專利名稱：用于上行鏈路tbf的提早建立的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從2.5代起的移動無線電系統(tǒng)的領域，更準確地說， 涉及用于上行鏈路TBF的提早建立的方法。為了簡化本公開內容，在 說明書的結尾給出了所使用的縮寫。為了筒化起見，將描述本發(fā)明的 唯一的(E) GPRS實施例，但是相同的結論對其它的3GPP系統(tǒng)(UMTS) 是有效的。
背景技術：
圖1示出依據(jù)TS 44. 060 ( V. 6. 2. 0)的GSM/EDGE網絡的功能體系 結構，包括下列功能塊SGSN、 GGSN、 EIR、 BSS、 MSC/VLR、 HLR、 SMS-GMSC、 SMS-IWMSC、 SM-SC和MS。后者包括通過參考點R所指示的典型地支持 標準串行接口的連接與第二功能塊MT連接的第一功能塊TE。 MT塊連 接到在無線電信道上提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務的Um接口上。下面的接口被預 見Um、 Gi、 Gp、 Gb、 Gn、 Gp、 Gf、 Gs、 Gr、 Gd、 D、 E、 C，它們在相 關塊之間的連接性在圖中是直接可見的。尤其是，Gn接口連接相同PL匪 系統(tǒng)中的兩個GSN節(jié)點，而Gp接口連接屬于不同PLMN系統(tǒng)的兩個GSN 節(jié)點。BSS塊包括通過相應的Abis接口 (圖2)連接到BSC上的多個 BTS。
在工作中，在Um和Abis接口處，幾個協(xié)議被堆疊在物理層、尤 其是MAC、 RLC和LLC上。RLC提供可靠的無線電鏈路，并映射物理GSM 信道內的LLC幀。用于接入無線電信道的信令程序由MAC控制，MAC 還管理資源的動態(tài)分配(請求和準許)。動態(tài)分配意味著例如包括物 理時隙上的PDCH信道的特定的傳輸資源使得可在更多的MS移動臺之 間共享時分，這些MS移動臺中的每一個通過共同分配的相同的傳輸資 源參加數(shù)據(jù)傳輸或信令的有效會話(active session)。
管理資源的動態(tài)分配的MAC程序的子集提供在物理層上的臨時連 接(稱為TBF)，其包括用于容納RLC/MAC塊的隊列的存儲緩沖器。每 個TBF連接能夠在網絡與移動臺MS之間的小區(qū)內進行數(shù)據(jù)和用戶信令 的單向傳輸，或者反之亦然。用于建立/撤消連接以及分配/解除分配
相關的所支持的物理資源(例如TBF緩沖器)的控制消息設想能夠覆 蓋在RR子層的分組傳送模式中所預見的全部測量(survey)的不同的 可能。為簡單起見，這里描述了建立/撤消TBF連接以及相關工作模式 的非常有限的研究。我們可以從在移動臺發(fā)起的分組傳送之后TBF上 行鏈路連接的建立開始。在這種情況下，移動臺要求分配GPRS信道， 從而向網絡發(fā)送包括為傳送分組所請求的資源的PACKET CHANNEL REQUEST (分組信道請求)消息。在接收的情況下，網絡在控制信道上 以PACKET UPLINK ASSIGNMENT (分組上行鏈路分配)消息回復，從而 向移動臺分配為了分組的上行鏈路傳送所請求的資源。資源包括一個 或多個PDCH信道和TFI值。網絡在上行鏈路方向上不分配任何緩沖器 (緩沖器位于移動臺中)。網絡僅僅需要知道MS移動臺打算發(fā)射的塊 的數(shù)量。我們現(xiàn)在可以在面向移動臺結束的分組傳送之后檢查TBF連 接下行鏈路的建立。在這種情況下，在尋呼(paging)程序結束時， 網絡在控制信道上在就緒狀態(tài)下向移動臺發(fā)送PACKET DOWNLINK ASSIGNMENT (分組下行鏈路分配)消息，該消息附有為下行鏈路傳送 所分配的PDCH信道的列表。特意分配與下行鏈路TBF相關的緩沖器， 以便包括將要發(fā)送的RLC/MAC塊。
