CN1663296A - 支持上行链路调度的双阈值上行链路速率控制 - Google Patents
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Abstract
无线通信网络具有多个终端和至少一个基站,所述基站在无线下行链路上发送数据到所述多个终端中的每一个,并且在无线上行链路上从所述多个终端的每一个接收数据。终端中一个发送速率请求到基站。速率请求请求改变无线上行链路上数据速率。响应于速率请求,基站发送速率确认到终端。速率确认指示终端是否可以改变无线上行链路上的数据速率。
Description
技术领域
本发明一般涉及无线通信领域。本发明尤其涉及在无线通信网络的终端和基站之间的空中接口中的上行链路增强。
背景技术
无线通信网络中终端和基站之间的空中接口直接涉及网络可实现的性能等级。由于物理层限定了空中接口的基本能力极限,所以对于物理层中具有不同编码和分集方案的充分链路性能,需要具有低的信干比(SIR)要求。
在第三代无线通信系统,例如第三代伙伴项目联合标准化项目(
www.3gpp.org)版本99或以后的版本中所指定的无线通信网络中,不是围绕单一业务,例如语音业务而设计物理层;需要更大的灵活性来支持多媒体业务的动态调度。在版本99中,3GPP TS 25.211-25.215中介绍了物理层,3GPP TS 25.331介绍了无线资源控制协议,3GPP TS25.133介绍了对无线资源管理的要求,这些文献被全文包括在这里作为参考。
图1表示涉及版本99中全部与无线电有关的功能的无线接入网络的结构。用户设备(UE)11通过无线接口连接到各自的第一节点B21-1。第一节点B 21-1变换lub和无线接口之间的数据流,并且还在有限的程度上参与无线资源管理。第一节点B 21-1和第二节点B 21-2通过lub接口连接到相同无线网络控制器(RNC)31-1,并且共享相同无线资源管理。RNC 31-1负责控制在其域内的无线资源,即第一节点B 21-1和第二节点B 21-2。尽管在图1中只表示了两个,但是一般有多于两个的节点B连接到同一RNC。每组节点B和同一RNC构成了无线网络子系统(RNS),尽管在图1中只表示了两个,但是在无线接入网络中一般有大量的RNS。共同地,RNS是用于无线接入网络通过lu接口向核心网络(未标出)所提供的全部业务(包括,例如管理到UE11的连接)的业务接入点。在逻辑层面上定义图1中所示的单元,但是它们也可以具有相似的物理实现。
在版本99中,对于调度从UE 11到节点B 21的上行链路上的传输,灵活性很小。物理层速率信令在节点B 21处终止。RRC限制了使用不同信令格式的TFCS,UE 11只能够使用允许的TFCS。其缺点在于,多个测量和UE RRC报告被提供给SRNC,被处理并被发送到UE 11,以毫秒为单位测量整个帧结构。
在版本99中,可以对在具有指定启动时间的无线资源控制(RRC)中使用未确认信令模式的上行链路进行调度改变。或者,RRC具有利用不同的信令格式控制和限制传输格式组合控制的能力。可以在透明模式中,在其自己的传输信道上在每TTI发送传输格式组合控制。可以用允许/不允许的组合的列或组合的完全开放集来索引传输格式组合。对于说明书的一个例子,假设包括最大时间,所述最大时间是由于在新的组合之前UE中的处理而在接收信令消息以后应该经过的,见3GPP TS 25.331 v 3.8.0,13.5节。
可以减缓使用限制TFCS的RRC能力的方法来适应网络中的变化,例如网络单元之间将被传输的数据量。另外,由于方法与RNC所控制的RRC相关,所以它容易受到处理瓶颈和影响RNC性能的其他因素的影响。
发明内容
在本发明优选实施例的第一方面中,无线通信网络包括多个终端和至少一个基站,所述基站在无线下行链路上发送数据到所述多个终端中的每一个,并且在无线上行链路上从所述多个终端中的每一个接收数据。所述多个终端中至少一个发送速率请求到所述基站,所述速率请求用于请求改变无线上行链路上的数据速率。所述基站响应于来自所述多个终端中所述至少一个的所述速率请求,发送速率确认到所述多个终端中的所述至少一个,所述速率确认指示所述多个终端中的所述一个是否可以改变无线上行链路上的数据速率。
