專利名稱：用于控制一個無線通信系統(tǒng)中上行鏈路分組傳送的過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更特別地，涉及一個分組業(yè)務(wù)無線通信系統(tǒng)中的上行鏈路傳送。
一個無線通信網(wǎng)絡(luò)中的分組業(yè)務(wù)有很多突發(fā)業(yè)務(wù)源。它們需要能夠?qū)o線資源進行非?？斓慕尤耄⑶倚枰軌蚴褂靡桓弑忍厮俾蕘磉M行發(fā)送。對分組業(yè)務(wù)來說，因為業(yè)務(wù)是突發(fā)的，并且無線資源是有限的，所以根據(jù)一個固定的原則來將資源分配到不同的用戶幾乎是不可行的。這樣，在任何一給定的時刻，這個網(wǎng)絡(luò)通常需要控制所有分組用戶的復(fù)用，以避免過載的情形；如果在同一時刻有太多的用戶處于激活狀態(tài)，并且每一個用戶均具有高的發(fā)送速率，就會出現(xiàn)過載。因為根據(jù)其業(yè)務(wù)源的行為，用戶使用一個不協(xié)調(diào)的方法來進行發(fā)送，所以這個問題對分組業(yè)務(wù)中的上行鏈路傳送尤其重要。
例如，在一個基于CDMA(碼分多址)的移動通信系統(tǒng)的情形下，在EP-A-0877512中已經(jīng)討論了這個問題。在這個文檔中所提出的解決方法是從基站向多個移動臺廣播移動接入控制信息。然后，移動臺根據(jù)在所廣播的移動接入控制信息中所定義的定時信息，向基站發(fā)送包。
對高比特速率通信來說，這個解決方法是難以實現(xiàn)的；實際上，基站不得不管理所有移動臺的定時，而這是需要消耗大量時間的。另外，廣播所提出的移動接入控制信息也需要使用一部分可利用的無線資源。
WO-A-97 19525根據(jù)GSM/GPRS規(guī)范討論一個TDMA(時分多址)系統(tǒng)。這個文檔討論了使用控制算法來修改接入的可能性。在這個文檔中所討論的一個現(xiàn)有技術(shù)解決方法是基站廣播一個值p，并且任何一個準(zhǔn)備好的用戶在任何可以使用的接入突發(fā)期間，均使用一幾率p來進行發(fā)送。為了向不同類別的用戶提供不同等級的服務(wù)，這個文檔建議向不同組的用戶廣播不同的幾率。任何用戶可以根據(jù)為它這個組所廣播的幾率來選擇其發(fā)送定時。替代地，在一給定的允許突發(fā)期間，根據(jù)將一個隨機數(shù)與所廣播的幾率進行比較的結(jié)果，可以允許接入或者不允許接入。
這個文檔沒有討論CDMA類型的系統(tǒng)，并且沒有推薦使用一個類似的過程來接入不同的資源。
UMTS規(guī)范(通用移動電話業(yè)務(wù))也討論了無線資源的接入問題，特別是對上行鏈路來說的無線資源接入問題。′UMTS YY.03，連接模型中的UE狀態(tài)和過程的描述′，版本0.4.0，Tdoc SMG2 UMTS L2361/99建議向分組用戶分配專用信道(或者DCH)，并且當(dāng)用戶希望進行發(fā)送時允許他們進行發(fā)送。UTRAN(UMTS無線接入網(wǎng)絡(luò))可以通過一個RRC(無線資源控制)過程，根據(jù)一個低的速率，來控制每一個單獨UE(用戶設(shè)備)的發(fā)送比特速率。這個解決方法沒有使無線資源的使用達到最優(yōu)化，并且在每一個發(fā)送中產(chǎn)生額外的延時，因為是根據(jù)一個太低的速率來控制資源分配。實際上，從UTRAN向UE發(fā)送一個消息所需要的時間可以達到200毫秒。碰撞是不能被避免的，并且這個碰撞可以引起大量地重新發(fā)送開銷。這個方法可能會禁止分組用戶使用一個高的比特速率來進行發(fā)送。
在′上行鏈路共享信道USCH的優(yōu)點′，Tdoc SMG2 UMTS L2347/99，Motorola中討論了UMTS的另一個解決方法。根據(jù)這個方法，用戶被分配了一個DCH，但是在下行鏈路中的一個快速信令消息指示它們在每一幀中應(yīng)使用多少比特速率。這個方法需要太多的信令開銷，特別是在一個CDMA系統(tǒng)中，CDMA系統(tǒng)不需要任何明顯的物理資源的分配。
A.E.Brand，A.H.Aghvami等在1996年12月，卷14，No.9期，IEEE Journal on selected areas in communications上所發(fā)表的′在第三代移動通信中，用于集成語音/數(shù)據(jù)傳送的一個聯(lián)合CDMA/PRMA協(xié)議的性能′已經(jīng)提出了用于移動通信系統(tǒng)的一個上行鏈路的協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議，在每一個下行鏈路分組中，為下一幀中不同的時隙發(fā)送一個允許幾率。一給定幀中一個時隙的允許幾率是根據(jù)前一幀中相同時隙上的周期性負(fù)載來設(shè)置的。
這個方法同時討論了周期性的負(fù)載和隨機負(fù)載，并且提出僅根據(jù)周期性負(fù)載來設(shè)置允許幾率。所以，它不適合于用來控制分組業(yè)務(wù)上行鏈路的傳送。
本發(fā)明提供了一個解決方法來爭用用戶設(shè)備或者移動臺，以在一個CDMA無線通信網(wǎng)絡(luò)中進行分組業(yè)務(wù)上行鏈路傳送。它提供了一個簡單而且有效的方法來降低串?dāng)_，并且可以使無線資源的使用最優(yōu)化。
更詳細(xì)地，本發(fā)明提供了一個在一個分組業(yè)務(wù)無線通信系統(tǒng)的上行鏈路上的用戶設(shè)備之間，共享無線資源的一個過程，這個過程包括-在網(wǎng)絡(luò)中，計算用戶設(shè)備的一最大傳送速率，并且將這個最大傳送速率廣播到用戶設(shè)備；-在一個用戶設(shè)備中，使用比最后所接收的廣播最大傳送速率低的速率來進行發(fā)送。
