CN107105512B

CN107105512B - 用于通信的方法和用于通信的无线电站

Info

Publication number: CN107105512B
Application number: CN201611082249.7A
Authority: CN
Inventors: M.P.J.巴克; T.J.莫尔斯利; P.布克内尔; B.孔特; M.特萨诺维克
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2023-06-20
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: TW201004446A; EP2258136B1; EP2258136A1; US20110058539A1; US9088998B2; KR101595992B1; CN101978764A; USRE48234E1; WO2009115971A1; TWI468061B; JP5480237B2; KR20110000657A; CN107105512A; JP2011515938A

Abstract

本发明涉及一种用于在主站与次站之间进行通信的方法，包括（a）在次站处，当待传输到主站的数据包到达时，在缓冲器中缓冲所述数据包，（b）在次站处，在始于数据包到达的时间周期终止之后，如果在所述时间周期期间没有接收到上行链路传输资源的许可则向主站发送上行链路传输资源的请求，（c）在主站处，许可次站上行链路传输资源。

Description

用于通信的方法和用于通信的无线电站

技术领域

本发明涉及一种用于在网络中进行通信的方法。更具体地，本发明涉及在如蜂窝电信网络（例如UMTS，GSM）之类的电信网络中主站与次站之间的通信。

背景技术

在蜂窝网络中，每个小区包括主站（如基站或节点B或eNB），其与多个次站（如移动台或用户设备）通信。为了能够在一些上行链路信道上将数据传输到主站，次站必须具有分配的资源（时隙、频率副载波和/或代码或类似资源）。

许多通信系统使用负责将传输资源分配给不同节点的集中调度器操作。典型的实例是UMTS LTE（长期演进）的上行链路，其中从不同次站的上行链路传输在时间和频率方面由主站来调度。主站发送“调度许可”消息到次站，指示特定的时间-频率资源用于该次站的传输，典型地在许可消息传输之后大约3ms。该许可消息典型地还指定了传输参数，如用于次站传输的数据速率和/或功率。

为了使主站发布合适的许可，它需要有足够的有关在每个次站的缓冲器中等待传输的数据的量和类型的信息。

在LTE中，因此定义了若干种类型的缓冲器状态报告（BSR）消息，其可以在一定的触发器启动时从次站传输到主站。3GPP TS36.321的当前版本通过引用合并于此。

所述缓冲器状态报告过程用于向服务的主站提供关于在次站的上行链路缓冲器中的数据的量的信息。依赖于事件，使用两种缓冲器状态报告。短缓冲器状态报告（BSR）包括单组逻辑信道的身份，连同对应于这组逻辑信道的当前驻留在次站缓冲器等待传输的数据的量的6-位指示器。长BSR包括四个级联的短BSR，每个短BSR对应于不同的逻辑信道组。

上面定义的BSR过程的问题在于，如果次站具有许可的传输资源，则该次站仅仅被准许传输BSR。如果新数据到达次站的缓冲器中并且该次站没有用来传输数据或发送BSR以指示它有等待传输的数据的许可资源，则次站必须等待直到接收到许可为止，或发送可以使用一些特别指定的资源来传输的更简单版本的BSR，该特别指定的资源可以在没有特定许可资源的情况下使用。该更简单版本的BSR被称为“调度请求”（SR），并且典型地包括仅仅单个比特以指示数据在缓冲器中。还已知SR包括少数几个比特，其给出了更大的功能。响应于接收SR，主站可以发送分配适量传输资源的许可以便次站随后发送BSR，或发送分配更大量传输资源的许可，其将使得次站能够除BSR之外还传输一些数据；然而，在后一种情况中，典型地对于主站而言无法确定进行分配的适当大小，除非SR包括一个以上的比特。

在已知的实现方式中，没有上行链路传输许可的次站在数据到达其缓冲器中时立刻发送SR。然而，如果主站在任何情况下都将在可接受的延迟内提供许可，则这是低效的并且是浪费资源的。

然而，如果次站总是抑制传输SR并且等待接收许可，则如果主站在可接受的延迟内没有提供许可，那么服务质量（QoS）标准可能被破坏。

发明内容

本发明的目的是提出一种减轻上述问题的在网络中通信的方法。

本发明的另一个目的是提出一种在不产生太多开销的情况下允许指示主站知道次站的缓冲器的状态的方法。

本发明的又一个目的是提出一种减少不必要的调度请求的传输同时允许QoS要求得到满足的方法。所要求的是，在指定的等待时间（latency）约束条件内进行上行链路数据传输。

