CN1146289C - 一种调度分组以在umts网络上传输的方法 - Google Patents

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Abstract

一种调度分组以在UMTS陆地无线接入网(UTRAN)的空中接口上传输的方法，该调度是在对于一个移动终端一对无线网控制器(RNC)用作分开的服务和控制(漂移)RNC的情况下进行的。该方法包括：将被分配的调度优先级以及对于以这些优先级传输该控制RNC接受的分组大小，从该控制RNC发送到该服务RNC。随后，将具有该服务RNC接受的大小和相应的分配的优先级的分组，从该服务RNC发送到该控制RNC。

Description

一种调度分组以在UMTS网络上传输的方法
发明领域
本发明涉及在一通用移动电信系统(UMTS)网络中的分组传输，并更为具体地涉及对分组进行调度以在一UMTS网络的空中接口上传输。
发明背景
欧洲电信标准协会(ETSI)目前正在进行标准化一组新的用于移动电信系统的协议。该组协议共同地被称为通用移动电信系统(UMTS)。图1示意性说明一UMTS网络1，该UMTS网络包括一核心网络2和一UMTS陆地无线接入网(UTRAN)3。该UTRAN 3包括多个无线网控制器(RNC)4，每个无线网控制器均耦合到一组相邻的基站收发信台(BTS)5。每个BTS 5负责一个给定的地理小区，该控制RNC 4负责路由该BTS 5和该核心网络2之间的用户和信令数据。所有的RNC相互耦合。该UTRAN 3的概要在ETSI的第三代合作项目的技术规范TS25.401 V2.0.0(1999-09)中给出。
用户和信令数据可使用无线接入承载(RAB)在一RNC和一移动终端(在UTRAN中被称为用户设备(UE))之间载运。通常，一个移动终端被分配一个或多个无线接入承载(RAB)，每个无线接入承载能够载运用户或信令数据流。若干RAB被映射到相应的逻辑信道。在媒体接入控制(MAC)层，一组逻辑信道被依次映射到一传输信道，该传输信道有两种类型：一种由不同的移动终端分享的“公共”传输信道，和一种分配给一单个移动终端的“专用”传输信道。公共信道中的一种类型是一前向接入信道(FACH)。FACH的基本特征是它可以在每个传输时间间隔(10，20，40或80ms)发送一个或多个固定大小的分组。但是，在任何一个给定的时间间隔，所有被传输的分组必须具有相同的长度。几个传输信道(例如FACH)在物理层被依次映射到第二公共控制物理信道(S-CCPCH)以便在一BTS和一移动终端之间的空中接口上传输。
当一移动终端经BTS向一RNC登记时，该RNC至少在开始时用作该移动终端的服务和控制RNC。该RNC既控制空中接口无线资源也终接层3消息(无线资源控制(RRC)协议)，直接路由到和从核心网络路由与移动终端有关的数据。图2说明当该服务和控制RNC重合时，用于FACH传输信道的协议模型，并且这里Uu指明UTRAN和该移动终端(UE)之间的接口，而Iub指明该RNC和一NodeB(在此NodeB是BTS的一种通用化)之间的接口。应理解，使用该RNC和该NodeB之间的FACH帧协议(FACH FP)实体的业务，RNC中的MAC(MAC-c)实体将MAC-c分组数据单元(PDU)传递到在该移动终端的对等MAC-c实体。该FACH FP实体将头标信息添加到MAC-c PDU以形成若干FACH FP PDU，这些FACH FP PDU在AAL2(或其它传送机制)连接上被传送到该NodeB。该NodeB的互通功能将由该FACH FP实体接收的FACH帧互通到PHY实体中。
