CN101002408A - 在无线电通信系统中实施测量的方法 - Google Patents

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Abstract

建议一种通过无线电通信系统的至少一个用户终端设备(UE1)实施测量的方法，在该方法中由用户终端设备(UE1)在第一信道(MBMS－ch)中接收至少第一业务(s1、s2、s3)的信号，并且由用户终端设备(UE1、UE2)为了在至少第二信道(Pilot2)上实施测量而中断所述信号的接收，其中该中断(MES)与至少一个同样接收第一业务(s1)信号的另外的用户终端设备(UE2)的中断(MES)同时进行。此外给出具有用于实施根据本发明方法的装置的无线电通信系统组件。

Description

在无线电通信系统中实施测量的方法
本发明涉及一种在无线电通信系统中实施测量的方法以及一种相应的用户终端设备、一种基站系统和一种具有至少一个基站系统和用户终端设备的无线电通信系统。
在无线电通信系统中经过电磁波在参与的站之间进行通信，所述电磁波经过无线电接口被传输。按照无线电通信系统，单个用户终端设备或所有用户终端设备可以是静止的或移动的。支持用户终端设备移动性的无线电通信系统一般称作移动无线电系统。存在不同移动无线电标准的移动无线电系统。例如已知第二代的移动无线电标准、诸如IS-95和GSM(Global System of Mobile Communication全球移动通信系统)，或第三代移动无线电标准、例如CDMA2000和UMTS(Universal Mobile Telecommunications System通用移动电信系统)。
在UMTS标准的所谓FDD变型(Frequency Division Duplex)中，在无线电小区的所谓的小区FACH(Fast Access Channel)状态下用户终端设备共同使用一个相同的无线电信道，其中以码分复用和时分复用实现至不同用户终端设备的数据传输。用户终端设备由于费用原因通常仅仅具有一个高频接收机，其可以调节为在仅仅一个频带内进行接收。为了在小区FACH状态下在一个不同于当前接收信道的频带上进行测量，用户终端设备的接收机需要一定的时间间隔，在该时间间隔内接收机可以转换到相应另外的频带上。该测量例如是需要的，以便接收另外无线电小区的信道，所述无线电小区属于同一移动无线电系统、所谓的频间测量，或所述无线电小区属于另外的移动无线电系统、所谓的系统间测量。在UMTS-FDD标准中该时间间隔称作测量时机(Measurement Occasion)。
测量时机的概念规定，在事先确定的时间间隔内中断在一个信道上从基站到用户终端的数据传输。在包括用户终端设备的特殊性能(诸如网络方面分配给用户终端设备的识别码)在内的情况下，确定该测量时机。
当在无线电小区中存在多个用户终端设备的情况下尝试，该时间间隔(在该时间间隔内各个用户终端设备实施相邻无线电小区的信道测量)在时间上尽可能一致地分布，使得用户终端设备的这个时间间隔在各不同的时刻开始。因为在该类时间间隔之前或之后用户终端设备分别以提高的发射功率进行发射、这也称作压缩模式，所以通过时间间隔的时间分散避免由于通过多个用户终端设备同时提高发射功率引起的干扰过高。
关于UTMS标准的FDD变型此外在技术规范3GPP TS 25.331V6.2.0的第8.5.11章无线电资源控制(RRC)协议规范(Release6)中描述了测量时机的确定。据此，测量时机的开始时刻依赖于在无线电小区内部用户终端设备的独特标识器、所谓的C-RNTI(CellRadio Network Temporary Identity小区无线电网络临时身份)。根据技术规范3GPP TS 25.301 V6.0.0的第6.1章无线电干扰协议体系(Release6)，由进行控制的基站控制器CRNC(ControllingRadio Network Controller控制无线电网络控制器)把C-RNTI分配给用户终端设备。
