CN1925360B - 时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法，包括步骤：终端通过上行消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧，所述时隙处理能力信息至少包括：终端所能支持的各种时隙组合，所述各时隙组合均包括两个元素，分别为：扩频因子为1的时隙个数，以及扩频因子为2或4或8或16的时隙个数；网络侧根据收到的时隙处理能力信息及网络侧当前的资源状况选出满足下行发送速率要求的时隙组合，并根据选出的时隙组合为终端分配所需的无线资源；网络侧使用分配的无线资源为所述终端用户发送业务数据。利用本发明，可以使网络侧充分了解终端接收多个时隙的能力，并为终端分配合理的无线资源，最大限度地发挥终端的接收能力，提高系统整体性能。

Description

时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法 

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法。 

背景技术

目前，移动通信技术领域的发展趋势是TDMA(时分多址)、CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)技术的融合，以扬长避短。FDMA是采用频分的多址技术，业务信道在不同的频段分配给不同的用户；TDMA是采用时分的多址技术，业务信道在不同的时间段分配给不同的用户；CDMA是采用扩频的码分多址技术，所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的扩频码获得业务信道。也就是说，在使用TDD(时分双工)方式和CDMA技术的移动通信系统中，可以使用的无线信道资源是由频率、时隙和码道三者来决定的，一个频率上有若干个时隙，一个时隙上有若干个码道。 

例如，现有的TD-SCDMA(时隙-同步码分多址)系统即是一个集TDMA、CDMA、FDMA于一体的系统，其多址方式参见图1： 

系统在频域内可以划分为不同的频段(FDMA)，一个频域带宽内可以划分为不同的时隙(TDMA)，每个业务时隙又可以由扩频码(SF＝1、2、4、8、16)分为1～16个码道(CDMA)。 

在频率和时隙的数量都确定的情况下，可以使用的无线信道资源是由码道的个数和每个码道的扩频因子SF决定的。对于每个码道来说，扩频因子越大，则传输一个比特所需占用的时间越长，因此传输速率越低；而扩频因子越小，传输速率越高。每个码道的最大的扩频因子是16，最小的扩频因子是1。为了 支持相同的空中接口传输速率，在一个时隙中可以使用多个扩频因子较大的码道，也可以使用较少的扩频因子较小的码道。例如，在一个时隙中，16个扩频因子为16的码道的传输能力和1个扩频因子为1的码道的传输能力相同，在网络侧看来这两种分配方式没有区别，但这两种分配方式对终端接收能力的要求却是不同的。 

终端的接收能力取决于终端所使用的硬件的处理能力。对于终端来说，SF＝16和SF＝1在算法处理上可以是不同的：对于SF＝1的时隙，终端在接收下行数据时可以采用相对于SF＝16时较为简单的算法，也就是说，虽然16个扩频因子为16的码道和1个扩频因子为1的码道所能支持的空中接口速率相同，但是相对于前者，后者对终端接收能力的要求要低。 

在现有技术中，网络侧无法得知终端接收多个时隙的能力如何。通常，如果网络侧总是假定终端能够支持SF＝16的时隙，则在为该终端分配无线资源时就总是分配SF＝16的时隙。当所需的下行数据速率达到一定程度时，所分配的时隙个数就会超过终端的接收能力。这时，网络侧会误认为终端不能支持该速率的业务，而实际上，如果为该终端分配SF＝1的时隙，则终端是有可能支持该速率的。特别是在多载波的情况下，载波数量的增多使得系统可以支持更快的下行传输速率，终端接收的处理量也就更大。这时，SF＝16和SF＝1的时隙在算法复杂度上的差异对终端接收能力的影响也就越显著。如果网络侧还是按照SF＝16的时隙来分配无线资源的话，会使得网络侧在进行无线资源管理时无法根据终端的实际情况进行无线资源的分配，终端的能力无法得到最佳的发挥。 

发明内容

本发明的目的是提供一种时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法，以克服现有技术中网络侧无法根据终端的实际能力进行合理的无线资源 分配的缺点，最大限度地发挥终端的接收能力，提高系统整体性能。 

为此，本发明提供如下的技术方案： 

一种时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法，包括步骤： 

A、终端通过上行消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧，所述时隙处理能力信息至少包括：终端所能支持的各种时隙组合，所述各时隙组合均包括两个元素，分别为：扩频因子为1的时隙个数，以及扩频因子为2或4或8或16的时隙个数； 

