CN100433716C - 一种支持多载波下行高速数据分组接入的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种支持多载波HSDPA的方法和系统，应用于TD-SCDMA系统，在节点B和UE间配置多个载波，每个载波配置一条HS-DSCH及相应的HS-SCCH和HS-SICH；网络侧的MAC-hs子层形成MAC-hs协议数据单元后，分发到对应的优先级队列存储，然后判决在当前TTI，移动终端在各载波上要调度的MAC-hs PDU，然后从优先级队列中取出数据包交给相应的HARQ进程发送或者重传数据包；MAC-hs PDU并行传输到物理层独立处理后发送到UE，UE在物理层对各个载波上接收的数据并行处理得到MAC-hs PDU，再由MAC-hs子层按优先级分类，并恢复为原有顺序，然后分解为MAC-d协议数据单元后传输到MAC-d层继续处理。本发明方法可以大大提高TD-SCDMA系统的HSDPA下行数据传输吞吐能力。

Description

一种支持多载波下行高速数据分组接入的系统和方法

技术领域

本发明涉及第三代时分双工同步码分多址(TD-SCDMA)系统，更具体地，涉及其中下行高速分组接入的系统和方法。

背景技术

3GPP在3G规范的Release5引入了高速下行分组接入(HSDPA：HighSpeed Downlink Packet Access)特性，其目的在于提供更高速率的下行分组业务，增大下行容量。基于UMTS R4构架，HSDPA通过引入自适应编码调制(AMC：Adaptive Modulation and Coding)、混合自动重传请求(HARQ：Hybrid Automatic Retransmission Request)等技术来达到上述目的。

由于受制于3GPP现有网络构架，HSDPA系统对频谱利用率改善通过链路快速自适应和减小网络处理时延两个方面来实现。

从链路自适应的角度，AMC技术根据信道的情况(信道状态信息CSI)确定当前信道容量，根据容量确定合适的编码调制方式等，以便最大限度的发送信息，实现比较高的速率。HARQ是将传统的ARQ技术和前向纠错(FEC)技术相结合的一种纠错方法。发送端发送的码不仅能够检测错误，而且还具有一定的纠错能力，如果超出了纠错码的纠错能力，则接收端反馈给发送端相应的信号，要求发送端重发。HARQ对链路的自适应表现在，它以数据正确接收为总的目标，自动地根据链路情况决定重传次数。它可以很好的配合AMC完成HSDPA系统中链路自适应。

3GPP R4的系统中，数据业务传输TTI至少是10ms，数据在物理层缓冲时延很大。同时，RNC与终端设备之间的信号传输时延很大。在3GPPTD-SCDMA R5中，HSDPA一方面减小了控制信号传输的TTI，另外一方面将资源控制和调度功能由RNC移到了节点B(Node B)来实现，从而节省了RNC到Node B之间的处理时延。

由于本发明基于3GPP TD-SCDMA R5HSDPA规范的架构，下面介绍一下其中的相关规定。

图1给出了HSDPA的应用示意图，图中给出了一个Node B(节点B)1001和UE A 1002、UE B 1003组成的通信系统。Node B 1001和UE A、UEB实现下行高速数据及相应控制信息的传输。

UTRAN中定义了一系列跟HSDPA相关的物理信道、传输信道以及处理过程。下行数据分组以突发的方式复用到下行传输信道-高速下行共享信道(HS-DSCH：High Speed Downlink Shared Channel)，传输信道HS-DSCH再映射到高速物理下行共享信道(HS-PDSCH：High Speed Physical DownlinkShared Channel)。该物理信道为小区内多个用户以时分或者码分的方式共享。HS-PDSCH传输时间间隔(TTI：Transmission Time Interval)是5ms。HS-PDSCH承载用户的数据信息，而用于HS-PDSCH接收的相关控制信息通过伴随的高速共享控制信道(HS-SCCH)来传输，一条HS-SCCH对应于一条高速共享信息信道(HS-SICH)，用于上行反馈信息的传递。这三种物理信道组成一个物理层闭环，都是5ms的TTI为单位进行处理和传输，并且是多用户共享的。除此之外，为了RRC信令的传送，3GPP在R5中还定义了上下行的伴随物理信道，用于承载跟HSDPA相关的RRC信令。

在单载波HSDPA控制信道的使用上，一条HS-SCCH和一条HS-SICH相关联构成一对，网络侧从4对中选择其中一对用于下行和上行控制信息传输。对UE来说，同时监听4条HS-SCCH，连续传输情况时，UE使用上一个TTI的HS-SCCH，无需搜索；而在刚开始或者非连续HS-DSCH传输情况下，UE需要在四对中搜索以决定控制信道信息。