在移动无线电系统中、诸如上述的GSM系统和UMTS系统，规定引入所谓的MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service多媒体广播组播)业务。关于UMTS标准此外在技术规范3GPP TS 25.346V6.1.0、在无线电接入网络(RAN)中引入多媒体广播组播业务(MBMS)；第二阶段(Release6)中描述了该业务的实现。此外从相应的技术规范3GPP TS 22.146 V6.5.0、TS 23.246 V6.3.0和TS29.846 V1.5.0中可以获悉更多的信息。
在所谓的MBMS对话期间，基站经过公共使用的信道同时把数据传输给基站的无线电小区内的多个用户终端设备。根据UMTS标准的FDD变型，在MBMS对话期间用户终端设备同样处在小区FACH状态下。在此规定，这样的用户终端设备不依赖于其是否参与MBMS对话而考虑测量时机，以便在该时间间隔内可以实施在另外信道上的必要测量。
与到各个处在小区FACH状态下的用户终端设备的个别数据的传输不同(在所述传输中例如根据已知的ARQ机制用户终端设备可以请求重复传输)，以较大的开销仅仅避免在MBMS对话期间丢失在各自信道上传输的数据。这例如可以通过基于用户终端设备的回答或基于在单个的测量时机内数据传输的相应中断而重复传输数据来实现。可是，由此不利的是，限制信道的整体传输容量并且显著损害了点到多点传输的优点。
本发明所基于的任务是，说明一种方法以及无线电通信系统的组件，其使得能够在降低数据丢失概率的情况下通过用户终端设备测量信道。
通过根据并列权利要求的方法、用户终端设备以及基站系统的特征来解决该任务。从属权利要求的主题是本发明的有益实施形式和改进。
根据本发明，由用户终端设备在第一信道中接收第一业务的信号。这可以根据开始的说明在已有的MBMS业务的范畴内实现。为了实施例如相邻无线电小区的其他信道的测量以便准备小区内或者系统内的连接转接，第一用户终端设备中断信号接收，其中该中断与另外的用户终端设备的相应中断同时进行。
根据本发明的方法有益地使用这样的实际情况，即接收一个或多个MBMS业务的用户端设备本身在到发出信号的基站的上行方向上不传输信号或仅仅传输少量的信号，由此在中断之前和之后不会出现不利的干扰提高。为了避免在同时中断期间数据丢失，基站可以有益地针对接收中断的时间间隔以相同的方式中断信号的发送。因为例如对于所有接收一个业务的用户终端设备同时中断，由此引起的传输容量的限制是非常微弱的。按照本发明，例如根据开始描述的方法可以在小区FACH状态下中断接收，其中然而在这种情况下不为用户终端设备单独确定中断，而是相反所有用户终端设备确定同时的中断。但是除此以外，也可以考虑由基站或者网络方控制的中断，在这种情况下基站中断数据的发送并且例如将中断的时刻和持续时间事先告知进行接收的用户终端设备。
根据本发明的有益的第一扩展方案，业务独特地中断至少第一业务的信号接收。对于开始描述的系统这意味着，对于每个业务(在该业务中基站发送信号)为各自进行接收的用户终端设备确定单独的中断。这不依赖于这种实际情况，即多个业务在仅仅一个公共使用的信道内或在一部分信道内(例如在各自信道内)传输。如果在每个时刻在仅仅一部分当前存在的业务中传输信号，同时在另一部分业务中中断传输或者提高同时支持的业务的数目或可供给的用户终端设备的数目，则可以有益地通过这个扩展方案例如降低基站的发射功率。除了降低全部发射功率以外，也可以以相应较高的发射功率传输独特业务的数据，由此使较低的防错编码和由此产生的较高传输速率成为可能。
根据一个可替代的扩展方案，同时中断多个业务的信号的接收。这在以下情况中例如是特别有益的，即用户终端设备可以同时接收多个业务的数据。在这种情况下，如果例如根据先前的扩展方案对于一个业务基站中断传输，然而对于一个或多个另外的业务发送数据，则对于终端设备来说同时中断多个业务的接收导致较高的数据丢失。用户终端设备相应可能不接收其他业务的数据并且有可能不能从另外接收的数据中重现构建。
