专利名称：用于在无线通信网络中通信的移动站和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及在无线通信网络中的资源分配方案。
背景技术：
贯穿无线通信网络的发展，也包括移动和自组织(ad-hoc)通信网络的发展，向使用无线电链路的用户有效分配无线电资源的问题已经成为不同的优化方案的主题。在这样 的优化方案中相关的参数是用户吞吐量、延迟时间和无线电资源分配的公平。通常，不同的优化方案致力于最大化这些参数之一，因为它们存在冲突。在无线通信网络中向用户分配无线电资源中执行的信令通常由MAC (媒体接入控制)层控制，其负责管理不同用户间对无线电链路的访问。两个常用的传统UL MAC (上行链路媒体接入控制)协议原则是对无线电信道调度的接入和基于竞争的接入。使用基于竞争的UL MAC协议的好处是在一有数据需要发送时任何用户就能够开始传输。该特性给予基于竞争的UL MAC协议当负载低时(以及因此来自两个或更多用户的传输冲突的风险低)具有低延迟的优点。基于竞争的MAC协议的一个重要缺点是冲突，即当小区或覆盖区域内的两个或更多用户同时开始向同一个用户传输数据时。基于竞争的协议的例子是Aloha、分隙Aloha、CSMA (载波检测多址)、CSMA-⑶(带冲突检测的载波检测多址)、S-MAC (传感器媒体接入控制)、T-MAC (超时媒体接入控制)。然而，当负载高时，调度的MAC协议，例如TDMA (时分多址)、TRAMA (业务自适应媒体接入)或者FLAMA (流意识媒体接入框架)在延迟、系统吞吐量和冲突概率方面都表现地更好。UL MAC协议经常利用基于竞争的和被调度的资源。通常，用户在基于竞争的信道上传输调度请求消息然后为他们分配用于数据传输的被调度资源。一个这样的 MAC 协议在 Dahlman, E.等 “A Framework for Future Radio Acess”(用于未来无线电接入的框架冲被建议，其致力于在WINNER无线通信网络中在多个用户之间分配无线电资源，在该网络中若干用户共享上行链路信道，在该上行链路信道上的传输既可以是基于竞争的或也可以是被调度的。用户可以在基于竞争的信道上传输资源请求，而基站可以通过在调度的信道上向相应用户指配资源用于未来数据传输来响应。用户还可以在上行链路被调度的信道上将调度请求捎带传输(Piggback)在正在进行的数据传输上。更进一步，US专利申请号US2006/0050742描述了无线通信系统，其中建议了包括基于竞争的传输周期(时隙)和免于竞争的传输周期的时域中的超巾贞结构。在免于竞争的传输周期期间，用户在被调度的信道上传输，同时他们在基于竞争的周期期间竞争。一个其他基于竞争和调度的MAC协议在US专利Wright等的no. US6240083中描述，其中基站周期地在广播信道上向无线电链路上所有的移动设备发送控制消息。这样的控制消息包括用于上行链路信道的传输窗口的类型和大小以及传输窗口被分配到的移动设备的标识符。然而在US6240083中公开的MAC协议是CDMA专用的。通常，当两个用户在基于竞争的信道上冲突时，基站只能够正确地解码最强的信号。但是较弱的信号将通常不被解码且该消息将必须在一些(通常是随机的)持续时间之后重发。如果冲突的信号具有差不多相同的接收功率，则两个信号在冲突中都被丢失有很大的可能性。但是由于两个用户在一些(随机)等待时间之后都重传其消息，相同用户再一次冲突的可能性能够变低。这例如在两个专利文件US2006/0050742和US6240083中被描述。然而，上述的MAC协议有一个共同的问题。在用户位于远离基站的位置的情况下，信号将总是以低功率而被接收。如果系统中的负载高，则具有极大可能性的是小区边缘用户将几乎总是与以较高功率接收的某一其他小区中心用户的传输冲突。即使某种(开环或闭环)功率控制被应用以平衡来自近处用户和远处用户的接收功率，将总是存在到达其功率限制并且因此再也不能增加其发射功率的用户。在这样的功率限制场景下，在负载高时来自小区边缘用户的消息将很难到达基站，这是由于其将总是在与其他离基站更近的用户 的竞争中失败。这迫使对系统覆盖施加不需要的限制。因此，本发明的目标是解决现有技术中至少一些问题。
发明内容
