CN102014454A - 无线通信的方法、移动终端以及无线网络控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了无线通信的方法、移动终端以及无线网络控制装置。一种在包括多个移动终端和一个基站收发器的无线通信系统中进行无线通信的方法包括以下步骤：利用第一物理信道和第一专用信道在第一移动终端和所述基站收发器之间建立无线通信，其中，第一物理信道的时隙以时分复用的方式被第一控制信息和第二控制信息共享，第一控制信息针对第一移动终端的第一专用信道，而第二控制信息针对第二移动终端的第二专用信道；以及基于所建立的无线通信的第一通信质量，将第一物理信道转换到第二物理信道，其中，第二物理信道的时隙由第一控制信息专用。
Description
技术领域
这里讨论的实施方式涉及一种通信方法、一种移动终端以及一种无线网络控制装置。
背景技术
在第3代伙伴计划(3GPP：3rd Generation Partnership Project)中，高速下行分组接入(HSDPA：High Speed Downlink Packet Access)发展到在作为码分多址(CDMA：Code Division Multiple Access)的扩展的宽带码分多址(W-CDMA：Wideband Code Division Multiple Access)中可以实现更高的速度、更低的开销以及更短的延时。
HSDPA使用自适应调制和编码(AMC：Adaptive Modulation and Coding)以及混合自动重复请求(HARQ：Hybrid Automatic Repeat Request)来增加传送分组的速度。AMC根据基站收发器和移动终端(也称为用户设备)之间的无线环境对调制方法进行自适应切换，具体地讲，采用正交相移键控(QPSK：Quadrature Phase Shift Keying)和16进制正交幅度调制(16 QAM：16-level Quadrature Amplitude Modulation)。在HARQ中，当在从基站收发器接收的数据中检测到错误时，移动终端向基站收发器发送重传请求，并利用已经接收的数据和所重传的数据这两者来进行纠错解码。
在HSDPA的Release 5版本中，建立呼叫时使用专用信道传送控制信号，并且使用与共享信道相伴随的专用信道来进行移动性控制。换言之，仅针对用户数据实现了传输路径延时减小的改进，并且，要为第3层的控制信息使用专用信道。此外，例如，由于HARQ中的ACK/NACK的错误检测，已经出现了数据吞吐量下降的问题。
因此，Release 6版本包括了一些修改，其中，应用于HSDPA的数据被扩展，从而覆盖控制数据(DCCH)，且分别在HARQ中的ACK/NACK信号之前和之后加入前导码(preamble)和后导码(postamble)。
以下进一步描述HSDPA的信道配置。在Release 5版本中，在下行链路上传输用户数据的DTCH(下行业务信道)被映射到作为每个用户设备(UE)的传输信道的高速下行共享信道(HS-DSCH：High-Speed Downlink Shared Channel)，并被映射到作为由多个HS-DSCH信道共享的物理信道的HS-PDSCH(高速物理下行共享信道)。下行控制信号利用DPCH(称为A-DPCH：关联的专用物理信道)来传输，DPCH是用户的移动终端专用的物理信道，并且是伴随着数据用物理信道的控制信息用物理信道。这样，用户数据和控制信息就利用各个物理信道来传输，其中，基站收发器利用HS-PDSCH来传输业务数据，并利用A-DPCH来传输包括诸如发射功率控制信息之类的控制信息在内的数据。
图1示出了下行A-DPCH的帧结构。参照图1，尽管A-DPCH也包括用于传输业务数据的无线资源(Data 1和Data2)，但是，已经利用HS-PDSCH传输了业务数据。因此，业务数据实际上没有映射到A-DPCH。
然而，由于需要为发射功率控制等目的而发送TPC比特(TPC)和导频信号(Pilot)，所以与HS-PDSCH同时使用了A-DPCH。因此，尽管没有数据要传输，也总是需要A-DPCH的资源(一个码)。这在存在多个用户的多个移动终端的环境中会导致资源短缺。
