专利名称：Ue对小数据报的主动传输方法
技术领域：
本发明涉及第三代移动通讯的标准化，特别涉及WCDMA的上行专用信道增强中的UE对小数据报的主动传输方法。
背景技术：
第三代伙伴计划(The 3rdGeneration Partnership Project简称3GPP)进行第三代移动通讯的标准化工作，在WCDMA(Wide-Band CodeDivision Multiple Access)Release 6版本中，正在研究上行专用信道增强(Enhancement for Uplink Dedicated Channel简称EUDCH)，EUDCH的目的是，通过无线网络对上行传输资源的有效管理和规划，提高系统的上行容量，并使之适合于对突发性较强的数据业务的传输。
EUDCH是在WCDMA前一版本(Release 99/4/5)的基础上进行改进的一种技术。EUDCH的研究正在进行中，并没有完全确定下来。目前在3GPP会议上，提出的主要方案有Nokia公司的两个阈值方案和Motorola公司提出的Node B根据终端的无线信道的好坏进行调度分配的方案。
在Nokia的方案中，每个终端(UE)在专用传输信道的初始化过程中，UE和基站控制器(RNC)进行了协商，两者建立了一个传输格式组合集合(TFCS)，这个TFCS包含了多种传输速率。Node B对每个UE有两个阈值，一个是UE阈值，另一个是Node B阈值。在通信过程中，UE可以自由的选择传输速率即TFC，但是选择的TFC必须不得大于当前的UE阈值，如果UE使用的TFC等于当前的UE阈值，并且UE认为还具有以更高速率传输的能力(如当前发射功率远小于额定的最大发射功率)，可以向Node B请求提高UE阈值，Node B根据当前的噪音情况决定是否允许增加，如果允许UE增加，UE阈值不可超过Node B阈值。
具体的过程如下
一个物理层的上行信令名为速率申请(Rate Request简称RR)专门用于UE申请改变当前的UE阈值。UE希望提高当前的UE阈值时，也就是UE希望以更高的速率发送数据，将RR的值设为“Up”，当UE不希望改变当前的UE阈值时，不发送RR。当UE计划用小的数据速率发送时，直接使用较小的TFC即可。
同时有一个物理层的下行信令称为速率应答(Rate Grant简称RG)专门用于对UE的速率申请进行应答。RG的值为“Up”时，说明Node B同意UE增加其UE阈值。当UE提出速率申请(即发送RR＝“Up”)，NodeB不应答(即不发送RG)，说明Node B不同意UE增加UE阈值。当RG的值为“Down”时，说明Node B要求该UE降低它的UE阈值。
总的来讲，在上下行的专用物理控制信道(DPCCH)上各有一个比特，分别表示RR和RG。RR的取值有up和DTX(不发送)。RG的取值有Up，Down和DTX(不发送)。
下面详细的介绍Motorola的方案。
在Motorola的方案中，UE在进行数据传输之前，需要将一些信息发给Node B以进行数据传输的请求，Node B根据收到的信息，计算出UE的无线信道的好坏，并根据当前的噪音情况以及其他UE的请求的情况，对是否允许该UE进行传输，以多大的功率进行数据传输等进行统一调度和安排。具体的过程如下第一步UE在一个帧长为10毫秒的上行调度信息控制信道(USICCH)中，发送数据传输的请求。发送的信息包括数据队列长度和发射功率。见图1。
第二步Node B监测各个UE报告的数据队列长度和剩余发射功率的信息，并选出最多两个在以下一个以10豪秒为传输周期的时间段内进行传输。Node B通过下行调度指定控制信道(DSACCH)对选定的UE进行应答。所传输的信息有子帧映射，最大发射功率，等其它的调度信息。一个传输周期是10毫秒，被分成了五个2毫秒的子帧。通过子帧映射，接收的UE知道了可以在那几个子帧内发送数据。UE的最大发射功率是根据Node B的噪音级别，UE的发射功率和基站接收到的功率等因素计算出的。图2是下行调度分配控制信道的结构图。
第三步收到调度指定信息的UE开始进行传输。UE先是在传输格式控制信道中(TFRI)传输了控制数据传输需要的一些信息，如调制编码指示，IR Version，新数据指示比特等信息。在TFRI帧之后用EUDCH信道传输数据信息。TFRI帧和EUDCH帧的长度都是2毫秒。图3是上行TFRI控制信道的结构描述。
简单的讲，这种方案是一种请求响应式的数据传输。任何一次数据的传输都是经过Node B的允许才发生的。所有的资源都是在Node B的控制之下，UE没有主动发送数据的自由。
