CN1781329A - 无线通信系统中的上行链路调度模式管理 - Google Patents

无线通信系统中的上行链路调度模式管理 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于在无线通信系统中的上行链路上的调度模式之间可靠转换的方法。使用无线通信设备和基站之间的信令尽可能地影响调度模式之间的转换，在大多数情况中提供了低延迟的转换。有利地，可以使用直接在无线通信设备和网络控制元件之间的信令。此外，即使当无线通信设备在软切换情况下与多个基站通信时，由于网络控制元件可以发挥作用，确保所有的基站对应于无线通信设备使用的当前调度模式，该方法仍可以有效地操作。

Description

无线通信系统中的上行链路调度模式管理
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的上行链路传输调度。特别地，本发明涉及无线通信系统中的上行链路传输调度模式之间的转换管理。
背景技术
图1说明了根据现有技术的传统的蜂窝通信系统的原理。地理区域被分为多个小区1、3、5、7，每个小区由基站9、11、13、15服务。基站通过固定网络互连，其将接收自较高层的数据传递到基站9、11、13、15。移动站经由无线通信链路由该移动站所处的小区的基站服务。在图1的示例中，移动站17由基站9在无线链路19上服务，移动站21由基站11在无线链路23上服务，等等。
随着移动站的移动，其可能从一个基站的覆盖范围移动到另一基站的覆盖范围，即从一个小区移动到另一小区。例如，移动站25起初由基站13在无线链路27上服务。随着其朝向基站15移动，其进入两个基站13和15的重叠覆盖的区域，并且在该重叠区域内，其由基站15在无线链路29上支持。随着移动站25进一步移动到小区7中，其继续由基站15支持。这被称为小区之间的移动站的切换或交换。
蜂窝通信系统典型地将其覆盖范围延伸到整个国家，并且包括支持数千甚而数百万的移动站的数百甚而数千个小区。从移动站到基站的通信被称为上行链路，而从基站到移动站的通信被称为下行链路。
将基站互连的固定网络可操作用于在任何两个基站之间路由数据，由此使得小区中的移动站能够同任何其他小区中的移动站通信。此外，固定网络包括网关功能，用于互连到外部网络，诸如公共交换电话网(Public Switched Telephone Network，PSTN)，由此允许移动站同陆线电话以及由陆线连接的其他通信终端通信。而且，固定网络包括许多所需用于管理传统的蜂窝通信网络的功能，其包括用于路由数据、许可控制、资源分配、用户计费、移动站鉴权等的功能。
目前，最普遍的蜂窝通信系统是第二代通信系统，其被称为全球移动通信系统(Global System for Mobile communication，GSM)。GSM使用被称为时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)的技术，其中通过将载频分为8个离散的时隙实现了用户分离，该时隙可以独立地分配给用户。在Michel Mouly和Marie Bernadette Pautet的“The GSM System for Mobile Communications”，Bay Foreign LanguageBooks，1992，ISBN 2950719007中可以找到GSM TDMA通信系统的进一步描述。
目前，第三代系统正在发展，以进一步增强提供给移动用户的通信服务。最广泛采用的第三代通信系统基于码分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)，其中通过在相同的载波频率上向不同的用户分配不同的扩频码和扰码，获得了用户分离。通过利用分配的代码进行倍频，扩展了传输，由此使信号扩展到宽的带宽上。在接收机处，代码被用于对接收的信号解扩，由此重新生成原始信号。每个基站具有专门用于导频和广播信号的代码。使用该原理的通信系统的示例是通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)，其目前正在部属。在Harri Holma(编辑)、Antti Toskala(编辑)的“WCDMA for UMTS”，Wiley & Sons，2001，ISBN 0471486876中可以找到CDMA的进一步的描述，特别是UMTS的宽带CDMA(WCDMA)模式的进一步描述。
诸如UMTS的CDMA系统的一个特征在于，移动站(其在UMTS语言中被称为用户设备(UE))能够在一段时间周期内同时与多个基站(其在UMTS中被称为节点B)保持信令和数据联系，而非如上文所述，仅在从一个小区移动到另一小区时进行联系。该情况被称为软切换或软交换。UE在激活集中保留与其关联的节点B的列表，即与之联系的基站。因此，当处于软切换时，在激活集中UE将具有不止一个节点B。
通常，无线通信系统中的上行链路传输是使用“自主调度”模式进行调度的，由此只要UE的传输缓冲器中具有数据UE即可以传输，并且允许所有的UE同时传输。典型地，可由UE使用的数据率和功率由节点B控制。该数据率和功率可由节点B通过多种方式控制，例如，借助于由节点B强制推行的传送格式组合集(Transport FormatCombination Set)中的限制，或者使用小区中的Persistence参数广播，如摩托罗拉(Motorola)在共同未决的申请(Motorola代理案号CS22879RL)中描述的。
提出了一种用于UMTS的增强型上行链路专用传送信道(Enhanced Uplink Dedicated Transport channel)。提出的增强型上行链路的特征是，节点B控制上行链路调度，由此节点B以这样的方式控制上行链路传输的时序和功率，即，使上行链路通过量最大，同时将干扰保持在可接受的水平。特别地，节点B可以考虑上行链路信道条件，例如等待传输的数据量和可利用的UE的传输功率，调度UE的上行链路传输。该类型的调度被称为显式节点B调度，由此层1(L1)的信令，即UE和节点B之间的信令，在上行链路和下行链路上均被使用，以便于准许关于该传输的UE特定时间间隔和最大传输功率。
