專利名稱：在無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到在無線通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，特別是在稱為UMTS(萬能移動無線通信系統(tǒng))具有寬帶無線接口的移動無線通信系統(tǒng)中。
在無線通信系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)借助于電磁波經(jīng)過無線接口進行傳輸。無線接口涉及基站和用戶站之間的連接，其中用戶站可以是移動站或者位置固定的無線站。其中電磁波的發(fā)射是用載波頻率進行的，載波頻率位于安排在各個系統(tǒng)的頻帶上。對于未來的無線通信系統(tǒng)，例如UMTS移動無線系統(tǒng)或者其他第三代系統(tǒng)將頻率安排在頻帶大約為2000MHz上，其中信道的帶寬為5MHz。
對于UMTS-移動無線系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)(全球移動通信系統(tǒng))相反還安排了很多平行傳輸?shù)臉I(yè)務。在專利文獻EP 98 122 719和DE 19855 194中敘述了將多種業(yè)務數(shù)據(jù)組合的傳送格式信令的可能性。其中將一個連接的多個業(yè)務的數(shù)據(jù)經(jīng)過共同使用的物理信道進行傳輸。
利用共同使用的物理信道將一個連接的多個業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接脩粽镜南葲Q條件是，明確的復制規(guī)程說明業(yè)務從屬于物理信道的不同塊。
將物理信道例如通過頻帶和擴展編碼(CDMA碼分多址)在幀內(nèi)進行定義。
將以下概念一般用于描述復制規(guī)程傳送格式(TF)將傳送格式定義為數(shù)據(jù)率，編碼，頻率范圍轉(zhuǎn)換(交叉)，通過穿孔的和通過業(yè)務傳送信道的故障保護規(guī)程的數(shù)據(jù)率匹配。
傳送格式設置(TFS)在這里將對于專門業(yè)務允許的可能的傳送格式的語句稱為傳送格式設置。
傳送格式組合(TFC)這個概念說明在共同物理信道上構(gòu)成的不同業(yè)務傳送格式的可能的組合。
傳送格式組合設置(TFCS)。
在這里將TFC可能的語句稱為對于專門的連接允許的所有TFC的分量。
傳送格式組合標識符(TFCI)這個信息說明TFCS內(nèi)現(xiàn)實使用的傳送格式組合。
對于針對需要選擇現(xiàn)實使用的不同業(yè)務的傳送格式組合是TFC的可改變性和因此TFCI的有規(guī)律地信令化是必要的。然而這種信令化與傳輸容量有關(guān)?？赡艿慕M合可能性(TFCS)的數(shù)量愈大，需要的信令的容量也愈大。
對于UMTS-移動無線系統(tǒng)選擇的寬帶-CDMA系統(tǒng)的FDD-模式(FDD頻分多址)在基站向用戶站在下行方向(下行鏈接)發(fā)送時出現(xiàn)問題，同時可使用的正交擴展編碼的數(shù)量是有限的和因此使支持變化的數(shù)據(jù)率出現(xiàn)困難。當比較高的通信密度時在系統(tǒng)中不可能，將如此多奉獻的，也就是說只被用戶站利用的信道(DCH)分配給所有的用戶站，如同這些信道在傳輸時用其各自最高的數(shù)據(jù)率必要的。
因此在下行方向定義了共同信道，所謂的“共享信道”(DSCH下行鏈接共享信道)為此見ETSI SMG2 UMST-L1，Tdoc SMG2 UMST-L1559/98，1998年11月9日。將共同信道在寬帶頻帶內(nèi)由擴展編碼構(gòu)成，將擴展編碼臨時分配給各自一個或者多個幀的不同連接或者用戶站。然而因此出現(xiàn)問題，如何可以將用戶站用最小費用信令化，是否和如果是的話，用什么樣的共同信道將用戶站的信息進行傳輸。
在ETSI SMG2 UMTS-L1，Tdoc SMG2 UMTS-L1 559/98，1998年11月9日中已知，在時分多址中傳輸?shù)臉I(yè)務數(shù)據(jù)率的信令化是借助于TFCI-參數(shù)進行的，在每個幀期間將TFCI-參數(shù)作為檢查信息的一部分，也就是說在頻帶上(In-Band)進行傳輸。為了保證將共同信道快速地共同確定位置，前置一個明顯的信令，信令只使用確定數(shù)目的TCFI-比特，以說明確定的擴展編碼(見前頁)。
