CN1802860B - 用于提供高速下链封包存取服务的无线通信方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于提供高速下链封包存取(HSDPA)服务的方法及无线多信元通信系统。该系统包含一无线电网络控制器(RNC)、及可与该控制器通信的复数个基地台。该RNC可将一控制信号传送到至少一基地台，该基地台具有指派予其的譬如一分时双工(TSS)系统中的复数个时槽，及/或譬如在一分频双工(FDD)系统中的包含有传输时距(TTI)的复数个帧，以建立HSDPA信道。该控制信号是对每一该时槽及/或TTI指示一最大容许HSDPA传输功率。该基地台可将一反馈信号传送至该RNC，以指示在一既定时间周期内，已传输HSDPA时槽及/或TTI的功率量测结果。

Description

用于提供高速下链封包存取服务的无线通信方法及装置
技术领域
本发明一般有关一种无线多信元通信系统，具体地说是有关一种当提供高速下链封包存取(HSDPA)服务时控制基站所使用的传输功率的无线多信元通信系统。
背景技术
全球移动电话通信系统(UMTS)R99/R4及R5版的操作方案中，已概略描绘出第三代移动通信伙伴合作计划(3GPP)宽频分码多路访问(W-CDMA)系统。R5版的UMTS分频双工(FDD)及分时双工(TDD)模式，业已合并称作为高速下链封包存取(HSDPA)的一特征，以改善下链(DL)的信息流通量、传输延迟、及频谱效率。HSPDA的原理是借助一动态方式(亦即快速式，譬如在FDD中为2毫秒、或在宽频TDD中为10毫秒)，以不同移动装置瞬时体验到的无线电及服务状态为一函数，而将空中接口上的封包传输排程予该不同移动装置。HSPD在FDD与TDD两模式下的关键功能是(i)快速重复传输(混合式自动重传要求(Hybrid ARQ))自空中接口(Uu)上错误接收到的DL封包，(ii)快速上链(UL)通告错误接收到的DL封包(承认(Acknowledgement)/否认)，(iii)在一无线发射/接收单元(WTRU)的DL信道状态下，于UL中的快速信道反馈，及(iv)双向大量(fat-pipe)排程，以有效地服务DL中的众多使用者。这种功能，亦即快速、动态HSPDA封包排程器是设于基站(节点B)中，且以出于无线网络控制器(RNC)的一相当程度自主的方式操作。
一UMTS网络中的RNC是负责网络控制及无线电资源管理(RRM)。RNC是利用动态信道分配(DCA)算法来执行譬如使用者许可控制及接口管理等任务，且因此为确保可靠系统操作及使效率最大化的关键。当可服务复数个使用者、或当达到总信息流通量时，即为一高效率方法。
在一FDD系统中，RNC是将HSDPA数据信道(HS-DSCH)使用的某一特定数量扩展码(spreading code)分配予每一信元。另外，在该FDD系统中，HS-DSCH是在长度为3个连贯时槽的一传输时序间隔(TTI)(3*0.66毫秒＝2毫秒)上传输。RNC可与基站通信，请注意到扩展码可借助由Iub/Iur发送信号而用于HSDPA，且接着将关于何时在该码中传送DL封包的控制传递至基站。RNC亦借助由无线电资源控制(RRC)发送信号来通告WTRU，关于需倾听哪些实体信道作为HSDPA控制信道、亦即高速分享控制信道(HS-SCCH)，而其又接着由该基站利用，以动态地通告WTRU，在其HS-DSCH上的排程DL封包已到达。相同的信息将自RNC传送至基站，而得告知该基站关于，当将HSDPA数据传送至一WTRU时，需通报该WTRU注意哪一HS-SCCH信道。另外，该基站是遵循一独立基准，以根据其本身的HSDPA排程器为基础来决定，何时将HSDPA数据传输至一特定WTRU。
