CN100518391C - 控制数据发送的方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制数据发送的方法，方法包括步骤：RNC获得其与各基站之间的传输时延和时间差别；RNC配置小区和发送数据的公共信道；RNC控制各小区发送数据的开始时间；RNC通过Uu接口告诉用户设备公共传输信道的帧偏移量和chip偏移量；用户设备接收从RNC传输的公共信道的配置参数。本发明实现了不同小区的公共信道的信号合并，使得用户设备接收的信号质量更好，系统的吞吐量更大。

Description

控制数据发送的方法
技术领域
本发明涉及第三代移动通信，特别是一种提供多媒体广播组播业务的方法。
背景技术
多媒体广播组播业务(以下简称MBMS)是在第三代移动通信系统合作伙伴计划3GPP中进行定义的一项新业务。以广播或组播的方式提供的业务利用的是单向的点到多点方式(即从单一数据源播发出多媒体数据经过网络传输被送到多个用户接收)。这种方式的最大特点是它可以有效地利用无线资源和网络资源。MBMS业务主要用于无线通信网络系统中，如宽带码分多址通信系统WCDMA，全球移动通信系统GSM等。MBMS中业务数据的发送基本上要经过：数据源发送、中间网络传输、目的小区空中传输、用户接收这样几个过程。图1是一个能够提供MBMS业务的无线通信系统逻辑网络设备图，在该图中MBMS实际上利用了通用分组无线数据业务(以下简称GPRS)网络作为核心传输网络。如图1所示，广播及组播服务中心70(以下简称BM-SC)是发送MBMS业务数据的数据源；网关GPRS支持节点60(以下简称GGSN)用于GRPS网络与外部网络(如INTERNET网络)的连接；在MBMS业务中网关GPRS支持节点连接BM-SC并把MBMS数据发送到特定的服务GPRS支持节点50(以下简称SGSN)；SGSN用于对UE进行接入控制及移动管理，同时把从GGSN来的MBMS数据发送到特定的无线单元控制器30(以下简称RNC)中去；RNC用于控制一组基站23和24并把多媒体数据传送到特定的基站23和24中去；基站23在RNC的控制下为小区21的MBMS业务建立空中公共信道11；基站24在RNC的控制下为小区22的MBMS业务建立空中公共信道12；用户终端设备10(以下简称UE)是接收MBMS数据的终端设备。
在用户设备与网络之间进行点对点通信时，网络通常会给用户设备建立专用信道，该信道所占用的无线资源在通信过程中是被该用户设备所独享的，其他任何用户设备是不能使用这些无线资源的。而在网络提供MBMS业务的时候，为了有效的利用无线资源和网络资源，在空中接口上是采用公共信道与多个用户设备之间同时通信的。多个用户设备在获得该公共信道的资源配置之后，可以同时从网络接收无线信号，从而获得MBMS业务。但是公共信道区别于专用信道的一个明显特征是不支持软切换。软切换的意思是用户可以同时从多个小区接收信号，然后将信号进行合并处理，从而获得较好的信号质量和较低的数据丢失率。如图1中的用户设备10，如果网络为其在小区21和22都建立了传输通道，那么用户设备10可以同时接收从小区21和22的信号，前提是这两个小区是相邻小区。
为了支持软切换，用户设备的物理层接收到的信号必须满足一定的时延要求，例如在现在的WCDMA系统中，时延要求必须在正负148chip之内，即0.03854毫秒之内。而这个条件的满足是由用户设备的服务RNC控制完成的，参见图2。小区1即图1中的21，小区2即图1中的22。201是与小区21相关的定时关系，202是与小区22相关的定时关系。下面先介绍一下WCDMA系统中定义各个时钟的含义：
BFN：Node B的帧号，每个帧长10毫秒，帧号从0到4095一个循环。
