[发明专利]将多个主动许可型服务(UGS)用户复用在相同无线资源上

说明书

技术领域

本发明的技术领域涉及无线通信，尤其涉及一种包括一个基站和多个无线用户站的无线通信网络，所述多个无线用户站使用基于无冲突的用户调度进行通信以访问公共的基于包的无线资源。

背景技术

在典型的无线通信系统中，被称作用户设备单元(UE)的用户通信终端通过无线接入网络(RAN)与诸如因特网的其他网络进行通信。无线接入网络(RAN)覆盖了被分为多个小区区域的地理区域，每个小区区域都由基站(例如无线基站(RBS)，在一些网络中也被称为“节点B”或增强型节点B)提供服务。小区是这样一种地理区域，在该区域中，由基站站点处的无线基站设备来提供无线覆盖。

运行在宽带码分多址(WCDMA)中的诸如通用移动电信系统(UMTS)的第三代(3G)蜂窝无线系统使用包括非调度无线信道和调度无线信道的不同类型的无线信道。混合了语音/数据的电路/包交换3G系统是从语音为中心的电路交换第二代(2G)系统发展而来的。非调度信道(有时也称作专用信道)通常仅在传送仅与该用户有关的信息的连接期间分配给一个用户。调度信道是包交换信道，在该信道上传送用于多用户连接的包。第四代(4G)系统(如UMTS的长期演进(LTE)和微波存取全球互通(WiMAX))基于包数据来设计空中接口。消除专用业务信道有利于调度无线信道以简化系统。因此介质访问控制向请求资源许可的资源模式(paradigm)发展。响应于上行链路和/或下行链路中从和/或向用户设备(UE)发送数据的实际请求，基站中的调度器动态分配无线资源以满足与要发送的数据流量类型有关的服务质量要求，与此同时，还努力优化系统容量。

与宽带无线接入标准有关的IEEE 802.16工作组开发了用于宽带无线城域网(MAN)的全球部署的形式规范。尽管802.16系列标准被官方称作无线MAN，但是它也常被称作WiMAX。一般而言，802.16对空中接口的以下两个方面进行了标准化：物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。对于物理层，一个模式IEEE 802.16e使用可缩放的正交频分多址(OFDMA)来支持多达2048个子载波在1.25MHz和20MHz之间的信道带宽。IEEE 802.16e支持自适应调制和编码，从而在良好的无线信号状态下，可以使用高效的64QAM编码方案，而在不好的无线信号状态下，可以使用更鲁棒的BPSK编码方案。在中间状态下，可以采用16QAM和QPSK。其他物理层特征包括对多输入多输出(MIMO)天线的支持以提供良好的NLOS(非视距)特性(或更高带宽)以及混合自动重发请求(HARQ)，从而实现良好的纠错性能。

就介质访问控制(MAC)而言，IEEE 802.16e包括多个会聚子层，所述多个会聚子层描述了有线线路技术(诸如以太网、ATM和IP)是怎样封装在空中接口上，以及数据怎样分类等。IEEE 802.16e还描述了在认证期间利用安全密钥交换和在数据传输期间利用加密怎样传送安全通信。MAC层的其他特征包括节能机制(利用睡眠模式和空闲模式)和切换机制。

802.16WiMAX协议支持五种类型的服务质量(QoS)：UGS(主动许可型服务)、rtPS(实时轮询服务)、ertPS(扩展实时轮询服务)，nrtPS(非实时轮询服务)以及BE(尽力服务)。将主动许可型服务(UGS)设计成支持实时服务流，该实时服务流周期性地生成固定大小的数据包，诸如T1/E1和基于IP的语音(VoIP)，而没有静音抑制。UGS实时且周期性地提供固定大小、主动无线资源许可(意味着UE不必在每次传输前请求许可无线资源)，这消除了与UE许可请求有关的开销和等待时间，并保证了许可可用于满足数据流的实时需要。与UGS有关的另一方面是无线资源的半持久性调度。

通过基站的调度器来分配主动许可。多个UE针对初始登录网络进行竞争，随后，基站调度器为每个指定UE分配一个UGS接入时隙。许可的UGS时隙可以放大和缩小，但是它在UGS的持续期间被指定给该UE，这通常意味着其他UE不能使用它。

但是UGS存在缺点。不管用户是否通过UGS资源发送或接收数据，UGS都以与TDMA系统(诸如GSM)中的固定的、预先分配的时隙相同方式消耗无线资源。例如，UGS没有利用语音的随机行为、低数据率以及容错。可将语音模拟成具有特定特征的随机过程。一些音码器在静止期间生成可以从传输中省略的零速率帧，因此在空中产生了空闲UGS时隙。一些音码器生成全部、二分之一、四分之一、八分之一速率帧。较低的音码器速率具有较低的功率要求和较高的速率容差，这使得在UGS中分配的带宽和功率大于应该使用和实际使用的带宽和功率。其他流量类型可以具有类似特性，例如具有临时静态图像场景的动画。