为了解决在存在多个用户的多个移动终端的环境中资源短缺的问题，Release 6版本引入了部分专用物理信道(F-DPCH：Fractional Dedicated Physical Channel)，这种信道按照在单个时隙中时分复用的方式来传输多个用户的多个移动终端的专用信道(上行信道)的发散功率控制信息。图2示出了下行F-DPCH帧的构造。F-DPCH仅利用单个时隙中的一个符号来仅发送TPC比特信息。这样就提供了十倍于A-DPCH的容量，因此，使得即使在存在多个用户的多个移动终端的环境中，所消耗的资源量也可以降低。
在F-PDCH中，不通知TFCI信息或导频信息。在A-DPCH的情况下，利用导频场进行SIR测量和同步字(SW：synchronous word)检测。然而，在F-DPCH的情况下，利用TPC场进行SIR测量，不检测SW，而是测量TPC错误率。在HSDPA中，使用HS-SCCH的TFRI，而不是TFCI信息。
图3示出了Release 5版本中的专用控制信道(DCCH：dedicated control channels)的传输(利用A-DPCH)。图4示出了Release 6版本中的专用控制信道(DCCH：dedicated control channels)的传输(利用A-DPCH)。参照图3，当使用A-DPCH时，通过A-DPCH来进行专用控制信道(DCCH)(用虚线表示)的传输。然而，参照图4，当使用F-DPCH时，通过由多个用户共享的共享物理信道(HS-PDSCH)来进行专用控制信道(DCCH)的传输。
如上所述，在HSDPA中，在Release 5版本之前一直使用A-DPCH，而在Release 6版本使用F-DPCH。然而，在网络的实际操作中，由于考虑到无线通信性能和功能而预计不能完全切换到Release 6版本，并且将会同时使用Release 5版本和Release 6版本。
应该注意，已经有人提出了在HSDPA中可能产生的断开之后的恢复方法。
以下文档描述了相关技术。
日本特开专利公报No.2008-503913。
日本特开专利公报No.2007-208525。
“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Physical layer procedures(FDD)(Release 6)”，3GPP TS 25.214 V6.7.1，2005-12。
发明内容
本实施方式的目的是即使HS-PDSCH或F-DPCH的信道质量下降，也能够对控制信息进行可靠的传输。
根据本实施方式的一个方面，一种在包括基站收发器和多个移动终端的无线通信系统中进行无线通信的方法包括以下步骤：利用第一物理信道和第一专用信道在第一移动终端和所述基站收发器之间建立无线通信，其中，第一物理信道的时隙以时分复用的方式被第一控制信息和第二控制信息共享，第一控制信息针对第一移动终端的第一专用信道，而第二控制信息针对第二移动终端的第二专用信道；以及基于所建立的无线通信的第一通信质量，将第一物理信道切换到第二物理信道，其中，第二物理信道的时隙由第一控制信息专用。
附图说明
图1示出了下行A-DPCH帧的构造；
图2示出了下行F-DPCH帧的构造；
图3是对HSDPA连接状态下的A-DPCH的说明；
图4是对HSDPA连接状态下的F-DPCH的说明；
图5是示出了HSDPA连接状态下的无线通信系统的框图；
图6是移动终端的构造的框图；
图7是根据一种实施方式的无线通信方法的流程图；
图8是根据第一实施方式的无线通信方法的时序图；
图9是根据第二实施方式的无线通信方法的时序图；
图10是根据第三实施方式的无线通信方法的时序图。
具体实施方式
当应用Release 6版本的HSDPA并且使用F-DPCH时，传输专用控制信道所使用的HS-PDSCH并不使用软切换。因此，连接的可靠性比使用软切换的A-DPCH的可靠性要低。具体而言，当移动终端高速运动时，HS-PDSCH信道的状态发生显著改变，可能导致通信断开。
此外，尽管由多个移动终端的专用信道来共享F-DPCH的同一个时隙，但是仅基于时隙来进行F-DPCH的发射功率控制。因此，F-DPCH的接收功率的灵活性比作为每个移动终端的各个专用信道所专用的物理信道的A-DPCH的灵活性要差，从而F-DPCH的连接可靠性要低于A-DPCH。
以下将参照附图来解释优选实施方式。
