CN1852073A - 一种在下行分组数据传输中分配资源的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在下行分组数据传输中分配资源的方法，增加扩频因子大于16的高速物理下行共享信道HS－PDSCH以及建立与所增加的HS－PDSCH对应的信道质量指示CQI值与传输块大小、HS－PDSCH信道数、调制方式的对应关系，该方法包括：基站根据用户设备UE反馈的CQI值以及待发数据量查找所有对应关系，根据查找结果给UE配置传输块大小、HS－PDSCH信道数、调制方式。根据本发明公开的方法，解决了由于HS－PDSCH信道采用固定扩频因子而造成的在传输信令和低速实时业务时信道码资源浪费的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高速下行分组接入(HSDPA)技术，特别是指一种在下行分组数据传输中分配资源的方法。
背景技术
HSDPA是3GPP在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种调制解调算法，是宽带码分多址(WCDMA)技术第5版本的重要特性。HSDPA主要采用自适应的编码和调制(AMC)、快速混合自动重传(HARQ)和快速调度等关键技术，提高下行分组数据速率和减少时延。
在WCDMA系统中，HSDPA的引入增加了三种信道，分别是：在下行链路传输用户数据的高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)；在下行链路传输高速下行共享信道(HS-DSCH)解码所必需的控制信息的高速共享控制信道(HS-SCCH)；在上行链路传输必要的控制信息的高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)。
HS-PDSCH的扩频因子(SF)为16，传输时间间隔(TTI)大小为2毫秒(ms)，每个TTI内传输一个数据块。HS-SCCH与HS-PDSCH保持固定的时间偏置，并通过HS-SCCH通知用户设备(UE)HS-PDSCH的传输格式信息，这些信息包括对应HS-PDSCH的TTI上的编码方式、调制方式、传输块大小、版本信息、HS-PDSCH信道码以及UE ID。
现有技术中所定义的HS-PDSCH信道采用的扩频因子为16的信道码的结构如图1所示。如图所示，帧长为2毫秒，一帧包括三个时隙，每个时隙包括2560个码片，包含160×M个比特，其中M为与调制方式有关的调制系数，例如，调制方式采用四相移频键控(QPSK)时M等于2，采用16-正交幅度调制(16-QAM)调制方式时M等于4。
现有HSDPA标准中设置了与所述SF＝16的信道码对应的信道质量指示(CQI)映射表，如表1所示。
| CQI值 | 传输块大小(比特) | HS-PDSCH信道数 | 调制方式 |
| 0 | - | - | - |
| 1 | 137 | 1 | QPSK |
| 2 | 173 | 1 | QPSK |
| 3 | 233 | 1 | QPSK |
| 4 | 317 | 1 | QPSK |
| 5 | 377 | 1 | QPSK |
| 6 | 461 | 1 | QPSK |
| 7 | 650 | 2 | QPSK |
| 8 | 792 | 2 | QPSK |
| 9 | 931 | 2 | QPSK |
| 10 | 1262 | 3 | QPSK |
| 11 | 1483 | 3 | QPSK |
| 12 | 1742 | 3 | QPSK |
| 13 | 2279 | 4 | QPSK |
| 14 | 2583 | 4 | QPSK |
| 15 | 3319 | 5 | QPSK |
| 16 | 3565 | 5 | 16-QAM |
| … | … | … | … |
| 30 | 7168 | 5 | 16-QAM |
表1
如表所示，每一个CQI值都对应了一个特定的传输块大小、HS-PDSCH信道个数以及发送数据时可以采用的调制方式。其中CQI是与信道环境和信道质量相关的参数，信道环境和信道质量越好CQI值越高。所述CQI映射表在UE内部和基站内部都存在，通常，UE内部和基站内部的CQI映射表中CQI值对应的参数情况相同。
小区内的多个UE共享HSDPA的所有资源。一个小区可以使用的HS-PDSCH信道最多可达15个，而每个信道使用的信道码的扩频因子固定为16。基站根据UE的数据传输需求和所处的信道环境，将HS-PDSCH信道合理地动态地分配给各个UE，同一时刻也可以把资源按照一定的比率分配给多个UE，如图2所示。
系统使用调度算法控制共享资源的分配，考虑信道条件、等待传送的数据量以及业务的优先等级等情况，合理地给UE分配信道，进一步提高UE数据速率和系统的容量。HSDPA技术作为WCDMA的增强型无线技术将提高系统的频谱效率和码资源效率，是一种提升网络性能和容量的有效方式。
