基于确定的传输需要动态地选择信道带宽和数据差错目标的制作方法

专利名称：基于确定的传输需要动态地选择信道带宽和数据差错目标的制作方法
基于确定的传输需要动态地选择信道带宽和数据差错目标 发明领域本发明涉及用于在分组数据通信系统中传输数据的通信节点和方 法，更具体而言，涉及在具有不同传输能力的传输信道的移动通信系 统中用于传输数据的节点和方法。发明背景在移动通信系统中，例如蜂窝电信系统，通过将区域分割成不同 的小区(其中，每个小区覆盖一个地理区域)，向该系统中的用户提 供通信业务。该系统包括若干基站，每个基站提供小区中的无线连接， 因此，小区中目前驻留的移动台将经由在基站与移动台之间建立的无 线信道，可以与该基站进行通信，并可以与通信系统的其余部分保持 联系。宽带码分多址(W-CDMA)系统是移动通信系统的一个示例，其已 被开发成用于向和从系统中的移动台高效地传送数据和语音。在这种 系统中，无线信道使用无线载波频率和不同的扩展码，从而无线信道 可以彼此不同。为了提高系统对用户的可用性，已经提供了具有不同 传输能力和不同信道带宽的各种类型无线信道。当通过无线连接传输 数据时，数据可以通过不同的信道和以不同的传输速率在移动台和基 站之间进行传输，取决于例如即将传输的信息类型和移动台用户已经 获取的定购类型。在诸如W-CDMA系统的通信系统中，有无线网控制器(RNC)，其 控制无线网的不同部分，即多个基站。RNC控制无线网与移动台之间的 连接。这种连接被设置为无线接入承载(RAB)，其是移动台与RNC之 间的逻辑连接。RAB使用不同的无线电信道进行连接。由所谓的尽力而 为用户使用的RAB，可以在不同传输能力的信道之间进行切换，取决于 例如传输需要。控制信道选择和在信道之间进行切换的功能称为信道 切换。信道切换处理不同带宽的信道之间的切换，藉此能够支持具有 所需传输速率的连接。现有技术文献W0 99/66748 Al和US 2002/0077110 Al描述了用
于信道切换的系统，其中，取决于通过连接的传输需要来使用系统资 源。在这些系统中，不同传输能力的信道之间的信道切换基于连接所 需的带宽。因此，通过例如测量数据连接队列中的信息量(例如，系 统中节点内传输緩沖器的緩冲器负载)，或通过测量目前正在传输的 信息量，来测量预计的通信量。将预计的通信量的测量与阈值进行比 较，以便决定应该承载该连接的无线电信道的类型。当测量的信息升 到高于或降至低于某一阈值时，该连接被切换到传输能力更高或更低 的无线电信道。
例如，如US 2002/0077110 Al所述，信道切换处理还可以考虑 单个用户使用的资源(即，码功率)。在此情况下，如果用户需要或 使用的传输资源达到某 一 阈值，则连接被切换到传输能力更低的信 道，或者，在请求但还没有使用更高传输能力的情况下，即使需要更 多的带宽，连接也不会被切换到更高的传输速率。例如，可以基于用 户与移动通信系统运营商签订合同中的条件，决定用户使用的传输资 源的阈值。
此外，存在考虑总小区负载的移动通信系统中的算法。小区负载 可以被测量为小区中使用相同载波频率的所有移动台的载波功率、 码树(code tree)的使用部分、和/或用户及其业务的数量的组合。 对于每个连接UAB)，小区负载阈值必须满足该连接能够被切换到可 以提供较高带宽的信道。如果在切换处理后小区中的总负载将超过小 区负载阈值，则该连接不会被切换到具有较高带宽的信道。同样，如 果小区负载增大使得小区过载，则拥挤控制算法可以使一些用户尤其 尽力而为的用户，从高数据速率向下切换到低数据速率，从而降低总 小区负载。
通过能够根据传输需要使用不同的传输速率，实现了更好的用户 性能，并因此实现了对传输能力的更优使用。系统可以使用得越优， 对网络运营商和系统中移动台用户越好。因此，始终存在对更优用户 性能和通信资源的更优使用的需要。例如，在上述的系统中，如果连 接改变传输信道，将存在用户数据速率在数据传输期间的步进，即从 应用的观点来说是不需要的步进，尤其如果就信道带宽而言，步进是 大的。同样，切换通道的处理在传输处理期间对传输有负面影响。如上所示，在具有不同传输能力的无线电信道的移动通信系统
