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TWI486081B - 具高瞬時資料率之高效上鏈操作 - Google Patents

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TWI486081B
TWI486081B TW096149791A TW96149791A TWI486081B TW I486081 B TWI486081 B TW I486081B TW 096149791 A TW096149791 A TW 096149791A TW 96149791 A TW96149791 A TW 96149791A TW I486081 B TWI486081 B TW I486081B
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Reznik Alexander
E Terry Stephen
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Description

具高瞬時資料率之高效上鏈操作
本發明與無線通訊系統有關。
高速封包存取(HSPA)向更高流通量和更低等待時間的演進需要對實體層進行改進以及對結構進行合理改變。已經提出的一個改進是在增強基地台接收器能力的同時，在下行鏈路(64－QAM)和上行鏈路(16－QAM)中使用高階調變。另一個可能的改進是使用較短的傳輸時間間隔(TTI)。這些改進對於支持具有叢發訊務量的諸如競賽的延遲敏感應用或者對於提高諸如TCP傳輸這樣的非即時應用的品質非常合適。
這種演進對多工用戶(multiplexing user)和在UL上分配資源的最佳方式具有寓意。例如，在UL上使用16－QAM調變意味著在基地台的碼片級訊號干擾比(Ec/Io)剛好在0 dB上，而不是如在預發佈版本7(R7)3GPP系統的典型操作中的在－10 dB之下。這意味著較少的無線發射接收單元(WTRU)可以同時與基地台通訊。
另一考慮是對於給定的平均資料速率，WTRU由於其緩衝器為空而沒有什麼可傳輸的時間百分率將會隨著增加的暫態資料速率而增加。因此，當使用高暫態資料速率改進用戶平面延遲時，更意味著傳輸的叢發增加。當前所定義用於分配UL資源的訊號傳輸機制對於這種叢發操作不是最佳的。
在UL中，支持功率控制和資源分配的實體和MAC訊號傳輸在此種情況下最佳：很多WTRU同時地並且在相對低的位元速率進行傳輸。這種訊號傳輸由於以下的原因而很可能不適於發揮演進型HSPA的高資料速率性能的所有優勢：第一，分配給給定WTRU的功率比(或等同於資料速率)在只要沒有被B節點(Node－B)通過絕對的或者相對的准予而改變就能保持有效的情況下是持久性的。在傳輸的叢發性較高的情況下，即在引入較高資料數率的情況下，這種操作效率很低。這是因為當對資源進行有效利用時，Node－B常常會不得不修改每一個WTRU的分配以避免超載。
第二，需要達到R6以維持所有同時傳輸的WTRU的服務品質(QoS)的快速閉環UL功率控制將沒有與單個或者僅少數WTRU在給定時間進行傳輸的情況下那樣重要，並且增加不必要的超載。
因此，在演進型HSPA中需要更好的訊號傳輸方法來支援高UL資料速率。
所揭露的用於分配資源的方法和設備包括使用非持久性排程對用於傳輸的請求無線發射接收單元(WTRU)進行排程。
下文引用的術語“無線發射/接收單元(WTRU)”包括但不侷限於用戶設備(UE)、行動站台、固定或行動用戶單元、傳呼機、蜂窩電話、個人數位助理(PDA)、電腦或是其他任何能在無線環境中運作的用戶設備。下文引用的術語“基地台”包括但不侷限於Node－B、站點控制器、存取點(AP)或是其他任何能在無線環境中工作的介面裝置。
第1圖是具有多個Node－B 30和WTRU 20的無線通訊網路(NW)10的示例(僅示出一個)。無線通訊網路10(NW)包括至少一個包括收發器9和處理器22的WTRU 20、一個或多個Node－B 30、以及一個或多個胞元40。每一個Node－B 30控制一個或多個胞元40。每一個Node－B 30包括收發器13和處理器33。處理器22和33被配置為執行下文中揭露的方法。
第2圖是被包括在Node－B 30中的收發器125的功能性方塊圖。除了被包括在典型的收發器中的元件之外，收發器120包括被配置為執行以下揭露的方法的處理器125、與處理器125通訊的接收器126、與處理器125通訊的發射器127、以及與接收器126和發射器127通訊以便對無線資料進行發射和接收的天線128。此外，接收器126、發射器127和天線128可以是單個的接收器、發射器和天線，或者可以分別包括多個單獨的接收器、發射器和天線。收發器120可以位於WTRU 20、基地台30、或該兩者之上。
