传送上行链路信令信息的制作方法

专利名称：传送上行链路信令信息的制作方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝通信系统中调度协助数据的信令，尤其，但不排它地涉及第3 代合作项目(3GPP)蜂窝通信系统中的信令。
背景技术：
当前，正在推广第3代蜂窝通信系统，以便进一步改进提供给移动用户的通信 服务。最广泛采用的第3代通信系统基于码分多址(CDMA)和频分双工(FDD)或时分 双工(TDD)。在CDMA系统中，通过在相同载波频率上和在相同时间间隔内将不同扩展 和/或加扰码分配给不同用户来获得用户分离。在TDD中，通过以与TDMA相似的方 式将不同时隙分配给不同用户来实现用户分离。然而，与TDMA相反，TDD提供相同 载波频率用于上行链路和下行链路传输。利用这个原理的通信系统的例子是通用移动电 信系统(UMTS)。UMTS的CDMA，特别是宽带CDMA (WCDMA)模式的进一步描述可 以在如下文献中找到“ WCDMA for UMTS ”，Harri Holma (编辑)、Antti Toskala (编 辑)、Wiley 和 Sons，2001, ISBN O47I48687I为了提供增强通信服务，为各种不同服务设计了第3代蜂窝通信系统，包括基 于分组的数据通信。同样，像全球移动通信系统(GSM)那样的现有第2代蜂窝通信系 统已经被增强成支持数量不断增加的不同服务。一种这样的增强是通用分组无线电系统 (GPRS)，GPRS是为在GSM通信系统中允许基于分组数据的通信而开发的系统。分组数 据通信尤其适用于像，例如，因特网访问服务那样具有动态变化通信要求的数据服务。对于业务和服务具有非恒定数据速率的蜂窝移动通信系统，在特定时刻在用户 之间按照他们的需要来动态地共享无线电资源是有效的。这与数据速率恒定的服务相 反，在数据速率恒定的服务中，可以在诸如呼叫持续时间的长期基础上分配适合服务数 据速率的无线电资源。在当前UMTS TDD标准下，可以通过无线电网络控制器(RNC)中的调度器来动 态地分配(调度)上行链路共享无线电资源。然而，为了有效地工作，调度器需要知道 在各个移动用户正在等待上行链路传输的上行链路数据的量。这样才能使调度器将资源 分配给最需要它们的用户，尤其可以防止因分配给没有任何数据要发送的移动台而造成 资源浪费。有效调度的进一步方面是考虑用户无线电信道状况。到另一个小区的无线电 路径增益与到当前服务小区的无线电路径增益相似的用户可能在其它小区中引起严重干 扰。可以证明，如果调度器考虑到从用户到处在网络的特定地点中的每个小区的相对路 径增益，则可以显著提高系统效率。在这样的方案中，限制到一个或多个非服务小区的 路径增益具有与到当前服务小区的路径增益相似的幅度的用户发送的功率，以便控制和管理引起的小区间干扰。相反，相对较小地限制到服务小区的路径增益远大于到其它小 区的路径增益的用户发送的发送功率，因为这种用户引起的每单位发送功率的小区间干 扰较小。在实际系统中，无线电状况和等待数据量状态两者都可能非常迅速地变化。为 了在发生这些变化时优化系统效率，重要的是将最新状况通知网络中的调度器，以便可 以实现调度器操作的及时调整。例如，在典型有效会话期间，将发送上行链路数据的周期性脉冲(例如，当发 送电子邮件时、当发送完成的因特网表单时、或当发送诸如网页的相应下行链路传送的 TCP确认时)。这些短数据脉冲被称为分组呼叫，它们的持续时间通常可以从几毫秒到几 秒。在分组呼叫期间，频繁地分配上行链路资源，并且在这些上行链路传输上有效地搭 载缓冲器容量和无线电信道信息，以便针对用户的数据发送需要而不断更新调度器。然 而，一旦分组呼叫结束(发送了要发送的所有数据以及发送缓冲器暂时是空的)，则上行 链路资源的分配被中止。在这种状况下，必须找到将新数据的到达(在开始新的分组呼 叫时)通知调度器的手段。由于这直接影响用户感觉的发送速度，使这个信令中的任何 延迟达到最小是重要的。有关3GPP UMTS TDD的技术规范版本99定义了被称为PUSCH (物理上行链路
共享信道)容量请求(PCR)消息的层3消息。根据是否存在可用资源，可以将携带PCR 的逻辑信道(被称为共享信道控制信道-SHCCH)路由到不同传输信道。例如，可以在 终止在RNC内的随机访问信道(RACH)上发送PCR消息。作为另一个例子，如果资源 可用，则在一些情况下也可以在上行链路共享信道(USCH)上发送PCR。
然而，尽管这种方法适用于许多应用，但对于许多其它应用来说不是最佳的。 例如，定义的信令旨在将调度信息提供给基于RNC的调度器并为这种应用而设计，尤其 被设计成具有适用于这个目的的动态性能和延迟。特别是，由于与基站和RNC之间的通 信相关的延迟(在Iub接口上)以及在通过对等层3信令来接收PCR和发送分配授权消息 过程中的协议栈延迟，信令相应较慢以及RNC调度器的分配响应不是特别快。最近，人们将许多精力放在提高3GPP系统的上行链路性能上。达到这个目的 的一种方式是将调度实体移到RNC之外并移入基站中，以便可以缩短发送和重新发送等 待时间。其结果是，可以实现快得多和有效得多的调度。这又提高了最终用户感觉的吞 吐量。在这样的实现中，位于基站中(而不是RNC中)的调度器对上行链路资源的授权 采取控制。在改善调度效率和各个UE的发送延迟时，对用户业务需要和信道状况的快 速调度响应是期望的。然而，由于调度活动的效率依赖于有足够的信息可用，对信令功能的要求越来 越严格。特别是，通过层3信令将信令发送到RNC的现有手段效率低下，并且引入限制 基于基站调度器的调度性能的延迟。尤其是，由于使用的传输信道在RNC中终止-信令 信息因此结束在与调度器驻留的网络实体不同的网络实体中，以及在将它传送到基站调 度器时引入了附加延迟，使用与现有技术相同的技术(譬如，使用PCR消息)不那么吸 引人。例如，在3GPPTDD系统中，由于上行链路和下行链路无线电信道是可互换 的，无线电信道状况的及时更新特别重要。这样，如果用户能够将最新信道状况(例
