在无线通信系统中针对扩展实时轮询服务请求上行链路资源分配的方法

摘要

提供了一种在支持VoIP的无线通信系统中调度上行链路资源的设备和方法。当其数据速率降低时，MS通知BS速率被降低。当增加其数据速率时，MS通过传输BR标首或CQICH码字而向BS请求资源分配。与BS周期性地为MS分配上行链路资源而不管MS的状态的传统ertPS相比，当MS从话音突峰期转换到静默期时，BS不分配上行链路资源。因此，减少由于不需要的带宽分配产生的资源消耗。

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线通信系统中的上行链路调度方法，具体地，涉及为支持通过因特网协议传输语音(VoIP)的扩展实时轮询服务(ertPS)而调度上行链路资源的方法。

背景技术

在为各种服务提供有限资源的无线通信系统中，需要一种调度方案来有效地使用资源。理想情况是，迅速返回多余分配的资源，并将其重新分配给必要的服务。此外，必须减少利用无线资源发送的信息量，并将额外的资源用于其它目的。

已经为VoIP提出了许多上行链路调度方案。它们包括非请求的许可服务(UGS：Unsolicited Grant Service)、实时轮询服务(rtPS)、以及ertPS。

在UGS中，当用户请求时分配固定量的上行链路资源。因此，用户利用所分配的上行链路资源来传输数据。rtPS响应于来自用户的周期性上行链路资源分配请求而分配所需要的资源。用户利用根据数据量适当分配的资源来传输数据。

图1图示了对于UGS的传统上行链路资源调度。

参考图1，在时间轴上将移动站(MS)的状态划分为话音突峰期和静默期。话音突峰期是从MS传输数据分组的工作时间段(on-period)，而静默期是没有任何数据分组传输的停用时间段(off-period)。在两个时间段期间将相同的资源分配给MS。在图1所图示的情况下，恒定地分配支持全速率、速率1的资源。

然而，MS在传输数据时没有使用所有的已分配资源。在静默期110和118中，MS仅使用维持服务所需要的最少资源(例如，速率1/8)。

发生了在话音突峰期期间仅仅使用了一小部分已分配资源。换言之，在话音突峰期期间，MS使用全部资源或部分资源来传输数据分组。例如，MS在话音突峰期112期间以速率1(即使用所有已分配资源)来传输数据分组。然而，它在话音突峰期114期间使用速率1/2(即一半资源)。随着传输数据量进一步减少，MS在话音突峰期116期间以速率1/4(即资源的四分之一)来传输数据分组。在静默期118期间，MS使用支持最小速率(速率1/8)的最少资源。

如上所述，在时间段114、116和118期间，没有充分利用恒定分配的资源。作为结果导致的额外资源的存在意味着低效率的上行链路调度。因此，在话音突峰期期间以及在静默期期间都浪费了上行链路资源。

图2图示了针对rtPS的传统上行链路资源调度。

参考图2，在时间轴上将MS的状态划分为话音突峰期和静默期。话音突峰期是传输要从MS发送的数据分组的工作时间段，而静默期是没有任何数据分组传输的停用时间段。

在rtPS中，MS在阶段(step)212到236中向基站(BS)请求分配上行链路资源。基于要从MS传输的分组数据量来决定所请求的资源。BS向MS分配所请求的上行链路资源。然后，MS在时间段210、220、和230期间使用所分配的资源来传输数据分组。

在图2图示的情况下，根据数据速率存在三个话音突峰期210、220、和230。MS在第一话音突峰期210期间以速率1传输数据，在第二话音突峰期220期间以速率1/2传输数据，并在第三话音突峰期230期间以速率1/4传输数据。因此，MS在所述时间段期间使用不同的资源量。话音突峰期由于数据速率的降低而从210改变到230。

更具体地，当生成要传输的数据分组时，MS在阶段212中请求资源分配。BS然后分配最大资源来支持最大速率(例如，速率1)。MS使用所分配资源以速率1传输所述数据分组。在话音突峰期210期间重复以速率1传输数据分组。

随着传输数据量减少，并因此需要改变数据速率，MS在阶段222请求支持已降低的数据速率(例如，速率1/2)的资源分配。然后，MS使用所分配的资源来传输数据分组。在话音突峰期220期间重复以速率1/2传输数据分组。

当在话音突峰期230中进一步降低数据速率时，MS在阶段232中请求支持进一步降低的数据速率(例如，速率1/4)的资源分配。然后，MS以速率1/4来传输数据分组。在话音突峰期230期间重复以速率1/4传输数据分组。

