控制數據發送的方法
2023-04-25 06:43:51 1
專利名稱：控制數據發送的方法
技術領域：
本發明涉及第三代移動通信，特別是一種提供多媒體廣播組播業務的方法。
背景技術：
多媒體廣播組播業務(以下簡稱MBMS)是在第三代移動通信系統合作夥伴計劃3GPP中進行定義的一項新業務。以廣播或組播的方式提供的業務利用的是單向的點到多點方式(即從單一數據源播發出多媒體數據經過網絡傳輸被送到多個用戶接收)。這種方式的最大特點是它可以有效地利用無線資源和網絡資源。MBMS業務主要用於無線通信網絡系統中，如寬帶碼分多址通信系統WCDMA，全球移動通信系統GSM等。MBMS中業務數據的發送基本上要經過數據源發送、中間網絡傳輸、目的小區空中傳輸、用戶接收這樣幾個過程。圖1是一個能夠提供MBMS業務的無線通信系統邏輯網絡設備圖，在該圖中MBMS實際上利用了通用分組無線數據業務(以下簡稱GPRS)網絡作為核心傳輸網絡。如圖1所示，廣播及組播服務中心70(以下簡稱BM-SC)是發送MBMS業務數據的數據源；網關GPRS支持節點60(以下簡稱GGSN)用於GRPS網絡與外部網絡(如INTERNET網絡)的連接；在MBMS業務中網關GPRS支持節點連接BM-SC並把MBMS數據發送到特定的服務GPRS支持節點50(以下簡稱SGSN)；SGSN用於對UE進行接入控制及移動管理，同時把從GGSN來的MBMS數據發送到特定的無線單元控制器30(以下簡稱RNC)中去；RNC用於控制一組基站23和24並把多媒體數據傳送到特定的基站23和24中去；基站23在RNC的控制下為小區21的MBMS業務建立空中公共信道11；基站24在RNC的控制下為小區22的MBMS業務建立空中公共信道12；用戶終端設備10(以下簡稱UE)是接收MBMS數據的終端設備。
在用戶設備與網絡之間進行點對點通信時，網絡通常會給用戶設備建立專用信道，該信道所佔用的無線資源在通信過程中是被該用戶設備所獨享的，其他任何用戶設備是不能使用這些無線資源的。而在網絡提供MBMS業務的時候，為了有效的利用無線資源和網絡資源，在空中接口上是採用公共信道與多個用戶設備之間同時通信的。多個用戶設備在獲得該公共信道的資源配置之後，可以同時從網絡接收無線信號，從而獲得MBMS業務。但是公共信道區別於專用信道的一個明顯特徵是不支持軟切換。軟切換的意思是用戶可以同時從多個小區接收信號，然後將信號進行合併處理，從而獲得較好的信號質量和較低的數據丟失率。如圖1中的用戶設備10，如果網絡為其在小區21和22都建立了傳輸通道，那麼用戶設備10可以同時接收從小區21和22的信號，前提是這兩個小區是相鄰小區。
為了支持軟切換，用戶設備的物理層接收到的信號必須滿足一定的時延要求，例如在現在的WCDMA系統中，時延要求必須在正負148chip之內，即0.03854毫秒之內。而這個條件的滿足是由用戶設備的服務RNC控制完成的，參見圖2。小區1即圖1中的21，小區2即圖1中的22。201是與小區21相關的定時關係，202是與小區22相關的定時關係。下面先介紹一下WCDMA系統中定義各個時鐘的含義BFNNode B的幀號，每個幀長10毫秒，幀號從0到4095一個循環。
SFNNode B控制的小區的系統幀號，每個幀長10毫秒，幀號從0到4095一個循環。SFN與BFN在時間上相差一個Tcell的長度，Tcell取值從0到9，粒度為256chip(約為1/15毫秒)，即Tcell的取值為0、2/15、3/15、4/15、5/15、6/15、7/15、8/15、9/15，單位為毫秒。
CFN與用戶設備接收的信道類型有關係，如果是公共信道，則為SFN對256取模，如果是專用信道，則為SFN減去一個幀偏移量後對256取模。圖2中的CFN1和CFN2都是針對公共信道而言的，而CFN1』和CFN2』是針對專用信道而言的。只不過在201中，專用信道的幀偏移量是0，而在202中專用信道的幀偏移量為6。在實際系統中，無論是專用信道還是公共信道，他們的幀開始點與SFN的幀開始點可能存在chip級別上的時間差，這個時間差都是在0到149個256chip上。為了簡化起見，在圖2中，我們假定專用信道兩個小區21和22的chip偏移量為Dcoff，公共信道在兩個小區21和22的chip偏移量為Soff。
