CN101690357B - 在无线通信***中发送和接收下行链路数据的方法 - Google Patents
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Abstract
公开了在无线通信***中通过下行链路公共传送信道来发送数据的方法。该方法之一包括:在上网络节点(NB)处接收从用户设备(UE)发送的测量信息;从上网络节点(NB)向基站转发该公共传送信道的控制信息,该控制信息是从该测量信息获得的;以及,按照该控制信息,通过该公共传送信道将下行链路数据从基站发送到用户设备(UE)。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信***,具体涉及一种用于通过无线通信***的下行链路公共传输信道来发送和接收去往和来自用户设备的下行链路数据的方法。
背景技术
在作为异步移动通信***的通用移动电信***(UMTS)中,传送信道提供了用于物理层和介质访问控制(MAC)层之间的数据传输的路径。与逻辑信道不同,可以按照被发送的数据的出现特性来使用各种传送信道。可以将传送信道划分为专用信道和公共信道这两种类型。专用信道表示由特定的用户设备专用的信道。公共传送信道是可以由多个用户设备共同使用的信道,并且其示例包括随机接入信道(RACH)、前向接入信道(FACH)、广播信道(BCH)、寻呼信道(PCH)、高速下行链路共享信道(HS-DSCH)、公共分组信道(CPCH)和上行链路共享信道(USCH)。
在上述的公共传送信道中,用于下行链路数据传输的信道的示例包括FACH和HS-DSCH。通常,FACH是当向用户设备发送小数量的数据时使用的下行链路公共信道。HS-DSCH是用于高速下行链路分组接入(HSDPA)***中的高速数据传输的下行链路公共传送信道。在HS-DSCH上,多个用户设备通过使用多个公共信道化代码来共享无线电资源。可以按照其容量向每个用户设备分配单个传输时间间隔(TTS)内的多个信道化代码,并且可以通过单个HS-DSCH TTI内的代码复用来发送多个用户设备的数据。
可以将FACH与作为物理信道的辅助公共控制物理信道(S-CCPCH)进行映射,且FACH然后可以向下地发送专用于用户设备的数据或者公共数据。S-CCPCH包括传送格式组合指示符(TFCI)字段、数据字段和导频字段。TFCI字段通知被发送到数据字段的数据的传送格式。此时,网络的无线电网络控制器(RNC)负责FACH的调度,节点B用于按照RNC的调度通过S-CCPCH以无线的方式来发送FACH数据。
发明内容
在如上所描述的现有技术中,通过作为下行链路公共传送信道之一的FACH进行下行链路数据传输具有下述问题:其被无线网络的控制器调度,并且不适应于无线信道的状态的快速改变。而且,出现下述问题:由于有限的数据传输速率,下行链路数据传输不适合于高速传输。
因此,本发明涉及一种用于在无线通信***中发送和接收下行链路数据的方法,其中,数据传输可以适应于无线信道的状态改变。
为了实现这些目的和其他优点,并且按照本发明的目的,如在此体现和广泛描述的,公开了一种用于在无线通信***中通过下行链路公共传送信道来发送数据的方法。在本发明的一个实施例中,上网络节点接收从用户设备发送的测量信息。该网络节点将从该测量信息获得的、与所述公共传送信道相关联的控制信息递送到基站,并且基站按照该控制信息通过该公共传送信道将下行链路数据从基站发送到用户设备。
根据本发明的另一个方面,在一种用于在无线通信***中通过下行链路公共传送信道来发送数据的方法中,上网络节点接收从用户设备发送的测量信息。该网络节点将该测量信息的至少一部分递送到基站,并且基站通过使用从该网络节点接收的测量信息,通过该公共传送信道向用户设备发送下行链路数据。当发送下行链路数据时,基站通过使用从上网络节点接收的测量信息来确定被映射到公共传送信道的物理信道的传输功率,并且以所确定的传输功率通过物理信道向用户设备发送下行链路数据。
在本发明的另一个方面中,一种用于在无线通信***中通过下行链路公共传送信道来发送数据的方法包括:在上网络节点接收从用户设备发送的测量信息;将从该测量信息获得的、与该公共传送信道相关的控制信息从上网络节点转发到基站;以及在基站通过使用所述控制信息,通过该公共传送信道调度下行链路数据传输到用户设备。
在本发明的另一个方面中,一种用于在无线通信***中通过下行链路公共传送信道来接收数据的方法包括:向上网络节点发送测量信息;以及,通过与下行链路公共传送信道映射的物理信道从基站接收下行链路数据,其中,物理信道的传输功率是由上网络节点从所述测量信息获得的,并且是根据转发到基站的传输功率控制信息被确定的。
