專利名稱：傳輸數(shù)據(jù)的方法及相應的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及從發(fā)射機向接收機傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中該方法按照通用移動電信系統(tǒng)標準(簡稱UMTS標準)工作。本發(fā)明另外還涉及與此相應的通信系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。
背景技術：
數(shù)據(jù)的概念在本發(fā)明的范疇內(nèi)應該被理解為各種形式的用于信令目的的信息和/或消息以及與應用有關的用戶數(shù)據(jù)。與此相應地，通信的概念也應被理解為在上述寬范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。
UMTS無線電接口被劃分為三個協(xié)議層作為層1的物理層，作為層2的由MAC、RLC、BMC、PDCP組成的數(shù)據(jù)連接層，以及作為層3的具有RRC的網(wǎng)絡層。在UMTS空中接口的協(xié)議結構內(nèi)，無線電網(wǎng)控制單元RNC內(nèi)的無線電資源控制RRC負責為無線電小區(qū)內(nèi)的所有用戶設備控制和分發(fā)無線電資源。資源管理目前是基于較慢的時間來進行的，因為用戶設備和RNC之間的相應信令是通過RRC消息來實現(xiàn)的。
MAC層中的MAC-d單元在發(fā)射機內(nèi)的基本任務是，在發(fā)送的情況下，把通過MAC層上方的專用邏輯信道所施加的數(shù)據(jù)映射到物理層的專用傳輸信道上，或者在接收機內(nèi)把在專用傳輸信道上接收的數(shù)據(jù)分配到專用邏輯信道上。在接收的情況下，該MAC-d單元把通過專用傳輸信道接收的數(shù)據(jù)再次分配到相應的專用邏輯信道上。在傳輸信道上，數(shù)據(jù)以固定長度的分組單元的形式、也即傳輸塊被傳輸。
鑒于在第三代合伙項目或3GPP小組內(nèi)的UMTS的進一步標準化和繼續(xù)發(fā)展，嘗試了一些改善以便快速和有效地經(jīng)專用傳輸信道傳輸數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務在于如此地改善遵照UMTS標準的數(shù)據(jù)傳輸方法，使得數(shù)據(jù)傳輸被加速。
根據(jù)本發(fā)明的用于從發(fā)射機向接收機傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中該方法按照通用移動電信系統(tǒng)標準UMTS工作，包括在MAC層平面上用帶內(nèi)信令發(fā)送對UMTS基站重要的信息，其中在MAC層平面上采用一個信令傳輸塊，以在用戶終端設備和相應UMTS基站之間發(fā)送信令。
根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)，具有至少一個基站，所述基站由上級的無線電網(wǎng)控制單元控制；由所述基站覆蓋的無線電小區(qū)，在該無線電小區(qū)內(nèi)，在所述基站和至少一個用戶終端設備之間通過空中接口利用UMTS協(xié)議結構而存在通信連接，其中至少一個控制裝置和/或數(shù)據(jù)處理裝置形式的多個RRC功能性從所述無線電網(wǎng)控制單元RNC被轉移布置到所述基站內(nèi)。
也即，根據(jù)本發(fā)明，在所建議的方法中，在MAC層平面上用帶內(nèi)信令發(fā)送對UMTS基站重要的信息。由此實現(xiàn)了在MAC層平面上在用戶終端設備UE和相應的UMTS基站之間的快速和有效的信令。因此，根據(jù)本發(fā)明可以在MAC層平面上區(qū)分數(shù)據(jù)傳輸塊和信令傳輸塊，并分別不同地處理它們。由此可以用習慣的方式在用戶終端設備和基站之間交換有用數(shù)據(jù)和RRC信令數(shù)據(jù)，而另外僅僅還在用戶終端設備和基站之間交換對基站重要的信令數(shù)據(jù)。由此加速了尤其上行鏈路方向的數(shù)據(jù)傳輸，也即從用戶終端設備到網(wǎng)絡或到作為接下來網(wǎng)絡的一部分的基站的數(shù)據(jù)傳輸。
因此在相應的通信系統(tǒng)的結構中，根據(jù)本發(fā)明將至少一個控制裝置和/或數(shù)據(jù)處理裝置形式的RRC功能性從RNC被轉移布置到所述基站內(nèi)。其它的從屬權利要求分別包含有本發(fā)明的同樣非常優(yōu)選的擴展和改進方案，它們與現(xiàn)有UMTS標準結構一致地被構造。對此，通過在基站和用戶終端設備中設立相應的信令裝置來尤其建立合適的信令。另外還建立特定的信令傳輸塊和兩種不同的傳輸塊格式，正如還要參考實施例進行詳細描述的一樣。


下面通過參照附圖并借助實施例和參考現(xiàn)有技術來詳細講述本發(fā)明。其中以示意的原理圖圖1示出了遵照UMTS標準的無線電通信系統(tǒng)的部件，圖2示出了UMTS空中接口的協(xié)議結構，圖3示出了在UE方的MAC-d單元的結構，圖4示出了上行鏈路的傳輸情形，
圖5示出了從傳輸信道到物理信道的數(shù)據(jù)映射，圖6示出了UMTS空中接口的被擴充后的協(xié)議結構，圖7示出了傳輸塊的格式，圖8示出了在信令傳輸塊的情形下的MAC SDU格式，圖9示出了帶內(nèi)信令，圖10示出了按照實施例1在下行鏈路方向的MAC層中的信令過程，圖11示出了按照實施例2在上行鏈路方向的MAC層中的信令過程。