第3圖是處理器125的示例性方塊圖。處理器125包括較佳為MAC－e的排程處理器142，該排程處理器142用於控制增強型專用頻道(E－DCH)上來自WTRU的傳輸。排程處理器142包括將在下文中揭露的用於管理WTRU之間的E－DCH胞元資源的排程器144以及用於接收排程請求並傳輸排程授權和混合自動重傳請求(HARQ)實體146的控制器145，用以支援需用於誤差控制協定(即HARQ協定)的所有任務。
排程器144使用非持久性排程來排程E－DCH資源，以協調諸如在上行鏈路中的16－QAM的較高階調變。因此，被Node－B 30准予的傳輸時機僅僅在有限期間對特定的WTRU有效，或者被限制於有限數目的MAC－e封包資料單元(PDU)的傳輸。
排程器144因此確定用於WTRU 20的最大允許功率比，以及用於指示分配授權的限制的授權限制。由排程處理器142所確定的非持久性排程授權(SG)被提供給控制器145。控制器145隨後將排程授權傳輸至請求WTRU 20。
由處理器125使用以將傳輸分配授權給特定WTRU的方法500的流程圖如第4圖所示。Node－B 30從WTRU 20接收包括排程資訊(SI)的控制資訊(步驟402)。可選地，Node－B 30亦接收其他資訊，例如由其他WTRU產生的干擾以及傳輸自其他WTRU的控制資訊。包括授權限制和用於WTRU 20的最大功率比的授權分配資訊被確定(步驟404)。授權分配資訊接著被傳輸至WTRU 20(步驟406)。
當僅僅單個WTRU 20被允許在給定時間進行傳輸並且有大量的WTRU 20被連接時，使用持久性分配常常需要將排程命令的數目加倍以移除WTRU 20的分配。正如所揭露的，非持久性排程消除了這種增加的排程超載的需要，從而有足夠的空間供其他WTRU 20進行傳輸。
在替代方法中，較佳地在排程分配的時候，頻道品質指示符(CQI)資訊也被傳輸至WTRU 20。根據該替代方法，可以定義新的實體頻道，或者可以定義現有頻道的資訊位元的新解碼。
較佳地使用現有頻道的新定義。例如，增強型存取授權頻道(E－AGCH)對六個資訊位元進行編碼，五個用於授權值而一個用於範圍。由於Node－B 30不以訊號告知功率比，該授權值此刻是無意義的。因此，E－AGCH的五個位元可以被替代以對CQI資訊進行編碼(在該情況下32個值)。E－AGCH的剩餘位元可以被用於以訊號告知是否使用持久性分配或非持久性分配。根據所述替代方法，非持久性分配對於如上述所揭露的在相同的HARQ程序上的，較佳地被HARQ實體146所引導的預先定義數目的MAC－e PDU有效。或者，更多位元能夠被保留在修改後的E－AGCH中來以訊號告知使用非持久性分配的分配對多少個MAC－e PDU有效。在另一替代方案中，非持久性分配能夠對預定持續時間有效，該預定持續時間可從較高層以訊號告知。
為了使Node－B 30確定何時排程WTRU 20和適當的CQI，在傳輸用於排程的控制資訊之前，立即從WTRU 20傳輸訊號(較佳為CQI叢發(burst))。示例訊號可以是傳輸自WTRU 20的先前資料。被處理器125使用以對包括CQI資訊的傳輸分配進行授權的方法500的流程圖顯示於第5圖。Node－B 30接收CQI叢發(步驟501)以及來自WTRU 20的控制資訊(步驟502)。確定用於WTRU 20的包括授權限制的授權分配資訊(步驟503)。接著將CQI和授權分配資訊傳輸至WTRU 20(分別為步驟504和505)。儘管由於同時通過Node－B 30進行傳輸，CQI和授權分配已被揭露，但是本領域具有通常知識者應當理解的是CQI可以在授權分配之前或之後傳輸。
或者，如果WTRU 20長時間沒有傳輸資料(或者CQI報告)，WTRU 20會傳輸特定訊號。該訊號較佳地在從WTRU 20所使用以傳輸資料的功率等級偏移的定義功率上傳輸。功率偏移量可以被預先以訊號告知WTRU 20(通過例如無線電資源控制(RRC)訊號傳輸)。該訊號可以包括WTRU 20中被緩衝的資料量的資訊，該資訊可以在實體或者MAC層上被編碼。該替代方案不需要不同於現有排程資訊的新格式。另外，如果採用在下文中揭露的閉環機制，該訊號可用於支援慢速功率控制。
或者，Node－B 30可在無需傳輸的情況下，在先前有效測量上使CQI偏置來排程WTRU 20。根據該替代方案，這種CQI較佳地根據在Node－B 30中的預先定義規則而被偏置。例如，偏置的類型可以取決於Node－B 30試圖達到的特定目標。如果Node－B 30試圖最小化來自WTRU20的干擾，則初始CQI較佳地被向下偏置(biased down)。如果在第一次嘗試的時候Node－B 30試圖最大化探測來自WTRU 20的資料的可能性，則CQI較佳地被向上偏置(biased up)。
