CN102316125B - 一种td-scdma中hsupa物理层软件控制实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，包括：UE侧，物理层配置HSUPA，接收下行信道E-AGCH或E-HICH，在任一子帧的第一时隙的T1时刻前统一收齐解码后下行信息，并根据相应的模式告知协议栈需下发的数据；协议栈接收到告知消息后根据物理层上报的数据决策并下发相应数据，采用即时中断通知物理层进行数据准备；物理层收到中断通知后，启动DMA搬移数据，并在任一子帧的第六时隙的T2时刻检查HSUPA的HARQ进程的数据状态，若满足数据准备好则进行相关参数计算并在下一子帧发送。本发明提供了物理层软件的控制策略的实现方法，灵活、简单、高效地实现了高速HSUPA相关上下行物理层控制。
Description
技术领域
本发明涉及3G标准中一种TD-SCDMA无线通信方法，特别涉及一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法。
背景技术
随着技术的不断更新和发展，和人们对移动通信无线业务的速率、质量等需求越来越高，以低速的无线通信系统在容量和业务上已不能满足的巨大无线通信需求，因此TD-SCDMA等3G通信标准和系统应运而生，同时为了满足对数据业务的高速增长，3GPP组织对3G标准进行了更新，在新的3G标准中提出了更高速率的HSPA技术。TD系统中上行发送目标速率可以达到2.2Mbps。
HSUPA功能由对应的物理信道完成上下行链路的控制，如图1所示，主要包括以下的信道：E-RUCCH、E-PUCH、E-AGCH、E-HICH等。HSUPA分为调度和非调度发送上行数据模式。调度模式下先发送增强随机接入，通过E-AGCH分配的资源进行E-PUCH发送，同时接收E-HICH完成确认。非调度模式下，直接通过配置的资源进行E-PUCH发送，并接收E-HICH。
因为HSUPA的信道交互流程比较多，3G标准中对HSUPA的时序上有两个关键的定时。
1)E-DCH和E-AGCH的定时(nE-AGCH≥7时隙)。
E-DCH伴随E-AGCH和最多四个E-HICH。通过伴随的E-AGCH指示UE的许可资源。E-DCH相应的时隙信息在E-AGCH上携带，E-AGCH和第一个指示的E-PUCH之间满足nE-AGCH≥7时隙的偏移。在该限制中不考虑DwPTS和UpPTS，如图2所示。
2)E-DCH和E-HICH的定时(nE-HICH为4-15时隙)。
E-HICH包含ACK/NACK应答信息，其存在于最后一个E-PUCH的nE-HICH个时隙之后，如图3所示。nE-HICH的值由高层在4到15个时隙内配置。限制中不考虑DwPTS和UpPTS。
根据不同的场景和业务，协议支持不同的E-DCH类别，支持1-5个时隙的；传输的bit数从2754-11160；由于业务量和时隙的变化，对HSUPA的时序要求非常的紧张。列举一种物理层HSUPA调度和非调度子帧级的物理信道时序，如图4所示，其中#1指示的E-PUCH信息是非调度信息，#2指示的E-PUCH信息是调度信息。
物理层HSUPA功能，从包括发送数据面和收发控制信息的，从链路上，包括上行和下行相关链路的控制；主要完成参数的配置和数据的准备，并完成HSUPA的功能最后通信。
对于以上的两个定时，最紧张的时序下，即nE-AGCH＝7时，物理层要完成E-AGCH，E-HICH的接收、上报，协议栈完成E-DCH数据的选择、下发，然后物理层还需要完成数据的搬移、参数计算、发送等。可以看出，HSUPA的功能实现上，一是时间上非常短，二是任务比较的多。对于设计的方案要求非常的高。即要能满足易于实现、控制清晰等要求，又要处理高速数据下的各复杂任务。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，用于解决物理层软件的控制策略的实现问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、UE侧，物理层配置HSUPA，接收下行信道E-AGCH或E-HICH，在任一子帧的第一时隙的T1时刻前统一收齐解码后下行信息，并根据相应的模式向协议栈上报下一子帧发送的数据；
B、协议栈接收到上报数据后根据所述数据决策并下发相应数据，采用即时中断通知物理层进行数据准备；
C、物理层收到中断通知后，启动DMA搬移数据，并在所述任一子帧的第六时隙的T2时刻检查HSUPA的HARQ进程的数据状态，若满足数据准备好则进行相关参数计算并在下一子帧发送。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：本发明提供了物理层软件的控制策略的实现方法，灵活、简单、高效地实现了高速HSUPA上下行物理层控制。
附图说明
图1是现有技术提供的HSUPA物理层信道控制交互流程；
图2是现有技术提供的HSUPA中E-PUCH和E-AGCH的定时示意图；
图3是现有技术提供的HSUPA中E-HICH和E-PUCH的关系示意图；
图4是现有技术提供的HSUPA中E-PUCH数据发送子帧时序示意图；
图5是本发明提供的TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法流程图；
