专利名称：因特网协议上语音传输中的上行链路调度方法
技术领域：
本发明一般涉及无线系统中的上行链路调度方法，并且尤其涉及为VoIP(因特网协议上的语音传输)调度上行链路资源的方法。
背景技术：
迫切需要一种在无线系统中有效地使用资源的调度方案，用有限的资源提供各种服务。理想的是通过调度快速返还和重新分配不必要分配的资源。另外，可以处于其他目的考虑利用由减少数据量节省的剩余资源的技术。
存在很多用于VoIP服务的传统上行链路调度类型。主要的例子是UGS(主动提供的准予服务)和rtPS(实时轮询服务)。
UGS应用户请求分配固定大小的上行链路资源。然后，用户使用上行链路资源将传输数据发送到基站(BS)。rtPS响应来自用户的周期性上行链路资源分配请求，分配所要求的资源。因此，用户使用相应于传输数据量分配的资源来发送传输数据。
图1是说明传统的基于UGS的上行链路调度过程的图。
参考图1，移动状态在时间轴上大致分为通话突发周期(ON)和静默周期(OFF)。传输数据分组存在于通话突发周期中，而静默周期中不存在传输数据分组。在图1所示的情况下，固定分配支持最大速率(速率1)的资源。
但是，用户台(SS)不使用所有分配的资源发送数据。只使用最小要求资源(例如，速率1/8)来在静默周期110和118中保持服务。
即使在通话突发周期中，也可能只使用分配的资源的一部分。即，SS在通话突发周期使用分配的资源的全部或一部分发送数据。例如，在通话突发周期112中使用所有分配的资源以速率1发送数据分组。另一方面，由于传输数据量的下降，在通话突发周期114中以1/2速率发送数据分组。在通话突发周期116中，使用不超过分配的资源的1/4发送数据分组。然后，SS在通话突发周期118中使用最小要求资源。最小资源是支持最小速率-1/8速率的资源。
如上所述，在周期114、116和118中，使用最大速率以外的速率，固定分配资源的一部分变为剩余资源。这意味着低效率的上行链路调度。结果，上行链路资源在通话突发周期以及静默周期中浪费。
图2是说明传统的基于rtPS的上行链路调度过程的图。
参考图2，SS在rtPS中将资源分配请求发送到BS，如附图标记212到236所示。BS将请求的上行链路资源分配给SS。然后，SS使用分配的资源发送数据分组，如附图标记210、220和230所示。
根据使用的数据速率，存在三个通话突发周期210、220和230。在第一个通话突发周期210中，数据分组以速率1发送，在第二个通话突发周期220中以速率1/2发送，以及在第三个通话突发周期230中以速率1/4发送。因此，SS在通话突发周期210、220和230中请求不同数量的资源。由于MS中数据速率的降低，发生从通话突发周期210到通话突发周期220的转换以及从通话突发周期220到通话突发周期230的转换。
更具体地说，在静默周期中产生数据分组时，SS在步骤212中请求资源分配。BS分配最大资源以支持最大数据速率(例如，速率1)。SS使用分配的资源以速率1发送数据分组。在通话突发周期210中重复速率1的数据传输。
当由于通话突发周期210中传输数据量减小而数据速率改变时，SS在步骤222中请求支持降低的数据速率-速率1/2的资源分配。然后，SS使用由BS分配的资源发送数据分组。在通话突发周期220中重复速率1/2的数据传输。
如果数据速率在通话突发周期220中要进一步减小，则SS在步骤232中请求支持降低的数据速率-速率1/4的资源分配。然后，SS以速率1/4发送数据分组。在通话突发周期230中重复以速率1/4的数据传输。
数据传输完成之后，SS在静默周期240中使用最小资源(例如，速率1/8)操作。
如从上面的说明所表明的，在rtPS中要求来自SS的周期性轮询(即，上行链路资源请求212到218、222到226和232到236)。因此，甚至在要使用如参考号码210、220和230所示的相同资源发送数据分组的情况下，仍然执行周期性轮询214到218、224到226和234到236。不必要的轮询导致上行链路资源的浪费。
