提高通信網接口效率的方法
2023-06-17 04:08:46 1
專利名稱：提高通信網接口效率的方法
技術領域：
本發明涉及通過在兩個網絡節點之間的接口傳輸數據幀的方法，數據幀包括數據幀報頭和至少一個數據塊，其中至少一個數據塊在發送之前被檢驗是否有錯誤或很可能有錯誤。本發明還涉及其中實施本方法的通信網和網絡節點以及數據幀的數據幀格式。
本發明是基於優先權申請EP 03360071.9，其在此引入作為參考。
在每個基站內，例如全球移動通信系統(GSM)基站收發信機(BTS)或通用移動通信系統(UMTS)基站(節點B)，由不同的天線獲取的上行鏈路模擬信號被數字採樣，解調(這可能包括在碼分多址(CDMA)系統中的解擴頻)以及信道解碼。
背景技術：
在現有技術的UMTS中，在信道解碼後，數據作為(硬)比特被集中到所謂的傳輸塊(TB)中。這些傳輸塊的內容與附著的循環冗餘檢驗(CRC)欄位(它可具有8與24比特之間的尺寸)進行比較，以便檢驗傳輸塊是否有錯誤。此後，CRC欄位被刪除，以及關於CRC是「好的」還是「壞的」的信息被包含在被稱為CRCI的1比特的指示符內。然後，屬於一個信道的傳輸定時間隔(TTI)的、或屬於一組協作的信道的TTI的傳輸塊，連同它們的相應的CRCI一起被集中到上行鏈路幀協議(FP)數據幀，而不管數據是否有錯誤。
在每個FP幀中，對於每個傳輸信道，無線網控制器(RNC)接收傳輸格式指示符(TFI)，它表示在傳輸信道中傳輸塊的實際的數目和它們的尺寸(傳輸信道中所有的傳輸塊具有相等的尺寸)。TFI可以從一個FP幀改變到包含同一個傳輸信道的數據的下一個幀。
完整的上行鏈路FP數據幀，經過例如在基站與RNC之間的固定的鏈路被發送到RNC。在UMTS(或任何其他CDMA系統)中，一個連接可牽涉到一個以上的節點B，在這種情形下，該連接被指示為處在「軟切換」狀態。在RNC處，對於處在「軟切換」狀態的連接，上行鏈路傳輸塊是並行地來自於所牽涉到的每個節點B。根據質量估計(QE)和CRCI信息，進行「選擇性組合」，包括對於同一個傳輸信道和同一個傳輸時間間隔(TTI)選擇一個傳輸塊，而同時拒絕所有其他的傳輸塊。
圖4上顯示現有技術的簡化的FP數據幀。數據幀從數據幀報頭DFH開始。後面跟隨多個對於每個專用信道DCH的固定尺寸的傳輸格式指示符TFI。然後接著是對於每個專用信道DCH的傳輸塊的TB(硬比特)，其尺寸取決於TFI。固定尺寸的質量估計QE信息被提供在每個專用信道DCH的循環冗餘檢驗指示符CRCI之前，其中每個專用信道DCH的循環冗餘檢驗指示符CRCI的尺寸也取決於各個DCH的傳輸格式指示符TFI。
在現有技術方案中，對於每個單個傳輸塊，RNC接收用戶數據(或者無錯誤或者有已知的錯誤)和1比特的CRCI「好」或「壞」信息。
這意味著，雖然現有技術提供靜默模式，當在發送時間間隔期間對於給定的傳輸信道沒有數據可供使用時，或當數據幀被發送時，其抑制要在接口上發送的完整的數據幀，但它們總是以完全的長度被發送，即使在完全的長度中仍包含被認為受到幹擾的那些傳輸塊。在許多情形下，接收機拒絕受到幹擾的數據和請求重複發送。然而，有錯誤的傳輸塊的不必要的發送不可避免地佔用接口資源，因此，它減小在基站與網絡控制器之間的接口的有效的數據速率。
發明內容
本發明的目的是要提供一種用於提高在兩個網絡節點之間的接口的接口效率的方法。
該目的是藉助於一種通過在兩個網絡節點之間的接口發送數據幀的方法而達到的，數據幀包括數據幀報頭和至少一個數據塊，其中至少一個數據塊在發送之前被檢驗看是否有錯誤或很可能有錯誤，以及僅僅無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊被包括在數據幀內，並通過接口被發送。
這導致較少的數據經過接口被發送，因為有錯誤的或很可能有錯誤的數據塊不被發送。提高有效的數據速率和從而提高接口效率，由此節省接口資源。通用的術語數據塊被理解為等價於數據記錄或傳輸塊，它常常在UMTS系統的背景中使用。數據幀報頭可包括有關以比特計的數據幀長度的信息。通過簡單的數據幀的結構，可以從數據幀的長度得出某些數據塊是否被抑制。在UMTS系統中，數據幀也可包括傳輸格式指示符，表示在每個專用信道(DCH)中傳輸塊的數目。本發明方法的主要的好處在於它在基站與無線網控制器之間的上行鏈路連接中的應用。
