CN1893316B

CN1893316B - 用于在无线通信系统中分配hs-dsch信道码的基站和方法

Info

Publication number: CN1893316B
Application number: CN2006100918860A
Authority: CN
Inventors: 福尔克尔·布劳恩; 迪特里希·策勒
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: ATE376728T1; DE602005003021T2; JP2007020163A; EP1742403B1; US20070008933A1; DE602005003021D1; CN1893316A; EP1742403A1; JP4964514B2; US8774099B2

Abstract

本发明涉及一种用于在使用HSDPA的基于WCDMA的无线通信系统中分配HS-DSCH信道码的方法，在该无线通信系统中，总共N个HS-DSCH信道码是可利用的。RNC基于请求分配M＜N个HS-DSCH信道码，使得节点B可以服务用户设备。所述节点B识别所述HS-DSCH信道码中哪些信道码目前没有用于传输，并且自主地将至少一个未使用的HS-DSCH信道码分配来服务用户设备。

Description

用于在无线通信系统中分配HS-DSCH信道码的基站和方法

技术领域

本发明涉及使用WCDMA并且提供HSDPA作为基于分组的服务的无线通信系统。具体地，本发明涉及工作在WCDMA的UTRA/FDD模式下并且提供HSDPA的无线通信系统。

背景技术

高速下行分组接入(HSDPA)支持将高比特率数据服务引入基于WCDMA(宽带码分多址)的通信系统中，其中这种引入将增加网络容量，同时最小化运营商的投资。它为通用移动通信系统(UMTS)网络向更高数据率和更高容量发展提供了平稳的进化路径。不同用户共享信道的引入提供了在分组域中更有效地使用信道资源的可能性，同时与专用信道相比，用户花费也较少。

将通过在媒体接入控制(MAC)层使用较高调制技术(16-QAM)、新的纠错方法和高度动态的物理资源分配，来实现较高的数据率。这种修改的MAC层被称为MAC-hs并且实现在基站中，其中在UMTS的情况中，基站也被称作节点B。

新的层MAC-hs需要知道可利用的信道码，其中信道码也被称为WCDMA扩频码。根据由第三代合作伙伴计划(3GPP)建立的标准，即3GPP版本5，由RNC(无线网络控制器)将可用于在无线小区中进行高速下行共享信道(HS-DSCH)分组调度的信道码明确地利用信令通知给节点B。假设：节点B精确地使用由RNC利用信令通知的用于在小区中进行HSDPA分组调度的信道码来传输HS-DSCH，而没有利用其它信道码。在3GPP文档3GPP TS 25.433NBAP中，定义了这种较高的信令。应当注意，对于小区中的用户设备(UE)来说，并不知道可用于在小区进行HS-DSCH调度的那组信道码。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在提供HSDPA的基于WCDMA的通信系统中的无线资源管理(RRM)方案，该通信系统在RNC和节点B之间利用较少的信令，同时节点B更有效地使用无线资源。

根据本发明，上述问题通过一种用于在基于WCDMA的无线通信系统中分配HS-DSCH信道码的方法来实现，该无线通信系统使用HSDPA并且具有N(N是整数)个HS-DSCH信道码，并且其中执行三个步骤。在第一步骤中，由无线网络控制器将M＜＝N(M是整数)个HS-DSCH信道码分配给节点B，使得节点B可以服务用户设备。在第二步骤中，节点B识别N-M个信道码中哪些信道码目前没有用于传输。在第三步骤中，节点B自主地将所述N-M个未使用的信道码中至少一个信道码分配来用于服务用户设备。

根据本发明的方法基于以下概念，即，使用HSDPA的无线通信系统具有总共N个HS-DSCH信道码。在WCDMA的UTRA/FDD模式中，使用具有可变长度的正交信道码。这些码按照码树的形式组织。如果选择了具有SF＝16的码长度的码(SF是扩频因子)，则该码是码长度为32的两个码的根，并依此类推。利用为16的固定扩频因子来传输HS-DSCH信道。结果是：总共16个信道码可用于该系统。这16个信道码表示了小区中可利用的码空间，其中在公共信道(例如广播信道或者导频信道)、专用信道(DCH)以及HS信道之间共享这16个信道码。HS信道可能是HS-SCCH信道(高速共享公共控制信道)或者HS-PDSCH信道(高速物理下行共享信道)。正如可以从该解释导出的，总共N＜16个信道码可用于HS-DSCH。本发明涉及N＜16个信道码这一子集，其被称为HS-DSCH信道码。

