CN101253801B - 在高速下行链路分组接入中无线电资源控制信令的信道选择方法 - Google Patents

Abstract

一种无线电网络控制器(RNC)经配置以使用所选下行链路信道来发送无线电资源控制(RRC)消息至移动站。依据该移动站的移动率，该RNC经配置以配置信令连接，以使用第一下行链路信道或第二下行链路信道进行传输该RRC消息。根据一项具体实施例，该RNC在该移动站具有高移动率时选择专用信道，并且在该移动站具有低移动率时选择共享信道。

Description

在高速下行链路分组接入中无线电资源控制信令的信道选择方法

技术领域

本发明广泛是关于码分多址(CDMA)系统，并且具体而言，是关于CDMA系统中用于高速下行链路分组接入(HSDPA)的无线电资源控制信令。

背景技术

高速下行链路分组接入(HSDPA)是宽带码分多址(WCDMA)网络中提供的分组数据服务。HSDPA是第三代合作伙伴项目(3GPP)在WCDMA标准发行版本99中指定的WCDMA的演进。WCDMA标准发行版本5中采用的HSDPA使用增强功能(诸如较高阶调制(16QAM)、物理层重新传输与软组合混合式自动重复请求(H-ARQ)、多码传输、快速链路调整及快速调度)而提供高达10Mbits/s的峰值数据速率。用于HSDPA的传输信道是高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。HS-DSCH是在高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)予以载送。

HS-DSCH是由多个移动站所共享的时间复用信道。若干移动站经调度以接收一服务基站在HS-PDSCH上传输的数据。调度间隔称为传输时间间隔(TTI)。在一既定TTI期间，可调度一或多个移动站。该移动站在一上行链路信道(称为高速专用物理控制信道(HS-DPCCH))将信道条件报告给该基站，以使该基站能够进行调度决策。该基站至少部分基于该报告的信道条件来调度该移动站。在一既定TTI期间经调度以接收该HS-DSCH上的分组数据的该移动站的识别身分是在高速共享控制信道(HS-SCCH)上予以传输。亦使用HS-SCCH来发送移动站解码HS-DSCH所需的传输参数，诸如相对应的TTI中使用的码信道、传输区块大小及调制方案。

根据WCDMA标准发行版本5，HS-DSCH始终结合一相关联专用物理信道(A-DPCH)运作。A-DPCH载送介于移动站与基站之间的功率控制信号及无线电资源控制(RRC)消息。无线电资源控制是一种提供由无线电接入网络中的无线电网络控制器来控制移动站的协议。WCDMA标准发行版本6允许在HS-PDSCH(而非A-DPCH)上发送RRC信令消息至移动站。使用HS-DPSCH上频带内信令的原因旨在减少分配用于信令用途的功率量，使得可将更多功率分配给HS-DSCH。在WCDMA标准发行版本6中，可在HS-PDSCH上频带内发送RRC消息。当使用HS-PDSCH上频带内信令时，DPCH是用于仅载送功率控制信息且称为“碎形专用物理信道”(fractional-DPCH；F-DPCH)。

不同于A-DPCH，HS-PDSCH不使用软切换，并且传输RRC信令至移动站的可靠度很可能低于使用A-DPCH的可靠度。HS-PDSCH上的信道条件可迅速变动，尤其当移动站正高速移动时。如果关键RRC消息(诸如切换消息)因不佳的信道条件而丢失，则可导致无线电链路失效。因此，有需要使基站与移动站之间的信令更加强健，尤其当使用HS-PDSCH上的频带内信令来载送RRC消息时。

发明内容

本发明具体实施例提供一种用于从无线电网络控制器(RNC)发送无线电资源控制(RRC)消息给移动站的方法及设备。该RNC建置与该移动站的RRC连接，用于发送信令消息至该移动站。依据该移动站的移动率，该RNC可选择第一下行链路信道或第二下行链路信道进行传输该RRC消息至该移动站。当该移动站正在高速移动时选择该第一下行链路信道。当该移动站正在低速移动时选择该第二下行链路信道。在一项示范性具体实施例中，该第一下行链路信道可包括专用信道，并且该第二下行链路信道可包括共享信道。