SFN：Node B控制的小区的系统帧号，每个帧长10毫秒，帧号从0到4095一个循环。SFN与BFN在时间上相差一个Tcell的长度，Tcell取值从0到9，粒度为256chip(约为1/15毫秒)，即Tcell的取值为0、2/15、3/15、4/15、5/15、6/15、7/15、8/15、9/15，单位为毫秒。
CFN：与用户设备接收的信道类型有关系，如果是公共信道，则为SFN对256取模，如果是专用信道，则为SFN减去一个帧偏移量后对256取模。图2中的CFN1和CFN2都是针对公共信道而言的，而CFN1’和CFN2’是针对专用信道而言的。只不过在201中，专用信道的帧偏移量是0，而在202中专用信道的帧偏移量为6。在实际系统中，无论是专用信道还是公共信道，他们的帧开始点与SFN的帧开始点可能存在chip级别上的时间差，这个时间差都是在0到149个256chip上。为了简化起见，在图2中，我们假定专用信道两个小区21和22的chip偏移量为Dcoff，公共信道在两个小区21和22的chip偏移量为Soff。
由于WCDMA系统没有一个供所有网络单元进行时钟调整的设备，例如GPS，所以各个网络设备的时钟有可能是不一样的。并且各个时钟的频率还有可能发生偏差。RNC有自己的时钟进行时间控制，而Node B也有自己的时钟进行时间控制。但由于Node B的任何资源配置都是由RNC控制的，数据发送的时间也是由RNC掌握的，因此有必要让RNC对Node B处的时钟特性有一些了解。图3描述的是RNC与Node B之间进行节点同步的方法。RNC的时钟由RFN来表示，RFN是RNC侧的帧号，每个帧长10毫秒，帧号从0到4095一个循环。在一个循环内的时间可以表示为0到40959.875，颗粒度为0.125毫秒，相当于480chip的长度。RNC给Node B发送下行节点同步消息，消息中包含发送给该消息的时间t1，Node B收到该消息后，记录收到该消息的时刻t2，然后Node B给RNC发送上行节点同步消息，该消息中包含t1，t2和t3。其中t3是Node B发送上行节点同步消息的时间。当RNC收到该消息后，记录收到它的时间为t4。至此RNC与Node B之间进行节点同步的过程已经完成。RNC根据t1，t2，t3和t4四个参数可以计算出RNC与Node B之间数据传输的时延，并且可以知道RNC的时间与Node B时间的对应关系。我们定义RNC与Node B之间的时延为RTD，RTD＝(t4-t1-t3+t2)/2。RNC的时间与Node B的时间对应关系为：Node B的时间＝RNC的时间+t2-t1-RTD。当然在实际传输过程中，应该考虑RTD和RTD的变化的，因为在Iub接口上的传输时延可能与当时传输网络的实际情况有关。
根据上面的等式，如果我们假定RNC与Node B之间的传输时延基本恒定的话，那么RNC可以清楚的知道Node B的时间，当然这个时间的粒度是0.125毫秒，即480chip。
RNC知道了Node B的时间还不够，它要清楚地控制公共信道的发送时间。公共信道的发送时间根据图2所示应该为：BFN+Tcell+Soff。为了保证不同小区发送数据的时延小于所要求的值，那么必须满足以下条件：绝对值((BFN1+Tcell1+Soff1)-(BFN2+Tcell2+Soff2))＜所要求的时延。
在WCDMA系统中，一份新数据的传输开始并不是从任何一个帧都可以。在WCDMA系统中针对每个传输信道定义了一个传输时间间隔TTI，该TTI的值是帧长的整数倍，例如10毫秒，20毫秒，40毫秒或80毫秒。所对应的每个TTI所占的帧的个数为1、2、4和8个。这些TTI的开始时刻只能发生在CFN对Fn取模为0的时刻，Fn是TTI对应的帧的个数。在此基础上，RNC还要控制小区或者公共信道的配置参数而使得用户设备所接收的数据在一个TTI内开始的时刻相同。因此公式应该修改成为：绝对值(((BFN1+Tcell1+Soff1)-(BFN2+Tcell2+Soff2))模Fn)＜所要求的时延。
