CN1758781A - 用于上行链路传输的调度模式转换 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于由基站控制移动终端所采用的调度模式来实现移动通信网内上行链路数据传输的方法，以及涉及执行该方法的基站。为了提供一种网络方的调度模式转换机制，本发明建议接收用于控制移动终端和基站间的上行链路数据传输的调度的反馈，并根据所接收到的反馈估计移动终端的缓冲器占用率，并基于该估计的缓冲器占用率将移动终端从目前上行链路传输采用的调度模式转换到另一种调度模式。特别地，速率受控调度模式中的“速率提高”请求和缓冲器占用率报告或业务量测量值可被用来估计移动终端的缓冲器占用率。

Description

用于上行链路传输的调度模式转换
技术领域
本发明涉及一种用于由基站控制移动终端使用的调度模式实现在移动通信网络中上行链路数据传输的方法，以及涉及执行该方法的基站。
背景技术
W-CDMA(宽带码分多址)是用于IMT-2000(国际移动通信)的一种无线接口，其被标准化用作第3代无线移动电信系统。它以灵活有效的方式提供了多种业务例如语音业务和多媒体移动通信业务。日本、欧洲、USA和其它国家的标准化组织已经共同地组合成一个方案称为第三代伙伴项目(3GPP)，以便为W-CDMA产生了一种通用无线接口标准。
IMT-2000的标准化欧洲方案通常被称作UMTS(通用移动电信系统)。UMTS标准的第一版已经在1999年出版(版本99)。同时该标准的一些改进已经在第4版和第5版中被3GPP标准化以及关于进一步改进的讨论在第6版的范围内正在进行。
用于下行链路和上行链路的专用信道(DCH)和下行链路共享信道(DSCH)已经在版本99和第4版中被定义。在接下来的几年中，开发者认识到为了提供多媒体业务或通用数据业务，就必须执行高速不对称接入。在第5版中介绍了高速下行链路分组接入(HSDPA)。新的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)向用户提供了从UMTS无线接入网络(RAN)到通信终端的下行链路高速接入，通信终端在UMTS标准中被称为用户设备。
分组调度
分组调度可以是一种无线资源管理算法，被用于对进入共享媒体的用户分配传输时机和传输格式。调度可以与自适应调制和编码结合被用于基于分组的移动无线网络中，以便通过例如，对处于良好信道状态的用户分配传输时机来最大化吞吐量/容量。UMTS中的分组数据业务可被应用到交互类型和后台业务类型中，尽管它还可以用于流业务中。属于交互类型和后台类型的业务被看作是非实时(NRT)业务并被分组调度器控制。分组调度方法学可具有以下特征：
·调度周期/频率：在这个周期内用户被及时地提前调度。
·服务顺序：用户被服务的顺序，例如任意顺序(循环法)或根据信道质量(基于C/I或吞吐量)。
·分配方法：分配资源的标准，例如，在每一个分配间隔对所有的排队用户分配相同的数据量或相同的功率/编码/时间资源。
上行链路的分组调度器被分布在3GPP UMTS R99/R4/R5中的无线网络控制器(RNC)和用户设备之间。在上行链路上，由不同用户共享的空中接口资源为在节点B的总接收功率，因此调度器的任务就是在多个用户设备间分配该功率。在当前的UMTS R99/R4/R5标准中，RNC通过向每个用户设备分配一组不同的传输格式(调制方案，编码率等等)来控制在上行链路传输期间用户设备被允许传输的最大速率/功率。
这种TFCS(传输格式组合组)的建立和重新配置可以采用RNC和用户设备之间的无线资源控制(RRC)通信来完成。用户设备被允许基于其自身的状态(例如可用的功率和缓冲器状态)来自主地在被分配的传输格式组合中进行选择。在当前的UMTS R99/R4/R5标准中，没有对于影响上行链路用户设备传输的时间的控制。调度器可以例如，在传输时间间隔基础上来操作。
UMTS结构
通用移动电信系统(UMTS)的高级R99/4/5结构在图1中示出(参见3GPPTR 25.401：“UTRAN整体介绍”，可从 http：//www.3gpp.org得到)。网络元件在功能上被分组成核心网络(CN)101、UMTS陆地无线接入网络(UTRAN)102和用户设备(UE)103。UTRAN 102负责处理所有和无线相关的功能，而CN 101负责路由呼叫和数据连接到外部网络。这些网络元件间的交互连接被定义为开放的接口(Iu、Uu)。应该注意UMTS系统是模块化的，因此可能具有同型的多个网络元件。
图2描述了UTRAN的当前结构。多个无线网络控制器(RNC)201、202被连接到CN 101。每个RNC 201、202控制1个或多个基站(节点B)203、204、205、206，该基站轮流与用户设备进行通信。控制多个基站的RNC被称为这些基站的控制RNC(C-RNC)。伴随它们的C-RNC的一组被控制的基站被称作无线网络子系统(RNS)207、208。对于用户设备和UTRAN间的每一个连接来说，一个RNS是服务RNS(S-RNS)。它保持与核心网络(CN)101的通常所说的Iu连接。当需要的时候，漂移RNS 302(D-RNS)302通过提供无线资源来支持服务RNS(S-RNS)301，如图3所示。各个RNC被称作服务RNC(S-RNC)和漂移RNC(D-RNC)。这种情况也是可能的并常常是这种情况，就是C-RNC和D-RNC是一致的，因此采用简化的S-RNC或RNC。