相比于自主调度，显式调度向节点B提供了较高程度的控制，并由此允许节点B较好地使小区之间的和小区内的干扰最小，并且因此使上行链路容量最大。然而，相比于自主调度，对于显式调度，该优点的提供是以增加L1上行链路和下行链路的信令需要为代价的。因此，如果UE仅具有少量的待传输数据，优选的是使用自主调度，这是因为，考虑到额外的L1信令开销，显式调度未提供上行链路性能的净提高。
先前已经提出，自主模式和显式模式应被用于所提出的增强型上行链路专用传送信道，自主模式和显式模式之间的转换是唯一基于用户的软切换状态进行的。这样，处于软切换(即，同多个节点B通信)的UE将使用自主调度，而未处于软切换(即，仅同单一的节点B通信)的UE将使用显式调度。
然而，对于该方案，存在许多缺点。特别地，处于软切换的高数据率的用户将使用并非高效的自主调度，而未处于软切换的低数据率的用户将使用显式模式，其在信令开销方面并非是高效的。而且，没有提出关于如何可靠地执行从显式到自主以及从自主到显式的模式改变的细节。
此外，已经提出，UE可以自主地以某个速率阈值传输，UE必须自节点B请求超过该阈值的速率，并且在该速率下由节点B进行显式调度。再一次地，没有提及如何处理自主模式和显式调度模式之间的转换。
另一方案是，自主调度和显式调度可以同时操作。如果UE数据缓冲器占用量和可利用功率是足够高的，则UE请求且节点B准许每次对一个帧/子帧进行显式操作。该方法的主要的和明显的缺陷在于，这移除了节点B决定应何时调度UE的能力。该灵活性是需要的，例如，用于在上行链路信道条件良好时，允许节点B调度UE(即，执行“upfade”调度)，其提供了显著的性能优势。
因此，存在对一种用于非软切换情况和软切换情况的在自主和显式调度模式之间转换的方法的需要。
本发明寻求减少或减轻现有技术中遇到的问题。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种无线通信设备中的操作方法，该无线通信设备能够操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，其中当无线通信设备操作于第一模式时，该方法包括步骤：确定是否需要根据第二模式的操作；响应需要根据第二模式的操作的确定结果，向服务基站或至少一个服务基站发送调度上行链路传输的请求；如果自基站接收到调度消息，则进入第二模式。
根据本发明的第二方面，提供了一种无线通信设备中的操作方法，该无线通信设备能够操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，其中当无线通信设备操作于第一模式时，该方法包括步骤：确定是否需要根据第二模式的操作；响应需要根据第二模式的操作的确定结果，向服务基站或至少一个服务基站发送调度上行链路传输的请求；如果未自基站接收到调度消息，则向网络控制器发送请求第二模式操作的消息。
根据本发明的第三方面，提供了一种无线通信设备中的操作方法，该无线通信设备能够操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，其中当无线通信设备操作于第二模式时，该方法包括步骤：确定是否需要根据第一模式的操作；响应需要根据第一模式的操作的确定结果，向服务基站或至少一个服务基站发送第一模式通知消息；转换到第一模式。
根据本发明的第四方面，提供了一种服务无线通信设备的基站的操作方法，该基站能够操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，其中当基站处于第一模式时，该方法包括步骤：自无线通信设备接收第二模式操作请求；响应该第二模式操作请求，调度上行链路传输；以及，如果在计划时间自无线通信设备接收到有效上行链路传输，则转换到第二模式。
根据本发明的第五方面，提供了一种服务无线通信设备的基站的操作方法，该基站能够操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，其中当基站处于第二模式时，该方法包括步骤：确定是否自无线通信设备接收到第一模式通知消息；以及，在自无线通信设备接收到第一模式通知消息时，转换到第一操作模式。
根据本发明的第六方面，提供了一种服务无线通信设备的基站的操作方法，该基站能够操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，其中当基站处于第二模式时，该方法包括步骤：确定是否自无线网络控制器接收到指令基站转换到第一操作模式的消息；以及，如果接收到该指令，则转换到第一模式。
根据本发明的第七方面，提供了一种无线通信系统中的无线网络控制器的操作方法，该无线通信系统具有至少一个基站，其在使用中向至少一个无线通信设备提供通信服务，该至少一个基站和至少一个无线通信设备可操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，包括步骤：确定自处于第一模式的无线通信设备接收到请求转换到第二模式的消息；以及，响应所述消息的接收，指令所有同该无线通信设备关联的基站转换到第二模式。
根据本发明的第八方面，提供了一种无线通信系统中的无线网络控制器的操作方法，该无线通信系统具有至少一个基站，其在使用中向至少一个无线通信设备提供通信服务，该至少一个基站和至少一个无线通信设备可操作于第一模式，其中无线通信设备调度上行链路传输，和第二模式，其中基站调度上行链路传输，包括步骤：确定自与无线通信设备关联的基站接收到指出该无线通信设备已进入第一或第二模式的消息；以及，指令同该无线通信设备关联的任何其他的基站，该无线通信设备已进入第一或第二模式。
本发明还提供一种存储介质，用于存储处理器可实现的指令，其用于控制处理器执行本发明的方法。