依据本发明的另一个扩展方案依赖于业务独特的信息而中断接收。在开始描述的、用于在单独的C-RNTI的基础上确定中断时刻的标准程序的变型中，根据本发明可以独立于C-RNTI、然而也可以依赖于标识各自业务的信息由用户终端设备确定中断。根据另一个扩展方案，由基站控制设备通过进行供给的基站告知用户终端设备标识业务的信息。在此，可以为每个用户终端设备独特地或借助于在进行供给的基站的无线电小区中向所有接收的用户终端设备定向发送的广播消息实现该信令。这些扩展方案(单独或彼此组合)在已有系统中能够有益地简单实现，其中与在开始描述的小区FACH状态下所应用的算法相比在用户终端设备中仅仅修改用于确定中断的算法。
无线电通信系统的根据本发明的终端设备以及基站系统分别具有相应的用于以所描述的实施方案执行本发明方法的装置。
下面根据在图中示出的情形详细说明本发明。在此，
图1以示范性的布置示出了无线电通信系统的组件，
图2示出具有示范性示出装置的、图1系统的组件的选择，
图3示出流程图和信令图，以及
图4a和4b示范性示出了在多个业务的情况下中断的不同时间布置。
在图1的实例中，第一用户终端设备UE1处在两个无线电小区Z1和Z2的重叠区域，所述无线电小区由基站NB1或者NB2提供无线电技术资源。为了简化实例假设，基站仅仅分别给一个无线电小区提供无线电技术资源，可是根据后面的阐述本发明同样可以应用在分别覆盖多个无线电小区或者扇区的基站中。基站NB1、NB2分别是所谓的基站系统BSS1或者BSS2的一部分，所述基站系统分别包括多个基站和基站控制设备RNC1、RNC2(Radio Network Controller无线电网络控制器)。基站控制设备RNC1、RNC2又经由交换设备MSC和/或未示出的分组交换节点SGSN(Serving GPRS Support Node服务GPRS支持节点)和GGSN(Gateway GPRS Support Node网关GPRS支持节点)与MBMS业务中心BM-SC(Broadcast-Multicast ServiceCenter)和线路交换网络(例如PSTN)和/或分组交换网络(例如因特网)相连接。例如从技术规范TS 23.246 V6.3.0的第4.2章中可以获悉具有这些组件的参考结构模型以及说明。
在此，基站控制设备RNC1、RNC2可以与相同或不同的交换节点相连接。在两个属于相同系统的基站之间的连接转接一般称为系统内切换，并且在不同系统(例如GSM和UMTS)的基站之间的连接转接成为系统间切换。如果不存在到基站的有效连接，而是仅仅被动接收业务数据，则用户终端设备可以按相同的方式自动实施所谓的无线电小区再选择(英语：cell reselection)并由此为数据的接收而改变到基站的分配。
在图1的实例中第一基站NB1在下行方向DL(Downlink)上在信道MBMS-ch中发送三个当前建立的业务s1、s2、s3的数据。这类业务例如对应于开始描述的MBMS业务。除了在仅仅一个信道中传输三个业务s1、s2、s3，这些数据也可以在与业务数目一致数目的信道内传输。相邻的第二基站NB2以同样的方式在相应的信道MBMS-ch内发送第一业务s1和第三业务s3的数据。两个基站NB1、Nb2在所覆盖的无线电小区Z1或者Z2内在各自的广播信道BCCH1或者BCCH2中借助于特殊的信息元service-ID附加地发送各自业务s1、s2、83的当前和/或可能的支持。
基于用户终端设备UE1、UE2的移动和由此所需的连接转接或者无线电小区再选择，用户终端设备UE1、UE2必须实施在一定时间间隔内关于与当前进行覆盖的基站不同的基站的传输参数的测量。为此，示范考虑的第一用户终端设备UE1中断第一基站NB1的第一业务s1的数据接收，以便实施在相邻第二基站NB2的广播信道BCCH2上的测量。通过各自的标准规定这类测量，并且例如可能涉及信号场强。如果第一用户终端设备UE1由于移动而离开第一基站NB1并且接近第二基站NB2，那么第二基站NB2的连接转接或者无线电小区再选择是有益的，因为第二基站NB2也支持当前由第一用户终端设备UE1接收的第一业务s1。