5如，在下行链路上测量的)通知网络调度器，并且调度器能够以最短延迟作出响应，那 么，调度器就可以利用互换性，并到调度和进行上行链路发送的时候，假设无线电信道 状况相对不变。可以由移动台报告的信道状况可以包括有关调度器的小区的信道状况， 但也可以包括与其它小区有关的信道状况，从而允许考虑其它小区的瞬时状况和引起的 最终小区间干扰的快速和有效调度。作为另一个例子，在3GPPFDD系统中，在上行链路发送本身内传送移动台缓 冲器容量状态。该数据与其它上行链路净荷数据一样包含在相同的协议数据单元(PDU) 内-尤其包含在MAOe PDU信头中。然而，这意味着信令信息依赖于上行链路数据发 送本身的性能和特性。还应该注意到，在这种发送信令数据的特定方法中，在应用前向纠错之前将信 令数据和用户数据多路复用在一起，因此两个信息流具有相同的发送可靠性。因此，当 (MAOe)PDU需要重新发送时，这影响信令和用户数据两者，因此为信令引入了附加延 迟。而且，当第一次发送出现错误的概率较高(例如，10%到50%)时，对于使用混合 和快速重新发送方案的上行链路系统来说，数据重新发送是常见的，因为实现了最佳链 路效率(就每个无错发送位所需的能量而言)。因此，适用于3GPP FDD上行链路的上 行链路信令技术存在如果应用于TDD上行链路系统，则可能使那个TDD系统的性能与可 达到的性能水平相比严重下降的等待时间问题。因此，在蜂窝通信系统中使用改进的信 令是有利的，尤其是使用允许提高灵活性、缩短信令延迟、改善调度、适用于基于基站 的调度和/或提高性能的系统是有利的。

发明内容
于是，本发明试图单独地或以任何组合来优选地缓和、减轻或消除一个或多个 上述缺点。根据本发明的第一方面，提供了一种用于在蜂窝通信系统中发送上行链路信令 信息的设备；该设备包含为基于基站的调度器生成调度协助数据的装置，所述调度协 助数据与来自用户设备UE的上行链路分组数据发送有关；在上行链路空中接口的第一物 理资源中从UE发送调度协助数据的装置；其中，第一物理资源不是由基于基站的调度器
管理的。本发明允许通过基于基站的调度器的改进调度，使蜂窝通信系统的性能总体上 得到提高。本发明允许提高最终用户感觉到的性能。本发明可以提供，例如，提高的容 量、缩短的延迟和/或增大的有效吞吐量。本发明允许灵活的信令，并允许短延迟地提 供调度协助数据。本发明尤其提供用于特别适用于基于基站的调度器的调度协助数据的第一物理资源上的数据不是由基于基站调度器调度的。更确切地说，第一物理 资源上的数据可以由，例如支持基于基站的调度器的基站的RNC的调度器来调度。第一 物理资源可以是基于基站的调度器与其没有任何控制关系和/或不含其信息的资源。物 理资源可以是，例如蜂窝通信系统的一个或多个物理信道的组。UE的上行链路分组数据 发送可以用于共享上行链路分组数据服务和/或信道。 接收上行链路信令信息的设备可以是用户设备。
根据本发明的可选特征，用于发送的装置被安排成在第一物理资源所支持的第 一传输信道上发送调度协助数据。这使有效实现成为可能，并且可以提供与许多现有蜂窝通信系统的兼容性。根据本发明的可选特征，第一传输信道是在基于基站的调度器的基站中终止的 基站终止传输信道。这使改进调度成为可能，尤其使较快和较低复杂的调度协助数据的传送成为可 能。尤其，在现有蜂窝通信系统中，可以引入尤其适用于在基站进行的调度的新传输信 道。根据本发明的可选特征，用于发送的装置被安排成在第一物理资源上与第一传 输信道多路复用的第二传输信道上发送其它数据。这使提高灵活性、效率和/或性能成为可能。该特征使实际使用物理资源成为 可能，并且使利用可以用于其它目的的物理资源来有效传送调度协助数据成为可能。另 外或可替代地，这允许通过降低发送其它数据的要求所施加的限制来优化调度协助数据 的发送特性。根据本发明的可选特征，第一传输信道具有与第二传输信道不同的终止点。第一传输信道可以在与第二传输信道不同的网络实体中终止。例如，第一传输 信道可以在基站终止，而第二传输信道在RNC终止。该特征使特别适用信令系统成为可 能，并且使更快速传送调度协助数据并因此改善调度成为可能，同时使与从不同位置管 理的其它通信有效共享资源成为可能。根据本发明的可选特征，第二传输信道采用重新发送方案，而第一传输信道不 采用重新发送方案。这使提高性能成为可能，尤其使在保证调度协助数据的快速发送的同时有效传 送其它数据成为可能。根据本发明的可选特征，按照第一发送方案来编码第一传输信道，以及按照不 同的第二发送方案来编码第二传输信道。可以以不同发送可靠性来发送第一和第二传输信道，使得对于调度协助数据和 其它上行链路数据，出错率是不同的。这尤其使通过缩短延迟的有效调度成为可能，同 时使其它数据的有效空中接口资源使用成为可能。根据本发明的可选特征，第一传输方案和第二传输方案包含不同的纠错特性。这使提高性能和实际实现成为可能。根据本发明的可选特征，用于发送的装置被安排成进行第一传输信道和第二传 输信道的速率匹配。进行速率匹配是为了调整第一和第二传输信道的纠错能力。这使提高性能和实 际实现成为可能。根据本发明的可选特征，该设备进一步包含利用第二物理资源来发送调度协助 数据的装置、和在第一物理资源和第二物理资源之间进行选择的选择装置。这可以提高性能并允许尤其适用于物理资源的当前状况和当前特性的调度协 助数据的通信。例如，在3GPP系统中，该设备可以在物理随机访问信道(例如， PRACH)、专用物理信道(例如，DPCH)和/或基于基站的调度器所调度的上行链路信道之间进行选择。根据本发明的可选特征，选择装置被安排成响应于第一物理资源和第二物理资 源的可用性，在第一物理资源和第二物理资源之间进行选择。这使有效传送成为可能，并且使例如在当前可用资源上通信调度协助数据成为 可能，因此使其中随着它们变得可用并当它们可用时在不同资源上通信调度协助数据的 动态系统成为可能。这样的安排尤其使信令延迟显著缩短。