如上所述，UGS和rtPS根据它们的调度类型周期性地分配上行链路资源，而不考虑实时移动状态。即，在上行链路调度中，未实时地反映时变的移动状态。因此，需要开发高效的、实时地反映移动状态的上行链路调度方案。
发明内容
本发明的目的是基本解决至少上面的问题和/或缺点，并且提供至少下面的优点。因此，本发明的目的是为VoIP服务提供有效的上行链路调度方法。
本发明的另一个目的是提供上行链路调度方法，用于在分配上行链路资源中最小化不必要的资源消耗。
本发明的进一步的目的是提供上行链路调度方法，用于阻止SS不必要地向BS请求资源分配。
本发明的另一个目的是提供上行链路调度方法，用于分配最优的资源以支持由SS请求的数据速率。
本发明的另一个目的是提供根据来自SS的速率变化通知执行上行链路调度的方法。
上面的目的通过提供支持VoIP服务的无线通信系统中调度上行链路资源的方法实现。
根据本发明的一个方面，在支持VoIP服务的无线通信系统中的SS中调度上行链路资源的方法中，SS请求分配资源，通过该资源发送VoIP数据到BS，并且周期性地从BS分配支持最大数据速率的资源。SS以最大数据速率发送VoIP数据。当请求资源分配时，SS也发送带宽请求信息到BS，该带宽请求信息请求连续地分配相同的资源，直到最大数据速率改变位置。响应资源分配请求，在接收到资源分配请求之后的第一个资源分配周期之前，分配第一资源，而不考虑该周期。
根据本发明的另一个方面，在支持VoIP服务的无线通信系统中的BS中调度上行链路资源的方法中，BS从SS接收到对传输VoIP数据的资源分配请求。响应资源分配请求，BS周期性地分配从SS以最大数据速率传输数据所需的资源。与资源分配请求一起，BS也从SS接收到带宽请求信息，该信息请求连续地分配相同的资源，直到最大数据速率改变位置。在接收到资源分配请求之后的第一个资源分配周期之前，响应资源分配请求，分配第一资源，而不考虑该周期。
根据本发明的更进一步的方面，在支持VoIP服务的无线通信系统中的SS中调度上行链路资源的方法中，SS请求分配资源，通过该资源发送VoIP数据到BS。SS使用由BS分配的资源以最大数据速率发送VoIP数据。当数据速率改变时，SS以改变后的数据速率发送数据到BS，并且使用剩余资源发送指示速率变化的通知信息给BS。当请求资源分配时，SS也发送带宽请求信息，该信息请求连续地分配相同的资源直到数据速率改变为止。
通过下面结合附图的详细说明，本发明上面的和其它的目的、特征和优点将变得更明显并且更容易理解，在附图中图1是说明传统的基于UGS的上行链路调度过程的图；图2是说明传统的基于rtPS的上行链路调度过程的图；图3是说明根据本发明实施例的上行链路调度过程的图；图4是说明根据本发明实施例的用于上行链路调度的SS和BS之间的信令的图；图5是说明根据本发明实施例的用于上行链路调度的SS的操作的流程图；以及图6是说明根据本发明实施例的用于上行链路调度的BS的操作的流程图。
具体实施例方式
下面将参考
本发明的优选实施例。在下面的说明中，不详细说明公知的功能或结构，因为对其不必要的详细描述将冲淡本发明。
根据如下所述的本发明，从SS接收到资源分配请求时分配资源。SS使用分配的资源发送数据分组而不轮询，直到它改变资源位置。同时，SS请求BS连续地分配相同资源而不轮询。因为这个原因，传输之前在带宽请求头的带宽请求字段中设置预定的模式。在预定模式中，设置带宽请求字段的所有比特为1。
如果要求数据速率降低，则SS以降低的数据速率发送数据分组，并且通知BS由于速率降低，使用的资源改变。因此，BS可以使用从该SS节省的剩余资源用于其它目的。
在本发明中，SS可以以两种方式通知BS速率变化。
其中之一是将STI(状态指示符)字段添加到现有的准许管理子头格式。为了应用这种方法，必须为STI字段定义指示速率变化的比特值。例如，如果数据速率改变，那么该比特设置为1，如果数据速率保持不变，那么设置为0。STI字段由从传统的准许管理子头中的16比特PBR(捎带请求，PiggyBack Request)字段借1比特形成。STI字段的添加导致15比特的PBR字段。因此，可以提出下面如下表1中所示的准许管理子头格式。