图2是TD-SCDMA R5空中接口与HSDPA密切相关的两层简单协议模型。层1即物理层(Physical Layer)，用于完成物理信道的收发处理。层2又称为数据链路层，分为RLC层和MAC层。RLC层2101保证无线链路的可靠传输，主要完成数据自动传输请求，RLC层一般位于RNC上，与下层的数据流为逻辑信道。

MAC层2200进一步分为MAC-d子层2201和MAC-hs子层2202。MAC-d子层完成逻辑信道到传输信道的映射、逻辑信道的复用以及加密解密等等。MAC-hs子层完成HS-DSCH数据处理和调度，同时负责管理HSDPA物理资源的管理和分配。物理层2301具体完成数据和信令的接收和发送处理，如编码/解码、复用/解复用，调制/解调以及无线发送和接收等等。

图7示出了MAC-hs子层的详细结构，包括流量控制实体(Flow control)、控制和调度实体(对应于标准中的Scheduling/Priority handling)、混合自动重传实体(HARQ Enity)以及传输格式和资源控制(TFRC：Transport Formatand Resource Control)选择实体。控制和调度处理实体是MAC-hs的控制中心，又包括优先级队列分发单元(Priority distribution)、具有多个优先级队列(Queue distribution)的缓存单元、协议数据单元(PDU)生成单元、调度单元(未示出)。一个HARQ Entity负责一个UE的HARQ的处理，实现N信道停止等待协议(N-Channel SAW协议)，一个UE的HARQ Entity最多可包含8个混合自动重传进程(HARQ Process)。

另外，控制和调度处理实体还包括下行控制信息处理单元和上行控制信息处理单元(未示出)。分别用于在下行方向获取下行控制信息，传送到物理层，并通过HS-SCCH信道发送到UE，上行方向，从物理层接收来自HS-SICH反馈控制信息用于MAC-hs PDU的形成和调度。

图8为TD-SCDMA R5HSDPA系统中UE侧MAC-hs子层的示意图。MAC-hs完成与HSDPA有关功能的实体包括混合自动重传实体(HARQEntity)、重组队列分发实体(Reordering Queue Distribution Entity)、具有多个队列的重组缓存器(Reordering Buffer)、重组实体(Reordering Entity)以及分解实体(Disassembly Entity)。混合自动重传实体中也包含了与网络侧对应的相同数量的进程(Process)，串接的一组重组缓冲器、重组实体和分解实体与网络侧MAC-hs子层中的优先级队列形成一一对应的关系，用于完成MAC-d PDU的提取和顺序提交。

另外，UE侧的MAC-hs子层还包括一个控制实体，除控制上述实体的工作外，还包括下行控制信息处理单元和一个上行控制信息处理单元。下行控制信息处理实体用于对HS-SCCH信道传输到MAC-hs子层的下行控制流进行处理，提取出下行控制信息交给需要该信息的相关实体。而上行控制信息处理实体则用于获取上行控制信息，传输到物理层，再通过HS-SICH信道反馈到网络侧。

图3描述了TD-SCDMA系统R5HSDPA网络侧从高层到物理层的整个数据流的处理流程，请同时参照图7。该流程包括以下步骤：

步骤一，高层数据3101传递到L2RLC层，成为RLC SDU，RLC SDU在RLC层完成数据分割或者级联，组合成固定长度包，并加上RLC头，组成了RLC PDU(分组数据单元)；

步骤二，MAC-d层接收一个或者多个逻辑信道的RLC PDU，对每一个RLC PDU加上一个MAC-d头形成一个和特定的优先级指示相关联的MAC-d PDU，然后以MAC-d Flow形式传输到MAC-hs子层(高速下行分组数据接入的媒体接入控制子层)，每个MAC-d Flow可能传输一个或者多个逻辑信道的数据；

步骤三，MAC-hs子层的PDU生成单元将接收的多个具有相同优先级的MAC-d PDU作为MAC-hs SDU复用在一起，再加上MAC-hs PDU数据包头，形成一个完整的MAC-hs PDU(作为HS-DSCH的一个传输块TB)，再由优先级队列分发单元根据优先级将MAC-hs PDU分发到对应的优先级队列中存储；

如图4所示，MAC-hs头承载了大量的MAC-hs控制信息，其中：VF用于版本的扩展；Queue ID标识数据队列优先级，跟接收端的ReorderingBuffer一一对应；TSN对应于Queue ID中的传输序列号，用于供接收端数据按序提交；SID标识连续的MAC-d PDU的大小，由高层配置；N标识连续等长的MAC-d PDU个数；F为MAC-hs头结束标识，0表示MAC-hs头结束。