例如，在3GPP系统中，该 设备可以根据当前建立了这些信道中的哪些，在物理随机访问信道(例如，PRACH)、专 用物理信道(例如，DPCH)和/或基于基站的调度器所调度的上行链路信道之间进行选 择。可用性可以是例如自物理资源可用以来的持续时间。根据本发明的可选特征，选择装置被安排成响应于第一物理资源和第二物理资 源的业务负载，在第一物理资源和第二物理资源之间进行选择。这使有效传送成为可能，并且使例如在具有多余容量的物理资源上通信调度协 助数据成为可能。例如，在3GPP系统中，该设备可以根据这些信道中的哪些具有空余 容量，在物理随机访问信道(例如，PRACH)、专用物理信道(例如，DPCH)和/或基 于基站的调度器所调度的上行链路信道之间进行选择。根据本发明的可选特征，选择装置被安排成响应于与第一物理资源和第二物理 资源相关的等待时间特性，在第一物理资源和第二物理资源之间进行选择。这使有效传送成为可能，并且使例如在导致调度协助数据的延迟最短的物理资 源上通信调度协助数据成为可能。由于延迟缩短了，这可以提供改善的性能和调度。 等待时间特性可以是例如在每个物理资源上发送调度协助数据的估计、假设或计算的延 迟。根据本发明的可选特征，第二物理资源是由基于基站的调度器管理的物理资 源。第二物理资源可以支持由基于基站的调度器调度的数据。第二物理资源可以特 别支持基于基站的调度器调度信息的用户数据信道。例如，在3GPP系统中，该设备可 以在物理随机访问信道(例如，PRACH)、RNC调度器所控制的专用物理信道(例如， DPCH)和/或基于基站的调度器所调度的分组数据上行链路信道之间进行选择。根据本发明的可选特征，第一物理资源与第一传输信道相关，以及第二物理资 源与第二传输信道相关，以及选择装置被安排成通过将调度协助数据与第一或第二传输 信道相关联来分配调度协助数据。这可以提供一种高度有利的手段，尤其使有效选择适当的物理资源成为可能， 同时使为调度协助数据分别优化发送特性成为可能。可以响应于与传输信道的物理资源 相关的特性来选择传输信道。根据本发明的可选特征，第一物理资源是随机访问信道。随机访问信道可以提 供特别适合的信道，因为当没有其它物理信道可用时可以使用它。本发明使在不受基于 基站的调度器控制，而是受例如基于RNC的调度器控制的随机访问信道上传送基于基站 的调度器的调度协助数据成为可能。根据本发明的可选特征，调度协助数据包含等待发送的数据量的指示和/或UE 的空中接口信道状况的指示。调度协助数据可以可替代地或另外包含例如UE的上行链路发送的相对发送功率的指示和/或与UE相关的用户标识的指示。这样的信息使特别 有利的调度成为可能。根据本发明的可选特征，蜂窝通信系统是第3代合作项目系统，S卩，3PGG系 统。3PGG系统尤其是UMTS蜂窝通信系统。本发明使在3PGG蜂窝通信系统中提高性 能成为可能。根据本发明的可选特征，蜂窝通信系统是时分双工系统。本发明使在TDD蜂窝 通信系统中提高性能成为可能，尤其使通过利用可应用于上行链路和下行链路信道的信 道状况信息的改进信令来改善调度成为可能。根据本发明的第二方面，提供了一种用于在蜂窝通信系统中接收上行链路信令 信息的设备；该设备包含在上行链路空中接口的第一物理资源中从UE接收基于基站 的调度器的调度协助数据的装置，调度协助数据与来自用户设备的上行链路分组数据发 送有关；其中，第一物理资源不是由基于基站的调度器管理的。应该懂得，上面针对用于发送上行链路信令信息的设备所述的可选特征、评论 和/或优点同样适用于接收上行链路信令信息的设备，以及这些可选特征可以单独或以 任何组合包括在用于接收上行链路信令信息的设备中。用于接收上行链路信令信息的设备可以是基站。根据本发明的第三方面，提供了一种在蜂窝通信系统中发送上行链路信令信息 的方法；该方法包含为基于基站的调度器生成调度协助数据，调度协助数据与来自用 户设备UE的上行链路分组数据发送有关；在上行链路空中接口的第一物理资源中从UE 发送调度协助数据；其中，第一物理资源不是由基于基站的调度器管理的。应该懂得，上面针对用于发送上行链路信令信息的设备所述的可选特征、评论 和/或优点同样适用于发送上行链路信令信息的方法，以及这些可选特征可以单独或以 任何组合包括在用于发送上行链路信令信息的方法中。例如，按照本发明的可选特征，在第一物理资源所支持的第一传输信道上发送 调度协助数据。作为另一个例子，按照本发明的可选特征，第一传输信道在基于基站的调度器 的基站中终止。作为另一个例子，按照本发明的可选特征，该方法进一步包含在第一物理资 源上与第一传输信道多路复用的第二传输信道上发送其它数据。作为另一个例子，按照本发明的可选特征，按照第一发送方案来编码第一传输 信道，以及按照不同的第二发送方案来编码第二传输信道。作为另一个例子，按照本发明的可选特征，该方法进一步包含利用第二物理 资源来发送调度协助数据，以及在第一物理资源和第二物理资源之间进行选择。作为另一个例子，按照本发明的可选特征，第二物理资源是由基于基站的调度 器管理的物理资源。作为另一个例子，按照本发明的可选特征，第一物理资源是随机访问信道。根据本发明的第四方面，提供了一种在蜂窝通信系统中接收上行链路信令信息 的方法；该方法包含在上行链路空中接口的第一物理资源中从UE接收用于基于基 站的调度器的调度协助数据，调度协助数据与来自用户设备的上行链路分组数据发送有关；其中，第一物理资源不是由基于基站的调度器管理的。应该懂得，上面针对发送上行链路信令信息的设备所述的可选特征、评论和/ 或优点同样适用于接收上行链路信令信息的方法，以及这些可选特征可以单独或以任何 组合包括在接收上行链路信令信息的方法中。通过结合附图对本发明的优选实施例进行如下详细描述，本发明的这些和其它 方面、特征和优点将更加显而易见。


下面参照附图只通过例子来描述本发明的实施例，在附图中图1例示了可以应用本发明实施例的蜂窝通信系统100的例子；
图2例示了按照本发明一些实施例的UE、RNC和基站；图3a例示了在上行链路物理资源类型之间切换单个传输信道的例子；图3b例示了将信令信息流切换到每一个与物理资源类型具有固定关联的两个或 更多个传输信道中的例子；以及图4例示了按照本发明一些实施例的信令系统的例子。
