CN101146344B - 一种gprs系统中下行资源动态分配的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种GPRS系统中下行资源动态分配的系统和方法，所述系统包括移动台及对应的无线网络，在核心网中增加设置了位图信息重构模块，该位图信息重构模块根据核心网确定的整个时域上的时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，该位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息，核心网根据此位图信息分配后续空闲时隙。所述方法，其步骤包括：网络侧确定整个时域上的时隙分配状态；网络侧根据上述时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，该位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息；网络侧根据上述位图信息分配后续空闲时隙。

Description

一种GPRS系统中下行资源动态分配的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种移动通信技术，尤其涉及一种GPRS系统中下行资源动态分配的系统和方法。

背景技术

GPRS是在现有的全球移动通信系统基础之上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在全球数字移动通信网络中引入分组交换功能实体，以支持采用分组方式进行的数据传输。GPRS系统可以看作是对原有的全球移动通信系统中电路交换系统进行的业务扩充，以满足移动台利用移动终端接入互联网或其它分组数据网络的需求。

如图1所示，GPRS系统包括移动台1及对应的无线网络，所述无线网络包括基站2、基站控制台、以及核心网4。上述核心网4根据当前时隙对应的位图信息将后续的各个时隙分配给各对应的移动台1，例如，分配给其他移动台，或将空闲的时隙分配给当前时隙对应的移动台。在各个时隙，无线网络向对应的移动台分配下行资源。

下面介绍一下GPRS系统中分配下行资源的过程，如图2所示，网络侧在下行分组随路控制信道上向移动台下发下行分组链路指派消息(01)，移动台接收到该指派消息后，向网络侧反馈一个分组控制应答响应消息(02)，表示移动台已经接收到了网络侧下发的下行分组链路指派消息；之后，网络侧根据上述的下行分组链路指派消息，通过分组数据信道向移动台下发数据块(03)，在设定的时刻，网络侧可以在下发的数据块中添加轮询消息(04)，移动台接收到该轮询消息后，结合其接收数据块的情况，在下行分组随路控制信道上向网络侧反馈一个分组下行确认应答/否认应答消息(05)，以表示已经成功或失败地接收了数据块。由于GPRS网络是分组传输数据块的，因此，网络侧在确定移动台成功接收到了上述数据块后，继续通过分组数据信道向移动台下发数据块(06)。网络侧可以在向移动台下发数据块(06)的过程中，在设定的时刻，通过下行分组随路控制信道在向移动台下发的下行分组链路指派消息中添加轮询消息(07)，来轮询移动台是否正确接收到指派信息，而移动台则根据其接收状况向网络侧反馈一个分组控制应答响应消息(08)，确认已经正确接收到指派信息。网络侧通过分组数据信道继续向移动台下发数据块(09)，并在最后的数据块中添加轮询消息(10)，来轮询移动台对数据块的接收情况，而移动台则根据其接收数据块情况，反馈一个分组下行确认应答/否认应答消息(11)，以表示已经成功或失败地接收了全部数据块。

在上述GPRS分配下行无线资源的过程中，移动台对网络侧下发的下行分组链路指派消息(01)消息反馈分组控制应答响应消息(02)，以及移动台对网络侧下发的轮询其接收下行分组链路指派消息情况的消息(07)而反馈的分组控制应答响应消息(08)，这些响应消息根据相对保留块周期是在一个上行无线块周期里发送的。移动台侧从开始完整接收到下行指派消息到确认的响应消息开始发送，通常会有40ms到100ms的时延。而网络的反应时间通常是在承载业务倒数最大值指定的无线块周期内，为0～300ms，比较优化的一个反应时间为60ms。假设在最好的情况下，指派消息和确认的响应消息都接收正确，相对保留块周期和承载业务倒数最大值都取到最优，即相对保留块周期取40ms，承载业务倒数最大值取60ms，则最小的时延也将达到100ms。在这100ms的时延里，无线网络资源并没有被网络和任何移动台所使用，而是被浪费了。

有鉴于此，现有技术中通过利用GPRS下行数据块中的有效载荷类型中的预留位，同时更改最终块指示来实现对这100ms的空闲时隙进行利用。

如图3所示，左边一列的三个块B1、B2、B3为未利用其中空闲时隙的数据块传输示意图。在块B1中，时隙0到时隙7这8个时隙均分配给了相应的分组数据信道的移动台，而在块B2和B3中，时隙4和时隙6为空闲，未分配给任何一个分组数据信道的移动台。

