无线发射/接收单元及无线发射/接收单元中的方法与流程

无线发射/接收单元及无线发射/接收单元中的方法本申请是申请号为200780031049.1、申请日为2007年8月20日、名称为“LTE中用于可变数据速率服务的动态资源分配、调度和信号发送”的中国发明专利申请的分案申请。技术领域本发明涉及无线通信系统。更确切地，本发明涉及一种在长期演进（LTE）系统中用于可变数据速率服务的动态资源分配、调度和信号发送的方法和设备。

背景技术：
无线通信系统为本领域技术人员所熟知。对通信标准进行开发以为无线系统提供全球连接并且实现例如在吞吐率、延迟和覆盖方面的性能目标。一个广泛应用的被称作通用移动电信系统（UMTS）的现行标准作为第三代（3G）无线电系统的一部分而开发，并且由第三代合作伙伴计划（3GPP）维护。图1描述了根据当前3GPP规范的典型的UMTS系统架构。UMTS网络架构包括经由Iu接口与UMTS地面无线接入网（UTRAN）互连的核心网络（CN）。UTRAN配置为通过在3GPP标准中被称为用户设备（UE）的无线发射/接收单元（WTRU）经由Uu无线电接口为用户提供无线电信服务。例如，在UMTS标准中定义的常用空中接口为宽带码分多址（W-CDMA）。UTRAN具有一个或多个无线电网络控制器（RNC）以及基站，所述无线电网络控制器（RNC）及基站被3GPP称为节点B，并且共同提供用于与UE进行无线通信的地理范围。一个或多个节点B经由Iub接口连接到每个RNC。UTRAN内的RNC经由Iur接口进行通信。3GPP系统的Uu无线电接口使用传输信道（TrCH）来传输包含用户数据以及在UE和节点B之间进行信号发送的较高层分组。在3GPP通信中，TrCH数据通过一个或多个物理信道传送，所述信道通过互斥物理无线电资源定义，或者在共享信道的情况下通过共享物理无线电资源定义。为了提高数据传输的可靠性，执行自动重复请求（ARQ）或混合ARQ（HARQ）。HARQ和ARQ采用一种机制以肯定应答（ACK）或否定应答（NACK）的形式向原始发送端发送反馈，所述反馈分别指示发射机对数据分组的成功或不成功的接收，从而发射机可以重发失败的分组。HARQ还使用诸如turbo码之类的纠错码来增加可靠性。演进型通用陆地无线电接入（E-UTRA）和通用地面无线接入网长期演进（LTE）是由3GPP领导的当前成果的一部分，在UMTS系统中针对实现高数据速率、低延迟、分组优化系统容量和覆盖范围。在这点上，LTE设计为较现有的3GPP无线电接口和无线电网络架构有重大变化，需要演进型节点B（eNB），所述演进型节点B（eNB）是配置为用于LTE的基站（节点B）。例如，建议LTE使用分别用作下行链路和上行链路传输的空中接口技术的正交频分多址（OFDMA）和频分多址（FDMA）来代替当前在UMTS中使用的码分多址（CDMA）信道接入。LTE被设计为使用具有一个被分配给每个数据流的HARQ进程的HARQ，并且被设计为包括用于多输入多输出（MIMO）的物理层支持。LTE系统对于语音和数据业务两者还设计为完全分组交换。这在LTE系统的设计中导致了IP语音（VoIP）服务支持的难题，该服务在当前的UMTS系统中不被支持。VoIP应用提供连续的语音数据业务，因此数据速率由于间断的语音活动而随时间变化。如下所述，如VoIP之类的可变数据速率应用对物理资源分配提出了具体挑战。LTE中的eNB负责从UE到eNB的上行链路（UL）通信以及从eNB到UE的下行链路（DL）通信中的物理无线电资源分配。LTE系统中的无线电资源分配涉及在用于特定数据流的UL或DL中的频率-时间（FT）资源的分配。确切地说，根据当前的LTE提议，FT资源根据一个或多个时隙中的，通常被称为无线电组块的频率子载波或子信道组块来分配。典型地选择指派给数据流的物理资源量，例如无线电组块的数量，以支持应用所需的数据速率或诸如优先权之类可能的其它服务质量（QoS）要求。