CN101247647A - 一种增强上行链路实现快速切换的方法 - Google Patents
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Abstract
一种增强上行链路实现快速切换的方法,应用于时分同步码分多址系统中,处于专用信道状态的UE发生小区切换,包含如下步骤:(a)网络侧确定UE在目标小区可以进行增强上行业务时,在发往UE的切换命令中携带目标小区的随机接入资源信息;(b)UE在目标小区重建无线链路,如果增强上行无线承载对应的缓冲区中有数据需要发送,UE根据切换命令中携带的随机接入资源信息发起增强上行链路随机接入,向基站Node B请求调度资源。本发明通过在切换命令中携带目标小区的随机接入资源信息,使得UE能够提前获知目标小区的随机接入资源,在UE链路重配置到新小区后,可以马上发起E-RUCCH接入,避免了UE读取小区广播信息并从中获得随机接入资源信息,提高了切换速度。
Description
技术领域
本发明涉及一种时分同步码分多址系统中的减小切换时延的方法,尤其涉及一种时分同步码分多址系统中增强上行链路实现快速硬切换的方法。
背景技术
2006年3月,3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴项目)通过了TD-SCDMA(时分同步码分多址)系统增强上行链路的立项申请。增强上行链路一般被称为HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接入),旨在通过先进的技术提高上行链路的效率,以有效地支持web浏览、视频、多媒体信息和其他基于IP的业务。
使用HSUPA业务的UE工作在CELL DCH(专用信道状态)状态。HSUPA中新增了一种传输信道E-DCH(增强上行链路专用传输信道),增强上行数据承载在该传输信道上,E-DCH的TTI(传输时间间隔)为5ms。
与E-DCH相关的物理信道有:
E-AGCH信道(E-DCH绝对授权信道),是控制信道,用于Node B(基站)传输授权信息;
E-PUCH(E-DCH上行物理信道,又称增强上行物理信道),是业务信道,用于UE(User Equipment,用户终端)承载E-DCH类型的编码组合传输信道,辅助调度相关的信息也在该信道上传输;
E-RUCCH(E-DCH随机接入上行控制信道,即增强上行链路随机接入上行控制信道),是物理层控制信道,用于UE在无授权的情况下,传输辅助调度相关的信息,E-RUCCH使用随机接入物理信道资源;
E-HICH(E-DCH混合自动重传请求指示信道),是物理层控制信道,用于Node B携带HARQ(混合自动重传请求)指示信息。
HSUPA业务按调度方式的不同分为调度业务和非调度业务,其中非调度业务的资源由SRNC(服务无线网络控制器)为UE分配,分配方式同现有的专用信道分配方式;在调度业务中,由SRNC为Node B分配增强上行链路资源池,由Node B为单个UE分配资源。
在调度业务中,UE需要上报一些信息以辅助Node B的调度,这些信息包括UE缓冲区信息、功率余量、本小区和邻小区的路损测量信息等。当UE有授权的E-PUCH时,辅助调度信息将通过E-PUCH信道发送;当没有授权时,将通过E-RUCCH信道发送。当UE有上行数据需要发送时,就可能触发辅助调度信息的发送。授权信息并不在每个TTI中向UE发送,完全由Node B中的调度功能实体根据当前网络状况和各竞争UE的优先级情况来决定是否/何时发送。
调度业务中,UE首先通过E-RUCCH请求资源,Node B通过E-AGCH信道向UE发送绝对授权信息,其中包括功率授权信息和物理信道授权信息。功率授权信息用于在各竞争UE之间分配可用的系统干扰资源;物理信道授权信息用于在各竞争UE之间分配E-PUCH使用的时隙和码资源。一条E-AGCH上的授权信息一次只给一个UE使用,授权适用的最小持续时间是一个E-DCH TTI,也可以通过使用RDI(资源持续时间指示)支持可变长度的授权,比如RDI可以指示UE在接下来的8个TTI中使用该授权资源。UE对一组E-AGCH信道进行侦听,这组E-AGCH信道是由网络高层为UE配置的,UE一旦解码成功就读取其中的授权信息,并在协议规定的定时时间nE-AGCH后通过授权的E-PUCH信道发送数据。Node B对接收的E-PUCH信道数据进行解码,解码成功后在E-HICH信道上返回ACK;不成功则返回NACK,此时UE需要根据重传机制进行重传处理。
HSUPA调度业务的工作过程如附图1所示,在步骤101之前,UE请求SRNC建立RRC(无线资源控制)连接,其中连接原因是发起分组业务,图1中各步骤具体说明如下:
