CN1310441C - 便于无线电通信系统中数据通信调度的装置及相关方法 - Google Patents

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Abstract

在支持诸如1xEV-DV通信业务等高数据速率通信业务的CDMA2000通信系统(图1，10)中便于反向链路调度的装置与相关方法。通过速率准许控制比特和HARQ指示，删截用于在反向链路上执行功率控制的功率控制比特(图1，46)。功率控制比特删截器(图1，48)通过速率准许控制比特和HARQ指示删截了功率控制比特。因此，可提供物理层信令而无需定义额外的控制信道以执行额外的控制操作。

Description

便于无线电通信系统中数据通信调度的装置及相关方法
技术领域
本发明一般涉及便于无线电通信系统中数据通信调度的方式，如支持1xEV-DV数据通信的CDMA 2000通信系统。更具体地说，本发明涉及一种装置及相关方法，由此将速率选择命令和HARQ指示作为物理层信令提供到可在无线电通信系统中工作的移动台或其它通信台。
利用速率选择命令和HARQ指示删截在现有信道上发送的功率控制命令。因为信令是在物理层上执行，所以快速提供了这些命令和指示。也维持了与前代装置的向后兼容性。
背景技术
使用通信系统传递数据是现代社会的实际需要。根据许多不同类型通信业务的实行来传递数据。此外，随着通信技术的持续进步，可能出现利用通信技术的进展的其它类型的通信业务。
通信系统至少包括通过通信信道互连的第一通信台和第二通信台。数据通过通信信道由称为发送台的第一通信台传递到称为接收台的第二通信台。如果需要，则把发送台传递的数据转换成允许该数据在通信信道上传递的形式。此外，接收台检测在通信信道上传递的数据并恢复其信息内容。
无线电通信系统是一种类型的通信系统。在无线电通信系统中，在无线电空中接口上定义的无线电信道形成了使发送台和接收台相互连接的通信信道。而传统的有线通信系统则要求使用在定义通信信道所依据的通信台之间延伸的固定有线连接。
与有线通信系统相比，无线电通信系统具有多种优势。无线电通信系统的初装和部署费用一般低于安装和部署相应有线通信系统所需的费用。此外，无线电通信系统可作为移动通信系统来实现，在其中运行的一个或多个通信台可具有移动性。
蜂窝通信系统是一种典型的移动无线电通信系统。蜂窝通信系统已在全球所有重要部分的居住区安装并且得到了广泛使用。蜂窝无线电通信系统是一种多用户通信系统，在该系统中，无线电通信由多个移动台提供。话音和数据的电话通信可通过移动台执行。移动台的大小往往使其便于移动台用户的携带。
蜂窝无线电通信系统包括安装在通信系统覆盖的整个地理区域内的网络基础设施。可在蜂窝通信系统中运行的移动台通过无线电信道与组成通信系统的网络基础设施的一部分的基站进行通信。
基站是与移动台之间进行数据收发的定点无线电收发信机。基站安装在通信系统覆盖的整个地理区域内的各个空间隔开的位置。每个基站定义一个由一部分地理区域构成的小区。蜂窝通信系统的称呼源于这些共同定义通信系统覆盖区的小区。
当一个移动台位于一个基站定义的小区内时，通信一般可通过定义该小区的基站实现。由于移动台固有的移动性，移动台可能在不同基站定义的小区之间移动。通过在定义移动台经过的相继多个小区的相继多个基站之间执行通信切换程序，提供了与移动台的持续通信。通过适当的基站定位，移动台只要是在通信系统覆盖区内，就应在至少一个基站的通信范围内。
基站适当地布置在选定的空间隔开的一些位置时，只需要生成较低功率的信号便可实现移动台与基站之间的通信。在相继基站之间的通信切换允许持续通信而无需增加发射通信信号的功率电平。此外，由于生成的信号一般全部是低功率电平，因此，可在蜂窝通信系统的不同位置再用相同的无线电信道。分配给蜂窝通信系统的频谱由此得到有效地利用。
蜂窝通信系统一般构建为可根据特定通信标准的操作规范运行。通信标准已连续开发了几代，并且定义其操作参数的操作规范已公布。第一代和第二代蜂窝通信系统已部署并实现了相当高的使用水平。第三代和后续几代系统正在开发和标准化，并且至少第三代系统得到了部分部署。