正如在现有技术中的那样，可以由网络控制器来分配这N个HS-DSCH信道码。这按照通常的方式来进行，即RNC通知节点B他应当通过使用这些信道码服务用户设备。但是，取决于下行业务量，并不是所有N个HS-DSCH信道码都可能明确地分配给节点B。取决于下行业务量，可能明确地分配仅仅N个HS-DSCH信道码中的一个子集。该子集将被称为最小HS-DSCH码集，并且由M＜＝N个信道码组成，其中N是整数。

在第二步骤中，节点B识别N-M个HS-DSCH信道码中哪些信道码目前没用用于传输。这样，N-M个HS-DSCH信道码既没有用于公共信道的传输也没有用于专用信道，也没有用于正交信道噪声仿真(OCNS)信道。这些未使用的HS-DSCH信道码表示可用于服务UE的信道码。未使用的HS-DSCH信道码在现有技术中被忽略并且表示未使用的无线资源，这表征了未充分使用其无线资源的低效系统。

根据本发明，由节点B使用N-M个未使用的HS-DSCH信道码，使得允许节点B自主地将N-M个信道码中的至少一个信道码分配来用于服务用户设备。提供了节点B利用未使用的HS-DSCH信道码在小区内服务用户设备以便更有效地使用无线资源的可能性。可由节点B分配的上述N-M个HS-DSCH信道码组成的码集将被称为扩展HS-DSCH码集。

在本发明的优选实施例中，所述系统是WCDMA系统，特别是工作在UTRA/FDD模式下的WCDMA系统。在可选择的实施例中，该系统是CDMA 2000系统。正如从上述段落中可以导出的，该系统使用HSDPA。

在本发明的优选实施例中，所述系统根据标准3GPP版本5或者更高版本提供HSDPA。在这方面，根据本发明的方法与该工业标准相兼容。这意味着：当执行该方法时，从RNC侧看，没有发生变化。仅仅当从节点B侧看时，使用了未使用的资源。在这方面，上面所提议的方法使用了由上述3GPP标准提供的灵活性和范围。

扩展HS-DSCH码集的尺寸是可变的。如果例如RNC分配已经为上述扩展HS-DSCH码集的成员的附加HS-DSCH信道码，则RNC自由地进行此。在这种情况下，节点B简单地从扩展HS-DSCH码集中排出该附加HS-DSCH信道码，使得它变成最小HS-DSCH码集的一个HS-DSCH信道码。通过这样做，在最小HS-DSCH码集内的HS-DSCH信道码数目增加了一个，以及在扩展HS-DSCH码集中的HS-DSCH信道码数目减少了一个。而且，不得不考虑用于服务UE的专用信道的数目发生变化。建立附加专用信道减少了扩展HS-DSCH码集，以及在公共信道、专用信道和HS信道之间共享码空间。

所期望的是：由RNC定义的最小HS-DSCH信道码只需要很少的修改。原因是：在小区中可用的信道码空间不能充分地用于公共信道或者专用信道的传输，使得按照相当静态的方式定义最小HS-DSCH信道码集。因此，较高层信令开销，即用于HS-DSCH信道码分配的节点B和RNC之间的信令是特别低的。

上述方法的一个优势是：与同RNC参与的动态HS-DSCH信道码共享相比，其中将HS-DSCH信道码添加到扩展HS-DSCH码集或者从扩展HS-DSCH码集中移走HS-DSCH信道码的方法要快的多。在大多数情况下，为了将HS-DSCH信道码添加到扩展HS-DSCH码集或者从扩展HS-DSCH码集，仅仅花费低到两毫秒的更新周期。正如可以从上述段落导出的，节点B自主地将这些HS-DSCH信道码分配给扩展HS-DSCH码集。这意味着：进行此，而没有受到RNC干涉。

在本发明的优选实施例中，扩展HS-DSCH码集被选择为HS-DSCH信道码的相邻集。这具有的优势在于：该方法与3GPP版本5标准相兼容。原因在于：作为3GPP版本5标准一部分的HS-SCCH物理层信令可以在以下限制下处理信道码的多个相邻集而没有修改，该限制为：经由HS-SCCH寻址的每个用户设备必须使用信道码的相邻集。

CDMA系统通常将正交扩频码应用于下行信道分隔，例如沃尔什码或者汉明码，或者使用在UTRA/FDD中的OVSF信道码。OVSF信道码C_SF，i具有两个下标SF和i。第一下标是整数并且表示可能为16的扩频因子。在SF＝16的情况中，信道码的长度是16码片。第二下标是从1到SF-1的整数。通过定义OVSF码树的回归算法来定义第二个下标，请参考A.Richardson所著的以下书籍：2005剑桥大学出版社出版的WCDMA设计手册，第3.3.8章。

