TWI337472B - Wireless multi-cell communication system and method for managing resource power to provide high speed downlink packet access services - Google Patents

Description

1337472 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係有關於一種無線多胞元通信系統。更明 確地’本發明係有關於當提供高速下鏈封包存取P5DPA)服 務時’控制基地台所使用之傳輸功率。 【先前技術】 全球行動電話通信系統(UMTS)R99/R4及R5版之操作方 案中，已概略描繪出第三代行動通信夥伴合作計畫(3GPP)寬 頻分碼多重存取(W-CDMA)系統。R5版之UMTS分頻雙工 (FDD)及分時雙工(TDD)模式，業已合併稱作為高速下鏈封包 存取(HSDPA)之一特徵’以改善下鏈(DL)之資訊流通量、傳 輸延遲、及頻譜效率。HSPDA之原理係藉一動態方式(亦即 快速式，譬如在FDD中為2毫秒、或在寬頻TDD中為10毫秒）， 以不同行動裝置瞵時體驗到的無線電及服務狀態為一函數， 而將空中介面上之封包傳輸排程予該等不同行動裝置eHSPD 在FDD與TDD兩模式下之關鍵功能係⑴快速重複傳輸(混合 式自動重傳要求(Hybrid ARQ))自空中介面(Uu)上錯誤接收到 的DL封包，（ii)快速上鏈(UL)通告錯誤接收到之DL封包(承認 (Acknowledgement)/否認），（iii)在一無線發射/接收單元 (WTRU)之DL通道狀態下，於UL中之快速通道迴授，及(iv) 雙向大量(fat-pipe)排程，以有效地服務DL中之眾多使用者。 4 這種功能，亦即快速、動態hspda封包排程器係設於基地台 (節點B)中’且以出於無線網路控制器(RNC)之一相當程度自 主的方式操作。 一UMTS網路中之rnc係負責網路控制及無線電資源管 理(RRM)。RKC係利用動態通道分配(DCA)演算法來執行譬 如使用者許可控制及介面管理等任務，且因此為確保可靠系 統操作及使效率最大化的關鍵。當可服務複數個使用者、或 當達到總資訊流通量時，即為一高效率方法。 在一 FDD系統_，rnc係將HSDPA數據通道(hs dsch) 使用之某一特定數量擴展碼(spreading code)分配予每一胞 元。更，在該FDD系統中，HS-DSCH係在長度為3個連貫時 槽之一傳輸時序間隔(ΤΤΙ)(3*0·66毫秒=2毫秒)上傳輸。四c 可與基地台通信，請注意到擴展碼可藉由Iub/Iur發送訊號而 用於HSDPA，且接著將關於何時在該等碣中傳送DL封包之 控制傳遞至基地台。RNC亦藉由無線電資源控制(RRC)發送 訊號來通告WTRU，關於需傾聽哪些實體通道作為HSDPA控 制通道、亦即高速分享控制通道(HS-SCCH)，而其又接著由 該基地台利用，以動態地通告WTRU，在其HS-DSCH上之排 程DL封包已到達。亦，相同之資訊將自]rnc傳送至基地台， 而得告知該基地台關於，當將HSDPA數據傳送至一wtru 時’需通報該WTRU注意哪一HS-SCCH通道。更，該基地台 係遵循一獨立基準，以根據其本身之HSDPA排程器為基礎來 133747-2 決定，何時將HSDPA數據傳輸至一特定WTRU。 在一 TDD系統中，RNC係將HSDPA數據通道(HS-DSCH) 使用之某一特定數量時槽(TS)分配予每一胞元。RNC可與基 地台通信，請注意到TS及擴展碼可藉由Iub/Iur發送訊號而用 於HSDPA ’且接著將關於何時在該等TS及碼中傳送DL封包 之控制傳遞至基地台。RNC亦藉由RRC發送訊號來通告 WTRU，關於需傾聽哪些實體通道作為HSDPA控制通道(亦即 高速分享控制通道(HS-SCCH))，而其又接著由該基地台利 用’以動態地通告WTRU，在其HS-DSCH上之排程DL封包已 到達。