增强型上行链路专用信道(E-DCH)
当前，通过3GPP技术标准组RAN对用于专用传输信道(DTCH)的上行链路增强进行了研究(参见3GPP TR 25.896：“Feasibility Study for EnhancedUplink for UTRAFDD(对UTRAFDD中增强型上行链路的可行性研究)(第6版)”，可从 http：//www.3gpp.org得到)。因为基于IP业务的使用变得越来越重要，这使得提高RAN的覆盖率和吞吐量以及减少上行链路专用传输信道的延迟的需要增加。流业务、交互业务和后台业务可以从这种增强型上行链路中受益。
一种增强是采用与节点B受控调度相关的自适应调制和编码方案(AMC)，由此实现Uu接口的增强。在现有的R99/R4/R5系统中，上行链路最大数据速率控制器存在于RNC中。通过重新安置调度器在节点B中，由RNC和节点B间的接口上的信令引起的等待时间将会被减少，并因此调度器能够对上行链路负载中的瞬时变化更快地作出反应。这将减少用户设备与RAN的通信中的整个的等待时间。因此节点B控制调度能够在上行链路负载降低时通过快速地分配更高的数据速率以及相应地在上行链路负载增加时通过限制上行链路数据速率，更好地控制上行链路干扰和平滑噪声增量变化。通过对上行链路干扰的更好的控制将会使得覆盖和单元吞吐量提高。
被认为可以降低上行链路上的延迟的另一种技术是与其它传输信道相比，为E-DCH引入了较短的TTI(传输时间间隔)长度。根据当前的调查，在E-DCH采用长度为2ms的传输时间间隔，而10ms的传输时间间隔通常被用于其它信道。混合ARQ，是HSDPA中关键技术之一，也被认为用于增强型上行链路专用信道。节点B和用户设备间的混合ARQ协议许可错误接收的数据单元的快速重传，并可由此降低RLC(无线链路控制)重传的次数以及相关的延迟。这可提高由目的用户体验到的服务质量。
为了支持上述的增强，引入了新的MAC子层，其在下文中将被称作MAC-eu(参见3GPP TSG RAN WG1，meeting#31，Tdoc R01-030284，“Scheduled and Autonomous Mode Operation for the Enhanced Uplink”(用于增强型上行链路的调度和自主模式操作))。该新子层的实体，在下文中将作更加详细的描述，位于用户设备和节点B中。在用户设备方，MAC-eu执行将上层数据(例如MAC-d)数据多路复用到新增强型传输信道上以及操作HARQ协议传输实体的新任务。
进一步地，在UTRAN方的切换期间MAC-eu子层在S-RNC中被终止。因此，提供重排功能性的重排缓冲器也可存在于S-RNC中。
用户设备的E-DCH MAC结构
图4表示在用户设备方的示范性E-DCH MAC的整体结构。一个新的MAC功能实体，MAC-eu403，被加入到Rel/99/4/5的MAC结构中。MAC-eu405实体在图5中被更加详细的描述。
存在M个不同的数据流(MAC-d)，其承载将从用户设备传输到节点B的数据分组。这些数据流能具有不同的QoS(服务质量)，例如，延迟和误差要求，并可要求不同的HARQ情况的配置。因此数据分组可被存储在不同的优先权队列中。分别位于用户设备和节点B中的HARQ传输和接收实体组将被称作HARQ进程。调度器在分配HARQ进程到不同的优先权队列过程中将考虑QoS参数。MAC-eu实体经由层1信令从节点B(网络方)接收调度信息。
UTRAN的E-DCH MAC结构
在软切换操作中，在UTRAN方的E-DCH MAC结构中的MAC-eu实体可被分布在节点B(MAC-eub)和S-RNC(MAC-eur)中。在节点B的调度器选择活动用户，并通过决定和发送指令的速率、建议的速率或用于限制活动用户(UE)到许可传输的TCFS(传输格式组合组)子集的TFC(传输格式组合)阈值来执行速率控制。
每个MAC-eu实体对应于一个用户(UE)。在图6中，更加详细的描述了节点B MAC-eu结构。应注意每个HARQ接收机实体被分配软缓冲存储器中的某些数量或区域用于组合来自未完成的重发的比特分组。一旦分组被成功接收，就被发送到用于向上层提供顺次发送的重排缓冲器中。根据所述的实现，在软切换期间重排缓冲器位于S-RNC中(参见3GPP TSG RAN WG1，meeting #31：“HARQ Structure”，Tdoc R1-030247，从 http：//www.3gpp.org得到)。在图7中，示出了包含有相应用户(UE)的重排缓冲器的S-RNC MAC-eu结构。重排缓冲器的数目等于在用户设备方相应MAC-eu实体中的数据流的数目。在软切换期间数据和控制信息从活动组内所有的节点B被发送到S-RNC。
应该注意所需的软缓冲器的大小取决于所采用的HARQ方案，例如，采用增量冗余(IR)的HARQ方案比具有追踪合并(CC)的方案需要更多的软缓冲器。
E-DCH信令
一种特殊方案操作所需要的E-DCH联合控制信令包括上行链路和下行链路信令。该信令取决于正被考虑的上行链路增强。
为了启动节点B受控调度(例如，节点B受控时间和速率调度)，用户设备必须在用于传输数据的上行链路上发送某一请求消息到节点B。该请求消息可包括用户设备的状态信息，例如，缓冲器状态、功率状态、信道质量估计。在下文中请求消息被称作调度信息(SI)。基于该信息，节点B能够估计噪声增量并对UE进行调度。根据下行链路中从节点B发送到UE的许可消息，该节点B将具有最大数据速率的TFCS和时间间隔分配给该UE，该UE被准许发送。在下文中许可消息被称作调度分配(SA)。
