多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入方法

摘要

本发明公开了一种用于多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入方法及系统。其中，该高速上行分组接入方法包括：为用户设备分配具有可调度的上行增强物理信道的载波资源，并在所分配的载波资源上配置增强绝对授权信道和增强混和重传请求确认指示信道；通过媒体接入控制层将增强专用信道传输数据映射到可调度的上行增强物理信道上；以及通过增强绝对授权信道将可调度的上行增强物理信道调度授权给用户设备用于向基站传输增强专用信道传输数据，并通过增强混和重传请求确认指示信道向用户设备反馈基站接收到增强专用信道传输数据的状态信息。本发明可以充分利用多载波TD－SCDMA系统中的载波资源，从而提高小区上行传输吞吐量。

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种用于多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入方法及系统。

背景技术

为了满足用户日益增长的对高速上行分组数据业务的需求，也为了更好地与高速下行分组接入(High Speed Downlink PacketAccess，简称HSDPA)技术相配合提供对更高业务质量的支持，3GPP分别在Rel6和Rel7中引入了基于宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，简称WCDMA)和时分同步码分多址(TimeDivision Synchronization Code Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)的高速上行分组接入(High Speed Uplink PacketAccess，简称HSUPA)技术，或者称之为上行增强(Enhanced Uplink)或增强的专用信道(Enhanced Dedicated Channel，简称E-DCH)技术。HSUPA采用混和自动重传请求(Hybrid Automatic RepeatreQuest，简称HARQ)、高阶调制(16QAM)、节点B(Node B)快速调度、和基于T/P的反向RoT(Rise over Thermal，简称RoT)控制等技术，可以获得更高的用户峰值速率和小区数据吞吐量，并可以达到稳定的反向RoT控制。

HSUPA从HSDPA继承了HARQ、快速调度等技术，并在此基础上增加了一些上行链路传输特有的增强型技术。

HSUPA采用了增量冗余(Increase Redundance，简称IR)的异步HARQ方式，通过获得重传合并和编码增益，提高系统性能。重传机制也和HSDPA一样采用了N信道停等的方式。

在物理层承载方面，HSUPA引入了上行增强物理信道(EnhancePhysical Uplink Channel，简称E-PUCH)来承载相应的传输信道E-DCH。同时，为了完成相应的控制、调度、和反馈，HSUPA在物理层引入了上行增强随机接入信道(Enhanced Random access UplinkControl Channel，简称E-RUCHH)、增强绝对授权信道(EnhancedAbsolute Grant Channel，简称E-AGCH)、和增强混和自动重传请求确认指示信道(Enhanced HARQ Acknowledgement IndicatorChannel，简称E-HICH)三条物理控制信道。其中，E-RUCCH用于CELL DCH状态下的用户设备(User Equipment，简称UE)在没有资源授权的情况下请求授权以进行数据传输，其传输方式为抢占式的接入方式，过程与物理随机接入信道(Physical RandomAccess Channel，简称PRACH)相同，并且可以和PRACH共享物理码道。对于当前有授权的UE来说，也可以将UE当前的调度信息(Schedule Information，简称SI)复用在E-PUCH的MAC-e协议数据单元(Protocol Data Unit，简称PDU)中传给Node B以达到调度请求的目的。调度信息(SI)包含功率余量、路损、缓冲区大小等信息。

E-AGCH用于Node B向UE传递调度资源授权信息，它包含以下物理控制信息：功率授权信息、时隙授权信息、码道授权信息、临时的用户网络身份、E-UCCH的个数、资源持续时间指示、E-DCH循环序列号、以及E-HICH信道指示等。

E-HICH用于Node B向UE反馈每个传输块的确认(ACK)/不确认(NACK)信息。为了减小物理信道开销，E-HICH采用了二次扩频的方式，从而实现了在原来的一个物理码道上承载最多80个签名用户。同时，用户签名序列与分配的资源动态关联，可以满足支持大容量数据用户同时在线的需求。

E-AGCH信道由无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)在无线承载建立/重配置时分配给UE。E-AGCH以集合的方式进行管理和分配，一个UE可以分配一个集合，一个集合可以包括1至4条E-AGCH物理信道。UE监听所有E-AGCH信道，每个传输时间间隔(Transmission Time Interval，简称TTI)(5ms)，根据UE标识来读取其中的最多1条E-AGCH信道上的相关调度授权信息，以进行E-PUCH信道发射。