从上面对请求响应式的数据传输的描述中可以看到，UE任何一次新的传输之前，都要进行发送请求，Node B给出调度分配响应的过程。对于数据传输，它的特点是数据到达时刻是随机的，并且到达的数据量也是随机的。某些时刻需要传输的数据可能非常的少，如TCP的ACK/NACK信息，上层需要的是尽快的把这些数据发送出去。而按照目前Motorola的方案，即使再小的数据，也需要请求和应答的过程。UE数据请求的帧长是10毫秒，Node B调度应答的帧长是10毫秒，再加上Node B收到请求后考虑各种情况的处理时间，以及UE收到调度应答后的处理时间，至少需要25毫秒，而最终要发的数据可能只是一个2毫秒的EUDCH帧，并以最低的传输速率就够了。如果是应用层的小的数据报较多(比如在一个TCP/IP连结的建立过程中的握手协议等)，这些小数据报的延时将会很大。
发明内容
本发明的目的是在请求响应式的数据传输框架的基础上，实现当需要发送的数据量很小并可以以较低的传输速率发送时，UE能够迅速地主动地发送这些数据，从而能够有效的降低小数据报的传输时延。
为实现上述目的，一种UE对小数据报的主动传输方法，包括步骤定义一个数据输率MBR用作参考值；如果UE的传输速率小于MBR，UE发送主动上传数据的指示信息；Node B监听每个UE的上行调度信息控制信道，收到UE即将上传数据的新信息；
Node B在定义的时间段接收UE的上传信息。
本发明减小了小数据报的传输时延，对于小数据报的传输，如果其数据速率小于系统规定的最大主动传输数据速率，便可进行主动的数据传输。从而能减小了采用请求应答方式发送小数据报带来的较大的时延。本发明用物理层的比特信息指示UE将进行主动传输，并没有额外增加高层的信令。由于本发明仅仅借用了上行调度信息控制信道的一个码字，并没有增加任何Node B或者UE的硬件改动。因此，相对于原有的方案改动很小，在硬件的设计上也很容易实现。
图1是上行调度信息控制信道示意图；图2是下行调度指定控制信道示意图；图3是上行TFRI控制信道示意图；图4是一种改动后上行调度信息控制信道示意图；图5是数据发送流程图。
具体实施例方式
为了解决小数据报的时延问题，本发明提出在一定的条件下，UE可以主动地发送数据。下面分两部分来对本发明进行说明。第一部分定义所谓地“一定的条件”，第二部分描述主动发送地过程。
1.UE主动发送数据的条件首先，系统需要定义一个允许的最大主动发送数据速率(简称MBR)。MBR是用来限定UE进行主动进行数据传输所允许的最大数据速率。如果UE所需要的传输速率小于或等于MBR，则可以进行主动数据传输，否则必需进行发送传输数据的请求，接受Node B的调度安排进行数据发送。
在Node B接收数据时，大的数据速率必然是大的接收功率，小的数据输率对应较小的接收功率。为了减少在Node B接收时出现噪音突然增高的可能，所以在选择MBR时，应尽量取较小的值。对于MBR的取值，UE可以有多种方法知道。
1)在小区的广播信道(Broadcast Channel)通知本小区的MBR2)在EUDCH信道建立时，RNC通过RRC信令通知UE3)将MBR固定，写入规范。不需要再通知UE。
UE需要的传输速率的计算方法为DataRateUE＝DataSize/n*TTIDataSize需要传输数据的大小n计划使用的TTI的个数其实质就是需要传输的数据除以计划传输该数据的时间，得出传输数据的速率。在这里，一个TTI的长度是指数据传输信道的长度，可能是10毫秒，也可能是2毫秒，或者其它值。
2.UE主动发送数据的过程在Nokia的方案中，UE主动发送数据的过程如下利用RR＝“Down”表示UE在下一帧将进行主动传输。而并不是要修改UE当前的UE阈值。因为在原方案中，只利用了RR＝up和DTX(不发送)，没有使用RR＝Down的信息。
在Motorola的方案中，UE主动发送数据的过程如下如果UE的数据速率小于等于MBR，UE则选择主动发送数据。但NodeB不可能时刻监听每个UE的TFRI和数据信道(EUDCH)。因为如果这样，将很大程度上的增加Node B的接收负担。但Node B是时刻监测每个UE的上行调度信息控制信道的，因为UE随时可能通过该信道进行数据发送的请求，这个也是在请求响应式的数据传输方案Node B必需做到的。本发明在上行调度信息控制信道中，增加一个主动发送的指示信息，以通知Node B准备接收该UE发送的TFRI和相应的数据信息。
有两种方法实现上述目的。一种是，在上行调度信息控制信道里增加一个比特，用该比特来表示是主动发送数据的指示还是正常的发送数据的请求。见图4。
另一种实现方法是在上行调度信息控制信道里，借用一个由数据队列大小和发射功率所占比特组成的码字即可。原因是，在进行主动发送数据指示的时候，上行调度信息控制信道里的数据队列大小和发射功率是没有意义的，可以使用这些比特在表示该UE将进行主动发送数据的信息。例如在目前的Motorola方案中，上行调度信息控制信道是有8个比特，4个比特表示数据队列大小，4个比特表示发射功率大小。可以定义当8个比特都是零的时候表示UE将在接下来的时间内进行主动发送数据(见下表)。
图表1借用一个码字作为UE主动发送的指示信息定义时间偏移T。考虑到Node B对上行调度信息控制信道的处理时延，定义一个时间偏移T。Node B在收到UE主动发送数据指示的T时间后，将接收到UE的TRFI和数据帧。
