CN101573926B - 具有高瞬时数据速率的有效上行链路操作 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于分配资源的方法和设备，其中所述方法包括使用非持久性调度来对请求无线发射接收单元(WTRU)进行调度以进行传输。

Description

具有高瞬时数据速率的有效上行链路操作
技术领域
本发明涉及无线通信系统。
背景技术
高速分组接入(HSPA)向更高吞吐量和更低延时的演进需要对物理层进行改进以及对结构进行合理改变。已经提出的一个改进是在增强基站接收机能力的同时，将高阶调制用于下行链路(64-QAM)和上行链路(16-QAM)。另一个可能的改进是使用较短的传输时间间隔(TTI)。这些改进对于支持具有突发通信量的诸如博弈(gaming)的延时敏感应用或者对于提高诸如TCP传输这样的非实时应用的质量非常合适。
这种演进对复用用户(multiplexing user)和在UL上分配资源的最佳方式具有寓意。例如，在UL上使用16-QAM调制意味着在基站的芯片级信噪比(Ec/Io)刚好在0dB上，而不是如在预发布版本7(R7)3GPP系统的典型操作中的在-10dB之下。这意味着较少的无线发射接收单元(WTRU)可以同时与基站通信。
另一考虑是对于给定的平均数据速率，WTRU由于其缓存器为空而没有什么可传输的时间百分率将会随着对瞬时数据速率进行增加而增加。因此，当使用高瞬时数据速率改进用户平面延时时，还意味着传输的突发增加。当前定义的用于分配UL资源的信令机制对于这种突发操作不是最优的。
在UL中，支持功率控制和资源分配的物理和MAC信令在此种情况下最优：很多WTRU同时地并且在相对低的比特速率进行传输。这种信令由于以下的原因而很可能不适于发挥演进型HSPA的高数据速率性能的所有优势：
第一，分配给给定WTRU的功率比(或等同于数据速率)在只要没有被节点B通过绝对的或者相对的准予而改变就能保持有效的情况下是持久性的(persistent)。在传输的突发性较高的情况下，即在引入较高数据数率的情况下，这种操作效率很低。这是因为当对资源进行有效利用时，节点B常常会不得不修改每一个WTRU的分配以避免超载。
第二，需要达到R6以维持所有同时传输的WTRU的服务质量(QoS)的快速闭环UL功率控制将没有与单个或者仅少数WTRU在给定时间进行传输的情况下那样重要，并且增加不必要的超载。
因此，在演进型HSPA中需要更好的信号传输方法来支持高UL数据速率。
发明内容
公开了用于分配资源的方法和设备，其中所述方法包括使用非持久性调度对请求无线发射接收单元(WTRU)进行调度以进行传输。
附图说明
图1是无线通信网络；
图2是收发信机的功能性框图；
图3是被配置为执行公开调度方法的公开处理器的功能性框图；
图4是公开调度方法的流程图；以及
图5是使用信道质量指示符信令的公开调度方法的流程图。
具体实施方式
下文引用的术语“无线发射/接收单元(WTRU)”包括但不局限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动签约用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或是其他任何能在无线环境中工作的用户设备。下文引用的术语“基站”包括但不局限于节点B、站点控制器、接入点(AP)或是其他任何能在无线环境中工作的接口设备。
图1是具有多个节点B 30和WTRU 20的无线通信网络(NW)10的示例(仅示出一个)。无线通信网络10(NW)包括至少一个包括收发信机9和处理器22的WTRU 20、一个或多个节点B 30、以及一个或多个小区40。每一个节点B 30控制一个或多个小区40。每一个节点B 30包括收发信机13和处理器33。处理器22和33被配置为执行下文中公开的方法。
图2是被包括在节点B 30中的收发信机125的功能性框图。除了被包括在典型的收发信机中的部件之外，收发信机120包括被配置为执行以下公开的方法的处理器125、与处理器125通信的接收机126、与处理器125通信的发射机127、以及与接收机126和发射机127通信以便对无线数据进行发射和接收的天线128。此外，接收机126、发射机127和天线128可以是单个的接收机、发射机和天线，或者可以分别包括多个单独的接收机、发射机和天线。收发信机120可以位于WTRU 20、基站30、或该两者之上。