圖12示出了表1，其給出了信令無線電載荷的參數(shù)；圖13示出了表2，其給出了無線電載荷的參數(shù)；圖14示出了表3，其給出了所允許的傳輸格式組合的配置；圖15示出了表4，其給出了按照實施例的無線電載荷的參數(shù)；以及圖16示出了表5，其給出了按照實施例的所允許的傳輸格式組合的配置。
在附圖和接下來的說明中，對于相同的部分、功能塊、層等統(tǒng)一使用相同的附圖標記和縮寫。由于在國際層面的向前邁進的標準化，借用主要來自于安格魯-薩克森(angelsaechsisch)語言領域內(nèi)的專業(yè)術語和名稱。因為涉及本技術領域內(nèi)普通技術人員慣用的專業(yè)術語，在缺少確定的或中肯的德語名稱的情況下，這些術語不再進一步被譯成德語。
在效率和速度提高的背景下根據(jù)本發(fā)明建議了一種解決方案，其中在MAC層平面上，通過特定的信令傳輸塊只能在基站和用戶設備之間交換對基站重要的信息。因此本發(fā)明的基站同樣具有資源管理功能，譬如用于重新配置物理信道或用于切換傳輸信道的類型。為此，也定義了并在下面講述基站和用戶設備之間的新的信令機制，以便基站能盡可能快而有效地執(zhí)行無線電資源管理。
具體實施例方式
為了更容易了解，起先講述UMTS標準的網(wǎng)絡和協(xié)議結構的基礎原理圖1為此用示意圖示例地示出了無線電通信系統(tǒng)FCS的部件，所述無線電通信系統(tǒng)按照通用移動電信系統(tǒng)標準或者說UMTS標準進行工作。該無線電通信系統(tǒng)由無線電小區(qū)CE1、基站BS1和上級無線電網(wǎng)控制單元RNC1組成。基站BS1通過所屬的數(shù)據(jù)線路L1由上級無線電網(wǎng)控制單元RNC1控制。該無線電網(wǎng)控制單元監(jiān)視在由基站BS1在無線電技術上覆蓋的無線電小區(qū)CE1內(nèi)的無線電資源的分配。這里，基站BS1代表性地代表了無線電通信系統(tǒng)FCS的許多其它的未在圖1被詳細示出的基站BS，其具有和覆蓋了相應的無線電小區(qū)CE。
在基站BS1和無線電小區(qū)CE1內(nèi)的無線電通信設備(這里是移動無線電話UE1-UE5)之間，消息和/或數(shù)據(jù)信號通過至少一個預先定義的空中接口Uu按照多路接入傳輸方法被傳輸。例如以UMTS頻分雙工或FDD模式通過相應單獨地分配頻率或頻段來實現(xiàn)上行鏈路方向和下行鏈路方向的分開的信令傳輸。這里，上行鏈路是指從用戶設備到相應基站的信令傳輸，下行鏈路是指從相應被分配的基站到用戶設備的信令傳輸。同一無線電小區(qū)CE1內(nèi)的多個用戶或移動無線電話UE1-UE5優(yōu)選地通過正交碼尤其按照所謂的碼分多址或CDMA方法被分離。在本實施例中，多個用戶設備UE1、UE2、UE3、UE4和UE5逗留在基站BS1的無線電小區(qū)CE1內(nèi)。
UMTS空中接口Uu被劃分為三個協(xié)議層。圖2從專用傳輸信道DCH的觀點示出了該協(xié)議結構。最下層是物理層、即層1。其上面的層是數(shù)據(jù)連接層、即層2，它由MAC、RLC、BMC和PDCP組成，最上層是具有RRC的網(wǎng)絡層、即層3。該結構既存在于用戶設備UE中也存在于UMTS網(wǎng)絡中，該UMTS網(wǎng)絡也被稱為UMTS地面無線電接入網(wǎng)絡或UTRAN，其由基站BS和無線電網(wǎng)控制單元RNC組成。每個協(xié)議層通過給定的業(yè)務接入點給其上方的層提供其業(yè)務。為了更好地理解該結構，該業(yè)務接入點設有通常采用的并且唯一的名稱，例如邏輯信道、傳輸信道、無線電載荷RB、信令無線電載荷SRB。
在此，圖2所示的協(xié)議結構不僅被水平地劃分為上述的層和單元，而且也被垂直地劃分為由物理層、MAC、RLC和RRC組成的控制平面(C平面)和由物理層、MAC、RLC、PDCP和BMC組成的的用戶平面(U平面)。通過C平面專門地傳輸需要被用于建立和保持連接的控制數(shù)據(jù)，而通過U平面?zhèn)鬏斣镜挠杏脭?shù)據(jù)。
每個協(xié)議層或協(xié)議單元具有確定的功能。在[1]中講述了該協(xié)議結構的細節(jié)。在網(wǎng)絡側，物理層位于相應的基站和無線電網(wǎng)控制單元中，而MAC、RLC、PDCP、BMC和RRC只位于無線電網(wǎng)控制單元中。
在發(fā)射機側，物理層Phys的任務是確保通過空中接口Uu可靠地傳輸來自于MAC層的數(shù)據(jù)。在此，該數(shù)據(jù)被映射到相應的物理信道Phy上。物理層Phys通過傳輸信道將其業(yè)務提供給MAC層，該傳輸信道確定了應該如何和利用哪種特性經(jīng)空中接口Uu傳輸數(shù)據(jù)。物理層Phys的主要功能包括信道編碼、調(diào)制和CDMA代碼擴展。相應地，物理層Phys在接收機方執(zhí)行CDMA代碼解擴展、解調(diào)和解碼被接收的數(shù)據(jù)，并且隨后將該數(shù)據(jù)轉交給MAC層作進一步處理。
