ВЫБОР КОМБИНАЦИИ ФОРМАТОВ ПЕРЕДАЧИ В ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК H04Q7/38 

Настоящее изобретение относится к управлению многоканальной или мультимедийной передачи данных с мобильной станции в сеть, конкретно, в GSM-систему мобильной телефонии, также известную как GERAN - GSM/EDGE-сеть с радиодоступом.

В более ранних вариантах осуществления GSM (глобальной системы мобильной связи), канальное кодирование, которое должно быть использовано в восходящей линии связи, выбирается сетью. Это верно как в случае выбора режима кодирования-декодирования для адаптивного многоскоростного (AMR) речевого кодека, так и в случае выбора схемы кодирования для GPRS (пакетной радиосвязи общего назначения) и EGPRS (усовершенствованной GPRS). Выбор делается на основании состояния восходящей линии связи - то есть пути передачи от мобильной станции до сети - и сигнализируется с мобильной станции. Если восходящая линия связи в хорошем состоянии, могут быть переданы большие объемы данных. Мобильная станция не принимала участия в определении канальной схемы кодирования, которая должна быть использована в восходящей линии связи.

В более ранних вариантах осуществления GSM/GPRS обмен данными между сетью и мобильной станцией определен в виде одного или большого количества промежуточных блочных потоков (TBF), TBF является множеством процедур, определяющих протоколы передачи данных, подтверждение передачи данных и так далее. В любой момент времени только одному TBF предоставлена возможность передавать данные по восходящей линии связи. Сеть должна посылать сигнал USF (флаг состояния восходящей линии связи) мобильной станции. Этот сигнал информирует мобильную станцию о том, какому TBF даны права использовать радиоканал. Мобильная станция не принимала участие в определении TBF, обеспеченного возможностью передавать данные. Это является допустимым для управления со стороны сети, поскольку только один TBF может быть передан в одиночном блоке радиосвязи.

Последним усовершенствованием в отношении GSM-обслуживания является предложенный гибкий уровень 1 (FLO). Это усовершенствование предоставит возможность данным, принадлежащим разным TBF, передаваться от мобильной станции в сеть в одиночном блоке радиосвязи. Например, разные TBF могут соответствовать голосовым данным, управляющим данным, файлу изображений, видеоданным, интерактивным данным веб-ориентированного обслуживания или неидентифицируемым пользовательским данным для передачи через сеть. Каждый из этих типов данных будет иметь определенный приоритет и допустимую задержку. К примеру, при передаче файла статических изображений важно, чтобы все данные принимались, но является относительно малозначимым, отнимает ли полный файл длительное время, чтобы прибыть к его получателю. С другой стороны, при передаче голосовых данных важно, чтобы данные прибывали с настолько короткой задержкой, насколько возможно, тогда как случающаяся время от времени потеря данных является относительно неважной. Управляющая сигнализация между мобильной станцией и сетью, с другой стороны, должна быть принята быстро и безошибочно. Подобные критерии могут быть определены для других типов данных.

Например, управляющие данные, голосовые и видеоданные могут быть объединены вместе в единый блок радиосвязи, и все типы данных могут соответствовать требованиям по качеству и своевременной доставке. Если вдруг качество восходящей линии связи ухудшается, может быть больше не возможным передавать все эти типы данных вместе. Будет необходимо принять решение в отношении того, передавать ли, например, только управляющие данные, управляющие и видеоданные, или управляющие данные и голосовые данные.

В известных версиях FLO передатчик отправляет вместе с данными сигнал TFCI (указателя комбинации форматов передачи) приемнику, чтобы информировать его о конкретной комбинации форматов передачи (TFC), то есть комбинации типов данных, которые были использованы во время передачи. Главным недостатком касательно этой системы является то, что TFC, которая должна быть использована мобильной станцией, не может быть выбрана сетью, так как сеть не подозревает о типах и количестве каждого типа данных, которые мобильная станция должна передавать. Следовательно, желательно, чтобы мобильная станция могла бы быть привлечена к принятию решения о формате передачи данных, который должен быть использован.

В системе UTRAN, планирование данных восходящей линии связи находится под управлением мобильной станции. Большие подробности могут быть найдены в 3GPP TS 25.133, 3GPP TS 25.321 и 3GPP TS 25.331, доступных на интернет-сайте www.3gpp.org. Мобильная станция заведует динамическим управлением форматированием восходящей линии связи, тогда как базовая станция имеет возможность ограничивать выбор, доступный мобильной станции, в полустационарном режиме. TFC, которая должна быть использована в восходящей линии связи, будет до некоторой степени зависеть от условий радиоканала. Система устроена таким образом, что базовая станция принимает равную сигнальную мощность от всех мобильных станций. Голос, данные и другие услуги имеют разные требования по мощности, которые могут быть обеспечены в пределах фиксированного уровня принимаемой мощности. Мощность, принимаемая базовой станцией, регулируется посредством контура обратной связи, таким образом, чтобы мощность, принимаемая приемопередатчиком базовой станции (BTS или узлом B), была примерно постоянной, равной значению, установленному сетью. Для системы UTRAN этот контур обратной связи может работать на частоте 1500 Гц. Это позволяет мобильной станции получать оценку условий канала восходящей линии связи из мощности передачи, затребованной сетью, предлагая эффективную адаптацию TFC к условиям канала восходящей линии связи. Однако соответствующий контур обратной связи в GSM/GERAN работает приблизительно на частоте 2 Гц. Это слишком медленно для адаптации TFC к условиям канала восходящей линии связи. Следовательно, система, подобная используемой в системе UTRAN, не может быть использована в системе GSM/GERAN. Критерий, основанный на оцененной мощности передачи мобильной станции, который использован для UTRAN, является подходящим для CDMA-системы (в которой мощность является общим разделяемым ресурсом), но не может работать в TDMA-системе, такой как GSM/GERAN. Следовательно, для мобильной станции GSM/GERAN необходимо использовать отличные критерии, чтобы решить, разрешена ли TFC для использования или нет.

