最佳小区标识反馈方法及节点B内快速小区选择方法

摘要

本发明公开了一种最佳小区标识反馈方法及节点B内快速小区选择方法，用户设备测量多小区的下行链路信道质量，将最佳小区标识通过高速共享信息信道中的同步偏移域反馈给节点B，由位于节点B中的源小区高速媒体访问控制的调度控制器将其与自己的临时小区标识进行对比，如果两者不同，则由所述调度控制器建立起与最佳小区标识对应的目标小区之间的通信通道，将状态信息传递到目标小区，由目标小区根据所述状态信息完成数据传递。本发明能有效地改善TD－SCDMA系统的HSDPA下行数据传输的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及数字移动通信技术领域，特别涉及第三代时分双工同步码分多址(TD-SCDMA)系统中，将最佳小区标识从用户设备反馈到节点B，并据此实现节点B(Node-B)内快速小区选择的方法。

背景技术

TD-SCDMA系统Release5版本引入了高速下行分组接入(HSDPA：HighSpeed Downlink Packet Access)特性，其目的在于提供更高速率的下行分组业务，增大下行容量。基于UMTS R4构架，HSDPA通过引入自适应编码调制(AMC：Adaptive Modulation and Coding)、混合自动重传请求(HARQ：Hybrid Automatic Retransmission Request)以及快速小区选择(FCS：Fast CellSelecion)等技术来达到上述目的。

AMC：是一种根据NodeB和UE(用户设备)之间无线信道情况来自适应的确定调制以及信道编码方式的一种数据传输策略。

HARQ混合自动重传请求：同ARQ一样，HARQ在接收端未能正确接收数据包时反馈NAK，但不同的是，并不丢弃错误的数据包，而是用于组合，同时，发送端重发的也不一定是原先的数据包。

FCS快速小区选择：相对于软切换而言(此处针对FCS总体应用介绍相关背景技术，并非仅仅针对TD-SCDMA，否则不涉及软切换。)，FCS可以降低下行干扰。高速数据传输系统不希望进行软切换，因为如果允许软切换的话，前向链路的干扰会增加，而且还会束缚多个基站的硬件资源，这是系统不希望的出现的情况。

如图1所示，当一个正在使用HSDPA业务的UE进入到Cell0(小区0)、Cell1(小区1)和Cell2(小区3)重叠覆盖的区域。UE的激活集(Active SET)包括Cell0、Cell1和Cell2，即UE可分别在Cell0、Cell1和Cell2中建立无线链路。如果是软切换，则下行数据在三个Cell都发送，UE同时接收来自的三个Cell的数据，完成合并；上行方向，Cell0、Cell1和Cell2各自所属的NodeB都可以接收来自UE数据，经处理送往RNC(无线网络控制器)完成合并。可见，软切换的特点在于数据在多个无线链路上同时传输。

FCS则不同，UE根据测量结果选择最好的无线链路，并把该无线链路对应的Cell(称为“Best Cell(最佳小区)”)标识反馈给对应的NodeB，如图2所示，假设UE选择的Cell2。于是下一个TTI(5ms)的HSDPA数据包只在Best Cell(即图2中的Cell2)发送，UE也在该小区接收数据。利用这样的机制，HSDPA数据包总可以选择具有最好信道条件无线链路进行传输，因而相对于慢速切换而言可以获得更好的数据传输质量。同时，由于下行方向数据传输仅仅在一条最好链路上进行，降低了多小区同时发送(软切换)而导致的下行方向干扰。

快速小区选择中的快速至关重要。由于信道的时变特性，小区选择需要跟上信道的变化才能保证总在信道质量好的小区传输数据。如果网络端反应过慢，导致信道状况发生变化，数据发送可能在该信道质量变差的情况下进行，无法达到目的。基于这一需求，普遍认为快速小区选择的调度需要由NodeB来完成，因为如果将Best Cell ID(最佳小区标识)上报RNC，由RNC来调度完成相关的NodeB发送数据的话，会有相当一段时延，难以满足下一个HSDPA的数据发送要求。

