CN100561900C - 通过e-dch传输业务信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及宽带码分多址技术，公开了一种通过E-DCH传输业务信号的方法，使得既减少了E-DPCCH对上行无线资源的占用，又简化了基站节点的解码复杂度。本发明中，E-DPCCH使用DTX方式传输，在E-DPCCH暂停传输的阶段，通过DPCCH传输RSN和“Happy”比特。在E-DPCCH的传输阶段，DPCCH可以同时传或不传RSN和“Happy”比特。通过DPCCH传输RSN和“Happy”比特时，可以利用DPCCH #0或#2时隙格式中的TFCI字段，也可以组合使用FBI字段和TFCI字段，还可以利用新定义的DPCCH时隙格式中的专用字段。
Description
技术领域
本发明涉及宽带码分多址技术，特别涉及通过E-DCH传输业务信号的方法。
背景技术
第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)作为移动通信领域的重要组织推动了第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)技术的标准化工作，其早期的协议版本中上行和下行业务的承载都是基于专用信道的。
随着移动通信技术的发展，3G技术也在不断的发展演进。高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，简称“HSDPA”)和高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access，简称“HSUPA”)就是3G技术的重要演进。HSDPA和HSUPA中的数据包的调度和重传等由基站节点(Node B)控制。
其中，HSDPA作为下行高速数据包接入技术在2002年被引入到3GPP第5版(Release 5，简称“R5”)的版本中，它采用了更短的2ms传输时间间隔(Transmission Timing Interval，简称“TTI”)，以实现快速自适应控制。在物理层使用自适应的编码和调制(Adaptive Modulation and Coding，简称“AMC”)和混合自动重传请求(Hybrid Auto Repeat reQuest，简称“HARQ”)。
为了实现用户设备(User Equipment，简称“UE”)下行数据的高速传输，HSDPA新增了两个下行物理信道和一个上行物理信道，它们分别是用于承载用户数据的高速物理下行共享信道(High Speed Physical DownlinkShared Channel，简称“HS-PDSCH”)，用于承载解调伴随数据信道HS-PDSCH所需的信令的下行的高速共享控制信道(High Speed Shared Control Channel，简称“HS-SCCH”)，以及用于承载UE的确认/不确认信息(ACK/NACK)和CQI等反馈信息的高速专用物理控制信道(High Speed Dedicated PhysicalControl Channel，简称“HS-DPCCH”)。Node B通过HS-DPCCH获知数据是否被正确接收，如果不正确，将发起重传，否则发送新数据。
HSUPA作为高速上行数据包接入技术，在2004年引入到了3GPP第6版(Release 6，简称“R6”)的版本中。与HSDPA类似，HSUPA也采用更短的TTI和帧长(2ms或10ms)以实现快速自适应控制，使用HARQ和基于Node B的快速上行调度技术，提高了上行的频谱效率。
HARQ技术综合了前向纠错码和重传，用于增强的专用信道(EnhancedDedicated Channel，简称“E-DCH”)的物理层快速重传，并通过初传和重传之间的软合并来提高物理层的译码性能。
为了UE上行数据的高效率传输，HSUPA新增加了两个上行物理信道和三个下行物理信道，它们分别是用于承载用户数据的上行的E-DCH专用物理数据信道(E-DCH Dedicated Physical Data Channel，简称“E-DPDCH”)，用于传输伴随物理层信令，为E-DPDCH解调提供伴随信令的上行的E-DCH专用物理控制信道(E-DCH Dedicated Physical Control Channel，简称“E-DPCCH”)，用于控制UE的上行传输速率的绝对授权信道(E-DCHAbsolute Grant Channel，简称“E-AGCH”)和相对授权信道(E-DCH RelativeGrant Channel，简称“E-RGCH”)，以及用于指示上行HARQ进程数据传输是否正确的重传指示信道(E-DCH HARQ Indicator Channel，简称“E-HICH”)。
