CN1788517A - 用于执行频率间测量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括无线电接入网络和多个移动终端的无线系统中的移动终端和通信方法。为了节省移动终端处的处理时间以便执行频率间测量，移动终端从无线电接入网络接收可伸缩的数据服务的数据，其中所接收的数据包括多个重要层，移动终端接收来自无线电接入网络的通知以便执行频率间测量，并且处理所接收的传送数据的重要层的子集。

Description

用于执行频率间测量的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种在参与可伸缩的(scalable)数据服务的同时执行频率间测量的通信方法、移动终端和通信系统。
背景技术
第三代伙伴计划(3GPP)规范组近年来定义了通用移动电信标准(UMTS)。2002年3月的发行版本5介绍了高级特征，诸如多速率宽带语音编解码器、基于IP的多媒体服务(IMS)、和高速下行链路分组接入(HSDPA)。
UMTS网络架构定义了核心网络(CN)和地面无线电接入网络(UTRAN)。UTRAN被设计来在相同的空中接口(即相同的载波)上有效地处理语音和数据以及实时和非实时服务。在该框架中定义了几种无线电接口模式。基本上，该定义区别以下两种操作模式：用于操作在成对频带中的频分双工(UTRANFDD)以及用于操作在非成对频带中的时分双工(UTRAN TDD)，从而允许实现两者挑一的码片(chip)速率和带宽。
例如，UTRAN FDD模式采用宽带CDMA(W-CDMA)作为接入技术，W-CDMA使用直接序列CDMA并且允许高达384kbit/s(微微小区中为2.048Mbit/s)的比特率。无线链路上的这些高数据率促进将可伸缩的多媒体服务引入UMTS中。在这方面，点对多点服务或广播服务在视频和音频流领域中尤其引起注意。
点对多点服务允许来自单个源实体的数据传送到多个终点。这些服务应该广泛地用在无线网络上，因而公共陆地移动网络(public land mobile network，PLMN)应该有效地支持它们。在这方面，多媒体组播/广播服务(MBMS)意欲为由内部环境和其它增值服务提供商(VASP)提供的这样的广播/组播服务提供这种能力。
MBMS是单向点对多点运载(bearer)服务，其中数据被从单个源实体传送到多个受体。预期其它服务将使用这些运载能力。3GPP为MBMS定义了两种操作模式：广播模式和组播模式。提供关于组播/广播传送服务的主要动机是当同时向几个用户传送同样的内容时有效地利用无线电资源。
组播/广播模式是多媒体数据(例如文本、音频、画面、视频)从单个源实体到组播/广播服务区域中所有用户的单向点对多点传送。组播/广播模式意欲有效地利用无线电/网络资源，例如在单个逻辑信道上传送数据。数据在网络所定义的组播/广播服务区域中(内部环境)传送。在组播模式，网络可以选择性地传送信号到组播服务区域中包含组播组的成员的小区。
MBMS数据传送例如通过降低MBMS数据的比特率而适于不同的无线电接入网络(RAN)能力或者不同的无线电资源可用性。适当机制的选择和描述隶属于MBMS阶段2。
MBMS数据的传送在点对多点逻辑信道MTCH(MBMS业务信道)上执行，而MBMS控制信息的传送在点对多点逻辑信道MCCH(MBMS控制信道)上执行。如果MBMS控制信道上待传送的信息仅涉及通知，则该信道可以称作NCCH(通知控制信道)。取决于特定标准(例如系统负载)，这些逻辑信道可能被映射在专用传输信道(DCH-专用信道)或公共传输信道(例如，FACH-前向接入信道)上。
可伸缩数据服务诸如可伸缩的MBMS基于下面的假设，即待传送的数据可被分离成不同层的数据流，也称作重要层(importance layer)。事实上，它们被分类成基本层和一个或多个增强层。通过定义，基本层包含以最低可接受的质量接收服务(例如视频流)所需的数据并且提供了MBMS数据流的基本服务质量。一个或多个增强层仅包含补充数据，相对于基本层所提供的质量而言，其接收及后续处理提高了最终用户体验到的服务质量。