Настоящее изобретение, соответственно, прибегает к способу для предоставления эффективного механизма, чтобы предоставить мобильной станции возможность выбирать надлежащую комбинацию форматов передачи (TFC), основываясь на условиях канала восходящей линии связи.

Для работы гибкого уровня 1 (FLO) в GSM/GERAN, в 3GPP было согласовано, что TFC, которая должна быть использована в восходящей линии связи, выбирается мобильной станцией. Однако, для того чтобы выбирать наилучшую TFC во время каждого временного интервала передачи (TTI), мобильная станция должна иметь в распоряжении оценку условий радиоканала, таких как отношение канала к помехе (CIR). Проблема состоит в том, что канальные условия в восходящей линии связи известны не мобильной станции, а только сети. Поэтому в алгоритме, предлагаемом в этой заявке для GERAN, мобильной станции будет необходимо полагаться на содействие, предоставляемое сетью, чтобы выполнять выбор.

До некоторой степени подобная схема для применения к системам передачи данных UTRAN описана в Tdoc R1-02-1277, представленном на встрече TSG-RAN WG1 #29 в ноябре 2002 г. и доступном на интернет-сайте www.3gpp.org.

Заявка WO 00/28760 A2 на выдачу международного патента описывала систему, в которой разрешенные комбинации форматов передачи выбираются сетью, а идентифицируются мобильной станцией. Мобильная станция может запрашивать изменение разрешенной комбинации форматов передачи, которую сеть может предпочесть, чтобы сделать возможной.

В патенте США 6181686 измерение качества восходящей линии связи отправляется мобильной станции. Мобильная станция может использовать эту информацию, чтобы решить, необходимо ли изменение режима передачи данных.

Заявка 202/0154980 на выдачу патента США описывает устройство радиосвязи с гибко конфигурируемым уровнем по каналам передачи.

Изобретение соответственно предоставляет, в системе мобильной связи, содержащей сеть и по меньшей мере одну мобильную станцию, способ для выбора комбинации форматов передачи TFC, которая должны быть использована для передачи данных с мобильной станции в сеть, по каналу непостоянного качества. Способ состоит из этапов, в сети:

a) определения множества допустимых комбинаций форматов передачи;

b) вычисления требования качества канала для эффективного использования каждой комбинации форматов передачи;

c) указания мобильной станции комбинаций форматов передачи и требований качества канала;

d) вычисления существующего качества канала непостоянного качества; и

e) указания существующего качества канала непостоянного качества мобильной станции;

и, на мобильной станции:

f) сохранения комбинаций форматов передачи и соответствующих требований качества канала;

g) приема указания существующего качества канала;

h) выбора одной из комбинаций форматов передачи, имеющей требование качества канала, не большего, чем существующее качество канала; и

i) информирования сети о выбранной комбинации форматов передачи.

Указание существующего качества канала непостоянного качества передается мобильной станции посредством внутриполосной сигнализации, в соответствии с чем указание существующего качества канала непостоянного качества включается в каждый нисходящий пакет радиосвязи в местоположениях данных, обычно заданных для переноса пользовательской информации.

Этап (h) выбора одной из комбинаций форматов передачи может быть выполнен в отношении типа данных, которые должны быть переданы мобильной станцией.

Комбинации форматов передачи предпочтительно делают возможной передачу блоков данных, содержащих в себе данные из разных TBF в каждом блоке.

Вычисление существующего качества канала непостоянного качества может выполняться периодически во время передачи данных.

Соответствующее качество канала может быть вычислено как минимальное требуемое качество канала, такое что данные, отправляемые по каналу, принимаются с частотой появления ошибок ниже определенного порогового значения.

Этап (c) указания комбинаций форматов передачи и требований качества канала мобильной станции может включать в себя этапы:

(c1) ранжирования комбинаций форматов передачи согласно ассоциативно связанному качеству канала; и

(c2) указание ранга (TFCI) каждой комбинации форматов передачи мобильной станции, вместе с самими комбинациями форматов передачи, мобильной станции. Этап (c2) указания ранга каждой комбинации форматов передачи может содержать указание самих комбинаций форматов передачи в порядке возрастания или убывания ранга. Этап указания существующего качества канала непостоянного качества содержит указание ранга комбинации форматов передачи, имеющей наивысшее требование качества канала, которая может быть эффективно использована по каналу при его существующем качестве. Ранг может быть указан в виде абсолютного значения. В альтернативном варианте, ранг может быть указан в виде относительного значения, являющегося смещением по отношению к предшествующему значению ранга.

Настоящее изобретение также предусматривает систему передачи данных, приспособленную, чтобы работать согласно описанному способу. Настоящее изобретение также предусматривает сеть, приспособленную, чтобы работать в пределах такой системы передачи данных. Настоящее изобретение также предусматривает мобильную станцию, приспособленную, чтобы работать в пределах такой системы передачи данных.

Вышеприведенные и дополнительные цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из рассмотрения последующего описания некоторых вариантов осуществления, представленных только в качестве примеров, со ссылкой на сопутствующие чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схематично показывает распределение указателей (TFCI) комбинаций форматов передачи по комбинациям (TFC) форматов передачи и указание одного из TFCI, определяющего диапазон разрешенных TFC;

Фиг. 2 показывает результаты экспериментов, показывающих сравнение пропускной способности пользовательских данных для различных альтернативных способов сигнализации, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, допускающим работу в режиме управления радиосвязью (RLC) с подтверждением;

Фиг. 3 показывает результаты экспериментов, показывающие сравнение SDU FER (интенсивностей стирания кадров единиц данных обслуживания) для различных сигнальных механизмов, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, допускающим работу в режиме управления радиосвязью (RLC) без подтверждения;

Фиг. 4 показывает результаты экспериментов, показывающих сравнение пропускной способности пользовательских данных для различных альтернативных способов сигнализации, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, допускающим работу в режиме управления радиосвязью (RLC) без подтверждения;

Фиг. 5 показывает результаты экспериментов, показывающие сравнение SDU FER (интенсивностей стирания кадров единиц данных обслуживания) для различных сигнальных механизмов, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, допускающим работу в режиме управления радиосвязью (RLC) без подтверждения;

Фиг. 6 схематично показывает текущий формат пакета радиосвязи гибкого уровня 1 до операции уплотнения, и новый формат, детализирующий возможные позиции внутридиапазонных битов, согласно варианту осуществления изобретения.

