CN101019455A - 移动台和移动通信*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制对基站发送的用户数据的传送速度的移动台。本发明的移动台具备传送速度控制部，根据在呼叫设定时从网络通知的参数、对所述移动台和所述基站之间的无线传送路径的无线传送路径质量、对该无线传送路径的平均无线传送路径质量、从所述基站通知的与传送速度、发送功率或发送功率比相关联的系数，来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

Description

移动台和移动通信***

技术领域

本发明涉及使移动通信***的通信性能(通信容量和通信质量等)提高的移动台和移动通信***。尤其涉及可适用于作为第三代移动通信***的W-CDMA***和CDMA2000***的移动台和移动通信***。

背景技术

现有的移动通信***中，无线控制装置在分别设置信道时，鉴于基站的接收用硬件资源(下面是硬件资源)、上行链路中的无线资源(上行干扰量)、移动台的发送功率、移动台的发送处理性能和上层的应用程序需要的传送速度等，来决定上行链路中的用户数据的传送速度，并分别对移动台和基站，作为层3(Radio Resource Control layer)的消息来加以通知。

这里，无线控制装置是存在于基站的上层，并且控制基站和移动台的装置。

另一方面，与声音通话和TV通话相比，在数据通信中，猝发发生通信量的情况很多，本来希望可以高速更改上行链路中的用户数据的传送速度。

但是，如图1所示，现有的移动通信***中，由于无线控制装置通常统一控制多个基站，估计处理负荷和处理延迟增加，故有高速(例如1～100ms左右)进行上行链路中的用户数据的传送速度的变更很困难的问题。

或，在现有的移动通信***中，即使可高速进行上行链路中的用户数据的传送速度的更改，也有装置的安装成本和网络的使用成本大幅度提高的问题。

因此，现有的移动通信***中，以几百ms到几秒的次序(order)，来进行上行链路中的用户数据的传送速度的变更是很经常的。

现有的移动通信***中，在传送猝发产生的用户数据的情况下(参考图2(a))，如图2(b)所示，允许高延迟和低传送效率而低速传送该用户数据，或如图2(c)所示，确保可高速传送的硬件资源，允许空闲时间的无线资源和基站中的硬件资源浪费而传送该用户数据。

这里，图2(b)和(c)的纵轴上表示的“上行资源”表示上述的无线资源和硬件资源两者。

因此，为了有效利用上行资源，在作为第三代移动通信***的国际标准化组织的“3GPP”和“3GPP2”中，研究了基站和移动台之间的层1和MAC子层中的高速上行资源的控制方法。下面，将与上述的高速上行资源的控制方法有关的研究表现为“上行线路增强”。

这里，“上行线路增强”中研究的上行资源的控制方法如下所述大致分类为3种。

作为第一上行资源的控制方法，已知有“Time&Rate Control”。

如图3(a)和(b)所示，“Time&Rate Control”中，基站以各自的定时，决定对该基站发送用户数据的移动台和该用户数据的传送速度，并通知该移动台ID和该用户数据的传送速度(或传送速度的允许值)。所指定的移动台在所决定的定时和传送速度的允许值的范围内，对该基站发送用户数据。

作为第二上行资源的控制方法，已知有“Rate Control per UE”。

如图4(a)和(b)所示，在“Rate Control per UE”中，移动台在存在应发送的用户数据时，可以发送该用户数据，但是对于该用户数据的传送速度的允许值(允许传送速度)，每隔一个或多个用户数据的发送时间间隔(TT1：Transmission Time Intervel)来通过基站决定后加以通知。这种情况下，基站通常通知当前定时中的允许传送速度或对于该允许传送速度的相对值(例如UP/DOWN的二值)。

