用於在無線通信系統中分配hs－dsch信道碼的基站和方法

2023-05-02 20:01:31

專利名稱：用於在無線通信系統中分配hs－dsch信道碼的基站和方法
技術領域：
本發明涉及使用WCDMA並且提供HSDPA作為基於分組的服務的無線通信系統。具體地，本發明涉及工作在WCDMA的UTRA/FDD模式下並且提供HSDPA的無線通信系統。
背景技術：
高速下行分組接入(HSDPA)支持將高比特率數據服務引入基於WCDMA(寬帶碼分多址)的通信系統中，其中這種引入將增加網絡容量，同時最小化運營商的投資。它為通用移動通信系統(UMTS)網絡向更高數據率和更高容量發展提供了平穩的進化路徑。不同用戶共享信道的引入提供了在分組域中更有效地使用信道資源的可能性，同時與專用信道相比，用戶花費也較少。
將通過在媒體接入控制(MAC)層使用較高調製技術(16-QAM)、新的糾錯方法和高度動態的物理資源分配，來實現較高的數據率。這種修改的MAC層被稱為MAC-hs並且實現在基站中，其中在UMTS的情況中，基站也被稱作節點B。
新的層MAC-hs需要知道可利用的信道碼，其中信道碼也被稱為WCDMA擴頻碼。根據由第三代合作夥伴計劃(3GPP)建立的標準，即3GPP版本5，由RNC(無線網絡控制器)將可用於在無線小區中進行高速下行共享信道(HS-DSCH)分組調度的信道碼明確地利用信令通知給節點B。假設節點B精確地使用由RNC利用信令通知的用於在小區中進行HSDPA分組調度的信道碼來傳輸HS-DSCH，而沒有利用其它信道碼。在3GPP文檔3GPP TS 25.433NBAP中，定義了這種較高的信令。應當注意，對於小區中的用戶設備(UE)來說，並不知道可用於在小區進行HS-DSCH調度的那組信道碼。

發明內容
本發明的目的在於提供一種在提供HSDPA的基於WCDMA的通信系統中的無線資源管理(RRM)方案，該通信系統在RNC和節點B之間利用較少的信令，同時節點B更有效地使用無線資源。
根據本發明，上述問題通過一種用於在基於WCDMA的無線通信系統中分配HS-DSCH信道碼的方法來實現，該無線通信系統使用HSDPA並且具有N(N是整數)個HS-DSCH信道碼，並且其中執行三個步驟。在第一步驟中，由無線網絡控制器將M＜＝N(M是整數)個HS-DSCH信道碼分配給節點B，使得節點B可以服務用戶設備。在第二步驟中，節點B識別N-M個信道碼中哪些信道碼目前沒有用於傳輸。在第三步驟中，節點B自主地將所述N-M個未使用的信道碼中至少一個信道碼分配來用於服務用戶設備。
根據本發明的方法基於以下概念，即，使用HSDPA的無線通信系統具有總共N個HS-DSCH信道碼。在WCDMA的UTRA/FDD模式中，使用具有可變長度的正交信道碼。這些碼按照碼樹的形式組織。如果選擇了具有SF＝16的碼長度的碼(SF是擴頻因子)，則該碼是碼長度為32的兩個碼的根，並依此類推。利用為16的固定擴頻因子來傳輸HS-DSCH信道。結果是總共16個信道碼可用於該系統。這16個信道碼表示了小區中可利用的碼空間，其中在公共信道(例如廣播信道或者導頻信道)、專用信道(DCH)以及HS信道之間共享這16個信道碼。HS信道可能是HS-SCCH信道(高速共享公共控制信道)或者HS-PDSCH信道(高速物理下行共享信道)。正如可以從該解釋導出的，總共N＜16個信道碼可用於HS-DSCH。本發明涉及N＜16個信道碼這一子集，其被稱為HS-DSCH信道碼。
正如在現有技術中的那樣，可以由網絡控制器來分配這N個HS-DSCH信道碼。這按照通常的方式來進行，即RNC通知節點B他應當通過使用這些信道碼服務用戶設備。但是，取決於下行業務量，並不是所有N個HS-DSCH信道碼都可能明確地分配給節點B。取決於下行業務量，可能明確地分配僅僅N個HS-DSCH信道碼中的一個子集。該子集將被稱為最小HS-DSCH碼集，並且由M＜＝N個信道碼組成，其中N是整數。