中，需要实现更佳用户性能和对系统通信资源的更优使用的解决方 案。定义信道带宽被定义为信道的最大数据速率，即，数据差错率(即， 块差错率)为O的该信道上的总数据速率。数据速率被定义为减去任何开销信息和与数据差错率相关的系数 的最大数据速率或信道带宽。发明概述本发明的目的在于向移动台的用户提供高用户性能，同时对提供 不同信道带宽的传输信道的通信系统中的通信资源提供高利用率。上述目的通过独立权利要求的特征部分所述的方法、通信节点和 计算机程序产品来实现。上述目的通过基于分析的即将传输的数据的特征(其中，特征指 示了传输需要)，以及基于分析的通信资源的负载，动态选择即将传 输数据所通过的连接的信道带宽和数据差错率目标来实现。根据本发明的第一方面，提供一种在分组数据通信系统中在无线接入网与移动台之间传输数据的方法，其中，数据通过在无线接入网 和移动台之间建立的连接进行传输，并且其中，该连接使用传输信道 进行数据传输。该方法包括通过在传输期间重复地以下步骤动态选择 所述连接的信道带宽和数据差错率目标，分析即将传输的数据的特征；分析通信系统中通信资源的负栽；以及基于即将传输的数据的特征，以及基于通信系统中通信资源的负 载，选择所述数据传输的信道带宽和数据差错率目标。根据本发明的第二方面，提供分组数据通信系统中无线接入网内 的通信节点，其适于在该分组数据通信系统中在无线接入网与移动台 之间传输数据。该通信节点适合于建立无线接入网与移动台之间的连接，并且该连接适于使用传输信道进行数据传输。该通信节点包括 第一分析装置，适于重复分析即将传输的数据的特征； 第二分析装置，适于重复分析通信系统中通信资源的负载；以及 选择装置，适于基于即将传输的数据的特征，以及基于通信系统
中通信资源的负栽，重复选择所述数据传输的信道带宽和数据差错率 目标。根据本发明的第一优选实施例，定义数据差错率阔值，并且不为 该连接选择新的信道带宽，直到数据差错率已经达到数据差错率阈 值，并且分析的通信资源的负载基本上同时已经达到负载阈值。本发明的优点在于，可以发现提高移动台用户所感受的质量(即， 实际的数据速率)以及高效使用系统能力进行数据传输的信道带宽和 数据差错率的组合。本发明的另一优点在于，即使在第一种情况下达到负载阈值等 级，也可以通过增大数据差错率继而降低传输信道的负载，而使连接 坚持使用某一信道带宽。因此，对于用户而言，与如果连接被切换到 更窄的带宽相比，通过连接的总吞吐量将更高。再一优点在于，通过增大数据差错率，可以避免降低传输资源负 载的一些信道切换处理。因此，可以节约一些系统资源。本发明的又一优点在于，通过避免不必要的信道切换，或通过在 信道比特率由于高数据差错率已经降到接近新信道提供的较低带宽的 值时切换到新信道，便于避免信道比特率大的步进。本发明的另一优点在于，移动台在系统中将被更"公正地，，对待， 因为在载波功率变得过高的情况下，可以增大使用该载波频率的每个 移动台的数据差错率，而不是像现有技术的那样，仅仅使一些移动台 从高带宽向下切换到较低带宽。


参照附图，下面更详细地描述本发明，其中图1示出了其中可以使用本发明的通信系统的示意框图；图2示出了本发明实施例的示意框图；图3是根据本发明的方法的流程图；图4示出了用于通过不同带宽的不同信道传输5 kbyte文件的连 接的实际比特率与块差错率(BLER)的关系曲线图；图5示出了用于通过不同带宽的不同信道传输100 kbyte文件的 连接的实际比特率与块差错率(BLER)的另一关系曲线图；图6描述了频率能力使用与块差错率的关系曲线图； 图7描述了连接的实际比特率与频率能力使用的关系曲线图；以及图8示出了根据本发明实施例的通信节点的示意框图。 详细i兌明以下将参照附图更充分地描述本发明，而在这些附图中，示出了 本发明的优选实施例。然而，本发明可以用不同的形式来实现，并且 将不会被看作限于在此阐述的实施例；更确切地，提供这些实施例为 了此公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员充分表达本 发明的范围。在附图中，相同的数字指的是相同的元件。图1示出了其中可以使用本发明的移动通信系统。此移动通信系 统采用宽带码分多址(W-CDMA)系统100作为示例。W-CDMA系统具有 核心网101和无线接入网，其中，无线接入网包括一个或多个用于控 制无线接入网的无线网控制器(RNC) 102和一个或多个基站或节点B 103。每个节点B提供小区中覆盖一个地理区域的无线连接。同时，无 线接入网提供更大地理区域中的无线连接，而该更大地理区域被分割 成这种小区。当移动台104位于无线接入网所覆盖的地理区域中时， 该移动台将能够经由到节点B103的无线信道，连接到W-CDMA系统， 所述节点B 103覆盖了移动台位于其中的小区。在W-CDMA系统中，小区中的无线信道使用无线载波频率和不同的 扩展码，从而无线信道可以彼此不同。