该RNC可响应该移动站的移动率或速度变更，而动态重新配置该RRC连接。该RNC在HSDPA会话期间监视该移动站的该移动率，并且依据该移动率来重新配置该RRC连接。可依据来自该移动站的经接收信号的信号特征来确定该移动率。信号特征的实例包括该经接收信号的Doppler扩展或该经接收信号的信号强度。再者，可依据其他因素(诸如切换频率)来评估该移动率。

本发明的一示范性具体实施例包括一种由无线电网络控制器实施的信令方法。该信令方法包括：确定移动站的移动率；选择第一下行链路信道或第二下行链路信道之一，以用于建置与该移动站的信令连接；及配置与该移动站的该信令连接，以使用该所选下行链路信道。

本发明的另一示范性具体实施例包括一种用于移动通信网络的无线电网络控制器。该无线电网络控制器包括控制单元及信号处理器。该控制单元经配置用以：确定移动站的移动率；依据该移动率而选择第一下行链路信道或第二下行链路信道之一；及配置与该移动站的信令连接，以使用该所选下行链路信道。信号处理器经配置以使用该建置的信令连接上与该移动站交换信令消息。

附图说明

图1绘示示范性移动通信网络。

图2绘示示范性移动站。

图3绘示示范性无线电接入网络。

图4绘示用于响应移动站移动性变更来配置与移动站的RRC连接的示范性逻辑。

具体实施方式

图1绘示用于为一或多个移动站100提供移动通信服务的示范性无线通信网络10。本文中使用的用词“移动站”意指具有无线连接至通信网络的能力的任何携带型通信装置。用词“移动站”包括(但不限于)移动电话、传呼机、个人数字助理及膝上型或手提式计算机。该示范性无线通信网络10包括如第三代合作伙伴项目(3GPP)指定的宽带码分多址(WCDMA)。熟悉此项技术者应明白，本发明亦可运用在以其他标准为基础的移动通信网络，诸如cdma 2000(TIA-2000)、1xEV-DO(TIA-856a)及WiMAX(IEEE 802.16)。

无线通信网络10包括一连接至一或多个外部分组数据网络(诸如网际网络)的核心网络(CN)20及一或多个无线电接入网络(RAN)30。核心网络20负责介于移动站100与外部网络之间的呼叫的交换及路由。该核心网络20可包括一用于提供电路交换服务的移动交换中心(MSC)22及一用于提供分组交换服务的服务GPRS支持节点(SGSN)24。该RAN 30的主要功能旨在为移动站100提供对该核心网络20的接入。RAN 30包括一或多个无线电网络子系统(RNS)32。一RNS 32包括一无线电网络控制器(RNC)34及一或多个基站(BS)36(在WCDMA标准中称为节点(B)。本说明书使用泛用用词“基站(BS)”，而非使用WCDMA特定用词“节点B”。

BS 36是通过空中接口与移动站100通信且通常相关联于一小区(cell)。一BS 36可在一个以上小区中提供服务。该RNC 34是连接RAN 30至核心网络20且控制RAN功能的网络组件。RNC 34管理其网域内的BS 36及无线电资源且终止无线电资源控制(RRC)。RRC是一种藉由RNC 34来控制移动站的协议。由RNC 34执行的RRC功能包括测量报告、有效集管理及切换控制。

高速下行链路分组接入(HSDPA)是一种由无线通信网络10实行以在下行链路上传递分组至移动站100的方法。HSDPA是先前版本WCDMA标准中下行链路共享信道(DSCH)的演进。WCDMA标准发行版本5中采用的HSDPA。HSDPA的主要用途旨在使用增强功能(诸如快速调度、快速链路调整、物理层混合式自动重复请求(HARQ)、较小分组大小及多码传输)来增加数据吞吐量。HSDPA利用分组数据服务的突发性本质(bursty nature)以使多个用户共享可用的无线电资源，并且借此更高效率地使用那些资源。

