CN1457618A - 无线电通信系统 - Google Patents

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Abstract

一种无线电通信系统，它包括主站，主站被配置为发送一系列数据分组到辅助站，辅助站则按照ARQ方案工作，以确认每个分组是否被正确接收。主站发送与未正确接收的任何分组相关的纠错信息，从而使得辅助站正确析取数据。数据分组经由多个逻辑信道发送，这样发送分组中的错误并不会阻碍其他信道中分组的传送。从一个主站到另一主站的转移是通过在确认了该信道上数据分组的正确接收时转移各个信道而进行的，从而可以避免在转移逻辑信道中所要求的额外信令，在所述逻辑信道中，数据分组接收有误，但纠错传输尚未完成。

Description

无线电通信系统
技术领域
本发明涉及无线电通信系统，还涉及用于这种系统的主站和辅助站，以及操作这种系统的方法。尽管本说明书特别参照通用移动电信系统(UMTS)对系统进行描述，但应当理解，这些技术同样适用于其它移动无线电系统。
技术背景
在移动通信领域中，对能够按需将大量数据以合理地速率下载到移动台(MS)的系统的需求不断增长。例如，这类数据可以是来自因特网的网页，其中可能包含视频剪辑等内容。某个特定MS通常只是间歇性地需要这类数据，因此，固定带宽专用链路是不合适的。为了满足UMTS中的这种要求，正在发展高速下行链路分组接入(HSDPA)方案，它可以使分组数据向移动台的传输达到4Mbps。
已知的无线电通信系统中，在任一时间，MS一般与单个基站进行通信。在呼叫过程中，例如当MS远离其BS使通信链路质量恶化时，或者当不同小区的相对业务负载需要调整时，MS可能希望研究向另一BS转移。从一个BS向另一个转移的过程称作切换。
在按照当前UMTS规范运行的系统中，MS保留BS的清单，称作“有效集”，希望凭借这个清单来维护适当质量的无线电链路。当MS处于专用信道模式，并且有效集中有多个BS时，MS则与有效集中的BS进行“软切换”。在这种模式中，上行链路传输由有效集中的所有BS接收，并且有效集中的所有BS将基本相同的下行链路信息传送给MS(一般来说，数据和大部分控制信息通常是相同的，但功率控制命令可以不同)。这种“软切换”方式的一个缺陷在于：无法优化每个单独的无线电链路的上行链路和下行链路发射功率，因为上行链路中只传输一组功率控制命令，而从不同BS中通过下行链路传输的功率控制命令可能导致对上行链路发射功率产生相冲突的要求。
正常的软切换过程特别适合诸如语音链路的实时业务，在这种情况下，必须保持连续的连接。不过，对于分组数据链路，有利的方法是：选择优化BS来进行各数据分组向MS的传输，以便允许动态变化的无线电链路和业务状况。UMTS HSDPA系统考虑到了这样的可能性。选择用于后续数据传送的BS的过程被称为站点选择，并且通常基于无线电信道质量的测量和/或系统负载的考虑而作出。选择可以由MS、BS或二者的某种结合作出。我们共同未决的未公开英国专利申请0104610.1(申请人的编号PHGB 010027)给出了如何实现这种站点选择机制的细节。
所提议的HSDPA实施例利用ARQ(自动请求重发)方案来确保正确地传送每个数据分组，因为准确的数据传输被认为比在差的信道状况下减低系统吞吐量(因多个重传)更加重要。所提议的一个HSDPA方案利用n信道停止并等待ARQ。根据这种方案，在任何分组得到肯定确认之前，最多可传送n个分组。这将增加吞吐量，并且，与传统停止并等待ARQ方案相比，其优点在于：若有一个分组未正确接收，可以与接收有误的分组的重传并行地在其他信道上继续发送其它分组。
但是，若要求最小化BS间必须传送的状态信息量(这一般被认为是合乎需要的)，为响应站点选择而从一个BS到另一个的下行链路分组信道的转移仅可在正确接收并确认分组之后、而不是当等待重传时发生。这一点对于使用增量冗余的ARQ的情况尤其相关，在这种情况下，有关分组的重传与初始传送分组不同，而是包含附加的冗余信息。若使用这样的方案，要将未得到肯定确认的分组传送至另一BS，则将需要在BS间传送重要的附加状态信息。
在所提议的一个n信道ARQ方案中，从特定BS向特定MS发送所有分组，直到到该MS的分组传输被切换到另一BS时止。在具有大量MS，需要高速下行链路分组传输的网络中，从一个BS到另一个发送n信道传输的完整状态的要求可导致网络中出现调度困难和过多的信令业务。
发明公开