由于Tcell和Soff最大的长度分别是9/15毫秒和10毫秒，无论怎么调整，都不可能在两个小区的BFN完全不同的情况下，通过调整Tcell和Soff而使得在用户设备从两个小区接收到的数据时延差会小于10毫秒。而10毫秒一般说来，都是大于用户设备进行信号合并的时延要求的。在MBMS中，我们用公共信道来传输用户数据。为了让所有用户在小区所处的所有位置都能够接收到信号，所需要的公共信道的发射功率就会比较大，这样做通常会引起对相邻小区的干扰，降低系统的容量。因此一种将不同小区的公共信道信号进行合并的方式已经提出，但这就要求相邻小区发射的同一公共信道的信号前后时延不能超过一定的数值，否则就不能达到合并信号、优化接收质量的目的。但是当前系统中根本就不能保证相邻小区发射的同一公共信道的信号前后时延在相对较小的范围内。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制数据发送的方法，旨在保证相邻小区发射的同一公共信道的信号前后时延在相对较小的范围内，从而使得用户设备合并从多个小区接收的信号成为可能。
为实现上述目的，一种控制数据发送的方法，方法包括步骤：
RNC获得其与各基站之间的传输时延和时间差别；
RNC通过Iub接口配置小区系统帧号相对于该小区所属的基站的帧号的帧偏移量；
RNC配置发送数据的公共信道；
Node B接收从RNC传输的小区配置参数和公共信道配置参数；
Node B接收从RNC传输的小区系统帧号相对于该小区所属的基站的帧号的偏移量；
Node B配置公共信道的发射时间；
RNC通过Uu接口告诉用户设备公共传输信道配置参数；
用户设备接收从RNC传输的公共信道的配置参数。
本发明实现了不同小区的公共信道的信号合并，使得用户设备接收的信号质量更好，系统的吞吐量更大。
附图说明
图1是MBMS逻辑设备图；
图2是时钟时序图；
图3是RNC与Node B同步时序图；
图4是本发明的框图；
图5是本发明的时钟定义；
图6是本发明用户设备侧的时钟关系；
图7是本发明第一实施例；
图8是本发明第二实施例；
图9是本发明第三实施例；
图10是本发明第一实施例的时序图。
具体实施方式
RNC要控制不同小区对于同一份数据发送的时间差异比较小，例如小于5毫秒，那么RNC首先要得出各个Node B之间的时间差异401。这个功能的实现可以利用图3中流程图而获得，图4中的431就是应用图3中的流程图。当RNC分别与Node B23和24完成节点同步过程之后，即411和412之间按照图3进行信令交互，RNC就可以知道它控制的Node B23和24之间BFN的差别：BFN1-BFN2＝(t2-1-t1-1-RTD1)-(t2-2-t1-2-RTD2)。该时间差别在现有系统中是在0.125毫秒的颗粒度上。具体的算法可以因具体实现方式的不同而有所差别。
401完成之后，RNC要确定各个小区发送数据的具体时间402。在不同的实施例中，RNC或者配置小区的Tcell参数或者配置Soff参数或者同时配置Tcell和Soff参数。这两个参数的范围都要在原来的基础上扩大。为了便于理解，我们将扩大的Tcell分解成两个参数，一个参数是Tcell，这个参数与现有系统中定义的作用与范围都是一样的，另外一个参数是Coff，这个参数表示不同Node B中各个小区的SFN相对于BFN的差别。扩大的Soff是公共信道针对于SFN的在一个帧内的时间偏移量，为了便于理解，我们将扩大的Soff分解成两个参数，一个参数是Soff，这个参数与现有系统中定义的作用与范围都是一样的，另外一个参数是CHoff，这个参数表示不同MBMS传输信道的CFN相对于小区SFN的帧偏移量。图5给出了这四个参数的定义。从图5中可以看出，SFN开始的时刻＝BFN表示的时间-Coff表示的时间-Tcell表示的时间。公共信道CFN开始的时刻＝SFN表示的时间-CHoff表示的时间-Soff表示的时间。通过这样的计算公式，当这四个参数通过Iub信令432告诉Node B后，Node B就能够相应地算出发送数据的开始时间。