此外，本发明还提供了无线通信装置，用于执行本发明的方法。特别地，如所描述的，本发明提供了一种无线通信设备、一种基站、和一种网络控制器，用于执行本发明的方法。然而，根据本发明的方法还分布于通信系统的不同元件中。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了示出其如何实现，现将参考作为示例的附图，其中：
图1是无线通信系统的一般系统图示；
图2a说明了根据关于上行链路数据传输的显式调度的方案的下行链路上的信令；
图2b说明了根据关于上行链路数据传输的显式调度和自主调度的方案的上行链路上的信令；
图3是解释了根据本发明的第一方面的无线通信设备的操作方法的流程图；
图4是说明了根据本发明的第二方面的基站的操作方法的流程图；
图5是说明了根据本发明的第三方面的无线通信设备的操作方法的流程图；
图5a是说明了根据本发明的第三方面的无线通信设备的操作方法的可替换的实施例的流程图；
图6是说明了根据本发明的第四方面的基站的操作方法的流程图；
图7是说明了根据本发明的第五方面的无线网络控制器的操作方法的流程图。
具体实施例方式
本发明涉及无线通信系统中的上行链路传输的调度，并且特别地，涉及关于无线通信系统中的从无线通信设备到基站的上行链路传输的自主调度模式和显式调度模式之间的转换的管理。
尽管参考同3GPP规范兼容的WCDMA系统描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于该系统，而是可以应用到其他CDMA和TDMA无线通信系统中的上行链路通信。因此，在下面的描述中，术语“UE”意指任何适当的无线通信设备，术语“节点B”意指任何收发信机基站，而术语“RNC”意指任何无线网络控制器，诸如基站控制器。此外，此处被描述为在UE和节点B之间在适合于同3GPP规范兼容的WCDMA系统的特定信道上发送的控制信号和数据，在本发明的其他的实施例中，可以在其他通信系统中可利用的任何适当的控制和数据信道上发送。
图2a和2b说明了在建立用于上行链路数据传输的显式调度模式时，在无线通信设备(UE)和基站(节点B)之间交换的信令，其将被用作用于本发明下面的讨论的示例性基础。
在所说明的显式调度模式中，例如在所提出的增强型专用信道(E-DCH)上行链路信道上，UE向节点B发送调度信息。该调度信息包括，例如，UE须在上行链路上发送的数据量指标(还被称为缓冲器占用量)、和关于UE功率可用性或功率余量的信息。
节点B通过调度一个或多个关于UE的上行链路响应调度信息，并且在调度分配消息(SAM)中通知UE计划上行链路传输时序，该SAM在例如下行链路专用信道或高速共享控制信道(HS-SCCH)上发送到UE。SAM典型地通知UE所分配的传输时间，以及例如，允许用于上行链路传输的UE的最大功率。
在计划时间，UE在第一代码信道上向节点B发送数据，并且在分离的代码信道上发送传送格式和资源标识(Transport Format andResource Indicator，TFRI)。设想所提出的增强型专用信道可用于发送数据和TFRI：例如，UE可以使用所提出的增强型专用物理数据信道(E-DPDCH)向节点B发送数据，并且所提出的增强型专用物理控制信道(E-DPCCH)可用于TFRI数据。然而，还可以使用任何适当的上行链路信道。
TFRI包含例如，关于发送的实际数据量和编码的信息，以及节点B所需用于正确地解释接收数据的其他信息。典型地，TFRI还将包括可靠性信息，诸如循环冗余校验信息，以使节点B能够评估接收的TFRI信息的可靠性。
重复上文陈述的步骤：这样UE周期性地向节点B发送调度信息，节点B调度一个或者多个上行链路传输，并且借助于SAM通知UE计划传输时序。
图2b还说明了用于上行链路数据传输的根据建立的自主调度模式的信令，其将用作用于下面的本发明的讨论的基础。因此本发明的描述假设，自主模式由从UE到节点B的经由分配给UE的专用物理数据信道(DPDCH)的上行链路数据传输组成，其速率由相关联的专用物理控制信道(DPCCH)上承载的传送格式组合标识(TFCI)信令表示。然而，该方法对于自主调度的其他变化方案同样有效，例如，其中数据传输出现在增强型专用物理数据信道(E-DPDCH)上。
现将通过参考图3～7描述本发明。
图3是解释根据本发明的第一方面的无线通信设备的操作方法的流程图。
如上文所指出的，为了进行描述，假设UE开始于自主模式(100)。在自主模式中，UE负责调度其在上行链路上的传输。
在自主模式(100)中，UE确定是否需要显式调度。该确定可以基于待发送的数据量进行，如说明性实施例中的。然而，调度模式的确定可以基于其他的考虑进行，诸如应用程序状态、所需的服务质量、软切换状态或者缓冲器占用量的增加速率。
这样，在说明性实施例中，UE通过监视上行链路上的待传输的数据量，例如通过将UE上行链路传输缓冲器中的字节数目同阈值X比较(105)，确定是否需要显式调度。可以通过技术人员想到的任何方式确定适当的X值。值X可以是静态的或者可以例如，响应接收自基站的更新，基于接收自所有激活集小区的导频信息或功率控制信息，基于UE的SHO状态或者基于UE当前功率余量，动态变化。适当的X值可以在0～2000字节的范围中。
如果上行链路上的待传输的数据量少于预先定义的量(105-否)，则UE保持在自主模式。
然而，如果上行链路上的待传输的数据量多于预先定义的量(105-是)，则对于UE，理想的是转移至显式调度模式。首先初始化计数器Ntx(110)，然后传输显式调度请求，并且计数器Ntx渐增。在图3中，显式调度请求的传输被表示为EXPLICIT_REQ消息的传输(115)，其后面是调度信息的传输，诸如UE所需发送的数据量和UE可利用的功率余量(120)。
然而，明显地，在本发明的其他实施例中，为了请求显式调度，UE可能使用不同的信令。例如，调度信息可以作为EXPLICIT_REQ消息的一部分而被包括，由此显式调度请求和所需用于执行调度的信息被一同接收。可替换地，可以简单地发送初始调度信息消息，其可能以稍微修改自正常调度信息消息的格式发送，其中在某些实施例中，该消息的接收由节点B解释为显式调度的隐式请求。