HSDPA提供一用于在下行链路上高速分组传递的新传输信道(称为高速下行链路共享信道(HS0-DSCH)以及两个新下行链路物理信道：高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)，用以载送用户数据；以及高速共享控制信道(HS-SCCH)，用以载送下行链路信令，该下行链路信令(HS-SCCH)，用以载送下行链路信令，该下行链路信令是用于识别正被调度中的移动站及用于指示出移动站解码HS-PDSCH所需的传输参数。HSDPA亦增加一个上行链路信道，称为高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)，用以载送上行链路信令，诸如用于H-ARQ操作的ACK/NACK(确认/否定确认)信令及用于调度及速率控制的信道品质指示项(CQI)。根据WCDMA标准发行版本5，HSDPA始终结合一相关联专用物理信道(A-DPCH)动作。A-DPCH是用于发送功率控制命令，并且亦可用于发送RRC信令至移动站100。WCDMA标准发行版本6允许一服务基站以高速物理下行链路共享信道(HS-PDSCH)(而非A-DPCH)的频带内来发送RRC信令消息(包括切换消息)至移动站；并且，在此情况中，DPCH是用于仅载送功率控制信息且称为“碎形专用物理信道”(fractional DPCH；F-DPCH)。

HS-DSCH上的传输被划分为2毫秒时间单位(称为传输时间间隔(TTI))。一TTI被进一步划分为3个时隙(每时隙0.667毫秒)。一TTI是用于在HS-DSCH上调度移动站100的基本时间单位。调度是一项由一位于服务BS 36中的调度器所执行的功能。位于该服务BS 36处的该调度器依据诸如下列的因素来确定每一TTI中应接收数据的移动站100：每一移动站100所报告的信道条件；搁置在每一移动站100的缓冲器中的数据量；传至每一移动站100的平均吞吐量；及任何服务品质(QoS)保证。典型由网络操作员来确定调度算法。在任何既定TTI期间，BS 36分配至多15个信道化码给一或多个移动站100。

BS 36经由HS-SCCH来识别正被调度的移动站100、码分配及传输格式。HS-SCCH是一种用于在一相对应的TTI开始之前传输下行链路信令的固定速率信道(60kbps，扩展因数＝128)。HS-SCCH被划分成两部分。“部分1”载送移动站100开始解调HS-DSCH所需的关键信息。“部分2”载送较低关键信息，诸如循环冗余检查(CRC)及HARQ处理信息。BS 36在该相对应的TTI开始之前的两个时隙传输HS-SCCH。该两个部分是连同一识别该相对应的TTI中所调度的移动站100的移动特定的序列遮罩予以传输。

HS-DPCCH是一载送相关联于HSDPA操作的信令的上行链路信道。移动站100使用HS-DPCCH来发送一信道品质指示项(CQI)至BS 36。BS 36使用CQI来作出调度决策。移动站100亦使用HS-DPCCH来发送一用于操作的ACK/NACK指示项至BS 36，以指示是否成功接收到所传输的分组。

移动站100监视HS-SCCH，以确定其何时被调度以接收HS-PDSCH上的数据分组。具体而言，移动站100解码每一HS-SCCH的“部分1”，以确定其是否被调度在相对应的TTI期间。当移动站100被调度在相对应的TTI时，其亦解码HS-SCCH的“部分2”，并且在指定的TTI开始时开始解码HS-PDSCH。移动站100在解码HS-PDSCH之后在HS-DPCCH上传输一ACK/NACK指示项至BS 36，以指示是否成功接收到数据分组。

当移动站100正在HS-DSCH上操作时，由RNC 34执行无线电数据控制(RRC)。RRC是一种管理无线电资源的协议。RRC功能包括：配置无线电承载(radio bearer)、传输信道及物理信道；对移动站测量的测量控制；及切换控制。为了执行那些功能，RNC 34建置介于RNC34与移动站100之间的RRC连接及信令承载(signaling bearer)。建置、维护及释放RRC连接亦是RRC功能之一。传统上，于RNC 34与移动站100之间在一专用业务信道(诸如A-DPCH)上发送RRC消息。WCDMA标准发行版本6允许在HS-PDSCH(其为共享业务信道)频带内传输下行链路RRC消息至移动站100。此项变更的动机在于，减少分配给专用信道的功率，使得有更多功率可用于HS-PDSCH。在此情况中，DPCH是用于仅载送功率控制信息且称为“碎形专用物理信道”(F-DPCH)。

