CN101356744B - 用于广播/多点传送业务的自适应承载配置 - Google Patents

Abstract

公开了一种提供用于MBMS传送的自适应承载配置的方法和装置。本公开的第一个方面是一种操作无线基础设施实体(103)的方法，其中分配公共无线电资源(303)以用于接收来自至少一个移动站(109)的响应。请求消息，类似于对计数的请求，被广播给覆盖区(105)内的所有移动站(109)。如果至少一个移动站(109)对该请求作出响应，则将在给定的覆盖区(105)内将PTM传输模式用于MBMS传送。如果在覆盖区(105)内的一个以上的移动站(109)对该请求作出响应，则所有响应将经由公共无线电资源(303)。通过在请求消息内提供概率因子，可以限制对该请求消息的响应的总数。

Description

用于广播/多点传送业务的自适应承载配置

技术领域

本公开通常涉及提供多媒体广播多点传送业务的通信网络，尤其涉及用于在通信网络覆盖区内提供和接收多媒体广播多点传送业务的方法和装置。

背景技术

本地化的多点传送方案通过限制到基站收发信台的无线覆盖区域所定义的地理区域的传输，或者甚至限制到基站收发信台的天线覆盖扇区所定义的更小的区域的传输来降低消耗的网络资源。多点传送业务通常在各种标准中描述，诸如，第三代合作项目(3GPP)、通用移动电话系统(UMTS)标准。

本地化的多点传送通常同样在UMTS标准中描述。该UMTS标准，版本6定义了用于多媒体广播、多点传送业务(MBMS)的计数过程，由此网络获悉在每个小区中移动设备的状态，并且基于获悉的状态信息来配置无线承载(RB)。

在该标准中采用两个工作模式，即，点对点(PTP)和点对多点(PTM)。在计数(counting)过程之下，具有小于预定数目的用户的覆盖区采用PTP工作，其需要单独对每个用户设置RB。反之，至少具有预定数目的用户的覆盖区将采用PTM以用于MBMS传送，其中不需要单独的RB。

这些用于MBMS传送的已知的过程，更具体地说，用于在PTP和PTM模式之间选择/切换的过程具有若干缺点。首先，使用并在两个传输模式之间切换使网络过程变复杂，该网络过程诸如但是不限于，无线链路控制(RLC)缓冲器管理、RB切换等等。

其次，使用PTP未能利用性能增益，该性能增益可通过使用具有PTM的宏分集来实现。

第三，PTP/PTM切换需要某种程度的计数精度，其会引起在上行链路接入信道和无线电网络控制器(RNC)两者上的不想要的网络负荷。

附图的简要说明

图1是举例说明一个具有各种覆盖区的示例性通信网络的示意图，移动站位于该覆盖区中。

图2是以简化的方式表示覆盖区的示意图，其中某些覆盖区或者小区具有多个用户。

图3是示出在单个基于频率和时间的资源上的多个用户的时间标度示意图。

图4是示出前向和反向链路上的消息的时间标度示意图。

图5是按照一些实施例的移动站的方框图。

图6是举例说明按照一个实施例的方法的流程图。

图7是举例说明按照一个实施例的方法的进一步细节的流程图。

优选实施例的详细说明

在此处提供了用于提供MBMS传送的自适应承载配置的方法和装置。

本公开的第一个方面是一种操作无线基础设施实体的方法，其中公共的无线资源被分配以用于接收来自至少一个移动站的响应。请求消息，类似于对计数的请求，被广播给覆盖区内的所有移动站。如果至少一个移动站对该请求作出响应，则将在给定的覆盖区内将PTM传输模式用于MBMS传送。如果在覆盖区内的一个以上的移动站对该请求作出响应，那么按照一个实施例，该响应将经由公共的无线资源。在一些实施例中，通过在请求消息内提供一个概率因子，可以限制对该请求消息的响应的总数。

