剩余總帶寬扣除這些分配出去的時(shí)隙；步驟(6)對(duì)各業(yè)務(wù)流 和其它管理消息連接(其對(duì)應(yīng)的這些區(qū)域不一定為矩形，只需指定大小，其布局沿著符 號(hào)方向增長(zhǎng)，且會(huì)自動(dòng)跳過矩形區(qū)域，詳見圖1中的burstl、 burst2和burst3、 burst4)根 據(jù)其帶寬請(qǐng)求和相應(yīng)的QoS參數(shù)進(jìn)行調(diào)度和帶寬分配，從剩余總帶寬中扣除這些分配給 各SS的時(shí)隙；步驟(7)記錄當(dāng)前剩余帶寬，上報(bào)剩余帶寬；步驟(8)重新計(jì)算剩余帶 寬新剩余帶寬=剩余帶寬+分配給矩形區(qū)域的時(shí)隙數(shù)，根據(jù)Tl、 T2和T3的超時(shí)個(gè) 數(shù)和新剩余時(shí)隙數(shù)査表得最新的CDMA區(qū)域分配方案；步驟(9)完成整個(gè)上行區(qū)域布 局。
本發(fā)明中，上行剩余帶寬的統(tǒng)計(jì)不包括Tl、 T2、 T3未超時(shí)而為其分配對(duì)應(yīng)的CDMA 碼區(qū)時(shí)占用的上行帶寬。由于根據(jù)T1、 T2、 T3超時(shí)以及測(cè)量/HARQ模塊的請(qǐng)求情況分 配最小的CDMA區(qū)域、Fast Feedback區(qū)域、HARQ ACK CH區(qū)域。最后重新計(jì)算總剩余 帶寬，為CDMA區(qū)域進(jìn)行再分配。這樣即使T1、 T2、 T3沒有超時(shí)，也可以為三類CDMA 區(qū)域分配帶寬，充分利用了剩余帶寬，不影響其他業(yè)務(wù)流的QoS，又由于提供了較多的 CDMA區(qū)域，減少了鏈路延時(shí)，提高接入/切換/周期測(cè)距/尋呼的成功概率。同時(shí)將三種 CDMA區(qū)域和Fast Feedback區(qū)域/HARQ ACK CH區(qū)域分別放置在上行區(qū)域的兩個(gè)角(三 種CDMA區(qū)域一個(gè)角，F(xiàn)ast Feedback區(qū)域和HARQ ACK CH區(qū)域一個(gè)角)，避免了這些 矩形區(qū)域分配在上行區(qū)域布局產(chǎn)生沖突的可能。由于實(shí)現(xiàn)根據(jù)上行子信道配置和符號(hào)寬 度生成了矩形區(qū)域分配表，使得整個(gè)分配算法不僅能適應(yīng)不同的上行區(qū)域配置，而且執(zhí) 行速度快，減輕了BS的計(jì)算負(fù)擔(dān)。本發(fā)明中這類上行鏈路中的矩形區(qū)域的分配方法，避 免了復(fù)雜的計(jì)算，同時(shí)保證了帶寬的利用率，能有效提高系統(tǒng)吞吐量。
權(quán)利要求
1、一種WiMAX上行調(diào)度和帶寬分配方法，其特征在于，包括以下步驟步驟(1)首先根據(jù)上行子信道數(shù)和符號(hào)寬度初始化矩形區(qū)域分配表；步驟(2)包括FAST FEEDBACK(快速反饋)區(qū)域和HARQ ACK CH(混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳反饋信道)區(qū)域的第二類矩形區(qū)域的分配表類似；步驟(3)根據(jù)周期定時(shí)器T1、T2、T3的超時(shí)情況產(chǎn)生不同的CDMA區(qū)域申請(qǐng)，具體地，如T1超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)帶寬申請(qǐng)或周期測(cè)距用CDMA碼區(qū)；T2超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)初始測(cè)距或切換測(cè)距用CDMA碼區(qū)，T3超時(shí)，則申請(qǐng)一個(gè)尋呼或定位用CDMA碼區(qū)，根據(jù)需要申請(qǐng)F(tuán)AST FEEDBACK區(qū)域，根據(jù)調(diào)度需要申請(qǐng)HARQ ACK CH區(qū)域；步驟(4)剩余總帶寬初始化整個(gè)上行區(qū)域時(shí)隙數(shù)；步驟(5)如T1、T2和T3有超時(shí)，則為相應(yīng)已超時(shí)的CDMA區(qū)域按最小要求分配6個(gè)時(shí)隙，F(xiàn)AST FEEDBACK區(qū)域和HARQ ACK