根据UMTS移动无线电系统的FDD变型的、开始提到的现有技术文献规定，对于MBMS业务的数据传输使用小区FACH状态。按照在技术规范TS 25.331 V6.2.0的第8.5.11章的定义，根据单独分配给用户终端设备的C-RNTI来确定测量时机，其中在技术规范TS25.301 V6.0.0的第6.1章定义C-RNTI。在FACH中传输MBMS业务的数据，该FACH被构造在S-CCPCH(Secondary-Common ControlPhysical Channel辅助公共控制物理信道)上。
如果转变为图1中所述的情况，则由进行控制的基站控制设备(CRNC-Controlling Radio Network Controller)、例如第一基站控制设备RNC1给第一和第二用户终端设备UE1、UE2分配单独的C-RNTI，并且之后用户终端设备在不同时刻为了接收第二基站NB2的信号而中断第一基站NB1的信号接收，随之出现上面描述的缺点。
按照本发明对于这种情况，即用户终端设备UE1、UE2接收第一MBMS业务s1的数据，不再特定于用户终端设备地、也就是说不再依赖于所分配的C-RNTI来确定中断或者测量时机，而是独立于所分配的C-RNTI确定中断或者测量时机。这表明，用户终端设备(如果其接收MBMS业务的数据)在不同于从上述文献已知的算法的基础上确定终端。
可替代地，只有当至少两个用户终端设备接收MBMS业务的数据时，才也可以在不同的用于确定中断的算法之间进行变换。可以由基站系统将变换算法的请求和/或至少两个用户终端设备接收MBMS业务数据的事实用信令告知用户终端设备。
在图1的实例中第一基站NB1在信道MBMS-ch(例如S-CCPCH中的FACH)中传输三个MBMS业务s1、s2、s3的数据。假如用户终端设备UE1、UE2仅仅分别接收三个业务s1、s2、s3之一，则业务单独地形成中断可能是有益的。由此正如下面就图4还要阐述的，通过在网络方可影响的、中断在时间上的分配，例如可以降低干扰或者提高数据传输率。根据本发明，在用户终端设备中用于确定中断的算法考虑相应的业务或者业务单独的信息，其中所述业务的数据由相应用户终端设备UE1、UE2接收。
除了利用不同于已知的并且在小区FACH状态下所应用的、用于确定中断的算法，也可以由基站系统为用户终端设备预先确定中断在时间上的分配。例如这可以如此实现，使得对于分别建立MBMS的业务借助于带内信令、或在并行建立的对应信令信道内的信令把中断的时间控制传输给用户终端设备。在这种情况下，用户终端设备不会应用小区Fach状态的已知算法，而是根据所接收的信令匹配中断的控制。
在图2中示出了在图1的移动无线电系统的不同组件中的示范性装置，所述装置使得能够转换根据本发明的方法，其中每一个组件除了示出的装置外具有多个已知的另外为运行所需的、但未示出的装置。在第一基站系统BSS1的第一基站控制设备RNC1中实现装置MOU，其能够建立并释放MBMS业务以及传输该业务的数据和附属信令。由在第一基站NB1中的发射/接收设备TRX-NB在信道MBMS-ch(例如FACH)中通过第一基站NB1的一个或多个天线发射属于MBMS业务s1、s2、s3的数据和信令。对由第一基站NB1发射的信号进行接收的第一用户终端设备UE1同样具有与至少一个天线连接的、用于接收该信号的发射/接收设备TRX以及控制设备Ctrl，该控制设备控制信道MBMS-ch的接收中断和另外的信道(例如没有示出的第二基站NB2的信道)的接收。
一般在MBMS业务中在所谓的组播模式(在使用该模式时用户必须注册)和广播模式(在使用该模式时不需要注册)之间是不同的。在技术规范TS 23.246 V6.3.0的第4.4.1章节及下一章节和4.4.3及下一章节中示范性描述并说明了从建立直到撤销组播业务或广播业务的不同阶段。
在图3中示出了相关流程图的抽象的和不同的层，其中例如仅仅考虑组播模式。对于广播模式，没有加入业务的信令也可以实施相应的过程。
