CN101032138A - 在无线网络中传送数据 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于确定数据传送中所使用的传输块大小的方法,该方法包括以下步骤,确定用于传送该数据的所期望的码率,如果该所期望的码率与性能降低相关联,则调整该传输块大小。
Description
技术领域
本发明涉及在无线通信网络中传送数据。
背景技术
分组可以根据在3GPP(第三代伙伴项目)宽带码分多址(WCDMA)移动通信网络中实现的HSDPA(高速下行链路分组接入)协议传送。
高速下行链路分组接入是WCDMA规范内的一个概念,WCDMA规范的主要目标是提高用户峰值数据速率和服务质量,全面提高用于下行链路非对称和突发分组数据业务的频谱效率。HSPDA具有短的传送时间间隔(TTI)、自适应调制和编码(AMC)、多重编码传送、快速物理层(L1)混合自动重复请求(H-ARQ),并且在它容易访问空中接口测量的节点-B或基站中使用分组调度器。HSPDA通过调整该用户数据速率以匹配瞬时无线电信道条件来对此进行使用。在连接时,HSDPA用户设备向节点-B或基站收发台周期性地发送信道质量指示符(CQI),该信道质量指示符指示着当前无线电条件下用户设备能够支持的数据速率。用户设备发送用于每个分组的确认,从而节点-B知道何时发起重传。当小区内的每个用户设备都能获得信道质量测量时,分组调度器可以在其用户之间优化其调度,从而可以根据正在运行的业务和需求在它们之间划分可用容量。
请参考Interdigital的“Turbo-coding and puncturing interactions onHS-DSCH(高速下行链路共享信道)in R5 HSDPA”,3GPP文档R1-030444。如上所述,HSDPA借助于AMC支持链路自适应。物理信道(多重编码)的数量和调制方案将确定在该物理介质上的可用传送容量,并且传送块大小将给出源数据速率。根据这些值,能够计算有效码率(ECR),但是该ECR并不是节点B设置或定义的参数。基本上,速率匹配将提供编码的传输块与该物理介质上的可用容量的匹配(通过重复或穿孔)。
然而,已经发现存在某些有问题的码率,当使用这些码率时引起链路级性能的严重降级。在Interdigital的文档中,提出了两个解决方案。一个解决方案是调整奇偶流穿孔方案。提出的另一个解决方案是避免有问题的穿孔模式。建议通过使用标识着有问题的配置的查看表或者通过使用标识着那些有问题的配置的等式,来避免导致降级结果的穿孔模式。然而,没有如何实际上实现这些处理的进一步的细节。
另外,请参考西门子的“Turbo coder irregularities in HSDPA”,3GPP文档R1-030421。该文档确认了相同的问题。同样,它提出了两个解决方案。一个解决方案是打乱周期性。例如,提出了一种机制,以便在速率匹配处理期间在两个编码速率之间频繁切换。选择编码速率,从而它们接近有问题的速率,但是它们本身并不导致性能降级。第二个提议是避免有影响的码率。同样,没有提供如何实际上实现该处理的细节。
本发明实施例的目的是提供上面所提及问题的可行解决方案。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供一种用于确定数据传送中使用的传输块大小的方法,该方法包括以下步骤:确定用于传送该数据的所期望的码率,如果该所期望的码率与性能降低相关联,则调整该传输块的大小。
根据本发明的第二方面,提供一种用于确定数据传送中使用的传输块大小的装置,该装置包括:用于确定用于传送该数据的所期望的码率的装置,以及如果该所期望的码率与性能降低相关联,用于调整该传输块的大小的装置。
