专利名称：在无线通信系统中数据传输的方法
技术领域：
本发明涉及到在无线通信系统中数据传输的方法，特别是在称为UMTS(万能移动无线通信系统)具有宽带无线接口的移动无线通信系统中。
在无线通信系统中将数据借助于电磁波经过无线接口进行传输。无线接口涉及基站和用户站之间的连接，其中用户站可以是移动站或者位置固定的无线站。其中电磁波的发射是用载波频率进行的，载波频率位于安排在各个系统的频带上。对于未来的无线通信系统，例如UMTS移动无线系统或者其他第三代系统将频率安排在频带大约为2000MHz上，其中信道的带宽为5MHz。
对于UMTS-移动无线系统与GSM系统(全球移动通信系统)相反还安排了很多平行传输的业务。在专利文献EP 98 122 719和DE 19855 194中叙述了将多种业务数据组合的传送格式信令的可能性。其中将一个连接的多个业务的数据经过共同使用的物理信道进行传输。
利用共同使用的物理信道将一个连接的多个业务的数据传输到用户站的先决条件是，明确的复制规程说明业务从属于物理信道的不同块。
将物理信道例如通过频带和扩展编码(CDMA码分多址)在帧内进行定义。
将以下概念一般用于描述复制规程传送格式(TF)将传送格式定义为数据率，编码，频率范围转换(交叉)，通过穿孔的和通过业务传送信道的故障保护规程的数据率匹配。
传送格式设置(TFS)在这里将对于专门业务允许的可能的传送格式的语句称为传送格式设置。
传送格式组合(TFC)这个概念说明在共同物理信道上构成的不同业务传送格式的可能的组合。
传送格式组合设置(TFCS)。
在这里将TFC可能的语句称为对于专门的连接允许的所有TFC的分量。
传送格式组合标识符(TFCI)这个信息说明TFCS内现实使用的传送格式组合。
对于针对需要选择现实使用的不同业务的传送格式组合是TFC的可改变性和因此TFCI的有规律地信令化是必要的。然而这种信令化与传输容量有关。可能的组合可能性(TFCS)的数量愈大，需要的信令的容量也愈大。
对于UMTS-移动无线系统选择的宽带-CDMA系统的FDD-模式(FDD频分多址)在基站向用户站在下行方向(下行链接)发送时出现问题，同时可使用的正交扩展编码的数量是有限的和因此使支持变化的数据率出现困难。当比较高的通信密度时在系统中不可能，将如此多奉献的，也就是说只被用户站利用的信道(DCH)分配给所有的用户站，如同这些信道在传输时用其各自最高的数据率必要的。
因此在下行方向定义了共同信道，所谓的“共享信道”(DSCH下行链接共享信道)为此见ETSI SMG2 UMST-L1，Tdoc SMG2 UMST-L1559/98，1998年11月9日。将共同信道在宽带频带内由扩展编码构成，将扩展编码临时分配给各自一个或者多个帧的不同连接或者用户站。然而因此出现问题，如何可以将用户站用最小费用信令化，是否和如果是的话，用什么样的共同信道将用户站的信息进行传输。
在ETSI SMG2 UMTS-L1，Tdoc SMG2 UMTS-L1 559/98，1998年11月9日中已知，在时分多址中传输的业务数据率的信令化是借助于TFCI-参数进行的，在每个帧期间将TFCI-参数作为检查信息的一部分，也就是说在频带上(In-Band)进行传输。为了保证将共同信道快速地共同确定位置，前置一个明显的信令，信令只使用确定数目的TCFI-比特，以说明确定的扩展编码(见前页)。
这种解决方法的缺点是，在规定数目的TFCI-比特时因此业务传送格式的组合可能性明显地受到限制，这显著影响传输变化的数据率时的柔性。
此任务以本发明为基础，规定一种方法和无线通信系统，这些当多个连接利用共同信道时在传输变化的数据率时提高资源分配的柔性。此任务是通过按照权利要求1特征的方法和按照权利要求10特征的通信系统解决的。从从属权利要求中获悉有益的扩展结构。
本发明的基本思路是，所使用的共同信道的信令是隐含地经过数据率进行的和只有在单个业务确定的数据率时允许有选择的多个信道(扩展编码)的组合。因此节省了传输容量，因为不需要在TFCI-参数内储备单个的比特只用于将共同信道分配给不同的连接。将数据率在频带上信令化，此时不必要将关于数据率的这些信息完全包括在每个帧上。将连接关系中的或者前面帧上的信息同样可以引用于确定数据率。
