CN101631333B - 一种高速上行分组接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种高速上行分组接入方法，UE在调度请求中向Node B上报SI，在SI中针对各个HSUPA载波分别进行SNPL上报，将UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值作为UPH上报，不对UE进行区分，将UE缓冲区中的总数据量作为TEBS上报，将UE所有的有数据待传输的逻辑信道中的优先级最高的逻辑信道的身份标识作为HLID上报并将其数据量作为HLBS上报，Node B根据UE上报的上述信息进行资源分配。采用本发明提出的高速上行分组接入方法，完善了多载波HSUPA的调度请求和动态调度过程，实现了多载波HSUPA传输。

Description

一种高速上行分组接入方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种高速上行分组接入(HSUPA)方法。

背景技术

目前，第三代合作伙伴计划(3GPP)和中国通信标准化协会(CCSA)标准中的时分同步码分多址(TD-SCDMA)高速上行分组接入(HSUPA)技术是基于N频点架构的。N频点架构为每个小区配置多个载波，其中，以承载主公共控制物理信道(P-CCPCH)的载波为主载波，以不承载P-CCPCH的载波为辅载波；一个N频点小区可以配置一个主载波和N-1个辅载波。在N频点的HSUPA技术中，作为用户设备(UE)的高速上行业务信道的增强物理上行信道(E-PUCH)可以配置在辅载波上，但是只能工作在一个载波上，不同载波之间的切换只能由无线网络控制器(RNC)通过高层信令进行重配置，因此目前标准中的TD-SCDMA HSUPA技术是一种单载波的HSUPA技术。

目前的单载波HSUPA技术中，UE的E-PUCH只能在一个载波上工作，这导致UE的上行峰值速率被限制在2.2Mbps以下，因此不利于速率的进一步提高；并且，在实际系统中RNC对UE资源的调整过程较慢，导致小区内不同载波的负载情况发生变化时无法及时进行负载均衡，因此不利于无线资源的合理使用。

针对单载波HSUPA技术存在的缺陷，2007年9月召开的CCSA会议提出在TD-SCDMA系统中引入多载波HSUPA技术的建议，并给出了以下建议：针对调度模式的E-PUCH引入上行多载波传输，每个载波由各自独立的增强上行绝对授权信道(E-AGCH)控制，并由各自独立的混合自动请求重传确认指示信道(E-HICH)进行混合自动请求重传(HARQ)反馈，每个载波都有自己映射的E-AGCH和E-HICH，而且E-AGCH和E-HICH可以位于不同的载波，以提高UE上行传输的峰值速率。采用多载波HSUPA技术的总体通信流程如图1所示，主要包括以下步骤：

步骤101：UE与RNC通过无线资源控制协议(RRC)进行无线承载建立或重配置过程，完成E-PUCH载波与E-HICH和E-AGCH的映射。

步骤102：UE缓冲区有数据到达。

步骤103：UE向基站(Node B)发起调度请求，此步骤在媒体访问控制(MAC)层或层1(L1)完成。

步骤104：Node B在UE使用的载波上进行资源分配，为UE的E-PUCH分配一个载波。

步骤105：Node B通过E-AGCH将授权给UE作为E-PUCH的载波资源通知UE，此步骤在L1完成。

步骤106：UE将数据加载到E-PUCH载波。

步骤107：UE通过E-PUCH将数据发送给Node B，此步骤在MAC层或L1完成。

步骤108：Node B选择控制该E-PUCH载波的E-HICH。

步骤109：Node B通过E-HICH将HARQ反馈发送给UE，此步骤在L1完成。

上述通信流程给出了上行多载波传输的一个基本架构，但是对具体的传输控制、信令交互、链路适配以及动态调度过程都没有给出具体的实现方案，实现上还无法满足标准化以及公共无线网络运营的要求，在业务质量保证和频谱效率控制方面有很大的改进空间。

发明内容

本发明实施例提供一种高速上行分组接入方法，以实现上行多载波HSUPA传输，满足实际网络运营的需求。

本发明实施例的技术方案具体是这样实现的：

一种高速上行分组接入HSUPA方法，该方法包括：

用户设备UE的增强物理上行信道E-PUCH采用上行多载波传输；

UE针对各个载波分别进行本小区与邻小区之间的路损差SNPL测量，将测量结果分别确定为各个载波的SNPL；UE测量已经计划使用的所有上行载波的功率，计算UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值并将计算结果确定为UE的上行发送功率余量UPH；UE将自身缓冲区中的总数据量确定为缓冲区数据总量TEBS；UE在自身所有的有数据待传输的逻辑信道中选择优先级最高的逻辑信道，将其身份标识ID确定为最高优先级逻辑信道身份标识HLID，测量该逻辑信道的数据量并将测量结果确定为最高优先级逻辑信道缓冲区数据量HLBS；

UE向Node B上报调度信息SI，所述SI中包括所述SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID；

Node B根据SI中的SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID，对UE使用的E-PUCH载波进行资源分配、干扰控制和动态调度。

在所述UE针对各个载波分别进行本小区与邻小区之间的路损差SNPL测量之前，该方法包括：

网络层通过发给UE的信令消息将允许UE使用的E-PUCH载波集通知UE。

在所述UE针对各个载波分别进行本小区与邻小区之间的路损差SNPL测量之前，该方法包括：

网络侧配置SI类型并将SI类型通知UE。

所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括每个E-PUCH载波自身的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型1，SI类型1的信息域包括以下字段：

SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID；

其中，SNPL字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果。

所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型2，SI类型2的信息域包括以下字段：

SNPL1、UPH、TEBS、HLBS、HLID和SNPL2至SNPLn；

其中，SNPL1字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果；SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果；n为允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数。

所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型3，SI类型3的信息域包括以下字段：

SNPL1、UPH、TEBS、HLBS、HLID和SNPL2+E至SNPLn+E；

其中，SNPL1字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果；SNPL2+E至SNPLn+E字段为在SNPL2至SNPLn字段的每个字段之后加入一个扩展比特，SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果，以扩展比特的两种状态指示其前面相邻的SNPL字段之后是否还有其它SNPL字段；n为允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数。

所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型4，SI类型4的信息域包括以下字段：

SNPL1、UPH、TEBS、HLBS、HLID、扩展比特图和SNPL2至SNPLn；

其中，SNPL1字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果；SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果；n为允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数；扩展比特图字段长度为n-1比特，扩展比特图中的每一个比特对应SNPL2至SNPLn中的一个字段，指明该SI消息结构中对应字段是否存在。

所述上报调度信息SI的方法为：按照选择策略确定通过增强上行随机接入信道E-RUCCH单独进行SI上报或通过E-PUCH捎带进行SI上报；

所述选择策略为：

如果UE在需要进行SI上报时有E-PUCH发送，则选择通过E-PUCH捎带进行SI上报；

如果UE在需要进行SI上报时没有E-PUCH发送，则选择通过E-RUCCH单独进行SI上报。

所述上报调度信息SI的方法为：通过E-RUCCH单独进行SI上报；

在所述网络侧配置SI类型并将SI类型通知UE的同时，该方法还包括：网络侧为UE配置相对于现有E-RUCCH发送功率的发送功率偏移。

MAC-is PDU中传输序列号TSN字段长度大于6比特；

或，MAC-is PDU末端包括长度为任意比特的TSN扩展字段。

该方法进一步包括：

RNC根据UE允许使用的E-PUCH载波数配置TSN字段的比特数或TSN扩展字段的比特数，通过无线资源控制协议RRC通知UE，通过Node B应用部分NBAP消息通知Node B。

该方法进一步包括：UE根据参考载波的确定原则确定同异频测量判断的参考载波；

所述参考载波的确定原则是：

如果UE配置了专用物理信道DPCH，则以DPCH载波作为UE的参考载波；如果UE没有配置DPCH，则以非调度模式的E-PUCH载波作为UE的参考载波；如果一个UE在多载波上有非调度模式的E-PUCH，则以相对编号最低的非调度模式的E-PUCH载波作为UE的参考载波。

该方法包括：

UE根据定时参考载波的确定原则确定定时参考载波，根据该定时参考载波的同步偏移SS指令确定定时提前量TA，完成上行同步过程；

所述定时参考载波的确定原则是：

如果UE配置了DPCH，则以DPCH载波作为UE的定时参考载波；如果UE没有配置DPCH，则以非调度模式的E-PUCH载波作为UE的定时参考载波；如果UE在多个载波上均有非调度模式的E-PUCH，则以相对编号最低的非调度模式的E-PUCH载波作为UE的定时参考载波。

由上述的技术方案可见，UE在调度请求中向Node B上报调度信息(Scheduling Information，SI)，在SI中针对各个HSUPA载波分别进行SNPL上报，将UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值作为UPH上报，UE不对载波进行区分，将UE缓冲区中的总数据量作为TEBS上报，将UE所有的有数据待传输的逻辑信道中的优先级最高的逻辑信道的身份标识作为HLID上报并将其数据量作为HLBS上报，Node B根据UE上报的上述信息进行资源分配，并且，本发明实施例根据上述SI上报的需要，对SI中各信息域的设置方法、SI消息结构以及SI上报方式进行了改进，完善了多载波HSUPA的调度请求和动态调度过程，使得上行多载波HSUPA传输能够满足实际网络运营的需求。

并且，本发明实施例中还对MAC-is PDU字段进行扩展，确定同异频测量判断的参考载波和定时参考载波，并且设置了半持续调度下的多载波HSUPA，使得多载波HSUPA系统能够满足标准化以及公共无线网络运行的要求。

附图说明

图1为现有的采用多载波HSUPA的总体通信流程如图；

图2为本发明一较佳实施例多载波HSUPA中UE调度请求和Node B资源分配过程的流程图；

图3为现有的多载波HSUPA的SI消息结构示意图；

图4为本发明一较佳实施例UE侧MAC层载波分流示意图；

图5为本发明一较佳实施例SI类型2的消息结构示意图；

图6为本发明一较佳实施例SI类型3的消息结构示意图；

图7为本发明一较佳实施例SI类型4的消息结构示意图；

图8为现有单载波HSUPA标准中的MAC-is PDU结构示意图；

图9为本发明一较佳实施例的MAC-is PDU结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

在本发明中，UE在调度请求中向Node B上报SI，在SI中针对各个HSUPA载波分别进行SNPL上报，将UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值作为UPH上报，UE不对载波进行区分，将UE缓冲区中的总数据量作为TEBS上报，将UE所有的有数据待传输的逻辑信道中的优先级最高的逻辑信道的身份标识作为HLID上报并将其数据量作为HLBS上报，Node B根据UE上报的上述信息进行资源分配，完善了调度请求和动态调度过程，从而实现了上行多载波HSUPA传输。