CH區(qū)域按請(qǐng)求的大小分配，從剩余總帶寬扣除這些分配出去的時(shí)隙；步驟(6)對(duì)各業(yè)務(wù)流和其它管理消息連接根據(jù)其帶寬請(qǐng)求和相應(yīng)的QoS參數(shù)進(jìn)行調(diào)度和帶寬分配，從剩余總帶寬中扣除這些分配給各用戶占SS的時(shí)隙；步驟(7)記錄當(dāng)前剩余帶寬，上報(bào)剩余帶寬；步驟(8)重新計(jì)算剩余帶寬新剩余帶寬＝剩余帶寬+分配給矩形區(qū)域的時(shí)隙數(shù)，根據(jù)T1、T2和T3的超時(shí)個(gè)數(shù)和新剩余時(shí)隙數(shù)查表得最新的CDMA區(qū)域分配方案；步驟(9)完成整個(gè)上行區(qū)域布局。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括三種CDMA碼區(qū)根據(jù)配置的定時(shí)器Tl、 T2和T3產(chǎn)生相應(yīng)碼區(qū)的上行帶寬申請(qǐng)， Tl對(duì)應(yīng)帶寬申請(qǐng)或周期測(cè)距用CDMA碼區(qū)，T2對(duì)應(yīng)初始測(cè)距或切換測(cè)距用CDMA， T3 對(duì)應(yīng)尋呼或定位用CDMA碼區(qū)。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括-Tl關(guān)系到鏈路延時(shí)， 一般配置得優(yōu)先級(jí)高，超時(shí)時(shí)間設(shè)置得較短。T2和T3分別控 制接入和尋呼， 一般配置得優(yōu)先級(jí)低，超時(shí)時(shí)間設(shè)置得較長(zhǎng)。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括預(yù)先生成的CDMA碼區(qū)帶寬分配表能適應(yīng)不同的上行子信道數(shù)和符號(hào)寬度配置，進(jìn) 行上行帶寬分配時(shí)，只需要根據(jù)請(qǐng)求量查找分配表即可得到分配結(jié)果。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在處理各業(yè)務(wù)流的上行帶寬申請(qǐng)的過程中處理各類矩形區(qū)域帶寬申請(qǐng)，最后根據(jù)矩 形區(qū)域分配得到的帶寬量以及剩余上行帶寬査找分配表完成矩形區(qū)域在上行子幀的布 局。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括當(dāng)對(duì)各業(yè)務(wù)流調(diào)度完成后還有剩余上行帶寬，即使Tl、 T2、 T3有一個(gè)或多個(gè)未超 時(shí)，也可以為其分配對(duì)應(yīng)的CDMA碼區(qū)，剩余上行帶寬分配時(shí)優(yōu)先考慮Tl對(duì)應(yīng)的CDMA 區(qū)域。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括上行剩余帶寬的統(tǒng)計(jì)不包括T1、 T2、 T3未超時(shí)而為其分配對(duì)應(yīng)的CDMA碼區(qū)時(shí)占 用的上行帶寬。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在完成上行區(qū)域布局時(shí)是將三種CDMA區(qū)域和FAST FEEDBACK區(qū)域、HARQ ACKCH區(qū)域分別放置在上行區(qū)域的兩個(gè)角。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種WiMAX上行調(diào)度和帶寬分配方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)上行矩形區(qū)域的優(yōu)化分配，能有效地降低系統(tǒng)延時(shí)、減少用戶站接入/切換的開銷；同時(shí)算法較為簡(jiǎn)單，有利于軟/硬件實(shí)現(xiàn)，降低設(shè)備成本。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101222441SQ200810057048
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者亮 雷 申請(qǐng)人:北京北方烽火科技有限公司