在右边一列的三个块B1、B2、B3中，通过利用GPRS下行数据块中的有效载荷类型中的预留位，同时更改最终块指示实现了对空闲时隙4和空闲时隙6的重新分配。在块B1中，时隙0到时隙7这8个时隙均分配给了相应的分组数据信道的移动台；网络侧根据其记录可以确定在块B2之后的数据块中，时隙4和时隙6是空闲的，可以将这两个空闲的时隙分配给当前时隙1对应的移动台使用。于是，在块B2中，网络侧在时隙1的分组数据信道中添加位图信息，该位图信息指示了下一时刻可以进行分配的设定时隙范围的时隙分配信息。例如“00101”，依次表示了当前时隙1后的5个时隙范围内的时隙分配信息，其中“0”代表不可分配的时隙，“1”代表可以分配的时隙，“00101”表示时隙4和时隙6均是可以进行分配的空闲时隙；在块B3中，根据上述块B2中时隙1的分组数据信道中的位图信息“00101”，时隙4和时隙6被分配给相应的分组数据信道的移动台，从而实现了对空闲时隙的利用。

上述根据当前时隙的位图信息进行空闲时隙的分配过程中，只能分配到位图信息所能表示出的有限范围的空闲时隙，如上述位图信息覆盖了当前时隙后的5个扩展时隙，且该位图信息只能包含在当前时隙的分组数据信道中。这样，就可能导致因位图信息的覆盖范围所限，而使位图信息覆盖范围之外的空闲时隙得不到分配。如图4所示，在当前时隙1，只能根据其中的位图信息“00101”对后续扩展时隙中的空闲时隙4和空闲时隙6进行动态分配；而即使时隙0是空闲的，由于当前时隙1中位图信息覆盖的分配范围所限，也无法进行对空闲时隙0进行动态分配。欲分配该空闲时隙0，起码要等到时隙3，通过时隙3中的位图信息才能对该空闲时隙0进行动态分配。

由此可见，现有技术中对空闲时隙分配的方法依赖于当前时隙的位图信息，而当前时隙的位图信息覆盖的分配范围有限，这就直接导致了分配空闲时隙的范围不能覆盖到整个时域范围。如果在当前位图信息覆盖的分配范围之外仍然存在可以分配的空闲时隙，现有的分配方法就无能为力了，这样仍然存在网络资源的浪费。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种GPRS系统中下行资源动态分配的系统和方法，可以全面分配整个时域上的空闲时隙，提高网络的利用率。

本发明所述的GPRS系统中下行资源动态分配的系统，包括移动台及对应的无线网络，所述无线网络包括基站、基站控制台以及核心网，在核心网中还设置有位图信息重构模块；

所述位图信息重构模块根据核心网确定的整个时域上的时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，其中，所述位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息，并且所述位图信息中不包含已经分配给与当前时隙对应的移动台的时隙信息；

所述核心网根据所述位图信息重构模块构建的位图信息分配后续空闲时隙。

上述的时隙分配状态包括时隙为空闲状态，或时隙已经分配给当前时隙对应的移动台，或时隙已经分配给其他移动台。

本发明还提供一种GPRS系统中下行资源动态分配的方法，其步骤包括：

步骤一，网络侧确定整个时域上的时隙分配状态；

步骤二，网络侧根据所述时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，其中，所述位图信息中包含当前时隙后的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息，并且所述位图信息中不包含已经分配给与当前时隙对应的移动台的时隙信息；

步骤三，网络侧根据所述位图信息分配后续空闲时隙。

本发明中，所述时隙分配状态包括时隙为空闲状态，或时隙已经分配给当前时隙对应的移动台，或时隙已经分配给其他移动台。

本发明所述动态分配空闲时隙的方法，仅是根据当前时隙的分组数据信道中包含的位图信息进行后续时隙的分配。在构建当前时隙对应的位图信息时，位图信息中不包含已经分配给当前时隙对应移动台的时隙信息，这样，位图信息所表示的时隙分配覆盖范围就扩大了，从而克服了现有技术中因位图信息的覆盖范围有限导致不能充分利用整个时域上的空闲时隙的弊端，大大提高了网络的利用率。

