CN1748373A - 用于在移动通信系统中控制分组速率的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在移动通信系统中根据从多个基站接收的速率控制信息和ACK/NACK信息来确定下一个反向数据分组的数据速率的方法，向这些基站发送反向分组数据，并响应于反向分组数据，每个基站向移动台发送ACK/NACK信息和指示速率增加、速率降低、或速率保持命令的速率控制信息。移动台基于从除发送指示速率保持命令的速率控制信息及NACK信息的基站外的基站集接收的速率控制信息，确定反向分组数据的数据速率，并以确定出的数据速率传输分组数据。

Description

用于在移动通信系统中控制分组速率的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在移动通信系统中控制速率的方法，更具体地，涉及一种用于在移动通信系统中控制分组速率的方法。
背景技术
码分多址(CDMA)移动通信系统支持多媒体业务，如语音业务、和使用相同频带的分组数据业务。在CDMA移动通信系统中，多个用户可以同时使用相同的频带发送数据。在该系统中，用户被通过分配给他的唯一码来识别。
移动通信系统可以从基站向移动台发送分组数据，也可以从移动台向基站发送分组数据。从基站到移动台的方向称为“前向”方向，从移动台到基站的方向称为“反向”方向。分组数据可以被在前向和反向这两个方向上传输。在前向和反向数据传输中，数据被通过物理层分组(PLP)在分组数据信道上传输。每个分组的长度是固定的。但是，对每个分组，分组的数据速率(下文中称为“分组速率”)是可变的，并且由基站基于来自移动台的反馈信息，如与移动台的数据传输量和功率电平相关的信息来调度(schedule)(控制)。
确定移动台的数据速率(对每个分组都是可变的)的处理被称为“调度”，并且该调度由基站中的调度程序来执行。调度程序通过考虑从接收到的、位于当前基站收发信台(BTS)的工作区域内的移动台的信噪比(SNR)获得的负载或热噪声增加量(RoT Rise-over-Thermal)来执行调度。
基站可以使用受限速率传输方式来控制移动台的反向数据速率。“受限速率传输方式”指一种基站在控制移动台的反向数据速率中将数据速率的变化一次限制为一级的方式。
下面将描述受限速率传输方式的一个例子。假定一个可用数据速率集包括9.6Kbps、19.2Kbps、38.4Kbps、76.8Kbps、153.6Kbps和307.2Kbps。另外，还假定在某特定时刻移动台发送的反向分组数据的数据速率为38.4Kbps。在该速率集中包括的数据速率的数量和值根据每个系统而变化。在受限速率传输方式中，基站在确定移动台的下一数据速率期间，将上一数据速率的传输限制为增加一级、降低一级或保持当前速率，。例如，基站从移动台当前所使用的76.8Kbps的当前数据速率的传输限制下一数据速率至38.4Kbps、76.8Kbps和153.6Kbps之一。
现在将描述基站和移动台的操作、信息传输、以及当前标准中提出的受限速率传输方式中用于信息传输的信道。
当基站的调度程序使用RoT时，调度程序执行调度，使得RoT被调节至一个参考RoT等级。但是，当基站的调度程序不能使用RoT时，则调度程序执行调度，使得负载被调节至一个参考负载等级。基站根据调度结果将速率控制信息(一般被称为“速率控制比特(RCB)”)发送给移动台。速率控制信息，或RCB，被通过前向速率控制信道(F-RCCH)发送给特定移动台。应该注意，文中对控制信息和控制信道的命名仅是为了举例的目的。
例如，可以以下面的方式使用RCB。如果从基站接收到的RCB值为‘+1’(增加)，则移动台将它的数据速率在下一个传输周期内增加一级。如果接收到的RCB值为‘-1’(降低)，则移动台将它的数据速率在下一个传输周期内降低一级。如果接收到的RCB值为‘0’(保持)，则移动台将它的数据速率在下一个传输周期内保持不变。