考虑到HSDPA技术的优势和对系统性能的提高，目前正在研究的一个热点是如何把用户和网络进行通信时建立的信令连接、分组交换(PS)域电话等实时业务承载在HSDPA上。
下面举IP电话业务承载在HSDPA为例，详细说明在现有的HSDPA技术中将实时业务承载在HSDPA的方法。假设请求IP电话业务的UE和网络侧设备都支持HSDPA技术，且IP网络传输的话音业务的速率为42.8千比特/秒(kbps)。
UE发起IP电话业务建立请求之后，根据当前信道环境估计CQI值，并通过HS-DPCCH信道将CQI值反馈给基站。
网络侧的无线网络控制器(RNC)把UE请求的IP电话业务建立到HS-PDSCH信道上。基站根据UE反馈的CQI值，结合多用户的资源调度以及待发数据量，选择合适的调制方式和传输块大小、信道码等，通过HS-PDSCH信道发送IP业务数据给UE，并通过HS-SCCH信道将调制方式、传输块大小、信道码等参数发送给UE。其中，基站根据如表1所示的CQI映射表得到CQI的最小非零值为1且其对应的传输块大小为137比特/2毫秒，即对应CQI值为1的信道传输速率是68.5kbps。在该CQI映射表中与UE待发数据速率42.8kbps最匹配的CQI值为1，基站为该UE选择CQI值为1的传输块大小、信道码、调制方式等参数。
UE根据网络侧配置的参数，实时检测HS-SCCH信道上指示的信息，根据HS-SCCH信道中所指示的调制方式、传输块大小、信道码等信息解调HS-PDSCH信道上的IP业务数据。同时，UE根据当前信道环境估计CQI值和数据接收情况，通过HS-DPCCH信道反馈给基站。
根据上述流程，42.8kbps的IP电话业务承载在速率为68.5kbps的HS-PDSCH信道上，又由于IP电话业务实时性要求较高，基站在IP电话业务过程中需要一直分配固定的信道传输IP电话业务，从而造成信道码资源的浪费。
在现有的HSDPA技术中，为UE提供的HS-PDSCH信道使用的信道码的扩频因子固定为16，根据对应的CQI映射表HS-PDSCH信道提供的最小速率为68.5kbps。而典型的信令数据速率是1.7、3.4、13.6以及27.2kbps，通过IP网络传输的语音业务的典型速率也只有42.8kbps，这些速率都小于HSDPA技术中提供的最小速率68.5kbps。因此，实时性要求较高且相对低速的信令或业务承载在HSDPA上时，造成了系统的信道码资源的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种在下行分组数据传输中分配资源的方法，解决由于HS-PDSCH信道采用固定扩频因子而造成的在传输信令和低速实时业务时信道码资源浪费的问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种在下行分组数据传输中分配资源的方法，存在扩频因子等于16的高速物理下行共享信道HS-PDSCH以及建立有与该HS-PDSCH对应的CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的对应关系，其特征在于，增加扩频因子大于16的HS-PDSCH以及建立与所增加的HS-PDSCH对应的CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的对应关系，该方法包括：
基站根据用户设备UE反馈的CQI值以及待发数据量查找所有对应关系，根据查找结果给UE配置传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式。
所述给UE配置传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式后进一步包括：基站采用所述调制方式通过所述HS-PDSCH信道数个HS-PDSCH向UE发送所述传输块大小的数据包。
所述增加的扩频因子大于16的HS-PDSCH的结构为：帧长2毫秒，每帧包括3个时隙，每个时隙包括2560码片，每个时隙包含的比特个数为2560码片除以扩频因子大小再乘以与调制方式相关的调制系数。
所述基站采用所述调制方式通过所述HS-PDSCH信道数个HS-PDSCH向UE发送所述传输块大小的数据包的步骤包括：基站采用所述调制方式，利用与HS-PDSCH匹配的扩频因子的信道码，通过所述HS-PDSCH信道数个HS-PDSCH向UE发送所述传输块大小的数据包。
所述基站根据查找结果给UE配置传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的步骤包括：基站根据UE反馈的CQI值查找所有CQI对应关系得到对应的传输块大小，基站比较UE的待发数据量与所得到的不同传输块大小的匹配程度，选择匹配程度最高的CQI对应关系，并根据所选择的CQI对应关系，将CQI值对应的传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式配置给该UE。
