CN1324926C - 控制ofdm移动通信***的mac层的运行状态的方法 - Google Patents
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Abstract
一种包括媒体接入控制(MAC)层的移动通信***，所述MAC层支持不存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的空闲状态，并且也支持存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的激活状态。如果在空闲状态下存在发送数据，MAC层控制到争用状态的转变，并且随后通过基于争用的接入从争用状态转变为激活状态；如果在激活状态下不存在发送数据达预定的时间，则根据数据的优先级转变为快接入状态或慢接入状态；如果在快接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态；以及如果在慢接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态。
Description
技术领域
本发明通常涉及使用正交频分复用(OFDM，orthogonal frequency divisionmultiplexing)方案的移动通信***，尤其涉及用于***体接入控制(MAC，medium access control)层的运行状态的方法。
背景技术
由于在二十世纪七十年代末期美国蜂窝移动电信***的发展，南韩开始提出一种使用AMPS(Advanced Mobile Phone Service，高级移动电话业务)移动通信***的话音通信业务，也可以称作第一代(1G)模拟移动通信***。之后，在九十年代中期，码分多址(CDMA)移动通信***、即第二代(2G)移动通信***被商业化以提供话音和低速数据业务。
另外，在九十年代末开始，发展了旨在提供改善的无线电多媒体业务、全球漫游业务以及高速数据业务的IMT-2000(国际移动电信2000)、即第三代(3G)移动通信***，并且目前被部分商业化。特别是，由于现有移动通信***中被服务的数据量日益增加，3G移动通信***已经被发展用来以更高的速度发送数据。
目前，3G移动通信***正在发展为***(4G)移动通信***。除了在现有移动通信***中提供的简单无线电通信业务，4G移动通信***被标准化旨在提供有线通信网络和无线通信网络之间的有效交互工作和统一业务。因此，需要开发一种能够在无线通信***中发送接近有线通信网络的容量的大量数据的技术。
随着移动通信技术的发展，现有的以话音为主的业务正在演化成以数据为主的业务，因此，移动通信***正在从基于电路交换的网络演化成基于分组交换的网络。分组交换***仅当存在要发送的数据时分配信道，从而产生频繁的信道接入和释放操作。而且。在分组交换***中，它的整个***效率取决于管理信道接入和释放操作的媒体接入控制(MAC)层的操作方法。现在，将在下面描述MAC层的操作。
根据移动台(MS，mobile station)与移动通信***之间的连接状态来确定MAC层的操作，而且每个移动通信***其MAC层的操作是唯一的。首先，将参考图1来描述2G移动通信***中的MAC层的操作。
图1示意性图解了由一般2G移动通信***中的MAC层支持的运行状态。参考图1，在2G移动通信***中，MAC层支持两种运行状态，即激活状态111和休眠状态113。这里，2G移动通信***是指，例如TIA/EIA-95-B***。激活状态111表示存在诸如要发送到移动台的话音数据的业务并且下行链路和上行链路专用控制信道(DCCH，dedicated control channel)和专用业务信道(DTCH，dedicated traffic channel)被分配给移动台的状态。休眠状态113表示不存在下行链路和上行链路专用控制信道并且没有基站(BS，base station)和移动交换中心(MSC，mobile switching center)资源的状态。在这一状态下，保持点对点(PPP，point-to-point)状态，并且存在少量的数据突发。
在2G移动通信***中，在激活状态下即使不存在发送和接收数据，MAC层也连续地分配专用信道，即专用控制信道和专用业务信道，从而2G移动通信***不适用于具有突发特性的数据业务。因为即使不存在实际的发送和接收数据也将用于专用信道的无线电资源分配给移动台，因此限制了小区内可以容纳的处于激活状态的移动台的数量。
图2示意性图解了由传统3G移动通信***中的MAC层支持的运行状态。参考图2，在3G移动通信***中，MAC层支持激活状态211、控制保持状态213、挂起状态215和休眠状态217。这里，3G移动通信***是指例如CDMA2000***。
类似于结合图1所述的激活状态111，激活状态211表示存在到移动台的业务并且下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道被分配给移动台的状态。控制保持状态213表示连续执行功率控制(PC)、分配下行链路和上行链路专用控制信道并可以快速重新分配业务信道的状态。挂起状态215表示未向移动台分配下行链路和上行链路专用控制信道、保持无线电链接协议(RLP，radio link protocol)和PPP状态、存在虚拟有效集并支持时隙子模式的状态。类似于结合图1所述的休眠状态113，休眠状态217表示不存在下行链路和上行链路专用控制信道并且也不存在BS和MSC资源的状态。在这一状态下，保持PPP状态并存在少量的数据突发。
