传输数据的方法 本申请是申请日为 2004 年 8 月 30 日、 申请号为 200480028328.9（国际申请号为 PCT/EP2004/051958） 以及发明名称为 “传输数据的方法” 的发明专利申请的分案申请。
技术领域 本发明涉及从发射机向接收机传输数据的方法， 其中该方法按照通用移动电信系 统标准 （简称 UMTS 标准） 工作。 本发明另外还涉及与此相应的通信系统和计算机程序产品。
背景技术 数据的概念在本发明的范畴内应该被理解为各种形式的用于信令目的的信息和 / 或消息以及与应用有关的用户数据。与此相应地， 通信的概念也应被理解为在上述宽范围 内的数据传输。
UMTS 无线电接口被划分为三个协议层 ： 作为层 1 的物理层 , 作为层 2 的由 MAC、 RLC、 BMC、 PDCP 组成的数据连接层， 以及作为层 3 的具有 RRC 的网络层。在 UMTS 空中接口
的协议结构内， 无线电网控制单元 RNC 内的无线电资源控制 RRC 负责为无线电小区内的所 有用户设备控制和分发无线电资源。资源管理目前是基于较慢的时间来进行的， 因为用户 设备和 RNC 之间的相应信令是通过 RRC 消息来实现的。
MAC 层中的 MAC-d 单元在发射机内的基本任务是， 在发送的情况下， 把通过 MAC 层 上方的专用逻辑信道所施加的数据映射到物理层的专用传输信道上， 或者在接收机内把在 专用传输信道上接收的数据分配到专用逻辑信道上。在接收的情况下， 该 MAC-d 单元把通 过专用传输信道接收的数据再次分配到相应的专用逻辑信道上。在传输信道上， 数据以固 定长度的分组单元的形式、 也即传输块被传输。
鉴于在第三代合伙项目或 3GPP 小组内的 UMTS 的进一步标准化和继续发展， 尝试 了一些改善以便快速和有效地经专用传输信道传输数据。 发明内容
本发明的任务在于如此地改善遵照 UMTS 标准的数据传输方法， 使得数据传输被 加速。
根据本发明的用于从发射机向接收机传输数据的方法， 其中该方法按照通用移动 电信系统标准 UMTS 工作， 其中 ： 在 MAC 层平面上用带内信令发送对 UMTS 基站重要的信息 , 并且在 MAC 层平面上采用一个信令传输块以在用户终端设备和相应 UMTS 基站之间快速和 有效地发送信令。
根据本发明的具有至少一个基站的通信系统， 所述基站由上级的无线电网控制单 元控制并且覆盖一个无线电小区， 在该无线电小区内， 在所述基站和至少一个用户终端设 备之间通过空中接口利用 UMTS 协议结构而存在通信连接， 其中至少一个控制装置和 / 或数 据处理装置形式的 RRC 功能性从所述无线电网控制单元 RNC 被转移布置到所述基站内， 其 中在 MAC 层平面上用带内信令发送对 UMTS 基站重要的信息 , 并且在 MAC 层平面上采用一个信令传输块以在用户终端设备和相应 UMTS 基站之间快速和有效地发送信令。一个或多 个信令传输块在传输信道的要被发送的传输块内被多路复用， 所述一个或多个信令传输块 具有从所述 UMTS 基站发送的用于无线电资源控制的缓冲器状态控制消息， 其中所述缓冲 器状态控制消息用于传输从用户终端设备到 UMTS 基站的专用上行链路传输信道的当前数 据容量。
根据本发明， 在所建议的方法中， 在 MAC 层平面上用带内信令发送对 UMTS 基站重 要的信息。由此实现了在 MAC 层平面上在用户终端设备 UE 和相应的 UMTS 基站之间的快速 和有效的信令。因此， 根据本发明可以在 MAC 层平面上区分数据传输块和信令传输块， 并分 别不同地处理它们。由此可以用习惯的方式在用户终端设备和基站之间交换有用数据和 RRC 信令数据， 而另外仅仅还在用户终端设备和基站之间交换对基站重要的信令数据。 由此 加速了尤其上行链路方向的数据传输， 也即从用户终端设备到网络或到作为接下来网络的 一部分的基站的数据传输。 一个或多个信令传输块在传输信道的要被发送的传输块内被多 路复用， 所述一个或多个信令传输块具有从所述 UMTS 基站发送的用于无线电资源控制的 缓冲器状态控制消息， 其中所述缓冲器状态控制消息用于传输从用户终端设备到 UMTS 基 站的专用上行链路传输信道的当前数据容量。