在上行链路中，用户设备必须向节点B发送对于正确解码被发送的分组所必须的速率指示消息信息，例如，传输块大小(TBS)、调制和编码方案(MCS)标准等。进一步地，在HARQ被采用的情况下，用户设备必须发送HARQ相关控制信息(例如，混合ARQ进程数目，在UMTS Rel.5被称作新数据指示器(NDI)的HARQ顺序号，冗余方案(RV)，速率匹配参数等等)。
在增强型上行链路专用信道(E-DCH)上接收和解码被发送的分组之后，如果发送成功则节点B必须通过在下行连路上分别发送ACK/NAK来通知用户设备。
Rel99/4/5UTRAN中的移动管理
在介绍与移动管理相关的一些程序之前，首先对下文中经常使用的一些术语进行定义。
一个无线链路可被定义为单个UE和单个UTRAN接入点之间的逻辑联合。其物理实现包括无线载体传输。
切换可被理解为从一个无线载体到另一个并且在连接中有暂时中断的UE连接的转换(硬切换)或将一个无线载体包含到UE连接中/从UE连接中去除一个无线载体以便UE不间断连接到UTRAN(软切换)。软切换专门用于使用码分多址(CDMA)技术的网络。当将当前的UTRAN结构作为一个实例时切换运行将会受到移动无线网络中S-RNC的控制。
和UE相关的活动组包括一组同时包含在UE和无线网络间的具体通信业务中的无线链路。一个活动组更新程序可被用来修改UE和UTRAN间的通信的活动组。该程序可包括三个功能：无线链路添加，无线链路移除和组合式无线链路添加和移除。同时存在的无线链路的最大数目被设为8。一旦各个基站的导频信号强度相对于活动组中最强成员导频信号的强度超过某一阈值，这时新的无线链路被添加到活动组。
一旦各个基站的导频信号强度相对于活动组中最强成员导频信号的强度超过某一阈值，就从活动组中移除一条无线链路。用于无线链路添加的阈值典型地被选择为大于无线链路移除的阈值。因此，添加和移除操作形成了有关导频信号强度的滞后现象。
导频信号测量值被从UE通过RRC信令通知给网络(例如，通知给S-RNC)。在发送测量结果之前，常常会执行一些过滤用于平衡快衰落。典型的过滤持续时间可能是大约200ms而产生切换延迟。基于测量结果，网络(例如，S-RNC)会决定起动执行活动组更新程序的功能之一(将节点B添加到当前活动组中，或从当前活动组中移除节点B)。
E-DCH-节点B受控调度
节点B受控调度是用于E-DCH的技术特征之一，其被预见能够更有效的利用上行链路资源以便提供上行链路中的更大单位吞吐量和增加覆盖率。术语“节点B受控调度”表示在由RNC设定的限制中，节点B受控TFC组的可能性，其中UE能从TFC组中选择合适的TFC。UE从中能够自主地选择TFC的TFC组在下文中被称作“节点B受控TFC子集”。
从图8中可以看出，“节点B受控TFC子集”为由RNC配置的TFCS的子集。UE采用Rel 5 TFC选择算法从“节点B受控TFC子集”中选择一个合适的TFC。假设存在足够的剩余功率和足够的可用数据并且TFC不处于封锁状态，在“节点B受控TFC子集”中的任何一个TFC都可被UE选择。存在有两种用于E-DCH的调度UE发送的最基本的方法。调度方案可都被看作是UE中TFC选择的管理，并且区别主要在于节点B能如何影响该过程和相关的信令需求。
节点B受控速率调度
该调度方法的原理是准许节点B通过快速TFCS限制控制来控制和限定用户设备的传输格式组合选择。节点B能够扩充/缩减“节点B受控子集”，用户设备可以根据合适的传输格式组合通过层1信令从“节点B受控子集”中自主的选择。在节点B受控速率调度中所有的上行链路传输可并行地发生，但是是以足够低的速率，以便不超过在节点B的噪声增量阈值。因此，来自不同用户设备的传输会恰好发生重叠。有了速率调度，当多个UE正在E-DCH上传输数据时，节点B能够仅限定上行链路TFCS，但是不能对时间进行任何控制。由于节点B不知道同时传输的UE的数目，因此也就不可能对单元中上行链路噪声增量做出精确的控制(参见3GPP TR 25.896：“Feasibility studyfor Enhanced Uplink for UTRA FDD(对于UTRA FDD中增强型上行链路的可行性研究)(第6版)”，版本1.0.0，可从 http：//www.3gpp.org得到)。
为了起动传输格式组合控制，通过节点B和用户设备间的层1信令引入两个新的层1消息。一个速率请求(RR)由用户设备经上行链路被发送到节点B。利用RR，用户设备能够请求节点B扩充/缩减“节点B受控TFC子集”一步。进一步地，一个速率许可(RG)被节点B通过下行链路发送到用户设备。通过采用RG，节点B例如，通过发送上行/下行指令，可改变“节点B受控TFC子集”。新的“节点B受控TFC子集”是有效的直到下次被更新。
节点B受控速率和时间调度
节点B受控时间和速率调度的基本原理是在一给定时间准许用户设备的一个子集执行发送(仅在理论上)，以便不超过在节点B的预期的总噪声增量。代替发送上行/下行指令来扩充/缩减“节点B受控TFC子集”一步，节点B可通过明确的信令，例如通过发送TFCS指示器(可以是一个指针)将传输格式组合子集更新到任意许可值。