Далее следует основное описание примера изобретения. Описание уровня техники выбора TFC доступно в 3GPP TR 45.902, представленном на 3GPP TSG GERAN#15 в июне 2003 г. и доступном на интернет-сайте www.3gpp.org.

1. Сеть конфигурирует множество возможных сочетаний обслуживания - комбинаций форматов передачи (TFC) - и указывает их мобильной станции. При определении множества комбинаций форматов передачи (TFCS) TFC ранжируются согласно условиям радиосвязи или качества сигнала, требуемого чтобы достичь предписанного качества обслуживания. Например, требование может быть таким, с текущими условиями радиосвязи, что блоки передачи, отправляемые по всем каналам передачи (TrCH), включенным в TFC, принимаются с коэффициентом ошибок блока (BLER) более низким, чем предписанное значение, например 1%. Соответственно, чем больше TFCI, тем лучшее качество радиосвязи требуется. Это может быть охарактеризовано, например, в показателях уровня принимаемой мощности (RXLEV), вероятности искажения бита (ВЕР), коэффициента ошибки блока (BLER) по разным каналам передачи или других параметров.

2. Ранжирование сообщается мобильной станции при установлении вызова в порядке, в котором они указываются в сообщении назначения: TFC указываются в сообщении назначения в порядке возрастания требуемого качества линии связи. Это было приведено в соответствии с использованием в системе GERAN того же механизма, что используется в системе UTRAN, в соответствии с которым TFCI не указываются явно в конфигурационных сообщениях, но ассоциативно связаны с комбинациями TFC в том порядке, в котором они приняты мобильной станцией в сообщении уровня 3, хотя это не является требованием настоящего изобретения. Например, первая TFC, которая должна быть указана, будет установлена в TFCI=0, вторая TFC будет установлена в TFCI=1 и т.д. При этом механизме, если TFC указаны в порядке возрастания требуемого качества связи, то TFC, которые требуют лучших канальных условий, будут ассоциативно связаны с более высокими TFCI.

3. На основании измерения, выполненного BSS, сеть периодически определяет в пределах вызова наивысшую разрешенную TFC, представляющую TFC наивысшего качества связи, которое с существующими текущими условиями радиосвязи должно удовлетворять критериям качества обслуживания.

4. Сеть отправляет по нисходящей линии связи указание такой TFC, например, посредством сигнализации ее ассоциативно связанного TFCI.

5. Мобильной станции будет разрешено использовать только TFC, чьи TFCI не выше, чем TFCI наивысшей разрешенной TFC, указанной сетью. Некоторые из таких TFC могут быть ограничены для использования сигнализацией более высокого уровня. В таком случае, уровень управления доступом к среде передачи (MAC) не будет рассматривать их в качестве возможных кандидатов для выбора. Мобильная станция затем выбирает конкретную TFC, которая должна быть использована для передачи в восходящей линии связи, например, согласно приоритету данных, имеющихся в распоряжении для передачи, и другим критериям планирования.

Настоящее изобретение, соответственно, предоставляет способ действия передачи блоков данных, содержащих данные из разных TBF в каждом блоке, в котором канал передачи непостоянного качества. Изобретение состоит в конкретном применении к передаче данных с мобильных станций согласно системе GSM или GERAN.

Настоящее изобретение относится к содействуемому сетью выбору TFC (комбинации форматов передачи) восходящей линии связи. Комбинация форматов передачи определяет типы и скорости передачи разных типов данных, которые могут быть переданы на «гибком уровне 1» мобильной станцией в сеть. Каждая комбинация форматов передачи (TFC) будет иметь определенные требования по скоростям передачи данных и задержкам, и это будет определять минимальное качество условия радиосвязи, требуемое для использования такой TFC. TFC могут быть ранжированы согласно условиям радиосвязи, то есть качеству сигнала восходящей линии связи, требуемому, чтобы использовать конкретную TFC. Как проиллюстрировано на фиг. 1, они обычно могут быть ассоциативно связаны с указателями TFC (TFCI), упорядоченными по номерам, при этом TFC, указанной более высоким номером, необходим более высококачественный сигнал для работы, чем TFC с более низким пронумерованным TFCI.

В проиллюстрированном примере, качество сигнала принимается таким, чтобы быть как раз достаточным, чтобы предоставить возможность TFC, идентифицированной посредством TFCI = 5, быть использованной. Так как каждая из TFC с TFC#1 по TFC#5, идентифицированных TFCI = с 0 до 4, требуют более низкого качества сигнала, чем TFC#6, то каждая из этих TFC также разрешена для использования. Наоборот, так как каждая из TFC с TFC#7 по TFC#10, идентифицированных посредством TFCI = с 6 по 9, требуют более высокого качества, чем TFC#6, то ни одна из этих TFC не разрешена для использования. Эта ситуация проиллюстрирована на фиг. 1, где TFC, представленные заштрихованными прямоугольниками, разрешены для использования. Например, TFCI=0 может указывать TFC#1, которая приспособлена, чтобы переносить только управляющие сообщения; TFCI=3 может указывать TFC#4, которая приспособлена, чтобы переносить только голосовое обслуживание; TFCI=5 может указывать TFC#6, которая приспособлена, чтобы переносить голосовое обслуживание, совмещенное с небольшим количеством интерактивных данных; и TFCI=9 может указывать TFC#10, которая приспособлена, чтобы переносить управляющее голосовое обслуживание, совмещенное с фоновым обслуживанием. Конечно, эти определения являются всего лишь примерами и другие определения могут быть предусмотрены независимо от типов данных, которые должны быть переданы, и их относительного приоритета. Требование качества сигнала восходящей линии связи для каждой TFC может быть определено в показателях принимаемого уровня сигнала, вероятности искажения бита, коэффициента блочных ошибок по разным каналам передачи, или других параметров.