图3是处理器125的示例性框图。处理器125包括优选为MAC-e的调度处理器142，该调度处理器142用于控制增强型专用信道(E-DCH)上来自WTRU的传输。调度处理器142包括将在下文中公开的用于管理WTRU之间的E-DCH小区资源的调度器144以及用于接收调度请求并传输调度授权和混合自动重传请求(HARQ)实体146的控制器145，用以支持需用于误差控制协议(即HARQ协议)的所有任务。
调度器144使用非持久性调度来调度E-DCH资源，以协调诸如在上行链路中的16-QAM的较高阶调制。因此，被节点B 30准予的传输时机仅仅在有限期限对特定的WTRU有效，或者被限制于有限数目个MAC-e分组数据单元(PDU)的传输。
调度器144因此确定用于WTRU 20的最大允许功率比，以及用于指示分配授权的限制的授权限制。由调度处理器142确定的非持久性调度授权(SG)被提供给控制器145。控制器145随后传输调度授权至请求WTRU 20。
由处理器125使用以将传输分配授权给特定WTRU的方法400的流程图示如图4所示。节点B 30接收来自WTRU 20的包括调度信息(SI)的控制信息(步骤402)。可选地，节点B 30还接收其他信息，例如由其他WTRU产生的干扰以及传输自其它WTRU的控制信息。包括授权限制和用于WTRU20的最大功率比的授权分配信息被确定(步骤404)。授权分配信息接着被传输至WTRU 20(步骤406)。
当仅仅单个WTRU 20被允许在给定时间进行传输并且有大量的WTRU20被连接时，使用持久性分配常常需要将调度命令的数目加倍以移除WTRU20的分配。正如所公开的，非持久性调度消除了这种增加的调度超载的需要，从而有足够的空间供其它WTRU 20进行传输。
在替换方法中，优选地在调度分配的时候，信道质量指示符(CQI)信息也被传输至WTRU 20。根据该替换方法，可以定义新的物理信道，或者可以定义现有信道的信息比特的新译码。
优选地使用现有信道的新定义。例如，增强型接入授权信道(E-AGCH)对六个信息比特进行编码，五个用于授权值而一个用于范围。由于节点B 30不以信号告知功率比，所述授权值此刻是无意义的。因此，E-AGCH的五个比特可以被替换以对CQI信息进行编码(在该情况下32个值)。E-AGCH的剩余比特可以被用于以信号告知是否使用持久性分配或非持久性分配。根据所述替代方法，非持久性分配对于如上述公开的在相同的HARQ进程上的，优选地被HARQ实体146所引导的预先定义数目的MAC-e PDU有效。可替换地，更多比特能够被保留在修改后的E-AGCH中来以信号告知使用非持久性分配的分配对多少个MAC-e PDU有效。在另一替换方案中，非持久性分配能够对预定持续时间有效，所述预定持续时间可从较高层以信号告知。
为了使节点B 30确定何时调度WTRU 20和适当的CQI，在传输用于调度的控制信息之前，立即从WTRU 20传输信号(优选为CQI脉冲串(burst))。示例信号可以是传输自WTRU 20的先前数据。被处理器125使用以对包括CQI信息的传输分配进行授权的方法500的流程图在图5中示出。节点B 30接收CQI脉冲串(步骤501)以及来自WTRU 20的控制信息(步骤502)。确定用于WTRU 20的包括授权限制的授权分配信息(步骤503)。接着将CQI和授权分配信息传输至WTRU 20(分别为步骤504和505)。尽管由于同时通过节点B 30进行传输，CQI和授权分配已被公开，但是本领域技术人员应当理解的是CQI可以在授权分配之前或之后传输。
可替换地，如果WTRU 20长时间没有传输数据(或者CQI报告)，WTRU20会传输特定信号。该信号优选地在偏移由WTRU 20使用以传输数据的功率等级的定义功率上传输。功率偏移量可以被预先以信号告知WTRU 20(通过例如无线电资源控制(RRC)信令)。所述信号可以包括在WTRU 20中被缓存的数据的数量的信息，该信息可以在物理或者MAC层上被编码。该替换方案不需要不同于现有调度信息的新格式。另外，如果采用在下文中公开的闭环机制，所述信号可用于支持慢速功率控制。
