CN1303772C - 提高通信网接口效率的方法 - Google Patents

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Abstract

在用于提高在通信网(1)中两个网络节点(2，3，4)之间的接口效率的方法中，经过接口发送的数据块在发送之前被检验是否有错误或很可能有错误，以及仅仅无错误的或很可能无错误的数据块才被引入到数据帧中，以及通过接口被发送。

Description

提高通信网接口效率的方法
技术领域
本发明涉及通过在两个网络节点之间的接口传输数据帧的方法，数据帧包括数据帧报头和至少一个数据块，其中至少一个数据块在发送之前被检验是否有错误或很可能有错误。本发明还涉及其中实施本方法的通信网和网络节点以及数据帧的数据帧格式。
本发明是基于优先权申请EP 03360071.9，其在此引入作为参考。
在每个基站内，例如全球移动通信系统(GSM)基站收发信机(BTS)或通用移动通信系统(UMTS)基站(节点B)，由不同的天线获取的上行链路模拟信号被数字采样，解调(这可能包括在码分多址(CDMA)系统中的解扩频)以及信道译码。
背景技术
在现有技术的UMTS中，在信道译码后，数据作为(硬)比特被集中到所谓的传输块(TB)中。这些传输块的内容与附着的循环冗余检验(CRC)字段(它可具有8与24比特之间的尺寸)进行比较，以便检验传输块是否有错误。此后，CRC字段被删除，以及关于CRC是“好的”还是“坏的”的信息被包含在被称为CRCI的1比特的指示符内。然后，属于一个信道的传输定时间隔(TTI)的、或属于一组协作的信道的TTI的传输块，连同它们的相应的CRCI一起被集中到上行链路帧协议(FP)数据帧，而不管数据是否有错误。
在每个FP帧中，对于每个传输信道，无线网控制器(RNC)接收传输格式指示符(TFI)，它表示在传输信道中传输块的实际的数目和它们的尺寸(传输信道中所有的传输块具有相等的尺寸)。TFI可以从一个FP帧改变到包含同一个传输信道的数据的下一个帧。
完整的上行链路FP数据帧，经过例如在基站与RNC之间的固定的链路被发送到RNC。在UMTS(或任何其他CDMA系统)中，一个连接可牵涉到一个以上的节点B，在这种情形下，该连接被指示为处在“软切换”状态。在RNC处，对于处在“软切换”状态的连接，上行链路传输块是并行地来自于所牵涉到的每个节点B。根据质量估计(QE)和CRCI信息，进行“选择性组合”，包括对于同一个传输信道和同一个传输时间间隔(TTI)选择一个传输块，而同时拒绝所有其他的传输块。
图4上显示现有技术的简化的FP数据帧。数据帧从数据帧报头DFH开始。后面跟随多个对于每个专用信道DCH的固定尺寸的传输格式指示符TFI。然后接着是对于每个专用信道DCH的传输块的TB(硬比特)，其尺寸取决于TFI。固定尺寸的质量估计QE信息被提供在每个专用信道DCH的循环冗余检验指示符CRCI之前，其中每个专用信道DCH的循环冗余检验指示符CRCI的尺寸也取决于各个DCH的传输格式指示符TFI。
在现有技术方案中，对于每个单个传输块，RNC接收用户数据(或者无错误或者有已知的错误)和1比特的CRCI“好”或“坏”信息。
这意味着，虽然现有技术提供静默模式，当在发送时间间隔期间对于给定的传输信道没有数据可供使用时，或当数据帧被发送时，其抑制要在接口上发送的完整的数据帧，但它们总是以完全的长度被发送，即使在完全的长度中仍包含被认为受到干扰的那些传输块。在许多情形下，接收机拒绝受到干扰的数据和请求重复发送。然而，有错误的传输块的不必要的发送不可避免地占用接口资源，因此，它减小在基站与网络控制器之间的接口的有效的数据速率。
发明内容
本发明的目的是要提供一种用于提高在两个网络节点之间的接口的接口效率的方法。
该目的是藉助于一种通过在两个网络节点之间的接口发送数据帧的方法而达到的，数据帧包括数据帧报头和至少一个数据块，其中至少一个数据块在发送之前被检验看是否有错误或很可能有错误，以及仅仅无错误的或很可能无错误的数据块被包括在数据帧内，并通过接口被发送。