B、网络侧根据收到的时隙处理能力信息取出终端所能支持的各种时隙组合，依次判断各时隙组合是否满足终端所需要的下载速率以及网络侧当前的资源状况是否满足该时隙组合的要求，如果都满足，则为终端分配满足该时隙组合要求的无线资源； 

C、网络侧使用分配的无线资源为所述终端用户发送业务数据。 

可选地，所述步骤A具体为： 

终端通过用户能力信息消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。 

所述步骤A包括： 

A1、在用户能力信息消息中增加终端所能支持的时隙处理能力信息； 

A2、当终端收到网络侧发送的询问终端接收能力的消息后，向网络侧回应包含该终端所能支持的时隙处理能力信息的用户能力信息消息。 

可选地，所述步骤A具体为： 

终端通过专有消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。 

所述步骤A包括： 

A1′、设定用户时隙处理能力消息，在该消息中包含该终端所能支持的时隙处理能力信息； 

A2′、当网络侧准备向终端发送下行业务数据前，向终端发送询问终端支 持时隙处理能力消息； 

A3′、终端收到网络侧发送的询问终端支持时隙处理能力消息后，向网络侧回应用户时隙处理能力消息。 

优选地，所述各种时隙组合是根据网络侧对无线资源分配时的难易程度进行排序的。 

所述上行消息包括： 

含有时隙处理能力信息的用户能力信息消息；或者 

用户时隙处理能力消息。 

所述方法进一步包括： 

当终端所能支持的各种时隙组合均不能满足下行发送速率要求时，根据网络当前可供选择的无线资源选出最接近该终端所需传送速率要求的时隙组合。 

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明在TDD码分多址移动通信系统中，通过终端上报一个包含时隙组合集的消息给网络侧，解决了网络侧无法知道终端对采用不同扩频因子的时隙中的数据的接收处理能力的问题，使网络侧能够获得更加完善的终端接收能力信息，并根据该信息对不同终端进行合理的无线资源分配，使终端能力得到较好的发挥，进而有效地提升系统的运行效率，尤其是对支持多载波HSDPA(高速下行分组接入)的终端来说，增强了系统支持高速率下行数据传输的能力。 

附图说明

图1是TD-SCDMA系统的多址方式示意图； 

图2是本发明方法的实现流程图； 

图3是本发明的一个应用实例的实现流程图。 

具体实施方式

本发明的核心在于在TDD码分多址移动通信系统中，由终端向网络侧上报一个包含时隙组合集的消息，该消息包括了终端能够同时支持的SF为1的时隙数和SF为16的时隙数的各种组合情况，反映了终端的接收能力。网络侧根据该信息通过逐个筛选的过程来为终端分配最合适的无线资源，使终端能力得到最好的发挥。 

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

参照图2，图2示出了本发明方法的实现流程，包括以下步骤： 

步骤201：网络侧向终端发送询问其接收能力的消息。 

在网络侧准备向终端发送下行业务数据前，发送一条询问终端接收能力的消息。根据应用需要，可以使用现有协议中的消息，也可以设定专用消息。 

步骤202：终端通过上行消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。所述时隙处理能力信息至少包括：终端所能支持的各种时隙组合。 

在该时隙组合集中，指明终端能够同时支持的时隙类型及个数，其中，时隙类型是指该时隙采用的扩频因子的不同类型，可以是1、2、4、8、16。 

比如，该终端可以同时支持20个SF＝8的时隙和9个SF＝1的时隙，也可以同时支持26个SF＝16的时隙，也可以同时支持5个SF＝16的时隙、5个SF＝2的时隙和10个SF＝1的时隙等多种时隙组合方式。根据实际需要，并考虑到实现的复杂度，可以设定固定格式来表示各种不同的组合方式，以便网络侧能够正确识别。 

为了便于网络侧对这些不同时隙组合方式的识别、过滤，以根据网络当前的资源状况选出最接近终端需要的传输速率的无线资源，可以对各种时隙组合按照网络侧对无线资源分配时的难易程度进行排序，以使网络侧根据该顺序依次对各组合进行过滤。当然，也可以按照其他方式进行排序，终端与网络侧约 定排序方式。网络侧收到这些时隙组合时，即可方便地对其中各项进行过滤。 