MAC層通過邏輯信道Log給RLC層提供其業(yè)務，所述邏輯信道Log表征了所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)涉及哪種數(shù)據(jù)類型。MAC層在發(fā)射機內(nèi)的任務是，將施加在MAC層上方的邏輯信道Log上的數(shù)據(jù)映射到物理層Phys的傳輸信道Transp上。物理層Phys給傳輸信道提供與之不同的傳輸速率。因此，MAC層在發(fā)射機內(nèi)的主要功能之一是，根據(jù)被映射到該傳輸信道Transp上的邏輯信道Log的當前傳輸速率、發(fā)射功率和數(shù)據(jù)優(yōu)先級為每個被配置的傳輸信道Transp選擇合適的傳輸格式TF。傳輸格式TF詳細地規(guī)定了每個傳輸時長(傳輸時間間隔TTI)通過傳輸信道Transp向物理層Phys發(fā)送多少MAC分組單元(也稱傳輸塊)。在接收機內(nèi)，MAC層把在傳輸信道Transp上接收的傳輸塊分配到邏輯信道Log上。MAC層由三個邏輯單元組成。
MAC-d單元處理通過相應的專用邏輯信道“專用業(yè)務信道DTCH”和“專用控制信道DCCH”被映射到專用傳輸信道DCH上的有用數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。MAC-控制/共享-單元或MAC-c/sh-單元處理被映射到共同的傳輸信道(例如上行鏈路中的RACH或下行鏈路中的FACH)上的邏輯信道的有用數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。MAC-廣播-單元或MAC-b-單元只處理經(jīng)邏輯信道“廣播控制信道BCCH”在傳輸信道“廣播信道BCH”上通過廣播而被傳輸給相應無線電小區(qū)內(nèi)的所有UE的對無線電小區(qū)重要的系統(tǒng)信息。
RLC層在RRC的情況下通過信令無線電載荷SRB提供其業(yè)務。在PDCP和BMC的情況下，這通過無線電載荷RB實現(xiàn)。SRB或RB表征了RLC層必須如何處理數(shù)據(jù)分組。對此，例如由RRC層為每個被配置的SRB或RB規(guī)定傳輸模式透明模式TM、未確認模式UM或確認模式AM。這里，RLC層被如此模型化，使得每RB或SRB存在一個獨立的RLC實體。另外，RLC協(xié)議在發(fā)射機內(nèi)的任務是，把RB或SRB的有用數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)劃分或合并成分組。在UM和AM傳輸模式下，相應的RLC實體一直在RLC發(fā)射緩沖器中存儲被施加給RB或SRB的數(shù)據(jù)分組的副本，直到該數(shù)據(jù)分組能夠成功地通過空中接口Uu由位于RLC下方的層傳輸。RLC層把在劃分或合并后所形成的數(shù)據(jù)分組轉交給MAC層以進行進一步傳輸。
RRC協(xié)議負責物理信道Phy、傳輸信道Transp、邏輯信道Log、信令無線電載荷和無線電載荷的建立和拆除、重新配置，以及還負責層1和層2協(xié)議的所有參數(shù)的協(xié)商。對此，RNC和UE內(nèi)的RRC單元通過SRB交換相應的RRC消息。RRC層的細節(jié)請參見[2]。
PDCP協(xié)議只負責分組交換域或PS域的數(shù)據(jù)傳輸。其主要功能是壓縮或解壓縮IP報頭信息。BMC協(xié)議在網(wǎng)絡側被用來通過空中接口Uu傳輸所謂的蜂窩廣播消息。
現(xiàn)在描述MAC-d單元的功能的基礎原理MAC層的MAC-d單元處理通過相應的專用邏輯信道或專用業(yè)務信道DTCH和專用控制信道DCCH而被映射到專用傳輸信道DCH上的有用數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。其細節(jié)在[3]被講述過。在圖3中示例性地示出了在UE方的MAC-d單元的結構.如果由RRC配置，則通過塊傳輸信道類型交換把DTCH和DCCH的有用數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)映射到公共傳輸信道、例如RACH上，并將其傳送給MAC-c/sh單元對其作進一步處理。
.如果在同一傳輸信道上多路復用多個專用邏輯信道，則使用C/TMUX。在該情形下，為了唯一地識別而在各個邏輯信道的數(shù)據(jù)分組中插入一個4比特長的C/T字段作為MAC報頭，其中錄入了邏輯信道的身份。由此接收方的MAC-d單元可以唯一地識別所接收的數(shù)據(jù)是源于哪個邏輯信道。
.在RLC傳輸模式為透明模式TM的情況下，數(shù)據(jù)分組在發(fā)射的情況下被加密，或在接收的情況下被解密。
.“UL TFC選擇”塊的任務是上行鏈路調(diào)度，也即根據(jù)被映射到傳輸信道上的專用邏輯信道的當前傳輸速率、發(fā)射功率和數(shù)據(jù)優(yōu)先級來為所有被配置的DCH選擇合適的傳輸格式組合TFC。
為更好地理解協(xié)議的關系，下面講述一個例子。為此假定一種情形，其中無線電小區(qū)CE1內(nèi)的用戶設備UE1在數(shù)據(jù)速率分別為64kbps的上行鏈路中并行使用兩種分組業(yè)務，例如用于數(shù)據(jù)的因特網(wǎng)瀏覽和串流播放。依據(jù)無線電小區(qū)CE1內(nèi)的實際業(yè)務情況和被請求的業(yè)務質(zhì)量QoS，由RNC1內(nèi)的RRC層給該UE1分配專用的無線電資源。詳細地說，由RNC1內(nèi)的RRC層已經(jīng)如此地給下行鏈路和上行鏈路配置了各個協(xié)議層或協(xié)議單元，使得在移動無線電連接的時延內(nèi)應該通過層1和2的協(xié)議確保某種業(yè)務質(zhì)量、例如某個被保證的數(shù)據(jù)速率或最大數(shù)據(jù)速率和/或某個傳輸延遲。然后，由RNC1規(guī)定的配置被通知給用戶設備UE1內(nèi)的RRC層。