因此在相应的通信系统的结构中， 根据本发明将至少一个控制装置和 / 或数据处 理装置形式的 RRC 功能性从 RNC 被转移布置到所述基站内。其它的从属权利要求分别包 含有本发明的同样非常优选的扩展和改进方案， 它们与现有 UMTS 标准结构一致地被构造。 对此， 通过在基站和用户终端设备中设立相应的信令装置来尤其建立合适的信令。另外还 建立特定的信令传输块和两种不同的传输块格式， 正如还要参考实施例进行详细描述的一 样。 附图说明
下面通过参照附图并借助实施例和参考现有技术来详细讲述本发明。 其中以示意 的原理图 ： 图 1 示出了遵照 UMTS 标准的无线电通信系统的部件， 图 2 示出了 UMTS 空中接口的协议结构， 图 3 示出了在 UE 方的 MAC-d 单元的结构， 图 4 示出了上行链路的传输情形， 图 5 示出了从传输信道到物理信道的数据映射， 图 6 示出了 UMTS 空中接口的被扩充后的协议结构， 图 7 示出了传输块的格式， 图 8 示出了在信令传输块的情形下的 MAC SDU 格式， 图 9 示出了带内信令， 图 10 示出了按照实施例 1 在下行链路方向的 MAC 层中的信令过程， 以及 图 11 示出了按照实施例 2 在上行链路方向的 MAC 层中的信令过程。
另外还参考以下表格 ： 表 1 示出了信令无线电载荷的参数 ； 表 2 示出了无线电载荷的参数 ；表 3 示出了所允许的传输格式组合的配置 ； 表 4 示出了按照实施例的无线电载荷的参数 ； 以及 表 5 示出了按照实施例的所允许的传输格式组合的配置。
在附图和接下来的说明中， 对于相同的部分、 功能块、 层等统一使用相同的附图 标记和缩写。由于在国际层面的向前迈进的标准化， 借用主要来自于安格鲁 - 萨克森 （angelsaechsisch） 语言领域内的专业术语和名称。因为涉及本技术领域内普通技术人员 惯用的专业术语， 在缺少确定的或中肯的德语名称的情况下， 这些术语不再进一步被译成 德语。 具体实施方式
在效率和速度提高的背景下根据本发明建议了一种解决方案， 其中在 MAC 层平面 上， 通过特定的信令传输块只能在基站和用户设备之间交换对基站重要的信息。因此本发 明的基站同样具有资源管理功能， 譬如用于重新配置物理信道或用于切换传输信道的类 型。 为此， 也定义了并在下面讲述基站和用户设备之间的新的信令机制， 以便基站能尽可能 快而有效地执行无线电资源管理。 为了更容易了解， 起先讲述 UMTS 标准的网络和协议结构的基础原理 ： 图 1 为此用示意图示例地示出了无线电通信系统 FCS 的部件， 所述无线电通信系统 按照通用移动电信系统标准或者说 UMTS 标准进行工作。该无线电通信系统由无线电小区 CE1、 基站 BS1 和上级无线电网控制单元 RNC1 组成。基站 BS1 通过所属的数据线路 L1 由上 级无线电网控制单元 RNC1 控制。该无线电网控制单元监视在由基站 BS1 在无线电技术上 覆盖的无线电小区 CE1 内的无线电资源的分配。这里， 基站 BS1 代表性地代表了无线电通 信系统 FCS 的许多其它的未在图 1 被详细示出的基站 BS， 其具有和覆盖了相应的无线电小 区 CE。
在 基 站 BS1 和 无 线 电 小 区 CE1 内 的 无 线 电 通 信 设 备 （这 里 是 移 动 无 线 电 话 UE1-UE5） 之间， 消息和 / 或数据信号通过至少一个预先定义的空中接口 Uu 按照多路接入传 输方法被传输。例如以 UMTS 频分双工或 FDD 模式通过相应单独地分配频率或频段来实现 上行链路方向和下行链路方向的分开的信令传输。这里， 上行链路是指从用户设备到相应 基站的信令传输， 下行链路是指从相应被分配的基站到用户设备的信令传输。同一无线电 小区 CE1 内的多个用户或移动无线电话 UE1-UE5 优选地通过正交码尤其按照所谓的码分多 址或 CDMA 方法被分离。在本实施例中， 多个用户设备 UE1、 UE2、 UE3、 UE4 和 UE5 逗留在基 站 BS1 的无线电小区 CE1 内。
UMTS 空中接口 Uu 被划分为三个协议层。图 2 从专用传输信道 DCH 的观点示出了 该协议结构。最下层是物理层、 即层 1。其上面的层是数据连接层、 即层 2， 它由 MAC、 RLC、 BMC 和 PDCP 组成， 最上层是具有 RRC 的网络层、 即层 3。该结构既存在于用户设备 UE 中也 存在于 UMTS 网络中， 该 UMTS 网络也被称为 UMTS 地面无线电接入网络或 UTRAN， 其由基站 BS 和无线电网控制单元 RNC 组成。 每个协议层通过给定的业务接入点给其上方的层提供其 业务。 为了更好地理解该结构， 该业务接入点设有通常采用的并且唯一的名称， 例如逻辑信 道、 传输信道、 无线电载荷 RB、 信令无线电载荷 SRB。