由於WCDMA系統沒有一個供所有網絡單元進行時鐘調整的設備，例如GPS，所以各個網絡設備的時鐘有可能是不一樣的。並且各個時鐘的頻率還有可能發生偏差。RNC有自己的時鐘進行時間控制，而Node B也有自己的時鐘進行時間控制。但由於Node B的任何資源配置都是由RNC控制的，數據發送的時間也是由RNC掌握的，因此有必要讓RNC對NodeB處的時鐘特性有一些了解。圖3描述的是RNC與Node B之間進行節點同步的方法。RNC的時鐘由RFN來表示，RFN是RNC側的幀號，每個幀長10毫秒，幀號從0到4095一個循環。在一個循環內的時間可以表示為0到40959.875，顆粒度為0.125毫秒，相當於480chip的長度。RNC給Node B發送下行節點同步消息，消息中包含發送給該消息的時間t1，Node B收到該消息後，記錄收到該消息的時刻t2，然後Node B給RNC發送上行節點同步消息，該消息中包含t1，t2和t3。其中t3是Node B發送上行節點同步消息的時間。當RNC收到該消息後，記錄收到它的時間為t4。至此RNC與Node B之間進行節點同步的過程已經完成。RNC根據t1，t2，t3和t4四個參數可以計算出RNC與NodeB之間數據傳輸的時延，並且可以知道RNC的時間與Node B時間的對應關係。我們定義RNC與Node B之間的時延為RTD，RTD＝(t4-t1-t3+t2)/2。RNC的時間與Node B的時間對應關係為NodeB的時間＝RNC的時間+t2-t1-RTD。當然在實際傳輸過程中，應該考慮RTD和RTD的變化的，因為在Iub接口上的傳輸時延可能與當時傳輸網絡的實際情況有關。
根據上面的等式，如果我們假定RNC與Node B之間的傳輸時延基本恆定的話，那麼RNC可以清楚的知道Node B的時間，當然這個時間的粒度是0.125毫秒，即480chip。
RNC知道了Node B的時間還不夠，它要清楚地控制公共信道的發送時間。公共信道的發送時間根據圖2所示應該為BFN+Tcell+Soff。為了保證不同小區發送數據的時延小於所要求的值，那麼必須滿足以下條件絕對值((BFN1+Tcell1+Soff1)-(BFN2+Tcell2+Soff2))＜所要求的時延。
在WCDMA系統中，一份新數據的傳輸開始並不是從任何一個幀都可以。在WCDMA系統中針對每個傳輸信道定義了一個傳輸時間間隔TTI，該TTI的值是幀長的整數倍，例如10毫秒，20毫秒，40毫秒或80毫秒。所對應的每個TTI所佔的幀的個數為1、2、4和8個。這些TTI的開始時刻只能發生在CFN對Fn取模為0的時刻，Fn是TTI對應的幀的個數。在此基礎上，RNC還要控制小區或者公共信道的配置參數而使得用戶設備所接收的數據在一個TTI內開始的時刻相同。因此公式應該修改成為絕對值(((BFN1+Tcell1+Soff1)-(BFN2+Tcell2+Soff2))模Fn)＜所要求的時延。
由於Tcell和Soff最大的長度分別是9/15毫秒和10毫秒，無論怎麼調整，都不可能在兩個小區的BFN完全不同的情況下，通過調整Tcell和Soff而使得在用戶設備從兩個小區接收到的數據時延差會小於10毫秒。而10毫秒一般說來，都是大於用戶設備進行信號合併的時延要求的。在MBMS中，我們用公共信道來傳輸用戶數據。為了讓所有用戶在小區所處的所有位置都能夠接收到信號，所需要的公共信道的發射功率就會比較大，這樣做通常會引起對相鄰小區的幹擾，降低系統的容量。因此一種將不同小區的公共信道信號進行合併的方式已經提出，但這就要求相鄰小區發射的同一公共信道的信號前後時延不能超過一定的數值，否則就不能達到合併信號、優化接收質量的目的。但是當前系統中根本就不能保證相鄰小區發射的同一公共信道的信號前後時延在相對較小的範圍內。
發明內容
本發明的目的是提供一種控制數據發送的方法，旨在保證相鄰小區發射的同一公共信道的信號前後時延在相對較小的範圍內，從而使得用戶設備合併從多個小區接收的信號成為可能。