可替换地，节点B 30可在无需传输的情况下，在先前有效测量上使CQI偏置(bias)来调度WTRU 20。根据该替换方案，这种CQI优选地根据在节点B 30中的预先定义规则而被偏置。例如，偏置的类型可以取决于节点B 30试图达到的特定目标。如果节点B 30试图最小化来自WTRU 20的干扰，则初始CQI优选地被向下偏置(biased down)。如果在第一次尝试的时候节点B 30试图最大化检测来自WTRU 20的数据的可能性，则CQI优选地被向上偏置(biased up)。
如果来自WTRU 20的初始传输导致误差，则使用错误传输来测量用于重传的CQI。在该替换方案中，优选地接着使用HARQ实体146将CQI和ACK/NACK一起发出。如本领域技术人员所公知，HARQ实体146负责产生指示单个MAC-e PDU到WTRU 20的发送状态的应答(ACK)或不应答(NACK)。这可以通过定义新下行链路(DL)信令或者重新定义E-RGCH信道的意义来完成。在后面的情况中，以信号告知的CQI改变优选地是用于下一次传输的向上增量(delta up)或向下增量(delta down)。
根据所述方法，确定CQI的方法如下表1所示：
表1
  接收自WTRU的信息  确定CQI的方法
  CQI脉冲串  使用接收到的传输来确定CQI
  在定义的功率偏移(offset)上传输的特定信号  使用接收到的特定信号来确定CQI
  无信息  基于特定目标的偏置的CQI
  错误传输  基于错误传输并与ACK/NACK一起发送至WTRU的CQI
在CELL_FACH模式下，修改如上所示的CQI脉冲串以实现与在HSUPA类型信令上具有快速分配的随机接入相似的操作。例如，可以使用与当前使用的随机接入信道(RACH)机制具有相似改进的接入前同步码(access-preamble)。以与在现代机制中所利用的相似方式来定义接入代码和时隙，且所选择的签名与临时“用户ID”(仅存在于物理(PHY)和MAC层)相符。这样，当节点B 30从WTRU 20获取特定RACH前同步码时，HARQ实体146确定是NACK响应还是具有特定CQI的ACK响应，NACK响应将告知WTRU 20不进行传输，而ACK响应则将使得WTRU 20选择适当的传输格式，用以将信号传输至WTRU 20。根据该方法，NACK可被看作CQI的特定示例(即CQI本身为零)。该CQI/ACK/NACK基于所检测到的签名(signature)定址到具有所述临时ID的WTRU 20，从而确定正确的WTRU 20。所述ID在一个MAC传输块期间有效，因此可用于将CQI/ACK/NACK发送至该WTRU 20以用于重传。
根据该公开的使用来自节点B的CQI信令的方法，能够在上行链路上实现适应性调制和编码。当使用符合当前信道条件的调制和编码机制时，优选地允许接收到的功率发生变化，而不是对具有传输功率的信号变化进行补偿来调整在节点B 30上接收到的功率。
具有CQI信令的慢速功率控制可以通过以上公开的任何方法来实现。这些方法包括闭环RRC信令，该方法包括当根据来自节点B的干扰测量报告，例如CQI报告，进行数据传输时；当对E-DCH相对授权信道(E-RGCH)作为“功率上/下”命令(而非功率比上/下)进行重新解释时，这有助于小区内干扰；以及当继续使用以由较高层信令预定且低于当前方法的频率的部分专用物理信道(F-DPCH)时，节点B RNC将RRC消息发送至WTRU无线电网络控制器(RNC)以控制其传输功率。
使用慢速功率控制(而非快速功率控制)的根本原因是由于节点B 30中的调度器144可以一次调度一个WTRU 20，因此在服务节点B 30的紧控(tightly controlling)干扰中没有增益。并且，由于快速功率控制命令与最近的节点B的信道相互关联，而该节点B在大多数时候为服务节点B 30，因此对其他节点B的干扰通常都没有通过快速功率控制来进行改进。
慢速功率控制的另一个优点是节点B 30可以根据短期信道条件(信道敏感调度)对WTRU 20应当在给定时间传输的选择进行最优化。并且，由于WTRU 20直接从节点B 30获知其能使用何种增强型传输格式码(E-TFC)，因此E-TFC选择过程被极大地简化。因此，无需在每次传输时重新计算传输功率。