典型第三代蜂窝通信系统是根据CDMA 2000操作规范中陈述的操作协议工作的系统。遵照CDMA 2000操作规范构建的CDMA 2000蜂窝通信系统支持基于分组的数据通信业务。
为在CDMA 2000通信系统中实现高数据速率的分组数据通信，已提出各种技术建议。通过以高数据速率发送数据，可在给定时段中传递更多的数据量。
1xEV-DV数据通信业务是这样一种建议。1xEV-DV数据业务利用HARQ(混合ARQ)确认/否认(ACK/NACK)反馈方案。1xEV-DV通信业务也可使用多个数据速率。也就是说，传递数据的数据速率是可选择的。
操作规范中未提出控制上行链路数据的数据速率的控制规定，上行链路数据即从移动台传递到CDMA 2000通信系统的网络基础设施的数据。也就是说，通常没有控制数据速率和HARQ操作的规定，以便于上行链路上的数据通信的调度。
需要一种机制以便于根据1xEV-DV通信业务传递的数据进行上行链路调度。
根据与分组数据通信业务相关的此背景信息，逐步实现了本发明的重大改进。
发明内容
因此，本发明有利地提供了便于无线电通信系统中数据通信调度的装置和相关方法，如可根据CDMA 2000通信方案运行、支持1xEV-DV数据通信的无线电通信系统。
通过本发明实施例的操作，提供了一种方式，由此将速率选择命令和HARQ(混合ARQ)指示作为物理层信令提供到可在无线电通信系统中工作的移动台或其它通信台。
在本发明的一个方面，利用速率选择命令和HARQ指示删截在现有信道上发送的功率控制命令。因为信令是在形成通信系统物理层的逻辑层上执行，所以快速提供了命令和指示。也维护了与前代装置的向后兼容性，从而允许可在CDMA 2000通信系统中运行、但不支持1xEV-DV通信服务的通信台继续工作。
根据本发明实施例定义的一种信道结构有利于在数据上行链路上的数据速率和混合ARQ控制，数据上行链路即反向链路信道，在该链路上数据通过移动台传递到网络基础设施。利用ACK/NAK比特和RGC(速率准许控制)比特删截通常在例如公共功率控制信道(CPCCH)、基本信道(FCH)或专用控制信道(DCCH)上传递的功率控制比特。
在移动台生成要在反向链路信道上传递或正在传递1xEV-DV数据的速率请求。速率请求传递到通信系统的网络基础设施。数据调度操作在网络基础设施上执行。在网络基础设施上执行的数据调度操作中，包括同意或拒绝各个移动台生成的速率请求的速率准许选择。此后，速率准许或速率拒绝被用于形成速率准许控制比特。速率准许控制比特用第一组值表示速率请求的速率准许，用第二组值表示速率请求的速率拒绝。此外，功率控制比特生成后用于控制移动台传递数据的功率电平，或者利用速率准许控制比特将其删截。
另外，根据本发明实施例的操作，移动台生成了请求增加数据速率或降低数据速率的速率请求。根据例如移动台允许的工作数据速率、要传递的数据量以及移动台可用的预备功率，选择由移动台形成的速率请求。在一种实现中，形成了单比特形式的单个度量，表明移动台要传递或正在传递的数据的相对持续性。
在本发明的另一个方面，移动台在通信会话期间发送数据分组或帧以实现通信业务。在传递到网络基础设施时，确定数据分组或帧是否已正确传递。此外，把ACK或NAK比特返回到移动台以指明数据分组是否已成功传递到网络基础设施。另外，根据本发明实施例的操作，用ACK和NAK比特值删截功率控制比特。移动台监测发送功率控制比特的信道，并且根据这种监测，移动台检测由ACK或NAK比特形成的HARQ反馈值。根据HARQ反馈值，移动台选择性地重发数据分组或帧。
功率控制比特、速率准许控制比特以及HARQ反馈比特在物理层传递，从而按照1xEV-DV通信业务提供对反向链路上移动台传递的数据的快速控制。由于速率准许控制比特和HARQ反馈比特的值另外被视为功率控制比特，因此，也提供了与不按照1xEV-DV通信操作的移动台的向后兼容性。
因此，在这些其它方面，为无线电通信系统提供了装置及相关方法。无线电通信系统具有可在至少一个功率控制信道上至少将功率控制命令发送到至少一个第二通信台的第一通信台。功率控制命令在第二通信台用于控制与功率电平相关的操作参数，而随后要从该通信台传递的数据以该功率电平发送。这便于对第二通信台的选定操作的控制。功率控制命令删截器适合接收非功率控制命令的指示。功率控制命令删截器利用非功率控制命令删截了在所述至少一个功率控制子信道上广播的功率控制命令。