介于A-DPCH与HS-PDSCH之间的一项差异在于，在A-DPCH上使用软切换。在软切换期间，移动站100接收来自多个基站36的信号，这使得接收更加可靠。反之，由于协调来自不同小区的传输的复杂度，因而软切换未用于HS-PDSCH。来自服务BS 36的信号品质很可能显著波动，尤其当移动站100正在调整移动时，这可导致分组丢失。丢失关键RRC消息可导致无线电链路失效。

由于使用软切换，所以A-DPCH提供一种传输RRC消息至移动站100的更可靠机制。另一方面，对于RRC信令使用A-DPCH，则减少HS-PDSCH可用的总功率资源与码资源。本发明借由使用本文中称为信道类型切换的技术，使可靠信令需求与减少专用于信令的功率资源和码资源的期望达到平衡。RNC 34监视移动站100相对于服务BS 36的移动率。可依据来自移动站100的经接收信号的测量，或依据其他准则(诸如切换频率)，来确定移动站100的移动率。举例而言，每分钟发生4至5次切换指示出高移动性的移动站100。每分钟发生低于1次切换指示出低移动性的移动站100。RNC 34依据移动站100的移动率，来确定对于RRC信令使用A-DPCH(专用信道)或HS-PDSCH(共享信道)。当移动站100正在调整移动时，RNC 34选择A-DPCH以用于RRC信令，以增加信令信道的可靠度。反之，当移动站100正在低速移动时，RNC34对于RRC信令使用HS-PDSCH。当切换于信道之间时，RNC 34发送一重新配置消息至移动站100，以重新配置介于RNC 34与移动站100之间的RRC连接。可在连接建置期间进行下行链路控制信道的选择，并且如果移动站100的移动率变更，则可在连接期间进行下行链路控制信道的变更。

在本发明的一些具体实施例中，可由移动站100来实施移动率侦测。在此情况中，移动站100可依据移动率来要求对于RRC信令使用A-DPCH或HS-PDSCH。替代做法为，移动站100可在一上行链路控制信道上发送其移动率指示至RNC 34。

图2绘示根据本发明具体实施例的示范性移动站100。移动站100包括一耦接至一或多个天线112及基带处理电路120的射频(RF)电路(或收发器)102。该RF电路102包括接收器前端104及发射器前端106。接收器前端104滤波、放大及降频转换经接收的信号。模拟数字转换器108将接收器前端104输出转换成一适合该基带处理电路120处理的数字信号。在发射侧，数字模拟转换器110将输出自该基带处理电路120的发射信号转换成一适合传输的模拟信号。发射器前端106将模拟发射信号调制成一用于由天线112传输的RF载波。

基带处理电路120包括一解调器122、解码电路124、量测电路(MC)126、控制处理器128、编码电路130及调制器132。解调器122解调自移动站100通过空中接口接收的信号且将经解调的信号供应至该解码电路124。举例而言，解调器122可包括一RAKE接收器或码片均衡(chipequalization)接收器。解码电路124执行信道解码，并且分离出用户数据与控制消息。控制消息(诸如来自RNC 34的RRC消息)被发送至控制处理器128，其控制移动站100的整体运作且可包括一或多个处理器。控制处理器128处置层2及层3信令并且产生控制信号(如虚线所示)，用以配置解调器122、解码电路124、编码电路130及调制器132。控制处理器128运作以响应来自RNC 34的一重新配置消息，而配置解调器122及解码电路124，以在A-DPCH或HS-PDSCH上接收RRC消息。量测电路126执行关于经接收信号的信号品质测量，并且提供信号品质测量结果至控制处理器128。编码电路130执行用户数据与控制信令的信道编码。调制器132数字调制自该编码电路130输出的信号，以产生一施加至该数字模拟转换器110的发射信号。