亦，相同之資訊將自RNC傳送至基地台，而得告知該 基地台關於，當將HSDPA數據傳送至一WTRU時，需通報該 WTRU注意哪一HS-SCCH通道。更，該基地台係遵循一獨立 基準，以根據其本身之HSDPA排程器為基準來決定，何時將 HSDPA數據傳輸至一特定WTRU。 在任何CDMA系統中，有效的管理資源「功率」係保持 低干擾、及使系統容量最大化(亦即同時支援之使用者數量、 及一區域中所有胞元之總數據資訊流通量)的關鍵。 對於干擾管理’ FDD與TDD兩者皆在專用通道之况中 運用快速_路仰)神㈣(PL)。又對於料通之fdd& 及R5)專用通道(DCH) TDD習知版本99、4、及5(R99、R4、 的情況，CL PC係於RNC之控制功率限制内操作。是以，可 在職設料預先建立一動態範圍，且咖終將在^有效 6 337472 * · 使用期内調整該範圍。由於RNC必須下達複雜決策來增強系 統效能，因此RNC將以不可超出之一最大丁乂功率、以及需保 持之-最小Tx功率等型式’來以訊號通知節點B，該？(：動態 範圍。譬如’需要過h力率、且因此經常達到該容許動態範 圍上限的-WTRU，可在_統帽其他制者生成超越比 例的(〇ver_proP〇rti〇nal)干擾位準。rnc可能需要轉移或交遞 (handover)該WTRU之連接。因此，對功率限制作緊密控 制，且同時仍允許自主基地台在已建立出之功率限制内操作 者’將為結合功率控制來操作之一 CDMA系統的一關鍵特徵。 在TDD與FDD系統兩者之共同通道中，緊密控制可能的 功率設定值，對於確保可用的適當涵蓋及服務非常重要。在 R5中，可較R99及R4提供基地台更大的自主性。特別地， HS-DSCH之排程及傳送，僅受制於節點B之可靠程度。瓢^ 仍可藉由以訊號通知WTRU及基地台兩者擴展碼與丁§，來保 持半靜態控制’鱗碼及TS_^HSDPA服務，且可確保使 用控制通道(HS-SCCH)、及高速分享資訊通道(HS_SICH)。一 旦已佈置了這種架構，即可完整地將控制傳遞至基地台，而 獨立自主地排程DL封包傳輸。 在FDD應用中，RNC可藉一半靜態方式，分配刪伙服 務不可超出、且為總可用基地台Tx DL功率一部份的一最大 过功率4 ’贿HSPDA舰所生叙姆較高轉干擾保 持在合理限制内。這可在配置DL通道於基地台中時，藉由在 7 RNC基地台介面(lub)上發送訊號來實現。否則’終將由節點 B以一高HSDPA數據率來服務一胞元邊界處之一HSDPA WTRU ’且生成一高位準干擾，而使得相鄰胞元中之任何服 務受到甚至有害的嚴重衝擊，及造成一無法接受之總系統容 量下降、或著非HSDPA(R99及R4)WTRU之服務降級。每胞 元之RNC組最大HSDPA功率片段接著間接地決定最大數據 率，可藉此來服務任何給定之WTRU。這種控制機制存在之 另一理由在於，需要保留某一特定量之節點B DL Tx功率用 於非HSDPA通道，例如引導通道(pilot channel)、共同控制通 道、或非HSDPA DCH。 一種使用一RNC控制機制來為每一胞元建立一最大 HSDPA功率位準以提供HSDPA服務之方法及系統，並未存在 於TDD。調節上述者之僅有方法，係將某些特定時槽專用於 HS-DSCH ’且將其他時槽專用於其他既存服務(專用、分享 等）。然而’由於HS-DSCH通道及支援通道(HS-SCCH或相關 之專用通道)無法存在於共同時槽令，因此不允許該系統藉由 將一 WTRU為了操控該HS-DSCH通道以及支援通道所需之 時槽最少化，來使該WTRU之資源/功率使用最佳化。這種缺 乏RNC控制者，對於可靠的r5 TDD系統操作，及與R99/R4 非HSDPA WTRU共存、且當需要有效率地使用HS-DSCH以 及專用與其他控制通道時甚至潛在地處於HSDPA WTRU内 的HSDPA致能TDD系統多胞元佈置而言，係一明顯障礙。可 由RNC在胞元設定時配置最大容許節點ΒΤχ功率，但其在一 基地σ之複數時間槽之間並無區別，且可應用至所有該等時 槽。