步骤四，MAC-hs子层的调度单元根据上行链路反馈信息、物理资源的状况以及数据优先级决定当前要调度的MAC-hs PDU，如果是重传数据包，通知相应的HARQ Process重传，否则从适当的优先级队列中取出数据，指示相应的HARQ Entity完成数据包的发送，在单载波系统中，每个UE在HS-DSCH信道的一个TTI时间内最多允许调度一个MAC-hs PDU；

步骤五，HARQ Entity将产生的MAC-hs PDU传输到物理层，MAC-hs层与物理层之间以HS-DSCH传输，物理层码复合传输信道编码复用(CCTrCH)的处理流程包括：CRC编码，码块分割，信道编码，HARQ物理层功能，比特加扰，传输信道交织，16QAM星座重排以及物理信道映射等。物理信道映射将数据最终映射到HS-PDSCH物理信道上，发送到UE。

接收端引入了重组机制，其处理流程如下：

步骤六，UE侧的物理层接收到HS-PDSCH物理信道的数据流后，完成相应地解码、解复用等处理，得到MAC-hs PDU，经HS-DSCH信道传输到MAC-hs子层；

步骤七，MAC-hs子层的重组队列分发单元依据接收的MAC-hs PDU的头携带的标识优先级的Queue ID将MAC-hs PDU分发到重组缓存器对应的队列中，再由相应重组实体将缓存的同一UE的MAC-hs PDU提取出来，根据信息头中的TSN恢复为原有顺序，然后发送到分解实体；

步骤八，分解实体用于完成MAC-hs PDU到MAC-d PDU的分解，即去掉MAC-hs PDU头，然后根据其中的SID、N以及F信息逐个提取MAC-dPDU并送往相应的MAC-d Flow。

在下行控制流的处理上，由网络侧MAC-hs获取每路下行数据流对应的下行控制信息，传输到物理层，完成HS-SCCH信道的编码复用等处理后，经空中接口发送到UE侧。UE侧完成解码、解复用的处理后，上送到MAC-hs层用于提供MAC-hs PDU数据包接收及处理过程中所需的控制信息。

图5描述了HS-SCCH数据域结构及其编码，包含有以下控制信息：HARQ Process ID、冗余版本、新数据标识NDI、HS-SCCH循环序列号HCSN、UE ID和TFRI，TFRI中又包含有调制方式MF、传输块大小标识TB size以及物理信道资源信息。

例如，HARQ Process ID用于指示发送数据包的特定的HARQ Process。每一个MAC-hs PDU数据包在发送侧跟一个特定的HARQ process相关联，而一个HARQ Process相当于一个停止等待SAW协议实体。接收端接收到该Process ID以后，也分配一个同样的HARQ Process，与发送侧的形成一个对等的协议实体用于MAC-hs PDU数据包的接收。

又如，NDI用于指示传输的MAC-hs PDU数据包是新的数据包还是重传数据包。因为HARQ技术中，接收端并不丢弃未能正确解码的传输数据包，而是缓存起来和重传的数据包进行软合并，假如是新的数据包，则前面缓存的数据可以全部清除。

在上行控制流的处理上，其流程大致如下：

UE侧混合自动重传实体在接收MAC-hs PDU数据包的过程中，根据HQRQ技术，产生数据正确传输与否的确认信息ACK/NAK，同时，UE通过对下行链路进行测量，由上行控制信息处理实体根据下行链路信噪比确定编码和调制方式，并换算成传输块大小，和ACK/NAK一起通过HS-SICH信道反馈到网络端；

图6示出了HS-SICH数据域及其编码，其承载HS-DSCH的反馈信息包括推荐的调制方式RMF、推荐的传输块大小RTBS以及数据的正确传输与否确认信息ACK/NAK，其中RMF、RTB称为推荐信息(CQI)，ACK/NAK用于HARQ是否重传的判断。

网络端侧接收到上述反馈信息后，分别提供给TFRC选择实体(TRFCSelection)、控制和调度实体中的相关单元等。TFRC选择实体(TRFCSelection)根据情况决定是直接利用接收到的UE CQI信息还是另外选择编码和调制方式，用于下个HS-DSCH TTI数据包的传输，并将选择的TFRC信息通知物理层；同时，网络侧的控制和调度实体将收到的ACK/NAK信息用于数据调度，如决定是否重传数据包。

上面介绍了3GPP TD-SCDMA R5HSDPA的相关规范，在理论上，TD-SCDMA系统单载频(1.6MHZ)下行可提供2.8Mbps的峰值速率，与FDD系统单载频(上下行各5MHz)的下行可提供高达14.4Mbps的峰值业务速率相比，虽然TD-SCDMA和FDD系统在频谱利用率上基本相当，但是就提供给用户的业务能力讲，目前两者有很大差距。