Ранжирование комбинаций TFC выполняется сетью. Ранжирование должно быть передано по связи мобильной станции. Это может быть выполнено посредством передачи определений комбинаций TFC на мобильную станцию в порядке возрастания или убывания TFCI, то есть в порядке возрастания или убывания требуемого качества требуемой восходящей линии радиосвязи, с тем чтобы мобильная станция могла сохранить определения TFC в надлежащей позиции в стеке, показанном на фиг. 1.

При работе часть сети, такая как подсистема базовой станции BSS, определяет текущие условия радиосвязи восходящей линии связи. Это выполняется на манер, известный по своей сущности специалистам в данной области техники. Сеть определяет TFC значения указателя 10, указывающего наивысшую разрешенную TFC, которая может быть пригодна для того, чтобы быть эффективно передаваемой при преобладающих условиях канала радиосвязи. Сеть передает этот TFCI мобильной станции по нисходящей линии связи. Передача может быть произведена с использованием одного из способов, описанных далее по заявке.

Сеть - в типичном случае, базовая станция приемопередатчика - будет вычислять наивысшую разрешенную TFC посредством применения алгоритма к измеренным значениям, представляющим качество радиопередачи. Например, измерения могут представлять силу принимаемого сигнала (RXLEV), вероятность искажения бита (ВЕР), коэффициент блочной ошибки (BLER). Это вычисление может быть выполнено уровнем управления доступа к среде передачи (MAC) базовой станции, то есть частью управляющего программного обеспечения, применяемого базовой станцией для управляющей сигнализации по отношению к мобильной станции.

Базовая станция может выполнять подобные расчеты для того, чтобы выбирать TFC, которую следует использовать в нисходящей линии связи, то есть при передаче на мобильную станцию. Для этих расчетов, используемые измерения будет необходимо предоставлять с помощью мобильной станции, чтобы указывать условия радиосвязи - качество сигнала - нисходящей линии связи.

Мобильная станция затем вольна выбирать из числа разрешенных TFC - которые заштрихованы в примере по фиг. 1. Как описано ранее, каждая TFC типично обеспечивает разную комбинацию передачи для разных типов данных в едином блоке радиосвязи. Мобильная станция будет выбирать разрешенную TFC, наиболее подходящую для типа, количества и приоритета данных, которые она обязана передать. Выбор в типичном случае может быть сделан посредством уровня управления доступом к среде передачи (MAC) мобильной станции, являющегося частью программного обеспечения, хранимого внутри мобильной станции, которое определяет ее работу. Мобильная станция затем отправляет указание TFC, которую она собирается использовать, в сеть.

Способ сигнализации, используемый сетью, должен быть частью стандартов 3GPP для совместимости между мобильными станциями и сетевым оборудованием от разных производителей. Правила и критерии, используемые MAC-уровнем, также должны быть стандартизованы.

Аспект настоящего изобретения имеет отношение к способам, используемым, чтобы просигнализировать наивысшую разрешенную TFC мобильной станции. Настоящее изобретение предусматривает многочисленные способы для сигнализации значения TFCI, указывающего наивысшую разрешенную TFC, мобильной станции.

Тремя основными способами для сети, чтобы просигнализировать значение TFCI, указывающего наивысшую разрешенную TFC, мобильной станции, являются: внутридиапазонная сигнализация; использование битов из канала SACCH, ассоциативно связанного с каналом специализированного потока обмена; и использование нового канала сигнализации, ассоциативно связанного с медленным ассоциированным каналом управления со встроенным улучшенным управлением мощностью SACCH/TP, чтобы заменить EPCCH. Каждый из этих альтернативных вариантов будет в свою очередь подробно обсужден вместе с альтернативными способами передачи по связи TFCI либо абсолютным значенем, либо относительным значением.

«Внутридиапазонная сигнализация» означает, что TFCI, соответствующий значению TFCI, указывающему наивысшую разрешенную TFC, включен в каждый пакет радиосвязи нисходящей линии в местоположениях данных, обычно назначенных для переноса пользовательской информации, такой как голосовые или видеосигналы. Один пакет радиосвязи отправляется каждые 20 мс. Использование внутридиапазонной сигнализации обладает преимуществом в том, что новое значение TFCI, указывающее наивысшую разрешенную TFC, может быть просигнализировано мобильной станции каждые 20 мс, и, следовательно, адаптация к условиям канала восходящей линии связи является очень быстрой. Один из недостатков этого механизма состоит в том, что сигнализация в каждом пакете радиосвязи будет расходовать ресурсы радиосвязи и будет вести к уменьшению производительности. Например, более высокое отношение несущей к помехе (CIR) будет требоваться для того, чтобы передавать блоки, переносимые в пакете радиосвязи, чтобы достичь того же самого коэффициента ошибки блока (BLER).

Для некоторых применений быстрая адаптация значения TFCI, указывающего наивысшую разрешенную TFC, может не быть обязательной, в случае чего внутридиапазонная сигнализация может приводить к ненужной трате ресурсов.

Возможный компромисс может состоять в том, чтобы распределять биты значения указателя 10, указывающего на наивысшую разрешенную TFC, по нескольким пакетам радиосвязи. Допуская, что кодированная TFCI-последовательность составлена из N бит, и что n таких бит передаются в каждом пакете радиосвязи, то периодом адаптации (то есть, временем, требуемым для передачи нового значения TFCI) является:

[N/n]×20 мс, то есть, r×20 мс, где (r-1)·n < N ≤ r·n и r является целым числом.

