移動通信系統中的小區更改方法

2023-12-12 02:37:27 1

專利名稱：移動通信系統中的小區更改方法
技術領域：
本發明涉及能應用於移動通信系統尤其是蜂窩式系統的無線電資源管理中的一種小區變換方法。
背景技術：
一種用於通信系統中非實時服務的誤差檢測的通用技術是可與前向糾錯(FEC)合併的自動重複請求(ARQ)方案。在ARQ中，如果通過循環冗餘校驗(CRC)在PDU(協議數據單元)中檢測到誤差，則接收機請求發射機發出附加位。在移動通信中，在現有ARQ方案中，最經常地使用SAW(停止並等待)方案和SR(選擇性重複)方案。SAW是這樣一種方案，其中發射機發出PDU，並在確認某一時間周期內沒有來自接收機的重複請求之後，發送下一PDU。SR方案是這樣一種方案，其中為PDU分配序列號，並根據與從接收機返回的序列號對應的重複請求(ACK/NACK)的存在/不存在而僅對需要重發的PDU執行重發。
在發射機發送前，PDU被編碼。現在已研究一種通過合併使用編碼和ARQ而實現更有效的誤差控制的方案。它們被稱作混合自動重複請求(HARQ)，並大致分為下面三種類型。(例如，S.Kallel，「Analysis of a type IIhybrid ARQ scheme with code combining」，IEEE Transactions onCommunications，Vol.38#8，August 1990，和S.Kallel et al.，「Throughputperformance of Memory ARQ schemes」，IEEE Transactions on VehicularTechnology，vol.48#3，May 1999.)這些類型是類型I錯誤的PDU被丟棄，並且該PDU的新拷貝被單獨重發和解碼。這沒有合併該PDU的較早和稍後版本。
類型II需要重發的錯誤PDU沒有被丟棄，而與發射機提供的一些增加的冗餘位合併，用於隨後的解碼。重發的PDU有時具有較高的編碼率，並在接收機與存儲的值合併。這意味著每次重發時僅添加少量冗餘。
類型III除了每個重發的PDU是可自解碼的之外，它與類型II相同。這暗示PDU無需與先前PDU合併就可解碼。如果一些PDU嚴重受損使得幾乎沒有信息可重用時，這是非常有用的。
鏈路自適應的另一種技術是自適應調製和編碼(AMC)。AMC的描述可見3GPP TSG RAN「Physical Layer Aspects of High Speed Downlink PacketAccess」TR25.848V5.0.0和A.Ghosh et al.，「Performance of Coded Higher OrderModulation and Hybrid ARQ for Next Generation Cellular CDMA Systems」，Proceedings of VTC 2000。
AMC的原理是在系統限制下，根據信道條件的變更而改變調製和編碼格式。可例如基於來自接收機的反饋而估計信道條件。在具有AMC的系統中，處於有利位置的用戶(移動臺)，例如接近小區站點的用戶一般分配有較高碼率的較高階調製(例如R＝3/4 Turbo碼的64QAM)，而處於不利位置的用戶，例如接近小區邊界的用戶一般分配有較低碼率的較低階調製(例如R＝1/2 Turbo碼的QPSK)。在以下描述中，編碼和調製的不同合併將稱作調製編碼方案(MCS)級別。這裡，發送將分裂為多個發送時間間隔(TTI)，而每一TTI的MCS級別可改變。HSDPA(高速下行分組接入，稱為段0)的TTI間隔等於2ms。實現AMC的主要好處在於處於有利位置的用戶可得到較高數據率，這反過來增加小區的平均吞吐量，並降低由於基於調製/編碼方案的變更而不是發射功率的變更的鏈路自適應而引起的幹擾變更。
分組的發送格式還具有另一可配置參數。通過增加一個TTI中的正交碼的數量，也增加可發送的信息總量。在下文中，正交碼的數量和MCS將稱作發送格式資源合併(TFRC)。
分組調度是用於將發送機會和發送格式分派給允許進入共享信道的用戶的一種資源管理算法。由此，例如通過將發送機會分派給處於有利信道條件下的用戶，而在基於分組的移動無線電網絡中與自適應調製和編碼合併使用分組調度，以最大化吞吐量。
儘管以上對背景技術的描述主要集中在例如HARQ方案的重發協議、以及例如AMC和分組調度的鏈路自適應技術上，現在將參考圖和附圖而更詳細地描述可能應用這些技術的公知領域。更具體地，現在將在3GPP(第3代夥伴項目)中進行標準化的HSDPA(高速下行分組接入)技術稱為UMTS(通用移動電信系統)的特徵。
圖1中示出了UMTS架構的概念圖(見例如H.Holma，et al.，「WCDMA forUMTS」，John Wiley，2000)。該網絡元件從功能上分組為核心網(CN)100、UMTS地面無線電接入網(UTRAN)110、和移動臺——用戶設備(UE)120。UTRAN 110負責處理所有與無線電相關的功能性，而CN 100負責將呼叫和數據連接路由發送到外部網絡。如圖中可見，開放(open)接口Iu和Uu限定這些網絡元件的互連。應注意UMTS系統是模塊化的，所以可能具有相同類型的幾個網絡元件。
圖2更詳細地圖示了UTRAN的架構。多個無線電網絡控制器(RNC)220和230與CN 100相連。每一RNC 220、230控制一個或幾個基站(節點B)240-270，而這些基站又與UE 120通信。控制幾個基站240-270的RNC 220、230稱為這些基站的控制無線電網絡控制站(C-RNC)。由它們的C-RNC伴隨的一組受控基站稱為無線電網絡子系統(RNS)200、210。
對於用戶設備120和UTRAN 110之間的每一線路，一個RNS 200、210起到服務無線電網絡控制系統(S-RNS)的作用。S-RNS維持與核心網(CN)100的Iu線路。當需要時，漂移(Drift)無線電網絡控制系統(D-RNS)300通過提供無線電資源而支持服務RNS 310，如圖3所示。將各RNC稱作服務無線電網絡控制站(S-RNC)310和漂移無線電網絡控制站(D-RNC)300。下面，為了簡化起見，假設C-RNC和D-RNC相同，從而將僅使用縮寫S-RNC或RNC。
