CN1659919B - 用于反向链路补充信道调度的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种及时为移动站调度反向链路传输的方法和装置。基站(101)会在公共时隙期间在前向链路高速信道和前向链路低速信道上发送到移动站。高速和低速信道可以分别是F-PDCH和F-PDCCH。基站会在低速信道上发送反向链路传输调度信息。移动站会基于在低速信道上接收到的数据，在反向链路信道上调度传输，所述反向链路信道诸如R-SCH。因为低速信道只有调度数据(16位)，且高速信道可能根本没有数据(空数据)，因此基站会很快决定在前向链路上将反向链路调度信息发送到移动站。

Description

用于反向链路补充信道调度的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及通信领域，尤其涉及通信***中的数据通信。
背景技术
在通信***中，基站会在码分多址通信***中在到多个移动站的前向链路传输上使用时分接入。基于前向链路信道条件，每个移动站在一时隙被调度用于接收传输。由于许多不同的因素，包括移动站的移动性，前向和反向链路信道条件时常会变化。结果使得基站和移动站之间的信道条件也发生变化，造成对一个移动站相对于另一个移动站更有利的信道条件。基站调度移动站反向链路传输。在前向链路上，基站需要通知移动站期望该移动站何时在反向链路信道上发送，所述的反向链路信道诸如反向链路补充信道。所述调度基于许多因素，包括可以同时在反向链路上发送的移动站的数目。所期望的是决定移动站反向链路传输的调度和在前向链路上通知移动站之间相隔的时间越短越好。反向链路信道条件会变化，例如，对于被调度用于传输但没有很快被通知的移动站。当移动站接收到信息，移动站的反向链路传输的信道条件可能已经恶化了，因此导致通信资源的低效率使用。然而，反向链路调度信息在前向链路上被发送。在前向链路上到移动站的传输是基于该移动站前向链路信道条件。该移动站可能不具备良好的前向链路信道条件；结果使得移动站有时会接收不到前向链路上的传输。因此，需要一种调度通信***中数据通信的方法和装置。
发明内容
本发明提供了一种及时为移动站调度反向链路传输的方法和装置。基站会在公共时隙期间在前向链路上通过高速信道和低速信道上发送到移动站。该高速和低速信道可以分别是前向分组数据信道(F-PDCH)和前向链路分组数据控制信道(F-PDCCH)。基站会在低速信道上发送反向链路传输调度信息。移动站会基于低速信道上接收到的数据在反向链路信道上调度传输，所述反向链路信道诸如反向链路补充信道(R-SCH)。因为低速信道只有调度数据(16位)，且高速信道可能根本没有数据(空数据)，因此基站会很快决定在前向链路上将反向链路调度信息发送到移动站。因此，移动站很快接收到调度信息，并且能够在反向链路信道条件剧烈改变以前调度反向链路传输。
附图简述
结合附图阅读以下详细描述，将更清楚本发明的特点、目的和优势。在整个附图中，相同的标号标识相应的部件，其中：
图1说明了能够依照本发明各个实施例工作的通信***；
图2说明了依照本发明的各个方面用于接收数据分组并对其解码的通信***接收机；
图3说明了依照本发明的各个方面用于发送数据分组的通信***发射机；
图4说明了能够依照本发明的各个实施例工作的收发机***；
图5说明了依照本发明的各个方面，在通信***中为移动站发送反向链路补充信道调度信息的各个步骤；以及
图6说明了依照本发明的各个方面、在通信***中为移动站发送反向链路补充信道调度信息的各个步骤。
具体实施方式
本发明主要说明了在通信***中，用于调度通信数据的一种新颖的和改进了的方法和装置。依照本发明的各个方面，低速信道可以用于通知移动站关于调度反向链路补充信道传输。低速信道会是前向链路分组数据控制信道，而非前向链路分组数据信道。所述的控制信道在任何时间比数据信道处在更低的速率。这里描述的一个或多个示例性实施例是在数字无线通信***的环境中提出的。虽然用在该环境中是有利的，然而本发明的不同实施例可以结合在不同的环境或配置中。通常，这里描述的各个***可以用软件控制的处理器、集成电路或离散逻辑形成。整个申请中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、码元和码片可以方便地用电压、电流、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子或它们的组合来表示。此外，每个框图中示出的方框会代表硬件或方法步骤。
