时分双工高速率下行链路分组接入时的下行专用物理信道分配方法
(一)技术领域
本发明涉及一种无线移动通信系统中的无线通信资源优化方法,更具体的说涉及一种第三代移动通信系统中时分双工(TDD:Time Division Duplex)高速率下行链路分组接入(HSDPA:High Speed Downlink Packet Access)时的下行专用物理信道(DPCH:DedicatedPhysical Channel)分配方法。
(二)背景技术
高速率下行链路分组接入是第三代移动通信系统的一个新特征,在第三代移动通信系统频分双工(FDD:Frequency Division Duplex)模式与时分双工模式下均可实现。在高速率下行链路分组接入方式下,可在下行链路提供高达10Mb/s的数据传输速率,以支持在下行链路单向要求瞬时高数据传输速率的业务类型,如网页浏览(Internet Browsing)或视频点拨(VideoOn Demand)等业务类型。
在高速率下行链路分组接入时,多个用户设备的下行链路分组数据共享一个高速率下行共享信道(HS-DSCH:High Speed-Downlink Shared Channel),所述高速率下行共享信道为一个传输信道(TrCH:Transport Channel)或是一个编码复合传输信道(CCTrCH:Coded CompositeTransport Channel),一个HS-DSCH传输信道可被映射到一个或一个以上的高速率下行共享物理信道(HS-DPSCH:High Speed-Downlink Physical Shared Channel),并与一个或一个以上的高速率共享控制信道(HS-SCCH:High Speed-Shared Control Channel)以及一个下行DPCH相关联。其中,HS-SCCH中传输与HS-DSCH相关的物理层信令(Layer 1 signaling),通过接收HS-SCCH中相应的信令信息,用户设备得知其下行链路分组数据在HS-DPSCH中传输时所使用的信道化码字(Channelization code)以及传输格式(TF:Transport Format)等信息;一个下行DPCH中传输一个用户设备专用的功率控制和高层信令(Higher LayersSignaling)等信息以及所述用户设备同时存在的下行链路会话型业务(Conversational types ofservice)数据,并担当所述用户设备的下行链路分组数据传输过程中同步/失步(in-sync/out-of-sync)状态的指示。对于高速率下行链路分组接入更详细的描述请参见第三代移动通信系统标准文档3GPP TR 25.855“HSDPA:Overall Description”和3GPP TR 25.858“HSDPA:Physical Layer Aspects”(第三代移动通信系统伙伴项目站点
http://www.3gpp.org/ftp/中提供文档下载)。
当在1.28Mcps时分双工模式下的高速率下行链路分组接入时,若在用户设备下行链路分组数据的传输过程中并未同时伴随着下行链路会话型业务数据的传输,则此时与HS-DSCH相关联的所述用户设备的下行DPCH中将只可能传输如下的三种信息:
i)所述用户设备专用的功率控制命令(TPC:Transmitter Power Control);
ii)所述用户设备专用的同步调整命令(SS:Synchronization Shift);
iii)所述用户设备的高层信令;
由于HS-DSCH中所述用户设备的下行链路分组数据通常以突发形式出现,因此所述下行DPCH中上述信息的传输并不频繁,即在所述用户设备大部分的接入时间中,所述的下行DPCH将处于不连续传输(DTX:Discontinuous Transmission)模式。当一个节点B(Node B)在同时传输多个用户设备的下行链路分组数据时,所述节点B需为每一个所述的用户设备关联一个下行DPCH,以传输各所述用户设备专用的信息。若此时所述节点B与所述各用户设备之间均只有下行链路分组型数据业务,而不存在会话型业务,则为所述各用户设备所关联的下行DPCH在大部分时间上均处于不连续传输模式。考虑到在无线移动通信系统中,物理信道资源是非常有限的,上述下行DPCH的关联方法无疑是对物理信道资源的严重浪费。
针对上述问题,为了满足所述用户设备专用信息的传输要求,以及同时提高物理信道资源的利用率,现有技术中的一种解决方案如图1所示:将所述用户设备的高层信令无线承载(RB:Radio Bearer)通过HS-DSCH进行传输,即将专用控制逻辑信道(DCCH:DedicatedControl Channel)映射到HS-DSCH;与此同时,取消分别为每个用户设备关联的下行DPCH,而为所有用户设备引入一个物理层公共控制信道(PLCCH:Physical Layer Common ControlChannel),用来传递各用户设备的功率控制和同步调整指令,并担当各用户设备下行链路分组数据传输过程中同步/失步状态的指示;所述PLCCH的发射功率为针对其支持的所有用户设备所需的最大发射功率。对于此解决方案的详细描述请参见第三代移动通信系统标准化会议文档R1-041403,“Optimisation of DL Code Utilisation for 1.28Mcps TDD HSDPA”,3GPP RANWG1#39,IPWirelss,Yokohama,Japan,15-19 Nov.2004(第三代移动通信系统伙伴项目站点http://www.3gpp.org/ftp/中提供文档下载)。