具体实施例方式如下的描述集中在可应用于UMTS(通用移动电信系统)蜂窝通信系统，尤其 是在时分双工(TDD)模式下操作的UMTS地面无线电访问网络(UTRAN)的本发明实施 例。但是，应该懂得，本发明不局限于这种应用，而是可应用于包括例如GSM(全球移 动通信系统)蜂窝通信系统的许多其它蜂窝通信系统。图1例示了可以应用本发明实施例的蜂窝通信系统100的例子。在蜂窝通信系统中，将地理区域划分成每一个由基站服务的许多小区。基站通 过可以在基站之间通信数据的固定网络互连。移动台通过无线电通信链路由移动台所在 小区的基站服务。当移动台移动时，它可以从一个基站的覆盖区移到另一个基站的覆盖区，艮口， 从一个小区移动到另一个小区。当移动台朝向基站移动时，它进入两个基站的重叠覆盖 区的区域，并且在这个重叠区域内改变成由新的基站支持。随着移动台进一步移动到新 的小区，它继续得到新的基站支持。这被称为移动台在小区之间的转接或越区切换。典型蜂窝通信系统通常扩展到覆盖整个国家，并包含支持数千甚至数百万移动 台的数百甚至数千个小区。从移动台到基站的通信被称为上行链路，而从基站到移动台 的通信被称为下行链路。在图1的例子中，第一用户设备(UE) 101和第二 UE 103处在由基站105支持的 第一小区内。UE可以是例如遥控单元、移动台、通信终端、个人数字助理、膝上型计算 机、嵌入式通信处理器或在蜂窝通信系统的空中接口上通信的任何通信元件。基站105与RNC 107耦合。RNC执行与空中接口有关的许多控制功能，包括无 线电资源管理、以及将数据路由到适当基站和从适当基站路由数据。RNC 107与核心网络109耦合。核心网络互连多个RNC，并操作用于在任何两 个RNC之间路由数据，从而使小区中的遥控单元与任何其它小区中的遥控单元通信。另外，核心网络包含与像公共电话交换网(PSTN)那样的外部网络互连的网关功能，从而使 移动台可以与陆线电话和通过陆线连接的其它通信终端通信。而且，核心网络包含管理 传统蜂窝通信网络所需的许多功能，包括路由数据、许可控制、资源分配、客户记帐、 移动台验证等的功能。应该懂得，为了清楚和简洁起见，只示出了描述本发明一些实施例所需的蜂窝 通信系统的特定元件，但蜂窝通信系统可以包含许多其它元件，包括其它基站和RNC， 以及诸如SGSN、GGSN、HLR、VLR等的其它网络实体。传统上，空中接口上的数据的调度由RNC执行。但是，最近已经提出了分组数 据服务，其当在共享信道上调度数据时试图利用起伏信道状况。具体地说，3GPP当前正 在将高速下行链路分组访问(HSDPA)服务标准化。HSDPA使通过考虑各个UE的状况 来进行调度成为可能。因此，当信道传播允许使用少量资源进行通信时，可以为UE调 度数据。但是，为了使这种调度快到足以跟得上动态变化，HSDPA要求在基站而不是通 过RNC来进行调度。使调度功能位于基站中避免了在基站上与RNC接口(Iub接口)通 信的要求，从而缩短与之相关的显著延迟。为了使调度有效，基站调度器需要信道状况的当前信息。于是，在TDD HSDPA 系统中，移动台通过利用受下行链路调度器控制的信道将这个信息发送到基站来提供信 息。当UE接收下行链路HSDPA数据的分配时，隐含地指定上行链路资源(表示成 HS-SICH)，使得可以将那个下行链路数据的肯定或否定确认发送回到基于基站的下行链 路调度器。除了在隐含指定的上行链路物理资源上发送确认信息之外，UE还包括信道状 况的当前信息。因此，在控制HSDPA通信的调度器所建立和控制的HS-SICH上将信息 发送到调度器。人们最近提出了引入与HSDPA类似的上行链路分组数据服务。尤其是，这样的 服务将利用基于基站的调度器来调度在上行链路分组信道上的用户数据。但是，为了使 这样的系统有效地工作，必须使来自UE的信息延迟最短地提供给调度器。已经提出了 通过上行链路用户数据来包括所述信息来提供这种信息。具体地说，已经提出了通过在 上行链路用户数据PDU(分组数据单元)的MAC-e信头中包括这样的数据，在用户数据 分组上搭载所述数据。但是，在通过基站调度器调度数据的物理资源上发送信令数据的解决方案在许 多情况下不是最佳的。尤其是，它导致了不灵活的系统并限制了可能的调度，因为调度 器也必须保证经常有效地发送数据分组，以便使信令信息得到发送。因此，虽然该解决 方案在存在足够频繁的上行链路发送的情形下可能是实用的，但不适用于UE在相对长的 间隔内不发送分组数据的情形。图2更详细地例示了图1的例子的UE 101、RNC 107和基站105。在本例中， RNC 107包含RNC调度器201，正如本领域的普通技术人员所知的那样，RNC调度器201 负责调度像例如专用物理信道(DPCH)那样的传统3GPP物理信道。RNC调度器201调 度在像定义在3GPP技术规范版本99中的空中接口上通信的数据。在图2的例子中，基站105包含RNC接口 203，RNC接口 203负责在Iub接口 上与RNC 107通信。RNC接口 203与控制基站105的操作的基站控制器205耦合。基 站控制器205与收发器207耦合，收发器207操作用于在空中接口上与UE 101通信。基站控制器205执行将从RNC 107接收的数据发送到UE 101，以及从UE 101接收数据并将 从UE 101接收的数据转发到RNC 107所需的所有功能。基站105进一步包含与基站控制器205耦合的基站调度器209。基站调度器209 负责调度上行链路共享分组数据服务的数据。具体地说，基站调度器209调度共享物理 资源的共享传输信道上的用户数据，并且生成共享物理资源的资源分配信息。使分配信 息馈入基站调度器209，并且在空中接口上发送到UE 101和103。由于基站调度器209位于基站105中，它可以调度数据而没有在Iub接口上通信 分配信息所需(如RNC调度器201所需)的附加延迟。