CN1656826A - 用于上行链路速率控制的分布式信令的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种由和UE(18)通信的无线接入网络(101)第一实体(17)使用、从而控制和该第一实体(17)通信的UE所用的上行链路速率的方法和相关设备，其中第一实体例如是节点B，该方法特征在于：第一实体(17)发送速率控制信号(RA)到UE(18)的步骤，该速率控制信号传送关于上行链路速率的信息。可将该速率控制信号用于命令UE(18)调整上行链路速率范围或组内的最大上行链路速率；可替换地，还可将其用于命令UE(18)调整上行链路速率。可作为第一实体(17)从UE(18)接收到的速率改变请求信号(RR)的响应而发送该速率控制信号(RA)。

Description

用于上行链路速率控制 的分布式信令的方法和设备
技术领域
本发明涉及无线通信中的上行链路分组调度，更具体地，涉及用于上行链路分组调度的信令(上行链路和下行链路)。
背景技术
如图1所示，根据3G WCDMA(第三代宽代码分多址)，在经无线通信的传送中，移动用户设备(UE)18和UTRAN(通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网络)节点B 17(有时也称为基站)在所谓的Uu接口相接。UTRAN节点B又在所谓的Iub接口和UTRAN无线网络控制器(RNC)11通信，RNC和核心网络(CN)实体在所谓的Iu接口通信，并还和其他RNC在所谓的Iur接口上通信，核心网络实体是移动交换中心(MSC)或服务GPRS(通用分组无线系统)支持节点(SGSN)。Iu接口更具体地是UTRAN RNC和MSC之间的Iu电路交换接口IuCS，或UTRANRNC和SGSN之间的Iu分组交换接口IuPS。
根据现有技术，无线终端到高速下行链路分组接入系统(HSDPA)无线接入的上行链路中的信令，传送例如HARQ(混合自动重复请求)相关信息以及信道质量反馈。在UTRAN 99版本中，UE和无线接入网络(RAN)之间的所有信令都在无线资源控制(RRC)协议层(WCDMA协议栈的层3)发生，并在服务该UE的无线网络控制器(RNC)即SRNC终止(在上行链路中)。可用传输格式组合控制(TFCC)消息安排UE传输(即上行链路)，该消息可以指示速率以及其他定义配置的参数，并由RRC协议发送。这样的TFCC消息可以在没有用于即时效应的明确时间参考的情况下发送，或取而代之的是，可以包括用于消息中指示的配置的明确启动时间。在这两种情况中，都由服务UE的RNC(即SRNC)发起该消息。
如果上行链路缓冲器满了，则UE希望增加数据速率。可替换地，如果上行链路缓冲器是空的，则UE能用降低的数据速率提供足够的服务延迟。
所需要的是比使用RNC调度用于高速分组访问的UE传输所提供的更灵活的控制，该控制可被描述为分布式无线资源控制，即无线资源控制例如在节点B(用于和在第二代无线接入网络中和基站最相似的实体的术语)终止并且在SRNC为UE设定的限制中，在这种限制中节点B可以安排用于高速分组接入的UE传输(在此所述的控制是分布式的，因为UE可同时和多于一个的节点B通信，因此在节点B终止的控制实际上是在多个节点B终止的控制，因为和单个SRNC相对，因此是分布式的)。进一步需要的是将用于此种灵活控制的信令统一到当前规定用于第5版3GPP(第三代项目合作组)规范(ReL’5)的信道结构中，诸如HSDPA信道结构这样的信道结构。更具体的，进一步所需的是快速上行链路信令方案，其中UE能用最小上行链路代码资源(按照多代码，即按照并行操作以提供不同通信信道的代码资源)传送速率信息。
发明内容
因此，本发明的第一方面，提供一种由和UE(即用户设备，例如移动站)通信的无线接入网络第一实体使用以控制和该第一实体通信的UE所用的上行链路速率的方法，该第一实体的无线资源由该无线接入网络中的第二实体控制，该方法特征在于：第一实体发送速率控制信号到UE的步骤，该信号关于上行链路速率的信息。