高速下行分組接入(HSDPA)是在UMTS版本5中標準化的技術。它將通過例如自適應調製和編碼在Uu接口引入增強而在下行鏈路中提供更高數據率。HSDPA依賴於HARQ類型II/III、共享信道中激活的UE的快速選擇、和根據隨時間變化的信道條件的發送格式參數的自適應。
圖4示出了3GPP TSG RAN TR 25.308，「High Speed Downlink PacketAccess(HSDPA)Overall Description Stage 2」，V5.2.0中描述的HSDPA的用戶平面無線電接口協議架構。HARQ協議和調度功能屬於跨越基站——節點B240-270、和UE 120分布的MAC-hs子層。應注意也可在確認模式下RLC子層的級別上的RNC 220、230和UE 120之間建立基於SR ARQ協議的滑動窗口機制。從RLC子層提供的用於CN 100和UE 120之間的P to P(點到點)連接的服務稱為無線電接入載體(RAB，radio access bearer)。每一RAB隨後映射到從MAC層提供的服務。該服務稱為邏輯信道(LC)。
在圖4的架構中，HS-DSCH FP(高速下行鏈路共享信道幀協議)負責節點B 240-270和RNC 220、230之間的流控制。它基於從RNC 220、230獲得的請求，而確定可授予RNC 220、230的用於跨越傳輸網發送分組的容量(調節位置)。更具體地，由源於S-RNC 310的HS-DSCH FP的CAPACITY REQUEST(容量請求)消息請求該容量。由從節點B 240-270發出的CAPACITY GRANT(授予容量)消息授權允許在一定時間周期內發送一定量的數據。
通過在控制平面發信令(signaling)來配置協議的參數。通過用於在無線電網絡(即S-RNC 310和UE 120)之間發信令的無線電資源控制(RRC)協議、以及應用協議、Iub接口上的節點B應用部分(NBAP)和Iur接口上的RNSAP(無線電網絡子系統應用部分)來管理該信令。
在更詳細地討論UTRAN內移動管理的方面之前，現在將根據3GPP TR21.905，「Vocabulary for 3GPP Specifications」，V 5.1.0給出一些定義。下面將解釋有關移動管理的一些過程。
術語「無線電鏈路」是單個UE和單個UTRAN接入點之間的邏輯關聯。其物理實現包括無線電載體發送。
「交接(handover)」定義為MS(移動臺)連接從一個無線電載體到另一個無線電載體的改變(硬交接)，其中發生連接的暫時中斷；或將無線電載體包括/排除在MS連接中/外，使得UE一直與UTRAN連接(軟交接)。軟交接特別用於採用碼分多址(CDMA)技術的網絡中。由移動無線電網絡中S-RNC控制交接執行。
「激活集(active set)」包括在MS和無線電網絡之間的特定通信服務中同時包括的一組無線電鏈路。
「激活集更新過程」更改UE和UTRAN之間的通信的激活集，見例如3GPP TSG RAN WG2，「Radio Resource management Strategies」，V.4.0.0。該過程包括三個功能無線電鏈路添加、無線電鏈路去除、和合併的無線電鏈路添加和去除。將同時無線電鏈路的最大數目設置為8。一旦各基站的導頻信號強度相對於激活集內的最強基站的導頻信號超過預定第一閾值，則將新無線電鏈路添加到該激活集中。另外，一旦各基站的導頻信號強度相對於激活集內的最強成員低於預定第二閾值，則從該激活集中刪除新無線電鏈路。一般將用於無線電鏈路添加的第一閾值選擇為高於用於無線電鏈路刪除的第二閾值。因此，添加和刪除事件相對於導頻信號強度形成滯後現象(hysteresis)。利用RRC信令將導頻信號測量從UE報告給網絡(S-RNC)。在發出測量結果之前，通常進行一些濾波以使快速衰落達到平均。一般濾波持續時間為大約200ms(見例如3GPP TSG RAN WG2，「Requirements for Support of RadioResource Management(FDD)」，V.4.0.0)，並對交接延遲有貢獻。基於測量結果，S-RNC能決定開始執行激活集更新過程的一項功能。
應注意HSDPA架構可分為兩個不同的方面(1)重發協議的下行發送實體(entity)RLC和MAC-hs分別位於S-RNC和節點B中；和(2)無線電資源管理算法、交接控制和分組調度基於從UE獲得的兩個獨立測量，並分別位於S-RNC和節點B中。這些特徵對HSDPA中的移動管理和上下文保持有一定暗示。
HS-PDSCH(高速物理下行鏈路共享信道)是與HS-DSCH關聯的物理信道。用關聯專用物理信道(A-DPCH)發送該HS-PDSCH。作為專用信道，A-DPCH受功率控制。將HS-PDSCH的幀(2ms的TTI)選擇為與專用信道的幀(10ms)相比特別短，以允許快速調度和鏈路自適應。施加軟交接將引起激活集內所有節點B的調度操作的負擔。即使解決了該問題，仍然需要特別嚴格的定時，以提供對激活集的所有成員的調度決策。所以，HS-PDSCH不支持軟交接。同時，允許A-DPCH的軟交接，這意味著可以從多於一個基站向合併獲得的信號的UE進行發送。該與HSDPA無線電鏈路相關的交接過程稱為「服務HS-DSCH小區改變」。
在服務HS-DSCH小區改變過程中，服務HS-DSCH鏈路的角色從一個無線電鏈路轉移到另一個無線電鏈路(參考圖5)。該過程中涉及的兩個小區標註為源HS-DSCH小區和目標HS-DSCH小區。該「網絡控制的服務HS-DSCH小區改變」具有這樣的特性，即網絡對目標小區做出決定。在UMTS中，在S-RNC中執行該決定處理。該小區改變過程可由UE啟動，從而稱為「受UE控制的服務HS-DSCH改變過程」。分類小區改變過程的另一標準是關於服務HS-DSCH節點B的標準。
將控制用於特定UE的服務HS-DSCH小區的節點B定義為「服務HS-DSCH節點B」。「節點B內服務HS-DSCH小區改變過程」是由同一節點B控制的源和目標HS-DSCH小區的小區改變過程。在「節點B間服務HS-DSCH小區改變過程」中，由不同節點B控制源和目標HS-DSCH小區。在圖5中，與UE 500相關的服務HS-DSCH無線電鏈路(L1)從源HS-DSCH節點B 510控制的源HS-DSCH小區轉移到目標HS-DSCH節點B 520控制的目標HS-DSCH小區。順便提及，源HS-DSCH節點B 510和目標HS-DSCH節點B 520都由RNC 530控制。