图1所示的多载波HSUPA技术的总体通信流程只是简单地提出了各载波及其控制信道之间的控制关系框架，但是对于其中最关键的多载波调度技术并没有涉及，本发明实施例首先对图1中步骤103的UE调度请求过程和步骤104的Node B资源分配方法进行改进，以提高上行干扰控制精度和网络资源效率。针对多载波HSUPA技术改进后，本发明实施例中UE调度请求和Node B资源分配过程的流程如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤2031：UE确定本小区与邻小区之间的路损差(SNPL)、UE的上行发送功率余量(UPH)、缓冲区数据总量(TEBS)、最高优先级逻辑信道缓冲区数据量(HLBS)和最高优先级逻辑信道身份标识(HLID)。

其中，UE针对各个HSUPA载波分别进行SNPL测量，将测量结果分别确定为各个载波的SNPL；UE测量已经计划使用的所有上行载波的功率，计算UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值并将计算结果确定为UPH；UE不对载波进行区分，将自身缓冲区中的总数据量确定为TEBS；UE在自身所有的有数据待传输的逻辑信道中选择优先级最高的逻辑信道，将其身份标识(ID)确定为HLID，测量该逻辑信道的数据量并将测量结果确定为HLBS。

步骤2032：UE向Node B上报包括SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID的调度信息(Scheduling Information，SI)。

步骤204：Node B根据SI在UE使用的载波上进行资源分配。其中，NodeB根据SI中各个载波的SNPL分别控制各个载波的上行干扰水平；Node B根据SI中的UPH按照调度策略为各个载波分配上行发送功率，可以将上行发送功率余量在多个载波之间平均分配，也可以为不同的载波分配不同的上行功率，还可以将所有上行发送功率余量分配给某一个载波；Node B根据TEBS、HLBS和HLID分配各个逻辑信道的数据量。

在本发明实施例中，为了实现上述对UE调度请求和Node B资源分配过程的改进，还需要对SI进行改进，从SI中各信息域的设置方法、SI的消息结构以及SI的上报方式三个方面进行改进，接下来对上述三个方面分别予以详细说明。

首先，对SI中各信息域设置方法的改进。

在现有多载波HSUPA方案中，每个载波上的调度请求过程与单载波HSUPA技术的调度请求过程相同，即UE有数据需要发送时通过一个或多个载波的上行信道分别上报SI，现有多载波HSUPA的SI消息结构与现有单载波HSUPA的SI消息结构相同，具体的SI消息结构如图3所示。参见图3，SI的信息域中包括5个字段：SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID，字段长度分别为5比特(bits)、5bits、5bits、4bits和4bits。现有的多载波HSUPA方案没有涉及各载波独立发送SI时SI消息结构中各字段的设置方法，为了优化传输和优化干扰控制，本发明实施例对多载波HSUPA架构下SI消息结构中各字段的设置方法进行改进，具体如下：

SNPL表示本小区与邻小区之间的路损差。为了对各载波的干扰水平进行有效控制，本发明实施例中设置为UE针对各个HSUPA载波分别进行SNPL测量和上报，SI中的SNPL包括各个载波的SNPL测量结果，Node B根据各个载波的测量结果对各个载波的上行干扰水平分别进行控制。

UPH表示UE的上行发送功率余量，即能够用于E-PUCH的功率，在总的上行发送功率中减去其它上行信道功率后的剩余功率即为能够用于E-PUCH的功率。在现有标准中，UPH的定义为单载波上的UE功率剩余量。在本发明实施例中，为了提高系统资源的利用率和Node B调度的灵活性，设置为UE在任何载波上报的SI消息中所包含的UPH都是UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值，每一个载波的SI消息中UPH均为UE总的上行发送功率余量，即允许UE的发射功率在各个上行载波之间共享。Node B在调度决策时可以将上行发送功率余量在多个载波之间平均分配，也可以为不同的载波分配不同的上行功率，还可以将所有上行发送功率余量分配给某一个载波，载波间功率分配完全取决于Node B的调度策略。

TEBS、HLBS和HLID表示UE上行缓冲区状态，其中，TEBS表示缓冲区数据总量，HLBS表示最高优先级逻辑信道缓冲区数据量，HLID表示最高优先级逻辑信道身份标识。上述三个量的测量和上报原则与上行数据在各载波之间的分配策略有关，以下对本发明实施例中数据向各载波的分流进行说明。

在本发明实施例中，UE在MAC层的服务无线网络控制器增强专用信道媒体访问控制和增强专用信道媒体访问控制(MAC-is/i)实体进行数据向各载波的分流。UE侧MAC层载波分流示意图如图4所示，本实施例中MAC层包括MAC-is/i实体和专用信道媒体访问控制(MAC-d)实体，逻辑信道(LCH)以LCH1至LCHn为例，载波以载波1至载波3为例，多个逻辑信道传送的数据经过MAC-d实体分别处理后进入MAC-is/i实体，MAC-is/i实体首先对各个逻辑信道的数据进行复用，然后将数据打包成MAC层的增强专用信道媒体访问控制(MAC-i)协议数据包(PDU)分流到各个载波上。当一个传送时间间隔(TTI)内UE在多个载波上都有E-PUCH需要传送时，MAC-is/i将MAC-iPDU通过增强专用信道(E-DCH)传给物理层，同时E-DCH中携带能唯一确定载波的标识参数，物理层通过信道编码映射将E-DCH中的MAC-i PDU映射到通过标识参数确定的载波上，每个载波传送一个MAC-i PDU。