在无线电网络例如UMTS UTRAN中，可以在几个载频上提供小区中的服务。这些由不同的频率分开的新小区通常具有同样的覆盖区域并且形成地理上多层并置(collocate)的小区结构。出于平衡载频之间负载的目的而执行频率间切换，即频率间小区改变，并且因而在每个载频上具有多个用户是可能的。频率间切换由位于无线电网络控制器(RNC)中的RRC(无线电资源控制)实体来控制。
频率间小区改变可以在进行或者不进行由用户设备(UE)或移动终端实行频率间测量的条件下执行。在前者的情况下，网络首先命令UE执行频率间测量。最后无线电接入网络(RAN)基于测量结果做出是否执行频率间切换的决定，或者该决定留给UE处理。
在朗讯科技的Tdoc R2-022110“Power Usage of MBMS”(可从3GPP得到)中示出了，如果公共传输信道上的数据传送要求全小区覆盖，则必须将扇形总功率(sector total power)的66％分配给单个64kbps的MBMS。可伸缩MBMS传送的用途的示例将是通过向那些位于小区边缘附近的用户仅传送重要层的基本层以及为位于传送数据的无线电接入网络的节点B更近处的用户逐渐增加增强层的数目而减轻功率需求。图11中图示了该技术
迄今为止，MBMS中的可伸缩性不曾在3GPP的相关标准化主体中被讨论，并且并不清楚其是否应在RAN中得到支持。在更进一步的考虑中，将假定支持可伸缩MBMS传送的适当知识在RAN中可得到。如果可伸缩性在RAN中得到支持，则将具有不止一个支持不同重要层传送的逻辑信道(MTCH)。用于处理逻辑信道的MBMS特定功能目前位于RNC中的介质访问控制MAC c/sh/m实体中。
在没有全双工接收器终端的CDMA系统中，通常在对其它传送频率进行测量时，执行压缩模式测量(更多细节请参见例如3GPP TS 25.215：“Physicallayer-Measurements(FDD)”)。该模式可被视为如何操作所传送的比特以使得UE能够执行测量而不对处理时间施加显著额外的需求的示例。
术语“压缩模式”指的是使UE处的传送和接收暂停较短的时间间隔，以便对其它频率执行测量。在这些间隔中，由RAN引入由UE接收的帧内的间隙(gap)以允许UE执行测量。通过压缩应该在时域(即在时间帧)内传送的数据，来创建传送间隙。
存在三种帧压缩途径：第一，通过减少扩频因子增加可得的数据率。扩频因子的减少通常通过增加帧中的传送功率来补偿。第二，通过物理层上的打孔(puncturing)来降低数据率。由于打孔处理了某些实际限制，所以这限于创建相当短的传送间隙。第三，通过更高层上的调度来降低传递到物理层的数据率。
图9示出了在通过增加帧中的传送功率补偿扩频因子的降低的压缩测量模式下、在帧水平上物理信道的传送。图10图示了在通过更高层调度实现传送间隙的压缩模式下、在帧水平上物理信道的传送。
基于来自UTRAN的命令，UE监控在其它频率上的小区或者在其它模式的小区以及UE所支持的无线电接入技术。为了允许UE执行频率间测量，UTRAN指示UE进入“压缩模式”以进行频率间测量。
MBMS支持在不同基站(节点B)所控制的小区之间的移动性。如果每个基站存在不止一个W-CDMA载波，则通常使用这些载波来平衡负载或者提高覆盖范围。很清楚，在地理上相邻的小区中，并不是必须在同样的载波上传送MBMS内容。由于用户在不同节点B所控制的小区之间的移动性，可能发生下述情况，即存在属于同一MBMS组但是通过不同的载频接收MBMS内容的用户集合。为了无线电效率，因而期望在单个W-CDMA载波上传送MBMS内容。这样，RAN可能希望将属于同一MBMS组的所有用户转移到单个载频。
为使该决定更准确，需要用于频率间测量的机制。
发明内容
因而，本发明的目的是在移动终端处节省处理时间，以便执行频率间测量。
本发明的目的通过独立权利要求得到解决。进一步的实施例是其从属权利要求的主题。