以这种实际情况为出发点，即第一用户终端设备UE1的用户预订了MBMS组播业务s1(例如足球比赛的视频传输)，第一用户终端设备接收基站系统NB1/RNC1的信令，该业务s1当前可用，所谓的业务通告(service announcement)。如果用户感兴趣接收该业务s1，则第一用户终端设备UE1在用户输入之后告知基站系统NB1/RNC1加入该业务s1，所谓的参加(joining)。按照技术规范TS 25.346 V6.1.0的第8.2.10章基站控制设备RNC1之后向SGSN请求业务或者业务标识service-ID，并且SGSN以传输该用户所加入的MBMS业务的完全列表应答该询问。在接收之后SGSN把该业务的列表存储在基站控制装置RNC1中。
在业务通告的范围内或在成功加入一个业务之后，由基站系统NB1/RNC1告知用户终端设备所有在无线电小区中可支配的MBMS业务s1、s2、s3或仅仅所加入的MBMS业务s1的业务识别service-ID。这例如可以根据技术规范TS 25.346 V6.1.0的第8.3.2章实现。对于信令例如使用所谓的MCCH(MBMS Point-to-multipoint ControlChannel MBMS点到多点控制信道)，所述MCCH形成在FACH上，其自身方面处在S-CCPCH上。因为由所有对业务进行接收的用户终端设备接收MCCH，因此可以低成本地实现信令。用户终端设备UE1在考虑所加入的业务s1的业务识别service-ID的情况下确定所加入的业务s1的数据接收的中断MES的时间结构，以便实施在相邻无线电小区Z2的第二基站NB2的例如广播信道BCCH2上的测量。
除了在对于所有进行接收的用户终端设备公共的信道中在组播模式下MBMS业务的数据传输之外，按照MBMS标准也能够使用对于每个用户终端设备单独建立的信道。在网络方，在用户加入一个业务之后关于公共的或独特的信道作出判断。在分配单独的信道的情况下用户终端设备根据在小区FACH状态下的方法依赖于所分配的C-RNTI或根据前面描述的方法在业务标识的基础上确定中断。如果对于一个业务来说，给多个用户终端设备分配了多个独特的信道，则在本发明的意义上同时中断所有接收该业务的用户终端设备是有益的。
最后在图4a和4b中示出了并行建立的业务s1、s2、s3的中断MES的时间结构，如由进行接收的用户终端设备确定的那样。根据UMTS标准的FDD模式，选择10ms的帧长作为时标。这表明，在具有各自业务s1、s2、s3的两个时间帧之后分别跟随长度为一个帧长的中断。
在图4a的实例中假设，用户终端设备仅仅可以分别接收一个业务的数据。在这种情况下基于相应配置的算法在告知业务标识的基础上，对第一业务s1进行接收的用户终端设备确定一个不同于接收第二业务s2数据的用户终端设备的中断MES的时隙、或者不同于接收第三业务s3的数据的用户终端设备的中断MES的时隙。该算法例如分别给出帧号码(SFN-System Frame Number)，在该帧号码内规定接收的中断MES和其他信道的测量。
在通过用户终端设备的接收中断MES期间，发送三个示范性业务s1、s2、s3数据的基站以同样的方式中中断在各自业务s1、s2、s3中的信号发送。所示出的中断MES的时间分配因此使基站在每个帧内只须发送三个业务s1、s2、s3中的分别两个业务的数据。由此可以有益地降低发射功率P并从而降低无线电小区内的干扰或者相邻无线电小区的干扰影响。除此以外，也可以提高没有使用的发射功率，由此可以有益地应用较低的防错编码并且从中可以实现较高的数据传输率。
在例如四个并行建立的业务的情况下可以相应地在帧的顺序内部排列中断，使得基站在四个业务中的仅仅分别三个业务中必须发送数据。可是必须确保给接收的用户终端设备在每个业务中提供具有足够周期性的中断。
只要用户终端设备在多于仅仅一个业务中接收数据，则对此在图4a的时间结构中可能发生以下情况，即用户终端设备基于中断的不同的相对时间位置和通过基站发送数据的同时中断、并且在考虑仅仅一个确定的中断的情况下，可能不完全接收至少一个业务的数据。在这种情况下根据在图4b中的图示的中断的时间结构是有益的。按照图4b确定进行接收的用户终端设备的中断MES，使得该中断在时间上相同地处在帧的顺序内部。因此基站可以有益地不考虑在该中断MES期间在所有业务或者信道内的数据发送，因为进行接收的用户终端设备不可以在该时间间隔内接收数据。
