CN101365164B - 一种宽带码分多址系统实现上行宏分集的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种WCDMA系统实现上行宏分集的方法，包括步骤：(a)在建立Iur口传输承载的信元中增加一个用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元；(b)服务eHSPA NodeB通过无线链路建立消息，为UE要求建立的Iur口链路上的各承载指示相应的宏分集策略；漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示分配Iur口的传输资源并返回响应消息。采用本发明只对现有流程进行很小改动就能实现对用户基于Iur口不同承载选择不同的宏分集策略，且能对其动态调整，使系统的Iur口利用率和宏分集性能最优化，从而达到兼顾使业务获得宏分集增益和降低Iur口数据流量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及移动通讯宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code DivisionMultiple Access)系统的软切换技术，尤其涉及WCDMA系统在小区软切换过程中实现上行宏分集的方法。
背景技术
第三代移动通讯伙伴计划(3GPP，3rd Generation partnership project)在其R7版本的协议中提出了新的网络架构，如图1所示，引入了新的网元——演进的高速分组接入B节点(eHSPA NodeB，evolved High SpeedPacket Access NodeB)。
在这种架构下，对于分组交换(PS，Packet Switched)业务，eHSPA NodeB集成了无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)的功能，并与PS核心网(CN，Core Network)的网关通用分组无线业务支撑节点(GGSN，Gateway General packet radio service support node)以及服务通用分组无线业务支撑节点(SGSN，Serving General packet radio service Support Node)相连；eHSPA NodeB与传统RNC以及eHSPA NodeB之间都是通过Iur口连接。
Iur接口是WCDMA系统是无线网络子系统(RNS，Radio NetworkSubsystem)之间互联的纽带。通过Iur接口，不同的RNS可以连在一起，通过专用的协议——无线网络子系统应用部分(RNSAP，Radio NetworkSubsystem Application Part)完成连接无线接入网路(RAN，Radio AccessNetwork)的用户设备(UE，User Equipment)跨RNS的移动性管理，包括RNS间的切换、无线资源处理和同步等功能。
3GPP提供的跨Iur口eHSPA NodeB宏分集方案如图2所示。漂移eHSPANodeB(Drift eHSPA NodeB)将UE的上行数据通过Iur口发送到服务eHSPANodeB(Serving eHSPA NodeB)，再由服务eHSPA NodeB将漂移eHSPANodeB发送的数据与服务eHSPA NodeB收到的UE的上行数据合并后发给核心网。
由于空中接口技术的演进导致空中接口速率越来越高，同时新的网络架构下会出现大量的跨Iur口的切换，这样按照3GPP已有的基于无线链路(RL，Radio Link)的宏分集策略，在某些情况下就不能满足获得宏分集增益和降低Iur口带宽利用率兼顾的要求。如IP电话(VOIP，Voice over IP)和大速率的PS数据业务并发的情况。如果采用跨Iur口的宏分集，则大速率的PS数据业务会给Iur口的传输带来较大的带宽压力；而如果不采用宏分集，又不能获得宏分集增益，这对于业务质量尤其是对时延要求较高的IP电话影响会比较大。这样如何在保证宏分集增益的前提下尽量减少Iur口数据传输的压力是3GPP面临的一个课题。
申请号为200710109436.4的中国专利提出一种基于不同业务采用不同宏分集策略的方法，可以达到兼顾宏分集增益和节省Iur口带宽的目的。但由于目前的协议是一条Iur口的承载可以复用给多个业务使用，一个业务不一定有自己专用的Iur口承载。因此，通过业务控制Iur口承载的建立需要对目前的Iur口协议消息做较大的改动。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种宽带码分多址系统实现上行宏分集的方法，能够以Iur口协议很小的改动代价实现兼顾宏分集增益和尽量减少Iur口传输压力的目的。
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种宽带码分多址系统实现上行宏分集的方法，包括如下步骤：
(a)在建立Iur口传输承载的信元中增加一个用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元；
