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CN1788468A - 经由无线电连接从发送站向接收站传输数据的方法以及接收站和发送站 - Google Patents

经由无线电连接从发送站向接收站传输数据的方法以及接收站和发送站 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于经由无线电连接从发送站向接收站开始数据传输的方法，以及涉及发送站和接收站。在用于经由无线电连接(V)从发送站(UE1)向接收站(NodeB)进行数据传输(D)的方法中，在所述发送站(UE1)和所述接收站(NodeB)之间建立无线电连接(V)，并且只有在经过对所述发送站(UE1)特殊的时间间隔(t1)之后才开始所述的数据传输(D)，其中所述时间间隔的持续时间取决于至少一个决定性的量。

Description

经由无线电连接从发送站向接收站传输数据 的方法以及接收站和发送站
本发明涉及经由无线电连接从发送站向接收站传输数据的方法，以及涉及相应的接收站和相应的发送站。
在使用CDMA方法(CDMA：码分多址)来分离用户的无线电通信系统中，在上行链路(英语：uplink或者reverse link)、即从用户台到基站中的传输容量通过在基站中出现的干扰水平来限制。干扰水平可以通过所谓的“噪声恶化量”来表征，该“噪声恶化量”被定义为总共接收的功率与热噪声的功率的比率。该噪声恶化量受到进行传输的用户台的数量、在基站中用户台的信号的接收功率以及产生噪声的其他源的影响。
其中出现噪声恶化量明显增大的基站遭受不稳定性(小区呼吸，英语：cell breathing)，该不稳定性可能导致传输业务变差，并且导致小区覆盖范围减小。
因此，在按照UMTS标准(UMTS：通用移动通信系统)的无线电通信系统中，对运行无线电接入网络、例如UTRAN(通用陆基无线接入网)本质的是：通过确定在网络侧、即从UTRAN的上行链路中传输的相应限制来控制噪声恶化量。
在控制噪声恶化量时应该考虑两个方面：
●应该将噪声恶化量的平均值保持在上限之下(这里典型值位于6dB处)。
●噪声恶化量随时间的波动、即噪声恶化量分布函数的方差应该尽可能小。
迄今，用于控制噪声恶化量的平均值的UTRAN可以通过相应的信令来确定用户台的最大发送功率(3GPP[第三代合作伙伴计划]25.133v5.6.0，第6.5章)。这些信令由无线电接入控制器(RNC，无线资源控制器)产生，并且通过基站被发送给用户台。这种信令类型的缺点在于妨碍准确控制噪声恶化量的相对大的信号运行时间、即信号延迟。
为了控制噪声恶化量的波动，可以使用快速功率调节(快速功率控制环路)(3GPP 25.214v5.4.0，第5.1.2章)。然而，如果在基站中所接收的总功率不是常数，那么该快速功率调节不适用。例如在不是连续地而是无线电块式(英语：radio bursts)地传输数据包时，由于新的有效用户台或者由于改变用户台的接收质量(例如SIR[信扰比])的额定值而出现上述情况。
控制噪声恶化量的波动的另一可能性在于，能够使用所谓介质接入协议的DRAC(动态资源分配协议)(3GPP 25.331v5.4.0，第14.8章和EP 1033846 A1)。通过借助于随机函数为用户台确定开始数据传输，该协议应该统计地减小同时进行的数据传输的数量。
目前，在3GPP(第三代合作伙伴项目)的标准化计划的范围中，在术语“增强型上行链路”(3GPP TR25.896v0.3.0)处讨论了能够以增强的数据速率在上行链路中传输数据包的方法。然而，对此没有设计借助于DRAC协议的传输介质接入，以允许在上行链路中数据传输的高数据速率。最大数据吞吐量限制在512Kbist/s(参看3GPP25.331v 5.4.0，第10.3.3.20章)。
因此，本发明的任务是，给出用于传输数据的方法，利用该方法可以降低接收站中的干扰水平。
利用按照独立权利要求所述的方法以及设备来解决该任务。