為實現上述目的，一種控制數據發送的方法，方法包括步驟RNC獲得其與各基站之間的傳輸時延和時間差別；RNC配置小區和發送數據的公共信道；RNC控制各小區發送數據的開始時間；RNC通過Uu接口告訴用戶設備公共傳輸信道的幀偏移量和chip偏移量；
用戶設備接收從RNC傳輸的公共信道的配置參數。
本發明實現了不同小區的公共信道的信號合併，使得用戶設備接收的信號質量更好，系統的吞吐量更大。
圖1是MBMS邏輯設備圖；圖2是時鐘時序圖；圖3是RNC與Node B同步時序圖；圖4是本發明的框圖；圖5是本發明的時鐘定義；圖6是本發明用戶設備側的時鐘關係；圖7是本發明第一實施例；圖8是本發明第二實施例；圖9是本發明第三實施例；圖10是本發明第一實施例的時序圖；圖11UE的動作行為；圖12RNC的動作行為；圖13Node B的動作行為。
具體實施例方式
RNC要控制不同小區對於同一份數據發送的時間差異比較小，例如小於5毫秒，那麼RNC首先要得出各個Node B之間的時間差異401。這個功能的實現可以利用圖3中流程圖而獲得，圖4中的431就是應用圖3中的流程圖。當RNC分別與Node B23和24完成節點同步過程之後，即411和412之間按照圖3進行信令交互，RNC就可以知道它控制的Node B23和24之間BFN的差別BFN1-BFN2＝(t2-1-t1-1-RTD1)-(t2-2-t1-2-RTD2)。該時間差別在現有系統中是在0.125毫秒的顆粒度上。具體的算法可以因具體實現方式的不同而有所差別。
401完成之後，RNC要確定各個小區發送數據的具體時間402。在不同的實施例中，RNC或者配置小區的Tcell參數或者配置Soff參數或者同時配置Tcell和Soff參數。這兩個參數的範圍都要在原來的基礎上擴大。為了便於理解，我們將擴大的Tcell分解成兩個參數，一個參數是Tcell，這個參數與現有系統中定義的作用與範圍都是一樣的，另外一個參數是Coff，這個參數表示不同Node B中各個小區的SFN相對於BFN的差別。擴大的Soff是公共信道針對於SFN的在一個幀內的時間偏移量，為了便於理解，我們將擴大的Soff分解成兩個參數，一個參數是Soff，這個參數與現有系統中定義的作用與範圍都是一樣的，另外一個參數是CHoff，這個參數表示不同MBMS傳輸信道的CFN相對於小區SFN的幀偏移量。圖5給出了這四個參數的定義。從圖5中可以看出，SFN開始的時刻＝BFN表示的時間-Coff表示的時間-Tcell表示的時間。公共信道CFN開始的時刻＝SFN表示的時間-CHoff表示的時間-Soff表示的時間。通過這樣的計算公式，當這四個參數通過Iub信令432告訴Node B後，Node B就能夠相應地算出發送數據的開始時間。
RNC通過441Uu接口的信令告訴用戶設備公共傳輸信道的幀偏移量和chip偏移量。用戶設備通過讀取小區的系統信息獲得SFN，通過CFN的計算公式知道一個TTI內的數據是從哪個幀開始的，從哪個chip開始的。CFN＝(SFN-Choff)mod 256。TTI的開始為滿足CFN mod Fn為0的幀。Fn表示TTI有幾個幀長。
還有一種方法通過只調整用戶設備計算TTI開始幀的方法，達到所要求的時延要求。由前面的描述可知，計算TTI開始幀的方法為滿足CFNmodFn為0的幀。Fn表示TTI有幾個幀長。由於從不同小區傳輸的公共信道的CFN都是不一樣的，為了使用戶設備知道傳輸TTI的開始時刻，為每個傳輸MBMS數據的公共信道傳輸一個CFNoff的值，通過該值，用戶設備可以調整TTI的開始時刻。如圖6所示。在小區22中，用戶設備接收數據一個TTI的開始時刻就不滿足上面的公式，而應該考慮一個偏移量。在該例子中，TTI的長度為40毫秒，即TTI的開始應該在CFN模4等於0的地方開始。對於小區21中的CFN偏移量的值為0，而小區22中的CFN偏移量為3。
圖7描述的是本發明的第一個實施例。