更，非HSDPA與HSDPA通道之間並無差別。亟欲在尺^^^ 與複數個基地台之間具有-種可提供HSDPA服務、而不致承 受已知配置缺點的訊號發送機制。 【發明内容】 一種用於提供高速下鏈封包存取(HSDPA)服務之方法 及無線夕胞元通系統。該系統包含一無線電網路控制器 (RNC)、及可與該控制器通信之複數個基地台。該RNC可將 一控制訊號傳送到至少一基地台，該基地台具有指派予其之 譬如一分時雙工(TSS)糸統中的複數個時槽，及/或譬如在一 分頻雙工(FDD)系統中之包含有傳輸時距(TTI)的複數個訊 框，以建立HSDPA通道。該控制訊號係對每一該等時槽及/ 或ΤΤΙ指示一最大容許HSDPA傳輸功率◊該基地台可將一迴 授訊號傳送至該RNC，以指示在一既定時間週期内，已傳輸 HSDPA時槽及/或ΤΤΙ之功率量測結果。 【實施方式】 現在請參考圖式來說明本發明，其中相同之參考代碼係 表示相同元件。 儘管已結合TDD及FDD型無線通信系統來說明本發 明，然而重要地請注意到，可藉由包含分時_同步分碼多重存 1337472 • ·.* 取(TD-SCDM^CDMA誦等任何型式之無線通信系統 來實現本發明。 * 典型地係利用一無線傳輸/接收單元(WTRU)來建立通 信鏈結。-WTRU包括、但不限於—賴者終端設備、行= 基地台、蚊或行_戶單元、呼叫器、或能夠在一無線環 境中操作之任何型式裝置。這種說關型式之無線環境包 括、但不限於無線區域網路及公眾行動通信網路。此中所述 之WTRUt夠操作於分別譬如為TDD與FDD之一時間分槽模 式或一分頻模式下。一「基地台」包括、但不限於一節點B、 網點控制器、存取點、或在一無線環境中之其他介面裝置。 第1圖係顯示依據本發明之可提供HSDPA服務的一無線 多胞元通信系統100。系統1〇〇包括一無線電網路控制器 (RNC)、及可分別在胞元125、130、與135中操作之複數個基 地台 110、115、與 120〇RNC105可將一控制訊號 140A、140B、 M0C傳送至一基地台11〇、ns、12〇，至少一基地台具有指 派予其之複數個時槽，以建立HSDPA通道，且控制訊號 140A、140B、140C可指示每一時槽之一最大容許HSDPA傳 輸功率。至少一基地台110、115、120可將一迴授訊號145A、 145B、145C傳送至RNC105，且其中迴授訊號145A、145B、 145C係指示一既定時間週期内的已傳輸HSDPA時槽功率量 測結果。系統100可為利用一現存Iub介面之一TDD系統，使 得系統100—佈置區域中之某些或全部胞元/區段可能提供 10 HSDPA服務。 在系統100中，RNC105可與各基地台no、ii5、120通 信，且通知其關於一基地台110、115、120各別HS-DSCH時 槽不可超出之最大容許HSDPA TS傳輸(Tx)功率的每一時槽 控制資訊。可對一特定胞元之不同HSPDA TS，將最大容許 HSDPA Τχ功率設定成不同數值。亦’倘若在不同胞元中致 能相同TS來作HSDPA服務，則可對各個胞元配置不同的最大 容許HSPDA TS Τχ功率位準。譬如，不容許胞元125在其 HSPDA服務時，於TSm中超出5dBm，而胞元130在相同TSm 中提供其HSDPA服務時，將不可超出25dBm。 第2A圖係圖示出一說明用HSDPA TS配置200，各種 HSDPA功率設定值係用於複數時槽2〇5(包括時槽TSm、 TSm+；l、TSm+2、TSm+3、TSm+4、TSm+5)中之每一個、複 數胞元125、13G、135中之每-個。每—胞元、及時槽之最大 可能無線電頻率(RF)基地台功率位準將分別以點線2丨〇A、 210B、與210C描繪出。 第2A圖係圖不出，可能發生之三種不同的TDD時槽分配 方案220、230、24G。在-TDD中’每一訊框分配予HSDPA 服務之時槽組係隨著胞元不同而有所差異。 對於方案22G ’乡重胞元係於同-TS愤供HSDPA服 務’藉此賴立最大轉設定值，崎每_TS保證充份涵 蓋。