终端可以通过现有的用户能力信息消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧；也可以通过专有消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。对此将在后面详细描述。 

步骤203：网络侧根据收到的时隙处理能力信息为终端分配所需的无线资源。 

网络侧收到终端发送的包含其所能支持的时隙处理能力信息的上行消息后，从中取出终端所能支持的各种时隙组合，然后依次对各时隙组合进行过滤，根据网络当前的资源状况选出满足下行发送速率要求的时隙组合，并根据选出的时隙组合为该终端分配所需的无线资源。 

根据网络当时的资源状况，在终端上报的各种时隙组合中，有可能没有正好符合所需下行传送速率要求的组合，此时，网络侧可以根据当时可供选择的无线资源提供最接近终端需要的传送速率的无线资源。这样，对终端处理能力的影响不会很大，而且能够满足下行传输速率要求。 

步骤204：网络侧使用分配的无线资源为该终端用户传输业务数据。 

前面提到，终端可以通过现有的用户能力信息消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧；也可以通过专有消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧，下面对此进行详细说明。 

在现有技术中，网络侧在准备向终端发送下行业务数据的时候，首先会先发送一条询问终端接收能力的消息，终端在收到该消息后，会向网络侧回应用户能力信息消息，在该消息中包括了一些终端所能支持的通信能力信息。 

以支持HSDPA(高速下行分组接入)的TD-SCDMA(时隙-同步码分多址)系统为例，在UE CAPABILITY INFORMATION(用户能力信息)这条消息中有一个IE(信息单元)为UE radio access capability(用户无线接收能力)，还有一个IE为Physical channel capability(物理信道能力)。 

现有协议中物理信道能力信息单元格式如下表1所示： 

表1： 

信息单元名称	Need	Multi	类型和参考值	语义描述	版本
						下行物理信道能力信息单元
FDD下行物理信道能力	CH-fdd _req_s up
						＞接收DPCH/PDSCH码最大值	MP		整数	同时接收的DPCH/PDSCH码的最大个数
＞接收物理信道比特最大值	MP		整数	10ms时间间隔内接收的物理信道的最大比特数(DPCH，PDSCH，S-CCPCH)
						＞支持SF 512	MP		布尔值	真表示支持
＞支持PDSCH	MP		布尔值	真表示支持
						＞是否支持HS-PDSCH	可选				REL-5
＞＞支持					REL-5
						＞＞＞HS-DSCH物理层类型	MP		整数		REL-5
＞＞＞支持HS-DSCH信道估计的专用导频	MP		布尔值	真表示支持	REL-5
						＞＞＞同时接收SCCPCH，DPCH和HS-PDSCH	MP		布尔值	真表示支持。	REL-5
＞＞不支持				(no data)	REL-5
						＞同时接收SCCPCH和DPCH	MP		布尔值	真表示支持

[0058] 

＞同时接收SCCPCH，DPCH和PDSCH	CV-if_sim_rec_pdsch_sup		布尔值	真表示支持
						＞同时接收S-CCPCH RL最大值	CV-if_sim_rec		整数(1)	同时接收S-CCPCH无线链路的最大个数
＞支持信道估计的专用导频	MD		列举值(true)
						3.84 Mcps TDD下行物理信道能力	CH-3.84_Mcps_tdd_req_sup				NamechangedinREL-4
＞每帧的最大时隙数	MP		整数
						＞每帧物理信道的最大个数	MP		整数
＞最小SF	MP		整数
						＞支持PDSCH	MP		布尔值	真表示支持
＞是否支持HS-PDSCH	可选				REL-5
						＞＞支持					REL-5
＞＞＞HS-DSCH物理层类型	MP		整数		REL-5
						＞＞不支持				(no data)	REL-5
＞每时隙物理信道的最大个数	MP		整数
						1.28 Mcps TDD下行物理信道能力	CH-1.28_Mcps_tdd_req_sup				REL-4
＞每个子帧的最大时隙数	MP		整数		REL-4
						＞每个子帧物理信道的最大个数	MP		整数		REL-4
＞最小SF	MP		整数		REL-4

[0059] 