建议在LTE中用于E-UTRA空中接口上的DL和UL通信的物理资源分配可以在被称为非持久性分配的预定时间持续期内生效，或者在被称为持久性分配的不确定时间持续期内生效。因为通过eNB发射的分配消息可能以分配的计划接收UE以及当前分配给分配所指定资源的任何UE为目标，所以eNB可以对分配消息进行组播，从而控制信道架构允许UE对以其它UE为目标的控制信道消息进行解码。对于诸如超文本传输协议（HTTP）网络浏览器业务之类的需要零星资源的应用，如果物理资源按需分配，则它们被最好地利用。在这种情况下，资源通过层1（L1）控制信道明确地分配并通过信号告知，其中，L1包括物理（PHY）层。对于诸如VoIP之类需要定期或连续资源分配的应用，使用持久性分配可以避免被分配的物理资源的定期或连续的信号发送。根据持久性分配，只要没有进行明确的解除分配，无线电资源分配就一直有效。持久调度的目的是降低L1和层2（L2）的控制信道开销，尤其对于VoIP业务，其中，L2包括媒介接入控制（MAC）层。使用例如持久性标志或消息ID来区分通过eNB发射的分配消息中的两种分配类型，可以支持通过L1控制信道的持久性和非持久性分配。图2和3说明了LTE中的频率-时间资源的持久性分配的实例，其中，每个物理层子帧都包括四个时间交错以支持被否定应答的数据的HARQ重发。每个交错都用于特定较高层数据流的传输，从而后续子帧中的相同交错用于发射失败的分组的重发。在每个交错中分配固定的频率-时间（FT）资源组以作为控制信道用于控制业务，所述频率-时间（FT）资源组可以包括L1公共控制信道（CCCH）和同步信道。图2示出了持久性分配和解除分配的实例。在子帧1中，包括一个或多个无线电组块的第一频率-时间资源组（FT1）经由控制信道被分配给UE1。假定向UE1的数据传输在i-1子帧之后完成，那么eNB在子帧i中向UE1和UE2发送控制消息以对来自UE1的资源FT1解除分配并且将其分配到UE2。控制信道可以在子帧1和i之间的中间子帧中被用于其它FT资源的分配。图3示出了持久性分配及扩展的实例，其中，eNB在子帧i中向UE1分配附加物理资源FT2以支持用于UE1的较高数据速率。许多诸如语音服务之类的实时服务（RTS）的特征是可变数据速率。在语音服务的情况下，会话的特点在于语音周期继之以静默周期，由此需要不断交替变化数据速率。例如，用于语音服务的典型的自适应多速率（AMR）信道支持从4.75Kbps到12.2Kbps的8个编码速率，而典型的自适应多速率宽带（AMR-WB）信道支持从6.6Kbps到23.85Kbps的9个编码速率。没有设计用于持久性资源调度的当前技术以允许数据速率变化。在传统的持久性分配的情况下，分配物理资源以支持用于数据流的最大数据速率或物理信道所支持的一些足够大的固定数据速率。因此，物理资源被浪费，因为资源分配无法适应例如由间断语音活动产生的所需数据速率的改变。为了支持可变数据速率，必须发送信号将UL和DL业务两者的变化数据速率告知eNB。在LTE系统中，eNB可以容易地监控在eNB始发的DL数据速率的变化并且做出有效的DL资源分配。然而，当前的UMTS系统和对LTE系统的建议没有为eNB提供监控在UE处始发的UL业务的数据速率变化的方式，从而eNB可以以动态并有效的方式来分配合适的UL物理资源量。另外，当前对LTE系统的提议不支持用于VoIP服务的高级配置操作。发明人已经认识到，在LTE系统中需要支持动态资源分配与持久性资源分配以及有效调度和控制信号发送的结合，以支持诸如VoIP之类的具有变化数据速率的RTS应用。因此，发明人开发了一种用于在LTE系统中解决这些问题的方法和设备。

技术实现要素：