根据本发明的第一方面，可使用该速率控制信号命令UE在上行链路速率范围或一组上行链路速率中调节最大上行链路速率，其中UE可以从该范围或该组中选择上行链路速率。可替换的，并根据本发明的第一方面，可使用速率控制信号(RA)命令UE调节上行链路速率。同样，速率控制信号也可以是对上行链路速率的相对调整。
还是根据本发明的第一方面，该第二实体具有信令机制，提供连接管理和维护，包括控制UE的上行链路速率。
还根据本发明的第一方面，可根据第一实体接收的UE信号的质量测量确定速率控制信号的内容。
还根据本发明的第一方面，可将速率控制信号接收为在专用物理信道(例如DL DPCH)上传送的一个或多个预定时隙中的一个或多个比特。
还根据本发明的第一方面，还可以将速率控制信号代替在专用物理信道(例如DL DPCH)上传送的一个或多个预定时隙中的预定位置上的符号进行传送。此外，当接收到速率控制信号时，可用零替换，然后在UE解码处理中通过使用一种或另外类型的纠错来恢复由该速率控制信号传输所替换的符号。
还根据本发明的第一方面，可作为从UE接收的速率改变请求信号的响应来发送该速率控制信号。此外，速率改变请求信号可在上行链路确认信道(例如HS-DPCCH)上传输。此外，速率改变请求信号可作为上行链路确认信道(例如HS-DPCCH)预定时隙内预定位置上的比特来传输，该速率改变请求信号随第一实体使用高层信号配置的频率进行传输。此外，该速率改变请求信号可以是调节UE被许可的最大允许数据速率的请求，也可以是对UE被允许的最大允许数据速率的预定较高值的相对调整请求，或是对UE被允许的最大允许数据速率的较高或较低值的相对调整请求。
在本发明的第二方面，提供一种设备，其特征在于它可根据本发明第一方面关于UE而操作。
在本发明的第三方面，提供一种无线接入网的设备，其特征在于它可根据本发明的第一方面关于第一实体而操作。
在本发明的第四方面，提供一种系统，其特征在于它包括第一设备和无线接入网络，该网络包括第二设备，第一设备根据本发明第一方面关于UE操作，第二设备根据本发明第一方面关于第一实体而操作。
附图说明
考虑随后结合附图给出的详细说明会更加清楚本发明的以上和其他目的、特征以及优点，其中：
图1是显示和UTRAN通信的UE的框图，该通信潜在地包括根据本发明的信令。
图2是显示图1的UE和图1的UTRAN节点B交换信号的框图，其中该信号与UE用于和节点B通信的速率相关；
图3是显示怎样使用HSDPA第5版当前所规定的信道来传送UE和节点B之间信令的示意图；以及
图4是根据本发明的信令流程图。
具体实施方式
本发明提供节点B和UE之间的信令，从而允许UE改变其上行传送信号给节点B的速率，或改变速率范围或一组速率中的最大速率，其中UE从该范围或该组中选择上行链路速率。现在将在优选实施例中说明本发明，但应当理解，本发明不限于说明书中所述的特定实施例，也不限于说明书中结合明确做出的变化而说明的实施例。本发明包括任何实施例，在这些实施例中，UE为了改变其上行链路速率，发送数据和速率改变请求(RR)，从而请求增加或降低使用的速率，或请求增加或降低使用的速率范围或组(UE从中选择速率)中的最大速率，节点B接收数据以及RR，然后节点B根据接收的干扰条件或其他适当的业务度量发送请求应答(RA)(实际上命令UE增加、降低或保持它的当前速率或最大速率不变)给UE，这些干扰条件或业务度量是在节点B导出或测量或从RRC发送到节点B的。甚至更广泛地，本发明包括任何节点B(或基站)指示UE调整其上行链路速率或调整其从中选择上行链路速率的速率组或范围中的最大速率的信令。