本发明提供了一种包括无线电接入网络和多个移动终端的无线系统中的通信方法。该系统的移动终端从无线电接入网络接收可伸缩数据服务的数据，其中所接收的数据包括多个重要层，该移动终端还接收来自无线电接入网络的通知以执行频率间测量，以及处理所接收的传送数据的重要层的子集以减少终端处的用于频率间测量的处理负载。
在本发明的一个实施例中，从物理信道将重要层的子集解多路复用。通过从物理信道仅将应该在最低层进一步处理的数据解多路复用，待处理的数据量显著减少，这节省了可以用于频率间测量的处理数据。
在另一实施例中，可以将上述方法应用于经由公共传输信道或专用传输信道接收的可伸缩数据服务的数据。该实施例涉及通常采用公共传输信道用于传送的广播传送。因为公共传输信道上的数据可以由多个移动终端接收，所以更有效地减少移动终端中的数据率以使能频率间测量。这是因为通过无线电接入网络处的调度而得到的数据率的减少对于所有接收该数据流的移动终端来说将降低所传送的可伸缩服务数据的服务质量。
此外，移动终端在通过仅处理传送数据的重要层的子集而获得的时间中，执行频率间测量，并将从频率间测量结果得到的指示符传送到无线电接入网络。
在无线电接入网络决定将移动终端转移到另一载频以更有效地利用系统资源的情况下，移动终端从无线电接入网络接收改变用于可伸缩数据服务的数据的载频的指令，并将用于可伸缩数据服务的数据的载频改成所指示的频率。
可以利用指示原语将重要层的子集的选择性处理通知给无线网络中的非接入层。关于指示原语的定义，请参考文档3GPP TS 25.301“Radio InterfaceProtocol Architecture(无线电接口协议架构)”。如果可伸缩服务的传递是基于提供给移动终端的服务质量而收费的，则这可能是期望的。
来自无线电接入网络的执行频率间测量的通知可以是在MBMS控制信道或者通知控制信道上接收的。
可伸缩数据服务可以是多媒体广播/组播服务(MBMS)。此外，可伸缩数据服务可以包括组播和/或广播数据传送。
此外，本发明提供了一种无线系统中的移动终端，该无线系统包括无线电接入网络和至少该移动终端。该移动终端包括：接收装置，用于接收来自无线电接入网络的可伸缩数据服务的数据，其中所接收的数据包括多个重要层。此外，该接收装置适于接收来自无线电接入网络的执行频率间测量的通知。
该终端还可以包括用于减少处理可伸缩数据服务的传送数据的时间的处理装置，其中该处理装置适于处理所接收的传送数据的重要层的子集。
此外，移动终端可以包括解多路复用装置，用于从物理信道将重要层的子集解多路复用。
在本发明的另一实施例中，该接收装置适于经由公共传输信道接收可伸缩数据服务的数据。
移动终端还可以包括：测量装置，用于在通过仅处理所接收的传送数据的重要层的子集而获得的时间中，执行频率间测量；以及传送装置，用于将频率间测量结果传送到无线电接入网络。
为了实现将新载频分配给终端，移动终端的接收装置可以适于从无线电接入网络接收改变用于可伸缩数据服务的数据的载频的指令，以及该传送装置适于将用于可伸缩数据服务的数据的载频改成所指示的频率。
当诸如MBMS的可伸缩数据服务是基于所接收的服务质量被共同收费时，可能希望的是，该移动终端还可以包括通知装置，用于将重要层的子集的选择性处理通知给无线网络中的非接入层。这使得移动终端在执行频率间测量时能够将其接收较低服务质量的事实通知给可以包括收费实体的非接入层，这在因可伸缩数据服务对用户收费时可以考虑。
在另一实施例中，该收装置适于经由可伸缩数据服务的控制信道或者通知控制信道而接收来自无线电接收网络的执行频率间测量的通知
此外，本发明涉及一种通信系统，包括至少一个上述移动终端、和用于向该至少一个移动终端提供可伸缩数据服务的传送数据的无线电接入网络。
附图说明
在下文中，参考示出了本发明优选实施例的附图更详细地描述本发明。附图中类似或对应的细节被标以相同的标号。
图1示出了无线电接入网络，其中移动终端加入了组播组，
图2示出了下述无线电接入网络，其中经由无线电接入网络从核心网络向移动终端提供可伸缩服务数据，
图3示出了下述无线电接入网络，其中移动终端加入新的小区并且接收来自核心网络的可伸缩服务数据，
图4示出了下述无线电接入网络，其中移动终端在加入无线电接入网络的新小区之后执行频率间测量，
