选择合并的方法和装置以及用户设备和无线网络控制器
技术领域
本发明总体上涉及码分多址通信技术,并且更具体地涉及多媒体广播多播业务(MBMS)及相关的用户设备、无线网络控制器和通信系统。
背景技术
MBMS是目前无线通信系统中的一种新特性,它能够更加高效地为多个用户提供广泛需要的多媒体内容,例如视频体育或音乐片断。与现有技术相比,在单向点对多点多媒体数据传输中,使用MBMS可以大大节省系统资源。在点对多点无线传输中,MBMS使用空中接口上的公共信道进行数据传输。在WCDMA系统中,MBMS使用辅助公共控制物理信道(SCCPCH-Secondary Common Control PhysicalChannel)进行数据传输。当MBMS数据同时从多个小区发射时,用户设备可以对来自多个小区的数据进行合并,从而获得合并增益。其中一种主要的合并方式为选择合并。
目前对MBMS的选择合并方法,是一种硬判机制。即,在用户设备上,对从多个小区接收到的相同数据包,根据某种规则,比如根据每个数据包的CRC校验,选择一个数据包,作为正确接收的数据包。
图1示出MBMS多小区情况的一种举例。标号1、2和3分别代表三个小区,标号4代表用户设备。假定小区1、小区2和小区3中各自的节点B进行下行MBMS业务广播。用户设备4将从各节点B接收协议数据单元(PDU)。一个PDU包含两部分,一部分是数据部分,另外一部分是PDU头。在PDU头里,含有关于SN的信息。在用户设备4内,考虑对在接收时间窗内的所有具有相同序列号(SN)的PDU进行选择合并。在用户设备4中,选择合并的协议层次是无线链路控制(RLC)层。进行选择合并的依据,是所有接收到的PDU的CRC校验。如果所有收到的PDU中有一个PDU的CRC校验是正确的,则选择此PDU,并将其传送给上层。如果两个以上PDU的CRC校验是正确的,则选择先收到的那个PDU,并将其传送给上层。如果所有PDU的CRC校验是错误的,但是某些PDU的SN能够解出来,则选择第一个收到的能解出SN的PDU,并将其传送给上层。但是,在各小区的信号质量差别较大时,上述硬判机制具有明显缺陷。
图2是图1例中PDU的CRC校验都正确的情况举例。假设来自小区1、小区2和小区3的具有相同SN的PDU的CRC校验都是正确的,而且信道质量最差的小区(比如小区1)的PDU最先接收到,而信道质量最好的小区(比如小区3)的PDU最后接收到。因为CRC不是判断PDU中所有比特是否全部无误的绝对标准,所以,一个PDU的CRC校验是正确的但是该PDU仍然含有错误比特的情况是存在的。在图2中,用白色方块表示正确的比特,用深色的方块表示错误的比特。按照现有技术的硬判机制,来自小区1的PDU被选择发送到上层,虽然小区1的误比特率(BER)大于小区2和小区3的BER。这显然是不合理的。
图3是图1例中PDU的CRC校验都错误的情况举例。假设来自小区1、小区2和小区3的具有相同SN的PDU的CRC校验都是错误的,但是各PDU的SN都能解出来,并且信道质量最差的小区(比如小区1)的PDU最先接收到,而信道质量最好的小区(比如小区3)的PDU最后接收到。对于一些流业务,在应用层,可能存在对错误的PDU也能进行纠错的机制,或者错误的PDU也能用来改善图象质量的机制。对于这种情况,即使所有PDU的CRC校验都是错误的,用户设备4的RLC也不能直接丢弃错误的PDU,而是可以根据上层的配置,把错误的PDU传送到上层。在图3所示的例子中,假定来自小区1的误包率为95%,来自小区2的误包率为50%,来自小区3的误包率为5%。按照现有技术的硬判机制,来自小区1的PDU被选择发送到上层,虽然小区1的误包率明显大于小区2和小区3的误包率。这显然也是不合理的。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有MBMS中存在的上述问题,利用软信息更科学地进行选择合并。
为实现上述目的,本发明提供一种用于多媒体广播多播业务的选择合并方法,包括以下步骤:对来自一个以上小区中每个小区的信道,估测信道质量;以及在来自所述一个以上小区的一个以上信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择一个信道质量好的信道中的协议数据单元。
本发明还提供一种用户设备,包括:一个信道质量估测单元,用于对来自一个以上小区中每个小区的信道,估测信道质量;以及一个选择合并单元,用于在来自所述一个以上小区的一个以上信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元。
本发明还提供一种多媒体广播多播业务通信系统,包括:一个无线网络控制器和至少一个用户设备。该无线网络控制器包括:一个用于发送一条指示的装置,所述指示用于指示是对物理信道的信道质量进行估测还是对传输信道的信道质量进行估测。每个用户设备包括:用于接收所述指示的装置;一个信道质量估测单元,用于根据所述指示,选择对来自一个以上小区的物理信道的信道质量进行估测,或对来自一个以上小区的传输信道的信道质量进行估测;以及一个选择合并单元,用于在来自所述一个以上小区的一个以上信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元。
