CN101860871B - 无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法及系统。包括下述步骤：核心网判断新请求业务是否可以与已经存在的用户业务共享下行数据，核心网请求无线网络控制器为用户建立新业务，并指示新业务可以绑定在已经建立的无线承载上；无线网络控制器收到核心网的请求后，如果新的业务可以与其他用户同时使用下行共享信道，则向基站请求共享已经建立的共享信道上的承载，并将承载的信息发送给新申请业务的用户；基站调度数据在下行共享信道上发送，多个用户在下行共享信道上接受相同的数据，通过共享带宽以提高系统的容量。本发明节约带宽，提高用户的下行数据流量和系统可以接入用户的数量。

Description

无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法及系统

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统中共享数据的一种方法，尤其涉及一种无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法及系统。

背景技术

用户的分组业务具有突发性的特点，在某一时间段内需要较高的下行速率，对应这一业务特性，在无线通信系统中，向用户提供了下行共享信道，在一段之间内，用户可以独自占用全部的下行共享信道资源，获得最大速率，提高了用户体验。

在第三代移动通信体统中，高速下行共享信道的实现方法为：在小区建立时，无线网络控制器(RNC)请求基站建立下行高速共享信道(HS-DSCH)，当无线网络控制器收到用户的业务请求并决定为用户分配高速下行共享信道(HS-DSCH)，无线网络控制器(RNC)通知基站用户使用高速下行共享信道的信息，其中包含用户在下行高速共享信道上的无线网络标识(H-RNTI)。基站基于调度算法，当该用户的数据在高速下行共享信道(HS-DSCH)上传输时，会在高速下行共享控制信道(HS-SCCH)上发送该用户的无线网络标识(H-RNTI)，用户在高速下行共享控制信道(HS-SCCH)上检测到该用户的高速下行共享信道标识(H-RNTI)后，开始读取高速下行共享信道(HS-DSCH)上的数据。

图1给出了典型的第三代移动通信网络结构，包含核心网(CN)，无线网络控制器(RNC)，基站(BTS)和终端用户(UE)。在小区建立过程中，无线网络控制器通过接口2发送消息201建立小区，小区建立消息中包含高速下行共享信道信息。当用户通过直传消息301向核心网做业务申请时，核心网通过接口1发送消息101请求无线网络控制器分配资源，如果无线网络控制器决定为用户分配高速下行共享信道，在接口2上发送消息202在基站上分配高速下行共享信道资源，消息202中包含了无线网络控制器为用户分配的无线网络标识(H-RNTI)，终端用户在接口3上监听高速共享控制信道(HS-SCCH)上的信息，如果发现用户自己的无线网络标识(H-RNTI)，会根据高速共享控制信道上余下的信道信息来接受高速下行共享信道上的用户数据。

使用下行共享信道，并用最高的调制模式(64QAM)用户下行峰值码片速率可以达到21.6M。如果小区内只有一个用户完全占用所有高速下行共享信道的资源，用户的下行速率可以在一段时间内保持在峰值速率，如果有N个用户同时使用下行高速共享信道，基于公平调度的基础上，每个用户的平均速率速率＝峰值速率/N。

图2显示了典型的下行共享信道上用户数据传输过程，基站将不同用户的数据按时间片轮转调度方式在高速下行共享信道上发送，在高速下行共享控制信道(HS-SCCH)上提前发送用户在共享信道上的无线网络标识(H-RNTI)。用户终端通过监测高速下行共享控制信道(HS-SCCH)上的信息来决定是否从高速下行共享信道(HS-DSCH)上接受用户数据，基于公平调度的方式，每个用户占用1/N的高速下行共享信道(HS-DSCH)资源。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种多个用户同时在下行共享信道上共享数据的方法，解决了现有技术中当多个用户在高速下行共享信道上接收相同的数据时，使用已有的下行高速共享信道实现方式，相同的数据会在高速共享信道上重复发送的，对于无线资源是一种浪费的问题，并且本发明节省了无线资源的使用，从而提高了无线系统下行的容量。