(b)服务演进的高速分组接入B节点通过无线链路建立消息，为用户设备要求建立的Iur口链路上的各承载指示相应的宏分集策略；漂移演进的高速分组接入B节点根据服务演进的高速分组接入B节点的指示分配Iur口的传输资源并返回响应消息。
进一步地，本发明方法还包括步骤(c)：服务演进的高速分组接入B节点根据Iur口传输资源的使用情况动态重配承载的宏分集策略，漂移演进的高速分组接入B节点根据服务演进的高速分组接入B节点的指示修改承载的宏分集策略，并据此重新分配Iur口的传输资源。
进一步地，步骤(a)Iur口传输承载的信元包括RL Specific DCHInformation及RL Specific E-DCH Information。
进一步地，步骤(a)传输信道包括专用传输信道和增强的专用传输信道流中的一种或多种。
进一步地，步骤(a)宏分集策略的信元取值包括：采用宏分集、采用选择性宏分集或不采用宏分集。
进一步地，步骤(a)当宏分集策略的取值为采用选择性宏分集时，再增加打折率信元，用于表示本传输信道需要的传输带宽与采用传统宏分集策略所需带宽的比例；步骤(b)无线链路建立消息中包含所述打折率信元；漂移演进的高速分组接入B节点根据打折率信元分配Iur口的传输带宽。
进一步地，步骤(a)当宏分集策略的取值为不采用宏分集时，传输信道对应的信元Binding ID和Transport Layer Address不在步骤(b)无线链路建立消息中出现。
进一步地，步骤(b)服务演进的高速分组接入B节点根据Iur口链路上的各承载的不同服务质量参数指示相应的宏分集策略。
进一步地，步骤(b)将服务质量参数接近的业务复用在同一传输信道上，并对其采用相同的宏分集策略。
本发明只需要在现有流程中增加信元，以指示承载的Iur口宏分集的策略以及需要的传输带宽，对现有流程影响很小。采用本发明可以实现对用户基于Iur口不同承载选择不同的宏分集策略，以达到既能使业务获得宏分集增益又能降低Iur口数据流量的目的。另外，本发明可以根据Iur口带宽的实际利用情况动态调整Iur口承载的宏分集策略，使系统的Iur口利用率和宏分集性能达到最优化。
附图说明
图1为3GPP的R7版本与R7版本之前的网元共同组网的示意图；
图2为3GPP提供的跨Iur口eHSPA NodeB宏分集方案示意图；
图3为本发明根据Iur不同承载建立不同宏分集策略的信令流程图。
具体实施方式
本发明的核心思路是针对同一UE上的Iur口的不同承载采用不同的宏分集策略，以达到兼顾宏分集增益和降低Iur口带宽压力的目的。具体做法是为服务eHSPA NodeB在建立Iur口传输承载的信元(RL Specific DCHInformation、RL Specific E-DCH Information)中增加一个用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元，取值可以为但不限于采用宏分集、选择性宏分集及不采用宏分集。如果取值为采用宏分集，则通过Binding ID、Transport LayerAddress信元标识传输层地址。如果取值为选择性宏分集，则再增加一个可选的打折率信元，用于表示本传输信道申请的传输资源相对传统宏分集策略所需带宽的比例。如果取值为不采用宏分集，则Binding ID、Transport LayerAddress信元不必出现。本发明可以根据Iur口的带宽的实际利用情况动态调整Iur口承载的宏分集策略，使系统的Iur口利用率和宏分集性能得到最优化。
下面结合实施例和附图对本发明上述技术方案作进一步的详细描述。
目前协议规定Iur口承载都是以传输信道为单位来维护的，对于3GPPR6前的版本，可进行宏分集的Iur口的上行传输信道称之为专用传输信道(DCH，Dedicated Channel)；对于R6及以后的版本，除了DCH信道，还支持增强的上行专用传输信道MAC-d流的宏分集(E-DCH MAC-d flow，Enhanced uplink DCH MAC-d flow)。由于每个DCH、E-DCH MAC-d flow有特定的Qos参数，如DCH调度优先级，E-DCH的重传次数、功率偏移等；一般只有Qos接近的业务才能复用在同一个传输信道上，否则就是对网络容量的一种浪费。由于Qos接近的业务可以采用同样的宏分集策略，因此可以基于Iur口的不同传输信道采用不同的宏分集策略。
对目前Iur口协议的改动主要是RL Specific DCH Information、RLSpecific E-DCH Information信元，如表1、表2中的黑体字所示。
表1
| 信元/参数名称 | 存在形式(M-必须，0-可选) | 范围 | 信元类型及参考 | 语义描述 |
| RL Specific DCHInformation | 1..<maxnoofDCHs> | |||
| >DCH ID | M | 9.2.1.16 | ||
| >宏分集策略指示 | M | 枚举类型(宏分集，选择性宏分集，不宏分集…) | 指示该传输信道采用什么宏分集策略 | |
| >>打折率 | O(该信元只用于宏分集策略指示为选择性宏分集) | 取值0到100，步长为1，表示一个百分比 | 采用选择性宏分集传输信道需要的带宽与采用传统宏分集时传输信道需要带宽的比例 | |
| >Binding ID | O(如果宏分集策略指示取值为不宏分集，该信元不出现) | 9.2.1.3 |