優(yōu)選，每一幀均廣播最大傳送速率。
在本發(fā)明的一個實施方式中，最大傳送速率對所有用戶設(shè)備來說是相同的。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，最大傳送速率是與類別相關(guān)的。
這個過程還可能包括-在網(wǎng)絡(luò)中，計算用戶設(shè)備的一個幾率，并且將這個幾率廣播到用戶設(shè)備；-在一個用戶設(shè)備中，僅當(dāng)一個隨機數(shù)比最后所接收的廣播幾率低時，才進行發(fā)送。
優(yōu)選，這個過程包括-在網(wǎng)絡(luò)中，計算用戶設(shè)備的一個幾率，并且將這個幾率廣播到用戶設(shè)備；-在一個用戶設(shè)備中，如果所請求的傳送速率比所廣播的傳送速率低，計算比最后所接收的廣播幾率高的一個用戶幾率，這個用戶幾率是最后所接收的廣播幾率，最后所接收的廣播最大傳送速率和用戶設(shè)備所需要的傳送速率的函數(shù)，并且僅當(dāng)一個隨機數(shù)比最后所計算的用戶幾率低時才進行發(fā)送。
在本發(fā)明的一個實施方式中，這個幾率在每一幀均被廣播。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，這個幾率對所有用戶設(shè)備來說是相同的。
在本發(fā)明的另一個實施方式中，這個幾率是與類別相關(guān)的。
優(yōu)選，在判斷這個隨機數(shù)比最后所接收的廣播幾率低后，在一個有效的期間內(nèi)，執(zhí)行這個發(fā)送步驟。
在另一個實施方式中，在判斷這個隨機數(shù)不比隨后所接收的廣播幾率低后，在一個重新嘗試的期間內(nèi)，一個用戶設(shè)備不被允許進行發(fā)送。
在本發(fā)明的一個實施方式中，在一個期間內(nèi)，以一第一傳送速率來開始發(fā)送的步驟，并且在所述期間結(jié)束后，以一第二傳送速率來繼續(xù)進行發(fā)送。
在這個情形下，最大傳送速率可能被廣播到正在以所述第一傳送速率進行發(fā)送的用戶設(shè)備。
另外一個可能是，僅當(dāng)最大傳送速率被計算為一個新值時，才廣播最大傳送速率。
本發(fā)明還提供了執(zhí)行這個過程的一個無線通信系統(tǒng)，和執(zhí)行這個過程用戶側(cè)步驟的一個用戶設(shè)備。
現(xiàn)在通過不具備限制性的示例，和參考附圖，來描述實現(xiàn)了本發(fā)明的一個無線通信系統(tǒng)，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一第一實施方式的、UTRAN中過程的一個流圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一第一實施方式的、UE中過程的一個流圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一第一實施方式，分組允許控制的順序圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一第一實施方式，在UTRAN和UE之間的一個流圖5是一個可能的幾率函數(shù)的圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一第二實施方式，UTRAN中過程的一個流圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一第二實施方式，UE中過程的一個流圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一第二實施方式，在UTRAN和UE之間的一個流圖；圖9根據(jù)本發(fā)明的一第二實施方式，分組允許控制的順序圖；本發(fā)明提出了將一個最大比特速率廣播到不同用戶設(shè)備，以使用戶設(shè)備能夠在下一幀中進行其發(fā)送比特速率的適配，如果需要的話。這允許對在不同用戶設(shè)備之間共享無線資源進行最優(yōu)化。
在現(xiàn)有技術(shù)解決方法中，通過限制用戶設(shè)備進行發(fā)送的數(shù)目來限制干擾，這個限制是基于統(tǒng)計的或者是基于個體的。與現(xiàn)有技術(shù)解決方法相比，本發(fā)明提出了限制用戶的比特速率；換句話說，本發(fā)明不是限制用戶的數(shù)目來避免干擾，而是提出限制每一個激活用戶設(shè)備對可用無線資源的使用。
另外，本發(fā)明提出了各種用于控制用戶設(shè)備到無線資源的接入的過程。這些過程以一個幀為基礎(chǔ)來對資源的使用進行最優(yōu)化，而沒有增加太多的信令開銷。控制到無線資源的接入確保給予了網(wǎng)絡(luò)足夠的時間來適配廣播比特速率，以考慮新的用戶。在本發(fā)明的第一實施方式中，是基于一個統(tǒng)計的方法來進行的，以使可以預(yù)先知道在一個給定時刻出現(xiàn)的新UE的數(shù)目。在本發(fā)明的第二實施方式中，通過在一個傳送的開始時來限制傳送速率，來實現(xiàn)它的，以使新用戶所獲得的資源實際上是有限的。
本發(fā)明特別適用于UMTS，并且參考這類無線通信網(wǎng)絡(luò)，在本規(guī)范的余下部分中描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)理解本發(fā)明不局限于這個優(yōu)選實施方式，并且可以應(yīng)用到其它類型的CDMA分組業(yè)務(wù)無線通信系統(tǒng)，或者更一般地，可以應(yīng)用到其中在多個用戶之間共享一有限資源的傳送系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明應(yīng)用于分組業(yè)務(wù)，其中業(yè)務(wù)源是突發(fā)的。