该目标通过用于在无线通信网络中通信的移动站实现，包括至少一个接收器和至少一个发射器、用于监视通信网络中活动性的第一单元、用于检测在通信网络中的冲突的第二单元和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的第三单元，其中当表示无线电信道上的信道质量的参数降到预定义的阈值之下和/或当冲突的估计概率超过预定义的阈值时，所述移动站被安排用于与无线通信网络中的基站经由单独无线电信道通信。这样的移动站的优点是移动站与基站通信，而不会和在基站覆盖区域内离基站更近的其他移动站竞争无线电资源是可能的，则因此没有功率限制。根据本发明的移动站的另一个优点是不需要设计用于最差场景的系统，其中小区边缘用户必须能够在非正交信道上通信。这将导致系统的较好覆盖，这将转化为较低系统成本。可以补充说的是，上述移动站和基站可在其上建立通信的单独信道可以是正交调度请求信道。所述移动站还可被安排用于，基于所检测的冲突，等待所述基站建立用于所述移动站和所述基站之间通信的单独无线电信道。然而如果没有成功建立该单独无线电信道，则移动站可以，基于检测到的冲突在RACH(随机接入信道)上向基站传输资源调度请求。例如，这可在移动站与基站之间无线电信道上的通信量情况由于网络中的高负载而困难的情况下有用。使用RACH作为可替换的信道将会带来好处，即在这样的情况下移动站仍将到达基站，这是由于RACH大部分用于控制信令以及可能不过载。根据本发明的另一方面，本发明的目标通过用于在无线通信网络中通信的移动站来实现，包括至少一个接收器和至少一个发射器、用于监视通信网络中活动性的设备、用于检测在通信网络中的冲突的设备和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的装置，其中当所述移动站没有数据要发送时其被安排用于传输无线电资源请求。根据本发明上述提及的移动站的一个实施例，该无线电信道可以包括基于竞争的信道。无线电资源请求可以例如包括资源调度请求，其在一些情况下可以包括用于假设未来无线电资源需求的调度请求。这样，与已知技术形成对比，经历冲突或可能经历冲突的移动站将预计未来资源需求并将其用信号通知给基站。当稍后某一时刻有数据要传输时，这增加了无线电资源对于所讨论的移动站可用的可能性。 除此之外，移动站可以进一步包括至少一个传输缓冲器并且被安排用于当至少一个传输缓冲器是空时传输调度请求。根据上述移动站的一个实施例，所述移动站被安排用于，一旦从所述基站接收到资源调度准许，核查其是否有数据要向所述基站发送以及其中所述移动站进一步被安排用于如果接收所述资源调度准许后所述移动站没有数据要传输，就向所述基站传输新资源调度请求。照这样，当经历冲突或可能经历冲突的移动站实际有一些数据要向基站传输时可用无线电资源的可能性将增加。该新的资源调度请求可能与和数据一起初始发送的资源调度消息具有不同的格式并且例如，在调度的保留信道上被传输。根据上述移动站的另一个实施例，被传输到基站的无线电资源请求可包括指示移动站不再有数据要发送的优先级标记。使用该优先级标记还将具有以下另外的优点，即有关键数据要发送的移动站比仅有低优先级数据要传输的经历冲突的移动站给予更高的优先级。这里可以补充说的是，根据本发明上述提及的移动站可以位于基站覆盖区域的边缘。通常，在该位置上的移动站大多数将可能与其他位于离基站更近的移动站冲突或在基于竞争的信道上竞争失败。仍然根据本发明的另一方面，本发明的目标通过一种用于在无线通信网络中通信的基站来实现，包括至少一个接收器和至少一个发射器；用于监视无线通信网络中活动性的第一单元；用于检测通信网络中的冲突的第二单元和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的第三单元，其中所述基站被安排用于建立到信道质量降到预定义的阈值之下和/或其冲突的概率超过预定义的阈值的移动站的调度的无线电信道。例如，该被调度的无线电信道可以包括正交无线电信道。以这样的方式，在无线电信道上竞争资源有困难的移动站将被基站检测到并且能够获取在单独无线电信道上的无线电资源，在该单独无线电信道上它们不需要与其他较少可能经历冲突的移动站竞争。自然地，对于基站来说在建立到一个或更多移动站的调度的无线电信道之前核查所述一个或更多移动站是否有数据要传输是可能的。就上述信道质量而言，所述信道质量可以在SINR (信号干扰噪声比)、ISI (符号间干扰)、RSSI (接收信号强度指示符)、路径损耗、几何因子或某一其他表示信道质量的参数方面来表不。根据本发明的另一方面，本发明的目标通过一种用于在无线通信网络中通信的基站来实现，包括至少一个接收器和至少一个发射器；用于监视通信网络中活动性的设备；用于检测通信网络中的冲突的设备和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的装置，其中所述基站适用于从所述无线通信网络中一个或更多移动站接收数据并且迫使所述一个或更多移动站在成功的数据传输之后将任何另外的数据传输延迟预定义的等待时间周期。通过这样做，基站将阻止一个或更多移动站经常占用无线电信道并且能够在其覆盖范围或小区内的移动站间更均匀地分配可用无线电资源。根据依照本发明的基站的一个其他实施例，所述基站可适用于在所述预定义的时间周期期间从所述无线通信网络中的其他移动站接收数据。仍然根据依照本发 明的基站的另一个实施例，所述基站可适用于向所述无线通信网络中的一个或更多移动站 传输表示等待时间周期的信息。