在一TDD系统中，RNC是将HSDPA数据信道(HS-DSCH)使用的某一特定数量时槽(TS)分配予每一信元。RNC可与基站通信，请注意到TS及扩展码可借助Iub/Iur发送信号而用于HSDPA，且接着将关于何时在该TS及码中传送DL封包的控制传递至基站。RNC亦借助RRC发送信号来通告WTRU，关于需倾听哪些实体信道作为HSDPA控制信道(亦即高速分享控制信道(HS-SCCH))，而其又接着由该基站利用，以动态地通告WTRU，在其HS-DSCH上的排程DL封包已到达。相同的信息将自RNC传送至基站，而得告知该基站关于，当将HSDPA数据传送至一WTRU时，需通报该WTRU注意哪一HS-SCCH信道。另外，该基站是遵循一独立基准，以根据其本身的HSDPA排程器为基准来决定，何时将HSDPA数据传输至一特定WTRU。
在任何CDMA系统中，有效的管理资源「功率」是保持低干扰、及使系统容量最大化(亦即同时支持的使用者数量、及一区域中所有信元的总数据信息流通量)的关键。
对于干扰管理，FDD与TDD两者皆在专用信道的DL中运用快速闭回路(CL)功率控制(PL)。又对于最普通的FDD及TDD现有版本99、4、及5(R99、R4、及R5)专用信道(DCH)的情况，CL PC是于RNC的控制功率限制内操作。因此可在DCH设定时预先建立一动态范围，且RNC终将在DCH有效使用期内调整该范围。由于RNC必须下达复杂决策来增强系统效能，因此RNC将以不可超出的一最大Tx功率、以及需保持的一最小Tx功率等型式，来以信号通知节点B，该PC动态范围。譬如，需要过多功率、且因此经常达到该容许动态范围上限的一WTRU，可在该系统中对其他使用者生成超越比例的(over-proportional)干扰位准。RNC可能需要转移或交递(handover)该WTRU的连接。因此，对功率限制作紧密RNC控制，且同时仍允许自主基站在已建立出的功率限制内操作者，将为结合功率控制来操作的一CDMA系统的一关键特征。
在TDD与FDD系统两者的共同信道中，紧密控制可能的功率设定值，对于确保可用的适当涵盖及服务非常重要。
在R5中，可较R99及R4提供基站更大的自主性。特别地，HS-DSCH的排程及传送，仅受制于节点B的可靠程度。RNC仍可借助以信号通知WTRU及基站两者扩展码与TS，来保持半静态控制，该码及TS是用于HSDPA服务，且可确保使用控制信道(HS-SCCH)、及高速分享信息信道(HS-SICH)。一旦已布置了这种架构，即可完整地将控制传递至基站，而独立自主地排程DL封包传输。
在FDD应用中，RNC可借助一半静态方式，分配HSDPA服务不可超出、且为总可用基站Tx DL功率一部份的一最大DL功率量，以使HSPDA信道所生成的相对较高位准干扰保持在合理限制内。这可在配置DL信道于基站中时，借助在RNC基站接口(Iub)上发送信号来实现。否则，终将由节点B以一高HSDPA数据率来服务一信元边界处的一HSDPA WTRU，且生成一高位准干扰，而使得相邻信元中的任何服务受到甚至有害的严重冲击，及造成一无法接受的总系统容量下降、或着非HSDPA(R99及R4)WTRU的服务降级。每信元的RNC组最大HSDPA功率片段接着间接地决定最大数据率，可借助此来服务任何给定的WTRU。这种控制机制存在的另一理由在于，需要保留某一特定量的节点B DL Tx功率用于非HSDPA信道，例如引导信道(pilot channel)、共同控制信道、或非HSDPA DCH。