为了提高系统对用户的可用性， 已经提供了具有不同传输能力的各种类型无线信道，不同传输能力例 如是不同的信道带宽。当使用尽力而为业务通过无线连接传输数据 时，连接可以使用在移动台和基站之间具有不同信道带宽的不同信 道，取决于例如将要传输的信息类型和移动台用户已经获取的定购类 型。连接可以在具有不同带宽的不同信道之间进行切换。控制信道选 择和在信道之间进行切换的功能称为信道切换。根据现有技术，在控制对被用来进行连接的信道的选择时，用于 该连接的信道带宽基于传输需要(例如，即将传输的数据量)和传输 能力(例如，传输功率)进行选择。此选择处理通过以下方式根据本发明的解决方案进行了改进，即 通过基于即将传输的数据的特征，以及基于通信系统中通信资源的负 载(指示当前传输能力)，在传输期间重复选择通过该连接传输的数 据的信道带宽以及数据差错率目标。为此，分析该即将传输的数据的 特征和通信资源的负载。术语"即将传输的数据的特征"表示指示即将传输的数据的传输 需要的特征，这种特征可以涉及例如即将传输的数据量或即将传输的 数据的实时关键程度。即将传输的数据的特征可以例如基于一个或多个下列参数文件大小、分组大小、分组到达间隔时间(inter-arrival time)、往返时间、和/或初始(TCP)窗口大小。在"RFC 2001-TCP Slow Start, Congestion Avoidance, Fast Retransmit, and Fast Recovery Algorithms" ( W. Stevens, 1997年1月作为互联网社区 的互联网标准后续协议出版)中进一步描述了用于TCP分组的初始窗 口大小。数据的特征还可以是数据所属于的应用或业务或所用的应用 协议。数据的特征可以由应用提供，通过偷听(overhear)开销信息 提供，由业务信息质量提供，或通过直接测量即将传输的数据提供， 例如通过测量所述连接的传送一侧的緩冲器的緩冲负载提供，而即将 传输的数据通过该緩冲器进行传送。通信系统中通信资源的负载可以例如是被用来传输数据的传输信 道的负栽(例如，码功率)，或小区中使用的载波频率的负载(例如， 载波功率)，即，小区中使用相同载波功率的所有信道的总负载。本发明的解决方案可以发现数据传输的信道带宽和数据差错率的 组合，其提高移动台用户感受到的质量(例如，实际数据速率)和系 统能力，或交易用户质量比系统能力。根据模拟的结果，通过接受较 高数据差错率用于某些连接，例如可以感受高传输功率的某些连接， 可以选择更高带宽的信道，而通信资源的负载不会变得过高。结果， 数据的吞吐量，即，将要通过该连接传输的数据的总量，将比如果该 连接将选择较低带宽的信道但将感受到较低数据差错率更高。此外，有利的是，限制必须使连接从一个信道带宽切换到另一个 信道带宽的次数，因为切换处理在所有涉及的节点之间必须被同步， 而该处理将需要一些系统资源。根据本发明的实施例，如果传输功率 的使用接近任一信道或载波频率级的上限或阈值，差错率目标可以增 大。当差错率目标增大时，传输功率将被降低，从而实际的差错率变 得与增大后的差错率目标大致相同。因此，可以保持使用相同的信道
带宽，继而避免降低功率利用率的信道切换处理。特别地，对于包括即将传输的更大量数据的数据传输，例如，对 于传输大的数据文件，已经发现可以接受更高数据差错率。根据本发 明的一个实施例，基于即将传输的文件的大小，以及基于系统资源的 传输功率，例如用于该连接的信道的功率(码功率)或小区中使用的 载波频率的总功率(载波功率)，选择信道带宽和数据差错率目标。根据图2所示的本发明的优选实施例，对用于该传输的信道带宽 和数据差错率目标的选择，由无线网控制器102或节点B 103中的处 理器201基于即将传输的数据的分析特征以及分析的传输资源负载来 完成。如前所述，这可以发现信道带宽和数据差错率的组合，这些组 合可以产生良好的用户质量和对系统能力的有效利用。还可以通过避 免不必要的信道切换，或通过在信道比特率由于高数据差错率已经降 到接近新信道提供的较低带宽的值时切换到新信道，避免信道比特率 大的步进。根据本发明的另一优选实施例，数据差错率目标基于分析的码功 率和/或载波功率进行调节。首先，连接可以使用第一信道带宽和数据 差错率目标设置的第一数据差错率。当用于该连接的码功率增加到它的最大允许码功率(最大允许码功率例如可以是用户操作员设置的功 率值)时，例如由于移动台移动到无线电条件更差的小区区域，数据 差错率目标以及继而数据差错率被增大，而不是该连接被切换到较低 带宽的信道。