UMTS是一個CDMA系統(tǒng)；如該領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，是這樣一個系統(tǒng)，其中一個擴展因子SF定義為片速率W對編碼信號的傳送速率R的比例W/R。UMTS中每一個UE被分配了具有不同擴展因子的一些可能的碼。另外，每一個UE被提供了一個與用戶相關(guān)的擾碼因子，這個與用戶相關(guān)的擾碼因子與一個進行發(fā)送的碼組合在一起。通過選擇在一個給定時刻所使用的擴展因子，來控制一個給定UE的傳送速率；擴展因子越高，其傳送速率越低。
圖1到5顯示了本發(fā)明的一第一實施方式。在這個實施方式中，最大傳送速率被廣播到不同的UE；另外，根據(jù)一個統(tǒng)計的方法來控制對資源的接入；在這些圖的優(yōu)選實施方式中，在每一幀廣播傳送速率，以使可以在下一幀中被考慮。
圖1是本發(fā)明的一第一實施方式中，UTRAN中過程的一個流圖。在UMTS規(guī)范中，這個過程可以被基站或者可以被節(jié)點B所執(zhí)行；它還可以被基站控制器或者UMTS中的RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)所執(zhí)行。
在步驟1，根據(jù)前一幀中的干擾電平，計算分配到分組用戶的一個傳送速率SFpacket。通常，這個傳送速率的計算是考慮了其它類型業(yè)務(wù)的傳送速率，例如語音業(yè)務(wù)的傳送速率，如果需要的話，并且資源可以被新用戶所請求。以一個本質(zhì)上知道的方法來計算傳送速率SFpacket。
如上面所討論的，還可以控制不同UE到無線資源的接入。這對執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的傳送速率的廣播來說，并不是必需的；但是，控制到無線資源的接入使網(wǎng)絡(luò)計算下一幀的SFpacket更容易；換句話說，控制到無線資源的接入使得能夠允許一個更高的SFpacket，以激活用戶。任何本質(zhì)上熟知的方法可以被用于控制UE到無線資源的接入；在本發(fā)明的實施方式中，本發(fā)明提出了一個新的方法來進行接入控制；本發(fā)明提出廣播一個接入幾率ptr，并且讓UE根據(jù)這個幾率來決定它們是否可以接入資源或者不可以接入資源。圖5顯示了根據(jù)這個干擾電平來計算ptr的一個可能函數(shù)的圖。
如聯(lián)系圖2所討論的，當(dāng)一個UE接入資源時，UE被允許進行傳送一個時間Tvalidity；所以，優(yōu)選是在最后的Tvalidity來為計算SFpacket和ptr來計算干擾電平Io。
在步驟1的末尾，UTRAN已經(jīng)計算了SFpacket和ptr。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟2。
在步驟2中，根據(jù)總的分配傳送速率SFpacket和根據(jù)激活用戶的數(shù)目，為這個UE計算了一個最大傳送速率SFmin；一個方法是包括在所有激活用戶之間平均分配資源。如果分配到分組用戶的傳送速率是SFpacket，被廣播到UE的傳送速率可以被計算為SFmin＝SFpacket·21+E(ln(激活用戶數(shù)-1)/ln(2))在這個公式中，“激活用戶數(shù)”是激活用戶的數(shù)目；簡單地，它就是前一幀中激活用戶的數(shù)目，即使用這個資源進行分組上行鏈路傳送的UE的數(shù)目。激活用戶的數(shù)目可以用一個更準(zhǔn)確的方法來進行計算，例如如果一個UE被允許繼續(xù)傳送一個時間Tvalidity，在計算用戶時可以考慮它。換句話說，在前一幀中的一個UE激活用戶，如果已經(jīng)處于激活狀態(tài)達到時間Tvalidity，在下一幀中計算激活用戶數(shù)目時就不需要考慮它。
也可能使用一個不同的方法來共享總的傳送速率SFpacket；例如，可以根據(jù)UE的位置，如果定義了類別的話可以根據(jù)它們的類別等等來共享傳送速率。
在步驟2的末尾，UTRAN已經(jīng)計算出一個UE最大傳送速率SFmin。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟3。
在步驟3中，這個最大傳送速率被廣播到UEs。在UMTS中，可以經(jīng)過一個廣播信道，或者經(jīng)過一個快速信令信道來廣播這個最大傳送速率。這個廣播信息應(yīng)盡可能快地被廣播到不同的UE，以使UE在下一幀中可以考慮它。優(yōu)選地，每一幀均將這個傳送速率廣播到UE。
同時，接入控制信息，例如接入可能性ptr可以被廣播到UE；另外，可以廣播UE的信息，例如傳送定時信息。例如，在廣播SFmin的同時，可以廣播下面討論的時期，Tvalidity，Tout，Tretry。可以不必要在每一幀中均廣播這個信息，或者不必要以SFmin和ptr信息的定時廣播這個信息。
在步驟3后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟4，其中在這個過程再轉(zhuǎn)到步驟1以前，UTRAN等待10ms。
這樣，UTRAN優(yōu)選以一幀為單位來廣播允許每一個UE的最大傳送速率。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一第一實施方式，UE中過程的一個流圖；它顯示，對一個上行鏈路傳送來說，UE根據(jù)從UTRAN所接收的最大傳送速率SFmin來調(diào)節(jié)其傳送速率。圖2還顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的接入資源控制。