方案220可使泛系、細嫩資訊流通量最大化。 對於方案23G ’多重胞元將使用複數個TS作為非HS通 運’以譬如對該等共同通道保冑充份涵蓋。方案23〇可確保在 同一 TS中同時支援該等非HSDPA通道。 對於方案240，胞元1賴供HSDPA服務，且胞元2係在 同TS令使用R99通道。可建立最大功率設定值，以防護尺99 且在胞元1十保證Ts充份涵蓋。方案ye可確保在相鄰 胞元、同一丁8時，同步地支援非HSDPA通道。 可在特定基地台110、115、120中，於HSDPA資源池 (resourcepool)設定時’將具有該等最大容許HSDpATsTx功 率設定值之控制資訊，自RNC 105傳遞至胞元125、13〇、135。 隨同該資訊，基地台將可獲得TS及擴展碼，以與自rnc 1〇5 傳送至基地台之一HSDPA資源池設定結合使用。亦可能在一 給疋基地台之HSDPA資源有效使用期間，調整最大容許 HSDPA TS Tx功率設定之數值。 各別基地台110、115、120可藉迴授資訊145Α、145Β、 145C與RNC105通信’其中該迴授資訊較優地係以譬如在_ 給定時間週期(譬如100毫秒或更長者)内觀察到之有效傳輸 HSDPATSTx功率等量測型式實現，但並非僅以此為限。這 可fe:供駐存於RNC105中之無線電資源管理(r尺μ)演算法，關 於該等HSDPA功率分配之效率，且協助決策程序。 駐存於RNC 105中之譬如慢/快速-dca、壅塞/鏈結控 制、或其他者之一個或更多RRM演算法，將可利用WTRU(未 12 1337472 I * ··% 顯示)及基地台110、115、120在系統100中所觀察到的使用中 TX功率/干擾位準(源自HSDPA及非HSDPA通道)等其訊息， 而當-個或更多胞元125、13〇、135中出現HSDPA時，將用 於HSDPA服務或非HSDPA服務之系統資訊流通量或使用者 容量最大化。 最大容許HSDPA TS Tx功率，理想上應與允許在一胞元 HS-DSCH上使用之同一TS中、所有擴展碼之各碼功率的最大 谷s午總和相對應。可存在有以訊號發送上述者之等效型式， 但其功能原則上仍相同。 自基地台110、115、120傳送至RKCl〇5之迴授資訊 145A、145B、145C理想上應與關於同一TS中所有擴展碼之 碼功率總和的有效傳輸功率量測相對應，且該量測係在某一 特定回報週期上平均。亦可存在其他等效功能之量測或迴授。 在一FDD系統中’可由RNC僅以每一胞元為基礎來設定 DL中之容許HSDPA服務功率。這與「時域」中者無任何差 異。疋以，對於一給定FDD胞元，極其相同之功率設定值將 可應用至所有可用於執行HSDPA服務的TT卜 第2B圖係圖示出一說明用FDD HSDPA系統架構270，藉 此RNC105所使用之各種HSDPA功率設定值係用於複數胞元 125、130、135其中每一個内、包含有五個TTI(TTI1至TTI5) 之複數訊樞其中每一個(譬如每個長10毫秒），且每—ΤΤΊ皆長 2毫秒。每一胞元、及ΤΤΙ之最大可能無線電頻率(Rp)基地台 13 1337472 功率位準將分別以點線280A、280B、與280C描緣出。 依據一具體實施例，一胞元中之不同FDD TTI係分配有 不同之表大Tx功率設定值。更，一胞元中之不同组fdd HS-TTI係分配有不同之最大τχ功率設定值。譬如，訊框n中 之所有5個HS-TTI將分享一共同最大功率設定值，但次一訊 框η+1中之5個HS-TTI則指派有一不同之最大功率設定值。 RNC能夠完全阻擋一胞元中之一個或更多hS_tti。嬖 如’可將一胞元配置成’並非在訊框n、訊框n+4、訊框n+8 專中傳輸HSDPA ’但允許在其他訊框中傳輸，以支持干擾管 理及涵蓋擴展。 第3圖係依程序300之流程圖，其包含系統1〇〇提供 HSDPA服務時所使用之方法步驟。