此外，按照第一个方面，该广播请求消息也可以包括指定的信噪干扰比(SINR)范围。在相应的实施例中，假若具有指定的SINR的移动站也满足一些其它指定的参数要求，则这些移动站将对该广播请求作出响应。

本公开的第二个方面涉及确定供PTM模式采用的调制和编码方案，并且使用该调制和编码方案去发送MBMS数据给移动站。

本公开的第三个方面是基站，其可以例如是在增强通用陆上无线接入网络(E-UTRAN)内的增强通用陆上无线接入(E-UTRA)边缘节点(EN)。在一个实施例中，基站具有收发信机，和配置为分配公共的基于频率和时间的资源以用于接收对广播请求消息的多个响应的控制器。该基站确定是否至少一个移动站是在收发信机的覆盖区之内，并且如果是这样的话，以PTM模式传输。

来自对广播请求作出响应的移动站的多个响应按照某些实施例是以组合方式接收的。

此外，在与本公开的第三个方面相关的某些实施例中，该基站可以基于对广播请求消息作出响应的至少一个移动站来选择用于以PTM模式传输的调制和编码方案。

本公开的第四个方面是移动站，在某些实施例中，其可以是UMTS用户设备(UE)或者E-UTRA UE。该移动站包括无线收发信机和控制器，其可以使用用于发送和接收的各种调制和编码方案。在一些实施例中，该移动站测量接收信号的SINR值，并且可以将这个信息返回指示给基站。可选地，该移动站可以独立地使用所测量的SINR值，以选择一个适宜的用于接收PTM传输的调制和编码方案，并且将想要的方案指示给该基站。在一个实施例中，移动站所作的这个指示可以通过选择多个公共无线资源中的一个来暗示，通过该公共无线电资源该移动站可以对由该网络广播的请求消息作出响应。

现在转向附图，其中相同的数字表示相同的部件，图1举例说明具有各种基站103的通信网络100，每个基站103具有相应的覆盖区105。通常，基站覆盖区可以重叠，并且通常形成一个总体的网络覆盖区。MBMS覆盖区可以包括多个基站覆盖区105，它们可以形成连续的无线电覆盖区。但是，不需要具有连续的MBMS覆盖区，因此，该MBMS覆盖区可选地可被分布在总体的网络覆盖区上。此外，每个覆盖区可以具有多个移动站或者UE109。多个基站103将经由回程连接(backhaul connection)107而连接到基站控制器101。该基站控制器和基站形成无线电接入网络(RAN)。整个网络可以包括任意数量的基站控制器，每个基站控制器控制多个基站。注意到，该基站控制器101可选地可被实现为基站之间的分布式功能(distributed function)。

基站103可以经由任意数量的标准空中接口并且使用任意数量的调制和编码方案来与移动站109通信。例如，可以采用E-UMTS或者CDMA2000。此外，E-UMTS可以采用正交频分多路复用(OFDM)，并且CDMA2000可以采用正交扩频码，诸如Walsh码。也可以使用半正交扩频码(semi-orthogonal spreading code)以经由空中接口来实现额外的信道化(additional channelization)。

图2以简化的方式将图1的覆盖区105表示为六边形的区域。每个六边形的区域对应于基站或者边缘节点(EN)覆盖区，并且可选地被称为小区，诸如小区203、205和207。此外，在图2中举例说明的网络200将具有多个基站控制器，诸如基站控制器201，其可以连接到任意数量的小区。

典型地，虽然这样的方案是不需要的，但是基站控制器将在连续的无线电覆盖区上控制多个小区。返回到图2，每个小区可以在其内具有多个移动设备，例如，小区203具有1个移动设备，小区207具有9个移动设备，而小区205一个也没有。

在图2中，假设在一些小区中示出的该多个移动站被配置为接收MBMS业务(“预订MBMS”)，那么每个移动站将经由PTM从其在PTM无线电承载(RB)上的各个小区接收MBMS数据。不具有预订MBMS的移动设备的小区，例如小区205不能建立PTM RB。

