TW201403854A - 有笑率分配無線資源之系統及方法 - Google Patents

Abstract

動態資源分配係首先藉由複數槽序列之產生來實施，接著，針對各槽序列之各時槽產生以加權干擾信號編碼功率(ISCP)及加權資源單元為基礎之質量指標，各槽序列內之時槽係以遞減質量指標方式而排列，然後，處理槽序列來決定其是否可支援將被傳送之編碼。

Description

有笑率分配無線資源之系統及方法

本發明係有關無線通信系統。更特別是，本發明係有關無線通信系統中資源分配之方法。

無論被分配資源類型為何，所有已知通信標準均限制系統資源使用。資源管理係被用於通信系統來有效率分配系統資源限制量至所有使用者。該資源可包含時間槽，射頻載體或編碼。例如，通用行動電信系統(UMTS)分時雙工(TDD)標準係定義包含指標及其他共用頻道及時槽之單載體。於是，此例中，載體選擇係等於胞元選擇。

相對地，中國無線電信標準(CWTS)群組分時同步分碼多重存取(TD-SCDMA)行動系統(TSM)標準係定義多重載體胞元。然而，其需屬於單應用之所有實際頻道均被分配至相同載體。

非專利之多重載體分時雙工系統可分配實際資源給不同在體之不同時間槽中之無線傳送/接收單元(WTRU)。例如，快速動態頻道分配(F-DCA)演算法係被用來分配資源(也就是何載體上之何時槽)給被稱為編碼複合訊務頻道(CCTrCH)之使用者。此 分配係以最佳化分配品質度量為基礎，其可被表示為時槽為基礎分配度量及整個編碼複合訊務頻道之分割度量之組合。時槽為基礎分配度量中，時槽干擾，時槽傳送功率，或時槽負載係被使用。整個編碼複合訊務頻道之分割度量中，使用一載體內之多重時槽之分割罰係被分配，或使用多重時槽之分割罰係被分配。令TS_Frag_Penalty(j)表示當j時槽被使用時之時槽為基礎分割罰。例如TS_Frag_Penalty(j)被定義為：

其中p為時槽為基礎分割罰增量，而C為使用者可支援之最大時槽數。

令Carrier_Frag_Penalty(j)表示當j載體被使用時之載體為基礎分割罰。例如Carrier_Frag_Penalty(j)被定義為：Carrier_Frag_Penalty(j)=q．(j-1)； 方程式(2)

其中q為載體為基礎分割罰增量。

雖然某些無線傳送/接收單元可能使用多重接收器且無槽選擇上之實施限制，但大多數無線傳送/接收單元均具有單接收器及上行鏈路(UL)及下行鏈路(DL)時槽間之有限轉換間。因此，對於大多數無線傳送/接收單元而言，當來自大於一載體之時槽被使用時，以下兩限制係加諸：1)若一時槽被一載體中之無線傳送/接收單元使用，則相同時槽不能被另一載體中之無線傳送/接收單元使用；及2)若一時槽被一載體中之無線傳送/接收單元使用， 則僅允許不同於該被使用時槽之使無線傳送/接收單元收發器足以轉換頻率之守衛時間之時槽可被另一載體中之相同無線傳送/接收單元使用。這些因為特定時槽用途及上述兩限制而不能被使用之時槽係被定義為特定時槽之被禁用時槽組。

雖然頻道分配演算法已針對分時雙工系統被發展，但這些系統通常包含被操作者使用之一單載體。多重載體分時雙工系統中，網路可自由分配無線傳送/接收單元至一或若干載體。因此，有適當分配多重載體分時雙工系統資源之需要。

根據本發明，動態資源分配係首先藉由複數槽序列之產生來實施。以加權干擾信號編碼功率(ISCP)及加權資源單元為基礎之質量指標係接著針對各槽序列之各時槽被產生。各槽序列內之時槽係以遞減質量指標方式被排列。槽序列接著被處理來決定其是否可支援將被傳送之編碼。

200‧‧‧無線通信系統

202‧‧‧核心網路

204，206‧‧‧行動無線傳送/接收單元

210‧‧‧無線網路控制器(RNC)

