专利名称：无线控制设备和无线传输定时确定方法
技术领域：
本发明涉及无线控制设备和无线传输定时确定方法，更具体地说，涉及供多址接 入方案之用的无线控制设备和无线传输定时确定方法，所述多址接入方案允许多个用户通 过共用单一的无线传输路径，同时进行通信。
背景技术：
允许多个用户通过共用单一的无线传输路径、同时进行通信的已知多址接入方案 包括码分多址接入(CDMA)、时分多址接入(TDMA)和频分多址接入(FDMA)。在专利文献1 中公开了 TDMA技术的一个例子。宽带CDMA (W-CDMA)是一种已知的用于第三代移动电话机 的多址接入方案。在其中多个信道共用相同频带的CDMA通信系统，比如W-CDMA蜂窝系统中，用信道 化代码识别在无线基站设备形成的小区中使用的各个信道，所述信道化代码是是具有良好 的代码间识别特性，即，具有良好正交性的代码序列。尽管信道化代码具有良好的识别特性，不过代码的数目有限。为了提高无线通信 速率，应缩短代码序列的长度。不过，缩短的信道化代码序列意味为每个单独的代码保留的 码空间会被大幅浪费。因此，实际要使用的信道化代码的数目已成为要被缩减的主题。为了解决该问题，第三代合作伙伴计划(3GPP)在W-CDMA蜂窝系统中加入部分专 用物理信道(F-DPCH)(非专利文献1)。在F-DPCH中，每个单独的无线时隙被时分成10个 短时隙。每个短时隙被分配给多个用户之一，所述多个用户被赋予单个信道化代码，以致最 多10位用户能够共用该单个信道化代码。不同于常规系统，F-DPCH防止一个代码被一位 用户占用。从而，能够高效地使用信道化代码。专利文献1 未经审查的日本专利申请公开No. 2-260929非专利文献1 :"3GPP TS 25.211 V 6.9.0”，[online]，2007 年 11 月，3rd Generation Partnership Project，[于 2008 年 1 月 23 日检索得至Ij ]，Internet <http:// www. 3gpp. org/ftp/Specs/2007-12/ Rel-6/25_series/25211-690. zip>
发明内容
如果使用上面说明的F-DPCH，那么无线控制设备可以使用固定规则来确定分配给 用户的短时隙的无线传输定时，而不存在重叠。不过，如果用固定规则确定无线传输定时， 那么无线基站设备用于与其小区中的每位用户通信的无线帧的无线传输定时很可能与另 一个无线基站设备用于与其小区中的每位用户通信的无线帧的无线传输定时重叠。这种情 况下，会发生无线干扰量的瞬间增大，导致无线质量的降低。为了解决上述问题，提出了本发明。本发明的目的是提供一种通过向使用相同信 道化代码的多个无线移动站分配不同的短时隙，并通过分散多个用户的无线帧的无线传输 定时，能够改善无线质量的无线控制设备和无线传输定时确定方法。按照本发明的一个方面，在其中每个无线时隙具有多个短时隙的CDMA通信系统中使用无线控制设备，所述无线控制设备通过向与无线基站设备连接并且使用单个信道化 代码的多个无线移动站分配不同的短时隙，以便与该无线基站设备通信，允许所述多个无 线移动站共用相同的无线时隙。所述无线控制设备包括保存分配给第一无线移动站和无线 基站设备之间的无线链路的短时隙的使用状态的短时隙存储装置；按照保存在短时隙存储 装置中的使用状态，为第二无线移动站和无线基站设备之间的无线链路选择未占用的短时 隙的短时隙选择装置；和按照短时隙选择装置选择的短时隙，随机确定用于第二无线移动 站和无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时，以致该定时不与用于第一无线移 动站和无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时重叠的传输定时确定装置。