按照本发明有益的扩展结构通过将同样的业务传送格式组合借助于TFCI复制在不同信道上在最小信令费用时可以达到最大程度的柔性。
将被分配的数据率和准备使用的共同信道之间的关系在分开的信令信道上进行约定，则从TFCI-参数的各个数值中可以推导出在包括一个或者多个共同信道的信道上被选择的组合。将这种关系的信令(在传送格式的确定的组合上TCSI-数值的复制规程)有益地在基站和用户站之间建立连接时进行。TFCI-在频带上-信令的数据率高和占据非常多的传输资源。此外如果可以通过连接开始的一般协议达到节约的目的，则可以减少必要的TFCI-比特的数目或者提高组合可能性的数目。
按照本发明的方法和其有益的扩展结构得出以下优点-当纯粹隐含的信令时不附加产生信令费用，因此提供使用的TFCI-比特只可以使用在很精细的单个业务的数据率组合的信令上。
-通过隐含的信令对于每个连接可以将高的最大的传输容量共同确定位置。此外如果参与的连接愈多和提供愈多的共同信道使用，在连接之间出现可能的数据率的依赖性愈不重要。
-通过将共同业务组合附加可能地分配给具有各自明确的TFCI-数值的共同信道可以达到非常高的柔性。
-将共同信道信令的费用可以很准确地与连接要求相匹配和不必要用整个比特进行。
-可以将共同信道的使用限制在比较高级的业务组合或者具有高的数据率动态的业务组合上，而低级的业务组合只借助于奉献的信道进行传输。
-有可能依赖于被占据的现实信道数将共同信道针对连接和动态地进行分配。
借助于下列附图详细叙述本发明的实施例。
附图表示附
图1无线通信系统简图，附图2传输记录的层模型，附图3，4将不同业务的数据复制在共同使用的物理信道上，附图5，6多个连接的共同信道分配可能性表格，附图7，8更明确的分配和因此降低停机的或然率，和附图9具有在频带上-信令的帧方式的数据传输。
在附图1上表示的移动无线系统作为无线通信系统的例子是由很多移动交换站MSC构成的，移动交换站是相互连成网络或者建立了到固定网络PSTN的入口。此外这些移动交换站MSC与各自至少一个用于控制传输资源的装置RNM相连接。这些装置RNM的每一个又允许与至少一个基站BS连接。
基站BS可以经过无线接口建立与用户站，例如移动站MS或者其他的移动和固定的终端机连接。通过每个基站BS至少构成一个无线小区。在附图1上表示了在基站BS和移动站MS之间将有用信息进行传输的连接。例如在连接V1内将三个业务S(S1、S2、S3)的数据在一个或者多个物理信道Phy CH和信令信息内，例如对于连接V1被分配的无线技术资源，经过和连接一起的检查信道FACH(迅速链接存取信道)进行传输。
运行和维护中心OMC实现移动无线系统或者其中部件的检查和维护功能。这种结构的功能化也可以转移到可以使用本发明的其他无线通信系统中，特别是具有无绳用户连接的用户入口网络。
按照附图1上的无线通信系统不仅在基站BS而且在移动站MS上安排了相互通信的传输装置和信令装置。将传输装置使用于经过现实提供使用的物理信道Phy CH传输多个业务S组合的数据。物理信道Phy CH可以构成为奉献的信道DCH，也就是说只被一个连接利用，或者构成为共同信道DSCH，也就是说交替地被不同的连接V1、V2利用。应该将连接V1的多个业务S1、S2、S3共同利用的物理信道Phy CH和分配给多个连接V1、V2的共同信道DSCH之间加以区别，然而在时间间隔期间只将连接V1或者V2中的一个进行分配提供使用。有可能很快地从帧到帧改变共同信道DSCH的分配不附加信令费用。通过在时间上按照顺序利用不同连接的共同信道DSCH特别是可以很好地对应于有些连接V1，V2的高数据率和高动态。
信令装置确定的TFCI-数值对于业务S1、S2、S3被选定的传送格式组合和将传送格式TF在频带上-进行信令化。在分开的信道FACH上将TFCI-数值的复制规程与传送格式TF的组合和被利用的信道DCH，DSCH进行信令化。
按照附图2的层模式将无线通信系统的记录分成三层。
层1物理层用于描述经过物理介质(例如编码，调制，发送功率检查，同步化等)进行比特传输的所有功能，层2数据连接层用于描述将数据复制在物理层上和在物理层上进行检查，层3网络层用于控制无线接口的资源。