一种使用一RNC控制机制来为每一信元建立一最大HSDPA功率位准以提供HSDPA服务的方法及系统，并未存在于TDD。调节上述的仅有方法，是将某些特定时槽专用于HS-DSCH，且将其它时槽专用于其它既存服务(专用、分享等)。然而，由于HS-DSCH信道及支持信道(HS-SCCH或相关的专用信道)无法存在于共同时槽中，因此不允许该系统借助将一WTRU为了操控该HS-DSCH信道以及支持信道所需的时槽最少化，来使该WTRU的资源/功率使用最佳化。这种缺乏RNC控制，对于可靠的R5 TDD系统操作，及与R99/R4非HSDPA WTRU共存、且当需要有效率地使用HS-DSCH以及专用于其它控制信道时甚至潜在地处于HSDPA WTRU内的HSDPA致能TDD系统多信元布置而言，是一明显障碍。
可由RNC在信元设定时配置最大容许节点B Tx功率，但其在一基站的复数时间槽之间并无区别，且可应用至所有该时槽。而且非HSDPA与HSDPA信道之间并无差别。
亟欲在RNC与复数个基站之间具有一种可提供HSDPA服务、而不致承受已知配置缺点的信号发送机制。
发明内容
一种用于提供高速下链封包存取(HSDPA)服务的方法及无线多信元通信系统。该系统包含一无线电网络控制器(RNC)、及可与该控制器通信的复数个基站。该RNC可将一控制信号传送到至少一基站，该基站具有指派予其的譬如一分时双工(TSS)系统中的复数个时槽，及/或譬如在一分频双工(FDD)系统中的包含有传输时距(TTI)的复数个帧，以建立HSDPA信道。该控制信号是对每一该时槽及/或TTI指示一最大容许HSDPA传输功率。该基站可将一反馈信号传送至该RNC，以指示在一既定时间周期内，已传输HSDPA时槽及/或TTI的功率测量结果。
附图说明
可由仅作为范例用、且借助结合附图而得以明白的以下较佳具体实施例说明，来更详细地了解本发明，其中：
图1是显示依据本发明的用于提供HSDPA服务的一无线多信元通信系统示意图；
图2A是示出依据本发明一具体实施例的下链传输功率，根据一TDD系统所传输的时槽为基础而在信元中的分配示意图；
图2B是图标出依据本发明一具体实施例的下链传输功率，根据一FDD系统所传输的HS传输时距为基础而在信元中的分配示意图；及
图3是包含有图1系统中用来提供HSDPA服务的方法步骤的流程图。
具体实施方式
现在请参考附图来说明本发明，其中相同的参考代码是表示相同组件。
尽管已结合TDD及FDD型无线通信系统来说明本发明，然而重要地请注意到，可借助包含分时-同步分码多路路访问(TD-SCDMA)及CDMA 2000等任何型式的无线通信系统来实现本发明。
典型地是利用一无线传输/接收单元(WTRU)来建立通信链接。一WTRU包括、但不限于一使用者终端设备、移动基站、固定或移动用户单元、呼叫器、或能够在一无线环境中操作的任何型式装置。这种说明用型式的无线环境包括、但不限于无线局域网络及公众移动通信网路。此中所述的WTRU能够操作于分别譬如为TDD与FDD的一时间分槽模式或一分频模式下。一「基站」包括、但不限于一节点B、网点控制器、存取点、或在一无线环境中的其它接口装置。
图1是显示依据本发明的可提供HSDPA服务的一无线多信元通信系统100。系统100包括一无线电网络控制器(RNC)、及可分别在信元125、130、与135中操作的复数个基站110、115、与120。RNC105可将一控制信号140A、140B、140C传送至一基站110、115、120，至少一基站具有指派予其的复数个时槽，以建立HSDPA信道，且控制信号140A、140B、140C可指示每一时槽的一最大容许HSDPA传输功率。至少一基站110、115、120可将一反馈信号145A、145B、145C传送至RNC105，且其中反馈信号145A、145B、145C指示一既定时间周期内的已传输HSDPA时槽功率测量结果。系统100可为利用一现存Iub接口的一TDD系统，使得系统100一布置区域中的某些或全部信元/区段可能提供HSDPA服务。