在此， 图 2 所示的协议结构不仅被水平地划分为上述的层和单元， 而且也被垂直
地划分为由物理层、 MAC、 RLC 和 RRC 组成的控制平面 （C 平面） 和由物理层、 MAC、 RLC、 PDCP 和 BMC 组成的的用户平面 （U 平面） 。通过 C 平面专门地传输需要被用于建立和保持连接的 控制数据， 而通过 U 平面传输原本的有用数据。
每个协议层或协议单元具有确定的功能。在 [1] 中讲述了该协议结构的细节。在 网络侧， 物理层位于相应的基站和无线电网控制单元中， 而 MAC、 RLC、 PDCP、 BMC 和 RRC 只位 于无线电网控制单元中。
在发射机侧， 物理层 Phys 的任务是确保通过空中接口 Uu 可靠地传输来自于 MAC 层的数据。在此， 该数据被映射到相应的物理信道 Phy 上。物理层 Phys 通过传输信道将其 业务提供给 MAC 层， 该传输信道确定了应该如何和利用哪种特性经空中接口 Uu 传输数据。 物理层 Phys 的主要功能包括信道编码、 调制和 CDMA 代码扩展。相应地， 物理层 Phys 在接 收机方执行 CDMA 代码解扩展、 解调和解码被接收的数据， 并且随后将该数据转交给 MAC 层 作进一步处理。
MAC 层通过逻辑信道 Log 给 RLC 层提供其业务， 所述逻辑信道 Log 表征了所传输 的数据涉及哪种数据类型。MAC 层在发射机内的任务是， 将施加在 MAC 层上方的逻辑信道 Log 上的数据映射到物理层 Phys 的传输信道 Transp 上。物理层 Phys 给传输信道提供与 之不同的传输速率。因此， MAC 层在发射机内的主要功能之一是， 根据被映射到该传输信道 Transp 上的逻辑信道 Log 的当前传输速率、 发射功率和数据优先级为每个被配置的传输信 道 Transp 选择合适的传输格式 TF。传输格式 TF 详细地规定了每个传输时长 （传输时间间 隔 TTI） 通过传输信道 Transp 向物理层 Phys 发送多少 MAC 分组单元 （也称传输块） 。在接 收机内， MAC 层把在传输信道 Transp 上接收的传输块分配到逻辑信道 Log 上。MAC 层由三 个逻辑单元组成。
MAC-d 单元处理通过相应的专用逻辑信道 “专用业务信道 DTCH” 和 “专用控制信 道 DCCH” 被映射到专用传输信道 DCH 上的有用数据和控制数据。MAC- 控制 / 共享 - 单元或 MAC-c/sh －单元处理被映射到共同的传输信道 （例如上行链路中的 RACH 或下行链路中的 FACH） 上的逻辑信道的有用数据和控制数据。MAC- 广播 - 单元或 MAC-b －单元只处理经逻 辑信道 “广播控制信道 BCCH” 在传输信道 “广播信道 BCH” 上通过广播而被传输给相应无线 电小区内的所有 UE 的对无线电小区重要的系统信息。
RLC 层在 RRC 的情况下通过信令无线电载荷 SRB 提供其业务。在 PDCP 和 BMC 的情 况下， 这通过无线电载荷 RB 实现。SRB 或 RB 表征了 RLC 层必须如何处理数据分组。对此， 例如由 RRC 层为每个被配置的 SRB 或 RB 规定传输模式 ： 透明模式 TM、 未确认模式 UM 或确 认模式 AM。这里， RLC 层被如此模型化， 使得每 RB 或 SRB 存在一个独立的 RLC 实体。另外， RLC 协议在发射机内的任务是， 把 RB 或 SRB 的有用数据和信令数据划分或合并成分组。在 UM 和 AM 传输模式下， 相应的 RLC 实体一直在 RLC 发射缓冲器中存储被施加给 RB 或 SRB 的 数据分组的副本， 直到该数据分组能够成功地通过空中接口 Uu 由位于 RLC 下方的层传输。 RLC 层把在划分或合并后所形成的数据分组转交给 MAC 层以进行进一步传输。
RRC 协议负责物理信道 Phy、 传输信道 Transp、 逻辑信道 Log、 信令无线电载荷和无 线电载荷的建立和拆除、 重新配置， 以及还负责层 1 和层 2 协议的所有参数的协商。对此， RNC 和 UE 内的 RRC 单元通过 SRB 交换相应的 RRC 消息。RRC 层的细节请参见 [2]。