基站调度器209根据不同信息来调度上行链路传输信道的数据。尤其是，基站 调度器209可以响应于UE的各自空中接口信道传播特性和当前发送缓冲器要求来调度数 据。因此，最好从从UE 101和103发送到基站105的调度协助数据中获取这个信息。为了有效地调度，最好以短延迟和低频率间隔接收所述调度协助数据。因此， 期望将调度协助数据提供给基站209，而不是首先在Iub接口上发送到RNC 107并从RNC 107接收。在图2的例子中，UE 101包含收发器211，收发器211操作用于按照3GPP技术 规范在空中接口上与基站105通信。应该懂得，UElOl进一步包含3GPP蜂窝通信系统 的UE所需或所希望的功能。UE 101包含信道控制器213，信道控制器213操作用于将数据分配给与3GPP技 术规范相对应的各自物理资源和传输信道。例如，UE 101可能牵涉到电路交换常规版本 99通信。因此，UE可以包含生成要发送到RNC 107的用户数据的专用数据源215。信 道控制器213与专用数据源215耦合，并且可以将专用数据分配给诸如DCH (专用信道) 的适当信道。信道控制器213可以进一步控制在诸如DPCH (专用物理信道)的适当物理 信道中将这个数据发送到基站。在本例中，UE 101进一步牵涉到分组数据通信。例如，UE 101可能牵涉到由 上行链路分组数据服务支持的因特网访问应用。在图1的例子中，UE 101包含存储分组 数据直到所述分组数据被调度在共享上行链路信道上发送的分组数据发送缓冲器217。这 个调度由基站调度器209执行，而不是由RNC调度器201执行。分组数据发送缓冲器217与生成发送到基站105的调度协助数据的调度协助数据 发生器219耦合。尤其是，调度协助数据涉及可在UE 101获得并可在基站调度器209调 度数据时使用的信息。针对图2具体地说，调度协助数据发生器219与分组数据发送缓冲器217耦合， 并从其获取当前缓冲器负载的动态信息。因此，调度协助数据发生器219确定有多少数 据当前存储在分组数据发送缓冲器217中等待在上行链路信道上发送。调度协助数据发生器219将这个等待发送数据量的指示包括在调度协助数据 中。而且，可以将指示当前传播状况的信息提供给调度协助数据发生器219，以及调度协 助数据发生器219可以将这个信息包括在调度协助数据中。可以从例如对接收信号的信 号电平测量结果中确定共享物理资源的传播状况。在TDD系统的例子中。可以认为这 个下行链路传播数据也可应用于上行链路传播数据，因为上行链路和下行链路两者使用 相同的频率。
调度协助数据发生器219与被安排成在上行链路空中接口的第一物理资源中从 UE 101发送调度协助数据的信道控制器213耦合。因此，信道控制器213从调度协助数据 发生器219接收调度协助数据，并且使这个数据在空中接口的物理资源上发送到基站。在图2的例子中，信道控制器213在不是由基于基站的调度器管理的物理资源上 发送调度协助数据。尤其是，信道控制器213选择由RNC调度器201控制的物理信道。作为一个例子，信道控制器213可以在用于电路交换话音呼叫的专用物理资源 上发送调度协助数据。特别是，信道控制器可以将调度协助数据与RNC调度器201已 经建立并控制的DPDCH —起搭载在RNC调度器201再次建立并控制的DPCH物理资源 上。作为另一个例子，信道控制器可以在随机访问信道(PRACH信道)上发送调度协助 数据。当在基站105接收到通信时，基站控制器205在图2的例子中被安排成提取调度 协助数据，并且将它馈送到基站调度器209。例如，基站控制器205可以监视DPDCH和 /或PRACH，并且当检测到正在接收调度协助数据时，可以解码这个数据并将它发送到 基站调度器209。应该懂得，在一些实施例中，RNC调度器201可以具体分配传送调度协助数据 的物理资源段，以及可以将标识这些段的信息传送给基站105和UE 101两者。因此，在本例中，在由RNC中的调度所支持的其它服务共享的物理资源上接收 调度协助数据。在一些实施例中，像在用于HSDPA的HS-SICH的情况中那样，可以在基 站105中的不同调度器所支持的物理资源上接收调度协助数据。具体地说，这些服务可 以是常规版本99、版本4或版本5服务。因此，在保持向后兼容性和避免需要为调度协 助数据分配资源的基站调度器209的要求的同时实现调度协助数据的有效和灵活通信。 更确切地说，在许多状况下，RNC调度的物理资源的未用资源可以用于调度协助数据的
通{曰。而且，图2的系统允许极快速地通信调度协助数据，因为该传送避免了基站105 和RNC 107之间的Iub接口上的固有通信延迟。在本例中，可以频繁地(由于有效资源利用)和延迟非常短地将指示UE 101和 103的空中接口信道状况的和发送数据要求的调度协助数据提供给基站调度器209。这使 考虑到快速变化特性的更快速调度成为可能，因此导致调度改善许多。这使蜂窝通信系 统总体上资源利用得到改善和容量有所增加。在图2的例子中，在传输信道上通信调度协助数据。所述传输信道可以是承载 到达和来自物理层和MAC层的PDU的信道。物理信道在空中接口上承载位。具体地 说，物理信道是层1 (物理层)信道。逻辑信道在MAC层和RLC (无线电链路控制)层 之间承载PDU。具体地说，对于3GPP系统，传输信道是3GPP多路访问控制(MAC)实体与 3GPP物理层实体之间的信息承载接口。物理信道是发送资源的单位，在3GPP中定义成 特定扩展码和在空中接口上占据的时间段。逻辑信道是输入到MAC的发送中的信息承载 接口。在特例中，物理资源支持被多路复用成相同物理资源的两个或更多个传输信 道。具体地说，可以为调度协助数据的通信定义新的传输信道，并且可以将这个传输信道与一个或多个DCH —起多路复用成在3GPP系统中承载DCH的一个或多个物理DPCH信道。对于3GPP系统，可以以如下几种方式将两个或更多个分立信息流多路复用成一 组公用物理资源。物理层字段多路复用对于物理层字段多路复用，多个信息流被分开编码(如果需要)并占据发送净荷 的相互排它(和通常相邻)部分。