一種基站重構方法
2024-02-16 11:07:15
專利名稱：一種基站重構方法
技術領域：
本發明涉及在無線通信網絡的不同無線收發信機設備之間指派通信信道的一種方法和裝置。本發明尤其涉及在蜂窩無線通信網絡中不同無線收發信機設備之間的數據傳輸信道上提供無線信道重構故障的無縫恢復的一種方法和裝置。
近來，用於移動通信的無線通信網已非常普遍。這種無線通信網在各用戶的移動無線收發信機設備之間建立相互通信，前述移動無線收發信機設備作為第一無線收發信機設備，此後稱為移動臺MS。
這種蜂窩網絡一般由多個靜止的無線收發信機設備組成，前述靜止的無線收發信機設備作為第二無線收發信機設備，此後稱為基站BS。可以假定每個基站由無線網絡控制器設備RNC控制。不同移動臺MS之間的通信通過至少一個中間基站BS建立。各基站BS通過其無線覆蓋區定義無線小區。在小區中出現的移動臺MS與小區的基站BS建立無線連接。
這種蜂窩無線網中採用的傳輸原理一般基於多址接入方法。按照這種方法，多個用戶例如按照已知的時分多址接入(TDMA)方案，或者按照稱為寬帶碼分多址(W-CDMA)的方案，共享同一信道。(傳輸原理例如在歐洲電信標準委員會(ETSI)所發布的GSM規範中規定。這樣，在TDMA傳輸中，(物理)信道被劃分成多個時隙，將這些時隙指派給各用戶用於通信，時隙分成組，形成幀單元。但是，按照W-CDMA，存在劃分成時隙的無線幀，但是多個時隙被指派給同一用戶。按照W-CDMA，多址接入基於傳輸中使用的碼，而不是時間。)這種幀中傳送的數據包括需要在用戶之間傳送的實際信息(例如語音數據)，以及用於建立和/或維護用戶間和/或用戶MS和各基站BS間的通信信道的控制數據。數據在所謂的上行傳輸UL中從各移動臺MS傳送到小區的基站BS，在所謂的下行傳輸DL中從基站BS傳送到各移動臺MS。上行和下行傳輸的各個信道物理上彼此不同，每個基站BS被設計成為上行和下行傳輸分別提供至少一個信道。但是，基站可以調整成為每個傳輸方向，上行UL或下行DL，分別提供多個不同信道。
無線通信網中的實際傳輸通過用戶MS和小區基站BS之間的無線路徑實現。無線路徑(空中接口Um)層1(L1物理層)是傳輸的最低層，由其物理參數和/或其它特性P，P』定義。無線路徑特性在物理參數方面，包括例如頻率，傳輸的信號功率，以及小區幹擾值。無線接口的第1層參數還包括例如前向糾錯編碼，交織，第一層數據流復用成物理信道的配置。物理信道的頻率取決於基站側可用的頻率(信道)和/或小區中的業務量負荷，而信號功率參數取決於基站的環境(有或無例如山谷的鄉村地區)或者人口密集的城市區域和/或基站BS和與所述基站通信的移動臺MS之間的距離。
建立新的、釋放舊的或者修改已指派的用戶數據流傳送業務集(承載業務)都需要修改物理層的參數，例如新的前向糾錯編碼或者(作為CDMA特定參數)信道化碼，還需要考慮改變的環境情況，例如因為移動臺MS正遠離基站，在基站BS到移動臺MS之間的視距範圍內有一座山。
L1參數P，P』的集合以數據傳輸(消息)的形式從無線網絡控制器RNC發送到基站BS和移動臺MS。如果參數合法，那麼這種消息可以還包括開始時間，即幀編號。該消息通過專用於信令信息傳輸的(邏輯)信令信道，表示改變實際參數集的請求，例如從集P改變到修改集P』的請求。
但是，可能會出現改變和/或調整無線接口的信令過程失敗的情況。
此外，即使將參數傳送給移動臺MS，該移動臺也可能出於某些原因無法應用所傳送的參數。因此，會出現這樣的情況一組新參數P『僅在網絡側合法，即由無線網絡控制器RNC和基站BS使用(假定新的L1參數集的同步正常無誤)，而移動臺MS仍使用迄今為止合法的參數集P進行通信。