В целях настоящего описания будет допущено, что N всегда равно количеству кодированных бит, соответствующему 5-битному TFCI (например, 36 бит в случае полноскоростных каналов GMSK); однако, также должно быть решено, что N может быть равным размеру TFCI, используемому в нисходящей линии связи. Касательно значения n, одно из возможных размещений таково, что только два бита «заняты» из каждого пакета радиосвязи (n = 2). Это означает, что 18 пакетов радиосвязи необходимы, чтобы отправить 36-битный кодированный TFCI, что соответствует 360 мс. В качестве альтернативы, либо 6, либо 8 бит могут быть «заняты» из каждого пакета радиосвязи. Это может сделать сигнализацию более быстрой.

В случае полноскоростных каналов GMSK (гауссовой манипуляции с минимальным частотным сдвигом), вариант с n =8 также может быть успешно выполнен посредством занятия двух бит из каждого пакетного сигнала радиосвязи. Эти два бита могут быть - например - битами, соседними с TSC (то есть, занимающими флагами). Однако это может потребовать некоторых изменений в текущем алгоритме уплотнения для гибкого уровня 1 (FLO).

Внутридиапазонная сигнализация обладает недостатком в том, что меньшее количество бит в пакете радиосвязи используются, чтобы переносить полезную информацию, и, следовательно, производительность физического уровня будет до некоторой степени ухудшена. Однако, если количество бит, использованных, чтобы сигнализировать значение TFCI, указывающее наивысшую разрешенную TFC, не велико, то ухудшение будет ограниченным.

Фиг. 6 схематично показывает текущий формат пакета радиосвязи для гибкого уровня 1 до операции уплотнения и новый формат, согласно варианту осуществления изобретения, детализирующий возможную позицию внутридиапазонных бит. Пользовательскими данными является битовая строка, которая является результатом из алгоритма выравнивания скорости передачи.

Альтернативным механизмом для сигнализации значения указателя 10, показывающего наивысшую разрешенную TFC, мобильной станции является использование битов из SACCH (медленного ассоциированного управляющего канала), ассоциативно связанного со специализированным каналом потока обмена. В SACCH-сообщении, в настоящий момент 2 запасных бита имеются в распоряжении; они содержатся в SACCH-заголовке, как показано в подпункте 7.1.1 (для A/Gb-режима GERAN) и 7.1.2 (для Iu-режима GERAN) из 3GPP TS 44.004, доступного на Интернет-сайте www.3gpp.com. Каждое SACCH-сообщение, следовательно, ограничено для переноса только 2 бит. С другой стороны, сигнализация значения TFCI в типичном случае может требовать 5 бит (когда отправлена некодированной). Следовательно, невозможно сигнализировать значение TFCI, указывающее наивысшую разрешенную TFC, в одиночном SACCH-сообщении. Одна из возможностей может заключаться в том, чтобы использовать 3 SACCH-сообщения. В этом случае, периодом обновления, являющимся временем, которое проходит между приемом двух следующих друг за другом команд, является 3x480 мс = 1440 мс.

Согласно дополнительному альтернативному варианту медленный ассоциированный канал управления со встроенным улучшенным управлением мощностью SACCH/TP может быть использован подобно известному действию улучшенного управления мощностью (EPC). Взамен использования EPCCH, ассоциативно связанного с ним, может быть предусмотрен новый канал, в параллель с EPCCH, для сигнализации TFCI, указывающего наивысшую разрешенную TFC, мобильной станции. Двенадцать бит имеются в распоряжении в каждом сигнальном пакете SACCH/TP, а передача TFCI требует 36 бит, когда он кодирован. Необходимо взять три сигнальных пакета SACCH, чтобы просигнализировать значение TFCI. Два альтернативных варианта выбора доступны для сигнализации этих пакетов. Во-первых, новое значение TFCI, соответствующее самому высокому разрешенному TFC, может быть отправлено каждые три сигнальных пакета SACCH, то есть каждые 360 мс. Это может обеспечить наикратчайший период обновления. Во-вторых, новое значение TFCI, соответствующее наивысшему разрешенному TFC, может быть отправлено каждые четыре сигнальных пакета SACCH, то есть каждые 480 мс. Это может привести к более длинному периоду обновления, но может обладать преимуществом выравнивания передачи TFCI с периодом блока SACCH.

Главной проблемой при обоих размещениях является относительно длинный период обновления, который может задерживать обеспечение значением TFCI, указывающим наивысшее разрешенное TFC-указание мобильным станциям. Если канальные условия изменяются быстро, период адаптации в 360 мс может быть слишком медленным, а производительность системы может быть неудовлетворительной. Еще один недостаток использования SACCH/TP состоит в том, что улучшенное управление мощностью (EPC) не может быть использовано с гибким уровнем 1. Это в настоящий момент рассматривается как серьезный недостаток и такие размещения в настоящий момент не являются предпочтительными.

Во всех схемах, предложенных выше, главной проблемой является временная задержка для базовой станции приемопередатчика (BTS) или другой части сети, чтобы выполнять измерения, и для сети, чтобы сигнализировать значение TFCI, указывающее наивысшую разрешенную TFC, мобильной станции. Реальная задержка будет зависеть от точного содержания конкретной схемы, используемой, чтобы его сигнализировать. Скорость адаптации может быть слишком медленной, являясь результатом длинного периода обновления. Если канальные условия изменяются быстро, эксплуатационные качества этой процедуры могут быть не очень хорошими.

Альтернативный подход заключается в том, чтобы, вместо сигнализации полного абсолютного значения TFCI каждый раз, может быть отправлено инкрементное значение. Например, сеть может просто просигнализировать «повышение» или «понижение», чтобы заставить значение TFCI, соответствующее самой большой разрешенной комбинации TFC, представленной указателем 10 на фиг. 1, увеличиться или уменьшиться, соответственно, на одну единицу. Это будет указываться ссылкой как сигнализация относительного значения. Начальное значение TFCI, представляющее наивысшую разрешенную TFC, может быть просигнализировано в сообщении назначения вместе с конфигурацией множества комбинаций форматов передачи (TFCS).