其中，E-DPCCH是用来传送伴随E-DCH的控制信息的物理信道。根据3GPP的规范TS25.212《多路复用和信道编码(Multiplexing and channelcoding)》，在E-DPCCH上传输的信息包括：重传序号(Retransmission SequenceNumber，简称“RSN”)、E-DCH传输格式组合指示(E-DCH Transport FormatCombination Indicator，简称“E-TFCI”)和“Happy(满意度)”比特，它们分别占用2比特(bits)、7比特和1比特。
具体地说，RSN用于指示HARQ进程中每次HARQ传输的冗余版本(Redundancy Version，简称“RV”)，来表示传输进程的状态。RSN为0的传输为初始传输，不为0的传输均为重传：一次重传RSN为1，二次重传RSN为2，此后的后续重传RSN均为3；“Happy”比特则反映了UE对Node B快速上行分组调度结果的“满意度”，对Node B控制快速上行分组调度具有辅助的作用。
这10个比特的信息经二阶里德马勒(Reed-Muller)码进行信道编码后，形成对应于2ms或10ms的TTI传输模式的30个比特的数据块以2ms子帧或10ms帧在E-DPCCH上传输。E-DPCCH/E-DPDCH的帧格式如图1所示。
在3GPP R6的协议版本中还引入了一种特殊的下行专用信道——分片专用物理信道(Fractional-Dedicated Physical Channel，简称“F-DPCH”)，与HSDPA组合取代了下行的专用物理数据信道(Dedicated Physical DataChannel，简称“DPDCH”)/专用物理控制信道(Dedicated Physical ControlChannel，简称“DPDCH”)，有效提高下行信道化码的利用效率。上行DPCCH/DPDCH的帧格式如图2所示。
HSDPA和HSUPA(即E-DCH)技术将以低成本提供高性能的服务，为实现真正大规模的市场化应用的移动网际互连协议(Internet Protocol，简称“IP”)多媒体提供了可能。基于IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，简称“IMS”)的分组语音(Voice over IP，简称“VoIP”)业务正逐渐取代电路交换语音业务，成为实现语音业务的主要方式。由于VoIP是IMS和全IP网的主要驱动，也是固定和无线二网合一的关键，因此对于移动未来的发展至关重要。
VoIP的包头开销很大，在移动通信系统中，通常采用头压缩技术解决，例如，在3GPP中采用稳健的头压缩(Robust Header Compression，简称“ROHC”)对VoIP包头的进行压缩。头压缩技术还使得VoIP的大小在较大的范围内变化，例如，采用ROHC压缩的VoIP的大小通常在40～100个字节之间变化。
采用HSDPA/E-DCH承载头压缩的VoIP分组，具有频谱效率高、资源分配灵活和无线资源利用率高等优势。基于HSDPA/HSUPA的VoIP无疑是将来最有发展潜力的解决方案，也只有在HSDPA/HSUPA这样高带宽情况下，VoIP才可提供与电路交换相似的容量。
在现有技术中，HSDPA/E-DCH在UE处于小区专用传输信道(Cell_DCH)状态时，同时进行发送的上行物理信道包括DPCCH、HS-DPCCH、E-DPCCH和E-DPDCH等，
对于传输高速数据而言，这些信道的开销比例是很小的，但是，对于传输较低速率的VoIP业务，采用HSDPA/E-DCH承载头压缩的VoIP，信道的开销就成为比较突出的问题，从而限制了一个小区可同时支持的VoIP业务的用户数量。
要增加系统的VoIP业务的用户容量，一个关键方法是减少相关控制信道对无线资源的占用。根据移动通信系统仿真的结果，E-DCH承载VoIP业务时传输E-DPCCH对系统容量的影响较为明显：对于10ms的TTI模式，不传输E-DPCCH可以带来10％的系统容量增益；对于2ms的TTI模式，不传输E-DPCCH可以带来约30％的系统容量增益。为此，3GPP的提案中提出了一种差分传输E-DPCCH的方法，来实现对E-DPCCH的非连续传输(DTX)，以减少E-DPCCH对上行无线资源占用。