在WCDMA的情况下，网络(即RNC)配置上行链路传输格式组合集(TFCS)，该集描述UE可用的所有可能上行链路数据速率组合。在TFC中，UE可以为给定传输时间间隔自由选择数据速率组合。现有技术提供多种方法，通过这些方法RNC用信号通知对TFCS的限制。在WCDMA和类似协议的情况下，本发明为节点B提供一种简单的方法来用信号通知此种限制，使UE首先发送仍指示为RR但严格的应称为最大速率改变请求的请求到节点B，然后节点B用RA应答。在下面的说明中，仅当速率改变请求和最大速率改变请求之间的区别和本发明相关时(用于提供任一种请求以及对应应答的信令)才进行对速率改变请求和最大速率改变请求的区别。
现在参考图2，根据本发明，在优选实施例中，UE 18发送RR(速率改变请求或最大速率改变请求)到节点B 17(或更一般地，在3G中称为Uu接口的空中接口处的任何无线接入网络实体)，作为响应，节点B基于节点B可用的不同参数发送RA(请求应答)，该参数例如是小区的总体上行链路负载情形(分配的数据速率)，接收的UE信号的信号质量，以及相应的SRNC分配的将由节点B控制的数据速率范围。(节点B可用的无线资源当然在RNC 11的控制之下，如图2所示的，它使用无线资源控制信令通知节点B可用的无线资源)。RR被包括在通常还包括用户分组数据的UE信号中。节点B包括信号质量指示器17a，它监测接收的UE信号的信号质量以及其他相关参数，并提供包括RR的UE接收信号给也包括在节点B中的速率控制器17b。正是速率控制器17b在考虑接收UE信号的信号质量之后发布RA，如以下所描述的。
如上所述，RR是通过增加或降低UE上行链路速率或上行链路最大速率某种预定量的请求，因此可传送为一比特。(如果UE不想增加或降低它的分组上行链路速率，则在传输时间间隔(TTI)不发送RR)。响应RR发布的RA提供三种响应之一，允许增加，允许降低或不改变。为完成这些，如在RR情形中一样，仅需要一个单个比特，用一个值指示允许(即如所请求的增加或降低)，一个值指示不允许(即不改变)。还可将单个比特和一个值一起使用来增加速率或最大速率，和另一个值一起使用降低速率或最大速率，以及和不传输(DTX)来指示保持相同的速率或最大速率。可替换地，可使用三个不同的比特模式提供RA，每个比特模式都有两个比特，一个是允许增加，一个是允许降低，一个是不改变，明确表示允许增加还是降低。根据明确的允许，如果节点B错误接收到增加请求(由于比特误差)，并如果它随后发送允许增加，但UE没有发送增加请求，则UE忽略该RA。
本发明还包括用于调整速率范围或组而非简单调整使用速率或速率范围或组中的最大速率的信令，其中UE从该速率范围或组中选择上行链路速率。在RR是改变速率范围或组的请求的情况下，至少需要两个比特：一个用于指示请求的是改变最大还是最小速率，另一个如前所述，用于指示该请求是增加还是降低最大或最小速率。
上行链路信令
现在参考图3，在优选实施例中，UE 18通过首先在用于HSPDA的新上行链路确认信道(称为高速专用物理控制信道HS-DPCCH)传送RR，从无线接入网络101的节点B 17获得改变其上行链路信号(例如传送分组数据的信号，包括用户数据和控制数据)速率的许可，或改变上向链路速率范围或组中最大速率的许可；如图所示，根据本发明，使用在10ms TTI的某些预定时隙中的比特传送RR给节点B。Rel’5规定了用于新的下行链路HARQ(混和自动重复请求)功能和质量指示器(QI)的ACK/NACK(A/N)消息。每2毫秒，UE在HS-DPCCH上传送三个时隙，其中之一保留用于A/N信令，另外两个用于QI信令，其中2毫秒是用于HSDPA控制和数据信令的一个TTI。然而，Rel’5并没有要求每2毫秒提供QI指示器，仅当传送QI指示器时，才在传送A/N指示器的时隙之后的两个时隙内传送它。因此，在A/N时隙之后的两个时隙偶尔可用于其他信令，根据本发明的此示范实施例，它们可被分配用于发送RR，RR在某些实施例中作为一个单个比特传送，但也可以作为两个或更多比特传送，从而提供冗余，或允许请求改变使用的速率范围或组的最大速率而非改变使用的速率。在优选实施例中，每10毫秒(物理层帧的周期)至少传输RR一次，但也可以每4毫秒传送一次，并且如果禁止用于HSDPA的QI功能，则通常是每2毫秒一次。