PDCP 协议只负责分组交换域或 PS 域的数据传输。其主要功能是压缩或解压缩 IP报头信息。BMC 协议在网络侧被用来通过空中接口 Uu 传输所谓的蜂窝广播消息。
现在描述 MAC-d 单元的功能的基础原理 ： MAC 层的 MAC-d 单元处理通过相应的专用逻辑信道或专用业务信道 DTCH 和专用控制信 道 DCCH 而被映射到专用传输信道 DCH 上的有用数据和控制数据。其细节在 [3] 被讲述过。 在图 3 中示例性地示出了在 UE 方的 MAC-d 单元的结构 ： . 如果由 RRC 配置， 则通过块传输信道类型交换把 DTCH 和 DCCH 的有用数据和控制数据 映射到公共传输信道、 例如 RACH 上， 并将其传送给 MAC-c/sh 单元对其作进一步处理。
. 如果在同一传输信道上多路复用多个专用逻辑信道， 则使用 C/T MUX。在该情形 下， 为了唯一地识别而在各个逻辑信道的数据分组中插入一个 4 比特长的 C/T 字段作为 MAC 报头， 其中录入了逻辑信道的身份。由此接收方的 MAC-d 单元可以唯一地识别所接收的数 据是源于哪个逻辑信道。
. 在 RLC 传输模式为透明模式 TM 的情况下， 数据分组在发射的情况下被加密， 或在 接收的情况下被解密。
“UL TFC 选择” 块的任务是上行链路调度， 也即根据被映射到传输信道上的专用逻 辑信道的当前传输速率、 发射功率和数据优先级来为所有被配置的 DCH 选择合适的传输格 式组合 TFC。 为更好地理解协议的关系， 下面讲述一个例子。 为此假定一种情形， 其中无线电小 区 CE1 内的用户设备 UE1 在数据速率分别为 64kbps 的上行链路中并行使用两种分组业务， 例如用于数据的因特网浏览和串流播放。依据无线电小区 CE1 内的实际业务情况和被请求 的业务质量 QoS， 由 RNC1 内的 RRC 层给该 UE1 分配专用的无线电资源。详细地说， 由 RNC1 内的 RRC 层已经如此地给下行链路和上行链路配置了各个协议层或协议单元， 使得在移动 无线电连接的时延内应该通过层 1 和 2 的协议确保某种业务质量、 例如某个被保证的数据 速率或最大数据速率和 / 或某个传输延迟。然后， 由 RNC1 规定的配置被通知给用户设备 UE1 内的 RRC 层。
在图 4 中示出了所考虑的上行链路传输情形的配置例子。在 U 平面内规定了被用 来传输相应分组业务的有用数据的两个 RB、 也即 RB1 和 RB2。每个 RB 在 RLC 层内被映射到 一个 RLC 实体和逻辑业务信道 DTCH 上。在 C 平面内， 依据不同类型的控制消息规定了数据 速率分别为 3.4kbps 的四个 SRB SRB1 至 SRB4， 其分别在 RLC 层内被射到一个 RLC 实体和逻 辑控制信道 DCCH 上。在 MAC-d 单元内配置了两个传输信道 DCH1 和 DCH2， 其中在 U 平面内， 两个逻辑业务信道 DTCH1 和 DTCH2 被多路复用到传输信道 DCH1 上， 在 C 平面内， 四个逻辑 控制信道 DCCH1 至 DCCH4 被多路复用到传输信道 DCH2 上。在物理层内， 所述两个传输信道 被信道编码， 并被多路复用到一个长度为 10ms 的无线电时帧编码复合传输信道或 CCTrCH 上。基于无线电传输技术 FDD， 数据在扩展和调制之后在 CCTrCH 上通过专用物理数据信道 DPDCH 以 SF=16 经空中接口 Uu 被发送给 UTRAN。 与此并行地， 物理层的特定配置信息在专用 物理控制信道 DPCCH 上以扩展系数 SF=256 被发送， 以便基站 BS1 内的物理层在解码 DPCCH 上的控制信息之后也能够正确地解码 DPDCH 上的数据。
在表格 1 至 3 中综合了信令无线电载荷、 无线电载荷和所允许的传输格式组合的 配置参数 ：
为了处理相应 RLC 实体的发射缓冲器内的数据分组， 给逻辑信道分配不同的优先级 1 ～ 8， 其中优先级 1 表示最高优先级， 优先级 8 表示最低优先级。基于该优先级， 具有较高 优先级的逻辑信道的数据分组得到优先。在相持不下的情况下， 也即在同一传输信道上的 两个或多个逻辑信道具有相同优先级的情况下， 考虑发射缓冲器的缓冲器占用 BO 的相应 占用作为另一判据。于是， 如果在例如同一传输信道上的两个逻辑信道具有相同优先级的 情况下逻辑信道 1 的缓冲器状态高于逻辑信道 2 的缓冲器状态， 那么首先处理信道 1 的数 据。