附图说明
图1是图解UMTS(通用移动电信***)的网络体系结构的图。
图2是图解在UMTS内使用的无线电协议体系结构的图。
图3是图解根据本发明的一个实施例的过程的流程图。
图4是图解按照图3的实施例的、在通过前向接入信道(FACH)向用户设备发送下行链路数据的情况下的协议体系结构的图;以及
图5是图解根据本发明的另一个实施例的过程的流程图。
具体实施方式
以下,通过本发明的优选实施例,将容易地理解本发明的结构、操作和其他特征,本发明的示例被图解在附图中。以下所描述的实施例是本发明的技术特征被应用到通用移动电信***(UMTS)的示例。可以参考“3GPP技术规范”(第三代合作伙伴计划;技术规范组无线电接入网络)的版本7以获得关于UMTS的技术规范的详细信息。
图1图解了UMTS的网络体系结构。参见图1,UMTS包括用户设备(UE)、UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)和核心网络(CN)。UTRAN包括一个或多个无线电网络子***(RNS),其中,每个RNS包括无线电网络控制器(RNC)和由RNC管理的一个或多个基站(节点B)。在一个节点B内存在一个或多个小区。
图2图解了在UMTS中使用的无线电协议体系结构。在图2中所示的无线电协议层与用户设备成对地存在于UTRAN中,并且负责无线电间隔内的数据传输。下面说明每个无线电协议层。首先,属于第一层的物理(PHY)层用于通过使用各种无线电传输技术来向无线电间隔发送数据。PHY层通过传送信道与作为PHY层的上层的介质访问控制(MAC)层连接。根据是否共享信道,传送信道被划分为专用传送信道和公共传送信道。
介质访问控制(MAC)层、无线电链路控制(RLC)层、分组数据汇聚协议(PDCP)层和广播/组播控制(BMC)层存在于第二层中。MAC层用于将各个逻辑信道与各个传送信道映射,并且用于将几个逻辑信道与一个传送信道复用。MAC层通过逻辑信道与作为MAC层的上层的RLC层连接。根据所发送的信息的种类,逻辑信道被划分为控制信道和业务信道,其中,控制信道发送控制平面的信息,并且业务信道发送用户平面的信息。
根据传送信道的种类,将MAC层再划分为MAC-b子层、MAC-d子层、MAC-c/sh子层、MAC-hs子层和MAC-e子层。MAC-b子层管理广播信道(BCH),MAC-c/sh子层管理公共传送信道,诸如前向接入信道(FACH)或者下行链路共享信道(DSCH),并且MAC-d子层管理专用信道。广播信道(BCH)是负责***信息的广播的传送信道,公共传送信道是与其他用户设备共享的,并且专用信道是仅仅用于特定用户设备的传送信道。而且,为了支持高速的下行链路和上行链路数据传输,MAC-hs子层管理作为用于高速下行链路数据传输的传送信道的高速下行链路共享信道(HS-DSCH),而MAC-e子层管理作为用于高速上行链路数据传输的传送信道的增强专用信道(E-DCH)。
RLC层用于确保每个无线电承载(RB)的服务质量(QoS),并且发送数据。RLC层包括供每个RB确保RB的唯一QoS的一个或者两个独立的RLC实体,并且提供三种RLC模式,即透明模式(TM)、非应答模式(UM)和应答模式(AM),以支持各种QoS。而且,RLC层用于控制数据大小,以允许其低层向无线电间隔发送数据。为此,RLC层用于通过将从其上层接收的服务数据单元(SDU)数据分段和连接来生成协议数据单元(PDU),并且将所生成的协议数据单元转发到其低层。
PDCP层位于RLC层之上,并且允许使用将在具有较小的带宽的无线电间隔内有效地发送的诸如IPv4或者IPv6之类的IP分组来发送数据。为此,PDCP层执行报头压缩功能,其允许发送数据的报头部分所必需的信息,由此提高无线电间隔的传输效率。PDCP层由于其基本功能——即报头压缩功能——而仅仅存在于分组服务(PS)域内,并且每个RB具有一个PDCP实体,以提供用于每个分组服务(PS)的有效报头压缩功能。
另外,第二层包括广播/组播控制(BMC)层,其位于RLC层之上,其中,BMC层用于执行小区广播消息的调度和向位于特定小区内的用户设备进行广播。
位于第三层的最低部分的无线电资源控制(RRC)层仅仅被限定在控制平面内,并且与RB的建立、重新建立和释放相关,以控制第一和第二层的参数。而且,RRC层用于控制逻辑信道、传送信道和物理信道。此时,RB指的是由用于用户设备和UTRAN之间的数据传输的第一和第二层无线电协议所提供的逻辑路径。通常,RB的建立指的是限定了用于提供特定服务所需的信道和无线电协议层的特性,以及建立了相应的详细参数和操作方法。