還應注意「同步服務小區改變過程」允許節點B和UE在交接完成後同時開始發送/接收信號。用由S-RNC中的RRC實體設置的激活定時器來維持UE和網絡之間的同步。由於Iub/Iur接口上的未知延遲、處理和協議延遲，當確定激活定時器設置時採用合適的容限。該容限對交接延遲也有貢獻。
應注意執行節點B間服務HS-DSCH小區改變過程也暗示執行「服務HS-DSCH節點B重定位過程」，並且這時出現HARQ上下文重定位的問題。
下面，將參考圖6討論在同步節點B間服務小區改變過程期間的信令的例子。應注意，在圖6中，為了便於理解而為每個信令分配一個編號。(見3GPPTSG RAN、TR 25.308「High Speed Downlink Packet Access(HSDPA)OverallDescription Stage 2」，和3GPP TSG RAN、TR 25.877「High Speed DownlinkPacket AccessIub/Iur Protocol Aspects」，V.5.1.0)在圖6中，假設在S-RNC中同時進行對開始激活集更新和小區改變過程的決定。
首先，假設移動臺(UE)600經由RRC信令將MEASUREMENTREPORT(測量報告)消息(信令1)發送到S-RNC 630，然後S-RNC 630基於接收的測量報告確定合併無線電鏈路添加和服務HS-DSCH小區改變的需要，並進行對開始激活集更新和小區改變過程的決定(處理640)。
在第一步驟，S-RNC 630通過經由RNSAP/NBAP協議發送RADIO LINKSETUP REQUEST(無線電鏈路建立請求)消息(信令2)而啟動到目標基站(目標節點B)610的專用信道的新無線電鏈路的建立。目標節點B 610通過經由RNSAP/NBAP協議將RADIO LINK SETUP RESPONSE(無線電鏈路建立響應)消息(信令3)發送到S-RNC 630，而確認無線電鏈路的建立。S-RNC 630還經由RRC協議將ACTIVE SET UPDATE(激活集更新)消息(信令4)發送到UE600。該ACTIVE SET UPDATE消息包括用於在添加的無線電鏈路(而非HS-PDSCH)中建立專用物理信道的必要信息。現在，該UE 600將添加新無線電鏈路，並經由RRC協議將ACTIVE SET UPDATE COMPLETE(激活集更新完成)消息(信令5)返回到S-RNC 630。這完成了專用信道的新無線電鏈路的添加，並開始源和目標小區兩者中的專用信道的發送和接收(處理650)。
現在，S-RNC 630將進行該過程的下一步驟，即服務HS-DSCH小區改變。對於同步的服務HS-DSCH小區改變，源基站(源節點B)620和目標基站610都首先準備在激活時間執行交接和小區改變。
首先，S-RNC 630經由NBAP/RNSAP協議與源節點B 620交換信令消息，包括MAC-hs RELEASE REQUEST(MAC-hs釋放請求)(信令6)、RADIO LINKRECONFIGURATION PREPARE(無線電鏈路重新配置準備)(信令7)、RADIOLINK RECONFIRURATION READY(無線電鏈路重新配置就緒)(信令8)、和RADIO LINK RECONFIGURATION COMMIT(無線電鏈路重新配置提交)(信令9)。應注意RADIO LINK RECONFIGURATION COMMIT消息包括源節點B 620的激活時間信息。隨後也在S-RNC 630和目標節點B 610之間交換相同的消息集(信令10-12)。期望供源節點B 620和目標節點B 610使用的信令的差別僅在於S-RNC 630通過NBAP/RNSAP協議的MAC-hs RELEASEREQUEST通知源節點B 620執行MAC-hs實體的復位。
最後，經由RRC信令從S-RNC 630向UE 600發出PHYSICAL CHANNELRECONFIGURATION(物理信道重新配置)消息(信令13)。它包括激活時間信息和對UE 600的MAC-hs復位的請求。當建立通信時，UE 600以PHYSICALCHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE(物理信道重新配置完成)消息做出響應。這完成了共享信道的新無線電鏈路的添加，並開始目標小區中的共享信道的發送和接收(處理660)。
然而，如下面更詳細描述的一樣，在傳統節點B間服務小區改變過程期間，可出現幾個問題。這些問題可歸納為與由於小區改變過程引起的分組丟失和延遲有關，並與由於決策延遲引起的頻繁小區改變有關。
首先，討論由於小區改變過程引起的分組丟失問題。如上所述，該服務HS-DSCH節點B重定位過程也涉及將HARQ上下文從源節點B轉移到目標節點B的問題。不存在UTRAN內不同基站之間的直接物理接口，因此將不得不經由RNC執行該上下文轉移。當不得不執行節點B重定位過程時，這將包括顯著的轉移延遲，並且這是當前方案受限於清洗(flush)UE側的重新排序緩衝器並將所有成功接收的分組轉移到更高層的原因。而且，一旦執行了服務節點B改變，則不得不丟棄節點B中緩存的所有分組。
假設S-RNC與D-RNC相同，並且單向Iub延遲等於50ms，則可如下表所示計算每個用戶和特定服務的最差情況節點B緩衝器佔用(將消耗的緩存區域)。該表格描繪了節點B最小緩衝器佔用。根據Iub接口上採用的特定流控制算法，節點B緩衝器佔用可改變。

此外，該數據丟失也可導致額外的延遲。現在將更詳細地討論由於小區改變過程引起的延遲問題。
除了對所有過程特定的並可從如上所示測量和同步延遲產生的交接延遲之外，還存在由數據丟失引入的額外延遲。該延遲由於對丟失分組的補償而發生。