在上述段落中提及的相邻码集意思是信道码集就第二下标而言是相邻的数字的。例如，因为第二下标0、1、2、3和12、13、14、15按大小排序时分别是相邻数字，所以集(C_16，0、C_16，1、C_16，2、C_16，3)和(C_16，12、C_16，13、C_16，14、C_16，15)是相邻信道码集。

在本发明的优选实施例中，按照以下方式使用用于具有SF作为扩频因子的信道码树的信道码C_SF，0、C_SF，1、C_SF，2……、C_SF，SF-1的信道码：

a)选择码C_SF，SF-1……C_SF，SF-M用于最小HS-DSCH码集(5)，

b)选择码C_SF，SF-1-M……C_SF，SF-N用于扩展码集(6)，

c)选择码C_SF，SF-1-N……C_SF，SF-K(8)用于DCH和HS-SCCH信道，

d)选择码C_SF，SF-1-K……C_SF，0(9)用于公共信道。

M和K是整数，其中M＜N＜K＜SF。包含在信道码集a)和b)中的信道码表示在小区可利用的N个HS-DSCH信道码。取决于下行业务量，该可利用的HS-DSCH信道码的该数目N可能在0……15的范围内。

正如可以从上述内容可以导出的，信道码集a)到d)是相邻码集。利用该分配方案，最大化了未使用的信道码的相邻集可以用作扩展HS-DSCH码集的可能性。

本发明的另一方面是执行上述方法的节点B。节点B是根据WCDMA标准的基站并且包括设置节点B来执行上述方法的计算机程序产品。计算机程序程序产品可直接装载到节点B的内部存储器中，并且包括用于执行上述方法的软件代码部分。

不得不强调，可以利用传统的UE和传统的RNC来应用上述方法。这意味着：必须用来设置现有的UMTS系统以执行在此的方法的努力是可忽略的。甚至可能的是，如果期望的话，可以简化在RNC中实现的呼叫允许控制(CAC)算法。原因是：对于CAC算法，只有最小HS-DSCH信道码集不得不被考虑。

通过参考之后所述的实施例，本发明的这些和其它方面将更加明显，并且参考之后所述的实施例来阐述本发明的这些和其它方面。应该强调，参考标记的使用不应当被解释为对本发明范围的限制。

附图说明

图1显示了根据现有技术的无线通信系统；

图2a显示了根据现有技术从RNC侧所看到的用于HSDPA的传统RRM方案；

图2b显示了根据现有技术的从节点B侧所看到的用于HSDPA的传统RRM方案；

图3显示了图示出本发明的流程图；

图4a显示了从RNC侧所看到的RRM的方案；以及

图4b显示了从节点B侧所看到的RRM的方案。

具体实施方式

图1显示了根据现有技术的UMTS系统，具有类似小区的结构。小区10、10’和10”每一个具有服务用户设备4、4’和4”的节点B3、3’和3”。

每个节点B3、3’、3”经由缆线11、11’和11”连接到RNC 2。在RNC 2的管理下，执行从第一小区到第二小区的切换，例如从小区10到小区10”的切换。为此，用户设备4不断地检测无线链路质量并且经由节点B3传输数据到RNC2。当用户设备4到达小区10和小区10’之间的边界时，用户设备4和节点B3之间的无线链路质量降低，而从用户设备4到节点B3’的无线链路质量提高。RNC2决定何时应当进行切换以及据此通知节点B3、3’。

图2a和图2b显示了根据现有技术的用于HSDPA的无线资源管理(RRM)方案。在UTRA/FDD的WCDMA方案中，使用具有可变长度的信道码或者正交扩频码。按照码树的形式组织这些码。在实例中，示出了SF＝16(SF＝扩频因子)的码长度，它是长度为32的两个码的根，并依此类推。利用固定的扩频因子来传输HS-DSCH，这意味着节点B不得不监视N＝16个信道码的可用性。

图2a显示了从RNC侧所看到的RRM方案。底部分5表示六个HS-DSCH信道码C_16，15……C_16，10的相邻集。这些信道码已经由RNC分配，并且用于实现HSDPA下行链路。第二块7表示四个信道码C_16，9……C_16，6的相邻集。这些信道码目前没有被使用，但是如果存在对于HSDPA下行链路增加的需求，这些信道码仍然可以由RNC分配。这样，在块7中的四个HS-DSCH信道码表示对于RNC2的储备。块8表示用于DCH信道和HS-SCCH信道的四个信道码C_16，5......C_16，2的相邻集。在顶部的块9表示用于公共信道的信道码的第四相邻集，包含2个信道码。