可以按类似方式，如果栽波功率达到负载阈值级，将增 大使用相同载波频率的许多连接的数据差错率。在这两种情况下，结 果将是码功率降低，但是对于用户而言，通过增大数据差错率和坚持 较高带宽的信道，总数据速率呑吐量可以高于切换到较低带宽的信 道，并保持低数据差错率。数据差错率和该数据差错率目标可以是块差错率(BLER)和BLER 目标。 一个块包括很多比特。在每个块上执行循环冗余码校验(CRC) 来检测块差错。在出错的情况下，该块必须被重发。数据差错率例如 还可以是信号噪声比、比特差错率或帧差错率。同样地，数据差错率 目标可以是上述任何内容的目标值。根据本发明的实施例，在标准功 率控制回路中设置BLER目标、测量BLER以及使用BLER与BLER目标， 从而改变信道功率以将BLER保持在BLER目标级。 图3示出了根据本发明实施例的方法的流程图，该方法用于在分 组数据通信系统中通过无线接入网与移动台之间建立的连接传输数 据，并且其中，该连接使用传输信道进行数据传输。该方法开始于分 析301即将传输的数据的特征，这些特征定义了该连接的传输需要， 例如，即将传输的数据量。然后，分析302通信系统中通信资源的负 载。通信资源的负载例如可以是移动台所位于的小区中使用的载波频 率的总负载，和/或通过该连接传输数据已经使用着的传输信道的功率 (码功率)，如果该信道已经使用着的话。注意，分析步骤301和302的顺序是任意的。即，分析通信资源负载的步骤302可以在分析即将 传输的数据的特征的步骤之前或之后或基本上同时进行。此后，基于 即将传输的数据的特征，以及基于系统中通信资源的负载，选择303 信道带宽和数据差错率目标。同样，在传输期间，在连接的接收端确 定304数据差错率。然后，使用该数据差错率与选定的数据差错率目 标，来调节305用于该连接的传输信道的功率，从而将数据差错率保 持在与数据差错率目标大致相同的等级。本发明方法的步骤在连接期 间重复多次。如果确定通信资源的负载达到负栽阈值等级一一该负载阈值等级 被设置成不允许通信资源的负载再次增大的等级，则选择新数据差错 率目标用于该连接，而新数据差错率目标被选择成比预先使用的数据 差错率目标更高的值。此新数据差错率目标还可以基于即将传输的数 据的特征来选择。然后，在连接的接收端，将确定304数据差错率低 于新的数据差错率目标，继而用于该连接的信道功率将降低，从而将 数据差错率调节到并保持在与新数据差错率目标大致相同的等级。这 由外部和内部功率控制回路完成。外回路通过调节Eb/No目标(接收 功率与干扰之比)，努力保持BLER目标。内回路然后调节功率，以便 将测量的Eb/No4呆持接近Eb/No目标，从而在BLER目标增大时，可以 降低Eb/No目标，继而可以降低所需的发射功率。因此，通信资源的 负载被降低到低于负载阈值等级。如果小区的总负载达到它的负栽阈 值等级，可以选择新的更高的数据差错率目标用于该载波频率的所有 连接，或者只用于使用最高可能带宽的信道的连接，或可替换地，用 于使用最大传输功率的连接。同样地，因为这些信道的传输功率将被 降低，以便将数据差错率调节到新数据差错率目标，所以载波频率的
总负载将降低，并固定在低于负载阈值等级的等级上。如果通信资源的负载达到负载阈值等级，并且同时数据差错率目 标继而数据差错率处于差错率阈值等级，则选择比当前所用信道带宽 更窄的新信道带宽用于通过该连接的数据传输。在选择新信道带宽 时，连接可以从提供当前使用的带宽的第 一传输信道切换到提供新的 变窄的信道带宽的第二传输信道。选择差错率阈值等级，使得数据差 错率不再增大，而数据传输不会显著降低能力或服务质量。如下文将进一步描述的，根据本发明的实施例，根据即将传输的数据的特征选 择此差错率阈值等级。例如，即将传输的文件的大小越大，则可以选 择越高的差错率阈值等级。根据本发明的另一实施例，使用固定差错率阈值等级。根据仿真，固定BLER阈值的良好值应该是10%。上述的方法已经针对通信资源负载达到上阈值等级的情况进行了 说明。同样，此方法可以在通信资源负载达到下阈值等级时使用。在 该情况下，该方法可以命令系统切换到带宽更高的信道，并且可使用 高于目前所用带宽的数据差错率。可替换地，该方法命令系统继续使 用当前的带宽，而使用更低的数据差错率。优选地，数据差错率是数据的传输块的块差错率(BLER)。同样， 数据差错率目标可以是块差错率目标。如上所述，用于选择数据差错率目标和用于选择信道带宽的即将 传输的数据的特征可以是取决于即将传输的文件大小的值。