表1
下面的表2定义表1中所列字段中用于本发明实施例的字段。
表2
在表2中，根据是否使用1比特的STI字段确定PBR字段的比特数。当使用STI比特时，PBR字段具有15比特。在没有STI比特的情况下，PBR字段具有16比特。STI比特指示数据速率改变。如果STI比特是0，那么指示没有与速率改变有关的行动。如果STI比特是1，那么指示速率改变。
用于SS通知BS速率改变的另一种方式是使用现有准许管理子头格式的PBR字段。对这种方法，必须为PBR字段定义指示速率改变的特殊比特模式。这个比特模式不同于现有的用于其它目的的比特模式。例如，16比特的PBR字段设置为全0以指示速率改变。下面的表3定义准许管理子头格式中的每个字段以实现这个基于PBR的速率改变通知方法。
表3
A.调度过程下面将详细说明由本发明提出的上行链路调度过程。
图3是说明根据本发明实施例的上行链路调度过程的图。参考图3，移动状态在时间轴上大致分为通话突发周期(ON)和静默周期(OFF)。传输数据分组存在于通话突发周期中，而静默周期中不存在传输数据分组。
当SS从静默周期转换到通话突发周期时，它向BS请求资源分配，如附图标记310所示。使用预先分配的最小资源发送资源分配请求。例如，SS使用带宽请求头以请求资源分配。带宽请求头携带带宽请求信息，该信息请求连续地分配相同的资源，即使SS不执行轮询。
下面的表4列出带宽请求头中的字段以及字段的长度和特性。
表4
在带宽请求(BR)字段中递送带宽请求信息。在表4中，带宽请求信息定义为设置为全1的19比特的比特流。
接收到带宽请求头时，BS周期性地分配以最大数据速率传输数据所需的资源给SS。SS使用分配的资源发送数据，如附图标记312所示。数据传输以最大数据速率-速率1执行。
但是，使用最初为资源分配请求分配的资源的数据传输不是周期性的。即，使用最初分配的资源的数据传输发生在资源分配请求时间和第一次周期性数据传输之间。
如果在周期性地以最大速率发送数据时要求速率改变，那么SS在下一个传输间隔中以改变后的速率发送数据。改变后的速率低于先前的速率。在图3所示的情况下，SS将其速率从速率1改变到速率1/2。同时，SS使用从速率降低节省的剩余资源，将指示速率改变的通知信息发送到BS。前面已经说明使用准许管理子头发送通知消息到BS的特定方法。然后，SS周期性地以改变后的速率发送数据，如附图标记314所示。
在接收到准许管理子头中的通知信息之后，BS分配支持速率1/2的所需的最小资源给SS。当需要时，伴随着速率改变执行资源分配。即，如果当前可用的资源足够，那么BS不需要实时地从SS返还分配的资源。
如果在周期性地以速率1/2发送数据时要求速率改变，那么SS在下一个传输间隔中以改变后的速率-速率1/4发送数据，并且通知BS速率改变。然后，SS周期性地以速率1/4发送数据，如附图标记316所示。在接收到准许管理子头中的通知信息之后，BS分配支持速率1/4所需的最小资源给MS。
如果在周期性地以速率1/4发送数据时要求速率改变或不存在传输数据，那么SS在下一个传输间隔中将速率改变为速率1/8。假定速率1/8是SS可用的最低速率，并且通知BS速率改变。然后，SS在静默周期318中正常操作。
B.信令本发明的上行链路调度中SS和BS之间的信令将参考图4详细说明。参考图4，在步骤410中，BS分配传输来自SS的资源分配请求所需的最小资源。典型地，支持16字节信息传输的资源足够传输来自SS的资源分配请求。因为这里假定以速率1/8发送资源分配请求，所以资源分配请求所需的最小资源支持速率1/8。
在传输数据存在的情况下，SS在步骤412中使用分配的最小资源，将请求资源分配的带宽请求头发送到BS。通话突发周期以发送带宽请求头开始。根据本发明的上行链路调度的应用需要由带宽请求头通知。即，带宽请求头携带指示将不发送其它资源分配请求、直到数据速率改变为止的信息。例如，设置带宽请求头的BR字段为全1。