在3G移动通信***中，MAC层不仅考虑话音业务也考虑数据业务而支持4种运行状态，以仅当存在发送/接收数据时分配无线电资源，从而提高整个***性能。然而，与2G移动通信***的MAC层一样，3G移动通信***的MAC层也必须执行基于争用的随机接入过程，以便从控制保持状态213、挂起状态215以及休眠状态217转变到激活状态211。基于争用的随机接入过程降低了从其他状态到激活状态211的状态转变速度，导致整个***性能的下降。另外，鉴于逻辑信道的结构性特征，具有控制保持状态213和挂起状态215的移动台的数量受限，从而3G移动通信***不适用于“常通”要求，“常通”要求是满足移动通信***的需求的主要业务质量之一。术语“常通”是指即使在除了激活状态以外的其他状态下，也可以使用下行链路和上行链路专用信道进行基于无争用的随机接入、而不是基于争用的随机接入的状态。
图3示意性图解了由目前正在讨论的4G移动通信***中的MAC层支持的运行状态。使用OFDM方案的移动通信***(即OFDM移动通信***)已经被作为4G移动通信***积极地进行了研究。OFDM方案使用多个载波来发送数据，并且它是一种用于并行变换串行输入符号流并在发送之前用多个正交副载波(或子信道)调制该并行变换后的符号的多载波调制(MCM，multi-carrier modulation)方案。OFDM方案类似于传统的频分复用(FDM)方案，但是其特征在于维持副载波之间的正交性，从而确保高速数据传输期间的最佳传输效率。另外，OFDM方案具有高的频率效率，并且具有强的抗多径衰落的能力，有助于高速时间传输期间的最佳传输效率。
在所提出的4G移动通信***中，MAC层支持五种可选状态：在线状态311、保持状态313、睡眠状态315、接入状态317以及空状态319。在线状态311表示发送和接收数据业务、存在具有全部控制信息的完全丰满的上行链路控制信道并支持丰富的QoS(业务质量)功能的状态。保持状态313表示这样一种状态，即控制定时、执行粗功率控制、基于无争用的到在线状态311的快速转变是可能的、存在仅具有基本控制信息的窄上行链路控制信道、用户可以接收数据业务并且支持功率节省模式。睡眠状态315表示不执行功率和定时控制、支持超功率节省模式并支持大量移动台的状态。接入状态317是一种用于信道获取的随机接入状态，以及空状态319与图2所示的休眠状态217相同。
4G移动通信***的MAC层定义利用OFDM方案的特性的逻辑信道，使能特定状态下的基于无争用的随机接入，并且与3G移动通信信***相比提出用于增加可用移动台的数量的运行状态。然而，如结合图3所述，4G移动通信***的MAC层也必须要求基于争用的随机接入过程，以便从其他状态转变到在线状态311。另外，在不需要到在线状态311的基于争用的随机接入过程的状态(即保持状态313)下，可用移动台的数量受限。
2G、3G和4G移动通信***中的MAC层的运行状态具有下列问题：
(1)“常通”的不适当性；
(2)由于基于争用的随机接入引起长的状态转变时间；
(3)需要连续地监测下行链路共享控制信道(SCCH)用于下行链路信道接入；
(4)在MAC层的每种状态下可用的移动台的数量受限；和
(5)功率节省的低效性。
如上所述，迄今所提出的MAC层的运行状态具有许多问题。因此，需要适于未来的移动通信***的4G移动通信***的MAC层的运行状态。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，提供一种用于控制OFDM移动通信***中的MAC层的运行状态的方法。
本发明的另一目的是，提供一种用于根据OFDM移动通信***的MAC层中的业务质量，自适应地控制运行状态的方法。
本发明的再一目的是，提供一种用于控制运行状态以便最小化OFDM移动通信***的MAC层中到激活状态的状态转变时间的方法。
根据本发明的一方面，提供一种用于控制包括媒体接入控制(MAC)层的移动通信***中的MAC层的运行状态的方法，所述MAC层支持不存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的空闲状态，也支持存在所述下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的激活状态。所述方法包括下列步骤：如果在空闲状态下存在发送数据，则转变为争用状态，并且随后通过基于争用的接入，从所述争用状态转变为激活状态；如果在激活状态下不存在发送数据达预定的时间，则根据数据的优先级转变为快接入状态或慢接入状态；如果在快接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态；以及如果在慢接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态。