一个小区可以配置多条E-HICH物理信道。RNC在无线承载建立/重配置时分配给用户设备1至4条E-HICH物理信道。具体使用时，每个TTI，由Node B通过E-AGCH动态分配其中的1条给UE。

HSUPA在UE和Node B/RNC的MAC层引入了MAC-e/MAC-es子层(实体)，用于完成相关调度、优先级处理、反馈、及重传等功能。在网络侧，资源授权和ACK/NACK反馈直接由位于Node B的MAC-e子层给出，可以显著地提高调度和传输/重传的速度，减少数据传输的整体时延；网络侧MAC-es子层位于RNC，用于保证数据包的按序传输。另外，在UE侧，UE每个TTI(5ms)根据当前的授权信息和受基站闭环控制的基准E-PUCH功率进行增强传输格式结合(Enhanced Transport Format Combination，简称E-TFC)的选择，选出合适的传输块大小和调制方式(调制方式与传输块大小隐含关联)。

除了基于授权的传输方式(即，调度传输)，HSUPA还引入了非调度的传输来解决时延敏感业务和保证速率业务的服务质量(Quality of Service，简称QoS)要求。调度传输的资源由Node B综合考虑所有UE的调度请求、无线传播环境、和临区干扰抑制等因数进行实时分配，这种调度方式比较适合于那些突发性较强、流量波动较大、对时延不敏感的业务；而非调度的方式是传输的资源由RNC预先半静态分配，该方式适合信令无线承载(Signaling RadioBearer，简称SRB)、保证比特率(Guarantee Bit Rate，简称GBR)等对时延较敏感的业务类型。从承载的水平方向来看，这两种调度方式的关联资源(如，HARQ实体)相互独立。每个UE的单个载波最多允许8个HARQ进程，其中，调度传输和非调度传输分别占4个。

上述3GPP规范中的TD-SCDMA系统的HSUPA技术，是基于单载波系统的，即一个小区一个载波，基于正交相移键控调制(Quadrature Phase Shift Keying，简称QPSK)的理论峰值速率可达到1.1Mbps，而基于16QAM的理论峰值速率可达2.2Mbps。相关详细信息可以参考3GPP。但是在其它领域，如中国通信标准化协议(CCSA)的规范中，TD-SCDMA系统是基于多载波系统的，其多载波TD-SCDMA系统具有以下特点：在多载波TD-SCDMA系统中，一个小区包括多个载波。多个载波中的一个载波为主载波，其它载波为辅载波，仅在主载波上建立和使用全部或部分公共信道。为了充分利用多载波TD-SCDMA系统中的载波资源，提高小区上行传输吞吐量，有必要在多载波TD-SCDMA系统中引入HSUPA技术。但是，在多载波TD-SCDMA系统中引入HSUPA技术时，需要考虑多载波TD-SCDMA系统与单载波TD-SCDMA系统的差异性。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种用于多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入方法及系统。

根据本发明的一种用于多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入方法，包括调度传输和非调度传输。

其中，调度传输包括：在小区中的一个或多个载波上同时配置E-PUCH、E-AGCH、和E-HICH物理信道资源；为小区中的某个用户设备分配E-PUCH物理信道载波资源，并在该载波上分配E-AGCH和E-HICH物理信道资源；针对所分配的载波资源，在网络侧和终端侧分别为用户设备建立一个MAC-e/MAC-es(增强媒体接入控制)实体，调度E-DCH传输数据将通过该实体被映射到该载波的E-PUCH物理信道资源上；在所分配的载波资源上，节点B(Node B)通过一条E-AGCH物理信道动态调度授权该载波上的E-PUCH物理信道资源给用户设备用于调度E-DCH数据传输；并通过该载波上的一条E-HICH信道反馈该载波上的调度E-DCH数据的传输接收的状态信息。

其中，非调度传输包括：在小区内为用户设备分配一个载波，并在该载波上分配非调度E-DCH传输的E-PUCH物理信道资源，将非调度E-DCH传输数据通过该资源进行传输。

其中，针对一个用户设备，调度或非调度E-DCH传输数据的传输在同一个传输时间间隔只能择一进行。

其中，针对一个用户设备，其分配的非调度E-PUCH物理信道资源与调度E-PUCH物理信道资源可以在同一个或不同载波上；但非调度E-PUCH物理信道资源与调度E-PUCH物理信道资源所在载波对于小区内所有用户设备可以相同或不同。

其中，分配E-PUCH物理信道载波资源的过程包括以下步骤：无线网络控制器请求基站为用户设备分配用于传输E-DCH传输数据的资源；基站响应于无线网络控制器的请求，为用户设备分配E-PUCH物理信道载波资源，并在E-PUCH物理信道载波资源上分配E-AGCH物理信道和E-HICH物理信道。