提供一种用于无线电资源分配、可变数据速率和实时服务（RTS）应用的调度和信号发送的方法和设备，其中，本发明优选地在长期演进（LTE）和高速分组接入（HSPA）系统中使用。在第一优选实施例中，包括无线电接入承载（RAB）、逻辑信道或数据流ID以及HARQ进程ID的高级信息只在RTS数据流的配置阶段期间传送。在无线链路控制（RLC）层分配用于RTS数据流的序列号，从而在较高层处理接收机处的分组的重新排序。根据第二优选实施例，通过使用层1、层2或层3信令只报告相对于RTS服务的当前数据速率的数据速率的变化，将用于上行链路（UL）RTS业务的可变数据速率报告给演进型节点B（eNB）。在第三优选实施例中，eNB响应于数据速率变化的上行链路信号发送而对用于RTS数据流的无线电组块进行动态分配，从而如果数据速率降低，则对当前被分配的无线电组块的子集进行解除分配或将其重新分配给其它服务或UE，并且如果数据速率提高，则将附加无线电组块分配给RTS数据流。通过只对无线电组块分配中的变化进行信号发送，eNB将新的物理资源分配发送到UE。在第四优选实施例中，eNB和UE两者都对于不同的RTS数据速率和信道条件而存储映射无线电资源需求的表格，从而当将RTS数据流数据速率变化进行发送时，UE使用该表格来进行动态资源分配。从以下优选实施方式的描述中可以更详细地理解本发明，所述实施方式以实施例的方式给出，并可结合附图理解。附图说明图1是传统UMTS网络的系统架构框图。图2是示出了时间-频率域中的持久性分配的分配和解除分配的实例的框图。图3示出了时间-频率域中的持久性分配的分配和扩展的实例的框图。图4是根据本发明第一实施例的用于实时服务（RTS）的高级配置的方法的流程图。图5是根据本发明第二实施例的用于对用于上行链路业务的可变数据速率进行信号发送的方法的流程图。图6是根据本发明第三实施例的方法的流程图，该方法用于在演进型节点B（eNB）处为具有可变数据速率的RTS进行无线电资源的动态分配和信号发送。图7是根据本发明第四实施例的方法的流程图，该方法用于在用户设备（UE）处为具有可变数据速率的RTS进行无线电资源的动态分配和信号发送。具体实施方式在下文中，无线发射/接收单元（WTRU）包括但不局限于用户设备（UE）、移动站、固定或移动用户单元、传呼机、或其它任何类型的能在无线环境中工作的接口设备。在下文中，基站包括但不局限于节点B、演进型节点B（eNB）、站点控制器、接入点或其它任何类型的在无线环境中的接口设备。基站是WTRU的一种。尽管第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）在以下说明中通过实施例的方式使用，然而本发明适用于包括但不局限于高速分组接入（HSPA）和HSPA演进（HSPA+）系统的无线通信系统。另外，诸如IP语音（VoIP）之类的实时服务（RTS）通过实施例的方式用以对本发明进行说明。然而，本发明的意图是支持任何间歇传送或可变数据应用，并且还可以用以适配用于重发的资源分配。在下文中，无线电接入承载（RAB）或逻辑信道可以与数据流可互换地使用。根据第一优选实施例，在传输数据流之前，将包括数据流标识符（ID），或相当于无线电接入承载（RAB）或逻辑信道标识符，以及混合自动重复请求（HARQ）进程标识符的用于RTS数据流的高级信息在配置阶段期间从eNB传送至受者UE的较高层。优选地将HARQ进程指派给整个数据流。因此，优选地，数据流ID和HARQ进程ID只在数据流开始时传送一次，而不是以每一分组的基础传送。例如，参考图2，在子帧1中发送用于用户设备UE1的数据流ID和HARQ进程ID，连同频率-时间（FT）资源FT1到UE1的分配。类似地，在子帧i中发送用于另一个用户设备UE2的数据流ID和HARQ进程ID，连同在通过UE1对FT1的使用完成之后的频率-时间（FT）资源FT1到UE2的分配。另外，优选地在较高无线链路控制（RLC）层分配分组序列号，从而序列号不在诸如物理（PHY）和媒介接入控制（MAC）层之类的较低层使用。因此，在RLC层或其上，例如通过诸如无线电资源控制（RRC）之类的层3（L3）协议处理被接收的分组的重新排序。