在优选实施例的第二方面中,本发明提供了可靠的数据速率控制方法和包括无线接入网络的无线通信网络,无线接入网络在无线下行链路中从基站发送数据到终端并在无线上行链路中从所述终端接收数据到所述基站。在本发明优选实施例的这个方面,终端适于接收指定所述上行链路上数据速率极限的两个阈值,所述两个阈值中的第一个指定所述终端可以请求的所述数据速率的极限,而所述两个阈值的第二个指定所述基站可以请求的所述数据速率的极限。终端发送对从终端到基站的无线上行链路的速率请求,所述速率请求用于请求在所述两个阈值中所述第一个的极限内增加或降低所述无线上行链路上的数据速率。终端响应于从所述基站接收的速率确认,根据所述速率确认增加或降低所述无线上行链路上的数据速率,其中所述速率确认指示是否可以如所述速率请求所请求的那样增加或降低所述无线上行链路上的所述数据速率。
在本发明优选实施例的另一个方面,包括基站的无线通信网络执行一种方法,其中基站在无线下行链路上发送数据到终端并在无线上行链路上从终端接收数据。方法包括从所述终端发送速率请求到所述基站,所述速率请求用于请求增加或降低无线上行链路上的数据速率;并且响应于来自所述终端的所述速率请求,发送速率确认到所述终端,所述速率确认指定所述终端是否可以增加或降低无线上行链路上的数据速率。
附图说明
以下参考附图介绍优选实施例,其中:
图1是表示根据3GPP版本99的无线接入网络中用户设备上行链路连接的框图。
图2表示根据本发明的优选实施例,应用到传输格式组合集的两个RRC被控阈值的例子。
图3表示本发明优选实施例中所使用的数据速率控制概念。
图4表示根据本发明优选实施例的多用户设备速率控制的例子。
附图中相同附图标记表示相同部分。
具体实施方式
这里所表示的细节是作为例子以及为了本发明优选实施例的示例性讨论的目的。结合附图的介绍使本领域技术人员明白在实践中可以怎样实现本发明的其他不同实施例。
另外,为了避免本发明不清楚,也考虑到实现框图结构的细节很大程度上取决于将实现本发明实施例的网络环境,即细节应该在本领域技术人员的理解范围内,以框图形式表示各个单元。尽管在图1中参考3GPP版本99的示例系统框图介绍本发明的优选实施例,但是可以在其他无线通信网络中实现本发明的实施例,包括但不限于后来的3GPP规范版本。
在为了描述本发明实施例而规定具体细节(例如接口)的地方,本领域技术人员应该明白可以不用这些具体细节而实现本发明。最后,应该明白,可以使用硬件和软件编程的任何组合来实现本发明的实施例,并且这些实施例不限于硬件和软件变成的任何具体组合。
如本领域技术人员所知,一般根据RNC在lub接口上发送的无线资源控制信令,在空中接口上发送数据,所述信令包括无线资源的配制和保留。节点B 21执行L1空中接口处理,例如信道编码和交叉、速率适应、扩展等。术语“速率适应”表示速率匹配,其中要发送的数据位数目适应一帧中可用的位数目,这与本发明无关。速率匹配的进一步讨论参考例如John Wiley & Sons在2001年出版的,HarriHolma和Antti Toskala所著的“WCDMA for UMTS(revised edition)”的6.4.2节。节点B 21还执行某些基本的无线资源管理功能,例如内环功率控制。RNC 31终止与UE 11的RRC信令协议。它执行到无线接口/来自无线接口的数据的L2空中接口处理。在RNC 31中执行无线资源管理功能,例如将无线接入承载(RAB)参数映射到空中接口传输信道参数,切换,以及外环功率控制。