进一步地，节点B可以设置起动时间，以及许可用户设备发送的有效周期。为了避免多个用户设备的传输恰好重叠到一定程度，用于不同用户设备的“节点B受控TFC子集”的更新可被调度器调整。在CDMA系统的上行链路中，同时发生的传输总是互相干扰。因此通过控制用户设备的数量，在E-DCH上同时传输数据，在单元中节点B会有对上行链路干扰等级的更精确控制。节点B调度器可基于，例如用户设备的缓冲器状态、用户设备的功率状态和节点B的可用的干扰热噪声增加量(RoT)裕量来确定哪个用户设备被准许传输以及确定在每个传输时间间隔(TTI)基础上的相应的TFCS指示器。
为了支持节点B受控时间和速率调度，引入了两个新的层1消息。一个调度信息更新(SI)被用户设备在上行链路中发送给节点B。如果用户设备发现一个用于发送调度请求给节点B的要求(例如在用户设备缓冲器中出现新数据)，用户设备要发送所需要的调度信息。根据该调度信息，用户设备向节点B提供关于其状态的信息，例如缓冲器占用率和可用的发送功率。
一个调度分配(SA)可从节点B在下行链路上发送给用户设备。一接收到调度请求，节点B就基于调度信息(SI)和参数(诸如在节点B可用的RoT裕量)，对用户设备进行调度。在调度分配(SA)中，节点B可发送被用户设备采用的TFCS指示器和随后的发送起始时间以及有效周期。
与以前提及的单独的速率受控调度相比较，节点B受控时间和速率调度提供了更加精确的RoT控制。但是，与速率受控调度相比，在节点B的更加精确的干扰控制是以更多的信令开销和调度延迟(调度请求和调度分配消息)为代价而得来的。
在图9中示出了具有节点B受控时间和速率调度的通常的调度程序。当一个用户设备想要被调度用于在E-DCH上传输数据时，它首先发送一个调度请求到节点B。Tprop在此表示在空中接口中的传播时间。调度请求的内容为信息(调度信息)，例如，用户设备的缓冲器状态和功率状态。一接收到调度请求，节点B就处理得到的信息并确定调度分配。该调度将需要处理时间Tschedule。
然后该调度分配，其包括TFCS指示器和相应的传输起始时间以及有效周期，被在下行链路传送到用户设备。在接收到调度分配之后，用户设备将在所分配的传输时间间隔起动在E-DCH上的传输。
速率调度或时间和速率调度的使用会受到可用功率的限制，因为E-DCH必须和用户设备在上行链路上的其它传输的混合共同存在。不同调度模式的共同存在在服务不同业务类型方面提供了灵活性。例如，与采用时间和速率受控调度相比，少量数据和/或较高优先权的业务例如TCP ACK/NACK可以仅采用具有独立传输的速率控制模式被发送。该模式可包括更短等待时间和更低信令开销。
如上所述的，当前有两种调度模式被考虑用于E-DCH，即速率受控调度模式以及时间和速率受控调度模式。在速率控制模式中，多个UE被许可自主传输并达到由节点B发送的最大数据速率，而在时间和速率受控模式中，多个UE的一个子集被许可传输直到达到由节点B发送的最大数据速率。因此在速率受控模式中，较低数据速率对所有的UE是持续可得到的，而在时间和速率受控模式中，较高数据速率对于多个UE的子集是可得到的并用于由节点B指定的时间间隔。同时，多个UE中的缓冲器占用率可能改变并因此最佳的调度模式也可能改变。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在网络方调度模式转换的机制。
本目的通过独立权利要求的主题来解决。本发明有利的实施例为与从属权利要求相关的主题。
本发明的一个实施例涉及一种用于由基站控制移动终端采用的调度模式来实现在移动通信网中上行链路数据传输的方法。根据该实施例，基站可接收到用于控制移动终端和基站间的上行链路数据传输的调度的反馈，还可以基于接收到的反馈判断估计移动终端的缓冲器占用率。其次，基站可基于所估计的缓冲器占用率将移动终端从当前用于上行链路传输的调度模式转换到另一种调度模式。在本发明的另一个实施例中，上行链路传输采用EDCH来执行。
在本发明的另一个实施例中，调度模式在所估计的缓冲器占用率低于或高于预定阈值的情况下被转换。
在更进一步的实施例中，假定移动终端在速率受控调度模式下执行上行链路数据传输。在这种情况下，基站可基于在预定时间周期内由基站接收到的关于增加上行链路传输速率的请求的数量来估计缓冲器占用率。
在进一步的变形中，如果在预定时间周期内由基站接收到的关于增加上行链路传输速率的请求的数量超过了一个预定阈值，基站可决定将移动终端转换到时间和速率受控调度模式。
在更进一步的实施例中，移动终端在时间和速率受控调度模式下执行上行链路数据传输。在这种情况下，反馈会以关于移动终端至少一个数据流的优先权队列占用率的报告的形式被接收，并且基站会基于这些报告来估计缓冲器占用率。
替换地，反馈会以业务量测量值报告的形式被接收，该业务量测量值报告指示用于移动终端中至少一个逻辑信道的RLC缓冲器占用率，并且基站会基于该业务量测量值报告估计缓冲器占用率。
在该替换方案中，基站可以从终止网络方无线资源控制协议实体的网络单元接收业务量测量值报告。
在本发明的另一个实施例中，是否改变用于上行链路传输的移动终端的调度的决定基于预定阈值。在这种情况下，如果所估计的缓冲器占用率低于预定阈值，那么基站决定将移动终端转换到速率受控调度模式。
在进一步的实施例中，预定时间周期和/或阈值由终止网络方无线资源控制协议实体的网络单元来设定。如上所述，缓冲器占用率阈值可表示一个这样的阈值，在高于或低于该阈值时，由基站来执行调度模式转换。
