CN1326302A - 克服服务质量降低的数据传输方法 - Google Patents

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Abstract

在一个物理资源上发送数据的一种方法,采用:层(RRC),负责管理该物理资源并保证该服务的质量;子层(RLC),根据所需要的服务质量提供传输支持;子层(MAC),负责接入该物理资源;物理层(PHY),负责该数据的物理处理;将接入该物理资源分成一些传输时间间隔(TTI);该子层(RLC),能将该数据分段为传输单元(RLC PDU);该子层(MAC),能在每个传输时间间隔发送至少一个传输单元;其特征在于:在该物理资源上的传输条件恶化时,减小该传输单元的大小。

Description

克服服务质量降低的数据传输方法
一般地说，本发明涉及一种在物理资源上发送数据的方法。更具体地说，本发明涉及一种在移动电信系统中克服服务质量降低的传输方法。
这种系统由一个或多个接收机组成，通过无线电链路把它们连接到一个或多个发射机。由于噪声水平，不同用户的信号之间的干扰，可利用的带宽等，限制了这种系统的传输容量。因此，根据使每个用户尽可能得到他所请求的服务的资源分配方法，在不同的用户之间必须共享。
为此，移动电信系统采用如图1中所示的三个协议层。
上层或RRC(无线电资源控制)层是负责管理整个的物理资源并保证对不同用户服务的服务质量。该服务质量具体地定义了最大传输时间和该服务数据单元的差错率，也称为SDUs。
将层2分为RLC(无线电链路控制)子层和MAC(媒体接入控制)子层。
该RLC子层，根据RRC层保证的服务质量对不同的应用提供传输支持。该RLC子层可根据不同的模式工作。第一，称为透明的，将模式(TM)本身分为两个子模式。根据该第一子模式，该RLC可将该SDUs分段，以便产生数据分组或称为RLC PDUs(RLC协议数据单元)的传输单元。根据第二子模式，不起动这个分段，RLC PDU必须与SDU对应。在第二种称为未被承认的模式(UM)中，不仅将该SDUs分段而且还将这些分段连接在一起，以便产生该RLC PDUs。在称为被承认的第三种模式(AM)中，还可请错误的RLC PDUs的重发。具体地说，当它工作在被承认的模式时，该RLC层负责对不能由物理处理来纠错的错误单元的重发。以RLC PDU发送(重发)单元的形式再一次实现这种重发。
在图2中示出了RLC PDU的结构。它是以分组的形式，该分组包括由来自一个或多个SDUs(根据该RLC子层的操作模式)的服务数据、对该RLC层供给必要的信令信息的首标和用于检测该分组是否错误的差错检测码(CRC)组成的有用负载。在提供被承认模式的多数移动电信系统中，在整个连接期间该RLC PDU传输单元的大小是固定的。具体地说，这是在1999年的标准版本中规定的第三代移动电话系统(UMTS)。
该MAC子层负责对该共享物理资源的接入。如果用户希望同时能得到几个服务，则该MAC子层在由该RRC层预定的资源上分配这些服务。将对该资源的接入分为一些传输时间间隔(TTI)。对于给定的服务，在一个传输时间间隔中，该MAC子层可发送分组的号数NP，所有同样大小的TP。然而，该MAC子层不能为NP和TP选择任何值。由该RRC层安放NP和TP的可能值，只有这些值的某些组合由后者授权。由该RRC层对该MAC子层提供这些可能的组合。
层1或物理层PHY负责该数据的物理处理。它具体包括纠错编码/译码功能，使它能够校正影响发送数据的差错的主要部分并对该上层提供一个低的差错漏检率。例如，在该UMTS系统中，从该RLC层的被承认模式得到好处的这些服务所用的该编码/译码是涡轮(turbo-)编码/译码。该物理层的处理单元是传输时间间隔TTI，将在该要发送的分组中的数据在这个间隔中交错，这导致了在TTI的期间上残留差错的一致分配。