在大多數(shù)情況下，為了傳送對應RLC/MAC塊的目的，TBF只針對一 個或多個LLC協(xié)議單元的傳送被保持有效。網絡給每個TBF連接分配 它自己的臨時標識符，稱為TFI (臨時流標識)。移動臺將假定TFI 值在每個方向、即上行鏈路或下行鏈路上在TBF竟爭者之間是唯一的。 RLC/MAC數(shù)據(jù)塊是TBF能識別的，它通過它自己的寫有標識符TFI的字 段和指示該塊的上行鏈路或下行鏈路方向的另一字段與TBF相關聯(lián)。 如果RLC/MAC塊應該涉及控制消息，則預見到字段指示消息傳輸方向 和類型。在動態(tài)分配的情況下，在"下行鏈路"方向上在PDCH信道上 所發(fā)射的每個RLC/MAC塊的報頭包括被稱為USF的附加字段，其被網
PDCH上的時分多路復用。我們現(xiàn)在可以更好地限制已經提及的由網絡 向移動臺發(fā)送的PACKET UPLINK ASSIGNMENT消息，規(guī)定其包括包含 承載此消息的控制塊的下行鏈路/TBF緩沖器的標識符TFI、所分配 PDCH信道(時隙)的列表、以及每個所分配的信道的對應USF值。三 個比特被預見用于USF字段，該USF字段允許明顯區(qū)分高達八個共享
時隙的用戶，在單個TBF緩沖器與TDMA幀的所有八個時隙相關聯(lián)的邊 界情況下同樣。
概述的技術問題
在(E) GPRS系統(tǒng)中TBF的建立時間可能約為數(shù)百毫秒。在上行鏈 路TBF的情況下，這是由于隨機接入程序、A-bis接口上的停止 (bring-up)時間、移動臺與PCU之間的往返時間等的綜合效應。
對于對延遲敏感的實時應用來說，數(shù)百亳秒的建立時間將大大地 削弱性能。例如，對于應用或蜂窩VoIP (VoIP)來說情況如此。
在3GPP中，TSGGERAN是目前正在論述的用于降低PS域中的延遲 的可能增強，包括用于降低TBF的初始建立時間的解決方案。
在標準化中已經被討論的一個想法是能夠進行"提早的TBF建立" 的可能性，即移動臺甚至在某些實際數(shù)據(jù)準備好用于傳輸之前請求上 行鏈路TBF的可能性。
如果使移動臺能夠預先(即在某些實際數(shù)據(jù)可用于傳輸之前)開 放上行鏈路TBF，則這意味著一旦真正需要在上行鏈路中發(fā)射某些東 西，將不需要建立時間。
針對標準化，已經提出了關于如何實現(xiàn)此特性的一些具體提議 例如參見關于"Phantom TBF(假想TBF)"的GP-052038和GP-052039。 但是這種提議具有一些重要的缺點。例如
-它們預見只需用于該程序的具體TBF類型的定義，在MS和網絡 中都增加了額外的復雜度；
-它們被關聯(lián)，以便在MS中和在網絡中都支持多個TBF，從而限 制了解決方案的普遍適用性
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的
考慮到所述的現(xiàn)有技術，本發(fā)明的目的在于提供替代的更簡單的 解決方案，其重新使用標準中的一些已經可用的程序，且作為先決條 件，不支持多個TBF,也不具有任何其它能力。
本發(fā)明的概要
本發(fā)明通過提供如權利要求1所公開的用于建立上行鏈路TBF的 方法來實現(xiàn)所述目的。在從屬權利要求中描述了附加的有利特征。
本發(fā)明的上行鏈路TBF建立方法包括下列步驟
a) 移動臺向網絡發(fā)送分組信道請求；
b) 移動臺向網絡發(fā)送請求，該請求包括提早上行鏈路TBF建立信
命
c )網絡在接收到包括提早上行鏈路TBF建立信息的所述請求時建 立到請求者的上行鏈路TBF;