为传输信道 DCH1 配置了传输格式集 TFS 中的五个传输格式 TF0 至 TF4。因此传 输格式 TF2 规定了每个传输时长 “20ms 的传输时间间隔 TTI” 通过 DCH1 向物理层发送大小 为 340 比特的两个传输块 TB。在那里， 每个传输块被附加了 16 个 CRC 校验和比特以用于 差错识别。两个传输块然后共同地通过码率为 1/3 的涡轮式编码器 （Turbocoder） 被信道 编码， 以便防止其遭到可能由传输信道引起的传输差错。相反， 为传输信道 DCH2 只配置了 传输格式集 TFS 中的两个个传输格式 TF0 和 TF1。因此传输格式 TF1 规定了每个传输时长 TTI=40ms 通过 DCH2 向物理层发送大小为 148 比特的一个传输块。在那里， 传输块被附加 了 16 个 CRC 校验和比特以用于差错识别。传输块然后通过码率为 1/3 的卷积编码器被信 道编码。接着， 两个传输信道的编码数据根据其相应的 TTI 被共同地多路复用到一个无线 电时帧 CCTrCH 上。根据 DCH1 的 TTI=20ms， 其数据在两个相继的无线电时帧上经空中接口 被传输到 UTRAN， 而 DCH2 的数据根据 TTI=40ms 而在四个相继的无线电时帧上经空中接口 被传输到 UTRAN。在 CCTrCH 上， 两个传输信道 DCH1 和 DCH2 的传输格式的被允许的组合由 传输格式组合集 TFCS 规定。一般地， 由给每个传输信道配置的传输格式数量的乘积来得出 可能的传输格式组合 TFC 的最大数量。TFCS 的大小在于负责和控制 UTRAN， 也即正确地规 定不同传输信道的传输格式的被允许的组合数量和类型。实际上， 在一个 TFCS 中所允许的 TFC 数量小于理论上可能的最大值。在该实施例中， TFCS=10 的所允许的大小也是实际的最 大数量， 也即 DCH1 的 5 个 TF 和 DCH2 的 2 个 TF。在表格 3 中列举了这种被允许的 10 个传 输格式组合。在 DCH1 的 TF#i 和 DCH2 的 TF#j 中， TFC 的记号用 i=0… 4 和 j=0,1 来规定。
在图 5 中示出了用于上行链路调度的例子， 其中 MAC-d 单元根据当前的传输状态 已选择用于数据传输的传输格式组合 TFC8。这里， 组合 TFC8=(TF3,TF1) 给出了 ： 在 CCTrCH 上， 编码数据的相应部分由 DCH1(=TF3) 的三个传输块 TB1、 TB2、 TB3 和由 DCH2(=TF1) 的一 个传输块 （TB1） 传输。为了使基站 BS1 内的物理层能正确地解码 DPDCH 上的数据， 在 DPCCH 上作为配置信息而用信令发送在 CCTrCH 上所使用的传输格式组合 TFC8。 本发明的基本点是定义特定的信令传输块 STB， 以便在 MAC 层平面上用带内信令 发送对基站重要的信息。由此实现无线电资源的快速和有效的控制。不失一般性， 另外假 设基站 BS 具有以下 RRC 功能 ： . 重新配置上行链路和下行链路中的物理信道， . 重新配置上行链路和下行链路中的传输格式和传输格式组合， . 切换传送信道类型， 也即从公共传输信道切换到专用传送信道， 以及作相反的切换， . 调整上行链路 SIRtarget 以用于专用物理信道的快速功率控制。
本发明解决方案详细如下 ： 1．扩展的 UTRAN 协议结构 ： 在 UTRAN 协议结构内， 在 MAC 层中定义了一个名称为 “媒体接入控制高级上行链路” （简 称 MAC-EU） 的新单元。与此相应地被扩展的 UTRAN 协议结构被描绘在类似于图 2 所示图形 的图 6 中。在网络侧， MAC-EU 只位于基站中。这里 ,MAC-EU 执行以下所有功能， 这些功能 是为了通过信令传输块在带内用信令发送对基站重要的信息以进行无线电资源控制所需 要的。
这些功能除了别的以外还包括 ： . 产生一个或多个用于带内信令的信令传输块 ； . 选择用于传输信令传输块的传输信道 ； . 多路复用在一个传输信道的要被发送的传输块内的信令传输块 ； . 多路分解在一个传输信道的被接收的传输块内的信令传输块 ； . 把在信令传输块内传输的信息续传给基站或 UE 内的 RRC 单元以进行继续处理 ； 以及 . 为安全传输或安全接收信令传输块内的消息而进行控制。
根据基站 BS 的 RRC 功能性， 通过 STB 在基站 BS 和用户设备 UE 之间交换不同类型 的消息。根据以下非穷尽的列举， 内容的例子是这种新的传输块 ： . 物理信道重新配置控制 ： 从基站到 UE 的、 用于重新配置上行链路和下行链路中的物