對於需要數據發送的高可靠性的交互式服務，通常配置RLC子層以確認模式工作。由於RLC的實體位於RNC和UE內，所以RLC對於節點B間服務小區改變過程是透明的。由此，從節點B緩衝器丟失的分組和從UE重新排序緩衝器轉發到更高層的分組的序列號中檢測到的任何錯過的分組不得不通過RLC重發來進行補償。這將導致主要由於在傳輸網絡的接口上重發這些分組引起的額外延遲。
該增加的延遲可觸發用於端到端(終端間)發送的可靠傳輸協議(TCP)的寄生(spurious)超時，並且由於擁塞控制機制，它可減慢輸入到UTRAN的分組的數據率。這在例如W.Stevens，「TCP/IP Illustrated」，vol.1，Addison Wesley，1999中進行了描述。假設TCP段尺寸等於1500位元組，則節點B緩衝器中丟失的數據量(見上表)在從5到41段的範圍內。在執行小區改變過程之後，將很可能改善用戶的信道條件。然而，由於調用的TCP擁塞控制，使得可用於調度的分組數目保持減少，並且不能有效利用無線電資源。
在具有以未確認模式配置的RLC協議的網絡中，或具有僅在節點B和UE中的重發協議實體的概念網絡中，甚至能發生更嚴重的問題。在這種情況下，從HARQ上下文中丟失的所有分組將不得不進行端到端重發，由此導致更高的延遲和無線電資源的無效利用。
上面已詳細描述了由於小區改變過程引起的分組丟失和延遲問題。隨著由於決策延遲引起的頻繁小區改變，將出現其它問題。
如上所述，如果某一節點B的導頻信號相對於當前激活集的最強導頻信號超出某一閾值，則觸發激活集更新過程的無線電鏈路添加功能。由此，在利用HSDPA無線電鏈路完成UE的專用信道的無線電鏈路添加之後，有可能新成員小區可以將最佳無線電信道條件提供給該UE。然而，與無線電鏈路添加同步的HSDPA服務向新成員小區的切換不必作為最佳決策。
傳統架構存在兩種可能的情況要麼，S-RNC使得激活集更新過程的無線電鏈路添加功能和服務小區改變過程的觸發決定同步(即，服務小區改變過程與激活集更新過程同步)。要麼，在完成激活集更新過程的無線電鏈路添加功能之後，做出觸發服務小區改變過程的決定(即，服務小區改變過程與激活集更新過程不同步)。
尤其當服務小區改變與激活集更新過程不同步時，可能出現問題。如果以顯著延遲做出觸發小區改變過程的決定，則到該過程結束時，信道條件可能轉回。這將導致小區之間的連續桌球行為，在此期間，不可能調度用戶。由此，如果激活集更新和服務小區改變過程不同步，則儘可能快地觸發該小區改變過程是有用的。
WO 01/35586 A1公開了一種分組交換電信網絡中的網絡控制交接的方法和設備。基於參數將移動臺接入共享信道的無線電資源需求存儲到基站系統級別中。由此，可以發生受網絡控制的交接，而無需將分組提供給基站系統的元件的控制。
WO 02/11397 A1公開了一種在移動數據通信網絡中的交接期間的報頭壓縮上下文控制方法。由發射機/接收機向報頭控制器通知交接完成，以根據先前轉移的上下文來恢復操作。
US 6414947 B1公開了一種通信網絡以及一種為其定位資源的方法。描述了軟交接中的資源調度。

發明內容
給定現有技術中的上述問題，本發明的一個目的是提供能在從一個基站到另一個基站的服務小區改變過程期間，克服數據丟失和延遲的負面影響的一種小區改變方法和對應的蜂窩式系統。
如獨立權利要求所要求保護的一樣，通過本發明實現了這一目的。
在從屬權利要求中定義了優選實施例。
附圖合併到說明書中，並形成其一部分，用於解釋本發明的原理。附圖不解釋為將本發明限制到如何進行和使用本發明的圖示和描述的例子。如附圖所示，通過下面對本發明更具體的描述，其它特徵和優點將變得更清楚。


圖1圖示了根據現有技術的高級UMTS架構；圖2圖示了UTRAN的傳統架構；圖3圖示了漂移和服務無線電網絡子系統；圖4圖示了HSDPA的用戶平面無線電接口架構；圖5圖示了源和目標HS-DSCH小區之間的交接；圖6圖示了節點B間服務HS-DSCH小區改變信令；圖7圖示了可依照本發明的技術使用的UE HSDPA架構；圖8圖示了可依照本發明的技術使用的節點B HSDPA架構；圖9圖示了可依照本發明的技術使用的反饋測量發送定時；圖10圖示了根據本發明一個實施例的進行激活時間協商的一個受RNC控制的節點B間服務小區改變過程；圖11圖示了根據本發明一個實施例的進行激活時間協商的另一個受RNC控制的節點B間服務小區改變過程；圖12圖示了根據本發明一個實施例的不進行激活時間協商的受節點B控制的節點B間服務小區改變過程；和圖13圖示了根據本發明一個實施例的進行激活時間協商的受節點B控制的節點B間服務小區改變過程。
具體實施例方式
下面，將參考附圖描述本發明的實施例。
在更詳細討論根據本發明的協議上下文保持之前，將首先參考圖7到9來描述其中可使用本發明的HSDPA架構。
首先，參考圖7，解釋UE HSDPA架構。應注意每一HARQ處理700、705、710被分配一定量的軟緩存，用於合併來自未完成的重發的分組的比特。一旦成功接收了分組，就將該分組轉發到重新排序緩衝器720、730、740，從而向RLC子層提供順序傳遞。根據該架構，可使該重新排序隊列與特定優先權關聯。
應注意可用軟緩衝器尺寸可取決於UE無線電接入能力參數，例如在3GPP TSG RAN，「Physical Layer Aspects of High Speed Downlink PacketAccess」，TR25.848，V5.0.0中描述的那些一樣。某一MCS級的UE的處理時間以及最小TTI間間隔(兩個連續調度時刻之間的最小時間)也可看作能力參數。它們由RRC協議從UE發信令到RNC，並從RNC再發信令到節點B。
接下來，參考圖8，解釋節點B HSDPA架構。存在具有將從節點B發送到UE的數據分組的許多不同的數據流(邏輯信道)。分別定位於節點B和UE中的HARQ發送和接收實體的集合可稱為HARQ處理。可預先定義每個UE的HARQ處理800、810、820的最大數目。這些數據流可具有不同QoS(例如延遲和誤差需求)，並可需要不同配置的HARQ實例。調度程序在將資源分派給不同UE時將考慮這些參數。調度功能830在一個時間發送間隔(TTI)中的當前MCS級中，控制共享信道(HS-DSCH高速下行共享信道)分派到不同用戶或同一用戶的多個數據流，並管理每個用戶的現有HARQ實例。數據流或甚至數據流的特定分組可具有不同優先權。所以，數據分組可以在不同優先權隊列840、850、860、870中排隊。具有類似QoS需求的不同數據流也可多路復用到一起(例如數據流#2和#3)。除了承載數據分組的高速下行共享信道之外，還存在映射到HS-SCCH(高速共享控制信道)的控制數據。這可承載接收機正確接收、解調、合併和解碼該分組所需要的例如HARQ處理ID、調製方案、碼分派、傳輸格式等的數據。