根据本发明的另一方面，提供一种用于控制包括媒体接入控制(MAC)层的移动通信***中的MAC层的运行状态的方法，所述MAC层支持不存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的空闲状态，并且也支持存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的激活状态。所述方法包括下列步骤：如果在空闲状态下存在发送数据，则转变为争用状态，并且随后通过基于争用的接入，从所述争用状态转变为激活状态；如果在所述激活状态下不存在发送数据达预定的时间，则根据所述数据的优先级转变为快接入状态或慢接入状态；如果在快接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为所述激活状态；如果在所述快接入状态下不存在发送数据达预定的时间，则转变为慢接入状态；以及如果在慢接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态。
附图说明
当结合附图时，从下面详细的描述中本发明的上述和其他方面、特征以及优点将变得更加明显，其中：
图1示意性图解了由传统2G移动通信***中的MAC层支持的运行状态；
图2示意性图解了由传统3G移动通信***中的MAC层支持的运行状态；
图3示意性图解了由当前讨论的4G移动通信***中的MAC层支持的运行状态；
图4示意性图解了用于OFDM移动通信***的物理信道的结构；
图5示意性图解了用于OFDM移动通信***的逻辑信道的结构；
图6示意性图解了用于OFDM移动通信***的帧结构；
图7示意性图解了根据本发明的实施例的OFDM移动通信***中的MAC层所支持的运行状态；
图8是图解用于OFDM移动通信***的下行链路逻辑信道的类型和作用的表；
图9是图解用于OFDM移动通信***的上行链路逻辑信道的类型和作用的表；
图10是图解用于图7的MAC层的运行状态的可用逻辑信道的表；
图11是图解图7的MAC层的运行状态下基于无争用的上行链路信道获取过程的流程图；
图12是图解在图11的快接入状态下的基于无争用的上行链路信道获取过程的流程图；
图13是图解在图11的慢接入状态下的基于无争用的上行链路信道获取过程的流程图；和
图14示意性图解了根据本发明的实施例，由基站发送基于信道分配的调度信息的处理。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明的优选实施例。在下列的描述中，为了简明这里省略了所并入的公知功能和结构的详细描述。
图4示意性图解了用于OFDM移动通信***的物理信道的结构。OFDM(正交频分复用)方案分别在时域和频域中划分时间资源和频率资源，从而最大化***容量。可以对OFDM方案做出各种修改，它的典型示例是正交频率码分复用(OFCDM)方案。
参考图4，在OFDM移动通信***中，在时间轴和频率轴的基础上产生物理信道。即，根据OFDM方案的特性，可以将一个符号分为多个副载波，以及将一个物理信道信号分为多个逻辑信道。图4说明了用于OFDM移动通信***的典型物理信道，包括专用数据物理信道(DDPCH)、专用控制物理信道(DCPCH)、公共控制物理信道(CCPCH)和公共导频信道(CPICH)。DDPCH和DCPCH是相关的信道。例如，如果存在M个移动台MS#1到MS#M，则存在M个DDPCH-DDPCH#1到DDPCH#M，以及M个DCPCH-DCPCH#1到DCPCH#M。DDPCH是专门分配给特定移动台并发送用户数据的数据信道，而DCPCH是专门分配给特定移动台并发送控制数据的控制信道。CCPCH是公共分配给位于相同小区内的所有移动台的控制信道，并发送必须被公共分配给所有移动台的控制数据。CPICH被发送到位于相同小区内的所有移动台，并且发送特定导频信号。移动台通过CPICH信号执行同步获取操作和功率控制操作。
图5示意性图解了用于OFDM移动通信***的逻辑信道的结构。参考图5，如结合图4所述的，在OFDM移动通信***中，在时间轴和频率轴的基础上产生逻辑信道。图5图解了用于OFDM移动通信***的典型逻辑信道，包括广播控制信道(BCCH，broadcast control channel)和业务信道(TCH，trafficchannel)。
图6示意性图解了用于OFDM移动通信***的帧结构。参考图6，OFDM移动通信***的一帧由16个OFDM符号组成，即Symbol#1到Symbol#16，并且每个OFDM符号的长度为62.5微秒。因此，一帧的长度为1毫秒。另外，OFDM移动通信***的一个超帧由K个帧组成，即Frame#1到Frame#K。因此，一个超帧的长度为K毫秒。
根据移动台和移动通信***之间的连接状态来确定媒体接入控制(MAC)层的操作。现在将参考图7来描述本发明所提出的MAC层的运行状态。
图7示意性图解了由根据本发明实施例的OFDM移动通信***中的MAC层支持的运行状态。参考图7，在OFDM移动通信***中，MAC层支持5种运行状态，即激活状态711、快接入状态713、慢接入状态715、争用状态717以及空闲状态719。在描述MAC层的运行状态之前，将描述用于OFDM移动通信***的下行链路逻辑信道和上行链路逻辑信道。