顯然，這會導致基站BS和移動臺MS之間的參數失配。因此，這可能會導致移動臺MS檢測到無線鏈路故障。此外，在WCDMA中，即使到專用物理控制信道的同步正常，也無法再解碼從移動臺MS到基站BS(上行UL)的數據傳輸所使用的物理信道。
上述現象將會導致故障，如果參數失配無法糾正，故障又會導致通信(呼叫)丟失(或者無法建立)。
此外，在最少的情況下，網絡側一般能在一個交織周期之後發現故障(交織表示了將脈衝串差錯變成隨機差錯的一種差錯控制技術，如同在例如Y.Akaiwa所著以下文獻第287頁所描述的那樣「Introduction To Digital Mobile Communication」，John Wiley Sons，New York，USA，1997)。但是，在作出涉及信道狀態的決定時，需要多個交織周期。因此，只能在檢測到故障之後才能將信道故障通知給無線網絡控制器。
因此，本發明的一個目的是提供一種方法和相應的設備，用於在無線通信網的第一無線收發信機設備和第二無線收發信機設備之間指派通信信道，它消除了上述缺陷。本發明尤其旨在提供一種網絡側無線信道重構的無縫恢復的方法和設備。
該目的通過在無線通信網的第一無線收發信機設備和第二無線收發信機設備之間指派通信信道的一種方法實現，該方法包括以下步驟監控指派的第一通信信道的參數，檢測改變所述第一通信信道的所述被監控參數的請求，在檢測到改變參數的請求之後，激活第二通信信道用於所述第一和所述第二無線收發信機設備之間的通信，解碼這兩個通信信道，判斷是否已成功解碼了所述附加激活的第二通信信道，在判斷出已成功解碼了所述第二通信信道之後，釋放所述第一通信信道，僅通過所述第二通信信道繼續通信。
此外，以上目的通過在無線通信網的第一無線收發信機設備和第二無線收發信機設備之間指派通信信道的一種設備實現，包括監控裝置，用於監控指派的第一通信信道的參數，檢測裝置，用於檢測改變所述第一通信信道的所述被監控參數的請求，激活裝置，用於在檢測到改變參數的請求之後，激活第二通信信道用於所述第一和所述第二無線收發信機設備之間的通信，解碼裝置，用於解碼這兩個通信信道，判斷裝置，用於判斷是否已成功解碼了所述附加激活的第二通信信道，釋放裝置，用於在接收到已成功解碼了所述第二通信信道的判斷結果之後，釋放所述第一通信信道，僅通過所述第二通信信道繼續通信。
本發明的進一步特點在各相關的權利要求中定義。基於按照本發明的方法和設備，可以實現以下優點和改進(1)在出現參數改變時，物理L1層的無線參數P可以安全地重新定義。
(2)可以減少丟失的呼叫率，即丟失呼叫的數量。
(3)在按照WCDMA原理工作的網絡中，可以迅速地，很可能在單個交織周期之後，檢測出無線信道重構時出現的故障。此外，(故障)無線信道重構的恢復不會引起上行方向UL傳輸的任何數據丟失。
(4)在成功重構情況下，不需要將基站處理的整個重構過程(臨時資源激活和去活)都通知無線網絡控制器。
因此，減少了網絡控制器的無線資源的處理負荷。
下面結合附圖描述本發明，在附圖中
圖1概要地示出了無線通信網絡的部件；圖2(由圖2A 2B組成)的流程圖說明了按照本發明一種實施例的可調設備的方法和操作。
按照本發明，如果空中接口參數集P改變(或被改變)成第一層的新參數集P』(是指按照OSI/ISO通信層模型的第一層)，已指派的(「原」)第一層上行和/或下行參數在基站BS中保持活躍，直至移動臺MS成功啟用了新的通信信道。
換句話說，例如在上行傳輸(UL)中，為新的通信信道UL2激活基站BS側的新的硬體資源，而不需要釋放為分配給前一(「原」)無線通信信道UL1的資源，UL2的特徵由新參數集P』指定。更精確地講，存在一個從移動臺MS到基站BS的物理信道傳輸，但基站BS側有兩個接收單元R，它們分別利用各移動臺MS的不同的第一層參數工作。這樣，基站BS中僅有一個接收單元R可以接收移動臺MS的信號，它可以提供正確的解碼結果。