在层3上对于连接将TFCS确定，同时在层2上进行组合的(TFC的)选定，这如同以后表示的借助于TFCI在频带上-信令化。
层1和2之间的参数交换经过无线接口支持具有层2数据的帧的变换功能和在比较高的层上显示层1的状态。层1和层3之间的参数交换支持检查在层1上传输的配置和经过层1生成系统信息。
将不同连接S的数据复制在共同的物理信道Phy CH上和其中共同信道DSCH分配的信令对应于层1和2的交互作用。
对应于附图3和4得出现实传输业务传送格式TF信令的必要性。
在附图3上表示了编码单元和多路复用单元的功能图，将对应于各个业务S1、S2、S3的数据的多个数据信道DCH的数据复制在被编码的共同传送信道CCTrCH上。此时复制是一个规程，按照这种比特样板将数据登录在顺序的数据序列中。解多路复用器/分配装置将被编码的共同传送信道CCTrCH分布在多个物理信道Phy CH上。因此经过物理信道Phy CH传输多个业务S1、S2、S3的各个固定的数据。将物理信道Phy CH不是单独分配给业务S1或者S2而是分配给具有其所有业务S1，S2，S3的被编码的共同传送信道CCTrCH。
因为接收方将这个复制仿效完成和将数据从物理信道Phy CH中读出和又必须在业务的分开的传送信道DCH上显示，因此信令是必要的。这种以TFCI-数值形式的信令将业务现实使用的传送格式组合TF重放和如同以后将共同信道或者多个共同信道DSCH的现实的分配还进行显示。对于连接什么样的组合(TFCS)是允许的已经在建立连接时约定过。
在数据率和业务组合之间的关系中可以实现两种可能性(也见EP98 122 719)1.每个数据率GR准确地对应于一个传送格式组合TF。
2.每个数据率GR有可能是传送格式的多个组合TF，这些借助于TFCI-数值是可以区别的。
附图4表示复制为容易变换的形式，其中明显的是只有当共同利用物理信道Phy CH时通过多个业务S1、S2、S3子信息TFCI的信令才是必要的。如果一个业务S1或者S2或者S3只利用一个物理信道Phy CH，则可以放弃子信息TFCI的信令。
将共同信道DSCH分配给连接V在附图5和6的基础上表示了借助于具有两个移动站MS的例子和因此表示了两个连接V1、V2。假设连接1和2各自允许用数据率为16.32和48kbps将其数据进行传输，其中对于两个连接V1、V2各自提供具有16kbps的三个共同信道。对于两个连接V1、V2按照附图5和6表格各自决定，用哪个共同信道DSCH哪个数据率进行传输。这些表格在连接开始时已经决定了，然而也可以随着连接改变。
因为两个连接V1、V2是平行的，只有确定的数据率组合才允许避免同时使用共同信道DSCH。这些在按照附图7的表格中加以说明。
在这个例子中16个可能的组合中只允许10个。必须排除所有的组合，在其中对于两个连接V1、V2同时大于16kbps进行传输。
一般来说通过上述将共同信道DSCH隐含分配有可能将提供使用的信道柔性地分布在所有的连接V1、V2上，使每个单个连接V1、V2原则上比将信道作为奉献信道DCH的固定分配时可以利用比较高的传输容量。
如果连接V1、V2愈多和提供愈多的共同信道DSCH使用时，因此在统计学基础上限制为确定的组合愈加不太重要，如果假设，所有连接V1、V2最大要求的数据率与由于利用所有共同信道DSCH可能的数据率之比保持恒定时。
附加的自由度是可能的，如果不是将每个数据率构成为固定的，也就是说明确地构成为预先规定的TFCI-数值，而是可以有选择地选择时。为了清楚起见在附图8上表示了对于连接V1将共同信道DSCH的配置捆扎成通过TFCI-数值信令化的信息。
一个TFCI-数值保证业务S1至S3的一个确定的配置。目前只有一个TFCI-数值对于每个允许的组合是有意义的。随着共同信道DSCH配置数据的扩展现在可以将确定的业务组合分配给奉献的信道和共同信道DCH、DSCH不同的组合。在附图8上TFCI-数值2、3和4涉及到同样的业务组合，但是将不同的被分配的共同信道DSCH信令化。
如果将这些表格从属于多个连接V1、V2，可以通过选定适当的TFCI-数值2、3或者4有选择地选择不同的共同信道DSCH，直到有可能使三个连接V同时达到高的数据率。相反可以将第二行低的总数据率始终在固定分配的奉献的信道DCH上进行传输，因此不要求共同信道DSCH。