接收到带宽请求头之后，BS在步骤414中分配资源，SS通过该资源可以以最大数据速率-速率1发送数据分组。在步骤416中，SS使用分配的资源以速率1发送数据分组。重复资源分配步骤414和数据传输步骤416，直到数据速率改变为止。
在步骤418中，由BS分配支持当前速率，速率1的资源给SS。如果数据速率改变到速率1/2，那么SS在步骤420中以速率1/2发送数据分组。SS也发送指示从速率1到速率1/2的速率变化的准许管理子头到BS。改变后的速率并不总由准许管理子头指示。换句话说，SS通过准许管理子头只通知BS速率改变，而BS从准许管理子头发现上行链路速率已经变到低一级的速率。速率改变可以由准许管理子头以各种方式指示。本发明已经提出两种主要技术将STI字段添加到准许管理子头，以及使用准许管理子头的PBR字段。先前已经说明了这些技术，此时将不重复对它们的说明。
BS由准许管理子头确定上行链路速率已经改变。在步骤422中，BS分配支持改变的速率-速率1/2的资源。产生的支持最高速率1/2的剩余资源可以用于其它目的。另一方面，在接收到准许管理子头之后，可以不立即执行步骤422中的资源分配。如果BS具有足够的可用资源，那么它允许SS保留先前分配的资源。当需要剩余资源时，BS然后重新分配资源给SS。因此，在步骤420和422之间，SS使用现有的已分配资源继续发送数据分组给BS。特别地，在步骤420和422中的SS的数据传输中，节省一些资源作为剩余资源。但是，在BS分配支持速率1/2的资源之后，在步骤424中没有从数据传输产生的剩余资源。
如果在步骤426中，上行链路速率在资源支持速率1/2的情况下改变到速率1/4，那么SS在步骤428中以改变后的速率-速率1/4发送数据分组。SS也将准许管理子头发送到BS，指示从速率1/2到速率1/4的速率改变。
BS由准许管理子头确定上行链路速率已经改变。在步骤430中，BS分配支持速率1/4所需的资源。产生的支持最高速率1/4的剩余资源可以用于其它目的。但是，在接收到准许管理子头之后，可以不立即执行步骤430中的资源分配。如果BS具有足够的可用资源，那么它允许SS保留先前分配的资源。当需要剩余资源时，BS然后重新分配资源给SS。因此，SS使用现有的资源继续发送数据分组给BS，直到步骤430之前。在这种情况下，剩余资源产生。但是，当SS在步骤432中使用由BS重新分配的资源发送数据分组时，没有从数据传输产生的剩余资源。
BS在步骤434中分配支持速率1/4的资源。此时，上行链路速率改变到速率1/8。速率1/8是SS能够支持的最小速率。在本发明中，速率1/8在静默周期中使用。因此，静默周期以到速率1/8的速率改变开始。在静默周期中，SS可以使用分配的资源发送数据或者请求资源分配。在图4所示的情况下，SS以速率1/8发送数据，直到SS在步骤444中请求资源分配之前。
在步骤436中，SS以速率1/8发送数据分组以及指示从速率1/4到速率1/8的速率改变的准许管理子头。在步骤436中没有数据分组时，不执行数据传输。
BS由准许管理子头确定上行链路速率已经改变。在步骤438中，BS分配支持速率1/8所需的资源。SS在步骤440和442中以速率1/8发送数据分组。
BS在步骤434中分配支持速率1/8所需的资源。假定此时SS中已经产生了要以增加的速率发送的传输数据。因此，这个时间变为通话突发周期的开始。
在步骤444中，SS使用分配的支持速率1/8所需的最小资源，发送带宽请求头到BS。带宽请求头携带指示将不发送其它资源分配请求、直到数据速率改变为止的信息。
接收到带宽请求头之后，BS在步骤446中分配资源，SS通过该资源可以以最大数据速率-速率1发送数据分组。SS然后在步骤448中使用分配的资源以速率1发送数据分组。