在这种结构中，短时隙选择装置向第二无线移动站和无线基站设备之间的无线链 路分配短时隙，该短时隙不同于由已与该无线基站设备连接的第一无线移动站使用的短时 隙。随后，传输定时确定装置根据短时隙选择装置为第二无线移动站选择的短时隙，随机确 定用于第二无线移动站和无线基站设备之间的无线链路的无线帧的无线传输定时，以致该 无线传输定时不与用于第一无线移动站和无线基站设备之间的无线链路的无线帧的无线 传输定时重叠。通过随机确定用于单个小区中的新的无线链路的无线帧的无线传输定时， 用于多个用户的无线帧的无线传输定时能够被分散在小区中。这降低了由无线基站设备和 小区中的无线移动站之间的无线链路使用的无线帧的无线传输定时与由另一个无线基站 设备和另一个小区中的无线移动站之间的无线链路使用的无线帧的无线传输定时重叠的 可能性。如上所述，能够提高信道化代码的使用效率和无线质量。可取的是传输定时确定装置确定无线帧的无线传输定时，以致借助为第二无线移 动站和无线基站设备之间的无线链路选择的短时隙，发送将在第二无线移动站和无线基站 设备之间交换的控制数据。换句话说，可取的是传输定时确定装置确定无线帧的无线传输定时，以致通过借 助由短时隙选择装置分配的短时隙，在第二无线移动站和无线基站设备之间的无线链路上 传送控制数据通信。通过为不同无线链路确定无线帧的不同无线传输定时，从而在取决于 无线链路的不同短时隙中传送控制数据。可取的是无线控制设备还包括为每个短时隙，保存用于确定无线帧的候选无线传 输定时的公式的无线传输定时存储装置，传输定时确定装置从无线传输定时存储装置获得 与短时隙选择装置为第二无线移动站和无线基站设备之间的无线链路选择的短时隙对应 的公式，并利用获得的公式，随机确定用于第二无线移动站和无线基站设备之间的通信的 无线帧的无线传输定时。与为新的无线链路选择的短时隙对应的公式的使用简化了随机确 定无线帧的无线传输定时的处理。可取的是所述公式包括一个变量，并且传输定时确定装置通过随机选择该变量的 一个候选值，确定用于第二无线移动站和无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定 时。随机选择变量的值简化了随机确定无线帧的无线传输定时的处理。按照本发明的另一方面，在其中每个无线时隙具有多个短时隙的CDMA通信系统 中使用无线传输定时确定方法，所述无线传输定时确定方法通过向与一个无线基站设备连 接并且使用单个信道化代码的多个无线移动站分配不同的短时隙，以便与该无线基站设备 通信，允许所述多个无线移动站共用相同的无线时隙。所述无线传输定时确定方法包括参 考被已与无线基站设备连接的第一无线移动站占用的短时隙的占用短时隙参考步骤；按照在占用短时隙参考步骤中的参考结果，为第二无线移动站和无线基站设备之间的无线链 路，从无线帧的所有短时隙中选择一个未占用的短时隙的短时隙选择步骤；和按照选择的 短时隙，随机确定用于第二无线移动站和无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定 时，以致该定时不与用于第一无线移动站和无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输 定时重叠的定时确定步骤。由于和上面关于按照本发明的无线控制设备说明的相同原因，按照本发明的无线 传输定时确定方法降低了由无线基站设备和小区中的无线移动站之间的无线链路使用的 无线帧的无线传输定时与由另一个无线基站设备和小区中的无线移动站之间的无线链路 使用的无线帧的无线传输定时重叠的可能性，降低了无线干扰的风险。因此，能够提高信道 化代码的使用效率和无线质量。