现在考虑这样一种情况，该情况在一移动终端离开由该终端向其登记的RNC覆盖的区域，并进入由第二RNC覆盖的区域时出现。在UTRAN协议下，RRC保持在第一RNC被终接，而该终端利用一小区和第二RNC的公共传输信道。于是，第一RNC保持为具有与该核心网络连接的服务RNC，而第二RNC成为控制RNC。该控制RNC控制着该移动终端所位于的NodeB以及特别控制着在该NodeB的逻辑资源(传输信道)。在该方案中，该控制RNC被称为“漂移”RNC(该控制RNC也将被用作已向该RNC登记的移动终端的服务RNC)。图3说明当服务和控制RNC分开时，用于FACH传输信道的协议模型。应注意，一新的接口Iur在该服务和该控制RNC之间露出。一Iur FACH FP被用于使位于该控制RNC的公共MAC(MAC-c)与位于该服务RNC的专用MAC(MAC-d)互通。WO99/41850描述了一种用于在控制和服务RNC是分开的情况下控制无线发射功率的机制，该情况被描述为“宏分集”。
在图2和3说明的两种方案中，MAC-c实体的一项重要任务是对分组(MAC PDU)进行调度以在空中接口上传输。如果是所有由MAC-c实体接收的分组具有相等的优先级(并具有相同的大小)的情况，则调度将是一件将所接收的分组排队并按照基于先来先服务的原则发送它们的简单事情。但是，UMTS规定了一个框架，在该框架中不同的服务质量(QoS)可被分派给不同的RAB。对应于已被分配一高QoS的RAB的分组应作为高优先级在空中接口上传输，而对应于已被分配一低QoS的RAB的分组应作为低优先级在空中接口上传输。根据RAB参数在MAC实体(MAC-c或MAC-d)确定优先级。
UMTS通过在控制RNC为每个FACH提供一组队列来处理优先级的问题。该队列与相应的优先级水平有关。为以这样的方式从队列中选择分组，即较高优先级队列中的分组(平均地)比较低优先级队列中的分组更快地被处理，规定一种算法。在同一物理信道上发送的FACH并非相互独立的事实使得该算法的性质是复杂的。更具体的，为每个S-CCPCH规定一组传送格式组合(TFC)，在此对于每个FACH每个TFC包括一传输时间间隔，一分组大小，和一总传输大小(指示该传输中的分组的数量)。该算法必须为该FACH选择一匹配那些存在于该TFC组中TFC之一的TFC。
发明概述
在控制RNC是一漂移RNC的情况下出现一个可能的问题。这是因为MAC-d实体存在于服务RNC处，并且是MAC-d实体基于该RNC(当用作一控制RNC时)使用的分组调度算法，将优先级分配给分组。但被分配的优先级和分组大小可能与该漂移RNC使用的分组调度算法不一致。在漂移RNC处从该服务RNC接收的分组可能因此不按照适当的优先级处理。
按照本发明的第一方面，，提供一种调度分组以在UMTS陆地无线接入网(UTRAN)的空中接口上传输的方法，该UTRAN包括一对无线网控制器(RNC)，其对于一个移动终端用作分开的服务和控制RNC，该方法包括：
将接受的调度优先级以及对于以这些优先级在传输信道上传输该控制RNC接受的分组大小的一个标识，从该控制RNC发送到该服务RNC；
对该服务RNC处的专用媒体接入控制(MAC-d)实体进行重配置，以便用该优先级和该控制RNC接受的分组大小更新该MAC-d实体；以及
随后，将具有该控制RNC接受的大小和分配的优先级的分组，从该服务RNC发送到该控制RNC。
本发明的实施例保证服务RNC将该控制RNC接受的分组大小分配给一给定的优先级，避免在该控制RNC处优先级和分组大小之间的失配。
优选地，对于在控制RNC处将被映射到传输信道的多个逻辑信道类型中的每个类型，从控制RNC发送到服务RNC的信息包括一组被分配的优先级，每个具有一个或多个有关的包大小。更为优选地，对于将在控制RNC处被映射到传输信道上的每种逻辑信道类型，所述信息包括一组被接受的优先级。
应理解，取决于例如服务于移动终端的小区中的负荷，或在移动终端移入由同一控制RNC控制的另一小区的事件中，可被分配给优先级的分组大小可变化。优选地因此，在适当情况下，分组大小和优先级的一个新列表可从控制RNC发送并且在服务RNC接收。
优选地，该优先级和分组大小的列表在服务RNC处由RRC实体接收。更为优选地，该列表在一无线网子系统应用部分(RNSAP)的消息中发送。
