为多媒体广播多播服务分配传输信道的方法和设备与流程

本发明一般涉及无线通信领域，并且更具体地说，涉及用于为多媒体广播多播服务(MBMS)分配传输信道的方法及与其相关联的设备和系统。

背景技术：
无可争议的是，将来的移动市场将由已经在有线网络中体验到的需要更大带宽的多媒体服务表征。基于此情况，在UMTS（通用移动电信系统）的R6中引入了MBMS以便从单个来源实体输送多媒体数据到多个目的地。MBMS被设想成对其它丰富的多媒体服务有着至关重要的作用。因此，MBMS的主要目标是有效地提供多媒体服务。在MBMS服务的提供期间的主要要求是有效地总体利用无线电和网络资源。也就是说，提供MBMS服务的无线网络应考虑和适应在动态无线环境中发生的连续更改，并且最佳地分配资源。相应地，MBMS性能的关键方面是选择用于MBMS数据的传送的最有效传输信道。MBMS规范3GPPTS25.346采用两种传送模式来提供MBMS服务，即点到点(PTP)传送和点到多点(PTM)传送。在PTP传送中，对于在CELL_FACH和CELL_DCH状态中的UE，可使用DCCH（专用控制信道）或DTCH（专用业务信道），允许到传输信道的所有现有映射。在PTM传送中，FACH（前向接入信道）用作逻辑信道MTCH（MBMS点到多点业务信道）、MSCH（MBMS点到多点调度信道）和MCCH（MBMS点到多点控制信道）的传输信道。MBMS规范3GPPTS25.346考虑了一种所谓统计机制，并且使用此统计机制以确定是为给定MBMS服务部署例如DCH（专用信道）或HS-DSCH等PTP承载还是例如FACH等PTM承载更有效。统计机制的当前规范在PTP与PTM模式之间使用静态交换点，该交换点基于小区中统计的MBMS用户数量来确定。例如，如果在小区中统计的MBMS用户数量超过某个预定义的阈值，则MBMS控制功能可决定建立PTM连接。然而，由于不可能通过单个参数（即，UE数量）来准确概括复杂的无线环境和用户服务简档，因此，统计机制未能实现有效的无线电资源分配。因此，由于缺乏任何适应功能性，统计机制受效率低下影响，并且可浪费相当多的功率资源。

技术实现要素：
本发明的目的是提供用于为多媒体广播多播服务分配传输信道的改进方法、设备和系统，其减轻至少一些上面提及的缺点。根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于分配传输信道以提供多媒体广播多播服务MBMS服务到无线网络的小区中的一个或多个用户设备UE的方法。方法包括：获得包括MBMS服务要求的速率和指示小区中UE的位置的位置因素的参数；基于至少要求的服务速率和位置因素，为小区中可用的每种类型的传输信道确定提供MBMS服务到UE的功率成本；以及选择具有最低功率成本的传输信道的类型以提供MBMS服务到UE。优选的是，小区中可用的传输信道的类型包括前向接入信道FACH、专用控制信道DCH和高速下行链路共享信道HS-DSCH。优选的是，用于HS-DSCH的功率成本的确定包括得到对于位置因素的HS-DSCH信道的吞吐量，基于要求的服务速率与得到的吞吐量的比率，估计MBMS服务占用的HS-DSCH资源的比例，以及基于指派到HS-DSCH信道的功率电平和占用的HS-DSCH资源的确定比例，确定用于HS-DSCH信道的功率成本。优选的是，用于FACH的功率成本的确定包括基于要求的服务速率和位置因素，估计用于FACH信道的功率电平，以及基于估计的功率电平和在估计的功率电平由FACH信道服务的UE数量，确定用于FACH信道的功率成本。优选的是，用于DCH的功率成本的估计包括基于要求的服务速率和位置因素，估计用于DCH信道的功率电平，并且基于估计的功率电平，确定用于DCH信道的功率成本。优选的是，用于HS-DSCH、FACH、DCH的功率成本的确定包括如下计算功率成本：；，并且；其中，CHS、CFACH、CDCH分别指示用于HS-DSCH、FACH和DCH的功率成本，PHS、PFACH、PDCH分别指示用于HS-DSCH、FACH和DCH的功率电平，R是要求的服务速率，L是位置因素，Th(L)是相对于位置因素L的HS-DSCH信道的吞吐量，TS指MBMS服务要占用的每帧时隙数量，Nslot指每帧的时隙总数，以及NUE是由FACH信道在PFACH服务的UE数量。优选的是，位置因素表示为在UE收到的信号功率与服务于小区的基站传送的信号功率的比率。优选的是，在新UE请求MBMS服务或者现有UE退出MBMS服务时触发传输信道的分配。另外或备选，以某个时间间隔触发传输信道的分配。根据本发明的第二方面，本发明提供了一种用于分配传输信道以提供多媒体广播多播服务MBMS服务到无线网络的小区中的一个或多个UE的无线电网络控制器RNC。