图4是根据本发明第一实施例的用于RTS的高级配置的方法400的流程图。在步骤405中，在数据流分组的传输之前，例如连同图2的子帧1中的FT1对UE1的分配，eNB将数据流ID（或相当于RAB或逻辑信道ID）和HARQ进程ID作为用于RTS数据流的配置消息的一部分发送。在步骤410中，eNB在较高层的数据流分组中不包括数据流ID和进程ID字段，但是分组序列号包括于RLC控制报头中，例如对于通过i-1在子帧2中传送的用于已结束的图2的UE1通信的分组。在较高层信号发送中有了总的节约，因为较高层接收了例如用于与子帧1中的UE1有关的通信的数据流ID和HARQ进程ID，所述数据流ID和HARQ进程ID接着可用于处理用于UE1通信的数据分组，所述数据分组通过i-1在子帧2中接收，而无需重复ID信息的信号发送。通过消除在较低层中的序列号信号发送，实现了信号发送中的进一步的节约。在方法400的执行中，发射机配置为用于在配置消息中传送数据流和HARQ进程ID并且在RLC控制报头中传送分组序列号。根据本发明的第二实施例，UE优选地在上行链路（UL）通信中将信息发送到涉及可变数据速率的eNB。优选地通过报告相对于当前数据速率的数据速率变化来完成这一处理。最初分配一定量的物理资源给RTS数据流以支持使用例如持久性分配的当前数据速率。当UE检测到新数据速率时，该UE优选地将当前数据速率和新数据速率之差发送到eNB。通过只对数据速率中的差别进行信号发送来将所使用的开销比特的数量最小化。举例来说，当在VoIP服务中使用及至9个编解码器速率时，需要4个报告比特来报告实际的数据速率。如果更多的编解码器速率可用，则使用更多的报告比特。当只报告数据速率变化时，报告比特的数量从4减少到3，因为从最低速率到最高速率的最大数据速率变化仅仅为8。优选地，使用最少的报告比特数量来报告用于特定RTS服务的数据速率中的可能变化。可以使用层1（L1）、层2（L2）或层3（L3）信令来对UL上的RTS数据流的数据速率变化进行发送，其中，L1包括物理（PHY）层，层2包括媒介接入控制（MAC）和无线链路控制（RLC）层，而层3包括无线电资源控制（RRC）层。另外，可以在较高层中发送数据速率变化。UL业务的数据速率变化的L1信号发送优选地使用L1控制信号发送来完成，从而可变数据速率报告比特可以与包括混合自动重复请求（HARQ）、肯定应答（ACK）、否定应答（NAK）和信道质量指示符（CQI）的其它ULL1信号进行多路复用。另外，可以使用UL窄信道。优选地通过UE使用UL窄信道，所述UE需要以加速方式将速率变化向eNB报告，从而eNB更快地向RTS指派新的UL资源。另一种选择，可以使用同步随机接入信道（RACH）发送数据速率变化指示，其中，所述RACH具有小接入延迟的益处。优选地，通过把速率变化报告比特包括在UL上的预定传输分组的报头中以完成在L2处的UL业务的数据速率变化的信号发送。另外，如果捎带应答分组的计时在合理的延迟之内，则可以采用任何ULL2分组来对速率变化指示进行捎带应答。另外，速率变化指示可以经由MAC控制分组数据单元（PDU）发送，其中，所述MAC控制PDU可以仅仅包括数据速率变化指示或者也可以包括其它的用于其它控制目的信息。另一种选择，速率变化指示可以包括于从UE到eNB的定期RLC状态报告中。使用L3信号发送，可以通过将速率变化指示包括在RRC信号发送中而发送数据速率变化。当eNB检测到通过UE报告的数据速率变化时，eNB相应地将指派给所述UE的RTS的物理资源进行动态再分配。例如，如果数据速率降低，则eNB可以将最初在持久性分配期间指派给UE的一部分资源重新分配给其它UE。在数据速率增加的情况下，eNB可以将额外资源指派给UE。优选地，eNB的动态分配不考虑持久性分配的初始资源分配。所述eNB可以规定一个持续时间，在此期间内，当将动态资源分配发送到UE时，动态分配不考虑原始分配。