根據(jù)本發(fā)明的一第一實施方式，對無線資源的使用決定于廣播幾率ptr。更詳細(xì)地，當(dāng)一個UE希望使用無線資源時，它將一個隨機數(shù)與所廣播的幾率進行相比。僅當(dāng)這個隨機數(shù)比所廣播的幾率小時，才使用資源。換句話說，從統(tǒng)計的角度而言，允許傳送決定于所廣播的幾率ptr。
另外，本發(fā)明提出下述定時規(guī)則-在確認(rèn)允許時，傳送可以繼續(xù)一段時間Tvalidity；這樣，不需要在每一幀均請求允許；-當(dāng)拒絕允許時，在再一次請求使用資源時，UE等待時間Tretry；-當(dāng)在時間Tout內(nèi)沒有活動發(fā)生時，就釋放專用信道。
UTRAN設(shè)置Tvalidity和Tretry；它們需要被永久地設(shè)置，其中它們不需要被廣播。還可以聯(lián)系實時業(yè)務(wù)的活動統(tǒng)計來調(diào)節(jié)它們。這允許網(wǎng)絡(luò)能夠保持實時業(yè)務(wù)的優(yōu)先級。另外，根據(jù)分組業(yè)務(wù)活動來調(diào)節(jié)這些參數(shù)，和Tout。
在步驟10中，UE處于一個呼叫的開始，或者在一長時間后需要發(fā)送一個分組，即在比Tout還長的時間已經(jīng)過去后。換句話說，UE沒有被分配任何傳送信道；在步驟10中執(zhí)行一個無線承載建立過程，以為UE提供一個它可能嘗試使用的資源的指示。在分組業(yè)務(wù)中，這個資源沒有被永久地分配到UE，并且如上所討論地來控制傳送允許。在UMTS中，步驟10中的一個成功嘗試的結(jié)果是UE被提供了一個DPCCH(專用物理控制信道)。
在步驟11中，UE更新被網(wǎng)絡(luò)所廣播的ptr和SFmin的值。根據(jù)SFmin的值，UE選擇一個傳送速率；對一個CDMA系統(tǒng)來說，這相當(dāng)于在允許UE所使用的擴頻因子中選擇一個擴展因子。在UMTS中，選擇一個TFC(傳送格式組合)。所選擇的傳送速率SFown可能比在廣播信息中所允許的傳送速率低。實際上，用戶比特速率可能被發(fā)送器的功率所限制，或者UE僅有一小部分?jǐn)?shù)據(jù)需要被發(fā)送，這樣就可以不需要最大允許比特速率。
另外，UE計算一個隨機數(shù)p，這個隨機數(shù)p是用于判斷是否已經(jīng)確認(rèn)了傳送允許。這個隨機數(shù)被與所接收的ptr相比，來決定是否產(chǎn)生了傳送。在一個優(yōu)選實施方式中，如果它所希望使用的傳送速率SFown比所廣播的傳送速率SFmin低時，就能夠更方便地將一個發(fā)送允許授予一個UE；在這個情形下，這個UE從ptr，SFmin和SFown開始，來計算一個幾率Pown。計算所使用的公式可能如下Pown＝PtrSFmin/SF然后，這個UE判斷是否它需要進行傳送。為了實現(xiàn)這個，即將這個隨機數(shù)幾率p與所廣播的幾率ptr相比，或者與所計算的Pown相比。如果p比ptr小，或者所使用的比Pown小，這個UE就被允許進行發(fā)送，并且這個過程轉(zhuǎn)到步驟12。如果不是這個情形，這個UE就不被允許進行發(fā)送，并且這個過程轉(zhuǎn)到步驟13。
在步驟13中，這個UE有一個DPCCH，但是不被允許進行發(fā)送；從統(tǒng)計的角度來說，如上所討論的，在繼續(xù)嘗試使用這個資源以前，這個UE等待一時間Tretry。這樣，在時間Tretry結(jié)束以后，這個過程又轉(zhuǎn)到步驟11。在這個期間內(nèi)，使用物理資源仍然是有可能的，因為UE仍然在DPCCH上進行發(fā)送，并且使用最低的可能傳送速率進行發(fā)送。
在步驟12中，UE被允許進行發(fā)送。用于對時間Tvalidity進行計數(shù)的一個變量N被設(shè)置為0。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟14。
在步驟14中，這個變量N被增加1。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟15。
在步驟15中，判斷時間Tvalidity是否已經(jīng)結(jié)束。如果時間Tvalidity已經(jīng)結(jié)束，這個UE必須再決定它是否被授權(quán)進行發(fā)送。這樣，這個過程再轉(zhuǎn)到步驟11。如果時間Tvalidity沒有結(jié)束，這個過程轉(zhuǎn)到步驟16。
在步驟16中，這個UE判斷它允許被進行發(fā)送，并且其發(fā)送時間少于時間Tvalidity。然后，判斷這個發(fā)送緩沖器是否是空的。如果發(fā)送緩沖器是空的，這個過程轉(zhuǎn)到步驟17。否則，這個過程轉(zhuǎn)到步驟18。
在步驟18中，這個UE準(zhǔn)備好一幀以進行發(fā)送。在這個幀中的信息被以一個速率SFown在DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)上進行發(fā)送；每一次這個UE從網(wǎng)絡(luò)接收了廣播最大傳送速率SFmin時，就更新SFown；這個幀也包括用于DPCCH的信令，并且其速率是最低可能傳送速率。一旦這個幀被準(zhǔn)備好，這個過程轉(zhuǎn)到步驟19。