通過考慮到通過抑制在基站(UMTS中的節點B)與無線網控制器(RNC)之間的數據或傳輸幀內的單個受幹擾的或很可能受幹擾的數據或傳輸塊而實現接口效率改進，可以理解本發明方法的完全的好處。
實現的效率改進的定量程度基本上取決於對於分開的傳輸業務規定的服務質量(QoS)要求所規定的最大誤塊率(BLER)。典型的BLER值，對於語音業務是10-2，以及對於數據業務是10-3。
在考慮到與CDMA有關的宏分集或「軟切換」狀態的情形下，實現顯著的效率改進。在第三代合作項目(3GPP)UMTS情形下，典型地40％的移動臺處在與2個或更多的節點B的軟切換狀態。
與CDMA功率控制有關的BLER要求是從在移動臺(例如，UMTS UE)和RNC之間的總的傳輸鏈路得出的。然而，當傳輸鏈路如在「軟切換」的情形下實際上包括一個以上的並行鏈路時，對於每個並行鏈路的分開的BLER會明顯高於總的BLER。
通常，BLERi≥BLERoverall，對於所有的i。
具體地，當在每個並行鏈路上的信道幹擾效果是完全無錯誤時，應用以下的關係式BLERoverall＝∏all.iBLERi例如，當傳輸鏈路包括兩個無錯誤的並行鏈路時，通過BLER1＝BLER2＝0.1(無偏軟切換)，可以實現10-2的總的BLER。在這種情形下，本發明的方法節省約10％的接口數據傳輸。
當軟切換是偏置的，意味著一個並行鏈路比起另外的鏈路顯示出明顯更好的吞吐量質量時(這典型地在移動臺離正與它進行軟切換的基站中的一個比這些基站中的其它基站顯著地近時發生)，這將達到更高的節省。例如，通過BLER1＝0.002和BLER2＝0.5，也可以實現10-3的總的BLER，因此本發明的方法將節省約25％的數據傳輸，而沒有任何服務質量(QoS)降級。
考慮到軟切換無線鏈路典型地被添加和保持在比起軟切換組的最好的鏈路的SIR可以最多低3到5dB的信號幹擾比(SIR)下，甚至可以預期更高的節省(H.Holma和A.Toskala(編輯者)，「WCDMA for UMTS，Radio Accessfor Third Generation Mobile Communications」，第二版，第232頁，Wiley/Chichester，2002年)。假設上行鏈路功率控制保持最好的鏈路的BLER為10-2或10-3，其他鏈路可以顯示長期的BLER值在70％到100％範圍內(Holma等，第330頁上的圖12.18，或第346頁上的圖12.29)。然後，對於一個使用本發明方法的軟切換鏈路連接的接口資源節省，對於2鏈路軟切換可以達到35％-50％，或對於3鏈路軟切換可以達到47％-67％，也沒有任何QoS降級。
在本發明方法的優選變形中，抑制指示符被生成和作為數據幀的一部分被發送。這樣的抑制指示符可以是質量估計值QE。經過接口被連接的兩個網絡節點可被安排成使得它們知道如果用同一個數據幀發送的質量估計值QE處在給定的範圍內，在一個數據幀內只發送一個特定的數據塊。對於同一個數據幀內不同的數據塊，可以應用不同的範圍。範圍可取決於所使用的信道錯誤保護編碼的代碼類型和速率。本發明方法的這個變形可以找到應用，特別是在數據塊沒有配備CRC保護的情形下。QB表示有錯誤的數據塊的概率。
在特別適用於更加複雜的數據幀結構的本發明方法的優選變形中，對於每個數據塊生成特定於數據塊的抑制指示符，具體地是1比特抑制指示符，如果抑制指示符表示無錯誤或很可能無錯誤的數據塊，則發送被檢驗是否有錯誤或很可能有錯誤的數據塊和相應的抑制指示符，以及如果抑制指示符表示有錯誤或很可能有錯誤的數據塊，則只發送抑制指示符。例如，對於每個數據塊執行循環冗餘檢驗，以便確定數據塊是否有錯誤以及在數據幀內是否發送數據塊。在循環冗餘檢驗後，可以生成對於每個檢驗的數據塊的指示符，具體地，1比特循環冗餘檢驗指示符(CRCI)，它在這種情形下構成抑制指示符，並在數據幀中發送。如果CRCI表示數據塊有錯誤，則接收的網絡節點知道，相應的數據塊不發送。替代地，如果沒有執行循環冗餘檢驗，則特定於解碼器的尺度標準可被選擇為，在解碼後數據塊是否很可能有錯誤的準則。如果數據塊在解碼後將有錯誤的概率很高，則它的發送被抑制。抑制指示符對於每個數據塊指示，它是否被發送。
