CN1565141A - 从一个发射机向多个接收机传输数据的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从一个发射机向多个接收机传输数据的方法。本发明还涉及发射单元和/或接收单元以及通信系统。为了创造用于有效地、节省资源和节省能量地向点到多点业务的一群接收机传输数据的方法、发射单元和/或接收单元以及通信系统，建议在具有多层协议结构的系统中，点到多点业务作为广播业务CBS的扩展增加多媒体传输和/或多点传播业务，优选地在分配和/或规划系统资源的使用和间歇接收DRX的使用时，以多媒体广播/多点传播业务MBMS的形式实施。

Description

从一个发射机向多个接收机传输数据的方法
本发明涉及从一种发射机向多个接收机传输数据的方法、发射单元和/或接收单元和通信系统。
在许多现代移动无线电系统中提供的业务和应用应当把消息不仅向一个，而是向两个和多个移动无线电用户传输。这样的业务和应用的例子有新闻群、电视会议、点播电视、配送应用等等。
通过向不同的用户传输消息使之可能向每个接收机分开地发送数据的复本。尽管该技术实施简单，然而却不适用于大的群体。因为同一个消息经N个数量的接收机单个连接或多点传播连接地传输，并且在此经共同的连接通道多重地发送，这种方法要求非常高的带宽。
多点传播传输提供较好的可能性。在此把应当向其传输同一个消息的不同的用户结合成一个多点传播群并且向它们指派多点传播地址。在此把传输的数据仅一次地向这些多点传播地址发送。通过从发射机向接收机的公共的连接通道在理想的情况下仅一次发射MC消息。发射机不必知道在多点传播地址后面在何处隐含有多少接收机。
在广播的情况下把消息向一个地理范围内的所有的用户发射。这样的范围例如可以通过整个网络的一部分确定。在此如同多点传播那样广播消息经公共的连接通道从发射机向接收机在理想的情况下仅一次发射。只要它愿意从相应的广播群中分析广播的包，每个用户就必须在其终端装置进行恢复正常操作的调节。它可以确定，是打算接收还是屏弃所有的广播消息，或者只想接收某些消息。
在公知的数据传输方法的发展过程中在网络和移动无线电装置之间一般地在一段确定的时间内总是交换一定量的帧。在此所述的帧是一种时间结构，例如在UMTS中全部的信号处理和数据传输都基于其上，参阅[1]。
如果所有的这些帧连续地传输并且由移动无线电装置接收，就称为连续传输及连续接收。然而还有可能在传输中采用间断的接收或者说所谓的间歇接收DRX，以降低移动无线电装置的能量消耗。在采用DRX时不是连续地传输和由移动无线电装置接收所述的帧，而是错过一定的帧。在这种模式中却必须传输至少所有帧的一定的亚量或者说可能的帧的子集，以维持连接。
本发明的任务是，创建有效地、节省资源和能量的向点到多点业务的接收机群传输数据的方法、发射单元和/或接收单元和通信系统。尤其是应当能够应用在多媒体广播/多点传播业务MBMS范围内。
该任务根据本发明通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求17的特征的发射单元和/或接收单元完成。此外具有权利要求20的特征的通信系统也是该任务的一种解决方案。从属权利要求定义本发明的优选的和有利的实施形式。
根据本发明的方法的特征在于，在安排或者规划系统资源的使用和间歇的接收DRX时，在具有多层的协议结构的系统中实行点到多点业务作为广播业务CBS的扩展增加多媒体传输和/或多点传播业务，优选地是以多媒体广播/多点传播业务MBMS的形式。由此以有效的形式通过仅一次地经点到多点业务传输发送信息。在此在本发明的范围内信息也理解成实质上广告性的或者无要求地转交的信息，尤其是供应、促销广告、新型产品广告和其它形式的消费信息。
在复杂的、多层次的协议结构中，譬如在通用移动电信系统UMTS中的协议组中，对于非区域性或非仅区域性定义的群传输或者点到多点传输的功能迄今还没有实现。因为UTMS构成本发明的主要应用领域，所以下面由参照UMTS协议结构的附图的实施例进行表述着手，但是并非把本发明限制于这种应用。
对根据本发明的方法的规划有利地分两个阶段进行：在第一消息中通知在何处、多少和何时为传输多点传播的消息指派资源。由此这种消息可以有利地非常地短。在第一消息中优选地传输指出哪些传输信道资源或者哪些物理信道的帧为传输消息预留或者指派的信息单元。优选地，以此在规划传输消息时才发出信号并且由此确定为传输消息利用哪些物理信道和传输信道。由此根据本发明的方法可以非常灵活地地进行适应。在UMTS的条件下，在本发明的一个实施形式中根据发射机的规定把公共业务信道CTCH在另一个传输信道上构成为FACH而在另一个物理信道上构成为S-CCPCH。