当前的TD-SCDMA系统中，用户所能的获得的最大业务速率就是2.8Mbps，原因在于目前的TD-SCDMA系统是以UE工作单载频为前提构建的。事实上，随着高速数据业务的应用，进一步提升TD-SCDMA系统的下行吞吐能力变得十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提出一种支持多载波下行高速数据分组接入的方法，以提高HSDPA的下行业务速率。本发明还要提供一种可以实现该方法的系统。

为了解决上述技术问题，本发明的基本构思是将多载波和HSDPA两种技术相结合，从而为用户提供更好速率的业务。多载波HSDPA就是允许一个用户的HSDPA下行数据能够同时在多个载波上传输，由于单个载波上可以提供2.8Mbps的峰值业务速率，因此多载波情况下，可以大大提高单用户的业务速率。同时就TD-SCDMA系统而言，单载波设计频谱为1.6M，码片速率为1.28MCPS。由于频段比较窄，一个运营商分配多个频段资源是完全可能的。从网络设计的角度讲，多载波HSDPA也是可行的。

基于上述构思，本发明提供了一种支持多载波下行高速数据分组接入的方法，应用于时分双工同步码分多址通信系统，包括以下步骤：

(a)在节点B和移动终端间配置多个载波，每个载波上配置一条高速下行共享信道及相应的高速共享控制信道和高速共享信息信道；

(b)网络侧的MAC-hs子层完成从MAC-d子层收到的多个相同优先级的MAC-d协议数据单元的复用，并加上包头，形成MAC-hs协议数据单元，再分发到对应的优先级队列存储；

(c)MAC-hs子层判决在当前传输时间间隔，移动终端在各载波上要调度的MAC-hs协议数据单元，然后从优先级队列中取出所述MAC-hs协议数据单元交给相应的混合自动重传进程发送，或者重传所述MAC-hs协议数据单元；

(d)所述混合自动重传进程将各自的MAC-hs协议数据单元并行传输到物理层独立处理，然后发送到移动终端，移动终端在物理层对各个载波上接收的数据并行处理，得到MAC-hs协议数据单元，然后发送到移动终端的MAC-hs子层；

(e)移动终端的MAC-hs子层按照MAC-hs协议数据单元的优先级将其分发到不同队列中，再将同一移动终端的MAC-hs协议数据单元恢复为原有顺序，分解为MAC-d协议数据单元后传输到移动终端的MAC-d层继续处理。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：还包括以下步骤：网络侧同时获取每个载波上下行数据流对应的包括所在载波信息的下行控制信息，以多个并行的控制流方式通过HS-SCCH信道发送到移动终端，移动终端从多个下行控制流中提取出各个载波的控制信息，用于各个载波上的数据包的接收及处理。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：还包括以下步骤：移动终端同时获取对应于各个载波上高速下行共享信道的包含所在载波信息的反馈信息，并通过高速共享信息信道反馈到网络侧，网络侧获取的各个载波的反馈信息后，用于各个载波上MAC-hs协议数据单元的发送处理。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述各个载波上的物理信道独立地进行配置，而各载波上下行数据流对应的控制信息分别在各自载波的控制信道上传输，移动终端对所有载波的控制信道进行监听；或者，所述各个载波上的物理信道独立地进行配置，而各载波上下行数据流对应的控制信息共享一个载波上的控制信道传输，移动终端只对一个载波的控制信道进行监听。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述网络侧对各个载波上的物理信道采用同样的配置参数，所述各个载波上下行数据流的控制信息共享一个载波上的控制信道传输，对于相同的参数在控制流中共用同一个数据域，移动终端只对一个载波的控制信道进行监听。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(c)还判断所述移动终端是否支持多载波下行高速数据分组接入，如果支持，再执行后续操作，否则，按标准流程处理。

本发明提供的支持多载波下行高速数据分组接入的系统包括网络侧的发送部分、移动终端的接收部分以及网络侧和移动终端间的信道，所述网络侧的发送部分包括RLC层、物理层和由MAC-d子层和MAC-hs子层构成的MAC层，MAC-hs子层包含控制和调度实体和混合自动重传实体；所述移动终端的接收部分包括RLC层、物理层和由MAC-d子层和MAC-hs子层构成的MAC层，MAC-hs层包括混合自动重传实体、队列分发实体、缓存实体、重组实体和分解实体，其特征在于：

移动终端与网络侧之间设置了多个载波，每个载波上都配置了HS-DSCH信道、高速共享控制信道和HS-SICH；

所述网络侧和移动终端侧的混合自动重传实体中包含的进程数等于N乘以M，N为载波个数，M为N信道停止等待协议实体的个数；

所述控制和调度实体中的调度单元采用并行调度方法，在当前传输时间间隔内，对于一个移动终端的每个载波上分别进行MAC-hs协议数据单元的调度，再交给对应的混合自动重传进程；