在步驟17中，這個發(fā)送緩沖器是空的。然后，這個過程對在這個發(fā)送緩沖器保持為空的期間內(nèi)所產(chǎn)生的幀的數(shù)目進行計數(shù)。當(dāng)這個數(shù)目比時間Tout小時，這個過程以最低可能速率，在每一幀為DPCCH準(zhǔn)備信令，見步驟20。否則，一旦發(fā)送緩沖器保持為空的時間比時間Tout大時，這個UE停止在DPCCH發(fā)送信令，以使釋放這個資源，見步驟21。
在步驟21中，這個過程返回到步驟10，其中這個UE等待一個呼叫的開始，或者等待一個新的分組傳送。
在步驟20中，準(zhǔn)備好了一信令幀。在步驟20后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟19。
在步驟19中，在步驟18或者步驟20中被準(zhǔn)備好的幀被發(fā)送。
在所有這些過程中，這個UE在每一幀均接收由這個網(wǎng)絡(luò)所發(fā)送的傳送速率信息。
這樣，圖2顯示了這個UE根據(jù)廣播的最大速率來調(diào)節(jié)其傳送速率。它還顯示了在第一實施方式中所使用的、用于統(tǒng)計性地對資源的使用進行控制的爭用機制。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的、分組允許控制的時序圖的一個表示；圖3的頂部顯示了網(wǎng)絡(luò)中的幀時序；如參考圖1所討論的，網(wǎng)絡(luò)在每一幀均在BCH，或者ACCH(隨路控制信道)上，或者FACH(前向訪問控制信道)上廣播SFmin和ptr信息。圖3的底部顯示了UE的活動；在這個示例中，時間Tvalidity相應(yīng)于5幀，而時間Tretry相應(yīng)于2幀。在圖5中，這個UE在第二幀，開始在DPCCH信道上和DPDCH信道上進行發(fā)送，發(fā)送持續(xù)時間為時間Tvalidity。當(dāng)?shù)诙伟l(fā)送嘗試失敗時，這個UE保持沉默，沉默的時間為時間Tretry。第三次發(fā)送嘗試成功了，以使這個UE再發(fā)送所持續(xù)的時間為時間Tvalidity-這沒有完全表示在圖中。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，在UTRAN和UE之間所進行的一個流圖；這個圖顯示了UE上的第一分組到達31。如圖2的步驟10所討論的，這個UE在RACH(隨機訪問信道)上發(fā)送一個建立請求32；然后，這個網(wǎng)絡(luò)開始無線承載信道的建立過程。
然后，網(wǎng)絡(luò)在步驟33中，在BCH信道上或者在一個快速信令信道上向UE發(fā)送一個分組信息，來指示DPCCH和DPDCH將要被UE所使用。
在步驟34中，然后UE判斷它是否已經(jīng)被允許進行發(fā)送，并且如果已經(jīng)允許它進行發(fā)送，就在專用信道上進行發(fā)送，如35所顯示的。
每一幀，網(wǎng)絡(luò)計算和廣播最大傳送速率SFmin，和幾率ptr，見36和37。根據(jù)被網(wǎng)絡(luò)所允許的最大傳送速率，UE調(diào)節(jié)其傳送速率，見圖4的38。
圖4這樣概括了本發(fā)明的過程。
圖5是根據(jù)本發(fā)明，用于計算ptr的一個可能幾率函數(shù)的圖。垂直軸顯示幾率ptr，并且水平軸顯示前一幀的干擾電平Io，或者在上行鏈路上接收的總功率電平Io。在這個示例中，這個幾率隨閾值P1和P2線性變化，閾值P1和P2與電平L1和L2相應(yīng)。當(dāng)干擾增加時，幾率減少；在電平較低的一第一區(qū)域中，降低的斜率dptr/dIo較慢，直到干擾電平L1的值；當(dāng)資源被越來越多地使用，當(dāng)電平增加時，降低的斜率dptr/dIo然后變高。
在一個仿真測試中，下述圖被證明為更具有效率；L的值假設(shè)為一個噪聲電平-132dBW。
L1-126dBWL2-122dBWP10，3P20Tvalidity50幀Tretry50幀Tout50幀用這些圖所執(zhí)行的系統(tǒng)仿真已經(jīng)證明干擾電平被保持在一個閾值-96dBm(比噪聲電平高6dB)，并且允許分組用戶不協(xié)調(diào)進行的發(fā)送。在這個仿真中，有15個分組用戶，其發(fā)送與一個web的會話相應(yīng)，如ETSI UMTS 30.03所公開的，選擇UMTS的無線傳送技術(shù)的選擇過程。
上面主要公開的本發(fā)明的第一實施方式需要一個快速信令信道來向分組用戶廣播UTRAN信息，優(yōu)選是每一幀均要進行發(fā)送。信息的數(shù)量決定于用戶類別的數(shù)目-如果提供了用戶類別-但是在所有情形下，其數(shù)量非常小。傳送幾率ptr可以被量化為4比特，并且最大傳送速率或者最小擴展因子SFmin可以被量化為4比特；另外，傳送有效時間Tvalidity可以被量化為6比特。這導(dǎo)致每個用戶類別和每幀有大約8比特來廣播ptr和SFmin；對廣播了Tvalidity或者Tretry的幀來說，大約需要20比特。
這個信息可以在BCCH上，在ACCH上(DSCH所定義的伴隨控制信道)或者甚至在FACH上傳送信息。如果對于DL TPC比特ACCH已經(jīng)使用，為了減少多碼接收需求，將DUPAC(動態(tài)上行分組允許控制)信令信息放置在相同的邏輯和傳送信道上是非常方便的。否則，這也可以在BCCH上被傳送，假定這個信道有足夠的負(fù)載并且在數(shù)據(jù)傳送期間可以被接收。
然后，關(guān)于無線接口的完整傳送過程可以被規(guī)定為一個MAC/RRC(媒質(zhì)訪問控制/無線資源控制)協(xié)議的一部分。在UE側(cè)，根據(jù)所推薦的技術(shù)方法，可以規(guī)定分組數(shù)據(jù)傳送的詳細(xì)需求。UE以一個特定的實施方式使用一個DCH，這需要被定義為一個特定的傳送信道。