本发明的另一目的在于提供一种无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的系统。

本发明的方法包括下述步骤：

核心网判断新请求业务是否可以与已经存在的用户业务共享下行数据，核心网请求无线网络控制器为用户建立新业务，并指示新业务可以绑定在已经建立的无线承载上；

无线网络控制器收到核心网的请求后，如果新的业务可以与其他用户同时使用下行共享信道，则向基站请求共享已经建立的共享信道上的承载，并将承载的信息发送给新申请业务的用户；

基站调度数据在下行共享信道上发送，多个用户在下行共享信道上接受相同的数据，通过共享带宽以提高系统的容量。

本发明的系统包括下述结构：

设有核心网设备，核心网设备判断新请求业务是否可以与已经存在的用户业务共享下行数据，核心网设备请求无线网络控制器为用户建立新业务，并指示新业务可以绑定在已经建立的无线承载上；

设有无线网络控制器设备，无线网络控制器设备收到核心网设备的请求后，如果新的业务在可以与其他用户共享下行共享信道，则向基站请求使用已经建立的共享信道上的承载，并将已建立承载的信息发送给新申请业务的用户；

设有基站设备，基站设备调度数据在下行共享信道上发送，多个用户在下行共享信道上接受相同的数据，通过共享带宽以提高系统的容量。

本发明的优点效果如下：

图3显示了使用本发明后用户数据在下行共享信道上数据的传输过程。如果N个用户在下行共享信道上的数据内容相同，N个用户可以同时从下行共享信道上读取数据，基站在高速共享控制信道上发送用户的无线网络标识，用户通过监测高速共享控制信道上的信息，连续从下行共享信道读取数据，提高了用户的平均速率。

本发明是基于多用户在实时共享数据时可以通过同时使用下行共享信道的方式避免相同的数据在下行共享信道上重复传输，以节省系统的带宽，提升系统容量。本发明对于在线直播业务具有很强的实际意义，对于在线直播业务，每个用户的下行数据都是相同的，这样使用很小的带宽可以为全小区的用户提供服务。对于网络BT下载业务，本发明也适用。因为BT下载的用户需要同一数据源，但可能在同一时刻需要的数据段不同，这样需要Node B对共享带宽的用户资源进行很好的调度，对于已经完成下载的用户，不需要再调度数据，对于未完成下载的用户，要优先发送公共的数据块。

附图说明

图1为现有技术中蜂窝无线网络系统的结构中，下行共享信道的使用过程示意框图。

图2为现有技术中无线网络系统中，下行共享信道上数据传输的方式的示意图。

图3为本发明下行共享信道上数据传输方式的示意图。

图4为本发明的方法框图。

图5为本发明实现过程的消息流程图。

具体实施方式

本发明结合具体实施例，进行详细描述如下：

实施例1

下面以蜂窝移动通信系统网络为例，详细描述该发明的实现过程，如图4所示：

1)、核心网(CN)对用户申请业务类型的识别和向无线网络控制器申请分配资源：

如图4所示，新用户(UE1)终端在向网络发送业务请求401，核心网(CN)会判断用户申请的业务是否被允许接入，如果需要，核心网发起新的鉴权加密过程402，判断该用户是否允许接入，并分配新的加密算法。

如果核心网允许用户使用该业务并且在同一小区下已经有其他用户(UE2)在使用该业务，核心网(CN)在发起无线承载分配请求时102，见接口1，通知无线网络控制器，该用户(UE1)可以使用其他用户(UE2)已经分配的无线资源，与其他用户(UE2)共享下行数据，即新用户(UE1)的无线承载可以与其他用户(UE2)的无线承载绑定。