通过为每个流提取发送净荷的相关部分和此后独立地 处理它们来实现多路分用。传输信道多路复用对于传输信道多路复用，多个信息流被分开编码，并且将协调速率匹配方案应 用于每个流，使得速率匹配之后的总位数完全与发送净荷相配。一般说来，除了在最 后发送净荷中与每个信息流相对应的位通常不相邻之外，这与物理层多路复用类似。另 外，速率匹配方案以这样的方式设计，使得应用于每个流的FEC的量可以以灵活的方式 变化，以便对于每个流独立地满足各种不同质量要求。通过知道应用在发送器中的速率 匹配方案算法的接收器来实现多路分用。逻辑信道多路复用对于逻辑信道多路复用，在通过物理层进行前向纠错编码之前由MAC层来多路 复用多个信息流，将信头应用于每个流以便能够在接收器中多路分用。将FEC编码应用 于复合(多路复用)流，因此每个流将具有相同的发送可靠性。将期望尽管像DPCH信道那样的物理资源由RNC调度器控制，但用于调度协助 数据的传输信道最好在基站105终止，而专用传输信道DCH在RNC 107终止。因此， 尽管用于调度协助数据的传输信道和用于其它数据的传输信道被多路复用成相同物理资 源，但它们在不同实体终止。这可以使信令特别有效和灵活，尤其使调度协助数据的延 迟达到最短。具体地说，可以避免与在RNC终止传输信道上接收调度协助数据并将它重 新发送到基站105相关的延迟。将期望RNC 107所控制的不同物理资源可以用于支持调度协助数据的通信。例如，如上所述，可以使用DPCH或PRACH物理信道。在一些实施例中，UE 101和基站105可以另外包含在基站调度器209所管理的物理资源上传送调度协助数据的 功能。因此，在本例中，UE 101可以包含在许多不同物理资源上通信的功能。在图2 的例子中，可以根据当前状况和工作环境来选择传送调度协助数据的适当物理资源，并 且可以选择适当物理信道以便为当前状况提供最佳性能。因此，在本例中，根据当前偏好和状况，在不同上行链路物理资源上智能地路 由和发送用于帮助基站调度器209的增强上行链路调度过程的信令。尤其是，可以根据 那些上行链路物理资源的存在与否来选择物理资源。可以在终止在基站105中的传输信 道上进一步传送调度协助数据。在一种可替代手段中，可以通过网络到UE信令装置，在网络的控制下，在不同 传输信道上，并因此在不同物理资源上路由和发送用于帮助基站调度器209的增强上行 链路调度过程的信令。智能路由手段将参照考虑三种特殊配置的例子加以例示
情形1:用户设备101打算将它的当前分组数据发送缓冲器状态或无线电状况通知基站 调度器209，但没有增强上行链路资源被允许用于发送，以及没有其它上行链路无线电资 源存在或可用。当UE 101以前完成了分组呼叫的发送、已经空闲了一段时间、以及新的 数据到达UE 101的分组数据发送缓冲器217时，这种状况是常见的。然后，用户必须通 知基站调度器209它需要发送资源来发送新数据。情形2:用户设备101打算用新的空中接口状态信息或缓冲器信息来更新基站调度器 209，以及基站调度器209所调度的分组数据上行链路资源已经可用。在这种情况下，UE 101可以利用允许用于发送上行链路分组数据本身的一部分资源来搭载上行链路信令。情形3:用户设备101打算用新的信道或缓冲器信息来更新基站调度器209，没有基站调 度器209所管理的分组数据上行链路资源可用，但其它RNC管理的上行链路资源存在并 可用。在这种情况下，UE 101可以利用现有上行链路资源的一部分来搭载信令。因此，在一些实施例中，UE 101的信道控制器213和基站105的基站控制器205 包含在不同物理资源之间进行选择的功能。而且，可以响应于不同物理资源是否可用来 执行这种选择。作为一个特例，信道控制器213可以首先评估基站调度器209所控制的上行链路 分组数据信道是否可用。如果是，则选择这个信道用于发送调度协助数据。否则，信 道控制器213可以评估RNC调度器201所控制的上行链路物理信道是否已建立(譬如， DPCH)。如果是，则在这个信道上发送调度协助数据。但是，如果没有这样的信道可 用，信道控制器213可以继续利用随机访问信道(PRACH)来发送调度协助数据。在不同实施例中，可以响应于不同参数或特性来进行物理资源的选择。例如， 信道控制器213和基站控制器205可以考虑诸如如下的参数ο上行链路物理资源类型的存在与否；O自最后存在上行链路物理资源类型以来的时间。例如，只有当在给定时间间隔 内可用时才可以选择给定物理资源；O映射到上行链路资源类型的信道的业务负载。例如，如果业务负载很低以致于 存在空余可用资源，则可以选择物理资源；O上行链路信令的发送等待时间的考虑。例如，由于信令延迟、编码等，每个物 理资源可能具有相关等待时间，以及可以比其它物理资源优先地选择等待时间最短的物 理资源。可替代地或另外，可以响应于通过固定网络，尤其是RNC的配置来进行物理资 源的选择。例如，可以通过固定网络来隐含地允许或不允许一些信令路由。可以通过例如选择传输信道，然后选择发送这个传输信道的物理资源来进行物 理资源的选择。作为另一个例子，可以通过让不同传输信道与不同物理信道链接，然后 选择适当传输信道，来进行物理资源的选择。图3例示了这些示范性切换实施例之间的原理。尤其是，图3a例示了在上行链 路物理资源类型之间切换单个传输信道的例子，以及图3b例示了将信令信息流切换到每一个与物理资源类型存在固定关联的两个或更多个传输信道中的例子。在图3a的例子中，调度协助数据包括在新的传输信道(TrCH#l)中。然后，根 据所需物理资源类型，将传输信道切换到第一或第二传输信道多路复用器。所选传输信 道多路复用器将传输信道与其它传输信道多路复用，以便在物理资源上通信。在图3b的例子中，调度协助数据包括在第一传输信道(TrCH#l)或第二传输信 道(TrCH#2)中。每个传输信道由不同物理资源支持，并且在在物理资源上发送之前将 所选传输信道与其它传输信道多路复用。可以响应于与各传输信道相关的物理资源的特 性，来进行用于调度协助数据的特定传输信道的选择。