图1是一个图示了在受限速率传输方式中控制移动台的数据速率的处理的图。在图1中，RCB被通过前向速率控制信道(F-RCCH)101从基站(BS)传输至移动台(MS)。如上所述，RCB被基站用来控制移动台的反向数据速率。图1中示出的反向链路包括：反向分组数据控制信道(R-PDCCH)104、反向分组数据信道(R-PDCH)105、反向导频信道(R-PICH)106。R-PDCCH104——一个与R-PDCH 105一起传输的控制信道——传输一个速率指示序列(RIS)和一个移动状态序列(MSS)，所述速率指示序列(RIS)指示在R-PDCH105上传输的数据的速率，所述移动状态序列(MSS)指示移动台的功率和缓冲区状态。在R-PDCCH 104上传输的信息的比特数和类型，根据系统配置是可知的。表1示出了R-PDCCH 104的RIS和R-PDCH 105的数据速率之间的一个映射关系。
              表1
  R-PDCCH RIS   R-PDCH数据速率
  0000   0Kbps
  0001   9.6Kbps
  0010   19.2Kbps
  0011   38.4Kbps
  0100   76.8Kbps
  0101   153.6Kbps
  0110   307.2Kbps
如表1所示，如果RIS字段被设置为‘0001’，则R-PDCH 105以9.6Kbps被传输。同样，其它序列以相同方式被传输。MSS包含关于移动台状态的信息，并且该信息被报告给基站。更具体地，通过考虑其缓冲区中存储的数据量以及它当前的功率电平，移动台生成一个MSS，该MSS指示移动台在下一个传输期间内是希望增加、保持还是降低它的数据速率。此后，所述移动台将所述生成的MSS报告给基站。这里，应该注意，移动台的数据速率并不是直接基于该报告确定出的。也即，接收报告的MSS的基站通过它的调度器根据调度结果确定数据速率。它的详细描述将在下面给出。表2示出了MSS的例子。
           表2
  MSS   意义
  00   MS的速率增加请求
  01   MS的速率降低请求
  10   MS的速率保持请求
  11   保留
如表2中所示，如果MSS＝‘00’，意味着移动台希望在下一传输期间内将它的数据速率增加一级。如果MSS＝‘01’，意味着移动台希望在下一传输期间内将它的数据速率降低一级。这里，应该注意，与增加速率的MSS不同，降低速率MSS并不是由移动台请求而是报告。这是因为，即使移动台在基站没有同意的情况下降低它的数据速率，系统性能并不受影响。如果MSS＝‘10’，意味着移动台希望在下一传输期间内保持其现有的数据速率。MSS＝‘11’被保留以供将来使用。
现在将详细描述一种用于以图1所示的受限速率传输方式控制移动台的数据速率的方法。参考图1，如果要被传输给基站的数据在时刻107到达移动台的缓冲区，在时刻108移动台开始以最低的9.6Kbps的数据速率传输存储在其缓冲区中的数据。假定在图1的系统中，在最低的9.6Kbps数据速率，所有移动台可以在不需要基站许可的情况下发送数据。一般说来，移动通信系统被设计以使在最低反向数据速率，移动台可以不再基站的控制下传输数据。
假定在初始反向传输点，即时刻108，移动台的传输功率足够低于移动台的最大发射功率限制。在时刻108，移动台在R-PDCH 105上以9.6Kbps传输数据，同样在R-PDCCH 104上传输RIS和MSS。因为R-PDCH 105的数据速率为9.6Kbps，RIS成为如表1所示的‘0001’。另外，因为移动台可以以大于9.6Kbps的数据速率传输数据，因此MSS成为‘00’。
接收在时刻108发送了一帧的R-PDCH 105和R-PDCCH 104的基站执行调度。也即，基站分析从移动台接收的MSS＝‘00’，并确定出移动台希望增加它的数据速率。然后通过考虑从除了对应移动台外的其它移动台接收的反向信号的总和(或RoT或总反向负载)，基站中的调度程序确定它是否可以增加该移动台的数据速率。这里，作为调度结果，基站确定增加移动台的数据速率，并根据确定结果生成RCB。在时刻102，基站在F-RCCH上向移动台发送RCB以增加速率。基于在时刻109接收到的RCB，移动台将它的数据速率增加一级。如表1所示，移动台以高于9.6Kbps一级的19.2Kbps的数据速率传输数据。在此情况下，在时刻109与R-PDCH一起传输的R-PDCCH上的RIS成为‘0010’。