更具体地说，本发明的各个实施例可以结合在按照码分多址(CDMA)技术工作的无线通信***中，所述CDMA技术已经在电信工业联盟(TIA)和其它标准组织出版的各个标准中公开和描述。这些标准包括TIA/EIA-95标准、TIA/EIA-IS-2000标准、IMT-2000标准、UMTS标准和WCDMA标准，所有标准都通过引用被结合于此。一种用于数据通信的***也在“TIA/EIA/IS-856cdma2000High Rate Packet Data Air Interface Specification”中详述，该标准通过引用被结合于此。这些标准的拷贝可通过写信给TIA标准和技术部(2500Wilson Boulevard，Arlington，VA 22201，美国)来获得。一般被标识为UMTS标准的标准(通过引用被结合于此)可以通过联系3GPP支持当局(650Route desLucioles-Sophia Antipolis，Valbonne-France)来获得。
图1说明了在结合本发明各实施例的同时、能按照任一码分多址(CDMA)通信***标准工作的通信***100的一般框图。通信***100可用于语音、数据或两者的通信。一般而言，通信***100包括基站101，它在诸如移动站102-104这样的多个移动站之间提供通信链路，并且在移动站102-104以及公共交换电话和数据网105之间提供通信链路。图1的移动站可称为数据接入终端(AT)，基站称为数据接入网络(AN)，这不背离本发明的主要范围和各个优点。基站101可包括多个组件，比如基站控制器和基收发机***。为了简洁未示出这些组件。基站101可与其它基站通信，比如基站160。移动交换中心(未示出)会控制移动站的各个工作方面，并且与网络105及基站101和160间的回程199有关。
基站101经由从基站101发出的前向链路信号与在其覆盖区域内的每个移动站进行通信.指向移动站102-104的前向链路信号可相加形成一前向链路信号106.接收前向链路信号106的每个移动站102-104对前向链路信号106解码以提取指向其用户的信息.基站160也能经由从基站160发出的前向链路信号与在其覆盖区域内的移动站通信.从基站发送的前向链路信号会符合时分多址技术.这样，移动站会被分配到一时隙用于接收来自基站的通信.移动站会对接收到的前向链路解码，以发现是否有任何数据是为其用户传送的.移动站102-104经由相应的反向链路与基站101和160通信.每个反向链路都由一反向链路信号维持，比如对应于相应的移动站102-104的反向链路信号107-109.尽管反向链路信号107-109可指向一个基站，然而它们也能在其它基站处被接收.
基站101和160可同时传送到一共同移动站。例如，移动站102会在基站101和160附近，它能维持与基站101和160两者的通信。在前向链路上，基站101在前向链路信号106上发送，基站160在前向链路信号161上发送。在反向链路上，移动站102在要被基站101和160两者所接收的反向链路信号107上发送。为了将一数据分组发送到移动站102，可以选择基站101和160之一来把该数据分组发送到移动站102。在反向链路上，基站101和160都尝试对来自移动站102的话务数据传输进行解码。反向链路和前向链路的数据速率和功率电平可以根据基站和移动站之间的信道条件来维持。
在前向链路上的传输会符合时分接入方案。在覆盖区域内的移动站不断地与每个基站交换关于信道条件的信道质量指示符(CQI)信息。移动站选择基站之一在前向链路上发送信息。所述的选择会基于有关该基站的信道条件的质量。该基站可能被多个移动站选择。在前向链路上，基站会试图用一调度算法来调度前向链路传输。例如，需要低功率电平下的低数据速率传输的移动站会比需要高数据速率和高功率电平的传输先得到服务。然而，试图公平地服务所有的移动站。依照本发明的各个方面，低速信道会用于通知移动站关于调度反向链路补充信道传输。低速信道可以是前向链路分组数据控制信道，而非前向链路分组数据信道。所述的控制信道在任何时间比数据信道处在更低的速率。