在系统100中，RNC105可与各基站110、115、120通信，且通知其关于一基站110、115、120各别HS-DSCH时槽不可超出的最大容许HSDPA TS传输(Tx)功率的每一时槽控制信息。可对一特定信元的不同HSPDA TS，将最大容许HSDPATx功率设定成不同数值。倘若在不同信元中致能相同TS来作HSDPA服务，则可对各个信元配置不同的最大容许HSPDA TS Tx功率位准。譬如，不容许信元125在其HSPDA服务时，于TSm中超出5dBm，而信元130在相同TSm中提供其HSDPA服务时，将不可超出25dBm。
图2A是图标出一说明用HSDPA TS配置200，各种HSDPA功率设定值是用于复数时槽205(包括时槽TSm、TSm+1、TSm+2、TSm+3、TSm+4、TSm+5)中的每一个、复数信元125、130、135中的每一个。每一信元、及时槽的最大可能无线电频率(RF)基站功率位准将分别以点线210A、210B、与210C描绘出。
图2A是示出，可能发生的三种不同的TDD时槽分配方案220、230、240。在一TDD中，每一帧分配予HSDPA服务的时槽组是随着信元不同而有所差异。
对于方案220，多路信元是于同一TS中提供HSDPA服务，借助此将建立最大功率设定值，以对每一TS保证充份涵盖。方案220可使泛系统HSDPA信息流通量最大化。
对于方案230，多路信元将使用复数个TS作为非HS信道，以譬如对该共同信道保证充份涵盖。方案230可确保在同一TS中同时支持该非HSDPA信道。
对于方案240，信元1提供HSDPA服务，且信元2是在同一TS中使用R99信道。可建立最大功率设定值，以防护R99信道，且在信元1中保证TS充份涵盖。方案240可确保在相邻信元、同一TS时，同步地支持非HSDPA信道。
可在特定基站110、115、120中，于HSDPA资源池(resource pool)设定时，将具有该最大容许HSDPA TS Tx功率设定值的控制信息，自RNC 105传递至信元125、130、135。随同该信息，基站将可获得TS及扩展码，以与自RNC105传送至基站的一HSDPA资源池设定结合使用。亦可能在一给定基站的HSDPA资源有效使用期间，调整最大容许HSDPA TS Tx功率设定的数值。
各别基站110、115、120可借助反馈信息145A、145B、145C与RNC105通信，其中该反馈信息较优地是以譬如在一给定时间周期(譬如100毫秒或更长者)内观察到的有效传输HSDPA TS Tx功率等测量型式实现，但并非仅以此为限。这可提供驻存于RNC105中的无线电资源管理(RRM)算法，关于该HSDPA功率分配的效率，且协助决策程序。
驻存于RNC 105中的譬如慢/快速-DCA、壅塞/链接控制、或其它的一个或更多RRM算法，将可利用WTRU(未显示)及基站110、115、120在系统100中所观察到的使用中Tx功率/干扰位准(源自HSDPA及非HSDPA信道)等其讯息，而当一个或更多信元125、130、135中出现HSDPA时，将用于HSDPA服务或非HSDPA服务的系统信息流通量或使用者容量最大化。
最大容许HSDPA TS Tx功率，理想上应与允许在一信元HS-DSCH上使用的同一TS中、所有扩展码的各码功率的最大容许总和相对应。可存在有以信号发送上述的等效型式，但其功能原则上仍相同。
自基站110、115、120传送至RNC105的反馈信息145A、145B、145C理想上应与关于同一TS中所有扩展码的码功率总和的有效传输功率测量相对应，且该测量是在某一特定回报周期上平均。亦可存在其它等效功能的测量或反馈。
在一FDD系统中，可由RNC仅以每一信元为基础来设定DL中的容许HSDPA服务功率。这与「时域」中者无任何差异。是以，对于一给定FDD信元，极其相同的功率设定值将可应用至所有可用于执行HSDPA服务的TTI。
