專利名稱：在支持p2p模式的通信體系中用于提高系統(tǒng)容量的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于TDD CDMA(時分雙工碼分多址)通信體系中的通信方法和裝置，尤其涉及一種在支持P2P模式的通信體系中用于提高系統(tǒng)容量的方法和裝置。
背景技術：
在常規(guī)的蜂窩移動通信系統(tǒng)中，無論進行通信的兩個用戶終端之間的距離遠近如何，用戶終端必須通過基站的中繼才能和另外一個用戶終端進行通信。

圖1顯示了這種常規(guī)的通信模式，用戶終端UE1和UE2通過由基站收發(fā)信機(節(jié)點B)和無線網(wǎng)絡控制器(RNC)構成的通用移動通信系統(tǒng)地面無線接入網(wǎng)(UTRAN)交互信息，這種通信模式也稱為上行-基站-下行(UP-UTRAN-DOWN)模式。但是在某些情況下，當位于同一小區(qū)的兩個用戶相距很近時，它們進行直接通信而不用基站中繼/轉發(fā)應當是一種更合理的方法。這種方法就是所謂的點到點對等通信，簡稱P2P。
圖2顯示了一種P2P通信模式。如圖2所示，虛線表示信令鏈接，實線表示數(shù)據(jù)鏈接，箭頭表示信息流動的方向。在通用移動通信系統(tǒng)地面無線接入網(wǎng)(UTRAN)和用戶終端(移動終端)之間只存在信令鏈接，而在兩個正在通信的用戶終端之間只存在數(shù)據(jù)鏈接。假設只需要資源來維持基本的通信，把一個直接鏈接作為一種無線資源單元(具有固定頻率、時隙以及擴頻碼)，很容易推斷出P2P通信模式僅需兩個無線資源單元就能維持基本的通信。如果忽略一些額外的監(jiān)控信令開銷，與常規(guī)的通信模式相比，P2P通信能節(jié)省幾乎50％的無線資源；同時，由于UTRAN仍然能夠保持對P2P通信的控制，特別是保持對無線資源使用的控制，從而使得網(wǎng)絡運營商，能夠方便地對P2P通信所使用的無線資源進行計費。
時分雙工(TDD)空中接口是在通信領域中被普遍認為能夠比較靈活地適應上行和下行鏈路不同業(yè)務要求的一種通信標準。在采用TDD通信模式的第三代通信體系中，TD-SCDMA通信體系，由于在上行和下行鏈路通信中使用同樣載頻所帶來的用戶終端射頻模塊的簡化，成為更適合將P2P通信與常規(guī)通信模式相結合的一種理想的通信體系。
在2003年3月7日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請?zhí)枮?3119892.9的題目為“無線通信網(wǎng)絡中建立點到點對等通信的方法和裝置”的專利申請文件中，提出了一種在無線通信網(wǎng)絡中建立點到點對等通信的方法和裝置，該方法和裝置適用于包括TD-SCDMA系統(tǒng)在內的任何TDD CDMA通信系統(tǒng)，在此以插入的方式，加入該申請披露的內容。
在2003年3月7日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請?zhí)枮?3119895.3的題目為“無線通信網(wǎng)絡中點到點對等通信無線鏈接建立和保持的方法與裝置”的另一件專利申請文件中，提出了一種在無線通信網(wǎng)絡中建立和保持點到點對等通信無線鏈接的方法和裝置，該方法和裝置適用于包括TD-SCDMA系統(tǒng)在內的任何無線通信系統(tǒng)，在此以插入的方式，加入該申請披露的內容。
當用戶終端采用與現(xiàn)有TD-SCDMA相同的隨機接入過程，與UTRAN建立上行鏈路同步后，可以按照上述申請?zhí)枮?3119892.9的申請案中描述的方法和裝置，在該用戶終端與另一用戶終端之間建立P2P的直接鏈接，即對進行P2P通信的兩個用戶終端分配相應的專用資源；然后，按照上述申請?zhí)枮?3119895.3的申請中描述的方法和裝置，可以建立和保持在這兩個用戶終端之間的P2P鏈接，以使兩個用戶終端能夠在其分配的時隙中分別接收和發(fā)送P2P信號，從而實現(xiàn)在兩個用戶終端之間的P2P通信。