图6是本发明实施例提供的HSUPA软件上下行链路子帧内控制实现时序示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图5显示了本发明提供的TD-SCDM中HSUPA物理层软件控制实现方法流程，如图5所示：
步骤S501，UE侧，物理层配置HSUPA，接收下行信道E-AGCH或E-HICH，在任一子帧的第一时隙的T1时刻前统一收齐解码后下行信息，并根据相应的模式向协议栈上报下一子帧发送的数据。
物理层触发配置HSUPA，启动发送E-PUCH的周期性事件，配置包括HSUPA的激活时间、码道、参数等，在配置HSUPA后，如果有调度数据要发送，并且想要通知基站状态，可以发送E-RUCCH申请对应的资源，之后自动打开E-AGCH的接收或者由协议栈主动下发E-AGCH的接收。
HSUPA配置完成后，若有E-PUSH发送，则启动下行信道的接收，调度模式下接收的E-AGCH和非调度模式下接收的E-HICH均最晚在所述任一子帧的上一子帧中的第六时隙接收。
在T1时刻前统一收齐解码后的E-AGCH和E-HICH的并完成结果输出，若接收到正确的E-HICH，则上报E-HICH信息为ACK，若本该接收的E-HICH却未接收到，则上报E-HICH信息为NACK。
在T1时刻采用中断的方式向协议栈上报信息和组包模式，上报信息包括E-AGCH和E-HICH，在T1时刻采用即时中断方式通知上层。在T1时刻，调度模式下向协议栈上报携带E-AGCH和E-HICH的组包消息，非调度模式下，物理层在需要发送数据时，直接向协议栈上报非调度模式来请求数据。
调度和非调度共存时，以非调度发送为优先。
步骤S502，协议栈接收到告知消息后根据物理层上报的数据决策并下发相应数据，采用即时中断通知物理层进行数据准备。
在协议栈收到告知信息后，协议栈的MAC层会根据上报的E-HICH和E-AGCH，并依据HARQ进程的状态和数据包的状态，判决并组包，将数据和一些控制参数写入存储区，并采用即时中断的方式通知物理层数据准备好。
步骤S503，物理层收到中断通知后，启动DMA搬移数据，并在任一子帧的第六时隙的T2时刻检查HSUPA的HARQ进程的数据状态，若满足数据准备好则进行相关参数计算并在下一子帧发送。
物理层在收到中断通知后，启动DMA搬移存储区的数据，同时依据参数通知下行链路接收对应数据块的E-HICH。本发明采用即时中断的方式通知物理层，同时利用DMA搬移数据。DMA搬移数据完成后，中断通知物理层HSUPA控制模块，HSUPA更新维护的HARQ进程的数据状态。
在T2时刻，检查HSUPA的HARQ进程的数据状态。若有数据准备好，并且检查发送E-PUCH和E-RUCCH的标记，若需要下一个子帧发送，则启动数据的相关参数计算；
参数计算完成后，启动HSUPA的发送。
一般会在任一子帧的下一子帧的帧头时刻，在发送时隙打开前，保证完成物理层的上行链路编码控制。
物理层完成相关编码控制后，在某一子帧的下一子帧的对应时隙发送E-PUCH的数据。
此设计经过深入消化3G标准，并讨论和多次完善，各个控制步骤都提出了一些好的策略和实现方法，行程了一个较晚上的软件设计系统，能满足了TD系统HSUPA的物理层软件关键时序的功能控制。有利于设计的可维护性，有利于高速上下行各种业务的有效、可靠传输，必将推动TD的深入应用和高速发展。
图6是本发明实施例提供的HSUPA软件上下行链路子帧内控制实现时序示意，如图6所示。
步骤1，在#(n-m)子帧，上层下发HSUPA的配置给物理层，激活时间到，物理层触发配置HSUPA，并启动发送E-PUCH的周期性事件。配置分别包括HSUPA的激活时间、码道、参数等。
在配置HSUPA后，如果有调度数据要发送，并且想要通知基站状态，可以发送E-RUCCH来申请对应的资源，之后并自动打开E-AGCH的接收，或者由协议栈主动下发E-AGCH的接收。
步骤2，在配置HSUPA后，若有E-PUCH的发送，软件应启动下行信道的接收，调度模式下若有需要接收E-AGCH，E-AGCH最晚在#n子帧的TS6接收。
步骤3，#n子帧中若有需要接收E-HICH，E-HICH最晚在#n子帧的TS6接收。
步骤4，E-AGCH在#n+1子帧的TS1后固定时刻完成解码。
步骤5，上一子帧的调度或者非调度的E-HICH最迟也在TS1后固定时刻硬件完成结果输出。方案中采取统一收齐的策略，若接收到正确的E-HICH，则上报E-HICH信息为ACK；若本该接收的E-HICH却未接收到，则上报E-HICH信息为NACK。
此步骤中，相比较普通的收集一次上报一次的实现方法，能够大大降低系统开销，同时又不会影响功能和性能的要求。
步骤6，向协议栈上报信息和组包模式。
信息可能会包括E-AGCH和E-HICH，在固定某t1时刻采用的即时中断方式通知上层。
此t1时刻比较关键，调度模式下向协议栈上报携带E-AGCH和E-HICH信息的组包消息，非调度模式下，物理层在需要发送数据时，直接向协议栈上报非调度模式来请求数据。
调度和非调度共存时，以非调度发送为优先。
与不采用中断的方式相比，中断的方式及时通知协议栈，能够尽早的告知协议栈需要的信息，触发下一步的处理。提高了系统的整体可靠性。