咖^仍係將一控制訊號 140A、140B、140C傳送到基地台11〇、115 ' 12〇至少其中之 ，該至少一基地台係與複數個時槽、及指示每一該等時槽 之一最大容許HSDPA傳輸功率的控制訊號丨4〇A、丨4〇B、丨4〇c 相關聯。在步驟310中，至少一基地台11〇、115、12〇可將迴 授訊號145A、145B、145C傳送至RNC，以指示在一既定時 間週期内的已傳輸HSDPA時槽功率量測結果。 前述者僅為利用本發明原理之一與基地台 110、115、120間訊號發送系統的一說明用具體實施例描述。 儘管已參考較佳具體實施例來特殊地顯示與描述本發明，然 熟於此項技藝之人士將可理解到，可在型式上及細部設計中 14 1337472 對其實施各種變更’而不致脫離如上所述之本發明範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示依據本發明之用於提供HSDPA服務的—無線多 胞元通信系統； 第2A圖係圖示出依據本發明一具體實施例之下鏈傳輪功 率’根據一 TDD系統所傳輸之時槽為基礎而在胞元中的分酉己. 第2B圖係圖示出依據本發明一具體實施例之下鏈傳輪功 率’根據一FDD系統所傳輸之HS傳輸時距為基礎而在胞元中 的分配；及 第3圖係包含有第1圖系統中用來提供HSDPA服務之方法乐 驟的流程圖。 【主要元件符號說明】 100 系統 125、130、135 胞元 110、115、120 基地台 105 無線電網路控制器 140A、140B、140C 控制訊號 145A、145B、145C 迴授訊號 200 配置 205 時槽 210A、210B、210C 點線 15 1337472 220、230、240 時槽分配方案 270 架構 280A、280B、280C 點線 16

Claims (1)

1337472 七、申請專利範圍： 1. 一種無線電網路控制器(RNC)，其用於在一無線多胞元通信 系統中與複數個基地台通信，其中該無線多胞元通信系統提 供高速下鏈封包存取(HSDPA)服務，該RNC包含： (a) —傳送器’用於將一控制訊號傳送至該等基地台至少 其中之一，該至少一基地台具有指派至該基地台的複數個時 槽’以建立HSDPA通道，該控制訊號指示各該等時槽的一最 大容許HSDPA傳輸功率；以及 (b) —接收器’用於接收來自該至少一基地台的一迴授訊 被’該迴授訊·5^指不在一既定時間週期中已傳輸之該等 HSDPA時槽功率量測的結果。 2. 如申請專利範圍第1項的RNC，其中該既定時間週期為至少 100毫秒。 3·如申請專利範圍第1項的rnc，其中該無線多胞元通信系統 為一時分雙工(TDD)系統’其中該RNC將用於HSDPA數據通 道(HS-DSCH)的一特定數量時槽分配給每一胞元。 4. 如申請專利範圍第1項的rnc，其中一胞元的一時槽的最大 容許HSDPA傳輸功率與一不同胞元中相同時槽的最大容許 HSDPA傳輸功率互不相同。 5. —種無線電網路控制器(RNC)，用於在一無線多胞元通信系 統中與複數個基地台通信，其中該無線多胞元通信系統提供 高速下鏈封包存取(HSDPA)服務，該RNC包含： 17 1337472 ⑻-傳送器，驗將-控制鱗傳送到該基地台至少其 中之。纟至）-基地台建立具有複數個赌的—分頻雙工 (FDD)胞元’料訊框包含純派至各料訊_各自傳輸 時距(ΤΗ細建立HSDPA通道，該控制訊號指示各該π的 一最大容許HSDPA傳輸功率；以及 (b)—接收态，用於接收來自該至少一基地台的一迴授訊 號，該迴授訊號指示在一既定時間週期内該已傳輸HSDpA時 槽功率量測的結果。 6. 如申請專利範圍第5項的RNC，其中在各別的該等訊框中的 不同ττι組是分配不同的最大容許HSDI>A傳輸功率設定值。 7. 如申請專利範圍第5項的rnc，其中該既定時間週期為至少 100毫秒。 8. 如申請專利範圍第5項的RNC，其中該RNC是配置成可使該 ΤΤΙ中特定者失效(disable)。 9. 如申請專利範圍第5項的RNC，其中該RNC是配置成可使包 含於該訊框中的特定TTI組失效。 18