可选地，分配E-PUCH物理信道载波资源的过程包括以下步骤：无线网络控制器为用户设备分配E-PUCH物理信道载波资源，并请求基站为用户设备分配用于控制E-DCH传输数据的传输的资源；基站响应于无线网络控制器的请求，在E-PUCH物理信道载波资源上分配E-AGCH物理信道和E-HICH物理信道。

根据本发明的一种用于多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入系统，包括：资源分配单元，用于为用户设备分配E-PUCH物理信道载波资源，并在所分配的E-PUCH物理信道载波资源上分配E-AGCH物理信道和E-HICH物理信道；数据映射单元，用于将E-DCH传输数据映射到E-PUCH物理信道上；以及数据传输单元，用于通过E-AGCH物理信道将E-PUCH物理信道调度授权给用户设备用于向基站传输E-DCH传输数据，并通过E-HICH信道向用户设备反馈基站接收到E-DCH传输数据的状态信息。

其中，数据映射单元通过媒体接入控制层将E-DCH传输数据映射到E-PUCH物理信道上。

根据本发明的另一种用于多载波时分同步码分多址系统的高速上行分组接入方法，包括：为用户设备分配可调度E-PUCH物理信道和非调度E-PUCH物理信道；用户设备选择可调度E-PUCH物理信道或非调度E-PUCH物理信道进行可调度或非调度的数据传输。其中，可调度E-PUCH物理信道和非调度E-PUCH物理信道可以处于相同或不同的载波上。

在本发明中，可以在多载波小区中的每个载波上独立支持HSUPA技术，一个UE被静态配置在一个载波上进行调度E-DCH传输，不同的UE可以在不同的载波上进行调度E-DCH传输。本发明可以充分利用多载波TD-SCDMA系统中的载波资源，从而提高小区上行传输吞吐量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的数据传输方法的流程图；

图2是图1所示方法中的数据映射过程的示意图；

图3是图1所示方法中的数据接收过程的示意图；

图4是用于实现图1至图3所示方法的数据传输系统的框图；以及

图5是根据本发明的另一个实施例的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

在多载波TD-SCDMA系统中，如果已经建立了一个多载波小区(其中包括N个载波)，则如图1所示，根据本发明的一个实施例的高速上行分组接入方法包括以下步骤：

S102，为用户设备分配一个E-PUCH物理信道载波资源，并在所分配的E-PUCH物理信道载波资源上分配E-AGCH物理信道和E-HICH物理信道。

在步骤S102中，首先在多载波小区中的一个或多个载波上同时配置E-PUCH、E-AGCH、和E-HICH物理信道资源。

在该过程中，与单载波TD-SCDMA系统的HSUPA技术中的相应物理信道相较，每个载波上配置的E-PUCH、E-AGCH、和E-HICH物理信道结构完全一样。

在网络侧，按现有网络结构(即，无线网络由RNC和Node B两个网元组成，RNC与Node B通过Iub接口相连)，该过程可以由RNC通过Iub接口向Node B发起Node B应用部分(Node BApplication Part，NBAP)协议中的物理共享信道重配置(PhysicalShared Channel Reconfiguration)过程来实现。在“物理共享信道配置请求(PHYSICAL SHARED CHANNEL RECONFIGURATIONREQUEST)”消息中配置E-PUCH、E-HICH、和E-AGCH物理信道资源池时，该“物理共享信道配置请求”消息包括载波属性信息，以指示这些物理信道的载频属性，从而实现在多个载波上配置E-PUCH、E-HICH、以及E-AGCH物理信道资源池。如果网络侧的无线网络只有Node B一个网元，则该过程可以由Node B内部的相关功能模块之间的相互配合来实现。

在该过程中，如图3所示，针对每个载波，在Node B中同时建立一个E-DCH调度实体来管理该载波上的上述物理信道资源。

在一个多载波小区中，当RNC和/或Node B确定为一个UE分配E-PUCH资源进行E-DCH传输时，需要首先为该UE分配一个E-PUCH物理信道载波资源。同时，与单载波TD-SCDMA系统中的HSUPA技术类似，RNC和/或Node B需要通过高层信令为该UE在该载波上分配用于控制信令传输的E-AGCH和E-HICH物理信道资源池，并通过E-AGCH和E-HICH物理信道的载波属性来指示分配的E-PUCH物理信道载波资源。RNC和/或Node B在分配及随后使用这些资源时，可能需要考虑UE的上行和/或下行载波和物理信道接收和/或发射能力，因此，在该过程中的相关高层信令中，还可以携带有关UE能力的信息。