在本发明进一步的实施例中，预见基站可采用单独的预定时间周期和/或阈值，根据由移动终端发送的上行链路传输数据的业务等级类型和/或优先权，用于估计缓冲器占用率。
在该实施例的一个变化中，单独的预定时间周期和/或单独的阈值可以由终止网络方无线资源控制协议实体的网络单元来配置。
本发明的进一步的实施例提供了一个用于控制由移动终端采用的调度模式而实现在移动通信网内上行链路数据传输的基站。该基站可包括接收装置，接收用于控制移动终端和基站间的上行链路数据传输的调度的反馈。进一步地，该基站可包括处理装置，用于基于接收到的反馈来估计移动终端的缓冲器占用率，以及基于所估计的缓冲器占用率将移动终端从当前用于上行链路传输的调度模式转换到另一种调度模式。
在本发明的另一个实施例中，该基站可进一步包括适于执行与上述本发明的不同实施例相应的控制方法的步骤的装置。
本发明的进一步的实施例涉及包含有上述的基站和移动终端的移动通信系统。
此外，根据进一步的实施例，本发明提供了一种计算机可读媒介，用于存储这样的指令，当该指令由基站的处理器执行时，引起基站控制由移动终端采用的调度模式以在移动通信网内实现上行链路数据传输。这可以通过使基站接收用于控制移动终端和基站间的上行链路数据传输的调度的反馈，以及使基站基于接收到的反馈来估计移动终端的缓冲器占用率，并基于所估计的缓冲器占用率将移动终端从用于上行链路传输的当前调度模式转换到另一种调度模式来实现。
在本发明的进一步的实施例中，计算机可读媒介可进一步存储这样的指令，当该指令被基站的处理器执行时，引起基站执行与上述的各种实施例之一相应的方法的步骤。
附图说明
在下文中，将参考附图对本发明做更加详细的描述。在附图中相似或相应的元件采用相同的附图标记。
图1表示UMTS的高层结构，
图2表示与UMTS R99/4/5相应的UTRAN的结构，
图3表示漂移和服务无线子系统，
图4表示用户设备端的E-DCH MAC结构，
图5表示用户设备端的MAC-eu结构，
图6表示节点B的MAC-eu结构，
图7表示RNC的MAC-eu结构，
图8表示用于节点B受控调度的传输格式组合组，
图9表示时间和速率受控调度模式的操作，
图10表示根据本发明一个实施例的所观测移动终端的调度模式转换，其中描述了终端传输缓冲器占用率、所用的调度模式和噪声增量管理，
图11和12表示根据本发明不同实施例的从时间和速率受控调度模式到速率受控调度模式的节点B受控转换，
图13表示根据本发明的另一个实施例的从速率受控调度模式到时间和速率受控调度模式的节点B受控转换，
图14表示根据本发明一个实施例的控制从时间和速率受控调度模式到速率受控调度模式的转换的控制方法的流程图，
图15表示根据本发明一个实施例的控制从速率受控调度模式到时间和速率受控调度模式的转换的控制方法的流程图。
具体实施方式
在下面的段落中将对本发明的各个实施例进行描述。仅为了示范性目的，所列出的大部分实施例都和UMTS通信系统相关，并且在接下来的部分中采用的术语大部分和UMTS术语相关。然而，所采用的术语和有关UMTS结构的实施例的描述并不意在将本发明的原理和观点限制于这种系统。
再有，在上面在技术背景部分给出的具体描述仅是为了更好的理解在下文中所述的大部分UMTS的具体示范性实施例，并且不应该理解为将本发明限制于所述的移动通信网内具体实施过程和功能。
在随后的部分中将要描述的观点和原理可应用到提供采用不同调度模式的上行链路传输的移动通信系统中。更进一步地，在此所描述的原理特别地可应用到其中单个数量的许可噪声增量被分配给处于不同应用调度模式的UE的系统中。
在图10中示出了通过节点B来控制用于所观测UE的上行链路传输的噪声增量管理的实例。为了示范性目的，可假定单独数量的许可噪声增量被分配给处于速率受控调度模式以及时间和速率受控调度模式的UE。
调度模式转换可对不同的UE独立地执行。分配给所观测UE的噪声增量被单独标注(参见图10的图例)。根据本发明的一个实施例，为了缓冲器中更高的数据量UE在时间和速率受控调度模式中操作，而为了缓冲器中更低的数据量UE在速率受控调度模式中操作。
图11、12和13根据本发明不同的实施例标注了依据UE缓冲器占用率的调度模式转换的示范性机制。缓冲器占用率可由观测节点B基于对不同调度模式可得到的不同的反馈信息来估计。
在本发明的一个示范性实施例中，在时间和速率受控调度模式中关于缓冲器占用率的UE报告在每个MAC-d流的优先权队列中被完成。
如上已经提及的，根据UMTS技术标准，通常地缓冲器占用率报告在速率受控调度模式下无法得到。在这种模式下，节点B采用“速率提高”和“速率下降”消息来许可基本TFCS控制。因为所有的被配置例如用于E-DCH操作的UE周期性地在速率受控调度模式下发送控制消息，缓冲器占用率报告可被嵌入到这些消息中，虽然，它们可造成巨大的上行链路干扰。
然而，应该注意在上行链路上的控制消息通过层1信令被传输，以便它们可被直接提供给相应的接收节点B，其和层3信令(例如，RRC)相反，根据UMTS技术标准层3信令通常在RNC中被终止。
另外一种将UE的缓冲器占用率报告给网络的途径是业务量测量值报告，如同UMTS标准中所规定的(例如参见3GPP TS 25.331中第10部分：“RadioResource Control(RRC)protocol specification(无线资源控制(RRC)协议技术标准)”，版本6.1.0可从 http：//www.3gpp.org得到)。服务RNC可启动，停止或修改UE中的多个并行测量值，以及这些测量值中的每一个都可以单独地互相控制。对于Cell_DCH中的多个UE来说，也就是说对于接收E-DCH的多个UE来说，专用测量值控制消息可从网络方被发送。