在第二步驟中，節點B識別N-M個HS-DSCH信道碼中哪些信道碼目前沒用用於傳輸。這樣，N-M個HS-DSCH信道碼既沒有用於公共信道的傳輸也沒有用於專用信道，也沒有用於正交信道噪聲仿真(OCNS)信道。這些未使用的HS-DSCH信道碼表示可用於服務UE的信道碼。未使用的HS-DSCH信道碼在現有技術中被忽略並且表示未使用的無線資源，這表徵了未充分使用其無線資源的低效系統。
根據本發明，由節點B使用N-M個未使用的HS-DSCH信道碼，使得允許節點B自主地將N-M個信道碼中的至少一個信道碼分配來用於服務用戶設備。提供了節點B利用未使用的HS-DSCH信道碼在小區內服務用戶設備以便更有效地使用無線資源的可能性。可由節點B分配的上述N-M個HS-DSCH信道碼組成的碼集將被稱為擴展HS-DSCH碼集。
在本發明的優選實施例中，所述系統是WCDMA系統，特別是工作在UTRA/FDD模式下的WCDMA系統。在可選擇的實施例中，該系統是CDMA 2000系統。正如從上述段落中可以導出的，該系統使用HSDPA。
在本發明的優選實施例中，所述系統根據標準3GPP版本5或者更高版本提供HSDPA。在這方面，根據本發明的方法與該工業標準相兼容。這意味著當執行該方法時，從RNC側看，沒有發生變化。僅僅當從節點B側看時，使用了未使用的資源。在這方面，上面所提議的方法使用了由上述3GPP標準提供的靈活性和範圍。
擴展HS-DSCH碼集的尺寸是可變的。如果例如RNC分配已經為上述擴展HS-DSCH碼集的成員的附加HS-DSCH信道碼，則RNC自由地進行此。在這種情況下，節點B簡單地從擴展HS-DSCH碼集中排出該附加HS-DSCH信道碼，使得它變成最小HS-DSCH碼集的一個HS-DSCH信道碼。通過這樣做，在最小HS-DSCH碼集內的HS-DSCH信道碼數目增加了一個，以及在擴展HS-DSCH碼集中的HS-DSCH信道碼數目減少了一個。而且，不得不考慮用於服務UE的專用信道的數目發生變化。建立附加專用信道減少了擴展HS-DSCH碼集，以及在公共信道、專用信道和HS信道之間共享碼空間。
所期望的是由RNC定義的最小HS-DSCH信道碼只需要很少的修改。原因是在小區中可用的信道碼空間不能充分地用於公共信道或者專用信道的傳輸，使得按照相當靜態的方式定義最小HS-DSCH信道碼集。因此，較高層信令開銷，即用於HS-DSCH信道碼分配的節點B和RNC之間的信令是特別低的。
上述方法的一個優勢是與同RNC參與的動態HS-DSCH信道碼共享相比，其中將HS-DSCH信道碼添加到擴展HS-DSCH碼集或者從擴展HS-DSCH碼集中移走HS-DSCH信道碼的方法要快的多。在大多數情況下，為了將HS-DSCH信道碼添加到擴展HS-DSCH碼集或者從擴展HS-DSCH碼集，僅僅花費低到兩毫秒的更新周期。正如可以從上述段落導出的，節點B自主地將這些HS-DSCH信道碼分配給擴展HS-DSCH碼集。這意味著進行此，而沒有受到RNC幹涉。
在本發明的優選實施例中，擴展HS-DSCH碼集被選擇為HS-DSCH信道碼的相鄰集。這具有的優勢在於該方法與3GPP版本5標準相兼容。原因在於作為3GPP版本5標準一部分的HS-SCCH物理層信令可以在以下限制下處理信道碼的多個相鄰集而沒有修改，該限制為經由HS-SCCH尋址的每個用戶設備必須使用信道碼的相鄰集。
CDMA系統通常將正交擴頻碼應用於下行信道分隔，例如沃爾什碼或者漢明碼，或者使用在UTRA/FDD中的OVSF信道碼。OVSF信道碼CSF，i具有兩個下標SF和i。第一下標是整數並且表示可能為16的擴頻因子。在SF＝16的情況中，信道碼的長度是16碼片。第二下標是從1到SF-1的整數。通過定義OVSF碼樹的回歸算法來定義第二個下標，請參考A.Richardson所著的以下書籍2005劍橋大學出版社出版的WCDMA設計手冊，第3.3.8章。
在上述段落中提及的相鄰碼集意思是信道碼集就第二下標而言是相鄰的數字的。例如，因為第二下標0、1、2、3和12、13、14、15按大小排序時分別是相鄰數字，所以集(C16，0、C16，1、C16，2、C16，3)和(C16，12、C16，13、C16，14、C16，15)是相鄰信道碼集。