EXPLICIT_REQ消息和/或调度信息可以在任何适于通信系统的适当的上行链路信道上传输。在说明性实施例中，EXPLICIT_REQ是在用于同3GPP规范相兼容的WCDMA系统的增强型专用信道E-DCH上发送的，但是这不是重要的，并且EXPLICIT_REQ还可以在例如，分配给UE的任何专用信道或者任何适当的上行链路信道上传输。EXPLICIT_REQ消息优选地是一种预先定义的比特模式，其不与各个上行链路信道上的任何其他的传输，例如DCH紧密匹配。在说明性实施例中，调度信息优选地是在增强型专用信道(E-DCH)或专用物理信道(DCH)上发送的；然而，再一次地，也可以使用任何适当的上行链路信道。
一旦发送了显式调度请求，则UE等待来自UE的激活集中的至少一个节点B的有效调度分配消息(SAM)的接收(125)。明显地，如对技术人员将显而易见的，如果UE处于软切换，则UE在激活集中将具有不止一个节点B：相反地，如果UE未处于软切换，则UE在其激活集中将仅具有一个节点B。在本发明的说明性实施例中，SAM优选地是在下行链路专用信道或高速共享控制信道(HS-SCCH)上接收的：然而，也可以使用任何适当的下行链路信道。
来自UE激活列表上的节点B的有效SAM的接收(125-是)用作节点B对UE发送的显式调度请求的隐式应答和接受。这样，在接收到有效SAM时，UE转移到显式调度模式中(130)。
如上文所指出的，UE在自激活集中的任何节点B接收到有效SAM时转移到显式调度模式中，确保迅速地转换到所需用于UE的调度模式中。如上文所指出的，如果UE处于软切换，则在激活集中将存在不止一个节点B，并且因此存在这样的可能，即由于差的链路质量，激活集中的一个或多个其他节点B未接收到显式调度请求。如下文将参考图7解释的，在说明性实施例中，使用较高级别的信令的RNC，使例如由于UE和节点B之间的差的链路质量而未接收到直接来自UE的信令的激活集中的任何节点B，转换到显式调度模式。
在显式调度模式(130)中，如上面参考图2解释的，UE周期性地在提出的增强型专用信道(E-DCH)或现有的专用信道(DCH)上发送调度信息，例如UE当前所需发送的数据量和UE可利用的功率余量。UE在专用信道(DCH)或高速共享控制信道(HS-SCCH)上自一个或多个激活列表的节点B接收SAM，并且使用在SAM中接收的功率/时序信息在上行链路上顺序传输数据。如上文结合图2解释的，UE传输一个包含数据的代码信道，以及包含TFRI的代码信道，其向节点B提供了关于数据格式的信息。
然而，如果未接收到有效SAM(125-否)，则UE在一段时间内重复请求。适当的时间段可以是约10ms的数量级。在说明性实施例中，其实现方法是，在步骤110中初始化计数器并且将计数器Ntz同阈值Hthresh比较以确定是否已进行了足够的显式调度请求尝试(135)。然而，应当注意，在一段时间内重复可以通过其他方式实现，例如借助于定时器，如对技术人员显而易见的。
如果未进行足够的显式调度请求尝试(135-否)，则UE传输另一个显式调度请求(115，120)。然而，如果进行了足够的显式调度请求尝试(135-是)，则UE可以简单地返回自主模式(未示出)。然而，优选地，如说明性实施例中所示，UE向使用L3RNC/UE信令的RNC发送消息，通知RNC L1层转换失败(140)。例如，在说明性WCDMA系统中，可以在分配给UE的专用物理数据信道(DPDCH)上承载该RNC/UE信令：然而，将明显的是，也可以使用任何适当的上行链路信道。
在UE通知RNC L1转换失败之后，UE确定RNC是否使用RNC/UE信令返回指令UE转换到显式调度的消息(145)，如下文将参考图7解释的。如果接收到来自RNC的该消息(145-是)，则UE转移到显式调度模式(130)，并且开始发送调度信息，如图2所示。
明显地，在某些环境中，对于节点B或RNC可能有利的是，能够强迫UE进入显式调度模式。因此，在某些实施例中，在UE没有首先通知RNC失败的调度模式转换(140)的情况下，UE可能接收到指令该UE转换到显式调度(145)的消息。
可替换地，尽管是优选的，但是对于UE而言，在转移到显式调度模式(130)之前，没有必要在所有的实施例中等待来自RNC的确认。例如，UE可以在通知RNC显式调度模式请求(140)(未示出)之后，直接转移到显式调度模式(130)。
可替换地，在使用L1信令通知RNC转换到显式调度模式失败之后(140)，在进入显式模式(130)之前，UE可以重新传输调度信息(步骤120)，直至接收到来自至少一个激活集的节点B的有效SAM(125)。在该配置中，激活集SAM的接收用作隐式应答，即响应RNC/UE L3信令，RNC正确地指令节点B进入显式模式。
将参考图7更加详细地描述RNC在接收到来自UE的消息时的操作。
现将参考图4解释节点B在自主调度模式和显式调度模式之间转换时的操作。
如上文所指出的，为了进行描述，假设节点B开始处于自主模式(200)。在自主模式中，UE负责调度其在上行链路上的传输，并且节点B仅接收来自UE的数据和相关联的TFCI信令。
在自主模式中，节点B检查是否自RNC接收到指令状态变为显式模式的消息(205)。在接收到该消息时(205-是)，节点B通知RNC节点B转换到关于UE的显式调度模式(210)，并且随后进入显式调度模式(215)，其将在下文中得到更加详细的描述。应当注意，对于节点B而言，没有必要在所有的实施例中通知RNC由RNC指令的针对显式调度模式的转换已完成。这样，在可替换的实施例中(未说明)，节点B可以响应RNC消息接收205，直接转换到显式调度模式215。
节点B还检查是否自UE接收到显式调度请求。在所说明的实施例中，节点B首先检查是否自UE接收到EXPLICIT_REQ消息(220)，并且随后检查是否自UE接收到调度信息(225)。然而，在其他的实施例中，例如其中调度信息包含在EXPLICIT_REQ消息中，或者其中不同格式的调度信息消息的接收被解释为显式调度请求，明显地，分离的步骤220和225是没有必要的。如果未接收到显式调度请求消息(220-否或225-否)，则节点B保持于自主模式(200)。一旦接收到显式调度请求(220-是，225-是)，则节点B调度上行链路传输，并且向UE发送SAM(230)。