RNC通过441Uu接口的信令告诉用户设备公共传输信道的帧偏移量和chip偏移量。用户设备通过读取小区的系统信息获得SFN，通过CFN的计算公式知道一个TTI内的数据是从哪个帧开始的，从哪个chip开始的。CFN＝(SFN-Choff)mod 256。TTI的开始为满足CFN mod Fn为0的帧。Fn表示TTI有几个帧长。
还有一种方法通过只调整用户设备计算TTI开始帧的方法，达到所要求的时延要求。由前面的描述可知，计算TTI开始帧的方法为满足CFN modFn为0的帧。Fn表示TTI有几个帧长。由于从不同小区传输的公共信道的CFN都是不一样的，为了使用户设备知道传输TTI的开始时刻，为每个传输MBMS数据的公共信道传输一个CFNoff的值，通过该值，用户设备可以调整TTI的开始时刻。如图6所示。在小区22中，用户设备接收数据一个TTI的开始时刻就不满足上面的公式，而应该考虑一个偏移量。在该例子中，TTI的长度为40毫秒，即TTI的开始应该在CFN模4等于0的地方开始。对于小区21中的CFN偏移量的值为0，而小区22中的CFN偏移量为3。
图7描述的是本发明的第一个实施例。
该实施例是通过改变不同小区的帧偏移量来实现的。701和702通过图3描述的RNC与Node B的同步过程，得到Iub接口的传输时延和RNC与Node B之间的时间差异。当RNC收集到它与多个Node B之间的传输时延和时间差以后，RNC要计算不同的Node B下配置的小区的帧偏移量，从而使得所有小区的在SFN模Fn等于0的帧的时间差在所必需的时延范围之内。计算的方法之一可以取一Node B作为参考，其他Node B都向该Node B看齐的情况下进行。如图10所示。图10中的SFN和BFN的时间关系是：SFN1的时间＝BFN1的时间-Coff的时间-Tcell的时间。其中Coff的时间为0。SFN2的时间＝BFN2的时间-Coff2的时间-Tcell2的时间，其中Coff2为3个帧。通过图10可以看出，两个小区的SFN在Fn＝4的情况下前后相差不超过一个帧的长度。
当RNC根据上述算法配置每个小区的Coff和Tcell后，就在703和704过程中将Coff和Tcell参数传递给Node B。Node B根据这两个参数可以配置小区705的发射时间及在广播信道上广播小区的SFN。706和707中建立公共信道的方法与现有技术中是一样的。RNC将公共信道的相关配置发送给Node B，建立其公共信道，该公共信道的发送时间有Soff的偏差。该Soff是与现有技术一样的参考值。
图8描述的是本发明的第二个实施例。该实施例是通过改变不同小区公共信道的帧偏移量来实现的。801和802通过图3描述的RNC与Node B的同步过程，得到Iub接口的传输时延和RNC与Node B之间的时间差异。803和804RNC按照现有方案配置各Node B下的小区的发射偏移Tcell。805阶段Node B按照RNC的传递的配置参数配置小区的发射偏移。当RNC要为传输数据建立公共信道的时候，向Node B发送806建立公共信道，公共信道的帧偏移和chip偏移量由CHoff和Soff指定。Node B按照这两个参数配置公共信道的发射时间。RNC在网络侧建立成功公共信道之后，将公共信道的参数通过RRC信令发送给用户设备。用户设备通过808得到公共信道的配置参数，以及该公共信道帧偏移量和chip偏移量，计算接收数据的开始时间。用户设备计算该公共信道的CFN时，要通过公式：CFN＝(SFN-CHoff)mod 256来计算。TTI的开始时刻要满足CFNmod Fn＝0的帧号。用户设备不仅得到当前小区的公共信道的配置，还可以得到邻近小区的用户提供MBMS业务的公共信道的配置，尤其是公共信道的Choff参数。当用户设备在小区边缘能够同时接收多个小区信号的时候，用户设备就可以根据多个小区的公共信道的配置，从多个小区的公共信道上接收信号，并将其进行合并。