例如，UE可通过RRC消息发送缓冲器占用率报告(RLC缓冲器有效负载、平均RLC缓冲器有效负载和RLC缓冲器有效负载的方差)到控制RRC的RAN网络元件(例如，在当前UMTS结构中的SRNC)。业务量测量值信息例如，可包含关于每个逻辑信道的RLC缓冲器占用率的数据。关于业务量测量值的报告可被周期性完成或被事件驱动，其是由控制网络实体的RRC配置的选项。应该考虑不为所有的UE配置这些消息，因为这会造成上行链路上干扰的增加。并且，应该注意测量值为RRC信令(层3)的一部分，因此能够由控制RRC的RAN网络元件(例如，在当前UMTS结构中的SRNC)来处理。
关于缓冲器占用率的报告还可在时间和速率受控调度模式的控制消息中被传送。当逻辑信道多路复用不被执行时(即，来自RLC实体的单独逻辑信道不和MAC-d流多路复用)，通过缓冲器占用率报告所获得的信息量近似地等于通过业务量测量值报告所获得的信息量。
因此，通常或者直接报告给节点B的层1缓冲器占用率或者RRC业务量测量值可由节点B采用以决定调度模式转换。在其中RRC在节点B内没有被终止的UMTS结构的情况下(例如，参见3GPP TS 25.897：“TechnicalSpecification Group Radio Access Network；Feasibility Study on the Evolution ofUTRAN Architecture(技术标准组无线接入网络；关于UTRAN结构改进的可行性研究)(第6版)”可在 http：//www.3gpp.org得到)，业务量测量值可趋向于相同。
图11和12示出了本发明的示范性实例，在该实例中，缓冲器占用率报告或业务量测量值报告被用于对转换调度模式作出决定。
在图11和12中，UE被从速率受控调度模式(RCSM)转换到时间和速率受控调度模式(TRCSM)，并返回到速率受控调度模式(RCSM)。水平虚线被用于描述UE端的缓冲器占用率的阈值，该阈值可用于触发调度模式的转换。
一旦对所观测的UE决定采用时间和速率受控调度模式，节点B可获得缓冲器占用率报告或业务量测量值报告信息，其许可节点B估计当前用于UE的上行链路传输的缓冲器占用率。如图11所示，一旦所估计/所决定的UE的缓冲器占用率下降到缓冲器占用率阈值以下，节点B可决定改变调度到速率受控调度模式。
替换地，如图12所示，可以仅在如果若干连续报告表明缓冲器占用率低于阈值才执行转换。例如，虽然在图12中的第二报告表明UE端的缓冲器占用率低于阈值，调度模式的转换不被执行，因为下一个、第三个报告再次表明在UE端的缓冲器占用率高于阈值。然而，因为报告六和七连续地表明在UE端的缓冲器占用率低于阈值，节点B可决定转换到另一个调度模式，例如，速率受控调度模式。
考虑到从时间和速率受控调度模式转换到速率受控调度模式的示范性实例，应该注意该转换的明确信令不被执行。调度分配向移动终端提供了数据传输参数，其仅在预定的或具体的时间周期内有效。在经过该时间周期之后，移动终端可自动转换到速率受控调度模式。然而，也可能通过传输或者“速率提高”或者“速率下降”指令到移动终端，同样地，也就是说，调度模式转换被明确地通知。
在图14中，示出了根据本发明的一个实施例的转换机制的示范性操作。节点B可获得1401例如，来自控制用于终止与所观测UE相关的RRC协议的RAN实体的RRC的业务量测量值信息。替换的，关于MAC-d流的优先权队列的占用率的信息可以从速率和时间受控调度模式的控制消息中获得。因为测量值在每一个逻辑信道上(也就是RLC的每个缓冲器上)被发送，节点B可计算1402UE中的总缓冲器占用率以决定模式转换。
接下来，节点B可决定1403用于所观测的UE的调度模式是否被改变。因此可以采用如上所述的关于图11和12的操作。如果决定转换调度模式到速率受控调度模式，在其中当前速率和时间受控调度模式的资源分配有效的时间结束之后，节点B将会开始发送与速率受控调度模式相应的控制消息。因此假定各个调度模式的调度消息被用来指示要被采用的调度模式。如果没有决定改变调度模式，将会对下一个报告进行评定。
图14所描述的机制也可以被用于转换，例如，从时间和速率受控调度到速率控制调度以及反之亦然。根据目前采用的调度模式，用于UE缓冲器占用率的不同的阈值可以在执行转换时被配置。
然而会存在缓冲器占用率报告在速率受控调度模式中无法得到的情况。一个原因可能是在这种模式中控制消息量远远高于时间和速率受控模式中的消息量，以及由每个UE发出的缓冲器占用率的报告会在上行链路中产生很高的干扰。
因此，根据本发明的进一步的实施例，当UE工作在速率受控调度模式时，可使用不同的缓冲器占用率索引。根据本发明的进一步的实施例，节点B会在预定时间周期期间观测到来自特定UE的“速率提高”请求，该预定时间周期也可被称作“活动计时器”。基于所观测到的“速率提高”请求的数量，节点B可估计UE的缓冲器占用率：如果多数“速率提高”请求在预定时间周期内被观测到，这表明该UE的传输缓冲器的占用率很高。因此，如果在该时间内观测到足够多数量的请求，节点B会决定将该UE转换到时间和速率受控模式。