这样，无线通信网络中的每一个移动站将知晓何时发送其下一个数据给基站。该信息还可以被直接发送到每一个已经成功传输其数据给基站的移动站或者和ACK/NACK (确认/未确认)信令一起发送给无线通信网络中的一个或更多移动站。在无线通信网络中发送有关每一个移动站等待时间的信息的一个其他可能性可以是基站适用于在控制信道上传输该信息。该信道例如可以是专用或广播信道。现在，对于基站来说把上述提及的等待时间周期作为确定性的参数或者随机变量来对待也可以是可能的。仍然根据本发明的另一方面，本发明的目标通过一种用于在无线通信网络中通信的基站来实现，该基站包括至少一个接收器和至少一个发射器；用于监视通信网络中活动性的第一单元和用于计算表示来自无线通信网络中一个或更多移动站的接收信号的信号质量的参数的第二单元，其中所述第二单元被安排用于收集移动站中其信号质量已经被测量低于预定义值的一个或更多移动站成为至少一个第一移动站组，并且收集其信号质量已经被测量高于所述预定义值的一个或更多移动站成为至少一个第二移动站组，其中基站被安排用于与所述至少一个第一移动站组在至少一个第一无线电信道上以及与所述至少一个第二移动站组在至少一个第二无线电信道上通信。这将具有这样的优点，即其信号质量低的移动站与同样具有可比较低的信号质量的移动站竞争以及具有高信号质量的移动站与具有可比较高的信号质量的移动站竞争。这样，具有高信号质量的移动站将不会自动取胜于那些具有低信号质量的移动站，并且那些具有低信号质量的移动站将具有公平的机会来获取来自基站的调度的无线电资源。根据本发明上述基站的一个实施例，所述至少一个第一和第二无线电信道可以是基于竞争的无线电信道，其可以是或者可以不是互相正交的。可能的是，根据本发明基站的另一个实施例，所述基站适用于迫使第一组中的移动站和第二组中的移动站适配其发射功率以平坦在第一和第二组之间信号衰减的差别。这将给予具有低信号质量的移动站更好的机会来获取来自基站的被调度无线电资源。仍然根据本发明的另一方面，本发明的目标是通过一种在无线通信网络中分配无线电资源的方法来实现，包括以下步骤
a)监视在无线电信道上的用户通信量，
b)对于无线通信网络中的一个或更多用户收集表示无线电信道上的信道质量的参数，
c)基于表示无线电信道上的信道质量的参数，在单独无线电资源上建立与所述用户中信道质量降到预定义的阈值之下的一个或更多用户的通信，
d)在所述单独无线电资源上接收资源调度请求，以及e)接收在准许的调度的无线电资源上传输的数据。根据本发明的方法的优点与根据本发明的移动站和基站的优点是类似的。根据本发明的方法的一个实施例，步骤c)进一步包括子步骤
Cl)对于无线通信网络中的所述用户配给正交专用资源。仍然根据本发明的方法的另一个实施例，无线通信网络中的用户仅可以在所述正交专用资源上发送资源调度请求。这将具有降低在一般用于发送资源调度请求的基于竞争的信道上的负载的优点。仍然根据本发明的方法的另一个实施例，正交专用资源的所述配给可以包括对于 无线通信网络中的所述一个或更多用户配给持久调度准许或专用信道。本发明方法的一个同等的可能实施例可以是步骤c)可包括允许所述用户在所述单独无线电资源上周期地发送调度请求并且监视所述用于用户调度的无线电资源请求的持久调度无线电信道。根据本发明的另一方面，本发明的目标是通过一种在无线通信网络(100)中分配无线电资源的装置来实现，包括
a)用于监视在无线电信道上的用户通信量的部件，
b)用于对于无线通信网络中的一个或更多用户收集表示无线电信道上的信道质量的参数的部件，
c)用于基于表示无线电信道上的信道质量的参数，在单独无线电资源上建立与所述用户中信道质量降到预定义的阈值之下的一个或更多用户的通信的部件；
d)用于在所述单独无线电资源上接收资源调度请求的部件，以及
e)用于接收在准许的调度的无线电资源上传输的数据的部件。该装置特别适用于执行根据上述本发明的方法的步骤。本发明的这些和其他优点将参考附图通过下列详细描述而被更容易地理解。
图I阐述了无线通信网络中上行链路冲突的问题。图2示出了根据本发明的移动站的实施例。图3示出了根据本发明的基站的实施例。图4阐述了根据本发明的第一实施例的方法步骤的流程图。图5阐述了根据本发明的方法的第二实施例的步骤的流程图，其中持续正交资源请求信道被分配给在无线通信网络中基于竞争的资源请求信道上竞争有问题的用户。图6阐述了根据本发明的方法的第三实施例的步骤的流程图，其中在当移动终端有空的传输缓冲器时的情况下移动终端捎带传输资源请求以进行数据传输。图7阐述了根据本发明的第四实施例执行用户发起的轮询所需的步骤的流程图。图8阐述了根据本发明的方法的第五实施例执行延迟时间受控的数据传输所需的步骤的流程图。最终，图9阐述了示出根据本发明的方法的第六实施例，取决于无线通信中一个或更多移动站的路径损耗调度资源所采取的步骤的流程图。