图3是图解根据本发明的一个实施例的过程的流程图。在图3的实施例中,网络通过作为下行链路公共传送信道的前向接入信道(FACH)来向用户设备发送下行链路数据。图4是图解按照图3的实施例的、在通过FACH向用户设备发送下行链路数据的情况下的协议体系结构的图。在节点B的MAC层内对借助于FACH的下行链路数据传输执行调度。显然,除了FACH之外,本发明的特征还可以被应用到借助于诸如高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的另一个下行链路公共传送信道的下行链路数据传输。
参见图3,用户设备通过随机接入信道(RACH)向节点B发送随机接入信道(RACH)前导,以启动随机接入过程。RACH用于向上发送短长度的数据,并且某些RRC消息,诸如RRC连接请求消息、小区更新消息和URA更新消息,是通过RACH发送的。诸如公共控制信道(CCCH)、专用控制信道(DCCH)和专用业务信道(DTCH)之类的逻辑信道可以被映射到传送信道,即RACH。传送信道RACH再次被映射到物理信道,即物理随机接入信道(PRACH)。
如果用户设备的MAC层命令物理(PHY)层执行PRACH传输,则用户设备的物理层选择一个接入时隙和一个签名,并且向节点B发送PRACH前导[S31]。前导在1.33ms的接入时隙间隔被发送,并且在接入时隙的第一特定长度,16个签名之一被选择和发送。如果用户设备发送前导,则节点B通过作为下行链路物理信道的获取指示符信道(AICH)来发送前导响应消息。换句话说,节点B响应于前导通过AICH发送签名,该签名是在与前导被发送的接入时隙对应的接入时隙的第一特定长度由前导选择的。此时,节点B通过经由AICH发送的签名来向用户设备发送应答(ACK)或者否定应答(NACK)。
如果用户设备通过前导响应消息从节点B接收到ACK,则用户设备通过使用与被发送的签名对应的正交可变扩展因子(OVSF)代码来向节点B发送10ms或者20ms的消息部分[S33]。如果用户设备接收到NACK,则用户设备的MAC层命令物理层在特定时段后再一次发送RACH前导。同时,如果用户设备还没有接收到与所发送的前导对应的AICH,则用户设备在给定的接入时隙后以比前一个前导的功率高一级的功率来发送新的前导。
如上所述,如果用户设备从节点B接收到包括ACK的前导响应消息,则用户设备通过RACH消息部分来发送短长度的消息。RACH消息部分可以包括若干RRC消息,诸如RRC连接请求消息、小区更新消息和URA更新消息。图3图解了通过RACH消息部分来发送小区更新消息的示例。使用小区更新过程,以便处于Cell_FACH或者Cell-PCH状态的用户设备可以向UTRAN通知其在小区层次上的位置信息。用户设备发送小区更新消息以更新其位置信息。因为小区更新消息是RRC消息,因此其被转发到RRC层位于UTRAN中的RNC。
小区更新消息包括与数据安全和小区更新原因相关的开始值。用户设备可以发送小区更新消息的小区更新原因的示例包括:用户设备具有要在URA_PCH或者Cell_PCH状态中发送到上行链路的数据的情况;用户设备需要对从UTRAN接收的寻呼消息进行响应的情况;以及,当用户设备处于Cell_DCH状态中时发生无线电链路故障的情况。
在图3的实施例中,小区更新消息还包括测量信息。测量过程指的是用户设备测量业务量、信道质量、其位置等,以考虑无线环境向RNC提供各种信息所需要的网络管理和资源分配。UTRAN通过***信息来广播测量相关的控制信息,或者通过测量控制消息来向用户设备发送测量相关的控制信息,其中,需要测量相关的控制信息来允许用户设备执行测量过程,并且报告测量过程的结果。如果满足了被设置成按照测量相关的控制信息来向UTRAN报告测量过程的结果的标准,则用户设备定期地或者当特定事件发生时向UTRAN的RNC发送测量信息。在UMTS的技术标准内详细地描述了测量相关的控制信息。
优选的是,测量信息包括允许UTRAN控制借助于作为下行链路公共传送信道的FACH的下行链路数据的传输所需要的信息。例如,测量信息可以包括FACH的质量信息、通过FACH在用户设备内接收的信号的接收强度、作为基准信道的公共导频信道(CPICH)的质量信息、与通过CPICH接收的信号的接收强度相关的信息等。而且,测量信息可以包括传输功率的控制信息和/或FACH或者HS-DSCH的数据速率,其是由用户设备确定的。