图8是图解用于OFDM移动通信***的下行链路逻辑信道的类型和作用的表。参考图8，下行链路逻辑信道大致分类为控制信道和业务信道。控制信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH，paging controlchannel)、接入允许信道(AGCH，access grant channel)、专用控制信道(DCCH)、以及共享控制信道(SCCH)。业务信道包括专用业务信道(DTCH，dedicatedtraffic channel)和共享业务信道(STCH，shared traffic channel)。下面将描述各个信道的作用。
(1)BCCH
BCCH是下行链路信道，并传递***信息(SI)和小区特定信息，并且在整个小区广播BCCH信号。
(2)PCCH
PCCH传递寻呼信息，并且在整个小区广播PCCH信号。
(3)AGCH
AGCH传递对于经由接入控制信道(ACCH)传递的上行链路信道请求信息的响应信息，即传递对于上行链路信道请求的响应。
(4)DCCH
DCCH是用于传递用于特定移动台的控制信息的信道，目标只是特定的移动台。
(5)SCCH
SCCH传递下行链路和上行链路调度信息。
(6)DTCH
DTCH是用于传递用于特定移动台的数据的信道，目标只是特定的移动台。
(7)STCH
STCH是用于传递数据的信道，并且由多个移动台共享。
图9是图解用于OFDM移动通信***的上行链路逻辑信道的类型和作用的表。参考图9，上行链路逻辑信道也大致分类为控制信道和业务信道。控制信道包括ACCH、DCCH、快反馈信道(FFCH，fast feedback channel)以及慢反馈信道(SFCH，slow feedback channel)。业务信道包括DTCH和公共分组信道(CPCH)。下面将描述各个信道的作用。
(1)ACCH
ACCH传递上行链路信道请求信息。
(2)DCCH
DCCH传递用于特定移动台的控制信息。
(3)FFCH
FFCH在相对较短的发送周期传递诸如信道请求信息、信道质量信息(CQI)和正常接收(ACK)/异常接收(NACK)信息的反馈信息(FBI，feedbackinformation)。这里，FFCH是本发明新近提出的信道，并在相对较短的周期(例如一帧的周期)发送。
(4)SFCH
SFCH在相对较长的发送周期传递诸如信道请求信息、信道质量信息和ACK/NACK信息的反馈信息。这里，SFCH也是本发明新近提出的信道，并在相对较长的周期(例如一个超帧的周期)发送。
(5)DTCH
DTCH是用于传递特定移动台的数据的信道。
(6)CPCH
CPCH在格式上与ACCH类似。然而，CPCH传递相对少量的数据，而ACCH传递控制信息。
现在将参考图7来详细描述MAC层的运行状态。首先，将描述激活状态711。激活状态711代表这样一种状态，即存在到特定移动台的业务信道并且下行链路DCCH和DTCH被分配给移动台。在激活状态711下，可能发生到除了争用状态717的其他状态，即，快接入状态713、慢接入状态715以及空闲状态719的状态转变。当在激活状态711下关闭会话时，由于会话的关闭不再需要无线电资源。因此，释放保持为激活状态711的专用信道，即DCCH和DTCH，并且随后发生到空闲状态719的状态转变。与此不同，即使在激活状态711下没有真正关闭会话，如果由于数据的突发特性而不存在发送和接收数据达预定时间或更长时间，则根据确保用于相应移动台的业务质量(QoS)或相应移动台正在接收的数据的业务类别，发生到快接入状态713或慢接入状态715的状态转变。在激活状态711下，根据QoS或业务类别，可以发生到快接入状态713或慢接入状态715的状态转变。然而，这里假设，根据业务类别发生从激活状态711到快接入状态713或慢接入状态715的状态转变。
例如，假设将OFDM移动通信***中支持的业务类别分为四种类别，即对话类、数据流类、交互类以及背景类。对话类是分配用于诸如运动图像的实时、高容量、高速数据的类别，以及数据流类是分配用于诸如VOD(视频点播)的数据的类别。交互类是分配用于诸如网页业务数据的数据的类别，以及背景类是最低的类别并且在业务类别当中具有最低的优先级。在这种情况下，如果当移动台正在激活状态711下接收数据流类别的业务时数据被中断，即，如果没有发送接收数据，则发生从激活状态711到快接入状态713的状态转变。如下面将要描述的，快接入状态713可适用于执行对应于业务类别和QoS的操作，因为快速发生了到激活状态711的状态转变。如果当移动台正在激活状态711下接收交互类的业务时数据被中断，即，如果没有发送接收数据，则发生从激活状态711到慢接入状态715的状态转变。如下面将要描述的，慢接入状态715可适用于执行对应于业务类别和QoS的操作，因为到激活状态711的状态转变与到激活状态711的状态转变相对较快的快接入状态713相比是缓慢的。
在发生从激活状态711到其他状态的状态转变时，释放保持为激活状态711的逻辑信道，即DCCH和DTCH以及除DCCH和DTCH以外的其他逻辑信道。以后将详细描述激活状态711以及其他运行状态下的信道保持和释放状态。