另外，这种情况下，基站也可构成为按每个移动台来指定固有的允许传送速度，也可构成在在小区整体中指定相同允许传送速度。

另外，基站也可构成为适当选择按每个移动台来指定固有的允许传送速度或在小区(cell)整体中指定相同的允许传送速度。

作为第三上行资源的控制方法，已知“Rate Control per Cell”。

“Rate Control per Cell”中，基站向通信中的移动台通知公共的传送速度或计算该传送速度所需的信息，各移动台根据所接收的信息来决定传送速度。

但是，“Time&Rate Control”和“Rate Control perUE”，在理论上能成为改善上行线路容量的最佳控制方法，但是由于需要在掌握移动台的缓存器上滞留的数据大小和发送功率等之后，分配上行资源，所以有基于基站的控制负荷增大的问题。

另外，“Time&Rate Control”和“Rate Control per Cell”中，有基于控制信号的交换的开销变大的问题。

与此相对，“Rate Control per Cell”由于向小区通知公共的信息，各移动台根据所接收的信息来自己求出传送速度，所以有基站的控制负荷减少的优点。

进一步，还提出了通过使用各个移动台的无线质量(传送路径信息)，来改善上行线路容量的方法。

但是，在如上所述，在进行使用了无线质量的传送速度控制的情况下，尽管需要调整公平性和小区整体的吞吐量(throughput)的折衷(trade-off)，但是在将实现“Rate Control per Cell”的单元内置在移动台中后，之后都不能进行所述折衷的调整这种没有通融性的情况成为问题。

发明内容

因此，本发明鉴于以上问题而作出，其目的是提供一种通过在呼叫设定时间等中通知参数，可以调整公平性和小区整体的吞吐量的折衷的有灵活性的移动通信***和移动台。

本发明的第一特征的主要内容是一种移动台，控制对基站发送的用户数据的传送速度，包括：传送速度控制部，根据在呼叫设定时从网络通知的参数、对所述移动台和所述基站之间的无线传送路径的无线传送路径质量、对该无线传送路径的平均无线传送路径质量、从所述基站通知的与传送速度、发送功率或发送功率比相关联的系数，来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

本发明的第二特征的主要内容一种移动通信***，控制从移动台对基站发送的用户数据的传送速度，所述移动台根据在呼叫设定时从网络通知的参数、对所述基站和所述移动台之间的无线传送路径的无线传送路径质量、对该无线传送路径的平均无线传送路径质量、从所述基站通知的与传送速度、发送功率或发送功率比相关联的系数，来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

附图说明

图1是一般的移动通信***的整体结构图；

图2中图2(a)到图2(c)是用于说明现有技术中的移动通信***中的上行链路的传送速度控制方法的图；

图3中图3(a)和图3(b)是用于说明现有技术中的移动通信***中的上行链路的传送速度控制方法的图；

图4中图4(a)和图4(b)是用于说明现有技术中的移动通信***中的上行链路的传送速度控制方法的图；

图5是本发明的第一实施方式的移动通信***的整体结构图；

图6是本发明的第一实施方式的移动通信***的整体结构图；

图7是用于说明在本发明的一实施方式的移动通信***中使用的专用(dedicated)物理信道的帧格式的图；

图8是本发明的一实施方式的移动台的无线通信功能部的功能框图；

图9是本发明的一实施方式的移动台的无线通信功能部中的基带信号处理部的功能框图；

图10是用于说明本发明的一实施方式的移动台内的基带信号处理部的功能的图；

图11是表示在本发明的一实施方式的移动台内的MAC-e功能部中进行的4信道的停止和等待协议的动作例的图；

图12是表示在本发明的一实施方式的基站中，根据上行干扰量，来使与传送速度相关联的系数变化的情况的图；

图13是用于说明本发明的一实施方式的移动台内的层1功能部的功能的图。

具体实施方式

(本发明的第一实施方式的移动通信***的结构)

参考图5到图13，来说明本发明的第一实施方式的移动通信***的结构。本实施方式的移动通信***以使通信容量和通信质量等的通信性能提高为目的来进行设计。另外，本实施方式的移动通信***可以适用于作为第三代移动通信***的“W-CDMA”和“CDMA2000”中。