101:SRNC经过接纳控制过程,认为可以为该UE建立增强上行链路,通过NBAP(节点B应用协议)协议向Node B发起无线链路建立过程,其中含增强上行接入相关的参数,如传输信道相关的信息、E-DCH服务无线链路号等;如果之前已为该UE建立过无线链路,那么将通过无线链路重配置过程进行增强上行参数的配置;
102:Node B接收配置参数,并从该小区的增强上行公共资源池中为该UE分配E-AGCH信道和E-RNTI(E-DCH无线链路临时标识),通过NBAP的无线链路建立响应或无线链路重配置响应返回给SRNC;
103:SRNC通过RRC协议向UE发起无线承载建立请求,其中有E-DCH传输信道配置信息、E-PUCH相关的信息、E-AGCH信道信息、E-HICH信道信息等;如果之前已经为UE建立了无线链路,那么将通过无线承载重配置过程进行增强上行接入相关的配置;
104:UE接收配置参数,并向网络侧回复响应消息;根据配置参数确定E-DCH传输业务开始可用;
105:UE增强上行无线承载对应的缓冲区中数据量由0变为非0时,UE发起E-RUCCH随机接入过程,带上辅助调度信息;
106:Node B检测到该UE的随机接入请求后,将UE加入使用E-DCH资源的竞争UE群中,根据小区资源状况、UE的增强上行无线承载的QOS属性、UE辅助调度信息等对该UE进行调度,分配合适的资源后通过E-AGCH信道向UE发送授权信息;
107:UE收到E-AGCH后,在协议规定的定时时间nE-AGCH后,在授权的E-PUCH上发送数据;若UE缓冲区还有数据待传输,辅助调度信息也将随之发送;
108:Node B对E-PUCH信道上的数据进行解码,并在E-HICH信道上返回ACK/NACK信息;
109:如果上一次E-AGCH的授权使用时间已到,Node B根据调度策略继续为该UE分配资源,通过E-AGCH信道发送授权信息;
110-111:同步骤107和108;
112:UE缓冲区中还有数据需要发送,但当前没有授权信息时,通过E-RUCCH申请资源。
步骤105和步骤112中,UE使用E-RUCCH向Node B请求调度资源。E-RUCCH信道是随机接入信道,它和PRACH(随机接入物理信道)共享信道资源,UE从小区广播消息中获得本小区使用的随机接入资源信息,在必要的时候发送E-RUCCH请求资源。由于TD-SCDMA系统中,随机接入是在上行同步过程后进行的,因而随机接入资源信息除了包含随机接入物理信道信息外,还包含上行同步所需要的参数,如上行同步码、快速物理接入信道等信息。在一个小区中,最多同时支持16种随机资源配置,可以参考3GPPTS25.331中的PRACH system information list(PRACH系统信息列表)信息单元。每个配置实例中包含随机接入物理信道、可用同步码、快速物理接入信道等信息。
当前为UE提供HSUPA业务的小区称为E-DCH服务小区。当发生E-DCH服务小区改变时(即发生了切换),RNC根据目标小区与源小区参数设置的不同而发送不同的切换控制命令,当源、目标小区属于同一Node B时,UE的服务RNC一般通过物理信道重配置消息将UE的无线链路重新配置到新小区中;当源、目标小区不属于同一Node B时,UE的服务RNC一般通过传输信道重配置或无线承载重配置过程将UE配置到新小区中。无线链路配置到新小区后,UE首先需要发起上行同步过程建立上行链路的同步,完成上行链路同步后才可以进行其他业务。当UE根据自己的缓冲区情况决定向Node B请求增强上行链路的调度资源时,首先需要从广播消息中获取随机接入资源信息,这一过程需要花费的时间在40ms到350ms之间。这一时延对于增强上行业务,尤其当前进行的是VoIP(网络电话)、视频等实时业务的应用场景来说是很难接受的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种时分同步码分多址系统增强上行链路实现快速切换的方法,消除高速上行分组接入调度业务中,由于小区切换后需要读取小区广播信息带来的增强上行业务时延,实现快速切换。
一种增强上行链路实现快速切换的方法,应用于时分同步码分多址系统中,处于专用信道状态的UE发生小区切换,包含如下步骤:
(a)网络侧确定UE在目标小区可以进行增强上行业务时,在发往UE的切换命令中携带目标小区的随机接入资源信息;
(b)UE在目标小区重建无线链路,如果增强上行无线承载对应的缓冲区中有数据需要发送,UE根据切换命令中携带的随机接入资源信息发起增强上行链路随机接入,向基站Node B请求调度资源。
所述步骤(a)中,随机接入资源信息包括一条或多条随机接入物理信道和增强上行链路随机接入同步码信息。
所述随机接入资源信息中还包含随机接入尝试次数和随机接入定时器。
所述步骤(a)中,所述切换命令为无线资源控制RRC消息中的物理信道重配置请求或传输信道重配置请求或无线承载重配置请求。