图IA是表示应用本发明的无线接入网络的结构例子的方框图。图IB是表示其中应用本发明的无线接入网络的无线控制设备向无线基站设备和 无线移动站发出指令的例子的示图。图2是表示在本发明的一个实施例中，短时隙、无线时隙和无线帧之间的关系的 示图。图3是表示在本发明的一个实施例中，单个无线时隙中的短时隙的内容的示图。图4A是表示在本发明的一个实施例中，向无线移动站分配无线帧的无线传输定 时的例子的示图。图4B是表示在本发明的一个实施例中，向无线移动站分配短时隙的例子的示图。图5是表示在本发明的一个实施例中，无线控制设备的结构的方框图。图6是表示在本发明的一个实施例中，保存在短时隙存储单元中的表格的示图。图7是表示在本发明的一个实施例中，保存在时隙_定时关联存储单元中的表格 的示图。
具体实施例方式下面参考附图，说明本发明的最佳方式之一。图IA表示应用本发明的代表性无线接入网络的结构的例子。无线基站设备200和201与无线控制设备100连接。无线控制设备100为无线基 站设备200和201确定、通知和管理分配给与无线基站设备200和201进行无线通信的多 个无线移动站300到304的短时隙和无线传输定时。为了简单起见，图IA只表示了两个无 线基站设备200和201，以及四个无线移动站300-304。实际上，无线接入网络具有数目更 多的无线基站设备和数目更多的无线移动站。本实施例使用W-CDMA，尤其是允许在相同小 区中使用相同的信道化代码的多个无线移动站共用每个无线时隙的技术，更具体地说，使 用F-DPCH的技术。在图IA中所示的例子中，假定与无线控制设备100连接的无线基站设备200被赋 予编号#1-1，无线移动站300被赋予编号#1。无线控制设备100向无线基站设备#1-1和无 线基站设备#1发出在传输定时T，借助短时隙t进行通信的指令。来自无线控制设备100的指令被发送给无线基站设备200，随后从无线基站设备200被发送给无线移动站300。如图IB中所示，无线基站设备200 (#1-1)和无线移动设备300 (#1)在所述指令中 规定的传输定时，并借助在所述指令中规定的短时隙进行通信。本实施例涉及使用F-DPCH 的W-CDMA下行链路通信。无线基站设备200 (#1-1)借助短时隙t，按照无线帧传输定时T 向无线移动站300 (#1)发送控制数据(比如传输功率控制命令)。无线移动站300 (#1)通 过使用短时隙t，按照无线帧接收定时T接收控制数据。图2表示短时隙、无线时隙和无线帧之间的关系。短时隙是通过把长度为2560码 片的单个无线时隙除以指定数字而获得的时隙。在W-CDMA中定义的F-DPCH中，单个无线时 隙具有10个短时隙，以致单个短时隙的长度为256码片。多个无线时隙构成单个无线帧。 在W-CDMA中，单个无线帧具有15个无线时隙(#1-#15)，以致单个无线帧的长度为38400码片。图3表示在无线时隙中发送的、短时隙中的数据的例子。在单个无线时隙中，在指 定的短时隙中把控制数据(比如传输功率控制命令)从无线基站设备发送给单个无线移 动站。在无线时隙的除该短时隙外的时段中，无线基站设备不向无线移动站发送控制数据 (图3中的“TxOFF”意味什么也不发送)，无线基站设备向使用和该无线移动站使用的信道 化代码一样的信道化代码的其它(最多到9个)无线移动站发送控制数据。这样，使用相 同信道化代码的多个(最多到10个)无线移动站在单个小区中共用无线时隙。图4A表示向无线移动站分配无线帧的无线传输定时的例子。如图4A中所示，无 线帧的不同无线传输定时被分配给使用相同的下行链路信道化代码的各个用户(无线移 动站)。图4B是图解说明向无线移动站分配短时隙的例子的示图。如图4B中所示，短时隙 被分配给使用相同的下行链路信道化代码的各个用户(无线移动站)。在本说明书中，无线 传输定时是指由无线基站设备(比如无线基站设备200)形成的小区的基准定时和无线帧 的开始定时(从而，一系列无线帧的开始定时)之间的时滞。如图4A中所示，单个无线帧具有无线时隙#1_#15。无线移动站(UE)#1按照无线 传输定时#1接收无线帧。无线移动站(UE)#2按照无线传输定时#2接收无线帧。后续的 无线移动站按照与无线移动站编号对应的定时接收无线传输帧，无线移动站(UE)#10按照 无线传输定时#10接收无线帧。