优选地，在控制RNC处接收的一分组被放置在一队列用于在一前向接入信道(FACH)上传输，该队列对应于附于该分组的优先级水平并对应于该分组大小。该FACH在基站收发信台(BTS)处被映射到S-CCPCH或UTRAN的其它对应节点。更为优选地，用于在FACH上传输的分组或者与一专用控制信道(DCCH)或者与一专用业务信道(DTCH)有关。
优选地，每个FACH被安排用于仅载运一个分组大小。但情况不必是这样，而可以是，可由一给定的FACH载运的分组大小从一个传输时间间隔到另一传输时间间隔地变化。
一个给定的优先级可被分配一个或多个分组大小，该分组大小在发送给服务RNC中的列表中规定。
按照本发明的第二方法，提供一个UMTS陆地无线接入网(UTRAN)，该UTRAN包括多个相互连接的无线网控制器(RNC)，其中，当一个移动终端具有分开的服务和控制RNC时，该控制RNC被安排将由该控制RNC接受的用于传输的分组大小和可附于那些被接受的分组大小的接受的相关优先级发送到该服务RNC，并且该服务RNC被安排对专用媒体接入控制(MAC-d)实体进行任何必要的重配置并将具有该服务RNC接受的大小和分配的优先级的数据分组发送到该控制RNC。
附图简述
图1示意性说明包括一核心网络和一UTRAN的一UMTS网；
图2说明在图1的UTRAN的服务和控制RNC重合的情况下，一用于FACH传输信道的协议模型；
图3说明在图1的UTRAN的服务和控制RNC是分开的情况下，一用于FACH传输信道的协议模型；
图4为说明在图1的UTRAN的控制RNC处调度分组以传输的一种方法的流程图。
优选实施例详述
上面已参照图1的示意性附图描述了一UMTS网的总结构。同样已参照图2和3描述了在服务RNC和控制RNC重合和分开的情况下用于FACH传输信道的协议模型。
考虑在图3中说明的方案，在此一移动终端经分开的服务和控制(或漂移)RNC在该UTRAN中与UMTS系统的核心网络通信，指定给该移动终端的信令和用户数据分组在该服务RNC的MAC-d实体处从该核心网络接收并“映射”到逻辑信道，即一专用控制信道(DCCH)和一专用业务信道(DTCH)上。该MAC-d实体构造MAC业务数据单元(SDU)，该SDU包括一包含逻辑信道数据的净荷部分和尤其包含一逻辑信道标识符的MAC头标。
MAC-d实体将MAC SDU送到FACH帧协议(FP)实体。该实体将另一FACH FP头标添加给每个MAC SDU，该FACH FP头标包括一已由一无线资源控制(RRC)实体分配给该MAC SDU的优先级水平。在移动终端进入漂移RNC的覆盖区域之后，把可用的优先级水平和对于每个优先级水平一个或多个接受的分组大小的标识通知给RRC。此时，服务RNC将一资源请求发给该漂移RNC。更为具体地，该请求是一具有下列形式的公共传输信道请求：
    信息单元     参考     类型
    消息类型     M
    事务处理ID     M
    D-RNTI     M
    小区ID     M
    传输承载请求指示符     M
其中“M”指明一强制性字段。
通过返回一被称为公共传输信道响应的响应消息(RNSAP)，该漂移RNC响应对资源请求的接收，该响应消息具有下列形式：
    信息单元     参考     类型
    消息类型     M
    事务处理ID     M
    公共传输信道信息
    公共传输信道优先级指示符     M
    公共传输信道初始窗口大小     M
    公共传输信道数据帧大小
    数据帧大小     M
    传输层地址     O
    绑定同一性     O
    DL信道化编码     O
其中“M”仍指明一强制性字段，而“O”指明一任选字段。该RNSAP消息包含一该漂移RNC接受的优先级和对于每个优先级的一个或多个接受的分组大小的标识的列表。可为每个逻辑信道类型发送这样一个列表，虽然这不是必须的。该优先级列表被发送给每个与该漂移RNC中的MAC-c实体连接的MAC-d实体。例如，该列表可定义对于具有优先级1的SDU，MAC-d实体可使用80或320比特的分组大小。在为每个逻辑信道类型提供一优先级/分组大小列表的情况下，用于载运该列表的RNSAP消息包含紧接在公共传输信道信息之后的逻辑信道类型标识符。