按照附图9将TFCI-数值在频带上-信令化。在帧方式的数据(数据)传输内与其他信息一起还安排了用于传输现实选择的传送格式组合TF的和用于以TFCI-数值形式分配共同信道DSCH的容量。在UMTS的FDD模式中帧的周期为10ms，其中将引导序列(引导)的比特用作为信道评估，用于发送功率调节的比特(pc)是必要的和用于TFCI在频带上-信令化的比特是储备的。后面跟随着具有有用信息的数据部分数据。TFCI的故障保护编码例如为32比特和将有用信息经过多个帧进行频率范围转换没有表示在附图9上。
权利要求
1.在无线通信系统中经过基站(BS)与用户站(MS)之间的无线接口的数据传输方法，在其中-在宽带的频带上借助于单独的扩展编码可以区别信道(DCH，DSCH，FSCH)，其中为了在时间上按照顺序地利用至少将一个共同信道(DSCH)分配给多个平行存在的连接(V1，V2)，-将连接(V1)的共同信道(DSCH)随后的有效分配在频带上的至少一个数据传送信道(DCH，DSCH)上借助于分配给连接(V1)的数据率(GR)进行信令化，-将被分配的数据率(GR)与准备利用的共同信道(DSCH)在分开的信令信道(FACH)上进行约定，和-将数据(数据)在数据传输的信道(DCH，DSCH)上对应于分配进行传输。
2.按照权利要求1的方法，在其中在基站(BS)和用户站(MS)之间的连接内将多个业务(S)的数据组合在一个或者多个信道(DCH，DSCH)内进行传输，其中将现实的组合，数据率(GR)和共同信道(DSCH)的分配借助于TFCI-数值进行信令化。
3.按照权利要求1或2的方法，在其中数据传输是从基站(BS)向用户站(MS)的下行方向进行的。
4.按照上述权利要求之一的方法，在其中将尽可能大数目的信道作为共同信道(DSCH)进行分配，其中至少将一个信道(DCH)只分配给每个连接(V1，V2)。
5.按照权利要求4的方法，在其中将共同信道(DSCH)优异地分配给具有高的最大数据率的连接(V1)。
6.按照权利要求4或5的方法，在其中将共同信道(DSCH)优异地分配给具有高动态数据率的连接(V1)。
7.按照上述权利要求之一的方法，在其中当连接(V1)的数据率(GR)的一个分量时借助于在频带上-信令可以选定信道(DCH，DSCH)的多种组合。
8.按照上述权利要求之一的方法，在其中在建立连接时将被分配的数据率(GR)和准备利用的共同信道(DSCH)之间的关系进行约定。
9.按照上述权利要求之一的方法，在其中用子信息(TFCI)将连接内的业务(S)的单个数据率和利用一个或多个信道(DCH，DSCH)在频带上进行信令化。
10.在基站(BS)和用户站(MS)之间经过无线接口进行数据传输的无线通信系统，-其中无线接口在宽带频带上是通过借助于单独的扩展编码可以区别的信道(DCH，DSCH，FACH)构成的，和为了在时间上按照顺序地利用可以将至少一个共同信道(DSCH)分配给多个平行存在的连接(V1，V2)，具有传输装置，用于将一个连接(V1)的多个业务(S)的数据组合在一个或多个信道(DCH，DSCH)上进行传输，以为了在基站(BS)和用户站(MS)之间进行数据传输，具有信令装置，用于-将连接(V1)的共同信道(DSCH)随后的有效分配在至少一个数据传送信道(DCH，DSCH)的频带内信令中借助于分配给连接(V1)的数据率进行信令化，-将被分配的数据率(GR)和被分配的共同信道(DSCH)之间的关系在分开的信令信道(FACH)上进行信令化。
全文摘要
本发明的思路在于,将被使用的共同信道隐含地经过数据率进行信令化和只在单个业务确定的数据率时允许有选择的多种信道组合(扩展编码),因为不需要在TFCI－参数中储备单个比特只用于将共同信道分配给不同的连接。本发明在UMTS－移动无线系统的FDD－模式的下行路段找到优异的应用。
文档编号H04B7/26GK1330843SQ99814352
公开日2002年1月9日 申请日期1999年12月1日 优先权日1998年12月9日
发明者V·索默, R·克恩, M·本茨, A·克莱恩 申请人:西门子公司