這種解決方法的缺點是，在規(guī)定數(shù)目的TFCI-比特時因此業(yè)務傳送格式的組合可能性明顯地受到限制，這顯著影響傳輸變化的數(shù)據(jù)率時的柔性。
此任務以本發(fā)明為基礎，規(guī)定一種方法和無線通信系統(tǒng)，這些當多個連接利用共同信道時在傳輸變化的數(shù)據(jù)率時提高資源分配的柔性。此任務是通過按照權(quán)利要求1特征的方法和按照權(quán)利要求10特征的通信系統(tǒng)解決的。從從屬權(quán)利要求中獲悉有益的擴展結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的基本思路是，所使用的共同信道的信令是隱含地經(jīng)過數(shù)據(jù)率進行的和只有在單個業(yè)務確定的數(shù)據(jù)率時允許有選擇的多個信道(擴展編碼)的組合。因此節(jié)省了傳輸容量，因為不需要在TFCI-參數(shù)內(nèi)儲備單個的比特只用于將共同信道分配給不同的連接。將數(shù)據(jù)率在頻帶上信令化，此時不必要將關(guān)于數(shù)據(jù)率的這些信息完全包括在每個幀上。將連接關(guān)系中的或者前面幀上的信息同樣可以引用于確定數(shù)據(jù)率。
按照本發(fā)明有益的擴展結(jié)構(gòu)通過將同樣的業(yè)務傳送格式組合借助于TFCI復制在不同信道上在最小信令費用時可以達到最大程度的柔性。
將被分配的數(shù)據(jù)率和準備使用的共同信道之間的關(guān)系在分開的信令信道上進行約定，則從TFCI-參數(shù)的各個數(shù)值中可以推導出在包括一個或者多個共同信道的信道上被選擇的組合。將這種關(guān)系的信令(在傳送格式的確定的組合上TCSI-數(shù)值的復制規(guī)程)有益地在基站和用戶站之間建立連接時進行。TFCI-在頻帶上-信令的數(shù)據(jù)率高和占據(jù)非常多的傳輸資源。此外如果可以通過連接開始的一般協(xié)議達到節(jié)約的目的，則可以減少必要的TFCI-比特的數(shù)目或者提高組合可能性的數(shù)目。
按照本發(fā)明的方法和其有益的擴展結(jié)構(gòu)得出以下優(yōu)點-當純粹隱含的信令時不附加產(chǎn)生信令費用，因此提供使用的TFCI-比特只可以使用在很精細的單個業(yè)務的數(shù)據(jù)率組合的信令上。
-通過隱含的信令對于每個連接可以將高的最大的傳輸容量共同確定位置。此外如果參與的連接愈多和提供愈多的共同信道使用，在連接之間出現(xiàn)可能的數(shù)據(jù)率的依賴性愈不重要。
-通過將共同業(yè)務組合附加可能地分配給具有各自明確的TFCI-數(shù)值的共同信道可以達到非常高的柔性。
-將共同信道信令的費用可以很準確地與連接要求相匹配和不必要用整個比特進行。
-可以將共同信道的使用限制在比較高級的業(yè)務組合或者具有高的數(shù)據(jù)率動態(tài)的業(yè)務組合上，而低級的業(yè)務組合只借助于奉獻的信道進行傳輸。
-有可能依賴于被占據(jù)的現(xiàn)實信道數(shù)將共同信道針對連接和動態(tài)地進行分配。
借助于下列附圖詳細敘述本發(fā)明的實施例。
附圖表示附

圖1無線通信系統(tǒng)簡圖，附圖2傳輸記錄的層模型，附圖3，4將不同業(yè)務的數(shù)據(jù)復制在共同使用的物理信道上，附圖5，6多個連接的共同信道分配可能性表格，附圖7，8更明確的分配和因此降低停機的或然率，和附圖9具有在頻帶上-信令的幀方式的數(shù)據(jù)傳輸。
在附圖1上表示的移動無線系統(tǒng)作為無線通信系統(tǒng)的例子是由很多移動交換站MSC構(gòu)成的，移動交換站是相互連成網(wǎng)絡或者建立了到固定網(wǎng)絡PSTN的入口。此外這些移動交換站MSC與各自至少一個用于控制傳輸資源的裝置RNM相連接。這些裝置RNM的每一個又允許與至少一個基站BS連接。
