用于共享信道上的上行链路调度的装置和方法

专利名称：用于共享信道上的上行链路调度的装置和方法
技术领域：
本公开总的涉及在通信信道上的服务质量，尤其涉及用于调度上 行链路数据传输以保持服务质量需求的方法和装置。
背景技术：
诸如分组数据通信系统的无线通信系统可以利用共享信道，其中 网络基于请求资源的移动站的数量、移动站的信道条件、以及移动站
请求资源要进行的服务，来向移动站分配(allocate)资源以用于上行 链路传输。
移动站将关于每一个无线电承载或者一组无线电承载的缓冲状态 的信息发射到网络。典型地，每一个由移动站使用的服务都被映射到 一个无线电承载。每一个服务，从而每一个无线电承载，都与优先级 相关联。为了使信令开销量为最小，优选地，让移动站指示所有无线 电承载上其缓冲器中的数据量，并且指示例如具有等待被发送的数据 的最高优先级的无线电承载。这允许网络使用一定的公平程度来指派 (assign)资源。
然而，因为网络不具有关于每一个无线电承载的绝对最新信息， 典型地，网络将向移动站指派资源，这些资源可用于从许多无线电承 载发射数据。该机制带来的问题是，网络无法控制移动站对资源的精 确使用。
例如，移动站在缓冲器中具有用于无线电承载(RB) #1、 2、 3和 4的数据，其中序列号也指示该数据的优先级。例如，RB弁4可以指示 最低优先级数据，而RB弁1可以指示最高优先级数据。然而，如果另一个移动站具有在更高优先级队列中缓存的数据， 则该网络应当不允许前一个移动站从RI^4发送数据，因为其非常低的 数据优先级。而是，网络优选地为具有最高优先级数据的移动站分配 资源。
另一方面，当高优先级数据被其他移动站缓冲时，防止移动站发
射低优先级数据可能造成"饥饿(starvation)"效应，其中低优先级 数据被不确定地排队或者另外在过度的时间量被排队。
第三代合作伙伴项目技术标准，3GPP TS 25.309，描述了适用于 共享上行链路信道的过程，该共享上行链路信道为用于UMTS网络的 增强专用信道(E-DCH)。根据该标准，移动站可以发送在缓冲器中 具有数据的最高优先级逻辑信道的标识，以及所有无线电承载上其缓 冲器中的数据总量。因为该上行链路被设计为同步混合自动重复请求 (HARQ)信道，然后只要没有超过所指派的资源，该移动站可从它所 有的无线电承载选择数据。
在增强上行链路中，当在映射到与未被调度的传输相对的已调度 的传输的无线电承载中发射数据所需要的时间超过了快乐位(Happy bit)延迟条件时，该移动站发送"快乐位"。该过程被应用到所有的 使用调度准许的无线电承载。不幸地是，还不能区分具有不同优先级 的无线电承载。
因而，需要一种装置和方法，用来在避免低优先级数据的饥饿状 态的同时，限制移动站对用于数据传输的资源准许的使用。


图1为无线分组通信网络的框图，其中移动站可以缓存各种优先 级的数据。图2为移动站传输缓冲器的框图，其中各种优先级的数据被缓存 和/或排队。
图3为根据各个实施例的移动站和基站的体系结构的示图。 图4为根据各个实施例的移动站的框图。
图5为示出根据各个实施例的、网络控制器或基站以及移动站的
基本操作的消息流程图。 具体实施例
在各个实施例中，在资源被准许时，网络指示移动站可发送数据 的最低优先级服务或最低优先级无线电承载。因而，加强了公平策略， 并且防止移动站从非常低优先级的无线电承载发射数据，除非被网络 明确地允许。
进一步地在各个实施例中，网络避免低优先级数据的饥饿，也就 是，低优先级数据被移动站缓存和排队。在这样的实施例中，网络可
以为移动站配置计时器。该计时器在准许时补偿(offset)网络提供的 数据优先级最小值指示。如果该计时器期满，移动站可以不管优先级 基底(priority floor)指示而从最低优先级缓冲器发射数据。
在某些替换实施例中， 一旦计时器期满，移动站可以向网络提供 关于其具有未决的用于传输的缓存数据的指示。与在标准中被指定用 于E-DCH的"快乐位"指示符不同，各个基于移动站指示的实施例被 网络配置触发，以及以另外方式基于网络配置。
当第一协议数据单元(PDU)到达用于最低优先级服务的缓冲器、 或者最低优先级无线电承载、或者一组无线电承载时，移动站可以启 动计时器。当移动站基于例如期望数据速率从队列中发射至少一个 PDU或者某一最小数量的PDU时，该计时器可以被重置。