所述网络侧的控制和调度实体中和移动终端侧MAC-hs子层的控制实体中的上行和下行信息控制单元对各个载波上下行数据流对应的控制信息进行并行处理。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述网络侧的下行控制信息处理单元用于并行获取每路下行数据流对应的下行控制信息，传输到物理层，再通过相应载波的HS-SCCH信道发送给移动终端；而网络侧的所述上行控制信息处理单元，用于对从物理层传输到MAC-hs子层的多路上行控制流进行并行处理，将其中的反馈信息分别交给对相应载波上数据流进行处理的实体。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述移动终端侧的下行控制信息处理单元对从物理层传输到MAC-hs子层的多路下行控制流进行并行处理，将其中的控制信息分别交给对相应载波上数据流进行处理的实体；而移动终端侧的上行控制信息处理单元并行获取每路下行数据流对应的反馈信息，传输到物理层，再通过HS-SICH信道发送到网络侧。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：所述每个载波上的控制信道包括对应的高速共享控制信道和高速共享信息信道组成的4对控制信道。

由上可知，本发明基于3GPP R5构架提供的多载波的HSDPA技术方案，将载频作为一种物理资源，根据业务需要，业务数据可以分配到不同的载频资源上进行传输，可以为TD-SCDMA系统的用户提供高达N×2.8M(N为载频数)理论峰值速率。大大提高TD-SCDMA系统的HSDPA下行数据传输吞吐能力。

附图说明

图1是多载波HSDPA简单示意图。

图2是TD-SCDMA R5HSDPA的层式结构示意图。

图3是TD-SCDMA R5HSDPA的数据流示意图。

图4是TD-SCDMA R5HSDPA MAC-hs PDU结构示意图。

图5是TD-SCDMA R5HSDPA HS-SCCH数据域及其编码示意图。

图6是TD-SCDMA R5HSDPA HS-SICH数据域及其编码示意图。

图7是TD-SCDMA R5HSDPA UTRAN侧MAC-hs详细结构示意图。

图8是TD-SCDMAR5HSDPA UE侧MAC-hs结构示意图。

图9是本发明第一实施例MAC-hs多载波非平均分流TD-SCDMA多载波HSDPA的示意图。

图10是本发明第一实施例每个载波的HS-SCCH域结构示意图。

图11是本发明第二实施例共享HS-SCCH域结构的示意图。

图12是本发明第二实施例的共享HS-SICH域结构。

图13是本发明第三实施例MAC-hs多载波平均分流HSDPA的共享HS-SCCH域结构的示意图。

图14是本发明第三实施例共享HS-SICH域结构的示意图。

具体实施方式

为了进一步提高下行分组数据传输速率，本发明在R5HSDPA基础上引入多载波技术，使同一个用户的下行分组数据包可以通过多个载波进行传输，从而提供更高业务速率。与此同时，出于兼容性方面的考虑，希望引入多载波技术以后，对原来系统的改动尽量的小。

本发明采用MAC-hs载波分流，即待发送的数据在MAC-hs中实现载波分流，对多个载波同时进行调度，对各个载波的数据分别独立地完成物理层处理，并发送出去。接收端，独立地完成各个载波数据的解调译码，并提交到MAC-hs子层，由接收端的MAC-hs完成多载波数据的合并。MAC-hs载波分流本质上也是将载波作为物理资源的扩充来达到提高用户速率的目的，但更侧重于载波间的独立性，每个载波上的数据处理跟原单载波HSDPA一样，基本保留了单载波的数据信道和所有控制信道。

各个载波上分配数据量可以考虑平均分配原则和非平均分配，平均分配的好处在于可以节省物理层控制信令的信息。非平均分配原则下，各个载波根据各自测量的信道条件决定各自数据量的大小，能更加充分地利用各载波信道条件下的信号传输能力，有利于提高频谱利用率。

下面按MAC-hs多载波平均分流HSDPA和MAC-hs多载波非平均分流HSDPA两种情况进行详细说明。

第一实施例

图9描述了本实施例MAC-hs多载波非平均分流HSDPA系统的示意图，包括发送部分、接收部分以及收发之间的信道。

首先，本实施例对一个UE可以使用N个载波，每个载波上都配置了一个用于传输数据的HS-DSCH信道及4对下行HS-SCCH和上行HS-SICH组成的控制信道。

在数据信道的使用上，网络侧可以在N个载波上的N个HS-DSCH信道同时向UE发送数据流，而在控制流的发送上，仍然保留了单载波HSDPA的控制信道使用机制，即对于每一个载波数据流，网络侧在该载波的4对控制信道上选择其中的一对发送其控制信息，UE需要监听4N个HS-SCCH，而且每一个TTI内至少要能够同时完成N个HS-SCCH信道的解调和译码能力。这种机制在一定程度上增加了UTRAN侧MAC-hs调度的复杂度以及UE端搜索控制信道的复杂度，对UE能力提出较高的要求。

