CN101252698A - 传输数据的方法和使用该方法的蜂窝系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传输数据的方法和使用该方法的蜂窝系统，在所述蜂窝系统中，在多个小区中的每一个小区，基站以预先设定的传输速率传输相同的数据给多个移动台，所述蜂窝系统包括调整部分和传输部分，所述调整部分用于当小区中的资源消耗水平由于数据传输而超过预先设定的阈值时，调整用于数据传输的资源，来使得资源消耗水平等于预先设定的阈值；所述传输部分用于使用所述调整后的资源执行所述数据传输。

Description

传输数据的方法和使用该方法的蜂窝系统
技术领域
本发明涉及传输数据的方法和使用该方法的蜂窝系统，尤其涉及一种传输多媒体广播多播业务(MBMS)的数据的方法。
背景技术
正在研究在蜂窝系统中用于传输相同的数据给多个移动台的服务，并且其中一个是宽带码分多址接入(W-CDMA)系统中的MBMS。关于MSMS的参考文献例如有日本专利特许公开号2006-254179和第三代合作计划的3GPP TS25.346 6.8.0版本(2006-06)，技术规范组无线接入网络，在无线接入网路(RAN)中的多媒体广播多播业务(MBMS)的介绍阶段2(版本6)。
在WCDMA系统的蜂窝系统中存在有多个基站，并且每一个基站形成一个或多个小区，且与每一个小区中的移动台通信。向每个小区分配一个射频。
在MBMS中，通过公共信道传输数据，或者通过分别指定给多个移动台中的每一个的专用信道来传输数据。在使用公共信道的情况下，设置辅助公共控制物理信道(SCCPCH)，并且使用SCCPCH来传输数据，所述SCCPCH是一公共信道。
进一步地，在提供MBMS服务的区域中，MBMS数据在很多分配了同一射频的小区中同时传输。此时，移动台使用一种技术，即接收传输自多个小区的数据来执行分集合并的所谓的“选择性合并”或者“软合并”，从而提高了可接收MBMS数据的覆盖区域。
在诸如W-CDMA这样的无线系统中，一个小区除了MBMS服务之外还通过使用专用物理信道(DPCH)来提供有专用于用户的语音传输服务或者分组传输服务，所述DPCH是一专用信道。作为比基站更上层的无线网络控制系统的无线网络控制器(RNC)根据在每一个小区中提供的语音传输服务或者分组传输服务的通信量，来计算小区负载，并且当小区负载等于或者小于预先设定的阈值时执行传输MBMS数据的准入控制，所述小区负载是每个小区的负载。
并且，国际专利申请号2005-525743的国家公布公开了一种当在蜂窝系统中的高速下行链路分组接入(HSDPA)系统中使用高速下行链路共享信道(HSDSCH)时有效地使用无线资源的方法。
如上所描述的，在提供MBMS服务的区域中，MBMS数据同时在很多小区中传输，并且在被上述准入控制阻止MBMS数据传输的小区中，MBMS数据不被传输，因此在该小区中的移动台不能接收MBMS数据。
在此，参看上面描述的日本专利特许公开号2006-254179中公开的技术，公开了一种根据语音服务的通信量来控制MBMS数据的传输功率的方法。更具体地，当语音服务的通信量超过阈值时，MBMS数据的传输功率通过诸如三分之二的额定传输功率的不变的比例来改变至减小的量。
但是，使用这种方法，当准入控制不能阻止MBMS数据传输时，或者当小区负载稍稍地超过了准入控制的阈值时，则MBMS数据的传输功率还被恒定的比例减少了，从而出现了可接收MBMS数据的区域的覆盖大大地降低的问题。进一步地，即使MBMS数据的传输功率由恒定的比例减少了，当小区负载稍稍超过准入控制的阈值时，MBMS数据也不能传输，并且同样，出现了可接收MBMS数据的区域的覆盖大大地降低了的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种传输数据的方法，通过该方法传输MBMS数据来最大化可接收MBMS数据的区域，和一种使用该方法的蜂窝系统。