FCS包括NodeB内(intra-NodeB)和NodeB间(Inter-NodeB)两种。Intra-NodeB FCS是指选择的小区受控于同一个NodeB，相对而言，控制比较简单，处理时延小。Inter-NodeB FCS中选择的小区受控于不同的NodeB，则各个小区之间的状态同步实现起来比较复杂，因为NodeB之间没有直连的通道，同步只能通过RNC或者UE进行，时延较大，而且复杂。两者比较，Intra-NodeB FCS距离实际应用更近。

对于TD-SCDMA系统的Intra-NodeB快速小区选择而言，当UE处于多小区覆盖的区域时，首要的任务是能够通过源小区，将测量得到的Best CellID信息反馈给NodeB，如果Best Cell ID不同于源小区，则在NodeB控制下，通知目标小区(Best Cell ID)，并将必要的同步信息如数据缓冲区的状态等通知目标小区，之后，下一次HSDPA的数据将通过目标小区(Best Cell ID)传送给UE。由于源和目标小区都属于同一个NodeB，Best Cell ID以及状态信息同步变得更加容易实现。为了实现快速的选择，Best Cell ID信息最好作为物理层信令信息从UE传递给NodeB。

然而，基于目前的TD-SCDMA规范，Best Cell ID信息无法以物理层信令的方式从UE反馈给NodeB，如图3所示，由于目前用于HSDPA上行的控制信道HS-SICH(高速共享信息信道)中没有专用于发送Best Cell ID信息的数据域，因此无法满足这一要求。下面，对该上行的控制信道HS-SICH做简要的介绍。

HSDPA技术规范中，在下行方向上定义了HS-DSCH(高速下行共享信道)完成高速的下行数据传输。同时也定义了和HS-DSCH相关的两个物理层的共享控制信道：下行的HS-SCCH(高速共享控制信道)和上行的HS-SICH(高速共享信息信道)，通过这两个控制信道的配合，完成数据传输的闭环控制。

UE用HS-SICH信道来传送HARQ的确认信息和信道质量，从而为NodeB的分组调度和重传提供反馈。如图3所示，该信道由以下信息域组成：

1比特的应答确认(ACK/NAK)信息——如果下行HS-DSCH上传送的数据块被UE正确接收，正常应答(ACK，bit“1”)将被传送给Node B，否则UE将反馈否定应答(NAK，bit“0”)给Node B；

7比特信道质量信息(Channel Quality Information，CQI)——包括6比特的传输块集大小(Transport Block Set Size，TBSS)信息与1比特的调制方式(MF)信息。为了帮助Node B根据UE所处的信道条件选择合适的调制和编码方式，UE需要将接收的质量信息反馈给Node B。这个质量信息是UE建议的下次数据发送的传输资源，包括传输块集的大小、调制方式。

这样，TD-SCDMA的HS-SICH的信息域共有8bit(ACK/NAKlbit+TBSS6bit+MF lbit)，经过信道编码后成为84比特，在经过速率匹配和交织后，被映射到时隙1上，时隙1同时携带2比特的同步偏移(Synchronization Shift，SS)信息和2比特的发射功率控制(Transmit Power Control，TPC)信息，形成总共88比特的信息。

之后，对时隙格式化，第一数据域为44比特，训练序列(Midamble)为144码片(chips)，后面是2比特的SS与2比特的TPC信息，第二数据域为40比特。

由此可见，由于HS-SICH信道没有用于传送最佳小区标识信息的数据域，因此，该信息无法以物理层信令的方式从UE反馈给NodeB，从而也就无法以此为基础实现NodeB内的快速小区选择。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种将最佳小区标识信息从UE反馈给NodeB的方法，以及一种Intra-NodeB的快速小区选择的实现方法，用以将Best Cell ID信息以物理层信令的方式从UE反馈给NodeB，并以此为基础实现节点B内的快速小区选择。