在所说明的实施例中，节点B随后确定是否自UE接收到另一显式调度请求或EXPLICIT_REQ消息(235)。如果自UE接收到另一EXPLICIT_REQ消息(235-是)，则节点B推断UE未接收到先前发送的SAM，并且因此重新调度UE请求的上行链路传输并向UE发送更新的SAM(230)。
否则(235-否)，节点B确定在预期的计划上行链路传输时间间隔内是否有效地自UE接收到TFRI(240)。在说明性实施例中，其中循环冗余校验(CRC)被用作关于TFRI的有效性标识，这可以通过确定是否接收到具有良好CRC的TFRI而实现。如果没有(240-否)，则节点B可以推断，显式调度请求的检测是错误的且未进行显式调度请求，或UE未接收到SAM且未处于显式调度模式中，或者上行链路上的干扰是这样的，即数据不能由节点B正确地接收。在任一情况中，节点B返回关于UE的自主模式(100)。
然而，如果节点B确定在预期的计划上行链路传输时间间隔内自UE接收到具有良好CRC的有效TFRI(240-是)，则节点B可以推断，UE已接收并响应SAM，并且上行链路条件是这样的，即数据正可靠地由节点B接收。由于节点B可以推断UE处于显式调度模式且该显式调度模式正确操作，因此节点B通知RNC UE正转换到显式调度模式(210)，并且随后进入显式调度模式(215)。这还向RNC指出，节点B现在负责UE上行链路传输的无线资源管理。下文将参考图7描述RNC响应该消息的操作。
在显式调度模式中，如上文参考图2讨论的，节点B周期性地自UE接收调度信息。如上文所解释的，该调度信息包括例如，关于UE须发送的数据量和UE的功率余量的信息。节点B基于接收自UE的调度信息以及其他信息，诸如关于来自UE的上行链路传输的干扰，调度关于UE的上行链路传输时间，并且向UE发送SAM以通知UE计划传输时间。在计划传输时间，节点B接收第一代码信道上的传输数据以及第二信道上的TFRI。优选地，对接收的TFRI进行有效性检查，诸如循环冗余检查，并且如果获得了良好的结果，例如，CRC通过，则认为显式调度正确操作。
参考图5解释UE从显式调度模式转换到自主模式的过程中的UE的操作。
如上文所解释的，在显式调度模式(300)过程中，UE周期性地传输调度信息，其包括例如，UE须发送的数据量(缓冲器占用量)和UE的功率余量，并且周期性地接收SAM，其通知UE计划上行链路传输时间。在说明性实施例中，在计划上行链路传输时间，UE决定发送多少数据以及以什么样的功率电平发送数据(在SAM中的由节点B强加的限制内)，并且在代码信道E-DCH上发送数据。此外，在说明性实施例中，UE还同时在第二代码信道E-DPCCH上发送伴随的TFRI，其包括关于数据量和发送该数据的速率的信息。在说明性实施例中，该TFRI还优选地包括有效性检查，例如循环冗余校验。
在显式调度模式(300)过程中，UE监视是否存在显式调度条件。例如，在所说明的实施例中，UE通过监视待发送的数据量(305)，例如通过确定UE输出缓冲器中的数据量是否多于阈值Y，监视是否存在显式调度条件。该阈值Y可以与由自主模式的转换过程中使用的阈值X相同，或者可以是不同的值。
低于105中的阈值X的305中的阈值Y的使用提供了自主模式和显式调度模式之间的转换的一定程度的滞后。
额外地或可替换地，通过使用定时器，可以提供自主模式和显式调度模式之间的转换中的滞后，如所说明的实施例中示出的，其将在下面得到进一步的解释。
自主模式和显式调度模式之间的转换中的滞后有利地防止自主模式和显式调度模式之间的过快的振荡。例如，当UE处于软切换并因此在其激活集中具有不止一个节点B时，通常典型地需要约500ms的数量级，以确保所有的激活集节点B已更新到新的操作模式。该更新是经由RNC实现的，如下文所将描述的。这样，自主模式和显式调度模式之间的转换中的滞后确保了保持所有节点B与UE同步。
可替换地，如果UE正发送突发数据，则由于滞后提供的拉平效应，提供滞后是特别有利的。这样，UE将保持在显式调度模式，即使在该时间间隔中，UE的待发送数据量可能不足以证明显式调度模式是适当的。如果另一数据突发到达UE传输缓冲器，则UE正确地处于显式调度模式，其是用于在上行链路上传输大的数据量的最有效的模式。如果没有滞后，则UE将转换到自主模式，并且在新的数据突发到达时，将需要转换回显式调度模式，且具有相关联的信令开销。
该滞后可以借助于第一定时器提供，如说明性实施例中描述的。然而，应用程序状态和/或服务质量(QoS)也可用于发起或保持显式调度模式。可替换地或额外地，还可以使用缓冲器占用量的变化或增加的速率。
可以在呼叫发起时设置阈值X和阈值Y的初始值(如果使用该阈值)，以及定时器设置。
这样，在所说明的实施例中，如果待发送的数据量证明使用显式调度模式是适当的(305-是)，则重置第一定时器(310)并且继续显式调度模式(300)。
然而，如果待发送的数据量下降至低于证明继续显式调度模式是适当的量，则UE确定第一定时器是否到时(315)。直到第一定时器到时(315-是)，UE检查数据量是否证明使用显式调度是适当的(305)。如果在定时器未到时的时间过程中，足够的数据添加到UE传输缓冲器，证明显式调度是适当的(315-否，305-是)，则重置定时器(310)并且UE保持在显式调度模式(300)。然而，在说明性实施例中，如果在数据量未证明显式调度是适当的时候定时器到时(315-是)，则UE通过例如，在增强型专用信道(E-DCH)上传输AUTONOMOUS_IND消息，向激活集节点B发送自主模式通知消息(320)。
自主模式通知消息可以在一段时间内重复，如10ms，以增加该节点B或任何节点B将接收到该自主模式通知消息的概率。该重复可以借助于定时器或计数器实现，或者以技术人员所想到的任何其他的方法实现。
可替换地或额外地，系统可被配置为，节点B通过向UE发送ACK(未示出)对自主模式通知消息的接收作出应答。这样，UE可以保持发送自主模式通知消息，直到自该节点B或至少一个节点B接收到ACK。