如果在下行DL方向上，新參數和原第一層參數都保持活躍，則意味著有兩個傳輸無線通信信道(基站的發射機單元)活躍。圖1概要示出了以上解釋的這種情況。無線網絡控制器設備RNC與無線網絡的基站BS通信，並控制該基站。但是，應當注意到，實際上無線網絡控制器設備RNC控制網絡的多個基站。基站BS與出現在基站小區中的移動臺MS通信。
具體而言，從移動臺MS到基站BS的上行方向UL上的數據傳輸通過上行通信信道(使用參數集P的UL1，或者使用參數集P』的UL2)實現。在給出的例子中，所用的上行通信信道UL1、UL2在第一層(L1)參數P、P』上有所不同。從基站BS到移動臺的下行方向DL上的數據傳輸通過下行通信信道DL。在基站側，上行方向上傳送的數據的接收由基站中兩個活躍的接收單元實現(圖1中由R標記)，每個單元分別使用參數集P、P』接收。
應當理解，給出的情況僅是一個例子。商用基站可以有多個信道，分別超過兩個上行和/或一個下行信道，圖僅示出了可以實現本發明的基站的最小需求。本發明僅需要基站具有足夠的硬體資源，能夠為連接臨時分配附加數量(例如雙倍)的硬體資源。如果多於一個移動臺MS同時與基站BS通信，則應當有足夠的硬體資源和通信信道，使得可以為每個移動臺MS指派兩個不同的信道用於通信，在基站BS的小區中，這兩個信道不同時用於通信。但是，為了進一步解釋方便，以下描述僅針對單個移動臺。
圖2給出的流程圖說明了可調設備的方法和操作。該設備(圖1中未示出)形成圖1所示的基站BS的部件。
現在參看圖2A，整個過程開始於步驟S1。在後續步驟S2中，檢查移動臺MS和基站BS之間的上行通信信道，例如UL1，是否活躍。這種上行通信信道由基站BS中可用的至少兩個接收單元R中的一個接收，接收單元在圖1所示例子中標記為R[UL1(P)]。如果沒有檢測到活躍的上行通信信道(步驟S2中的NO)，則過程重複，直至檢測到活躍的第一上行通信信道UL1(步驟S2中的YES)。響應於這種檢測，在步驟S3，監控所述通信信道UL1的L1參數集P。在步驟S4中，檢測無線網絡控制器RNC側是否同時指令改變前一監控的參數P。如果沒有檢測到參數改變請求/指令(步驟S4中的NO)，則上行通信中維持(步驟S5)通信信道UL1以前指派/激活的接收單元R[UL1(P)](利用第一層參數集P接收)，流程返回到步驟S3。但如果檢測到L1參數集的改變請求，即需要為新的通信信道UL2激活新參數P』，則過程前進到步驟S6。在步驟S6中，在移動臺MS和基站BS之間的上行通信中激活通信信道UL2(利用第一層參數集P』接收)的附加的新接收單元R[UL2(P』)]。應當注意到，在這種情況下，通信信道UL1和UL2的基站BS的接收單元R同時活躍，同時從移動臺MS到基站BS仍只有一個物理信道傳輸。
在後續步驟S7中，為通信信道UL1和UL2的L1參數(P，P』)解碼上行物理信道上傳送的數據。此後，在步驟S8中，判斷利用通信信道UL2上附加激活的接收單元傳輸的數據的解碼是否正確。如果規定通信信道UL2的L1參數集的傳輸數據的解碼失敗，即判斷解碼出錯，(步驟S8中的NO)，則該方法進入分支，在步驟S9中繼續(圖2B)。
現在參看圖2B，在步驟S9中確定表徵通信信道UL1的L1參數集的傳輸數據的解碼是否仍成功。如果確定利用定義通信信道UL1的參數集P解碼傳輸數據不成功(步驟S9中的NO)，則流程進行到步驟S10。在步驟S10中，可以證實通信(呼叫)已被終止或丟失，因為利用定義通信信道UL1、UL2的參數集都不能解碼數據。但如果利用通信信道UL1的參數集解碼成功(步驟S9中的YES)，則流程進行到步驟S11。在步驟S11中，利用原先為信道UL1(具有「原」參數P)指派的參數繼續通信。即，繼續使用接收單元R[UL1(P)]，同時釋放單元R[UL1(P』)]，使其又處於空閒狀態。這確保了不會因無法成功建立具有新參數P』的新通信信道UL2而丟失數據。此後，在步驟S12中，通知無線網絡控制器RNC無法建立新信道UL2用於移動臺MS和基站BS之間的通信。無線網絡控制器RNC可以採取另一適當的行動來改變參數集，利用改動後的參數集建立新的通信信道。