所述基站比较UE的待发数据量与所得到的传输块大小的匹配程度后进一步包括：基站在匹配度高的传输块大小所在的CQI对应关系中查找与UE反馈的CQI值相等或更小的CQI值对应的传输块大小，并再次比较与UE的待发数据量的匹配程度，将匹配度最高的传输块大小，以及对应的HS-PDSCH信道数、调制方式配置给UE。
根据本发明提供的在下行分组数据传输中配置参数的方法，增加了扩频因子大于16的HS-PDSCH信道以及对应地建立了CQI映射表，即建立了CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的对应关系，基站根据用户待发数据量与反馈的CQI大小合理地给UE分配功率和信道码资源，基站使用扩频因子大于16的信道码来传输低速信令或实时业务数据，有效地提高了下行分组数据传输中信道码资源的利用率，节约了信道码资源。而且，在满足用户数据传输实时性要求的同时，提高了系统同一时刻可支持的最大用户数。
附图说明
图1所示为现有技术中采用扩频因子为16的信道码的HS-PDSCH信道结构图；
图2所示为HSDPA资源在多个UE之间的调度示意图；
图3所示为本发明中采用扩频因子为32的信道码的HS-PDSCH信道结构图；
图4所示为本发明实施例中小区内所分配的信道码的相对关系图；
图5所示为本发明中增加扩频因子大于16的HS-PDSCH信道和建立对应CQI映射表的方法过程图；
图6所示为本发明实施例中基站给各业务分配功率和信道码资源的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面举具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
本发明的主要思想是：在现有的HSDPA技术的基础上，增加扩频因子大于16的HS-PDSCH信道以及建立与所增加的HS-PDSCH信道对应的CQI映射表。基站根据UE反馈的CQI大小以及待发数据量的大小查找所有CQI映射表，选择适当的信道码资源。当发送低速率信令或实时业务数据时，基站提高发送数据所用的信道码的扩频因子，使得分配的信道资源和发送数据量之间保持匹配。
图5所示，在HSDPA技术中增加扩频因子大于16的HS-PDSCH信道和建立对应的CQI映射表的具体方法如下所述。
501：首先，在下行分组数据传输过程中，增加扩频因子大于16的HS-PDSCH信道。新增加的信道结构主要满足基站给低速且实时性要求高的UE的数据时，能够使用具有较小数据传输速率的信道码，即扩频因子大于16的信道码，在传输低速实时数据的同时最大限度地节约HS-PDSCH信道的信道码资源。其中扩频因子大于16可以为32、64、128、256等的2的整数次幂。
扩频因子为32的信道码对应的信道结构如图3所示，帧长为2ms，一帧包括三个时隙，每个时隙包括2560个码片，包含80×M个比特，其中M为与调制方式有关的调制系数，例如，调制方式采用QPSK时M等于2，采用16-QAM调制方式时M等于4。
扩频因子为k的信道码对应的信道结构与上述扩频因子为32的信道码对应的信道结构类似，其中不同点在于每个时隙包含的比特数，扩频因子为k时每个时隙包含2560/k×M个比特。
502：然后，建立与所增加的扩频因子的HS-PDSCH信道对应的CQI映射表。新建立的CQI映射表主要满足基站给低速且实时性要求高的UE的数据时，能够从CQI映射表中得到与低速实时数据相当的传输块大小的CQI值，以及对应的HS-PDSCH信道个数和调制方式，并把上述信息通知UE，使得UE能够对接收信号进行正确解调。
建立对应所增加的扩频因子的信道的CQI映射表的方法为，建立对于同一个扩频因子的CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的对应关系。CQI映射表中的CQI值表示UE所处的信道环境，CQI值越高说明信道环境越好。与一个具体CQI值对应的传输块大小TB、HS-PDSCH信道个数Y、调制方式X之间应满足：在对应的信道环境下，利用Y个信道码发送TB大小的数据块，并且采用X的调制方式时，能够获得10％的误块率。由于低速业务的数据量少，因此基站不需要分配两个或两个以上的信道码来传输数据，因此，对扩频因子大于16的HS-PDSCH信道新建立的CQI映射表中对应所有CQI值的信道码只需要包含一个，即对应所有CQI值的HS-PDSCH信道只需要一个。表2所示为扩频因子为32的CQI映射表。
| 扩频因子 | CQI值 | 传输块大小(比特) | HS-PDSCH信道数 | 调制方式 |
| 32 | 0 | - | - | - |
| 32 | 1 | 67 | 1 | QPSK |
| 32 | 2 | 86 | 1 | QPSK |
| 32 | 3 | 108 | 1 | QPSK |
| 32 | 4 | 137 | 1 | QPSK |