理信道的消息。
.TF 重新配置控制 ： 从基站到 UE 的、 用于重新配置上行链路和下行链路中的传输 格式及传输格式组合的消息。
. 缓冲器状态控制 ： 从基站到 UE 的、 用于传输某一传输信道的当前数据容量的消 息， 也即被多路复用到该传输信道上的所有 RB 或逻辑信道的当前 RLC 缓冲器状态。
. 缓冲器状态报告 ： 从 UE 到基站的、 对具有传输信道数据容量信令的缓冲器状态 控制消息的应答。
2．传输块类型的定义 ： 根据 MAC 多路复用为专用逻辑信道 DTCH 和 DCCH 定义两个新的传输块格式， 参见图 7。 不失一般性， 在图 7 中考虑了一个 DCH 传输信道， 也即该新的格式原则上也可以应用于一般 的传输信道， 例如上行链路中的 RACH 和下行链路中的 FACH。
. 情况 a): DTCH 或 DCCH 在没有多路复用的情况下被映射到一个 DCH 传输信道上。 在该情形下， 作为 MAC 报头只附加一个长度为 2 比特的 D/C 字段。
. 情况 b): DTCH 或 DCCH 在多路复用的情况下被映射到一个 DCH 传输信道上。在 该情形下， MAC 报头包括长度为 2 比特的 D/C 字段和长度为 4 比特的 C/T 字段 , 其中传输 了逻辑信道的相应身份。
该字段具有 “数据 / 控制” 的缩写名称 D/C。利用字段 D/C 指示出传输块的类型 ： . 利用 D/C=00 发送一个信令传输块 STB 信令。于是， MAC SDU 表现为以下分组单元， 通 过该分组单元， 在用户设备和基站之间只交换用于无线电资源控制的对基站重要的信息。
. 相应地， 用 D/C=11 发送一个正常传输块信令， 通过该正常传输块象迄今一样传 输有用数据或 RRC 信令数据。于是， MAC SDU 表现为所述 MAC 层通过 DTCH 或 DCCH 接收到 的分组单元。
3．信令传输块的结构 在图 8 中示出了一个信令传输块 STB 的 MAC SDU 部分的一般结构， 通过该结构最多可 以传输 n 个消息 ： .TN UL ： 该状态字段或字段传输一个上行链路传输号， 并被用于再跟踪上行链路中的 传输状态。该字段具有 k 比特的长度。
.TN DL: 该字段传输一个下行链路传输号， 并被用于再跟踪下行链路中的传输状 态。该字段具有 k 比特的长度。
.Poll: 该字段被用于从接收器请求一个关于成功地在规定的时间内传输了信令 传输块的确认。该字段具有 1 比特的长度。
.MT: 在该字段内规定了在接下来的消息部分中被传输的消息类型。该字段用 1 比特编码。
.MP: 在该字段内传输已通过 MT 部分规定的消息。该字段根据要被传输的消息类 型而具有 m 比特的可变长度。
.Flag: 该字段被用来指示在字段中是否发送字段 MT、 也即另一消息。 该字段具有 1 比特的长度。
.Pad: 该字段被用来用伪符号、 即所谓的虚比特来填充 MAC SDU 中的未被使用部 分。状态字段 TN UL、 TN DL 和 Poll 被用于控制以便安全地传输或安全地接收信令传 输块内的消息。这通过以下机制来实现 ： · UE 中的 MAC-EU 单元具有一个用 k 比特编码的、 具有整数值域为 0 至 N-1 的上行链路 传输计数器 Z1。对于每个在上行链路方向发送的 STB， 该上行链路计数器的当前值在字段 TN UL 内被传输， 然后增加 1。另外， 在字段 TN DL 内还传输最后接收的 DL-STB 的值。在达 到最大的计数器状态后， Z1 复位到 0 并重新向上计数。
· 与此等同地， 基站中的 MAC-EU 单元具有一个用 k 比特编码的、 具有整数值域为 0 至 N-1 的下行链路传输计数器 Z2。对于每个在下行链路方向发送的 STB， 该下行链路计数 器的当前值在字段 TN DL 内被传输， 然后增加 1。另外， 在字段 TN UL 内还传输最后接收的 UL-STB 的值。在达到最大的计数器状态后， Z2 复位到 0 并重新向上计数 · 在需要时， 相应 MAC-EU 单元可以借助于状态字段 Poll 从相应接收单元请求对成功地 在规定时间内接收了 STB 的确认， 也即通过被设置的 Poll-Bit=1。
在无差错的传输条件下， 接收机内的相应 MAC-EU 接收到信令传输块的连续的号 码序列， 也即通过连续号码序列的中断来识别可能的传输差错。
