CN101282507A - 数据传输方法及数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数据传输方法，所述方法采用5msTTI传输数据，并以连续4个TTI共20ms的时间间隔作为一个整调度周期，并包括下述步骤UE利用初始发射功率向基站传输数据；经过第一个TTI后，基站向所述UE下发第一个TPC，UE根据所述TPC的值进行第一次闭环功率控制，以调整UE的发射功率，UE利用调整后的发射功率向基站传输数据；经过第二个TTI后，执行与第一个TTI后相同的步骤；经过第三个TTI后，执行与第一个TTI后相同的步骤；以及经过第四个TTI后，UE利用最后调整的发射功率向基站传输数据。本发明还提供了一种数据传输系统。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域中的数据传输方法及数据传输系统，尤其涉及在TD-SCDMA上行增强技术中采用连续4个5ms传输时间间隔(TTI)的传输结构的数据传输方法及数据传输系统。
背景技术
随着人们对移动数据业务需求的不断增加，现有移动电话系统希望能够为用户提供数量和种类不断增多的数据业务，例如：在线游戏，VoIP业务等，而这些数据业务都要求更高的服务质量(QoS)。为了满足QoS的要求，又考虑到远近效应，上行功控范围足够大等问题，因此WCDMA上行采取功率控制。TD-SCDMA和WCDMA系统类似，也采用功率控制。初始接入时采用开环功率控制，以后连续传输时依靠闭环功率控制保证信噪比的平稳。
在TD-SCDMA上行增强技术中，数据传输是以传输时间间隔(TTI)为基本单位，结合TD-SCDMA帧结构的特点，引入了5msTTI。其实早在TD-SCDMA下行增强技术中就采用了类似的思想，将增强信道的TTI从原来的20ms改成了5ms。下行增强技术中5ms TTI的使用，减少了环路时间(RTT)，极大地提高了链路适配性能，而且能更好地配合混合自动重传(HARQ)和快速调度的实施，系统的吞吐量得到了的提高。
因此，在TD-SCDMA上行增强技术中，采用5ms TTI，既可以与下行增强技术中高速下行共享信道(HS-DSCH)的TTI保持一致，又考虑到基于Node B的HARQ和调度等技术仍然在上行增强技术中应用，5ms TTI将会缩短HARQ重传时间，提高调度性能，从而提高网络和终端的吞吐量。
在TD-SCDMA上行增强技术中，闭环功率控制利用功控命令字TPC符号，根据目标载干比C/I进行调整，需要知道上一帧的信道状况。但是，在非连续传输的情况下，用户数据传输上一帧的信道状况已经发生了很大的变化，所以闭环功率控制就无法发挥作用。具体而言，5msTTI的引入可以缩短时延，但是，5ms调度传输与20ms调度传输相比，在相邻小区用户功率干扰无法很好预测的情况下，这时确定的用户初始发射功率并不准确，导致闭环功率控制的性能会显著降低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种数据传输方法和数据传输系统，所述方法和系统能够解决上述问题，显著提高闭环功率控制的性能，从而获得更高的QoS。
根据本发明的一个方面，提供了一种数据传输方法，所述方法采用5ms TTI传输数据，并以连续4个TTI共20ms的时间间隔作为一个整调度周期，并包括下述步骤：在步骤S1，UE利用初始发射功率向基站传输数据；经过第一个TTI后，在步骤S2，基站向所述UE下发第一个TPC，UE根据所述TPC的值进行第一次闭环功率控制，以调整UE的发射功率，UE利用调整后的发射功率向基站传输数据；经过第二个TTI后，在步骤S3，执行与第一个TTI后步骤S2相同的过程；经过第三个TTI后，在步骤S4，执行与第一个TTI后步骤S2相同的过程；以及经过第四个TTI后，在步骤S5，基站结束下发TPC，并执行ACK/NACK判断。
根据本发明的另一个方面，提供了一种数据传输系统，其特征在于所述系统采用5msTTI传输数据，并以连续4个TTI共20ms的时间间隔作为一个整调度周期，所述系统包括：至少一个基站，所述基站在经过第一个、第二个、第三个TTI后分别向UE下发第一个、第二个、第三个TPC；以及至少一个UE，所述UE以初始发射功率向基站传输数据，在第一个、第二个、第三个TTI后分别接收所述第一个、第二个、第三个TPC，并根据上述TPC值分别进行第一次、第二次、第三次闭环功率控制，以调整UE的发射功率，并在每一次闭环功率控制之后以新近调整的发射功率向基站传输数据。
本发明的方法和系统可以实现多个优点。在相同信道条件下，由于4个5ms，也就是20ms调度周期系统多了闭环功率控制次数，使得功率控制更加准确，从而提高了整个系统的吞吐量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
下面参照附图，通过本发明的具体实施方式来说明本发明的上述及其他目的、特征及优点，在所述附图中：
图1是根据本发明的数据传输系统的示意图。
图2显示了根据本发明的数据传输方法的流程图。