本發明還涉及通信網中用於發送和接收數據幀的網絡節點，其中網絡節點包括用於檢測有錯誤的或很可能錯誤的數據塊的裝置，和用於生成只包含無錯誤或很可能無錯誤的數據塊的數據幀的裝置。這樣的網絡節點特別適合於執行本發明方法，因此適合於提高在兩個網絡節點之間的接口的效率。因為只有無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊通過該接口傳輸，有效的數據速率容量大大地提高。
在優選實施例中，網絡節點是基站或無線網控制器。基站可以是基站收發信機(BTS)或UMTS系統中的節點B。
網絡節點優選地被使用於通信網，該通信網用於通過網絡連接在第一和第二網絡節點之間傳輸數據幀，其中數據幀只包括無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊。這種措施保證高的有效數據速率。
有利地，網絡連接是在第一網絡節點，具體地說基站與第二網絡節點，具體地說無線網控制器之間的幀的協議接口。這樣的接口使得在兩個網絡節點之間能夠進行有效的數據交換，因此，得到良好的客戶業務，而服務質量沒有降級。
用於在通信網的網絡節點之間發送包括幀報頭和數據塊的數據幀的數據幀格式也屬於本發明的範圍內，其中幀格式包括至少一個抑制指示符，它指示一個或多個數據塊是否發送。把抑制指示符安排在數據塊之前，保證抑制指示符在數據幀中的位置不取決於它們本身的值。這使得或至少有助於它們能夠在接收的網絡節點中檢測。特別是，在被體現為無線網控制器的網絡節點中使用宏分集組合的情形下，抑制指示符的這種安排使得無線網控制器能夠檢測抑制指示符和可變尺寸的數據塊。
為了宏分集組合正確地工作，如果抑制指示符被放置在傳輸塊之前的固定的位置上，這是特別有利的。
如果數據幀的格式包括質量估計(QE)，則這也可被用作為在數據幀內的一個或一個以上的數據塊的抑制指示符。如果QE被用作為抑制指示符，則數據幀的長度隨QE值變化。因此，在這種情形下，在數據幀中把QE放置在數據塊之前是有利的。這使得或至少有助於它們能夠在接收的網絡節點中檢測。
數據幀的格式特別適合於在UMTS系統中使用，如果數據幀包括用於每個數據信道的傳輸格式指示符和如果每個傳輸信道的數據塊的尺寸取決於各個數據信道的傳輸格式指示符和抑制指示符的話。
對於給定的上行鏈路連接，有可能存在一種要求，即無線網控制器在非空的上行鏈路上傳送數據塊，即使當沒有無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊從與基站的接口到達時。這個要求可以通過指令至少一個為給定的連接提供服務的基站不管抑制指示符的狀態總是發送數據塊而很容易被滿足。由於無線網控制器和基站被告知該指令，不必進一步調整或修改數據幀的格式。事實上，抑制指示符在這種情形下失去它們正當的意義，但為了「選擇性組合」或上行鏈路外環功率控制，它們仍可被保持在數據幀格式中，用於表示單個數據塊有錯誤或很可能有錯誤。在軟切換的情形下，選擇具有最低的BLER的鏈路作為「總是發送的」鏈路是有利的，因為這個原則使得接口效率最大化。當由於移動臺運動，在軟切換組中的另一個鏈路成為最好的鏈路時，無線網控制器應當自適應地將「總是發送的」狀態遷移到新的最好的鏈路。
從說明和附圖中可以提取另外的優點。以上和下面描述的特徵可以按照本發明單獨地使用或以任何組合集合地使用。所提及的實施例並不被理解為窮盡式的枚舉，而是具有用於說明本發明的示例的特徵。
本發明在附圖中顯示。
圖1示意地顯示包括兩個基站和無線網控制器的通信網；圖2顯示數據幀的第一例；圖3顯示數據幀的第二例；以及圖4顯示按照現有技術的數據幀。
具體實施例方式
圖1的通信網1包括體現為基站的第一網絡節點2，3和體現為無線網控制器RNC的第二網絡節點4。移動用戶終端5位於兩個小區的重疊的區域，一個小區與網絡節點2有關，另一個小區與網絡節點3有關。因此，在移動用戶終端5與網絡節點2，3之間存在兩條移動無線鏈路6，7。第一網絡節點2，3包括用於解擴頻和解碼的裝置以及用於檢驗傳輸塊是否有錯誤或很可能有錯誤和用於生成抑制指示符以及數據幀的裝置8，9。數據幀被發送到第二網絡節點4和從第二網絡節點4被接收，該第二網絡節點4經過固定的鏈路網絡連接10，11被連接到第一網絡節點2，3。網絡連接10，11是在第一與第二網絡節點2-4之間的接口。第二網絡節點4包括用於宏分集組合的裝置12。宏分集組合意味著對於每個移動用戶終端5生成幾個通信鏈路，這些鏈路由第二網絡節點4管理。因此，通過不同的信號路徑接收的信息被第二網絡節點4組合，以及傳送。