根据本发明的第三方面,提供一种用于确定数据传送中使用的传输块大小的装置,该装置包括:适合于确定用于传送该数据的所期望的码率的电路,以及如果该所期望的码率与性能降低相关联,用于调整该传输块大小的至少一个查看表。
根据本发明的第四方面,提供一种其上记录有程序的计算机程序介质,其中所述程序使计算机执行过程以确定传送该数据的期望的码率,以及如果该期望的码率与性能降低关联,则调整该传送块大小。
根据本发明的第五方面,提供一种包括计算机代码装置的计算机程序单元,其中所述程序代码装置使计算机执行过程以确定用于传送该数据的所期望的码率,以及如果该所期望的码率与性能降低相关联,则调整该传输块大小。
附图说明
为了更好地理解本发明以及为了更好地理解本发明是如何实现的,现在请举例参照附图,其中:
图1所示为表示有问题的编码速率的示图;
图2所示为具有作为本发明实施例中的传输块大小索引的函数的有效码率的QPSK(正交相移键控)的示图;
图3所示为与图2相同的示图,但用于16-QAM(正交调幅);
图4所示为其中可以实施本发明实施例的蜂窝通信网络的示意图;
图5所示为本发明实施例中的节点-B或基站收发台中的电路的示意性框图;
图6所示为具有作为本发明实施例中的为传送分配的物理信道数目的函数的有效码率的QPSK(正交相移键控)的图示;以及
图7所示为与图6相同的示图,但用于16-QAM(正交调幅)。
具体实施方式
在图1中示意性地图示了本发明实施例所解决的问题,图1表示作为编码速率的函数的turbo编码器性能偏差。具体地,Ec/NO(Ec是数据载波中的信号能量,而NO是“噪声功率谱密度”)。它们之间的比率通常用作SNR(信噪比)的度量,把1%的BLER(块误差率)绘制为有效码率的函数。当增加有效编码速率,或等效地增加HS-DSCH上的turbo编码传输块的穿孔速率时,预计BLER性能将成比例地降级,亦即,对不断增加的越来越高的编码速率会越来越差(就更高的Ec/NO需求而言)。然而,正如在图1中看到的那样,这不会出现在点A和B。点A代表7/9的速率,而点B代表7/8的速率。应该理解,有其它的问题点,但是这两个点通常被认为是最坏的、最广泛的。所理解的是这些点出现在两个turbo编码器奇偶位流的输出的周期与穿孔模式的周期的相互作用之处。当穿孔速率增加时,这种效应会更为频繁地出现。
应该理解,尽管本发明的实施例旨在处理在某些码率下的不佳性能的问题,然而还存在其它同样需要解决的标准,以找到用于传送的正确的传输块大小。应该理解,传输块大小将定义有效码率。
传输块大小是根据传送格式资源指示符TFRI而导出的。为了重传,节点B应使用与初始传送相同的传输块大小。如果不能通过预定值用信号通知该值,则需要预先定义特殊的信令值以处理这种情况。这是在3GPP(第三代伙伴项目)技术规范TS 25.321的9.2.3节中定义的。
需要考虑的其它标准如下:
1.链路自适应必须找到从链路质量观点来看用以使用的有效码率。
2.MAC(媒体访问控制)PDU(分组数据单元)的整数数目与MAC报头必须适应该有效码率。如果这不能100%吻合,则可以选择更低的码率,以确保分组以更高的概率通过,或者可以选择更高的码率,从而更多地依赖H-ARQ,以便从分组中将有错误的潜在的更高概率中恢复。
3.必须在HS-SCCH(高速共享控制信道)上用信号通知传输块大小。在本发明的某些实施例中,只取63个值,这些值是由代码的数目和调制方案决定的。
能够计算可能有问题的码率。这是使用以下等式计算的:
其中,P是位于速率匹配的输出端的继续存在的奇偶位的总数(来自奇偶流1和2的Turbo编码的奇偶存在位的总数),I是位于速率匹配的每个分支的输入端的位数(传输块大小),s是such,t是that,亦即st=suchthat(以致)。
仅当第一级速率匹配是透明的,亦即,UE具有足够的存储器存储解匹配速率之后的所有值时,该等式才有效。