RNC包括：获得单元，配置成获得包括MBMS服务要求的速率和指示小区中UE的位置的位置因素的参数；确定单元，配置成基于至少要求的服务速率和位置因素，为小区中可用的每种类型的传输信道确定提供MBMS服务到UE的功率成本；以及选择器，配置成选择具有最低功率成本的传输信道的类型以提供MBMS服务到UE。根据本发明的第三方面，本发明提供包括根据本发明的上述无线电网络控制器的无线通信系统。通过本发明，在为分配用于MBMS服务的传输信道时，考虑象UE的位置因素L和要求的服务速率R等参数，这允许传输信道分配更适应要求的服务和动态无线环境。由于为提供请求的MBMS服务选择的始终是具有最低成本的传输信道，因此，改进了功率使用的效率、总体小区吞吐量和服务质量。根据本发明，它也允许在一个小区中同时使用PTP和PTM传送。附图说明从优选实施例的以下描述和附图中，将更明白本发明的上述和其它目的、特征和优点。图1示出在小区中UE的可能位置分布。图2示出传输信道吞吐量比较。图3示出根据本发明的方法的流程图。图4示出在其中实现本发明时的无线网络中的工作流。图5示出根据本发明的无线电网络控制器的框图。具体实施方式在下面的描述中，为便于解释而不是限制，陈述了特定的细节以进行说明，如特定的架构、接口、技术等。然而，本领域普通技术人员将明白，脱离这些特定细节的其它实施例将仍被视为在本发明的范围内。另外，为清晰起见，忽略了熟知的装置、电路和方法的详细描述以免混淆本发明的描述。应明确理解的是，图形只被包括用于说明，并且不表示本发明的范围。在附图中，不同图形中的类似标号可指定类似元素。图1示出在无线网络的小区110中UE的可能位置分布。如图1所示，大多数UE101-106位置靠近服务于小区的基站，并且只有UE107远离基站并且靠近小区边缘。在此情形中，如果采用当前统计机制，则在小区中UE数量超过例如5等预定义的阈值时，FACH信道被选择用于提供MBMS服务到所有请求UE。FACH信道的功率电平将足够高以满足离基站最远的UE（此处为UE107）的C/I（载波/干扰）要求。由于FACH信道的功率电平的大幅增大只是用于一个UE107，因此，此类分配的功率使用效率低。用于此类位置分布的最佳功率分配方案可以是采用FACH信道以提供MBMS服务到靠近基站的UE101-106，而DCH信道提供MBMS服务到在小区边缘的单独UE107。图2示出在使用象FACH和HS-DSCH等不同传输信道时的吞吐量比较。FACH未设计成提供高速率数据传送，FACH信道需要消耗大量的功率PFACH以满足高服务速率。然而，HS-DSCH具有用于高速率服务的自然优点。如图2所示，功率电平变高时，HS-DSCH信道将提供比在相同功率电平的FACH信道更大的吞吐量，并且FACH信道的吞吐量将在功率电平达到某个级别后趋向饱和。假设UE请求诸如HD（高清晰）视频的高比特率MBMS服务的情况，并且要求的小区吞吐量是如图2所示的TMBMS。采用当前统计机制时，一旦小区中UE数量超过统计阈值，FACH便将用作传输信道。FACH信道可在功率PFACH提供要求的小区吞吐量TMBMS。然而，如果MBMS服务要求的小区吞吐量继续增大到TMBMS1，则FACH信道将不能提供此类高速率服务，而HS-DSCH信道能够在比PFACH更低的功率PHS1提供要求的小区吞吐量TMBMS1。如图2所示，通过当前统计机制，在一些情况下可浪费无线网络的宝贵功率资源，并且甚至不能提供请求的MBMS服务。上述问题的根本原因是在分配传输信道时只计及小区中UE数量是不充分的。根据本发明，分配传输信道考虑了至少要求的服务速率R和指示小区中UE的位置的位置因素L（例如，在基站与UE之间的距离）。图3示出根据本发明的方法300的流程图。根据本发明的一实施例，分配传输信道以提供MBMS服务到小区中的UE时，小区中UE的位置分布和MBMS服务要求的速率均被考虑在内。在下述内容中，将结合图1和2解释方法300。在小区110中，有请求来自无线网络的MBMS服务的多个UE101-107。接收请求时，无线网络的RNC开始分配传输信道到不同UE101-107。在步骤310中，获得包括请求的MBMS服务要求的速率和相应UE的位置因素等参数。这些参数可从无线网络得到。例如，要求的服务速率R能够从“MBMW会话开始请求”中得到，该请求在MBMS会话开始时从CN（核心网络）发送到RNC。众所周知，MBMS会话将开始以提供MBMS服务到UE。UE的位置因素指示在小区中UE的位置，例如，位置可由在基站与UE之间的距离表示。根据一个实施例，通过CPICH_RSCP（公共导频信道接收信号码功率）/CPICH_Tx_Power的值测量距离。