这导致较少的数据经过接口被发送，因为有错误的或很可能有错误的数据块不被发送。提高有效的数据速率和从而提高接口效率，由此节省接口资源。通用的术语数据块被理解为等价于数据记录或传输块，它常常在UMTS系统的背景中使用。数据帧报头可包括有关以比特计的数据帧长度的信息。通过简单的数据帧的结构，可以从数据帧的长度得出某些数据块是否被抑制。在UMTS系统中，数据帧也可包括传输格式指示符，表示在每个专用信道(DCH)中传输块的数目。本发明方法的主要的好处在于它在基站与无线网控制器之间的上行链路连接中的应用。
通过考虑到通过抑制在基站(UMTS中的节点B)与无线网控制器(RNC)之间的数据或传输帧内的单个受干扰的或很可能受干扰的数据或传输块而实现接口效率改进，可以理解本发明方法的完全的好处。
实现的效率改进的定量程度基本上取决于对于分开的传输业务规定的服务质量(QoS)要求所规定的最大误块率(BLER)。典型的BLER值，对于语音业务是10-2，以及对于数据业务是10-3。
在考虑到与CDMA有关的宏分集或“软切换”状态的情形下，实现显著的效率改进。在第三代合作项目(3GPP)UMTS情形下，典型地40％的移动台处在与2个或更多的节点B的软切换状态。
与CDMA功率控制有关的BLER要求是从在移动台(例如，UMTS UE)和RNC之间的总的传输链路得出的。然而，当传输链路如在“软切换”的情形下实际上包括一个以上的并行链路时，对于每个并行链路的分开的BLER会明显高于总的BLER。
通常，BLERi≥BLERoverall，对于所有的i。
具体地，当在每个并行链路上的信道干扰效果是完全无错误时，应用以下的关系式：
BLERoverall＝∏all，iBLERi
例如，当传输链路包括两个无错误的并行链路时，通过BLER1＝BLER2＝0.1(无偏软切换)，可以实现10-2的总的BLER。在这种情形下，本发明的方法节省约10％的接口数据传输。
当软切换是偏置的，意味着一个并行链路比起另外的链路显示出明显更好的吞吐量质量时(这典型地在移动台离正与它进行软切换的基站中的一个比这些基站中的其它基站显著地近时发生)，这将达到更高的节省。例如，通过BLER1＝0.002和BLER2＝0.5，也可以实现10-3的总的BLER，因此本发明的方法将节省约25％的数据传输，而没有任何服务质量(QoS)降级。
考虑到软切换无线链路典型地被添加和保持在比起软切换组的最好的链路的SIR可以最多低3到5dB的信号干扰比(SIR)下，甚至可以预期更高的节省(H.Holma和A.Toskala(编辑者)，“WCDMA for UMTS，Radio Accessfor Third Generation Moblle Communications”，第二版，第232页，Wiley/Chichester，2002年)。假设上行链路功率控制保持最好的链路的BLER为10-2或10-3，其他链路可以显示长期的BLER值在70％到100％范围内(Holma等，第330页上的图12.18，或第346页上的图12.29)。然后，对于一个使用本发明方法的软切换链路连接的接口资源节省，对于2链路软切换可以达到35％-50％，或对于3链路软切换可以达到47％-67％，也没有任何QoS降级。
在本发明方法的优选变形中，抑制指示符被生成和作为数据帧的一部分被发送。这样的抑制指示符可以是质量估计值QE。经过接口被连接的两个网络节点可被安排成使得它们知道如果用同一个数据帧发送的质量估计值QE处在给定的范围内，在一个数据帧内只发送一个特定的数据块。对于同一个数据帧内不同的数据块，可以应用不同的范围。范围可取决于所使用的信道错误保护编码的代码类型和速率。本发明方法的这个变形可以找到应用，特别是在数据块没有配备CRC保护的情形下。QE表示有错误的数据块的概率。