在诸如UMTS的码分多址(CDMA)移动电信系统中，必须调节每个发送(由基站或由移动站)信号的发送功率，以使该信号对噪声加干扰之比的水平达到由服务质量所要求的水平。对于一个给定的接收机，将该信号对噪声加干扰之比定义为等于接收的信号电平与背景噪声水平加所接收的总的干扰水平的比。
然而，当限制传输功率时，可能发生，通过增加相应信号的传输功率该资源分配系统不能保证服务的质量。在这种情况下，误码率显著增加，在该分组中的差错漏检率(BLER)可能超过可接受的阈值。因为每个错误的分组给出一个重发请求，则使有效传输率趋向于零。
为了解决这种拥挤现象，已提出了各种方法，比如中断某些小区或大量地减少某些发射机的发送速率。然而这些办法都不能令人满意，因为它们不能保证数据传输时间不超过由服务质定确定的最大时间。
本发明的目的是克服上述的缺点，具体地提供一种传输方法，尽管传输条件的恶化，甚至于不再能增加支持所述服务的信号发送功率的情况下，仍能保证对于服务的传输速率。
为此，根据本发明的传输方法的特征在于，当传输条件恶化时，将该RLC PDU传输单元的尺寸减小。
根据本发明的第一实施方案，在连接的开始，该RRC层为给定的传输时间间隔确定一组可能的传输单元的量值，该RLC子层根据传输的条件从这一组中，选出一个传输单元量值，在传输条件恶化时选择比较小的量值。
根据本发明的第二实施方案，在连接的开始，该层(RRC)根据传输的条件固定一个传输单元量值。在传输条件恶化的情况下，该网络的RRC层起动一个改变该传输量值的程序。
从属权利要求给出了本发明的其它实施方案。
本发明还涉及采用上述传输方法的UMTS电信系统。
通过阅读结合附图给出的下面描述将使本发明的上述以及其它特征更加明显。其中：
图1表示一个移动电信系统所用的协议层；
图2表示该RLC层的传输单元的结构；
图3示意地表示本发明的第一实施方案；
图4示意地表示本发明的第二实施方案；
图5示意地表示用于实施本发明的第二实施方案的改变该RLCPDU的量值的程序。
根据本发明的传输方法，建议当传输条件变坏时减小该RLC子层的传输单元的大小。根据本发明的第一实施方案，由该MAC子层从一组可能的量值中选择该传输单元的量值。根据第二实施方案传输单元大小的变化通常使该RRC层复杂了。
一般，该RLC PDU传输单元的大小不是任选的。这是因为，对于给定的误码率(BER)，传输时间间隔(TTI)和码速率，可以看出有一个RLC PDU的最佳量值。残留差错，即未被该物理层的纠错译码校正的差错，在该TTI的长度上均匀地分布，RLC PDU不错的可能性为它的量值L的指数减少的函数。RLC PDU包含L-ovhd有用位，其中ovhd是该首标和CRC码的总的量值。因此，该有效传输速率，作为第一级近似，与(L-ovhd)/L*exp(-L*BER)成正比。该传输单元的量值L是小的，因为有用位的数量本身是小的故使有效传输速率低。否则，如果量值L太大，因为在该RLC PDUs中丢失的很大可能性使有效传输速率低。
图3示意地表示根据第一方案的传输方法。
当建立连接时，该RRC层对该MAC子层提供一组可能的RLC PDU传输单元的量值。更确切地说，如果该移动电信系统是UMTS系统，在一方面该RRC层向该MAC子层提供每个传送信道一个TFS(传送格式设置)表，在另一方面提供一个与所述子层可用的所有传送信道相关的TFCS(传送格式组合设置)表．与传送信道相关的TFS表是由一组(TPj，Nj)对组成的j＝1…n，其中TPj是对于这个信道的该RLCPDU的可能量值，Nj是与该MAC子层在时间间隔TTI可发送的这个量值相关的RLC PDUs的数量，而n是在这个信道上的可能对的数量。该TFCS表与所有的传送信道有关，并包括多个可能传送格式的组合TFCi，每个组合TFCi由一组{(TPl，i，Nl，i)，…(TPk，i，Nk，i)，…(TPm，i，Nm，i)}对组成，其中m是该组可用的信道，而(TPk，i，Nk，i)对属于该信道k的TFS表。因此，该TFCS表具体地描述了所有传送信道的RLCPDUs量值的可能组合。在每个时间间隔TTI上可由该MAC子层选择一个组合。通过该TFCS表中的TFCI指针来表示被该MAC子层选择的该组合。利用在该DPCCH控制信道上的每个物理帧(10ms)将这个指示发送到接收机。