通过下面简要概括的附图、下面的本发明优选实施例的详细说明以及所附权利要求书，可更完整地理解本发明及其范围。
附图说明
图1说明其中可用本发明实施例的无线电通信系统的功能框图；
图2说明图1所示无线电通信系统中定义的功率控制信道的示范子信道的表示以及在无线电通信系统工作期间生成的功率控制比特；
图3说明构成图1所示无线电通信系统的一部分的基站的一部分的功能框图；
图4说明在本发明示范实施例的无线电通信系统工作期间形成速率请求比特值的方式的图解表示；
图5说明与图2所示类似的表示，但此处速率准许控制比特和ACK/NAK比特代替了选定的一些功率控制比特。
具体实施方式
首先参照图1，一般表示为10的无线电通信系统形成了容许与移动台进行无线电通信的多用户无线电通信系统。图中表示了两个示范移动台12。在示范实现中，通信系统形成了蜂窝通信系统，该系统一般根据支持1xEV-DV数据通信的CDMA 2000通信系统中公布的操作协议来工作。
然而，在其中可在可选数据速率上完成数据通信业务的其它类型的通信系统中以及在利用HARQ反馈方案的通信系统中，也可实现本发明的实施例。因此，虽然以下说明将针对本发明实施例在支持1xEV-DV数据通信业务的CDMA 2000通信系统中的实现来描述本发明实施例的示范操作，但类似地，本发明也可在其它类型的通信系统中工作。
在通信系统10运行期间实现了双向通信。在网络基础设施与移动台之间形成的无线电空中接口定义了前向链路(或下行链路)和反向链路(或上行链路)信道，在这些链路上，数据传递到移动台以及移动台传送数据。前向链路信道由14表示，箭头16表示反向链路信道。前向链路信道和反向链路信道都包括数据信道和控制信道。通信数据在数据信道上传递，而控制数据在数据信道上传递。
在CDMA 2000/1xEV-DV操作规范中定义了各种数据信道。功率控制信道在操作规范定义的控制信道之中。功率控制比特在功率控制信道上传递并用于控制通信数据在数据信道上传递时采用的功率电平。例如，在前向链路上，公共功率控制信道(CPCCH)、专用控制信道(DCCH)和基本信道(FCH)都在CDMA 2000操作规范中定义。CDMA 2000/1xEV-DV相关的操作规范中提供了与信道以及控制或其它方面、在信道上传递的数据有关的细节。在本发明实施例工作期间，采用这些信道中的一个或多个信道将控制数据传递到移动台，以便于控制在反向链路信道上由移动台向网络基础设施传递1xEV-DV数据时的速率。此外，同样根据本发明实施例的操作，HARQ反馈比特提供给移动台以识别先前在反向链路信道上发送的数据分组是否已成功送到网络基础设施。
通信系统的网络基础设施此处显示为包括基站18。基站包括无线电收发信机电路，该电路根据码分复用方案工作，以便与移动台进行通信，如图中所示的两个移动台。前向链路信号在前向链路14上生成以传递到移动台，并且此处根据码分多址(CDMA)通信方案生成的反向链路信号在反向链路信道上传递到基站，由基站的接收电路接收。基站构成网络基础设施的无线电接入网部分的一部分。无线电接入网部分还包括与基站18连接的基站控制器(BSC)22。基站控制器除其它功能外，可用于控制基站的操作。网络基础设施的无线电接入网部分与分组数据网(PDN)28相连，此处是通过网关(gwy)30相连。对应节点(CN)32与分组数据网相连。对应节点表示形成与移动台12通信的数据的最终来源或最终目的地的通信节点。对应节点形成例如电话台或者例如内容服务器。
在无线电接入网上执行调度操作以安排网络基础设施与移动台之间的通信。在基础设施的无线电接入网部分执行的反向链路上的调度传递到移动台，并且由各个移动台根据网络基础设施提供的调度传递反向链路。反向链路数据的功率电平的功率控制也在无线电接入网的网络基础设施部分受到控制。