本发明一种传输数据的方法是一种在蜂窝系统中传输数据的方法，其中，在多个小区中的每一个小区，基站以预先设定的传输率传输相同的数据给多个移动台，该方法包括：当由于数据传输，小区中的资源消耗水平超过了预先设定的阈值时，调整用于数据传输的资源来使资源消耗水平等于预先设定的阈值；以及使用调整后的资源执行数据传输。
本发明的蜂窝系统是如下的蜂窝系统，其中多个小区中的每一个小区中基站以预先设定的传输率传输相同的数据给多个移动台，蜂窝系统包括：用于当由于数据传输，小区中的资源消耗水平超过了预先设定的阈值时，调整用于数据传输的资源来使资源消耗水平等于预先设定的阈值的调整部分；和使用调整后的资源执行数据传输的传输部分。
本发明的程序是用于在计算机上执行在蜂窝系统中传输数据的方法的程序，其中，在多个小区的每一个小区中，基站以预先设定的传输率传输相同的数据给多个移动台，该程序包括：用于当由于数据传输，小区中的资源消耗水平超过了预先设定的阈值时，调整用于数据传输的资源来使资源消耗水平等于预先设定的阈值的例程；和使用调整后的资源执行数据传输的例程。
附图说明
图1示出了本发明第一示例性实施例蜂窝系统的配置；
图2是第一示例性实施例中的RNC的功能框图；
图3是示出了第一示例性实施例中的MBMS数据传输过程的流程图；
图4示出了本发明第二示例性实施例蜂窝系统的配置；
图5示出了在第二示例性实施例中RB分配的例子；
图6是第二示例性实施例中的基站的功能框图；
图7示出了第二示例性实施例中的MBMS数据传输过程的流程图。
具体实施方式
接下来，参见附图将会描述本发明的示例性实施例。图1示出了本发明第一示例性实施例的蜂窝系统的配置。蜂窝系统包括基站1和2，该基站1和2分别覆盖的小区3和4，与该基站1和2连接的RNC 5，以及移动台6至8。除了这些，蜂窝系统还包括很多基站和移动台，但是为了简便，省略其说明。
在蜂窝系统中，假定基站1和2分别使用小区3和4中的专用物理信道(DPCH)向多个移动台提供了语音传输服务和分组传输服务，并且还通过设置SCCPCH传输相同的数据(MBMS数据)给多个移动台。使用相同的射频同时在所有的小区3和4中传输MBMS数据。进一步地，可接收多个小区的MBMS数据的移动台同时接收MBMS数据来执行分集合并。
在图1中，假定移动台6和7接收SCCPCH传输的MBMS数据，并且移动台8接收DPCH。在这些移动台中，假定置于小区3和4边界的移动台7接收基站1的小区3和基站2的小区4中传输的MBMS数据，并且执行分集合并。进一步地，尽管未示出，但在该蜂窝系统中，基站在每一个小区中使用恒定的功率传输公共导频信道(CPICH)，并且例如使用CPICH来决定移动台通信的小区。
在该蜂窝系统中，当出现MBMS数据传输请求时，RNC 5基于每一个小区的资源消耗水平执行准入控制，来决定是否允许数据传输。在本文中，该资源消耗水平被称之为“小区负载”，并且将会描述小区负载。
当每一个移动台发起通信请求时，出现使用专用物理信道(DPCH)的通信，并且用于通过DPCH传输的基站的传输功率根据其通信量变化。而且当服务器(未示出)提供MBMS服务发起数据传输请求时，发生MBMS通信，并且用于通过SCCPCH发射MBMS数据的基站的传输功率根据其通信量变化。因此，在每一个小区中的所有信道的传输功率总和是每一个小区中的DPCH的传输功率、SCCPCH的传输功率和CPICH的传输功率的和，并且传输功率的这个总和被称之为“小区负载”。
另外，DPCH的传输功率和SCCPCH的传输功率可以通过任何方法定义，但是，在这，假定一个DPCH的传输功率被控制来维持移动台中的通过DPCH接收的恒定接收质量，并且SCCPCH的传输功率是对应于每一个数据传输率预先定义的恒定量。而且小区负载的计算并不限于上述描述的传输功率，还可以基于传输功率与传输功率的上限的比、传输期间DPCH和SCCPCH的数量或者DPCH的传输率和SCCPCH的传输率的总和来计算小区负载。
图2是本实施例RNC 5的示意性功能框图，并且仅仅示出了与本发明相关的框。参见图2，RNC 5包括具有与基站1和2的通信功能的通信部分501，具有MBMS数据传输功能的MBMS数据传输部分502，用于执行MBMS数据传输的准入控制的MBMS数据传输准入控制部分、用于控制每一个部分的控制部分(CPU)504，和操作为控制部分504的工作RAM和用于预先作为程序而存储控制部分504的控制操作过程的ROM的存储器505。