在特别适用于更加复杂的数据帧结构的本发明方法的优选变形中，对于每个数据块生成特定于数据块的抑制指示符，具体地是1比特抑制指示符，如果抑制指示符表示无错误或很可能无错误的数据块，则发送被检验是否有错误或很可能有错误的数据块和相应的抑制指示符，以及如果抑制指示符表示有错误或很可能有错误的数据块，则只发送抑制指示符。例如，对于每个数据块执行循环冗余检验，以便确定数据块是否有错误以及在数据帧内是否发送数据块。在循环冗余检验后，可以生成对于每个检验的数据块的指示符，具体地，1比特循环冗余检验指示符(CRCI)，它在这种情形下构成抑制指示符，并在数据帧中发送。如果CRCI表示数据块有错误，则接收的网络节点知道，相应的数据块不发送。替代地，如果没有执行循环冗余检验，则特定于译码器的尺度标准可被选择为，在译码后数据块是否很可能有错误的准则。如果数据块在译码后将有错误的概率很高，则它的发送被抑制。抑制指示符对于每个数据块指示，它是否被发送。
本发明还涉及通信网中用于发送和接收数据帧的网络节点，其中网络节点包括用于检测有错误的或很可能错误的数据块的装置，和用于生成只包含无错误或很可能无错误的数据块的数据帧的装置。这样的网络节点特别适合于执行本发明方法，因此适合于提高在两个网络节点之间的接口的效率。因为只有无错误的或很可能无错误的数据块通过该接口传输，有效的数据速率容量大大地提高。
在优选实施例中，网络节点是基站或无线网控制器。基站可以是基站收发信机(BTS)或UMTS系统中的节点B。
网络节点优选地被使用于通信网，该通信网用于通过网络连接在第一和第二网络节点之间传输数据帧，其中数据帧只包括无错误的或很可能无错误的数据块。这种措施保证高的有效数据速率。
有利地，网络连接是在第一网络节点，具体地说基站与第二网络节点，具体地说无线网控制器之间的帧的协议接口。这样的接口使得在两个网络节点之间能够进行有效的数据交换，因此，得到良好的客户业务，而服务质量没有降级。
用于在通信网的网络节点之间发送包括帧报头和数据块的数据帧的数据帧格式也属于本发明的范围内，其中帧格式包括至少一个抑制指示符，它指示一个或多个数据块是否发送。把抑制指示符安排在数据块之前，保证抑制指示符在数据帧中的位置不取决于它们本身的值。这使得或至少有助于它们能够在接收的网络节点中检测。特别是，在被体现为无线网控制器的网络节点中使用宏分集组合的情形下，抑制指示符的这种安排使得无线网控制器能够检测抑制指示符和可变尺寸的数据块。
为了宏分集组合正确地工作，如果抑制指示符被放置在传输块之前的固定的位置上，这是特别有利的。
如果数据帧的格式包括质量估计(QE)，则这也可被用作为在数据帧内的一个或一个以上的数据块的抑制指示符。如果QE被用作为抑制指示符，则数据帧的长度随QE值变化。因此，在这种情形下，在数据帧中把QE放置在数据块之前是有利的。这使得或至少有助于它们能够在接收的网络节点中检测。
数据帧的格式特别适合于在UMTS系统中使用，如果数据帧包括用于每个数据信道的传输格式指示符和如果每个传输信道的数据块的尺寸取决于各个数据信道的传输格式指示符和抑制指示符的话。
对于给定的上行链路连接，有可能存在一种要求，即无线网控制器在非空的上行链路上传送数据块，即使当没有无错误的或很可能无错误的数据块从与基站的接口到达时。这个要求可以通过指令至少一个为给定的连接提供服务的基站不管抑制指示符的状态总是发送数据块而很容易被满足。由于无线网控制器和基站被告知该指令，不必进一步调整或修改数据帧的格式。事实上，抑制指示符在这种情形下失去它们正当的意义，但为了“选择性组合”或上行链路外环功率控制，它们仍可被保持在数据帧格式中，用于表示单个数据块有错误或很可能有错误。在软切换的情形下，选择具有最低的BLER的链路作为“总是发送的”链路是有利的，因为这个原则使得接口效率最大化。当由于移动台运动，在软切换组中的另一个链路成为最好的链路时，无线网控制器应当自适应地将“总是发送的”状态迁移到新的最好的链路。
从说明和附图中可以提取另外的优点。以上和下面描述的特征可以按照本发明单独地使用或以任何组合集合地使用。所提及的实施例并不被理解为穷尽式的枚举，而是具有用于说明本发明的示例的特征。
附图说明
本发明在附图中显示。
图1示意地显示包括两个基站和无线网控制器的通信网；
图2显示数据帧的第一例；
图3显示数据帧的第二例；以及
图4显示按照现有技术的数据帧。
具体实施方式