随后，UE进入自主模式(325)，并且操作于自主模式，如上文所述。
图5a示出了可替换的实施例，其中使用第二定时器确定UE是否应离开显式模式(300)并进入自主模式(325)。在图5a中，如果第二定时器未到时(317-否)，则UE检查是否接收到新的调度分配(318)。如果接收到了新的SAM(318-是)，则重置定时器2(319)，否则不重置该定时器(318-否)。在任一情况中，UE随后检查数据量是否证明使用显式调度是适当的(305)，并且继续，如上文参考图5描述的。在说明性实施例中，如果第二定时器到时(317-是)，则UE例如通过在增强型专用信道(E-DCH)上传输AUTONOMOUS_IND消息，向激活集节点B发送自主模式通知消息(320)。
参考图6解释节点B从显式调度模式转换到自主模式的过程中的节点B的操作。
节点B开始于显式调度模式(400)，其中节点B自UE接收调度信息，调度关于UE的上行链路传输时间，向UE发送SAM，并且在计划时间自UE接收上行链路传输。
同时，在显式调度模式中，节点B监视是否自RNC接收到指令节点B改变到自主模式的消息(405)。如果节点B自RNC接收到该消息(405-是)，则节点B转换到自主模式(410)。
如果节点B未接收到该消息(405-否)，则节点B确定UE是否仍操作于显式调度操作模式。节点B通过例如，监视来自UE的增强型专用信道E-DCH上的AUTONOMOUS_IND消息的接收，实现该确定(410)。
优选地，节点B还监视接收自UE的TFRI消息(415)。首先，监视TFRI消息可用作质量检查，即有效性检查，例如所说明的实施例的循环冗余校验，其针对TFRI消息执行，可以指出未预期的和不可接受的高度的干扰。其次，针对TFRI消息的检查可以用作隐式指征，即UE已脱离显式调度模式并进入自主模式，这是因为处于自主模式的UE将不会响应SAM在预期的时间传输数据/TFRI消息。
如果未接收到AUTONOMOUS_IND消息(410-否)且自UE接收到具有足够质量的TFRI消息(415-是)，则假设显式调度各方面良好，且节点B保持在显式调度模式(400)。
然而，如果接收到AUTONOMOUS_IND消息(410-是)，或者在所说明的实施例中，确定自UE接收到质量不足的TFRI消息(415-否)，则节点B通知RNC节点B正转换到自主模式(420)。如果不足的接收质量可以触发转换，如所说明的实施例中示出的，则节点B优选地通知RNC关于转换的原因。随后，节点B转换到自主模式(410)。
先将参考图7描述本发明的实施例中的无线网络控制器(RNC)的操作。
由前面的描述，应当理解，RNC的任务优选地是双重的：首先，当UE将在自主模式和显式调度模式之间转换时，UE/RNC L3通信路径提供了失效-安全路由，以通知激活集中的节点B UE需要显式调度。其次，RNC协调UE的激活集中的所有节点B的自主模式/显式调度模式的转换，以确保激活集中的所有节点B的模式的更新同节点B是否自UE接收到相关的L1信令无关。
RNC的操作依赖于UE当前是否处于自主模式。如果UE处于自主模式(500-是)，则RNC确定UE是否希望转换到显式调度模式，以及UE激活集上的某些/全部节点B是否需要更新到显式调度模式。
这样，当UE处于自主模式时(500-是)，RNC监视RNC是否自UE接收到指出UE成功地处于针对激活集节点B的显式调度模式请求的L1通信的消息(505)。优选地。这是从UE到RNC的直接L3消息，诸如在Release 6 3GPP兼容系统中的专用控制信道DCCH上承载的消息。该L3消息是上文参考步骤140描述的由UE发送的消息。如果RNC接收到该L3消息(505-是)，则RNC首先指令所有的激活集节点B进入显式调度模式(步骤510)，并且随后指令UE进入显式调度模式(步骤515)。
上文参考图3的步骤205描述了节点B对步骤510中发送的针对节点B的RNC指令的接收。如上文所述，在步骤205中接收到改变状态的指令之后，在步骤210中，节点B可以向RNC确认转换到显式调度模式。在该配置中，RNC可以执行额外的步骤(在图7中未示出)，即检查是否自所有激活集节点B接收到确认，并且重复步骤510直到自所有的激活集节点B接收到转换到显式调度模式的确认。然而，实施例被设想为，其中节点B不向RNC提供转换到显式调度模式的确认，由此，例如，步骤205-是中的RNC消息的接收直接导致了步骤215中的显式调度模式的建立。
RNC使用L3信令，诸如在Release 6 3GPP兼容系统中的专用控制信道DCCH上承载的消息，指令UE进入显式调度模式(515)。该消息对应于图3的步骤145中的由UE接收的消息，并且导致了UE中的显式调度模式的建立。如上文参考图3所指出的，没有必要发送(图7的步骤515)和接收(图3的步骤145)该RNC/L3消息。
UE和UE的激活集中的所有节点B现处于激活调度模式。
当UE处于自主模式时(500-是)，RNC还监视RNC是否自UE的激活集中的至少一个节点B接收到指出该节点B已进入关于UE的显式调度模式的消息。
如上文所述，如果通过至少一个激活集节点B安全接收显式调度请求消息，发起显式调度模式，则节点B将通知RNC，经由上文参考图4的步骤210描述的消息已建立了显式调度模式。
在UE处于自主模式时接收到该消息时(500-是，520-是)，RNC指令所有剩余的激活集节点B进入显式调度模式(步骤525)。这确保使所有激活集节点B认识到UE转换到显式调度模式，无论其是否直接自UE接收到L1信令。
上文参考图4的步骤205已描述了剩余节点B对步骤525中发送的针对节点B的RNC指令的接收。如上文所述，在步骤205中接收到改变状态的指令之后，在步骤210中，节点B可以向RNC确认转换到显式调度模式，或者可以在图4的步骤215中直接转移到显式调度模式状态。
在该配置中，RNC可以执行额外的步骤(在图7中未示出)，即检查是否自所有激活集节点B接收到确认，并且重复步骤525直到自所有剩余激活集节点B接收到转换到显式调度模式的确认。然而，实施例被设想为，其中节点B不向RNC提供转换到显式调度模式的确认，由此，例如，步骤205-是中的RNC消息的接收直接导致了步骤215中的显式调度模式的建立。