在圖4中示出了所考慮的上行鏈路傳輸情形的配置例子。在U平面內(nèi)規(guī)定了被用來傳輸相應分組業(yè)務的有用數(shù)據(jù)的兩個RB、也即RB1和RB2。每個RB在RLC層內(nèi)被映射到一個RLC實體和邏輯業(yè)務信道DTCH上。在C平面內(nèi)，依據(jù)不同類型的控制消息規(guī)定了數(shù)據(jù)速率分別為3.4kbps的四個SRB SRB1至SRB4，其分別在RLC層內(nèi)被射到一個RLC實體和邏輯控制信道DCCH上。在MAC-d單元內(nèi)配置了兩個傳輸信道DCH1和DCH2，其中在U平面內(nèi)，兩個邏輯業(yè)務信道DTCH1和DTCH2被多路復用到傳輸信道DCH1上，在C平面內(nèi)，四個邏輯控制信道DCCH1至DCCH4被多路復用到傳輸信道DCH2上。在物理層內(nèi)，所述兩個傳輸信道被信道編碼，并被多路復用到一個長度為10ms的無線電時幀編碼復合傳輸信道或CCTrCH上?；跓o線電傳輸技術FDD，數(shù)據(jù)在擴展和調(diào)制之后在CCTrCH上通過專用物理數(shù)據(jù)信道DPDCH以SF＝16經(jīng)空中接口Uu被發(fā)送給UTRAN。與此并行地，物理層的特定配置信息在專用物理控制信道DPCCH上以擴展系數(shù)SF＝256被發(fā)送，以便基站BS1內(nèi)的物理層在解碼DPCCH上的控制信息之后也能夠正確地解碼DPDCH上的數(shù)據(jù)。
在表格1至3中綜合了信令無線電載荷、無線電載荷和所允許的傳輸格式組合的配置參數(shù)。為了處理相應RLC實體的發(fā)射緩沖器內(nèi)的數(shù)據(jù)分組，給邏輯信道分配不同的優(yōu)先級1～8，其中優(yōu)先級1表示最高優(yōu)先級，優(yōu)先級8表示最低優(yōu)先級。基于該優(yōu)先級，具有較高優(yōu)先級的邏輯信道的數(shù)據(jù)分組得到優(yōu)先。在相持不下的情況下，也即在同一傳輸信道上的兩個或多個邏輯信道具有相同優(yōu)先級的情況下，考慮發(fā)射緩沖器的緩沖器占用BO的相應占用作為另一判據(jù)。于是，如果在例如同一傳輸信道上的兩個邏輯信道具有相同優(yōu)先級的情況下邏輯信道1的緩沖器狀態(tài)高于邏輯信道2的緩沖器狀態(tài)，那么首先處理信道1的數(shù)據(jù)。
為傳輸信道DCH1配置了傳輸格式集TFS中的五個傳輸格式TF0至TF4。因此傳輸格式TF2規(guī)定了每個傳輸時長“20ms的傳輸時間間隔TTI”通過DCH1向物理層發(fā)送大小為340比特的兩個傳輸塊TB。在那里，每個傳輸塊被附加了16個CRC校驗和比特以用于差錯識別。兩個傳輸塊然后共同地通過碼率為1/3的渦輪式編碼器(Turbocoder)被信道編碼，以便防止其遭到可能由傳輸信道引起的傳輸差錯。相反，為傳輸信道DCH2只配置了傳輸格式集TFS中的兩個個傳輸格式TF0和TF1。因此傳輸格式TF1規(guī)定了每個傳輸時長TTI＝40ms通過DCH2向物理層發(fā)送大小為148比特的一個傳輸塊。在那里，傳輸塊被附加了16個CRC校驗和比特以用于差錯識別。傳輸塊然后通過碼率為1/3的卷積編碼器被信道編碼。
接著，兩個傳輸信道的編碼數(shù)據(jù)根據(jù)其相應的TTI被共同地多路復用到一個無線電時幀CCTrCH上。根據(jù)DCH1的TTI＝20ms，其數(shù)據(jù)在兩個相繼的無線電時幀上經(jīng)空中接口被傳輸?shù)経TRAN，而DCH2的數(shù)據(jù)根據(jù)TTI＝40ms而在四個相繼的無線電時幀上經(jīng)空中接口被傳輸?shù)経TRAN。在CCTrCH上，兩個傳輸信道DCH1和DCH2的傳輸格式的被允許的組合由傳輸格式組合集TFCS規(guī)定。一般地，由給每個傳輸信道配置的傳輸格式數(shù)量的乘積來得出可能的傳輸格式組合TFC的最大數(shù)量。TFCS的大小在于負責和控制UTRAN，也即正確地規(guī)定不同傳輸信道的傳輸格式的被允許的組合數(shù)量和類型。實際上，在一個TFCS中所允許的TFC數(shù)量小于理論上可能的最大值。在該實施例中，TFCS＝10的所允許的大小也是實際的最大數(shù)量，也即DCH1的5個TF和DCH2的2個TF。在表格3中列舉了這種被允許的10個傳輸格式組合。在DCH1的TF#i和DCH2的TF#j中，TFC的記號用i＝0...4和j＝0，1來規(guī)定。
在圖5中示出了用于上行鏈路調(diào)度的例子，其中MAC-d單元根據(jù)當前的傳輸狀態(tài)已選擇用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏敻袷浇M合TFC8。這里，組合TFC8＝(TF3，TF1)給出了在CCTrCH上，編碼數(shù)據(jù)的相應部分由DCH1(＝TF3)的三個傳輸塊TB1、TB2、TB3和由DCH2(＝TF1)的一個傳輸塊(TB1)傳輸。為了使基站BS1內(nèi)的物理層能正確地解碼DPDCH上的數(shù)據(jù)，在DPCCH上作為配置信息而用信令發(fā)送在CCTrCH上所使用的傳輸格式組合TFC8。