在间歇接收DRX的规划消息的基础上通过无线电资源控制单元RRC在单向连接的条件下，也就是通过发射机的RRC，配置不同的协议层。从而在接收机的物理层面上介绍，在哪些资源中等待MC消息或者其它的规划消息。在此关于规划和/或指派资源的消息在本发明的一个扩展中包含关于相应的多点传播群的信息，从而相应通知整个群的接收机。优选地把这样的群，尤其是多点传播群通过MC群地址或者MC群标识标出。
以特别有利的方式，在接收机的控制层中通过分析消息的其它的信息判断，是否应当接收带有有效数据的MC消息。这样例如只有达到想要接收体育消息的用户时，从而通过采用这种群标识有效地防止对相应群的消息不感兴趣的用户不必要地读取信息和数据。
在规划的第一阶段中向MC DRX层1发出信令，使用哪些物理信道和传输信道传输MC消息。换言之，通知和/或介绍对于点到多点传输业务，尤其是MBMS业务，为传输消息和/或信令数据使用的或者预留的资源。这优选地在DRX层1的消息中进行。它可以用这样的方式通知用户：到底何时传输消息或者说信令数据，尤其是DRX层2消息。此外还通知在何处及在哪些信道上传输它们。在一个扩展中，还采用消息或信令数据的基本特性判断是涉及CBS、多媒体广播还是多点传播。对相应地与消息关联的关于信息的传输信道和基本归类说明的优点的等待在下面还要详细地说明。然而在使用UMTS的条件下从而已经可以，把CTCH按照发射机的规定在另一个传输信道上构成为FACH并且在另一个物理信道上构成为S-CCPCH。
在间歇接收DRX的规划消息的基础上通过无线电资源控制单元RRC，基本是通过接收机的RRC，配置不同的协议层。在此在物理层面上介绍，在哪些资源中等待MC消息或其它规划消息的数据。这些关于规划和/或指派资源消息包含关于各个多点传播群的信息。在控制层BMC中通过消息的这些其它的信息等对其它群属性的分析判断，是否应当接收带有有效数据的MC消息。优选地在MC DRX层2消息的范围内通知这种信息，所述的MC DRX层2消息包含在哪些物理信道和传输信道中把MC消息作为有效数据实际上传输。变通地在MC DRX层2消息的范围内已经把有效数据内容与关于资源的说明一起通知，通过所述的资源随后实际上传输多点传播消息。
在本发明的一个优选实施形式中在以前指出的指示，例如其帧的，基础上进行指派或者介绍，何时实际上在物理信道和传输信道资源上传输MC消息，其中还可以指出对第一个用于MC传输的帧的偏移和/或CBS规划周期的长度。
优选地还传输一个信息单元用于区别广播业务或者多点传播业务的资源中预留的资源，从而使根据本发明的方法可以用于这两种业务。
由于不断地小型化，把根据本发明的方法转化在移动电话作为发射单元和/或接收单元中，其中移动的单元还构成为用于发送和/或接收多媒体消息。相应的通信系统可以基于上述的灵活性保证相对大数据量的多媒体消息。
下面参照附图借助于实施例说明本发明。
图1示出表达UMTS中协议组的简化结构图；
图2示出把帧指派到逻辑信道CTCH，通过所述的逻辑信道CTCH进行小区广播消息的传输；
图3示出一种指数方案，如何应用于CBS DRX，以向资源或者帧的集合指派指数；
图4示出根据现有技术用于发出CBS DRX层1信息信令的信息单元，作为[3]中的部分，而
图5示出根据现有技术用于发出BMC调度消息CBS DRX层2信令的信息单元，作为[4]中的部分。
通用移动电信系统UMTS是多层地建立的，并且分为位传输层、安全性层和交换层。安全性层分成不同的下级层媒体访问控制MAC、无线电链路控制RLC、包数据聚集协议PDCP和广播、多点传播控制MBC，比较图1。交换层由两个部分无线电资源控制RRC和复制回避(Duplication Aoidance)组成，其中只有RRC层还终止于UMTS地面无线电访问网络UTRAN。复制回避的对应层次不属于UTRAN，而是转用于核心网络CN中。在层L3和RLC层中区分为用户层N平面和控制层C平面，其中DPCP层和BMC层只属于用户层。在层之间的椭圆像征地表示与相应的伙伴层通信的业务接入点，如在[2]中所确定。