应该懂得，在这些特例中，应用了传输信道多路复用。传输信道的多路复用提 供了尤其适用于所述实施例的许多优点和选项。例如，与物理层多路复用相反，使上行链路信令与旧信道(例如，版本99定义 的信道)多路复用，而对3GPP技术规范没有太大影响。而且，可以对3GPP技术规范影 响很小地重新使用用于3GPP内的传输信道多路复用的现有手段，因此可以取得改善的向 后兼容性。而且，在一些实施例中，传输信道多路复用的用法可以用于分别优化各个传输 信道的性能。在一些实施例中，将不同发送方案用于不同传输信道。尤其，可以使用导 致不同发送可靠性的不同发送方案。作为一个特例，可以为每个传输信道独立选择前向纠错编码，以及例如，可以 为传送调度协助数据的传输信道选择比传输用户数据的传输信道更高可靠性的前向纠错 编码。可以通过利用不同编码器/解码器来实现这种前向纠错编码的差异，或可以通过 进行速率匹配时应用的不同穿孔或重复特性来实现。尤其是，传输信道之一可以采用从UE 101重新发送有错数据分组的重新发送 方案，而其它传输信道不采用重新发送方案，而是以更可靠的错误编码来发送数据。因 此，在本例中，单个物理资源可以包含用于发送延迟不敏感数据的第一传输信道。这些 发送可能具有高的数据分组出错率，比如说，10-30%，导致大量重新发送，因此使延迟 变长，但也使资源得到非常有效利用。同时，物理资源可以支持用于发送调度协助数据 的第二传输信道，而这个传输信道可具有非常低的数据速率，因此保证了分组数据被可 靠接收，并因此使延迟最短，从而使基站调度器209的调度得到改善。而且，在一些实施例中，物理资源的传输信道可以终止在固定网络中的不同 点。具体地说，传输信道可以用于用户数据发送并可以终止在RNC 107，而第二传输信 道用于通信调度协助数据并终止在基站105。因此，同一物理资源可以支持分别终止在最 佳位置的多个传输信道。这可以缩短与调度协助数据相关的延迟，并可以提高基站调度 器209的调度性能。图4例示了按照本发明一些实施例的信令系统的例子。例示的功能尤其可以在 图2的信道控制器213中实现。下面参照如前所述的三种特定示范性3GPP UTRAN TDD 情形对操作加以描述。情形1在情形1中，由于现有RACH在RNC 107终止的事实，基站105不能利用这个 传输信道来承载必要上行链路信令。RACH是基站105 “看不见”的，仅仅穿过它而径自到达RNC。可以通过新的Iub信令将接收的信息从RNC转发回到节点B，尽管这种技 术严重地引起这些多发送支路所牵涉到的等待时间问题。也可以考虑非随机访问方法(譬如，循环轮询)，但这样的技术也导致等待时间 可能延长的问题(在数据到达用户的发送缓冲器和上行链路资源被允许为那个数据服务 之间可能存在显著延迟)。按照图4的例子，定义了能够将调度协助数据直接传送到基站调度器209的新的 基站终止随机访问信道。新的随机访问信道在图4的例子中被称为“E-SACHR”(增强上行链路调度器 协助信道)。下标“R”与信道在性质上是随机访问(即，非调度，尤其不是由基站调 度器209调度和管理的)的事实有关。该信道能够将新数据已经到达用户的发送缓冲器 并且实际上是对上行链路无线电资源的请求的指示传送到基站调度器209。它也可以传送 当前信道状况的指示，以及由于发送是随机访问，它也可以传送用户标识的指示，以便 基站调度器209知道将资源分配给哪个用户。情形2:对于在基站调度器209所调度的一个传输信道(表示成改进专用信道E-DCH)上 传送上行链路数据净荷，可以在分立传输信道(在图4中表示成E-SACHe)上传送上行链 路信令。与E-SACHr—样，E-SACHe也在基站105终止。下标“E”用于表示在基站 调度器209所调度的增强上行链路发送上搭载调度协助信息。但是，由于在调度发送上 传送，不需要在信令中传送用户标识。因此，E-SACHe PDU的PDU尺寸很可能不同于 E-SACHr PDU的PDU尺寸。将两个(或更多个)传输信道多路复用成同一组物理资源 (称为CCTrCH)。而且，可以调整应用于E-SACHe和E-DCH的FEC编码的程度，以 便按需优化每个传输信道的发送可靠性。例如，给予E-SACHe比给予E-DCH高的FEC 保护度是合乎需要的，以便调度器信息通过高可靠性(通常在单次发送中)到达调度器， 同时E-DCH能够通过以最佳链路可靠性操作每个发送实例来利用ARQ (重新发送)效率 (往往牵涉到在没有错误地接收到之前多次发送每个数据单元)。情形 3这种情形类似于情形2，关键差异在于，在不直接与增强上行链路发送相关以及 不是由基站调度器209调度的上行链路资源上搭载上行链路信令。这些上行链路资源在 这里被称为“辅助”。例如，增强分组数据上行链路可以与HSDPA下行链路分组数据服 务结合在一起使用。在这样的情况下，存在相关上行链路DCH(通常用于传送像TCP(发 送功率控制)确认、和控制事件(譬如，转接)的层3控制业务那样的较高层用户数据)。 在这样的情况下，可以在上行链路DPCH物理资源上或在诸如HS-SICH(高速共享信息信 道)的另一条上行链路HSDPA信道上发送调度协助数据。当没有其它上行链路发送资源可用，但需要将更新信息发送到调度器时，用户 最好(由于等待时间原因或达到有效节约)将调度协助数据的上行链路信令搭载在辅助上 行链路资源上，而不是利用E-SACHr随机访问过程。此外，为了便于控制应用于辅助业务和上行链路信令的前向纠错编码的程度， 以及能够分开检测每一个，将分立传输信道用于上行链路信令，被称为E-SACHd。与情 形2—样，E-SACHd在基站105终止，并与其它数据一起多路复用成一组公用辅助上行链路无线电资源(辅助上行链路CCTrCH)。应该懂得，为了清楚起见，上面的描述参照不同功能单元和处理器描述了本发 明的实施例。但是，显而易见，可以不偏离本发明地使用功能在不同功能单元或处理器 之间的任何适当分配。例如，例示成由分立处理器或控制器执行的功能可以由同一处理 器或控制器执行。