該實施例是通過改變不同小區的幀偏移量來實現的。701和702通過圖3描述的RNC與Node B的同步過程，得到Iub接口的傳輸時延和RNC與Node B之間的時間差異。當RNC收集到它與多個Node B之間的傳輸時延和時間差以後，RNC要計算不同的Node B下配置的小區的幀偏移量，從而使得所有小區的在SFN模Fn等於0的幀的時間差在所必需的時延範圍之內。計算的方法之一可以取一NodeB作為參考，其他NodeB都向該NodeB看齊的情況下進行。如圖10所示。圖10中的SFN和BFN的時間關係是SFN1的時間＝BFN1的時間-Coff的時間-Tcell的時間。其中Coff的時間為0。SFN2的時間＝BFN2的時間-Coff2的時間-Tcell2的時間，其中Coff2為3個幀。通過圖10可以看出，兩個小區的SFN在Fn＝4的情況下前後相差不超過一個幀的長度。
當RNC根據上述算法配置每個小區的Coff和Tcell後，就在703和704過程中將Coff和Tcell參數傳遞給Node B。Node B根據這兩個參數可以配置小區705的發射時間及在廣播信道上廣播小區的SFN。706和707中建立公共信道的方法與現有技術中是一樣的。RNC將公共信道的相關配置發送給Node B，建立其公共信道，該公共信道的發送時間有Soff的偏差。該Soff是與現有技術一樣的參考值。
圖8描述的是本發明的第二個實施例。該實施例是通過改變不同小區公共信道的幀偏移量來實現的。801和802通過圖3描述的RNC與Node B的同步過程，得到Iub接口的傳輸時延和RNC與Node B之間的時間差異。803和804RNC按照現有方案配置各Node B下的小區的發射偏移Tcell。805階段Node B按照RNC的傳遞的配置參數配置小區的發射偏移。當RNC要為傳輸數據建立公共信道的時候，向Node B發送806建立公共信道，公共信道的幀偏移和chip偏移量由CHoff和Soff指定。Node B按照這兩個參數配置公共信道的發射時間。RNC在網絡側建立成功公共信道之後，將公共信道的參數通過RRC信令發送給用戶設備。用戶設備通過808得到公共信道的配置參數，以及該公共信道幀偏移量和chip偏移量，計算接收數據的開始時間。用戶設備計算該公共信道的CFN時，要通過公式CFN＝(SFN-CHoff)mod 256來計算。TTI的開始時刻要滿足CFNmod Fn＝0的幀號。用戶設備不僅得到當前小區的公共信道的配置，還可以得到鄰近小區的用戶提供MBMS業務的公共信道的配置，尤其是公共信道的Choff參數。當用戶設備在小區邊緣能夠同時接收多個小區信號的時候，用戶設備就可以根據多個小區的公共信道的配置，從多個小區的公共信道上接收信號，並將其進行合併。
圖9描述的是本發明的第三個實施例。
該實施例是通過配置用戶設備側TTI的開始的幀偏移來實現的。901到907都與現有技術中的實現相同，也可參照圖7和圖中的相關信令流程實現。在網絡側配置完小區和公共信道的配置之後，908RNC告知用戶設備TTI的開始的幀偏移量。用戶設備根據此偏移量確定公共信道TTI開始時刻。確定方法為(CFN-CFNoff)mod Fn＝0的幀時刻。用戶設備不僅得到當前小區的公共信道的配置，還可以得到鄰近小區的用戶提供MBMS業務的公共信道的配置，尤其是針對公共信道的TTI的開始的幀偏移量。當用戶設備在小區邊緣能夠同時接收多個小區信號的時候，用戶設備就可以根據多個小區的公共信道的配置，調整不同小區公共信道TTI開始的幀偏移，從多個小區的公共信道上接收信號，並將其進行合併。
圖11描述的是本發明UE的動作行為。
UE在開始接收MBMS數據之前，要監聽在組播控制信道MCCH上發送的公共信道建立消息(該消息的名字可以是其他的)1101，該消息808中會包含該公共信道的物理層和傳輸層的配置參數及本發明圖8描述實施例中的公共信道幀偏移量Choff或者本發明圖9中描述的TTI幀偏移量。1102用戶根據這兩個參數，相應的配置公共信道的TTI開始的時間。如果參數是Choff，那麼CFN＝(SFN-CHoff)mod 256來計算。TTI的開始時刻要滿足CFNmod Fn＝0的幀號.如果參數是CFNoff，那麼TTI的開始時刻要滿足(CFN-CFNoff)mod Fn＝0的幀時刻。
圖12描述的是本發明RNC的動作行為。