d) 網絡調度對所述移動臺在它除了偽分組之外沒有要發(fā)射的數(shù)據(jù) 時也接入上行鏈路信道的許可；
e) 在檢測到適當?shù)脑S可時，移動臺即使沒有要發(fā)送的數(shù)據(jù)也仍然 通過發(fā)送偽分組來保持分配給它的上行鏈路TBF;
f) 一檢測到適當?shù)脑S可，所述移動臺就在一些實際數(shù)據(jù)可用于傳 輸時在上行鏈路上發(fā)送對應的無線電塊。
作為發(fā)送偽上行鏈路控制塊的替代方案，移動臺不發(fā)射任何消息， 如果網絡指示支持此能力的話。由于本發(fā)明的方法，上行鏈路TBF被 保持在一種備用狀態(tài)下，以便在需要發(fā)射另外的數(shù)據(jù)時，MS可以立即 恢復傳輸，而無需重新打開通過隨機接入程序的TBF。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，提早上行鏈路TBF建立信息是在用于 單階段接入程序的(EGPRS)分組信道請求消息中預見到的新"原因"， 闡明移動臺正在(P) RACH上執(zhí)行的請求是用于"提早的TBF建立"。 在這種情況下，步驟a)和b)同時發(fā)生。對BSS的關于正在被移動臺 執(zhí)行的請求是用于"提早的TBF建立"的特定指示還可以被網絡用于 理解移動臺所發(fā)射的用于打開TBF的初始消息(即空的LLC幀)不承 載任何實際信息。在這種情況下，BSS可以可選地決定在本地丟棄它(即 不向SGSN轉發(fā)它)，因此避免同樣對Gb接口的任何影響。
根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，并且考慮到仍然可用于在接入突發(fā)中 用信號通知提早上行鏈路TBF分配原因的比特組合數(shù)量降得非常低， 提早建立現(xiàn)在是對開始兩階段接入程序的第二消息(即分組資源請求 消息)中的"擴展UL TBF"的特定請求。因為此消息在適當?shù)臒o線電 塊中而不是在短的接入突發(fā)中被傳送，所以給它增加附加信息將根本 不是問題。在這種情況下，步驟a)和b)在時間上是分開的。應該注 意的是，即使兩階段接入程序本質上慢于單階段接入程序，但在這種 情況下這將根本不是問題。此程序將在實際需要發(fā)送數(shù)據(jù)之前充分被 使用，因此不會增加額外的延遲。
調度器設計利用這種請求提早TBF建立信息、例如請求對延遲敏 感的情形的實際情況的預定。然后，目前在本領域中使用在USF調度 時傳輸偽控制塊而不是實際數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的優(yōu)點
所提議的解決方案
—在要發(fā)射的輸入數(shù)據(jù)變得可用的時刻不引入任何延遲。 -在移動臺和網絡中不引入附加的程序，也不引入新的TBF類型。 -不需要MS無線電接入能力的任何能力指示器，也不需要與任何 其它MS能力(例如mTBF或其它)關聯(lián)。 -不需要指示特定的網絡支持。


被認為是新穎的本發(fā)明的特征在所附的權利要求中詳細地進行了 闡述。本發(fā)明及其優(yōu)點可以結合附圖參照其實施例的下列詳細說明來 理解，所述附圖純粹為了非限制性的解釋目的而提供的，并且其中
-已經被描述的圖1示出GSM-EDGE系統(tǒng)；
-圖2示出圖1的連接多個MS的BSS塊，構成在其中實施本發(fā)明 的情形；
-圖3和4示出根據(jù)本發(fā)明的提早上行鏈路TBF建立方法的兩個 相應實施例的兩個消息順序圖。
具體實施例方式