图3是说明本实施例中操作的流程图，并且示出了RNC 5执行的MBMS数据传输过程的例子。参见图3，首先RNC 5当数据通过SCCPCH使用标准功率传输时，在启动数据传输后计算传输功率的和(步骤S21)。预先设置标准功率，从而在每一个小区中的数据可接收区域的比例满足预先设定的设计参考值。
传输功率的和由于在每一个小区中与邻近小区同一时间启动数据传输而与公共信道(CPICH，SCCPCH)的传输功率增长率成比例的增加，并且因此如下计算：
P_总＝(P_cpich+P_sccpch+P_dpch)×{(P_cpich+P_sccpch+ΔP_sccpch_std)/(P_cpich+P_sccpch)}......(1)
在等式(1)中，P总是指传输功率之和，P_cpich是指CPICH的传输功率，P_dpch是指在增加MBMS数据传输之前DPCH的传输功率，P_sccpch是指在增加MBMS数据传输之前SCCPCH的传输功率，以及ΔP_sccpch_std是指MBMS数据传输的标准功率。
然后，当传输功率的总和没有超过预先设定的阈值时，分配的功率设置为标准功率，并且使用该分配的功率，传输数据(步骤S22、S23和S27)。而且，当传输功率之和超过预先设定的阈值时，计算分配的功率(步骤S24)。分配的功率所具有的值被定义为使得传输功率之和变为与当使用可分配的功率传输数据时的传输功率之和的阈值相等，并且如下那样计算：
P_th＝(P_cpich+P_sccpch+P_dpch)×{(P_cpich+P_sccpch+ΔP_sccpch_available)/(P_cpich+P_sccpch)}......(2)
在等式(2)中，P_th表示传输功率之和的阈值，ΔP_sccpch_available表示对MBMS数据传输可分配的功率。
从等式(2)中，可分配的功率如下获得：
ΔP_sccpch_available＝P_th×(P_cpich+P_sccpch)/(P_cpich+P_sccpch+P_dpch)-(P_cpich+P_sccpch)......(3)
当等式(3)指出的可分配的功率等于或者大于最小功率时，所分配的功率设置为可分配的功率，并且使用该分配的功率发射数据(步骤S25、S26和S27)。在此，最小功率被预先设置为使得使用最小功率发射数据的每一个小区中的数据可接收区域的比例满足预先设定的设计参考值(例如，50％)。另外，在步骤S25，当可分配的功率小于最小功率时，不发射数据。
在这种方式中，即使传输数据使用标准功率，当传输功率之和没有超过阈值时，RNC 5也通过使用标准的功率执行数据传输，并且当传输功率之和超过阈值时，仅仅当分配的功率等于或者大于最小功率时，RNC 5才使用可分配的功率来执行数据传输，其中传输功率之和等于阈值。
接下来，将会描述本发明第二示例性实施例。本实施例中的蜂窝系统符合由作为移动通信系统的标准化组织的第三代合作计划(3GPP)研究的长期演变(LTE)网络。在本实施例中，替代第一示例性实施例的RNC5，提供网关设备(GW)15，并且基站11和12与GW 15连接。基站11和12还具有与第一示例性实施例的RNC 5的功能等同的功能，并且被称之为LTE中的“eNodeB”。另外，剩余功能与第一示例性实施例相同，并且通过相似的符号表示与图1相似的部分。
在该蜂窝系统中，正交频分复用(OFDMA)系统用作下行链路的无线接入系统，并且分配给蜂窝系统的频带分为多个频带(称为RB：资源块)，并且每一个RB在用于基站和移动台之间的通信的预先设定的时间帧中指定，并且从而在每个小区中很多移动台能通过语音或者分组进行通信。
在通过每一个RB发射数据时，基站可控制其传输功率，但是，在本实施例中，传输功率是恒定的，并且每信息比特的传输功率通过根据信道质量适应性地改变调制系统和编码率的组合(MSC：调制编码方案)而改变，从而，使用预先设定的无线资源，数据能以最大传输率传输。因此，当MBMS数据在恒定传输率上传输时，每预先设定的时间帧需要的RB的数量按照用于传输的MCS确定。