RRC层管理和控制无线电运行装置的使用，并且因此经过控制业务接入点具有与所有其它层的连接，以控制其配置。所述的控制业务接入点不起在伙伴层之间通信的作用，而是只用在本身协议组的层间。RRC与较低层之间的连接用作接收位传输层和MAC层的测量值以及控制各个层中的功能。例如RRC层确定在位传输层中实施的功率调整回路的设定值。
经过空气接口的传输通过所谓的物理信道实现。位传输层及物理层的传输业务在业务接入点通过所谓的传输信道进行。传输信道以如何传输数据为特征。控制层及MAC的传输业务通过逻辑信道实现。逻辑信道以传输的数据种类为特征。在此控制数据区分为业务数据和有效数据。
下面述及各种逻辑信道的传输信道并且只作简短说明：
CBS消息在RLC和MAC之间通过称为公共业务信道CTCH的逻辑信道传输。CTCH起把用户层的数据向所有的用户终端装置UE或者UE群传输的作用。CTCH是单方向的点到多点的下行线路段，它构成在传输信道或正向访问信道FACH上。FACH是下行线路段上的公共传输信道，用于传输相对小的数据量。因此FACH在物理信道上以次级公共控制物理信道S-CCPCH的名称构成。原则上S-CCPCH承载FACH的信息和一个或多个寻呼信道PCH。初级CCPCH即P-CCPCH传输BCH的信息。
逻辑信道广播控制信道BCCH是公共的下行线路段信道，在其上向无线电小区中的所有UE广播控制数据。这种控制数据例如是系统信息码组。BCCH或构成在FACH上或构成在广播信道BCH上。
在间断接收或者说间歇接收DRX条件下的数据传输在前序部分已经作为公知的措施，用于例如降低移动无线电装置的能耗。DRX主要用于UMTS专用的小区广播业务CBS。为此，系统内部规划，何时为CBS业务提供帧或者说资源和何时这些资源传输CBS消息，通过所谓的调度信息介绍。所述的规划分两个阶段实现：
规划的第一阶段CB DRX层1应当发出信令说明，到底为传输小区广播消息预留或者说指定了哪些传输信道FACH的资源或者S-CCPCH的帧。这种信令应当作为系统信息的部分通过逻辑信道BCCH向RRC传输。在CB DRX层1中转交消息，多少和何时指出传输小区广播信令的帧。在图4中示出根据现有技术为发出CBS DRX层1信息信令使用的信息单元。只有在这些帧中才能够传输CB消息。
图2示出指派经之传输小区广播消息的逻辑信道CTCH的帧的举例。在此采取对0号帧偏移两个帧，指派的六个帧的资源和两个相继的帧的周期性。打算接收CB消息的移动无线电装置UE，不必检验每个帧的内容，而是只检验带有号码2/3、8/9、14/15等的帧的内容。从而降低处理费用，所以也降低UE内的能耗。
对于CBS DRX采用一种指数方案，对一个指数分配资源或者说帧的组，如图3所示。在其后的两个规划阶段中可以非常简单地通过这些指数进行。
在规划的第二阶段，CBS DRX层2中在逻辑信道CTCH上与本来的CB消息一起传输或者由BMC分析带内调度消息。在该CBS DRX层2消息中向UE传输各种信息，参见图5示出的根据现有技术用于发出BMC调度消息CBS DRX层2信息的信令的信息单元。所示的信息主要包含：
*信息，通过使用资源指数标示出，在CBS DRX层1消息中介绍的资源中的哪些中实际传输CB消息。
*我们首先指出对传输MC消息使用的帧的偏移和CBS规划周期的长度，就是说相继的资源的数量。
*消息类型(CBS消息或者调度消息)
*消息标识(CBS消息的源和类型的标识)
*系列号(对UE的信息，UE可用之知道它是否已经得到了一定的消息)
*编码方案(关于采用的编码和语言的信息)
RRC和BMC通过所谓的基元交换关于各种层面和单元的配置的信息。
在得到相应的调度消息后BMC通知RRC，是否它应当配置物理层接收CBS消息。RRC接着再通知关于采取的CTCH配置调节。此外还交换关于数据流测量的信息等等。
对于根据本发明所述的引入间歇接收DRX用于尤其在UMTS中多点传播或MC业务，修改了上述的现有技术，旨在把已经对CB业务说明了的间歇接收DRX的特性也能够在UMTS的条件下用于多点传播业务及MC业务。利用间歇接收DRX进行多点传播的根据本发明的方法在下文中称为MC DRX。
MC DRX的规划，为MC业务提供哪些资源和何时这些资源传输多点传播消息，通过相应的消息介绍，这与CBS可比较。为此规划和指定资源的消息含有关于多点传播群的信息等。在一个实施形式中多点传播群通过MC群地址或者MC群标识标出。