在本發明的優選實施例中，按照以下方式使用用於具有SF作為擴頻因子的信道碼樹的信道碼CSF，0、CSF，1、CSF，2……、CSF，SF-1的信道碼a)選擇碼CSF，SF-1……CSF，SF-M用於最小HS-DSCH碼集(5)，b)選擇碼CSF，SF-1-M……CSF，SF-N用於擴展碼集(6)，c)選擇碼CSF，SF-1-N……CSF，SF-K(8)用於DCH和HS-SCCH信道，d)選擇碼CSF，SF-1-K……CSF，0(9)用於公共信道。
M和K是整數，其中M＜N＜K＜SF。包含在信道碼集a)和b)中的信道碼表示在小區可利用的N個HS-DSCH信道碼。取決於下行業務量，該可利用的HS-DSCH信道碼的該數目N可能在0……15的範圍內。
正如可以從上述內容可以導出的，信道碼集a)到d)是相鄰碼集。利用該分配方案，最大化了未使用的信道碼的相鄰集可以用作擴展HS-DSCH碼集的可能性。
本發明的另一方面是執行上述方法的節點B。節點B是根據WCDMA標準的基站並且包括設置節點B來執行上述方法的電腦程式產品。電腦程式程序產品可直接裝載到節點B的內部存儲器中，並且包括用於執行上述方法的軟體代碼部分。
不得不強調，可以利用傳統的UE和傳統的RNC來應用上述方法。這意味著必須用來設置現有的UMTS系統以執行在此的方法的努力是可忽略的。甚至可能的是，如果期望的話，可以簡化在RNC中實現的呼叫允許控制(CAC)算法。原因是對於CAC算法，只有最小HS-DSCH信道碼集不得不被考慮。
通過參考之後所述的實施例，本發明的這些和其它方面將更加明顯，並且參考之後所述的實施例來闡述本發明的這些和其它方面。應該強調，參考標記的使用不應當被解釋為對本發明範圍的限制。


圖1顯示了根據現有技術的無線通信系統；圖2a顯示了根據現有技術從RNC側所看到的用於HSDPA的傳統RRM方案；圖2b顯示了根據現有技術的從節點B側所看到的用於HSDPA的傳統RRM方案；圖3顯示了圖示出本發明的流程圖；圖4a顯示了從RNC側所看到的RRM的方案；以及圖4b顯示了從節點B側所看到的RRM的方案。
具體實施例方式
圖1顯示了根據現有技術的UMTS系統，具有類似小區的結構。小區10、10』和10」每一個具有服務用戶設備4、4』和4」的節點B3、3』和3」。
每個節點B3、3』、3」經由纜線11、11』和11」連接到RNC 2。在RNC 2的管理下，執行從第一小區到第二小區的切換，例如從小區10到小區10」的切換。為此，用戶設備4不斷地檢測無線鏈路質量並且經由節點B3傳輸數據到RNC2。當用戶設備4到達小區10和小區10』之間的邊界時，用戶設備4和節點B3之間的無線鏈路質量降低，而從用戶設備4到節點B3』的無線鏈路質量提高。RNC2決定何時應當進行切換以及據此通知節點B3、3』。
圖2a和圖2b顯示了根據現有技術的用於HSDPA的無線資源管理(RRM)方案。在UTRA/FDD的WCDMA方案中，使用具有可變長度的信道碼或者正交擴頻碼。按照碼樹的形式組織這些碼。在實例中，示出了SF＝16(SF＝擴頻因子)的碼長度，它是長度為32的兩個碼的根，並依此類推。利用固定的擴頻因子來傳輸HS-DSCH，這意味著節點B不得不監視N＝16個信道碼的可用性。
圖2a顯示了從RNC側所看到的RRM方案。底部分5表示六個HS-DSCH信道碼C16，15……C16，10的相鄰集。這些信道碼已經由RNC分配，並且用於實現HSDPA下行鏈路。第二塊7表示四個信道碼C16，9……C16，6的相鄰集。這些信道碼目前沒有被使用，但是如果存在對於HSDPA下行鏈路增加的需求，這些信道碼仍然可以由RNC分配。這樣，在塊7中的四個HS-DSCH信道碼表示對於RNC2的儲備。塊8表示用於DCH信道和HS-SCCH信道的四個信道碼C16，5......C16，2的相鄰集。在頂部的塊9表示用於公共信道的信道碼的第四相鄰集，包含2個信道碼。
正如可以從圖2a導出的，沒有使用塊7中的總共四個HS-DSCH信道碼。未使用的HS-DSCH信道碼表示未使用的無線資源，這意味著沒有有效地使用無線通信系統的資源。