本发明优选的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。
在用于经由无线电连接从发送站向接收站传输数据的本发明方法中，在发送站和接收站之间建立无线电连接，并且只有在经过对发送站特殊的第一时间间隔之后，才开始数据传输，其中所述第一时间间隔的持续时间取决于至少一个决定性的量。通过经过特殊的第一时间间隔直到开始传输数据，统计地分配多个发送站的数据传输。通过这种方式，减小了多个发送站同时传输数据的拥塞概率并且降低了在接收站中由此引起的干扰水平。另外，使用用于确定第一时间间隔的持续时间的至少一个决定性的量能够受控地对数据传输开始施加影响，并且从而也对可通过噪声恶化量来表征的干扰水平施加影响。因此，减小噪声恶化量决定了降低干扰水平，并且反之亦然。
决定性的量与随机产生的量的不同之处在于：决定性的量在其测量或者计算之前已经在理论上确定、即在相同的极限条件下重复确定决定性的量总是导致相同的结果。因此，决定性与随机性相反。
如果该决定性的量是发送站的优先级，则这具有以下优点，即可以根据相应的优先级将不同的第一时间间隔分配给不同的发送站。与例如发送简单文本消息的发送站相比，用于传输时间紧迫的业务、例如用于紧急呼叫所使用的发送站能够优先传输数据。
如果该决定性的量至少是对发送站和/或无线电连接特定的时变参数，那么也具有优点。所以，可以使数据传输的开始总与传输信道的当前条件或者发送站的特定要求相匹配。第一时间间隔特别优选地取决于优先级和特定参数的组合。
最好，所述至少一个对发送站特定的时变参数是要传输的数据的数据存储器的状态和/或供应所述发送站的能源的充电状态。如果发送站的数据存储器几乎满了和/或电池已经几乎用完，那么可以为发送站选择尽可能短的第一时间间隔，以便防止数据存储器溢出和/或由于电池用完而不能中断数据传输。
如果该至少一个对无线电连接特定的时变参数涉及用于无线电连接的物理信道的传输特性，则尤其适合。如果发送站例如由于良好的传输特性对于其数据传输需要非常微小的发送功率，那么对于该发送站可以使用尽可能短的第一时间间隔，因为通过其数据传输只引起干扰水平的微小增加。
有利地，通过将计数器的值与极限值进行比较来确定第一时间间隔的变化曲线。取代以确定的时间间距增加或者减小可预定的值的典型计数器，当然也可以使用适用于确定时间间隔的各种其他装置。例如，可以对电容器充电，并且在这种情况下，与该极限值的比较是检查电容器的充电状态。
例如通过使上述计数器更快地计数，或者通过根据计数器的计数方向特别低或者高地选择极限值，可以获得尽可能短的第一时间间隔。
发送站有利地从接收站接收用于数据传输的最小持续时间的值。
该最小持续时间取决于发送站的优先级是合适的。
如果在其他现有的无线电连接中只有在经过对发送站特殊的发送时间间隔之后才中断数据传输是有利的，其中所述发送时间间隔取决于所述决定性的量。为了降低接收站中的干扰水平，除了在开始数据传输之前运行的特殊第一时间间隔之外，还根据例如优先级确定数据传输的最大持续时间是有利的。根据对发送站特定的时变参数另外缩短传输持续时间可以附加地降低干扰水平或者噪声恶化量，或者减小波动。
本发明优选的改进方案在于，在中断数据传输之后，继续存在无线电连接，并且在经过对发送站特殊的第二时间间隔之后开始继续数据传输，其中所述第二时间间隔取决于决定性的量。
本发明发送站和本发明接收站具有用于执行本发明方法所需要的所有特征。
下面，借助于在附图中所示的实施例更详细地描述本发明。
图1示出在发送站和接收站之间传输数据的图示，
图2示出按照图1所示的在发送站和接收站之间传输数据的流程图，
图3示出用于确定按照图1所示的发送站和另一发送站开始数据传输的时间变化曲线，和
图4示出按照图1所示的发送站进行数据传输、结束数据传输和重新开始数据传输的时间变化曲线。
各图中相同的参考符号表示相同的对象。
发送站是每个可以发送信号的站。下面，将用户台看作发送站。用户台例如是移动电话或者用于传输图形数据和/或声音数据、用于发送传真、短消息业务SMS和电子邮件和用于接入因特网的的位置可移动装置。因此，发送台涉及无线电通信系统的普通发送单元和/或接收单元，尤其也涉及基站。