由于除了链路初始阶段和有传输错误发生时，需要传输非压缩包头的VoIP外，通常情况下，虽然头压缩的VoIP大小变化范围较大，但实际上头压缩后的VoIP大小变化较小，其对应的传输格式也比较固定，所以E-TFCI字段值可能在多帧内不会有变化。因此，在同一个HARQ进程，仅当传输格式发生变化时UE才传输E-DPCCH，否则不传输；对应地，Node B如果没有收到E-DPCCH，就认为当前E-TFCI字段值和上一次接收到的值相同，并利用该E-TFCI字段值对当前E-DPDCH进行解码。
在实际应用中，上述方案存在Node B的解码复杂度高的问题。造成这种情况的主要原因在于，由于采用差分传输E-DPCCH的方法，在传输格式没有变化的情况下，不传输E-DPCCH，使得Node B因缺失RSN和“happy”比特信息，被迫需要进行盲检测，所以大大的增加了Node B的解码复杂度。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通过E-DCH传输业务信号的方法，使得既减少了E-DPCCH对上行无线资源的占用，又简化了基站节点的解码复杂度。
为实现上述目的，本发明提供了一种通过E-DCH传输业务信号的方法，包含以下步骤：
E-DCH专用物理控制信道通过非连续方式传输E-DCH控制信息；
在所述E-DCH专用物理控制信道暂停传输的阶段，用户设备通过上行专用物理控制信道向基站节点传输重传序号，该基站节点根据从上行专用物理控制信道收到的重传序号进行信道译码。
其中，在所述E-DCH专用物理控制信道暂停传输的阶段，所述用户设备还通过上行专用物理控制信道向所述基站节点传输“Happy”比特，该基站节点根据从上行专用物理控制信道收到的“Happy”比特进行快速上行分组调度。
此外在所述方法中，所述E-DCH控制信息包含：
E-DCH传输格式组合指示、重传序号和“Happy”比特。
此外在所述方法中，所述业务信号是分组语音信号。
此外在所述方法中，在所述E-DCH专用物理控制信道传输所述控制信息的阶段，所述用户设备暂停通过上行专用物理控制信道传输所述重传序号和“Happy”比特，所述基站节点根据从E-DCH专用物理控制信道收到的E-DCH控制信息中的重传序号和“Happy”比特进行信道译码和快速上行分组调度。
此外在所述方法中，在所述E-DCH专用物理控制信道传输所述控制信息的阶段，所述用户设备同时通过上行专用物理控制信道传输所述重传序号和“Happy”比特，所述基站节点根据从E-DCH专用物理控制信道收到的E-DCH控制信息中的重传序号和“Happy”比特，和/或从上行专用物理控制信道收到的重传序号和“Happy”比特，进行信道译码和快速上行分组调度。
此外在所述方法中，通过上行专用物理控制信道的#0或#2时隙格式中的传输格式组合指示字段传输所述重传序号和“Happy”比特。
此外在所述方法中，通过上行专用物理控制信道的反馈信息字段和/或传输格式组合指示字段传输所述重传序号和“Happy”比特。
此外在所述方法中，通过新定义的上行专用物理控制信道时隙格式中的专用字段传输所述重传序号和“Happy”比特。
此外在所述方法中，在上行专用物理控制信道传输重传序号和“Happy”比特时，采用以下方式之一进行信道编码：
重复编码、分组码、或卷积码。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，E-DPCCH使用非连续传输方式传输，在E-DPCCH暂停传输的阶段，通过上行DPCCH传输RSN和“Happy”比特。在E-DPCCH的传输阶段，上行DPCCH可以同时传或不传RSN和“Happy”比特。
通过上行DPCCH传输RSN和“Happy”比特时，可以利用上行DPCCH#0或#2时隙格式中的传输格式组合指示(Transport Format CombinationIndicator，简称“TFCI”)字段，也可以组合使用FBI字段和TFCI字段，还可以利用新定义的上行DPCCH时隙格式中的专用字段。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即由于E-DPCCH使用非连续传输方式传输，可以有效减少E-DPCCH对上行无线资源的占用，又因为在E-DPCCH暂停传输的阶段，通过上行DPCCH传输RSN和“Happy”比特，所以Node B可以利用RSN进行高效的信道译码，利用“Happy”比特进行快速上行分组调度，从而简化了Node B的解码复杂度。有利于利用HSDPA/E-DCH实现VoIP语音业务的有效传输。