图5是示出了HSDPA连接状态下的无线通信系统100的框图。无线通信系统100包括核心网络(CN：core network)10、无线网络控制器(RNC：radio network controller)20、基站收发器(BTS：base transceiver station)30、多媒体信号处理设备(MPE：multimedia signal processing equipment)40、移动终端(也称为用户设备(UE))50。核心网络10、无线网络控制器20、基站收发器30以及多媒体信号处理设备40构成了移动终端50所接入的无线接入网。
无线网络控制器20具有控制信号处理功能、运行和维护功能、公共信道复用/解复用功能、ATM交换功能、分集切换功能等。无线网络控制器20连接到核心网络10，并进行无线信道的信道连接控制、切换控制等。
在基站收发器30中，对从无线网络控制器20接收的发送信号进行编码、调制，并且在功率放大之后发送到移动终端50。在对从移动终端50接收的信号进行功率放大之后，对其进行解调、解码，并发送给无线网络控制器20。
连接到无线网络控制器20的多媒体信号处理设备40具有分组信号处理功能(如分组交换数据的协议转换功能)、音频信号处理功能(如针对音频数据等从自适应多码率编码转换为μ律脉冲码调制，或者进行相反的转换)。
无线网络控制器20包括网络控制器21和确定单元22。确定单元22从移动终端50接收信号质量(如TPC错误率)的报告，并基于此报告来确定信号质量。网络控制器21将物理层控制从F-DPCH转换到A-DPCH，从而基于确定单元22的确定结果对处于使用F-DPCH进行HSDPA连接的状态下的移动终端50进行切换等。
图6是移动终端50的构造的框图。移动终端50包括RF单元51、模拟前端单元52、基带单元53、基带CPU 55、应用单元56、外部接口单元57、扬声器/麦克风单元58以及LCD单元59。RF单元51、模拟前端单元52、基带单元53和基带CPU 55构成了移动终端50中的通信单元。移动终端50利用该通信单元与基站收发器30进行无线通信，并利用F-DPCH来建立HSDPA连接。
RF单元51对模拟前端单元52供应的发射信号进行放大，并从天线60输出该信号。RF单元51对天线60供应的接收信号进行放大，并将该信号发送给模拟前端单元52。在RF单元51和基带单元53之间，通过模拟前端单元52对基带信号进行编码、调制，并将其转换为发射信号，并且对接收信号进行解调、解码，并将其转换为基带信号。
基带单元53是负责基带中的信号处理的硬件单元，其包括确定单元54。例如，确定单元54根据针对同步确定阈值Qin或失步确定阈值Qout的SIR测量结果来计算TPC错误率，并将结果提供给经由总线与之相连接的基带CPU 55。基带CPU 55周期性地向无线接入网报告由确定单元54获得的TPC错误率。外部接口单元57连接到基带CPU 55，并作为与外部存储器等的接口。
应用单元56经由总线而连接到基带单元53和基带CPU 55，并执行移动终端50的应用。扬声器/麦克风单元58允许用户进行语音通信，而LCD单元59为用户显示各类信息，它们连接到应用单元56。
图7是根据一种实施方式的无线通信方法200的流程图。
在以下描述中，如果没有特别说明，移动终端50的操作是在基带CPU 55的控制下执行的。在无线通信方法200中，利用F-DPCH在移动终端与无线接入网之间(例如，经由基站收发器，在移动终端与无线网络控制器之间)建立HSDPA连接(步骤S10)。移动终端或无线接入网检查所建立的无线通信的通信质量(步骤S12)，并且，根据通信质量来将物理信道(DPCH)从F-DPCH转换到A-DPCH(步骤S14)。然后，对移动终端进行硬切换(步骤S16)。另选地，在步骤S14之后执行了步骤S16的情况下，可以执行软切换。
可以测量用来确定物理信道的转换的通信质量，并由移动终端周期性地或者仅在需要转换物理信道时报告给无线接入网。
通信质量可以是根据针对移动终端50中的同步确定阈值Qin或失步确定阈值Qout的SIR测量结果而计算出的TPC错误率，也可以是基于公共导频信道(CPICH：common pilot channel)的CQI的错误率和流量以及无线接入网所测得的吞吐量。
下面来描述无线通信方法200的优选实施方式。
第一实施方式
图8是根据第一实施方式的无线通信方法的时序图。在以下描述中，如果没有特别说明，移动终端50的操作是在基带CPU 55的控制下执行的。在无线通信方法300中，基站收发器30利用F-DPCH与支持HSDPARelease 6版本的移动终端50建立HSDPA连接(步骤302)。