CPICH_RSCP表示UE收到的信号功率/强度，并且UE将测量此功率并向基站报告它。CPICH_Tx_Power表示基站传送的功率，并且通常在基站中配置。如将领会的一样，CPICH_RSCP/CPICH_Tx_Power的所述值将随着距离增大而减小。在步骤320中，基于获得的参数，特别是要求的服务速率R和位置因素L，确定用于不同类型的传输信道的功率成本。无线网络可支持许多类型的传输信道。RNC可为无线网络中可用的每种类型的传输信道计算提供请求的MBMS服务到各个UE的功率成本。在步骤330中，比较与相同UE相关联的计算的功率成本，并且选择具有最低功率成本的传输信道的类型来提供请求的MBMS服务到UE。例如，对于如图1所示的UE107，分别计算使用诸如DCH、FACH或HS-DSCH信道等不同类型的传输信道提供MBMS服务到它的功率成本，并且将具有最低功率成本的传输信道选择为用于UE107的传输信道。根据一个实施例，如果无线网络支持三种类型的传输信道，例如，DCH、FACH和HS-DSCH，则将为每个UE确定关于所有这三种类型的传输信道的功率成本，即，CDCH、CFACH、CHS。优选的是，如下所示为特定UE（例如，UE107）计算功率成本。如将领会的一样，相同的过程也适用于其它UE101-106。优选的是，对于HS-DSCH信道，其信道吞吐量与位置相关，并且为确定功率成本，先得到关于获得的UE107的位置因素L的此HS-DSCH信道的信道吞吐量。随后，基于信道吞吐量和要求的服务速率R，估计请求的MBMS服务占用的HS-DSCH资源的比例。基于指派到HS-DSCH的功率电平和确定的比例，确定功率成本CHS。例如，功率成本CHS可表示为：在等式(1)中，PHS是指派到HS-DSCH信道的功率电平，并且其值通常是固定的，并且通过网络规划决定，并且因此能够从无线网络获得。Th(L)表示相对于给定位置因素L的HS-DSCH信道的信道吞吐量，此处，L是UE107的位置因素。Th()的值将随着与基站的距离增大而减小。如将领会的一样，函数Th()能够通过理论分析或者在网络规划期间基于经验数据确立。例如，Th(L)能够实施为体现在L与信道吞吐量之间关系的表格。优选的是，对于FACH信道，为确定功率成本，基于UE107的位置因素L和要求的服务速率R，估计要使用的其功率电平PFACH。一般而言，虽然功率电平PFACH随时间变化并且由功率控制算法及其它因素决定，但在统计上，功率电平PFACH将与距离和/或要求的服务速率一起增大。例如，在WCDMA系统中，将基于有关FACH的服务要求和用户测量报告（包括诸如CPICH_RSCP等），确定FACH信道的传送功率。可在RNC中获得用于给定R和L的PFACH值。由于FACH是公共信道，并且可服务于多个UE，因此，FACH信道的功率将在这些UE之间共享。因此，基于估计的PFACH和FACH信道服务的UE数量，确定功率成本CFACH。例如，功率成本CFACH可表示为：在等式(2)中，PFACH(L,R)是用于FACH信道的估计的功率电平。PFACH的值将随着与基站的距离增大或要求的服务速率增大而增大。TS指请求的MBMS服务要占用的每帧的时隙数量，并且Nslot是FACH信道提供的每帧的时隙总数，例如，在WCDMA系统中，Nslot为每帧14。此处，(TS/Nslot)表示要求的MBMS服务的资源占用率。NUE表示在此估计的FACH功率电平由FACH信道服务的UE数量，也就是说，在此功率电平下能够在此FACH信道上接收MBMS服务的UE数量。一般而言，例如图1中UE101-106等比UE107更靠近基站120的所有UE也能够在此FACH功率电平接受服务。优选的是，对于DCH信道，为确定功率成本，基于UE107的位置因素L和要求的服务速率R，估计要使用的其功率电平。确定DCH信道的功率电平PDCH的方式类似于用于FACH信道的方式，并且用于给定L和R的PDCH的值可在RNC中获得。基于估计的PDCH，确定功率成本CDCH。例如，功率成本CDCH可表示为：在等式(3)中，PDCH(L,R)是用于DCH信道的估计的功率电平。类似于FACH，PDCH的值将随着与基站的距离增大或要求的服务速率增大而增大。在计算功率成本后，选择用于UE107的最佳传输信道。对于UE107，分别确定用于HS-DSCH、FACH和DCH的3个功率成本。将三个功率成本CHS-DSCH、CFACH、CDCH相互比较。选择具有最低功率成本的传输信道作为用于UE107的提供MBMS服务的最佳传输信道。瑞参照图1和2，在如图1所示的UE分布的情况下，本发明倾向于为UE101-106选择FACH，以及为UE107选择DCH。