向快接入状态713下的移动台分配FFCH作为上行链路控制信道。如上所述，FFCH是在相对短周期分配的信道，即每帧分配的，并且它的大小根据反馈信息的量是可变的。然而，为了最小化MAC层的总开销，FFCH适合使用最小的无线电资源。如果需要到激活状态711的状态转变，即，如果有信号要发送，快接入状态713下的移动台使用FFCH快速请求上行链路业务信道。在无争用基础上进行快接入状态713下的上行链路业务信道请求，并且因为FFCH的发送周期是帧单位，因此到激活状态711的快速状态转变是可能的。例如，如果一帧是1毫秒，则在1毫秒的周期发送FFCH。因此，在几毫秒的时间内确定分配上行链路数据信道所需的时间，即使考虑了传播延迟和进行时间。分配FFCH所需的时间表示如下：
等式(1)
FFCH周期+TBS_Scheduling_Process+下行链路SCCH接收时间
而且，为了最小化功耗，快接入状态713下的移动台不监测所有的下行链路SCCH，而是支持时隙模式，其中移动台根据会话属性或QoS仅监测特定的SCCH。
向慢接入状态715下的移动台分配SFCH作为上行链路控制信道。与FFCH相比，SFCH是一种在相对长的周期分配的信道，即每超帧分配的，并且它的大小根据反馈信息的量是可变的。然而，为了最小化MAC层的总开销，SFCH像FFCH一样适合使用最小无线电资源。如果需要到激活状态711的状态转变，即，如果存在上行链路数据，则慢接入状态715下的移动台使用SFCH请求上行链路数据信道。也在无争用的基础上进行慢接入状态715下的上行链路数据信道请求，并且因为SFCH的发送周期是超帧单位，与使用FFCH时相比，到激活状态711的相对较慢的状态转变是可能的。例如，如果一个超帧包括10帧并且每帧是1毫秒，则在10毫秒的周期发送SFCH。因此，分配上行链路数据信道所需的时间不超过20毫秒。分配SFCH所需的时间表示如下：
等式(2)
SFCH周期+TBS_Scheduling_Process+行链路SCCH接收时间
而且，为了最小化功耗，慢接入状态715下的移动台不监测所有的下行链路SCCH，而是支持时隙模式，其中移动台根据会话属性或QoS仅监测特定的SCCH。
在MAC层中，处于争用状态717的移动台使用ACCH来执行随机接入过程，并且通过AGCH接收对于随机接入过程的响应。因为处于争用状态717的移动台基于争用来执行随机接入，可以考虑基站的无线电资源状态和其他移动台的接入状态，进行到激活状态711的状态转变。因此，根据环境随机地改变从争用状态717到激活状态711的转变所需的时间。
不能向处于空闲状态719的移动台分配下行链路和上行链路专用信道，即DCCH和DTCH。如果存在要发送的数据，则处于空闲状态719的移动台转变到争用状态717，并且根据随机接入过程再从争用状态717转变到激活状态711。结果，因为从空闲状态719到激活状态711的状态转变是基于争用的状态转变，所以该状态转变所需的时间与基于无争用的状态转变相比变得更长。
图10是示意性图解可用于图7的MAC层的运行状态的逻辑信道的表。图10图解了激活状态711、快接入状态713、慢接入状态715、争用状态717以及空闲状态719。现在，将在下面描述各个运行状态下可分配的逻辑信道。
首先，在激活状态711下，可以分配DTCH、STCH、DCCH、SCCH、PCCH和BCCH作为下行链路逻辑信道，并且可以分配DTCH和DCCH作为上行链路逻辑信道。在快接入状态713下，可以分配STCH、SCCH、PCCH、和BCCH作为下行链路逻辑信道，以及可以分配FFCH和CPCH作为上行链路逻辑信道。在慢接入状态715下，可以分配STCH、SCCH、PCCH和BCCH作为下行链路逻辑信道，以及可以分配SFCH和CPCH作为上行链路逻辑信道。在争用状态717下，可以分配AGCH和BCCH作为下行链路逻辑信道，可以分配ACCH作为上行链路逻辑信道。在空闲状态719下，可以分配PCCH和BCCH作为下行链路逻辑信道，并且没有可分配的上行链路逻辑信道。如图10所示，在激活状态711下，下行链路和上行链路专用控制和业务信道都被分配，并且在快接入状态713和慢接入状态715下，因为没有发送实际数据，所以仅分配下行链路和上行链路专用控制信道。然而，如果存在要发送的数据，则使用FFCH和SFCH发生到激活状态711的状态转变。
为了进行如上所述的从快接入状态713和慢接入状态715到激活状态711的状态转变，需要基于无争用的上行链路信道获取过程。现在将参考图11来描述基于无争用的上行链路信道获取过程。
图11是图解图7的MAC层的运行状态下基于无争用的上行链路信道获取过程的流程图。参考图11，在步骤1111，MAC层处于空闲状态719。如果存在要发送的数据，则MAC层在步骤1113执行随机接入。在步骤1115，MAC层根据随机接入从空闲状态719转变到争用状态717，并且随后在争用状态717下执行随机接入，以便进行到激活状态717的状态转变。如果在激活状态711下不存在发送数据达预定的时间，则在步骤1117，MAC层考虑相应移动台的QoS和业务类别，转变到快接入状态713或慢接入状态715。在步骤1119，MAC层定期监测SCCH。如上所述，SCCH监测操作不监测所有的下行链路SCCH，而支持时隙模式，其中MAC层根据会话的属性或QoS仅监测特定的SCCH。