应明白，可使用各种硬件及软件来实施移动站100的元件或组件，诸如，基带处理电路120。举例而言，可使用一或多个微处理器、微计算机、数字信号处理器(DSP)、特殊用途硬件(诸如专用积体电路(ASIC))及可程式化逻辑装置或其组合来实施该基带处理电路120。进一步，应明白，该基带处理电路120可被整合在一单一装置(诸如单一ASIC或微处理器)、或可分散于数个装置中。

图3详细绘示RNC 34及BS 36。RNC 34包括一无线电资源控制器60，该无线电资源控制器60包括一控制单元62及一层3(L3)信号处理器64。控制单元62包含用于管理无线电资源及产生控制信号(如虚线所示)的控制逻辑，用以配置BS 36处的传输信道、逻辑信道及物理信道。L3信号处理器64配合移动站100来处置L3信令。如上文所述，可在A-DPCH上或HS-PDSCH频带内传输RRC消息至移动站100。控制单元62的任务之一是选择欲用于介于RNC 34与移动站100之间的RRC信令的信道。

BS 36包括耦接至一用于与一或多个100通信的天线38的接收电路40与传输电路50。接收电路40包括一接收器前端42、侦测器44及一Doppler评估器46。接收器前端42滤波、放大及降频转换来自移动站100的经接收信号。来自接收器前端42的输出信号在模拟数字转换后供应至侦测器44。侦测器44包括用于解扩展、解调及解码经接收信号的处理电路。侦测器44将接收自移动站100的RRC消息传送至RNC34中的控制单元62及/或L3信号处理器64。传输电路50包括一调制器52及发射器前端54。调制器52对用于传输至移动站100的信号进行编码，并且将经编码的信号映射至信令星区点，如此项技术中所熟知。经调制的信号被传送至发射器前端54，其增频转换及放大该信号，并且将该信号调制为一RF载波。

Doppler评估器46评估经接收信号的Doppler扩展(Dopplerspread)，并且将Doppler扩展的评估提供至RNC 34中的控制单元62。Doppler扩展提供移动站100的一项移动率指示。熟悉此项技术者应明白，可使用其他参数作为一移动率指示。举例而言，经接收信号强度与移动率互相关联，并且可用来取代经接收信号的Doppler扩展(或除了使用Doppler扩展以外，亦使用经接收信号强度)来作为移动站100的一项移动率指示。再者，高速移动中的移动站100将历经更频繁的切换。因此，切换频率提供移动站100的另一项移动率指示。可由RNC 34中的控制单元62来确定切换频率。在本发明中，可使用与移动站速率互相关联的任何已知参数来作为一项移动站移动率指示，并且本发明非限定于本文中所给定的特定实例。

应明白，可使用各种硬件及软件来实施BS 36及RNC 34。举例而言，可使用一或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、特殊用途硬件(诸如专用积体电路(ASIC))及可程式化逻辑装置或其组合来实施BS 36及RNC 34的元件及组件。进一步，应明白，BS 36及RNC 34的元件及组件可被整合在一单一装置(诸如单一ASIC或微处理器)、或可分散于数个装置中。再者，应明白，虽然图中将BS 36及RNC 34绘示为分开的节点，但是亦可整合在一单一节点中。

图4绘示RNC 34所实施的示范性程序的流程图。该程序是在移动站100正在进行的HSDPA会话时予以实行(步骤200。于HSDPA会话期间，控制单元62监视移动站100的移动率(步骤202)。当控制单元62侦测移动率变更(例如，从高移动率变成低移动率，或反之亦然)(步骤204)时，控制单元62重新配置RNC 34与移动站100的RRC连接(步骤206、208)。当移动站100从低移动率变成高移动率时，控制单元62重新配置RNC 34的RRC连接，以在A-DPCH上发送RRC消息至与移动站100(步骤206、208)。反之，当移动站100从高移动率变成低移动率时，控制单元62重新配置RNC 34的RRC连接，以在HS-PDSCH上发送RRC消息至移动站100(步骤208)。在重新配置期间，L3信号处理器64发送一重新配置消息至移动站100(步骤210)。可在移动站100确认该重新配置消息时使RRC连接的重新配置生效，以避免无线电分组失效。因此，如果RNC 34目前正在使用A-DPCH，则在A-DPCH上发送重新配置消息。RNC 34接收到确认之后，RNC 34对于任何后续RRC消息的RRC信令使用HS-PDSCH上的频带内信令。反之，如果RNC 34目前对于RRC信令正在使用HS-PDSCH，则在HS-PDSCH上发送重新配置消息。RNC 34接收到确认之后，RNC 34对于后续RRC消息使用A-DPCH。