具体地，在网络侧，按现有网络结构，通常由RNC来确定为一个UE进行E-DCH传输，并通过Iub接口向Node B发起NBAP协议中的无线链路建立过程和无线链路重配置过程，以分配和调度E-DCH传输相关的资源。通常，由Node B来为UE分配E-AGCH和E-HICH物理信道资源池，其中包括这些物理信道载波属性的分配，并通过无线链路建立响应(RADIO LINK SETUP RESPONSE)或无线链路重配置准备完成(RADIO LINK RECONFIGURATIONREADY)消息发送给RNC。而E-PUCH物理信道载波资源可以由RNC或Node B来分配。如果由RNC来分配E-PUCH物理信道载波资源，则在发送给Node B的无线链路建立请求(RADIO LINKSETUP REQUEST)或无线链路重配置准备(RADIO LINKRECONFIGURATION PREPARE)消息中包括与E-PUCH物理信道载波资源相关的指示信息，或者显式指示E-PUCH物理信道载波资源的载波信息，或者通过与其它物理信道(如DPCH物理信道，包括载波属性)相关联，隐式指示E-PUCH物理信道载波资源的载波信息。而且Node B只能在该指示信息指示的载波上，为UE分配E-AGCH和E-HICH物理信道资源池。如果由Node B来分配E-PUCH物理信道载波资源，则在发送给RNC的无线链路建立响应RADIO LINK SETUP RESPONSE)或无线链路重配置准备完成(RADIO LINK RECONFIGURATION READY)消息中包括与E-PUCH物理信道载波资源相关的指示信息，通常是通过E-AGCH和E-HICH物理信道的载波属性来隐式指示，因为E-AGCH和E-HICH物理信道必须分配在E-PUCH物理信道载波资源所在载波上。如果网络侧的无线网络只有Node B一个网元的话，则该过程可以由Node B内部的相关功能模块之间相互配合来实现。

RNC或Node B将上述分配的调度E-DCH传输相关的资源通过高层信令发送给UE。按现有网络结构，该过程由RNC通过Uu接口(网络侧与UE间的接口)向UE发起无线资源控制(RadioResource Control，简称RRC)协议中的RRC连接建立过程(RRCconnection establishment)、无线承载建立过程(radio bearerestablishment)、无线承载重配置过程(radio bearerreconfiguration)、无线承载释放过程(the radio bearerrelease)、传输信道重配置过程(transport channelreconfiguration)、物理信道重配置过程(physicalchannel reconfiguration)、小区更新过程(cell update)等过程实现。在相应的“RRC连接建立(RRC CONNECTION SETUP)”、“无线承载建立(RADIO BEARER SETUP)”、“无线承载重配置(RADIOBEARER RECONFIGURATION)”、“无线承载释放(RADIOBEARER RELEASE)”、“传输信道重配置(TRANSPORT CHANNELRECONFIGURATION)”、“物理信道重配置(PHYSICAL CHANNELRECONFIGURATION)”、以及“小区更新确认(CELL UPDATECONFIRM)”消息中包括调度E-DCH传输相关资源的配置信息，其中，物理信道配置信息中包括物理信道的载波属性信息。如果网络侧的无线网络只有Node B一个网元，则由Node B通过与上述过程类似的过程和消息来发送调度E-DCH传输相关的资源配置信息给UE。

S104，将E-DCH传输数据映射到E-PUCH物理信道上。在为UE分配调度E-DCH传输的相关资源的同时，针对上述分配的载波，在网络侧和UE侧分别建立一个MAC-e/MAC-es实体。与上述单载波系统中的HSUPA技术相同，需要在MAC-e/MAC-es子层为每个UE在网络侧的Node B/RNC中和UE内部分别建立一个MAC-e/MAC-es实体，与其它相关实体一道，完成相关调度、优先级处理、反馈、及重传等功能。如图2和图3所示，每个UE只针对分配的E-PUCH物理信道载波资源建立MAC-e/MAC-es实体，而不同UE可以在不同的载波上建立MAC-e/MAC-es实体。与单载波TD-SCDMA系统的HSUPA技术相比较，该MAC-e/MAC-es实体及其功能实体完全相同。

S106，通过E-AGCH物理信道将E-PUCH物理信道调度授权给用户设备用于向基站传输E-DCH传输数据，并通过E-HICH信道向用户设备反馈基站接收到E-DCH传输数据的状态信息。