如图5所示，本实施方式的移动通信***由交换机、无线控制装置、基站和移动台构成。这里，各移动台#1到#3使用按每个移动台设置的专用信道，来进行应发送的用户数据的收发。

另外，本实施方式中，如图6所示，各移动台#1到#3也可构成为在下行链路中，使用高速的共用信道(3GPP中的HS-DSCH)。

在该情况下，下行链路中的用户数据主要使用下行共用信道来进行发送。另一方面，附带专用信道是对使用下行共用信道来进行通信的各移动台分别分配的双向信道，上行附带专用信道除用户数据之外，还传送有效导频符号(pilot symbol)、下行附带专用信道用的发送功率控制命令和用于共用信道的调度或适用调制编码的下行质量信息等，下行附带专用信道传送上行附带专用信道用的发送功率控制命令等。

图6中，设在当前时刻，将下行共用信道分配给移动台#2。

本发明适用于图5和图6所示的移动通信***，但是只要在上行链路中发送用户数据，还可适用于其他的移动通信***。

图7表示本实施方式的移动通信***中的上行附带专用信道(专用物理信道)的帧格式。

如图7所示，专用物理信道构成为以预先决定的TTI为单位，或以通过层3设置的TTI为单位来进行发送。

专用物理信道构成为在称作时隙的时间单位上包含专用物理数据信道(DPDCH：Dedicated Physical Data Channel)、专用物理控制信道(DPCCH)和HSDPA用的专用物理控制信道(HS-DPCCH)。

另外，有时上述的上行线路增强用的DPDCH表示为“E-DPDCH”。有时上行线路增强用的DPCCH表示为“E-DPCCH”。

即，DPDCH、DPCCH和HD-DPCCH在通过BPSK进行调制，并通过扩展码和相位进行分类后，如上那样来进行多路复用而加以发送。但是，DPDCH中，扩散率(扩散系数)是最低的值(例如4)，在用户数据的发送所需的比特数不充分的情况下，可以追加1条到5条。

DPDCH通过传输块大小，按定时来更改扩散率和扩散码数目。即，构成为DPDCH在传输块大小大的情况下，减小扩散率，在用户数据的发送所需的比特数不充分的情况下，进行多编码(multi-code)化。

另外，通常每个TTI的时隙数设置为对移动通信***和应用程序来说最佳。

图8表示本实施方式的移动台的无线通信功能部10的示意结构例。如图4所示，移动台的无线通信功能部10具有总线接口部11、呼叫处理控制部12、基带信号处理部13、收发部14和天线15。移动台的无线通信功能部10也可构成为具有放大部(图中未示)。

但是，这些结构不需要必须作为硬件来独立存在。即，各结构可以合为一体，也可通过软件的处理来构成。

图9表示基带信号处理部13的功能块。如图9所示，基带信号处理部13具备上层功能部13a、作用为RLC子层的RLC功能部13b、MAC-d功能部13c、MAC-e功能部13d和作用为层1的层1功能部130。

如图10所示，RLC功能部13b将从上层功能部13a接收的应用程序数据(RLC-SDU)分割为预先决定的PDU大小，并通过添加用于顺序整理处理或重发处理等的RLC报头，来生成RLC PDU后，传到MAC-d功能部13c中。

这里，将作用为RLC功能部13b和MAC-d功能部13c之间的中介代理的管道(pipe)设作“逻辑信道”。逻辑信道在通过收发的数据的内容来进行分类，并进行通信的情况下，可以在一个连接中具有多个逻辑信道。即，可以逻辑上并行收发多个内容数据(例如，控制数据和用户数据等)。

MAC-d功能部13c通过多路复用逻辑信道，并添加伴随该多路复用的MAC-d报头，从而生成MAC-d PDU。另外，MAC-d功能部13c进行优先级控制处理、发送功率测量处理和控制传送速度使得发送功率不超过该移动台所允许的值的处理等。