核心网通知无线网络控制器新承载与已经存在的承载绑定的方法：

1.使用消息字段，指示新的无线承载可以绑定，并在消息中给出被绑定用户的承载的标识。

2.或者使用特殊标识，核心网与无线网络控制器预定义了一些特殊无线承载的标识，在无线网络控制器中使用同一特殊无线承载标识的承载均在下行共享数据资源。

2)、在无线网络控制器上分配用户资源

无线网络控制器(RNC)接收到核心网的无线承载分配请求102后，见接口1，发现新用户(UE1)的业务可以绑定到已经存在的其他用户(UE2)上，即可以使用其他用户(UE2)已经分配的建立在高速下行共享信道上的无线承载。如果新用户(UE1)没有分配无线网络标识，则分配新的无线网络标识，如果有，沿用旧的标识。分配新的承载标识。

如果新用户(UE1)不能绑定到存在的其他用户(UE2)上，比如与被绑定的其他用户(UE2)的承载不是建立在下行共享信道上，无法同时使用下行共享信道，则向基站申请建立新的承载，但是在无线网络控制器内可以使用已经为被绑定用户分配的资源，这样可以有效的节约无线网络控制器内部的资源。

3)、无线网络控制器向基站申请资源

无线网络控制器(RNC)决定新用户(UE1)需要跟已经存在的其他用户(UE2)共享下行数据后，发送无线链路配置请求203到基站(BTS)，见接口2，消息里指示新用户(UE1)与已经存在的其他用户(UE2)共享该用户的一个下行资源，并携带新用户的无线网络标识(UE1-ID1)和无线承载的标识。

目前的无线通信系统中，无线网络控制器与基站之间的接口是一个半开放的接口，根据需要厂商会定义些私有消息。在无线网络控制器向基站请求绑定新的无线承载时，可以：

1.使用消息字段，指示新的无线承载可以绑定，并在消息中给出被绑定用户的承载的标识。

2.或者使用特殊标识，无线网络控制器与基站预定义了一些特殊无线承载的标识，在无线网络控制器中使用同一特殊无线承载标识的承载在下行共享数据资源。

如果新的无线承载无法与建立的承载绑定，则无线网络控制器(RNC)请求基站(BTS)建立新的承载。

4)、无线网络控制器向新用户(UE1)发送配置消息

无线网络控制器向用户发送新的无线承载的配置信息302，见接口3，像已有的无线承载配置消息一样，消息包含了无线接入子系统的各层信息，包含层1(物理层)，层2(RLC，MAC)的配置消息以及加密信息。

5)、基站对用户数据的调度

基站接受无线网络控制器的资源申请后，在每一个调度周期，如果存在的其他用户(UE2)的数据要发送，基站的调度模块将所有绑定该业务的用户的无线网络标识(UE1-ID，UE2-ID)在高速共享控制信道(HS-SCCH)上发送。

6)、用户对数据的接收

新用户(UE1)在高速共享控制信道(HS-SCCH)上监测到该用户的无线网络标识(UE1-ID)后，接受高速下行共享信道(HSDPA)的数据。

如果有新的用户(UE3)接入申请相同的业务，重复上述1-6，用户接入以后，在高速下行共享信道上的用户数据如图3所示。

下面以蜂窝移动通信系统网络为例，详细描述该系统的实现过程，如图4所示：

1)、核心网(CN)设备501对用户申请业务类型的识别和向无线网络控制器申请分配资源：

用户终端(UE1)在向网络发送业务请求401，核心网(CN)设备501会判断用户申请的业务是否被允许接入，如果需要，核心网设备501发起新的鉴权加密过程402，判断该用户是否允许接入，并分配新的加密算法。

如果用户允许使用该业务并且在同一小区下已经有其他用户(UE2)在使用该业务，核心网(CN)设备501在发起无线承载分配请求102时，见接口1，通知无线网络控制器，该用户(UE1)可以使用其他用户(UE2)已经分配的无线资源，与其他用户(UE2)共享下行数据，即新用户(UE1)的无线承载可以与其他用户(UE2)的无线承载绑定。