图4和5 的图示出了两种使用情况，其中，描述了作为块差错率函数的由用户 感受到的实际传输控制协议(TCP)比特率。在图4中，针对即将传输 的大小为5 kbyte的文件，示出了作为BLER函数的比特率，而图5中 即将传输的文件的大小为100 kbyte。在这两张图中，实线表示三个 信道的TCP比特率，其中，第一信道的带宽为384 kbps，第二信道的 带宽为128 kbps，第三信道的带宽为64 kbps。虚线标出了第二信道 和第三信道的1 %的BLER等级。如可以在图4中看到的，其中传输大小为5 kbyte的文件，384 kbps带宽的无线电信道可以具有高达12 %的BLER，并且依然提供比 128 kbps带宽、1% BLER的信道更好的用户质量(即，更高的TCP 比特率)。同样还适用于128 kbps带宽和64 kbps带宽的信道之间的 关系。
在图5的示例中，文件大小是100 kbyte。在此图中可以看见， 384kbps的信道甚至可以具有20%的BLER，并依然向用户提供比如果 连接被切换到128 kbps信道更高的比特率。同样还适用于128 kbps 带宽和64 kbps带宽的信道之间的关系。5 kbyte和100 kbyte的文件的最终质量之间的差异原因在于TCP 慢起动算法。TCP算法将数据流分成高达最大分段大小(MSS)的TCP 分段。在TCP连接开始时，TCP开始时具有根据初始窗口大小的初始数 量的分段。对于每次确认，发送窗口大小被增大，其意味着TCP可以 使越来越多未确认的分段未被完成(outstanding)。换言之，在TCP 连接开始时的有限发送窗口禁止充分利用高数据率的连接。结果，即 将传输的文件的大小越小，TCP慢起动性能的相关影响越大。图4和5的图示出了动态可变的BLER和BLER目标对用户感受到 的质量是有利的。比较图4和5，表明根据负荷特征(例如，文件大小) 设置差错率阁值，还可以改进用户质量。图4和5只是表示一种应用类型(使用TCP下载文件)的特征的 示例。其他应用的协议和业务将具有不同的特性，该特性需要其他的 BLER目标/带宽的组合。同时对于TCP，最佳组合选择可以取决于仅仅 文件大小之外的其他参数，例如，MSS、往返时间和初始的窗口大小。该原理还可以被用于共享共用资源(例如，小区中的载波功率) 的用户群(或移动台)。通过增大小区中所有用户(或一些用户)的 BLER目标，在栽波功率接近它的负载阈值等级时，可以增大对小区能 力的利用。这示出在图6的图中，图6示出了在所有用户将使用相同 的BLER时、作为BLER函数的总能力资源利用(f"P)。假设TCP比特 率由于BLER增大而导致的降级通过增大小区中可以服务的TCP用户数 进行补偿。如所看见的，最大能力利用将在10% BLER左右，处于比 如果使用ly。的恒定BLER目标大约多12%能力的等级。图7示出了作为能力使用的函数的TCP比特率(即，用户感受到 的质量)的图。此图示出了小区中的所有用户传送或接收5 kbyte文 件时的情况。在该情况下，假设相同的BLER用于小区中的所有用户。 当小区中的负载高时(例如，高载波功率)，增大BLER目标。增大的 BLER目标以及继而增大的BLER提高了能力利用。同样，即使在吞吐 量方面，用户质量在BLER增大时降低，如果将要保持更低的BLER， 则切换到更低带宽的信道将是必要的，并且，与此解决方案相比，用户吞吐量在BLER增大后将更高。在小区中的负载低时，可以使用低的 BLER目标。这降低了对系统可能能力的使用，但提高了用户吞吐量。 如可从图中看见的，能力增益在5%的BLER之上时很小。另一方面， 从5%的384 kbps带宽向下切换到1 %的128 kbps带宽，导致TCP 比特率和能力都损失。即使这增大了可以同时传输分组的用户数，但是它降低了小区吞吐量。从纯粹的能力和用户比特率的角度，如可以 从图中看见的，信道切换应该工作在5 ~ 15 %的BLER范围内。图8示出了根据本发明实施例的通信节点的功能框图。对于W-CDMA系统，实现本发明的通信节点例如可以是节点B或RNC。通信节 点800包括处理器201，其具有第一分析装置802，适于分析即将传 输的数据的特征；第二分析装置803，适于分析通信系统中通信资源的 负载；以及选择装置804，适于基于即将传输的数据的特征，以及基于 通信系统中通信资源的负载，选择数据传输的信道带宽和数据差错率 目标。该节点还具有接收装置805，其适于接收关于即将传输的数据的特 征的信息。此信息指示为传输请求的带宽，例如即将传输的文件的大 小。