MAC-c功能部13d集中从MAC-d功能部13c接收的多个MAC-dPDU，并添加MAC-e报头，从而生成传输块(transport block)，并经传输信道传递到层1功能部130中。

另外，MAC-c功能部13d作用为MAC-d功能部13c的下层，进行基于混合ARQ(HARQ)的重发控制功能和传送速度控制功能。

基于该HARQ的重发控制功能通过N信道的停止和等待(N-SAW)协议，根据上行链路中的Ack/Nack的反馈来进行重发控制处理。图11表示4个信道的停止和等待协议的动作例。

传送速度控制功能根据在呼叫设定时从网络通知的参数、无线传送路径质量、平均无线传送路径质量、从所述基站通知的与传送速度、发送功率或发送功率比相关联的系数，来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

即，传送速度控制功能中，在设置呼叫而取下行线路的同步后，将传送路径质量L_n和平均无线传送路径质量

，如下

$L_n=\frac{1}{P_n}$

${\stackrel{\‾}{L}}_n={\mathrm{\δ}}_n{\stackrel{\‾}{L}}_{n-1}+(1-{\mathrm{\δ}}_n)L_n$

这样来计算。

如上所述，无线传送路径质量L_n根据移动台中的发送功率P_n来加以计算。

另外，将上述的计算式中的测量开始时刻设作“n＝0”，无线传送路径质量L_n和平均无线传送质量

为，以时隙为单位或TTL为单位来计算后加以更新。

这里，输入忘却系数δ可以在呼叫设定时从网络通知，也可预先进行最佳化后而决定。

另外，移动台中的发送功率P_n可以使用上行发送功率命令来加以测量，也可通过其他方法来加以测量。

移动台中，在存在应发送的用户数据的情况下，移动台通过下面的(式1)，来计算第n时隙或第n TTI中的瞬时传送速度R_tx，n。

另外，在n是时隙单位的情况下，通过由位于TTI的开头的时隙n中计算出的瞬时传送速度R_tx,n，来进行该TTI中的发送处理。

$R_{\mathrm{tx},n}=\frac{{L_n}^{\mathrm{\β}}}{{\stackrel{\‾}{L_n}}^{\mathrm{\α}}}\·C_{R,n}$ (式1)

其中，(式1)中的参数α、β可以在呼叫设定时从网络加以通知，也可在小区内进行通知。另外，(式1)中的参数α、β可以通过基站或无线控制装置的其中之一来进行通知。

(式1)中，C_R，n是与传送速度相关联的系数，从基站向通信中的所有移动台加以通知。

图12示意性表示了在基站中，根据上行干扰量(Noise Rise)，使C_R，n变化(UP/DOWN)的情况。

如从(式1)中可以看出的，若提高与传送速度相关联的系数C_R，n，则由于瞬时传送速度R_tx，n增大，因此上行干扰量增加。

相反，若与传送速度相关联的系数C_R，n，则瞬时传送速度R_tx，n降低，因此上行干扰量减小。

这样，通过使上行干扰量尽可能接近于上行干扰量的最大值(MaxNoise Rise)，可以在很短的周期内高精度地将无线线路容量提高到极限。

即，基站构成为根据上行干扰功率(上行干扰量)来控制与传送速度相关联的系数，并以各TTI为单位，或多个TTI为单位，来通过下行公共信道通知与所述传送速度相关联的系数。

如上所述，还存在通过直接计算来求出瞬时传送速度R_tx，n，但是如下面的两个例子所示，还考虑使用发送功率和发送功率比来间接求出瞬时传送速度R_tx，n的方法。

第一，在通过控制发送功率来进行传送速度的控制的情况下，若设第n各发送时间间隔中的发送功率为P_tx，n，则发送功率P_tx，n通过

$P_{\mathrm{tx},n}=\frac{{L_n}^{\mathrm{\β}}}{{\stackrel{\‾}{L_n}}^{\mathrm{\α}}}\·C_{P,n}$