总之， 本发明在 MAC 协议层内定义了特定的信令传输块， 通过它们在将来可以在 基站和用户设备之间实现快速和有效的带内信令以进行无线电资源控制。 由此得到以下优 点： 本发明支持基站内具有 RRC 功能性的扩展 UTRAN 协议结构， 使得无线电资源的管理在将 来可以在空中接口附近进行。 对用户设备来说上行链路和下行链路中无线电资源的重新配 置利用该方式可以根据无线电小区内的业务负载而更为快速和更为有效地被实现。 下行链 路、 尤其是上行链路中的数据传输在传输延迟和数据通过量方面被大大改善。
在下面的实施例中考虑图 6 所示的在 MAC 层中具有新 MAC-EU 单元的扩展 UTRAN 协议结构。不失一般性， 假定基站具有如下的在上文已经给出的 RRC 功能 ： ·重新配置上行链路和下行链路中的物理信道， ·重新配置上行链路和下行链路中的传输格式和传输格式组合， ·切换传输信道类型， 也即从公共传输信道切换到专用传输信道， 以及作相反的切换， ·调整上行链路 SIRtarget 以便对专用物理信道进行快速功率控制。
考虑通过具有以下配置的专用连接在 UE 和 UTRAN 之间传输数据 ： ·对于上行链路和下行链路考虑图 4 所示的传输情形。
·在 U 平面上， 用户数据在两个 RB 上、 也即 RB#1 和 RB#2 上被传输。两个 RB 的配 置被综合在表格 4 中 ：。
·在 C 平面上配置 4 个 SRB(SRB#1 至 SRB#4)。其参数被综合在表格 1 中。 ·在表格 5 中列举了被允许的传输格式组合， 其中现在总共定义 12 个组合 ：。·考虑图 7 中情况 b) 所示的传输块格式， 也即 MAC 报头由字段 D/C 和 C/T 组成。
·在图 8 所示的信令传输块的格式方面考虑以下配置 ： 字段 TN UL、 TN DL 和 MT 的 长度分别为 3 比特。
实施例 1 ： 下行链路中的带内信令 用于下行链路的传输计数器 Z2 在初始状态具有值 0， 并且基站内的 MAC-EU 还没有从 UE 接收到 UL-STB。根据无线电小区内的当前业务状况， 基站将会在位于 UE 和 UTRAN 之间 的现有专用数据传输内通过 DL-STB 向 UE 发送两个用于无线电资源控制的消息 ： ·物理信道重新配置控制， 用于重新配置上行链路和下行链路中的专用物理信道， 例如 SF 的新参数， 信道化代码和扰码。
·缓冲器状态控制， 用于传输专用 UL 传输信道 DCH1 的当前数据容量。
基于下行链路调度， RNC 内的 MAC-d 单元已选择 TFC9 用于在 CCTrCH 上的数据传 输， 也即在物理层内， 每 10ms 应该由 DCH1(=TF3) 的 4 个传输块 （TB1,TB2,TB3,TB4）和由 DCH2(=TF1) 的 1 个传输块 （TB1） 传输编码数据的相应部分。
根据 DCH1 上可用的传输容量， 基站 BS 内的 MAC-EU 选择该传输信道以传输其大小
为 182 比特的信令传输块。MAC-EU 将该需要通知给 MAC-d 单元， 使得通过 DCH1 实际上只传 输 3 个正常的传输块。现在 MAC-EU 产生一个具有以下配置的 STB ： ·D/C=00 ·C/T= 虚比特， 因为该字段在 STB 的情况下没有意义 ·TN UL=0 ·TN DL=0 ·Poll=0 ·MT= 物理信道重新配置控制 ·MP1= 物理信道重新配置控制消息的内容 ·Flag-1=1, 以指示后面有另一个消息 ·MT ＝缓冲器状态控制 ·MP2= 缓冲器状态控制消息的内容 ·Flag-2=0, 以指示后面没有其它消息 ·Pad= 虚比特， 如果需要的话。
接着， 该 STB 由 MAC-EU 在 DCH1 的要被发送的正常传输块内进行多路复用， 如图 9 所示， 并且被续传给物理层以便进一步处理。原理上的信令过程如图 10 所示， 其中虚线表 示作为逻辑单元的 MAC 层的物理上的隔开。为了使 UE 内的物理层能够正确地解码 DPDCH 上的数据， 在 DPCCH 上以控制信息的形式用信令发送在 CCTrCH 上所使用的传输格式组合 TFC9。
在 UE 的 MAC-EU 单元内， 在 DCH1 上接收的传输块借助于 MAC 报头内的 D/C 字段被 分析， 并且在 D/C=00 的情况下 DL-STB1 被相应地多路分解。三个其它的传输块 TB1、 TB2 和 TB3 被续传给 MAC － d 单元以便作进一步处理。