因而，在各个实施例中，通过明确地指示被准许使用的优先级基底，网络确保移动站不会从具有非常低的优先级的缓冲器中发送数据， 尤其在其他移动站正等待发射更高优先级数据时。尤为重要的是，在 同步传输的情况下，因为在这种情况下允许移动站重发一定的次数， 而这会导致在上行链路上不期望的业务负载。通过使用由网络设置的 各个实施例的计时功能，移动站可以避免低优先级数据的饥饿，也就 是，避免在低优先级数据被发射之前不确定地等待或者另外等待过度 的时间段。
现在转过来看附图，其中相同附图标记代表了相同的组件。图1 示出了通信网络100，其具有诸如基站103的各个基站，并且其中每一 个基站都具有相应的覆盖区域。总的来说，基站覆盖区域可以重叠， 并且整体上形成全面的网络覆盖区域。根据技术，基站可以被称为其
他名称，诸如基站收发信台(BTS)、"节点B (NodeB)"以及接入 节点(AN)。网络覆盖区域可以包括多个基站覆盖区域，其可形成邻 近的无线电覆盖区域。然而，不需要具有邻近的无线电覆盖，因此， 替换地，网络覆盖区域可以是分布式的。
另外，每一个覆盖区域可以服务许多移动站。根据技术，移动站 也可以被称为接入终端(AT)、用户设备(UE)或者其他术语。多个 基站103经由回传连接被连接到基站控制器101。基站控制器101和基 站形成无线电接入网络(RAN)。整个网络可以包括任意数量的基站 控制器，每个基站控制器控制多个基站。注意，替换地，基站控制器 101可被实现为在基站103间的分布式功能。不管特定的实施方式如何， 基站控制器101包括用于分组化通信的各种模块，诸如分组调度器、 分组分段以及重新组装等等，还包括用于将合适的无线电资源指派给 各个移动站的模块。
基站103可以经由任意数量的标准空中接口和使用任意数量的调 制和编码方案来与移动站进行通信。例如，可以使用通用移动通信系 统(UMTS)、演进UMTS (E-UMTS)陆地无线接入(E-UTRA)或者CDMA2000。另外，E-UMTS可以使用正交频分复用(OFDM)， 并且CDMA2000可以使用诸如Walsh码的正交扩频码。半正交扩频码 也可以被用于在空中接口上获得额外的信道化。另外，网络可以为演 进高速分组(E-HRPD)网络。各个实施例可以使用任何合适的无线接 □。
在某些实施例中，可以将移动站分组，并且对于每一个移动站组， 基站控制器101或者基站103的调度功能可以用来指派将由该组中的 移动站共享的时间频率资源的集合。可以使用控制信道从基站103向 移动站通告共享资源集合和排序模式的指示。另外，可以在与共享资 源集合的开始帧有着预定义关系的任何帧内发射控制信道。共享资源 集合可以在控制信道被发射的同一帧内开始、可以相对于控制信道被 发射的帧具有固定开始点、或者可以在控制信道中被明确通告。在任 何情况下，各个实施例将使用用于向移动站分配资源的准许消息，并 且使用指示最小数据优先级的调度消息。
在各个实施例中，移动站将使用无线电承载来发射协议数据单元 (PDU)，其中无线电承载可以被映射到预定义服务集合。因而移动 站可以同时使用多种服务，并且因此可以缓存用于传输的数据，其中 该数据具有各种优先级。因而，某些移动站105仅具有被缓存并等待 被发射的高优先级数据，而另一些移动站107仅具有等待传输的低优 先级数据。另外，某些移动站109可以具有高低优先级数据的混合。
图2示出了移动站200，其经由无线接口 205与无线网络203通 信，在某些实施例中，该无线接口包括专用信道或者增强的专用信道。 移动站200具有存储器，其包括缓存数据201，该数据进一步包括与各 种服务和/或无线电承载相关的PDU207的集合。如上所述，在各个实 施例中，特定服务可以被映射到特定的无线电承载。
在图2的示例中，示出了具有高和低优先级数据的混合的移动站，诸如在图1中的移动站109。在图2中，示出了，第一PDU集合被缓
存为具有第一或者高优先级并且对应于第一无线电承载，也就是说优
先级#1数据被映射为无线电承载#1 209。类似地，示出了，第二PDU 集合被缓存为具有第二级别优先级，并且对应于第二无线电承载，也 就是说，优先级#2数据被映射到无线电承载#2 211。