来求出。

但是，C_P，n是与发送功率相关联的系数，与传送速度相关联的系数C_R，n相同，可以通过基站，根据上行干扰量来变化(UP/DOWN)。

根据如上这样求出的发送功率P_tx，n，则决定第n发送时间间隔中的瞬时传送速度P_tx，n。

第二，在通过控制发送功率比，来进行传送速度的控制的情况下，若设第n发送时间间隔中的发送功率比为PR_tx，n，则发送功率比PR_tx，n通过

${\mathrm{PR}}_{\mathrm{tx},n}=\frac{{L_n}^{\mathrm{\β}}}{{\stackrel{\‾}{L_n}}^{\mathrm{\α}}}\·C_{\mathrm{PR},n}$

求出。

但是，C_PR，n是与发送功率比相关联的系数，与和传送速度相关联的系数C_R，n相同，可以通过基站，根据上行干扰量来变化(UP/DOWN)。

根据如上式那样求出的发送功率比PR_tx，n，来决定第n的发送时间间隔中的瞬时传送速度R_tx，n。

但是，这里，所谓发送功率比表示上行线路的专用物理控制信道(DPCCH：Dedicated Physical Control Channel)和发送用户数据用的信道(E-DPDCH：EnhancedDedicated Physical Data Channel)之比。

在以上的两个例子中，可以通过控制发送功率来控制传送速度，作为控制上行干扰量(干扰功率)的方法可以很简单，并成为高精度。

如图13所示，层1功能部130具有FEC(Forward Error Collection)编码部13e、传送速度匹配部13f和物理信道映射部13g。

FEC编码部13e对从MAC-e功能部发送的传输块(层2的PDU)来施加纠错编码处理。

传送速度匹配部13f对施加了纠错编码处理的传输块，施加与物理信道的传送容量相匹配用的“重复(repetition)(比特重复)”和“抽取(puncture)(比特的间隔抽取)”。

如上所述，根据本发明，通过网络通知预定的参数α、β，通信运营商可以根据具有的***的服务性和收益性等的观点，来调整公平性和小区整体的吞吐量的折衷。

例如，本发明中，通过使(α、β)设为(0、0)，可以在移动台之间进行完全公平的传送速度控制。

另外，本发明中，通过使(α、β)为(1、1)，可以保持公平性，同时可以减少小区外干扰，而提高无线线路容量。

进一步，本发明中，通过减小α，或增大β，可以增大对无线环境好的移动台的瞬时传送速度的分配，可以通过牺牲公平性来提高小区整体的吞吐量。

另外，根据本发明，通过使用比较简单的式子，可以减轻移动台的处理负担。

以上，通过实施例来详细说明了本发明，但是对于本领域内普通技术人员而言，应明白本发明并不限于本申请中所说明的实施例。本发明的装置可以作为修改和更改方式来实施，而不脱离由权利要求的范围的记载所决定的本发明的精神和范围。因此，本申请的记载的目的是示例，对本发明不具有任何限制的含义。

产业上的可用性

如以上所说明的，根据本发明，通过在呼叫设定时等通知参数，可以提供可调整公平性和小区整体的吞吐量的折衷性的有灵活性的移动通信***和移动台。

Claims (12)

1、一种移动台，控制对基站发送的用户数据的传送速度，

所述移动台具备传送速度控制部，所述传送速度控制部根据在呼叫设定时从网络通知的参数、对所述移动台与所述基站之间的无线传送路径的无线传送路径质量、对该无线传送路径的平均无线传送路径质量、从所述基站通知的与传送速度、发送功率或发送功率比相关联的系数，来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