在HSDPA连接状态下，基站收发器30向移动终端50发送“measurementControl”消息，并请求对根据针对同步确定阈值Qin或失步确定阈值Qout的SIR测量结果而计算出的TPC错误率进行周期性报告(步骤304)。响应于此请求，移动终端50利用“measurementReport”消息进行周期性报告(步骤306至312)。
当移动终端50所报告的值(TPC错误率)超出确定阈值时，基站收发器30确定要进行物理信道的转换(步骤314)，向移动终端50发送“physicalChannelReconfiguration”消息，并指示移动终端50将物理信道(DPCH)从F-DPCH变为A-DPCH(步骤316)。移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告物理信道已经从F-DPCH变为A-DPCH(步骤318)。由于利用作为专用物理信道的A-DPCH来传输包含TPC比特信息的DCCH，并且可以单独控制A-DPCH的发射功率，因此，A-DPCH的接收功率的灵活性高于F-DPCH的接收功率的灵活性。因此，物理信道是A-DPCH时DCCH的接收率比物理信道是HS-PDSCH时DCCH的接收率要好，并且物理信道是A-DPCH时TPC比特信息的接收率比物理信道是F-PDCH时TPC比特信息的接收率要好。因此，将物理信道改变为A-DPCH后，移动终端50能够在保持HSDPA状态的同时执行硬切换。
通过向移动终端50发送“measurementControl”消息，基站收发器30请求对TPC错误率进行周期性报告，以确定是否从A-DPCH返回F-DPCH(步骤320)。响应于此请求，移动终端50进行周期性报告(步骤322-324)。
当切换变成可能时(步骤326)，基站收发器30向移动终端50发送“physicalChannelRecongfiguration”消息，并请求进行切换(步骤328)。当完成所请求的切换时，移动终端50通过向基站收发器30发送“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告此事实(步骤330)。移动终端50利用“measurementReport”消息来对TPC错误率进行周期性报告(步骤332)。
当确定出所报告的TPC错误率等于或低于确定阈值，并且移动终端50具有足够的接收水平时(步骤334)，基站收发器30再次发送“physicalChannelReconfiguration”消息，并指示移动终端50将物理信道从A-DPCH改变为F-DPCH(步骤336)。移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告已经完成了从A-DPCH到F-DPCH的改变(步骤338)。
第二实施方式
在第一实施方式中，移动终端50向基站收发器30报告TPC错误率，基站收发器30将该TPC错误率与阈值进行比较。在第二实施方式中，移动终端50将TPC错误率与阈值进行比较，并且当TPC错误率超出阈值时，向基站收发器30报告此事实。
图9是根据第二实施方式的无线通信方法400的时序图。在以下描述中，如果没有特别说明，移动终端50的操作是在基带CPU 55的控制下执行的。在无线通信方法400中，基站收发器30利用F-DPCH与支持HSDPA Release 6版本的移动终端50建立HSDPA连接(步骤402)。
在HSDPA连接状态下，基站收发器30向移动终端50发送“measurementControl”消息，并请求移动终端50在根据针对同步确定阈值Qin或失步确定阈值Qout的SIR测量结果而计算出的TPC错误率超出预定的确定阈值时进行报告(步骤404)。响应于此请求，当确定出TPC错误率超出预定的确定阈值时(步骤406)，移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告比较结果(TPC错误率超出预定阈值)(步骤408)。