如果來自WTRU 20的初始傳輸導致誤差，則使用錯誤傳輸來測量用於重傳的CQI。在該替代方案中，較佳地接著使用HARQ實體146將CQI和ACK/NACK一起發出。如本領域具有通常知識者所知，HARQ實體146負責產生指示單個MAC－e PDU到WTRU 20的發送狀態的應答(ACK)或不應答(NACK)。這可以藉由定義新下行鏈路(DL)訊號傳輸或者重新定義E－RGCH頻道的意義來完成。在後面的情況中，以訊號告知的CQI改變較佳地是用於下一次傳輸的向上增量(delta up)或向下增量(delta down)。
根據所述方法，確定CQI的方法如下表1所示：
在CELL_FACH模式下，修改如上所示的CQI叢發以實現與在HSUPA類型訊號傳輸上具有快速分配的隨機存取相似的操作。例如，可以使用與當前使用的隨機存取頻道(RACH)機制具有相似改進的存取前同步碼(access－preamble)。以與在現代機制中所利用的相似方式來定義存取代碼和時隙，且所選擇的簽名與臨時“用戶ID”(僅存在於實體(PHY)和MAC層)相符。這樣，當Node－B 30從WTRU 20獲取特定RACH前同步碼時，HARQ實體146確定是NACK回應或是具有特定CQI的ACK回應，NACK回應將告知WTRU 20不進行傳輸，而ACK回應則將使得WTRU 20選擇適當的傳輸格式，用以將訊號傳輸至WTRU 20。根據該方法，NACK可被看作CQI的特定示例(即CQI本身為零)。該CQI/ACK/NACK以基於被探測到的簽名(signature)的臨時ID分配至WTRU 20，從而確定正確的WTRU 20。該ID在一個MAC傳輸塊期間有效，因此可用於將CQI/ACK/NACK發送至WTRU 20以用於重傳。
根據該揭露的使用來自Node－B的CQI訊號傳輸的方法，能夠在上行鏈路上實現適應性調變和編碼。當使用符合當前頻道條件的調變和編碼機制時，較佳地允許接收到的功率發生變化，而不是對具有傳輸功率的訊號變化進行補償來調整在Node－B 30上接收到的功率。
具有CQI訊號傳輸的慢速功率控制可以透過以上揭露的任何方法來實現。這些方法包括閉環RRC訊號傳輸，該方法包括當根據來自Node－B的干擾測量報告，例如CQI報告，進行資料傳輸時；當對E－DCH相對授權頻道(E－RGCH)作為“功率上/下”命令(而非功率比上/下)進行重新解釋時，這有助於胞元內干擾；以及當繼續使用以由較高層訊號傳輸預定且低於當前方法的頻率的部分專用實體頻道(F－DPCH)時，Node－B RNC將RRC消息發送至WTRU無線電網路控制器(RNC)以控制其傳輸功率。
使用慢速功率控制(而非快速功率控制)的根本原因是由於Node－B 30中的排程器144可以一次排程一個WTRU 20，因此在服務Node－B 30的緊控(tightly controlling)干擾中沒有增益。並且，由於快速功率控制命令與最近的Node－B的頻道相互關聯，而該Node－B在大多數時候為服務Node－B 30，因此對其他Node－B的干擾通常都沒有透過快速功率控制來進行改進。
慢速功率控制的另一個優點是Node－B 30可以根據短期頻道條件(頻道敏感排程)對WTRU 20應當在給定時間傳輸的選擇進行最優化。並且，由於WTRU 20直接從Node－B 30獲知其能使用何種增強的傳輸格式碼(E－TFC)，因此E－TFC選擇程序被極大地簡化。因此，無需在每次傳輸時重新計算傳輸功率。
在高速封包存取(HSPA)系統中的反向相容執行將現有的控制頻道結構的改變最小化。不實施所揭露方法的傳統WTRU還可以根據現有程式來運作，並可對在當前系統(即版本6系統)中定義的相同實體頻道進行監聽。用於支援使用所揭露方法的WTRU的經修改的E－AGCH能以E－DCH無線網路臨時身份(E－RNTI)來進行識別，因此，對以往系統的改變對於傳統WTRU是透明的。如果使用修改的E－RGCH，由於其對於不同的WTRU使用不同的簽名序列，因此其對於傳統WTRU也是透明的。
儘管當在載波上的所有WTRU實施本發明的情況下，可獲得所揭露的方法的全性能效益，即使部分WTRU是傳統WTRU或者是以較低位元率更連續地進行傳輸的WTRU，還有可能來獲得效益。在這種情況下，可用不同的無線資源管理方法使這兩種類型的WTRU共存。一旦揭露的方法及時地隔離了高位元率WTRU和低位元率(傳統的)WTRU，從而限制了WTRU的可允許的HARQ程序。另一個揭露的方法保留用於低位元率和傳統WTRU的部分總UL負載，並且限制由使用慢速功率控制機制的高位元率WTRU耗盡的UL負載。