在完成数据分组传输之后，MS在静默期240期间使用最少资源(例如，速率1/8)工作。

如从上面的描述注意到的，rtPS需要周期性的轮询(即，上行链路资源请求，阶段212到218、阶段222到226、以及阶段232到236)。即使在需要相同资源量的时间段210、220或230内，也发生周期性的轮询(在阶段214到218、阶段224和226、或阶段234和236)。不必要的轮询导致上行链路资源的浪费。

由于UGS和rtPS二者根据调度类型来周期性地分配上行链路资源而不管MS的实时状态，所以不能反映MS的时间变化状态地有效执行上行链路调度。

与UGS和实时轮询服务(rtPS)相比，扩展实时轮询服务(ertPS)在MS请求时分配资源，并使得没有轮询的情况下能够使用所分配的资源来传输数据分组，直到资源改变为止。在ertPS中，MS期望在没有任何进一步轮询的情况下从BS接收相同的资源。

当需要数据速率降低时，MS以降低的数据速率来传输数据分组。同时，MS向BS通知由于数据速率降低导致的资源改变。因此，BS可将从MS节约的额外资源用于其它目的。

MS使用许可管理子标首的扩展捎带确认请求(PBR：PiggyBackRequest)字段，来向BS通知数据速率改变。所述许可管理子标首具有下面的配置。

语法    大小(位)附注许可管理子标首{    --If(调度服务类型＝＝UGS)    --SI    1-PM    1-FLI    1-FL    4-保留    9应该设置为零}else if(调度服务类型＝＝扩展rtPS){    --

  扩展捎带确认请求    11-  FLI    1-  FL    4-  }else{    --  捎带确认请求    16-  }    --  }    --

表1

在表1中，将扩展PBR的一个最高有效位(MSB)用作指示数据速率改变的指示符。如果将MSB设置为1，则其意指数据速率改变。扩展PBR的剩余10个最低有效位(LSB)指示已改变的数据速率。如果将MSB设置为0，则意指数据速率未改变。

作为选择，MS可通过格式如下的带宽请求(BR)和上行链路(UL)发射功率报告标首的BR字段，而请求分配与所请求的数据速率对应的带宽。

HT＝1(1)EC＝0(1)类型(3)＝0b011 BR(11)UL TX功率(8)CID MSB(8)CID LSB(8)HCS(8)

表2

参考表2，将BR的一个MSB用作指示数据速率改变的指示符。如果将MSB设置为1，则意指数据速率改变。BR的10个LSB指示已改变的数据速率。如果将MSB设置为0，则意指BR和UL发射功率报告标首是请求进行资源分配的带宽的典型标首。

图3图示了ertPS的传统上行链路调度。

参考图3，在时间轴上将MS的状态划分为话音突峰期和静默期。话音突峰期是传输要从MS发送的数据分组的工作时间段，而静默期是没有任何数据分组传输的停用时间段。

当从静默期转换到话音突峰期时，MS在阶段310中利用BR标首向BS请求资源分配。上面示出带宽请求和上行链路发射功率报告标首的表2是BR标首的示例。在没有任何进一步轮询的情况下，BR标首承载用于请求分配相同资源的带宽请求信息。

当收到BR标首时，BS在话音突峰期312期间向MS周期性地分配与最大数据速率对应的资源。MS以该最大数据速率传输数据。

当数据速率将要改变时，MS在下一个话音突峰期期间以已改变的数据速率传输数据。已改变的数据速率低于先前的数据速率。在所图示的情况下，速率1降低到速率1/2。同时，MS利用许可管理子标首向BS通知数据速率的改变。然后，MS在话音突峰期314期间以已改变的数据速率周期性地传输数据。

当收到许可管理子标首时，BS分配支持速率1/2的最少资源。然后，BS分配从MS节约的额外资源用于其它目的。

如果在以速率1/2进行数据传输期间进一步降低数据速率，则MS在下一个话音突峰期316期间以速率1/4传输数据。同时，MS通过许可管理子标首向BS通知数据速率改变。然后，MS在话音突峰期316期间以改变后的数据速率周期性地传输数据。BS分配支持速率1/4的最少资源。

如果在以速率1/4进行数据传输期间进一步降低数据速率，则MS在下一个话音突峰期中将数据速率改变为速率1/8。同时，MS通过许可管理子标首向BS通知数据速率改变。然后，BS分配支持速率1/8的最少资源。

如上所述，当数据速率降低时，MS通过许可管理子标首向BS传输关于改变后的数据速率的信息，并且BS根据改变后的数据速率向MS分配资源。

然而，可能发生MS在话音突峰期期间希望增加已降低的数据速率的情况。为了以已增加的数据速率传输上行链路数据，MS需要尽可能多的上行链路资源。然而，没有指定的方法来向BS通知有关MS要增加数据速率的意图。因此，存在对在话音突峰期期间在MS中增加已降低的数据速率的方法的需求。