基站BS可以經(jīng)過無線接口建立與用戶站，例如移動站MS或者其他的移動和固定的終端機連接。通過每個基站BS至少構(gòu)成一個無線小區(qū)。在附圖1上表示了在基站BS和移動站MS之間將有用信息進行傳輸?shù)倪B接。例如在連接V1內(nèi)將三個業(yè)務S(S1、S2、S3)的數(shù)據(jù)在一個或者多個物理信道Phy CH和信令信息內(nèi)，例如對于連接V1被分配的無線技術(shù)資源，經(jīng)過和連接一起的檢查信道FACH(迅速鏈接存取信道)進行傳輸。
運行和維護中心OMC實現(xiàn)移動無線系統(tǒng)或者其中部件的檢查和維護功能。這種結(jié)構(gòu)的功能化也可以轉(zhuǎn)移到可以使用本發(fā)明的其他無線通信系統(tǒng)中，特別是具有無繩用戶連接的用戶入口網(wǎng)絡。
按照附圖1上的無線通信系統(tǒng)不僅在基站BS而且在移動站MS上安排了相互通信的傳輸裝置和信令裝置。將傳輸裝置使用于經(jīng)過現(xiàn)實提供使用的物理信道Phy CH傳輸多個業(yè)務S組合的數(shù)據(jù)。物理信道Phy CH可以構(gòu)成為奉獻的信道DCH，也就是說只被一個連接利用，或者構(gòu)成為共同信道DSCH，也就是說交替地被不同的連接V1、V2利用。應該將連接V1的多個業(yè)務S1、S2、S3共同利用的物理信道Phy CH和分配給多個連接V1、V2的共同信道DSCH之間加以區(qū)別，然而在時間間隔期間只將連接V1或者V2中的一個進行分配提供使用。有可能很快地從幀到幀改變共同信道DSCH的分配不附加信令費用。通過在時間上按照順序利用不同連接的共同信道DSCH特別是可以很好地對應于有些連接V1，V2的高數(shù)據(jù)率和高動態(tài)。
信令裝置確定的TFCI-數(shù)值對于業(yè)務S1、S2、S3被選定的傳送格式組合和將傳送格式TF在頻帶上-進行信令化。在分開的信道FACH上將TFCI-數(shù)值的復制規(guī)程與傳送格式TF的組合和被利用的信道DCH，DSCH進行信令化。
按照附圖2的層模式將無線通信系統(tǒng)的記錄分成三層。
層1物理層用于描述經(jīng)過物理介質(zhì)(例如編碼，調(diào)制，發(fā)送功率檢查，同步化等)進行比特傳輸?shù)乃泄δ?，?數(shù)據(jù)連接層用于描述將數(shù)據(jù)復制在物理層上和在物理層上進行檢查，層3網(wǎng)絡層用于控制無線接口的資源。
在層3上對于連接將TFCS確定，同時在層2上進行組合的(TFC的)選定，這如同以后表示的借助于TFCI在頻帶上-信令化。
層1和2之間的參數(shù)交換經(jīng)過無線接口支持具有層2數(shù)據(jù)的幀的變換功能和在比較高的層上顯示層1的狀態(tài)。層1和層3之間的參數(shù)交換支持檢查在層1上傳輸?shù)呐渲煤徒?jīng)過層1生成系統(tǒng)信息。
將不同連接S的數(shù)據(jù)復制在共同的物理信道Phy CH上和其中共同信道DSCH分配的信令對應于層1和2的交互作用。
對應于附圖3和4得出現(xiàn)實傳輸業(yè)務傳送格式TF信令的必要性。
在附圖3上表示了編碼單元和多路復用單元的功能圖，將對應于各個業(yè)務S1、S2、S3的數(shù)據(jù)的多個數(shù)據(jù)信道DCH的數(shù)據(jù)復制在被編碼的共同傳送信道CCTrCH上。此時復制是一個規(guī)程，按照這種比特樣板將數(shù)據(jù)登錄在順序的數(shù)據(jù)序列中。解多路復用器/分配裝置將被編碼的共同傳送信道CCTrCH分布在多個物理信道Phy CH上。因此經(jīng)過物理信道Phy CH傳輸多個業(yè)務S1、S2、S3的各個固定的數(shù)據(jù)。將物理信道Phy CH不是單獨分配給業(yè)務S1或者S2而是分配給具有其所有業(yè)務S1，S2，S3的被編碼的共同傳送信道CCTrCH。
因為接收方將這個復制仿效完成和將數(shù)據(jù)從物理信道Phy CH中讀出和又必須在業(yè)務的分開的傳送信道DCH上顯示，因此信令是必要的。這種以TFCI-數(shù)值形式的信令將業(yè)務現(xiàn)實使用的傳送格式組合TF重放和如同以后將共同信道或者多個共同信道DSCH的現(xiàn)實的分配還進行顯示。對于連接什么樣的組合(TFCS)是允許的已經(jīng)在建立連接時約定過。
在數(shù)據(jù)率和業(yè)務組合之間的關(guān)系中可以實現(xiàn)兩種可能性(也見EP98 122 719)1.每個數(shù)據(jù)率GR準確地對應于一個傳送格式組合TF。