在图2的示例中，没有缓存等级3的数据，因而没有存储映射到 无线电承载#3 213的优先级#3数据。也在图2中，数据针对映射到无 线电承载#4 215的优先级#4而被缓存。因而应该理解，具有任何混合 优先级的数据可以被储存，其中任何特定优先级可以参照图2所示被 映射到特定无线电承载。假定被准许的资源集合，移动站200将发射 其最高优先级数据209，再发射较低优先级数据211，并且最后发射最 低优先级数据215。
简单回到图1，如果仅仅具有低优先级数据的一组移动站，即移 动站107，被准许了资源，所述移动站将利用较高优先级移动站需要的 资源来发射低优先级数据，也就是说，具有高优先级数据的移动站105 被排队。
现在转向图3，其示出了根据各个实施例的移动站300和基站301 的体系结构。移动站300包括具有VoIP应用305、联网层307、无线 电链路控制器(RLC) 309、媒体访问控制器(MAC) 311以及物理层 (PHY)313的栈。另夕卜，移动站300具有HARQ组件315，其可以是 单独的或者可以被集成到任何其他组件/层中。移动站301的HARQ组 件315可以接收用于确定用于发射或接收数据的资源分配的消息。移 动站可以在物理层313上向基站发射各种消息以及从其接收各种消息。
根据实施例，移动站300具有一个数据缓冲器或多个数据缓冲器 304，用来存储与服务、无线电承载和/或优先级有关的数据。另外，移 动站300具有数据计时器303，在某些实施例中，该时间由网络决定，并在控制消息中被发送给移动站300。数据计时器303被用来确定低 优先级数据，在某些实施例中具体是低于预定优先级最小值的数据，
被储存在数据缓存304中的时间长度。如果低优先级数据被储存的时 间长于数据计时器303，那么可以由移动站300在准许的资源上发射低 优先级数据。
类似于移动站300，基站301具有VoIP应用317、联网层319、 RLC321、 MAC 323以及PHY 325。然而，在某些实施例中，基站301 另外可以具有HARQ调度组件327。基站301的HARQ调度组件327 可以发送各种消息到移动站，来指示它们的用于发射或接收数据的资 源分配。另夕卜，在某些实施例中，HARQ调度组件327可以定义HARQ 次组。
一些实施例的基站还包括数据优先级次序区分模块302。该数据 优先级次数区分模块302可以如所示为单独模块，或者可以集成到诸 如HARQ调度组件327的各种其他模块中。另外，如图3所示的模块 可以被分布在基站和网络控制器之间，例如图1的所示的网络控制器 101和基站103之间。
回到图3，数据优先级次序区分模块302确定移动站可以通过被 准许的资源来发射数据的最小数据优先级等级。最小优先级等级是动 态的，并且可以由各种网络条件，例如吞吐量、延迟等，来确定，并 且在某些实施例中可以经由调度消息被传送到移动站。
根据某些实施例，数据优先级次序区分模块302可以进一步确定 时间-即移动站(或者在一些情况下为一组移动站)在该时间不可以发 射低优先级数据，但在该时间之后，可以发射低优先级数据。基于以 上讨论的关于优先级最小值的网络条件，计时信息也可以是动态的。 该计时信息可以经由控制消息被传送到移动站。图4示出了根据某些实施例的移动站的主要组件的框图。移动站
400包括用户接口 401、至少一个处理器403以及至少一个存储器405。 存储器405具有足够的贮存装置用于移动站操作系统407、应用409以 及通用文件存储411。移动站400的用户接口 401可以是包括而不限于 键盘、触摸屏、语音激活命令输入以及回转仪光标控制的用户接口的 组合。移动站400具有图形显示器413，其也可以具有专用的处理器和 /或存储器、驱动器等，这些并没有在图4中示出。
应该理解，图4仅是出于示例性目的，并且用于示出根据本公开 的移动站的主要组件，并且其并不是作为移动站之间所需的各种组件 和连接的完整示意图。因此，移动站可以包括在图4中未示出的各种 其他的组件，并且其也在本公开的范围内。
回到图4，移动站400还可以包括许多收发器，诸如收发器415 和417。收发器415和417可以用来使用各种标准与各种无线网络进行 通信，这些标准诸如但不限于UMTS、 E-UMTS、 E-HRPD、 CDMA2000、 802.11、 802.16等。