传统上，BS在静默期期间向MS周期性地分配支持最小数据速率的资源，并且MS在从静默期转换到话音突峰期时，使用所述最少资源请求带宽。因此，在静默期期间，BS按照表1所图示的捎带确认请求的格式向MS周期性地分配支持6字节BR标首传输的上行链路资源、或者支持BR子标首传输的上行链路资源，即6字节的普通媒体存取控制(MAC)标首和2字节的许可管理子标首。尽管MS需要这些最少资源来请求从静默期转换到话音突峰期的带宽，但是可能不需要周期资源分配，因为MS不知道何时转换到话音突峰期。

发明内容

本发明的目的是基本上至少解决上面的问题和/或缺点，并至少提供下面的优点。因此，本发明提供了一种在无线通信系统中当MS要增加用于ertPS的数据速率时向BS请求资源分配的方法。

本发明提供了一种在ertPS中通过从由于没有传输数据而处于静默期的MS节约上行链路资源来有效地使用上行链路资源的方法。

根据本发明的一个方面，在无线通信系统的MS中请求无线资源分配的方法中，MS确定是否要增加当前数据速率。如果需要该速率增加，则MS向BS请求分配用于速率增加的上行链路带宽。然后，从BS为MS分配与带宽分配请求对应的已增加带宽。

根据本发明的又一方面，在无线通信系统的BS中分配无线资源的方法中，所述BS从MS接收对于速率增加的带宽分配请求，并向MS分配与所述带宽分配请求对应的带宽。

根据本发明的又一方面，在无线通信系统中用于请求分配无线资源的设备中，MS确定是否要增加当前数据速率，如果需要增加速率，则向BS请求分配用于速率增加的上行链路带宽，并被从基站分配与带宽分配请求对应的已增加带宽。

根据本发明的又一方面，在用于在无线通信系统中分配无线资源的设备中，BS从MS接收用于速率增加的带宽分配请求，并向MS分配与所述带宽分配请求对应的带宽。

根据本发明的又一方面，在无线通信系统的MS中针对ertPS请求分配上行链路资源的方法中，当确定需要上行链路带宽分配时，MS通过向BS传输CQICH码字而请求分配已增加的带宽；并被从基站分配支持最大速率的带宽。

根据本发明的又一方面，在无线通信系统的BS中针对ertPS分配上行链路资源的方法中，BS从MS接收用以请求分配增加带宽的CQICH码字，并为MS分配支持最大速率的带宽。

根据本发明的又一方面，在无线通信系统中针对ertPS请求分配上行链路资源的设备中，当确定需要上行链路带宽分配时，MS通过向BS传输CQICH码字而请求已增加带宽的分配，并被从基站分配支持最大速率的带宽。

根据本发明的又一方面，在无线通信系统中针对ertPS分配上行链路资源的设备中，BS从MS接收用以请求分配已增加带宽的CQICH码字；并为MS分配支持最大速率的带宽。

附图说明

根据接下来结合附图的详细描述，本发明的上面和其它目的、特征、和优点将变得更清楚，其中：

图1图示了针对UGS的传统上行链路调度；

图2图示了针对rtPS的传统上行链路调度；

图3图示了针对ertPS的传统上行链路调度；

图4和5是图示了根据本发明的在MS中针对ertPS的上行链路调度操作的流程图；

图6是图示了根据本发明的在BS中针对ertPS的上行链路调度操作的流程图；以及

图7是图示了根据本发明的在ertPS的上行链路调度中在MS和BS之间的信号流的图。

具体实施方式

下面将参考附图在这里描述本发明的优选实施例。在接下来的描述中，没有详细描述已知功能或构造，因为它们将以不必要的细节模糊本发明。

本发明提供了一种在扩展实时轮询服务(ertPS)上行链路调度中增加移动站(MS)的数据速率的方法。假设MS以小于最大速率的较低速率来传输数据分组。为此，提供了一种由MS向BS(基站)传输请求速率增加的速率增加信息的方法。

传统上，当数据速率等同于没有数据传输时，周期性地分配支持最小速率的最少资源。可是，在本发明中，仅仅在MS请求时才分配资源。

关于根据本发明的上行链路调度，下面将分别描述MS和BS的操作。

A.MS操作

图4和5是图示了根据本发明的在MS中的ertPS上行链路调度操作的流程图。具体地，图4是图示了当MS没有传输数据时的MS操作的流程图，而图5是图示了当MS在传输数据时的MS操作的流程图。