图5示出了下述无线电接入网络，其中移动终端执行频率间测量并且向无线电接入网络中的收费实体报告可伸缩数据服务的降低了的服务质量，
图6示出了下述无线电接入网络，其中移动终端向无线电接入网络报告测量结果，
图7示出了下述无线电接入网络，其分配新传送频率给移动终端以接收可伸缩服务数据，以及
图8示出了下述无线电接入网络，其中移动终端以所分配的接收频率接收可伸缩服务数据。
图9示出了通过降低扩频因子的压缩模式数据传送，和
图10示出了通过更高层调度的压缩模式数据传送。
图11示出了可伸缩MBMS传送的示例，以及
图12示出了在物理信道上传送数据的重要层的多路复用，以及
图13示出了移动终端处的MAC c/sh/m结构。
具体实施方式
图1到图9意欲举例说明移动终端(UE 101)的频率间小区改变的情景。
图1示出了包括节点B 102和无线电网络控制器(RNC)103的无线电接入网络(RAN)。虽然该图示出了源小区104和目标小区105在同一节点B 102的控制之下，但应指出这些小区也可以由两个不同的节点B控制。在如图所示的UE 101的频率间小区改变的示例中，应该注意，源小区104的载频(源频率)和目标小区105中的载频(目标频率)发挥主要作用，而不是控制这些小区的实体发挥主要作用。通常，RNC 103可以实现RAN中的介质访问控制(MAC)实体、无线电链路控制(RLC)实体、无线电资源控制(RRC)实体、广播/组播控制(BMC)实体、以及分组数据会聚(convergence)协议(PDCP)。RNC的RRC负责不同载频之间的切换。
RNC 103还可以连接到核心网络CN。在图示的示例中，还假设在节点B102的每个小区104、105中，也可采用两个W-CDMA载频f1和f2用于传送。很清楚也可以采用其它接入方案。
源小区104和目标小区105中的用户设备101、106、107参与可伸缩的数据服务，诸如可伸缩的MBMS。服务数据的传送可以使用专用传输信道为组播传送以点对点为基础执行、或者使用公共传输信道为广播传送以点对多点为基础执行。
UE 106和107驻留在目标小区105中并且以载频f2接收可伸缩服务数据(MBMS数据)。RAN的RNC 103可以在已知的公共信道(例如MCCH或NCCH)上通告在源小区104和目标小区105处可得的服务(例如广播服务)。该通告可以通知UE 101、106、107有关可得的服务及其载频。在相同的小区内以两个不同的载频传递同样的服务也是可能的，这显著减少可得的无线电资源。
在接收到来自RAN的通告之后，UE 101接收来自发送源的可伸缩的数据服务(即广播服务)的传送数据。该发送源可以如图2所示那样位于核心网络CN内或者位于核心网络可以进一步加入的PLMN中。
图2图示了广播服务(201、202)到UE 101的数据传递。如图所示，RAN采用载频f1来将传送数据从节点B 102传送到UE 101。
在图3中，UE 101从源小区104移动到目标小区105，即执行了切换。在从源小区104移动到目标小区105之后，UE 101仍然以载频f1接收(301)广播数据。
位于目标小区105中且同样预订了UE 101的广播服务的其它UE 106和107以载频f2接收广播服务的传送数据。
如上所建议的，RNC 103可以通知UE 101有关可伸缩数据传送的结构，并且经由MCCH或NCCH或其它控制信道通告在目标小区105中可得的可伸缩MBMS服务。此外，可以由RNC 103通知UE 101有关在目标小区105中用于传递MBMS或者可伸缩服务的信道类型。公共业务信道可用于广播传送，而专用信道或公共业务信道可用于组播传送。
如前面提到的，如MBMS服务数据的可伸缩服务数据的传送消耗了载频上的扇形总可得传送功率的绝大部分。但是，如图3所示，在小区中接收同样的MBMS服务的UE 101、106、107并不必然使用同样的载频。因而，RAN可能希望将所有UE 101、106、107转移到单个载频。