应该理解，虽然这样的移动站没有在图2中表示出来，但不具有预订MBMS的移动站的小区可能仍然具有现存的移动站。此外，在图2中示出的小区被理想化了。无线电覆盖区更现实地说是由图1所表示的，其示出了无线电覆盖区或者小区105可能重叠。因此，移动站能够与具有重叠区域的若干小区通信。但是，图2的理想化的小区范围举例说明了使用“最佳服务者”(best server)的概念，也就是说，在特定的时间上对该移动站提供最佳覆盖的小区。可以通过任意数量的参数来确定最佳服务者，该参数诸如，信噪干扰比(SINR)、误码率(BER)、帧删除率(FER)，或者其它的指示符，指示符的组合，或者使用任意一个或多个指示符作为输入的算法所输出的指示符，所有这些都是本领域普通技术人员所理解的。

因此，返回到图2，移动站209可以离开具有PTM RB的小区，并且移动到小区211，该小区211不预先具有已建立的PTM RB。在这种情况下，该移动站209可以在新的最佳服务小区211上启动PTM设置。

图3是示出被分配以用于从小区内的移动站接收响应的公共资源的时间标度示意图。横轴301是具有持续时间303的增加时间的标度，该持续时间303是在反向链路或上行链路上的持续时间，该反向链路或者上行链路是从移动站到基站的通信路径。多个资源可以被分配以用于接收为各种目的的响应，这些目的诸如改善接收的可靠性。另外，特定的资源可以被分配以用于经由具体的特定资源从响应的移动站接收特定指示信息。例如，移动站可以通过经由具体资源作出响应来指示其各自的SINR值，或者指定的SINR范围的一部分。

在一个实施例中，应用了“0-1”计数。更具体地说，该基站不需要在用户之间进行区分。该基站只须确定小区内是否有预订MBMS的移动站，并且在一些实施例中，也确定该移动站是否没有预先接收提供的MBMS传输。例如，来自该基站的计数请求可以包括对应于特定的提供商MBMS的服务标识符，并且也包括会话标识符，其中多个会话是可用的。如果移动站预订了由服务标识符确定的MBMS，但是还没有接收到由会话标识符确定的当前会话，该移动站就可以指示其想要接收的所提供的会话。因此，返回到图3，基站分配了基于频率和时间的资源303，例如，一个或者多个OFDM子载波码元持续时间。该基站此后发送请求移动站的计数的广播消息，该移动站想要接收MBMS传输。

如在图3中举例说明的，多个移动站，从用户305至第n个用户309可以在码元持续时间(symbol duration)期间进行响应。按照一些实施例，该移动站采用ON/OFF键控方案(keying scheme)，并且在相同的资源303上发送相同的码元。按照一些实施例，基站将响应作为来自于加入该响应的移动站的同样码元(identical symbols)的组合来接收。

如果基站在分配的持续时间期间在分配的资源303上接收码元，则该基站可以判定PTM传输被请求。否则，如果该基站没有检测到码元，则在那个特定的小区中未建立PTM RB。

由于在任何特定小区的无线电环境中有困难的无线电传播条件，诸如平坦瑞利衰落，所以可能出现一个潜在的困难。也就是说，当移动站响应的数目是非常小的时候，接收性能可能是非常差的，从而使得基站不能检测码元。因此，在一些实施例中，采用重复(repetition)以提供分集，并且可以在频率域和时间域两者中实现重复。

例如，在利用OFDM的系统中，可以分配两个子载波和两个码元持续时间，从而使得出现从移动站发出的码元的四次重复。可以通过采用按照一些实施例的简单重复来达到很大的分集增益以及功率增益。

当移动站响应的数目非常大时，例如，1000或者更大的时候，可能出现另一个潜在的困难。在这种情况下，可能出现与其它附近小区的干扰。因此，在一些实施例中，与快速指示(QI)(Quick Indication)一起采用了多步计数过程(multi-step counting procedure)。这种解决方案是通过图4举例说明的。图4是示出在前向链路(下行链路)401上和在反向链路(上行链路)403上的消息的时间标度示意图。