MC DRX的规划，在哪些物理信道或者传输信道上何时为MC业务提供帧以及资源和何时传输这些资源，通过所谓的“调度消息”或者规划消息介绍。在这些规划消息的基础上通过无线电资源控制单元RRC配置各种UMTS协议层。从而在物理层就已经知道到底在什么资源中等待MC消息或其它的规划消息。此外BMC层还可以通过分析其它信息判断应当真正地接收什么MC消息。规划分两个阶段实现，如以下所说明：
规划的第一阶段，MC DRX层1，发出信令，指出用什么物理信道和传输信道传输准备传输MC消息的规划信息。与CBS相反MC业务的CTCH还可供选择地构成在与FACH不同的传输传输信道上和与S-CCPCH不同的物理信道上。此外在MC DRX层1消息中传输地信息单元，预留或者指定物理信道的哪些帧用于传输其它的规划信息。
这种信令作为系统信息的部分通过逻辑信道BCCH向RRC传输。也就是在MC DRX层1消息中通知，到底何处、多少和何时指派传输多点消息的资源。只在这些帧中才能够传输MC消息。
对于MC DRX根据本发明可以使用指数方案，与使用的物理信道和传输信道相结合地指派资源的集合。资源的指派在其后的规划的第二阶段中通过所述的指数就可以非常简单地进行了。
对于规划的第二阶段，MC DRX层2，把所谓的“带内调度消息”与本来的MC消息一起传输并且由BMC分析。在该MC DRX层2中向用户终端装置UE传输各种信息。这主要是：
1.信息，用MC DRX层1消息中所述物理信道和传输信道的哪些实际上传输MC消息；
2.信息，用MC DRX层1消息中介绍的资源中的哪些实际上传输多点传播消息；
3.消息类型，也就是区分MC消息或者调度消息；
4.消息标识(MC群地址或MC群标识，MC消息的源和类型的标识)；
5.系列号(对UE的信息，UE可用之知道它是否已经得到了一定的消息)；
6.编码方案(关于采用的编码和语言的信息)。
在此通过上述的点1和点2在使用前述的指数方案的条件下根据本发明可以通过以前指定的指数指派或者说介绍：何时实际上在物理信道和传输信道的资源上传输MC消息。不然就规定另一个指派的步骤。在这种情况下首先指出用于MC传输的帧和CBS规划周期的长度，即相继的资源的数量等等。
对于已经存在的DRX对CGS扩展功能以支持MC DRX的情况，就嵌入信息单元，用于区分这是否涉及为广播或者多路传播业务资源预留的资源。例如可以把“资源类型”用于相互区分CBS消息、MC消息、调度消息等等。
根据本发明的方法通过指定资源可以非常地适应要发送的消息的大小。从而根据本发明的一个方法可以还发送复杂的消息，例如有多媒体内容的消息，即所谓的多媒体消息MM。以前发送的用于规划和准备传输的层1和层2的消息与多媒体内容相反要求相当小的带宽。从而可以把层1和层2消息通过相对窄带的信道传输，由此可以在带有多个同时运行的传输的通信系统的情况下可以非常有效分配和/或指派可供使用的总带宽。
为此在一个没有进一步地示出的本发明的实施形式中，扩展如图4所示CBS DRX层1信息的信令的信息单元，或者说在此加入新的信息元件。通过该方案尤其在考虑反向相容性的情况下以此确定用于传输MBMS业务的资源。与公知的方法相反，为传输MBMS业务还使用不同于S-CCPCH的物理信道，不同于FACH的传输信道和不同于CTCH的逻辑信道。
通过同样地没有详细地示出的图5中所示的用于发出根据CBS DRX层2的BMC调度消息信令的信息单元，确定用于传输MBMS业务的资源。在此在很大的程度上恢复操作，尤其是资源的配置。补充物理信道、传输信道和逻辑信道的特征和分配资源的参数，从而可以在很大的范围内指出何时为哪些MBMS群分配哪些配置了的资源。
背景文献和本发明涉及的协议汇总如下：
[1]3GPP 25.211，Physical Channels and mapping oftransport channels onto physical channels，Release 99
[2]Walke，B.：Mobilfunknetze und ihre Protokolle，Band1，Teubner Verlag GmbH，Wiesbaden 2000
[3]3GPP TS 25.331 V3.6.0，RRC Protocol Specification，Release 1999
[4]3GPP TS 25.324 V3.4.0，Broadcast/Multicast ControlBMC，Release 1999