如后面将进一步详细介绍的那样,本发明的优选实施例具有双阈值速率控制,通过双阈值速率控制,比SRNC 31更靠近空中接口的节点B 21能够执行受限的、但快速的上行链路调度操作。两个单独网络单元的两个阈值允许上行链路上数据的快速、分布的调度。本发明的优选实施例不局限于在空中接口上执行调度的任何具体信令方法。2002年5月24日提交的美国专利申请10/156,751“Method andApparatus for Distributed Signaling for Uplink Rate Control”提供了上行链路信令方法的例子,该申请被转让给本申请受让人NokiaCorporation,因此这个申请的内容被全文包括在这里作为参考。
作为本发明的优选实施例,参考传输格式组合控制(TFCC)中所使用的组合集来设置两个阈值。在3GPP版本99中,在3GPP TS25.331 v3.8.0(2001-09),8.2.5节中指定传输格式组合控制,并且数据速率对应于不同传输格式组合集。具体地,在优选实施例中,RNC 31指定两个传输格式组合集(TFCS)阈值。除了UE阈值100以外,还指定节点B阈值200。将这些阈值通知节点B 21和UE 11。UE 11一般被限制到UE阈值100,但是可以像节点B 21所指示的那样使用节点B阈值200。本来不存在对UE阈值100和节点B阈值200的值的限制。节点B阈值200或这两个阈值甚至可以包括整个TFCS范围。
图2表示TFCS阈值。节点B 21和UE 11之间的单独RRC信令控制TFCS选择以及UE阈值100以上和节点B阈值200以下空间的使用。UE 11能够从低于UE阈值100的集中自由地选择其传输格式组合(TFC)。在UE阈值100和节点B阈值200之间,节点B 21能够控制指定给UE 11的限制。因此,节点B 21能够选择性地调度UE11的上行链路数据速率。
UE 11知道无线上行链路可能的数据速率(TFCS)的整个范围,例如从16kbps到2Mbps。UE阈值100指定它(以来自RNC的适当信令)能使用的最高数据速率,例如384kbps。节点B阈值200能够被设置在例如2Mbps,UE 11能够被要求发送速率请求到节点B 21,以改变数据速率高于384kbps。可以对数据速率中所有这样的改变(增加或降低)或者只对增加提出这个要求。节点B 21和UE 11可以只接收UE阈值100,或者接收UE阈值100和节点阈值200。特别地,节点B 21可以接收这两个阈值,而UE 11只接收UE阈值100。
图3表示本发明优选实施例中所使用的数据速率控制概念。图3的下部表示UE 11所发送的速率请求的值,TFCI值所表示的传输格式组合的值,以及无线上行链路上的数据。图3的上部表示节点B响应于速率请求而发送的速率确认信号的值。
优选方法中事件的顺序如下。首先,UE 11与速率请求(向上或向下)一起发送其数据。节点B 21从UE 11接收数据和速率请求(RR)。然后,节点B 21发送速率确认到UE 11,包含根据所接收的干扰情况或者来自节点B 21的/在节点B 21测量的和/或从RRC发送到节点B21的其他适当的业务量度量,UE 11是否可以增加、降低或保持当前数据速率的指示的。在一个实施例中,如果UE 11正在使用低于UE阈值100(上例中为384kbps)所指定的数据速率,则它可以被视为已经返回到允许的数据速率范围。在这种情况中,不再需要降低无线上行链路上数据速率的速率请求。
优选地,但不是必须地,在每个TTI周期都包括向上/向下的速率请求。优选地,但不是必须地,在每个TTI周期都提供向上/向下/保持的速率确认。可选地,可以当UE 11中发生特定事件时,例如当UE 11的传输缓存器超过特定极限时,发送速率请求。
图4表示一个方案,其中使用双阈值概念的多个UE被节点B 21控制。在这个例子中,在规则的间隔中,节点B 21控制第一UE的数据速率(增加)以及第二UE的数据速率(降低)。特别地,它在RNC31的控制下,缓慢地重新分配最初连接到它的每个UE之间的资源。如RRM所允许的那样,改变是渐进的。建立初步连接,使得网络中只有一个节点B能够控制一个UE。