现有标准中，一个E-DCH传输信道在物理层编码以前用一个编码组合传输信道(CCTrCH)进行标识，信道编码以CCTrCH为单位进行。CCTrCH存在多种类型，E-DCH类型的CCTrCH是其中一种，现有单载波HSUPA标准对E-DCH类型的CCTrCH的个数有限制，即要求一个UE只能有一个E-DCH类型的CCTrCH，但是在多载波的HSUPA技术中，这种设置制约速率的提升，因此本发明实施例中设置为：一个UE在每个载波上最多只有一个E-DCH类型的CCTrCH，将E-DCH类型的CCTrCH的个数扩展到与UE的载波个数相同。

在本发明实施例中，基于上述数据向各载波分流的方法，对缓冲区状态上报进行改进，具体设置如下：对于TEBS，不对载波进行区分，而是将UE缓冲区中的总数据量作为TEBS进行上报；对于HLBS，在UE所有的有数据待传输的逻辑信道中选择优先级最高的逻辑信道，将其数据量作为HLBS进行上报；对于HLID，在UE所有的有数据待传输的逻辑信道中选择优先级最高的逻辑信道，将其ID作为HLID进行上报。

其次，对SI的消息结构的改进。

在对多载波HSUPA架构下SI中各信息域的设置方法进行了上述改进之后，为了按照上述本发明实施例中设置的方法进行多载波HSUPA的SNPL上报，需要对SI消息结构进行改进。因为本发明实施例中将SNPL设置为UE针对各个HSUPA载波分别进行SNPL测量和上报，因此为了承载多个载波上的SNPL，需要对SI的信息域进行扩展，为此本发明实施例提出一种新的SI消息结构，为表述方便，将这种新的SI消息结构称为SI类型2的消息结构，相应的，将图3所示的现有的SI消息结构称为SI类型1的消息结构。

并且，在改进的消息结构中，为了使网络侧和UE对上报的各SNPL对应的载波有统一的理解，本发明实施例预先在网络层发给UE的信令消息中指明允许该UE使用的E-PUCH载波集，该载波集是本小区E-PUCH载波集的一个子集。上述向UE指明载波集的步骤可以在图1所示的步骤101中完成，RNC在通过RRC进行无限承载建立或重配置的过程中将允许该UE使用的E-PUCH载波集通知UE；并且将允许该UE使用的E-PUCH载波集通过Iub接口上的Node B应用部分(NBAP)专用过程通知Node B，例如可以通过NBAP专用过程中的无线链路建立或重配置过程完成。RNC通过配置映射表的方式将允许该UE使用的E-PUCH载波集通知UE和Node B，该映射表针对每一个E-PUCH载波设置一个相对载波标识和一个绝对频点号(U-ARFCH)。在UE中配置该映射表后，UE在每次上报SI时，将上报该SI所用载波的SNPL测量结果作为SNPL1，采用相对载波标识确定其它载波的相对编号，其它载波上的SNPL按照相对编号依次排列。

SI类型2的消息结构示意图如图5所示。参见图5，SI类型2的消息结构对SI类型1的消息结构进行了改进，将原SI类型1的消息结构中SNPL字段标记为SNPL1，并且增加了SNPL2至SNPLn字段，每个字段的长度为5bits。在多载波HSUPA技术中各载波独立发送SI，因此将上述字段设置为：SNPL1字段只发送本E-PUCH载波的SNPL测量结果，SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果。n为网络侧配置的允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数。

例如，一个小区有6个E-PUCH载波，其中网络侧配置给UE的E-PUCH载波是4个，则n＝4，其相对编号分别为1、2、3、4，若某一时刻UE通过载波3上报SI，则SNPL1承载载波3的SNPL测量结果，SNPL2、SNPL3、SNPL 4依次分别承载载波1、2、4的SNPL测量结果。

采用SI类型2，在不需要上报所有载波SNPL的情况下会浪费很多资源，为此本发明实施例又提出另一种SI消息结构，称为SI类型3的消息结构。SI类型3的消息结构如图6所示。

参见图6，与SI类型2类似，SI类型3的消息结构将原SI类型1的消息结构中SNPL字段标记为SNPL1，并且增加了SNPL2+E至SNPLn+E字段。将SNPL1至SNPLn字段统称为SNPL字段，其中，SNPL1字段只发送本E-PUCH载波的SNPL测量结果，SNPL2至SNPLn字段长度为5bits，分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果。并且图6中E表示长度为1bits的扩展比特，在SNPL2至SNPLn的每个字段之后都分别加入一个扩展比特，分别以该比特的两种状态指示其前面相邻的SNPL字段之后是否还有其它SNPL字段，例如：当SNPL2+E字段的扩展比特为1时，表示SNPL2+E字段之后还有SNPL3+E字段；当SNPL2+E字段的扩展比特为0时，表示SI结束，SNPL2+E字段之后不再有其它SNPL字段。