为此，根据本发明，提出一种用于在主站与次站之间通信的方法，包括：

（a）在次站处，当待传输到主站的数据包到达时，在缓冲器中缓冲所述数据包，

（b）在次站处，在始于数据包到达的时间周期终止之后，如果在所述时间周期期间没有接收到上行链路传输资源的许可，则向主站发送上行线路传输资源的请求，

（c）在主站处，许可次站上行链路传输资源。

结果，这阻止了次站发送非必要调度请求。事实上，只有在所述时间周期期间没有接收到上行链路传输资源时，次站才发送调度报告。而且，该时间周期可以根据传输的事件或条件来调节。

本发明还涉及一种次站，包括：

用于在上行链路信道上将数据发送到主站的装置，

用于在数据包到达时缓冲待传输到主站的所述数据包的缓冲装置，

用于在始于数据包到达的时间周期终止之后，如果在所述时间周期期间没有接收到上行链路传输资源的许可，则向主站请求许可上行线路传输资源的装置。

根据本发明的另一个方面，提出一种包括主站和至少一个根据本发明的次站的系统，所述主站包括用于向次站许可上行链路传输资源的装置。

本发明的这些和其他方面将根据下文所描述的实施例而变得清楚并且参照这些实施例进行阐明。

附图说明

现在将通过实例参照附图详细描述本发明，在附图中：

- 图1是根据本发明的包括主站和至少一个次站的系统的框图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于在如蜂窝网络之类的网络中通信的方法。例如，该网络可以是如图1所描绘的UMTS网络。

参照图1，根据本发明的无线电通信系统包括主站（BS）100和多个次站（MS）110。主站100包括微控制器（μC）102、连接到天线装置106的收发器装置（Tx/Rx）104、用于改变发送功率水平的功率控制装置（PC）107，和用于连接到PSTN或其他适当网络的连接装置108。每个MS110包括微控制器（μC）112、连接到天线装置116的收发器装置（Tx/Rx）114、和用于改变发送功率水平的功率控制装置（PC）118。从主站100到移动台110的通信发生在下行链路信道122上，而从次站110到主站100的通信发生在上行链路信道124上。

根据本发明的第一实施例，提供一种用于控制次站发送调度请求（SR）或资源请求情况的装置，以便避免不必要的SR传输，同时也允许QoS要求得到满足（即上行链路数据传输发生在指定的等待时间约束条件内）。

根据本发明的第一实施例，在数据到达其缓冲器中时没有上行链路许可的次站在它发送SR之前等待给定的延迟周期。如果在该周期期间接收到许可，则该次站抑制发送SR并使用由所接收的许可提供的传输资源。

在该实施例的实例中，在发送SR之前的延迟或时间周期可以根据不同的方法来确定。在第一变型中，该延迟是预定的持续时间。该持续时间可以借助信令信道而被传输到次站。例如，主站在控制信道上发送该持续时间。

在另一个变型中，该持续时间可以对应于一个或多个数据特性，即已经到达缓冲器中的数据的特性。这允许针对每种状况具有适当的时间延迟。这些数据特性可以是例如：

•数据的优先级的指示；

•数据的QoS参数（例如，等待时间要求或其功能）；

•数据被分配到的逻辑信道或逻辑信道组的身份，一种数据的身份；

•已经到达缓冲器中的数据的量；

•缓冲器中数据的总量；

•数据到达缓冲器的速率；

•数据先前到达缓冲器以来的时间。

因此，如果数据具备高优先级，或如果缓冲器中的数据量或已经到达的数据量大，则持续时间较短。

在另一个实例中，时间延迟基于小区的任意变化。如果小区变化在前一时间周期内发生，则时间周期持续时间可能缩短。

在又一个实例中，时间周期持续时间基于从次站上一次通过在没有接收到对应的许可的情况下发送SR或发送BSR来请求资源以来所经过的时间。如果长时间没有分配给次站资源，则提供资源给该次站可能很紧急，所以时间周期缩短。

在该实施例的另一个实例中，时间周期持续时间考虑无线电信道的一个或多个特性。事实上，如果无线电信道条件不好，则次站可能感兴趣的是在请求资源之前等待。下面给出了可以用于简单估计无线电信道的条件的无线电信道特性的实例：