C.SS中的操作图5是说明根据本发明实施例的用于上行链路调度的SS的操作流程图。参考图5，在步骤510中，SS确定是否存在要通过VoIP传输的数据。当存在传输数据时，在步骤512中，SS通过带宽请求头向BS请求资源分配。带宽请求头携带指示将不发送其它资源分配请求、直到数据速率改变为止的信息。为了这个目的，例如，SS可以设置带宽请求头的19比特BR字段为全1。同时，可以预先从BS分配用于传输带宽请求头所需的资源给SS。
BS分配资源之后，SS在步骤514中使用分配的资源发送数据。分配的资源通常支持SS可用的最大数据速率(例如，速率1)。
在步骤516中，SS连续地监视要发送的数据分组的存在。存在数据分组时，SS在步骤518中确定是否当前分配的资源量超过用于传输数据的量，即是否可能要降低当前速率。如果要求速率降低，那么SS在步骤522中用降低的资源量，即以改变后的速率(速率1/2)发送数据。同时，SS通知BS资源减少，即速率改变。如前所述，由准许管理子头的PBR字段或新的STI比特指示资源的减少。然后，SS在步骤514中以改变后的速率发送数据分组。
如果在步骤518中未确定当前速率要降低，那么在步骤520中，SS确定是否要求更多的资源。如果要求资源增加，那么SS在步骤512中请求资源分配。然后，SS以最大速率，速率1发送数据分组。
虽然未在图5中显示，但是即使SS不是对于每个数据帧传输请求资源分配，BS也以先前的量分配资源给SS。
D.BS中的操作图6是说明根据本发明实施例的用于上行链路调度的BS的操作流程图。参考图6，在步骤610中，BS监视来自SS的资源分配请求的接收。例如，通过带宽请求头接收到资源分配请求。接收到带宽请求头之后，BS检查带宽请求头的BR字段值。如果BR字段值指示由本发明提出的上行链路调度的请求，例如如果BR字段值设置为全1，那么BS根据本发明的上行链路调度方案分配上行链路资源。否则，应用典型的上行链路调度方法，这里将不说明该方法。
在步骤612中分配支持SS的最大允许速率所需的资源之后，BS在步骤614中从SS接收使用分配的资源发送的数据。在步骤616中，BS监视来自SS的资源减少请求的接收。如果BS接收到资源减少请求，那么BS在步骤620中分配由资源减少请求指示的数量的资源，如果BS未接收到资源减少请求，那么BS在步骤618中确定是否接收到资源分配请求。如果接收到资源分配请求，那么BS分配对SS可用的最大量的资源。
在步骤616中接收到资源减少请求之后，BS在步骤620中分配数量减少的资源，即支持较低数据速率所需的资源给SS，并且返回到步骤614，在该步骤BS接收由SS以改变的资源量发送的数据。
另一方面，如果BS接收到资源分配请求，那么BS在步骤612中分配能够支持最大数据速率的资源。虽然未在图6中显示，但是BS为每个数据帧分配所需的资源。
根据如上所述的本发明，考虑实时变化的上行链路速率，分配上行链路资源。因此，执行最优上行链路调度。作为结果，实现下面的效果。
数据传输效率最大化，并且SS的开销减少。因此，防止资源浪费。
因为考虑SS的上行链路速率实时变化来分配资源，所以产生的节省资源可以用于其它目的。
SS使用通过降低上行链路速率而节省的剩余资源来通知BS速率变化。因此，不产生额外的开销。
由SS发送的周期性资源分配请求的数目可以降低。因此，可以降低用于VoIP服务的上行链路资源的不必要的消耗。
虽然已经参考本发明的特定优选实施例显示和说明本发明，但是本领域的技术人员将理解其中可以进行形式和细节的各种改变，而不背离由附加的权利要求书限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种无线通信系统中的用户台(SS)中实时传输数据的方法，其中传输数据的大小可变，该方法包含以下步骤将数据发送到基站(BS)，该数据的大小对应于由BS分配的数据速率；以及如果数据速率需要改变，那么向BS请求改变当前数据速率，其中大小对应于改变后的数据速率的数据与速率改变请求一起发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其中速率改变请求是速率降低请求。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述速率改变请求步骤包含使用通过降低数据速率节省的剩余资源，请求改变当前数据速率。