2、根据权利要求1所述的移动台，其特征在于，

在第n发送时间间隔或时隙中，在所述无线传送路径质量为L_n，所述平均无线传送路径质量为

【式1】

，与所述传送速度相关联的系数为C_R，n，与L_n和

【式2】

对应的所述参数分别为α和β的情况下，所述传送速度控制部构成为通过

【式3】

$R_{\mathrm{tx},n}=\frac{{L_n}^{\mathrm{\β}}}{{{\stackrel{\‾}{L}}_n}^{\mathrm{\α}}}\·C_{R,n}$

来决定在第n发送时间间隔或时隙的所述用户数据的瞬时传送速度R_tx，n。

3、根据权利要求1所述的移动台，其特征在于，

在第n发送时间间隔或时隙中，所述无线传送路径质量为L_n，所述平均无线传送路径质量为

【式4】

，与所述发送功率相关联的系数为C_P，n，与L_n和

【式5】

对应的所述参数分别为α和β的情况下，所述传送速度控制部构成为通过

【式6】

$P_{\mathrm{tx},n}=\frac{{L_n}^{\mathrm{\β}}}{{{\stackrel{\‾}{L}}_n}^{\mathrm{\α}}}\·C_{p,n}$

来决定在第n发送时间间隔或时隙的所述移动台中的发送功率P_tx，n，并根据所决定的该发送功率P_tx，n来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

4、根据权利要求1所述的移动台，其特征在于，

在第n发送时间间隔或时隙中，所述无线传送路径质量为L_n，所述平均无线传送路径质量为

【式7】

，与所述发送功率比相关联的系数为C_PR，n，与L_n和

【式8】

对应的所述参数分别为α和β的情况下，所述传送速度控制部构成为通过

【式9】

${\mathrm{PR}}_{\mathrm{tx},n}=\frac{{L_n}^{\mathrm{\β}}}{{{\stackrel{\‾}{L}}_n}^{\mathrm{\α}}}\·C_{\mathrm{PR},n}$

来决定在第n发送时间间隔或时隙的所述移动台中的发送功率比PR_tx，n，并根据所决定的该发送功率PR_tx，n来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

5、根据权利要求1-4的其中之一所述的移动台，其特征在于，

由无线控制装置通知所述参数。

6、根据权利要求1-4的其中之一所述的移动台，其特征在于，

由所述基站通知所述参数。

7、根据权利要求1-6的其中之一所述的移动台，其特征在于，

根据所述移动台中的发送功率，计算所述无线传送路径质量。

8、根据权利要求7所述的移动台，其特征在于，

若在第n发送时间间隔或时隙的所述移动台中的发送功率为P_tx，n，则通过

【式10】

$L_n=\frac{1}{P_n}$

来计算所述无线传送路径质量L_n。

9、根据权利要求1-8的其中之一所述的移动台，其特征在于，

使用上行发送功率命令来测量所述移动台中的发送功率。

10、根据权利要求1-9的其中之一所述的移动台，其特征在于，

根据预定的输入忘却系数δ或从网络通知的输入忘却系数δ和在第n发送时间间隔或时隙的无线传送路径质量Ln，通过

【式12】

${\mathrm{\δ}}_n=\min (1-\frac{1}{n+1},\mathrm{\δ})$

${\stackrel{-}{L}}_n={\mathrm{\δ}}_n{\stackrel{-}{L}}_{n-1}+(1-{\mathrm{\δ}}_n)L_n$

来计算平均无线传送路径质量

【式11】

11、一种移动通信***，控制从移动台对基站发送的用户数据的传送速度，

所述移动台根据在呼叫设定时从网络通知的参数、对所述基站和所述移动台之间的无线传送路径的无线传送路径质量、对该无线传送路径的平均无线传送路径质量、从所述基站通知的与传送速度、发送功率或发送功率比相关联的系数，来决定所述用户数据的瞬时传送速度。

12、根据权利要求11所述的移动通信***，其特征在于，

所述基站根据上行干扰功率，控制与所述传送速度相关联的系数，并以各发送时间间隔为单位，或以多个各发送时间间隔为单位，通过下行公共信道来通知与所述传送速度相关联的系数。

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