通过使用这些等式定义的逼近,能够计算用于P和I的不同值的有问题的情况。然而,在本发明的实施例中,仅仅使用可以在HS-SCCH上实际传送的传输块大小。
给定可以在HS-SCCH上用信号通知的传输块大小x,能够计算来自turbo编码器的位数:
(Y)Y=(x+CRC)+TAIL
其中,CRC(循环冗余码)是CRC位的数目(24),而TAIL是来自turbo编码器尾部位数(12)。对于HS-DSCH,这些值是固定的,但是在本发明的实施例的其它应用中,可以是不同的。
通过使用该信息,来自turbo编码器的模式位的数目(I)是I=Y/3,而奇偶位的总数P是P=Z-I,其中,Z是信道上的可用位数,Z=2560/16*3*BPS,其中对QPSK而言,BPS(位每符号)是2,对16-QAM而言,BPS是4。
尽管这些等式是有用的,但是它们没有全面描述该情况(UE存储器需求),因此,在本发明的优选实施例中,实现传送链的全部功能性,评估每个合法的/可能的传输块大小(TBS)的性能,并生成一个映射函数以致把引起不佳性能的任何一个TBS重新映射到一个新的TBS,该新的TSB具有更好的性能,但是仍然能够向用户提供相同的基础数据速率(通过改变TBS,ECR也会改变,进而改变性能)。在本发明的实现中,使用映射表以避免有问题的传输块大小。
然而,在本发明的选择性的实施例中,可以使用上述等式,以创建可能用信号通知的传输块大小的向量,并确定应该避免这些大小中的哪些。
在本发明的一个优选实施例中,选择将导致更高码率但并不在要避免的范围内的最小的传输块大小。
参照图2,该图表示作为用于QPSK的传输块大小索引的函数的码率的结果。传送块大小索引是所找到的最适宜传送的传输块大小。该图用于QPSK。正如看到的那样,在0.62的有效码率周围有一个区域A′,在该区域中有不使用的各种有效码率。在0.75的有效码率周围有一个第二区域B′,在该区域中有效码率同样具有不连续性。这些编码速率与图1所示的编码速率不同,我们相信图2所示的模拟代表“真实性”,而图1是基于等式的,而等式基于给出简化评价的某些假设。
传输块大小TBS、TBS索引和ECR之间的关系是:
TBS索引的取值介于0和62之间。给定多重编码的数目和调制方案,能够计算传输块大小。这是通过使用如下的3GPP TS 25.321中的等式来计算的。
令ki是在HS-SCCH值上用信号通知的TFRI,并且令k0,i是与在HS-SCCH上用信号通知的调制和代码的数目相对应的表中的值。令kt是两个值的和:kt=ki+k0,i。
通过访问表中的位置kt或者通过使用以下公式,可以获得传输块大小L(kt):
如果kt<40
L(kt)=125+12·kt
否则
P=2085/2048
Lmin=296
现在,给定多重编码的数目和调制方案,可以计算物理介质的容量,并且通常把TBS和容量之间的比率定义为有效码率。
可以看出,通过使用稍微高一些的有效码率,可以避免0.62和0.75周围的问题区域。
参照图6,该图表示作为分配给传送的物理信道的数目的函数的有效码率。从标记为A*和B*的缝隙中看出,可以消除有问题的编码。该图用于QPSK。
现在参照图3,该图表示与图2所示的示图类似的示图,但是用于16-QAM。同样,该图有不连续性,通过使用稍微高一些的有效码率,可以避免0.62和0.75周围的问题区域。
参照图7,该图表示作为分配给传送的物理信道数目的函数的有效码率。从标记为A**和B**的缝隙中看出,可以消除有问题的编码。该图用于QAM。
为了实现本发明的实施例,该基站收发台上的算法已经算出要使用哪个传输块大小索引。如果调制方案是QPSK,则使用表1,如果16-QAM是所使用的调制技术,则使用表2。使用这些表来标识要使用的新的索引,以确保不使用危险值。
考虑表1