仍以一个小区有6个E-PUCH载波，其中网络侧配置给UE的E-PUCH载波是4个为例，则n＝4，相对编号分别为1、2、3、4，若某一时刻UE通过载波3上报SI，则SNPL1承载载波3的SNPL测量结果，SNPL2、SNPL 3、SNPL 4依次分别承载载波1、2、4的SNPL测量结果。采用SI类型3的消息结构，SNPL2之后的扩展比特置为1，表示SNPL2字段之后还有SNPL3字段；同理，SNPL3之后的扩展比特也置为1，表示SNPL3字段之后还有SNPL4字段；SNPL4之后的扩展比特置为0，表示SI结束，SNPL4字段之后不再有其它SNPL字段。

采用SI类型3，相对编号靠前的载波的SNPL总是需要上报，例如在SI类型3的上述例子中，如果只需要上报SNPL1和SNPL4字段，采用SI类型3则中间的SNPL2和SNPL3字段也都需要上报，导致比特资源浪费。为此本发明实施例又提出另一种SI消息结构，称为SI类型4的消息结构。SI类型4的消息结构如图7所示。

参见图7，SI类型4在SI类型2的消息结构中加入了扩展比特图(Extbitmap)。与SI类型2类似，SI类型4的消息结构将原SI类型1的消息结构中SNPL字段标记为SNPL1，并且增加了SNPL2至SNPLn字段，字段长度为5bits，并且SI类型4的消息结构还增加了扩展比特图。扩展比特图字段长度为n-1bits，每一个比特对应SNPL2至SNPLn中的一个字段，用于指明该SI消息结构中对应字段是否存在，例如，可以令扩展比特图中每一比特取值为1表示对应字段存在，取值为0表示对应字段不不存在，仍以在SI消息结构中只需要上报SNPL1和SNPL4为例，则扩展比特图为1001。

最后，对SI的上报方式的改进。

在对多载波HSUPA架构下SI消息结构进行了上述改进之后，本发明实施例还对SI上报方式进行改进。关于SI的上报，目前单载波HSUPA标准中存在两种方法：通过增强上行随机接入信道(E-RUCCH)单独进行SI上报或者通过E-PUCH捎带进行SI上报。

在上述现有单载波HSUPA标准的基础上，本发明实施例结合多载波HSUPA技术的特点，针对多载波提出两种处理方式，其中每种方式都可以采用通过E-RUCCH单独上报或通过E-PUCH捎带上报的方法。本发明实施例针对多载波提出的处理方式如下：

方式一：各个E-PUCH载波的SI中分别上报各个E-PUCH载波自身的SNPL，每个载波上的SI上报方法和SI消息结构都与现有单载波HSUPA标准相同，即上报方法可以通过本载波上的E-RUCCH单独上报，也可以通过E-PUCH捎带上报，上报的SI的消息结构采用SI类型1。

方式二：每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL，这一方式要用到上述的SI类型2、SI类型3或SI类型4。与目前单载波HSUPA标准中的SI上报方式类似，本发明实施例提出的在一个SI中上报多个载波的SNPL也可以采用两种方法，即：通过E-RUCCH单独进行SI上报和通过E-PUCH捎带进行SI上报，下面分别就这两种情况进行详细说明。

对于通过E-RUCCH单独进行SI上报的方式，针对多载波HSUPA技术，本发明实施例中UE在一个E-RUCCH内上报多个载波的SNPL测量结果，即采用本发明实施例上述SI类型2、SI类型3或SI类型4进行SI上报。当只上报一个载波的SNPL测量结果时，也可以采用SI类型1进行SI上报。具体采用的SI类型由网络侧配置。网络侧配置SI类型的方法是：在图1所示的步骤101中，RNC在通过RRC进行无线承载建立或重配置过程中将使用的SI类型通知UE，如果给UE配置SI类型1，则UE上报的SI中只包含本载波的SNPL测量结果；如果给UE配置SI类型2、SI类型3或SI类型4，因为SI的信息域比特数增多，因此信道编码的码率提高，需要提高发射功率，因此需要给UE配置一个相对于现有E-RUCCH发送功率的发送功率偏移，则UE上报的SI中包含多个载波上的SNPL测量结果，E-RUCCH的发送功率是在按照现有方法计算得出的E-RUCCH发送功率的基础上叠加一个发送功率偏移。

对于通过E-PUCH捎带进行SI上报的方式，针对多载波HSUPA技术，本发明实施例中UE在一个E-PUCH内捎带的SI上报多个载波的SNPL，即采用本发明实施例中上述SI类型2、SI类型3或SI类型4进行SI上报。当只上报一个载波的SNPL测量结果时，也可以采用SI类型1进行SI上报。UE使用的SI类型也由RNC配置，配置方式与上述E-RUCCH单独进行SI上报中的配置方式相同。

在采用通过E-PUCH捎带进行SI上报的方式时，如果给UE配置SI类型2，则UE除了采用固定的SI类型2上报以外，还可以采取一种更灵活的方式进行上报。在现有单载波HSUPA协议中，这种更灵活的上报方法的具体做法是：每次传输所支持的传输块尺寸(TBS)为29bits以上，当UE判断所有待传数据量小于本次传输所支持的TBS时，会将MAC-i头中的数据描述指示(DDI)域置为“111111”，表示在本MAC-i PDU后端有一个23bits的SI域。在本发明实施例中，SI类型1的长度固定为23bits，SI类型3和SI类型4的长度均达到29bits或29bits以上，而SI类型2的长度有可能介于23bits与29bits之间。因此，若RNC给UE配置SI类型2，对于长度为23bits的SI类型2，也可能适用于上述这种灵活的上报方法；但是，对于长度大于23bits的SI类型2，就会出现一个MAC-i PDU无法容纳整个SI类型2的情况。在这种情况下，本发明实施例中UE仍然使用原有的SI类型1进行SI上报，将此称为SI类型2的回退机制。为了实现SI类型2的回退机制，需要对DDI域的状态进行改进。为了区分采用SI类型1或采用SI类型2，本发明实施例中分别定义两种DDI域的状态予以区分，例如，可以定义DDI域为“111111”时表示采用SI类型1进行上报，定义DDI域为“111110”时表示采用SI类型2进行上报，对DDI域的定义不必局限于“111111”或“111110”，还可以根据DDI域的实际占用情况采取其它多种DDI域值，只要能够将SI类型1与SI类型2区分开即可。