在高速分组接入(HSPA)系统中的反向兼容执行将现有的控制信道结构的改变最小化。不实施所公开方法的传统WTRU还可以根据现有程序来运作，并可对在当前系统(即版本6系统)中定义的相同物理信道进行监听。用于支持使用所公开方法的WTRU的经修改的E-AGCH能以E-DCH无线网络临时身份(E-RNTI)来进行识别，因此，对以往系统的改变对于传统WTRU是透明的。如果使用修改的E-RGCH，由于其对于不同的WTRU使用不同的签名序列，因此其对于传统WTRU也是透明的。
尽管当在载波上的所有WTRU实施本发明的情况下，可获得所公开的方法的全性能效益，即使部分WTRU是传统WTRU或者是以较低比特率更连续地进行传输的WTRU，还有可能来获得效益。在这种情况下，可用不同的无线资源管理方法使这两种类型的WTRU共存。一旦公开的方法及时地隔离了高比特率WTRU和低比特率(传统的)WTRU，从而限制了WTRU的可允许的HARQ过程。另一个公开的方法保留用于低比特率和传统WTRU的部分总UL负载，并且限制由使用慢速功率控制机制的高比特率WTRU耗尽的UL负载。
上述公开的方法可应用于Cell_Dch和Cell_FACH状态的WTRU。这些方法具有下列优点：减少超载并可允许服务节点B来执行信道敏感调度；简化E-TFC选择过程(由于WTRU直接从由节点B进行传输的CQI获知哪一个E-TFC是可实现的)；以及减少由E-DCH下行链路信道(如E-AGCH，E-RGCH)引起的超载。
实施例
1、一种用于调度传输分配的方法，该方法包括：
从无线发射接收单元(WTRU)接收控制信息；以及
至少基于所述控制信息来确定用于所述WTRU的非持久性授权分配，其中所述非持久性授权分配被限制于确定的授权限制。
2、根据实施例1所述的方法，其中所述授权限制为特定持续时间。
3、根据上述实施例中任一实施例所述的方法，其中所述授权限制是有限数量分组数据单元的传输。
4、根据上述实施例中任一实施例所述的方法，其中所述控制信息包括调度信息。
5、根据上述实施例中任一实施例所述的方法，所述方法还包括在进行调度时将信道质量指示符(CQI)信息传输至所述WTRU。
6、根据实施例5所述的方法，所述方法还包括定义用于传输所述CQI的物理信道。
7、根据实施例6所述的方法，其中所述物理信道是增强型接入授权信道(E-AGCH)。
8、根据实施例7所述的方法，其中所述定义包括以所述CQI信息来置换所述E-AGCH的比特。
9、根据实施例8所述的方法，其中五(5)个比特被置换。
10、根据实施例9所述的方法，其中所述E-AGCH的剩余比特被用于以信号告知所述授权分配是否为非持久性。
11、根据实施例1-5中任一实施例所述的方法，所述方法还包括在接收所述控制信息之前从所述WTRU接收信号。
12、根据实施例11所述的方法，其中所述信号为先前的数据传输。
13、根据实施例11所述的方法，其中所述信号是以定义的功率偏移接收到的特定信号。
14、根据实施例13所述的方法，其中所述信号包括关于在所述WTRU中被缓冲的数据的数量的信息。
15、一种用于调度传输分配的节点B，该节点B包括：
接收机，该接收机用于从无线发射接收单元(WTRU)接收控制信息；以及
处理器，该处理器用于至少基于所述控制信息来确定用于所述WTRU的非持久性授权分配，其中所述非持久性授权分配被限制于确定的分配周期。
16、根据实施例15所述的节点B，其中所述授权限制为特定持续时间。
17、根据上述实施例中任一实施例所述的节点B，其中所述授权限制是有限数量分组数据单元的传输。
18、根据上述实施例中任一实施例所述的节点B，其中所述控制信息包括调度信息。
19、根据上述实施例中任一实施例所述的节点B，所述节点B还包括在进行调度时将信道质量指示符(CQI)信息传输至所述WTRU。
20、根据实施例19所述的节点B，所述节点B还包括定义用于传输所述CQI的物理信道。
21、根据实施例20所述的节点B，其中所述物理信道为增强型接入授权信道(E-AGCH)。
22、根据实施例21所述的节点B，其中所述定义包括以所述CQI信息来置换所述E-AGCH的比特。
23、根据实施例21所述的节点B，其中五(5)个比特被置换。
24、根据实施例23所述的节点B，其中所述E-AGCH的剩余比特被用于以信号告知所述授权分配是否为非持久性的。
25、根据实施例19所述的节点B，还包括在接收所述控制信息之前从所述WTRU接收信号。