| … | … | … |
表2
表2所示的SF＝32的CQI映射表中还可以包括更多CQI值以及对应的传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式。其中表2中所示的对应每一个CQI值的传输块大小的值不一定是最佳值，还需要对其进行优化。
503：新增加其它扩频因子的HS-PDSCH信道需要对应地新建立CQI映射表。例如，系统中增加扩频因子为32和64的信道码，CQI映射表中也需要建立与扩频因子32和64对应的CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数以及调制方式之间的对应关系。
以上所述，在HSDPA技术的应用中为了满足低速实时业务的要求，增加了扩频因子大于16的信道码以及对应的CQI映射表，下面结合具体实施例，详细说明基站如何合理利用CQI映射表以及信道码资源给低速实时等业务配置功率和信道码资源等参数。
假设，在一个小区中，某一时刻支持HSDPA的用户A、B、C同时请求业务，用户A请求大数据量的文件下载，用户B和C请求IP电话业务。
同时假设，在小区中，分配了4条HS-SCCH信道，采用编号分别为1、2、3和4的扩频因子为128的信道码；将两个扩频因子为16的信道码分配给HS-PDSCH信道，编号分别为14和15；而对应这两个扩频因子为16的信道码存在4个扩频因子为32的信道码，编号分别为28、29、30和31。所述信道码的相对关系如图4所示。
由于IP电话的实时性要求相对文件下载具有更高的优先级，根据调度算法，在每个时刻用户B和C都能够优先发送数据，在功率和信道码资源有剩余的情况下，用剩余的资源来传输用户A的数据；而对于用户B和用户C可通过两者反馈的信道质量来确定资源分配的先后顺序。结合图6，描述主要步骤如下：
步骤601：用户A请求文件下载请求，用户B和C都请求IP电话业务，并向基站反馈CQI值，分别为CQI1＝8、CQI2＝3、CQI3＝2。
步骤602：基站根据业务优先级以及CQI的大小确定资源分配的先后顺序。由于IP电话的实时性要求比文件下载具有更高优先级，基站确定优先给用户B和C分配资源，然后给用户A分配资源。而对于用户B和用户C，根据所反馈的CQI值确定资源分配的先后顺序，优先给CQI值高的用户分配资源。根据以上分析，基站为用户分配资源的顺序为首先是用户B，然后是用户C，最后是用户A。
步骤603：基站根据各用户反馈的CQI值的大小查找所有CQI映射表，即扩频因子等于16的信道码对应的CQI映射表和所增加的扩频因子大于16的信道码对应的CQI映射表，并根据从CQI映射表中得到的CQI值对应的传输块大小与用户待发数据量的匹配程度，确定具体使用哪一个CQI映射表为用户配置功率和信道码资源等参数。
例如，对于用户B反馈的CQI值3，查找表1所示的CQI映射表得到的传输块大小为233比特，查找表2所示的CQI映射表得到的传输决大小为108比特，而B用户的待发数据量只有85.6比特，显然表2的传输决大小与用户B的待发数据量的匹配度相对表1的高，因此，基站查找表2所示的CQI映射表进一步确定与待发数据量更匹配的传输块大小，以及为用户配置功率和信道码资源等参数。同样的分析方法，基站利用本发明提供的表2所示的CQI映射表分配用户C的功率和信道码资源等参数，利用表1所示的CQI映射表分配用户A的功率和信道码资源等参数。
首先，基站给用户B分配功率和信道码资源等参数。用户B反馈的CQI值为CQI2＝3，对照表2得到，如果采用对应CQI值为3的缺省发射功率时，基站可以利用一个扩频因子为32的信道码，采用QPSK调制方式，为用户B发射一个传输块大小为108比特的数据块。但是用户B进行IP电话通信，此时在缓冲区中等待发送的数据只有85.6比特，比所述108比特少。基站对照表2可以得到，最能满足用户B的传输要求的CQI值为2，对应的传输块大小为86比特。此时，基站可以降低一个单位的发射功率，根据现有技术的单位可降低一个分贝(dB)的发射功率，为用户发射86比特的数据包，采用QPSK调制方式，同时为用户B分配码号为31的扩频因子等于32的信道码，并通过扩频因子为32的HS-PDSCH信道发送数据。
然后，基站给用户C分配功率和信道码资源等参数。基站根据用户C反馈的CQI值查找表2所示的CQI映射表，得到与CQI3＝2对应的传输块大小为86比特，正好能满足基站缓冲区中等待给用户C发送的数据包大小。基站使用缺省发射功率向用户发送一个传输块大小为86比特的数据包，采用QPSK调制方式，分配码号为30扩频因子为32的信道码，并通过扩频因子为32的HS-PDSCH信道发送数据。