前向链路会包括多个信道。前向链路分组数据信道(F-PDCH)可以被用于向移动站发送数据和信令数据。F-PDCH可以在1.25毫秒的时隙上传输，传输的范围是最低384位到最高3840位。如果发送的位数少于384位，该时隙被填上空数据位。F-PDCH也和前向链路分组数据控制信道(F-PDCCH)同时被发送。F-PDCCH是控制信道，在1.25毫秒的时隙上发送，且包括21个数据位。F-PDCCH的数据速率远低于F-PDCH的最低数据速率。依照本发明的各个方面，低速信道F-PDCCH会被用于通知移动站关于调度反向链路补充信道传输，而非使用F-PDCH。前向链路也有前向公共功率控制信道(F-CPCCH)，它用于控制移动站反向链路功率电平。所述的反向链路具有专用控制信道(R-DCCH)，它用于数据和信令信息的传输。反向链路CQI信道(R-CQICH)也被移动站用于指示关于一所选基站的前向链路信道条件。反向链路确认信道(R-ACKCH)被移动站用于确认前向链路上数据分组的正确接收。F-PDCH和F-PDCCH同时被发送。例如，在前向链路上，MS103被调度在时隙150、152和154期间接收数据，MS102被调度在时隙151期间接收数据，且MS104被调度在时隙153期间接收数据。此外，在反向链路上，补充信道(R-SCH)也被所有的移动站用于向基站发送数据。R-SCH可以被所有的移动站共享，从而每个移动站会在R-SCH的特定时隙期间进行发送。基站通知哪个移动站被允许使用R-SCH和在哪些时隙。此外，通信***100会允许多个反向链路补充信道。这些补充信道在移动站之间共享。移动站会被分配专门在时帧单元的一持续期间内使用补充信道。一个时帧可以是20毫秒长或等于16个时隙。在R-SCH上发送的条件可能会很快变化。一旦基站决定允许一移动站在R-SCH上发送，信息就应该很快地在前向链路上被发送到移动站。依照本发明的各个方面，F-PDCCH可以用于调度R-SCH。
图2说明了用于处理和解调接收到的CDMA信号的接收机200的框图。接收机200可用于对反向和前向链路信号上的信息进行解码。接收到的(Rx)采样可以被保存在RAM 204中.接收采样由射频/中频(RF/IF)***290和天线***292生成.RF/IF***290和天线***292可以包括用于接收多个信号并且对接收信号进行RF/IF处理以利用接收分集增益的一个或多个组件.通过不同传播途径传播的多个接收信号可能来自于共同的信源.天线***292接收RF信号，并将这些RF信号传给RF/IF***290.RF/IF***290可以是任何常规的RF/IF接收机.接收到的RF信号经滤波、下变频和数字化以形成基带频率下的RX采样.采样被提供给多路分解器(demux)202.多路分解器202的输出被提供给搜索器单元206和指元件208.控制单元210耦合到那里.组合器212把解码器214耦合到指元件208.控制单元210可以是由软件控制的微处理器，并且可位于相同的集成电路或单独的集成电路上.解码器214中的解码器功能可按照turbo解码器或任何其它适当的解码算法.
在操作期间，接收到的采样被提供给多路分解器202。多路分解器202将采样提供给搜索器单元206和指元件208。控制单元210配置指元件208以便根据来自搜索器单元206的搜索结果对不同时偏处的接收信号执行解调和解扩展。解调的所得被组合并传递到解码器214。解码器214对数据解码并输出经解码的数据。信道的解扩展通过以下执行：把接收采样与PN序列和在单独定时假设处分配的Walsh函数的复共轭相乘，并且通常用集成和转储累加器电路(未示出)对所产生的采样进行数字滤波。这一技术是本领域公知的。接收机200可以被用在基站101和160的接收机部分以处理从移动站接收到的反向链路信号，以及用在任一移动站的接收机部分以处理接收到的前向链路信号。关于每个基站的信道质量可以基于从每个基站接收到的信号的载波干扰比(C/I)。从每个基站发送来的导频信号可以被用于确定信道条件C/I。与控制***210相连的搜索器206可以划分多个基站的信道条件的等级。几个具有良好信道条件的基站会被选择以组成基站活动组。这个基站活动组能够以可接受的水平与移动站通信。移动站会选择活动组中的基站之一作为发送数据的最佳候选基站。所作的选择在R-CQICH上传送给基站。该基站控制器通过回路199指示数据到所选择的基站以便在前向链路上传输至移动站。所选择的基站接着调度到移动站的传输。由于几个移动站可能选择同一个基站，因此该基站试图基于前向链路信道条件的质量、发送的数据量、传输的数据速率和功率电平来调度每个移动站。例如，如果一移动站报告低水平的信道质量并需要传输大量数据，则该移动站在另一个要求传输少量数据并报告高水平信道质量的移动站之后被调度。依照本发明的各个方面，由于F-PDCCH通常在一个时隙只传送21个数据位，因此F-PDCCH可以被用于发送R-SCH的调度信息。结果，移动站可以在R-SCH传输信道条件改变前很快地在F-PDCCH上接收到调度信息。