网络侧发送部分的协议层次结构与现有技术完全相同，层1为物理层，层2包括RLC层和MAC层，MAC层又包括MAC-d子层和MAC-hs子层。MAC--hs子层也包括流量控制实体、控制和调度实体、混合自动重传实体、以及TFRC选择实体。控制和调度实体进一步包括调度单元、优先级队列分发单元、具有多个优先级队列的缓存单元，以及上行和下行控制信息处理单元。

各实体的功能基本相同，只是为了实现多载波非平均分流，本实施例MAC-hs子层所包含的实体在结构和功能上有以下的一些变化：

第一，对于具有多载波HSDPA能力的UE的数据流，控制和调度实体中的调度单元需要采用并行调度方法，即在当前HS-DSCH TTI内对于一个UE在每个载波上可以调度一个MAC-hs PDU，如果是N载波的情况下，对一个UE相当于有并行的N个单载波HSDPA情况下的HS-DSCH数据流的处理，这样在发送过程中，MAC-hs PDU被调度到各个载波对应的Process，不再是按顺序依次发送。

第二，相应地，控制和调度实体中的下行控制信息处理单元需要并行获取每路下行数据流对应的下行控制信息，传输到物理层，通过相应载波的HS-SCCH信道发送给UE，而上行控制信息处理单元也需要对收到的多路上行控制流进行并行处理，将反馈信息分别交给对相应载波上数据流进行处理的相关实体。

第三，由于多个MAC-hs PDU并行调度，要想实现M-Channel SAW协议，需要增加一个HARQ实体中包含的Process，使其等于所有载频上包含的HS-DSCH信道数的总和。以最大32个为例来，N个载波共享32个HARQProcess，如果是4-Channel SAW，则可以支持8个载频；如果采用6载频可支持5-Channel SAW。

UE侧接收部分的协议层次结构与现有技术也完全相同，层1为物理层，层2包括RLC层和MAC层，MAC层又包括MAC-d子层和MAC-hs子层。MAC-hs层包括混合自动重传实体、重组队列分发实体、具有多个队列的重组缓存器、重组实体、分解实体和控制实体。该控制实体包含一个上行控制信息处理单元和下行控制信息处理单元。

为了实现多载波非平均分流，和网络侧一样，UE上需要增加HARQ实体中包含的Process，数量与网络侧一个HARQ实体包含的数目一样。另外，下行控制信息处理单元需要对物理层上送的多路下行控制流中的信息进行并行处理，分别交给对相应载波上数据流进行处理的实体；而上行控制信息处理实体则需要并行获取每路下行数据流对应的反馈信息，传输到物理层，再通过相应载波的HS-SICH信道发送到网络侧。

本实施例MAC-hs多载波非平均分流的方法在下行数据流的处理上，包括以下步骤：

步骤A，支持多载波HSDPA的某UE(可根据高层信息判断UE是否支持多载波HSDPA)的数据流经MAC-d完成逻辑信道的复用，以MAC-d Flows形式传送到MAC-hs；

步骤B，MAC-hs子层将接收的多个具有相同优先级的MAC-d PDU作为MAC-hs SDU复用在一起，加上MAC-hs PDU数据包头(结构和第一实施例相同)形成一个完整的MAC-hs PDU，再根据优先级将其分发到对应的优先级队列中存储；

步骤C，MAC-hs子层判决在当前TTI，该UE在各个载波上要调度的MAC-hs PDU，通知各个载波对应的HARQ Process重传该数据包，否则从优先级队列中取出数据包，指示相应的HARQ Process发送；

步骤D，MAC-hs子层将各载波上要发送的MAC-hs PDU通过HS-DSCH并行传输到物理层，各个载波的信道独立地进行TFRC选择和CCTrCH处理，将数据最终映射到HS-PDSCH物理信道上，发送到UE；

步骤E，UE侧物理层对各个载波上接收到的数据流并行处理，包括解调以及CCTrCH处理等，得到MAC-hs PDU，然后将每个载波的数据独立地提交到MAC-hs子层；

步骤F，MAC-hs子层按照MAC-hs PDU的优先级将其分发到重组缓存器的队列中，再将缓存的同一UE的MAC-hs PDU提取出来，恢复为原有顺序，此时将分布到各个载波的数据包重新组合起来；