正如可以从图2a导出的，没有使用块7中的总共四个HS-DSCH信道码。未使用的HS-DSCH信道码表示未使用的无线资源，这意味着没有有效地使用无线通信系统的资源。

图2b显示了从节点B侧所看到的用于HSDPA的无线资源管理方案。图2b与图2a的比较显示出两个图是同样的。这意味着：在现有技术中，节点B和RNC所看到的是一样的。但是，应当强调：根据现有技术，没有设置节点B来识别未使用的HS-DSCH信道码。

图3的流程图示出了根据本发明的方法。在步骤1中，RNC将M＜＝N个HS-DSCH信道码分配给节点B，使得节点B可以服务用户设备。在步骤2中，节点B确定是否存在未使用的信道码。如果不存在，则在步骤3，方法停止，并且以后重复步骤2，以检测是否存在关于信道码使用的变化。

如果存在未使用的信道码，则在步骤4，节点B确定它们。它们定义了扩展码集。在步骤5中，节点B从所述扩展码集中分配码，以服务UE。

如果在步骤6RNC没有分配附加码，则节点B自由地使用扩频码集中的所有码来服务UE，使得据此可以重复步骤5。事实上，当结束连接时，在步骤5，节点B也释放扩频码集中的信道码。

如果在步骤6中RNC分配附加码，则在步骤7中，将扩频码集减少一个信道码。如果已经使用了该排除的码，则停止到UE的传输。然后，方法进行步骤2。如果在步骤6中RNC没有分配附加码，则方法进行步骤5。事实上，如果节点B已经停止服务UE，则节点B可以重新分配扩频码集中的码。

图4a和图4b显示了在使用HSDPA的基于WCDMA的无线通信系统的新的RRM方案中的HS-DSCH信道码的分配。在这种情况中，使用上述方法。16个信道码是可利用的，其中它们中的N＝10个是HS-DSCH信道码。

图4a显示了RNC视图，它同样是与图2a和2b一样的。这意味着，从RNC侧看，根据本发明的方法没有显示出变化。换句话说，该方法是与现有标准兼容的，特别是与上述第三代合作伙伴计划的标准是兼容的。

图4b显示了从节点B侧看到的HS-DSCH信道码的分配。

在第一步骤中，由RNC2基于请求分配M＝6个HS-DSCH信道码，使得节点B3可以服务用户设备4。考虑上述术语，这些是作为SF＝16的HS-DSCH信道码C_16，15……C_16，10。这些HS-DSCH信道码表示了最小HS-DSCH信道码集。

可以由RNC2根据小区中的业务量选择HS-DSCH信道码的数目。这样，图3a和图3b表示了在给定时间的分配情形。但是在以后的时间，M可能小于或者大于六。在实践中，由RNC定义的最小HS-DSCH信道码集仅仅需要很少的修改。原因是：在小区中可利用的信道码空间不能被充分地用于公共信道或者专用信道的传输，使得以相当静态的方式定义最小HS-DSCH信道码集。因此，较高层的信令开销，即用于HS-DSCH信道码分配的RNC和节点B之间的信令，是特别低的。

在第二步骤中，节点B识别N-M＝10-6＝4个信道码中哪些信道码目前没有用于传输。在块7中，存在未使用的HS-DSCH信道码，即HS-DSCH信道码C_16，9……C_16，6。这四个HS-DSCH信道码定义了扩展HS-DSCH信道码集。

在第三步骤中，节点B可以自主地分配块5中的这些HS-DSCH信道码C_16，9……C_16，6用以服务UE。在块8中用于DCH信道和HS-SCCH信道的信道码或者在块9中用于公共信道的信道码没有变化。本方法的优势是：在现有技术中没有使用的HS-DSCH信道码现在经由扩展HS-DSCH信道码集可用于服务目的。这使得更好地利用可利用的无线资源。

将信道码添加到扩展HS-DSCH信道码集或者从扩展HS-DSCH信道码集中移走信道码仅仅花费大概2毫秒的更新周期。这种添加和移走由节点B自主地进行，即没有受到RNC干涉。

动态地确定块6中的扩展信道码集。如果RNC分配附加信道码，则它自由地进行这个，并且附加HS-DSCH信道码将是C_16，9。因此，新的最小HS-DSCH信道码集将是C_16，15到C_16，9，并且新的扩展HS-DSCH信道码集将是C_16，8……C_16，6。正如可以看到的，最小HS-DSCH码集中的信道码数量减少了一个，而扩展HS-DSCH信道码集中的信道码数量增加了一个。类似地，也可以减少最小HS-DSCH信道码集中的信道码数量，以及增加扩展HS-DSCH信道码集中信道码的数量。