首先，在(30)，该发射机的该MAC子层通过将每个RLC PDU差错率与阈值比较检查是否所需要的服务质量(QoS)的确被遵守。该差错率例如可从由接收机发送的状态报告中获得。另外，可从该闭环功率检查的收敛性来检查与该服务质量的符合。这是因为在该UMTS系统中将每个传输帧分成一些时隙，而这些时隙检验该传输功率的周期(0.625ms)对应。该接收机指示(31)在每个时隙为了获得由该RRC层固定的设置电平SITt是否该发射机必须增加或减少它的功率。如果达到了最大的功率(32)该功率检查请求进一步增加传输功率，这意味着不能获得该设置电平，因此不能同意该服务的质量。
只要未达到最大功率(32)，就遵守该功率控制环路的指令(33)。在另一方面，如果达到了这个功率，因此该服务的质量不能同意，则该MAC子层在该TFCS表中寻找比当前量值小的RLC PDU的量值TP和对应于等同当前一个速率的组合(TP2*N2＝TP1*N1)。如果这个组合存在(35)，则将该RLC PDU的量值固定在该对应的新量值上(36)。
在该连接的开始被确定的该TFCS表对于发射机和接收机都是已知的，并在每个间隔TTI发送该组合指针TFCI，在量值上的该变化不需要在该发射机与该接收机之间交换信息，在连接期间也无任何附加的信令。
优点是，只在发现了与服务的质量不符合的情况持续超过容限的预定期间之后才改变该RLC PDU的大小，以避免不需要的改变。
优点是，该TFS表将只包括两RLC PDU量值：第一量值对应于该信道上的正常传输条件，而第二个量值对应于应急情况。可以根据在这些情况发生期间观测到的误码率BER的平均根据试验确定这个第二量值。
图4示意地表示根据第二实施方案的传输方法。
根据这个实施方案，在连接的开始由RRC层固定该RLC PDU的量值。然后根据这个量值构成该RLC和MAC子层。
不同于第一实施方案，该RLC子层只与一个量值的PDU工作。改变该RLC PDU的大小的程序需要该网络的RRC层的作用，无论将此作为发射机或作为接收机来工作。
首先(40)，该网络通过将每个RLC PDU的差错率与阈值比较，检查是否所需要的服务质量(QoS)的确被遵守。如果该网络是作为一个发射机，则在该接收机发送状态报告以前提供该差错率。如果该网络是作为一个接收机，则由该网络的RLC子层提供该差错率。另外，可从该闭环功率检查的收敛性来验证与服务质量的符合。如果该网络是作为一个发射机，且移动终端请求功率增加(41)，而已经达到了最大的功率，该服务质量不能被遵守。相反，如果该网络是作为一个接收机，且移动终端达到了它的最大传输功率，则通过由该终端发送的测量报告将此警告该网络。
在两种情况下，如果达到了最大功率(42)，为保持该服务质量必须增加传输功率，则起动改变该RLC PDU量值的程序(44)。在图5中示出了这个程序。
首先，该网络(N)的RRC层发送一个重新配置指令(51)给该移动终端(UE)的RRC层。然后分别构成该发射机和接收机的RLC和MAC子层(52，52’，53，53’)，以便符合这个新的量值。在重新配置以后，该终端的该RRC层发送一个确认消息给该网络的RRC层。如果该移动电信系统是一个UMTS系统，该MAC子层从这些RRC层接收一个给出该新的可能传送格式组合的新的TFCS表。这些新的组合将表示该MAC子层可用的新的RLC PDU的量值。