并且，本发明实施例提出对于上述两种SI上报方式的选择策略。如果UE在需要进行SI上报时有E-PUCH发送，则UE优先选择通过E-PUCH捎带进行SI上报的方式。如果UE在需要进行SI上报时没有E-PUCH发送，则UE应选择采用E-RUCCH单独进行SI上报的方式。如果UE在多个载波上配置了E-RUCCH，本发明实施例提出选择E-RUCCH载波的优先级原则如下：UE在配置了E-RUCCH的多个载波中优先选择SNPL测量结果最大的载波发送E-RUCCH。

以上从SI中信息域的设置方法、SI的消息结构以及SI的上报方式三个方面介绍了本发明实施例对UE调度请求过程的改进，在上述改进的基础上，本发明实施例中还提出对Node B调度方法进行改进，Node B调度器可以充分利用改进的SI消息结构中增加的信息对干扰控制和动态调度进行优化。

在干扰控制方面，本发明实施例中Node B调度器根据改进的SI中每个载波的SNPL测量结果对每个载波的上行干扰水平(RoT)单独控制，根据改进的SI中每个载波的UPH对UE的每个载波的基准参考功率(Pe-base)单独进行控制。

在动态调度方面，本发明实施例中Node B根据改进后的SI中的UPH、TEBS、HLID和HLBS，对各载波上的时隙、码道、功率资源分别进行调度，通过各载波映射的E-AGCH分别将各载波的传递资源分配信息传送给UE。

UE在计算各载波的发射功率时，有可能各载波的发射功率总和超出UE允许的最大发射功率，针对这种情况，本发明实施例中提出UE根据各载波的信道条件进行选择判断，对各载波进行功率回退，并且提出功率回退的原则和具体方式，可以包括如下几种：

方式一：各个载波的发射功率等幅度降低。

方式二：按照各载波的E-PUCH基准功率(Pe-base)正向加权降低各载波的发射功率，优先保证信道条件较好的载波传输；或，按照各载波的Pe-base反向加权降低各载波的发射功率，优先保证信道条件较差的载波传输。

方式三：按照各载波的Pe-base排序，降低信道条件最差或信道条件最好的载波的发射功率，不改变其它载波的发射功率。

在标准中引入上述功率回退机制可以有效保证UE的发送功率可控。并且，网络侧可以根据UE在功率回退中对载波的选择，判断各个载波的信道干扰情况，预测各载波对上行干扰的贡献，从而避免在UE的干扰严重的载波上为该UE进行调度。

以上从UE调度请求过程和Node B调度方法两个方面对本发明实施例的改进进行了说明。针对多载波HSUPA技术，本发明实施例还提出了下述改进方案：第一，对MAC层的服务无线网络控制器增强专用信道媒体访问控制(MAC-is)PDU结构进行改进；第二，提出同异频测量判断的参考载波的确定原则；第三，对半持续调度模式进行改进；第四，对上行同步进行改进。上述四个改进方案可以分别实施，也可以根据需要将其中的一个或多个组合实施，并且可以选择是否在上述改进的UE调度请求过程和改进的Node B调度方法的基础上实施。以下对上述四个改进方案分别予以说明。

第一，本发明实施例对MAC-is PDU结构进行改进。

图8为目前的单载波HSUPA标准中的MAC-is PDU的结构示意图，参见图8，一个MAC-is PDU包括一个传输序列号(TSN)和多个MAC-is服务数据包(SDU)，逻辑信道中的每一个MAC-d PDU映射到一个MAC-is SDU，其中TSN字段长度为6比特，针对某一个MAC-is PDU，将其TSN字段标记为TSN1。

在多载波HSUPA技术中，随着载波数量的增加，对TSN编号数量的需求大幅度增加，以6载波HSUPA为例，其MAC-is PDU需要的TSN编号数量是单载波HSUPA中的6倍，共需要9比特的字段长度来进行TSN编号。因此，现有单载波HSUPA协议中6比特的TSN字段长度无法满足多载波HSUPA的需要。针对这种情况，本发明实施例改进的MAC-is PDU结构对TSN进行扩展，可以根据需要扩展任意比特数，本实施例中仅以扩展3比特为例，参见图9。

图9为本发明实施例MAC-is PDU结构示意图。如图9所示，TSN1 E表示TSN扩展字段，将TSN扩展字段加在整个MAC-is PDU的末端。TSN字段每扩展1比特，TSN编号数量就扩大一倍。在本实施例中，仅以TSN1 E为3比特为例，则扩展后的TSN字段所能表示的TSN编号数量是原TSN字段的6倍。

本发明实施例不仅可以将TSN字段扩展固定的比特数，还可以采用扩展比特数动态调整的方式。RNC根据UE允许使用的E-PUCH载波数对TSN扩展字段的比特数进行配置，并通过RRC通知UE，通过NBAP消息通知Node B。