本發(fā)明的基本點是定義特定的信令傳輸塊STB，以便在MAC層平面上用帶內(nèi)信令發(fā)送對基站重要的信息。由此實現(xiàn)無線電資源的快速和有效的控制。不失一般性，另外假設基站BS具有以下RRC功能.重新配置上行鏈路和下行鏈路中的物理信道，.重新配置上行鏈路和下行鏈路中的傳輸格式和傳輸格式組合，.切換傳送信道類型，也即從公共傳輸信道切換到專用傳送信道，以及作相反的切換，.調(diào)整上行鏈路SIRtarget以用于專用物理信道的快速功率控制。
本發(fā)明解決方案詳細如下1.擴展的UTRAN協(xié)議結構在UTRAN協(xié)議結構內(nèi)，在MAC層中定義了一個名稱為“媒體接入控制高級上行鏈路”(簡稱MAC-EU)的新單元。與此相應地被擴展的UTRAN協(xié)議結構被描繪在類似于圖2所示圖形的圖6中。在網(wǎng)絡側，MAC-EU只位于基站中。這里，MAC-EU執(zhí)行以下所有功能，這些功能是為了通過信令傳輸塊在帶內(nèi)用信令發(fā)送對基站重要的信息以進行無線電資源控制所需要的。
這些功能除了別的以外還包括.產(chǎn)生一個或多個用于帶內(nèi)信令的信令傳輸塊；.選擇用于傳輸信令傳輸塊的傳輸信道；.多路復用在一個傳輸信道的要被發(fā)送的傳輸塊內(nèi)的信令傳輸塊；.多路分解在一個傳輸信道的被接收的傳輸塊內(nèi)的信令傳輸塊；.把在信令傳輸塊內(nèi)傳輸?shù)男畔⒗m(xù)傳給基站或UE內(nèi)的RRC單元以進行繼續(xù)處理；以及.為安全傳輸或安全接收信令傳輸塊內(nèi)的消息而進行控制。
根據(jù)基站BS的RRC功能性，通過STB在基站BS和用戶設備UE之間交換不同類型的消息。根據(jù)以下非窮盡的列舉，內(nèi)容的例子是這種新的傳輸塊.物理信道重新配置控制從基站到UE的、用于重新配置上行鏈路和下行鏈路中的物理信道的消息。
.TF重新配置控制從基站到UE的、用于重新配置上行鏈路和下行鏈路中的傳輸格式及傳輸格式組合的消息。
.緩沖器狀態(tài)控制從基站到UE的、用于傳輸某一傳輸信道的當前數(shù)據(jù)容量的消息，也即被多路復用到該傳輸信道上的所有RB或邏輯信道的當前RLC緩沖器狀態(tài)。
.緩沖器狀態(tài)報告從UE到基站的、對具有傳輸信道數(shù)據(jù)容量信令的緩沖器狀態(tài)控制消息的應答。
2.傳輸塊類型的定義根據(jù)MAC多路復用為專用邏輯信道DTCH和DCCH定義兩個新的傳輸塊格式，參見圖7。不失一般性，在圖7中考慮了一個DCH傳輸信道，也即該新的格式原則上也可以應用于一般的傳輸信道，例如上行鏈路中的RACH和下行鏈路中的FACH。
.情況a)DTCH或DCCH在沒有多路復用的情況下被映射到一個DCH傳輸信道上。在該情形下，作為MAC報頭只附加一個長度為2比特的D/C字段。
.情況b)DTCH或DCCH在多路復用的情況下被映射到一個DCH傳輸信道上。在該情形下，MAC報頭包括長度為2比特的D/C字段和長度為4比特的C/T字段，其中傳輸了邏輯信道的相應身份。
該字段具有“數(shù)據(jù)/控制”的縮寫名稱D/C。利用字段D/C指示出傳輸塊的類型.利用D/C＝00發(fā)送一個信令傳輸塊STB信令。于是，MAC SDU表現(xiàn)為以下分組單元，通過該分組單元，在用戶設備和基站之間只交換用于無線電資源控制的對基站重要的信息。
.相應地，用D/C＝11發(fā)送一個正常傳輸塊信令，通過該正常傳輸塊象迄今一樣傳輸有用數(shù)據(jù)或RRC信令數(shù)據(jù)。于是，MAC SDU表現(xiàn)為所述MAC層通過DTCH或DCCH接收到的分組單元。
3.信令傳輸塊的結構在圖8中示出了一個信令傳輸塊STB的MAC SDU部分的一般結構，通過該結構最多可以傳輸n個消息.TN UL該狀態(tài)字段或字段傳輸一個上行鏈路傳輸號，并被用于再跟蹤上行鏈路中的傳輸狀態(tài)。該字段具有k比特的長度。
.TN DL該字段傳輸一個下行鏈路傳輸號，并被用于再跟蹤下行鏈路中的傳輸狀態(tài)。該字段具有k比特的長度。
.Poll該字段被用于從接收器請求一個關于成功地在規(guī)定的時間內(nèi)傳輸了信令傳輸塊的確認。該字段具有1比特的長度。
.MT在該字段內(nèi)規(guī)定了在接下來的消息部分中被傳輸?shù)南㈩愋汀Ｔ撟侄斡?比特編碼。
.MP在該字段內(nèi)傳輸已通過MT部分規(guī)定的消息。該字段根據(jù)要被傳輸?shù)南㈩愋投哂衜比特的可變長度。
.Flag該字段被用來指示在字段中是否發(fā)送字段MT、也即另一消息。該字段具有1比特的長度。
.Pad該字段被用來用偽符號、即所謂的虛比特來填充MAC SDU中的未被使用部分。
狀態(tài)字段TN UL、TN DL和Poll被用于控制以便安全地傳輸或安全地接收信令傳輸塊內(nèi)的消息。這通過以下機制來實現(xiàn)·UE中的MAC-EU單元具有一個用k比特編碼的、具有整數(shù)值域為0至N-1的上行鏈路傳輸計數(shù)器Z1。對于每個在上行鏈路方向發(fā)送的STB，該上行鏈路計數(shù)器的當前值在字段TN UL內(nèi)被傳輸，然后增加1。另外，在字段TN DL內(nèi)還傳輸最后接收的DL-STB的值。在達到最大的計數(shù)器狀態(tài)后，Z1復位到0并重新向上計數(shù)。