2.每個數(shù)據(jù)率GR有可能是傳送格式的多個組合TF，這些借助于TFCI-數(shù)值是可以區(qū)別的。
附圖4表示復制為容易變換的形式，其中明顯的是只有當共同利用物理信道Phy CH時通過多個業(yè)務S1、S2、S3子信息TFCI的信令才是必要的。如果一個業(yè)務S1或者S2或者S3只利用一個物理信道Phy CH，則可以放棄子信息TFCI的信令。
將共同信道DSCH分配給連接V在附圖5和6的基礎上表示了借助于具有兩個移動站MS的例子和因此表示了兩個連接V1、V2。假設連接1和2各自允許用數(shù)據(jù)率為16.32和48kbps將其數(shù)據(jù)進行傳輸，其中對于兩個連接V1、V2各自提供具有16kbps的三個共同信道。對于兩個連接V1、V2按照附圖5和6表格各自決定，用哪個共同信道DSCH哪個數(shù)據(jù)率進行傳輸。這些表格在連接開始時已經(jīng)決定了，然而也可以隨著連接改變。
因為兩個連接V1、V2是平行的，只有確定的數(shù)據(jù)率組合才允許避免同時使用共同信道DSCH。這些在按照附圖7的表格中加以說明。
在這個例子中16個可能的組合中只允許10個。必須排除所有的組合，在其中對于兩個連接V1、V2同時大于16kbps進行傳輸。
一般來說通過上述將共同信道DSCH隱含分配有可能將提供使用的信道柔性地分布在所有的連接V1、V2上，使每個單個連接V1、V2原則上比將信道作為奉獻信道DCH的固定分配時可以利用比較高的傳輸容量。
如果連接V1、V2愈多和提供愈多的共同信道DSCH使用時，因此在統(tǒng)計學基礎上限制為確定的組合愈加不太重要，如果假設，所有連接V1、V2最大要求的數(shù)據(jù)率與由于利用所有共同信道DSCH可能的數(shù)據(jù)率之比保持恒定時。
附加的自由度是可能的，如果不是將每個數(shù)據(jù)率構(gòu)成為固定的，也就是說明確地構(gòu)成為預先規(guī)定的TFCI-數(shù)值，而是可以有選擇地選擇時。為了清楚起見在附圖8上表示了對于連接V1將共同信道DSCH的配置捆扎成通過TFCI-數(shù)值信令化的信息。
一個TFCI-數(shù)值保證業(yè)務S1至S3的一個確定的配置。目前只有一個TFCI-數(shù)值對于每個允許的組合是有意義的。隨著共同信道DSCH配置數(shù)據(jù)的擴展現(xiàn)在可以將確定的業(yè)務組合分配給奉獻的信道和共同信道DCH、DSCH不同的組合。在附圖8上TFCI-數(shù)值2、3和4涉及到同樣的業(yè)務組合，但是將不同的被分配的共同信道DSCH信令化。
如果將這些表格從屬于多個連接V1、V2，可以通過選定適當?shù)腡FCI-數(shù)值2、3或者4有選擇地選擇不同的共同信道DSCH，直到有可能使三個連接V同時達到高的數(shù)據(jù)率。相反可以將第二行低的總數(shù)據(jù)率始終在固定分配的奉獻的信道DCH上進行傳輸，因此不要求共同信道DSCH。
按照附圖9將TFCI-數(shù)值在頻帶上-信令化。在幀方式的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù))傳輸內(nèi)與其他信息一起還安排了用于傳輸現(xiàn)實選擇的傳送格式組合TF的和用于以TFCI-數(shù)值形式分配共同信道DSCH的容量。在UMTS的FDD模式中幀的周期為10ms，其中將引導序列(引導)的比特用作為信道評估，用于發(fā)送功率調(diào)節(jié)的比特(pc)是必要的和用于TFCI在頻帶上-信令化的比特是儲備的。后面跟隨著具有有用信息的數(shù)據(jù)部分數(shù)據(jù)。TFCI的故障保護編碼例如為32比特和將有用信息經(jīng)過多個幀進行頻率范圍轉(zhuǎn)換沒有表示在附圖9上。
權(quán)利要求