附图说明
图1是现有技术中E-DPCCH/E-DPDCH的帧格式示意图；
图2是现有技术中上行DPCCH/DPDCH的帧格式示意图；
图3是根据本发明第一实施方式的通过E-DCH传输业务信号方法流程图；
图4是根据本发明第二实施方式的通过E-DCH传输业务信号方法流程图；
图5是根据本发明第三实施方式的通过E-DCH传输业务信号方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明对E-DPCCH采用非连续传输的方式传输E-DCH控制信息，并在E-DPCCH暂停传输的阶段，UE通过上行DPCCH向Node B传输RSN和“happy”比特，从而，Node B可以根据所收到的RSN和“happy”比特进行数据处理。其中，上行DPCCH的时隙格式如表1所示。
| SlotFormat#i#i的时隙格式 | ChannelBit Rate(kbps)信道比特速率(千比特每秒) | ChannelSymbolRate(ksps)信道符号速率(千比特每秒) | SF扩频因子 | Bits/Frame比特/帧 | Bits/Slot比特/时隙 | N<sub>pilot</sub>导频字段 | N<sub>TPC</sub>发射功率控制字段 | N<sub>TFCI</sub>传输格式指示字段 | N<sub>FBI</sub>反馈信息字段 | Transmittedslots perradio frame每无线帧的传输时隙 |
| 0 | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 6 | 2 | 2 | 0 | 15 |
| 0A | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 5 | 2 | 3 | 0 | 10-14 |
| 0B | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 4 | 2 | 4 | 0 | 8-9 |
| 1 | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 8 | 2 | 0 | 0 | 8-15 |
| 2 | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 5 | 2 | 2 | 1 | 15 |
| 2A | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 4 | 2 | 3 | 1 | 10-14 |
| 2B | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 3 | 2 | 4 | 1 | 8-9 |
| 3 | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 7 | 2 | 0 | 1 | 8-15 |
表1
上行DPCCH有#0、#1、#2和#3四种基本的时隙格式，以及标记了A或B的#0A、#0B、#2A和#2B四种主要用于压缩模式的时隙格式。在本发明中，可以利用TFCI和FBI字段来传输RSN和“Happy”。
本发明第一实施方式的通过E-DCH传输业务信号的方法如图3所示。其中，UE通过E-DPDCH传输VoIP业务数据，通过E-DPCCH的非连续传输方式传输E-DCH控制信息，例如采用差分传输方法来实现非连续传输，可以有效减少E-DPCCH对上行无线资源的占用。
在步骤301中，UE对将要传输的VoIP业务数据格式进行判断，如果格式发生了变化，即E-DPCCH中的E-TFCI字段值发生了变化，则转入步骤302；否则，转入步骤304。
在步骤302中，UE通过E-DPCCH发送控制信息给Node B，其中包含E-TFCI、RSN和“Happy”比特等控制信息。
在步骤303中，Node B根据所收到的E-TFCI、RSN和“Happy”比特等控制信息，处理当前收到的VoIP业务数据。具体地说，Node B根据E-TFCI的当前值和RSN对E-DPDCH信道进行译码，根据“Happy”比特进行快速上行分组调度。