例如，假定有三个传送信道，它们具有相同的TFS：{(320，2)；(320，4)；(320，6)；(640，1)；(640，2)；(640，3)}，而且在配置前我们具有下面的TFCS表：TFCS具有TFCi的{TFCi}：{(TP1，i，NP1，i)；(TP2，i，NP2，i)；(TP3，i，NP3，i)}，其中TP1，i＝640，i＝1…m。因此，对于信道1，只采用640位的RLC PDU量值。如果该服务的质量不能被遵守。该网络的RRC层将起动一个重新配置程序，并将利用TP’1，i＝320和NP’1，i＝2*NPl，i发送一个新的TFCS表给该MAC子层。
可将根据第一和第二实施方案的方法应用到采用根据模式允许分段的RLC层的服务中。如上可知，这将是对于认可和非认可模式和该透明模式的第一子模式的情况。优点是，可将该方法应用到采用该RLC层的认可模式的服务中。事实上，对于这些服务，该数据的发送时间不是非常重要的。在拥挤时所述的方法将使它们保持一个非零的传输速率，并遵守所要求的服务质量。
最后，可将根据第二实施方案的方法用作为一种间接的资源分配方法。这是因为，如果该网络的RRC层慎重地减小这些低优先权服务的设置电平SIRt，则对于可适应资源减少的服务，数据发送时间只有低的重要性，这将引起这些服务的传输条件的恶化，该恶化将继之以RLC PDU的量值的减小。通过作用于该设置值将能间接把调整给予这些服务的资源。

Claims (10)

1.  一种在一个物理资源上传输数据的方法，采用：
层(RRC)，负责管理该物理资源并保证该服务的质量；
子层(RLC)，负责根据所需要的服务质量提供传输支持；
子层(MAC)，负责接入该物理资源；
物理层(PHY)，负责该数据的物理处理；
将接入该物理资源分成一些传输时间间隔(TTI)；
该子层(RLC)，能将该数据分段为传输单元(RLC PDU)；
该子层(MAC)，能在每个传输时间间隔发送至少一个传输单元；
其特征在于：当在该物理资源上的传输条件恶化时，减小该传输单元的大小。
2.  根据权利要求1的数据传输方法，其特征在于：在发射机与接收机之间连接的开始接入该物理资源，该层(RRC)为传输时间间隔(TTI)确定一组可能的传输单元量值；该子层(MAC)根据传输的条件从这一组中选择一个传输单元量值，当在该物理资源上的传输条件恶化时选择较小的量值。
3.  根据权利要求1和数据传输方法，其特征在于：
在发射机与接收机之间连接的开始接入该物理资源，该层(RRC)根据传输条件固定一个传输单元(RLC PDU)的第一量值，并将它传送给该子层(MAC)。
4.  根据权利要求3的数据传输方法，其特征在于：当在该物理资源上的传输条件恶化时，该层(RRC)固定一个小于第一量值的传输单元(RLC PDU)的第二量值，并将它传送给该子层(MAC)。
5.  根据权利要求1-4的任一项的数据传输方法，其特征在于：
该层(RRC)通过对接收信号功率对噪声加干扰比指定一个设置电平SIRt来保证服务的质量；
当传输条件恶化时，增加该发射机的发送功率以保持该服务质量；
当传输功率达到最大值时，减少该传输单元(RLC PDU)的量值。
6.  根据权利要求4或5的数据传输方法，其特征在于：该层(RRC)通过根据它的优先等级的倒数降低服务的该设置水平SIRt来分配资源。
7.  根据前面权利要求的任一项的数据传输方法，其特征在于：该层(RLC)工作在确认模式，如果未收到确认则重发传输单元。
8.  一种采用根据上面权利要求中任何一项的数据传输方法的UMTS移动电话系统。
9.  采用根据权利要求2的数据传输方法根据权利要求8的一种移动电话系统，其特征在于：该层(RRC)通过该TFCS表对该子层(MAC)提供一组可能的量值。
10.  采用根据权利要求4的数据传输方法根据权利要求8的移动电话系统，其特征在于：该层(RRC)通过向该子层(MAC)发送一个新的TFCS表来固定一个该传输单元的第二量值。
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