从移动终端50接收到TPC错误率超出预定阈值的比较结果时，基站收发器30确定要进行物理信道转换(步骤410)，并向移动终端50发送“physicalChannelReconfiguration”消息，由此指示移动终端50将物理信道(DPCH)从F-DPCH改变为A-DPCH(步骤412)。移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告物理信道已经从F-DPCH改变为A-DPCH(步骤414)。由于利用作为专用物理信道的A-DPCH来传输包含TPC比特信息的DCCH，并且可以单独控制A-DPCH的发射功率，因此A-DPCH的接收功率的灵活性高于F-DPCH的接收功率的灵活性。因此，物理信道是A-DPCH时DCCH的接收率比物理信道是HS-PDSCH时DCCH的接收率要好，并且物理信道是A-DPCH时TPC比特信息的接收率比物理信道是F-PDCH时TPC比特信息的接收率要好。因此，在物理信道改变为A-DPCH后，移动终端50能够在保持HSDPA状态的同时执行硬切换。
当切换变成可能时(步骤416)，基站收发器30向移动终端50发送“physicalChannelRecongfiguration”消息，请求进行切换(步骤418)。当完成所请求的切换时，移动终端50通过向基站收发器30发送“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告此事实(步骤420)。
处于A-DPCH状态的基站收发器30基于公共导频信道(CPICH)的CQI以及吞吐量来监视错误率和流量，并且，当确定出移动终端50的接收水平足够高时(步骤422)，基站收发器30再次发送“physicalChannelReconfiguration”消息，并指示移动终端50将物理信道从A-DPCH改变为F-DPCH(步骤424)。移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告已经完成了从A-DPCH到F-DPCH的改变(步骤426)。
第三实施方式
在第一和第二实施方式中，基于TPC错误率来确定DPCH物理信道的转换。在第三实施方式中，基于CQI、吞吐量等来确定物理信道(DPCH)的转换。
图10是根据第三实施方式的无线通信方法500的时序图。在以下描述中，如果没有特别说明，移动终端50的操作是在基带CPU 55的控制下执行的。在无线通信方法500中，基站收发器30利用F-DPCH与支持HSDPARelease 6版本的移动终端50建立HSDPA连接(步骤502)。
在HSDPA连接状态下，基站收发器30基于公共导频信道(CPICH)的CQI以及吞吐量来监视错误率和流量，并且确定是否超出确定阈值(步骤504)。当超过确定阈值时，基站收发器30确定要进行物理信道的转换，向移动终端50发送“physicalChannelReconfiguration”消息，从而指示移动终端50将物理信道(DPCH)从F-DPCH改变为A-DPCH(步骤506)。移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告物理信道已经从F-DPCH改变为A-DPCH(步骤508)。由于利用作为专用物理信道的A-DPCH来传输包含TPC比特信息的DCCH，并且可以单独控制A-DPCH的发射功率，因此A-DPCH的接收功率的灵活性高于F-DPCH的接收功率的灵活性。因此，物理信道是A-DPCH时DCCH的接收率比物理信道是HS-PDSCH时DCCH的接收率要好，并且物理信道是A-DPCH时TPC比特信息的接收率比物理信道是F-PDCH时TPC比特信息的接收率要好。因此，在物理信道改变为A-DPCH后，移动终端50能够在保持HSDPA状态的同时执行硬切换。
当切换变成可能时(步骤510)，基站收发器30向移动终端50发送“physicalChannelRecongfiguration”消息，并请求进行切换(步骤512)。当完成所请求的切换时，移动终端50通过向基站收发器30发送“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告此事实(步骤514)。
处于A-DPCH状态的基站收发器30基于公共导频信道(CPICH)的CQI以及吞吐量来监视错误率和流量，并且，当确定移动终端50的接收水平足够高时(步骤516)，基站收发器30再次发送“physicalChannelReconfiguration”消息，指示移动终端50将物理信道从A-DPCH改变为F-DPCH(步骤518)。移动终端50利用“physicalChannelReconfigurationComplete”消息来报告已经完成了从A-DPCH到F-DPCH的改变(步骤520)。