由图3和4的考虑而清楚的是，在步骤520中由RNC接收的从节点B到RNC的消息不可能在没有关于UE转换到显式调度模式的隐式确认的情况下在步骤210中由节点B发送，因此RNC没有必要指令UE进入显式调度模式，并且因此RNC不需要采取进一步的行动。
如果既未接收到来自UE的L3消息，也未接收到来自节点B的显式调度模式消息(505-否，520-否)，则RNC不采取行动并继续监视(500)。
如果UE处于显式调度模式(500-否)，则RNC确定是否存在激活集中的至少一个节点B，指出由于L1信令已进入自主模式(530)。该消息是响应节点B对来自UE的AUTONOMOUS_IND消息的检测，在图3的步骤420中由节点B发送到RNC的消息。
如果没有节点B指出已进入自主模式(530-否)，则不采取行动。然而，如果至少一个节点B指出其由于L1信令已进入自主模式，即，在所描述的实施例中，作为对来自UE的AUTONOMOUS_IND消息的接收的结果(530-是)，则RNC指令该UE的激活集中的所有剩余节点B进入自主模式(535)。
上文参考图6中的步骤405已描述了节点B在接收到步骤535中发送的RNC指令时采取的行动。这样，基于RNC的指令，每个剩余节点B也转换到自主模式，导致了UE和UE激活集中的所有节点B处于自主模式。
额外地或可替换地，RNC可以响应自UE的激活集中的节点B或某些节点B接收的较高层的消息，经由较高层的信令，强迫UE和该UE的激活集中的节点B或全部节点B进入自主或显式调度模式。
额外地或可替换地，显式和自主模式之间的切换还可以依赖于UE处剩余的功率余量或者节点B处的热噪声增量(Rise over Thermal，ROT)。有利地，在UE处的功率余量低于某个阈值的情况中并且/或者如果ROT超过某个阈值，则UE应切换到自主模式。
此外，应当注意，当UE处于自主模式时，或者不太可能地，当UE处于显式调度模式时，根据3GPP R99/R5/R6规范的较高级别的信令可以使UE转移到CELL_FACH状态(未示出)。在CELL_FACH状态下，借助于随机存取过程发起通信，并且既不使用自主调度也不使用显式调度。
在一个实施例中(未示出)，UE还可以确定是否自UE的激活集中的任何节点B接收到显式调度请求(NAK_ES)的否定应答。如果由于例如，不存在足够的容量，或者存在过多的干扰，因而节点B不能提供所请求的显式调度，则可能出现该情况。在该情况中，UE返回自主模式。
这样，本发明提供了一种用于在无线通信系统中的上行链路上的调度模式之间可靠地转换的有利方法。使用无线通信设备和基站之间的L1信令尽可能地影响调度模式之间的转换，在大多数情况中提供了低延迟的转换。有利地，如果L1信令失效，则可以使用直接在无线通信设备和网络控制元件之间的L3信令。此外，即使在无线通信设备在软切换情况下与多个基站通信时，由于网络控制元件可以发挥作用，确保更新所有的基站以对应于无线通信设备使用的当前调度模式，该方法仍可以有效地操作。

Claims (40)

1.一种无线通信设备中的操作方法，该无线通信设备能够操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，其中，当无线通信设备操作于第一模式时，该方法包括以下步骤：
确定是否需要根据第二模式的操作；
响应需要根据第二模式的操作的确定结果，向所述或至少一个服务基站发送调度上行链路传输的请求；
如果自基站接收到调度消息，则进入第二模式。
2.权利要求1的无线通信设备的操作方法，包括步骤：如果未自基站接收到调度消息，则向网络控制器发送请求第二模式操作的消息。
3.权利要求2的无线通信设备的操作方法，进一步包括步骤：响应来自网络控制器的消息，进入第二操作模式。
4.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定待发送的数据量的步骤。
5.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定无线通信设备的缓冲器占用量的步骤。
6.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定无线通信设备的缓冲器占用量的变化速率的步骤。
7.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定同待发送数据相关联的应用程序状态和/或服务质量的步骤。
8.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定无线通信设备的功率余量的步骤。
9.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，向所述或至少一个服务基站发送调度上行链路传输的请求的步骤包括发送调度信息消息的步骤。
10.权利要求9的无线通信设备的操作方法，其中，调度信息消息的格式用作调度上行链路传输的隐式请求。
11.权利要求1的无线通信设备的操作方法，其中，如果自基站接收到调度消息，则进入第二模式的步骤包括步骤：如果调度消息至少向无线通信设备分配了上行链路传输时间，则进入第二模式。
12.权利要求1的无线通信设备的操作方法，进一步包括步骤：如果自基站接收到拒绝建立第二操作模式的消息，则保持在第一模式。
13.一种无线通信设备中的操作方法，该无线通信设备能够操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，其中，当无线通信设备操作于第一模式时，该方法包括步骤：
确定是否需要根据第二模式的操作；
响应需要根据第二模式的操作的确定结果，向所述或至少一个服务基站发送请求调度上行链路传输的消息；
如果未自基站接收到调度消息，则向网络控制器发送请求第二模式操作的消息。
14.权利要求13的无线通信设备的操作方法，包括步骤：如果未自基站接收到调度消息，则向网络控制器发送请求第二模式操作的消息。