下面，将基站看作接收站，但并不局限于此。
当然，接收站也可能是移动站或者具有用于接收经由无线电连接传输的信号的接收装置的任意其他站。
可以有利地将本发明应用于任意无线电通信系统中。对无线电通信系统理解为其中经由无线电接口在各站之间传输数据的任意系统。不仅可以双向地传输数据，而且可以单向地传输数据。无线电通信系统尤其是例如按照GSM-(全球移动通信系统)或者UMTS-(通用移动通信系统)标准的任意移动通信系统。也应该将Ad-hoc网络和例如第四代的未来移动通信系统理解为无线电通信系统。
下面，举按照UMTS标准的移动通信系统的例子来说明本发明，但不局限于此。
在图1中，图表式地示出了经由无线电连接V从用户台UE1向基站NobeB的数据传输D。用户台UE1和基站NodeB分别具有发送单元和接收单元SE1、SE2和用于控制相应的发送单元和接收单元SE1、SE2或者相应的数据传输的处理器P1、P2。在建立无线电连接V时、但在开始向基站NodeB进行数据传输D之前，基站NodeB例如经由广播信道向用户台UE1传输第一极限值G1、第一极限值G2和用户台UE1的优先级PRI01。可选地，第一和第二极限值G1、G2也可以一开始就被确定，并且永久地被存储在用户台UE1中。在这种情况下，只向用户台UE1传输优先级PRI01。
由用户台UE1借助于它的处理器P1确定用户台UE1开始数据传输D。当然，基站NodeB也可以借助于它的处理器P2确定开始数据传输D，并且向用户台UE1传输用于数据传输D的相应指令。
确定数据传输D的开始导致，在建立无线电连接V和数据传输D开始之间经历对用户台UE1特殊的第一时间间隔t1(也参见图3)。该第一时间间隔t1仅仅取决于一个决定性的量，也就是说，与由DRAN协议中已知的接入方法相反，为了确定第一时间间隔t1的持续时间不使用随机值。
在该实施例中，第一时间间隔t1的持续时间取决于用户台UE1的优先级PRI01，并取决于至少一个对用户台UE1和/或无线电连接V特定的时变参数FP1以及第一极限值G1(也参见对图2和3的说明)。
特定参数FP1例如是用户台UE1的数据存储器的状态(例如数据存储器的负荷率)、诸如优选的或者可充电的电池的能源的充电状态、或者用于数据传输D的物理信道的传输特性(例如用户台UE1所需要的发送功率)。
当然，该决定性的量可能取决于特定参数的任意组合。
在图2中图表式地示出了从建立无线电连接V直到用户台UE1开始数据传输D、数据传输D、以及中断数据传输D的逻辑流程。
在框201中，建立无线电连接V，并且从基站NodeB向用户台UE1传输第一和第二极限值G1、G2、优先级PRI01以及数据传输D的最小持续时间Tmin1。接下来，在框202中将总计数器Z和分计数器Z1设置为初始值、例如设置为零。将迭代变量n设置为值1。在框203中，使分计数器增加依赖于一个优先级PRI01的值PR1。高的优先级比低优先级决定更大的值PR1，并且从而得出比低优先级更短的第一时间间隔t1。该第一时间间隔从框201开始，并且在到达框206时结束。
例如借助于所接收的优先级PRI01，用户台UE1从表中得出值PR1用户台UE1例如经由广播信道获得表以及表的更新。当然，也可以经由特殊的连接从基站NodeB向用户台UE1传输该值PR1。
在框204中，总计数器Z的值由分计数器Z1和特定参数FP1的和构成。在将总计数器Z的值与第一极限值G1进行比较之后，如果Z＜C1，则通过运行框203和204重新确定分计数器Z1和总计数器Z。如果Z＞G1，则在框206中开始数据传输D。
在开始数据传输D的时候，将另一计数器N设置为零。对此，该计数器用于保证数据传输D至少具有最小持续时间Tmin1。另外，在框207中将所述另一计数器N与最小持续时间Tmin1进行比较，并且在208中一直增加1，直到满足条件N＝Tmin1。