接收装置还适于接收关于系统中通信资源负载的信息，例如，某 一连接使用的信道的负载或移动台所位于的小区中的载波频率的负 载。接收装置还可以适于接收关于连接接收端上数据差错率的信息。 此外，节点具有传送装置806，其可以例如用于向移动台传送数据差错 率目标。节点还可以具有调节装置807，适于基于实际的数据差错率和基于选定的数据差错率调节传输信道的功率。在上述的通信节点被使用时，在上行(即，从移动台向无线接入网)传输数据时将进行下列处理移动台将测量指示即将传输的数据 的特征的信息，并将此信息发送给通信节点中的接收装置805。接收装 置将把此信息传给第一分析装置8 02 ，其中该信息被用于分析即将传输 的数据的特征。关于信道负载的信息，要么在接收装置805中通过测 量节点中信道负载被直接接收，要么经由移动台中的测量被间接接 收。此信息从接收装置805传给第二分析装置803，在第二分析装置 803中它被用于分析信道负载。关于载波频率负载的信息在节点的接收 装置中被接收，并被传给第二分析装置803，在第二分析装置803中它
被用于分析载波频率负载。即将传输的数据的特征和信道负载和/或载波频率负载被传给选择装置804，在选择装置804中它被用于选择该连 接的信道带宽和数据差错率目标。数据差错率目标被传给调节装置 807。数据在接收装置805中被接收时，数据差错率例如在接收装置处 被确定，并被传给调节装置，在调节装置中比较数据差错率与数据差 错率目标。调节装置807适于使用此比较来确定传输信道功率的等级， 其将使数据差错率保持在与选定的数据差错率目标大致类似的等级。 此确定的功率级然后经由传送装置806传送给移动台。此后，直到接 收到更进一步的指令，移动台将使用此确定的功率级用于传输剩余的 数据。上述的这些步骤在传输期间重复进行。在下行(即，从无线接入网向移动台)传输数据时，根据图8所 示的本发明实施例将进行下列处理通信节点将在緩冲器(未示出) 中接收即将从核心网传送的数据，也许经由无线接入网中的另一节 点。根据一个实施例，緩冲器的负载将由节点中的测量装置(未示出) 来测量，并被传给第一分析装置802，在第一分析装置802中，将基于 测量的緩冲器负载分析数据的特征。此外，关于信道负栽的信息，要 么在节点的接收装置805中被直接接收，要么经由移动台中的测量被 间接接收。此信息从接收装置805传给第二分析装置803，在第二分析 装置803中它被用于分析信道负载。载波频率负载的信息在节点的接 收装置中被接收，并被传给笫二分析装置803，在第二分析装置803 中它被用于分析栽波频率负载。即将传输的数据的特征和信道负载和/ 或载波频率负载被传给选择装置804，在选择装置8 04中它被用于选择 该连接的信道带宽和数据差错率目标。数据差错率目标经由传送装置 806传送给移动台，而节点命令移动台测量实际的数据差错率，并比较 实际的数据误差率与数据差错率目标。比较的结果被用于计算适宜的 传输功率级，使得将数据差错率保持在数据差错率目标。计算出的传 输功率级被传送给通信节点。此功率级在接收装置805中被接收，并 被传送给调节装置807，以便调节传输功率。直到接收到更进一步的指 令，节点将使用此调节过的功率级用于传输剩余的数据。上述的这些 步骤在传输期间重复进行。根据本发明的实施例，还存在存储在选择装置8 04中的负载阈值 和差错率阈值。当选择数据传输的信道带宽和数据差错率目标时，选
择装置还适于比较确定的一个或多个负载值与负载阈值，并在选择数 据差错率目标和信道带宽时考虑比较的结果。此外，选择装置适于在 选择数据差错率和信道带宽时考虑差错率阈值。差错率阈值被设置成 适于针对用户质量和系统能力切换信道的值。在一个实施例中，差错率阈值是固定的值，其可以被设置成大约10%。在另一实施例中，差错率阈值是动态的值，该值根据即将传输的数据的特征来设置，例如， 根据即将传输的文件的大小来设置。如上所述，根据本发明的实施例，本发明中确定并使用的即将传 输的数据的特征基于即将传输的数据量，例如即将传输的文件的大 小。因为确定文件的大小对系统而言可能是不切实际的，所以必须使用在无线电链路控制(RLC)层上的测量，例如，连接传送侧的緩冲器 的负载。这种值可以通过在传输期间测量位于连接传送侧的緩冲器负 载来获取，而即将传输的数据在其传送之前存储在该緩冲器中。因为 可能难于在数据传输之前标识文件的大小，尤其如果使用了緩冲器大 小测量的方法，所以最初可以假设短文件大小，而"预期的文件大小" 参数将在文件传输继续时，基于在连接传送侧测量的緩冲器负荷进行 增大。