如果没有规定持续时间，则可以假定只使用了一次动态分配。不考虑持久性资源分配而做出eNB的动态分配不仅适用于可变数据速率服务，而且还可用于对用于重发的资源进行重新分配。图5是根据本发明第二实施例的用于对用于ULRTS业务的可变数据速率进行信号发送的方法500的流程图。在步骤505中，通过使用最小的比特数对相对于当前数据速率的数据速率变化进行报告，UE将用于ULRTS业务的可变数据速率发送到eNB。如上所述，所述报告可以使用L1、L2或L3信号发送来完成。在步骤510中，eNB根据所报告的数据速率变化来调整指派给UE以用于RTS的物理资源量。与图2和3的现有技术相对比，在子帧1中做出的对UE1的FT资源分配在子帧i之前无需保持固定，但是可以在子帧i之前在子帧中的每个步骤510中动态改变。在执行方法500的过程中，收发信机元件可以配置为用于传送反映数据速率变化的信号，并且资源分配元件可以配置为用于分配物理资源。根据本发明的第三实施例，对指派给RTS数据流的DL和UL无线电资源进行动态分配以有效地使用指派给可变数据速率服务的物理资源。典型的，RTS所需的无线电资源的最大量最初通过持久性分配进行指派，以支持用于RTS的最大数据速率。为了说明性的目的，假定最初通过持久调度来分配具有N个无线电组块的无线电组块集。当需要较低数据速率时，优选地，eNB只将N个无线电组块的子集分配给RTS数据流。在较高数据速率下，eNB对一个较大的无线电组块集进行分配，如果要求，可以对除开原始的具有N个无线电组块的无线电组块集之外的新的无线电组块进行分配。如果支持子带分配，其中，根据小部分的无线电组块对无线电资源进行分配，则动态资源分配优选地适于子带的粒度。优选地，只将由动态资源分配产生的无线电资源分配变化通过eNB发送到目标UE以降低信号发送开销。在一个实施例中，只对分配给RTS的无线电资源组块进行索引号，从而可以根据索引号以升序或降序对无线电组块进行安排。因此，eNB只对用于动态分配的无线电组块的数量进行发送，从而UE以索引号的顺序来使用所报告的无线电组块数量，所述索引号从索引号最低或最高的无线电组块开始。举例来说，在持久调度期间，将索引号为2、3、5和8的无线电组块分配给UE（即N=4）以用于RTS数据流。响应于数据速率降低，eNB将只有3个无线电组块被动态分配对UE进行报告。基于来自eNB的报告并且从最低索引号开始，UE知道了新的资源分配是无线电组块2、3和5。另外，可以发送N个组块的原始分配之间的肯定或否定差别以及所需数量。当需要更多组块的时候，可以提供缺省参数，或者对于额外的组块可以发送组块标识符。作为用于快速DL或UL动态资源分配的L1或L2控制信号发送中的字段，或者在缓慢的资源分配变化情况下作为L3RRC信号发送中的字段，优选地通过eNB将新的无线电资源分配发送到UE。当使用L1或L2控制信号发送时，优选地将物理层ACK或NAK传送回eNB以提高资源分配信号发送的可靠性。另外，当需要时，可以将包括但不局限于新的无线电资源分配持续时间、重复周期、序列模式、无线电资源以及跳频模式的信息作为无线电资源分配信号发送的一部分提供。图6是根据本发明第三实施例的方法600的流程图，该方法用于在eNB处为具有可变数据速率的RTS进行无线电资源的动态分配和信号发送。在步骤605中，将eNB和UE之间的无线链路上的RTS数据流的数据速率变化告知eNB，从而N个无线电组块当前被指派给RTS。在步骤610中，响应于数据速率变化，eNB将无线电组块动态分配给UE以用于RTS数据流，从而如果数据速率降低，则对N个无线电组块的子集进行指派，而如果数据速率提高，则对额外的无线电组块进行指派。在步骤615中，通过只对无线电组块指派中的变化进行信号发送，eNB将新的无线电组块分配发送到UE。与图2和3的现有技术相对比，在子帧1中做出的对UE1的FT资源分配在子帧i之前都无需保持固定，但是可以在子帧i之前在每个步...