本发明还提供一种无线网络控制器,包括:用于发送一条指示的装置,所述指示用于指示用户设备是对物理信道的信道质量进行估测还是对传输信道的信道质量进行估测,以便所述用户设备根据估测的所述信道质量,对来自一个以上小区的一个以上信道中的、具有相同序列号的协议数据单元进行选择合并。
根据本发明的方法或装置,通过参考关于信道质量的软信息,如物理信道BBR、物理信道信干比(SIR)、传输信道BER或传输信道块差错率(BLER)等,而不仅仅是CRC和时延信息,对来自多个小区的具有相同SN的PDU进行选择合并。这样,对于图2或图3所示的情形,尤其是对于图3的情形,本发明明显改善了MBMS中选择合并的性能。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1示出MBMS多小区情况的一种举例;
图2是图1例中PDU的CRC校验都正确的情况举例;
图3是图1例中PDU的CRC校验都错误的情况举例;
图4是用户设备内部协议栈分层结构和空中接口信道结构图的例子;
图5是根据本发明一种实施方式的选择合并方法和用户设备的示意图;以及
图6是用户设备内部协议栈分层结构和空中接口信道结构图的另一个例子。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施方式。
图1及图3在前文已有描述,在此不再赘述。
第一实施方式
图4是MBMS点对多点传输时用户设备内部协议栈分层结构和空中接口信道结构图的例子。如图4所示,在用户设备内部,协议栈分为三层:层一(L1)、层二(L2)和层三(L3)。L1是物理层。L2分为三个子层:MAC(媒体接入控制)子层、RLC(无线链接控制)子层和PDCP(包数据会聚协议)子层。L3是RRC(无线资源控制)层。在空中接口上,定义了各种信道和RRC消息。在L1中的信道是物理信道,在L1和MAC层之间的信道是传输信道,在MAC层和RLC层之间的信道是逻辑信道。对不同的实体和信道上的数据,又可以根据功能划分为两大类,一类是C-平面(控制平面,用于传送信令),另外一类是U-平面(用户平面,用于传送数据)。对于MBMS来说,有两类用于控制的逻辑信道MCCH(MBMS控制信道,用于传送控制信息)和MSCH(MBMS调度信道,用于传送调度信息),有一类用于传送数据的逻辑信道MTCH(MBMS传输信道)。MCCH,MSCH和MTCH映射到不同的逻辑信道FACH(Forward Access Channel),再映射到物理信道SCCPCH(Secondary Common Control Physical Channel)。
值得一提的是,CRC校验是在物理层进行的,而选择合并是在RLC层进行的。RLC层需要知道收到的每个PDU的CRC校验信息,需要物理层通过L1和MAC层之间的原语,将每个PDU的CRC校验信息告诉MAC层,MAC层然后再通过MAC层和RLC层之间的原语,将每个PDU的CRC校验信息告诉RLC层。
图5是根据本发明第一实施方式的选择合并方法和用户设备的示意图。图5仅示出了最相关的实体、以及原语和L3消息的示意图,为了简洁,其他部分省略了。
在图5所示的第一实施方式中,在物理层中增加了信道质量估测单元。信道质量估测单元用于估测一个以上小区的信道质量(例如物理信道SCCPCH的BER或SIR)。另外,在物理层和MAC层之间的原语Phy-Data-Ind中以及MAC层和RLC层之间的原语MAC-Data-Ind中,增加所估测到的信道质量的参数。例如下表所示的“物理信道BER”参数:
测量量 |
物理信道BER |
测量源 |
L1(UE) |
目的地 |
RLC(UE) |
报告触发机制 |
和原语PHY-Data-IND和MAC-DATA-Ind一起 |
测量量 |
物理信道BER |
测量描述 |
估测MBMS业务所映射到SCCPCH上的平均BER |
另外,将RLC层的选择合并单元修改为具有这样的功能:在来自一个以上小区的一个以上信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元。
图5所示装置执行的用于MBMS的选择合并方法,与现有的选择合并方法的不同之处在于:首先,估测来自一个以上小区中每个小区的信道的信道质量(例如,物理信道的误比特率或信干比);然后,在来自一个以上小区的信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元,并将其传送给上层。
该第一实施方式中,使用物理信道的BER、SIR或其他软信息,对于用户设备只接收一种MBMS业务,或者接收多种MBMS业务但将它们映射到不同物理信道的情况来说,是不错的选择。但是对用户设备接收多种MBMS业务,将它们复用到同一物理信道的情况来说,虽然仍然可以采用物理信道BER、SIR或其他软信息来进行选择合并,但是不能针对不同的MBMS业务分别进行。若需针对不同的MBMS业务分别进行选择合并,则可采用下述第二实施方式。