上述揭露的方法可應用於Cell_Dch和Cell_FACH狀態的WTRU。這些方法具有下列優點：減少超載並可允許服務Node－B來執行頻道敏感排程；簡化E－TFC選擇程序(由於WTRU直接從由Node－B進行傳輸的CQI獲知哪一個E－TFC是可實現的)；以及減少由E－DCH下行鏈路頻道(如E－AGCH,E－RGCH)引起的超載。
實施例
1、一種用於排程傳輸分配的方法，該方法包括：從一無線發射接收單元(WTRU)接收控制資訊；以及至少基於該控制資訊來確定用於該WTRU的一非持久性授權分配，其中該非持久性授權分配被限制於所確定的授權限制。
2、如實施例1所述的方法，其中該授權限制為特定持續時間。
3、如上述實施例中任一實施例所述的方法，其中該授權限制是有限數量封包資料單元的傳輸。
4、如上述實施例中任一實施例所述的方法，其中該控制資訊包括排程資訊。
5、如上述實施例中任一實施例所述的方法，該方法更包括在進行排程時將頻道品質指示符(CQI)資訊傳輸至該WTRU。
6、如實施例5所述的方法，該方法更包括定義用於傳輸該CQI的實體頻道。
7、如實施例6所述的方法，其中該實體頻道是增強型存取授權頻道(E－AGCH)。
8、如實施例7所述的方法，其中該定義包括以該CQI資訊來置換該E－AGCH的位元。
9、如實施例8所述的方法，其中五(5)個位元被置換。
10、如實施例9所述的方法，其中該E－AGCH的剩餘位元被用於以訊號告知該授權分配是否為非持久性。
11、如實施例1－5中任一實施例所述的方法，該方法更包括在接收該控制資訊之前從該WTRU接收訊號。
12、如實施例11所述的方法，其中該訊號為在前資料傳輸。
13、如實施例11所述的方法，其中該訊號是以定義的功率偏移而接收到的特定訊號。
14、如實施例13所述的方法，其中該訊號包括該WTRU中所緩衝的資料量的資訊。
15、一種用於排程傳輸分配的B節點，該B節點包括：一接收器，該接收器用於從無線發射接收單元(WTRU)接收控制資訊；以及一處理器，該處理器用於至少基於該控制資訊來確定用於該WTRU的非持久性授權分配，其中該非持久性授權分配被限制於確定分配週期。
16、如實施例15所述的Node B，其中該授權限制為特定持續時間。
17、如上述實施例中任一實施例所述的Node B，其中該授權限制是有限數量封包資料單元的傳輸。
18、如上述實施例中任一實施例所述的Node B，其中該控制資訊包括排程資訊。
19、如上述實施例中任一實施例所述的Node B，該Node B更包括在進行排程時將頻道品質指示符(CQI)資訊傳輸至該WTRU。
20、如實施例19所述的Node B，該Node B更包括定義用於傳輸該CQI的實體頻道。
21、如實施例20所述的Node B，其中該實體頻道為增強型存取授權頻道(E－AGCH)。
22、如實施例21所述的Node B，其中該定義包括以該CQI資訊來置換該E－AGCH的位元。
23、如實施例21所述的Node B，其中五(5)個位元被置換。
24、如實施例23所述的Node B，其中該E－AGCH的剩餘位元被用於以訊號告知該授權分配是否為非持久性的。
25、如實施例19所述的Node B，更包括在接收該控制資訊之前從該WTRU接收訊號。
26、如實施例25所述的Node B，其中該訊號為在前資料傳輸。
27、如實施例25所述的Node B，其中該訊號是以定義的功率偏移而接收到的特定訊號。
28、如實施例27所述的Node B，其中該訊號包括關於在該WTRU中所緩衝的資料量的資訊。
儘管本發明的特徵和元件在較佳的實施方式中以特定的結合進行了描述，但每個特徵或元件可以在沒有所述較佳實施方式的其他特徵和元件的情況下單獨使用，或在與或不與本發明的其他特徵和元件結合的各種情況下使用。本發明提供的方法或流程圖可以在由通用電腦或處理器執行電腦程式、軟體或韌體中實施，其中所述電腦程式、軟體或韌體是以有形的方式包含在電腦可讀儲存媒體中的，關於電腦可讀儲存媒體的實例包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、暫存器、緩衝記憶體、半導體記憶裝置、內部硬碟和可移動磁片之類的磁性媒體、磁光媒體以及CD－ROM碟片和數位多功能光碟(DVD)之類的光學媒體。
舉例來說，適當的處理器包括：通用處理器、專用處理器、傳統處理器、數位訊號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核心相關聯的一或多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(ASIC)、現場可編程閘陣列(FPGA)電路、任何一種積體電路(IC)及/或狀態機。