然而，由于P2P通信的引入，改變了常規(guī)TD-SCDMA通信體系中的UP-UTRAN-DOWN通信模式，因此，當常規(guī)鏈接與P2P鏈接共享相同的時隙時，常規(guī)上行鏈路和/或下行鏈路通信將會與P2P鏈路中的通信產生相互干擾，這將嚴重地降低采用P2P通信模式的TDDCDMA通信體系的性能。
圖3示出了在TD-SCDMA體系中，由于引入P2P通信有可能帶來的各種干擾。如圖中所示，由于從用戶終端A發(fā)送到用戶終端B的信號S2與從用戶終端C發(fā)送到基站B的信號S1共享相同的上行時隙，因此，若用戶終端B位于用戶終端C的無線范圍之內，當用戶終端B在該上行時隙中接收信號時，用戶終端B不僅可以接收到來自用戶終端A的P2P信號，而且還可以接收到來自用戶終端C的無線信號，此時用戶終端C發(fā)送的信號S1對于用戶終端B而言就變成了干擾信號I1，用戶終端A發(fā)送的信號S2對于基站而言就變成了干擾信號I2。同理，若用戶終端C位于用戶終端B的P2P無線范圍之內，則當用戶終端B發(fā)送到用戶終端A的信號S4與從基站B發(fā)送到用戶終端C的信號S3共享相同的下行時隙時，信號S4對于用戶終端C而言變成了干擾信號I4，信號S3對于用戶終端A而言變成了的干擾信號I3。此外，當進行P2P通信的用戶終端A和/或用戶終端B與另一對正在進行P2P通信的用戶終端D和/或用戶終端E之間由于共享同一時隙而產生相互無線干擾時，還存在著干擾信號I5和I6。
關于上述干擾信號I2，在2003年3月7日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請?zhí)枮?3119894.5的題目為“無線通信網(wǎng)絡中點到點對等通信的上行鏈路同步保持的方法和裝置”的專利申請中，以及2003年5月19日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請?zhí)枮?3123738.X的題目為“無線通信網(wǎng)絡中點到點對等通信的上行鏈路同步保持的方法和裝置”的另一份專利申請中，分別詳細地描述了兩種消除干擾信號I2的方法和裝置，在此以插入的方式，加入這兩份申請披露的內容。
關于上述干擾信號I3，在2003年4月11日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請?zhí)枮?3110415.0的題目為“在TDDCDMA通信體系中支持P2P通信的方法和裝置”的另一件專利申請文件中，提出了一種消除干擾信號I3的方法和裝置，在此以插入的方式，加入該申請披露的內容。
關于上述干擾信號I1、I4、I5和I6，在2003年5月19日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請?zhí)枮?3123740.1的題目為“在TDD CDMA通信體系中支持P2P通信的方法和裝置”的專利申請文件中，和在2003年11月10日遞交的申請人為皇家飛利浦電子股份有限公司、申請人案卷號為CN030051、申請?zhí)枮椋撸撸叩念}目為“在支持P2P模式的通信體系中用于消除P2P干擾的方法和裝置”的另一份專利申請文件中，分別提出了兩種消除干擾信號I1、I4、I5和I6的方法和裝置，在此以插入的方式，分別加入該申請披露的內容。
上述的干擾信號I1、I4、I5和I6可以劃分為兩組一組是采用傳統(tǒng)通信模式的用戶終端與采用P2P模式的用戶終端之間產生的相互干擾(如干擾信號I1和I4)，一組是兩對采用P2P模式的用戶終端之間產生的相互干擾(如干擾信號I5和I6)。