本发明提供一种将最佳小区标识信息从用户设备反馈给节点B的方法，用于在时分双工同步码分多址系统中，当用户设备处于多小区覆盖的区域时，将测量得到的具有N比特数据宽度的最佳小区标识反馈给节点B，该方法包括如下步骤：

对高速共享信息信道的8比特数据信息进行信道编码，形成86-N比特信息；

将信道编码后的86-N比特信息进行交织与映射，映射的时隙同时携带N比特的同步偏移信息域与2比特的发射功率控制信息域，其中，在同步偏移信息域中填充所述最佳小区标识信息；

在可用的高速共享信息信道时隙到来时，将包含有最佳小区标识信息的高速共享信息信道的数据信息反馈到节点B。

本发明进而提供一种节点B内快速小区选择的实现方法，用于在时分双工同步码分多址系统中，当用户设备处于多小区覆盖的区域时，将测量得到的具有N比特数据宽度的最佳小区标识反馈给节点B，由节点B进行调度完成快速小区切换，该方法包括如下步骤：

对高速共享信息信道的8比特数据信息进行信道编码，形成86-N比特信息；

将信道编码后的86-N比特信息进行交织与映射，映射的时隙同时携带N比特的同步偏移信息域与2比特的发射功率控制信息域，其中，在同步偏移信息域中填充所述最佳小区标识信息；

在可用的高速共享信息信道时隙到来时，将包含有最佳小区标识信息的高速共享信息信道的数据信息反馈到节点B；

节点B接收到所述最佳小区标识信息后，由位于节点B中的源小区高速媒体访问控制的调度控制器将其与自己的临时小区标识进行对比，确定两者不同；

由所述调度控制器建立起与最佳小区标识对应的目标小区之间的通信通道，将状态信息传递到目标小区；

目标小区根据所述状态信息完成数据传递。

其中，所述用户设备测量得到最佳小区标识步骤，包括：

通过无线网络控制器在节点B中建立小区标识与具有N比特数据宽度的临时小区标识的映射关系，当用户设备进入多小区覆盖区域时，无线网络控制器通过消息将临时小区标识通知用户设备；

用户设备测量多小区的下行链路信道质量，从中选择信道质量最好的小区，并将该小区的标识作为最佳小区标识。

其中，所述8比特数据信息包括1比特的应答确认信息、6比特的传输块集大小信息与1比特的调制方式信息，其中，在信道编码时，对应答确认信息重复38-N次。

其中，所述将信道编码后的86-N比特信息进行交织与映射后，进一步包括对数据进行格式化的步骤，其中，第一数据域为44比特，训练序列为144码片，同步偏移信息域中是N个比特的最佳小区标识信息，发射功率控制信息为2比特，第二数据域为38比特。

其中，所述由所述调度控制器建立起与最佳小区标识对应的目标小区之间的通信通道，将状态信息传递到目标小区步骤，其中的状态信息包括：优先级标识、发送序列号、混合自动重传进程标识、新数据标识、增量冗余版本号、缓冲队列状态、调度信息、缓冲队列。

其中，所述目标小区根据状态信息完成数据传递步骤，包括如下步骤：

目标小区调度控制器确定下一传输数据块，产生相应的调度信息；

如果成功，通知源小区确认，并完成数据的发送，如果不成功，则通知源小区倒回，继续由源小区发送下一个数据块。

本发明在不改变TD-SCDMA帧格式的情况下，利用目前尚未被使用的上行SS比特来传递Best Cell ID，实现了终端用户设备以物理层信令的方式向网络端提供所选择的最好小区信息，并以此为基础，实现了节点B内的快速小区选择方案。该方案能有效地改善TD-SCDMA系统的HSDPA下行数据传输的效率。