RNC決定在公共信道上提供MBMS數據業務並計算出各個Node B的公共信道幀偏移量Choff之後，RNC給Node B發送公共信道建立消息(該消息的名字可以是其他的)1201，該消息806中會可能會包含該公共信道的物理層和傳輸層的配置參數及本發明圖8描述實施例中的公共信道幀偏移量Choff。當RNC收到從Node B返回的響應之後1202，查看該響應是否是成功響應，如果是，那麼就向用戶設備發送公共信道建立消息1203，該消息中會包含該公共信道的物理層和傳輸層的配置參數及本發明圖8描述實施例中的公共信道幀偏移量Choff或者本發明圖9中908描述的TTI幀偏移量。否則，則MBMS業務不能在公共信道上建立成功。
圖13描述的是本發明Node B的動作行為。
Node B接收到RNC發送的公共信道建立消息(該消息的名字可以是其他的)1301，該消息806中會包含該公共信道的物理層和傳輸層的配置參數及本發明圖8描述實施例中的公共信道幀偏移量Choff.1302Node B根據該參數配置公共信道的TTI開始的時間。CFN的計算滿足CFN＝(SFN-CHoff)mod 256。TTI的開始時刻要滿足CFNmod Fn＝0的幀號。
權利要求
1.一種控制數據發送的方法，方法包括步驟RNC獲得其與各基站之間的傳輸時延和時間差別；RNC通過Iub接口配置小區系統幀號相對於該小區所屬的基站的幀號的幀偏移量；RNC配置發送數據的公共信道；Node B接收從RNC傳輸的小區配置參數和公共信道配置參數；RNC通過Uu接口告訴用戶設備公共傳輸信道配置參數；用戶設備接收從RNC傳輸的公共信道的配置參數。
2.一種控制數據發送的方法，方法包括步驟RNC獲得其與各基站之間的傳輸時延和時間差別；RNC通過Iub接口配置小區；RNC通過Iub接口配置發送數據的公共信道及其連接幀號相對於該小區的系統幀號的幀偏移量；Node B接收從RNC傳輸的小區配置參數和公共信道配置參數；RNC通過Uu接口告訴用戶設備公共傳輸信道配置參數；用戶設備接收從RNC傳輸的公共信道的配置參數。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於RNC會將鄰近小區的公共信道的幀偏移量或者TTI的開始時刻參數在本小區的信道上告訴用戶設備。
4.一種控制數據發送的方法，方法包括步驟RNC獲得其與各基站之間的傳輸時延和時間差別；RNC通過Iub接口配置小區；RNC通過Iub接口配置發送數據的公共信道；Node B接收從RNC傳輸的小區配置參數和公共信道配置參數；RNC通過Uu接口告訴用戶設備公共傳輸信道信號的開始時刻的幀偏移量；用戶設備接收從RNC傳輸的公共信道的配置參數和公共傳輸信道信號的開始時刻的幀偏移量。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於RNC會將鄰近小區的公共信道的幀偏移量或者TTI的開始時刻參數在本小區的信道上告訴用戶設備。
6.一種控制數據發送的方法，方法包括步驟RNC獲得其與各基站之間的傳輸時延和時間差別；RNC通過Iub接口配置小區統幀號相對於該小區所屬的基站的幀號的幀偏移量；RNC通過Iub接口配置發送數據的公共信道及其連接幀號相對於該小區的系統幀號的幀偏移量；Node B接收從RNC傳輸的小區配置參數和公共信道配置參數；RNC通過Uu接口告訴用戶設備公共傳輸信道；用戶設備接收從RNC傳輸的公共信道的配置參數。
全文摘要
一種控制數據發送的方法，方法包括步驟RNC獲得其與各基站之間的傳輸時延和時間差別；RNC配置小區和發送數據的公共信道；RNC控制各小區發送數據的開始時間；RNC通過Uu接口告訴用戶設備公共傳輸信道的幀偏移量和chip偏移量；用戶設備接收從RNC傳輸的公共信道的配置參數。本發明實現了不同小區的公共信道的信號合併，使得用戶設備接收的信號質量更好，系統的吞吐量更大。
文檔編號H04B7/26GK1728881SQ20051008608
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月19日 優先權日2004年7月29日
發明者孫春迎, 格特－揚, 範利斯豪特, 郭魯睿, 李小強 申請人:北京三星通信技術研究有限公司, 三星電子株式會社