核心网设备501通知无线网络控制器新承载与已经存在的承载绑定的方法：

1.使用消息字段，核心网设备501发送消息102，指示新的无线承载可以绑定到其它承载上，并在消息中给出被绑定用户的承载的标识。

2.或者使用特殊标识，核心网设备501与无线网络控制器设备502间预定义了一些特殊无线承载的标识，在无线网络控制器中使用同一特殊无线承载标识的承载均在下行共享数据资源。核心网设备501在消息102包含这些标识。

2)、无线网络控制器设备502在无线网络控制器上分配用户资源

无线网络控制器(RNC)设备502接收到核心网的无线承载分配请求102后，见接口1，发现新用户(UE1)的业务可以绑定到已经存在的其他用户(UE2)上，即可以使用其他用户(UE2)已经分配的在高速下行共享信道上的无线承载。如果没有分配无线网络标识(UE1-ID)，分配新的无线网络标识，如果有，沿用旧的标识。分配新的承载标识。

如果无线网络控制器设备502判断新用户(UE1)不能绑定到存在的其他用户(UE2)上，比如被绑定的其他用户(UE2)没有在使用下行共享信道，则向基站申请建立新的承载，在无线网络控制器内可以使用已经为被绑定其他用户(UE2)分配的资源，这样可以有效的节约了无线网络控制器内部的资源。

3)、无线网络控制器设备502向基站申请资源

无线网络控制(RNC)设备502决定新用户(UE1)需要跟已经存在的其他用户(UE2)共享下行数据后，发送无线链路配置请求203到基站(BTS)，见接口2，消息里指示新用户(UE1)与已经存在的其他用户(UE2)共享该用户的一个下行资源，并携带新用户的无线网络标识(UE1-ID1)和无线承载的标识。

目前的无线通信系统中，无线网络控制器与基站之间的接口是一个半开放的接口，根据需要厂商会定义些私有消息。在无线网络控制器向基站请求绑定新的无线承载时，可以：

1.使用消息字段，无线网络控制器设备502在消息203中指示新的无线承载可以绑定，并在消息中给出被绑定用户的承载的标识。

2.或者使用特殊标识，无线网络控制器设备502与基站内设备503预定义了一些特殊无线承载的标识，在无线网络控制器中使用该特殊无线承载标识的承载均在下行共享数据资源。无线网络控制器设备502在消息203中包含这些标识。

如果新的无线承载无法与已建立的承载绑定，则无线网络控制器(RNC)请求基站(BTS)建立新的承载。

4)、无线网络控制器设备502向新用户(UE1)发送配置消息

无线网络控制器设备502向用户发送新的无线承载的配置信息301，见接口3，像普通的无线承载配置消息一样，消息包含了无线接入子系统的各层信息，包含层1(物理层)，层2(RLC，MAC)的配置消息以及加密信息。

5)、基站内设备503对用户数据的调度

基站接受无线网络控制器的资源申请后，基站内设备503开始调度用户数据，在每一个调度周期，如果存在的其他用户(UE2)的数据要发送，基站的调度模块将所有绑定该业务的用户的无线网络标识(UE1-ID，UE2-ID)在高速共享控制信道(HS-SCCH)上发送。

6)、用户对数据的接收

新用户(UE1)在高速共享控制信道(HS-SCCH)上监测到该用户的无线网络标识(UE1-ID)后，接受高速下行共享信道(HSDPA)的数据。

如果有新的用户UE3接入申请相同的业务，重复上述1-6，用户接入以后，在高速下行共享信道上的用户数据如图3所示。

Claims (9)

1.无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法，其特征在于包括下述步骤：

核心网判断新请求业务是否可以与已经存在的用户业务共享下行数据，核心网请求无线网络控制器为用户建立新业务，并指示新业务可以绑定在已经建立的无线承载上；

无线网络控制器收到核心网的请求后，如果新的业务可以与其他用户同时使用下行共享信道，则向基站请求共享已经建立的共享信道上的承载，并将承载的信息发送给新申请业务的用户；