步骤G，然后将MAC-hs PDU分解为MAC-d PDU以MAC-d Flow形式发送到MAC-d层。

在下行控制流的处理上，由网络侧同时获取每个载波上下行数据流对应的下行控制信息，以N个并行的控制流方式传输到物理层，通过HS-SCCH信道发送到UE。UE则同时完成对多路下行控制流的解码、解复用等处理，提供对各个载波上的MAC-hs PDU数据包接收及处理过程中所需的控制信息。

如图10所示，本实施例HS-SCCH上每个载波控制流的域结构与单载波HSDPA情况下相同，包括：物理信道资源、传输块大小、调制方式、HARQProcess ID、RV、NDI、HCSN以及UE ID等等。但本实施例在以下信息域中携带的信息上略有不同：物理信道资源相比于单载波HSDPA情况，需要扩充K比特的载频指示信息Carrier info，最多支持2^K个载波，2^K要大于N。在图10中，标识载频信息以3比特为例，实际不限于3比特。另外，本实施例有32个HARQ Process，因此，HARQ Process ID信息需要5个比特。

在上行控制流的处理上，其流程与现有技术也大致如下：

UE对各个载波上下行链路同时进行测量，根据下行链路信噪比确定编码和调制方式，并换算成传输块大小，和各个载波上物理信道产生的ACK/NAK信息一起，通过各自载波的HS-SICH信道反馈到网络端；

本实施例各个载波上HS-SICH控制流的域结构跟单载波HSDPA的HS-SICH完全相同。每个HS-SICH用于传输本载频上HS-DSCH上的反馈信息以及CQI。

网络侧从HS-SICH信道获取上述反馈信息后，提交给MAC-hs的相关实体。TFRC选择实体利用反馈信息决定HS-DSCH信道的编码和调制方式，控制和调度实体将利用反馈信息来进行各个载波上MAC-hs PDU的调度。

第二实施例

为了降低对UE能力的要求，本实施例在上述实施例的基础上，在控制信息的传输方面共享一个载波上的一对控制信道来传递N个载波上数据流的控制信息。

图11示出了本实施例共享HS-SCCH上控制流的域结构，由N个控制信道上的信息拼接而成，只是共用一个UE ID，其它的信息域，如物理信道资源、传输块大小、调制方式、HARQ Process ID、RV、NDI、HCSN等等都是各自独立的。

图12示出了共享HS-SICH上控制流的域结构，完全是由原来N个控制信道上的信息拼接而成的。

这样，在数据流的接收上和现有技术更为接近，网络侧将N个载波上数据流对应的控制信息共享到一个载波的4对控制信道中的一个来发送。UE在接收时，在一个TTI内只需选定相应载波上四对控制信道中的一对来接收。在连续传输情况下，控制信道组不改变，UE无需搜索；而在刚开始或者非连续HS-DSCH传输情况下，UE需要在四对中搜索以决定控制信道信息。

可以看出，在本实施例MAC-hs分流的HSDPA在这种控制信道共享机制下，每次传输虽然只用一条HS-SCCH和一条HS-SICH信道，但本质上承载了N个载波的控制信息。该结构相对于TD-SCDMA R5 HSDPA，对HS-SCCH和HS-SICH的域结构改变较大。

第三实施例

为了进一步简化由于各个载波按各自传输环境分配数据量带来的信令复杂度，提出了本实施例的MAC-hs多载波平均分流HSDPA方案。其系统结构都与第一实施例相同，但采用了平均分流的方式。

所谓平均分流，是指网络侧MAC-hs子层根据上行反馈信息以及各个载波资源状况，选择合适的调制方式和传输块大小，对多载波同时进行调度，同时控制信息传输的物理层，使得物理信道资源、调制方式和传输块大小等参数对于各个载波相同。

在这种方式下，数据流处理跟非平均分流方案类似，仅仅在每个载波上分得数据量大小相等。在此不赘述。

控制流方面，下行控制信道HS-SCCH上的控制流则大大简化，由于各个载波上的物理信道资源、传输块大小和调制方式都相同，因此TRFI、RV、NDI、HCSN、UE ID等都可以共用一套参数。只需HARQ Process ID分开指示，如图13所示。

上行控制信道HS-SICH上的控制流也有一定简化，调制方式和传输块大小相同，因此共用一套，而ACK/NAK信息各载波独立，需要单独设置，如图14所示。

本实施例在控制信道的使用方面与第二实施例相同，不再重复。

Claims (10)