上述解决方案的好处在于:对于一个所述节点B的所有下行链路分组型数据业务用户设备,只需一个物理信道即可支持所有所述用户设备功率控制命令与同步调整命令的传输,因此大大提高了物理信道资源的信道化码字利用率。但是,上述解决方案也潜藏着相当的风险。如上所述,所述的PLCCH为公共信道,因此不可能对其进行波束成形(Beam Forming),从而会导致可观的链路预算损失;并且,所述的PLCCH总需以针对其支持的所有用户设备所需的最大发射功率进行发射,当有一个用户设备非常接近小区边界而距离所述节点B最远时,设此用户设备为UE1,所述PLCCH将以针对UE1所需的发射功率进行发射,所述的发射功率将可能占用所述节点B的大部分链路预算(Link Budget);因此,从物理信道的发射功率资源角度而言,所述的解决方案仍然是不经济的。
(三)发明内容
本发明的目的在于提出一种时分双工高速率下行链路分组接入时的下行专用物理信道分配方法,通过此发明的方法,可以实现如下的技术效果:
1.提高下行专用物理信道的利用率;
2.针对用户设备的波束成形仍然有效;
3.用户设备高层信令的传输没有明显的时延;
4.用户设备下行链路分组数据传输过程中的同步/失步状态指示;
上述的发明目的是通过以下的技术方案加以实现的:时分双工高速率下行链路分组接入时的下行专用物理信道分配方法,当一个节点B在同时传输至少一个用户设备的下行链路分组数据时,且所述的用户设备中存在至少一个只有下行链路分组型数据业务的用户设备,其特征在于:对于所述只有下行链路分组型数据业务的用户设备,所述用户设备将复用一个或一个以上的下行专用物理信道;所述的下行专用物理信道与所述节点B的高速率下行共享信道相关联,其上传输所述用户设备的功率控制命令、同步调整命令以及高层信令信息;所述下行专用物理信道的分配周期性进行,在一个所述的分配周期中,所述下行专用物理信道或者在所述用户设备中平等分配,用于传输各所述用户设备的功率控制命令与同步调整命令信息,或者为所述用户设备中的一个用户设备全部占用,用于传输此用户设备的高层信令信息;在系统设定的无线链路监测时间窗口内,应至少存在一个所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配的分配周期。
根据本发明的一个方面,所述的高速率下行共享信道为传输信道或编码复合传输信道。
根据本发明的一个方面,在所述的下行专用物理信道中,所述用户设备以时分方式和/或码分方式进行复用。
根据本发明的一个方面,每个所述用户设备所占用的时间分割和/或信道化码字通过无线承载建立消息获得。
根据本发明的一个方面,所述下行专用物理信道的分配周期长度在高速率下行链路分组接入的初期设置,设置之后即保持不变。
根据本发明的一个方面,在所述下行专用物理信道的一个分配周期中,所述用户设备对所述下行专用物理信道的占用状况分为以下三种:平等占用,全部占用,零占用。
根据本发明的一个方面,在所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配的分配周期中,将对每个所述用户设备在下一分配周期中对所述下行专用物理信道的占用状况加以指示,并且在一个所述下行专用物理信道为所述用户设备中的一个用户设备全部占用的分配周期之后,必有一个所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配的分配周期。
根据本发明的一个方面,所述用户设备对所述下行专用物理信道的三种占用状况以2比特进行表示,并且在所述用户设备特殊数据突发的数据段中传输。
根据本发明的一个方面,所述的2比特在所述特殊数据突发的数据段中传输时使用重复编码的信道编码方式。
根据本发明的一个方面,系统设定的无线链路监测时间窗口长度为160ms。
(四)附图说明
本发明的目的及特征将通过实施例结合附图进行详细说明,这些实施例是说明性的,不具有限制性。
图1表示现有技术中的一种解决方案下的信道映射方式。
图2表示本发明的方法中的信道映射方式。
图3表示本发明实施例中的一种下行专用物理信道的复用方式。
图4表示本发明实施例中的另一种下行专用物理信道的复用方式
图5表示本发明实施例中特殊数据突发的结构。
(五)具体实施例
图2,图3,图4和图5表示本发明方法的实施例。
当在1.28Mcps时分双工模式下的高速率下行链路分组接入时,若在用户设备下行链路分组数据的传输过程中并未同时伴随着下行链路会话型业务数据的传输,除去将所述用户设备的高层信令无线承载通过HS-DSCH进行传输的方法之外,根据本发明的方法,如图2所示,还可将所述用户设备的高层信令无线承载通过下行专用信道(DCH:Dedicated Channel)进行传输,即将DCCH映射到下行DCH之上;下行DCH为一个传输信道或是一个编码复合传输信道,其被进一步映射道一个或一个以上的下行DPCH之上,所述的下行DPCH与HS-DSCH相关联,其上还传输所述用户设备的物理层功率控制命令与同步控制命令信息。有关信道映射的详细描述请参见第三代移动通信系统标准文档3GPP TS 25.221“Physicalchannels and mapping of transport channels onto physical channels(TDD)”和3GPP TS 25.301“Radio Interface Protocol Architecture”(第三代移动通信系统伙伴项目站点http://www.3gpp.org/ftp/中提供文档下载)。