图中还表示了调度器44。调度器包含在网络基础设施的无线电接入网部分，例如，在基站或基站控制器中实现。在功能上表示调度器的各单元并且可以任何所需方式以及在任何所需位置实现。调度器安排移动台12的反向链路数据通信，此处也包括借以实现反向链路数据通信的各种参数。此外，在此处调度器也执行1xEV-DV数据通信的调度。
调度器包括以传统方式工作的功率控制命令生成器，通过它生成在前向链路信道上发送的功率控制比特，以控制传递反向链路数据时采用的功率电平。根据本发明实施例，调度器还包括功率控制命令删截器48。功率控制命令删截器用于通过速率准许控制比特和HARQ指示，删截由功率控制比特生成器生成的功率控制比特。这里把速率准许控制比特值表示为通过线路52加到删截器。此外，这里把HARQ指示表示为通过线路54加到删截器。速率准许控制比特和HARQ指示的值在调度器的其它地方或在通信系统基础设施部分内的其它地方确定。速率准许的确定至少部分取决于由各个移动台传递到网络基础设施的信息。
影响调度的各种因素是动态的，即可变的。其它的则是静态的。调度器以最适合于分配反向链路信道上传递的信息类型和信息量的方式，在反向链路信道上安排通信。功率控制比特和删截器插入该处的删截比特在通信系统的物理层形成，从而促进传递命令以及在反向链路通信上实行控制的速度。由于速率准许控制比特和HARQ指示代替了功率控制比特的值，因此调度器的操作与具有1xEV-DV能力的移动台以及没有1xEV-DV能力的移动台都兼容。速率准许控制比特和HARQ指示提供给具有1xEV-DV能力的移动台而无需定义额外的信道结构。在任何前述信道即CPCCH、FCH或DCCH上生成的功率控制比特上，删截器执行删截。
图2说明示范前向链路信道14，功率控制比特在该链路上生成。功率控制比特62以800Hz速率生成。这些速率与在每1.25ms时隙64期间生成一个功率控制比特62相一致。在信道14形成FCH或DCCH时，只有一个功率控制子信道可用于控制移动台，而在信道14形成CPCCH时，一般上面有24个功率控制子信道，允许同时控制多达24个移动台。
再参照图1，移动台12还包括本发明实施例的装置，此处形成了速率请求器66。速率请求器生成传递到通信系统的网络基础设施的请求，并且，响应该请求而生成速率准许命令。用速率准许控制比特删截功率控制比特也是有利的，原因在于数据速率控制类似于且可视为功率控制的另一形式。在示范实现中，速率请求器形成的速率请求通过生成单比特一个值，请求增加速率或降低速率。
速率请求器根据例如以下指示生成速率请求：移动台要传递的数据量、移动台可用的预备功率和移动台可用的工作数据速率。此类值的指示提供给速率请求器，此处由线路72、74和76表示。速率请求器形成的单个度量指明由移动台传递或要传递的数据的相对持续性，该持续性始终随移动台使用的数据速率而改变。持续性在此处表示为缓冲器活动。
图3说明一个图解表示，一般在82表示了在选择请求增加速率还是降低速率时速率请求器执行的示范阈值选择。曲线84是发送器缓冲器活动曲线，表示为时间的函数。诸如刚提到的且在线路72、74和76上提供给速率请求器的那些变量用于确定作为时间的函数的发送缓冲器活动。此处，假设活动函数是单峰的。在一种实现中，对于活动状态，假设移动台报告一个量度、如缓冲器激活因子或速率请求，则在网络基础设施中确定整个数据传输的相对长度。速率请求器此处根据给定时间的标绘点是在线82的左边还是右边，生成单比特的增加速率请求或降低速率请求。数据速率是可变的，例如，通过改变调制或编码方案。下表指出了可根据本发明的不同实施例的操作增加的各种示范调制和编码方案。
比特/数据速率   R      因子    删除    符号    调制
帧   (Kbps)
168  9.6        1/4    2x      0       1536    BPSK
360  19.2       1/4    1x      0       1536    BPSK
744     38.4    1/4    1x    0    3072     BPSK
1512    76.8    1/4    1x    0    6144     BPSK