附图说明

图1为软切换示意图；

图2为快速小区选择示意图；

图3为现有HS-SICH时隙格式示意图；

图4为根据本发明的实施例，将最佳小区标识反馈给节点B的流程图；

图5为根据本发明实施例，应用于FCS的HS-SICH时隙格式示意图；

图6为UTRAN侧HSDPA的MAC模型；

图7为根据本发明的实施例，Intra-NodeB FCS的实现流程图。

具体实施方式

考察图3所示的HS-SICH信道的时隙格式，可以发现，尽管目前尚未使用上行的SS信息域，但由于现有规范下，其只有2比特的数据宽度，不足以填充小区标识信息。因此，如果能将SS信息域改造为与小区标识信息的比特位相符的宽度，则可以利用该数据域传递最佳小区标识信息。

TD-SCDMA系统中，用户设备通过无线网络控制器(RNC)在NodeB中建立小区标识(Cell ID)和临时小区标识(Temporary Cell ID)的映射关系。当UE进入多小区区域，RNC可通过相应的消息将Temporary Cell ID通知UE。设Temporary Cell ID的数据宽度为N比特(N≥2)，共可标识一个NodeB中的2^N个小区，本发明中采用N＝4来说明整个方案。

如图4所示，为根据本发明的实施例，将最佳小区标识反馈给节点B的流程示意图，首先，对高速共享信息信道的8比特数据信息进行信道编码，形成86-N比特信息(步骤401)；然后将信道编码后的86-N比特信息进行交织与映射，映射的时隙同时携带N比特的同步偏移信息域与2比特的发射功率控制信息域，其中，在同步偏移信息域中填充所述最佳小区标识信息(步骤402)；在可用的高速共享信息信道时隙到来时，将包含有最佳小区标识信息的高速共享信息信道的数据信息反馈到节点B(步骤403)。

通过上述方法，UE在测量多小区的下行链路信道质量，选择最好的小区后，就可以通过HS-SICH中的SS域将Best Cell ID反馈给NodeB。

通过上述方法改造后的HS-SICH信道的时隙格式如图5所示，两个数据域分别为44比特和42-N比特，SS和TPC为N比特和2比特，Midamble序列为144 chips。Midamble以外的部分采用SF＝16的扩频码扩频。对比原来的时隙格式(如图3所示)，新的时隙格式的SS信息域变成N比特，第二数据域由40比特变成42-N比特。这样就可以在不改变TD-SCDMA帧格式的情况下，利用目前尚未被使用的上行SS比特来传递Best Cell ID。

由于时隙格式的修改，HS-SICH的数据编码方式需要改变。1比特的NAK/ACK确认信息原来重复36次，修改后重复38-N次，其他CQI包括6比特传输块(Transport Block Set Size)和1比特的编码方式(MF)信息域不变。修改信息的编码方式以后，ACK/NAK的性能损失约为15.36-10*log(38-N)。对N为4的情况(如图5所示)，约为0.25dB，属于可接收范围。

图6表示了TD-SCDMA系统中UTRAN(UMTS陆地无线接入网)侧HSDPA MAC数据处理模型，无线链路层(RLC)数据以逻辑信道的形式传送到MAC(媒体访问控制)层，MAC进一步分为MAC-d子层和MAC-hs子层。MAC-d完成一系列功能：逻辑信道到传输信道的映射、逻辑信道的复用、加密/解密等等。MAC-d为MAC-hs提供数据流，其中每一个数据流和某种特定的调度属性相关联。MAC-hs子层完成跟HSDPA相关的功能。

MAC-hs(高速媒体访问控制)接收来自的MAC-d的数据，在调度/优先权处理(scheduling/Priority handling)的控制下，根据需要对这些数据适当的级联，添加适当的数据头形成一个MAC-hs PDU，或者称为数据块。MAC-hs PDU头信息包括传输序列号(TSN：Transmission Sequence Number)、优先级标识(PCI：Priority Class Identifier)以及其他相关信息。PCI指示MAC-hs PDU所属的特定优先级队列，TSN则再该优先级队列中唯一地顺序标识MAC-hs PDU，在接收端该序列号被用于数据的顺序提交以及检测可能丢失的数据包。