如图4B中所示，每个无线时隙包括短时隙UE#1_UE#10。无线移动站(UE)#1在第 一短时隙中接收控制数据，在剩余的短时隙中不接收控制数据。无线移动站(UE)#2在第二 短时隙中接收控制数据，在剩余的短时隙中不接收控制数据。后续的无线移动站在对应的 后续短时隙中接收控制数据，如图4B中所示。每个无线移动站在下一个及后续无线时隙中 的、与在当前无线时隙中使用的排序相同的短时隙接收控制数据，不过图中未示出。例如， 无线移动站(UE)#1在下一个无线时隙中的第一短时隙中接收控制数据。这意味单个无线 移动站每隔2560码片(无线时隙的长度)接收控制数据。图5表示无线控制设备100的结构例子。无线控制设备100包括短时隙存储单元 101 (短时隙存储装置)，短时隙选择单元102 (短时隙选择装置)，定时确定单元103 (传输 定时确定装置)，和时隙_定时关联存储单元104 (无线传输定时存储装置)。短时隙存储单元101保存表示在相同小区中使用相同的下行链路信道化代码的 无线移动站是如何使用短时隙的使用状态表。短时隙选择单元102根据保存在短时隙存储单元101中的短时隙的使用状态，选择短时隙。定时确定单元103根据短时隙选择单元102 选择的短时隙，确定无线帧的传输定时。时隙_定时关联存储单元104保存短时隙和无线 帧的候选传输定时之间的关联。图6表示由短时隙存储单元101管理的短时隙的使用状态表的例子。短时隙存储 单元101保存与多个小区中的多个信道化代码对应的多个使用状态表。假定无线控制设备100向无线基站设备(比如无线基站设备200)和通过无线电 与无线基站连接的无线移动站之间的无线链路分配短时隙(例如，短时隙#5)。那么，在短 时隙存储单元101中，短时隙#5的使用状态从“未占用”更新为“占用”。从而，使用状态表 保存指示每个短时隙是否被任意无线链路用于一组的一个无线基站设备和与该无线基站 设备通信的一个无线移动站的信息。换句话说，使用状态表保存指示由已与无线基站设备 连接的无线移动站使用的短时隙的信息。当新近向无线基站设备(例如，无线基站设备200)和通过无线电与无线基站连接 的另一个(新的)无线移动站之间的新的无线链路分配短时隙时，短时隙选择单元102参 考(或查询)短时隙存储单元101，选择其使用状态被表示成“未占用”的短时隙之一。可 按照指定的顺序或者随机地进行这种选择。定时确定单元103随后按照选择的未占用的短时隙，确定将用于无线基站设备 (比如无线基站设备200)和另一个(新的)无线移动站之间新的无线链路中的通信的无 线帧的无线传输定时，以致该无线传输定时不会与用于无线基站设备(比如无线基站设备 200)和已与该设备连接的无线移动站之间的现有无线链路中的通信的无线帧的无线传输
定时重叠。定时确定单元103随机地确定用于已为其选择短时隙的另一个(新的)无线移动 站和无线基站设备(比如无线基站设备200)之间的通信的无线帧的无线传输定时，以致在 另一个无线移动站和另一个无线基站设备(比如无线基站设备201)之间的通信中造成的 干扰量被减小。可如下所述随机确定无线帧的无线传输定时。在第一步骤中，定时确定单元103参考短时隙和保存在候选无线传输定时管理表 中的候选无线传输定时之间的关系，所述候选无线传输定时管理表保存在时隙_定时关联 存储单元104中。图7表示由时隙-定时关联存储单元104管理的候选无线传输定时管理表。在图6和7中列举的短时隙编号(#1_#10)(它们是能够被短时隙选择单元102选 择的短时隙编号)基于上面提及的小区的基准定时，而不是基于无线帧的开始时刻。定时确定单元103参考候选无线传输定时管理表，并从该表中选择无线帧的候选 无线传输定时中的与如上所述选择的短时隙对应的一个候选无线传输定时。在图中所示的 例子中，每个候选无线传输定时用由包括变量α (整数)的数值公式表示的码片的数目指