26、根据实施例25所述的节点B，其中所述信号为先前的数据传输。
27、根据实施例25所述的节点B，其中所述信号是以定义的功率偏移接收到的特定信号。
28、根据实施例27所述的节点B，其中所述信号包括关于在所述WTRU中被缓冲的数据的数量的信息。
尽管本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况下使用。本发明提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。
举例来说，恰当的处理器包括：通用处理器、专用处理器、传统处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何一种集成电路(IC)和/或状态机。
与软件相关联的处理器可以用于实现射频收发信机，以在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、终端、基站、无线电网络控制器(RNC)或是任何一种主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、视频电路、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发信机、免提耳机、键盘、蓝牙
Figure G2007800488511D00111
模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网(WLAN)模块。

Claims (14)

1.一种用于调度传输分配的方法，该方法包括：
无线发射/接收单元WTRU发送控制信息；以及
接收非持久性授权分配，其中所述非持久性授权分配包括所确定的授权限制，并且其中所述所确定的授权限制是预定义数量的MAC-e分组数据单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义数量的MAC-e分组数据单元位于由HARQ实体执行的同一HARQ进程上。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制信息包括调度信息。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括发送包括关于在所述WTRU中缓冲的数据量的信息的信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述信号以定义的功率偏移进行发送。
6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括接收增强型接入授权信道E-AGCH，其中所述E-AGCH的一个或多个比特指示预定义数量的MAC-e分组数据单元。
7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括接收增强型接入授权信道E-AGCH，其中所述E-AGCH的比特指示授权分配是持久性或非持久性的。
8.一种无线发射/接收单元WTRU，该WTRU包括：
处理器，该处理器被配置成：
发送控制信息；以及
接收非持久性授权分配，其中所述非持久性授权分配包括所确定的授权限制，并且其中所述所确定的授权限制是预定义数量的MAC-e分组数据单元。
9.根据权利要求8所述的WTRU，其中，所述预定义数量的MAC-e分组数据单元位于由HARQ实体执行的同一HARQ进程上。
10.根据权利要求8所述的WTRU，其中，所述控制信息包括调度信息。
11.根据权利要求8所述的WTRU，其中所述处理器还被配置成发送包括关于在所述WTRU中缓冲的数据量的信息的信号。
12.根据权利要求11所述的WTRU，其中，所述信号以定义的功率偏移进行发送。
13.根据权利要求8所述的WTRU，其中，所述处理器还被配置成接收增强型接入授权信道E-AGCH，其中所述E-AGCH的一个或多个比特指示预定义数量的MAC-e分组数据单元。
14.根据权利要求8所述的WTRU，其中，所述处理器还被配置成接收增强型接入授权信道E-AGCH，其中所述E-AGCH的比特指示授权分配是持久性或非持久性的。
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