212‧‧‧節點B

208，214，216，218‧‧‧基地台

220‧‧‧信號處理區段

222‧‧‧收發器區段

第1A及1B圖係為依據本發明之方法流程圖。

第2圖為依據本發明之多重載體通信系統。

本發明將參考附圖做說明，其中遍及全文之相似數字係代表相似元件。

本發明之較佳實施例係以依據第三代夥伴計劃(3GPP)寬頻分碼多重存取(W-CDMA)通信系統之支援聲音及資料 傳送之通信系統作說明。然而，應注意第三代夥伴計劃系統僅被當作例子，而本發明可被應用至其他分碼多重存取系統。雖然實施例係以無線展頻譜通信型式做說明，但本發明亦可被應用至其他分槽，非分槽，多重載體及單載體通信系統型式，且可被廣義應用至所有通信型式類型。此外，本發明可被應用至無線及使用硬配線連接之系統。雖然基地至行動傳送已被說明，本發明概念亦有用於對等(peer-to-peer)通信。

在此被使用之無線傳送/接收單元項可包含但不限於使用者設備，行動台，固定或行動用戶單元，呼叫器，或可操作於無線環境中之任何其他類型元件。這些無線環境類型例證係包含但不限於無線區域網路(WLANs)及公共陸上行動網路(PLMNs)。此後被使用之基地台項可包含但不限於節點-B，位址控制器，存取點或無線環境中之其他互連元件。

依據使用TSM標準之本發明例證觀點，一種改良資源分配程序係被實施。TSM標準需所有屬於單應用之實際頻道被分配至相同載體。依據本發明之資源分配程序係針對各載體被執行。接著，於所有載體間選擇產生最佳分配品質度量之載體。

為了支援非專利多重載體分時雙工系統，係需要若干編碼。通常，這些編碼係以編碼展開因子遞增順序排列。此編碼排列係被稱為編碼組。熟練技術人士了解，編碼展開因子愈低，傳送編碼所需之資源單元愈多。

參考第1圖，顯示依據本發明之動態資源分配程序 100。程序100開始於步驟10，藉此複數槽序列係被產生。特定順序之時槽群組之槽序列係藉由依據α ^(k)=1 β ^(k)=2 ^k (序列k+1)及α ^(k+m+1)=2 ^m β ^(k+m+1)=1(序列k+m+1)施加a及ß值之k+m+1對來產生；其中a係為干擾信號編碼功率之加權參數，而ß係為可被槽中之編碼複合訊務頻道使用之資源單元數之加權參數。

藉由施加a及ß值之k+m+1對，k+m+1槽序列係被產生如下：因為a被保持等於1，而ß被增加，以下序列較喜愛低分割：α ⁽¹⁾=1 β ⁽¹⁾=2⁰(序列1)，α ⁽²⁾=1 β ⁽²⁾=2¹(序列2)，α ⁽³⁾=1 β ⁽³⁾=2²(序列3)，所以，α ^(k)=1 β ^(k)=2 ^k (序列k+1) 方程式(3)

因為ß被保持等於1，而a被增加，以下序列較喜愛低干擾：α ^(k+1)=2¹ β ^(k+1)=1(序列=k+2)，α ^(k+2)=2² β ^(k+2)=1(序列k+3)，所以，α ^(k+m+1)=2 ^m β ^(k+m+1)=1(序列k+m+1) 方程式(4)

Fi質量指標接著針對各時槽來計算(步驟11)。槽i之質量指標Fi係被產生為： F _i =-α．△I _i +β．f(C _i )； 方程式(5)

其中△I _i 被定義為ISCPi-ISCPmin；ISCPi為槽i中之被量測干擾信號編碼功率(以dB表示)；ISCPmin為相同方向(也就是上行鏈路或下行鏈路)中所有可利用時槽間之最低干擾信號編碼功率(以dB表示)；而f(C _i )為可被槽i中之編碼複合訊務頻道使用之資源單元數量。參數f(C _i )被計算為：f(C _i )=min(C _i ,min(M,RU _{max_slot} )), 方程式(6)

其中C _i 為槽i中之可利用資源單元數量；M為編碼複合訊務頻道所需之資源單元數量；而RU _{max_slot} 為可被一槽中之此編碼複合訊務頻道所使用之最大資源單元數量。