眾所周知，在CDMA系統(tǒng)中，采用擴頻技術可以提高系統(tǒng)的性能，然而對于一個小區(qū)而言，該擴頻技術所使用的正交信道碼的數(shù)目是有限的，因而系統(tǒng)容量在一定程度上會受到正交信道碼數(shù)目的影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的其中一個目的是提供一種在支持P2P模式的通信體系中用于提高系統(tǒng)容量的方法和裝置，采用該方法和裝置，不僅可以擴充系統(tǒng)容量，而且能夠避免進行P2P通信的用戶終端對之間產生相互干擾。
按照本發(fā)明的一種在一個網(wǎng)絡系統(tǒng)中執(zhí)行的用于提高P2P通信系統(tǒng)容量的方法，包括步驟(a)檢測處于P2P通信模式中的激活P2P用戶終端的位置和欲建立P2P通信的兩個用戶終端的位置；(b)根據(jù)該檢測得到的位置信息，判斷該兩個用戶終端之中的任何一個用戶終端是否位于任何一個激活P2P用戶終端的無線范圍；(c)根據(jù)判斷結果，為該兩個用戶終端分配相應的無線資源，以使該兩個用戶終端能夠進行P2P通信。
附圖簡述圖1是在常規(guī)通信模式中兩個用戶終端經(jīng)由基站的中繼進行通信的示意圖；圖2是在兩個用戶終端之間采用P2P通信模式的示意圖；圖3是在TD-SCDMA系統(tǒng)中，引入P2P通信模式帶來的各種干擾信號的示意圖；圖4是在一個公共服務小區(qū)內，將若干對用戶終端劃分為多個偽小區(qū)的示意圖；圖5是本發(fā)明的通過重復使用信道碼來擴充系統(tǒng)容量的方法在兩個用戶終端UE1、UE2與UTRAN之間執(zhí)行的示意圖；圖6是本發(fā)明的一個實施例的用于支持P2P模式的TD-SCDMA系統(tǒng)中提高系統(tǒng)容量的方框圖。
發(fā)明詳述如上所述，在圖3中的干擾信號I1、I4、I5和I6均與用戶終端的位置和距離有關，特別是在兩個P2P鏈接對之間產生的干擾信號I5和I6，由于P2P所支持的無線發(fā)射范圍有限，因此更與P2P用戶終端的位置和距離密切相關。當兩個P2P鏈接對之間的距離足夠大時，產生的干擾信號I5和I6幾乎可以忽略。若將距離很近的一個P2P鏈接對形成的無線發(fā)射范圍視作一個偽小區(qū)(pseudo-cell)，則偽小區(qū)類似于微微小區(qū)(pico-cell)或小區(qū)分裂(cell partition)的概念。
在本發(fā)明中，利用了P2P通信的無線發(fā)射范圍和發(fā)射功率有限的特點，將任何一個P2P鏈接對所形成的無線范圍都視作一個偽小區(qū)。只要各個偽小區(qū)之間相距大于一定距離，則可以為處于一個偽小區(qū)中的P2P鏈接對分配與處于另一個偽小區(qū)中的P2P鏈接對相同的信道碼，以增大通信系統(tǒng)的容量，而不會產生上述的干擾信號I5和I6。
如附圖4所示，圖中的三個P2P鏈接對UE1和UE2、UE3和UE4、UE5和UE6分別形成了三個偽小區(qū)，由于這三個偽小區(qū)彼此之間相距足夠遠，位于一個偽小區(qū)中的兩個用戶終端之間的P2P通信不會受到其他兩個偽小區(qū)中正在進行的P2P通信的干擾，因此，可以為這三個偽小區(qū)中的P2P鏈接對分配一個相同的信道碼，而將節(jié)省的兩個信道碼分配給其他用戶終端，進而增大了系統(tǒng)的容量。
以下將結合附圖5，以TD-SCDMA系統(tǒng)為例，描述本發(fā)明的通過重復使用信道碼提高通信系統(tǒng)容量的方法。
首先，用戶終端UE1和UE2在開機后、按照傳統(tǒng)通信方式執(zhí)行小區(qū)搜索過程，并通過小區(qū)搜索過程接入合適的駐留小區(qū)(步驟S10)。然后，用戶終端UE1和UE2可以采用上述申請?zhí)枮?3119895.3的申請案中公開的方法和裝置，嘗試著在UE1和UE2之間建立P2P鏈接(步驟S20)。