在基站通过例如广播请求消息而指示计数已经开始之后，默认初始概率“P”被用于调整对该请求作出响应的移动站的数目。

因此，如果将会有1000个移动站进行响应，并且P＝0.01，那么，作为该概率测试的结果，发送计数响应的移动站的平均数将是10。如果基站没有检测到响应，则可以随更高的概率因子而广播另一个请求消息。例如，如果最初地P＝0.01，那么下一计数请求将指示P＝0.1。可选地，移动站将监视额外的计数请求。如果接收到另一个请求，则移动站将通过因子10来更新P，并且在响应之前重复该概率测试。

如果基站检测到计数响应，则计数停止，并且不再发送另一个请求消息。因此，在图4中，并且也对于图1，基站控制器101将发送临时移动组身份(TMGI)(Temporary Mobile Group Identity)和会话ID给在其控制区域内所有的基站(边缘节点)103。每个基站103然后将在时间间隔T1 405期间广播该通知消息QI 409，并且当时间间隔T2 407时分配用于响应的资源。该通知消息QI 409将至少指示TMGI、会话ID、初始概率因子P以及在反向链路上分配的响应资源。该QI可以是多个物理层信号中的一个，通过该QI以移动站已知的方式来改变或者设置TMGI、会话ID、初始概率因子P和在反向链路上分配的响应资源。可选地，一个或者所有的资源可以被预先确定，在这种情况下，资源分配信息不需要被包含在通知消息QI 409中。此外，该QI可用于指示移动站应当停止发送计数响应。

在接收到第一个QI 409之后，移动站将使用初始概率因子P来运行概率测试，并且确定是否去加入计数响应。如果移动站确定其应当响应，则在所分配的响应时间间隔T2 407期间，其将使用ON/OFF键控而进行发送。基站103此后可以在时间间隔T2 407期间接收至少一个响应，或者组合的响应415。

如果基站103没有接收到响应，则在第一个响应时间间隔407之后，其发送第二个QI 411。第二个QI 411可以从初始QI 409大大简化。移动站109监视下一个QI 411。如果该移动站没有检测到额外的QI，那么，该移动站可以假设计数过程完成。如果检测到另一个QI，例如QI 411，那么该移动站将概率因子更新为初始概率因子的N倍，例如，如果N＝10，P_next＝10×P_initial，并且再次运行概率测试以确定是否去加入计数响应。在基站103检测到至少一个响应之前，这个过程将重复进行，如图4所示。例如，在图4中，可以发送第三个QI 413，并且移动站可以更新P为P＝0.1，运行概率测试，并且如果适当的话，发送响应419。请注意如果P＝1，并且没有接收到响应，那么计数过程完成，这是由于可以假定没有移动站存在于小区覆盖区内。

图5是举例说明按照已些实施例的移动站的主要部件的方框图。移动站500包括用户接口501、至少一个处理器503和至少一个存储器511。存储器511具有足够用于移动站操作系统505、应用程序507和普通文件存储器509的存储量。移动站500用户接口501可以是包括但不限于小键盘、触摸屏、话音激活命令输入和陀螺光标控制(gyroscopic cursor control)的用户接口的组合。移动站500具有图形显示器(graphical display)517，该图形显示器517还可以具有专用处理器和/或存储器、驱动器等等，其没有在图5中示出。

应该理解，图5仅仅是用于说明性的目的，并且是用于举例说明按照本公开的移动站的主要部件，并不意味着是移动站所需的各种部件及其之间连接的完整的示意图。因此，移动站可以包括没有在图5中示出的各种其它部件，并且仍然是在本公开的范围之内。

返回到图5，移动站500还包括多个收发信机，诸如收发信机513和515。收发信机513和515可用于使用各种标准，诸如但不限于UMTS、CDMA2000、802.11、802.16等等来与各种无线网络进行通信。