关于即将传输的数据的特征的信息还可以经由来自数据发送方的 消息获取，例如，在包括数据的消息的报头中或在分离的消息中。在 一些情况中，关于即将传输的数据的特征的信息可以直接或间接从应 用、业务质量信息和/或用户信息中提供。根据本发明的替换实施例，即将传输的数据的特征可以例如是关 于即将传输的数据的实时关键程度的信息。这种信息可以例如经由来 自数据发送方的消息获取。载波频率的总负载可以例如基于码树的使用部分(即，作为频率 的现有正交CDMA代码总数的一部分使用的正交CDMA代码数量)，基于所使用的总可用带宽的一部分，基于小区中考虑它们使用的业务使 用此载波频率的移动终端的数量，或基于确定的小区栽波功率进行确 定。如果载波频率的总负载基于使用此栽波频率的移动终端的数量来 确定，则代表业务负荷系数的业务成本权重可以施加给每个终端，而 总负载可以通过对所有终端的权重求和来确定。如本文所述，通过可以基于数据特征(例如，文件大小)，以及
基于通信资源的负载，为数据传输动态选择数据差错率和某一信道带 宽的信道，提高了系统的能力，同时增大了通过连接的吞吐量。通过 那些测量，即使在第一种情况下达到负载阈值等，连接也可以通过增 大数据差错率并且继而降低传输信道的负载，坚持使用某一信道带 宽。因此，对于用户而言，与如果连接被切换到更窄的带宽相比，通 过连接的总吞吐量将更高。在附图和说明中，已经公开了本发明的优选实施例及示例，并且 虽然采用了专用术语，但是它们只用在一般和描述意义的方面，并非 为了进行限制，而本发明的范围在下列权利要求中加以阐述。
权利要求
1. 一种用于在分组数据通信系统中在无线接入网与移动台之间传 输数据的方法，其中，数据通过在无线接入网与移动台之间建立的连 接进行传输，其中，所述连接使用传输信道进行数据传输，其特征在 于，所述方法包括通过在所述传输期间重复地以下步骤来动态选择所述连接的信道带宽和数据差错率目标 分析(301)即将传输的数据的特征； 分析(302 )通信系统中通信资源的负载；基于即将传输的数据的特征，以及基于通信系统中通信资源的负 载，选择(303 )所述数据传输的信道带宽和数据差错率目标。
2. 根据权利要求1的方法，其中，分析(302 )通信系统中通信 资源的负载包括分析移动台所位于的小区中所用载波频率的总负载。
3. 根据权利要求1或2的方法，其中，分析(302 )通信系统中 通信资源的负载包括分析用于传输数据的传输信道的负载。
4. 根据权利要求1-3中任一权利要求的方法，其中，选择(304 ) 的步骤还包括如果通信系统中通信资源的负载达到负载阈值等级，就 选择不同于当前所用数据差错率目标的新数据差错率目标。
5. 根据权利要求1 ~ 3中任一权利要求的方法，其中，选择(304 ) 的步骤还包括如果通信系统中通信资源的负载达到负载阈值等级，就 选择高于当前所用数据差错率目标的新数据差错率目标。
6. 根据权利要求4或5的方法，其中，如果通信资源(302 )的 负载达到负载阈值等级，以及新数据差错率目标处于差错率阈值等 级，进行这样设置，即如果超过了所述阈值等级，系统的数据传输效 率将降低，则为通过所述连接的数据传输选择不同于所用信道带宽的 新信道带宽。
7. 根据权利要求6的方法，其中，基于即将传输的数据的特征设 置差错率阈值等级。
8. 根据权利要求6的方法，其中，差错率阚值等级被设置在大约 10%数据差错率的值上。
9. 根据权利要求1-8中任一权利要求的方法，其中，即将传输 的数据的特征基于一个或多个下列参数即将传输的文件的大小、数 据分组的大小、数据分组的到达间隔时间、往返时间、以及初始窗口 的大小。
10. 根据任何权利要求1~9中任一权利要求的方法，其中，使用 对所述连接传送侧的緩冲器的緩冲器负载的测量来分析(301)即将传 输的数据的特征，而即将传输的数据通过所述緩沖器进行传送。
11. 根据权利要求1~10中任一权利要求的方法，其中，数据差 错率是已传输的数据块的块差错率(BLER)。
12. 根据权利要求2-11中任一权利要求的方法，其中，基于小 区的载波功率来分析小区中载波频率的总负载。
13. 根据权利要求2~11中任一权利要求的方法，其中，基于小 区中使用载波频率的移动台的数量来分析小区中载波频率的总负载。
14. 根据权利要求1~13中任一权利要求的方法，其中，数据从 无线接入网向移动台传送。
15. 根据权利要求1-13中任一权利要求的方法，其中，数据从 移动台向无线接入网传送。