接著，UTRAN檢測小區(qū)中所有正處于P2P通信模式中的激活用戶終端的位置，并將關于各激活用戶終端與UE1和/或UE2的位置關系的記錄標志進行初始化(步驟S30)。其中，UTRAN可以通過各激活用戶終端以及UE1和UE2經(jīng)由上行鏈路發(fā)送的報告消息獲得該位置信息，也可以采用全球定位系統(tǒng)獲取各激活用戶終端以及UE1和UE2的位置信息。
根據(jù)檢測得到的位置信息，UTRAN判斷UE1和/或UE2是否處于任何一個處于P2P通信模式中的激活用戶終端的無線范圍(步驟S40)。
下面以UE1為例，描述UTRAN根據(jù)判斷結果分配無線資源的過程，對于UE2執(zhí)行的步驟與UE1的相同。
若判斷結果是UE1處于一個激活用戶終端的無線范圍，則將該激活用戶終端與UE1的位置關系的記錄標志設置為一個特定數(shù)值，例如為數(shù)值1(步驟S50)，以表示當UE1與該激活用戶終端分配在同一時隙中時，UE1應使用與該激活用戶終端不同的信道碼進行P2P通信。
若判斷結果是UE1未處于一個激活用戶終端的無線范圍，則將該激活用戶終端與UE1的位置關系的記錄標志也設置為一個特定數(shù)值，例如為數(shù)值0(步驟S60)，以表示當UE1與該激活用戶終端分配在同一時隙中時，UE1可以使用與該激活用戶終端相同的信道碼進行P2P通信。
在對該激活用戶終端執(zhí)行完上述的檢測、判斷、標識記錄標志的步驟后，UTRAN接著檢測UE1和/或UE2是否處于另一個激活用戶終端的無線范圍(步驟S70)。
在對小區(qū)內所有處于P2P通信模式中的激活用戶終端執(zhí)行完上述步驟S40至步驟S60后，UTRAN根據(jù)上述UE1和UE2與各激活用戶終端位置關系的記錄標志，為UE1和UE2分配相應的無線資源(步驟S80)，即若一個激活用戶終端與UE1或UE2的記錄標志為1，且按照無線資源的初步分配方案，欲分配給UE1和UE2的時隙與該激活用戶終端占用的是同一時隙，則分配給UE1和UE2的信道碼應不同于該激活用戶終端；而若該激活用戶終端與UE1和UE2的記錄標志均為0，則可以為UE1和UE2分配與該激活戶終端相同的信道碼。UTRAN分配的無線資源不僅包括該信道碼信息，還包括關于時隙和當前小區(qū)碼組使用的擾碼的信息。
然后，UE1和UE2使用UTRAN分配的無線資源經(jīng)由P2P鏈路進行通信。在通信期間，該P2P鏈路將一直使用該分配的信道碼，除非分配給該P2P鏈路的無線資源發(fā)生變化，例如分配給該P2P鏈路的時隙發(fā)生改變。當UE1和UE2結束P2P通信時，UE1和UE2將釋放該P2P鏈路(步驟S90)。UTRAN在UE1和UE2釋放了P2P鏈路后，收回該P2P鏈路所占用的無線資源，并更新無線資源的記錄(步驟S100)。
上述結合附圖5描述的本發(fā)明的在支持P2P模式的TD-SCDMA系統(tǒng)中用于提高系統(tǒng)容量的方法，可以采用計算機軟件實現(xiàn)，也可以采用計算機硬件實現(xiàn)，或采用計算機軟硬件結合的方式實現(xiàn)。
按照本發(fā)明的一個實施例的用于支持P2P模式的TD-SCDMA系統(tǒng)中提高系統(tǒng)容量的方框圖，網(wǎng)絡系統(tǒng)的組成如附圖6所示，其中，與傳統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)相同的部件未在附圖6中示出。