圖2b顯示了從節點B側所看到的用於HSDPA的無線資源管理方案。圖2b與圖2a的比較顯示出兩個圖是同樣的。這意味著在現有技術中，節點B和RNC所看到的是一樣的。但是，應當強調根據現有技術，沒有設置節點B來識別未使用的HS-DSCH信道碼。
圖3的流程圖示出了根據本發明的方法。在步驟1中，RNC將M＜＝N個HS-DSCH信道碼分配給節點B，使得節點B可以服務用戶設備。在步驟2中，節點B確定是否存在未使用的信道碼。如果不存在，則在步驟3，方法停止，並且以後重複步驟2，以檢測是否存在關於信道碼使用的變化。
如果存在未使用的信道碼，則在步驟4，節點B確定它們。它們定義了擴展碼集。在步驟5中，節點B從所述擴展碼集中分配碼，以服務UE。
如果在步驟6RNC沒有分配附加碼，則節點B自由地使用擴頻碼集中的所有碼來服務UE，使得據此可以重複步驟5。事實上，當結束連接時，在步驟5，節點B也釋放擴頻碼集中的信道碼。
如果在步驟6中RNC分配附加碼，則在步驟7中，將擴頻碼集減少一個信道碼。如果已經使用了該排除的碼，則停止到UE的傳輸。然後，方法進行步驟2。如果在步驟6中RNC沒有分配附加碼，則方法進行步驟5。事實上，如果節點B已經停止服務UE，則節點B可以重新分配擴頻碼集中的碼。
圖4a和圖4b顯示了在使用HSDPA的基於WCDMA的無線通信系統的新的RRM方案中的HS-DSCH信道碼的分配。在這種情況中，使用上述方法。16個信道碼是可利用的，其中它們中的N＝10個是HS-DSCH信道碼。
圖4a顯示了RNC視圖，它同樣是與圖2a和2b一樣的。這意味著，從RNC側看，根據本發明的方法沒有顯示出變化。換句話說，該方法是與現有標準兼容的，特別是與上述第三代合作夥伴計劃的標準是兼容的。
圖4b顯示了從節點B側看到的HS-DSCH信道碼的分配。
在第一步驟中，由RNC2基於請求分配M＝6個HS-DSCH信道碼，使得節點B3可以服務用戶設備4。考慮上述術語，這些是作為SF＝16的HS-DSCH信道碼C16，15……C16，10。這些HS-DSCH信道碼表示了最小HS-DSCH信道碼集。
可以由RNC2根據小區中的業務量選擇HS-DSCH信道碼的數目。這樣，圖3a和圖3b表示了在給定時間的分配情形。但是在以後的時間，M可能小於或者大於六。在實踐中，由RNC定義的最小HS-DSCH信道碼集僅僅需要很少的修改。原因是在小區中可利用的信道碼空間不能被充分地用於公共信道或者專用信道的傳輸，使得以相當靜態的方式定義最小HS-DSCH信道碼集。因此，較高層的信令開銷，即用於HS-DSCH信道碼分配的RNC和節點B之間的信令，是特別低的。
在第二步驟中，節點B識別N-M＝10-6＝4個信道碼中哪些信道碼目前沒有用於傳輸。在塊7中，存在未使用的HS-DSCH信道碼，即HS-DSCH信道碼C16，9……C16，6。這四個HS-DSCH信道碼定義了擴展HS-DSCH信道碼集。
在第三步驟中，節點B可以自主地分配塊5中的這些HS-DSCH信道碼C16，9……C16，6用以服務UE。在塊8中用於DCH信道和HS-SCCH信道的信道碼或者在塊9中用於公共信道的信道碼沒有變化。本方法的優勢是在現有技術中沒有使用的HS-DSCH信道碼現在經由擴展HS-DSCH信道碼集可用於服務目的。這使得更好地利用可利用的無線資源。
將信道碼添加到擴展HS-DSCH信道碼集或者從擴展HS-DSCH信道碼集中移走信道碼僅僅花費大概2毫秒的更新周期。這種添加和移走由節點B自主地進行，即沒有受到RNC幹涉。
動態地確定塊6中的擴展信道碼集。如果RNC分配附加信道碼，則它自由地進行這個，並且附加HS-DSCH信道碼將是C16，9。因此，新的最小HS-DSCH信道碼集將是C16，15到C16，9，並且新的擴展HS-DSCH信道碼集將是C16，8……C16，6。正如可以看到的，最小HS-DSCH碼集中的信道碼數量減少了一個，而擴展HS-DSCH信道碼集中的信道碼數量增加了一個。類似地，也可以減少最小HS-DSCH信道碼集中的信道碼數量，以及增加擴展HS-DSCH信道碼集中信道碼的數量。