因此，引用特定功能单元只能看作提供所述功能的适当手段，而不是 指示严格的逻辑或物理结构或机构。本发明可以以包括硬件、软件、固件或它们的任何组合的任何适当方式实现。 本发明可选地至少部分实现成在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的 计算机软件。本发明实施例的元件和部件在物理、功能和逻辑上可以以任何适当方式实 现。的确，该功能可以在单个单元、多个单元或其它功能单元的一部分中实现。这样， 本发明可以在单个单元中实现或可以在物理和功能上分布在不同单元和处理器当中。尽管通过结合一些实施例对本发明作了描述，但本发明无意局限于本文所述的 特定形式。更明确地说，本发明的范围只由所附权利要求书限定。另外，尽管本发明的 特征似乎是结合特定实施例描述的，但本领域的普通技术人员应该认识到，可以按照本 发明组合所述实施例的各种特征。在权利要求书中，术语“包含”不排除存在其它元件 或步骤。而且，尽管分别列出，但多个装置、元件或方法步骤可以通过例如单个单元或 处理器来实现。另外，尽管各个特征可能包括在不同权利要求中，但也可以有利地组合 这些特征，以及包括在不同权利要求中并不意味着这些特征的组合是不可行的和/或不 利的。此外，一个特征包括在一个范畴的权利要求中并不意味着局限于这个范畴，而是 指示该特征可同等应用于其它适当权利要求范畴。而且，权利要求中特征的次序并不意 味着这些特征必须按其工作的任何特定次序，尤其，方法权利要求中的各个步骤的次序 并不意味着必须按那个顺序执行步骤。更明确地说，可以以任何适当次序执行这些步 骤。另外，单数引用并不排除复数。因此，引用“一个”、“一种”、“第一”、“第 二”等并不排除复数。
权利要求
1.一种用于在蜂窝通信系统中发送上行链路信令信息的移动终端，该移动终端包含调度协助数据生成器，被配置成为基于基站的调度器生成调度协助数据，所述调度 协助数据与来自所述移动终端的上行链路分组数据发送所用的物理资源分配有关；发射机，能够操作为在上行链路空中接口的第一物理资源中从所述移动终端发送所 述调度协助数据，所述第一物理资源包括不是由所述基于基站的调度器调度的多个物理 信道，并且所述发射机能够操作为使用上行链路空中接口的第二物理资源发射所述调度 协助数据，其中所述第一物理资源能够操作为指示所述移动终端的标识符，并且所述第 二物理资源包括在多个移动终端之间共享的多个共享的物理信道；以及信道控制器，能够操作为响应于与所述物理资源分配相关联的所述第一物理资源和 所述第二物理资源的资源可用性，在所述第一物理资源和所述第二物理资源之间进行选 择。
2.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述发射机被配置成在第一物理资源所支 持的第一信道上发送所述调度协助数据。
3.根据权利要求2所述的移动终端，其中，所述第一信道是在所述基于基站的调度器 的基站中终止的基站终止信道。
4.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述发射机被配置成发送与所述调度协助 数据一起复用在所述第二物理资源上的其它数据。
5.根据权利要求4所述的移动终端，其中，所述其它数据具有与所述调度协助数据不 同的终止点。
6.根据权利要求4所述的移动终端，其中，所述其它数据采用重新发送方案，而所述 调度协助数据不采用重新发送方案。
7.根据权利要求4所述的移动终端，其中，按照第一传输方案来编码所述其它数据， 并且按照不同的第二传输方案来编码所述调度协助数据。
8.根据权利要求7所述的移动终端，其中，所述第一传输方案和第二传输方案包含不 同的纠错特性。
9.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述信道控制器被配置成响应于第一物理 资源和第二物理资源中任意一个的资源分配的缺乏，在第一物理资源和第二物理资源之 间进行选择。
10.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述信道控制器被配置成响应于与第一 物理资源和第二物理资源相关联的延迟特性，在第一物理资源和第二物理资源之间进行 选择。
11.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述第一物理资源与第一信道相关联， 并且第二物理资源与第二信道相关联，并且所述调度协助数据发生器被配置成通过将所 述调度协助数据与第一或第二信道相关联来分配所述调度协助数据。
12.根据权利要求3所述的移动终端，其中，所述第一物理资源是随机访问信道，并 且所述第一信道是映射到所述随机访问信道上的更高层信道。
13.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述调度协助数据包含等待发送的数据 量的指示。
14.根据权利要求1所述的移动终端，其中，所述蜂窝通信系统是通用移动电信系统。
全文摘要
蜂窝通信系统(100)的用户设备UE(101)将调度协助数据发送到包含调度上行链路分组数据的基站调度器(209)的基站(105)。调度协助数据与来自UE(101)的上行链路分组数据发送有关。UE(101)包含信道控制器(213)，信道控制器(213)操作用于在上行链路空中接口的第一物理资源中将调度协助数据从UE(101)发送到基站(105)。第一物理资源不是由基于基站的调度器(209)管理的。调度协助数据尤其可以在与其它传输信道多路复用在物理资源上的第一传输信道中发送。尤其是，支持调度协助数据信令的传输信道可以具有高可靠性并在基站(105)中终止。
文档编号H04L12/56GK102014512SQ20101061061
公开日2011年4月13日 申请日期2006年2月9日 优先权日2005年5月3日
发明者尼古拉斯·W·安德森, 彼得·J·莱格, 马丁·W·比尔 申请人:索尼公司