Claims (20)

1.从一个发射机向多个接收机传输数据的方法，
其特征在于，
在具有多层的协议结构的系统中，在安排或者规划系统资源的使用和间歇的接收(DRX)使用时，实行点到多点业务作为广播业务(CBS)的扩展增加多媒体传输和/或多点传播业务，优选地是以多媒体广播/多点传播业务(MBMS)的形式。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，
对方法(MC DRX)的规划分两个阶段进行。
3.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在MC DRX层1消息中通知，何处、多少和何时为传输规划信息指派资源。
4.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在MC DRX层1消息中传输信息单元，说明预留或者指派哪些传输信道资源或者哪些物理信道的帧。
5.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
方法(MC DRX)的规划，在哪些物理信道和/传输信道上何时为MC业务提供MC业务的帧和/或资源，以及何时这些资源传输多点传播消息(MC)，通过调度消息或者规划消息向接收机介绍。
6.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
根据发射机的规定把CTCH在另一些传输信道上构成为FACH而在另一些物理信道上构成为S-CCPCH。
7.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在间歇接收(DRX)的规划消息的基础上通过无线电资源控制单元RRC，尤其是通过发射机的RRC，配置不同的协议层。
8.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在物理层面上介绍，在哪些资源中可以等待MC消息的数据或者其它的规划消息。
9.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在关于规划和/或指派资源的消息中附上关于相应的多点传播群的信息。
10.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
多点传播群通过MC群地址或者MC群标识标出。
11.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在控制层(BMC)中通过分析消息的其它的信息判断，是否应当接收带有有效数据的MC消息。
12.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在MC DRX层2消息的帧中通知该信息。
13.如以上权利要求11和12之一所述的方法，
其特征在于，
在MC DRX层2消息的帧中通知在哪些物理信道和传输信道形式的资源中实际上传输MC消息。
14.如上面两个权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
在这以前指派的指数的基础上，指定或介绍何时实际上在物理信道和传输信道资源上传输MC消息。
15.如上面三个权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
指出对第一个用于MC传输的帧的偏移和/或CBS规划周期的长度。
16.如以上权利要求之一所述的方法，
其特征在于，
传输一个信息单元用于区别广播业务或者多点传播业务的资源中预留的资源。
17.发射单元和/或接收单元，
其特征在于，
它们构成为根据以上权利要求之一的方法的转化。
18.如上面权利要求所述发射单元和/或接收单元，
其特征在于，
它们构成为移动电话。
19.如权利要求19和20之一所述发射单元和/或接收单元，
其特征在于，
它们构成为用于发送和/或接收多媒体消息(MM)。
20.通信系统，
其特征在于，
它构成为根据权利要求1至18之一的方法的转化和/或
包含根据以上权利要求19和21之一所述的发射单元和/或接收单元。
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