假設無線傳送/接收單元同時支援m編碼複合訊務頻道(m1)且被此槽中之此無線傳送/接收單元之其他編碼複合訊務頻道所使用之編碼數為NUSED，因為無線傳送/接收單元具有每時槽中NWTRU容量，所以此編碼複合訊務頻道可使用之編碼數係為NWTRU-NUSED。因此，RU _{max_slot} 係藉由可被編碼複合訊務頻道中之NWTRU-NUSED編碼所使用之資源單元最高數量。

各槽序列之時槽接著以質量指標Fi遞減順序來安排(步驟12)。此提供被安排之槽序列。

以第一槽序列做開始(步驟14)，第一槽序列中之第一時槽係被選擇(步驟16)。因為編碼組中具最小展開因子之編碼將需要大多數資源單元而亦被選擇(步驟18)。

決定被選擇時槽中是否可利用對應展開因子之編碼(步驟20)。若是，(也就是編碼可利用且分配不違反無線傳送/接收單元之任何功能，例如可被無線傳送/接收單元使用之最大時槽數)，則程序前進至步驟23。

若步驟20中之決定為否(也就是對應編碼不可利用或分配違反無線傳送/接收單元之某些功能)，則動作需視其是否為上行鏈路時槽或下行鏈路時槽而定(步驟24)。若其為上行鏈路時槽，則程序100前進至步驟26。若其為下行鏈路時槽，則程序100前進至步驟28，因為下行鏈路中之所有編碼均具有相同展開因子，且若現行編碼不能被支援於時槽中，所以剩餘未被分配編碼均不可被支援於時槽中。

步驟26中，決定編碼組中是否具有較高展開因子之編碼。若是，則來自編碼組具有次大展開因子之編碼係被選擇(步驟30)，且程序100返回至步驟20。若來自編碼組具有較高展開因子之編碼不可利用，則程序100前進至步驟28，其現行時槽係從時槽序列被消除且槽序列係被更新。

若序列中有任何時槽留下(步驟32)，則時槽序列中之下個時槽係被嘗試，而被初始化於各槽序列分析開始時之時槽計數器係被更新(步驟34)。若如步驟32所決定之序列中有任何時槽留下，則此槽序列無法找到槽分配解。

接著決定是否可利用任何更多槽序列(步驟40)。若是，則下個槽序列係被選擇(步驟42)，且各時槽之干擾信號編碼功 率係被重設。程序100接著返回至步驟16。

於步驟36，若此時槽將被用於編碼複合訊務頻道，則決定將需要之總時槽數是否在無線傳送/接收單元能力之內。例如，某些無線傳送/接收單元僅能支援特定時槽數。使用大於該數量之時槽之分配解將自動失效。若總時槽數在無線傳送/接收單元能力之內，則程序100返回至步驟20。若總時槽數在無線傳送/接收單元能力之外，則編碼複合訊務頻道不能被分配至更多時槽，且此槽序列無法找到槽分配解(步驟38)。程序100前進至步驟40。

返回參考步驟20，若步驟20處之決定係肯定的，則若具此展開因子之編碼被添加，即估算時槽中之雜訊上升及編碼傳送功率(步驟23)。接著決定此展開因子是否可被支援於時槽(步驟44)。此決定使得若該被估算雜訊上升及傳送功率違反任一以下要求，此展開因子均無法被支援於此槽：

1.雜訊上升不能超過預定門檻。該門檻為設計參數。

2.干擾信號編碼功率不能超過預定門檻。該門檻為設計參數。

3.上行鏈路中，無線傳送/接收單元傳送功率不能超過其最大允許傳送功率(也就是用於該時槽中該使用者設備之所有編碼傳送功率總和)。

4.下行鏈路中，節點B載體功能不能超過藉由功率等級所界定之其最大傳送功率(也就是用於該時槽中所有無線傳送/接收單元之所有編碼傳送功率總和)。

5.下行鏈路中，相同時槽中任何兩編碼之編碼傳送功率間之差異不能超過最大動態範圍。最大動態範圍值係為設計參數。

若此編碼(也就是展開因子)不能被支援於被決定於步驟44之時槽，則程序100前進至步驟28。

若編碼可被支援於時槽，則程序100前進至步驟46，其中時槽之干擾係被更新。槽序列係藉由刪除所有因使用此時槽而不能被用於其他載體之所有時槽來更新。

接著決定是否有更多必須被分配之編碼(也就是編碼組中是否有任何編碼留下)。若是，程序100前進至步驟50且嘗試分配編碼組中之下個編碼至此時槽。應注意此估算，干擾信號編碼功率應採用更新值。