應注意可能有多個分組等待調度以初始發送到一些可用HARQ處理，還有多個分組有待重發。此外，HARQ處理的狀態取決於它們可適用於接受用於初始發送的分組還是它們仍然重發將合併到UE中的待決分組。在下面描述中，該信息將稱作「HARQ上下文」或「UE的MAC-hs協議上下文」。
具體說，該HARQ上下文可包括等待初始發送的分組、等待重發的分組、和HARQ處理的狀態。
涉及從UE獲得的A-DPCH的功率控制命令可用作估計信道質量的索引。
估計信道質量的另一可能性在於藉助於從上行信令獲得的信道質量指示符(CQI)。
現在參考HSDPA上行信令，可藉助於由UE發送的專用上行反饋信道來執行該信令。在該信道上發送的CQI包括TFRC(傳輸格式資源合併)。與發信令通知信道狀態相比，請求TFRC的主要好處在於它能為特定信道狀態下的一定傳輸格式而處理導致不同性能的不同UE實現。低TFRC值對應於差信道條件(較低電平調製、低碼率)，而高TFRC值最大化好信道條件的吞吐量。節點B並非必須遵循該UE請求。UE可使用一定標準來確定在給定信道條件下能接收哪個發送格式。所有編碼比特將映射到HSDPA UL-DPCCH(上行專用物理控制信道)。在UMTS FDD(頻分復用)中，與HS-DSCH相關的上行信令可使用具有擴頻因子＝256的DPCCH-HS，其是與現有專用上行物理信道多路復用的代碼。
信道質量指示符的發送周期和定時由UTRAN確定，並由控制平面發信令通知。測量反饋周期k具有可能值{1，5，10，20，40，80}TTI。k的值越大，在以降低下行鏈路的調度性能為代價的情況下的上行鏈路的信令開銷越小。仍然不得不確定測量反饋偏移l的值集。圖9給出了反饋測量發送定時的圖示。
儘管至此已描述了可能執行本發明的環境，現在將更詳細地討論本發明的上下文保持技術。從以下描述可明白，將保持源節點B的部分HARQ上下文(即待初始發送的分組和待重發的分組)。實現這一點的步驟可為以下途徑中的一個或多個(1)節點B間服務小區改變識別HS-DSCH FP中的流控制(2)節點B間服務小區改變識別MAC-hs中的調度功能(3)附加控制平面發信令通知NBAP/RNSAP協議內的消息從以下更詳細的描述將明白，本發明可應用於同步和不同步的激活集更新以及服務小區改變過程。以下實施例將分組為同步的激活集更新和節點B間服務小區改變過程的類別、以及不同步的激活集更新和節點B間服務小區改變過程的類別。在同步過程的情況下，假設服務小區改變和激活集更新過程由S-RNC同時決定並在同一時刻(time instant)執行。該時刻標註為激活時間。換言之，該激活時間是激活激活集更新處理和交接的時間。
在同步過程的類別中，不改變激活時間的受RNC控制的服務小區改變可區別於改變激活時間的服務小區改變。類似地，不同步過程可劃分為不改變激活時間和改變激活時間的受節點B控制的服務小區改變。
1.同步激活集更新和節點B間服務小區改變過程在不改變激活時間的受RNC控制的服務小區改變的情況下，可區分兩種途徑。在第一種途徑中，在RNC中執行智能流控制，而在第二種途徑中，在節點B中執行智能流控制和調度功能。應注意可合併這兩種途徑。
RNC中的智能流控制意味著一旦已做出激活集更新和服務小區改變過程的決定，則RNC應停止向源節點B發出CAPACITYREQUEST消息。
節點B中的智能流控制和調度功能可包含以下步驟。S-RNC將該決定和激活時間通知節點B。然後，(HS-DSH FP中的)節點B流控制拒絕來自用戶的所有CAPACITY REQUESTS。此外，為了在激活時間前加速它們的傳遞，(MAC-hs中的)節點B調度功能將比其它UE高的優先權給予來自用戶的待初始發送/重發的分組。
如上所述，改變激活時間的受RNC控制的服務小區改變技術與不改變激活時間的受RNC控制的服務小區改變類似，而與其不同之處在於在由S-RNC通知初始值之後，節點B可提出新的激活時間值。S-RNC可決定接受該值還是保持舊值。下面，將該過程稱為激活時間協商過程。
然後可如下描述流控制和調度功能。首先，S-RNC將該決定和激活時間通知節點B。通過在節點B和RNC之間交換NBAP/RNSAP ACTIVATIONTIME NEGOTIATION REQUEST和REPONSE消息而執行激活時間協商過程。此外，(HS-DSH FP中的)節點B流控制拒絕來自用戶的所有CAPACITYREQUESTS。此外，為了在到達約定的激活時間前加速它們的傳遞，(MAC-hs中的)節點B調度功能將比其它UE高的優先權給予來自用戶的待初始發送/重發的分組。
現在將參考圖10描述改變激活時間的受RNC控制的服務小區改變的信令例子。應注意，在圖10中，為了便於理解，為每個信令分配了一個編號。
首先，假設移動臺(UE)1030經由RRC信令將MEASUREMENT REPORT消息(信令1)發送到S-RNC 1060，然後S-RNC 1060基於接收的測量報告而確定合併無線電鏈路添加和服務HS-DSCH小區改變的需求，並做出開始激活集更新和小區改變過程的決定(處理1070)。
此後，S-RNC 1060立即經由RNSAP/NBAP協議通知源基站(源節點B)做出了激活集更新決定(信令2)。源節點B 1050經由RNSAP/NBAP協議將ACTIVATION TIME NEGOTIATION REQUEST(激活時間協商請求)消息(信令3)發送到S-RNC 1060。S-RNC 1060經由RNSAP/NBAP協議將ACTIVATION TIME NEGOTIATION RESPONSE(激活時間協商響應)消息(信令4)發送到源節點B 1050。通過以上信令2-4的處理1000，因為在決定開始服務節點B小區改變過程之後立即向源節點B 1050通知激活時間，所以有可能停止源節點B中用於向UE 1030發送數據的容量分配，同時源節點B 1050有可能將緩存的分組發送到具有比其它UE更高優先權的UE 1030。結果，與現有技術相比，有可能降低分組損失。