В примере, могут быть использованы два свободных бита в SACCH-заголовке. В таком примере команда, изменяющая значение указателя 10, указывающего наивысшую разрешенную тождественность TFC, на относительное значение, может быть закодирована, используя эти два бита, как изложено ниже:

00 Удерживать(HOLD) удерживать текущее значение

01 Понизить (DOWN) Переместить на одну позицию вниз

10 Повысить (UP) Переместить на одну позицию вверх

11 Быстро (FAST) Переместить на две позиции в том же направлении, что и предшествующая команда [UP/DOWN]

SACCH-заголовок передается каждые 480 мс, означая, что период обновления является полной длительностью, кратной 480 мс, зависящей от величины изменения.

В случае использования канала параллельно с SACCH/TP (в альтернативу каналу EPCCH), некодированное сообщение из 2 бит может быть закодировано с использованием 12 бит, доступных в каждом пакетном сигнале SACCH, каждый пакетный сигнал SACCH имеет продолжительность пакетного сигнала в 120 мс. Если два бита занимаются из каждого пакета радиосвязи, а кодированное сообщение составлено из 12 бит, то одна команда может быть отправлена каждые 120 мс. Более того, если шесть бит занимаются из каждого пакета радиосвязи, например по два бита на пакетный сигнал, то 12-битное сообщение может быть отправлено в двух интервалах времени передачи (TTI), то есть каждые 40 мс.

Эта схема работы, в соответствии с которой сигнализируется относительное значение, может быть наиболее подходящим, если была выбрана внутридиапазонная сигнализация. К тому же, если два бита занимаются из каждого пакета радиосвязи и кодированное сообщение составлено из 12 бит, то одна команда может быть отправлена каждые 120 мс. Но если 6 бит заняты из каждого пакета радиосвязи, то 12-битное сообщение может быть отправлено в двух интервалах времени передачи (TTI), а именно, каждые 40 мс.

Преимущество сигнализации относительного значения состоит в том, что адаптация к каналу более быстрая, однако, значение TFCI, указывающее наивысшую разрешенную TFC, может быть изменено только на небольшие интервалы. Несмотря на то, что возможно более короткое время ответа, она может занимать даже более длинное, чтобы просигнализировать очень резкие изменения в наибольшем разрешенном TFCI.

Обобщение возможных альтернативных вариантов для сигнализации значения TFCI, указывающего наибольшую разрешенную TFC в полноскоростных каналах GMSK, описанных в этом разделе, дано в таблице 1. В таблице, для каждой альтернативной схемы задан период обновления.

Таблица 1Где сигнали-зировать
Что сигнали-зироватьSACCH-заголовок (два некодированных бита каждые 480 мс) Канал, ассоциативно связанный с SACCH/TP (12 кодированных бит каждые 120 мс)«Внутри диапазона» (2 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (6 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (8 кодированных бита с каждым пакетом радио-связи)Абсолютное значение3×480мс=
1440мс (5-битный некодированный TFCI)360мс (36-битный кодированный TFCI)360мс (36-битный кодированный TFCI)120мс (36-битный кодированный TFCI)100мс (36-битный кодированный TFCI)Относительное значение480мс (2-битная некодированная команда120мс (12-битная кодированная команда)120мс (12-битная кодированная команда)40мс (12-битная кодированная команда)40мс (12-битная кодированная команда)

Некоторые результаты моделирования, сравнивающие производительность для описанных альтернативных вариантов сигнализации, представлены ниже.

Несмотря на то, что предшествующее описание было выражено в терминах полноскоростных каналов GMSK, подобные способы могут быть также применены к полноскоростным каналам 8-PSK (восьмиуровневой фазовой манипуляции), как будет описано далее в качестве примера. Как разъяснено в подпункте 7.5 3GPP TR 45.902 для 8-PSK-модулированных основных физических каналов, количество бит в кодированной TFCI-последовательности удвоено в сравнении с каналом GMSK. Следовательно, значения, заданные в таблице 1, необходимо пересмотреть, как показано в таблице 2. Однако SACCH всегда передается с использованием GMSK; поэтому это касается только внутридиапазонных решений, которые будут другими: два решения, которые используют либо SACCH-заголовок, либо новый канал, отправляемый параллельно SACCH/TP, не затрагиваются (допущено, что в этих двух случаях, могут быть использованы TFCI-последовательности, определенные для полноскоростных каналов GMSK).

Было допущено, что для того, чтобы сигнализировать относительное значение внутри диапазона, используется 24-битная последовательность, которая соответствует удвоенной длине, в сравнении со случаем полноскоростных каналов GMSK. При действии таким образом скорость адаптации является тождественной.

Таблица 2 показывает обобщение возможных альтернативных вариантов сигнализации значения указателя 10, показывающего наибольшую разрешенную TFC мобильной станции, с использованием полноскоростных каналов 8-PSK.

Таблица 2Где сигнали-зировать
Что сигнализироватьSACCH-заголовок(2 некодированных бита каждые 480 мс) Канал, ассоциативно связанный с SACCH/TP (12 кодирова-нных бит каждые 120 мс)«Внутри диапазона» (4 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (12 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (16 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)Абсолют-ное значение3×480мс=1440 мс (5-битный некодированный TFCI)360мс (36-битный кодированный TFCI)360мс (72-битный кодированный TFCI)120мс (72-битный кодированный TFCI)100мс (72-битный кодированный TFCI)Относительное значение480мс (2-битная некодированная команда120мс (12-битная кодированная команда)120мс (24-битная кодированная команда)40мс (24-битная кодированная команда)40мс (24-битная кодированная команда)

Заметим, что в случае внутридиапазонных значений, для того чтобы удержать частоту сигнализации такой же, как для полноскоростных каналов GMSK, 4 кодированных бита «занимаются» из пакета радиопередачи или пакетного сигнала, вместо 2 символов (6 бит), как в случае полноскоростных каналов GMSK.