| >Transport LayerAddress | O(如果宏分集策略指示取值为不宏分集，该信元不出现) | 9.2.1.62 |
正如表1、表2中所表示的，在建立Iur口传输承载的信元RL SpecificDCH Information及RL Specific E-DCH Information中各增加一个用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元，取值可以为但不限于采用宏分集、选择性宏分集以及不采用宏分集等。如果取值为采用宏分集，则该传输信道对应的Binding ID、Transport Layer Address信元可以用于标识传输层地址。如果取值为选择性宏分集，则需再增加一个可选的打折率信元，用于表示本传输信道需要的带宽与采用传统宏分集策略所需带宽的比例。
表2
| 信元/参数名称 | 存在形式(M-必须，O-可选) | 范围 | 信元类型及参考 | 语义描述 |
| RL Specific E-DCHInformation | 1..<maxnoofEDCHMACdFlows> | |||
| >E-DCH MAC-d FlowID | M | 9.2.1.91 | ||
| >宏分集策略指示 | M | 枚举类型(宏分集，选择性宏分集，不宏分集…) | 指示该E-DCHMac-d flow采用什么宏分集策略 | |
| >>打折率 | O(该信元只用于宏分集策略指示为选择性宏分集) | 取值0到100，步长为1，表示一个百分比 | 该E-DCH Mac-dflow采用选择性宏分集所需要的带宽与采用传统宏分集时所需要带宽的比例 | |
| >Binding ID | O(如果宏分集策略指示取值为不宏分集，该信元不出现) | 9.2.1.3 | ||
| >Transport LayerAddress | O(如果宏分集策略指示取值为不宏分集，该信元不出现) | 9.2.1.62 | ||
| E-AGCH Power Offset | O | 9.2.2.61 | ||
| E-RGCH Power Offset | O | 9.2.2.62 | ||
| E-HICH Power Offset | O | 9.2.2.63 |
漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示，对于不需要宏分集的Iur口承载，在其响应消息的DCH Information Response、E-DCH FDDInformation Response信元中不需要包括Binding ID和Transport LayerAddress信元；对于服务eHSPA NodeB的指示可以分配打折率的Iur口承载，漂移eHSPA NodeB按照打折率分配带宽。漂移eHSPA NodeB响应消息中DCH Information Response、E-DCH FDD Information Response信元所包含的Binding ID和Transport Layer Address本来就是可选项，故应用本方法对此没有改动。
根据Iur口的带宽使用情况或其他原因，服务eHSPA NodeB还可以发起对Iur口承载使用的宏分集策略的重配过程。
本发明提供的一种宽带码分多址系统实现上行宏分集的方法，包括如下步骤：
(a)在建立Iur口传输承载的信元中增加一个用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元；
Iur口传输承载的信元包括RL Specific DCH Information及RL SpecificE-DCH Information；传输信道包括专用传输信道DCH和增强的专用传输信道流E-DCH MAC-d flow中的一种或多种；指示宏分集策略的信元取值可以为但不限于采用宏分集、选择性宏分集以及不采用宏分集等。
(b)服务eHSPA NodeB通过Iur口的无线链路建立消息，为用户设备UE要求建立的Iur口链路上不同Qos的各承载指示相应的宏分集策略；漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示分配Iur口的传输资源并返回响应消息；
(c)服务eHSPA NodeB根据Iur口传输资源的使用情况动态重配承载的宏分集策略，漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示修改承载的宏分集策略，并据此重新分配Iur口的传输资源。
图3所示的控制Iur口宏分集策略信令流程给出了本发明方法的一实施例。该信令流程包括如下步骤：
步骤一：用户需要建立一条Iur口链路，包括一条DCH的传输承载、三条E-DCH Mac-d flow的传输承载。根据各承载上业务对应的Qos不同，服务eHSPA NodeB通过Iur口的无线链路建立消息指示：DCH采用宏分集；E-DCH Mac-d flow1采用宏分集；E-DCH Mac-d flow2采用选择性宏分集并包括打折率；E-DCH Mac-d flow3不采用宏分集，与之对应的Binding ID和Transport Layer Address也不需要出现；