图9所示的MAC-is PDU结构在整个MAC-is PDU的末端加入TSN扩展字段，还可以采用直接扩展现有TSN字段长度的方法改进MAC-is PDU结构，保持现有的TSN字段位置不变，扩展其长度。与在整个MAC-is PDU的末端加入TSN扩展字段的方法相同，可以通过协议规定固定的扩展后TSN字段的比特数，也可以通过网络侧RNC对扩展后TSN字段的比特数进行配置。

第二，本发明实施例提出多载波HSUPA中同异频测量判断的参考载波的确定原则。

当UE工作在多载波HSUPA模式时，需要有一个唯一的载波作为同异频测量判断的参考载波。本发明实施例提出参考载波确定原则，具体包括：

如果UE配置了专用物理信道(DPCH)，则以DPCH所在的载波作为UE的参考载波，并且将同一个UE的所有DPCH都配置在同一个载波上；如果UE没有配置DPCH，则以非调度模式的E-PUCH所在的载波作为UE的参考载波；如果一个UE在多载波上有非调度模式的E-PUCH，则以相对编号最低的非调度模式的E-PUCH载波作为UE的参考载波。

在本发明实施例中，在UE配置了DPCH的情况下，以DPCH所在的载波作为UE的参考载波，此时将同一个UE的所有DPCH都配置在同一个载波上，因此参考载波是唯一的，并且，在此情况下，将非调度模式的E-PUCH配置在多个载波上，将不同的非调度业务分别配置在不同的载波，允许同一个UE的DPCH和非调度模式的E-PUCH配置在不同的载波。

第三，本发明实施例对多载波的半持续调度模式的HSUPA进行改进。

对于HSUPA的资源分配方式，除了调度模式和非调度模式以外，目前的协议中在3GPP Release 8中还提出了半持续调度模式，在半持续调度模式下，Node B通过E-AGCH向UE授权可以永久使用的资源。针对现有的单载波HSUPA半持续调度模式，本发明实施例提出了多载波HSUPA传输中的半持续调度模式：为每个E-PUCH载波分别映射一个E-AGCH和一个E-HICH；各个E-PUCH载波的E-AGCH之间相互独立，每个E-PUCH载波由自身映射的E-AGCH控制；各个E-PUCH载波的E-HICH之间相互独立，每个E-PUCH载波由自身映射的E-HICH进行HARQ反馈，E-AGCH和E-HICH可以位于不同的载波上。

第四，本发明实施例对多载波HSUPA上行同步进行改进。

当UE工作在多载波HSUPA模式时，由于各载波的上行同步是由各自的下行信道独立控制的，因此不同载波的上行发送定时提前量(TimingAdvance，TA)可能不同，导致同一UE的通过不同载波发送的上行信号或者同一载波上传送的不同UE的上行信号到达Node B侧的时间无法同步。为了解决这一问题，本发明实施例中，针对多载波HSUPA，每一个UE确定唯一的定时参考载波，UE忽略下行信道中针对非定时参考载波的同步偏移(SS)指令，只根据下行信道中针对该定时参考载波的SS指令确定TA。定时参考载波的确定原则如下：

如果UE配置了DPCH，则以DPCH载波作为UE的定时参考载波；如果UE没有配置DPCH，则以非调度模式的E-PUCH载波作为UE的定时参考载波；如果UE在多个载波上均有非调度模式的E-PUCH，则以相对编号最低的非调度模式的E-PUCH载波作为UE的定时参考载波。

同样，在本发明实施例中，在UE配置了DPCH的情况下，将同一个UE的所有DPCH都配置在同一个载波上，因此UE的定时参考载波是唯一的。

由以上实施例可见，UE在调度请求中向Node B上报SI，在SI中针对各个HSUPA载波分别进行SNPL上报，将UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值作为UPH上报，UE不对载波进行区分，将UE缓冲区中的总数据量作为TEBS上报，将UE所有的有数据待传输的逻辑信道中的优先级最高的逻辑信道的身份标识作为HLID上报并将其数据量作为HLBS上报，Node B根据UE上报的上述信息进行资源分配，并且，本发明实施例根据上述SI上报的需要，对SI中各信息域的设置方法、SI消息结构以及SI上报方式进行了改进，完善了调度请求和动态调度过程，从而实现了上行多载波HSUPA传输。

并且，本发明实施例中还对MAC-is PDU字段进行扩展，确定同异频测量判断的参考载波和定时参考载波，并且设置了半持续调度下的多载波HSUPA，使得多载波HSUPA系统能够满足标准化以及公共无线网络运行的要求。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种高速上行分组接入HSUPA方法，其特征在于，该方法包括：

用户设备UE的增强物理上行信道E-PUCH采用上行多载波传输；

UE针对各个载波分别进行本小区与邻小区之间的路损差SNPL测量，将测量结果分别确定为各个载波的SNPL；UE测量已经计划使用的所有上行载波的功率，计算UE总的最大发射功率与已经计划使用的所有上行载波功率之间的差值并将计算结果确定为UE的上行发送功率余量UPH；UE将自身缓冲区中的总数据量确定为缓冲区数据总量TEBS；UE在自身所有的有数据待传输的逻辑信道中选择优先级最高的逻辑信道，将其身份标识ID确定为最高优先级逻辑信道身份标识HLID，测量该逻辑信道的数据量并将测量结果确定为最高优先级逻辑信道缓冲区数据量HLBS；