再次參看圖2A，如果利用表示通信信道UL2參數解碼發送的數據成功，即判定解碼正確(步驟S8中的YES(是))，則該方法流繼續到步驟S13。在步驟S13，釋放採用通信信道UL1的參數P的前一指派/活躍接收單元R[UL1(P)]，移動臺MS和基站BS之間的通信利用通信信道UL2繼續，即接收單元R使用通信信道參數集P』進行接收。這樣，通信信道UL2是指派的通信信道，流程返回到步驟S2。如果指令了其它參數，則重複該處理。
通過以上描述，可以清楚地知道從移動臺到基站只有一個物理信道傳輸，但基站中為同一移動臺MS激活了具有不同第一層參數(P，P』)的兩個接收單元，圖1概要示出了這種情況。基站側的這兩個接收單元中只有一個接收可以正確解碼的信號。
需要注意，儘管圖2A的步驟S13提到將UL2設置成UL1，但這只是為了解釋只涉及兩個通信信道的情況。通信信道UL2的特性當然由它的指定參數集P』來定義。
通過以上描述，可以清楚地知道按照本發明，基站BS側總選擇能夠提供連續解碼的L1幀的通信信道。具體而言，在成功重構情況下，不需要將基站處理的臨時資源激活和去活的整個重構過程都通知無線網絡控制器RNC。因此，減少了無線網絡控制器RNC的處理負荷。只有在以新參數建立新的通信信道失敗，而維持原參數以使數據和呼叫不會丟失時，才涉及無線網絡控制器RNC。整個過程對移動臺是透明的。
以上針對僅提供兩個上行信道(接收單元R)的基站的例子描述了本發明。但是，如果可以使用多於兩個上行通信信道UL，那麼在步驟S6中必須決定為新參數選擇哪個信道。
前面提過，本發明要求指令改變其參數集的每個通信信道配備有附加的硬體資源(例如在考慮上行UL傳輸時，是接收單元R)。但是，從避免提供大量通常無用的硬體資源角度來看，可能不希望為所有可用信道固定提供兩倍數量的硬體資源。出於實際因素考慮，可以考慮在通信信道參數集的請求改變可能足夠的情況下，為每個基站附加地激活單個通信信道。其原因是，可以認為基站BS側同時指令改變通信信道參數集的可能性相當低。
為此，可以採取措施確保基站BS的所有可用通信信道中有至少一個通信信道可以被指派用於步驟S3到S13。
具體而言，可以規定在檢測到已指派的通信信道(正在進行的呼叫)的數量已到達可用通信信道的總量減1時，禁止建立移動臺MS和基站BS之間的新的通信。
以上給出的本發明的描述主要考慮了上行傳輸信道。但是，下行傳輸資源也可以利用類似於以上描述的方式激活。但是，這需要將兩個信道所引起的幹擾考慮在內，並且需要無線資源調度需求的允許，因為在CDMA中，所有的信號都同時發送且相互幹擾。
應當理解，以上描述和附圖僅用於通過例子說明本發明。在後附權利要求書的範圍內，本發明的優選實施例可以有所變化。
權利要求
1.在無線通信網的第一無線收發信機設備(MS)和第二無線收發信機設備(BS)之間指派通信信道的一種方法，該方法包括以下步驟監控(S2，S3)指派的第一通信信道(UL1)的參數(P)，檢測(S4)改變(P』)所述第一通信信道的所述被監控參數(P)的請求，在檢測到改變參數的請求之後，激活(S6)第二通信信道(UL2)用於所述第一和所述第二無線收發信機設備之間的通信，解碼(S7)這兩個通信信道，判斷(S8)是否已成功解碼了所述附加激活的第二通信信道(UL2)，以及在判斷(S8)出已成功解碼了所述第二通信信道之後，釋放(S13)所述第一通信信道(UL1)，僅通過所述第二通信信道(UL2)繼續通信。