本发明的这些优选实施例提供了比常规无线接入网络结构中更靠近空中接口的终端。它们的优点还在于更快地处理节点B 21和UE11之间的L1/L2。这是因为,即使时间间隔受到任何具体网络实现的影响,但是一般在几十毫秒内测量UE 11和节点B 21之间通信帧的时间间隔。因此,能够在UE阈值100和节点B阈值200之间区域内调节上行链路上数据调度的速度比当调节与来自RNC 31的信令相关时所能达到的速度高几个数量级。
到UE 11的双阈值信令是对RRC协议很小的增加,其细节对本发明不重要。一个实施例可以是将节点B阈值200作为可选的附加参数或信息单元添加到RRC信令中传输格式组合控制(TFCC)消息中。
相似地,到节点B 21的UE阈值100和节点B阈值200的信令将是节点B应用协议(NBAP)的扩展,其中细节不重要。当然,可以以任意多的不同方式执行到节点B 21的两个阈值的通知。
虽然已经借助于其优选实施例介绍了本发明,但是应该理解,可以对其进行大量的修改。所有这样的修改应该落入权利要求书的范围内。
Claims (32)
1.一种无线通信系统中的终端,所述无线通信系统包括无线接入网络,其中所述无线接入网络在无线下行链路中从基站发送数据到终端,并且在无线上行链路中接收从所述终端到所述基站的数据,所述终端被设置成:
接收用于指定所述无线上行链路上的数据速率上限的第一阈值,其中所述终端可以使用所述阈值,而不需要来自所述基站的单独速率确认;
发送对从所述终端到所述基站的无线上行链路的速率请求,所述速率请求用于请求在第二阈值范围内改变所述无线上行链路上的数据速率;以及
响应于从所述基站接收的速率确认,根据所述速率确认改变所述上行链路上的数据速率,其中所述速率确认用于指示是否可以如所述速率请求中所请求的那样,改变所述无线上行链路上的数据速率。
2.根据权利要求1的终端,其中所述终端在所述无线上行链路中将所述速率请求与数据一起发送。
3.根据权利要求1的终端,其中所述终端在所述无线下行链路中接收来自所述基站的速率确认。
4.根据权利要求1的终端,其中所述终端周期地发送所述速率请求。
5.根据权利要求4的终端,其中所述终端每TTI发送所述速率请求。
6.根据权利要求1的终端,其中当所述终端中发生事件时,所述终端发送所述速率请求。
7.根据权利要求6的终端,其中当所述终端的传输缓存器超过指定的限制时,所述终端发送所述速率请求。
8.根据权利要求1的终端,其中所述速率请求用于请求增加所述无线上行链路上的数据速率,并且响应于从所述基站接收的速率确认,根据所述速率确认增加所述无线上行链路上的数据速率,其中所述速率确认用于指示可以如所述速率请求中所请求的那样,增加所述无线上行链路上的数据速率。
9.根据权利要求8的终端,其中所述终端可以根据大于由所述第一阈值所指定的、所述无线上行链路上的数据速率上限的数据速率,减少所述无线上行链路上的数据速率,而不需要来自所述基站的单独速率确认。
10.根据权利要求1的终端,其中所述终端从所述基站接收RRC信令中的参数或其他信息,其中所述参数或其他信息用于指示所述第一阈值。
11.根据权利要求1的终端,其中所述终端和所述基站之间的空中接口是宽带码分多址(WCDMA)。
12.一种无线通信网络,包括:
多个终端;以及
至少一个基站,所述基站在无线下行链路上传送数据到所述多个终端中的每一个终端,并且在无线上行链路上接收来自所述多个终端中的每一个终端的数据;
其中所述多个终端中的至少一个终端发送速率请求到所述基站,所述速率请求用于请求改变所述无线上行链路上的数据速率;以及
响应于来自所述多个终端中的所述至少一个终端的所述速率请求,所述基站发送速率确认到所述多个终端中所述至少一个终端,所述速率确认用于指示所述多个终端中的所述至少一个终端是否可以改变所述无线上行链路上的数据速率。
13.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述多个终端中的所述至少一个终端在无线上行链路中将所述速率请求与数据一起发送。