所述小区切换为用户终端增强上行链路服务小区发生改变,或小区切换伴随普通上行信道到增强上行信道的切换。
所述随机接入物理信道与切换命令中的上行同步码、快速物理接入信道属于小区系统信息中同一随机接入资源配置实例。
所述步骤(b)中,UE决定发起增强上行随机接入时,使用切换命令中增强上行随机接入对应的上行同步码进行上行同步。
所述步骤(b)中,Node B检测到UE的上行同步码后在快速物理接入信道FPACH上返回确认消息,UE根据接收所述快速物理接入信道时的子帧号从切换命令中的随机接入物理信道中选择一条发起增强上行链路随机接入。
所述步骤(a)中当目标小区支持增强上行业务,且UE请求的业务属性可以进行增强上行业务且目标小区的资源情况可以接纳该UE进行增强上行业务,网络侧确定UE在目标小区可以进行增强上行业务。
所述网络侧为UE的服务无线网络控制器SRNC。
所述步骤(a)中,当目标小区所属基站Node B不属于UE的SRNC控制时,所述SRNC通过Iur接口从漂移无线网络控制器DRNC中获得目标小区的随机接入资源信息。
所述步骤(b)中,UE重建无线链路成功后,向网络侧返回切换命令响应消息。
本发明通过在切换命令中携带目标小区的随机接入资源信息,使得UE能够提前获知目标小区的随机接入资源,在UE链路重配置到新小区后,可以马上发起E-RUCCH接入向Node B申请资源,避免了UE读取小区广播信息并从中获得随机接入资源信息所花费的时间,大大提高了E-DCH链路的切换速度。
附图说明
图1是现有的增强上行链路配置及数据发送流程图;
图2是本发明Node B间E-DCH链路切换信令配置及数据发送流程图。
具体实施方式
本发明提供了在HSUPA调度业务中,提高E-DCH链路切换速度的方法,在用户进行高速上行分组接入调度业务并发生E-DCH服务小区改变时,网络高层对UE的切换命令中包含目标小区的E-RUCCH随机接入资源相关的信息,使得UE在切换后的新小区中进行上行同步后能马上发起调度请求,不需要读取新小区的系统信息。
下面以TD-SCDMA系统为例进行介绍。
第一步、网络侧根据UE的测量信息为UE做出小区切换判决,并确定UE在目标小区可以进行增强上行接入业务时,网络侧在发往UE的切换命令中带上目标小区的随机接入资源信息。
这里的切换场景包括UE处于CELL_DCH状态并在源小区进行HSUPA业务,在目标小区也进行HSUPA业务;UE处于CELL_DCH状态并在源小区进行普通上行业务,在目标小区进行HSUPA业务。前一种情况就是E-DCH服务小区发生改变;后一种情况是小区切换伴随信道切换。SRNC判断UE在目标小区可以进行增强上行业务的依据包括:目标小区支持增强上行业务、UE当前的业务属性可以进行增强上行业务、目标小区可以接纳该UE进行增强上行业务。
随机接入资源信息中主要包括1条或多条随机接入物理信道、E-RUCCH同步码信息;也可以包括一些随机接入控制参数,如随机接入尝试次数和随机接入定时器等信息。如表1所示。其中PRACH Definition中定义了最多8条随机接入信道;E-RUCCH SYNC_UL codes bitmap表示发起增强上行随机接入可以使用的同步码信息;N-RUCCH和T-RUCCH用于控制随机接入的尝试次数和定时时间。
表1切换命令中的随机接入资源信息
PRACH Definition | MP | 1..8 | 最多可以定义8条随机接入物理信道 | |
>Timeslot number | MP | Timeslotnumber10.3.6.84 | 时隙号 | |
>PRACHChannelisation Code | MP | PRACHChannelisationCode 1.28Mcps TDD10.3.6.51a | 码道 | |
>Midamble Shift andburst type | MP | Midambleshift and bursttype 10.3.6.41 | 中间码 | |
E-RUCCH SYNC_ULcodes bitmap | MP | Bitstring(8) | E-RUCCH同步码信息 | |
N-RUCCH | MD | Integer(0...7) | 随机接入最大尝试次数 | |
T-RUCCH | MD | Integer(100,200..2000by stepof 200) | 随机接入定时器 |
网络侧发往UE的切换命令可以是RRC(无线资源控制)消息中的以下消息之一:物理信道重配置请求、传输信道重配置请求、无线承载重配置请求。具体选择哪条消息取决于RNC的决策,比如当不改变传输信道配置时,可以优先选择物理信道重配置请求消息,当需要改变传输信道配置但不改变无线承载配置时,可以优先选择传输信道重配置请求消息,当需要改变无线承载配置时,可以优先选择无线承载重配置消息。