本发明的一个目标是解决以上问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种无线通信系统，它包括主站，所述主站具有用于传送一系列数据分组到辅助站的装置，其中辅助站具有用于确定每个分组是否被正确接收的装置；以及将该确定以信号方式发送给主站的装置，并且主站具有用于传送与辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息以帮助辅助站对该分组解码的装置；用于经由多个逻辑信道传送所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续传输数据分组的同时在另一信道上传送纠错信息的装置；以及用于将所述逻辑信道中的至少两个信道的传输转移到另一主站的切换装置，其中切换装置包括用于为响应在该逻辑信道上成功接收最近传送的分组的接收确认，不管其他逻辑信道的状态而单独将所述至少两个逻辑信道中的各信道转移至另一主站的装置。
通过一次转移一个数据信道，消除了转移在传送纠错信息过程中的逻辑信道所需的额外信令，因而改善了系统性能。纠错信息可包括数据分组的重传或增量冗余方案的使用。逻辑信道无需全部转移至同一主站。
根据本发明的第二方面，提供了一种主站，它具有用于传送一系列数据分组到辅助站的装置；用于根据辅助站传送的信号确定每个分组是否被正确接收的装置；用于传送与辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息以帮助辅助站对该分组解码的装置；用于经由多个逻辑信道传送所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续传输数据分组的同时在另一信道上传送纠错信息的装置；以及将所述逻辑信道中的至少两个信道的传输转移至另一主站的切换装置，其中切换装置包括用于为响应在该逻辑信道上成功接收最近传送的分组的接收确认，不管其他逻辑信道的状态而单独将所述至少两个逻辑信道中的每个信道转移至另一主站的装置。
根据本发明的第三方面，提供了一种辅助站，它具有用于从主站接收一系列数据分组的装置；用于确定是否正确接收到每个分组的装置以及用于将该确定以信号方式传递给主站的装置；用于从主站接收与辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息以帮助辅助站对该分组解码的装置；用于经由多个逻辑信道接收所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续接收数据分组的同时在另一信道上传送纠错信息的装置；以及切换装置，用于开始从另一主站接收所述逻辑信道中的至少两个信道，响应于辅助站对各自逻辑信道上成功接收最近传送的分组的确认，不管其他逻辑信道的状态如何，所述至少两个信道中的每个信道从所述主站转移至另一主站。
根据本发明的第四方面，提供了一种操作无线电通信系统的方法，所述无线电通信系统包括主站，用于将一系列数据分组发送给辅助站，所述方法包括：辅助站确定是否正确接收每个分组，并将此确认以信号方式传递给主站；以及主站发送与辅助站未正确接收数据分组相关的纠错信息，以帮助辅助站对该分组解码；经由多个逻辑信道传送所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续传送数据分组的同时在另一信道上传送纠错信息；以及能够将所述逻辑信道中的至少两个信道的传输转移到另一主站，其中响应于对该逻辑信道上成功接收最近传送的分组的接收确认，不管其他逻辑信道的状态如何，所述至少两个逻辑信道中的每个信道单独转移到另一主站。
本发明基于先有技术中所没有的这样一种认识，即以逐个信道方式将n信道数据传输的每个信道从一个BS转移到另一个能够改善系统操作。
附图概述
现在开始通过例示，参照附图来说明本发明的实施例，其中：
图1是无线电通信系统的方框图；
图2是一个HSDPA系统的方框示意图，其中辅助站可以选择多个主站中哪个主站传送数据；
图3是说明HSDPA的已知n信道ARQ方案的操作的简图；
图4是说明根据本发明的n信道ARQ方案的操作的简图。
附图中使用相同的标号表示相应的功能部件。
实现本发明的模式
参照图1，无线电通信系统包括主站(BS)100和多个辅助站(MS)110。BS 100包括：微控制器(μC)102；收发信机装置(Tx/Rx)104，它连接到天线装置106；功率控制装置(PC)107，用于改变发射功率电平；以及连接装置108，用于连接到PSTN或其它适当的网络。每个MS 110包括：微控制器(μC)112；收发信机装置(Tx/Rx)114，它连接到天线装置116；以及功率控制装置(PC)118，用于改变发射功率电平。从BS 100到MS 110的通信发生在下行信道122上，从MS 110到BS 100的通信则发生在上行信道124上。
图2中说明在HSDPA系统中工作的MS 110，MS 110具有三个双向通信信道226a、226b、226c，每个信道包括具有三个对应BS100a、100b、100c的上行链路和下行链路信道。在任一给定时间，MS 110在相应的下行链路信道226a、226b、226c上从基站100a、100b、100c之一接收数据分组。MS 110作出站点选择，它选择基站100a、100b、100c中它希望用于发送后续数据分组的一个基站。这种系统的操作可以通过将站点选择和ARQ消息结合在单个码字中来改善，如在我们共同未决的未公开英国专利申请0111407.3(申请人的编号PHGB010069)中所公开的。这种系统的操作也可以通过用各个基站100a、100b、100操作并行功率控制回路的MS 110来改善，如在我们共同未决的未公开英国专利申请0103716.7(申请人的编号PHGB010022)中所公开的，它促进了基于每个分组的最佳基站选择。