可替换地，可使用新上行链路DPCCH(专用物理控制信道)，被称为例如EU-DPCCH(增强上行链路专用物理控制信道)，来实施该上行链路信令。EU-DPCCH可以和与HS-DPCCH相似的方式在单独的代码信道上发送。优点在于，新的EU-DPCCH仅可由能根据本发明操作的新的节点B读取，而UE也可和旧的节点B软切换。使用EU-DPCCH，可在任何时刻以任何优选格式发送需要的上行链路信令。在上行链路传输中增加新的代码通道的缺点是终端的峰值-均值功率比增加了。
作为另一个替换方案，可使用现有DPCCH通过重新定义某些DPCCH字段来发送RR。例如，可以使用反馈信息(FBI)字段(在闭环发射分集方案中使用，UE用其发送反馈到网络)，尤其是如果不使用下行链路传输分集和/或站点选择分集传输(SSDT)时。在这样的替换方案中，给定时隙中的FBI比特可被用于RR。可替换地，通过窃取某些TFCI比特供RR使用或把RR定义为TFCI的一部分来使用TFCI字段，即某些传送格式组合可以表示速率增加，其他表示速率降低等。可替换地，可为DPCCH定义新的时隙格式。新的时隙格式可以包括专用于RR的新字段，或更一般地，用于增强上行链路模式的新字段。当修改或重新定义现有DPCCH字段时，需要格外注意，以便不干扰可能正与发送RR的UE进行软切换(SHO)的旧的节点B。
还可以使用另一个替换方案使DPDCH(专用物理数据信道)用于发送RR，这可以通过窃取某些DPDCH比特或通过定义在节点B终止的新的传输信道来实现。
除了RR信令之外，其他增强上行链路信令，例如混合ARQ相关信息(块编号，HARQ处理编号，新数据指示器等)也可以承载在上述定义的信令信道上。
下行链路信令
还是参考图3，节点B 17(图1)通过在所谓的相关DL DPCH(下行链路专用物理信道)上发布RA来响应RR，该DL DPCH和新的HS-SCCH(高速共享控制信道)相关。(DL DPCH和新的HS-SCCH相关是因为，在HS-SCCH的2毫秒帧内，当UE接收DL DPCH时，可能在相同时刻在HS-SCCH上传送的还有用于UE的信息)。
根据本发明，在一个实施例中，为了提供响应RR的RA，节点B 17用它的RA替换DL DPCH内预定位置的符号，这种替换在DL DPCH的业务被纠错编码之后，即在添加冗余到该业务之后执行。本发明基于对于DLDPCH编码有足够的冗余(例如1/2速率编码器)，通过该冗余，在解码DL DPCH时，当UE遇到替换符号位置的零时能恢复该替换符号。UE基于该UE是否传送了RR并期望响应(即RA)从而知道在预定位置的符号何时是RA或正常的业务(即，数据或其他控制)。然而，优选地，甚至当不发送RR时也为RA保留该符号(位置)，否则如果由于某些错误节点B没有接收UE发送的RR，因此也不发送RA给UE，那么UE会将随机数据符号解释为RA。
在包括接收机和解码器(两者都没有显示)的UE，接收机从DLDPCH数据流中移走RA，用零来替换它，并将修改的DL DPCH数据流引导到解码器。比起将RA比特值留在DL DPCH数据流中，解码器更易确定穿孔的符号。
本发明还包括对下行链路信令的替换方式。承载RA(以及其他增强上行链路信令，例如HARQ确认)的下行链路信令可以使用单独的代码信道，无论是专用还是共享信道。可给各个用户分配专用信道，而共享信令信道由许多用户共享(使用例如时分多址接入)。此解决方案的优点在于，可以自由设计数据内容和数据编码，而不会影响先前定义的其他信道。然而，专用信道需要专用代码，而专用代码是有限资源。
另一个用于下行链路信令的替换方案是将TFCI信令用来发送RA。某些传送格式组合可以指示增加速率，而另一些指示降低速率，还有一些指示保持相同速率。同样，可以修改DPCCH或DPDCH，从而在预定时隙中可以有新字段来承载RR(以及其他信令)。
另一个用于下行链路信令的替换方案是创建新的传送信道来承载RA信令，该信道可被称为RA传送信道(新传送信道在节点B终止)。在上述其他替换方式中，通过从现有传送信道(用于其它类型信令)中窃取资源(比特)实现RA信令传送。如果RA传送信道可用，可为RA信令分配物理资源而不会影响其他信令。