3048    153.6   1/4    1x    0    12288    BPSK
6120    307.2   1/4    1x    0    24576    QPSK
12264   614.4   1/2    1x    0    24576    QPSK
18408   921.6   3/4    1x    0    24576    QPSK
27624   1382.4  3/4    1x    0    36864    8PSK
图4说明调度器的一部分与基站发送电路的一些部分一起工作的功能表示。要在功率控制信道上传递的数据在线路82上形成。在曲线84上，添加了帧质量指示器。随后，在单元86上，添加了8个备用编码器尾部比特。其后，如单元88所示，执行维特比算法。此后，在单元92中执行符号重复。此外，如单元94所示，由删截器48执行符号删截。然后执行如单元96所示的交织。
在示范实现中，传递功率控制比特以及速率准许控制比特和HARQ指示比特的功率控制子信道采用编码。例如，典型的功率控制比特误码率是0.04。通过简单地重复数据比特通信可改进性能。
图5说明与图2所示类似的表示，但此处表示了在上述功率控制信道之一上生成的比特，此处图示为根据本发明实施例的删截器操作生成的比特。根据删截器操作，速率准许控制比特98和确认/否认(ACK/NACK)比特102在选择的时间间隔中代替功率控制比特。此处，两个速率准许控制比特和两个A/N比特在20ms内代替功率控制比特。因此，通过在物理层信道上生成比特提供了上行链路调度。由于使用了当前定义的信道，因而不需要定义额外的控制信道。此外，该方案可向后兼容以允许现有装置继续工作。
优选说明是关于实现本发明的优选示例的，而本发明的范围不应受此描述限制。本发明的范围由以下权利要求书定义。

Claims (20)

1.一种便于在无线电通信系统中进行数据通信调度的装置，所述系统具有至少可在至少一个功率控制信道上将功率控制命令发送到至少一个第二通信台的第一通信台，所述功率控制命令在所述第二通信台中用于控制与功率电平相关的操作参数，而随后要从所述第二通信台传递的数据以所述功率电平发送，所述装置包括：
功率控制命令生成器，适合生成功率控制比特，以控制传递反向链路数据时采用的功率电平；
适合接收非功率控制命令的指示的功率控制命令删截器，所述功率控制命令删截器利用所述非功率控制命令删截在所述至少一个功率控制子信道上发送的所述功率控制命令。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率控制信道包括在支持1xEV-DV通信的蜂窝CDMA 2000通信系统中定义的公共功率控制信道，并且由所述功率控制命令删截器删截的所述功率控制命令在所述公共功率控制信道上发送。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述无线电通信系统包括至少一个第三通信台，其中所述第一通信台发送的所述功率控制命令在所述公共功率控制信道的第一部分上发送到所述第二通信台，并且在所述公共功率控制信道的第三部分上发送到所述第三通信台。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率控制信道包括在支持1xEV-DV通信的蜂窝CDMA 2000通信系统中定义的基本信道，并且由所述功率控制命令删截器删截的所述功率控制命令在所述基本信道上发送。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率控制信道包括在支持1xEV-DV通信的蜂窝CDMA 2000通信系统中定义的专用控制信道，并且由所述功率控制命令删截器删截的所述功率控制命令在所述专用控制信道上发送。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一通信台是按照逻辑层定义的，所述逻辑层包括物理层，并且所述功率控制命令删截器包含在所述物理层中。