存储器511仅仅是用于说明性的目的，并且可以被以各种方法来配置，并且仍然处于本公开的范围内。例如，存储器511可以由若干元件组成，每个元件耦合到处理器503。此外，单独的处理器和存储器元件可以专用于特定的任务，诸如在图形显示器上渲染(render)图形图像。无论如何，存储器511至少具有为移动站500的操作系统505、应用程序507和普通文件存储器509(general file storage)提供存储量的功能。在一个实施例中，应用程序507包括概率测试应用程序，在收到QI消息之后运行该概率测试应用程序，以确定移动站500是否应当加入按照在此处描述的一些实施例的计数响应。

另外，在一些实施例中，应用程序507可以包括调制和编码方案确定应用程序，其确定用于接收MBMS的适宜的调制和编码方案。这样的实施例在下面进一步描述。

现在转向图6，举例说明了各种实施例的高级操作。开始时，如在方框601中的，基站103分配公共无线电资源。该公共无线电资源例如可以是一个或多个OFDM子载波。该基站103广播计数请求，如方框603所示。该计数请求可以包括初始概率因子、TMGI、会话标识符，并且在一些实施例中进一步包括SINR范围。

在方框605中，从移动站接收至少一个计数响应，或者从多个移动站接收组合的响应。响应的数目可以由概率测试来限制，每个移动站将使用所提供的初始概率因子来运行该概率测试。一旦随后接收到计数请求，该移动站可以增大这个因子。最终，在方框607中，假设已经接收到响应，该基站将建立PTM RB，并且发送MBMS。

现在转向图7，举例说明另一个实施例，其中方框701、703和705分别类似于方框601、603和605。但是，在方框705中，接收到的响应可以指示移动站可实现的调制和编码方案(MCS)。在一些实施例中，在方框703中基站将询问可实现的MCS状态，并且在方框705中接收作为响应的一部分的MCS选择指示。该MCS例如可以是与正交移相键控(QPSK)、诸如4、8、16，或64QAM的正交幅度调制(QAM)中的一个一起使用的1/3速率turbo编码。该MCS通常可以是任何其它适宜的调制和编码方案。此外，MCS状态的指示可选地可以包括对应于MCS的SINR的指示，该MCS可以被基站发送机所使用，并且移动站可以以可接受的误码率来接收该MCS。

在不同的实施例中，方框705的响应提供移动站是在方框703所提供的SINR范围之内的指示，从而使得基站可以选择适当的MCS，如方框707所示。在方框709中，假设接收到至少一个响应，建立PTMRB，并且已确定的MCS被用于MBMS发送。

通过采用本公开的各种实施例，反向链路信令开销被降低，因为各种实施例利用物理层信令方法而不是使用消息，从而使得发送更少的信息。此外，因为从对计数作出响应的移动站发出的功率在各种实施例中被组合，所以可靠性被提高。更进一步，各种实施例降低了延迟，因为基站中的物理层可以控制计数，而不是基站控制器中的更高层来控制。

在另一个实施例中，可以选择调制和编码器状态(MCS)以用于MBMS的传送。在增强的MBMS传送(E-MBMS)中，当多个小区在单频网中发送的时候，可以出现非常高的信噪干扰比(SINR)，而当仅仅一个小区发送的时候，可以出现低的SINR。因为最佳效率是通过尽快地选择恰当的MCS状态来达到的，所以一些实施例在开始传输之前，在计数过程期间进行这个选择。

因此，在一些实施例中，基站103可以提供SINR范围，从而仅使得具有处于范围之内的用于信号接收的SINR的移动站加入计数。其它过程，诸如概率测试仍然可以结合SINR范围要求来使用。在一个可选的实施例中，基站可以请求移动站直接回答给定的MCS是否是可实现的，另外，如果移动站符合SINR范围和诸如概率测试的任何其它要求的话，移动站可以响应。