在步骤304中，暂停E-DPCCH的传输。
由于E-DCH是每2ms或10ms，即3个时隙或15个时隙传输一次重传序号(RSN)和“Happy”比特，因此，可以利用E-DPCCH帧相应的3个时隙或15个时隙的上行DPCCH的字段传输。
上行DPCCH的TFCI字段每帧最大可用的比特数如表2所示，无论2ms或10ms TTI模式，每帧可用于传输RSN和“Happy”比特(共3比特)的TFCI字段的最大比特数均大于3，所以上行DPCCH的#0、#2时隙格式所包含的TFCI字段(2比特)，可以用来传输RSN和“Happy”比特的控制信息。
表2
因此，在暂停E-DPCCH的传输的同时，UE通过上行DPCCH的TFCI字段传输RSN和“Happy”比特。
在步骤305中，Node B根据上行DPCCH中的RSN和保留的上一E-TFCI值对E-DPDCH信道进行译码，并根据上行DPCCH中的“Happy”比特进行快速上行分组调度。由于在E-DPCCH的传输暂停的阶段，通过上行DPCCH传输RSN和“Happy”比特，Node B提高信道译码和快速上行分组调度的效率，从而简化了Node B的解码复杂度。有利于利用HSDPA/E-DCH实现VoIP语音业务的有效传输。
本发明第二实施方式的通过E-DCH传输业务信号的方法如图4所示。同样，UE通过E-DPDCH传输VoIP业务数据，并通过E-DPCCH的非连续传输方式传输E-DCH控制信息。
步骤401与步骤301类似。
在步骤402中，UE通过E-DPCCH以及DPCCH发送控制信息给Node B，其中包含E-TFCI、RSN和“Happy”比特等控制信息。
上行DPCCH的FBI字段以及TFCI字段与FBI字段的组合每帧最大可用的比特数如表3所示，每帧可用于传输RSN和“Happy”比特(共3比特)的字段的最大比特数均大于等于3。所以上行DPCCH的#2、#3时隙格式所包含的FBI字段(1比特)，或者#0、#2、#3时隙格式所包含的FBI字段与TFCI字段的组合，也可以用来传输RSN和“Happy”比特的控制信息。
表3
因此，在UE通过E-DPCCH发送控制信息的同时，还通过上行DPCCH的FBI字段或通过TFCI字段与FBI字段的组合向Node B发送RSN和“Happy”比特。
在步骤403中，Node B根据E-TFCI的当前值和RSN对E-DPDCH信道进行译码，根据“Happy”比特进行快速上行分组调度。其中，Node B对RSN和“Happy”比特的获取，可以选择E-DPCCH，也可以选择上行DPCCH，或者同时选择E-DPCCH和上行DPCCH。
在步骤404中，暂停E-DPCCH的传输，UE通过上行DPCCH的FBI字段和TFCI字段的组合向Node B传输RSN和“Happy”比特的控制信息。
步骤405也类似于步骤305，在此不作赘述。
本发明第三实施方式的通过E-DCH传输业务信号的方法如图5所示。其中，UE通过E-DPDCH传输VoIP业务数据，同时还通过DPDCH传输其它业务数据，并通过E-DPCCH的非连续传输方式传输E-DCH控制信息，例如采用差分传输方法来实现非连续传输。
步骤501也与步骤301类似，此处不再赘述。
在步骤502中，UE通过E-DPCCH发送控制信息给Node B，其中包含E-TFCI、RSN和“Happy”比特等控制信息，同时，RSN和“Happy”比特还通过新定义的上行DPCCH时隙格式中的专用字段(大于等于1比特)发送，例如，如表4所示的新定义的上行DPCCH时隙格式4中的控制信息字段。
| SlotFormat#i#i的时隙格式 | ChannelBit Rate(kbps)信道比特速率(千比特每秒) | ChannelSymbolRate(ksps)信道符号速率(千比特每秒) | SF扩频因子 | Bits/Frame比特/帧 | Bits/Slot比特/时隙 | N<sub>pilot</sub>导频字段 | N<sub>TPC</sub>发射功率控制字段 | N<sub>TFCI</sub>传输格式指示字段 | N<sub>FBI</sub>反馈信息字段 | N<sub>Ctrl</sub>控制信息字段 | Transmittedslots perradio frame每无线帧的传输时隙 |
| 4 | 15 | 15 | 256 | 150 | 10 | 4 | 2 | 2 | 1 | 1 | 15 |
表4