在步骤1121，MAC层确定是否产生了数据。如果没有产生数据，则MAC层返回到步骤1119。然而，如果产生了数据，则MAC层进行到步骤1123。这里假设，“产生了数据”是一种在移动台的队列中存储的数据量大于或等于预置数据量的情况。也就是，即使已经实际地产生了数据，如果在移动台的队列中存储的数据量小于预置数据量，MAC层仅当在移动台的队列中存储的数据量变得大于或等于预置数据量时才进行到步骤1123，同时执行定期监测SCCH的操作。另外，在初始会话建立期间，根据QoS或业务类别来确定所述预置数据量。当然，在激活状态711下，可以通过带内信令变化地调节所述预置数据量。在步骤1123，当MAC层存在于快接入状态713时，MAC层通过反馈信道或FFCH请求上行链路信道，而当MAC层存在于慢接入状态715时，MAC层通过SFCH请求上行链路信道。
在步骤1125，MAC层在执行上行链路信道请求之后监测SCCH，并且随后进行到步骤1127。在步骤1127，MAC层确定是否分配了由上行链路信道请求所请求的上行链路信道，作为SCCH监测的结果。如果没有分配上行链路信道，MAC层返回到步骤1125。然而，如果分配了上行链路信道，MAC层进行到步骤1129。在步骤1129，MAC层从快接入状态713或慢接入状态715转变到激活状态711。如果在激活状态711下不存在发送数据达预定的时间或更长时间，则MAC层在步骤1131释放专用信道，即DCCH和DTCH，并且随后返回到步骤1117。
图12是图解在图11中所示的快接入状态713下的基于无争用的上行链路信道获取过程的流程图。参考图12，因为在步骤1211MAC层处于快接入状态713，在步骤1213，它定期发送FFCH。如上所述，在相对短的周期发送FFCH，即在帧周期发送FFCH。尽管将FFCH的发送周期称作帧周期，FFCH的发送周期可以被设定为在***中预先设定的值，或者根据QoS或业务类别可变地设定。下面将对步骤1213进行详细描述。
因为MAC层处于快接入状态713，在步骤1213-1，它确定是否产生了数据。如果产生了数据，则MAC层进行到步骤1213-2。如结合图11所述，假设“产生了数据”是一种在移动台的队列中存储的数据量大于或等于预置数据量的情况。也就是，即使实际产生了数据，如果在移动台的队列中存储的数据量小于预置数据量，MAC层也确定未产生数据。在步骤1213-2，MAC层将上行链路信道请求与所产生的数据量以及QoS信息一起发送到基站，并且随后进行到步骤1215。这里，上行链路信道请求是经由FFCH发送的。然而，如果在步骤1213-1确定未产生数据，则MAC层进行到步骤1213-3。在步骤1213-3，MAC层发送包括例如ACK/NACK信息的反馈信息，并且随后进行到步骤1215。而且，经由FFCH发送反馈信息。
在步骤1215，MAC层在发送FFCH之后监测SCCH。在步骤1217，MAC层确定是否分配了上行链路信道，作为SCCH监测的结果。如果没有分配上行链路信道，MAC层返回到步骤1215。然而，如果分配了上行链路信道，MAC层进行到步骤1219。在后面将详细描述用于分配上行链路信道的基站操作。在步骤1219，MAC层从快接入状态713转变到激活状态711，并且随后进行到步骤1221。如果在激活状态711下不存在发送数据达预定时间或更长时间，则MAC层在步骤1221释放专用信道，即DCCH和DTCH，并且随后返回到步骤1213。
图13是图解处于图11所示的慢接入状态的基于无争用的上行链路信道获取过程的流程图。参考图13，因为在步骤1311MAC层处于慢接入状态715，它在步骤1313定期监测SCCH，并且随后进行到步骤1315。在步骤1315，MAC层发送SFCH。如上所述，与FFCH相比，以相对长的周期来发送SFCH，即以超帧周期来发送SFCH。尽管SFCH的发送周期被称作超帧周期，但是SFCH的发送周期也可以被设定为***中预先设定的值，或者根据QoS或业务类别被可变地设定。下面将详细描述步骤1315。
因为MAC层处于慢接入状态715，它在步骤1315-1确定是否产生了数据。如果产生了数据，则MAC层进行到步骤1315-2。如结合图11所述，假设“产生了数据”是一种在移动台的队列中存储的数据量大于或等于预置数据量的情况。也就是，即使实际产生了数据，如果在移动台的队列中存储的数据量小于预置数据量，MAC层也确定未产生数据。在步骤1315-2，MAC层向基站发送上行链路信道请求，并且随后进行到步骤1317。这里，经由SFCH发送上行链路信道请求，并且在发送之前将指示上行链路信道请求的一个信道请求(CR)位设定为“1”。该CR位指示是否存在上行链路信道请求。例如，CR位＝1指示存在上行链路信道请求，而CR＝0指示不存在上行链路信道请求。在SFCH中***CR位的原因是最小化由于SFCH的发送而引起的MAC层的总开销。
然而，如果在步骤1315-1确定未产生数据，则MAC层进行到步骤1315-3。在步骤1315-3，MAC层发送CR位被设定为“0”的SFCH，并且随后进行到步骤1317。
在步骤1317，MAC层在发送SFCH之后监测SCCH，并且在步骤1319，MAC层确定是否分配了上行链路信道，作为SCCH监测的结果。如果没有分配上行链路信道，MAC层返回到步骤1317。然而，如果分配了上行链路信道，MAC层进行到步骤1321。在后面将详细描述基站分配上行链路信道的操作。在步骤1321，MAC层从慢接入状态715转变到激活状态711，并且随后进行到步骤1323。如果在激活状态711下不存在发送数据达预定时间或更长时间，则MAC层在步骤1323释放专用信道，即DCCH和DTCH，并且随后返回到步骤1315。