图3说明了用于发送反向和前向链路信号的发射机300的框图.用于传输的信道数据被输入调制器301用于调制.调制可以按照任一公知的调制技术，比如QAM、PSK或BPSK.数据在调制器301中以一数据速率被编码.数据速率可由数据速率和功率电平选择器303进行选择.每个信道中的数据也被Walsh函数覆盖.每个信道会被分配到一个Walsh函数.数据速率选择可以基于从接收目的地接收到的反馈信息.反馈信息会包括最大允许的数据速率.最大允许的数据速率可以按照各种公知的算法来确定.在其它所考虑的因素中，最大允许的数据速率通常基于信道条件.数据速率和功率电平选择器303从而选择调制器301中的数据速率.调制器301的输出通过信号扩展操作并且在方框302中被放大用于从天线304传输.数据速率和功率电平选择器303还按照反馈信息为发送信号的放大级选择一个功率电平.所选的数据速率和功率电平的组合能够在接收目的地处对发送信号进行正确解码.导频信号也在方框307中产生.导频信号在方框307中被放大到一个适当电平.导频信号功率电平会按照接收目的地处的信道条件.导频信号在组合器308中与信道信号组合.组合后的信号会在放大器309中被放大并从天线304发送.天线304可以是任意数量的组合，包括天线阵和多输入多输出配置.
图4描述了收发机***400的一般图，其中结合接收机200和发射机300，用于维持与目的地之间的通信链路。收发机400可以被结合在移动站或基站中。处理器401可以被耦合到接收机200和发射机300上，用于处理接收到的和已发送的数据。接收机200和发射机300的各个方面可以是共同的，虽然接收机200和发射机300分别被示出。一方面，接收机200和发射机300会共享一公共本地振荡器和一个用于RF/IF接收和发送的公共天线***。发射机300在输入405上接收要传输的数据。发送数据处理块403在发送信道上准备用于传输的数据。处理器401通过发送数据处理块403可以调度在前向链路上到各个移动站的数据传输。接收到的数据在解码器214中被解码后，在输入404处在处理器401被接收。接收到的数据在处理器401中的接收数据处理块402中得到处理。对接收到的数据的处理一般包括检查接收到的数据分组中的差错。例如，如果接收到的数据分组具有不可接受的差错，接收数据处理块402就向发送数据处理块403发送一指示以请求重发该数据分组。该请求在发送信道上发送，所述发送信道诸如R-ACKCH。接收数据存储单元480会被用于存储接收到的数据分组。
处理器401的各个操作可集成在单个或多个处理单元中。收发机400会结合在移动站内。收发机400会连到另一设备。收发机400可以是设备的完整部分。设备可以是计算机或者类似于计算机操作。设备可连到数据网络，比如因特网。在基站内结合收发机400的情况下，基站可通过几个连接连到一网络，比如因特网。
对于调度R-SCH传输，通过参考图5本发明的各个方面将变得更加清楚，所述图5说明了流程图500的各个步骤。在步骤501处，基站会为移动站确定在R-SCH上传输的调度。所述的调度会基于反向链路信道条件，基站会时常为每个移动站测量所述的反向链路信道条件。一旦移动站显示出良好的反向链路信道条件，基站就需要在该反向链路信道条件改变前很快地通知该移动站。在步骤502处，基站将调度信息结合到F-PDCCH上。在步骤503处，基站将F-PDCCH发送到移动站。在步骤504处，基站会选择在F-PDCH上发送空数据或基站会根本不在F-PDCH上发送。由于在同一脉冲(时隙)期间，F-PDCH和F-PDCCH会被同时发送，而F-PDCH含有空数据，因此基站会很快发生调度信息的传输。此外，由于可能只有F-PDCCH传输，因此基站会很快发生调度信息的传输。在步骤505处，移动站会接收F-PDCCH数据并基于接收到的数据调度R-SCH的传输。所述的调度信息会包括从一时间参考点起何时开始和何时结束在R-SCH上的传输。
F-PDCH是高速信道而F-PDCCH是低速信道.参考图6中所示的流程图600，本发明的各个方面将变得更加清楚.在步骤601处，基站在公共时隙期间，会在前向链路上将高速信道和低速信道发送到移动站.该高速和低速信道可以分别是F-PDCH和F-PDCCH.在步骤602处，基站会在低速信道上发送反向链路传输调度信息.在步骤603处，低速信道会被移动站接收.在步骤604处，移动站会基于低速信道上接收到的数据在反向链路信道上调度传输，所述反向链路诸如R-SCH.结果是，因为低速信道只有调度数据(16位)，且高速信道可能根本没有数据(空数据)，因此基站会很快决定在前向链路上将反向链路调度信息发送到移动站.因此，移动站很快接收到调度信息，并且能够在反向链路信道条件剧烈改变前调度反向链路传输.