位于列的顶部的值指示与给定用户设备进行通信所使用的物理信道或多重编码的数目。接下来的各行内的值指示要使用的原始估计传输块大小。要使用该表,选择包含有所用的物理信道的数目的列。然后从该行中选择最初估计的索引。然后使用该表中包含的新值。考虑下面的示例。要使用五个代码并且估计的信号数是49。然而,正如该表所指示的那样,该值在危险区域中,因此改为使用索引51。这需要在MAC-PDU中填充更多的零,但是可以避免Es/NO(需求)的显著增加。
完全用相同的方式使用用于16-QAM调制方案的表2。
表2
在本发明的实施例中,调度是按所期望的数据速率进行的,但是对传输块大小进行略微调整,从而成功概率相当高。
参照图4,该图表示可以包括本发明实施例的系统。安排用户设备UE 10,以便经由空中或无线接口12与无线接入网络RAN 14进行通信。无线接入网络14包括多个基站收发台16(有时称为节点-B),图4中示出一个基站收发台。无线接口介于用户设备10和基站收发台16之间。利用一个无线网络控制器18控制多个基站收发台。实际上,在RAN 14中可以提供不止一个无线网络控制器。RAN 14与核心网络20相连。
图5是用于实现本发明的一个实施例的基站中的电路的示意图。该基站有一个缓冲器22,后者从RNC接收用户数据以及服务质量QoS设置,所述QoS设置例如为最大延迟、调度优先级、保证吞吐量或等价物。
链路自适应和分组调度算法单元24接收来自缓冲器块22的用户数据和服务质量设置,并实现分组调度和链路自适应算法,以便向用户设备传送分组数据。为了帮助分组调度和链路自适应,单元24可以接收来自估计器26的无线电信道质量估计,其中估计器26在上行链路通道上接收来自每个用户设备的信息,如CQI(信道质量信息)。
另外,单元24可以接收来自使用率估计器和系统资源滤波器28的有关分配的系统资源的信息。估计器和滤波器28接收来自无线网络控制器的资源分配信息,并且也可以接收来自缓冲器22的数据和服务质量设置,来自估计器26的无线电信道估计以及从单元24传送的数据的调度信息。该信息用于执行有助于高速传送的功率分布的衰落的功能。
在本发明的实施例中,链路自适应和分组调度算法24执行的算法是公知的。该单元22提供的输出提供索引号,代码的数目以及调制方案。该调制方案和UE能力等级定义访问哪一个查看表30,代码的数目定义要查找的表的列号,索引号定义要查找的行号。如果索引号需要修改,则到达用户设备的输出将包括修改的索引号。应该理解,也会向用户设备发送调制方案信息和代码的数目。
应该理解,在本发明的实施例中,可以用适合的算法替换该查看表。
当然,可以颠倒表的行和列。已经在HSDPA系统的上下文中描述了本发明的实施例。然而,应该理解,本发明的实施例可以有更广的应用,并且可以用在任何一种传送系统中,有线或无线传送系统。本发明的实施例特别适用于基于分组的传送,但是也可以用于非基于分组的系统。
本发明的实施例将基站描述为用于确定传输块大小。然而,在本发明的可选实施例中,可以利用不同的实体来确定块大小。应该理解,块大小和码率的确定可以分布在多个实体中。
在本发明的优选实施例中,传输块大小是变化的,而所期望的数据速率保持不变。改变传输块的大小,从而就较低的Es/NO需求而言,成功概率更高。然而,在本发明的选择实施例中,所期望的数据速率也是调整过的。
应该理解,可以以计算机程序单元的方式,或者以能够用来控制节点B之类的计算机程序介质的方式,提供本发明的实施例。
应该理解,尽管本发明的实施例是在第三代系统的上下文中描述的,但是本发明的实施例也可以用在例如提出的第四代系统中。
Claims (30)
1.一种用于确定数据传送中使用的传输块大小的方法,该方法包括以下步骤:
确定用于传送数据的所期望的码率;以及
如果该所期望的码率与性能降低相关联,则调整传输块大小。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述调整步骤包括使用至少一个查看表。