根据上述实施方式，即使HS-PDSCH或F-DPCH的信道质量下降，也可以更可靠地传输控制信息，从而能够保持HSDPA连接，由此提高用户吞吐量。
这里陈述的所有示例和条件性语言都是为了教学目的，以帮助读者理解本发明以及由发明者贡献的概念，从而促进本领域的发展，并且，需要理解，本发明不限于这样具体陈述的示例和条件，本说明中的这些示例的组织也不涉及本发明的优越性或次等性的展示。尽管已经详细说明了本发明的实施方式，但是，应当理解，无需脱离本发明的精神和范围，可以得到各种变化、替换和改变。
Claims (10)
1.一种在包括基站收发器和多个移动终端的无线通信系统中进行无线通信的方法，该方法包括以下步骤：
利用第一物理信道和第一专用信道在第一移动终端和所述基站收发器之间建立无线通信，其中，第一物理信道的时隙以时分复用的方式被第一控制信息和第二控制信息共享，第一控制信息针对第一移动终端的第一专用信道，而第二控制信息针对第二移动终端的第二专用信道；以及
基于所建立的无线通信的第一通信质量，将第一物理信道转换到第二物理信道，其中，第二物理信道的时隙由第一控制信息专用。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一控制信息和第二控制信息是发射功率控制信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，第一物理信道的单个时隙由包括第一专用信道和第二专用信道在内的多个专用信道的多条所述发射功率控制信息所共享，而第二物理信道的单个时隙仅由第一专用信道的单条所述发射功率控制信息专用。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，第一通信质量是根据发射功率控制信息的信扰比测量值计算出的发射功率控制错误率。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将第一物理信道转换到第二物理信道的步骤是在所述发射功率控制错误率超过第一预定阈值时执行的。
6.根据权利要求5所述的方法，该方法还包括以下步骤：
当所述发射功率控制错误率低于第二预定阈值时，将第二物理信道转换到第一物理信道。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信是利用码分多址的高速下行分组接入而建立的，第一物理信道是所述高速下行分组接入中的部分专用物理信道，而第二物理信道是所述高速下行分组接入中的随路专用物理信道。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，第一专用信道是从第一移动终端到所述基站收发器的第一上行信道，而第一控制信息是用于控制第一上行信道的发射功率的发射功率控制信息，
其中，第二专用信道是从第二移动终端到所述基站收发器的第二上行信道，而第二控制信息是用于控制第二上行信道的发射功率的发射功率控制信息。
9.一种用于对与多个移动终端的无线通信进行控制的无线网络控制装置，该无线网络控制装置包括：
通信单元，其利用第一物理信道和第一专用信道来建立与第一移动终端的无线通信，其中，第一物理信道的时隙以时分复用的方式被第一控制信息和第二控制信息共享，第一控制信息针对第一移动终端的第一专用信道，而第二控制信息针对第二移动终端的第二专用信道；
确定单元，其确定所建立的无线通信的第一通信质量；以及
网络控制单元，其基于所确定的通信质量指示第一移动终端将第一物理信道转换到第二物理信道，其中，第二物理信道的时隙由第一控制信息专用。
10.一种移动终端，该移动终端包括：
通信单元，其利用第一物理信道和第一专用信道来建立与基站收发器的无线通信，其中，第一物理信道的时隙以时分复用的方式被第一控制信息和第二控制信息共享，第一控制信息针对该移动终端的第一专用信道，第二控制信息针对另一移动终端的第二专用信道；
确定单元，其确定所建立的无线通信的第一通信质量；以及
控制单元，其向所述基站收发器报告所确定的通信质量，并基于来自所述基站收发器的指令将第一物理信道转换到第二物理信道，其中，第二物理信道的时隙由第一控制信息专用。
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