本领域的技术人员能进一步理解，结合这里所公开的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以为电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为了清楚说明硬件和软件间的互换性，各种说明性的组件、框图、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行了阐述。这些功能性究竟作为硬件还是软件来实现取决于特定的应用对总体***设计上的约束。熟练的技术人员可能对于每个特定应用不同的方式来实现所述功能，但这种实现决定不应被解释为就此背离本发明的范围。
结合这里所描述的实施例来描述的各种说明性的逻辑块、模块和算法步骤的实现或执行可以用：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者为执行这里所述功能而设计的任意组合。通用处理器可能是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以用计算设备的组合来实现，如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器或者任意其它这种配置。
结合这里所公开实施例描述的方法或算法的步骤可能直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或在两者当中。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储媒质中。示例性存储媒质与处理器耦合，使得处理器可以从存储媒质读取信息，或把信息写入存储媒质。或者，存储媒质可以与处理器整合。处理器和存储媒质可能驻留在ASIC中。ASIC可能驻留在用户终端中。或者，处理器和存储媒质可能作为离散组件驻留在用户终端中。
提供上述优选实施例的描述为了使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的总的原则可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不要限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (5)

1.一种在通信***中，为移动站发送反向链路补充信道调度信息的方法，所述方法包括：
将所述反向链路补充信道调度信息结合到前向链路分组数据控制信道上；
在公共脉冲传输期间，将所述前向链路分组数据控制信道和前向链路分组数据信道发送到所述移动站；其中，所述前向链路分组数据信道的所述发送包括发送空数据。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述前向链路分组数据控制信道的所述传输上，接收所述反向链路补充信道调度信息：
基于所述接收到的调度信息，调度反向链路补充信道的传输。
3.一种在通信***中，为移动站发送反向链路补充信道调度信息的装置，所述装置包括：
将所述反向链路补充信道调度信息结合到前向链路分组数据控制信道上的装置；
用于公共脉冲传输期间，将所述前向链路分组数据控制信道和前向链路分组数据信道发送到所述移动站的装置；其中，所述用于公共脉冲传输期间将所述前向链路分组数据控制信道和前向链路分组数据信道发送到所述移动站的装置包括，用于在所述前向链路分组数据信道的所述传输中在所述前向链路分组数据信道上发送空数据的装置。
4.如权利要求3所述的装置，进一步包括：
接收机，用于接收在所述前向链路分组数据控制信道的所述传输上的所述反向链路补充信道调度信息；
基于所述接收到的调度信息、调度反向链路补充信道传输的装置。
5.一种通信***中的方法，所述方法包括：
为通信站在所述***内通信，确定反向链路补充信道调度信息；
将所述反向链路补充信道调度信息结合到分组数据控制信道上；
将所述分组数据控制信道发送到所述通信站；以及
在所述分组数据控制信道上接收所述调度信息，并基于所述接收到的调度信息调度所述反向链路补充信道上的传输。
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