步骤二：漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示分配Iur口的传输资源并返回响应消息。其中对于E-DCH Mac-d flow3不需要包含承载信息(这里的承载信息就是指Binding ID和Transport Layer Address)；
步骤三：由于Iur口传输资源紧张，服务eHSPA NodeB决定释放一些Iur口的资源，通过重配过程修改E-DCH Mac-d flow2的宏分集策略为不采用宏分集，消息中不出现E-DCH Mac-d flow2的承载信息。
步骤四：漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示修改E-DCHMac-d flow2的宏分集策略，释放掉E-DCH Mac-d flow2对应的Iur口传输资源；
步骤五：当Iur口传输资源缓解，服务eHSPA NodeB决定恢复E-DCHMac-d flow2的宏分集策略为选择性宏分集，消息携带服务eHSPA NodeB分配的打折率；
步骤六：漂移eHSPA NodeB根据服务eHSPA NodeB的指示修改E-DCHMac-d flow2的宏分集策略，按照打折率分配Iur口带宽并将E-DCH Mac-dflow2的传输地址通过响应消息传递给服务eHSPA NodeB。
采用本发明只需对现有流程进行很小改动就能实现对用户基于Iur口不同承载选择不同的宏分集策略，以达到兼顾使业务获得宏分集增益和降低Iur口数据流量的目的。另外，本发明可以根据Iur口带宽的实际利用情况动态调整Iur口承载的宏分集策略，使系统的Iur口利用率和宏分集性能达到最优化。
本发明上述方法实现简单，易于推广到RNC与eHSPA NodeB之间的Iur口以及RNC之间的Iur口；且其原理对Iub口也同样适用。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以前述权利要求书所界定者为准。
Claims (9)
1.一种宽带码分多址系统实现上行宏分集的方法，包括如下步骤：
(a)在建立Iur口传输承载的信元中增加一个用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元；
(b)服务演进的高速分组接入B节点通过Iur口的无线链路建立消息，为用户设备要求建立的Iur口链路上的各承载指示相应的宏分集策略；漂移演进的高速分组接入B节点根据所述服务演进的高速分组接入B节点的指示分配Iur口的传输资源并返回响应消息。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(c)：所述服务演进的高速分组接入B节点根据所述Iur口传输资源的使用情况动态重配承载的宏分集策略，所述漂移演进的高速分组接入B节点根据所述服务演进的高速分组接入B节点的指示修改承载的宏分集策略，并据此重新分配所述Iur口的传输资源。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述Iur口传输承载的信元包括RL Specific DCH Information及RL Specific E-DCH Information。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述传输信道为专用传输信道，或者为增强的专用传输信道流，或者为专用传输信道和增强的专用传输信道流两者的组合，其中，专用传输信道和增强的专用传输信道流的数量为一个或多个。
5.按照权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，步骤(a)用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元取值包括：采用宏分集、采用选择性宏分集或不采用宏分集。
6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(a)当用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元的取值为所述采用选择性宏分集时，再增加打折率信元，用于表示所述本传输信道需要的传输带宽与采用传统宏分集策 略所需带宽的比例；步骤(b)所述无线链路建立消息中包含所述打折率信元；所述漂移演进的高速分组接入B节点根据所述打折率信元分配所述Iur口的传输带宽。
7.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(a)当用于指示本传输信道采用宏分集策略的信元的取值为不采用宏分集时，所述传输信道对应的信元Binding ID和Transport Layer Address不在步骤(b)所述无线链路建立消息中出现。
8.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(b)所述服务演进的高速分组接入B节点根据所述Iur口链路上的各承载的不同服务质量参数指示相应的宏分集策略。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(b)将所述服务质量参数接近的业务复用在同一所述传输信道上，并对其采用相同的宏分集策略。
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