基站和移动台重复上面的过程，直到移动台传输完所有存储在它的缓冲区中的数据。在此过程中，移动台可以基于存储在它的缓冲区中的数据量、最低功率极限与它的当前功率的比值、基站的全部反向资源分布，在逐级的基础上增加它的数据速率。在数据传输完后，移动台挂起任何数据传输。如果移动台的数据传输被挂起，则R-PDCCH 104传输RIS＝‘0000’。
如上所述，移动台接收从基站发送的速率控制比特(RCB)，并基于下面的表3分析接收到的RCB。
             表3
  RCB   意义
  +1   允许将速率增加一级
  0   允许保持当前速率
  -1   应将速率降低一级
发明内容
在上述方法中，处于切换状态的移动台可能会有下列问题。当切换状态的移动台被多个基站控制速率，由于从具有很差信道环境的基站接收的可能有问题的RCB，它可能未能增加它的数据速率。
因此，本发明的目的是提供一种用于当切换状态下的移动台从多个基站接收速率控制比特时，有效分析速率控制比特的方法。
本发明的另一个目的是提供一种通过移动台用于增加系统的总吞吐量的速率控制比特分析方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在移动通信系统中根据从多个基站接收的速率控制信息和ACK(确认)/NACK(否定确认)信息来确定下一个反向数据分组的数据速率的方法，在所述移动通信系统中，位于多个基站管理的软切换区域内的移动台向这些基站发送反向分组数据，并响应于反向分组数据，每个基站向移动台发送ACK/NACK信息和指示速率增加、速率降低、或速率保持命令的速率控制信息，所述方法包括下列步骤：从至少一个基站接收ACK信息，从除该至少一个基站外的其它基站处接收ACK信息或NACK信息，从所有基站接收速率控制信息；基于从除发送指示速率保持命令的速率控制信息及NACK信息的基站外的基站集接收的速率控制信息，确定反向分组数据的数据速率。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在移动通信系统中根据从多个基站接收的速率控制信息和ACK(确认)/NACK(否定确认)信息来确定下一个反向数据分组的数据速率的方法，在所述移动通信系统中，位于多个基站管理的软切换区域内的移动台向这些基站发送反向分组数据，并响应于反向分组数据，每个基站向移动台发送ACK/NACK信息和指示速率增加、速率降低、或速率保持命令的速率控制信息，所述方法包括下列步骤：从至少一个基站接收ACK信息，从除该至少一个基站外的其它基站处接收ACK信息或NACK信息，并从所有基站接收速率控制信息；以及基于从除发送NACK信息的基站外的基站集接收的速率控制信息，确定反向分组数据的数据速率。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特性和优点将更加明显，其中：
图1是一个图示了在受限速率传输方式中控制移动台的数据速率的处理的图。
图2是一个图示了一种根据本发明的一个实施例的用于在切换期间确定移动台中的反向数据速率的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。在下面的描述中，为了简明而忽略对已知功能和这里合并的结构的描述。
在本发明提出的一种速率控制信息分析方法中，仅当移动台从相应的基站接收到ACK响应信号时，它才确定速率保持命令是合法的。然而，当移动台接收到NACK响应信号时，它确定从基站接收的速率保持命令是非法的。ACK(确认)/NACK(否定确认)是一个指示基站是成功地还是失败地接收到移动台发送的分组数据的信息比特，并从基站发送到移动台。也即，如果基站成功地接收到移动台发送的分组数据，则基站发送ACK响应信号给移动台。相反，如果基站没能接收到移动台发送的分组数据，则基站发送NACK响应信号给移动台。在本发明中，移动台根据基站发送的ACK或NACK分析速率控制信息(或速率控制比特(RCB))。