3.如权利要求2所述的方法,其中为每一个不同的调制方案提供一个查看表。
4.如权利要求2或3所述的方法,其中所述调整步骤包括基于用户设备能力选择一个查看表。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述调整步骤包括使用一个算法。
6.如前述任一权利要求所述的方法,其中所述调整步骤包括使用用于标识调制方案、代码数目和所述代码索引号中的至少一个的信息。
7.如前述任一权利要求所述的方法,其中调整该传输块大小的步骤使得接收所述数据的概率增加。
8.如前述任一权利要求所述的方法,其中所述调整过的传输块大小导致比所期望的码率更高的码率。
9.如前述任一权利要求所述的方法,其中所述数据包括分组数据。
10.如前述任一权利要求所述的方法,其中所述传送根据HSDPA协议。
11.如前述任一权利要求所述的方法,包括根据QPSK和QAM之一调制所述数据的步骤。
12.如前述任一权利要求所述的方法,包括向用户设备发送调整过的传输块大小、代码数目的信息和调制方案信息中的至少一个的步骤。
13.如前述任一权利要求所述的方法,其中避免在0.62周围和在0.75周围中的至少一个的码率。
14.一种用于确定数据传送中使用的传输块大小的装置,该装置包括:
用于确定用于传送该数据的所期望的码率的装置;以及
当该所期望的码率导致性能降低时,用于调整该传输块大小的装置。
15.如权利要求14所述的装置,其中所述装置包括节点B。
16.如权利要求14或15所述的装置,其中所述调整装置包括至少一个查看表。
17.如权利要求16所述的装置,其中为所述装置可以使用的每一个不同的调制方案提供一个查看表。
18.如权利要求16或17所述的装置,其中安排所述调整装置以便基于用户设备能力选择一个查看表。
19.如权利要求14所述的装置,其中所述调整装置包括算法。
20.如权利要求14-19中任一权利要求所述的装置,其中安排所述调整装置以使用用于标识调制方案、代码数目和所述代码的索引号中的至少一个的信息。
21.如权利要求14-20中任一权利要求所述的装置,其中安排该调整装置以使得接收所述数据的概率增加。
22.如权利要求14-20中任一权利要求所述的装置,其中安排所述调整装置以便把该传输块大小调整为使得所得到的码率大于该所期望的码率。
23.如权利要求14-22中任一权利要求所述的装置,其中所述数据包括分组数据。
24.如权利要求14-23中任一权利要求所述的装置,其中所述传送根据HSDPA协议。
25.如权利要求14-24中任一权利要求所述的装置,其中根据QPSK和QAM之一来调制所述数据。
26.如权利要求14-25中任一权利要求所述的装置,该装置被安排用来向用户设备发送调整过的传输块大小、代码数目的信息和调制方案信息中的至少一个。
27.如权利要求14-23中任一权利要求所述的装置,其中避免在0.62周围和在0.75周围中的至少一个的码率。
28.一种用于确定数据传送中使用的传输块大小的装置,该装置包括:
适合于确定用于传送该数据的所期望的码率的电路;以及
当该所期望的码率与性能降低相关联时,用于调整该传输块大小的至少一个查看表。
29.一种其上记录有程序的计算机程序介质,其中所述程序使计算机执行过程以确定用于传送该数据所期望的码率,以及如果该所期望的码率与性能降低相关联,则调整该传输块大小。
30.一种包括程序代码装置的计算机程序单元,其中所述程序代码装置使计算机执行过程以确定用于传送该数据所期望的码率,以及如果该所期望的码率与性能降低相关联,则调整该传输块大小。
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