本發(fā)明的方法提供了在上行鏈路方向上進行一個非常靈活的控制的機制，而不需要太多的信令開銷。與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，這個方法能夠比純DCH分配選項提供更好地控制，并且能夠提供與USCH相同的靈活性，但是其信令開銷非常地小。
現(xiàn)在討論本發(fā)明的一第二實施方式。在這個實施方式中，如本發(fā)明的一第一實施方式，最大傳送速率被廣播。但是，使用了一個不同的過程來控制對資源的使用。第二實施方式不使用一個幾率控制，而提出在一個時間Tinit期間內(nèi)，開始以一個低傳送速率SFinit進行發(fā)送。這個時間可以被網(wǎng)絡(luò)使用來改變最大傳送速率，以考慮新的激活用戶。在時間Tinit以后，UE以被允許的傳送速率SFmin進行發(fā)送。如第一實施方式，當(dāng)其未使用時間達到Tout時，UE釋放資源。
換句話說，本發(fā)明的第二實施方式提供了一個不同的方法來計算總的可變傳送速率SFpacket。第一實施方式中、用于在不同激活用戶之間共享這個傳送速率的方法可以類似地應(yīng)用于第二實施方式。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式，UTRAN中過程的一個流圖；這個過程可以在基站或者在UMTS規(guī)范中的節(jié)點B中被執(zhí)行；還可以在基站控制器或者UMTS中的RNC(無線網(wǎng)絡(luò)控制器)中執(zhí)行它。就第一實施方式來說，圖6沒有討論呼叫的建立，即一給定DPDCH和DPCH的分配。
在步驟41中，從一個新的用戶接收一個完整的幀。這個過程轉(zhuǎn)到步驟42。
在步驟42中，在最后一幀內(nèi)對所接收的功率進行平均，以計算干擾電平的期望值。這個過程轉(zhuǎn)到步驟43。
在步驟43中，根據(jù)激活用戶的數(shù)目-它剛增加-網(wǎng)絡(luò)為每一個用戶計算一最大傳送速率SFmin。如上所述，實現(xiàn)這個的一個簡單的方法是在所有激活用戶之間平均共享可能的傳送速率。它的實現(xiàn)可以通過選擇SFmin，使下述公式盡可能地靠近IothresholdIo+ΣuserPr*(SFinit/SFmin-1]]>
其中-Io是步驟42中所決定的平均干擾電平，-Pr是在一個單元中、從一個UE所接收的功率，并且這個功率在最后一幀內(nèi)被平均；-Iothreshold是可以被系統(tǒng)所接受的最大干擾電平。
也可以使用不同的方法來共享總的傳送速率例如，可以根據(jù)UE的位置，如果定義了類別的話，還可以根據(jù)用戶類別，等等來共享傳送速率。
一旦已經(jīng)計算了新SFmin，這個過程就轉(zhuǎn)到步驟44。
在步驟44中，這個新的SFmin被廣播到用戶設(shè)備。這個廣播的實現(xiàn)可以與本發(fā)明第一實施方式中的方法相同。
同時，可以廣播接入信息，例如UE使用一低傳送速率進行發(fā)送的時間Tinit，在這個時間內(nèi)所使用的傳送速率SFinit，或者在當(dāng)UE沒有進行發(fā)送時，資源被釋放后的時間Tout。這些信息不需要在每一幀均被廣播，或者不需要以與SFmin相同的時序被廣播。
在步驟44后，這個過程返回到步驟41，并且UTRAN等待一個新用戶出現(xiàn)。
這樣，UTRAN廣播允許每一個UE所使用的最大傳送速率，優(yōu)選是在每一次它發(fā)生改變時就進行廣播，或者在每一幀均廣播這個信息。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式、在UE中過程的一個流圖；它顯示對一個上行鏈路傳送來說，在UE以廣播的傳送速率進行發(fā)送以前，UE開始以一個有限傳送速率SFinit進行發(fā)送。這允許網(wǎng)絡(luò)根據(jù)激活的用戶數(shù)目來調(diào)節(jié)最大傳送速率SFmin，以將新用戶考慮進來。這個持續(xù)時間也可以是與用戶類別相關(guān)的。
與第一實施方式相同，當(dāng)UE不進行發(fā)送的時間達到時間Tout時，就釋放資源。
在步驟50中，UE已經(jīng)處于一個呼叫的開始，或者已經(jīng)在一長時間后，即比Tout更長的時間后，不得不發(fā)送一個分組數(shù)據(jù)。換句話說，UE沒有被分配任何傳送信道；在步驟50中執(zhí)行一個無線承載信道建立過程，以向UE提供它將試圖使用的資源的標(biāo)識。在UMTS中，步驟50中一個成功嘗試的結(jié)果是UE被提供了一個DPCCH(專用物理控制信道)。
在步驟51中，UE建立一個計數(shù)變量N，以用于對時間Tinit進行計時。一個變量沉默被設(shè)置在一個邏輯假值上。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟52。
在步驟52中，N被增加1。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟53。
在步驟53中，檢查N是否與時間Tinit相等或者是比時間Tinit高。如果N與時間Tinit相等或者比時間Tinit高，這個過程就轉(zhuǎn)到步驟54；否則，這個過程轉(zhuǎn)到步驟55。
在步驟55中，需要確定距UE開始進行發(fā)送的時間還不到時間Tinit。所以，發(fā)送的速率必須繼續(xù)保持在第一傳送速率SFinit。DPDCH上的TFC被設(shè)置成將傳送速率限制到SFinit；另外，在DPCCH上以一個低的傳送速率進行信令發(fā)送。為這個傳送準(zhǔn)備幀，并且這個過程轉(zhuǎn)到步驟56。