每一个基站具有用于确定RB指定的调度器，并且该调度器确定用于每一个传输时间帧传输语音数据、分组数据和MBMS数据的RB指定。图5示出了该指定的一个例子。图5还示出了用于在其上传输预先设定的信号模式的公共导频信道的传输的RB。例如，其用来确定移动台通信的小区。
在图5中，纵轴示出了RB号，并且横轴示出时间，且示出了RB指定的状态在每一传输时间帧变化。另外，在图5中，水平线指示用于公共导频信道传输的RB，竖线指示用于传输语音数据的RB，网格图案指示用于传输分组数据的RB，对角线指示用于传输MBMS数据的RB，以及空白指示未使用的RB。
在图4的蜂窝系统中，基站11和12使用调度器指定的RB，分别将用于语音传输服务或者分组传输服务的专用数据提供给小区3和4中的多个移动台，并且使用预先设定的RB传输相同的数据(MBMS数据)给多个移动台。在图4中，假定移动台6和7接收MBMS数据，并且基站8接收专用数据。假定移动台7接收基站11的小区3和基站12的小区4中的MBMS数据，并且执行分集合并。
当出现MBMS数据传输请求时，基于每一个小区的资源消耗水平执行准入控制，来确定是否允许数据传输。在本实施例中，平均RB使用率用作资源消耗水平。平均RB使用率是每一个时间点前用于求平均的恒定时间周期内的RB使用率(使用的RB与所有RB的比例)。
图6是本实施例基站11和12的示意性功能框图，并且仅仅示出了与本发明相关的框。参见图6，基站包括具有与GW 15通信的功能的通信部分101，具有与移动台通信的功能的无线通信部分102，上述描述的调度器103，具有MBMS数据传输功能的MBMS数据传输部分104，用于执行MBMS数据传输的准入控制的MBMS数据传输准入控制部分105，用于控制每一部分的控制部分(CPU)106，和操作为控制部分106的工作RAM和预先作为程序而存储控制部分106的控制操作过程的存储器107。
图7是说明本实施例基站中的MBMS数据传输过程的流程图。参见图7，基站首先当使用标准MCS(步骤S51)传输数据时，在启动数据传输后计算平均RB使用比例(步骤S51)。标准MCS被预先设置为使得在每一个小区中的数据可接收区域的比例满足预先设定的设计参考值。在使用标准MCS启动数据传输后的平均RB使用率是通过给上一个平均RB使用率增加一个值来计算的，该值是通过RB的标准数量除于所有的RB的数量获得的。RB的标准数量是使用标准MCS传输MBMS数据所需的RB的数量。
然后，当RB的平均数量不超过预先设定的阈值时，分配的RB数量设置为RB的标准数量，并且通过标准数量的RB，传输数据(步骤S52、S53和S57)。进一步地，当RB的平均数量超过预先设定的阈值时，计算RB的可分配的数量(步骤S54)。RB的可分配的数量所具有的值被定义成使得当通过可分配数量的RB传输数据时，RB的平均数量变得与RB的平均数量的阈值相等。
当可分配的RB数量等于或者小于RB的最小数量时，RB的分配的数量设置为RB的可分配的数量，并且通过分配的数量的RB传输数据(步骤S55至S57)。在此，RB的最小数量被预先设置为使得在使用对应于高传输率的MCS传输数据以通过最小数量个RB来提供预先设定的数据传输率的小区中，数据可接收区域的覆盖满足预先设定的设计参考值(例如50％)。另外，在步骤S55，当RB的可分配的数量小于RB的最小数量时，不传输数据。
在这种方式中，即使使用标准MCS传输数据，在RB的平均数量没有超过阈值的情况下，基站也用标准MCS来执行数据传输。进一步地，当RB的平均数量超过阈值时，仅当RB的分配的数量等于或者大于RB的最小数量时，基站才通过可分配的数量的RB执行数据传输，其中RB的平均数量变为等于阈值。
如上所描述，由于数据传输时的资源消耗水平变得等于资源消耗水平的预先设定的阈值，所以消除了由准入控制引起的数据传输的阻塞，并且在资源消耗水平的阈值范围内，在最大程度上使用资源传输数据，从而可接收数据的区域是最大的。