7J\ ο定时确定单元103随后通过从可能的候选者(后面说明)中随机选择(确定)包 括在对应的候选无线传输定时中的变量α的值，确定无线帧的无线传输定时。通过使用 与为新的无线链路选择的短时隙对应的公式，和通过随机选择该公式的第一项中的变量α 的值，简化随机确定无线帧的无线传输定时的处理。在本实施例中，通过考虑W-CDMA中，小区的基准定时和无线帧的开始定时之间的时滞范围(0 38399码片)，规定图7中的候选无线传输定时管理表中的候选无线传输定 时。对F-DPCH来说，总共存在15个候选无线传输定时(变量α的候选值是整数0_14)。 如果α = 15，那么图7中的所有候选无线传输定时超过38399。如果α = 14，那么图7中 的所有候选无线传输定时降到38399之下。在图7中所示的公式中，第一项中的“256X10”表示每个无线时隙的长度，第二项 中的“256”表示每个短时隙的长度。在图7中列举的公式的第二项是“256Χ0”、“256Χ1”、 “256X2”、...和“256X9”。如果如上所述确定无线帧的无线传输定时，那么分配给新的无 线链路的无线帧的无线传输定时从和小区的基准定时相隔256与整数的乘积的时刻开始。 于是，如果定时确定单元103确定与短时隙选择单元102选择(分配)的短时隙对应的公式 中的变量α，从而确定无线帧的无线传输定时，那么短时隙选择单元102分配的短时隙变 得有效(通过利用由短时隙选择单元102分配的短时隙，在无线基站设备和新的无线移动 站之间的新的无线链路中实现控制数据通信)。换句话说，定时确定单元103确定无线帧的 无线传输定时，以致借助为新的无线移动站和无线基站设备之间的新的无线链路选择的短 时隙，发送将在新的无线移动站和无线基站设备之间交换的控制数据。为不同的无线链路 确定无线帧的不同无线传输定时，从而，在取决于无线链路的不同短时隙中发送控制数据。 无线控制设备100对每个小区的每个信道化代码执行上面说明的操作。这样，多个无线移 动站能够共用无线时隙。根据上面的说明将明白，短时隙选择单元102向新的无线移动站和无线基站设备 之间的无线链路分配和已与无线基站设备连接的无线移动站使用的短时隙不同的短时隙。 随后，定时确定单元103按照短时隙选择单元102为新的无线移动站选择的短时隙，为新的 无线移动站和无线基站设备之间的无线链路随机确定无线帧的无线传输定时，以致无线传 输定时不会与用于无线基站设备和已与该无线基站设备连接的任何其它无线移动站之间 的任何现有无线链路的无线帧的无线传输定时重叠。通过为单个小区中的新的无线链路随 机确定无线帧的无线传输定时，如上所述，用于多位用户的无线帧的无线传输定时可分布 在小区中。这降低了由无线基站设备(例如无线基站设备200)和小区(无线基站设备200 的小区)中的无线移动站之间的无线链路使用的无线帧的无线传输定时，与由任何其它无 线基站设备(例如无线基站设备201)和小区(比如无线基站设备201的小区)中的无线 移动站之间的其它无线链路使用的无线帧的无线传输定时重叠的可能性，降低了无线干扰 的风险。因此，能够提高信道化代码的使用效率和无线质量。除了上面说明的实施例外，许多修改也是可能的。基于在权利要求中描述的技术 思想的修改落在本发明的范围之内。例如，上面说明的实施例涉及在W-CDMA下行链路通信中使用F-DPCH的技术，不过 本发明并不局限于该实施例。本发明可应用于允许在单一小区中使用相同的信道化代码的 多个无线移动站共用相同无线时隙的另一种技术。本发明也可应用于上行链路通信。如果 本发明被应用于上行链路通信，那么由无线基站设备(比如无线基站设备200)和小区(无 线基站设备200的小区)中的无线移动站之间的上行链路使用的无线帧的无线传输定时， 和由任何其它无线基站设备(比如无线基站设备201)和小区(比如无线基站设备201的 小区)中的无线移动站之间的其它上行链路使用的无线帧的无线传输定时重叠的可能性 被降低，无线干扰的风险被降低。