此类分配改进了功率使用的效率和总体小区吞吐量，这是因为UE101-106由较低功率电平的FACH服务。如果要求的服务速率高于某个值，则本发明倾向于选择HS-DSCH提供请求的MBMS服务。由于在物理层中采用诸如H-ARQ（混合自动请求重发）、自适应调制和编码及MIMO等技术的原因，HS-DSCH信道能够通过相同功率使用取得更佳吞吐量，因此，无线网络的MBMS容量和服务质量得以改进，并且FACH不能提供的高速率的MBMS服务能够由HS-DSCH提供。图4示出在其中实现本发明时的无线网络中的工作流400。如图4所示，在步骤410中，无线网络中的UE请求MBMS服务。在步骤420中，根据本发明的方法，基于MBMS服务要求的速率和UE的位置，分配传输信道到每个请求UE。在步骤430中，MBMS服务得以建立，并且通过相应分配的传输信道提供到每个请求UE。在步骤440中，在新UE请求MBMS服务或者现有UE退出MBMS服务时，由于此类更改将导致不同的UE分布，因此，触发传输信道的重新分配。RNC需要为当前请求MBMS服务的每个UE重新计算功率成本，并且随后重新分配传输信道到相应UE。另外或备选，在步骤450中，可在某个时间间隔后，例如，固定间隔，触发传输信道的重新分配。这是因为UE始终在移动，并且因而UE的分布可随时间更改。在此情况下，传输信道的重新分配将被触发以便适应UE的分布更改。图5示出根据本发明的远程网络控制器500的框图。RNC500实现根据本发明的传输信道的分配。RNC500包括操作上耦合在一起的获得单元510、确定单元520和选择器530。RNC500要分配用于UE的传输信道以向它提供请求的MBMS服务时，获得单元510获得包括请求的MBMS服务要求的速率和UE的位置因素的参数。这些获得的参数被通知到确定单元520，在确定单元中，基于获得的参数，特别是要求的服务速率R和位置因素L，为UE分别确定关于不同类型的传输信道的功率成本。优选的是，确定单元520基于要求的服务速率和位置因素，估计用于FACH信道的功率电平，并且基于估计的功率电平和经FACH信道提供有MBMS会话的UE数量，计算用于FACH信道的功率成本。优选的是，确定单元520得到对于位置因素的HS-DSCH信道的吞吐量，基于要求的服务速率和吞吐量的比率，确定MBMS服务占用的HS-DSCH资源的比例，并且基于指派到HS-DSCH信道的功率电平和确定的比例，计算用于HS-DSCH信道的功率成本。优选的是，确定单元520基于用于DCH信道的估计的功率电平，计算用于DCH信道的功率成本。选择器530接收用于不同类型的传输信道的确定的功率成本，比较功率成本，并且选择具有最低功率成本的传输信道的类型提供请求的MBMS服务到UE。由于根据本发明的RNC将基于至少要求的服务速率和UE的位置，适应性地分配用于每个MBMSUE的传输信道，因此，本发明的解决方案改进了传输信道分配，并因而优化了MBMS的功率使用。本发明能够适用于象WCDMA、TD-SCDMA等所有种类的无线通信系统。正如本领域的技术人员将理解的一样，本发明可实施为方法、设备、系统或计算机程序产品。相应地，本发明可采取完全硬件实施例、完全软件实施例（包括固件、驻留软件、微代码等）或组合软件和硬件方面的实施例形式，所有实施例可在本文通称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明可采取在计算机可用存储介质上的计算机程序产品形式，介质中包含有计算机可用程序代码。本发明已参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）和计算机程序产品的方框图和/或流程图示进行描述。将理解的是，流程图示和/或方框图中的每个方框及流程图示和/或方框图中方框的组合可通过计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可提供到通用计算机、专用计算机和/或其它可编程数据处理设备的处理器以产生一种机器，使得经计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令形成用于实现流程图和/或方框图方框中指定功能/动作的部件。虽然特定的实施例已在本文示出和描述，但本领域普通技术人员领会的是，为实现相同目的计算的任何布置可替代所示特定的实施例，并且本发明在其它环境中有其它应用。本申请旨在涵盖本发明的所有修改或变化。下面的权利要求绝对无意将本发明的范围限制于本文所述特定实施例。缩略词MBMS多媒体广播多播服务PTP点到点PTM点到多点FACH前向接入信道DCH专用信道HS-DSCH高速下行链路共享信道RNC无线电网络控制器。