在步驟56中，在步驟55中被準(zhǔn)備的幀被發(fā)送。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟52。
這個循環(huán)過程與以一傳送速率SFinit發(fā)送的、發(fā)送持續(xù)時間為時間Tinit的第一幀發(fā)送相應(yīng)。
在步驟54中，需要確定時間Tinit已經(jīng)過去。DPDCH上的TFC被設(shè)置成將傳送速率限制到SFmin；另外，在DPCCH上以一個低的傳送速率進行信令發(fā)送。為這個傳送準(zhǔn)備幀，并且這個過程轉(zhuǎn)到步驟57。
在步驟57中，在步驟54或者步驟62中被準(zhǔn)備的幀被發(fā)送。然后，這個過程轉(zhuǎn)到步驟58。
在步驟58中，判斷發(fā)送緩沖器是否是空的。如果發(fā)送緩沖器不空，這個過程轉(zhuǎn)到步驟59，否則它轉(zhuǎn)到步驟60。
在步驟59中，判斷沉默變量是否為一真邏輯電平；如果沉默變量為一個真邏輯電平，一個新的分組就已經(jīng)達到緩沖器中，并且需要再在時間Tinit進行發(fā)送。這個過程再轉(zhuǎn)到步驟51。如果沉默變量是一假邏輯電平，相同的分組就被發(fā)送，這個過程轉(zhuǎn)到步驟54，其中一新幀已經(jīng)被準(zhǔn)備。
在步驟60中，判斷緩沖器是空的，這樣分組發(fā)送已經(jīng)完成。當(dāng)這個數(shù)比時間Tout小時，這個過程在每一幀，以最低可能的速率準(zhǔn)備DPCCH信令，見步驟62。否則，一旦發(fā)送緩沖器保持為空的時間已經(jīng)超過時間Tout，UE就停止發(fā)送DPCCH的信令，以使資源被釋放，在步驟61中。
在步驟61，這個過程轉(zhuǎn)到步驟50，其中UE等待一個呼叫的開始，或者等待一新的分組。
在步驟62后，準(zhǔn)備一個信令幀，這個過程轉(zhuǎn)到步驟57。
圖7已經(jīng)假定需要被發(fā)送的幀的數(shù)目至少與時間Tinit相應(yīng)。因為SFinit是足夠地低，以致于以SFinit進行發(fā)送的新用戶不會產(chǎn)生太多的干擾，這個假設(shè)是很可能被滿足的。圖7沒有顯示幀的時序；很明顯，UE在發(fā)送一新幀以前，等待一幀的時間。
圖7顯示UE開始以速率SFinit發(fā)送一包，發(fā)送持續(xù)時間為時間Tinit，然后，以廣播的傳送速率發(fā)送剩余的包數(shù)據(jù)；對任何新包來說，均是這個情形。另外，當(dāng)不發(fā)送幀的持續(xù)時間達到時間Tout時，就釋放資源。在所有過程期間，UE在每一幀均接收由網(wǎng)絡(luò)所發(fā)送的傳送速率信息。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的分組允許控制的時序的表示圖；圖3的頂部顯示了RNC中的幀定時，其中進行SFmin的計算。圖8的中部顯示了其中從新用戶接收幀的節(jié)點B；每一次它以傳送速率SFinit從一個新用戶接收幀時，節(jié)點B請求RNC計算最大傳送速率。當(dāng)它接收新的傳送速率時，節(jié)點B將其廣播到用戶設(shè)備；這個信息可以在BCH，ACCH，或者在FACH上被廣播。圖8的底部顯示了UE的活動；在這個示例中，時間Tinit與5幀相應(yīng)。在圖5中，UE開始在DPCCH上和在DPDCH上，以傳送速率SFinit發(fā)送第二幀，發(fā)送持續(xù)時間為時間Tinit。然后，它以SFmin的速率發(fā)送3幀。然后，UE在2幀的時間內(nèi)保持沉默；在這兩幀后，UE再開始以傳送速率SFinit發(fā)送一新的分組。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，在UTRAN和UE之間的一個流圖；圖顯示了到達UE的第一分組71。如圖7的步驟50中所討論的，UE在RACH(隨機訪問信道)上發(fā)送一建立請求72；然后，網(wǎng)絡(luò)開始無線承載信道建立過程。
然后，網(wǎng)絡(luò)在BCH，或者在一個快速信令信道上，將一個分組信息73發(fā)送回到UE，以表示DPCCH和DPDCH將要被UE使用。
在步驟74中，然后，UE決定以傳送速率SFinit進行發(fā)送的TFC，并且在專用信道上進行發(fā)送，如75和76所顯示的。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)以傳送速率SFinit接收第一幀時，如77所顯示的，它計算新SFmin，新的SFmin在78中將被發(fā)送到UE。
在時間Tinit已經(jīng)結(jié)束后，UE根據(jù)最大廣播傳送速率更新其傳送速率，見79，并且相應(yīng)地廣播分組的末尾，見80。當(dāng)然，在傳送剩余的分組數(shù)據(jù)時，SFmin將被改變，并且其傳送速率也被相應(yīng)地改變。
在一個仿真測試中，下述數(shù)字被證明是有效的；這些值均假定噪聲電平為-132dBW。
SFinit128Tinit5幀Tout50幀用這些數(shù)字所執(zhí)行的仿真測試證明干擾電平被維持在一閾值-96dBm(比噪聲電平高6dB)以下，并且允許分組用戶進行不協(xié)調(diào)一致的發(fā)送。在這個仿真中，有15個分組用戶，如第一實施方式中的仿真一樣。
執(zhí)行第二實施方式中過程的需求與執(zhí)行第一實施方式中過程的需求類似。其優(yōu)點也類似。與第一實施方式相比，第二實施方式使它可以立即進行發(fā)送-即使其傳送速率降低。另外，第二實施方式不需要在每一幀均廣播傳送速率信息，而是簡單地當(dāng)一個用戶被檢測到時，才廣播傳送速率信息。