在从用户设备接收到小区更新消息并且更新了用户设备的位置信息后,RNC通过节点B向用户设备发送小区更新确认消息[S34,S35]。RNC通过Iub节点向节点B转发小区更新确认消息,并且也向节点B转发功率控制信息(用于控制FACH的传输功率)或者通过FACH发送的数据的数据速率控制信息。功率控制信息或者数据速率控制信息可以是由用户设备确定并且被发送到RNC的值,或者是由RNC从自用户设备发送的测量信息确定的值。节点B以某数据速率或者以按照功率控制信息控制的传输功率通过FACH向用户设备发送小区更新确认消息。因为FACH被映射到作为物理信道的辅助公共控制物理信道(S-CCPCH),因此控制FACH的传输功率或者数据速率指的是控制S-CCPCH的传输功率或者数据速率。
如果下行链路数据是通过FACH被发送到用户设备的,则使用多个OVSF代码来发送被映射到FACH的S-CCPCH。此时,S-CCPCH的TFCI字段的TFCI代码字可以向用户设备通知OVSF代码的数量以及传送格式。可以通过诸如无线电承载建立消息或者***信息之类的RRC消息将TFCI代码字、特定传送格式和OVSF代码的特定数量之间的关系发送到用户设备。用户设备通过RACH消息或者其标识符确定其要接收的S-CCPCH。如果用户设备可以接收由多个OVSF代码发送的S-CCPCH,则用户设备可以通过RRC消息识别由特定的TFCI代码字指示的传送格式和OVSF代码。用户设备获取S-CCPCH的TFCI字段的TFCI代码字,并且按照所获得的代码字来解码被发送到与所获取的代码字的帧相同的帧的S-CCPCH的数据。
如果用户设备不能接收由多个OVSF代码发送的S-CCPCH,则用户设备将指示OVSF代码的数量的TFCI代码字确定为无效代码字,并且不解码被发送到与TFCI代码字的帧相同的帧的S-CCPCH的数据。
例如,对于编号1到编号20的TFCI代码字,仅仅报告传送格式,而对于编号21到编号40的TFCI代码字,与传送格式一起报告OVSF代码的数量。此时,不能接收由多个OVSF代码发送的S-CCPCH的用户设备将对应于编号1到编号20的TFCI代码字确定为有效的代码字,并且将其他的TFCI代码字确定为无效的代码字。同时,可以接收由多个OVSF代码发送的S-CCPCH的用户设备将对应于编号1到编号40的所有TFCI代码字确定为有效的代码字,并且按照TFCI代码字来解码数据。
图5是图解根据本发明的另一个实施例的过程的流程图。图5的实施例涉及通过作为下行链路公共传送信道的HS-DSCH从网络向用户设备发送下行链路数据的示例。
在图5中,从步骤S51到步骤S53的过程可以表示在图3的实施例中所描述的过程。RNC向节点B转发从用户设备(UE)接收的测量信息的至少一部分或者从测量信息获得的HS-DSCH控制信息[S54]。测量信息或者HS-DSCH控制信息可以通过被包括在从RNC向节点B转发的数据块的报头部分内而被转发到节点B。节点B通过使用从RNC接收的测量信息或者HS-DSCH控制信息来确定作为物理信道的HS-PDSCH的传输功率或者数据速率。节点B按照所确定的传输功率或者数据速率通过HS-PDSCH向用户设备发送下行链路数据[S55]。
根据本发明,有利的是,借助于无线通信***中的下行链路公共传送信道的数据传输可以适应于信道状态的改变。
通过预定类型的本发明的结构元素和特征的组合来实现上述实施例。应当选择性地考虑每个结构元素或者特征,除非其被独立地指定。可以在不与其他结构元素或者特征组合的情况下执行所述结构元素或者特征的每个。而且,可以将一些结构元素和/或特征彼此组合以构成本发明的实施例。可以改变在本发明的实施例中所描述的操作的顺序。一个实施例的一些结构元素或者特征可以被包括在另一个实施例中,或者可以被替换为另一个实施例的对应的结构元素或者特征。而且,显然的是,通过在提交申请后进行修改的方式,可以将引用特定权利要求的一些权利要求与引用除了所述特定权利要求之外的其他权利要求的另一些权利要求组合,以构成实施例,或者增加新的权利要求。
已经根据在用户设备与网络之间的数据发送和接收而描述了本发明的实施例。根据情况,已经在此被描述为由网络执行的特定操作可以由基站或者由基站的上节点来执行。换句话说,显然的是,在包括多个网络节点以及基站的网络内,用于与用户设备进行通信而执行的各种操作可以由基站或者除了基站之外的网络节点执行。基站可以被替换为诸如固定站、节点B、eNode B(eNB)和接入点的术语。而且,用户设备可以被替换为诸如移动台和移动订户站的术语。
可以通过各种手段,例如硬件、固件、软件或者其组合,来实现根据本发明的实施例。如果通过硬件实现根据本发明的实施例,则可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程的逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本发明的实施例的、在无线通信***中发送下行链路数据的方法。