15.权利要求13的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定待发送的数据量的步骤。
16.权利要求13的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定同待发送数据相关联的应用程序状态和/或服务质量的步骤。
17.权利要求13的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第二模式的操作的步骤包括确定无线通信设备的功率余量的步骤。
18.权利要求13的无线通信设备的操作方法，其中，向所述或至少一个服务基站发送调度上行链路传输的请求的步骤包括发送调度信息消息的步骤。
19.权利要求13的无线通信设备的操作方法，其中，调度信息消息的格式用作调度上行链路传输的隐式请求。
20.权利要求13的无线通信设备的操作方法，进一步包括步骤：如果自基站接收到拒绝建立第二操作模式的消息，则保持在第一模式。
21.权利要求13的无线通信设备的操作方法，进一步包括步骤：响应来自网络控制器的消息，进入第二操作模式。
22.一种无线通信设备中的操作方法，该无线通信设备能够操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，其中，当无线通信设备操作于第二模式时，该方法包括步骤：
确定是否需要根据第一模式的操作；
响应需要根据第一模式的操作的确定结果，向所述或至少一个服务基站发送第一模式通知消息；
转换到第一模式。
23.权利要求22的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第一模式的操作的步骤包括确定待发送的数据量的步骤。
24.权利要求22的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第一模式的操作的步骤包括确定同待发送数据相关联的应用程序状态和/或服务质量的步骤。
25.权利要求22的无线通信设备的操作方法，其中，确定是否需要根据第一模式的操作的步骤包括确定无线通信设备的功率余量的步骤。
26.权利要求22的无线通信设备的操作方法，其中，转换到第一模式的步骤被延迟以提供滞后作用。
27.一种服务无线通信设备的基站的操作方法，该基站能够操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，其中，当基站处于第一模式时，该方法包括步骤：
自无线通信设备接收第二模式操作请求；
响应该第二模式操作请求，调度上行链路传输；
如果在计划时间自无线通信设备接收到有效上行链路传输，则转换到第二模式。
28.权利要求27的基站的操作方法，进一步包括通知网络控制器转换到第二模式的步骤。
29.权利要求27的基站的操作方法，进一步包括以下步骤：
确定是否自网络控制器接收到指令基站转换到第二操作模式的消息；以及
响应接收的消息，转换到第二操作模式。
30.一种服务无线通信设备的基站的操作方法，该基站能够操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，其中，当基站处于第二模式时，该方法包括步骤：
确定是否自无线通信设备接收到第一模式通知消息；
在自无线通信设备接收到第一模式通知消息时，转换到第一操作模式。
31.权利要求30的基站的操作方法，进一步包括在接收到第一模式通知消息时通知网络控制器转换到第一模式的步骤。
32.权利要求30的基站的操作方法，进一步包括确定是否自无线网络控制器接收到指令基站转换到第一操作模式的消息的步骤；以及如果接收到该指令，转换到第一模式的步骤。
33.权利要求30的基站的操作方法，进一步包括步骤：确定是否自无线通信设备接收到由基站调度的有效预期上行链路传输；以及，如果未接收到有效预期上行链路传输，则转换到第一模式。
34.权利要求33的基站的操作方法，进一步包括步骤：通知无线网络控制器，由于未能接收有效预期上行链路传输，转换到第一模式。
35.一种服务无线通信设备的基站的操作方法，该基站能够操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，其中，当基站处于第二模式时，该方法包括步骤：
确定是否自无线网络控制器接收到指令基站转换到第一操作模式的消息；以及
如果接收到该指令，则转换到第一模式。
36.无线通信系统中的无线网络控制器的操作方法，该无线通信系统具有至少一个基站，其在使用中向至少一个无线通信设备提供通信服务，该至少一个基站和至少一个无线通信设备可操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，包括以下步骤：
确定自处于第一模式的无线通信设备接收到请求转换到第二模式的消息；以及
响应所述消息的接收，指令所有同该无线通信设备关联的基站转换到第二模式。
37.权利要求36的无线网络控制器的操作方法，进一步包括指令无线通信设备转换到第二模式的步骤。
38.无线通信系统中的无线网络控制器的操作方法，该无线通信系统具有至少一个基站，其在使用中向至少一个无线通信设备提供通信服务，该至少一个基站和至少一个无线通信设备可操作于第一模式和第二模式，在第一模式中，无线通信设备调度上行链路传输，在第二模式中，基站调度上行链路传输，包括以下步骤：
确定自与无线通信设备关联的基站接收到指出该无线通信设备已进入第一或第二模式的消息；以及
指令同该无线通信设备关联的任何其他的基站，该无线通信设备已进入第一或第二模式。
39.权利要求38的无线通信系统中的无线网络控制器的操作方法，进一步包括以下步骤：
确定自处于第一模式的无线通信设备接收到请求转换到第二模式的消息；以及
响应所述消息的接收，指令同该无线通信设备关联的所有基站转换到第二模式。
40.权利要求38的无线通信系统中的无线网络控制器的操作方法，进一步包括指令无线通信设备转换到第二模式的步骤。
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