当目标Node B不属于UE的服务RNC控制时,UE的服务RNC通过Iur接口从DRNC(漂移RNC)中获得目标小区的随机接入资源配置,并通过切换命令发送给UE。
如表1,随机接入资源信息中将包含一条或多条随机接入物理信道的资源信息。TD-SCDMA现有的随机接入流程中总是伴随有上行同步过程。3GPP在设计随机接入过程时,其中所用的随机接入物理信道和上行同步过程所用的上行同步码(SYNC_UL)、快速物理接入信道(FPACH)有着对应的关系,它们应属于小区广播信息中PRACH system information list(随机接入物理信道系统信息列表)中的同一配置实例(目前一个小区最多支持16个随机接入资源配置实例,可以参考3GPP TS25.331中的PRACH systeminformation list信息单元)。
切换命令中的上行同步码、FPACH信道配置在Uplink Timing AdvanceControl(上行定时提前控制)信息单元中,如表2所示就是上行同步码和FPACH信道在切换命令中的配置,其中SYNC_UL codes bitmap是UE可以使用的同步码信息,这些同步码中有些用于普通随机接入、另一些用于E-RUCCH随机接入。表1中的E-RUCCH SYNC_UL codes bitmap中用于E-RUCCH随机接入的同步码应是SYNC_UL codes bitmap可用同步码的一个子集。
表2 Uplink Timing Advance Control(上行定时提前控制)
信息元素名 | 需要 | 多项 | 类型和参考 | 描述 |
…… | 省略其他配置参数 | |||
>>CHOICE TDD option | MP | |||
>>>3.84Mcps TDD | 适用于TD-CDMA的配置参数 | |||
…… | ||||
>>>1.28Mcps TDD | 适用于TD-SCDMA的配置参数 | |||
>>>>SYNC_UL codesbitmap | MP | Bitstring(8) | 同步码配置(现有配置) | |
>>>>FPACH info | MP | FPACH info10.3.6.35a | 快速物理接入信道的配置(现有配置) | |
…… | 省略其他已有配置 |
UE在多条随机接入物理信道中选择其中的一条信道进行E-RUCCH信道的发射,其选择应该根据3GPP规范TS25.224定义的通用随机接入流程中FPACH信道与随机接入物理信道之间的关系来选择具体使用哪一条信道用于E-RUCCH信道。FPACH信道号与随机接入信道之间的关系满足:
(SFN’mod Li)=nRACHi;
nRACHi=0,...,NRACH-1;其中NRACH是与FPACH对应的随机接入物理信道的个数,NRACH不大于Li;Li是与这些PRACH对应的传输块长度,一般取值为1、2、4;SFN’是用户终端在FPACHi上收到确认时的系统子帧号。
第二步,UE在目标小区重建链路后,如果增强上行无线承载对应的缓冲区中有数据需要发送,就进行增强上行随机接入,向Node B请求资源。
UE重建链路的过程包括上行同步过程,UE重建无线链路成功后向网络侧返回响应。
如果UE希望进行HSUPA业务,UE应根据切换命令中的同步码信息选择一个专用于E-RUCCH随机接入的同步码进行发送,Node B检测到该同步码后在FPACH信道上回送确认信息,UE检测到确认信息后,根据FPACH确认所在的系统子帧号从切换命令中的多条随机接入物理信道中选择一条进行E-RUCCH随机接入。如果切换命令中的生效时间不允许UE立即发起增强上行随机接入,UE应等待切换命令中的配置生效时间到达后发起增强上行同步和随机接入。
Node B接收到UE的增强上行随机接入请求,会根据它的调度算法为UE分配增强上行链路资源。
图2是同一SRNC下不同Node B间的UE E-DCH服务小区变化流程图,图中简要画出了网络侧Node B和RNC间的信令流程。本例中SRNC对目标Node B的配置采用典型的2步式,即首先在目标小区建立无线链路,再通过无线链路重配置过程将E-DCH链路配置到该无线链路上,这些流程具体可以参考3GPP TS25.931中的E-DCH切换流程。
201:SRNC(服务的RNC)根据UE的测量信息进行小区切换的判决,并确定UE在目标小区使用HSUPA业务。SRNC通过NBAP(Node B应用部分)协议向目标Node B发起无线链路建立过程,配置新的无线链路。NodeB配置成功后返回响应。
202:SRNC通过NBAP的同步无线链路重配置过程要求源Node B删除与该UE相关的E-DCH资源,并设置该配置的生效时间。源Node B配置成功后返回响应。
203:SRNC通过NBAP的同步无线链路重配置过程要求目标Node B在步骤201建立的无线链路上为该UE建立E-DCH资源,并设置生效时间,该生效时间与步骤202中的一致。Node B配置成功后返回响应。