- 次站在当前信道条件下可以发送数据的速率；

- 主站请求的当前上行链路传输功率-例如高功率可能是差信道质量的指示器；

- 下行链路信道质量的估计，作为下行链路信道质量的指示器（特别是在TDD系统中）。

在本发明的一个实施例中，次站有时接收传输数据的许可。当新数据包到达次站的缓冲器中时，次站检查该数据包的优先级，并且在发送SR之前等待对应于该数据包的优先级的时间周期。例如，如果数据的优先级高，则次站等待的时间周期将比数据的优先级低的情况更短。在任何情况下，如果在该时间周期期间接收到许可，则次站抑制发送SR。

在本发明的另一个实施例中，次站有时接收传输数据的许可。当新数据包到达次站的缓冲器中时，次站检查该数据包中的数据量，并且在发送SR之前等待对应于该数据量的时间周期。例如，如果该数据量高，则次站等待的时间周期将比该数据量低的情况更短。在任何情况下，如果在该时间周期期间接收到许可，则次站抑制发送SR。

根据本发明的另一个实施例，如果次站可以确定主站不大可能在可接受的时间延迟内提供许可，则不具有上行链路许可的次站也可以响应于到达其缓冲器中的数据而发送SR（否则次站抑制发送SR或在发送SR之前等待一段持续时间）。一旦该SR被发送，如果上行链路资源如在先前实施例中一样未被许可，则次站在发送另一个SR之前等待一个时间周期。

在该实施例的第一实例中，如果从上一次许可以来的时间大于阈值，则次站在最早的机会发送SR。

在该实施例的另一个实例中，必须满足的条件是，在给定的时间窗中先前的许可之间的平均时间大于阈值。这允许所有次站之间更加公平。

在另一个实例中，在先前的许可中分配的资源的大小（以例如位来度量）小于阈值，或在给定时间窗中接收的预定数量的先前许可或所有先前许可中分配的资源的平均大小小于阈值。相似地，在给定时间窗中接收的预定数量的先前许可或所有先前许可中分配的资源的总量小于阈值。

在上面的实例中，阈值可以是预定的。该阈值可以例如借助信令信道被传输到次站。例如，主站在控制信道上发送阈值的持续时间。

但是为了获得更适合于每种情况的系统，阈值可以依赖于特性。在该实施例的实例中，阈值依赖于已经到达缓冲器中的数据的一个或多个数据特性。适合的数据特性的一些实例包括：

•数据优先级的指示；

•数据的QoS参数（例如，等待时间要求或其功能）；

•数据被分配到的逻辑信道或逻辑信道组的身份；

•已经到达缓冲器中的数据的量；

•缓冲器中数据的量；

•数据到达缓冲器的速率；

•从数据先前到达缓冲器以来的时间。

因此，如果数据具备高优先级，或如果缓冲器中的数据量或已经到达的数据量大，则阈值较低。

在另一个实例中，所述阈值依赖于小区变化是否在前一时间周期内发生。如果小区变化在前一时间周期内发生，则该阈值可能降低。

在又一个实例中，所述阈值基于从次站上一次通过在没有接收到对应的许可的情况下发送SR或发送BSR来请求资源以来所经过的时间。如果长时间没有分配给次站资源，则提供资源给该次站可能很紧急，所以阈值被降低以使得次站能够请求这种资源。

在该实施例的另一个实例中，所述阈值确定方法考虑无线电信道的一个或多个特性。事实上，如果无线电信道条件不好，则次站可能感兴趣的是在请求资源之前等待。下面给出了可以用于简单估计无线电信道的条件的无线电信道特性的实例：

- 次站在当前信道条件下可以传输数据的速率；

- 下行链路信道信道质量的估计，作为上行链路信道质量的指示器（特别是在TDD系统中）。

上述的任意组合-例如基于数据的优先级设置的阈值，但是根据上行链路信道质量被修改-例如，如果信道质量好但是UE长时间没有接收到许可，则可以推断许可的缺失不是由于差信道质量造成的并且因此可以将用于发送SR的阈值设置得更低。

注意到，在一些实施例中，用于确定SR是否被发送的标准可以依赖于数据的至少一个特性，其实例是：

- 数据优先级的指示；

- 数据的QoS参数（例如，等待时间要求或其功能）；

- 数据被分配到的逻辑信道或逻辑信道组的身份；

- 已经到达缓冲器中的数据的量；

- 缓冲器中数据的量；

- 数据到达缓冲器的速率；

- 从数据先前到达缓冲器以来的时间。

还注意到其中如果在给定时间窗中接收的所有先前许可中分配的资源的总量小于阈值则次站发送SR的实施例（其中该阈值从已经到达缓冲器中的数据的量推出）相当于（amount to）下面的情况：其中次站确定已经到达缓冲器中的数据超过主站在历史上预期的数据-换言之，已经到达缓冲器中的数据可能在主站的知识（knowledge）之外。