1.在無線通信系統(tǒng)中經(jīng)過基站(BS)與用戶站(MS)之間的無線接口的數(shù)據(jù)傳輸方法，在其中-在寬帶的頻帶上借助于單獨的擴展編碼可以區(qū)別信道(DCH，DSCH，F(xiàn)SCH)，其中為了在時間上按照順序地利用至少將一個共同信道(DSCH)分配給多個平行存在的連接(V1，V2)，-將連接(V1)的共同信道(DSCH)隨后的有效分配在頻帶上的至少一個數(shù)據(jù)傳送信道(DCH，DSCH)上借助于分配給連接(V1)的數(shù)據(jù)率(GR)進行信令化，-將被分配的數(shù)據(jù)率(GR)與準備利用的共同信道(DSCH)在分開的信令信道(FACH)上進行約定，和-將數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù))在數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺?DCH，DSCH)上對應于分配進行傳輸。
2.按照權(quán)利要求1的方法，在其中在基站(BS)和用戶站(MS)之間的連接內(nèi)將多個業(yè)務(S)的數(shù)據(jù)組合在一個或者多個信道(DCH，DSCH)內(nèi)進行傳輸，其中將現(xiàn)實的組合，數(shù)據(jù)率(GR)和共同信道(DSCH)的分配借助于TFCI-數(shù)值進行信令化。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，在其中數(shù)據(jù)傳輸是從基站(BS)向用戶站(MS)的下行方向進行的。
4.按照上述權(quán)利要求之一的方法，在其中將盡可能大數(shù)目的信道作為共同信道(DSCH)進行分配，其中至少將一個信道(DCH)只分配給每個連接(V1，V2)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，在其中將共同信道(DSCH)優(yōu)異地分配給具有高的最大數(shù)據(jù)率的連接(V1)。
6.按照權(quán)利要求4或5的方法，在其中將共同信道(DSCH)優(yōu)異地分配給具有高動態(tài)數(shù)據(jù)率的連接(V1)。
7.按照上述權(quán)利要求之一的方法，在其中當連接(V1)的數(shù)據(jù)率(GR)的一個分量時借助于在頻帶上-信令可以選定信道(DCH，DSCH)的多種組合。
8.按照上述權(quán)利要求之一的方法，在其中在建立連接時將被分配的數(shù)據(jù)率(GR)和準備利用的共同信道(DSCH)之間的關(guān)系進行約定。
9.按照上述權(quán)利要求之一的方法，在其中用子信息(TFCI)將連接內(nèi)的業(yè)務(S)的單個數(shù)據(jù)率和利用一個或多個信道(DCH，DSCH)在頻帶上進行信令化。
10.在基站(BS)和用戶站(MS)之間經(jīng)過無線接口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線通信系統(tǒng)，-其中無線接口在寬帶頻帶上是通過借助于單獨的擴展編碼可以區(qū)別的信道(DCH，DSCH，F(xiàn)ACH)構(gòu)成的，和為了在時間上按照順序地利用可以將至少一個共同信道(DSCH)分配給多個平行存在的連接(V1，V2)，具有傳輸裝置，用于將一個連接(V1)的多個業(yè)務(S)的數(shù)據(jù)組合在一個或多個信道(DCH，DSCH)上進行傳輸，以為了在基站(BS)和用戶站(MS)之間進行數(shù)據(jù)傳輸，具有信令裝置，用于-將連接(V1)的共同信道(DSCH)隨后的有效分配在至少一個數(shù)據(jù)傳送信道(DCH，DSCH)的頻帶內(nèi)信令中借助于分配給連接(V1)的數(shù)據(jù)率進行信令化，-將被分配的數(shù)據(jù)率(GR)和被分配的共同信道(DSCH)之間的關(guān)系在分開的信令信道(FACH)上進行信令化。
全文摘要
本發(fā)明的思路在于,將被使用的共同信道隱含地經(jīng)過數(shù)據(jù)率進行信令化和只在單個業(yè)務確定的數(shù)據(jù)率時允許有選擇的多種信道組合(擴展編碼),因為不需要在TFCI－參數(shù)中儲備單個比特只用于將共同信道分配給不同的連接。本發(fā)明在UMTS－移動無線系統(tǒng)的FDD－模式的下行路段找到優(yōu)異的應用。
文檔編號H04B7/26GK1330843SQ99814352
公開日2002年1月9日 申請日期1999年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月9日
發(fā)明者V·索默, R·克恩, M·本茨, A·克萊恩 申請人:西門子公司