权利要求
一种在每个无线时隙具有多个短时隙的CDMA通信系统中使用的无线控制设备，所述无线控制设备通过向与无线基站设备连接并且使用单个信道化代码的多个无线移动站分配不同的短时隙以便与该无线基站设备通信，允许所述多个无线移动站共用同一无线时隙，所述无线控制设备包括短时隙存储装置，用于保存分配给第一无线移动站和所述无线基站设备之间的无线链路的短时隙的使用状态；短时隙选择装置，用于按照保存在所述短时隙存储装置中的使用状态，为第二无线移动站和所述无线基站设备之间的无线链路选择未占用的短时隙；和传输定时确定装置，用于按照由所述短时隙选择装置选择的短时隙，随机确定用于所述第二无线移动站和所述无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时，以致该定时不与用于所述第一无线移动站和所述无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时重叠。
2.按照权利要求1所述的无线控制设备，其中所述传输定时确定装置确定无线帧的无 线传输定时，以致借助为所述第二无线移动站和所述无线基站设备之间的无线链路选择的 短时隙，发送要在所述第二无线移动站和所述无线基站设备之间交换的控制数据。
3.按照权利要求1或2所述的无线控制设备，还包括无线传输定时存储装置，用于为每个短时隙保存用于确定无线帧的候选无线传输定时 的公式；其中所述传输定时确定装置从所述无线传输定时存储装置获得与由所述短时隙选择 装置为所述第二无线移动站和所述无线基站设备之间的无线链路选择的短时隙对应的公 式，并利用所获得的公式，随机确定用于所述第二无线移动站和所述无线基站设备之间的 通信的无线帧的无线传输定时。
4.按照权利要求3所述的无线控制设备，其中所述公式包括变量，并且所述传输定时 确定装置通过随机选择该变量的一个候选值，确定用于所述第二无线移动站和所述无线基 站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时。
5.一种在每个无线时隙具有多个短时隙的CDMA通信系统中使用的无线传输定时确定 方法，所述无线传输定时确定方法通过向与无线基站设备连接并且使用单个信道化代码的 多个无线移动站分配不同的短时隙以便与该无线基站设备通信，允许所述多个无线移动站 共用同一无线时隙，所述无线传输定时确定方法包括占用短时隙参考步骤，用于参考被已与所述无线基站设备连接的第一无线移动站占用 的短时隙；短时隙选择步骤，用于按照在所述占用短时隙参考步骤中的参考结果，为第二无线移 动站和所述无线基站设备之间的无线链路从无线帧的所有短时隙中选择未占用的短时隙； 和定时确定步骤，用于按照所选择的短时隙，随机确定用于所述第二无线移动站和所述 无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时，以致该定时不与用于所述第一无线移 动站和所述无线基站设备之间的通信的无线帧的无线传输定时重叠。
全文摘要
在每个无线时隙具有多个短时隙的CDMA通信系统中，无线控制设备通过向其小区中的多个移动站分配不同的短时隙，允许使用单个信道化代码与无线基站设备通信的多个移动站共用相同的无线时隙。无线控制设备包括保存已分配的短时隙的使用状态的短时隙存储单元；按照使用状态，为新的移动站和无线基站设备之间的新的无线链路选择一个未占用的短时隙的短时隙选择单元；和按照选择的短时隙，随机确定用于新的无线链路中的通信的无线帧的无线传输定时，以致该定时不与被现有链路使用的无线传输定时重叠的传输定时确定单元。
文档编号H04J13/00GK101926208SQ20098010298
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月24日
发明者细野博之 申请人:株式会社Ntt都科摩