如果例如RNC2保留了可變數量的專用信道以及5個信道碼用於HS-DSCH傳輸，則對於具有優異信道條件(例如具有視線(line ofsight)條件)的UE，HS-DSCH吞吐量受到可用的5個HS＝DSCH信道碼的限制。利用在此所描述的方法，消除了這種限制，使得增加了吞吐量。
在所有情況中，擴展信道碼集是相鄰的HS-DSCH信道碼集。作為一個例子，新的擴展HS-DSCH信道碼集C16，8……C16，6包含C16，8、C16，7和C16，6。第二下標分別為8、7和6，並且這種排序的數字集合表示了相鄰的數字。使用相鄰的HS-DSCH信道碼集意味著最大化了節點B可以使用來包含在擴展HS-DSCH碼集中的信道碼的可能性。
執行上述方法的系統是WCDMA系統，該WCDMA系統工作在與3GPP版本5標準相兼容的UTRA/FDD模式下並且使用HSDPA。
本發明的另一方面涉及一種根據WCDMA標準的節點B，特別是被設置為工作在WCDMA的UTRA/FDD模式下的節點B，該節點B適合於執行上述方法。該節點B包括電腦程式產品，其中，電腦程式產品直接裝載到節點B的內部存儲器中，並且包括用於執行上述方法的軟體編碼部分。
權利要求
1.一種用於在使用HSDPA並且具有總共N個HS-DSCH信道碼的基於WCDMA的無線通信系統(1)中分配HS-DSCH信道碼的方法，其中a)無線網絡控制器(2)將M＜＝N個HS-DSCH信道碼分配給節點B(3)，使得節點B(3)可以服務用戶設備(4)，所述M個信道碼定義最小碼集，b)所述節點B識別N-M個信道碼中哪些信道碼目前沒有用於傳輸，c)所述節點B自主地將至少一個未使用的信道碼分配來用於服務用戶設備。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述系統是WCDMA系統，特別是工作在UTRA/FDD模式下的WCDMA系統，或者是CDMA 2000系統。
3.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述系統根據3GPP標準的版本5或者更高版本提供HSDPA。
4.根據權利要求1的方法，其特徵在於所述信道碼是OVSF碼，其中所述OVSF碼CSF，i具有表示擴頻因子的下標SF以及為整數的第二下標i，以及擴展碼集的OVSD碼形成關於第二下標i的相鄰碼集。
5.根據權利要求1的方法，其特徵在於對於具有SF作為擴頻因子的碼樹的信道碼CSF，1、CSF，2、CSF，3……、CSF，SF-1，a)選擇碼CSF，SF-1……CSF，SF-M用於最小HS-DSCH碼集(5)，b)選擇碼CSF，SF-1-M……CSF，SF-N用於擴展碼集(6)，c)選擇碼CSF，SF-1-N……CSF，SF-K(8)用於DCH和HS-SCCH信道，d)選擇碼CSF，SF-1-K……CSF，0(9)用於公共信道，其中M、N和K是整數。
6.根據權利要求1的方法，其特徵在於藉助於電腦程式至少部分地執行該方法。
7.一種電腦程式產品，該電腦程式產品包括計算機可讀介質，其上具有電腦程式編碼部分，當裝載所述程序時，所述電腦程式編碼部分使得計算機可用來執行根據權利要求1到6任意一個的方法。
8.節點B，適用於根據WCDMA標準工作，並且包括根據權利要求7的電腦程式產品。
全文摘要
本發明涉及一種用於在使用HSDPA的基於WCDMA的無線通信系統中分配HS－DSCH信道碼的方法，在該無線通信系統中，總共N個HS－DSCH信道碼是可利用的。RNC基於請求分配M＜N個HS－DSCH信道碼，使得節點B可以服務用戶設備。所述節點B識別所述HS－DSCH信道碼中哪些信道碼目前沒有用於傳輸，並且自主地將至少一個未使用的HS－DSCH信道碼分配來服務用戶設備。
文檔編號H04J13/16GK1893316SQ20061009188
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月14日 優先權日2005年7月5日
發明者福爾克爾·布勞恩, 迪特裡希·策勒 申請人:阿爾卡特公司