·與此等同地，基站中的MAC-EU單元具有一個用k比特編碼的、具有整數(shù)值域為0至N-1的下行鏈路傳輸計數(shù)器Z2。對于每個在下行鏈路方向發(fā)送的STB，該下行鏈路計數(shù)器的當前值在字段TN DL內(nèi)被傳輸，然后增加1。另外，在字段TN UL內(nèi)還傳輸最后接收的UL-STB的值。在達到最大的計數(shù)器狀態(tài)后，Z2復位到0并重新向上計數(shù)·在需要時，相應MAC-EU單元可以借助于狀態(tài)字段Poll從相應接收單元請求對成功地在規(guī)定時間內(nèi)接收了STB的確認，也即通過被設置的Poll-Bit＝1。
在無差錯的傳輸條件下，接收機內(nèi)的相應MAC-EU接收到信令傳輸塊的連續(xù)的號碼序列，也即通過連續(xù)號碼序列的中斷來識別可能的傳輸差錯。
總之，本發(fā)明在MAC協(xié)議層內(nèi)定義了特定的信令傳輸塊，通過它們在將來可以在基站和用戶設備之間實現(xiàn)快速和有效的帶內(nèi)信令以進行無線電資源控制。由此得到以下優(yōu)點本發(fā)明支持基站內(nèi)具有RRC功能性的擴展UTRAN協(xié)議結構，使得無線電資源的管理在將來可以在空中接口附近進行。對用戶設備來說上行鏈路和下行鏈路中無線電資源的重新配置利用該方式可以根據(jù)無線電小區(qū)內(nèi)的業(yè)務負載而更為快速和更為有效地被實現(xiàn)。下行鏈路、尤其是上行鏈路中的數(shù)據(jù)傳輸在傳輸延遲和數(shù)據(jù)通過量方面被大大改善。
在下面的實施例中考慮圖6所示的在MAC層中具有新MAC-EU單元的擴展UTRAN協(xié)議結構。不失一般性，假定基站具有如下的在上文已經(jīng)給出的RRC功能·重新配置上行鏈路和下行鏈路中的物理信道，·重新配置上行鏈路和下行鏈路中的傳輸格式和傳輸格式組合，·切換傳輸信道類型，也即從公共傳輸信道切換到專用傳輸信道，以及作相反的切換，·調(diào)整上行鏈路SIRtarget以便對專用物理信道進行快速功率控制?？紤]通過具有以下配置的專用連接在UE和UTRAN之間傳輸數(shù)據(jù)·對于上行鏈路和下行鏈路考慮圖4所示的傳輸情形。
·在U平面上，用戶數(shù)據(jù)在兩個RB上、也即RB#1和RB#2上被傳輸。兩個RB的配置被綜合在表格4中。
·在C平面上配置4個SRB(SRB#1至SRB#4)。其參數(shù)被綜合在表格1中。
·在表格5中列舉了被允許的傳輸格式組合，其中現(xiàn)在總共定義12個組合。
·考慮圖7中情況b)所示的傳輸塊格式，也即MAC報頭由字段D/C和C/T組成。
·在圖8所示的信令傳輸塊的格式方面考慮以下配置字段TN UL、TN DL和MT的長度分別為3比特。
實施例1下行鏈路中的帶內(nèi)信令用于下行鏈路的傳輸計數(shù)器Z2在初始狀態(tài)具有值0，并且基站內(nèi)的MAC-EU還沒有從UE接收到UL-STB。根據(jù)無線電小區(qū)內(nèi)的當前業(yè)務狀況，基站將會在位于UE和UTRAN之間的現(xiàn)有專用數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)通過DL-STB向UE發(fā)送兩個用于無線電資源控制的消息·物理信道重新配置控制，用于重新配置上行鏈路和下行鏈路中的專用物理信道，例如SF的新參數(shù)，信道化代碼和擾碼。
·緩沖器狀態(tài)控制，用于傳輸專用UL傳輸信道DCH1的當前數(shù)據(jù)容量。
基于下行鏈路調(diào)度，RNC內(nèi)的MAC-d單元已選擇TFC9用于在CCTrCH上的數(shù)據(jù)傳輸，也即在物理層內(nèi)，每10ms應該由DCH1(＝TF3)的4個傳輸塊(TB1，TB2，TB3，TB4)和由DCH2(＝TF1)的1個傳輸塊(TB1)傳輸編碼數(shù)據(jù)的相應部分。
根據(jù)DCH1上可用的傳輸容量，基站BS內(nèi)的MAC-EU選擇該傳輸信道以傳輸其大小為182比特的信令傳輸塊。MAC-EU將該需要通知給MAC-d單元，使得通過DCH1實際上只傳輸3個正常的傳輸塊?，F(xiàn)在MAC-EU產(chǎn)生一個具有以下配置的STB·D/C＝00·C/T＝虛比特，因為該字段在STB的情況下沒有意義·TN UL＝0·TN DL＝0·Poll＝0·MT＝物理信道重新配置控制·MP1＝物理信道重新配置控制消息的內(nèi)容·Flag-1＝1，以指示后面有另一個消息·MT＝緩沖器狀態(tài)控制·MP2＝緩沖器狀態(tài)控制消息的內(nèi)容·Flag-2＝0，以指示后面沒有其它消息·Pad＝虛比特，如果需要的話。
接著，該STB由MAC-EU在DCH1的要被發(fā)送的正常傳輸塊內(nèi)進行多路復用，如圖9所示，并且被續(xù)傳給物理層以便進一步處理。原理上的信令過程如圖10所示，其中虛線表示作為邏輯單元的MAC層的物理上的隔開。為了使UE內(nèi)的物理層能夠正確地解碼DPDCH上的數(shù)據(jù)，在DPCCH上以控制信息的形式用信令發(fā)送在CCTrCH上所使用的傳輸格式組合TFC9。
在UE的MAC-EU單元內(nèi)，在DCH1上接收的傳輸塊借助于MAC報頭內(nèi)的D/C字段被分析，并且在D/C＝00的情況下DL-STB1被相應地多路分解。三個其它的傳輸塊TB1、TB2和TB3被續(xù)傳給MAC-d單元以便作進一步處理。
實施例2上行鏈路中的帶內(nèi)信令用于上行鏈路的傳輸計數(shù)器Z1在初始狀態(tài)具有值0，并且UE內(nèi)的MAC-EU已從基站接收到DL-STB?；谒邮盏南?，一方面上行鏈路和下行鏈路中的物理信道被重新配置。另一方面，對UL-DCH1上的數(shù)據(jù)容量進行測量。作為對此的應答，現(xiàn)在應該把消息“緩沖器狀態(tài)報告”經(jīng)UL-STB發(fā)送給基站。