参考图4，MS在步骤410中监视传输数据的存在与否。在不存在传输数据时，MS保持为停用状态。在存在传输数据时，MS在步骤412中请求带宽分配。本发明是基于在初始状态(即，在停用状态)下不为MS分配资源的前提的。因此，必须为停用状态的MS开发新技术来请求带宽分配，这将在后面详细描述。

在步骤414中，从BS为MS分配带宽。该带宽是MS所请求的带宽、或者是支持预定最大速率的带宽。在本发明中，假设了后者的情况。MS在步骤416中以对应于带宽的数据速率开始数据传输。

已启动了图4的过程中的数据传输的MS根据图5的过程而在工作状态中继续其操作。

参考图5，MS在步骤510中以对应于带宽的数据速率传输数据。在数据传输期间，MS确定是否需要改变(即，在步骤512和520中的增加或降低)数据速率。如果既不需要速率增加也不需要速率降低，则MS在步骤510中以当前数据速率继续数据传输。

然而，如果需要速率降低，则MS在步骤514中请求速率降低。MS在步骤516中确定所请求的数据速率是否是最小速率。

在最小速率的情况下，MS在步骤518中考虑已经释放了所分配的带宽而转换到停用状态，因为在本发明中在停用状态中没有分配资源给MS。然后，MS在图4的过程中操作。

该最小速率是即使MS没有传输数据也不影响通信质量的数据速率。通常，最小速率是速率1/8或更低。在这个情况下，MS将许可管理子标首的扩展捎带确认请求(PBR)字段的MSB设置为1，并将10个LSB设置为速率1/8或更低，以便请求速率降低。因此，BS在接下来的帧中不需要分配带宽。

如果所请求的速率不是最小速率，则在步骤524中为MS分配已降低的带宽。然后，MS在步骤510中以与所分配的带宽对应的数据速率继续数据传输。

另一方面，如果需要速率增加，则MS在步骤522中请求速率增加。为了速率增加，必须有额外的带宽可用。因此，本发明提供了一种为了速率增加请求而分配附加带宽的方法，这将在后面详细描述。

在步骤524中，为MS分配已增加的带宽。然后，MS返回到步骤510，其中它以与所分配的带宽对应的数据速率继续数据传输。

下面将详细描述带宽分配请求步骤412和速率增加请求步骤522。

可以按照两种方式考虑请求带宽分配和速率增加：通过普通带宽请求(BR)标首、或通过信道质量信息信道(CQICH)上的码字(即，CQICH码字)。当使用比在初始服务建立期间协商的最大速率低的速率时，应用该速率增加请求。

关于带宽请求标首的使用，例如，MS可使用BR字段和UL发射功率报告标首作为带宽请求标首。此外，MS可以使用可承载带宽请求的任何标首，诸如PBR。同时，当增加数据速率时，MS传输包含所请求的带宽的带宽请求标首。然后，BS向MS分配与所请求的带宽对应的上行链路资源。例如，在带宽分配请求的情况下，BS分配预定的最大带宽；或者在速率增加请求的情况下，BS分配所请求的带宽。

为了传输带宽请求标首，需要为MS分配上行链路资源。这样，MS传输带宽请求代码，以请求分配用于传输带宽请求标首的上行链路资源。

MS可以在为请求带宽而分配的上行链路时隙(带宽请求时隙)中传输带宽请求代码。上行链路带宽请求时隙是用于在现有的无线网络中测距(ranging)的时隙。因此，上行链路带宽请求时隙在没有分配附加资源的情况下可用。将255个代码的L预定义为用于上行链路资源分配的带宽请求代码。L是正整数。

MS选择L个带宽请求代码之一，并在带宽请求时隙中传输所选择的带宽请求代码。然后，带宽请求分配传输带宽请求标首所需要的上行链路资源。

如上所述，MS通过传输带宽请求代码来请求用于传输带宽请求标首的上行链路资源。MS可使用BS所分配的资源来传输带宽请求标首。带宽请求标首的带宽请求字段包含关于支持所请求的数据速率的上行链路资源的信息。

关于CQICH码字的传输，MS通常在CQICH上在快速基站切换(FBSS)操作中传递反馈信息或锚入(anchor)BS切换信息。对于每个操作，CQICH码字是预定的。因此，MS在CQICH信道上传输与预期的操作对应的CQICH码字。根据本发明，对于ertPS，使用预定CQICH码字之一来增加已降低的数据速率、或者在停用状态下请求带宽分配。支持ertPS的MS在CQICH上传输预定用于高数据速率的CQICH码字或者预定用于带宽分配的CQICH码字。所传输的CQICH码字被预定义为用于向BS请求上行链路资源。