图9描述的是本发明的第三个实施例。
该实施例是通过配置用户设备侧TTI的开始的帧偏移来实现的。901到907都与现有技术中的实现相同，也可参照图7和图中的相关信令流程实现。在网络侧配置完小区和公共信道的配置之后，908RNC告知用户设备TTI的开始的帧偏移量。用户设备根据此偏移量确定公共信道TTI开始时刻。确定方法为：(CFN-CFNoff)mod Fn＝0的帧时刻。用户设备不仅得到当前小区的公共信道的配置，还可以得到邻近小区的用户提供MBMS业务的公共信道的配置，尤其是针对公共信道的TTI的开始的帧偏移量。当用户设备在小区边缘能够同时接收多个小区信号的时候，用户设备就可以根据多个小区的公共信道的配置，调整不同小区公共信道TTI开始的帧偏移，从多个小区的公共信道上接收信号，并将其进行合并。

Claims (6)

1.一种控制数据发送的方法，方法包括步骤：
RNC获得其与各基站之间的传输时延和时间差别；
RNC通过Iub接口配置小区系统帧号相对于该小区所属的基站的帧号的帧偏移量；
RNC配置发送数据的公共信道；
Node B接收从RNC传输的小区配置参数和公共信道配置参数；
Node B接收从RNC传输的小区系统帧号相对于该小区所属的基站的帧号的偏移量；
Node B配置公共信道的发射时间；
RNC通过Uu接口告诉用户设备公共传输信道配置参数；
用户设备接收从RNC传输的公共信道的配置参数。
2.一种控制数据发送的方法，方法包括步骤：
RNC获得其与各基站之间的传输时延和时间差别；
RNC通过Iub接口配置小区；
RNC通过Iub接口配置发送数据的公共信道及其连接帧号相对于该小区的系统帧号的帧偏移量；
Node B接收从RNC传输的小区配置参数和公共信道配置参数；
Node B接收从RNC传输的公共信道连接帧号CFN相对于该小区的系统帧号SFN的帧偏移量；
Node B配置公共信道的发射时间；
RNC通过Uu接口告诉用户设备公共传输信道配置参数；
用户设备接收从RNC传输的公共信道的配置参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于用户设备接收从RNC传输的邻近小区的公共信道的帧偏移量或者TTI的开始时刻参数。
4.一种控制数据发送的方法，方法包括步骤：
RNC获得其与各基站之间的传输时延和时间差别；
RNC通过Iub接口配置小区；
RNC通过Iub接口配置发送数据的公共信道；
Node B接收从RNC传输的小区配置参数和公共信道配置参数；
RNC通过Uu接口告诉用户设备公共传输信道信号的开始时刻的帧偏移量；
用户设备接收从RNC传输的公共信道的配置参数和公共传输信道信号的开始时刻的帧偏移量；
用户设备确定公共信道TTI开始时刻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于用户设备接收从RNC传输的邻近小区的公共信道的帧偏移量或者TTI的开始时刻参数。
6.一种控制数据发送的方法，方法包括步骤：
RNC获得其与各基站之间的传输时延和时间差别；
RNC通过Iub接口配置小区统帧号相对于该小区所属的基站的帧号的帧偏移量；
RNC通过Iub接口配置发送数据的公共信道及其连接帧号相对于该小区的系统帧号的帧偏移量；
Node B接收从RNC传输的小区配置参数和公共信道配置参数；
Node B接收小区系统帧号相对于该小区所属的基站的帧号的帧偏移量和公共信道及其连接帧号相对于该小区的系统帧号的帧偏移量；
Node B配置小区的发射时间和公共信道的发射时间；
RNC通过Uu接口告诉用户设备公共传输信道；
用户设备接收从RNC传输的公共信道的配置参数。
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