图4示出了下述无线电接入网络，其传送通知给移动终端101，以便指示UE 101在加入无线电接入网络的目标小区105之后进行频率间测量。基于这些测量结果，RAN将决定UE 101是否应该移动到载频f2以进一步接收广播服务。RNC 103可以经由节点B 102发送(401)通知消息给UE 101。该消息指示移动终端101执行频率间测量。
该测量依赖于通过观察公共导频信道(CPICH)而获得的量。迄今为止，为测量过程定义了三种类型的量(参见例如3GPP TS 25.215，“PhysicalLayer-Measurements(FDD)”)：
·所接收的信号代码功率(Received Signal Code Power，RSCP)，其是导频码元上定义的、在解扩之后的代码上的接收功率。
·所接收的信号强度指示符(Received Signal Strength Indicator，RSSI)，其是在信道带宽中的宽带接收功率。
·Ec/No，定义为以所接收的信号代码功率除以信道带宽中的总接收功率，即RSCP/RSSI。
现在参考图5，UE 101现在可以执行频率间测量501。为了减轻UE 101上的执行测量的处理负载，UE 101选择性地仅处理所接收到的广播服务数据的重要层的子集。
图12图示了传送数据的不同层是如何被映射到RAN的物理信道的。为了可伸缩服务的广播传送，可以将基本层和一个或多个增强层多路复用到物理信道上，使得通常在传送格式上不存在UE 101可用于频率间测量的时间间隙。
因而，UE 101仅处理所接收的重要层的子集以节省可以用于测量的处理时间。例如，UE 101可以不处理所接收的广播数据流的增强层而仅处理基本层。这将提供与增强层的帧长度对应的处理空闲时间，其可以用于频率间测量。
在本发明的另一实施例中，待处理的重要层的选择是在UE的解多路复用级进行的。UE 101仅从物理信道上所接收的数据流解多路复用要进一步处理的重要层。可以在UE 101处删除不被处理的重要层(在本示例中为增强层)的数据。
处理时间的节省是以服务质量降低为代价获得的。为了收费的目的等，期望的是UE 101在频率间测量期间选择性地处理广播流的重要层时通知系统的用作收费实体的非接入层(Non Access Stratum)。例如，为此目的，可以将诸如MBMS测量指示的原语(primitive)从UE侧上负责可伸缩MBMS传送的实体(例如MAC c/sh/m实体)传送到RAN的RRC或者更高层。
图13中示出了MAC c/sh/m实体的示例性架构。假定在MBMS公共传输信道FACH上传送MBMS内容。可以通过MAC控制服务接入点而将所述指示原语传递到更高层。该原语可以包含对评估所接收到的QOS的相对降低有用的信息(例如，所省略的增强层的数目等等)。属于一个MBMS组的用户由MBMS标识符(ID)标识。如果传输信道被多路复用，则块TCTF DEMUX可以适用。
当UE 101结束了频率间测量时，其可以如图6所示将结果报告603给RAN。UE 101可以通过发送结果本身直接将测量结果通知给RAN或者可以使用通知RAN是否达到某质量标准的特殊指示符。当被告知测量结果时，则RAN可以判决是否达到某质量标准，其允许RAN将UE 101转移到用于接收组播数据的另一载频。
在UE 101使用用于报告频率间测量结果的指示符的情况下，RAN可以从以信号通知的消息中直接判决是否启动UE 101的小区改变。质量标准基于由UE 101执行的频率间测量，即上面概述的测量结果值。
如果达到了质量标准并且RNC 103决定将UE 101转移到用于组播数据的接收/传送的另一载频，则RNC 103通知UE 101切换701到新载频f2。图7中图示了该过程。
最后，如图8所示，UE以新载频f2接收可伸缩的服务数据，该新载频f2被目标小区105中的所有UE用来接收组播服务。因而，通过上述通信方法，本发明允许RAN将接收可伸缩数据服务的所有UE 101、106、107转移到单个载频102。因而，由于小区内的可得传送功率并非必须用于可伸缩数据服务的传送，所以可以显著增加小区内的无线电链路效率，