14.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述基站在所述无线下行链路中发送所述速率确认。
15.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述基站发送的所述速率确认随着所述基站中接收到的干扰情况而定。
16.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述基站发送的所述速率确认随着在所述基站中导出的和/或测量的业务量度量而定。
17.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述网络还包括基站控制器,并且所述基站所发送的所述速率确认与从所述基站控制器发送到所述基站的业务量度量相关。
18.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述速率请求用于请求增加所述无线上行链路上的数据速率,并且响应于从所述基站接收的速率确认,根据所述速率确认增加所述无线上行链路上的数据速率,其中所述速率确认用于指示可以如所述速率请求中所请求的那样,增加所述无线上行链路上的数据速率。
19.根据权利要求18的无线通信网络,其中所述终端可以减少所述无线上行链路上的数据速率,而不需要来自所述基站的单独速率确认。
20.根据权利要求12的无线通信网络,其中所述终端和所述基站之间的空中接口是宽带码分多址(WCDMA)。
21.根据权利要求12的无线通信网络,其中为所述多个终端中的所述至少一个终端提供两个阈值,这些阈值用于限定所述上行链路上的数据速率,并且所述终端所发送的速率请求被限定到所述两个阈值的其中一个。
22.根据权利要求21的无线通信网络,其中为所述多个终端中每一个都提供两个阈值,这些阈值用于限定所述上行链路上的数据速率,并且所述基站响应于来自所述多个终端中的任一个终端的速率请求,控制来自所述多个终端中每一个的上行链路上的数据速率。
23.一种用于无线通信网络的方法,所述无线通信网络包括基站,所述基站在无线下行链路上传送数据到终端,并且在无线上行链路上接收来自终端的数据,所述方法包括:
从所述终端发送速率请求到所述基站,所述速率请求用于请求改变所述无线上行链路上的数据速率;以及
响应于来自所述终端的所述速率请求,发送速率确认到所述终端,所述速率确认用于指示所述终端是否可以改变所述无线上行链路上的数据速率。
24.根据权利要求23的方法,其中所述终端在所述无线上行链路中将所述速率请求与数据一起发送。
25.根据权利要求23的方法,其中所述基站在所述无线下行链路中发送所述速率确认。
26.根据权利要求23的方法,其中所述基站发送的速率确认随着所述基站中接收的干扰情况而定。
27.根据权利要求23的方法,其中所述基站发送的速率确认随着在所述基站中导出的和/或所测量到的业务量度量而定。
28.根据权利要求23的方法,其中所述基站发送的所述速率确认随着从基站控制器发送到所述基站的业务量度量而定。
29.根据权利要求23的方法,其中所述终端和所述基站之间的空中接口是宽带码分多址(WCDMA)。
30.根据权利要求23的方法,其中为所述终端提供两个阈值,这些阈值用于限定所述无线上行链路上的数据速率,并且所述终端所发送的速率请求被限定到所述两个阈值的其中一个。
31.根据权利要求23的方法,其中所述速率请求用于请求增加所述无线上行链路上的数据速率,并且响应于从所述基站接收的速率确认,根据所述速率确认增加所述无线上行链路上的数据速率,其中所述速率确认用于指示可以如所述速率请求中所请求的那样,增加所述无线上行链路上的数据速率。
32.根据权利要求31的方法,其中所述终端可以减少所述无线上行链路上的数据速率,而不需要来自所述基站的单独速率确认。
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