與軟體相關聯的處理器可以用於實現射頻收發器，以在無線發射接收單元(WTRU)、用戶設備(UE)、終端、基地台、無線電網路控制器(RNC)或是任何一種主機電腦中加以使用。WTRU可以與採用硬體及/或軟體形式實施的模組結合使用，例如相機、攝像機模組、視訊電路、揚聲器電話、振動裝置、揚聲器、麥克風、電視收發器、免持耳機、鍵盤、藍牙模組、調頻(FM)無線電單元、液晶顯示器(LCD)顯示單元、有機發光二極體(OLED)顯示單元、數位音樂播放器、媒體播放器、視訊遊戲機模組、網際網路瀏覽器及/或任何一種無線區域網路(WLAN)模組。
9、13、120．．．收發器
10．．．無線通訊網路
20、WTRU．．．無線發射接收單元
22、125．．．處理器
30、Node B．．．節點B
40．．．胞元
128．．．天線
142．．．排程處理器
E－DCH．．．控制增強型專用頻道
CQI．．．頻道品質指示符
第1圖是無線通訊網路；第2圖是收發器的功能性方塊圖；第3圖是被配置為執行所揭露的排程方法的揭露的處理器的功能性方塊圖；第4圖是所揭露排程方法的流程圖；以及第5圖是使用頻道品質指示符訊號傳輸的揭露的排程方法的流程圖。
WTRU．．．無線發射接收單元

Claims (14)

  1. 一種用於排程傳輸分配的方法，該方法包括：一無線傳輸/接收單元(WTRU)傳送一控制資訊；以及接收一非持久性授權分配，其中該非持久性授權分配包括一確定的授權限制，以及其中該確定的授權限制為媒體存取控制(MAC)封包資料單元的一預先定義數目。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中MAC封包資料單元的該預先定義數目在相同的混合自動重傳請求(HARQ)程序上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該控制資訊包括一排程資訊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，該方法更包括傳送一訊號，該訊號包含在該WTRU中被緩衝的一資料量的資訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中該訊號是以一定義功率偏移量被傳送。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括接收一增強型存取授權頻道(E-AGCH)，其中該E-AGCH的一或多個位元指出MAC封包資料單元的該預先定義數目。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，更包括接收一增強型存取授權頻道(E-AGCH)，其中該E-AGCH的一位元指出一授權分配為持久性的或是非持久性的。
  8. 一種無線傳輸/接收單元(WTRU)，包含：一處理器，被配置用以：傳送一控制資訊；以及 接收一非持久性授權分配，其中該非持久性授權分配包括一確定的授權限制，以及其中該確定的授權限制為媒體存取控制(MAC)封包資料單元的一預先定義數目。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中MAC封包資料單元的該預先定義數目在相同的混合自動重傳請求(HARQ)程序上。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該控制資訊包括一排程資訊。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該處理器更被配置以傳送一訊號，該訊號包含在該WTRU中被緩衝的一資料量的資訊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該訊號是以一定義功率偏移量被傳送。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該處理器更被配置以接收一增強型存取授權頻道(E-AGCH)，其中該E-AGCH的一或多個位元指出MAC封包資料單元的該預先定義數目。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的無線傳輸/接收單元(WTRU)，其中該處理器更被配置以接收一增強型存取授權頻道(E-AGCH)，其中該E-AGCH的一位元指出一授權分配為持久性的或是非持久性的。
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