接下來，S-RNC 1060通過經由RNSAP/NBAP協議發送RADIO LINKSETUP REQUEST消息(信令5)，而啟動到目標基站(目標節點B)1040的專用信道的新無線電鏈路的建立。目標節點B 1040通過經由RNSAP/NBAP協議發送RADIO LINK SETUP RESPONSE消息(信令6)到S-RNC 1060，而確認無線電鏈路的建立。S-RNC 1060還經由RRC協議發送ACTIVE SET UPDATE消息(信令7)到UE 1030。該ACTIVE SET UPDATE消息包括用於在添加的無線電鏈路(而非HS-PDSCH)中建立專用物理信道的必要信息。現在，UE 1030將添加新無線電鏈路，並經由RRC協議將ACTIVE SET UPDATE COMPLETE消息(信令8)返回到S-RNC 1060。這完成了專用信道的新無線電鏈路的添加，並開始源和目標兩小區中專用信道的發送和接收(處理1080)。
現在，S-RNC 1060將進行該過程的下一步驟，即服務HS-DSCH小區改變。對於同步的服務HS-DSCH小區改變，源基站1050和目標基站1040都首先準備在激活時間執行交接和小區改變。
首先，S-RNC 1060經由NBAP/RNSAP協議與目標節點B 1040交換信令消息(處理1010)，包括RADIO LINK RECONFIGURATION PREPARE(信令9)、RADIO LINK RECONFIRURATION READY(信令10)、和RADIO LINKRECONFIGURATION COMMIT(信令11)。S-RNC 1060經由NBAP/PNSAP協議和源節點B 1050交換信令消息(處理1020)，包括MAC-hs釋放請求(信令12)、RADIO LINK RECONFIGURATION PREPARE(信令13)、RADIO LINKRECONFIRURATION READY(信令14)、和RADIOLINKRECONFIGURATION COMMIT(信令15)。結果，在通過處理1010向目標節點B通知激活時間之後，然後將發出CMAC-HS-Release-REQ原語(MAC-RRC之間的與HS-DSCH相關的開放請求原語(primitive))1020。
最後，經由RRC信令從S-RNC 1060向UE 1030發出PHYSICALCHANNEL RECONFIGURATION消息(信令16)。它包括激活時間信息和對UE 1030的MAC-hs復位的請求。當建立通信時，UE 1030以PHYSICALCHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE消息做出響應。這完成了共享信道的新無線電鏈路的添加，並開始目標小區中共享信道的發送和接收(處理1090)。
2.非同步的激活集更新和節點B間服務小區改變過程在這種情況下，假設在更新激活集之後，節點B對服務小區改變過程做出決定。這一途徑適用於激活集更新和服務小區改變過程不同步的情況。
用於測量的更高層信令需要大量時間，因為該信令需要一直到達S-RNC。所以，快速小區站點選擇可以是基於物理層測量(CQI、A-DCH的功率控制命令、發送功率)由節點B啟動的。這有助於降低小區改變過程決策延遲並避免桌球效應。由於節點B對啟動小區改變過程做出決定，所以它可調整調度算法，從而防止上下文丟失。下面可描述該過程。
首先，S-RNC通知源節點B將執行激活集更新過程。從那時開始，允許節點B啟動服務小區改變過程，將新添加的節點B作為目標節點B。然後，節點B可例如通過監視CQI報告的時間平均值、A-DCH的功率控制命令、和/或發送功率，而監視信道質量和/或信道中使用的發送功率，直至其對小區改變過程為止做出決定。然後，(例如通過NBAP/RNSAP CELL CHANGEPROCEDURE NOTIFICATION(小區改變過程通知)消息)節點B通知S-RNC應當啟動小區改變過程。(HS-DSH FP中的)節點B流控制功能停止接納(admit)來自對特定用戶的RNC的任何附加分組。此外，為了在激活時間前加速它們的傳遞，(MAC-hs中的)節點B調度功能將比其它UE高的優先權給予來自用戶的待初始發送/重發的分組。
關於激活時間設置，已提到非同步過程可劃分為不改變和改變激活時間的受節點B控制的服務小區改變。由此，在受節點B控制的服務小區改變方法中確定激活時間有兩種可能性。
首先，該激活時間可由節點B設置，並在NBAP/RNSAP CELL CHANGEPROCEDURE NOTIFICATION消息中傳達給S-RNC。在這種情況下，該方法稱為不改變激活時間的受節點B控制的服務小區改變。
其次，激活時間可由S-RNC設置，並在CELL CHANGE PROCEDURENOTIFICATION消息(NBAP/RNSAP ACTIVATION TIME NOTIFICATION(激活時間通知)消息)後傳達給節點B。節點B可通過使用如上所述的相同消息集而啟動和執行激活時間的協商過程。在這種情況下，該方法稱為改變激活時間的受節點B控制的服務小區改變。
由此，已描述了可用於保持基站間交接的上下文的各種實施例。下表給出了簡要概述。

現在參考圖11，將討論改變激活時間的受RNC控制的服務小區改變的更詳細的實施例。應注意在該圖11中，為了便於理解，為每個信令分配了一個編號。
首先，S-RNC 1150判定存在添加將變為新服務HS-DSCH小區的無線電鏈路的需求。作為第一步，S-RNC 1150通過發送RADIO LINK ADDITIONREQUEST(無線電鏈路添加請求)消息(信令1)到D-RNC 1140而請求D-RNC1140建立沒有HS-DSCH資源的新無線電鏈路。
然後，D-RNC 1140為新無線電鏈路分派無線電資源，並通過發送包括DCH建立所需參數的RADIO LINK SETUP REQUEST消息(信令2)而請求目標節點B 1120建立新無線電鏈路。