根据权利要求的内容的本发明除了上述实施例的描述之外允许具有各自有益效果的多个变型和组合。在实现本发明中的这类变化是在无线电通信技术领域的技术人员的知识范围内，并且是该公开的组成部分。

Claims (11)

1.通过无线电通信系统的至少一个用户终端设备(UE1)实施测量的方法，在所述方法中，
由用户终端设备(UE1)在第一信道(MBMS-ch)中接收至少第一业务(s1、s2、s3)的信号，并且
由用户终端设备(UE1、UE2)中断所述信号的接收以在至少第二信道(pilot2)上实施测量，其中该中断(MES)与至少一个同样接收第一业务(s1)信号的另外的用户终端设备(UE2)的中断(MES)同时进行。
2.按照权利要求1的方法，其中，
业务独特地中断至少第一业务(s1、s2、s3)的信号的接收。
3.按照权利要求1的方法，其中，
同时中断(MES)在第一信道(MBMS-ch)中至少第一业务(s1)和第二业务(s2)的信号的接收。
4.按照上述权利要求之一的方法，其中，
依赖于业务独特的信息(service-ID)中断(MES)所述接收。
5.按照上述权利要求之一的方法，其中，
由无线电通信系统的基站系统(NB1、RNC1)将业务独特的信息(service-ID)用信令通知用户终端设备(UE1)。
6.按照上述权利要求之一的方法，其中，
由基站系统(NB1、RNC1)单独地或借助于至少一个广播消息将由用户终端设备(UE1)当前接收的业务(s1、s2、s3)的业务独特信息(service-ID)用信令通知用户终端设备(UE1)。
7.无线电通信系统的用户终端设备，具有：
用于在第一信道(MBMS-ch)中接收至少第一业务(s1、s2、s3)的信号的接收装置(TRX)，以及
用于控制为了实施在至少第二信道(pilot2)上的测量而中断信号接收的控制装置(Ctr1)，其中该中断与至少一个同样接收第一业务(s1)信号的另外的用户终端设备(UE2)的中断(MES)同时被控制。
8.按照权利要求7的用户终端设备(UE1)，其中，
所述控制装置(Ctr1)依赖于至少一个由接收装置(TRX)接收的、业务独特的信息(service-ID)来控制接收的中断(MES)。
9.无线电通信系统的基站系统(BBS1)，具有：
具有用于建立和释放至少第一业务(s1、s2、s3)的装置(MOU)的第一设备(RNC1)，以及
至少一个第二设备(NB1)，所述第二设备(NB1)具有用于在第一信道(MBMS-ch)中发送至少第一业务(s1)的信号并且把至少一个分配给第一业务(s1)的独特信息(service-ID)经过无线电接口发送给至少两个用户终端设备(UE1、UE2)的装置(TRX-NB)，其中由用户终端设备(UE1、UE2)考虑把所述分配给第一业务(s1)的信息(service-ID)用于控制同时中断(MES)第一业务(s1)的信号接收。
10.按照权利要求9的基站系统(BSS1)，其中，
所述第一设备被构造为基站控制设备(RNC1)，并且所述至少一个第二设备被构造为基站(NB1)。
11.无线电通信系统，具有至少一个基站系统(BSS1)和至少一个用户终端设备(UE1)，所述基站系统(BSS1)包括至少一个基站控制设备(RNC1)和基站(NB1)，
其中所述基站控制设备(RNC1)具有用于建立和释放至少第一业务(s1、s2、s3)的装置(MOU)，并且所述基站(NB1)具有用于在第一信道(MBMS-ch)中发送至少第一业务(s1)的信号而且把至少一个分配给第一业务(s1)的独特信息(service-ID)经过无线电接口发送给用户终端设备(UE1)的装置(TRX-NB)，并且
其中所述用户终端设备(UE1)具有用于在第一信道(MBMS-ch)中接收至少第一业务(s1、s2、s3)的信号的装置(TRX)、以及用于控制为了实施在至少第二信道(pilot2)上的测量而中断(MES)信号接收的装置(Ctr1)，其中该中断(MES)与至少一个同样接收第一业务(s1)信号的另外的用户终端设备(UE2)的中断(MES)同时被控制。
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