具体实施例方式图I阐述了无线通信网络100中的普通情况，第一和第二移动站A和B位于基站110覆盖的覆盖区域或者小区130的中心附近以及第三移动站C位于小区边缘，远离基站110。第三移动站C还位于第二基站120覆盖的第二覆盖区域或小区140的边缘。在该小区140中，第四移动站D位于小区140中心附近。目前，如果移动站A和B都需要同时传输被调度的数据而且它们都没有接收到基站110的有效上行链路传输准许，为了被指配这样的准许，它们必须在基于竞争的信道上向基站110发送调度请求。如果这些调度请求传输同时在同样的调度请求信道上被传输，则它们将冲突而且基站可能不能够检测到这两个调度请求传输。另外，如果第三移动站C被功率限制则其将不能够传输信号，该信号在基站110被接收，具有需要的SIR (信号干扰比)水平。相反，由于第一和第二移动站A和B位于距离基站110较近的位置，来自第一和第二移动站A和B的信号将经历小得多的路径损耗到基站110，因此从移动站A和B传输的信号被接收，具有需要的SIR水平。在该情况下移动站A或B将赢得竞争并且基站将能够解码从移动站A或B发送的调度请求但是不能解码从功率限制的移动站C发送的调度请求。在基于竞争的调度请求信道上高负载的情况下，第 三移动站C将几乎总是与某一具有较小路径损耗的其他用户冲突，因此第三移动站C将几乎从未赢得竞争，并且因而将不被指配在调度的(正交)传输信道上的任何上行链路传输准许。当第三移动站C和第四移动站D在基于竞争的信道上竞争以向第二基站120发送其资源调度请求时，由于第四移动站D位于小区140中心附近而第三移动站C位于第二小区140边缘附近，同样的场景也可能在小区140中发生。在图2中示出了根据本发明的移动站200的示例性实施例。在该例子中，移动站200装备有用于接收和发送数据以及控制信息的接收器和发射器210。自然地，接收器和发射器210也可以是两个单独的单元。进一步，移动站200可包括用于监视无线通信网络100中活动性的第一单元220，其可以能够检测无线通信网络100中另一个移动站是否在发送数据、操作于待机模式中或者诸如在睡眠模式中。该单元220与在移动站200中的接收器和发射器单元210通信。移动站200还可包括用于检测在无线通信网络100中的冲突的第二单元230，其被连接到接收器和发射器210和用于监视无线通信网络100中活动性的第一单元220。检测冲突的一个例子可以是当向基站110传输资源保留请求消息时没有接收到来自基站110的应答，以及没有接收到资源准许消息或者当发送RTS (请求发送)消息时，但是未能接收来自基站110的CTS (清除发送)消息。在该情况下第二单元230可负责发布冲突信息消息或者伴随冲突信息消息的发布等待直到几个这样的冲突在预定时间范围内已经被登记。移动站200可包括用于当与基站110通信时测量无线电信道上的CQI (信道质量指示符)的附加第三单元240。这样的单元可测量从基站110接收的信号的任何参数，其表征信道质量，例如SINR (信号干扰噪声比)、RSSI (接收信号强度指示符)、ISI (符号间干扰)，或者计算来自这些参数中多于一个的CQI。该第三单元240然后适于经由接收器和发射器210向基站回发CQI。活动性监视单元220还能够被连接到CQI单元240。取决于如何执行CQI测量，其可能还提供一些有关活动性的信息。最终，移动站200还可以包括传输缓冲器250，其中存储即刻将要被传输的数据。现在转向图3，根据本发明的基站300的实施例被提出。类似图2的移动站200，基站300包括用于接收数据和控制信息以及向移动站和其他基站发送数据和控制信息的接收器和发射器310。在该例子中，基站300仅包括一个接收器和发射器310，但是其可等同地包括用于接收和传输分集目的的多于一个的接收器和发射器。另外地，基站300可包括用于监视无线通信网络100中活动性的第一单元320，例如，经由接收器和发射器310其可以检测在无线通信网络100中的一个或更多移动站的状态。这些状态可以是正在传输、空闲或睡眠或移动站可能处于的某一其他状态。
另外地，基站可以包括用于检测通信网络中的冲突的第二单元330。该单元连接到接收器和发射器310，还可能连接到用于监视无线通信网络100中活动性的第一单元320，当一个或更多移动站在无线通信网络100中冲突时该单元具有检测的职能，并且可能建立到这些移动站的正交信道，经由该正交信道它们将能够传输它们的无线电资源保留请求。这在本说明书之后将更详细地解释。除了第一和第二单元320和330之外，基站300还可以包括用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的第三单元340。类似于图2中移动站200中的第三单元240，该单元可以通过测量参数，例如SINR、ISI、在无线电信道上的衰减来计算信道质量，或者通过向一个或更多移动站发送测试信号并且根据所述一个或多个移动站的响应确定这些参数来计算表示信道质量的某个其他参数。