附图说明

图1为现有技术中GPRS系统分配下行资源的系统结构示意图；

图2为现有技术中GPRS系统分配下行资源的流程示意图；

图3为现有技术中GPRS系统分配下行资源的时隙占用示意图；

图4为现有技术中GPRS系统分配下行资源的另一种时隙占用示意；

图5为本发明的GPRS系统动态分配下行资源的方法流程图；

图6为本发明的GPRS系统动态分配下行资源的时隙占用示意图；

图7为本发明的GPRS系统动态分配下行资源的另一种时隙占用示意图。

具体实施方式

本发明中，通过构建仅包含当前时隙后的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息的位图信息，并按此位图信息分配空闲时隙，从而实现了对整个时域的空闲时隙进行动态分配，大大提高了网络的利用率。

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明所述的GPRS系统中动态分配下行资源的系统，在现有无线网络的核心网中增加设置了位图信息重构模块。该位图信息重构模块根据核心网确定的整个时域上的时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，即当前移动台所在时隙对应的位图信息。该位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息。当前移动台所在时隙对应的位图信息构建完毕后，核心网可根据此位图信息分配整个时域中后续空闲时隙。

上述的整个时域上各时隙的分配状态可由核心网根据其记录确定。

核心网根据其记录可确定哪些时隙为空闲状态，哪些时隙已经分配给当前时隙对应的移动台，哪些时隙已经分配给了其他的移动台，并根据确定出来的整个时域上的时隙分配状态构建当前时隙对应的位图信息。

以图6为例，块B 1中的时隙0至时隙7的整个时域范围内，8个时隙均非空闲，均分配给了相应的分组数据信道的移动台，且时隙4分配给了当前时隙1对应的分组数据信道的移动台。

核心网根据其记录还可以确定在块B2之后的数据块中，时隙4继续分配给当前时隙1对应的分组数据信道的移动台，时隙6和时隙7是空闲的，时隙2、时隙3、时隙5分配给了其他分组数据信道的移动台。

核心网中的位图信息重构模块根据核心网确定的整个时域上的时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息。

若当前时隙后的各时隙均处于空闲状态，则构建的位图信息中包含当前时隙后的设定时隙范围的空闲时隙信息；

若当前时隙后的各时隙均分配给其他移动台，则构建的位图信息中包含当前时隙后的设定时隙范围的分配给其他移动台的时隙信息；

若当前时隙后同时存在空闲时隙和分配给其他移动台的时隙，则构建的位图信息中包含设定时隙范围的空闲时隙信息和分配给其他移动台的时隙信息。

仍以图6为例，对应于块B2，时隙4已经分配给时隙1对应的移动台，时隙6和时隙7为空闲时隙，时隙2、时隙3、时隙5为分配给其他分组数据信道的移动台。于是，位图信息重构模块构建的当前时隙对应的位图信息为“00011”，其中，“0”代表不可进行分配的时隙，“1”代表可以进行分配的时隙，不同位置的“0”或“1”对应于不同的时隙，第一个“0”对应于时隙2，第二个“0”对应于时隙3，第三个“0”对应于时隙5，第四个“1”对应于时隙6，第五个“1”对应于时隙7。可见，构建的当前时隙对应的位图信息中不包含已经分配给当前时隙1对应分组数据信道的移动台的时隙4。

核心网根据上述位图信息重构模块构建的位图信息分配后续空闲时隙，即将空闲的时隙6和时隙7分配给当前时隙1对应分组数据信道的移动台。对应于块B3，可以看出，整个时域中的空闲时隙均得到了分配。

由上述可以看出，本发明所述的GPRS系统中下行资源动态分配的系统中，构建的位图信息中不包含已经分配给当前移动台对应的时隙信息，而只包含后续设定时隙范围内的空闲时隙信息和分配给其他移动台的时隙信息，因此，构建的位图信息可以表示更大的时隙覆盖范围，根据此位图信息进行时隙资源的分配，可提高网络的利用率。

本发明还提供一种GPRS系统中下行资源动态分配的方法，如图5所示，其步骤包括：

步骤101，网络侧确定整个时域上的时隙分配状态。

网络侧根据其记录可以确定整个时域上各时隙的分配状态，即确定哪些时隙是空闲的，哪些时隙已经分配给当前时隙对应的移动台，哪些时隙已经分配给其他移动台。

如图6所示，块B 1中的时隙0至时隙7的整个时域范围内，8个时隙均非空闲，均分配给了相应的分组数据信道的移动台，且时隙4分配给了当前时隙1对应的分组数据信道的移动台。