該領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，上面所討論的優(yōu)選實施方式可以被改變。例如，不需要在每一幀均廣播傳送速率；可以每隔一幀才向UE發(fā)送這些信息，或者根據(jù)UE所期望的行為，以一較小的間隔來發(fā)送這些信息。
優(yōu)選地，本發(fā)明可以用于分組業(yè)務(wù)，其中業(yè)務(wù)源是突發(fā)的；它還可以用于其它類型的業(yè)務(wù)，其中這些業(yè)務(wù)是不能完全預(yù)測的。
在優(yōu)選實施方式中，僅定義了一類UE。從這個角度來說，網(wǎng)絡(luò)僅廣播一個傳送速率。還可以定義幾類UE，并且還可以允許不同的用戶采用不同的傳送速率。一個解決方法是對每一類UE廣播傳送速率；另一個解決方法是廣播一個傳送速率，并且允許UE根據(jù)廣播的傳送速率，根據(jù)他們的類別，計算他們自己的傳送速率。
另外，很明顯，在第一實施方式中，幾率ptr可以被改變成1-ptr，在這個情形下，當(dāng)隨機數(shù)比幾率高時，就進行發(fā)送。這個情形可以被認(rèn)為是“隨機數(shù)比廣播幾率低”。
第二實施方式中，當(dāng)用戶數(shù)目有限時，可能不需要改變最大傳送速率。在這個情形下，可能不廣播這個傳送速率。與SFmin類似，初始傳送速率SFinit和相應(yīng)的延遲Tinit可以是與用戶類別相關(guān)的。
權(quán)利要求
1一個用于在一個分組業(yè)務(wù)無線通信系統(tǒng)中，在上行鏈路上在用戶設(shè)備之間共享無線資源的過程，包括-在網(wǎng)絡(luò)中，計算用戶設(shè)備的一最大傳送速率(SFmin)，并且將這個最大傳送速率廣播到用戶設(shè)備；-在用戶設(shè)備中，使用比最后接收的廣播最大傳送速率低的一個傳送速率進行發(fā)送。
2如權(quán)利要求1的這個過程，其中最大傳送速率在每一幀均被廣播。
3如權(quán)利要求1或者2的這個過程，其中最大傳送速率對所有用戶設(shè)備來說是相同的。
4如權(quán)利要求1或者2的這個過程，其中最大傳送速率是與類別相關(guān)的。
5如權(quán)利要求1到4中一個的這個過程，進一步包括-在網(wǎng)絡(luò)中，計算用戶設(shè)備的一幾率(ptr)，并且將這個幾率廣播到用戶設(shè)備；-在一個用戶設(shè)備中，僅當(dāng)一個隨機數(shù)(p)比最后接收的廣播幾率(ptr)低時，才進行發(fā)送。
6如權(quán)利要求1到4中一個的這個過程，進一步包括-在網(wǎng)絡(luò)中，計算用戶設(shè)備的一幾率(ptr)，并且將這個幾率廣播到用戶設(shè)備；-在一個用戶設(shè)備中，如果請求的傳送速率比廣播傳送速率低時，計算比最后接收的廣播幾率(ptr)高的一個用戶幾率(Pown)，用戶幾率(Pown)是最后接收的廣播幾率(ptr)，最后接收的廣播最大傳送速率(SFmin)和用戶設(shè)備所請求的傳送速率的一個函數(shù)，并且僅當(dāng)一個隨機數(shù)(p)比最后所計算的用戶幾率(Pown)低時，才進行發(fā)送。
7如權(quán)利要求5或者6的這個過程，其中這個幾率在每一幀均被廣播。
8如權(quán)利要求5，6或者7的這個過程，其中這個幾率對所有用戶設(shè)備來說是相同的。
9如權(quán)利要求5，6或者7的這個過程，其中這個幾率是與類別相關(guān)的。
10如權(quán)利要求5到9中一個的這個過程，其中在判斷這個隨機數(shù)(p)比最后所接收的廣播幾率(ptr)低時，就執(zhí)行發(fā)送步驟，發(fā)送持續(xù)時間為有效時間(Tvalidity)。
11如權(quán)利要求5到10中一個的這個過程，其中在判斷這個隨機數(shù)(p)不比最后所接收的廣播幾率(ptr)低時，一個用戶設(shè)備在一重新嘗試時間(Tretry)內(nèi)不被允許進行發(fā)送。
12如權(quán)利要求1到4中一個的這個過程，其中發(fā)送步驟以一第一傳送速率(SFinit)開始，其發(fā)送持續(xù)時間為(Tinit)，并且在所述時間(Tinit)結(jié)束后，以一第二傳送速率(SF)繼續(xù)進行發(fā)送。
13如權(quán)利要求12的這個過程，其中最大傳送速率被廣播到正在以所述第一傳送速率進行發(fā)送的用戶設(shè)備。
14如權(quán)利要求12或者13的這個過程，其中僅當(dāng)最大傳送速率被計算為新值時，才廣播最大傳送速率。
15一個無線通信系統(tǒng)，執(zhí)行如權(quán)利要求1到14中一個的過程。
16一個用戶設(shè)備，執(zhí)行如權(quán)利要求1到14中一個的過程用戶側(cè)步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制在一個無線通信網(wǎng)絡(luò)中上行鏈路傳送的一個過程,包括將一個最大傳送速率廣播到用戶設(shè)備,以限制發(fā)生碰撞的可能性和限制網(wǎng)絡(luò)崩潰的可能性。在CDMA網(wǎng)絡(luò)中,最大傳送速率可以以一個最大用戶比特速率,以一個最小擴展因子的形式被廣播。還提出了用于控制用戶設(shè)備對資源進行使用的過程,它限制了在一給定時刻可以使用這些資源的用戶數(shù)目,或者限制了用戶設(shè)備在使用資源時用戶設(shè)備的吞吐量。
文檔編號H04L12/28GK1268825SQ0010366
公開日2000年10月4日 申請日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月1日
發(fā)明者帕特里克·布蘭奇, 雷明·德·蒙哥菲爾 申請人:阿爾卡塔爾公司