基于上行鏈路調(diào)度，UE內(nèi)的MAC-d單元已選擇TFC9用于在CCTrCH上的數(shù)據(jù)傳輸，也即在物理層內(nèi)，每10ms應該由DCH1(＝TF3)的4個傳輸塊(TB1，TB2，TB3，TB4)和由DCH2(＝TF1)的1個傳輸塊(TB1)傳輸編碼數(shù)據(jù)的相應部分。
根據(jù)DCH1上可用的傳輸容量，MAC-EU選擇該傳輸信道以傳輸其大小為182比特的信令傳輸塊。MAC-EU將該需要通知給MAC-d單元，使得通過DCH1實際上只傳輸3個正常的傳輸塊?，F(xiàn)在MAC-EU產(chǎn)生一個具有以下配置的STB·D/C＝00·C/T＝虛比特，因為該字段在STB的情況下沒有意義·TN UL＝0·TN DL＝0·Poll＝0·MT＝緩沖器狀態(tài)報告·MP1＝緩沖器狀態(tài)報告消息的內(nèi)容·Flag-1＝0，以指示后面沒有其它消息·Pad＝虛比特，如果需要的話。
接著，該STB由MAC-EU在DCH1的要被發(fā)送的正常傳輸塊內(nèi)進行多路復用，如圖9所示，并且被續(xù)傳給物理層以便進一步處理。原理上在上行鏈路方向中的信令過程如圖11所示，這里與圖10的情況相反，MAC層不存在物理上的隔開。為了使基站內(nèi)的物理層能夠正確地解碼DPDCH上的數(shù)據(jù)，在DPCCH上以控制信息的形式用信令發(fā)送在CCTrCH上所使用的傳輸格式組合TFC9。
在基站BS的MAC-EU單元內(nèi)，在DCH1上接收的傳輸塊借助于MAC報頭內(nèi)的D/C字段被分析，并且在D/C＝00的情況下UL-STB1被相應地多路分解。其它三個傳輸塊TB1、TB2和TB3被續(xù)傳給RNC內(nèi)的MAC-d單元以便作進一步處理。
在本發(fā)明說明書的范圍內(nèi)尤其參考以下文獻[1]3GPP TS 25.301Radio Interface Protocol Architecture[2]3GPP TS 25.331Radio Resource Control(RRC)protocolspecification[3]3GPP TS 25.321Medium Access Control(MAC)protocolspecification另外采用了以下縮寫3GPP第三代合伙項目AM確認模式BCCH廣播控制信道BCH廣播信道BMC廣播多播控制BO緩沖器占用BS基站CCTrCH編碼復合傳輸信道CDMA碼分多址CE無線電小區(qū)CRC循環(huán)冗余校驗D/C數(shù)據(jù)/控制DCCH專用控制信道DCH專用信道DL下行鏈路DPCCH專用物理控制信道DPDCH專用物理數(shù)據(jù)信道DTCH專用業(yè)務信道FACH前向接入信道FCS無線電通信系統(tǒng)FDD頻分雙工IP因特網(wǎng)協(xié)議
kbps千比特每秒Log邏輯信道MAC媒質(zhì)接入控制MAC-b MAC廣播MAC-c/sh MAC控制/共享MAC-d MAC專用MAC-EU MAC高級上行鏈路MP消息部分MT消息類型PDCP分組數(shù)據(jù)會聚協(xié)議PS分組交換的Phy物理信道Phys物理層QoS業(yè)務質(zhì)量RACH隨機接入信道RB無線電載荷RLC無線電鏈路控制RNC無線電網(wǎng)控制器，無線電網(wǎng)控制單元RRC無線電資源控制SDU業(yè)務數(shù)據(jù)單元SF擴展系數(shù)SIR信噪比SRB信令無線電載荷STB信令傳輸塊TB傳輸塊TF傳輸格式TFC傳輸格式組合TFCS傳輸格式組合集TFS傳輸格式集TM傳輸模式TN傳輸號Transp傳輸信道
TTI傳輸時間間隔UE用戶設備UL上行鏈路UM未確認模式UMTS通用移動電信系統(tǒng)UTRAN UMTS地面無線電接入網(wǎng)
權利要求
1.用于從發(fā)射機向接收機傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中該方法按照通用移動電信系統(tǒng)標準(UMTS)工作，包括在MAC層平面上用帶內(nèi)信令發(fā)送對UMTS基站(BS)重要的信息，其中在MAC層平面上采用一個信令傳輸塊(STB)，以在用戶終端設備(UE)和相應UMTS基站(BS)之間發(fā)送信令。
2.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)在傳輸信道的要被發(fā)送的傳輸塊內(nèi)被多路復用。
3.如權利要求1所述的方法，其中采用一個專用或公共傳輸信道。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述專用傳輸信道是DCH。
5.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)在字段(TN UL)內(nèi)傳輸一個用于跟蹤上行鏈路中的傳輸狀態(tài)的上行鏈路傳輸號，其中該字段具有k比特的長度。
6.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)在一個字段(TN DL)內(nèi)傳輸一個用于跟蹤下行鏈路中的傳輸狀態(tài)的下行鏈路傳輸號，其中該字段具有k比特的長度。