步骤7，协议栈下发数据，物理层进行数据准备。
在协议栈收到信息后，协议栈的MAC层会根据上报的E-HICH和E-AGCH，并依据HARQ进程的状态和数据包的状态，判决并组包，将数据和一些控制参数写入存储区，并采用即时中断的方式通知物理层数据准备好。
物理层在收到中断通知后，启动DMA搬移存储区的数据，同时依据参数通知下行链路接收对应数据块的E-HICH。
方案中采用即时中断的方式通知物理层，能大大有利于物理层的即时响应并处理数据的能力，同时利用DMA搬移数据，能在不影响发送时序的前提下有效降低系统开销。
步骤8，DMA搬移完毕后，更新HARQ进程状态。
DAM搬移完成后，中断通知物理层HSUPA控制模块。HSUPA模块在收到DMA的中断后，更新维护的HARQ进程的数据状态。
方案中维护一个HARQ进程的状态，能够有效控制发送数据的状态，特别是重传时，能够方便查询到数据已准备好，顺利进行重传。
步骤9，在时刻t2，启动HSUPA相关参数计算。
在t2时刻，检查HSUPA的HARQ进程的数据状态。若有数据准备好，并且检查发送E-PUCH和E-RUCCH的标记，若需要下一个子帧发送，则启动数据的相关参数计算。
此方案易于实现，并且在固定时刻能更好的把握时序的关键点，对调试和性能优化都能更好的掌控。
步骤10，参数计算完成后，启动HSUPA的发送。
一般会在#n+2子帧的帧头时刻，在发送时隙打开前，保证完成物理层的上行链路编码控制。
步骤11，物理层完成相关编码控制后，在#n+2子帧的对应时隙发送E-PUCH数据，例如在TS2发送。
综上所述，本发明具有以下技术效果：本发明经过深入消化3G标准，并讨论和多次完善，各个控制步骤都提出了一些好的策略和实现方法，形成了一个较完善的软件设计系统，能满足TD系统HSUPA的物理层软件关键时序的功能控制。有利于设计的可维护性，有利于高速上下行各种业务的有效、可靠传输，必将推动TD的深入应用和高速发展。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、UE侧，物理层配置HSUPA，接收下行信道E-AGCH或E-HICH，在任一子帧的第一时隙的T1时刻前统一收齐解码后下行信息，并采用中断的方式告知协议栈需下发的数据；
B、协议栈接收到告知消息后根据物理层上报的数据决策并下发相应数据，采用即时中断通知物理层进行数据准备；以及
C、物理层收到中断通知后，启动DMA搬移数据，并在所述任一子帧的第六时隙的T2时刻检查HSUPA的HARQ进程的数据状态，若数据准备好则进行相关参数计算并在下一子帧发送。
2.根据权利要求1所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，物理层配置HSUPA后，启动发送E-PUCH的周期性事件。
3.根据权利要求1所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，调度模式下接收的E-AGCH和非调度模式下接收的E-HICH均最晚在所述任一子帧的上一子帧中的第六时隙接收。
4.根据权利要求3所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，若接收到的E-HICH正确，则上报E-HICH信息为ACK，若本该接收的E-HICH未接收到，则上报E-HICH信息为NACK。
5.根据权利要求4所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，在T1时刻，若在调度模式下，则向协议栈上报携带E-AGCH和E-HICH信息的组包信息，若在非调度模式下，则直接向协议栈上报非调度模式以请求数据。
6.根据权利要求5所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，若在T1时刻同时上报调度数据和非调度数据，则非调度数据优先发送。
7.根据权利要求6所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，所述协议栈接收到物理层上报的数据后，协议栈的MAC层根据上报的E-HICH、E-AGCH、HARQ进程的状态和数据包的状态，将数据和控制参数写入存储区。
8.根据权利要求7所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，在T2时刻，检查HSUPA的HARQ进程的数据状态，若处于数据准备好状态，则检查发送E-PUCH和E-RUCCH的标记，若要发送下一个子帧，则启动数据的相关参数计算。
9.根据权利要求8所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，在启动HSUPA向网络发送相应信息的时隙打开前，应保证完成物理层的HSUPA上行链路编码控制。
10.根据权利要求9所述的一种TD-SCDMA中HSUPA物理层软件控制实现方法，其特征在于，物理层完成编码控制后，在所述任一子帧的下一子帧发送E-PUCH数据。
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