当所述只有下行链路分组型数据业务的用户设备多于一个时,所述用户设备将对所述的下行专用物理信道进行复用(Multiplex),复用方式可为时分复用方式(TDM:Time DivisionMultiplex)和/或码分复用方式(CDM:Code Division Multiplex),如图3及图4所示:其中,在图3中,所述的下行DCH被映射到一个下行专用物理信道之上,8个用户设备UE1,UE2,...,UE8在所述的下行专用物理信道中时分复用;在图4中,所述的下行DCH被映射到两个下行专用物理信道DPCH1与DPCH2之上,8个用户设备UE1,UE2,...,UE8在所述的两个下行专用物理信道中时分复用和码分复用;每个所述用户设备所占用的时间分割和/或信道化码字可通过无线承载建立消息(Radio Bearer Setup Message)获得。
根据本发明的方法,所述下行专用物理信道的分配周期性进行,为了使所述的分配过程简便易行,分配周期的长度可在高速率下行链路分组接入的初期设置,设置之后即保持不变。例如,在图3所示的分配方式中,所述下行专用物理信道的分配周期长度为80ms,而每个所述用户设备可用的时间分割长度为10ms,则在这样的分配周期下,最多可支持8个所述的用户设备;在图4所示的分配方式中,所述下行专用物理信道的分配周期长度为20ms,每个用户设备可用一个下行专用物理信道上5ms的时间分割,则此时最多可支持8个所述的用户设备。
进一步根据本发明的方法,在一个所述的分配周期中,所述下行专用物理信道或者在所述用户设备中平等分配,用于传输各所述用户设备的功率控制命令与同步调整命令信息;或者为所述用户设备中的一个用户设备全部占用,用于传输此用户设备的高层信令信息。因此,在所述下行专用物理信道的一个分配周期中,可将所述用户设备对所述下行专用物理信道的占用状况相应分为以下三种:平等占用,全部占用,零占用;其中平等占用表示所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配,全部占用表示所述下行专用物理信道全部为此用户设备所占用,零占用表示所述下行专用物理信道不为此用户设备所占用。在所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配的分配周期中,可对每个所述用户设备在下一分配周期中对所述下行专用物理信道的占用状况加以指示,将所述的三种占用状况用2个比特进行表示,如表1所示。
表1
Bits |
占用状况 |
11 |
全部占用 |
00 |
零占用 |
01 |
平等占用 |
由于在不连续传输模式下,所述下行专用物理信道中将只传输所述用户设备的特殊数据突发(Special Burst),所述特殊数据突发的结构如图5所示,其中包括两个数据段Date field1和Data field2;因此,所述的2个比特可通过各所述用户设备特殊数据突发的两个数据段进行传输,并且通过重复编码(Repetition coding)等信道编码方式在所述的两个数据段内进行填充。有关不连续传输模式的详细描述请参见第三代移动通信系统标准文档3GPP TS 25.224“Physical layer procedures(TDD)”(第三代移动通信系统伙伴项目站点
http://www.3gpp.org/ftp/中提供文档下载)。
不难看出,为了使用上述的方式对各所述用户设备在下一所述下行专用物理信道分配周期中的占用状况加以指示,在一个所述下行专用物理信道为所述用户设备中的一个用户设备全部占用的分配周期之后,必有一个所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配的分配周期,以传输各所述占用状况比特数据信息。当然,本领域的技术人员也可以在本发明方法的思路下,采用其它可行的方法对一个所述下行专用物理信道的分配周期内各所述用户设备的信道占用状况加以指示。
最后,根据本发明的方法,为了对各所述用户设备下行链路分组数据传输过程中的无线链路进行检测,在系统设定的无线链路监测时间窗口内,应至少存在一个所述下行专用物理信道在所述用户设备中平等分配的分配周期,以使各所述用户设备进行同步/失步状态的检测。在1.28McpsTDD第三代移动通信系统中,所述无线链路监测时间窗口的长度为160ms。
本发明方法的理论依据为:考虑到HS-DSCH中所述用户设备的下行链路分组数据通常以突发形式出现,相应的所述下行专用物理信道中所述用户设备的信息传输并不频繁,因此各所述用户设备的高层信令映射到同样的物理信道资源上的概率是非常小的,这样所述的用户设备便可以在所述的下行专用物理信道中复用,从而提高下行专用物理信道的信道化码字资源利用率;并且,由于所述用户设备在所述的下行专用物理信道中以时分方式和/或码分方式进行复用,针对各所述用户设备的波束成形将依然有效,因而不会造成下行专用物理信道发射功率资源的损失;此外在需要时,所述下行专用物理信道可为所述用户设备中的一个用户设备全部占用,用于传输此用户设备的高层信令信息,这样便可保证所述用户设备高层信令的传输没有明显的时延。