16. 根据权利要求1~15中任一权利要求的方法，其中，所述方 法还包括以下重复步骤在所述连接接收端确定(304 )数据差错率，以及基于确定的数据差错率和选定的数据差错率目标，调节(305 )所 述连接的传输信道的功率，从而使数据差错率将保持在大约类似于所 选数据差错率目标的等级。
17. 分组数据通信系统的无线接入网中的通信节点(800 )，适于 在所述分组数据通信系统中在无线接入网和移动台之间传输数据，其 中，所述通信节点适于建立所述无线接入网与所述移动台之间的连 接，并且其中，所述连接适于使用传输信道进行数据传输，其特征在 于所述通信节点(800 )包括第一分析装置(802 )，适于重复分析即将传输的数据的特征； 第二分析装置(803 )，适于重复分析通信系统中通信资源的负载； 选择装置(804 )，适于基于即将传输的数据的特征，以及基于通信系统中通信资源的负载，重复选择所述数据传输的信道带宽和数据差错率目标。
18. 根据权利要求17的通信节点，其中，所述节点是节点B。
19. 根据权利要求17的通信节点，其中，所述节点是无线网控制 器UNC )。
20. 根据权利要求17 19中任一权利要求的通信节点，其中，第 二分析装置(803 )适于分析移动台所位于的小区中使用的载波频率的 总负载。
21. 根据权利要求17~20中任一权利要求的通信节点，其中，第 二分析装置(803 )适于分析用于传输数据的传输信道的负载。
22. 根据权利要求17-21中任一权利要求的通信节点，其中，如 果通信系统中通信资源的负载达到了负载阈值等级，则选择装置(804 )适于选择不同于当前所用数据差错率目标的新数据差错率目 标。
23. 根据权利要求22的通信节点，其中，如果通信资源的负载已 经达到负载阈值等级，以及新数据差错率目标处于差错率阈值等级， 进行这样设置，即如果超过了所述差错率阈值等级，系统的数据传输 效率将降低，则选择装置(804 )适于为通过所述连接的数据传输选择 不同于所用信道带宽的新信道带宽。
24. 根据权利要求17~23中任一权利要求的通信节点，其中，第 一分析装置(802 )适于基于一个或多个下列参数来分析即将传输的数 据的特征即将传输的文件的大小、数据分组的大小、数据分组的到 达间隔时间、往返时间、以及初始(TCP)窗口的大小。
25. 根据权利要求17~24中任一权利要求的通信节点，其中，第 一分析装置(802 )适于使用对所述连接传送侧的緩冲器的緩冲器负载 的测量来分析即将传输的数据的特征，而即将传输的数据通过所述緩 沖器进行传送。
26. 根据权利要求17~25中任一权利要求的通信节点，其中，数 据差错率是已传输的数据块的块差错率(BLER)。
27. 根据权利要求20~26中任一权利要求的通信节点，其中，基 于小区的栽波功率来分析小区中载波频率的总负载。
28. 根据权利要求20~26中任一权利要求的通信节点，其中，基 于小区中使用载波频率的移动台的数量来分析小区中载波频率的总负载。
29. 根据权利要求17~28中任一权利要求的通信节点，还包括 确定装置，适于确定已传输数据的数据差错率，以及 调节装置(807 ),适于基于确定的数据差错率和选定的数据差错率目标，调节所述连接的传输信道的功率，从而使数据差错率将保持 在大约类似于所选数据差错率目标的等级。
30. —种可装载进入通信节点中驻留的数字计算机设备的存储器中的计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括软件代码部分， 用于当计算机程序产品运行在计算机设备上时执行权利要求1-16中任一权利要求的方法。
全文摘要
在具有不同带宽的信道的移动通信系统中，可以动态选择通过无线接入网与移动台之间的连接传输数据的信道带宽。根据本发明，基于确定的传输需要(即，确定(301)的即将传输的数据的特征)，以及基于确定(302)的通信资源负载(例如，小区中使用的信道功率和/或总载波功率)，选择(303)所述传输的信道带宽以及数据差错率目标。即使在第一种情况下，小区中使用的信道功率或总功率达到负载阈值等级时，也可以通过动态选择数据差错率，通过增大数据差错率以及继而降低信道功率，使连接坚持使用某一信道带宽。因此，可以提高系统的能力，同时增大通过该连接的吞吐量。
文档编号H04W28/20GK101124836SQ200580048467
公开日2008年2月13日 申请日期2005年2月21日 优先权日2005年2月21日
发明者A·西蒙森, J·佩萨, J·彼得森, M·埃里克森, M·迈耶 申请人:艾利森电话股份有限公司