另一个可能性会是对从一个或更多移动站接收的数据信号来直接地执行测量。使用针对无线通信网络中一个或更多移动站的测量参数，第二单元330可确定在无线通信网络100中一个或更多移动站的冲突或者冲突的可能性。此外，用于监视无线通信系统中活动性的第二单元320被连接到用于检测无线通信网络中的冲突和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的第三和第四单元330和 340。可以补充说的是，第一、第二和第三单元320、330和340还可以集成于一个单独的单元中。集成的优点会是如果上述单元被构建在IC上则可以节省芯片上的空间。类似地，移动站200中的第一、第二和第三单元220、230和240也可以以上述同样的方式被集成于一个单独的单元中。现在转向图4，流程图阐述了根据本发明的方法的第一实施例的方法步骤，其中来自图I的基站110在确定在基于竞争的调度信道上的问题时扮演积极角色。在步骤400，基站，例如来自图I的基站110监视在基于竞争的调度请求信道上的通信量。在该信道上任何移动站被允许在任何时间发送对于其需要用于传输数据的无线电资源的调度请求。基于竞争的信道的监视可包括检测来自基站110的覆盖区域130中的每一个移动站的CQI (信道质量指示符)。另外地，基站110可以检测从每一个移动站接收的数据信号的功率并测量无线电信道上的衰减。使用从移动站接收的功率和所测量的衰减，移动站的功率限制可以被确定。功率限制意味着由于无线电链路上的衰减，移动站仅能够将发射功率增加高达某一最大发射功率限制，在高衰减的情况下这导致该最大功率不足以传输这样的信号的情形，该信号以目标SIR被基站110检测。可以由基站监视的其他参数可以基于无线电链路上的负载，即有多少百分比可用带宽用于基站110的覆盖区域中的移动站的数据传输，并且基于移动站或基站110的活动性，即如果移动站或基站处于传输、空闲、待机模式或某一其他活动性模式。
如果在步骤410，上述收集的表示信道质量的参数降到低于某一预定义阈值或者如果从这些参数计算的数据指示一个或更多移动站在与第一基站110的小区130中的其他移动站的竞争中有问题时，在步骤420基站110决定轮询相应的功率限制的移动站。以这种方式，正交资源被指配给这些移动站，在其上它们能够与基站通信。现在，如果在步骤430被轮询的一个或更多移动站有数据要向基站110传输，则在步骤440，基站110在正交上行链路资源上从一个或更多被轮询的移动站接收无线电资源调度请求。另外如果被轮询的移动站都没有数据要传输，则在步骤420基站再次轮询一个或更多移动站之前在步骤432基站等待预定的时间量。在步骤440，基站110在新指配的正交资源上从一个或更多被检测为在基于竞争的信道上竞争有问题的移动站接收资源调度请求。
接下来，在步骤450，来自一个或更多移动站的资源调度请求被准许，从而为那些移动站的数据传输保留资源。最后，在步骤460，在调度的无线电资源上从移动站传输的数据被接收，随后基站110回到步骤400基于竞争的信道的监视。这里可以提及的是图4中的流程图阐述了根据本发明方法的第一实施例的一个循环。同样，该流程图仅描述了在基站110和一个或更多站之间有关根据本发明方法的第一实施例的部分通信。除了在400监视基于竞争的信道上的通信量之外，基站还向其他移动站发送数据并从其他移动站接收数据，其他移动站在基于竞争的信道上并没有冲突问题。图5阐述了根据本发明的方法的第二实施例的步骤，其对图4中的方法作了稍微修改。在步骤500，类似于图4中的第一实施例，基站110监视表示基于竞争的调度请求信道上的质量的参数。如果在步骤510有移动站被检测为在基于竞争的信道上竞争有问题，则在步骤520，这些移动站由基站110在非基于竞争的调度请求信道上指配持久的调度准许。以这种方式，在基于竞争的信道上有问题的移动站和基站之间的直接通信信道被建立。这些移动站不再需要与其他具有更有利传输条件的移动站竞争其调度请求。如果，另一方面，在步骤510基站110未检测到冲突的移动站，则在步骤512其遵照通常的程序向移动站准许资源调度请求且在步骤514接收从(移动站)传输的数据。其后，基站110返回到步骤500，即再一次监视信道质量参数。在步骤530，基站110为了来自被指配了持久调度准许的移动站的周期调度请求来监视准许的调度信道。如果在步骤540，调度请求已经在持久调度信道上被基站110接收，则一个或更多移动站在步骤550被指配无线电资源。最后，在步骤560，来自一个或更多移动站的数据传输被基站110接收，随后基站110返回到步骤500的信道监视步骤。当然，基站不仅被动地监视基于竞争的信道，而且还从移动站接收数据和向移动站传输数据，而这些移动站不经历无线通信网络100中的冲突。