图3显示了在Case1条件下，5msTTI传输结构，调度周期分别为5ms和20ms的系统吞吐量的比较图；
图4显示了在Case3条件下，5msTTI传输结构，调度周期分别为5ms和20ms的系统吞吐量的比较图。
具体实施方式
参照图1，其中表示根据本发明的数据传输系统的示意图。数据传输系统100中包含至少一个基站和至少一个用户终端(UE)。然而为了简化起见，图1中的数据传输系统仅包含一个基站和多个UE。
在TD-SCDMA上行增强技术中，有传输块的概念。传输块指的是物理层与介质访问控制子层(MAC子层)间的基本交换单元，物理层为每个传输块添加一个循环冗余校验(CRC)。在物理层与MAC子层间的同一传输信道上同时交换的多个传输块的集合称为一个传输块集合(TBS)。而TTI是指传输时间间隔，定义为一个传输块集合(TBS)到达的时间间隔，等于在无线接口上物理层传送一个TBS所需的时间。在每一个TTI内MAC子层传送一个TBS到物理层。
在本发明中，基站为每个终端UE指定5ms的TTI，并且采用连续4个5msTTI传输数据，也就是调度周期以4个5ms即20ms为基本单位。非连续传输的5msTTI系统，调度周期为5ms，根据接收到的调度指令，对用户传输数据进行等级调整，当数据传输一个TTI后，用户发送下次调度申请。连续4次5msTTI传输的系统，调度周期为20ms，根据接收到的调度指令，对用户传输数据进行等级调整，数据传输4个TTI后发送下次调度申请。在连续的4个5ms TTI内，采用相同的调制编码方案，并在每个TTI结束后进行闭环功率控制，这样在一次初始功率分配之后还有3次闭环功率控制加以调整，因此可以使用功率较好地逼近目标C/I。相比较而言，后者的功控效果会更好，3次闭环功率控制的存在，可以更好地提高帧质量以及QoS。
下面将参照图2描述在连续4个5ms TTI内传输数据的具体步骤：
在步骤S1，UE利用初始发射功率向基站传输数据；
经过第一个TTI后，在步骤S2，基站向所述UE下发第一个TPC，UE根据所述TPC的值进行第一次闭环功率控制，以调整UE的发射功率，UE利用调整后的发射功率向基站传输数据；
经过第二个TTI后，在步骤S3，执行与第一个TTI后步骤S2相同的过程；
经过第三个TTI后，在步骤S4，执行与第一个TTI后步骤S2相同的过程；以及经过第四个TTI后，在步骤S5，基站结束下发TPC，并执行ACK/NACK判断。
所述数据传输方法的一种改进的实例如下：
步骤1，基站根据某一UE的信道情况进行路损和干扰预算，从而得到该UE所需的发射功率的估值；
步骤2，基站将在步骤1中所获得的估值分配给UE作为初始发射功率；
步骤3，UE接收基站发送的初始发射功率值，并以该初始发射功率向基站传输数据；
步骤4，在UE向基站传输数据经过第一个TTI后，基站利用混合自动重传请求指示信道(E-HICH)信道向UE发送命令正确应答(ACK)指令或命令否定应答(NACK)指令，用以指示是否需要重传这一5ms TTI的数据；
步骤5，基站向该UE下发第一个功控指令TPC；
步骤6，UE根据该TPC值进行第一次闭环功率控制，以调整UE的发射功率；
步骤7，UE以在步骤6中的调整后的发射功率值继续传输数据；
步骤8，在传输第二个TTI后，步骤同第一个TTI后的步骤4、5、6；
步骤9，在传输第三个TTI后，步骤同第一个TTI后的步骤4、5、6；
步骤10，在传输第四个TTI后，基站向UE发送命令正确应答(ACK)指令或命令否定应答(NACK)指令，用以指示是否需要重传这一5ms TTI的数据；
步骤11，UE根据接收到的ACK或NACK，确定下次传输的数据帧。
下面将分别参照图3和图4说明在Case1和Case3条件下，以5ms TTI的传输结构，调度周期分别为5ms和20ms的系统吞吐量的比较。
这里所说的Case1和Case 3是指信道情况，主要是以移动台的移动速度和可分辨多径的数目为基础，其中Case 1是指室内移动速度为3km/h，可分辨径为1，Case 3是指移动台移动速度为120km/h，可分辨径为3。
参见图3，显示了在Case1、5msTTI传输结构、调度周期分别为5ms和20ms条件下的用户数和系统吞吐量的关系。当用户数为2至12时，两种条件下系统吞吐量与用户数都成大致线性关系，并且两种条件下的系统吞吐量大致相同。例如，当用户数为2时，系统吞吐量均约为45kbps，当用户数为10时，系统吞吐量均约为200kbps。但是当用户数大于12时，调度周期为5ms条件下的系统吞吐量基本不再变化，而调度周期为20ms条件下的系统吞吐量仍随着用户数的增加而增加，成大致线性关系。例如，调度周期5ms的条件下，当用户数为14、20时，系统吞吐量均约为250kbps。调度周期20ms的条件下，当用户数为14、20时，系统吞吐量分别约为300kbps和380kbps。