204:SRNC向UE发送切换命令,本例中SRNC通过传输信道重配置请求消息向UE配置目标小区的资源。除了原有的配置信息外(包括了表2所述内容),还带上目标小区的随机接入资源信息,随机接入资源信息包括表1所述内容。
205:UE接收传输信道重配置请求消息,并在目标小区发起上行同步,重建链路。如果生效时间允许,且UE确定增强上行链路缓冲区中有数据需要传输,UE可以直接选择E-RUCCH随机接入对应的同步码发起上行同步;UE也可以先发起普通上行同步,完成重建链路,在生效时间到来后,再发起E-RUCCH随机接入的上行同步。
206:Node B检测到UE的同步码后在FPACH信道上返回确认消息。
以下207和208步骤没有确定的时序关系,209步骤在208步骤之后执行,210、211、212在207之后执行:
207:UE发起增强上行随机接入,根据206步骤中FPACH返回时的系统子帧号选择随机接入信道,发送E-RUCCH。
208:UE向RNC返回传输信道重配置响应消息。
209:SRNC通知源Node B删除该UE的无线链路。
210:Node B通过E-AGCH信道向UE发送授权信息。
211:UE收到E-AGCH后,在协议规定的定时时间nE-AGCH后,在授权的E-PUCH上发送数据;若UE缓冲区还有数据待传输,辅助调度信息也将随之发送。
212:Node B对E-PUCH信道上的数据进行解码,并在E-HICH信道上返回ACK/NACK信息。
Claims (12)
1. 一种增强上行链路实现快速切换的方法,应用于时分同步码分多址系统中,处于专用信道状态的UE发生小区切换,包含如下步骤:
(a)网络侧确定UE在目标小区可以进行增强上行业务时,在发往UE的切换命令中携带目标小区的随机接入资源信息;
(b)UE在目标小区重建无线链路,如果增强上行无线承载对应的缓冲区中有数据需要发送,UE根据切换命令中携带的随机接入资源信息发起增强上行链路随机接入,向基站Node B请求调度资源。
2. 如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(a)中,随机接入资源信息包括一条或多条随机接入物理信道和增强上行链路随机接入同步码信息。
3. 如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述随机接入资源信息中还包含随机接入尝试次数和随机接入定时器。
4. 如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(a)中,所述切换命令为无线资源控制RRC消息中的物理信道重配置请求或传输信道重配置请求或无线承载重配置请求。
5. 如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述小区切换为用户终端增强上行链路服务小区发生改变,或小区切换伴随普通上行信道到增强上行信道的切换。
6. 如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述随机接入物理信道与切换命令中的上行同步码、快速物理接入信道属于小区系统信息中同一随机接入资源配置实例。
7. 如权利要求2所述的方法,其特征在于:所述步骤(b)中,UE决定发起增强上行随机接入时,使用切换命令中增强上行随机接入对应的上行同步码进行上行同步。
8. 如权利要求7所述的方法,其特征在于:所述步骤(b)中,Node B检测到UE的上行同步码后在快速物理接入信道FPACH上返回确认消息,UE根据接收所述快速物理接入信道时的子帧号从切换命令中的随机接入物理信道中选择一条发起增强上行链路随机接入。
9. 如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(a)中当目标小区支持增强上行业务,且UE请求的业务属性可以进行增强上行业务且目标小区的资源情况可以接纳该UE进行增强上行业务,网络侧确定UE在目标小区可以进行增强上行业务。
10. 如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述网络侧为UE的服务无线网络控制器SRNC。
11. 如权利要求10所述的方法,其特征在于:所述步骤(a)中,当目标小区所属基站Node B不属于UE的SRNC控制时,所述SRNC通过Iur接口从漂移无线网络控制器DRNC中获得目标小区的随机接入资源信息。
12. 如权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(b)中,UE重建无线链路成功后,向网络侧返回切换命令响应消息。
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