4.一种用于无线通信系统的上行链路数据速率控制方法，该无线通信系统包括至少一个被服务台和分配上行链路数据速率给被服务台的服务台，该方法包含在被服务台确定是否要求改变上行链路数据速率；当要求改变上行链路数据速率时，发送改变请求给服务台用于改变上行链路数据速率；以及在服务台分配由改变请求指示的上行链路数据速率给被服务台。
5.根据权利要求4所述的方法，其中改变请求是上行链路分配请求和速率降低请求之一。
6.根据权利要求5所述的方法，其中速率降低请求包括要以此发送数据的上行链路数据速率。
7.根据权利要求6所述的方法，其中速率降低请求捎带以数据速率索引所指示的上行链路数据速率产生的数据。
8.根据权利要求5所述的方法，其中上行链路分配请求与在被服务台有数据传输时发送的初始上行链路分配请求相同。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述发送改变请求的步骤包括确定改变是增加改变还是降低改变；当改变是增加改变时，发送上行链路分配请求；以及当改变是降低改变时，一起发送速率降低请求和数据速率降低的数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述分配上行链路数据速率的步骤包括当改变请求是上行链路数据分配请求时，分配对被服务台可用的最大数据速率；以及分配由速率降低请求指示的上行链路数据速率。
11.一种用于基于IP上语音通信的无线系统的上行链路资源分配方法，该无线系统包括至少一个用户台和分配上行链路资源的基站，该上行链路资源用于传输以用户台的数据速率产生的语音分组，该方法包含在用户台确定是否要求改变数据速率；确定所述改变是增加改变还是降低改变；当改变是降低改变时，发送资源分配请求，用于降低上行链路数据速率；以及在服务台重新分配由资源分配请求指示的上行链路资源。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述发送资源分配请求的步骤包括以由资源分配请求指示的数据速率产生语音分组；以及使资源分配请求捎带语音分组。
13.根据权利要求11所述的方法，进而包含当改变是增加改变时，发送资源分配请求，用于请求用户台可用的最大上行链路资源。
14.一种用于基于IP上语音通信的无线系统的上行链路资源分配方法，该无线系统包括至少一个用户台和分配上行链路资源给用户台的基站，该方法包含在用户台发送带宽请求消息给基站，用于请求上行链路资源；接收到带宽请求消息之后，在基站为以用户台的全数据速率产生的语音分组分配上行链路资源；在用户台确定用于产生语音分组的初始数据速率；以及以所确定的数据速率发送产生的语音分组。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述发送语音分组的步骤包括确定是否初始数据速率小于全数据速率；当确定的数据速率小于全数据速率时，确定数据速率是要增加还是降低；当数据速率要降低时，与数据一起发送准许管理消息；以及当数据速率要增加时，发送带宽请求消息。
16.根据权利要求15所述的方法，其中通过捎带以降低的数据速率产生的语音分组，发送准许管理消息。
全文摘要
提供一种支持VoIP的无线通信系统中调度上行链路资源的方法。BS连续地分配相同数量的上行链路资源，直到上行链路数据速率由SS的对数据速率改变的请求改变为止。当数据速率改变时，SS将这个事件报告给BS，使得BS分配对应于请求的数据速率的数量的资源。
文档编号H04W72/14GK101040498SQ200580035234
公开日2007年9月19日 申请日期2005年8月17日 优先权日2004年8月17日
发明者李浩元, 赵东浩, 尹相普, 赵成贤, 朴元亨, 李起镐, 权泰首, 金柱烨, 崔湜 申请人:三星电子株式会社, 韩国科学技术院