参见图4，显示了在Case3、5msTTI传输结构、调度周期分别为5ms和20ms条件下的用户数和系统吞吐量的关系。从图中可以看到，当用户数小于10时，两种条件下系统吞吐量与用户数都成大致线性关系，但是调度周期为20ms条件下的增长幅度明显高于调度周期为5ms条件下的增长幅度。例如，当用户数为4时，5ms条件下的系统吞吐量约为65kbps，20ms条件下的系统吞吐量约为80kbps；当用户数为8时，5ms条件下的系统吞吐量约为100kbps，20ms条件下的系统吞吐量约为140kbps。此外，当用户数大于10时，调度周期为5ms条件下的系统吞吐量基本不再变化，而调度周期为20ms条件下的系统吞吐量仍随着用户数的增加而增加，成大致线性关系。例如，调度周期5ms的条件下，当用户数为10、14时，系统吞吐量均约为120kbps。调度周期20ms的条件下，当用户数为10、14时，系统吞吐量分别约为170kbps和195kbps。
从图3和图4中都可看出，两种信道条件下，调度周期为20ms，即4个TTI连续传输结构的系统吞吐量随着用户数的增加都好于调度周期为5ms的情况。尤其在Case 3情况下，20ms调度周期的优势更明显些。说明在相同信道条件下，由于20ms调度周期系统多了闭环功率控制，使得干扰影响更小，从而提高了整个系统的吞吐量。
应当理解的是：上述具体实施方式仅用于说明本发明的原理而非限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求定义。在不脱离本发明的教导下可以对本发明进行大量修改和替换，并且这种修改和替换涵盖在所附权利要求的范围内。
Claims (12)
1. 一种数据传输方法，其特征在于所述方法采用5msTTI即传输时间间隔传输数据，并以连续4个TTI共20ms的时间间隔作为一个整调度周期，所述方法包括下述步骤：
步骤1，UE利用初始发射功率向基站传输数据；
步骤2，经过第一个TTI后，基站向所述UE下发第一个TPC即功控命令字，UE根据所述TPC的值进行第一次闭环功率控制，以调整UE的发射功率，UE利用调整后的发射功率向基站传输数据；
步骤3，经过第二个TTI后，执行与第一个TTI后相同的步骤；
步骤4，经过第三个TTI后，执行与第一个TTI后相同的步骤；以及
步骤5，经过第四个TTI后，UE利用在步骤4中调整后的发射功率向基站传输数据。
2. 根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于所述初始发射功率是由基站下发给UE的。
3. 根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于所述初始发射功率是由基站根据UE的信道情况进行路损和干扰预算而获得的。
4. 根据上述权利要求中1-3任一项所述的数据传输方法，其特征在于：在传输每一个TTI之后，基站都向UE下发一个ACK或NACK指令，用以指示是否需要重传这一5ms的TTI数据，其中ACK是发送命令正确应答指令，表示基站已成功接收到该TTI数据，而NACK是命令否定应答指令，表示基站接收数据失败。
5. 根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于：如果基站发送ACK指令，则UE无需重传这一5ms的TTI数据，如果基站发送NACK指令，则UE需重传这一5ms的TTI数据。
6. 根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于：所述ACK或NACK指令是通过E-HICH即混合自动重传请求指示信道传输的。
7. 一种数据传输系统，其特征在于所述系统采用5msTTI传输数据，并以连续4个TTI共20ms的时间间隔作为一个整调度周期，所述系统包括：
至少一个基站，所述基站在经过第一个、第二个、第三个TTI后分别向UE下发第一个、第二个、第三个TPC；以及
至少一个UE，所述UE以初始发射功率向基站传输数据，在第一个、第二个、第三个TTI后分别接收所述第一个、第二个、第三个TPC，并根据上述TPC值分别进行第一次、第二次、第三次闭环功率控制，以调整UE的发射功率，并在每一次闭环功率控制之后以新近调整的发射功率向基站传输数据。
8. 根据权利要求7所述的数据传输系统，其特征在于所述初始发射功率是由基站下发给UE的。
9. 根据权利要求8所述的数据传输系统，其特征在于所述初始发射功率是由基站根据UE的信道情况进行路损和干扰预算而获得的。
10. 根据权利要求7-9中的任一个所述的数据传输系统，其特征在于：所述基站在每一个TTI之后都向UE下发一个ACK或NACK指令，用以指示是否需要重传这一5ms的TTI数据，其中ACK是发送命令正确应答指令，表示基站已成功接收到该TTI数据，而NACK是命令否定应答指令，表示基站接收数据失败。
11. 根据权利要求10所述的数据传输系统，其特征在于：如果基站发送ACK指令，则UE无需重传这一5ms的TTI数据；如果基站发送NACK指令，则UE需重传这一5ms的TTI数据。
12. 根据权利要求10所述的数据传输系统，其特征在于：所述ACK或NACK指令是通过E-HICH即混合自动重传请求指示信道传输的。
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