图5描述了本发明与请求响应式数据传输的结合使用的一个数据流程。
501在某个时刻有应用层的数据产生，需要将其发送给无线网络。
502 UE根据需要传输数据报的大小，计算所需要的传输速率。
503传输数据速率是否不超过系统指定的最大主动传输速率，如果是则进行UE主动发送数据的操作，转至504，否则，进行正常数据传输请求操作，转至507504UE通过上行调度信息控制信道发送主动发送数据的指示信息(将Queue-Size和Power-Margin的比特位全置零表示主动发送数据)，通知Node B准备接收UE发送数据。
505T时刻后，通过上行TFRI控制信道，UE主动的发送数据的TFRI信息。
506在TFRI之后一帧时间内，在EUDCH码道上发送数据，发送完数据后，转至511(这里忽略了HARQ协议中，Node B ACK/NACK，UE重传等具体的操作，因为它与该方法的讨论没有直接的关系)。
507由于需要的数据速率高于系统的最大主动数据传输速率。UE通过上行调度信息控制信道向Node B发出需要发送数据的请求，在Queue-Size比特位上给出数据队列的大小，在Power-Margin的比特位上给出发射功率的大小。
508Node B根据Power-Margin来计算UE的传输信道的好坏，并比较其它发出请求的UE的情况以及当前的Node B的噪音的级别，选择出一到两个UE，通过下行调度指定控制信道对其发出数据传输的应答。
509UE根据下行调度指定控制信道的控制信息，在指定的时刻，通过TFRI控制信道发送数据帧的TFRI信息510发送完TFRI之后，接着在EUDCH码道上发送数据。发完数据后转至511(同506相同，这里忽略了HARQ的一些操作过程)。
511数据发送完毕，等待下一次数据的到来。
权利要求
1.一种UE对小数据报的主动传输方法，包括步骤定义一个数据输率MBR用作参考值；如果UE的传输速率小于MBR，UE发送主动上传数据的指示信息；Node B监听每个UE的上行调度信息控制信道，收到UE即将上传数据的新信息；Node B在定义的时间段接收UE的上传信息。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述传输速率的计算方法是DataRateUE＝DataSize/n*TTI
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于所述的TTI的长度是指数据传输信道(EUDCH)的长度。。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的MBR值在广播信道中广播，或者在UE和RNC之间的EUDCH信道初始化时，将MBR的值通过RRC信令通知给UE，或者在规范中定义一个MBR值，所有UE都用这个值。
5.按权利要求1所述的方法，其特征在于当UE通知Node B即将进行主动发送数据时，通过一个预留的上行调度信息控制信道的信息比特组成码字来表示。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于当UE通知Node B即将进行主动发送数据时，通过在现在的上行调度信息控制信道增加一个比特位来表示。
7.按权利要求1所述的方法，其特征在于当UE通知Node B即将进行主动发送数据时，使用现在物理层的上行信令RR，通过使用目前RR所没有用的取值(Down)表示将主动发送数据。
8.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于Node B在收到UE主动上传的指示后，在T时间之后，接收该UE的TFRI和对应的数据帧。
全文摘要
一种UE对小数据报的主动传输方法，包括步骤定义一个数据输率MBR用作参考值；如果UE的传输速率小于MBR，UE发送主动上传数据的指示信息；Node B监听每个UE的上行调度信息控制信道，收到UE即将上传数据的新信息；Node B在定义的时间段接收UE的上传信息。本发明减小了小数据报的传输时延，对于小数据报的传输，如果其数据速率小于系统规定的最大主动传输数据速率，便可进行主动的数据传输。本发明用物理层的比特信息指示UE将进行主动传输，并没有额外增加高层的信令。由于本发明仅仅借用了上行调度信息控制信道的一个码字，并没有增加任何Node B或者UE的硬件改动。因此，相对于原有的方案改动很小，在硬件的设计上也很容易实现。
文档编号H04L1/00GK1523796SQ0310370
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月17日 优先权日2003年2月17日
发明者杜高科, 李周镐, 金正坤 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社