按已知方式工作的4信道ARQ方案的示例见于图3。标识为Pn(其中n是序号)的数据分组302按序在下行信道(DL)122上从BS 100发送至MS 110。从第一个分组开始，每个分组302都被依次分配到逻辑信道(CH)。因而，分组P1被分配到信道1，分组P2到信道2等。对每个信道分别执行ARQ。
在图示方案中，第一数据分组P1经由第一逻辑信道发送，并被MS 110正确接收，MS 110在上行链路124上发送确认(A1)304。因而，当接下来调度信道1进行传送时，选择等待传输的下一分组P5并发送至MS 110。同样，第二数据分组P2经由第二逻辑信道发送。但是，该分组未被MS 110正确接收，它发送否定确认(N2)306。因而，当接下来调度信道2进行传送时，将再次发送分组P2。这次它被正确接收，并在上行链路信道124上发送确认304，从而释放信道2用以发送其它分组302。
对比于单信道ARQ方案，这种方案可以提供改善了的吞吐量，因为未被正确接收的一个数据分组302并不会阻止在其他逻辑信道上传送其他数据分组。但是，该方案在临时通知后发送数据分组的BS100可以改变的系统中可能出现问题，这取决于无线信道状况。具体地说，在基站100a、100b、100c之间可能需要重要信令，以表示最后成功发送的分组302连同与尚未成功发送的分组302有关的信息及其它们相应的逻辑信道。对于使用增量冗余的情况尤其如此，在这种情况下，需要信号通知每个失效分组302的准确传送状态。若系统能够每隔几个分组就改变发送基站100a、100b、100c，这会被视为最佳选择，则信令业务可包括数据业务的重要部分。
该问题在根据本发明实现的系统中，通过使每个逻辑信道由不同的BS 100a、100b、100c发送加以解决。图4说明这种方案的运作，它具有四个逻辑信道和三个BS 100a、100b、100c。第一基站100a经第一下行信道DL1发送逻辑信道1和2，第二基站100b经第二下行信道DL2发送逻辑信道3，以及第三基站100c经第三下行信道DL3发送逻辑信道4。在这样的系统中，从一个BS 100a、100b、100c至另一个的分组传输转移被简化了，因为当正确接收到其最近发送的分组302时可以转移各个逻辑信道。换句话说，这可导致在一个逻辑信道上从第一BS 100a至MS 110的重传在与不同逻辑信道上从第二BS 100b至相同MS 110的新分组的传输并行进行。
此外，在根据本发明实现的系统中，即使当肯定确认了最近的分组时，也无须将所有信道转移至新的BS，而是可以从不同BS继续传送不同信道，例如，为了利用不同BS的可用容量，其中一个BS可能没有足够容量来承载至特定MS的整个分组业务。甚至可以使站点选择过程用于操作一个或多个逻辑信道组，而不是完整的逻辑信道集。
如图4所示，逻辑信道是时间复用的，以在MS 110有效地表现为单个数据流。但作为替代，也可以使用并行传送的其他方法(或与时间复用结合或互相替代)，包括例如频率、代码和空间复用。对于空间复用的情况，在MS 110可以使用定向天线辐射，其中不同的天线波瓣用于不同的ARQ信道。
在一个实施例中，分组到特定BS 100a、100b、100c的映射可以根据不同BS的业务负荷来进行。来自每个BS的分组率可与其剩余容量成比例。
在另一实施例中，分组到特定BS的映射可以根据不同分组的不同QoS(业务质量)要求来进行。不同QoS要求可能是由于分组到MS 110上运行的不同应用而产生。另外，具有不同QoS要求的分组可以因相同应用造成，例如在根据其重要性输出不同类型比特的语音编解码器的情况。要求低BER(误码率)或低传输延迟的数据分组将从具有最短分组队列和/或最佳质量链路的BS传送至MS 110。
本发明为网络中调度分组及将业务映射至可用空中接口资源给予了较大灵活性。
虽然上述实施例是根据UMTS FDD系统描述的，但本发明并不限于在这种系统中的使用，而是可以应用于各种系统，例如包括TDD(时分双工)。
实际上，在执行BS选择之前再次传输的数据量可以多于一个分组，取决于改变发射BS的系统开销。
在上述实施例中，一次从一个BS向MS 110传送一个数据信道。不过，在某些情况下，数据信道从一个以上的BS同时进行传输是较为有利的。例如，在三个BS 100a、100b、100c处于闭合环路功率控制的情况下，如果其中两个BS提供同样良好的链路质量，最好具有相似的发射功率，则可以同时从这两个基站传送一个或多个数据分组(按照与软切换过程中传输的类似方式)。