根据本发明的第一和第二实施例的速率控制信息分析方法分别基于表4和表5。
                          表4
  接收到的ACK/NACK比特   接收到的RCB   MS的RCB分析
  ACK   UP(+1)   允许将速率增加一级
  ACK   DOWN(-1)   应该将速率降低一级
  ACK   HOLD(0)   允许保持当前速率
  NACK   UP(+1)   允许将速率增加一级
  NACK   DOWN(-1)   应该将速率降低一级
  NACK   HOLD(0)   忽略速率控制信息
参考表4，如果接收到的速率控制信息是+1(UP)或-1(DOWN)，则移动台总是按照接收到的速率控制信息操作，确定它是一个合法的控制信息。如果接收到的速率控制信息是0(HOLD)，则移动台仅当速率控制信息与ACK一同接收时，才确定接收到的速率控制信息为有效的。
                          表5
  接收到的ACK/NACK比特   接收到的RCB   MS的RCB分析
  ACK   UP(+1)   允许将速率增加一级
  ACK   DOWN(-1)   应该将速率降低一级
  ACK   HOLD(0)   允许保持当前速率
  NACK   UP(+1)   忽略速率控制信息
  NACK   DOWN(-1)   忽略速率控制信息
  NACK   HOLD(0)   忽略速率控制信息
参考表5，仅当速率控制信息与ACK信息一同接收时，移动台才按照接收到的速率控制信息操作。然而，当速率控制信息与NACK一同接收时，移动台忽略接收到的速率控制信息，确定它是非法的。
下面将描述一种根据本发明的第一实施例的软切换状态下的移动台进行速率控制信息分析的方法。在第一实施例中，假定在软切换状态，仅有两个基站：一个是服务基站，另一个是目标基站。但是实际上，执行切换的基站的数目可以大于2。在下面的描述中，基站将被分成第一基站和第二基站，而不是服务基站和目标基站。
首先描述第一实施例。移动台向第一基站和第二基站发送反向分组数据，然后等待要从基站接收的响应信号和RCB。在特定情况下，响应于发送给它的反向分组数据，从第一基站接收ACK信号和RCB＝UP(+1)，而响应于发送给它的反向分组数据，从第二基站接收NACK信号和RCB＝UP(+1)或RCB＝DOWN(-1)。也即，反向分组数据正确地发送给第一基站，并且第一允许移动台增加它的数据速率。在此情况下，如果从第二基站接收到的RCB是UP(+1)(RCB＝UP(+1))，则移动台将它的数据速率增加一级，如果从第二基站接收到的RCB是DOWN(-1)(RCB＝DOWN(-1))，则移动台将它的数据速率降低一级。这意味着移动台可以根据第二基站的情况控制它的数据速率。
在本发明的第一实施例中，当从第一基站接收到ACK信号和RCB＝UP(+1)，及从第二基站接收到NACK信号和RCB＝HOLD(0)时，移动台忽略来自第二基站的RCB＝HOLD(0)，而根据来自第一基站的RCB＝UP(+1)增加它的数据速率。在其它情况下，如果从第一基站接收到ACK信号和RCB＝DOWN(-1)，及从第二基站接收到NACK信号和RCB＝HOLD(0)时，移动台忽略来自第二基站的RCB＝HOLD(0)，而根据来自第一基站的RCB＝DOWN(-1)降低它的数据速率。
如果从第二基站接收到NACK信号和RCB＝UP(+1)，则从第一基站接收到ACK信号和RCB＝HOLD(0)的移动台保持它的数据速率；如果从第二基站接收到NACK信号和RCB＝DOWN(-1)，则将它的数据速率降低一级；如果从第二基站接收到NACK信号和RCB＝HOLD(0)，则保持它的数据速率。根据本发明的第一实施例的用于由切换状态的移动台分析来自不同基站的速率控制信息的方法被总结在表6中。