В случае полускоростных каналов GMSK, кодирование TFCI получено посредством использования только среднего сегмента кодирования, определенного для полноскоростных каналов GMSK (см. подпункт 7.5 3GPP TR 45.902). Это означает, что TFCI-последовательности содержат только половину количества бит, в сравнении со случаем полноскоростных каналов. Допустив, что также половина количества бит имеется в распоряжении в пакете радиосвязи, предполагается, что, для внутридиапазонных решений, только 1 бит «занят» из каждого пакета радиосвязи. При действии таким образом, скорость передачи сигнализации не изменяется относительно случая полноскоростных каналов, как показано в таблице 3.

При сигнализации относительного значения внутри диапазона, было допущено, что используется 6-битная последовательность. Это может сделать возможным поддержание той же скорости адаптации, что и в случае полноскоростных каналов; однако, частота появления ошибок для команд может быть более высокой, чем в случае полноскоростных каналов GMSK, и этот аспект может быть исследован посредством моделирования.

Таблица 3 показывает обобщение возможных альтернативных вариантов для сигнализации значения указателя 10, указывающего мобильной станции наивысшую разрешенную TFC с использованием полускоростных каналов GMSK.

Таблица 3Где сигнали-зировать
Что сигнали-зироватьSACCH-заголовок (2 некодированных бита каждые 480 мс) Канал, ассоциативно связанный с SACCH/TP (12 кодированных бит каждые 120 мс)«Внутри диапазона» (1 кодированных бит с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (3 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (4 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)Абсолютное значение3×480мс= 1440мс (5-битный некодиро-ванный TFCI)360мс (36-битный кодированный TFCI)360мс (18-битный кодированный TFCI)120мс (18-битный кодированный TFCI)100мс (18-битный кодированный TFCI)Относи-тельное значение480мс (2-битная некодированная команда120мс (12-битная кодированная команда)120мс (6-битная кодированная команда)40мс (6-битная кодированная команда)40мс (6-битная кодированная команда)

В случае полускоростных 8-PSK-каналов, кодирование TFCI получено с использованием только среднего сегмента кодирования, определенного для полускоростных 8-PSK-каналов (количество бит такое же, как в случае полноскоростных GMSK-каналов). Времена обновления для этого случая заданы в таблице 4.

Таблица 4Где сигнализи-ровать
Что сигнализироватьSACCH-заголовок (2 некодированных бита каждые 480 мс) Канал, ассоциативно связанный с SACCH/TP (12 кодированных бит каждые 120 мс)«Внутри диапазона» (2 кодированных бит с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (6 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (8 кодированных бита с каждым пакетом радиосвязи)Абсолютное значение3×480мс= 1440мс (5-битный некодирова-нный TFCI)360мс (36-битный кодированный TFCI)360мс (36-битный кодированный TFCI)120мс (36-битный кодированный TFCI)100мс (36-битный кодированный TFCI)Относите-льное значение480мс (2-битная некодированная команда)120мс (12-битная кодированная команда)120мс (12-битная кодированная команда)40мс (12-битная кодированная команда)40мс (12-битная кодированная команда)

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Возможные способы для выбора и сигнализации комбинации форматов передачи (TFC), которая должны быть использована в восходящей линии связи для гибкого уровня 1, подробно обсуждены ранее. Далее следуют результаты моделирования, сравнивающие альтернативные варианты, и сопоставления схем которых предлагают оптимальную производительность. Рассматриваются оба режима управления радиосвязью (RLC), и с подтверждением, и без подтверждения. Средство моделирования, используемое для этого моделирования, подобно средству моделирования, использованному в исследованиях, описанных в GP-031389, «Performance of FLO with one transport block per transport channel per TTI» («Производительность FLO с одним блоком передачи на канал передачи для каждого TTI»), Сименс, GERAN#15, Флорида (США), 23-27 июня 2003 г, с допущением только одного блока передачи на канал передачи для каждого интервала времени передачи (TTI).

Обобщение промоделированных альтернативных вариантов для TFC-сигнализации дано в таблице 5. В таблице период адаптации и способ сигнализации задан для каждой альтернативной схемы. Все TFC являются 8PSK-модулированными

Таблица 5Где сигнализировать
Что сигнализироватьSACCH-заголовок (2 некодирова-нных бита каждые 480 мс)«Внутри диапазона» (4 кодированных битов с каждым пакетом радиосвязи)«Внутри диапазона» (16 кодированных битов с каждым пакетом радиосвязи)Абсолютное значение3x480мс= 1440 мс (5-битный некодированный TFCI)360мс (72-битный кодированный TFCI)100мс (72-битный кодированный TFCI)Относительное значение480мс120мс40мс

Таблица 6 обобщает параметры моделирования, используемые для всех промоделированных альтернативных вариантов.

Таблица 6Количество моделируемых RLC/MAC-блоков50000Профиль потока обмена MPEG-4Режим изменяемой скорости передачи в битах (VBR). 48 кбит/с. Общая требуемая скорость передачи в битах, включая все заголовки: 54 кбит/с.
Максимальный размер RTP-пакета: 1400 байт.
Кодек QuickTime. I-VOP каждую 1с. Среднее качество видео, плохое управление скоростью передачи.QoSЦелевое значение от 10^-2 до 10^-3 для частоты появления ошибок SDU RTP.Профиль радиоканалаTU3 с идеальным переходом частоты. Логарифмически нормальное распределение замирания, расстояние перекрытия: 20м, стандартная девиация 7 дБ. Помехи, мощность приемника, быстрое и медленное замирание на каждом временном интервале предполагаются высоко коррелированными.Физические каналыСпециализированный полноскоростной канал (DBPSCH/F) с блочным уплотнением. Передача данных по восходящей линии связи. Подтверждения отправлялись по каналу нисходящей линии связи. Для работы гибкого уровня один, многоинтервальная конфигурация может быть симметричной или асимметричной. Как предписано в подпункте 8.3.5.1 3GPP TS 45.002, симметричный случай состоит только из двунаправленных каналов, тогда как асимметричный случай состоит как из двунаправленных, так и из однонаправленных каналов нисходящей линии связи. Следовательно, если используются два временных интервала в восходящей линии связи, часть нисходящей линии связи из двух временных интервалов также необходимо назначить на MS. В настоящем документе, мы не делаем никаких допущений о том, каким образом эти ресурсы использованы. Только 8PSK-модуляция.Канал многоинтервального потока обменаДва временных интервала. Высокая зависимость замирания между интервалами. Одна и та же помеха предполагается для обоих временных интерваловЗащита от ошибокОдинаковая защита от ошибокАдаптация линии связиНепостоянная, зависящая от схемыROHCУкорачивание заголовка отсутствует. 40-байтный RTP/TPAJDP-заголовок.Функциональные возможности SNDCPSNDCP-заголовок: 2 байта.Функциональные возможности LLCLLC управляется в режиме без подтверждения. Размер LLC-заголовка: 2 байта. FCS: 3 байта. Конкатенация LLC-кадра. Кадры отбрасываются, после того как время отказа от LLC превышает каждые 3 секунды. Кадры, которые находятся в процессе, будучи передаваемыми, не отбрасываются, даже если их время существования выходит за пределы времени отказа от LLC. Размер буфера = 4 LLC-кадра.