2.根據權利要求1的方法，還包括第一維持步驟(S5)，用於在所述檢測步驟(S4)沒有檢測到參數變化時，維持所述第一通信信道(UL1)以進行傳輸。
3.根據權利要求1或2的方法，還包括以下步驟如果所述第二通信信道(UL2)解碼失敗，則確定(S9)是否已成功解碼了所述第一通信信道(UL1)，以及第二維持步驟(S11)，用於在已成功解碼了所述第一通信信道(UL1)時，維持所述第一通信信道(UL1)以進行傳輸。
4.根據權利要求3的方法，還包括以下步驟通知(S12)無線網絡控制器(RNC)無法利用所述第二信道(UL2)建立所述第一無線收發信機設備(MS)和所述第二無線收發信機設備(BS)之間的無線通信。
5.根據任一前述權利要求的方法，其中在激活所述第二信道(UL2)之後，信道(UL1，UL2)暫時同時活躍。
6.根據任一前述權利要求的方法，其中所述通信在按照GSM規範所定義的幀單元中實現。
7.根據權利要求6的方法，其中所述通信幀按照寬帶碼分多址(W-CDMA)標準定義。
8.根據任一前述權利要求的方法，其中對上行傳輸進行所述無線信道指派。
9.在無線通信網的第一無線收發信機設備(MS)和第二無線收發信機設備(BS)之間指派通信信道的一種設備，包括監控裝置(S3)，用於監控指派的第一通信信道(UL1)的參數(P)，檢測裝置(S4)，用於檢測改變(P』)所述第一通信信道的所述被監控參數(P)的請求，激活裝置(S6)，用於在檢測到改變參數的請求之後，激活第二通信信道(UL2)用於所述第一和所述第二無線收發信機設備之間的通信，解碼裝置(S7)，用於解碼這兩個通信信道，判斷裝置(S8)，用於判斷是否已成功解碼了所述附加激活的第二通信信道(UL2)，釋放裝置(S13)，用於在接收到已成功解碼了所述第二通信信道的判斷結果之後，釋放所述第一通信信道(UL1)，僅通過所述第二通信信道(UL2)繼續通信。
10.根據權利要求9的設備，還包括第一維持裝置(S5)，用於在所述檢測步驟(S4)沒有檢測到參數變化時，維持所述第一通信信道(UL1)以進行傳輸。
11.根據權利要求9或10的設備，還包括第一確定裝置(S9)，如果所述第二通信信道(UL2)解碼失敗，則確定(S9)是否已成功解碼了所述第一通信信道(UL1)，以及第二維持裝置(S11)，用於在已成功解碼了所述第一通信信道(UL1)時，維持所述第一通信信道(UL1)以進行傳輸。
12.根據權利要求11的設備，還包括以下步驟通知裝置(S12)，用於通知無線網絡控制器(RNC)無法利用所述第二信道(UL2)建立所述第一無線收發信機設備(MS)和所述第二無線收發信機設備(BS)之間的無線通信。
全文摘要
本發明提出了在無線通信網的第一無線收發信機設備(MS)和第二無線收發信機設備(BS)之間指派通信信道的一種方法,該方法包括以下步驟:監控(S2,S3)指派的第一通信信道(UL1)的參數(P),檢測(S4)改變(P』)所述第一通信信道的所述被監控參數(P)的請求,在檢測到改變參數的請求之後,激活(S6)第二通信信道(UL2)用於所述第一和所述第二無線收發信機設備之間的通信,解碼(S7)這兩個通信信道,判斷(S8)是否已成功解碼了所述附加激活的第二通信信道(UL2),以及在判斷(S8)出已成功解碼了所述第二通信信道之後,釋放(S13)所述第一通信信道(UL1),僅通過所述第二通信信道(UL2)繼續通信。本發明還提出了相應的設備。
文檔編號H04B17/00GK1270720SQ98809125
公開日2000年10月18日 申請日期1998年9月16日 優先權日1998年9月16日
發明者特海·弗塔嫩 申請人:諾基亞網絡有限公司