第二实施方式
图6是两种MBMS业务映射到同一物理信道时用户设备内部协议栈分层结构和空中接口信道结构图的例子。虽然图6只示出映射两种MBMS业务的情况,但是第二实施方式的原理适用于映射任意数目的MBMS业务的情况。
如图6所示,将两种MBMS业务映射到不同的逻辑信道MTCH,进而映射到不同的传输信道FACH,但是最后映射到同一物理信道SCCPCH。
在针对于图6所示的第二实施方式中,也在物理层中增加了信道质量估测单元。信道质量估测单元用于估测来自一个以上小区中每个小区的信道的信道质量(例如传输信道FACH的BER或BLER)。另外,在物理层和MAC层之间的原语Phy-Data-Ind中以及MAC层和RLC层之间的原语MAC-Data-Ind中,增加所估测到的信道质量的参数。例如下表所示的“传输信道BER”参数:
测量量 |
传输信道BER |
测量源 |
L1(UE) |
目的地 |
RLC(UE) |
报告触发机制 |
和原语PHY-Data-IND和MAC-DATA-Ind一起 |
测量描述 |
估测MBMS业务所映射到FACH上的平均BER |
另外,将RLC层的选择合并单元修改为具有这样的功能:在来自一个以上小区的信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元。
第二实施方式中的选择合并方式与现有的选择合并方法的不同之处在于:首先,估测来自一个以上小区中每个小区的信道的信道质量(例如,传输信道的误比特率或块差错率);然后,在来自一个以上小区的信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元,并将其传送给上层。
对不同的业务接收情况,不同的信道映射方式,选择物理信道BER(SIR或其他)还是传输信道BER(BLER或其他),其实不是一成不变的。估测传输信道BER所需要的计算复杂度比估测物理信道BER要高一点,因此,一般情况,可以使用物理信道BER。但是如果用户设备接收多个MBMS业务,而且这多个业务映射到同一物理信道,为了对不同的业务分别进行基于软信息的选择合并,则需要使用传输信道BER信息。因此,最好的办法,是能够动态地配置是选择物理信道BER(SIR或其他)还是传输信道BER(BLER或其他),参见下文对第三实施方式所述。
第三实施方式
第三实施方式,可以根据信道配置情况,灵活地选用物理信道BER(SIR或其他)和传输信道BER(BLER或其他)。这里给出一种多媒体广播多播业务通信系统,它包括:一个无线网络控制器(RNC)、若干个节点B、若干个用户设备及其他网络元件。第三实施方式中的无线网络控制器,知道不同的业务接收情况,以及控制信道的映射方式,因此,它可以决定选择物理信道BER(SIR或其他)还是传输信道BER(BLER或其他)。所以,该无线网络控制器包括一个用于发送一条指示的装置。这个指示,将通过空中接口由至少一个用户设备接收,以便这些用户设备,根据上述指示,选择估测来自一个以上小区的物理信道的信道质量,或者估测来自一个以上小区的传输信道的信道质量。
第三实施方式的通信系统还包括:至少一个用户设备。每个用户设备包括:用于接收上述指示的装置;一个信道质量估测单元,用于根据上述指示,选择估测来自一个以上小区的物理信道的信道质量,或者估测来自一个以上小区的传输信道的信道质量;以及一个选择合并单元,用于在来自一个以上小区的信道中的、具有相同序列号的协议数据单元中,选择来自一个信道质量好的信道的协议数据单元。
上述信道质量估测单元,在物理层中实现。它可以估测来自一个以上小区的信道的信道质量(例如物理信道SCCPCH和/或传输信道FACH的BER、BLER或SIR中的至少一项)。另外,在物理层和MAC层之间的原语Phy-Data-Ind中以及MAC层和RLC层之间的原语MAC-Data-Ind中,增加所估测到的信道质量的参数,例如前文所述的“物理信道BER”参数和/或“传输信道BER”参数。
用户设备中的用于接收指示的装置,可以在用户设备的L3层中实现。例如,在用户设备的RRC层和RNC的RRC层之间的空中接口消息中,增加信元,以便指示是使用传输信道BER(BLER或其他)还是使用物理信道BER(SIR或其他)来辅助进行选择合并。另外,在用户设备内部RRC和物理层之间的原语Cphy-Measurement-Req内,也需要增加相应的参数,以便指示是使用传输信道BER(BLER或其他)还是使用物理信道BER(SIR或其他)。
本领域内普通技术人员应理解到,也可利用除物理信道BER、物理信道SIR、传输信道BBR、传输信道BLER之外的其他关于信道质量的软信息,按类似上文所述方式,对MBMS的PDU进行选择合并。对其他软信息的利用,在本发明的范围之内。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式,但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。