为了示范性目的，在图13中示出了该操作。UE最初工作在速率受控调度模式(RCSM)，并且节点B观测在预定时间周期T内接收到的“速率提高”请求(由垂直线箭头表示)的数量。如果所观测到的“速率提高”请求的数量大于预定阈值，那么节点B决定改变所观测UE的调度模式到时间和速率受控调度模式(TRCSM)。
替换地，在本发明的另一个实施例中，控制终止与所观测UE相关的RRC协议的RAN实体的RRC(例如，SRNC)可向观测节点B提供业务量测量值报告的结果。为了最小化lub/lur业务量，这可以例如在一个事件触发基础上来完成。例如，仅在缓冲器占用率超过某一个阈值的情况下，控制RAN实体的RRC才向节点B提供结果。如果足够多数量的这些结果在由活动计时器所控制的预定时间周期期间被观测到，那么节点B可决定将UE从速率受控调度模式转换到时间和速率受控调度模式。
就从速率受控调度模式转换到时间和速率受控调度模式的实例来说，这可通过发送一个调度分配来通知移动终端。在接收到来自基站的该消息的情况下，移动终端将根据时间和速率受控调度模式执行各个上行链路信道的数据传输。
图15示出了根据本发明的实施例由节点B执行的UE观测处理的示范性流程图。首先假定UE在速率受控调度模式下被调度。节点B可接收到关于所观测UE的上行链路数据传输的反馈1501。如上所述，该反馈可以是从UE接收到的“速率提高”请求(或者可以是关于业务量测量值或缓冲器占用率报告的反馈信息)。请注意在RRC控制器位于决定所观测UE的调度模式的节点B中的情况下，同样的可使所观测UE的业务量测量值报告信息容易地可获得而用于决定UE是否应当转换到另一种调度模式。
当在预定时间周期内接收到的“速率提高”请求被观测到的情况下，节点B可例如，通过采用活动计时器，决定预定时间周期是否已经过去1502。如果来自终止与UE相关的RRC协议的RAN实体的缓冲器占用率或相关的信息已经被报告，那么该步骤就不是必需的。
接下来，节点B基于所接收到的反馈来估计UE的缓冲器占用率1503。这可以例如通过确定在预定时间周期内的“速率提高”请求的数量是否大于一个阈值来完成。替换地，节点B可以采用业务量测量值报告的结果。这些结果可以从终止RRC协议的RAN实体被发送到节点B。因为测量值在每一个逻辑信道上(也就是RLC的每个缓冲器上)被发送，因此节点B可计算UE中的总缓冲器占用率以决定模式转换。基于所获得的关于在UE的估计缓冲器占用率的信息，节点B然后可以决定转换调度模式是否适当1504。如果适当的话，UE将会被通知采用另一种调度模式(例如，时间和速率受控调度模式)1505。例如，由节点B发送的调度消息可用于这种目的，因为它们指示了所要采用的相应的调度模式。如果决定不转换调度模式，则控制预定时间周期的活动计时器复位1506，并且程序被重新启动。
如上所述，可能会从多个UE获得业务量测量值，然而许多UE的这些测量值的配置会产生附加的上行链路干扰。因此，当决定从速率受控调度模式转换到时间和速率受控调度模式时，优选地节点B可以更合适地在由活动计时器设定的时间段期间观测“速率提高”请求的数量。并且，因为SRNC没有察觉到调度请求，RNC受控模式转换会比节点B受控转换更慢。因此假定节点B来作出转换决定。
从时间和速率受控调度模式到速率受控调度模式的转换可以基于缓冲器占用率报告，该缓冲器占用率报告已经在时间和速率受控调度模式中得到。因为时间和速率受控调度模式实现了关于UE子集传输的更高数据速率，而速率受控调度模式实现了关于所有UE传输的更低数据速率，所以转换到速率受控调度模式不被看作是决定性的以及不必总是基于已规定的活动计时器。
在本发明的一个进一步的实施例中，预见到控制RAN实体的RRC-例如SRNC-能够通过应用协议通信来配置活动计时器，即，从而可以配置预定时间周期。另一种方案是许可控制RAN实体的RRC来配置调度模式转换，同样地，也可采用重新设定的预定时间周期，以及触发调度模式转换的“速率提高”请求的数量或缓冲器占用率阈值也可以在采用缓冲器占用率报告或业务量测量值报告来决定调度模式转换的情况下被配置。
在本发明的另一个实施例中，一个EDCH信息要素(IE)“活动计时器”在RNSAP无线电链路设置DCH程序的RL设置消息中被定义，以及该EDCHIE“活动计时器”在NBAP无线电链路设置公共程序的RL设置消息中被定义。在采用用于配置调度模式转换程序的选择参数的情况下，各种IE可被选择性地或随意地包括在这些消息中。
进一步地，在本发明的另一个实施例中，不同业务等级类型或优先权都能被转换程序考虑到。例如，多个UE可具有在EDCH上传输的不同业务类型。此外，在EDCH上被传输的交互类型业务可具有不同的业务处理优先权。业务等级和业务处理优先权可从控制RAN实体的RRC被提供给控制调度模式转换的节点B。例如，活动计时器的不同值或不同缓冲器占用率阈值可被配置用于不同的业务等级和/或交互等级的业务处理优先权。
例如，活动计时器的最小值可被配置用来和GBR(所能保证的位速率)业务相匹配，而活动计时器的最大值可被配置用于交互等级的最低业务处理优先权。
如果存在多个不同业务等级和/或业务处理优先权的业务流，活动计时器或不同缓冲器占用率阈值可被配置用于它们中的每一个。为了这个目的，应用协议消息也会相应地被扩充，即传输参数的新消息或者现有消息中附加的IE(多个IE)可为了此目的被定义。