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线电通信系统利用混合ARQ反馈方案以确认接收数据是否是成功接收的，所述第二通信台的所述选定操作包括所述接收数据的选择性重传，并且所述功率控制命令删截器适合接收的所述非功率控制命令的指示包括接收数据是否成功接收的指示。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述功率控制命令删截器处理所述功率控制命令时利用的所述非功率控制命令包括确认所述接收数据的成功接收的ACK指示。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述功率控制命令删截器删截所述功率控制命令时利用的所述非功率控制命令包括确认所述接收数据的不成功接收的NAK指示。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据以选定的数据速率传递，并且所述功率控制命令删截器适合接收其指示的所述非功率控制命令包括速率控制命令，其值决定传递所述数据时所选数据速率的选择。
11.如权利要求1所述的装置，该装置还包括：
用于请求所述第二通信台的所述选定操作的操作选择请求器。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据可选择地以选定数据速率由所述第二通信台传递，所述第二通信台的所述选定操作包括以所述选定数据速率传递数据，以及由所述操作选择请求器生成的请求会请求允许以所述选定数据速率传递所述数据。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，由所述操作选择请求器生成的所述请求包括增大速率请求和降低速率请求之中选定的一个请求。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述操作选择请求器请求允许通信所用的所述选定数据速率至少部分取决于所述第二通信台传递的数据量。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述操作选择请求器请求允许通信所用的所述选定数据速率至少部分取决于与所述第二通信台相关的功率容量标记。
16.一种便于在无线电通信系统中进行通信通信调度的方法，所述系统具有至少可在至少一个功率控制信道上将功率控制命令发送到至少一个第二通信台的第一通信台，所述功率控制命令在所述第二通信台中用于控制与功率电平相关的操作参数，而随后要从所述第二通信台传递的数据以所述功率电平发送所述方法包括：
生成功率控制比特，以控制传递反向链路数据时采用的功率电平；
获得与所述选定操作相关的非功率控制命令的指示；以及
利用所述非功率控制命令删截在所述至少一个功率控制信道上发送的所述功率控制命令。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述非功率控制命令相关的所述选定操作包括允许传递所述数据时采用的数据速率，所述非数据功率控制命令包括数据速率选择命令，并且在所述获得操作期间获得的指示包括获得所述数据速率选择命令的指示。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述删截操作期间利用数据速率选择命令删截所述功率控制命令。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于还包括在所述获得操作之前、从所述第二通信台将数据速率请求发送到所述第一通信台的操作，所述请求是请求允许以所述选定数据速率发送所述数据。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述无线电通信上行链路利用混合ARQ反馈方案确认接收数据是否成功传递到所述第一通信台，所述选定操作包括所述接收数据的选择性重传，以及在所述获得操作期间获得的所述非功率控制命令的指示包括所述接收数据是否成功接收的指示。
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