如果该另一计数器N与最小持续时间Tmin1相等，那么在框209中将分计数器Z1设置为极限值G1作为初始值，并且将另一迭代变量m设置为1。在框210中，使分计数器Z1减小基于优先级PRI01所确定的值PR2。可以如在框203中所使用的值PR1那样以相同的方式借助于表确定该值PR2，或者由基站NodeB传输该值PR2。
在框211中，通过从分计数器Z1减去特定的参数FP1来计算总计数器Z的值，并且在框212中将其与第二极限值G2进行比较。如果总计数器的值Z＞G2，则在框210和211中重新计算计数器状态。如果Z＜G2，则在框213中中断数据传输D，并且如果有其他数据待传输，或者不是在网络侧或者用户侧结束无线电连接，则在框202中重新开始上述方法。
当然，对于重新运行该方法或者甚至在运行该方法时，也从基站NodeB向用户台UE1传输新的第一和第二极限值、新的优先级和数据传输的新的最小持续时间。
当然，用于在框203和210中计算部分计算器Z1的借助于优先级PRI01确定的值PR1和PR2既可以相同，也可以不同。通过这种方式，对于第一时间间隔t1和对于从在框206中开始数据传输直到在框213中中止数据传输持续的发送时间间隔t3可以确定不同的最大持续时间。另外，在框204和211中使用或者组合不同的特定参数FP1。然而，优选地在框204和211中使用或者组合相同的特定参数FP1。
等效于前述的实施方案，当然也可以通过从可预定的初始值开始使分计数器Z1和总计数器Z的计数降低并低于极限值来确定开始数据传输。相应地为了结束数据传输可以使分计数器Z1和总计数器Z的计数增大，直到超过相应的极限值。同样也可以对于开始和结束数据传输使用不同的总计数器和分计数器。
基站NodeB明确地给出极限值G1、G2中的至少一个，而当然也可以相对于明确给出的极限值G1、G2来给出另一极限值G1、G2。
选择极限值G1、G2或者极限值G1、G2的差例如取决于通过总共接收的功率与热噪声的功率的比率所定义的基站NodeB的噪声恶化量。由于本发明能够通过统计地分布数据传输的相应开始和相应的传输持续时间来减小不同的用户台同时传输数据的概率，可以通过从所测量的噪声恶化量出发匹配极限值G1、G2来控制并从而优化基站NodeB的噪声恶化量。
如果噪声恶化量例如大于期望的额定值、例如6dB，则增加第一极限值G1，和/或减小与第二极限值G2的差。
因为所有用户台共同使用第一和第二极限值G1、G2，所以本发明方法比前述DRAC协议所需要的信令开销更小，并且因为直接由基站NodeB控制极限值G1、G2，而由为了继续传输必须在向用户台传输之前首先向基站传输其信号的无线接入控制器(RNC)来控制DRAC协议的信令，所以本发明方法需要更少的信号传输时间。另外，按照本发明也使用用户特定的量，使得对于开始和结束数据传输可以考虑用户台的特殊的需求。可以优选地处理具有良好传输条件的用户台、例如需要微小发送功率的用户台，也就是说与具有差的传输条件的用户台相比更快地开始其数据传输和/或更长时间地传输数据。同样，可以使具有几乎满的数据存储器的用户台处于优先地位，以便防止，当数据存储器满了时，该用户台必须中断来自更高层的数据流。
本发明方法的另一优点在于，对于每个用户台通过使用优先级可以确定直到开始数据传输时的最大持续时间，同样可以确定数据传输的最大持续时间。
在图3中图表式地示出了用户台UE1的分计数器Z1和总计数器Z的曲线走向以及第一极限值G1。对于另一用户台同样示出了相应的另一分计数器ZZ1和相应的另一总计数器ZZ的曲线走向。分计数器Z1、ZZ1的值随时间线性增加，并且保证直到开始相应的数据传输的最大持续时间。从与另一分计数器ZZ1相比分计数器Z1更大的坡度中可以看出，用户台UE1比另一用户台具有更高的优先级PRI01。
通过使相应的分计数器Z1、ZZ1和相应的特定参数FP1、FP2相加得出相应的总计数器值Z、ZZ。用户台UE1已经在第一时间间隔t1之后开始其数据传输D，而另一用户台在经历更长的另一时间间隔t2之后才开始其数据传输。实际上，第一和另一时间间隔t1、t2的典型最大持续时间为几十个毫秒。