步骤503类似于步骤403，区别仅在于，Node B同时还根据从上行DPCCH获取的TFCI值对DPDCH中的业务数据进行处理。
在步骤504中，暂停E-DPCCH的传输，UE通过新定义的上行DPCCH时隙格式中的专用字段向Node B传输RSN和“Happy”比特的控制信息。
在步骤505中，Node B根据上行DPCCH的专用字段中的RSN和保留的上一E-TFCI值对E-DPDCH信道进行译码，并根据上行DPCCH中的“Happy”比特进行快速上行分组调度。同时根据从上行DPCCH获取的TFCI值对DPDCH中的业务数据进行处理。
在上述实施方式中，利用上行DPCCH的字段传输RSN和“happy”比特时，对于这些字段的其它不使用的比特位可以进行非连续传输，也即不使用时不传输信息。其信道编码可以采用以下方式：重复编码、分组码或卷积码等。
在上述实施方式中，也可以利用上行DPCCH的字段只传输RSN而不传输“happy”比特，因为VoIP业务典型地是以非调度传输方式传输的，而“happy”比特主要用于调度可调度传输，在非调度传输方式下传输VoIP一般不需要使用“happy”比特的信息。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，包含以下步骤：
E-DCH专用物理控制信道通过非连续方式传输E-DCH控制信息；
在所述E-DCH专用物理控制信道暂停传输的阶段，用户设备通过上行专用物理控制信道向基站节点传输重传序号，该基站节点根据从上行专用物理控制信道收到的重传序号进行信道译码。
2.根据权利要求1所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，在所述E-DCH专用物理控制信道暂停传输的阶段，所述用户设备还通过上行专用物理控制信道向所述基站节点传输“Happy”比特，该基站节点根据从上行专用物理控制信道收到的“Happy”比特进行快速上行分组调度。
3.根据权利要求1所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，所述E-DCH控制信息包含：
E-DCH传输格式组合指示、重传序号和“Happy”比特。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，所述业务信号是分组语音信号。
5.根据权利要求2所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，在所述E-DCH专用物理控制信道传输所述控制信息的阶段，所述用户设备暂停通过上行专用物理控制信道传输所述重传序号和“Happy”比特，所述基站节点根据从E-DCH专用物理控制信道收到的E-DCH控制信息中的重传序号和“Happy”比特进行信道译码和快速上行分组调度。
6.根据权利要求2所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，在所述E-DCH专用物理控制信道传输所述控制信息的阶段，所述用户设备同时通过上行专用物理控制信道传输所述重传序号和“Happy”比特，所述基站节点根据从E-DCH专用物理控制信道收到的E-DCH控制信息中的重传序号和“Happy”比特，和/或从上行专用物理控制信道收到的重传序号和“Happy”比特，进行信道译码和快速上行分组调度。
7.根据权利要求2所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，通过上行专用物理控制信道的#0或#2时隙格式中的传输格式组合指示字段传输所述重传序号和“Happy”比特。
8.根据权利要求2所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，通过上行专用物理控制信道的反馈信息字段和/或传输格式组合指示字段传输所述重传序号和“Happy”比特。
9.根据权利要求2所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，通过新定义的上行专用物理控制信道时隙格式中的专用字段传输所述重传序号和“Happy”比特。
10.根据权利要求2所述的通过E-DCH传输业务信号的方法，其特征在于，在上行专用物理控制信道传输重传序号和“Happy”比特时，采用以下方式之一进行信道编码：
重复编码、分组码、或卷积码。
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