而且，在多个小区中使用相同的射频同时传输数据，并且移动台接收从多个小区传输的数据来执行分集合并，并且变得易于传输数据，因此，由于分集合并能很容易地提供数据接收质量的改进的效果，并且可接收数据的区域最大。
而且，当可用的资源小于预先设定的下限时，不传输数据，并且当对使用可用资源扩大可接收数据的区域不抱很大希望时，不会浪费资源，并且减少了与其它邻近小区的干扰功率，因此在其他小区中数据接收质量改进了，并且可接收数据的区域最大。
在图3或者图7中示出的上面描述的每一个实施例的操作流中的操作过程可以作为程序预先存储在诸如ROM这样的记录介质中，而该程序是由CPU读出来执行，所述CPU是一计算机。
本发明的示例性优点是资源消耗水平变为与在传输数据时的资源消耗水平的预先设定的阈值相等，从而消除了由准入控制引起的数据传输阻塞，并且在资源消耗水平的阈值范围内，最大程度地使用资源传输数据，并因此可接收数据的区域最大。
进一步地，本发明的示例性优点是在多个小区之间用相同的射频同时传输数据，并且移动台接收传输自多个小区的数据来执行分集合并，并且变得易于传输数据，从而由于分集合并可容易地提供数据接收质量的改进效果，且可接收数据的区域最大。
而且，本发明的示例性优点是当可用资源小于预先设定的下限时，不传输数据，且当对使用可用资源扩大可接收数据的区域不抱太大希望时，不会浪费资源，并且减少了与其它邻近小区的干扰功率，因此在其他小区中数据接收质量得到了改进，并且可接收数据的区域最大。
尽管参见其中的示例性实施例已经具体地示出并描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施例。本领域技术人员应当理解在不脱离权利要求定义的本发明的精神和范围下，可作出在形式和细节上的各种变化。
本发明是基于2007年2月21日递交的申请号为2007-040141的日本专利申请，并且要求了该专利申请的优先权，该专利申请的公开内容通过引用完整地并入本文。

Claims (12)

1.一种用于传输蜂窝系统的数据的方法，在所述蜂窝系统中，在多个小区中的每一个小区中，基站以预先设定的传输速率传输相同的数据给多个移动台，该方法包括：
当所述小区中的资源消耗水平由于所述数据传输而超过预先设定的阈值时，调整用于数据传输的资源，以使得所述资源消耗水平等于所述预先设定的阈值；和
使用调整后的资源执行所述数据传输。
2.如权利要求1所述的传输数据的方法，其中
使用相同的射频在所述多个小区之间同时传输所述数据。
3.如权利要求1所述的传输数据的方法，还包括：
在所述移动台中，通过接收所述多个小区中传输的数据来执行分集合并。
4.如权利要求1所述的传输数据的方法，其中
在所述多个小区中的每一个小区中，当调整后的资源小于预先设定的下限时，不传输所述数据。
5.如权利要求1所述的传输数据的方法，其中
所述资源消耗水平是所述小区中的基站的传输功率之和。
6.如权利要求1所述的传输数据的方法，其中
所述资源消耗水平是用于传输导频信号和数据其中之一的资源块的使用率。
7.一种蜂窝系统，其中在多个小区的每一个小区中，基站以预先设定的传输速率传输相同的数据给多个移动台，所述蜂窝系统包括：
调整部分，用于当所述小区中的资源消耗水平由于所述数据传输而超过预先设定的阈值时，调整用于数据传输的资源，来使得所述资源消耗水平等于所述预先设定的阈值；和
传输部分，用于使用所述调整后的资源执行所述数据传输。
8.如权利要求7所述的蜂窝系统，其中
使用相同的射频在所述多个小区之间同时传输所述数据。
9.如权利要求7所述的蜂窝系统，其中
所述移动台通过接收所述多个小区中传输的数据来执行分集合并。
10.如权利要求7所述的蜂窝系统，其中
在所述多个小区中的每一个小区中，当调整后的资源小于预先设定的下限时，不传输所述数据。
11.如权利要求7所述的蜂窝系统，其中所述资源消耗水平是所述小区中的基站的传输功率之和。
12.如权利要求7所述的蜂窝系统，其中所述资源消耗水平是用于传输导频信号和数据其中之一的资源块的使用率。
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