在RA传送信道可由较高层建立作为传送信道，而由物理层或例如MAC层填充信息内容的意义上，RA传送信道还可以是称为虚拟传送信道的信道。可使用标准TFCI通知虚拟传送信道的存在。对于时间关键性较低的信令，信令信息可以经历为传送信道定义的所有正常信道编码和交织操作。如果认为RA(或某些其他信令)是时间关键性很强的，只能在某些预定时隙使用为虚拟传送信道保留的比特位置发送，增加用于传送该信令的比特可在信道交织之后实现，从而避免由于交织操作造成的延迟。
调整进行速率改变请求的速率
还是参考图3，在所描述的实施例中，通常把RA作为在节点B发送A/N符号的时隙之后的时隙中的符号来提供(虽然可以使用任何预定时隙，但使用的时隙甚至可由较高层信令配置)，仅在从UE接收到RR之后执行这样的下行链路信令，而接收RR通常每10毫秒(上行链路TTI)发生一次。由于根据本发明操作的节点B改变DL DPCH业务，因此有些象噪声，因此对于UE来说根据条件有时降低它发送RR到节点B的频率可能是有利的。根据本发明，节点B经DL DPCH使用较高层信令，以便命令UE降低或增加它发射RR的速率。如上所述，为发射RR，UE使用一些时隙，这些时隙如果不用于发射RR将被用于发射QI数据。为加速RR信令的速率，UE可能使用此种时隙的较高百分比，而对于降低，它会使用较低百分比。在每种情况中，在优选实施例中，应当理解节点B在接收到RR后在某些预定时刻用RA(增加，降低或保持相同速率)响应。在某些应用中，在降低发送RR的速率(或最大速率)中，每个速率/最大速率改变都会引起比更频繁的RR信令情况中更大的改变。因此，如果以因子二将RR信令速率从第一RR信令速率降低，允许速率或最大速率增加或降低的每个RA应该理解为允许改变这样一个数量，该数量对于RR信令的第一速率来说是其两倍。
用于调度分组上行链路的信令的总体方法
现在参考图4，流程图显示了根据本发明的信令方法，通过该方法UE18向节点B请求允许改变使用速率或改变速率范围或组内的最大速率，其中UE从该速率范围或组中选择速率(根据使用的协议是否允许UE在速率范围或组中选择)。该方法包括步骤201，在步骤201中UE将正确地信道编码的RR插入到HS-DPCCH的预定时隙，从而发送RR到节点B。在下一步骤202，节点B接收RR。在下一步骤203，节点B使用DL-DPCH发送RA到UE，更具体地，通过提供RA作为DL DPCH数据流内预定位置的符号(或若干符号)来替换本来应该在该位置发送的任何符号，其中该替换在DL DPCH的业务被纠错编码之后进行，即在添加冗余到该业务之后执行该替换。在下一步骤204，UE接收RA，从DL DPCH中提取RA，将相应比特用零替换，并基于DL DPCH数据流内的冗余恢复被移除以给RA腾出位置的符号。
讨论
因此本发明提供用于让基站(或节点B)发信号给UE通知上行链路的容量分配，即容量分配可以是改变使用的上行链路速率的命令，或是改变UE从中选择上行链路速率的速率范围或组内的最大速率的许可(或更一般地，改变UE从中选择上行链路速率的速率范围或组内的最大或最小速率的许可)。在UE能从上行链路速率组或范围中选择上行链路速率的应用中，例如在WCDMA应用中，用于进行容量分配的信令调整该最大速率(或根据实施例调整最大或最小速率)。
在现有技术中，由RAN内另一实体，服务RNC提供另一组信令消息，即RRC协议信令消息，该消息被用于和上述信令消息相同的目的。在服务RNC内实施的RRC协议(层)负责连接管理和维护，并且改变上行链路数据速率的机制被嵌入到RRC中。本发明所增加的是服务RNC委托给节点B一部分连接管理和维护责任的能力，即基于比特效率信令机制的上行链路无线资源控制，但是具有它能够控制的限制。优选地，RRC协议仍然提供实现所有相同连接管理和维护功能的方法，并具有高于本发明提供的节点B终止信令的优先权。