目標節點B 1120分派資源，開始新無線電鏈路上DPCH 1140的物理層接收，並響應RADIO LINK SETUP RESPONSE消息(信令3)。
D-RNC 1140通過發送RADIO LINK ADDITION RESPONSE(無線電鏈路添加響應)消息(信令4)而響應S-RNC 1150。然後建立DCH傳輸載體。
然後，S-RNC1150準備ACTIVE SET UPDATE消息(信令5)，並將其發送到移動臺(UE)1110。該消息包括要添加的無線電鏈路的標識。
現在，UE 1110將新無線電鏈路添加到其激活集，並將ACTIVE SETUPDATE COMPLETE消息(信令6)返回到S-RNC 1150。
信令7到12用於執行根據本實施例的激活時間協商處理1100。S-RNC1150將RNSAP SIMULTANEOUS ACTIVE SET UPDATE NOTIFICATION(同時激活集更新通知)消息發送到D-RNC 1140，D-RNC 1140通過將NBAPSIMULTANEOUS ACTIVE SET UPDATE NOTIFICATION消息發送到節點B1130而做出反應(信令7和8)。節點B1130將NBAP ACTIVATION TIMENEGOTIATION REQUEST(激活時間協商請求)(信令9)發送到D-RNC 1140，D-RNC 1140通過將RNSAP ACTIVATION TIME NEGOTIATION REQUEST發送到S-RNC1150而做出反應(信令10)。響應於此，S-RNC 1150將RNSAPACTIVATION TIME NEGOTIATION RESPONSE(激活時間協商響應)消息發送到D-RNC 1140，D-RNC 1140通過將NBAP ACTIVATION TIMENEGOTIATION RESPONSE消息發送到節點B 1130而做出反應(信令11和12)。由此，圖11的激活時間協商處理1100基本上對應於圖10的處理1000。
作為下一步驟，S-RNC 1150準備發送到D-RNC 1140的RADIO LINKRECONFIGURATION REQUEST(無線電鏈路重新配置請求)消息(信令13)。該消息指示出目標HS-DSCH小區。
如果假設由不同節點B控制源和目標HS-DSCH小區，則D-RNC 1140利用RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST消息(信令14)請求源HS-DSCH節點B 1130執行同步無線電鏈路重新配置，為源HS-DSCH無線電鏈路去除其HS-DSCH資源。然後，源節點B 1130將RADIO LINKRECONFIGURATION READY(無線電鏈路重新配置就緒)消息(信令15)返回到D-RNC 1140。
D-RNC 1140利用RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST消息(信令16)請求目標HS-DSCH節點B 1120執行同步無線電鏈路重新配置，為目標HS-DSCH無線電鏈路添加HS-DSCH資源。該消息也包括在目標HS-DSCH小區中設置HS-DSCH資源的必要信息，包括D-RNC選擇的HS-DSCH UE的標識號。源HS-DSCH節點B 1130返回RADIO LINKRECONFIGURATION READY消息(信令17)。然後，D-RNC 1140將RADIOLINK RECONFIGURATION READY消息(信令18)返回到S-RNC 1150。該消息包括目標HS-DSCH小區的擾碼、和HS-DSCH UE的標識。
現在建立到目標HS-DSCH節點B 1120的HS-DSCH傳輸載體。S-RNC1150通過以CFN的形式將包括S-RNC選擇激活時間的RADIO LINKRECONFIGURATION COMMIT(無線電鏈路重新配置提交)消息(信令19)發送到D-RNC 1140而繼續。
D-RNC將包括激活時間的RADIO LINK RECONFIGURATIONCOMMIT消息(信令20)發送到源HS-DSCH節點B 1130和目標HS-DSCH節點B 1120。在該指示的激活時間，源HS-DSCH節點B 1130停止而目標HS-DSCH節點B 1120開始在HS-DSCH上向UE 1110發送。
S-RNC 1150也發送PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION(物理信道重新配置)消息(信令21)到UE 1110。該消息包括激活時間、MAC-hs復位指示符、服務HS-DSCH無線電鏈路指示符、HS-SCCH設置信息和HS-DSCH UE標識。
最後，在該指示的激活時間，UE 1110復位MAC-hs，停止在源HS-DSCH小區接收HS-DSCH，並在目標HS-DSCH小區開始HS-DSCH接收。然後，UE 1110將PHYSICAL CHANNEL RECONFIGURATION COMPLETE(物理信道重新配置完成)消息(信令22)返回到S-RNC。釋放到源HS-DSCH節點B1130的HS-DSCH傳輸載體。
現在轉到圖12，描繪不改變激活時間的受節點B控制的服務小區改變的實施例。大多數信令與以上參考圖11描述的相同。附加地，提供了過程1200。源節點B 1230將NBAP CELL CHANGE PROCEDURE NOTIFICATION(小區改變過程通知)消息(信令7)發送到D-RNC 1240，其由此產生RNSAP CELLCHANGE PROCEDURE NOTIFICATION消息(信令8)並將其發送到S-RNC1250。藉助於這些消息，源節點B 1230可以控制服務小區改變，如上面更詳細描述的一樣。
圖13描繪了改變激活時間的受節點B控制的服務小區改變的實施例。在該實施例中，信令7和8對應於圖12的信令。除此之外，處理1300包括與激活時間相關信令9到14。詳細地，S-RNC 1350發送RNSAP ACTIVATIONTIME NOTIFICATION(激活時間通知)消息(信令9)到D-RNC 1340，並在D-RNC 1340，對應的NBAP消息作為信令10而產生並發送到源節點B 1330。下面的信令11到14對應於圖11的信令9到12，參見以上相應描述。