实施例 2 ： 上行链路中的带内信令 用于上行链路的传输计数器 Z1 在初始状态具有值 0， 并且 UE 内的 MAC-EU 已从基站接 收到 DL-STB。基于所接收的消息， 一方面上行链路和下行链路中的物理信道被重新配置。 另一方面， 对 UL-DCH1 上的数据容量进行测量。作为对此的应答， 现在应该把消息 “缓冲器 状态报告” 经 UL-STB 发送给基站。
基于上行链路调度， UE 内的 MAC-d 单元已选择 TFC9 用于在 CCTrCH 上的数据传 输， 也即在物理层内， 每 10ms 应该由 DCH1(=TF3) 的 4 个传输块 （TB1,TB2,TB3,TB4）和由 DCH2(=TF1) 的 1 个传输块 （TB1） 传输编码数据的相应部分。
根据 DCH1 上可用的传输容量， MAC-EU 选择该传输信道以传输其大小为 182 比特 的信令传输块。MAC-EU 将该需要通知给 MAC-d 单元， 使得通过 DCH1 实际上只传输 3 个正常 的传输块。现在 MAC-EU 产生一个具有以下配置的 STB ： ·D/C=00 ·C/T= 虚比特， 因为该字段在 STB 的情况下没有意义 ·TN UL=0 ·TN DL=0 ·Poll=0 ·MT= 缓冲器状态报告·MP1= 缓冲器状态报告消息的内容 ·Flag-1=0, 以指示后面没有其它消息 ·Pad= 虚比特， 如果需要的话。
接着， 该 STB 由 MAC-EU 在 DCH1 的要被发送的正常传输块内进行多路复用， 如图 9 所示， 并且被续传给物理层以便进一步处理。原理上在上行链路方向中的信令过程如图 11 所示， 这里与图 10 的情况相反， MAC 层不存在物理上的隔开。为了使基站内的物理层能够 正确地解码 DPDCH 上的数据， 在 DPCCH 上以控制信息的形式用信令发送在 CCTrCH 上所使用 的传输格式组合 TFC9。
在基站 BS 的 MAC-EU 单元内， 在 DCH1 上接收的传输块借助于 MAC 报头内的 D/C 字 段被分析， 并且在 D/C=00 的情况下 UL-STB1 被相应地多路分解。其它三个传输块 TB1、 TB2 和 TB3 被续传给 RNC 内的 MAC － d 单元以便作进一步处理。
在本发明说明书的范围内尤其参考以下文献 ： [1] 3GPP TS 25.301: Radio Interface Protocol Architecture [2] 3GPP TS 25.331: Radio Resource Control (RRC) protocol specification [3] 3GPP TS 25.321: Medium Access Control (MAC) protocol specification。
另外采用了以下缩写 ： 3GPP 第三代合伙项目 AM 确认模式 BCCH 广播控制信道 BCH 广播信道 BMC 广播多播控制 BO 缓冲器占用 BS 基站 CCTrCH 编码复合传输信道 CDMA 码分多址 CE 无线电小区 CRC 循环冗余校验 D/C 数据 / 控制 DCCH 专用控制信道 DCH 专用信道 DL 下行链路 DPCCH 专用物理控制信道 DPDCH 专用物理数据信道 DTCH 专用业务信道 FACH 前向接入信道 FCS 无线电通信系统 FDD 频分双工 IP 因特网协议 kbps 千比特每秒Log 逻辑信道 MAC 媒质接入控制 MAC-b MAC 广播 MAC-c/sh MAC 控制 / 共享 MAC-d MAC 专用 MAC-EU MAC 高级上行链路 MP 消息部分 MT 消息类型 PDCP 分组数据会聚协议 PS 分组交换的 Phy 物理信道 Phys 物理层 QoS 业务质量 RACH 随机接入信道 RB 无线电载荷 RLC 无线电链路控制 RNC 无线电网控制器， 无线电网控制单元 RRC 无线电资源控制 SDU 业务数据单元 SF 扩展系数 SIR 信噪比 SRB 信令无线电载荷 STB 信令传输块 TB 传输块 TF 传输格式 TFC 传输格式组合 TFCS 传输格式组合集 TFS 传输格式集 TM 传输模式 TN 传输号 Transp 传输信道 TTI 传输时间间隔 UE 用户设备 UL 上行链路 UM 未确认模式 UMTS 通用移动电信系统 UTRAN UMTS 地面无线电接入网