如果例如RNC2保留了可变数量的专用信道以及5个信道码用于HS-DSCH传输，则对于具有优异信道条件(例如具有视线(line ofsight)条件)的UE，HS-DSCH吞吐量受到可用的5个HS＝DSCH信道码的限制。利用在此所描述的方法，消除了这种限制，使得增加了吞吐量。

在所有情况中，扩展信道码集是相邻的HS-DSCH信道码集。作为一个例子，新的扩展HS-DSCH信道码集C_16，8……C_16，6包含C_16，8、C_16，7和C_16，6。第二下标分别为8、7和6，并且这种排序的数字集合表示了相邻的数字。使用相邻的HS-DSCH信道码集意味着最大化了节点B可以使用来包含在扩展HS-DSCH码集中的信道码的可能性。

执行上述方法的系统是WCDMA系统，该WCDMA系统工作在与3GPP版本5标准相兼容的UTRA/FDD模式下并且使用HSDPA。

本发明的另一方面涉及一种根据WCDMA标准的节点B，特别是被设置为工作在WCDMA的UTRA/FDD模式下的节点B，该节点B适合于执行上述方法。该节点B包括计算机程序产品，其中，计算机程序产品直接装载到节点B的内部存储器中，并且包括用于执行上述方法的软件编码部分。

Claims

1.一种用于在使用HSDPA并且具有总共N个HS-DSCH信道码的基于WCDMA的无线通信系统(1)中分配HS-DSCH信道码的方法，所述方法包括：

a)节点B(3)接收来自无线网络控制器(2)的用以通知由所述无线网络控制器(2)分配的M＜N个HS-DSCH信道码的信令，以服务用户设备(4)，其中所述M个HS-DSCH信道码定义最小码集，

b)所述节点B识别N-M个信道码中哪些信道码目前没有用于传输，

c)所述节点B自主地将至少一个未使用的信道码分配来用于服务用户设备。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：

所述系统是WCDMA系统。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于：

所述WCDMA系统是工作在UTRA/FDD模式下的WCDMA系统。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于：

所述系统根据3GPP标准的版本5或者更高版本提供HSDPA。

5.根据权利要求1的方法，其特征在于：

所述信道码是OVSF码，其中所述OVSF码C_SF，i具有表示扩频因子的下标SF以及为整数的第二下标i，以及扩展码集的OVSD码形成关于第二下标i的相邻码集。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于：

对于具有SF作为扩频因子的码树的信道码C_SF，0、C_SF，1、C_SF，2、C_SF，3.......、C_SF，SF-1，

a)选择码C_SF，SF-1......C_SF，SF-M用于最小HS-DSCH码集(5)，

b)选择码C_SF，SF-1-M......C_SF，SF-N用于扩展码集(6)，

c)选择码C_SF，SF-1-N......C_SF，SF-K(8)用于DCH和HS-SCCH信道，

d)选择码C_SF，SF-1-K......C_SF，0(9)用于公共信道，

其中M、N和K是整数，且M＜N＜K＜SF。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于：

借助于计算机程序执行该方法。

8.一种使用HSDPA并且具有总共N个HS-DSCH信道码的基于WCDMA的无线通信系统，包括：

a)无线网络控制器(2)，适于将M＜N个HS-DSCH信道码分配给节点B(3)，使得节点B(3)可以服务用户设备(4)，所述M个HS-DSCH信道码定义最小码集，所述无线网络控制器(2)利用信令向节点B通知所述M个HS-DSCH信道码，

b)节点B，适于识别N-M个信道码中哪些信道码目前没有用于传输，以及自主地将至少一个未使用的信道码分配来用于服务用户设备。

9.一种用于在使用HSDPA并且具有总共N个HS-DSCH信道码的基于WCDMA的无线通信系统(1)中分配HS-DSCH信道码的设备，所述设备包括：

a)用于节点B(3)接收来自无线网络控制器(2)的用以通知由所述无线网络控制器(2)分配的M＜N个HS-DSCH信道码的信令、以服务用户设备(4)的装置，其中所述M个HS-DSCH信道码定义最小码集，

b)用于所述节点B(3)识别N-M个信道码中哪些信道码目前没有用于传输的装置，

c)用于所述节点B(3)自主地将至少一个未使用的信道码分配来用于服务用户设备的装置。