7.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)傳輸一個字段(Poll)，以便從接收機請求一個關于成功地在規(guī)定時間內(nèi)傳輸了信令傳輸塊的確認，其中該字段具有k比特的長度。
8.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)傳輸一個字段(MT)，在該字段中規(guī)定了在接下來的消息部分中被傳輸?shù)南㈩愋停渲性撟侄斡?比特被編碼。
9.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)傳輸一個字段(MP)，在該字段中傳輸由所屬字段(MT)規(guī)定的消息，其中該字段根據(jù)要傳輸?shù)南⒌念愋投哂衜比特的可變長度。
10.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)傳輸一個字段(Flag)，該字段指示出在接下來的字段中是否發(fā)送一個字段(MT)，而且該字段用1比特被編碼。
11.如權利要求1所述的方法，其中至少一個信令傳輸塊(STB)傳輸一個字段(Pad)，該字段用于用虛比特填充MAC業(yè)務數(shù)據(jù)單元(MAC SDU)中的未被使用部分。
12.如權利要求1所述的方法，還包括在所述信令傳輸塊(STB)中，在所述基站(BS)和一個用戶設備(UE)之間交換用于無線電資源控制的不同消息。
13.如權利要求1所述的方法，還包括在所述MAC報頭中采用一個數(shù)據(jù)字段(D/C)，通過該字段指示出相應的傳輸塊的類型。
14.如權利要求13所述的方法，其中添加2比特編碼的數(shù)據(jù)字段(D/C)。
15.如權利要求1所述的方法，其中所述信令傳輸塊利用CDMA經(jīng)空中接口被傳輸。
16.如權利要求1所述的方法，其中所述信令傳輸塊以FDD模式被傳輸。
17.如權利要求1所述的方法，其中所述信令傳輸塊被傳送到物理層。
18.如權利要求1所述的方法，其中針對基站的以下RRC功能之一或多個發(fā)送所述的帶內(nèi)信令·重新配置上行鏈路和下行鏈路中的物理信道，·重新配置上行鏈路和下行鏈路中的傳輸格式和傳輸格式組合，·切換傳輸信道類型，也即從公共傳輸信道切換到專用傳輸信道，以及作相反的切換，·調(diào)整上行鏈路SIRtarget以便對專用物理信道進行快速性能控制。
19.如權利要求1所述的方法，其中選擇一個傳輸信道來傳輸所述的信令傳輸塊。
20.如權利要求1所述的方法，其中所述信息包括以下列表中的一個或多個·用于重新配置上行鏈路和下行鏈路中的物理信道的用戶設備信息；·用于重新配置上行鏈路和下行鏈路中的傳輸格式及傳輸格式組合的用戶設備信息；·關于被多路復用到該傳輸信道上的RB或邏輯信道的緩沖器狀態(tài)的用戶設備信息；·關于傳輸信道數(shù)據(jù)容量的基站信息。
21.如權利要求1所述的方法，其中在發(fā)送所述的信令傳輸塊之后使一個傳輸計數(shù)器增加1。
22.通信系統(tǒng)，具有至少一個基站(BS)，所述基站由上級的無線電網(wǎng)控制單元(RNC)控制，由所述基站覆蓋的無線電小區(qū)(CE)，在該無線電小區(qū)內(nèi)，在所述基站(BS)和至少一個用戶終端設備(UE)之間通過空中接口(Uu)利用UMTS協(xié)議結構而存在通信連接，其中至少一個控制裝置和/或數(shù)據(jù)處理裝置形式的多個RRC功能性從所述無線電網(wǎng)控制單元RNC被轉移布置到所述基站(BS)內(nèi)。
23.如權利要求22所述的通信系統(tǒng)，還包括在所述基站和用戶終端設備內(nèi)設有相應的信令裝置以用于建立合適的信令。
24.如權利要求22所述的方法，還包括設有多個特定的信令傳輸塊(STB)和兩種不同的傳輸塊格式。
25.計算機程序產(chǎn)品，包括用于存儲指令的存儲器，當由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行所述指令時，允許該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結合一個通信系統(tǒng)以便適當?shù)匕凑誙MTS標準執(zhí)行權利要求1所述的方法。
26.傳輸塊，其被使用在MAC層平面上，用于在用戶終端設備(UE)和UMTS基站(BS)之間用帶內(nèi)信令發(fā)送對UMTS基站(BS)重要的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從發(fā)射機向接收機傳輸數(shù)據(jù)的方法，其中該方法按照通用移動電信系統(tǒng)標準、簡稱UMTS標準工作。另外本發(fā)明還涉及與此相應的通信系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。為了改進按照UMTS標準的數(shù)據(jù)傳輸方法使得該數(shù)據(jù)傳輸加速，建議在MAC層平面上用帶內(nèi)信令發(fā)送對UMTS基站(BS)重要的信息。在MAC層平面上采用一個信令傳輸塊(STB)，以在用戶終端設備(UE)和相應UMTS基站(BS)之間發(fā)送信令。
文檔編號H04L29/08GK101094432SQ200710129049
公開日2007年12月26日 申請日期2004年8月30日 優(yōu)先權日2003年9月29日
發(fā)明者崔熒男 申請人:英飛凌科技股份公司