图14示意性图解了根据本发明的实施例，基站发送基于信道分配的调度信息的处理。在图14中，基站中SCCH帧结构发送基于上行链路信道分配的调度信息。如图14所示，“DL-调度元素的数量”表示基站中调度的下行链路调度元素的数量，以及“分配开始时间”表示何时开始下行链路信道的分配的时间。而且，“连接标识符”表示实际分配下行链路信道的移动台的连接标识符，“信道类型”表示分配的下行链路信道的类型，“用途”表示分配的下行链路信道的用途以及“偏移”表示分配的下行链路信道的偏移信息。连接标识符、信道类型、用途和偏移组成一个下行链路信息元素，并且以这种方式创建N个可分配下行链路信道的下行链路信息元素。
另外，“UL-调度元素的数量”表示基站中的上行链路调度元素的数量，以及“分配开始时间”表示何时开始上行链路信道的分配的时间。而且，“连接标识符”表示实际分配上行链路信道的移动台的连接标识符，“信道类型”表示分配的上行链路信道的类型，“用途”表示分配的上行链路信道的用途，以及“偏移”表示分配的上行链路信道的偏移信息。连接标识符、信道类型、用途和偏移组成一个上行链路信息元素，并且以这种方式创建用于N个可分配上行链路信道的上行链路信息元素。
根据基站中调度的最小时间单位来确定SCCH的发送周期，并且通常由帧来确定。尽管图14未示出，基站分配FFCH用于快接入状态713下的移动台，分配SFCH用于慢接入状态715下的移动台。因为如上所述FFCH是由帧发送的信道，基站通过公平调度将FFCH分配给快接入状态713下的移动台，同时每帧调度上行链路信道。与此不同，因为如上所述SFCH是由超帧发送的信道，基站通过在组成超帧的多个帧中选择用于每个移动台组的帧，而将SFCH分配给慢接入状态715下的移动台。当基站以这种方式经由下行链路SCCH发送调度信息之后移动台通过FFCH和SFCH发送上行链路信道请求时，基站通过考虑上行链路信道请求来调度下一个调度操作中的上行链路信道分配。
从上述描述可以理解，本发明根据OFDM移动通信***中的QoS或业务类别适应性地控制MAC层的运行状态，从而有利于整个***性能的提高。另外，本发明对于具有高QoS或业务类别的数据，在无争用基础上迅速获取上行链路专用信道，从而提高了整个***性能。而且，本发明能够支持“常通”需求，其中即使在除了激活状态以外的其他状态下可以进行基于无争用的接入，并且增加了能够支持基于无争用的上行链路信道获取的移动台的数量，从而提高了QoS。通过使能基于无争用的上行链路信道获取，本发明最小化进行到激活状态的状态转变所需的时间。
虽然参考本发明的某些优选实施例示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种变化。
Claims (28)
1.一种用于控制包括媒体接入控制(MAC)层的移动通信***中的MAC层的运行状态的方法，所述MAC层支持不存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的空闲状态，并且也支持存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的激活状态，所述方法包括下列步骤：
(a)如果在空闲状态下存在发送数据，则转变为争用状态，并且随后通过基于争用的接入从所述争用状态转变为激活状态；
(b)如果在所述激活状态下不存在发送数据达预定的时间，则根据所述数据的优先级转变为快接入状态和慢接入状态之一；
(c)如果在所述快接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为所述激活状态；和
(d)如果在所述慢接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为所述激活状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用快反馈信道(FFCH)请求上行链路专用业务信道的分配，来执行所述快接入状态下的基于无争用的接入。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述快反馈信道的发送周期被设定为预定周期和对应于所述优先级的周期之一。
4.如权利要求2所述的方法，其中，所述快反馈信道包括上行链路专用业务信道分配请求信息、请求分配的上行链路专用业务信道的信道质量信息以及反馈信息。
5.如权利要求1所述的方法，其中，通过使用慢反馈信道(SFCH)请求上行链路业务信道的分配，来执行所述慢接入状态下的基于无争用的接入。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述慢反馈信道的发送周期被设定为预定周期和对应于所述优先级的周期之一。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述慢反馈信道包括上行链路专用业务信道分配请求信息。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述慢反馈信道还包括请求分配的上行链路专用业务信道的信道质量信息以及反馈信息。