按优先级归类的MAC-hs PDU数据在scheduling/Priority handling的控制下，送往HARQ实体进行处理。在UTRAN侧的MAC-hs中，每个UE都有一个HARQ实体负责处理MAC-hs PDU数据，该HARQ负责完成数据传输和重传，它保证数据可靠的传递给UE。数据包是否重传依赖于UE端的反馈信息，其中ACK表示数据包已经正确接收，可以传递下一个数据包，而NAK则表示数据包未能正确接收，需要重传。一个HARQ实体可包含多达8个HARQ进程，每一个进程用于处理一个MAC-hs PDU数据的发送，一个HARQ实体完成SAW的HARQ过程。因此，作为控制信息的一部分，HARQ进程ID将是一个十分重要的信息通过HS-SCCH传送到UE端。

TFRC选择(TFRC selection)实体选择合适的传输格式以及资源用于数据包的传输，所确定的传输格式通过信令TRFI的形式通知UE。

基于以上模型，Intra-NodeB FCS在确定切换的目标小区，需要将目标小区和源小区的控制信息以及队列状态等同步起来，才能完成下一个数据包在目标小区的正确传输。

如图7所示，为根据本发明的实施例，进行节点B内FCS的方法，首先对高速共享信息信道的8比特数据信息进行信道编码，形成86-N比特信息(步骤701)；然后将信道编码后的86-N比特信息进行交织与映射，映射的时隙同时携带N比特的同步偏移信息域与2比特的发射功率控制信息域，其中，在同步偏移信息域中填充所述最佳小区标识信息(步骤702)；在可用的高速共享信息信道时隙到来时，将包含有最佳小区标识信息的高速共享信息信道的数据信息反馈到节点B(步骤703)；节点B接收到所述最佳小区标识信息后，由位于节点B中的源小区高速媒体访问控制的调度控制器将其与自己的临时小区标识进行对比，确定两者不同(步骤704)；由所述调度控制器建立起与最佳小区标识对应的目标小区之间的通信通道，将状态信息传递到目标小区(步骤705)；目标小区根据所述状态信息完成数据传递(步骤706)。

在步骤704中，节点B获得Best Cell ID信息，并通过接口通知调度控制器，调度控制器将自己的临时小区标识和Best Cell ID进行比较，如果相同表明无需切换，然后根据获得的HS-DSCH数据包的反馈信息ACK/NAK完成相应的调度控制；如果发现本小区的临时小区标识和Best Cell ID不同，则需要切换。

在步骤705中，如果需要切换，调度控制器建立与Best Cell ID所标识的小区(目标小区)通道，将相关的状态信息传递到目标小区。这些状态信息包括：优先级标识(PCI：Priority Class Identifier)、发送序列号(TSN：Transmit Sequence Number)、HARQ进程标识(HID：HARQ ProcessorIdentifier)、新数据标识(NDI：New Data Indicator)、增量冗余版本号(IRVN：incremental redundancy)缓冲队列状态、调度信息(如重传状态)、缓冲队列以及其他相关信息。

在步骤706中，目标小区根据调度状态以及相关信息完成数据传递。首先产生HS-SCCH帧，包括数据域：HID、NDI、TRFI，IRVN和UE ID。HS-SCCH作为HS-DSCH的信令信道传递的信令信息被称为带外信令信息。另有一部分信令信息跟随MAC-hs PDU一起传递，即在MAC-hs PDU的头信息中，被称为带内信令。包括：PCI、TSN。其次，产生HS-DSCH数据包。分两种情况，一种是下一个传输新的MAC-hs PDU数据包。则调度控制器根据从源小区传送过来的同步信息，产生相应的MAC-hs PDU，然后通过合适的HARQ进程，选择合适的传输格式将数据传输到UE。另一种情况，是数据重传。即下一个传输不是新的MAC-hs PDU数据包，而是重传增量冗余，调度控制器控制产生增量冗余，完成下一数据传送。