在上述的一个分配了E-PUCH物理信道载波资源的载波上，Node B通过一条E-AGCH物理信道动态调度授权该载波上的E-PUCH物理信道资源给UE；在UE侧，E-DCH传输数据通过MAC-e/MAC-es实体被映射到该载波的E-PUCH物理信道资源上；在网络侧的Node B，在该载波的E-PUCH物理信道上接收E-DCH数据。然后，Node B通过该载波上的一条E-HICH信道上反馈ACK/NACK信息。

在某个TTI，如果Node B确定授权UE进行E-DCH传输，则Node B根据资源配置情况，在分配了E-PUCH物理信道资源的载波上，为UE动态分配E-PUCH物理信道资源，并通过该载波上的一条E-AGCH物理信道将E-PUCH物理信道资源授权给UE用于E-DCH数据传输。

在UE侧，在某个TTI，根据从E-AGCH信道上接收到的授权信息，E-DCH传输数据通过MAC-e/MAC-es实体被映射到分配载波上的授权E-PUCH物理信道上；在网络侧的Node B中，在分配载波上的授权E-PUCH物理信道上接收E-DCH数据。其中，E-DCH数据映射到E-PUCH物理信道上的映射过程以及物理层的处理过程与在单载波TD-SCDMA系统中的HSUPA技术中的完全相同。

在该过程中，用于发送授权E-PUCH物理信道的E-AGCH物理信道是从为UE分配的E-AGCH物理信道资源池中选择的一条。通常情况下，在UE被分配了上述E-DCH传输相关的物理信道资源后，UE需要监听分配的E-AGCH物理信道资源池中的所有E-AGCH物理信道，并通过E-AGCH信道上的“UE标识”来搜索鉴别出真正分配给该UE使用的一条E-AGCH信道。而在网络侧，Node B只需要从为UE分配的E-AGCH物理信道资源池中选择一条用来发送E-PUCH物理信道调度授权信息。

在Node B通过E-AGCH给UE动态分配E-PUCH物理信道资源的同时，Node B还通过E-AGCH上的E-HICH指示信息指示随后发送ACK/NACK时使用的一条位于同一载波上的E-HICH信道其指示方法与单载波TD-SCDMA系统中的HSUPA技术中的相同。

在UE侧，根据E-HICH物理信道池配置情况以及E-AGCH信道上的E-HICH信道指示信息，接收E-HICH物理信道，进而接收Node B反馈的E-DCH传输的接收情况信息，即ACK/NACK信息。

下面参考图4，说明用于实现上述过程的数据传输系统。如图4所示，该数据传输系统，包括：资源分配单元402，用于为用户设备分配E-PUCH物理信道载波资源，并在所分配的E-PUCH物理信道载波资源上分配E-AGCH物理信道和E-HICH物理信道；数据映射单元404，用于将待传输数据映射到E-PUCH物理信道上；以及数据传输单元406，用于通过E-AGCH物理信道将E-PUCH物理信道调度授权给用户设备用于向基站传输待传输数据，并通过E-HICH信道向用户设备反馈基站接收到待传输数据的状态信息。其中，数据映射单元通过媒体接入控制层将待传输数据映射到E-PUCH物理信道上。待传输数据是增强的专用信道传输数据。

此外，在非调度传输过程中，针对每个UE，由RNC分配一个载波资源，并在该载波上采用与单载波TD-SCMDA系统HSUPA技术相同的非调度E-DCH传输相关的资源分配方法分配相关资源并使用该资源进行非调度E-DCH传输。

附带地，在某个TTI中，如果UE被分配了调度或者非调度E-PUCH物理信道资源，则UE在相应的载波上使用调度或者非调度E-PUCH物理信道资源进行调度或者非调度传输。

另外，在某个TTI中，如图5所示，如果UE同时被分配了调度和非调度的E-PUCH物理信道资源(S502)，则用户设备可以选择调度E-PUCH物理信道或非调度E-PUCH物理信道进行调度或非调度的数据传输(S504)。其中，可调度E-PUCH物理信道和非调度E-PUCH物理信道可以处于相同或不同的载波上。

综上所述，在本发明中，可以在多载波小区中的每个载波上独立支持HSUPA技术，一个UE被静态配置在一个载波上进行调度E-DCH传输，不同的UE可以在不同的载波上进行调度E-DCH传输。本发明可以充分利用多载波TD-SCDMA系统中的载波资源，从而提高小区上行传输吞吐量。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。