                              表6
        第一BS           第二BS       MS的RCB分析
  ACK/NACK   速率命令   ACK/NACK   速率命令
  ACK   UP(+1)   NACK   UP(+1)   允许将速率增加一级
  ACK   UP(+1)   NACK   DOWN(-1)   应该将速率降低一级
  ACK   UP(+1)   NACK   HOLD(0)   允许将速率增加一级
  ACK   DOWN(-1)   NACK   UP(+1)DOWN(-1)HOLD(0)   应该将速率降低一级
  ACK   HOLD(0)   NACK   UP(+1)   允许保持当前速率
  ACK   HOLD(0)   NACK   DOWN(-1)   应该将速率降低一级
  ACK   HOLD(0)   NACK   HOLD(0)   允许保持当前速率
现在将描述一种根据本发明的第二实施例的软切换状态下的移动台进行速率控制信息分析的方法。
在本发明的第二实施例中，如果从第二基站接收到NACK信号，则移动台根据从第一基站接收到的RCB信号控制它的数据速率，而不管从第二基站接收的RCB信号。因此，在第一基站被认为是主服务基站(或扇区)，以及第二基站被认为是辅助服务基站(或扇区)的情况下，如果从第二基站接收到NACK信号，则移动台忽略该NACK信号，并根据从第一基站接收的ACK信号和RCB信号来控制它的数据速率。
因此，如果从第一基站接收到ACK信号和RCB＝UP(+1)，则移动台将它的数据速率增加一级；如果从第一基站接收到ACK信号和RCB＝HOLD(0)，则保持它的数据速率；如果从第一基站接收到ACK信号和RCB＝DOWN(-1)，则移动台将它的数据速率降低一级。根据本发明的第二实施例的用于由切换状态的移动台分析来自不同基站的速率控制信息的方法被总结在表7中。
                               表7
        第一BS          第二BS      MS的RCB分析
  ACK/NACK   速率命令   ACK/NACK   速率命令
  ACK   UP(+1)   NACK   UP(+1)DOWN(-1)HOLD(0)   允许将速率增加一级
  ACK   DOWN(-1)   NACK   UP(+1)DOWN(-1)HOLD(0)   应该将速率降低一级
  ACK   HOLD(0)   NACK   UP(+1)DOWN(-1)HOLD(0)   允许保持当前速率
在表7中，没有考虑从两个基站都接收到ACK信号的情况。这是因为，当从所有参与切换操作的基站都接收到ACK信号时，以传统方法分析速率控制信息。尽管本发明是参考移动台在两个基站间执行切换的情况进行描述的，但本发明也可以应用于移动台在三个或更多基站间执行切换的情况。同样，移动台可以根据在前向方向上接收到的速率命令来控制它的数据速率，而不管接收到的响应信号是否是ACK或NACK信号。
图2是一个图示了一种根据本发明的一个实施例的用于在切换期间确定移动台中的反向数据速率的方法的流程图。
在步骤200中，反向传输模式下的移动台以特定数据速率执行反向传输。在初始传输的情况下，确定的数据速率可以是先前在基站和移动台之间确定的数据速率。但是，在非初始传输的情况下，确定的数据速率可以是在先前时隙上确定的数据速率。在以此方式执行反向传输后，移动台进入步骤202，在其中它从多个基站接收ACK或NACK信号。在移动台执行切换时，它从所有参与切换的所有基站处接收ACK或NACK信号。如上所述，移动台同时接收RCB和ACK或NACK信号。也即，在步骤202中，移动台确定从所有基站接收到的是ACK还是NACK信号。如果确定出接收到ACK或NACK信号，则移动台进入步骤204，在其中它分析与ACK或NACK信号一起接收的RCB。进行这种分析以确定是否有任何要被排除的RCB，如文中给出的两个实施例中所述。也即，在第一实施例的情况下，进行分析以确定指示速率保持命令的RCB是否与NACK一同发送。在第二实施例的情况下，进行分析以确定是否有基站发送NACK。