存储器405仅是出于示例性目的，其可以以各种方式被配置，并 且仍然落入本公开的范围内。例如，存储器405可以包含每个都与处 理器403耦合的若干元件。另外，单独的处理器和存储器元件可以专 用于特定任务，诸如在图形显示器上呈现图形图像。在任何情况下， 存储器405将至少具有为移动站400的操作系统407、应用409以及通 用文件存储411提供存储的功能。如图3所示，在某些实施例中，应 用409可以包括用于与基站内的栈进行通信的软件栈。在各个实施例 中，文件存储411可以包括用于在传输之前存储各种优先级等级的数 据的数据缓冲器421 。
同样在各个实施例中，应用419可以包括数据计时器409，用于 确定可以何时通过被准许的资源来发射存储在数据缓冲器421中的低优先级数据。
图5概述了根据各个实施例的网络控制器或基站以及移动站的操
作。网络控制器或基站502分配资源并指示最小优先级等级，当低于 该等级时，移动站不应当经由消息收发503来发射数据。在某些实施 例中，消息收发503可以是调度消息。
网络控制器或基站502也传送数据计时器设置，用来经由消息收 发505对次最小优先级数据进行计时。在某些实施例中，消息收发505 可以为控制消息。移动站501通过设置数据计时器507和保持优先级 低于指定最小值的数据来进行响应。在计时器超时之前，如果其优先 级等级高于特定最小值，则移动站501可以经由509在被准许的资源 上发射数据。
在计时器期满之后，移动站501可以经由传输511发射其低优先 级数据，或者高低优先级数据的组合。
移动站可以在其被缓存的数据用尽后发射低优先级数据，或者在 某些实施例中移动站仅发射一定百分比的数据。在这样的实施例中， 在计时器期满后，网络也可以指定将被发射的数据的百分比。该百分 比可以经由消息收发505被传送给移动站，该消息收发505可以为如 上所述的控制消息。
在随后的消息505期间，计时器功能可以被动态更新。同样地， 在随后的调度消息503中，数据优先级可以被提高或者降低。可选地， 在某些实施例中，移动站可以在低优先级数据传输百分比满足后重置 计时器，该百分比也在消息收发505中被指定。
尽管已经示出和描述了各个实施例，但应该理解，本发明不限于 此。在不脱离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对于本领域技术人员来说，各种修改、改变、变化、替代和等同物都 是可行的。
权利要求
1. 一种操作网络基础结构实体的方法，所述方法包括设置最小数据优先级；以及连同资源分配一起将所述最小数据优先级发送给移动站。
2. 如权利要求l所述的方法，进一步包括设置时间限制，在所述时间限制期间所述移动站能够缓存优先级 低于所述最小数据优先级的数据；以及在控制消息中将所述时间限制发送给所述移动站。
3. 如权利要求l所述的方法，其中连同资源分配一起将所述最小 数据优先级发送给移动站进一步包括发送调度消息。
4. 如权利要求l所述的方法，进一步包括将数据优先级集合映射到无线电承载集合，所述无线电承载集合 中的所述无线电承载的每一个对应于所述数据优先级集合的数据优先 级。
5. —种在移动站中的方法，所述方法包括对具有第一优先级的第一数据集合以及具有低于所述第一优先级的第二优先级的第二数据集合进行缓存；接收用于发射所述第一数据集合和所述第二数据集合的资源分配；接收优先级最小值，低于该优先级最小值时数据不应当被发射； 确定所述第二数据集合的优先级是高于还是低于所述优先级最小 值；以及如果所述第二优先级等于或者高于所述优先级最小值，则使用所 述资源分配发射所述第二数据集合，以及，如果所述第二优先级低于 所述优先级最小值，则保持所述第二数据集合，以及继续对优先级低于所述优先级最小值的数据进行缓存。
6. 如权利要求5所述的方法，进一步包括接收时间设置，在所述时间设置期间优先级低于所述优先级最小 值的数据不应当被发射；根据所述时间设置来设置计时器；如果所述第二优先级低于所述优先级最小值，则保持所述第二数 据集合，以及如果所述计时器未期满，则在所述计时器运行期间，继 续对优先级低于所述优先级最小值的数据进行缓存；以及在所述计时器期满之后发射所述第二数据集合。
7. 如权利要求5所述的方法，其中接收优先级最小值，低于该优先级最小值时数据不应当被发射，进一步包括接收具有所述优先级最 小值的调度消息。
8. 如权利要求6所述的方法，其中接收时间设置，在该时间设置 期间优先级低于所述优先级最小值的数据不应当被发射，进一步包括 接收具有所述时间设置的控伟ij消息。