该实施例的特定实例可以包括以下配置：其中主站配置持续调度的对应于次站的缓冲器中的包的常规的到达速率的上行链路传输资源-例如针对VoIP应用。如果包在与对应于持续调度的通常的VoIP时刻之一不同的时间到达次站的缓冲器中，则次站将发送SR，而按照许可的资源的持续调度到达的包将不会触发SR。

在另一个相似实施例中，如果包以比平常更大的尺寸到达次站的缓冲器中，则次站将发送SR以请求附加的资源。而以按照许可资源的持续调度的尺寸到达的包不会触发SR。

在本发明的一个实施例中，主站有时接收传输数据的许可。当新数据包到达次站的缓冲器中时，次站检查数据包的优先级，并且如果优先级高于第一阈值并且从上一次接收的许可以来所经过的时间长于第二阈值，则次站发送SR；否则次站抑制发送SR。第二阈值可以是优先级的函数-例如，所允许的时间延迟对于低优先级数据可以更长。

在本发明的另一个实施例中，次站有时接收传输数据的许可。当新数据包到达次站的缓冲器时，次站检查数据包中数据的量，并且如果该数据量高于第一阈值并且从上一次接收的许可以来所经过的时间长于第二阈值，则次站发送SR；否则次站抑制发送SR。第二阈值可以是数据量的函数-例如，所允许的时间延迟对于较小量的数据可以更长。

本发明可以用在采用集中式调度的通信系统中，比如UMTS和LTE，用在这种系统中的移动终端或从多个终端将呼叫发送到基站的Hub。这些设备从网络的观点来看像UE。

应当注意，本发明不限于上述实例并且可被适配。例如，应当理解，在一些适配中，主站的角色可以是移动台并且次站可以是基站。本领域技术人员在实践受保护的本发明时通过研究附图、公开和所附权利要求能够理解并实现针对所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，文字“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。单个单元可以实现权利要求中叙述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的起码事实并非指示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims

1.一种用于在主站与次站之间通信的方法，包括：

（c）在主站处，向次站许可上行链路传输资源，其中所述时间周期至少基于缓冲器中数据包的至少一个数据特性，其中次站在无线电小区中工作，并且其中所述时间周期至少进一步基于从次站开始在所述无线电小区中工作以来所经过的时间。

2.根据前述权利要求1所述的方法，其中该至少一个数据特性包括下列至少一个：数据优先级的指示、服务质量参数、数据包被分配到的逻辑信道或逻辑信道组的身份、在步骤（a）中缓冲器中的数据的量、在步骤（a）中到达的数据的量、数据到达的速率、和/或从数据前一次到达以来所经过的时间。

3.根据前述权利要求1所述的方法，其中所述时间周期至少进一步基于从次站上一次发送上行链路传输资源请求以来所经过的时间。

4.根据前述权利要求1所述的方法，其中所述时间周期至少进一步基于从次站上一次发送对应于特定量数据的上行链路传输资源的请求并且没有接收到对应的资源许可以来所经过的时间。

5.根据前述权利要求1所述的方法，其中所述时间周期至少进一步基于一组上行链路信道特性。

6.根据权利要求5所述的方法，其中该组上行链路信道特性包括下列至少一个：上行链路信道质量、对应于该上行链路信道质量的传输速率、上行链路发送功率。

7.根据权利要求5所述的方法，其中该组上行链路信道特性被基于与下行链路信道相关的特性而来估计。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述时间周期是预定的。

9.一种次站，包括：

用于在上行链路信道上将数据传输到主站的装置，

用于在待传输到主站的数据包到达时缓冲所述数据包的缓冲装置，

用于在始于数据包到达的时间周期终止之后，如果在所述时间周期期间没有接收到上行链路传输资源的许可则向主站请求许可上行链路传输资源的装置，其中所述时间周期至少基于缓冲器中数据包的至少一个数据特性，其中次站在无线电小区中工作，并且其中所述时间周期至少进一步基于从次站开始在所述无线电小区中工作以来所经过的时间。

10.一种包括主站和至少一个如权利要求9所述的次站的系统，所述主站包括用于向次站许可上行链路传输资源的装置。