网络侧根据其记录可以确定在块B2之后的数据块中，时隙4继续分配给当前时隙1对应的分组数据信道的移动台，时隙6和时隙7是空闲的，时隙2、时隙3、时隙5分配给了其他分组数据信道的移动台。

步骤102，网络侧根据上述时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，该位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息。

本步骤中，网络侧根据确定了的时隙分配状态构建当前时隙对应的位图信息，若当前时隙后的各时隙均处于空闲状态，则该构建的位图信息中只包含当前时隙后的设定时隙范围的空闲时隙信息；若当前时隙后的各时隙均分配给其他分组数据信道的移动台，则构建的位图信息中只包含当前时隙后的设定时隙范围的分配给其他移动台的时隙信息；若当前时隙后的各时隙既存在空闲时隙，又存在分配给其他分组数据信道的移动台的时隙，则构建的位图信息中同时包含了设定时隙范围的空闲时隙信息和分配给其他移动台的时隙信息。也就是说，构建的当前时隙对应的位图信息中，不包含当前时隙后已经分配给当前时隙对应移动台的时隙信息。

根据上述步骤101中确定的时隙分配状态，时隙4已经分配给时隙1对应的移动台，时隙6和时隙7为空闲时隙，时隙2、时隙3、时隙5为分配给其他分组数据信道的移动台。于是，构建的当前时隙对应的位图信息为“00011”，其中，“0”代表不可进行分配的时隙，“1”代表可以进行分配的时隙，不同位置的“0”或“1”对应于不同的时隙，第一个“0”对应于时隙2，第二个“0”对应于时隙3，第三个“0”对应于时隙5，第四个“1”对应于时隙6，第五个“1”对应于时隙7。可见，构建的当前时隙对应的位图信息中不包含已经分配给当前时隙1对应分组数据信道的移动台的时隙4。

步骤103，网络侧根据上述位图信息分配后续空闲时隙。

经过步骤102，构建了当前时隙对应的位图信息，于是，本步骤中，根据构建的当前时隙对应的位图信息对当前时隙后的空闲时隙进行分配。

根据步骤102中构建的当前时隙对应的位图信息“00011”，本步骤中，将空闲时隙6和空闲时隙7分配给当前时隙1对应的分组数据信道的移动台，即对应于块B3。

经过上述的动态分配过程，空闲时隙6和空闲时隙7分配给了当前时隙1对应的移动台，在整个时域中再不存在空闲时隙，从而实现了对网络资源的有效利用。与现有技术相比，由于构建的当前时隙1对应的位图信息中不包含已经分配给当前时隙1对应移动台的时隙4的信息，使得构建后的位图信息的覆盖范围扩大，即从现有技术中只能覆盖到时隙6，扩大到应用本发明之后的时隙7，实现了更好的利用空闲的时隙资源。

上述以分配空闲时隙6和空闲时隙7为例对本发明做了说明，在时隙4已经分配给当前时隙1对应移动台的情况下，构建的当前时隙1对应的位图信息可以分配时隙6和时隙7。现在假设，整个时域上时隙4分配给当前时隙1对应的移动台，而时隙6、时隙7、时隙0为空闲，则按下述过程对空闲的各个时隙进行分配。

对于时隙6和时隙7，仍按上述方法进行分配，当将时隙6和时隙7分配给当前时隙1对应的移动台后，再次根据整个时域中的时隙分配状态构建当前时隙1对应的位图信息。由于时隙4、时隙6、时隙7已经分配给当前时隙1对应的移动台，因此，在新构建的位图信息中就不在包含于这几个时隙的信息。新构建的位图信息为“00011”，虽然本次构建的位图信息与前述构建的位图信息形式相同，但其中每个位置的“0”或“1”对应的时隙信息与前述构建的位图信息并不一致，其中，第一个“0”对应于时隙2，第二个“0”对应于时隙3，第三个“0”对应于时隙5，第四个“1”对应于时隙0，第五个“1”对应于时隙1。经过了本次重新构建位图信息，当前时隙对应的位图信息的覆盖范围进一步扩大，网络侧可以分配整个时域的空闲时隙。

上述为当前时隙1对应的移动台分配空闲时隙6、时隙7、时隙0的过程持续多个数据块，当某一时刻，网络侧确定时隙6、时隙7、时隙0不再属于空闲时隙时，该动态分配过程结束。此时，当前时隙1中的位图信息为“00000”，表示整个时域中无可以进行分配的空闲时隙。