如附圖6所示，網(wǎng)絡系統(tǒng)100包括一個檢測單元101，用于檢測處于P2P通信模式中的激活P2P用戶終端的位置和欲建立P2P通信的兩個用戶終端UE1和UE2的位置，其中檢測單元101可以通過各激活用戶終端以及UE1和UE2經(jīng)由上行鏈路發(fā)送的報告消息獲得該位置信息，也可以采用全球定位系統(tǒng)獲取各激活用戶終端以及UE1和UE2的位置信息；一個判斷單元102，用于根據(jù)該檢測得到的位置信息，判斷用戶終端UE1和/或UE2是否位于任何一個激活P2P用戶終端的無線范圍；當用戶終端UE1和/或UE2處于一個激活P2P用戶終端的無線范圍時，標記單元104將該激活P2P用戶終端的記錄標志設置為一個預定數(shù)值，例如為數(shù)值1；分配單元103根據(jù)激活P2P用戶終端的記錄標志，為該兩個用戶終端UE1和UE2分配相應的無線資源，以使該兩個用戶終端UE1和UE2能夠進行P2P通信，即若用戶終端UE1和/或UE2處于一個激活P2P用戶終端的無線范圍，且用戶終端UE1或UE2與該激活P2P用戶終端分配在同一時隙中，則為兩個用戶終端UE1和UE2分配與該激活P2P用戶終端不同的信道碼。
如上所述，本發(fā)明采用的信道碼重復使用的原理，主要利用小區(qū)分裂概念，提高了碼分多址接入(CDMA)通信系統(tǒng)的容量。采用本發(fā)明的通信方法和裝置，甚至在相同小區(qū)間，也可以通過小區(qū)分裂，實現(xiàn)信道碼的重復使用。在分配碼資源時，UTRAN必須考慮到整個小區(qū)中的激活用戶終端的情況，以降低重復使用同一信道碼的不同偽小區(qū)間的相互干擾。
有益效果綜上所述，本發(fā)明所提供的一種在支持P2P模式的通信體系中用于提高系統(tǒng)容量的方法和裝置，由于在不同P2P鏈接對所處的相距一定距離的偽小區(qū)中，為欲建立P2P通信的不同對的用戶終端可以分配相同的信道碼，因而利用本發(fā)明的方法和裝置，不僅可以增大通信系統(tǒng)的容量，而且不同的P2P鏈接對之間不會產生相互干擾。
本發(fā)明雖然以TD-SCDMA為例，描述了在支持P2P模式的通信體系中用于提高系統(tǒng)容量的方法和裝置，但本領域技術人員應當可以理解，其應當不限于應用在TD-SCDMA系統(tǒng)中，該通信方法和裝置還適用于其他CDMA系統(tǒng)的多跳通信以及自組織網(wǎng)絡通信中。
本領域技術人員應當理解，本發(fā)明所公開的在支持P2P模式的通信體系中用于提高系統(tǒng)容量的方法和裝置，還可以在不脫離本發(fā)明內容的基礎上做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。
權利要求
1.一種在一個網(wǎng)絡系統(tǒng)中執(zhí)行的用于提高P2P通信系統(tǒng)容量的方法，包括步驟(a)檢測處于P2P通信模式中的激活P2P用戶終端的位置和欲建立P2P通信的兩個用戶終端的位置；(b)根據(jù)該檢測得到的位置信息，判斷該兩個用戶終端之中的任何一個用戶終端是否位于該兩個用戶終端之外的任何一個激活P2P用戶終端的無線范圍；(c)根據(jù)判斷結果，為該兩個用戶終端分配相應的無線資源，以使該兩個用戶終端能夠進行P2P通信。
2.如權利要求1所述方法，其中所述無線資源至少包括關于時隙和信道碼的信息。
3.如權利要求1所述的方法，其中步驟(c)包括(c1)若所判斷的該用戶終端處于所述無線范圍，則為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端不同的信道碼。
4.如權利要求3所述的方法，還包括步驟(d)確定所判斷的該用戶終端與所述激活P2P用戶終端是否分配在同一時隙中；(e)若所判斷的該用戶終端與所述激活P2P用戶終端分配在同一時隙中，且若所判斷的該用戶終端處于所述無線范圍，則為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端不同的信道碼。