GSM/EGPRS TDMA信號被構造為52個基本幀的循環(huán)復幀，其被分成 12個無線電塊加上被用于同步的2個T幀以及2個X空閑幀。每個無 線電塊包括4個基本幀。復幀被用于時分多路復用GPRS和GSM邏輯信 道。LLC層幀在RLC/MAC層的無線電塊內被分割。每個無線電塊通過復 幀的4個連續(xù)的正常突發(fā)進行傳送。這4個正常突發(fā)必須預定為在4 個連續(xù)的4. 615 ms的TDMA幀上交織。為GPRS業(yè)務所必需的資源預見 支持無線電塊通過物理分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)的傳送的附加的多個邏 輯信道。GPRS邏輯信道具有大大地忠實遵循傳統(tǒng)GSM的信道的那些名 稱和功能特征的名稱和功能特征，盡管相當于(referred to)分組。
兩個基本的RLC/MAC塊結構被用于數(shù)據(jù)傳送或用于控制消息傳送。 TS 44. 060的圖10. Oa. 2. 1示出用于EGPRS數(shù)據(jù)傳送的結構，包括 RLC/MAC報頭和RLC數(shù)據(jù)塊1，可選地，后跟RLC數(shù)據(jù)塊2。 TS 44. 060 的圖10. Oa. 3. 1示出用于控制消息傳送的結構，包括MAC報頭和 RLC/MAC控制塊。承載GPRS RLC數(shù)據(jù)塊或RLC/MAC控制塊的RLC/MAC 塊的不同組成部分應該順序地,皮組合。每個組成部分包括整數(shù)個八位 字節(jié)。組成部分的組合應該逐漸地執(zhí)行，以物理塊的八位字節(jié)數(shù)字1 開始。
圖2示出連接多個MS塊的BSS塊。BSS塊包括BSC塊和一些BTS 塊。BSC塊又包括稱為LLC層的塊、物理層塊、TBF管理器塊、以及調 度器塊。BSC通過Gb接口連接圖中的SGSN塊。LLC層具有與TBF管理 器的雙向連接，TBF管理器又具有與調度器塊以及與物理層的雙向連 接。BSC承擔處理TBF的大多數(shù)操作以及在Abi s接口上相關的RR消息 的交換。LLC層向TBF管理器發(fā)送用于下行鏈路緩沖連接的LLC幀，并 從TBF管理器接收用于上行鏈路連接的LLC幀。TBF管理器向物理層發(fā) 送具有為在每個時隙上TDMA所多路復用的相關USF的RLC/MAC無線電 塊。物理層向TBF管理器發(fā)送來自上行鏈路連接的RLC/MAC無線電塊。 TBF管理器向調度器發(fā)射針對每個DL_TBF連接和UL—TBF連接發(fā)射的無 線電塊的數(shù)量的指示。調度器又包括為TBF管理器提供調度信息的下 行鏈路調度器和上行鏈路調度器。
分組接入程序的目的在于建立TBF，以支持上層PDU在從移動臺到 網絡的方向上的傳送。如在本條款中所定義的，如果存在PCCCH，則分 組接入應在PCCCH上進行。否則，如在3GPP TS 44.018中所定義的， 分組接入應在CCCH上進行。分組接入可以在單階段中(條款7.1.2) 或在兩階段中(條款7. 1.2和7.1.3 )進行。
根據(jù)TS 44. 060的段7. 1. 2，移動臺應通過調度PACKET CHANNEL REQUEST消息在對應于其PCCCH—GROUP的PRACH信道上的發(fā)送并且同時 離開分組空閑模式來啟動單階段分組接入程序。移動臺應使用在PBCCH 上接收的最后的接入?yún)?shù)。PACKET CHANNEL REQUEST消息在PRACH上 被發(fā)送，并包含接入類型的指示(建立原因)和指示移動臺對無線電 資源(頻率、時隙、代碼等)的需求所需的參數(shù)。在接收到PACKET CHANNEL REQUEST消息時，網絡可以分配要由移動臺用于在GPRS TBF
模式下的TBF的一個或多個PDCH上的無線電資源。在接收到EGPRS PACKET CHANNEL REQUEST消息時，網絡可以分配要由移動臺用于在 EGPRS TBF模式或GPRS TBF模式下的TBF的一個或多個PDCH上的無線 電資源。如果采用動態(tài)分配媒體接入模式，則網絡應把為PDCH分配的 USF值包括在PACKET UPLINK ASSIGNMENT消息中。