图7直观的表示出了上述动态分配空闲时隙的过程。在当前时隙1对应的位图信息中，不包含已经分配给当前时隙1对应移动台的时隙4信息，因此，位图信息所表示的时隙分配范围扩大到时隙7，网络侧根据此位图信息将时隙6分配给当前时隙1对应的移动台，即对应过程a1；将时隙7分配给当前时隙1对应的移动台，即对应过程a2。经过上述分配过程，整个时域上的空闲时隙均被利用，不再存在空闲时隙。

本发明中，网络侧在构建当前时隙对应的位图信息时，在位图中不包含已经分配给当前时隙对应移动台的时隙信息，而只包括设定时隙范围内的空闲时隙信息，和/或分配给其他移动台的时隙信息。网络侧根据此构建的当前时隙对应的位图信息分配整个时域中的空闲时隙。由于在构建位图信息时，排除了已经分配给当前时隙对应移动台的其他时隙，使得新构建的位图信息可以利用有限的信息数量表示更大范围的空闲时隙信息，从而克服了现有技术中因位图信息的覆盖范围有限导致不能充分利用整个时域上的空闲时隙的弊端，大大提高了网络的利用率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (12)

1.一种GPRS系统中下行资源动态分配的系统，包括移动台及对应的无线网络，所述无线网络包括基站、基站控制台以及核心网，其特征在于：

所述核心网中还设置有位图信息重构模块；

所述位图信息重构模块根据由所述核心网确定的整个时域上的时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，其中，所述位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息，并且所述位图信息中不包含已经分配给与当前时隙对应的移动台的时隙信息；

所述核心网根据所述位图信息重构模块构建的位图信息分配后续空闲时隙。

2.如权利要求1所述的下行资源动态分配的系统，其特征在于，所述核心网根据其记录确定整个时域上各时隙的分配状态。

3.如权利要求1或2所述的下行资源动态分配的系统，其特征在于，所述时隙分配状态包括时隙为空闲状态，或时隙已经分配给当前时隙对应的移动台，或时隙已经分配给其他移动台。

4.如权利要求1所述的下行资源动态分配的系统，其特征在于，若当前时隙后的各时隙均处于空闲状态，则构建的位图信息中包含当前时隙后的设定时隙范围的空闲时隙信息。

5.如权利要求1所述的下行资源动态分配的系统，其特征在于，若当前时隙后的各时隙均分配给其他移动台，则构建的位图信息中包含当前时隙后的设定时隙范围的分配给其他移动台的时隙信息。

6.如权利要求1所述的下行资源动态分配的系统，其特征在于，若当前时隙后同时存在空闲时隙和分配给其他移动台的时隙，则构建的位图信息中包含设定时隙范围的空闲时隙信息和分配给其他移动台的时隙信息。

7.一种GPRS系统中下行资源动态分配的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤一，网络侧确定整个时域上的时隙分配状态；

步骤二，所述网络侧根据所述时隙分配状态，构建当前时隙对应的位图信息，其中，所述位图信息中包含当前时隙后设定时隙范围内的空闲时隙信息、和/或分配给其他移动台的时隙信息，并且所述位图信息中不包含已经分配给与当前时隙对应的移动台的时隙信息；

步骤三，所述网络侧根据所述位图信息分配后续空闲时隙。

8.如权利要求7所述的下行资源动态分配的方法，其特征在于，所述步骤一中，网络侧根据其记录确定整个时域上各时隙的分配状态。

9.如权利要求7或8所述的下行资源动态分配的方法，其特征在于，所述时隙分配状态包括时隙为空闲状态，或时隙已经分配给当前时隙对应的移动台，或时隙已经分配给其他移动台。

10.如权利要求7所述的下行资源动态分配的方法，其特征在于，所述步骤二中，若当前时隙后的各时隙均处于空闲状态，则构建的位图信息中包含当前时隙后的设定时隙范围的空闲时隙信息。

11.如权利要求7所述的下行资源动态分配的方法，其特征在于，所述步骤二中，若当前时隙后的各时隙均分配给其他移动台，则构建的位图信息中包含当前时隙后的设定时隙范围的分配给其他移动台的时隙信息。

12.如权利要求7所述的下行资源动态分配的方法，其特征在于，所述步骤二中，若当前时隙后同时存在空闲时隙和分配给其他移动台的时隙，则构建的位图信息中包含设定时隙范围的空闲时隙信息和分配给其他移动台的时隙信息。

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