若所有編碼均已被分配(步驟48)，則分配解已被找到(步驟52)。此分配解係被記錄於此槽序列(也就是用於各被使用載體內之各被使用時槽之編碼數及其展開因子)。假設編碼複合訊務頻道使用N載體，且各載體n內，Sn時槽係被使用，ISCPtotal(n)表示載體n中之編碼複合訊務頻道之總干擾，加權干擾ISCPweighted係被計算為總干擾加上時槽分割罰及載體分割罰：

若具有如步驟40所決定之更多槽序列，則下個槽序 列係被選擇，且干擾信號編碼功率係被重設為該被選擇槽序列之第一槽之干擾信號編碼功率。程序100接著返回至步驟16。此方式中，其他各具有其對應加權干擾之分配解將可被找到。若所有槽序列之槽選擇均被執行如步驟40所決定者，則決定是否至少一序列產生分配解(步驟54)。若否，則功率/干擾取得性形式中無分配解被找到，且程序100被完成(步驟58)。若至少一分配解被找到，則具有所有分配解間最小加權干擾者係被選為最佳分配解。程序100被完成(步驟58)。

第2圖為無線通信系統200之一般輪廓，其包含一核心網路202，及複數個行動無線傳送/接收單元204，206。網路202包含一無線網路控制器(RNC)210，其被耦合至節點B212，其被進一步耦合至複數個基地台214，216，218。運作時，網路202係經由基地台208與無線傳送/接收單元204，206通信。各無線傳送/接收單元204，206係包含一收發器區段222及可於其他因子間分配通信槽之一信號處理區段220。一實施例中，第1圖所示之程序係針對專用頻道被執行於無線網路控制器，且針對共享頻道被執行於節點B。針對ad hoc網路(如無線區域網路)，該程序可被執行於無線傳送/接收單元。

200‧‧‧無線通信系統

202‧‧‧核心網路

204，206‧‧‧行動無線傳送/接收單元

210‧‧‧無線網路控制器(RNC)

212‧‧‧節點B

208，214，216，218‧‧‧基地台

220‧‧‧信號處理區段

222‧‧‧收發器區段

Claims (6)

1. 用以在一時槽化通信系統中分配時槽來支援一編碼組中的複數編碼的傳輸的裝置，該裝置包含：利用至少一選擇性加權值來產生複數槽序列，每一槽序列包含複數時槽；為每一時槽計算一質量指標，該質量指標係基於至少部分的所述選擇性加權值；依照一遞減質量指標的順序排列所述複數時槽於每一所述槽序列中，以提供一排列槽序列；以及比較所述編碼組中所述複數編碼的每一者與每一所述排列槽序列，以決定所述排列槽序列是否可以支援所述編碼組，以及，若可支持的情況下，則辨識該槽序列為一分配解，其中若一可利用編碼被分配給一選擇時槽，所述比較步驟更包含估算該選擇時槽之雜訊上升及傳送功率，及決定該選擇時槽中之雜訊上升及傳送功率是否過度；其中若該選擇時槽中之該雜訊上升及該傳送功率不過度，所述比較步驟更包含更新該選擇時槽中之該干擾，及藉由刪除因使用該選擇時槽而不能被使用之時槽來更新該槽序列。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包含針對每一分配解計算一加權干擾值。
3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，更包含選擇具有最低加權干擾的分配解為最佳解。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該至少一選擇性加權值係包含與干擾信號編碼功率(ISCP)a相關之一加權參數及與可被用於一特定時槽之資源單元(RU)數量相關之一加權參數。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中所述編碼組內之該複數編碼係具有複數不同展開因子。
6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中所述比較步驟進一步包含：選擇具有最小展開因子之該編碼組內之該編碼；選擇於該排列槽序列中之一時槽；決定該選擇時槽中是否有可利用的編碼來支援該最小展開因子，且若有的話，則辨識該編碼為該可利用編碼。