图2B是示出一说明用FDD HSDPA系统架构270，借助此RNC105所使用的各种HSDPA功率设定值是用于复数信元125、130、135其中每一个内、包含有五个TTI(TTI1至TTI5)的复数帧其中每一个(譬如每个长10毫秒)，且每一TTI皆长2毫秒。每一信元、及TTI的最大可能无线电频率(RF)基站功率位准将分别以点线280A、280B、与280C描绘出。
依据一具体实施例，一信元中的不同FDD TTI是分配有不同的最大Tx功率设定值。更，一信元中的不同组FDD HS-TTI是分配有不同的最大Tx功率设定值。譬如，帧n中的所有5个HS-TTI将分享一共同最大功率设定值，但次一帧n+1中的5个HS-TTI则指派有一不同的最大功率设定值。
RNC能够完全阻挡一信元中的一个或更多HS-TTI。譬如，可将一信元配置成，并非在帧n、帧n+4、帧n+8等中传输HSDPA，但允许在其它帧中传输，以支持干扰管理及涵盖扩展。
图3是依程序300的流程图，其包含系统100提供HSDPA服务时所使用的方法步骤。RNC105是将一控制信号140A、140B、140C传送到基站110、115、120至少其中的一，该至少一基站是与复数个时槽、及指示每一该时槽的一最大容许HSDPA传输功率的控制信号140A、140B、140C相关联。在步骤310中，至少一基站110、115、120可将反馈信号145A、145B、145C传送至RNC，以指示在一既定时间周期内的已传输HSDPA时槽功率测量结果。
前述仅为利用本发明原理的一RNC105与基站110、115、120间信号发送系统的一说明用具体实施例描述。尽管已参考较佳具体实施例来特殊地显示与描述本发明，然而熟悉本技术的人士将可理解到，可在型式上及细部设计中对其实施各种变更，而不致脱离如上所述的本发明范围。

Claims (4)

1.一种通过基站实现的提供高速下链封包存取服务的方法，该方法包括：
所述基站从无线电网路控制器接收控制信号，该控制信号指示多个各自时槽的最大容许高速下链封包存取传输功率位准，使得每一个各自时槽的该高速下链封包存取传输功率位准不允许超过对该各自时槽指示的最大容许高速下链封包存取传输功率位准；以及
向所述无线电网路控制器传送指示在预定时段期间的各自高速下链封包存取时槽的功率测量结果的反馈信号。
2.一种用于提供高速下链封包存取服务的基站，该基站包括：
用于从无线电网路控制器接收控制信号的装置，该控制信号指示多个各自时槽的最大容许高速下链封包存取传输功率位准，使得每一个各自时槽的该高速下链封包存取传输功率位准不允许超过对该各自时槽指示的最大容许高速下链封包存取传输功率位准；以及
用于传送指示在预定时段期间的各自高速下链封包存取时槽的功率测量结果的反馈信号的装置。
3.一种通过无线电网路控制器实现的方法，该方法包括：
所述无线电网路控制器传送控制信号至基站，该控制信号指示多个各自时槽的最大容许高速下链封包存取传输功率位准，使得每一个各自时槽的该高速下链封包存取传输功率位准不允许超过对该各自时槽指示的最大容许高速下链封包存取传输功率位准；以及
所述无线电网路控制器从所述基站接收反馈信号，该反馈信号指示在预定时段期间的各自高速下链封包存取时槽的功率测量结果。
4.一种用于提供高速下链封包存取服务的无线电网络控制器，该无线电网络控制器包括：
用于传送控制信号至基站的装置，该控制信号指示多个各自时槽的最大容许高速下链封包存取传输功率位准，使得每一个各自时槽的该高速下链封包存取传输功率位准不允许超过对该各自时槽指示的最大容许高速下链封包存取传输功率位准；以及
用于从所述基站接收反馈信号的装置，该反馈信号指示在预定时段期间的各自高速下链封包存取时槽的功率测量结果。
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