1、一种支持多载波下行高速数据分组接入的方法，应用于时分双工同步码分多址通信系统，包括以下步骤：

(a)在节点B和移动终端间配置多个载波，每个载波上配置一条高速下行共享信道及相应的高速共享控制信道和高速共享信息信道；

(b)网络侧的MAC-hs子层完成从MAC-d子层收到的多个相同优先级的MAC-d协议数据单元的复用，并加上包头，形成MAC-hs协议数据单元，再分发到对应的优先级队列存储；

(c)MAC-hs子层判决在当前传输时间间隔，移动终端在各载波上要调度的MAC-hs协议数据单元，然后从优先级队列中取出所述MAC-hs协议数据单元交给相应的混合自动重传进程发送，或者重传所述MAC-hs协议数据单元；

(d)所述混合自动重传进程将各自的MAC-hs协议数据单元并行传输到物理层独立处理，然后发送到移动终端，移动终端在物理层对各个载波上接收的数据并行处理，得到MAC-hs协议数据单元，然后发送到移动终端的MAC-hs子层；

(e)移动终端的MAC-hs子层按照MAC-hs协议数据单元的优先级将其分发到不同队列中，再将同一移动终端的MAC-hs协议数据单元恢复为原有顺序，分解为MAC-d协议数据单元后传输到移动终端的MAC-d子层继续处理。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：网络侧同时获取每个载波上下行数据流对应的包括所在载波信息的下行控制信息，以多个并行的控制流方式通过高速共享控制信道发送到移动终端，移动终端从多个下行控制流中提取出各个载波的控制信息，用于各个载波上的数据包的接收及处理。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：移动终端同时获取对应于各个载波上高速下行共享信道的包含所在载波信息的反馈信息，并通过高速共享信息信道反馈到网络侧，网络侧获取各个载波的反馈信息后，用于各个载波上MAC-hs协议数据单元的发送处理。

4、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述各个载波上的物理信道独立地进行配置，而各载波上下行数据流对应的控制信息分别在各自载波的控制信道上传输，移动终端对所有载波的控制信道进行监听；或者，所述各个载波上的物理信道独立地进行配置，而各载波上下行数据流对应的控制信息共享一个载波上的控制信道传输，移动终端只对一个载波的控制信道进行监听。

5、如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述网络侧对各个载波上的物理信道采用同样的配置参数，所述各个载波上下行数据流的控制信息共享一个载波上的控制信道传输，对于相同的参数在控制流中共用同一个数据域，移动终端只对一个载波的控制信道进行监听。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)还判断所述移动终端是否支持多载波下行高速数据分组接入，如果支持，再执行后续操作，否则，按标准流程处理。

7、一种支持多载波下行高速数据分组接入的系统，包括网络侧的发送部分、移动终端的接收部分以及网络侧和移动终端间的信道，所述网络侧的发送部分包括RLC层、物理层和由MAC-d子层和MAC-hs子层构成的MAC层，MAC-hs子层包含控制和调度实体和混合自动重传实体；所述移动终端的接收部分包括RLC层、物理层和由MAC-d子层和MAC-hs子层构成的MAC层，MAC-hs子层包括混合自动重传实体、队列分发实体、缓存实体、重组实体和分解实体，其特征在于：

移动终端与网络侧之间设置了多个载波，每个载波上都配置了HS-DSCH信道、高速共享控制信道和高速共享信息信道；

所述网络侧和移动终端侧的混合自动重传实体中包含的进程数等于N乘以M，N为载波个数，M为N信道停止等待协议实体的个数；

所述控制和调度实体中的调度单元采用并行调度方法，在当前传输时间间隔内，对于一个移动终端的每个载波上分别进行MAC-hs协议数据单元的调度，再交给对应的混合自动重传进程；

所述网络侧的控制和调度实体中和移动终端侧MAC-hs子层的控制实体中的上行和下行控制信息处理单元对各个载波上下行数据流对应的控制信息进行并行处理。

8、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述网络侧的下行控制信息处理单元用于并行获取每路下行数据流对应的下行控制信息，传输到物理层，再通过相应载波的高速共享控制信道发送给移动终端；而网络侧的所述上行控制信息处理单元，用于对从物理层传输到MAC-hs子层的多路上行控制流进行并行处理，将其中的反馈信息分别交给对相应载波上数据流进行处理的实体。

9、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述移动终端侧的下行控制信息处理单元对从物理层传输到MAC-hs子层的多路下行控制流进行并行处理，将其中的控制信息分别交给对相应载波上数据流进行处理的实体；而移动终端侧的上行控制信息处理单元并行获取每路下行数据流对应的反馈信息，传输到物理层，再通过高速共享信息信道发送到网络侧。

10、如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述每个载波上的控制信道包括对应的高速共享控制信道和高速共享信息信道组成的4对控制信道。

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