圖2顯示數據幀格式的第一個例子。數據幀在頂部包括數據幀報頭DFH。下面接著是每個專用信道DCH的固定尺寸的傳輸格式指示符TFI。在圖2所示的數據幀中，提供三個專用信道。此後列出對於每個專用信道DCH的、被體現為循環冗餘檢驗指示符CRCI的抑制指示符，其長度取決於傳輸格式指示符TFI。然後是對於每個專用信道DCH的數據塊，這裡被稱為傳輸塊TB。傳輸塊TB的尺寸取決於傳輸格式指示符TFI和相應於每個傳輸塊TB的抑制指示符CRCI。傳輸塊TB只有在抑制指示符指示傳輸塊TB不被抑制的情況下才存在於數據幀中。如果傳輸塊TB被抑制，則只發送與傳輸塊TB有關的1比特抑制指示符。數據幀以固定尺寸的質量估計QE因子作為結尾。質量估計QE因子的位置是任意的。抑制指示符放置在傳輸塊TB之前，因為否則抑制指示符的位置會取決於它們本身的數值。因此，當應用增強的宏分集組合時，為了使得第二網絡節點4能夠容易地檢測抑制指示符和可變的傳輸塊的尺寸，抑制指示符被安排在傳輸塊TB之前的位置。
圖3顯示另一個數據幀格式，其中與圖2的數據幀格式相比，質量估計QE被放置在TFI部分與抑制指示符CRCI部分之間。然而，抑制指示符仍舊位於傳輸塊TB部分之前。
在用於提高在通信網(1)中兩個網絡節點(2，3，4)之間的接口效率的方法中，經過接口發送的數據塊在發送之前被檢驗是否有錯誤或很可能有錯誤，以及僅僅無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊才被引入到數據幀中，以及通過接口被發送。
權利要求
1.通過在兩個網絡節點之間的接口發送數據幀的方法，數據幀包括數據幀報頭和至少一個數據塊，其中在發送之前，該至少一個數據塊被檢驗是否有錯誤或很可能有錯誤，以及僅僅無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊才被包括在數據幀中，以及通過接口被發送。
2.根據權利要求1的方法，其中抑制指示符被生成以及作為數據幀的一部分被發送。
3.根據權利要求2的方法，其中為每個數據塊生成特定於數據塊的抑制指示符，以及如果抑制指示符指示無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊，則發送檢驗的數據塊和相應的抑制指示符，以及如果抑制指示符指示有錯誤的或很可能有錯誤的數據塊，則只發送抑制指示符。
4.通信網中的網絡節點，用於發送和接收數據幀，具體地，用於執行按照權利要求1的方法，其中網絡節點包括用於檢測有錯誤的或很可能有錯誤的數據塊、並用於生成只包含無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊的數據幀的裝置。
5.根據權利要求4的網絡節點，其中網絡節點是基站。
6.用於通過網絡連接在具體地說按照權利要求4的第一與第二網絡節點之間傳輸數據幀的通信網，其中數據幀只包括無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊。
7.根據權利要求6的網絡節點，其中網絡連接是在第一網絡節點與第二網絡節點之間的幀的協議接口，該第一網絡節點尤其是基站，該第二網絡節點尤其是無線網控制器。
8.用於在通信網中的網絡節點之間發送包括幀報頭和數據塊的數據幀的數據幀格式，其中幀格式包括至少一個指示一個或多個數據塊是否被發送的抑制指示符。
9.根據權利要求8的數據幀格式，其中抑制指示符位於傳輸塊之前的位置。
10.根據權利要求8的數據幀格式，其中數據幀包括對於每個數據信道的傳輸格式指示符，以及每個傳輸信道的數據塊的尺寸取決於各個數據信道的傳輸格式指示符和抑制指示符。
全文摘要
在用於提高在通信網(1)中兩個網絡節點(2，3，4)之間的接口效率的方法中，經過接口發送的數據塊在發送之前被檢驗是否有錯誤或很可能有錯誤，以及僅僅無錯誤的或很可能無錯誤的數據塊才被引入到數據幀中，以及通過接口被發送。
文檔編號H04L1/00GK1574718SQ20041004651
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月8日 優先權日2003年6月13日
發明者P·A·M·布內 申請人:埃沃柳姆公司