9.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括步骤：
如果在所述快接入状态下存在发送数据，则发送快反馈信道和上行链路专用业务信道分配请求信息；和
在请求上行链路专用业务信道的分配之后监测共享控制信道，并且如果分配了上行链路专用业务信道，则转变为激活状态。
10.如权利要求9所述的方法，还包括步骤：如果在所述快接入状态下不存在发送数据，则发送所述快反馈信道和反馈信息。
11.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)包括步骤：
如果在所述慢接入状态下存在发送数据，则发送慢反馈信道和上行链路专用业务信道分配请求信息；和
在请求所述上行链路专用业务信道的分配之后监测共享控制信道，并且如果分配了所述上行链路专用业务信道，则转变为所述激活状态。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述上行链路专用业务信道分配请求信息是上行链路专用业务信道分配请求位，并且所述上行链路专用业务信道分配请求位被设定为第一值。
13.如权利要求12所述的方法，还包括步骤：如果在所述慢接入状态下不存在发送数据，则通过将所述上行链路专用业务信道分配请求位设定为第二值来发送所述慢反馈信道。
14.如权利要求1所述的方法，其中，根据数据的业务质量和业务类别之一来确定所述优先级。
15.一种用于控制包括媒体接入控制(MAC)层的移动通信***中的MAC层的运行状态的方法，所述MAC层支持不存在下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的空闲状态，并且也支持存在所述下行链路和上行链路专用控制信道以及专用业务信道的激活状态，所述方法包括下列步骤：
(a)如果在空闲状态下存在发送数据，则转变为争用状态，并且随后通过基于争用的接入从所述争用状态转变为激活状态；
(b)如果在所述激活状态下不存在发送数据达预定的时间，则根据所述数据的优先级转变为快接入状态和慢接入状态之一；
(c)如果在所述快接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态；
(d)如果在所述快接入状态下不存在发送数据达预定的时间，则转变为慢接入状态；和
(e)如果在所述慢接入状态下存在发送数据，则通过基于无争用的接入转变为激活状态。
16.如权利要求15所述的方法，其中，通过使用快反馈信道(FFCH)请求上行链路专用业务信道的分配，来执行快接入状态下的基于无争用的接入。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述快反馈信道的发送周期被设定为预定周期和对应于优先级的周期之一。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述快反馈信道包括上行链路专用业务信道分配请求信息、请求分配的上行链路专用业务信道的信道质量信息以及反馈信息。
19.如权利要求15所述的方法，其中，通过使用慢反馈信道(SFCH)请求上行链路业务信道的分配，来执行所述慢接入状态下的基于无争用的接入。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述慢反馈信道的发送周期被设定为预定周期和对应于所述优先级的周期之一。
21.如权利要求19所述的方法，其中，所述慢反馈信道包括上行链路专用业务信道分配请求信息。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述慢反馈信道还包括请求分配的上行链路专用业务信道的信道质量信息以及反馈信息。
23.如权利要求15所述的方法，其中，步骤(c)包括步骤：
如果在所述快接入状态下存在发送数据，则发送快反馈信道和上行链路专用业务信道分配请求信息；和
在请求上行链路专用业务信道的分配之后监测共享控制信道，并且如果分配了上行链路专用业务信道，则转变为所述激活状态。
24.如权利要求23所述的方法，还包括步骤：如果在快接入状态下不存在发送数据，则发送所述快反馈信道和反馈信息。
25.如权利要求15所述的方法，其中，步骤(e)包括步骤：
如果在所述慢接入状态下存在发送数据，则发送慢反馈信道和上行链路专用业务信道分配请求信息；和
在请求所述上行链路专用业务信道的分配之后监测共享控制信道，并且如果分配了上行链路业务信道，则转变为所述激活状态。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述上行链路专用业务信道分配请求信息是上行链路专用业务信道分配请求位，并且所述上行链路专用业务信道分配请求位被设定为第一值。
27.如权利要求26所述的方法，还包括步骤：如果在所述慢接入状态下不存在发送数据，则通过将所述上行链路专用业务信道分配请求位设定为第二值来发送所述慢反馈信道。
28.如权利要求15所述的方法，其中，根据数据的业务质量和业务类别之一来确定所述优先级。
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