图6阐述了根据本发明的方法的第三实施例的方法步骤。这里，本方法的实施例从在基于竞争的资源调度请求信道上竞争的移动站的角度而被了解。在步骤600，一个或更多移动站(B)向基站110传输资源调度请求。在接下来的步骤610，所述一个或更多移动站从基站110接收作为回应的资源准许。同时，在步骤620所述一个或更多移动站监视上行链路信道上的情况。
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如果在步骤630，其知晓在无线电链路上的困难传输条件，即它们频繁地在基于竞争的信道上经历冲突，它们在步骤640选择和其希望在上行链路上传输的数据一起“捎带传输”调度请求。该捎带传输的调度请求包括用于假定的未来无线电资源需求的资源请求，以防它们被需要。这里值得提及的是当讨论中的移动站的传输缓冲器是空时，捎带传输的调度请求被发布。请求的资源可以是仅支持未来调度请求的传输的这样小的尺寸。基站可以以不同于用于数据传输的普通调度请求来对待用于未来正交调度请求资源的这些请求，即通过在向报告其具有空的传输缓冲器的用户准许请求之前允许更大的延迟。相反的，在现有技术的系统中捎带传输的调度请求仅当移动站的传输缓冲器包含将被发送的数据时才被发送。另外，如果一个或更多移动站在上行链路基于竞争的调度请求信道上不经历任何冲突，则它们在步骤680继续向基站110传输它们的数据。然后，在步骤650，移动站B接收来自基站110的资源准许。在接下来的步骤660中，并且在向基站110发送任何数据之前，所述一个或更多移动站检查其是否有数据要发送。在没有数据要发送的情况下，在步骤670，移动站再一次发送对于其在将来可能需要的资源的资源调度请求。这里应当提及的是，由于此时一个或更多移动站没有数据要发送，其可以选择以不同的消息格式发送资源调度请求消息，因为需要被包括在资源请求消息中的信息量小于当有数据要发送的正常情况。有关缓冲器状态和数据优先级的信息在没有数据在传输缓冲器中的情况下是不需要的。然而，如果有数据要发送，则移动站在步骤680继续向基站110传输数据。此后，所有的过程返回到初始步骤600。然而需要注意的是，在现有技术中当移动站不能够通过使用当前准许的资源清空传输缓冲器时使用捎带传输的资源请求也是可能的并且已知的，而不管在上行链路信道上是否有冲突问题。在一个或更多移动站有更多数据要传输的情况下，其能够总是选择向当前传输中添加调度请求。由于其更快而且更具鲁棒性，所以这样做。然而，相对于已知技术，在步骤670当传输缓冲器是空时调度请求被传输，并且该步骤仅由经历在基于竞争的调度请求信道上的冲突问题的移动站来执行。然而注意，通常在一个或更多移动站返回到步骤600之前存在用于一个或更多移动站的时间间隙，因为在根据本发明的方法的该实施例中当存在要发送到基站110的数据时在步骤600 —个或更多移动站将仅传输资源请求。另外地，一个或更多移动站可向资源调度请求添加优先级标记(未示出)，其中该优先级标记可指示当基站110向一个或更多移动站分配调度的资源时，一个或更多移动站将实际有数据要发送的概率。
一些移动站发送优先级标记连同它们的资源调度请求而一些则不这样会是同等可行的。以这种方式，基站110然后可以延迟对那些资源调度请求不包括优先级标记的一个或更多移动站的资源准许，即给它们低优先级，并且更倾向于带有优先级标记的资源调度请求。首先当所有带有优先级标记的资源调度请求已经被处理时，基站开始准许来自那些一个或更多移动站发送的不带有优先级标记的资源调度请求。然而，当上行链路无线电信道上的负载高时，对于那些移动站将需要更长的时间来接收来自移动站110的资源准许。 图7从无线通信网络100中一个或更多移动站的角度阐述了根据本发明的第四实施例的方法的方法步骤。类似于前述实施例，在步骤700所述一个或更多移动站监视在上行链路基于竞争的信道上的通信量情况。如果在步骤710，一个或更多移动站检测到其到达基站110有困难，并且其经常在基于竞争的信道上冲突，则在步骤720所述一个或更多移动站等待预定义的时间量以由基站110联系和指配正交上行链路信道。另外，如果与基站110的通信没有冲突地进行，则在步骤714所述一个或更多移动站向基站110发送资源调度请求。在步骤716，一个或更多移动站接收调度准许并在步骤760将其数据传输给基站110。现在，在步骤730如果预定义的时间量被超过，没有来自基站110的轮询，由于多种原因其可能发生，在步骤732所述一个或更多移动站在RACH (随机接入信道)上发送资源调度请求。然后，在步骤734，所述一个或更多移动站接收来自基站734的资源调度准许并且在步骤760继续向基站110传输数据。由于例如上行链路调度信道上的高负载或者由于来自其他有较高优先级通信量要发送的移动站的调度请求，基站可以不轮询在基于竞争的信道上冲突的用户。同样，RACH应当被设计以便允许所有的用户发送其调度请求。通常，在RACH上的冲突概率比在设计用于发送资源调度请求或数据的其他基于竞争的信道上要低得多。