＞支持PDSCH	MP		布尔值	真表示支持	REL-4
						是否支持HS-PDSCH	可选				REL-5
＞＞支持					REL-5
						＞＞＞HS-DSCH物理层类型	MP		整数		REL-5
＞＞不支持				(no data)	REL-5
						＞每时隙物理信道的最大个数	MP		整数		REL-4
＞支持8PSK	MP		布尔值	真表示支持	REL-4
						上行物理信道能力信息单元
FDD上行物理信道能力	CH-fdd_req_sup
						＞10ms时间间隔内DPDCH发送的最大比特数	MP		整数
＞支持PCPCH	MP		布尔值	真表示支持
						3.84 Mcps TDD上行物理信道能力	CH-3.84_Mcps_tdd_req_sup				NamechangedinREL-4
＞每帧的最大时隙数	MP		整数
						＞每时隙物理信道的最大个数	MP		整数
＞最小SF	MP		整数
						＞支持PUSCH	MP		布尔值	真表示支持
1.28 Mcps TDD上行物理信道能力	CH-1.28_Mcps_tdd_req_sup				REL-4
						＞每子帧的最大时隙	MP		整数		REL-4

[0060] 

数
						＞每时隙物理信道的最大个数	MP		整数		REL-4
＞最小SF	MP		整数		REL-4
						＞支持PUSCH	MP		布尔值	真表示支持	REL-4
＞支持8PSK	MP		布尔值	真表示支持	REL-4

可以在该物理信息单元中增加一个IE，通过该IE表明终端所能支持的时隙处理能力，并通过用户能力信息消息发送给网络侧。 

比如，将该IE命名为“时隙组合集”，在该集合中指出若干个SF＝1和SF＝2，或4，或8，或16的组合，每个IE包括两个参数：一个称为“Number ofTimeslotsSupported for SF＝1”(支持SF＝1的时隙个数)；另一个称为“Number ofTimeslots Supported for SF≠1(支持SF≠1的时隙个数)”。以目前终端所能支持的载波的最大个数是6，而每个载波的时隙的最大个数是5，可以得出这两个参数的取值范围为0到30。 

增加后的IE如下表2所示： 

表2： 

IE名称	Need	Multi	类型和参考值	语义描述	版本
						1.28 Mcps TDD下行物理信道能力					REL-4
..............	.........	............	..............	.............	.........
						.＞是否支持HS-PDSCH	可选				REL-5
＞＞支持					REL-5

[0066] 

						..............	........	............	............	............	.........
＞＞＞SF＝1的时隙和SF≠1的时隙组合	必须	1 to<maxCom bination>		(note1)	REL-5
						＞＞＞＞SF≠1时支持的时隙数	必须		整数	(note2)	REL-5
＞＞＞＞SF＝1时支持的时隙数	必须		整数	(note2)	REL-5
						..............	........	...........	............	.............	.........

其中，maxCombination变量是指可能的最多组合的个数。 

另外，还可以通过设定专有消息，将终端所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。 

比如，设定用户时隙处理能力消息，在该消息中包含该终端所能支持的时隙处理能力信息，当网络侧准备向终端发送下行业务数据前，向终端发送询问终端支持时隙处理能力消息；终端收到网络侧发送的询问终端支持时隙处理能力消息后，向网络侧回应用户时隙处理能力消息，将终端所能支持的时隙处理能力告知网络侧。 

该消息中的终端所能支持的时隙处理能力信息字段也可以采用与上述相同的表示方式。 

例如，如果用圆括号表示：(可支持的SF≠1的时隙数，可支持的SF＝1的时隙数)，那么终端可以发送这样的组合给网络侧：{(25，0)，(20，7)，(10，20)}。 

在该例中终端发送了3个组合给网络侧，其中最大可支持的时隙数是30(第三种组合)，但是这个组合只支持10个SF≠1的时隙和20个SF＝1的时 隙，而在第一种组合中只能支持25个SF≠1的时隙。 

本技术领域人员知道，SF越大可以分配的最小资源单位就越小，这样对网络侧来说越利于灵活分配，而对终端来说，SF越大，算法的复杂度相对来说就越大，对接收能力的要求就越高。因此，在本发明中，可以根据网络侧方便的原则对时隙组合集中各个元素进行排序，即将网络侧最容易分配的组合排在前面。 

由上例可见，组合集中元素的排列顺序是容量小的在前面，容量大的在后面，而(25，0)却是网络侧最容易处理的情况，因为在这种情况下，网络侧可以自由的组合零散的无线资源(SF＝16是最小的资源单位)供终端使用。 