应当理解，本发明还包括让节点B在没有首先接收到来自UE的RR就发送信号给UE通知速率改变或最大速率改变。在这样的情况中，RA信号不是对请求的应答，更准确的应当被称为速率控制信号，但是在此仍然用RA表示。节点B可以根据节点B的当前上行链路负载发送这样的速率控制信号到UE。另一种节点B不需首先接收到RR就发布速率控制信号到UE的情形是在UE正进行从另一个节点B向该节点B的软切换时。在此情况中，接收节点B需要降低UE使用的上行链路速率或最大速率。根据本发明，不管UE的信令如何，UE都会遵守任何来自节点B的RA信号。
发明范围
应当理解上述配置仅仅说明本发明的原理应用。本领域技术人员可以设计出多种修改和可替换配置，而不背离本发明的范围，所附权利要求预期覆盖这样的修改和配置。

Claims (18)

1.一种由与UE(18)通信的无线接入网络(101)第一实体(17)使用、从而控制与该第一实体(17)通信的UE(18)所用的上行链路速率的方法，第一实体(17)的无线资源由无线接入网络内的第二实体(11)控制，该方法特征在于步骤(201)：第一实体发送传送关于上行链路速率的信息的速率控制信号(RA)给UE(18)。
2.根据权利要求1的方法，其中，该速率控制信号(RA)被用于命令UE(18)调整上行链路速率范围或组内的最大上行链路速率，其中UE(18)从该范围或组内选择上行链路速率。
3.根据权利要求1的方法，其中，该速率控制信号(RA)被用于命令UE(18)调整上行链路速率。
4.根据权利要求1的方法，其中，该速率控制信号(RA)是对上行链路速率的相对调整。
5.根据权利要求1的方法，其中，第二实体具有提供连接管理和维护的信令机制，连接管理和维护包括控制UE(18)的上行链路速率。
6.权利要求1的方法，其特征还在于，根据第一实体(17)接收到的UE信号的质量测量确定速率控制信号(RA)的内容。
7.权利要求1的方法，其特征还在于，速率控制信号(RA)作为在专用物理信道(DL DPCH)上传送的一个或多个预定时隙内的一个或多个比特来接收。
8.权利要求1的方法，其特征还在于，替换专用物理信道(相关DL DPCH)上传送的一个或多个预定时隙内预定位置的符号来传送速率控制信号(RA)。
9.权利要求8的方法，其特征还在于，当接收到速率控制信号(RA)时，用零替换它，通过使用纠错在UE(18)解码处理中恢复发送速率控制信号(RA)所替换的符号。
10.根据权利要求1的方法，其中，作为从UE(18)接收到的速率改变请求信号(RR)的响应而发送速率控制信号(RA)。
11.权利要求10的方法，其特征还在于，在上行链路确认信道(HS-DPCCH)上发送速率改变请求信号(RR)。
12.权利要求11的方法，其特征还在于，把速率改变请求信号(RR)作为上行链路确认信道(HS-DPCCH)预定时隙内预定位置的比特来发送，该速率改变请求信号(RR)用可由第一实体(17)使用高层信令来配置的频率来发送。
13.根据权利要求10的方法，其中，该速率改变请求信号(RR)是调整UE(18)被允许的最大允许数据速率的请求。
14.根据权利要求13的方法，其中，该速率改变请求信号(RR)是把UE(18)被允许的最大允许数据速率相对调整到预定较高值的请求。
15.根据权利要求13的方法，其中，该速率改变请求信号(RR)是把UE(18)被允许的最大允许数据速率相对调整到较高或较低值的请求。
16.一种设备(18)，其特征在于，它可根据权利要求1关于UE(18)的方法操作。
17.一种无线接入网络(101)的设备(17)，其特征在于，它根据权利要求1关于第一实体(17)的方法操作。
18.一种系统，其特征在于，它包括第一设备(18)和无线接入网络(101)，该网络包括第二设备(17)，第一设备(18)根据权利要求1关于UE(18)的方法操作，以及第二设备(17)根据权利要求1关于第一实体(17)的方法操作。
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