5.如權利要求3所述的方法，其中步驟(c1)包括若所判斷的該用戶終端處于所述無線范圍，則將所判斷的該用戶終端與所述激活P2P用戶終端的位置關系的記錄標志設置為一個預定數(shù)值；根據(jù)所述激活P2P用戶終端的記錄標志，為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端不同的信道碼。
6.如權利要求1所述的方法，其中步驟(a)中根據(jù)來自所述激活P2P用戶終端和所述兩個用戶終端的報告信息以及通過GPS(全球定位系統(tǒng))之中的任何一種方式得到所述位置信息。
7.如權利要求5所述的方法，還包括步驟若所判斷的該用戶終端未處于所述無線范圍，則為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端相同的信道碼。
8.如權利要求7所述的方法，還包括步驟當所述兩個用戶終端之間的P2P通信結束時，收回所述P2P通信占用的無線資源。
9.一種網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括一個檢測單元，用于檢測處于P2P通信模式中的激活P2P用戶終端的位置和欲建立P2P通信的兩個用戶終端的位置；一個判斷單元，用于根據(jù)該檢測得到的位置信息，判斷該兩個用戶終端之中的任何一個用戶終端是否位于該兩個用戶終端之外的任何一個激活P2P用戶終端的無線范圍；一個分配單元，用于根據(jù)判斷結果，為該兩個用戶終端分配相應的無線資源，以使該兩個用戶終端能夠進行P2P通信。
10.如權利要求9所述網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中所述無線資源至少包括關于時隙和信道碼的信息。
11.如權利要求9所述網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中若所判斷的該用戶終端處于所述無線范圍，則所述分配單元為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端不同的信道碼。
12.如權利要求11所述網(wǎng)絡系統(tǒng)，其中若所述判斷單元確定所判斷的該用戶終端與所述激活P2P用戶終端分配在同一時隙中，且若所判斷的該用戶終端處于所述無線范圍，則所述分配單元為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端不同的信道碼。
13.如權利要求11所述網(wǎng)絡系統(tǒng)，還包括一個標記單元，用于當所判斷的該用戶終端處于所述無線范圍時，將所判斷的該用戶終端與所述激活P2P用戶終端的位置關系的記錄標志設置為一個預定數(shù)值；其中，所述分配單元根據(jù)所述激活P2P用戶終端的記錄標志，為所判斷的該用戶終端分配與所述激活P2P用戶終端不同的信道碼。
全文摘要
一種在一個網(wǎng)絡系統(tǒng)中執(zhí)行的用于提高P2P通信系統(tǒng)容量的方法，包括步驟檢測處于P2P通信模式中的激活P2P用戶終端的位置和欲建立P2P通信的兩個用戶終端的位置；根據(jù)該檢測得到的位置信息，判斷該兩個用戶終端之中的任何一個用戶終端是否位于任何一個激活P2P用戶終端的無線范圍；根據(jù)判斷結果，為該兩個用戶終端分配相應的無線資源，以使該兩個用戶終端能夠進行P2P通信。
文檔編號H04L12/56GK1622676SQ20031011579
公開日2005年6月1日 申請日期2003年11月28日 優(yōu)先權日2003年11月28日
發(fā)明者張學軍, 孫禮 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司