最后，基站给用户A分配功率和信道码资源等参数。基站根据用户A反馈的CQI1＝8查找表1所示的CQI映射表，如果基站使用两个扩频因子为16的信道码，采用QPSK调制方式，可以给用户发送一个传输块大小为792比特的数据包。但是，此时码号为15的信道码已经分配给用户B和用户C，用户A最多只能使用码号为14的一个扩频因子为16的信道码。在表1所示的CQI映射表中查找得到与信道码个数1对应的CQI值的最大值为6，这相对用户A反馈的CQI的值小了2个单位。根据以上结果，基站可以相对缺省发射功率低2个dB的发射功率，采用QPSK调制方式，使用一个码号为14的扩频因子为16的信道码，并通过扩频因子为16的HS-PDSCH信道发送一个传输块大小为461比特的数据包。
步骤604：基站把确定好的传输块大小、信道码资源以及调制方式等控制参数通过独立的HS-SCCH信道发送给各用户。基站给不同用户分配不同的HS-SCCH信道来传输控制参数，如果基站根据资源分配的先后顺序确定发送控制信息的HS-SCCH信道码，则给用户B对应的HS-SCCH信道分配码号为1的扩频因子为128的信道码，给用户C对应的HS-SCCH信道分配码号为2的扩频因子为128的信道码，给用户A对应的HS-SCCH信道分配码号为3的扩频因子为128的信道码。
步骤605：各用户监听HS-SCCH信道，根据HS-SCCH信道上的控制参数，解调对应HS-PDSCH信道上的业务数据，并把数据接收信息反馈给基站。例如，用户B和C从对应的HS-SCCH信道中的控制参数获知基站分别使用码号为31和30的扩频因子为32的信道码，使用QPSK调制方式，发送了传输块大小为86比特的数据。利用这些控制参数，用户B和用户C分别对对应HS-PDSCH信道进行解调获得基站发送的数据，并把数据是否正确接收的信息反馈给基站。
通过以上具体实施例的信道码资源等参数配置结果可以看出，系统利用扩频因子为16的2个信道码传输了3个用户的数据，最大限度地利用了信道码资源，而且使用户待发数据量和传输块大小高度匹配，节约了信道码资源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1、一种在下行分组数据传输中分配资源的方法，存在扩频因子等于16的高速物理下行共享信道HS-PDSCH以及建立有与该HS-PDSCH对应的信道质量指示CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的对应关系，其特征在于，增加扩频因子大于16的HS-PDSCH以及建立与所增加的HS-PDSCH对应的CQI值与传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的对应关系，该方法包括：
基站根据用户设备UE反馈的CQI值以及待发数据量查找所有对应关系，根据查找结果给UE配置传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述给UE配置传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式后进一步包括：基站采用所述调制方式通过所述HS-PDSCH信道数个HS-PDSCH向UE发送所述传输块大小的数据包。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加的扩频因子大于16的HS-PDSCH的结构为：帧长2毫秒，每帧包括3个时隙，每个时隙包括2560码片，每个时隙包含的比特个数为2560码片除以扩频因子大小再乘以与调制方式相关的调制系数。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站采用所述调制方式通过所述HS-PDSCH信道数个HS-PDSCH向UE发送所述传输块大小的数据包的步骤包括：基站采用所述调制方式，利用与HS-PDSCH匹配的扩频因子的信道码，通过所述HS-PDSCH信道数个HS-PDSCH向UE发送所述传输块大小的数据包。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根据查找结果给UE配置传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式的步骤包括：基站根据UE反馈的CQI值查找所有CQI对应关系得到对应的传输块大小，基站比较UE的待发数据量与所得到的不同传输块大小的匹配程度，选择匹配程度最高的CQI对应关系，并根据所选择的CQI对应关系，将CQI值对应的传输块大小、HS-PDSCH信道数、调制方式配置给该UE。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基站比较UE的待发数据量与所得到的传输块大小的匹配程度后进一步包括：基站在匹配度高的传输块大小所在的CQI对应关系中，查找与UE反馈的CQI值相等或更小的CQI值对应的传输块大小，并再次比较与UE的待发数据量的匹配程度，将匹配度最高的传输块大小，以及对应的HS-PDSCH信道数、调制方式配置给UE。
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