此后，在步骤206中，移动台确定在接收到的RCB中是否有任何要排除的RCB。在第一实施例的情况下，步骤206的处理等价于确定是否存在发送了指示速率保持命令的RCB和NACK的基站的处理。在第二实施例的情况下，步骤206的处理等价于确定是否存在发送了NACK的基站的处理。如果在步骤206确定出存在任何要被排除的RCB，则移动台进入步骤208，在其中它排除相应的RCB，并使用剩余RCB确定反向数据速率。但是，如果在步骤206中确定出，没有RCB要被排除，则移动台进入步骤210，在其中它使用从参与切换的所有基站处接收到的RCB确定反向数据速率。
从上面的描述中可以理解，通过在切换中以上述方式传输反向分组数据，可以有效地增加系统的效率和吞吐量。
尽管本发明是参考它的特定优选实施例进行显示和描述的，但本领域中的技术人员应该理解，可以进行形式和细节上的各种改变，而不脱离由附属权利要求书所定义的本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于在移动通信系统中根据从多个基站接收的速率控制信息和ACK/NACK信息来确定下一个反向数据分组的数据速率的方法，在所述移动通信系统中移动台位于多个基站管理的软切换区域内，该方法包括下列步骤：
(a)基于从除发送指示速率保持命令的速率控制信息及NACK信息的基站外的基站集接收的速率控制信息，确定反向分组数据的数据速率；以及
(b)以确定出的数据速率传输分组数据。
2.如权利要求1所述的方法，还包括从至少一个基站接收ACK信息，从除该至少一个基站外的其它至少一个基站处接收NACK信息，并从所有基站接收速率控制信息的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括如果从基站集接收的速率控制信息中有任何速率降低命令，则从当前数据速率将反向分组数据的数据速率降低一级的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括如果从基站集接收的速率控制信息中没有速率降低命令而有任何速率保持命令，则保持反向分组数据的当前数据速率的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其中步骤(a)包括如果从基站集接收的每个速率控制信息中存在速率增加命令，则从当前数据速率将反向分组数据的数据速率增加一级的步骤。
6.一种用于在移动通信系统中根据从多个基站接收的速率控制信息和ACK/NACK信息来确定下一个反向数据分组的数据速率的方法，在所述移动通信系统中移动台位于多个基站管理的软切换区域内，该方法包括下列步骤：
(a)基于从除发送NACK信息的基站外的基站集接收的速率控制信息，确定反向分组数据的数据速率；以及
(b)以确定出的数据速率传输分组数据。
7.如权利要求6所述的方法，还包括从至少一个基站接收ACK信息，从除该至少一个基站外的其它至少一个基站处接收ACK信息或NACK信息，从所有基站接收速率控制信息。
8.如权利要求6所述的方法，其中步骤(a)包括如果从基站集接收的速率控制信息中有任何速率降低命令，则从当前数据速率将反向分组数据的数据速率降低一级的步骤。
9.如权利要求5所述的方法，其中步骤(a)包括如果从基站集接收的速率控制信息中没有速率降低命令而有任何速率保持命令，则保持反向分组数据的当前数据速率的步骤。
10.如权利要求5所述的方法，其中步骤(a)包括如果从基站集接收的每个速率控制信息中存在速率增加命令，则从当前数据速率将反向分组数据的数据速率增加一级的步骤。
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