在圖3中，先前的單階段接入程序根據(jù)本發(fā)明的第一實施例進行 了修改，目的在于解決上行鏈路TBF的提早建立的問題。參照圖3， PACKET CHANNEL REQUEST消息包括被稱為"提早的TBF建立"的附加 建立原因，該附加建立原因與需要該原因的那些情況、例如對延遲敏 感的實時應用有關聯(lián)。網絡在向移動臺分配了所請求的PDCH資源之后 預先安排它從移動臺接收偽控制塊。在替代方案中，網絡預先安排它 不接收任何消息，如果網絡指示支持此能力的話。為此，網絡通過在 適當?shù)南滦墟溌废?、即UPLINK ACK/NACK消息中傳送相關的USF標 記來調度上行鏈路傳輸時刻(instant)。移動臺將偽控制塊與USF握 手，直到實際的分組數(shù)據(jù)來自應用。根據(jù)TS 44. 060的段7. 1.3，在使 用兩階段接入建立TBF時在配備有PCCCH的小區(qū)中在兩階段接入的 第一階段中，使用與單階段接入相同的程序，直到網絡發(fā)送包括單塊 分配結構或多塊分配結構的PACKET UPLINK ASSIG醒ENT消息，向移動 臺指示兩階段接入。只有當移動臺具有EGPRS能力(即網絡從移動臺 接收到EGPRS PACKET CHANNEL REQUEST消息)時，才可以使用多塊分 配結構。在PACKET UPLINK ASSIGNMENT消息中，網絡為移動臺預留一 個PDCH上的有限資源，移動臺可以在該PDCH上發(fā)射PACKET RESOURCE REQUEST (分組資源請求)消息，并且可選地發(fā)射ADDITIONAL MS RADIO ACCESS CAPABILITIES (附加MS無線電接入能力)消息。
在圖4中，兩階段接入程序根據(jù)本發(fā)明的第二實施例進行了修改， 目的也在于解決上行鏈路TBF的提早建立的問題。參照圖4，移動臺以 PACKET RESOURCE REQUEST消息回復PACKET UPLINK ASSIGNMENT消息， 該PACKET RESOURCE REQUEST消息包括擴展上行鏈路TBF信息。網絡 建立指示請求的移動臺的上行鏈路TBF，并且如在先前的圖3中那樣握 手USF標記。
雖然已經具體參照一些優(yōu)選實施例來描述了本發(fā)明，但是對于本 領域技術人員來說將明顯的是，本發(fā)明并不限于這些優(yōu)選實施例，而 是在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進行進一步的變化和修改。
所使用的縮寫
3GPP -第三代合作伙伴計劃
BSC -基站控制器
BSS -基站子系統(tǒng)
BTS -基站收發(fā)機
CCCH - />共控制信道
EDGE —增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進技術
EGPRS -增強型GPRS
EIR -設備標識寄存器
GERAN - GSM/EDGE無線電接入網
GGSN -網關GSN (GPRS支持節(jié)點)
GMSC -網關MSC (移動交換中心)
GP - GERAN全會(Plenary)
GPRS -通用分組無線業(yè)務
GSM -全球移動通信系統(tǒng)
IWMSC -互通MSC
LLC -邏輯鏈路控制
MAC —媒體訪問控制
MS -移動臺
MSC —消息交換中心
MT —移動終端
PBCCH -分組廣播控制信道
PCCCH -分組公共控制信道
PDCH -分組數(shù)據(jù)信道
PDU —協(xié)議數(shù)據(jù)單元