当收到CQICH码字时，BS识别出MS请求了速率增加还是带宽分配。然后，BS向MS分配支持最大速率的上行链路资源、或者支持所请求的速率增加的上行链路资源。通过MS和BS之间的初始服务协商过程来确定最大速率。

B.BS操作

图6是图示了根据本发明的在BS中的用于ertPS的上行链路调度操作的流程图。

参考图6，BS在步骤610中监视从处于停用状态的MS的带宽分配请求的接收。MS通过带宽请求标首、带宽请求代码、或者CQICH码字而请求带宽分配。

当收到带宽分配请求时，BS在步骤612中分配MS所请求的带宽、或者用以支持在与MS的初始服务协商期间决定的最大速率的带宽，并以与所分配的带宽对应的速率从MS接收数据。

在步骤616中，BS确定在所接收的数据中是否捎带确认了请求降低当前带宽的许可管理子标首。当不存在带宽降低请求时，BS在步骤622中监视速率增加请求的接收。

在不存在速率增加请求时，考虑到MS的数据速率没有改变，BS在步骤614中通过分配当前带宽来接收数据。

相反，当收到速率增加请求时，BS在步骤620中分配所请求的带宽。如果速率增加请求没有提供有关所请求的数据速率的信息，则BS可分配支持最大速率的带宽。速率增加请求也是利用带宽请求标首、带宽请求代码、和CQICH码字之一而作出的。

如果在步骤616中接收到包括速率改变信息(即，速率降低请求)的许可管理子标首，则BS在步骤618中确定所请求的速率是否是最小速率。最小速率是非零数据速率，即使MS不传输数据，它也不影响通信质量。

如果所请求的速率不是最小速率，则BS在步骤620中基于在许可管理子标首中设置的数据速率来分配带宽。在步骤614中，BS使用新分配的带宽来接收数据。

在最小速率的情况下，BS确定MS将不再传输数据。这样，BS在步骤610中确定MS是否请求了带宽分配，而不分配任何其它带宽。此外，当许可管理子标首的扩展PBR的10个LSB为0时，BS从下一帧开始不分配带宽。

C.信令

图7是图示了根据本发明的在ertPS的上行链路调度中在MS和BS之间的信号流的图。

参考图7，在步骤701中，MS 740没有要传输到BS 750的数据，并因此停留在停用时间段。当在步骤703中生成传输数据时，在步骤705中，MS 740在CQICH上向BS 750传输请求带宽分配的码字，以用于数据传输。在步骤707中，BS 750确定MS 740需要支持最大速率的上行链路资源。然后，BS在步骤709中向MS 740分配与最大速率对应的上行链路资源。在步骤711中，MS使用所分配的上行链路资源向BS 750传输数据。BS 750在步骤713中周期性地分配上行链路资源。MS 740和BS 750重复步骤711和713，直到MS 740的数据速率改变为止。在步骤707中已经决定了BS所分配的周期性上行链路资源。

当MS 740在步骤715中要降低数据速率时，它在步骤717中向BS 750传输捎带确认有许可管理子标首的数据。该许可管理子标首包含指示降低后的所请求速率的信息。BS 750在步骤719中从许可管理子标首中识别出MS740要降低数据速率，并在步骤721中向MS 740分配与所请求的数据速率对应的上行链路资源。在步骤723中，MS 740使用所分配的上行链路资源传输数据。在步骤725中，BS 750为下一个数据分配相同的上行链路资源。如果维持数据速率，则MS 740和BS 750重复步骤723和725。在步骤719中已经决定了在这些步骤中分配给MS 740的上行链路资源。

当MS 740在步骤727中要增加数据速率时，它在步骤729中在CQICH上向BS 750传输用于请求带宽增加数据的码字。BS 750在步骤731中增加上行链路资源以支持最大速率，并在步骤733中将它们分配给MS 740。在步骤735中，MS 740使用所分配的上行链路资源传输数据。

如上所述，本发明针对一种在无线通信系统中、在ertPS的上行链路资源调度中、由MS根据数据速率改变而向BS请求分配所请求的上行链路资源的方法。为此目的，MS在增加其数据速率时向BS通知该速率增加。

如果MS没有数据要传输并因此转换到ertPS中的BS周期性地分配资源给MS的停用时间段，则BS不分配上行链路资源给MS，从而减少了资源分配的开销。因此，可能以别的方式被分配给处于停用时间段的MS的额外上行链路资源可有效地用于其它目的。

尽管已经结合本发明的优选实施例而示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而没有脱离有所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。