本发明的另一个实施例涉及软切换操作期间的调度模式转换。例如，在软切换期间由单个节点B来控制EDCH操作的情况下，节点B可被称作服务节点B。假定在软切换期间存在控制调度模式转换的服务节点B。只要服务节点B被改变，有关活动计时器的相应值或缓冲器占用率阈值就由控制RAN实体的RRC来配置。
例如，用于EDCH的服务节点B可被选择以便与用于高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的服务节点B一致。因为目前不存在许可用于HS-DSCH操作的软切换，在用于HS-DSCH程序的单元改变程序执行之后，用于HS-DSCH(以及因此用于EDCH)的服务节点B被改变。在这种情况下，控制RAN实体的RRC将配置用于新的服务节点B的缓冲器占用率阈值/活动计时器的相关相应值。
本发明的另一个实施例涉及采用硬件和软件来实现上述的各种实施例。应该认识到上文提到的各种方法以及上述的各种逻辑单元、模块、电路可采用计算装置(处理器)来实现或执行，例如，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、域可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备等等。本发明的各个实施例还可以通过这些设备的组合来实现或被具体化。
进一步地，本发明的各个实施例还可以通过由处理器执行的或直接在硬件中执行的软件模块来实现。软件模块和硬件实现的组合也是可能的。软件模块可被存储在任何形式的计算机可读存储媒介上，例如RAM、EPROM、EEPROM、快速存储器、寄存器、硬盘、CD-ROM、DVD等等。

Claims (17)

1、一种用于由基站控制移动终端所采用的调度模式来实现移动通信网内的上行链路数据传输的方法，该方法包括由基站执行的下列步骤：
接收用于控制在移动终端和基站之间的上行链路数据传输的调度的反馈，
基于该接收到的反馈估计移动终端的缓冲器占用率，和
基于所估计的缓冲器占用率将移动终端从目前用于上行链路传输的调度模式转换到另一种调度模式。
2、根据权利要求1的方法，其中调度模式在所估计的缓冲器占用率大于或小于一个预定阈值的情况下被转换。
3、根据权利要求1的方法，其中移动终端在速率受控调度模式下执行上行链路数据传输，以及其中缓冲器占用率基于在预定时间周期内由基站接收的、增加上行链路传输速率的请求的数量被估计。
4、根据权利要求3的方法，其中如果在预定时间周期内由基站接收的增加上行链路传输速率的请求的数量大于一个预定阈值，则基站决定将移动终端转换到时间和速率受控调度模式。
5、根据权利要求1-4中任何一个的方法，其中移动终端在时间和速率受控调度模式下执行上行链路数据传输，以及其中反馈以在移动终端的至少一个数据流的优先权队列占用率报告的形式被接收，并且缓冲器占用率基于所述报告被估计。
6、根据权利要求1-4中任何一个的方法，其中移动终端在时间和速率受控调度模式下执行上行链路数据传输，以及其中反馈被以业务量测量值报告的形式被接收，该业务量测量值报告指示用于移动终端的至少一个逻辑信道的RLC缓冲器占用率，并且缓冲器占用率基于所述业务量测量值报告被估计。
7、根据权利要求6的方法，进一步包括从终止网络方无线资源控制协议实体的网络单元接收业务量测量值报告的步骤。
8、根据权利要求1-7任何一个的方法，其中如果所估计的缓冲器占用率低于预定的缓冲器占用率阈值，那么基站决定将移动终端转换到速率受控调度模式。
9、根据权利要求1-3任何一个的方法，其中预定时间周期和/或阈值被终止网络方无线资源控制协议实体的网络单元配置，其中缓冲器占用率阈值表示一个这样的阈值，在高于或低于该阈值时，由基站来执行调度模式转换。
10、根据权利要求9的方法，进一步包括依据由移动终端发送的上行链路传输数据的业务等级类型和/或优先权，采用单独的预定时间周期和/或阈值来估计缓冲器占用率的步骤。
11、根据权利要求10的方法，其中单独的预定时间周期和/或单独的阈值被终止网络方无线资源控制协议实体的网络单元配置。
12、根据权利要求9-11中任何一个的方法，其中预定时间周期和/或阈值被NBAP协议或RNSAP协议的无线链路设置消息配置。
13、一种用于控制移动终端所采用的调度模式来实现移动通信网内的上行链路数据传输的基站，该基站包括：
接收装置，接收用于控制移动终端和基站之间的上行链路数据传输的调度的反馈，和
处理装置，基于所接收到的反馈，估计移动终端的缓冲器占用率，和
基于所估计的缓冲器占用率将移动终端从目前用于上行链路传输的调度模式转换成另一种调度模式。
14、根据权利要求13的基站，进一步包括适合于执行根据权利要求1-12任何一个方法的步骤的装置。
15、一种包括有根据权利要求13或14的基站以及移动终端的移动通信系统。
16、一种用于存储指令的计算机可读媒介，当该指令被基站的处理器执行时，引起基站通过如下步骤来控制移动终端所采用的调度模式以实现移动通信网内上行链路数据传输，
接收用于控制移动终端和基站间的上行链路数据传输的调度的反馈，
基于该接收到的反馈估计移动终端的缓冲器占用率，和
基于所估计的缓冲器占用率将移动终端从目前上行链路传输采用的调度模式转换到另一种调度模式。
17、根据权利要求16的计算机可读媒介，进一步存储有这样的指令，当该指令被基站的处理器执行时，引起基站执行根据权利要求1-12任何一个方法的步骤。
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