在本报告中依据一般MBMS原理解释了用于可伸缩MBMS的频率间测量的基本原理。本领域普通技术人员应该清楚，所公开的原理可以直接应用于MBMS或允许其服务数据可伸缩传送的其它服务的不同架构和信道。
本说明书中的传送格式尤其适用于WCDMA无线电接口上的重要层的时间多路复用。本领域普通技术人员应该清楚，该想法可一般适用于不同类型的多路复用，例如WCDMA无线电接口的代码多路复用或OFDM无线电接口的逐个副载波(sub-carrier-wise)的多路复用。

Claims (18)

1.一种包括无线电接入网络和多个移动终端的无线系统中的通信方法，所述方法包括由移动终端执行的下述步骤：
接收来自无线电接入网络的执行频率间测量的通知，
该方法的特征在于，还包括由所述移动终端执行的下述步骤：
从无线电接入网络接收可伸缩数据服务的数据，其中所接收的数据包括多个不同层数据流，以及
处理所接收的传送数据的不同层数据流的子集。
2.如权利要求1所述的通信方法，其中，处理不同层数据流的子集的步骤包括从物理信道解多路复用所述不同层数据流的子集。
3.如权利要求1或2所述的通信方法，其中，所述可伸缩数据服务的数据是经由公共或专用传输信道接收的。
4.如权利要求1到3中任一个所述的通信方法，还包括下述步骤：
在通过处理所接收的传送数据的重要层的子集而获得的时间中，执行频率间测量，以及
将从频率间测量结果得到的指示符传送到无线电接入网络。
5.如权利要求1到4中任一个所述的通信方法，还包括下述步骤：
从无线电接入网络接收改变用于可伸缩数据服务的数据的载频的指令，以及
将用于可伸缩数据服务的数据的载频改成所指示的频率。
6.如权利要求1到5中任一个所述的通信方法，还包括下述步骤：利用指示原语将不同层数据流的子集的处理通知给无线网络中的非接入层。
7.如权利要求1到6中任一个所述的通信方法，其中所述来自无线电接收网络的执行频率间测量的通知是在MBMS控制信道或者通知控制信道上接收的。
8.如权利要求1到7中任一个所述的通信方法，其中，所述可伸缩数据服务是多媒体广播/组播服务(MBMS)。
9.如权利要求1到8中任一个所述的通信方法，其中，所述可伸缩数据服务包括组播和/或广播数据传送。
10.一种无线系统中的移动终端，该无线系统包括无线电接入网络和至少该移动终端，所述移动终端包括：
接收装置，用于接收来自无线电接入网络的执行频率间测量的通知，
其特征在于
该接收装置适于从无线电接入网络接收可伸缩数据服务的数据，其中所接收的数据包括多个不同层数据流，以及
该移动终端还包括用于处理所接收的传送数据的不同层数据流的子集的处理装置。
11.如权利要求10所述的移动终端，还包括解多路复用装置，用于从物理信道解多路复用所述不同层数据流的子集。
12.如权利要求10或11所述的通信方法，其中，所述接收装置适于经由公共传输信道接收可伸缩数据服务的数据。
13.如权利要求10到12中任一个所述的移动终端，还包括：
频率间测量装置，用于在通过处理所接收的传送数据的重要层的子集而获得的时间中，执行频率间测量，以及
传送装置，用于将从频率间测量结果得到的指示符传送到无线电接入网络。
14.如权利要求10到13中任一个所述的移动终端，其中，所述接收装置适于从无线电接入网络接收改变用于可伸缩数据服务的数据的载频的指令，以及
该传送装置适于将用于可伸缩数据服务的数据的载频改成所指示的频率。
15.如权利要求10到14中任一个所述的移动终端，还包括通知装置，用于将所述不同层数据流的子集的处理通知给无线网络中的非接入层。
16.如权利要求10到16中任一个所述的移动终端，其中，所述接收装置适于经由MBMS控制信道或者通知控制信道接收来自无线电接入网络的执行频率间测量的通知。
17.如权利要求10到17中任一个所述的移动终端，其中，所述可伸缩数据服务是多媒体广播/组播服务(MBMS)。
18.一种通信系统，包括至少一个根据权利要求10到17中任一个所述的移动终端、和用于向所述至少一个移动终端提供可伸缩数据服务的传送数据的无线电接入网络。
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