UE向Node B上报调度信息SI，所述SI中包括所述SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID；

Node B根据SI中的SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID，对UE使用的E-PUCH载波进行资源分配、干扰控制和动态调度。

2.如权利要求1所述的HSUPA方法，其特征在于，在所述UE针对各个载波分别进行本小区与邻小区之间的路损差SNPL测量之前，该方法包括：

网络层通过发给UE的信令消息将允许UE使用的E-PUCH载波集通知UE。

3.如权利要求1或2所述的HSUPA方法，其特征在于，在所述UE针对各个载波分别进行本小区与邻小区之间的路损差SNPL测量之前，该方法包括：

网络侧配置SI类型并将SI类型通知UE。

4.如权利要求3所述的HSUPA方法，其特征在于，所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括每个E-PUCH载波自身的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型1，SI类型1的信息域包括以下字段：

SNPL、UPH、TEBS、HLBS和HLID； 

其中，SNPL字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果。

5.如权利要求3所述的HSUPA方法，其特征在于，所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型2，SI类型2的信息域包括以下字段：

SNPL1、UPH、TEBS、HLBS、HLID和SNPL2至SNPLn；

其中，SNPL1字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果；SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果；n为允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数。

6.如权利要求3所述的HSUPA方法，其特征在于，所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型3，SI类型3的信息域包括以下字段：

SNPL1、UPH、TEBS、HLBS、HLID和SNPL2+E至SNPLn+E；

其中，SNPL1字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果；SNPL2+E至SNPLn+E字段为在SNPL2至SNPLn字段的每个字段之后加入一个扩展比特，SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果，以扩展比特的两种状态指示其前面相邻的SNPL字段之后是否还有其它SNPL字段；n为允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数。

7.如权利要求3所述的HSUPA方法，其特征在于，所述UE向Node B上报调度信息SI的步骤中每个E-PUCH载波上报的SI中包括多个E-PUCH载波的SNPL测量结果；

所述SI为SI类型4，SI类型4的信息域包括以下字段：

SNPL1、UPH、TEBS、HLBS、HLID、扩展比特图和SNPL2至SNPLn；

其中，SNPL1字段表示上报SI的E-PUCH载波上的SNPL测量结果；SNPL2至SNPLn字段分别发送该UE可以使用的其它各个E-PUCH载波的SNPL测量结果；n为允许该UE使用的E-PUCH载波集中的载波个数；扩展比特图字段长度为n-1比特，扩展比特图中的每一个比特对应SNPL2至SNPLn中的一个字段，指明该SI消息结构中对应字段是否存在。

8.如权利要求1、2、4、5、6或7中任意一项所述的HSUPA方法，其特征在于，所述上报调度信息SI的方法为：按照选择策略确定通过增强上行随机接入信道E-RUCCH单独进行SI上报或通过E-PUCH捎带进行SI上报；

所述选择策略为：

如果UE在需要进行SI上报时有E-PUCH发送，则选择通过E-PUCH捎带进行SI上报；

如果UE在需要进行SI上报时没有E-PUCH发送，则选择通过E-RUCCH单独进行SI上报。

9.如权利要求5至7中任意一项所述的HSUPA方法，其特征在于，

所述上报调度信息SI的方法为：通过E-RUCCH单独进行SI上报；

在所述网络侧配置SI类型并将SI类型通知UE的同时，该方法还包括：网络侧为UE配置相对于现有E-RUCCH发送功率的发送功率偏移。

10.如权利要求1、2、4、5、6或7中任意一项所述的HSUPA方法，其特征在于，

媒体访问控制层的服务无线网络控制器增强专用信道媒体访问控制MAC-isPDU中传输序列号TSN字段长度大于6比特；

或，MAC-is PDU末端包括长度为任意比特的TSN扩展字段。

11.如权利要求10所述的HSUPA方法，其特征在于，该方法进一步包括：

RNC根据UE允许使用的E-PUCH载波数配置TSN字段的比特数或TSN扩展字段的比特数，通过无线资源控制协议RRC通知UE，通过Node B应用部分NBAP消息通知Node B。

12.如权利要求1、2、4、5、6或7中任意一项所述的HSUPA方法，其特征在于，该方法进一步包括：UE根据参考载波的确定原则确定同异频测量判断的参考载波； 

所述参考载波的确定原则是：

如果UE配置了专用物理信道DPCH，则以DPCH载波作为UE的参考载波；如果UE没有配置DPCH，则以非调度模式的E-PUCH载波作为UE的参考载波；如果一个UE在多载波上有非调度模式的E-PUCH，则以相对编号最低的非调度模式的E-PUCH载波作为UE的参考载波。

13.如权利要求1、2、4、5、6或7中任意一项所述的HSUPA方法，其特征在于，该方法包括：

UE根据定时参考载波的确定原则确定定时参考载波，根据该定时参考载波的同步偏移SS指令确定定时提前量TA，完成上行同步过程；

所述定时参考载波的确定原则是：

如果UE配置了DPCH，则以DPCH载波作为UE的定时参考载波；如果UE没有配置DPCH，则以非调度模式的E-PUCH载波作为UE的定时参考载波；如果UE在多个载波上均有非调度模式的E-PUCH，则以相对编号最低的非调度模式的E-PUCH载波作为UE的定时参考载波。 

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