图1的通信网1包括体现为基站的第一网络节点2，3和体现为无线网控制器RNC的第二网络节点4。移动用户终端5位于两个小区的重叠的区域，一个小区与网络节点2有关，另一个小区与网络节点3有关。因此，在移动用户终端5与网络节点2，3之间存在两条移动无线链路6，7。第一网络节点2，3包括用于解扩频和译码的装置以及用于检验传输块是否有错误或很可能有错误和用于生成抑制指示符以及数据帧的装置8，9。数据帧被发送到第二网络节点4和从第二网络节点4被接收，该第二网络节点4经过固定的链路网络连接10，11被连接到第一网络节点2，3。网络连接10，11是在第一与第二网络节点2-4之间的接口。第二网络节点4包括用于宏分集组合的装置12。宏分集组合意味着对于每个移动用户终端5生成几个通信链路，这些链路由第二网络节点4管理。因此，通过不同的信号路径接收的信息被第二网络节点4组合，以及传送。
图2显示数据帧格式的第一个例子。数据帧在顶部包括数据帧报头DFH。下面接着是每个专用信道DCH的固定尺寸的传输格式指示符TFI。在图2所示的数据帧中，提供三个专用信道。此后列出对于每个专用信道DCH的、被体现为循环冗余检验指示符CRCI的抑制指示符，其长度取决于传输格式指示符TFI。然后是对于每个专用信道DCH的数据块，这里被称为传输块TB。传输块TB的尺寸取决于传输格式指示符TFI和相应于每个传输块TB的抑制指示符CRCI。传输块TB只有在抑制指示符指示传输块TB不被抑制的情况下才存在于数据帧中。如果传输块TB被抑制，则只发送与传输块TB有关的1比特抑制指示符。数据帧以固定尺寸的质量估计QE因子作为结尾。质量估计QE因子的位置是任意的。抑制指示符放置在传输块TB之前，因为否则抑制指示符的位置会取决于它们本身的数值。因此，当应用增强的宏分集组合时，为了使得第二网络节点4能够容易地检测抑制指示符和可变的传输块的尺寸，抑制指示符被安排在传输块TB之前的位置。
图3显示另一个数据帧格式，其中与图2的数据帧格式相比，质量估计QE被放置在TFI部分与抑制指示符CRCI部分之间。然而，抑制指示符仍旧位于传输块TB部分之前。
在用于提高在通信网(1)中两个网络节点(2，3，4)之间的接口效率的方法中，经过接口发送的数据块在发送之前被检验是否有错误或很可能有错误，以及仅仅无错误的或很可能无错误的数据块才被引入到数据帧中，以及通过接口被发送。

Claims (9)

1.通过在两个网络节点之间的接口发送数据帧的方法，数据帧包括数据帧报头和多个数据块，所述数据块在发送网络节点处通过无线链路从移动台接收，其中在发送之前，在所述发送网络节点处检验所述数据块是否有错误或者是否存在译码后数据块有错误的高概率，生成至少一个抑制指示符以指示数据块是否有错误，所述抑制指示符作为数据帧的一部分被发送；以及仅仅无错误的或者不存在译码后数据块有错误的高概率的数据块才被包括在数据帧中，并通过接口发送。
2.根据权利要求1的方法，其中为每个数据块生成特定于数据块的抑制指示符，以及如果抑制指示符指示无错误的数据块，则发送检验的数据块和相应的抑制指示符，以及如果抑制指示符指示有错误的或者存在译码后数据块有错误的高概率的数据块，则只发送抑制指示符。
3.根据权利要求1的方法，其中抑制指示符位于所述数据帧中数据块之前的位置。
4.根据权利要求1的方法，其中数据帧包括对于每个数据信道的传输格式指示符；每个传输信道的数据块的尺寸取决于各个数据信道的传输格式指示符和抑制指示符。
5.通信网中的网络节点，用于发送数据帧，数据帧包括数据帧报头和多个数据块，其中，所述网络节点包括：
用于检测有错误的或者存在译码后数据块有错误的高概率的数据块的装置，所述数据块在网络节点处通过无线链路从移动台接收；
用于生成至少一个指示数据块是否有错误的抑制指示符的装置；以及
用于生成包含所述至少一个抑制指示符和仅仅无错误的或者不存在译码后数据块有错误的高概率的数据块的数据帧的装置。
6.根据权利要求5的网络节点，其中网络节点是基站。
7.用于通过网络连接在第一与第二网络节点之间传输数据帧的通信网，其中第一网络节点是根据权利要求5的网络节点。
8.根据权利要求7的通信网，其中网络连接是在第一网络节点与第二网络节点之间的帧协议接口。
9.根据权利要求8的通信网，其中第一网络节点是基站，第二网络节点是无线网控制器。
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