藉由对于RRC信令而在专用信道与共享信道之间切换，可实现更高效率使用无线电资源，同时维护介于RNC 34与移动站100之间RRC连接的高度可靠度。当移动站100具有高移动率时，RNC 34可分配功率资源与码资源给专用信道，以传输RRC消息至移动站100。反之，当移动站100正在以低移动率操作时，则在共享信道上的传输应充分可靠，使得RNC 34可将专用信道的功率资源与码资源重新分配给共享信道，以改良效率。因此，仅当需要确保可靠传输RRC消息至移动站100时，才将功率资源与码资源分配给专用信道，并且当可在HS-PDSCH上达成可靠传输时，使功率资源及码资源可用于HS-PDSCH。

当然亦可按除本文具体提出外的其他方式来实施本发明，而未脱离本发明的基本特征。在所有态样中，本发明具体实施例应视为解说而非限制，并且本发明涵盖属于随附的权利要求的意义及同等范围内的所有变更。

Claims (15)

1.一种由无线电网络控制器实施的信令方法，该方法包括：

确定移动站的移动率；

依据该移动站的该移动率，当移动站具有高移动率时，选择专用信道；当移动站具有低移动率时，选择共享信道，以用于与该移动站的信令连接；及

配置与该移动站的信令连接，以使用所选专用信道或共享信道下行链路信道。

2.如权利要求1的信令方法，其中，该移动站的该移动率是依据来自该移动站的经接收信号的信号特征予以确定的。

3.如权利要求2的信令方法，其中，该信号特征包括来自该移动站的该经接收信号的多普勒扩展。

4.如权利要求3的信令方法，其中，该无线电网络控制器接收来自服务基站的多普勒扩展测量。

5.如权利要求2的信令方法，其中，该信号特征包括来自该移动站的经接收信号的信号强度。

6.如权利要求5的信令方法，其中，该无线电网络控制器接收来自服务基站的该信号强度的测量。

7.如权利要求1的信令方法，其中，该移动站的该移动率是依据该移动站的切换频率予以确定的。

8.如权利要求1的信令方法，其中，在宽带码分多址系统中，该专用信道包括专用物理信道，并且其中，该共享信道包括高速物理下行链路共享信道。

9.一种用以控制分配给移动站的无线电资源的无线电网络控制器，该无线电网络控制器包括：

控制单元，其经配置用以：

确定该移动站的移动率；

依据该移动率，当移动站具有高移动率时，选择专用信道；当移动站具有低移动率时，选择共享信道，以用于与该移动站的信令连接；

配置与该移动站的该信令连接，以使用所选专用信道或共享信道下行链路信道；及

信令处理器，其经配置以在该信令连接上与该移动站交换信令消息。

10.如权利要求9的无线电网络控制器，其中，该移动站的该移动率是依据来自该移动站的经接收信号的信号特征予以确定的。

11.如权利要求10的无线电网络控制器，其中，该信号特征包括该经接收信号的多普勒扩展。

12.如权利要求10的无线电网络控制器，其中，该信号特征包括该经接收信号的信号强度。

13.如权利要求10的无线电网络控制器，其中，该控制单元经配置以接收来自服务基站的该信号特征的测量。

14.如权利要求9的无线电网络控制器，其中，该移动站的该移动率是依据该移动站的切换频率予以确定的。

15.如权利要求14的无线电网络控制器，其中，在宽带码分多址系统中，该专用信道包括专用物理信道，并且其中，该共享信道包括高速物理下行链路共享信道。

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