基站调度数据在下行共享信道上发送，多个用户在下行共享信道上接收相同的数据，通过共享带宽以提高系统的容量。

2.根据权利要求1所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法，其特征在于所述的核心网判断步骤中，使用单独或者特殊的标识指示上述新业务可以与存在的业务共享数据。

3.根据权利要求1所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法，其特征在于所述的无线网络控制器向基站请求步骤中，使用独立或者特殊的标识指示上述请求的无线承载可以与已经建立的无线承载共享数据。

4.根据权利要求1所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法，其特征在于所述的基站调度数据步骤中，在共享信道上发送多个用户共享的数据时，在下行共享控制信道上提前发送多个用户的无线网络标识。

5.根据权利要求1所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的一种方法，其特征在于包括下述步骤：

1)、用户向网络申请业务后，核心网向无线网络控制器申请无线承载资源时，核心网判断该用户申请的业务是否可以使用已经建立的无线承载，共享已经建立的无线承载上的数据；如果与该用户在同一个小区的其他用户已经在使用该业务，并且该业务允许在下行同时向多个用户广播，进行必要的鉴权加密后，核心网会在向无线网络控制器申请无线资源的过程中指示：该新用户可以使用已经建立的无线承载，接收该无线承载上的数据；

2)、无线网络控制器收到该无线资源申请后，检查新用户是否可以使用已经建立的无线承载，如果可以使用，用户又没有网络标识，则为新用户分配新的无线网络标识，然后发送消息到基站，指示基站一个新的用户要使用已经建立在下行共享信道上的数据承载；

如果新用户不可以使用已建立的无线承载，被绑定的用户没有在使用下行共享信道，则在空中接口为用户分配新的资源，即向基站申请建立新的承载，但是在无线网络控制器内可以使用已经为被绑定用户分配的资源；

3)、基站收到无线网络控制器的指示后，将新用户绑定到已经建立的数据承载上，在新用户资源启动的下一个调度周期后，如果被绑定的用户数据要传输，会在高速共享控制信道上发送新建立的和已经建立的所有用户的无线网络标识，以及该调周期内使用的高速下行共享信道的信息，并将数据在相应的高速下行共享信道上传输；

如果无线网络控制器请求建立新的承载，则建立新的承载，并对该承载上的数据进行调度；

4)、每个用户在高速共享控制信道上监测到自己的无线网络标识后，读取高速下行共享信道上的数据。

6.一种无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的系统，其特征在于包括下述结构：

设有核心网设备，核心网设备判断新请求业务是否可以与已经存在的用户业务共享下行数据，核心网设备请求无线网络控制器为用户建立新业务，并指示新业务可以绑定在已经建立的无线承载上；

设有无线网络控制器设备，无线网络控制器设备收到核心网设备的请求后，如果新的业务在可以与其他用户共享下行共享信道，则向基站请求使用已经建立的共享信道上的承载，并将已建立承载的信息发送给新申请业务的用户；

设有基站设备，基站设备调度数据在下行共享信道上发送，多个用户在下行共享信道上接收相同的数据，通过共享带宽以提高系统的容量。

7.根据权利要求6所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的系统，其特征在于所述的核心网设备使用单独或者特殊的标识指示上述新业务可以与存在的业务共享数据。

8.根据权利要求6所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的系统，其特征在于所述的无线网络控制器设备使用独立或者特殊的标识指示该请求的无线承载可以与已经建立的无线承载共享数据。

9.根据权利要求6所述的无线通信系统中在下行共享信道上实现多用户共享数据的系统，其特征在于所述的基站设备调度数据在共享信道上发送，在发送多个用户共享的数据时，在下行共享控制信道上提前发送多个用户的无线网络标识。

Images