Таблица 7 показывает используемое множество комбинаций форматов передачи. Все TFC являются 8PSK-модулированными.

Таблица 7TFCРазмер блока (в октетах)02214426638841105132

Для каждого моделирования, период обновления TFC алгоритма адаптации линии связи и усредненный период для канальных измерений обобщены в таблице 8.

Таблица 8МеханизмПериод обновления TFC адаптации линии связиУсредненный период измеренияSACCH-заголовок, относительный480 мс960 мсSACCH-заголовок, абсолютный1440 мс2880 мсВнутридиапазонный, относительный120 мс240 мсВнутридиапазонный, относительный40 мс160 мсВнутридиапазонный, абсолютный360 мс720 мсВнутридиапазонный, абсолютный100 мс200 мс

Фиг. 2 и 3 соответственно показывают результаты пропускной способности и интенсивности стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER) для моделируемых альтернативных вариантов, работающих в режиме с подтверждением управления радиосвязью (RLC). Графики по фиг. 2 и 3 показывают пропускную способность и интенсивность стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER), соответственно изображенные в зависимости от отношения несущей к помехе (CIR). Хорошее проявление пропускной способности достигается периодами сигнализации в 120 мс или меньше. Колебания в пропускной способности и интенсивности стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER) для схем с периодами обновления, большими чем 120 мс, предполагаются обусловленными плохими решениями, произведенными алгоритмом адаптации линии связи, который имеет результатом использование неоптимальной TFC для преобладающих канальных условий.

Как показано на фиг. 2 и 3, наилучшее исполнение среди промоделированных вариантов осуществления, в показателях высокой пропускной способности и низкой интенсивности стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER), достигается абсолютной сигнализацией и периодом обновления 100 мс.

Фиг. 4 и 5 соответственно показывают результаты пропускной способности и интенсивности стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER) для промоделированных альтернативных вариантов, использующих режим управления радиосвязью (RLC) без подтверждения, изображенных в зависимости от отношения несущей к помехе (CIR). Пропускная способность для разных альтернативных вариантов примерно одинакова. Однако, в отношении измерения интенсивности стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER), как показано на фиг. 5, выполнение с использованием периода обновления TFC в 1440 мс очевидно хуже, чем у других, имеющих более высокую интенсивность стирания кадра единицы данных обслуживания (SDU FER), и, соответственно, не рассматривается, чтобы быть предпочтительным вариантом осуществления.

На основании результатов этих имитационных экспериментов, предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения является тот, в котором абсолютное значение TFCI сигнализируется внутри диапазона, с периодом обновления в 100 мс.

Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на ограниченное количество конкретных вариантов осуществления, представленных только в качестве примера, специалистам в данной области техники будет понятно, что другие альтернативные способы могут быть осуществлены в соответствии с настоящим изобретением, объем которого определен в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к системам мобильной связи. Технический результат заключается в повышении адаптации к условиям связи. Способ содержит этапы: (в сети) вычисление требования качества канала для эффективного использования каждой комбинации форматов передачи; указание мобильной станции комбинаций форматов передачи и требований качества канала; вычисление существующего качества канала; и указание мобильной станции существующего качества канала. Способ дополнительно содержит (на мобильной станции) прием указания существующего качества канала; и выбор одной из комбинаций форматов передачи, имеющей требование качества канала не большее, чем существующее качество канала. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 8 табл.

1. В системе мобильной связи, содержащей сеть и, по меньшей мере, одну мобильную станцию, способ для выбора комбинации форматов передачи (TFC), которая должна быть использована для передачи данных с мобильной станции в сеть, по каналу непостоянного качества, способ содержит этапы, на которых:

a) определяют множество допустимых комбинаций форматов передачи;

b) вычисляют требование качества канала для эффективного использования каждой комбинации форматов передачи;

c) указывают мобильной станции комбинации форматов передачи и требования качества канала;

d) вычисляют существующее качество канала непостоянного качества; и

e) указывают мобильной станции существующее качество канала непостоянного качества;

и на мобильной станции:

f) сохраняют комбинации форматов передачи и соответствующих требований качества канала;

g) принимают указание существующего качества канала;

h) выбирают одну из комбинаций форматов передачи, имеющей требование качества канала не большее, чем существующее качество канала; и

i) информируют сеть о выбранной комбинации форматов передачи,

отличающийся тем, что указание существующего качества канала непостоянного качества передается мобильной станции посредством внутриполосной сигнализации, в соответствии с чем указание существующего качества канала непостоянного качества включается в каждый нисходящий пакет радиосвязи в местоположениях данных, обычно заданных для переноса пользовательской информации.

(с1) ранжируют комбинации форматов передачи согласно ассоциативно связанному качеству канала; и

(с2) указывают ранг каждой комбинации форматов передачи мобильной станции, вместе с самими комбинациями форматов передачи, мобильной станции.