通过现有的用户能力信息消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧，网络侧根据该信息为该用户分配无线资源的流程如图3所示，包括以下步骤： 

步骤301：网络侧发送询问终端接收能力的消息。 

步骤302：终端通过用户能力信息消息将其所能支持的有M个元素的时隙组合集发送给网络侧。 

步骤303：设置变量K＝0，该变量表示终端支持的时隙组合集中各时隙组合的序号。 

步骤304：网络侧获取第K组时隙组合：M1＝支持SF＝1的时隙个数；Mn＝支持SF≠1的时隙个数。 

步骤305：判断第K组时隙组合是否满足终端需要的下载速率。 

如果满足终端需要的下载速率，则进到步骤306：进一步判断目前的可用无线资源是否满足Mn和M1组合的要求。 

如果满足Mn和M1组合的要求，则进到步骤307：为终端分配满足Mn和M1组合要求的无线资源。 

否则，进到步骤308：K＝K+1，即从时隙组合集中选取下一组时隙组合。 

如果第K组时隙组合不满足终端需要的下载速率，同样进到步骤308：K＝K+1，即从时隙组合集中选取下一组时隙组合。 

然后，进到步骤309：判断K是否等于M，也就是说是否对时隙组合集中各时隙组合都已进行了过滤。 

如果时隙组合集中还有可选的时隙组合，则返回步骤304：选取下一组时隙组合进行过滤。 

如果时隙组合集中已没有可选的时隙组合，则进到步骤310：根据当前可供选择的无线资源提供最接近终端需要下载速率的无线资源。 

目前，为了进一步满足上/下行数据业务不对称的需求，3GPP(第三代合作伙伴计划)在R5协议中引入了HSDPA(高速下行分组接入)技术，它很好地解决了系统覆盖与容量之间的矛盾，大大提升了系统容量，满足了用户的高速业务需求。HSDPA技术可用于承载多种类型的业务，不同业务QoS(服务质量)不同，对时延和吞吐量也有不同的要求，例如流业务通常对时延有比较严格的要求，而交互类和背景类对时延的要求相对比较宽松。通常，当多种业务并存时，流业务应具有较高的调度优先权。而且为了进一步提高下行传输速率，可以使用多载波传输下行数据。在这种情况下，利用本发明，使网络侧充分了解终端所能支持的下行接收能力，从而为网络侧进行无线资源管理时提供更加充足的信息，使网络侧能够进行有效的无线资源分配，进而可以大大提升系统的运行效率，增强系统支持高速下载的能力。 

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。 

Claims (8)

1.一种时分双工码分多址系统中终端无线资源分配的方法，其特征在于，包括步骤：

A、终端通过上行消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧，所述时隙处理能力信息至少包括：终端所能支持的各种时隙组合，所述各时隙组合均包括两个元素，分别为：扩频因子为1的时隙个数，以及扩频因子为2或4或8或16的时隙个数；

B、网络侧根据收到的时隙处理能力信息取出终端所能支持的各种时隙组合，依次判断各时隙组合是否满足终端所需要的下载速率以及网络侧当前的资源状况是否满足该时隙组合的要求，如果都满足，则为终端分配满足该时隙组合要求的无线资源；

C、网络侧使用分配的无线资源为所述终端用户发送业务数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

终端通过用户能力信息消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1、在用户能力信息消息中增加终端所能支持的时隙处理能力信息；

A2、当终端收到网络侧发送的询问终端接收能力的消息后，向网络侧回应包含该终端所能支持的时隙处理能力信息的用户能力信息消息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体为：

终端通过专有消息将其所能支持的时隙处理能力信息发送给网络侧。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1′、设定用户时隙处理能力消息，在该消息中包含该终端所能支持的时隙处理能力信息；

A2′、当网络侧准备向终端发送下行业务数据前，向终端发送询问终端支持时隙处理能力消息；

A3′、终端收到网络侧发送的询问终端支持时隙处理能力消息后，向网络侧回应用户时隙处理能力消息。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各种时隙组合是根据网络侧对无线资源分配时的难易程度进行排序的。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述上行消息包括：

含有时隙处理能力信息的用户能力信息消息；或者

用户时隙处理能力消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当终端所能支持的各种时隙组合均不能满足下行发送速率要求时，根据网络当前可供选择的无线资源选出最接近该终端所需传送速率要求的时隙组合。

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