如果通过固件或者软件来实现根据本发明的实施例,则可以通过执行如上所描述的功能或者操作的一种模块、过程或者功能来实现根据本发明的实施例的、在无线通信***中发送下行链路数据的方法。软件代码可以被存储在存储单元内,然后可以被处理器驱动。存储单元可以位于处理器内部或者外部,以通过公知的各种手段来发送和接收去往和来自处理器的数据。
对于本领域内的技术人员来说显然的是,在不脱离本发明的精神和必要特征的情况下,可以以其他具体形式来体现本发明。因此,上述的实施例在所有方面都被视为说明性的,而非限制性的。应当通过所附的权利要求的合理解释来确定本发明的范围,并且在本发明的等同范围内的所有改变都被包括在本发明的范围内。
工业应用性
本发明可适用于诸如移动通信***和无线因特网***等的无线通信***。
Claims (14)
1.一种在无线通信***中在基站处通过下行链路公共传送信道控制下行链路数据的传输的方法,所述方法包括:
从用户设备接收随机接入前导;
将对随机接入前导的响应发送到所述用户设备;
从无线电网络控制器RNC接收测量信息,其中在所述RNC处已经从所述用户设备接收到包含在上层消息中的所述测量信息;以及
基于所述测量信息,确定在所述下行链路公共传送信道上用于向所述用户设备发送下行链路数据的数据速率和传输功率的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括,按照确定的数据速率或传输功率在被映射到所述下行链路公共传送信道的物理信道上将所述下行链路数据发送到所述用户设备。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述下行链路公共传送信道是高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述物理信道是高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述上层消息是小区更新消息。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述下行链路数据是小区更新确认消息。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述测量信息被包括在将从所述RNC发送到所述基站的数据块的报头部分。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述用户设备处于Cell_FACH或Cell_PCH状态。
9.一种在无线通信***中在用户设备处通过下行链路公共传送信道接收数据的方法,所述方法包括:
向基站发送随机接入前导;
从所述基站接收对所述随机接入前导的响应;
在随机接入信道上向无线电网络控制器(RNC)发送包括测量信息的上层消息;以及
通过被映射到所述下行链路公共传送信道的物理信道从所述基站接收下行链路数据,所述下行链路数据是以由所述基站基于所述测量信息确定的数据速率和传输功率从所述基站发送的。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述用户设备处于Cell_FACH或Cell_PCH状态。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,所述下行链路公共传送信道是高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述物理信道是高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)。
13.根据权利要求9所述的方法,其中,所述下行链路数据是小区更新确认消息。
14.一种在无线通信***中在下行链路公共传送信道上接收下行链路数据的用户设备,所述用户设备包括:
用于将随机接入前导发送给基站的装置;
用于从所述基站接收对所述随机接入前导的响应的装置;
用于在随机接入信道上将包括测量信息的上层消息发送给无线电网络控制器(RNC)的装置;以及
用于通过被映射到所述下行链路公共传送信道的物理信道从所述基站接收下行链路数据的装置,所述下行链路数据是以由基站基于所述测量信息确定的数据速率或传输功率从所述基站发送的。
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