在图4中，图表式地示出了用户台UE1的数据传输D的曲线走向以及数据传输D的中断和在中断数据传输D之后计数器Z、Z1的重新确定。如从图3中可以看出，用户台UE1在经过第一时间间隔t1之后开始其数据传输D。数据传输D至少持续最小持续时间Tmin1。只有在经过最小持续时间Tmin1之后，才根据优先级PRI01和特定参数FP1重新减小分计数器Z1和总计数器Z，直到达到或者低于第二极限值G2。数据传输D总共持续发送时间间隔t3。在中断数据传输D之后，在另外现有的无线电连接V上重新使分计数器Z1和总计数器Z的计数增加，直到在经过第二时间间隔t4之后继续数据传输。
如果用户台UE1向多个基站传输数据，那么当然也可以应用本发明。这例如在所谓的软切换中的小区切换时进行。
在软切换中，用户台UE1从多个基站分别接收第一和第二极限值和/或优先级和/或用于数据传输的最小持续时间。现在用户台例如使用该用户台从具有最大噪声恶化量的基站中已经接收的值。用户台当然也可以从所有接收的值中形成极限值和/或优先级和/或最小持续时间的必要时的加权平均值。同样，物理信道的传输特性或者通过所有物理信道形成的相应平均值可被用于特定参数。

Claims (12)

1.用于经由无线电连接(V)从发送站(UE1)向接收站(NodeB)进行数据传输(D)的方法，其中
-在所述发送站(UE1)和所述接收站(NodeB)之间建立所述无线电连接(V)，
-并且只有在经过对所述发送站(UE1)特殊的第一时间间隔(t1)之后才开始数据传输(D)，其中所述第一时间间隔的持续时间取决于至少一个决定性的量。
2.按照权利要求1所述的方法，其中所述决定性的量是发送站(UE1)的优先级(PRIO1)。
3.按照权利要求1或者2所述的方法，其中所述决定性的量是至少一个对所述发送站(UE1)和/或所述无线电连接(V)特定的时变参数(FP1)。
4.按照权利要求3之一所述的方法，其中所述至少一个对所述发送站(UE1)特定的时变参数(FP1)是要传输的数据的数据存储器的状态和/或供应所述发送站(UE1)的能源的充电状态。
5.按照权利要求3之一所述的方法，其中所述至少一个对无线电连接(V)特定的时变参数(FP1)涉及用于所述无线电连接(V)的物理信道的传输特性。
6.按照上述权利要求之一所述的方法，其中通过将计数器(Z)的值与极限值(G1)进行比较来确定第一时间间隔(t1)的变化曲线。
7.按照上述权利要求之一所述的方法，其中所述发送站(UE1)从所述接收站(NodeB)接收用于数据传输(D)的最小持续时间Tmin1的值。
8.按照权利要求7所述的方法，其中所述最小持续时间Tmin1取决于发送站(UE1)的优先级(PRIO1)。
9.按照权利要求1至8之一所述的方法，其中在其他现有的无线电连接(V)上，只有在经过对所述发送站(UE1)特殊的发送时间间隔(t3)之后才中断所述数据传输(D)，其中所述发送时间间隔的持续时间取决于所述决定性的量。
10.按照权利要求1至8之一所述的方法，其中在中断所述数据传输(D)之后，还继续存在无线电连接(V)，并且在经过对所述发送站(UE1)的特殊的第二时间间隔(t4)之后开始继续数据传输，其中所述第二时间间隔(t4)的持续时间取决于所述决定性的量。
11.发送站
-具有用于在所述发送站(UE1)和一个接收站(NodeB)之间建立无线电连接的装置(SE1)，
-和具有用于只有在经过对所述发送站(UE1)特殊的第一时间间隔(t1)之后才从所述发送站(UE1)向所述接收站(NodeB)进行数据传输(D)的装置(P1)，其中所述第一时间间隔的持续时间取决于至少一个决定性的量。
12.接收站(NodeB)
-具有用于在一个发送站(UE1)和所述接收站(NodeB)之间建立无线电连接(V)的装置(SE2)，
-和用于指示只有在经过对所述发送站(UE1)特殊的第一时间间隔(t1)之后才从所述发送站(UE1)向所述接收站(NodeB)进行数据传输(D)的装置(P2)，其中所述第一时间间隔(t1)取决于至少一个决定性的量。
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