在一些实施例中，移动站可以用指示其位于SINR范围之内的一个比特来应答。但是，可以发送多个比特以指示信道状态或者用于移动站的优选MCS。正如在一些实施例中那样，使用额外的比特有助于指示例如在一个范围中该移动站在哪里衰落，假设一个大的约束范围(constraint range)。

可以使用由移动站进行的用于SINR测量的各种方法，并且保持处于本公开的范围之内。例如，服务基站可以给移动站指示哪个基站将发送，类似于邻区列表(neighbor list)，从而使得移动站可以通过测量来自所指示的每个基站的导频信道来估计SINR。可选地，网络可以从将要传送业务的所有基站发送出单个导频，从而使得移动站可以从组合的导频信道中确定SINR。

虽然已经举例说明和描述了优选实施例，但应该理解，本公开不限制于此。在不脱离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对于那些本领域技术人员来说将会产生许多修改、改变、变化、替换和等价物。

Claims (14)

1.一种操作无线通信的无线电接入网络的方法，包括：

分配公共无线电资源，以用于从所述无线电接入网络的覆盖区中的至少一个移动站接收计数响应；

在所述公共无线电资源上广播请求所述计数响应的消息；以及

如果从所述至少一个移动站接收到所述响应，则以点对多点传输模式向所述至少一个移动站发送数据。

2.根据权利要求1的方法，其中在所述公共无线电资源上广播请求所述响应的消息的步骤进一步包括：

提供物理层指示符，所述至少一个移动站可通过所述物理层指示符来确定临时移动组身份(TMGI)和概率因子。

3.根据权利要求1的方法，其中在所述公共无线电资源上广播请求所述响应的消息的步骤进一步包括：

发送物理层指示符，所述物理层指示符通知所述至少一个移动站停止在所述公共无线电资源上发送所述响应。

4.根据权利要求1的方法，进一步包括：

基于至少一个接收到的响应，确定调制和编码方案；以及

其中以点对多点传输模式发送数据的步骤进一步包括：使用所述调制和编码方案。

5.根据权利要求1的方法，进一步包括：

在所述公共无线电资源上接收来自多个移动站的组合响应。

6.根据权利要求5的方法，其中在所述公共无线电资源上广播请求所述响应的消息的步骤进一步包括：

在所述消息内指示概率因子。

7.根据权利要求6的方法，其中在所述公共无线电资源上广播请求所述响应的消息的步骤进一步包括：

广播以下各项中的至少一个：特定的信噪干扰比范围、或者调制和编码状态的特定范围。

8.根据权利要求7的方法，其中在所述公共无线电资源上广播请求所述响应的消息的步骤进一步包括：

仅向对于接收信号具有所述特定的信噪干扰比范围的移动站请求所述响应。

9.根据权利要求7的方法，其中在所述公共无线电资源上广播请求所述响应的消息的步骤进一步包括：

向下述移动站请求所述响应，该移动站对于接收信号具有所述特定的信噪干扰比范围并且满足由所述移动站使用所述概率因子而确定的概率准则。

10.一种用于操作无线通信的无线电接入网络的装备，包括：

用于分配公共无线电资源以用于从所述无线电接入网络的覆盖区中的至少一个移动站接收计数响应的装置；

用于在所述公共无线电资源上广播请求所述计数响应的消息的装置；以及

用于如果从所述至少一个移动站接收到所述响应、则以点对多点传输模式向所述至少一个移动站发送数据的装置。

11.根据权利要求10的装备，进一步包括：用于在所述公共的基于频率和时间的资源上从多个移动站接收组合的响应的装置。

12.根据权利要求10的装备，进一步包括：用于在所述请求消息中广播概率因子的装置。

13.根据权利要求10的装备，进一步包括：用于在所述请求消息中广播特定的信噪干扰比范围的装置。

14.根据权利要求13的装备，进一步包括：用于基于对所述请求消息的所述至少一个响应来选择用于以点对多点模式发送数据的调制和编码方案的装置。