另夕卜，RACH的无线电资源量低并且随机接入消息数目通常远小于在其他基于竞争信道上调度请求消息数目。如果，另一方面，一个或更多移动站确实在预定义的等待时间周期期间从基站接收消息，则所述一个或更多移动站在步骤740在由基站保留的正交调度信道上向基站110发送资源请求。在步骤750，一个或更多移动站在之前提及的正交调度信道上从基站110接收资源调度准许。最后，在步骤760，所述一个或更多移动站向基站110传输其数据，随后一个或更多移动站返回到监视步骤700。现在转向图8，根据本发明的第五实施例的方法的方法步骤被阐述。这里，类似于根据本发明方法的一些前述实施例，在步骤800基站监视上行链路调度请求信道。在步骤810，基站110从一个或更多移动站接收数据。如果在步骤820数据传输已经被完整地并且正确地接收，则基站110在步骤840迫使所述一个或更多已经成功传输其数据的移动站延迟任何另外的数据传输和资源请求传输预定义的时间周期。该预定义的时间周期或者等待时间可以是取决于系统负载的确定性参数，或也可以是随机变量，其中，例如在系统负载可由高斯分布表征的情况下，平均值和方差取决于系统负载。等待时间可以由基站110在下行链路上广播或可以直接将其用信号通知给所讨论的每一个移动站。作为可替换的，基站110可计算对于一个或更多已经成功向基站110传输其数据的移动站中每一个的等待时间并且经由控制信道(未示出)将其发送给所讨论的移动站。作为另一个可替换的，基站110可将等待时间参数和在下行链路信道上发送的用于控制上行链路HARQ (混合自动重复请求)的ACK/NACK (确认/未确认)信令一起用信号发送。这将确保系统在基于竞争的非正交资源上总是有用于传输调度请求的可用资源。
如果在基站110的覆盖区域内一个或更多移动站的数据传输不成功，基站110在步骤830向所讨论的一个或更多移动站发布ARQ (ARQ-自动重复请求)命令。接着，所述一个或更多移动站在步骤810再一次传输其数据。最后，在步骤850，在对于一个或更多移动站来说等待时间周期已经过去之后，基站110接收由这些移动站传输的数据并且返回到监视步骤800，其中其再一次监视基于竞争的信道上的通信量情况。自然地，在图8中描述的方法步骤仅描述了基站110的部分活动，除了在步骤800监视基于竞争的信道之外还包括从无线通信网络100中的一个或更多移动站接收数据和向其传输数据。图9阐述了示出根据本发明方法的第六实施例取决于无线通信中一个或更多移动站的路径损耗调度资源所采取的步骤的流程图。在步骤900，基站监视基于竞争的上行链路信道。然后，在步骤910，基站110计算每一个移动站的路径损耗，基站已经从该移动站接收数据。移动站的路径损耗可以是例如被定义为dB形式的来自相应移动站的信号已经在从移动站到基站110的路径上经历的衰减。为了基站能够估计路径损耗，其需要知晓移动站在哪个功率上传输。该信息可能和资源调度请求一起被发送。如果，在步骤920，一个或更多移动站的路径损耗高于某一预定义值，则这些移动站被集合到所谓的竞争组中。在该例子中，在步骤930具有高于某一阈值的路径损耗的移动站被放置于“高路径损耗组”中并且在步骤925剩下的移动站被放置于“低路径损耗组”中。这里应当提及的是移动站可以被分为多于两个竞争组并且可以存在与移动站的路径损耗进行比较的多于一个的阈值。在步骤940，基站110为每一个竞争组指配非正交调度请求信道，在这种情况下，其可以是一个调度请求信道用于“高路径损耗组”和一个调度请求信道用于“低路径损耗组”，并且将该信息传输给每一个有关的移动站。以这种方式，在基站110的覆盖区域120内的每一个移动站将知晓其属于哪一个竞争组以及当发送其资源调度请求时其应当使用哪一个资源调度信道。接下来，在步骤950，基站110从被指派到第一或第二基于竞争的组的移动站之一接收调度请求。此后，在步骤960，基站110核查一个或更多发送调度请求的移动站的路径损耗是否从在步骤920获取的测量改变。如果路径损耗已经改变，则在步骤965基站将一个或更多移动站指派到另一竞争组并且在步骤967将调度准许传输给一个或更多移动站。此后，在步骤980，基站110接收从一个或更多移动站传输的数据。然而，如果在步骤960基站110确定一个或更多发送调度请求的移动站的路径损耗自从上一次在步骤920测量起没有改变，则在步骤970基站110向请求调度准许的所述一个或更多移动站发布该准许。最后，在步骤980，基站110接收从一个或更多移动站传输的数据并且返回到监视步骤900。以这种方式，位于小区边缘的功率限制用户可能仅与最可能也是功率限制且位于或接近小区边缘的用户冲突。 应该附加的是除了在步骤900监视基于竞争的信道之外，基站110还从一个或更多不在基于竞争的信道上冲突的移动站接收数据(未示出)。还可以补充说的是，上述方法实施例特别适用于通过存储于计算机存储器中的计算机程序实现，所述存储器即是RAM (随机存取存储器)、ROM (只读存储器)、EEPROM (电可擦可编程只读存储器)或某一其他适用于存储计算机程序产品的存储器。实现上述方法实施例的方法步骤的计算机程序产品等同地可以存储在存储介质上，例如CD-ROM、DVD、硬盘或任何其他适用于数据存储的介质。最后，应当提及的是本发明的上述实施例仅出于解释的目的并且本发明仅由随附的权利要求的范围所限定。