在上述实施例的变形中，在主站和辅助站间可以有多于一个的数据链路。例如，本发明可以应用于不同无线电链路之间逻辑信道的转移，即使它们是在相同的站对间。
以上说明涉及执行关于本发明的多项任务的BS 100a、100b、100c。实际上，这些任务可以由固定基础设施的多个部分负责。例如在“节点B”中，它是直接与MS 110连接的固定基础设施的部分，或在无线网络控制器(RNC)的高级别上。在本说明书中，则应理解术语“基站”或“主站”的使用包括本发明实施例中涉及的网络固定基础设施的部分。
从阅读本公开，其它修改对本领域的技术人员是显而易见的。这类修改可包括其它特征，这些特征在无线电通信系统及其组成部分的设计、制造以及使用方面是已知的，并可以代替本文所述的特征或作为其补充。
在本发明的说明书及权利要求书中，出现在某部件前面的词“一个”并不排除多个这类部件的存在。此外，词组“包括”也并不排除所列部件或步骤之外的成份或步骤的存在。

Claims (9)

1.一种无线电通信系统，它包括主站，所述主站具有用于向辅助站发送一系列数据分组的装置，其中所述辅助站具有用于确定每个分组是否被正确接收的装置以及将该确定以信号方式发送给所述主站的装置，并且所述主站具有用于传送与所述辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息以帮助所述辅助站对该分组解码的装置；用于经由多个逻辑信道发送所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续传输数据分组的同时在另一信道上传送纠错信息的装置；以及切换装置，用于将所述逻辑信道中的至少两个信道的传输转移到另一主站，其中所述切换装置包括用于为响应在该逻辑信道上成功接收最近传送的分组的接收确认，不管所述其他逻辑信道的状态如何，单独将所述至少两个逻辑信道中的各信道转移至另一主站的装置。
2.如权利要求1中所述的系统，其特征在于：纠错信息包括重传未被正确接收的所述数据分组。
3.如权利要求1中所述的系统，其特征在于：纠错信息使所述辅助站能够利用增量冗余方案。
4.一种主站，它具有用于将一系列数据分组发送到辅助站的装置；用于根据所述辅助站发送的信号确定各分组是否被正确接收的装置；用于传送与所述辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息以帮助所述辅助站对该分组解码的装置；用于经由多个逻辑信道发送所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续数据分组的传输的同时在另一信道上发送纠错信息的装置；以及切换装置，用于将所述逻辑信道中的至少两个信道的传输转移到另一主站，其中所述切换装置包括为响应在该逻辑信道上成功接收最近传送的分组的接收确认，不管所述其他逻辑信道的状态如何，单独将所述至少两个逻辑信道中的各个信道转移至另一主站的装置。
5.如权利要求4中所述的主站，其特征在于：所有所述逻辑信道都转移至另一主站。
6.一种辅助站，它具有用于从主站接收一系列数据分组的装置；用于确定是否正确接收每个分组的装置以及将该确定以信号方式传递给所述主站的装置；用于从所述主站接收与所述辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息以帮助所述辅助站对该分组解码的装置；经由多个逻辑信道接收所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续接收数据分组的同时在另一信道上发送纠错信息的装置；以及切换装置，用于开始从另一主站接收所述逻辑信道中的至少两个信道，为响应所述辅助站在所述各自逻辑信道上成功接收最近传送的分组的确认，不管所述其他逻辑信道的状态如何，所述至少两个逻辑信道中的各信道从所述主站转移至另一主站。
7.如权利要求6中所述的辅助站，其特征在于：提供了站点选择装置，用于从多个可用主站中选择至少一个主站来向所述辅助站传输后续数据分组。
8.一种操作无线电通信系统的方法，所述无线电通信系统包括配置为向辅助站发送一系列数据分组的主站，所述方法包括：所述辅助站确定是否正确接收每个分组并将此确定以信号方式传递给所述主站；并且所述主站发送与所述辅助站未正确接收的数据分组相关的纠错信息，以帮助所述辅助站对该分组解码；经由多个逻辑信道发送所述数据分组系列，从而使得可以在至少一个信道上继续数据分组的传输的同时在另一信道上发送纠错信息；以及能够将所述逻辑信道中的至少两个信道转移给另一主站；其中为响应在该逻辑信道上成功接收最近传送的分组的接收确认，不管所述其他逻辑信道的状态如何，所述至少两个逻辑信道中的各信道可各自转移到另一主站。
9.如权利要求8中所述的方法，其特征在于：所述主站将各个逻辑信道转移给相同的其他主站。
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