9. 如权利要求6所述的方法，进一步包括接收数据百分比，该数 据百分比指示通过所述缓存而储存的数据的百分比，所述数据具有低 于所述优先级最小值的优先级，用于在所述计时器期满之后进行传输。
10. —种移动站，包括 至少一个收发器；耦合到所述收发器的至少一个处理器； 所述收发器和所述处理器被配置为对具有第一优先级的第一数据集合以及具有低于所述第一优先级的第二优先级的第二数据集合进行缓存；接收用于发射所述第一数据集合和所述第二数据集合的资源分配；接收优先级最小值，低于该优先级最小值时数据不应当被发射；确定所述第二数据集合的优先级是高于还是低于所述优先级 最小值；以及如果所述第二优先级等于或者高于所述优先级最小值，则使 用所述资源分配发射所述第二数据集合，以及，如果所述第二优先级 低于所述优先级最小值，则保持所述第二数据集合，以及继续对优先 级低于所述优先级最小值的数据进行缓存。
11. 如权利要求IO所述的移动站，其中所述收发器和所述处理器 被进一步配置为接收时间设置，在所述时间设置期间优先级低于所述优先级最小 值的数据不应当被发射；根据所述时间设置来设置计时器；如果所述第二优先级低于所述优先级最小值，则保持所述第二数 据集合，以及如果所述计时器未期满，则在所述计时器运行期间，继 续对优先级低于所述优先级最小值的数据进行缓存；以及在所述计时器期满之后发射所述第二数据集合。
12. 如权利要求IO所述的移动站，其中所述收发器和所述处理器 被进一步配置为通过接收具有所述优先级最小值的调度消息，来接 收所述优先级最小值，低于所述优先级最小值时数据不应当被发射。
13. 如权利要求ll所述的移动站，其中所述收发器和所述处理器 被进一步配置为通过接收具有所述时间设置的控制消息，来接收所 述时间设置，在所述时间设置期间优先级低于所述优先级最小值的数 据不应当被发射。
14. 如权利要求ll所述的移动站，其中所述收发器和所述处理器被进一步配置为接收数据百分比，该数据百分比指示通过所述缓存 而储存的数据的百分比，所述数据具有低于所述优先级最小值的优先 级，用于在所述计时器期满之后进行传输。
15. —种基站，包括 收发器；与所述收发器耦合的处理器，所述收发器和所述处理器被配置为 设置最小数据优先级；以及连同资源分配一起将所述最小数据优先级发射给移动站。
16. 如权利要求15所述的基站，其中所述收发器和所述处理器被 进一步配置为设置时间限制，在所述时间限制期间所述移动站在数据缓冲器中 对优先级低于所述最小数据优先级的数据进行缓存；以及 在控制消息中将所述时间限制发射给所述移动站。
17. 如权利要求15所述的基站，其中所述收发器和所述处理器被 进一步配置为通过发送调度消息，连同资源分配一起将所述最小数 据优先级发送给所述移动站。
18. 如权利要求16所述的基站，其中所述收发器和所述处理器被 进一步配置为将数据优先级集合映射到无线电承载集合，所述无线电承载集合 中的所述无线电承载的每一个对应于所述数据优先级集合的数据优先 级，所述无线电承载集合进一步对应于所述资源分配。
19. 如权利要求16所述的基站，其中所述收发器和所述处理器被 进一步配置为发送数据百分比，该数据百分比指示通过所述缓冲器而储存的数 据的百分比，所述数据具有低于所述优先级最小值的优先级，用于在所述计时器期满之后进行传输。
20.如权利要求15所述的基站，其中所述数据为多个协议数据单元。
全文摘要
网络控制器或基站(502)分配资源并指示最小优先级等级，低于该最小优先级等级，移动站不可以经由消息收发(503)发射数据。在某些实施例中，消息收发(503)可以为调度消息。网络控制器或基站(502)也经由消息收发(505)传送用于对次最小优先级数据进行计时的数据计时器设置。在某些实施例中，消息收发(505)可以为控制消息。移动站(501)通过设置数据计时器(507)和保持优先级低于指定最小值的数据来进行响应。在计时器超时之前，如果其优先级等级高于指定的最小值，则移动站(501)可以经由(509)在被准许的资源上发射数据。在计时器期满之后，移动站(501)可以发射其低优先级数据或者高低优先级数据的组合(511)。
文档编号H04W72/12GK101523830SQ200780037744
公开日2009年9月2日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年10月9日
发明者帕德马贾·普查, 拉维·库奇波特拉 申请人:摩托罗拉公司