权利要求
1.一种用于在无线通信网络(100)中通信的移动站(200)，包括至少一个接收器和至少一个发射器(210)、用于监视通信网络中活动性的第一单元(220)、用于检测在通信网络中的冲突的第二单元(230)和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的第三单元(240)， 其特征在于，当所述移动站(200)没有数据要发送时其被安排用于传输无线电资源请求。
2.如权利要求I所述的移动站，其特征在于所述无线电资源请求包括调度请求。
3.如权利要求2所述的移动站，其特征在于所述调度请求包括用于假定的未来无线电资源需求的无线电资源调度请求。
4.如权利要求2-3之一所述的移动站，其特征在于所述移动站(200)进一步包括传输 缓冲器(250)以及其中当移动站(200)的传输缓冲器(250)是空时所述移动站(200)被安排用于传输所述调度请求。
5.如权利要求1-3之一所述的移动站,其特征在于所述移动站(200)被安排用于,一旦从所述基站(300)接收到资源调度准许，核查其是否有数据要向所述基站(300)发送以及其中所述移动站(200)进一步被安排用于如果接收所述资源调度准许后所述移动站(200)没有数据要传输，就向所述基站(300)传输新资源调度请求。
6.如权利要求1-3之一所述的移动站，其特征在于传输到所述基站(300)的所述无线电资源请求包括指示移动站(200)不再有数据要发送的优先级标记。
7.如权利要求5所述的移动站，其特征在于所述新资源调度请求包括与和数据一起传输到所述基站(300)的资源请求不同的消息格式。
8.如前述权利要求1-3中之一所述的移动站，其特征在于所述无线电信道是基于竞争的无线电信道。
9.如前述权利要求1-3中之一所述的移动站，其特征在于移动站(200)位于基站(300)的覆盖区域的边缘。
10.一种用于在无线通信网络(100)中通信的基站(300)，包括至少一个接收器和至少一个发射器(310);用于监视无线通信网络(100)中活动性的第一单元(320);用于检测无线通信网络(100)中的冲突的第二单元(330)和用于确定表示无线电信道上的信道质量的参数的装置，其特征在于所述基站(300)适用于从所述无线通信网络(100)中一个或更多移动站(200)接收数据并且迫使所述一个或更多移动站(200)在成功的数据传输之后将任何另外的数据传输延迟预定义的等待时间周期。
11.如权利要求10所述的基站，其特征在于所述基站(300)适用于在所述预定义的时间周期期间从所述无线通信网络(100)中的其他移动站(200)接收数据。
12.如权利要求10或11所述的基站，其特征在于所述基站(300)适用于向所述无线通信网络(100)中的一个或更多移动站(200)传输表示等待时间周期的信息。
13.如权利要求10或11所述的基站，其特征在于所述基站(300)适用于直接向它已经从其成功接收数据的每一个移动站(200)传输表示等待时间周期的信息。
14.如权利要求10或11所述的基站，其特征在于所述基站(300)适用于向无线通信网络(100)中的一个或更多移动站(200)传输表示等待时间周期的信息连同ACK/NACK (确认 /未确认)信令。
15.如权利要求10或11所述的基站，其特征在于所述基站(300)适用于在控制信道上传输表示等待时间周期的所述信息。
16.如权利要求10或11所述的基站，其特征在于所述等待时间周期是确定性的参数。
17.如权利要求10或11所述的基站，其特征在于所述等待时间周期是随机变量。
全文摘要
本发明涉及用于在无线通信网络中通信的移动站和基站。本发明公开了一种用于在无线通信网络(100)中通信的移动站(200)、基站(300)、方法和计算机程序，其中在基于竞争的信道上经历困难的小区边缘用户以不同于那些没有功率限制和/或不经历冲突的用户来对待。对于该问题的建议解决方案可以通过在正交调度信道上的通信，或通过迫使已经成功发送其数据的移动站(200)等待特定的时间周期或者通过基于不同移动站(200)经历的信号衰减把移动站(200)分为不同的组，从而对于小区边缘用户采用与更接近基站(300)用户不同的对待方式。
文档编号H04W72/08GK102752869SQ20121021775
公开日2012年10月24日 申请日期2006年11月17日 优先权日2006年11月17日
发明者N.威伯格, P.K.弗伦杰, P.马格努森 申请人:艾利森电话股份有限公司