從前面的描述可明白，本發明涉及通信系統中的無線電資源管理，並特別適用於蜂窩式系統。當移動臺(MS)改變其服務節點B時，可保持協議上下文(狀態變量和緩存的分組)，以改善等待時間以及網絡資源利用率。
本發明也涉及ARQ II類和III類方案，其中合併了所接收的發送(重發)。由此，因為可根據信道條件而適配冗餘，所以可將各種實施例的技術考慮為鏈路自適應技術。應注意各種實施例還可考慮為改善的分組調度技術，其中可假設調度程序基於TTI而工作。
此外，已經很明顯，本發明可具體應用到HSDPA。儘管本實施例中的大多數是指HSDPA，但是本發明不限於該系統。所以，數據發送不必依賴於特定無線電接入方案。本發明可應用到具有分布式架構的任何移動通信系統。
本說明書基於2002年12月20日提交的歐洲專利申請第EP02028631.6號，這裡通過引用而明確合併其全體內容。
工業實用性本發明可適宜地應用於移動通信系統，尤其是蜂窩式系統。
權利要求
1.一種小區改變方法，用於在第一和第二基站受無線電網絡控制站控制的蜂窩式系統中將移動臺的無線電鏈路從第一基站控制的源小區改變到第二基站控制的目標小區，其中第一和第二基站和/或無線電網絡控制站執行無線電資源管理和流控制，所述小區改變方法包括以下步驟確定將執行移動臺的無線電鏈路的小區改變；和在建立到目標小區的無線電鏈路之前，阻止對第一基站用於向移動臺的數據發送的容量分配。
2.根據權利要求1的小區改變方法，其中在無線電網絡控制站執行流控制的蜂窩式系統中，該無線電網絡控制站通過停止向第一基站發出容量請求消息，而阻止對第一基站的容量分配。
3.根據權利要求1的小區改變方法，其中在第一基站執行無線電資源管理和流控制的蜂窩式系統中，通過第一基站響應於與該移動臺相關的容量請求消息而停止向該無線電網絡控制站發出容量許可消息，而阻止對第一基站的容量分配。
4.根據權利要求1的小區改變方法，其中當阻止對第一基站的容量分配時，使得待初始發送/重發的移動臺的數據的優先權高於調度中的其它移動臺的優先權。
5.根據權利要求1的小區改變方法，其中該資源管理處理還包括當該無線電網絡控制站更新與該移動臺相關的無線電鏈路的激活集的更新處理與移動臺的無線電鏈路的小區改變處理同步時，與確定執行小區改變同時地確定執行更新處理的步驟；將更新通知消息從第一無線電網絡控制站發送到第一基站的步驟，該更新通知消息指示與更新處理同時地執行小區改變；和將時間通知消息從第一無線電網絡控制站發送到第一基站的步驟，該時間通知消息指示激活更新處理和小區改變的激活時間。
6.根據權利要求5的小區改變方法，還包括以下步驟在第一基站和無線電網絡控制站中決定執行小區改變處理的定時，其中所述決定步驟包括在接收了用於協商不同激活時間的時間通知消息之後，從第一基站向無線電網絡控制站發送消息的步驟；和響應於所述消息從無線電網絡控制站向第一基站發送消息的步驟。
7.根據權利要求1的小區改變方法，其中該資源管理處理還包括當該無線電網絡控制站和/或第一基站更新與該移動臺相關的無線電鏈路的激活集的更新處理與移動臺的無線電鏈路的小區改變處理不同步時，確定是否在該無線電網絡控制基站執行更新處理的步驟；和當確定將執行更新處理時，確定第一基站執行小區改變處理的步驟。
8.根據權利要求7的小區改變方法，其中確定將執行小區改變處理的步驟包括以下步驟在第一基站中監視共享信道的質量、關聯專用物理信道中使用的發送功率或功率控制命令。
9.根據權利要求7的小區改變方法，還包括在第一基站中決定執行小區改變處理的定時的步驟，其中所述決定步驟包括以下步驟在第一基站中確定激活小區改變的激活時間；和從第一基站向第一無線電網絡控制站發送指示該激活時間的時間通知消息。
10.根據權利要求7的小區改變方法，還包括在第一無線電網絡控制站和/或第一基站中決定執行小區改變過程的定時的步驟，其中所述決定步驟包括以下步驟在無線電網絡控制站中確定激活該更新處理的激活時間；從無線電網絡控制站向第一基站發送指示該激活時間的時間通知消息；和從第一基站向無線電網絡控制站發送消息，並從無線電網絡控制站向第一基站發送消息，用於協商不同的激活時間。
11.根據權利要求1的小區改變方法，其中所述蜂窩式系統是UMTS系統，第一和第二基站以及無線電網絡控制站包括在UTRAN中，而所述流控制處理是HS-DSCH FP的功能。
12.根據權利要求11的小區改變方法，其中，當阻止對第一基站的容量分配時，第一基站使得待初始發送/重發的移動臺的數據的優先權高於在MAC-hs子層中調度的其它移動臺的數據的優先權。
13.根據權利要求11或權利要求12的小區改變方法，其中，該無線電網絡控制站和第一基站交換NBAP/RNSAP協議中的控制平面信令消息，以執行激活時間協商。
14.一種蜂窩式系統，包括移動臺；源小區中的第一基站；目標小區中的第二基站；用於控制該第一和第二基站的無線電網絡控制站；其中該無線電網絡控制站和/或第一基站包括用於確定將執行小區改變的流控制單元和無線電資源管理功能，所述小區改變用於從源小區向目標小區轉移移動臺的無線電鏈路，其中該流控制單元適配為在建立到目標小區的無線電鏈路之前，阻止對第一基站用於向移動臺的數據發送的容量分配。
全文摘要
S－RNC(1060)根據接收的測量報告消息而判斷無線電鏈路添加以及與此結合的負責HS－DSCH小區更改的必要性，並決定開始激活集更新和小區更改處理(處理1070)。此後，將指示已決定激活集更新的消息立即發到源基站(源節點B)(1050)(信令2)。源基站(1050)發送激活時間協商請求消息(信令3)到S－RNC(1060)。S－RNC(1060)發送激活時間協商響應消息(信令4)到源基站(1050)。由此，源基站(1050)可以知道該激活時間，並停止對於向移動臺(1030)的數據發送的容量分配，並通過相對於其它移動臺增加優先權而發送緩衝器中的分組到移動臺(1030)。
文檔編號H04L12/56GK1692661SQ20038010054
公開日2005年11月2日 申請日期2003年12月22日 優先權日2002年12月20日
發明者德雷甘·彼得羅維克, 艾科·塞德爾 申請人:松下電器產業株式會社