当移动终端首先进入新RNC的覆盖区域而之前向另一RNC登记时，该优先级/分组大小列表通常从该漂移RNC发送到服务RNC。当该终端在新RNC的各小区之间移动时，更新的列表可在该漂移RNC和服务RNC之间交换，以反映在新BTS处可用的优先级。同样应理解，甚至当一移动终端在一给定的小区中停留时，因为改变环境，诸如该小区中业务水平的改变或无线网资源的重配置，更新的列表可被发送。
RRC检查已接收的RNSAP消息，并执行MAC-d实体的任何必须的重配置。无线链路控制(RLC)实体的重配置(它驻留在服务RNC中的MAC-d层上并负责数据分段)附加地发生。
FACH FP分组在AAL2连接上发送到该漂移RNC处的对等FACHFP实体。该对等实体将MAC-d SDU去封装并识别包含在该帧FP头标中的优先级。该SDU和优先级被送到控制RNC处的MAC-c实体。MAC-c层负责调度SDU以在FACH上传输。更具体地，每个SDU被放置在对应于其优先级和大小的队列中(如果有16个优先级水平，则对于每个FACH应有16个队列组，每组中的队列数目取决于有关优先级接受的分组大小的数目)。如上所述，对于一给定的FACH根据某些预定的算法从队列中选择SDU(以便满足物理信道的传送格式组合要求)。
本领域的技术人员应理解，在不偏离本发明范围的情况下可对上述实施例进行各种不同的改进。例如，上述实施例要求在一RNSAP消息中发送一优先级/分组大小列表。在另一实施例中，RNC可发出覆盖所有使用该RNC作为漂移RNC的移动终端的“全局”列表。

Claims (7)

1、一种调度分组以在UMTS陆地无线接入网(UTRAN)的空中接口上传输的方法，该UTRAN包括一对无线网控制器(RNC)，其对于一个移动终端用作分开的服务和控制RNC，该方法包括：
将接受的调度优先级以及对于以这些优先级传输该控制RNC接受的分组大小的一个标识，从该控制RNC发送到该服务RNC；
对该服务RNC处的专用媒体接入控制(MAC-d)实体进行重配置，以便用该优先级和该控制RNC接受的分组大小去更新该MAC-d实体；以及
随后，将具有该控制RNC接受的大小和分配的优先级的分组，从该服务RNC发送到该控制RNC。
2、如权利要求1的方法，其中，对于将在该控制RNC被映射到一传输信道的多个逻辑信道类型中的每个逻辑信道类型，从该控制RNC发送到该服务RNC的信息包括一组被接受的优先级，每个优先级具有一个或多个有关的包大小。
3、如上述权利要求中任何之一的方法，其中，在该控制RNC处的环境出现变化之后，分组大小和优先级的一个新列表从该控制RNC发送并且在该服务RNC接收，以替代一旧的列表。
4、如权利要求1-2中任何之一的方法，其中，该可接受的调度优先级和分组大小的标识由该MAC-d实体在该服务RNC处接收。
5、如权利要求4的方法，其中，该列表是在一无线网子系统应用部分(RNSAP)消息中发送到该服务RNC的。
6、如权利要求1的方法，其中，在该控制RNC处接收到的一分组放置在一前向接入信道(FACH)上传输的队列中，该队列对应于附于该分组的优先级水平并对应于该分组的大小。
7、一种UMTS陆地无线接入网(UTRAN)，它包括多个相互连接的无线网控制器(RNC)，其特征在于，当一个移动终端具有分开的服务和控制RNC时，
该控制RNC被安排成将由该控制RNC接受用于传输的分组大小的标识和可附于那些被接受分组大小的接受的相关优先级发送到该服务RNC，并且
该服务RNC被安排成对专用媒体接入控制(MAC-d)实体进行重配置并将具有该控制RNC接受的大小和分配的优先级的分组发送到该控制RNC。
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