PLMN -公眾陸地移動網
PoC —無線一鍵通
PRACH —物理隨機接入信道
RLC -無線電鏈路控制
SC -業(yè)務中心
SGSN - GPRS業(yè)務支持節(jié)點
SMS -短消息業(yè)務
TBF -臨時塊流
TE -終端設備
TFI - TBF標識符
TSG 一技術規(guī)范組
UMTS —通用移動電信系統(tǒng)
USF -上4亍鏈路狀態(tài)標記
VLR -訪問者位置寄存器
VoIP — IP承載語音
權利要求
1.用于為要在從移動臺(MS)上行到其所屬的無線網絡(BSS)的分組數(shù)據(jù)信道上發(fā)射的分組數(shù)據(jù)建立被稱為TBF的臨時緩沖器的方法，包括以下步驟a)由所述移動臺向所述網絡發(fā)射分組信道請求消息；b)由所述網絡在至少一個上行鏈路分組數(shù)據(jù)信道上向所述移動臺分配無線電資源；c)由所述網絡建立到所述移動臺的上行鏈路TBF；d)由所述網絡調度對從所述移動臺接入所述上行鏈路分組數(shù)據(jù)信道的許可，該許可也被稱為USF；其特征在于，進一步包括以下步驟-在步驟c)之前，即使所述移動臺沒有要發(fā)射的數(shù)據(jù)，所述移動臺也向所述網絡發(fā)射包括提早上行鏈路TBF建立信息的請求；-在檢測到適當?shù)腢SF時，由所述移動臺發(fā)射偽分組；-在檢測到適當?shù)腢SF時，由所述移動臺發(fā)射可用的實際分組數(shù)據(jù)。
2. 權利要求l的方法，其特征在于，所述分組信道請求消息指示 所述提早上行鏈路TBF建立信息作為建立原因。
3. 權利要求2的方法，其特征在于，所述偽分組被所述網絡在本 地丟棄。
4. 權利要求l的方法，其特征在于，作為對所述分組信道請求的 回復，所述網絡向所述移動臺下行發(fā)射針對有限資源的分組上行鏈路 分配消息，使所述移動臺又能夠發(fā)射上行鏈路分組資源請求消息，所 述上行鏈路分組資源請求消息包括在適當?shù)臒o線電塊中所傳送的所述 提早上行鏈路TBF建立信息。
5. 任一前述權利要求的方法，其特征在于，所述移動臺不發(fā)射任 何分組，而不是發(fā)射所述偽分組，如果所述網絡指示支持此能力的話。
6. 任一前述權利要求的方法，其特征在于，所述提早上行鏈路TBF 建立信息只在預先確定的情況下、例如在對延遲敏感的傳輸中被預見。
7. 任一前述權利要求的方法，其特征在于，所述無線網絡按照3GPP 被標準化。
全文摘要
在EGPRS模式下工作的移動臺盡管沒有要發(fā)送的數(shù)據(jù)，但是僅僅出于防止消極地影響隨后的對延遲敏感的傳輸?shù)臒o法忍受的等待時間的預防目的而需要提早建立上行鏈路TBF。為此，移動臺在單階段接入模式下發(fā)送分組信道請求消息，該消息包括稱為“提早的TBF建立”的新建立原因。網絡建立指示請求者的上行鏈路TBF，并分配一個或更多PDCH信道上的無線電資源。然后，網絡還在它除了偽分組之外沒有要發(fā)射的數(shù)據(jù)時調度移動臺的發(fā)射。這通過USF標記以通常的方式來執(zhí)行。實際數(shù)據(jù)一變成可用于傳輸，移動臺就發(fā)送它們而不是發(fā)送偽分組。在替代實施例中，移動臺在兩階段接入模式下發(fā)送分組信道請求消息。移動臺一接收到分組上行鏈路分配消息，它就發(fā)送包括擴展上行鏈路TBF信息的分組資源請求消息。網絡像在先前的情況下一樣運轉。
文檔編號H04L12/56GK101371526SQ200680050284
公開日2009年2月18日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權日2005年11月2日
發(fā)明者S·帕羅拉里 申請人:諾基亞西門子通信有限責任兩合公司