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CN2620948Y - 优先协议数据单元再传输以协助无线连结控制再传输的b节点 - Google Patents

优先协议数据单元再传输以协助无线连结控制再传输的b节点 Download PDF

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CN2620948Y
CN2620948Y CNU032465785U CN03246578U CN2620948Y CN 2620948 Y CN2620948 Y CN 2620948Y CN U032465785 U CNU032465785 U CN U032465785U CN 03246578 U CN03246578 U CN 03246578U CN 2620948 Y CN2620948 Y CN 2620948Y
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CN
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pdu
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buffer
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CNU032465785U
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史蒂芬泰利
赵仪如
詹姆斯米勒尔
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InterDigital Technology Corp
Original Assignee
InterDigital Technology Corp
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Publication date
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Abstract

一能有效地传输数据的B节点，包含多个内存，每个内存具有不同的优先。多组的数据区块为B节点所接收，并暂存于一第一内存之中。接着，此多组的数据区块被传输。然后作出关于每个被传输的数据区块是否已被成功的接收，或者因数据区块并未被成功的接收而需要再传输的决定。一与需要被再传输的每个被传输的数据区块相关联的识别符，被更新及储存在具有比第一内存高优先的第二内存之中。

Description

优先协议数据单元再传输以协助无线连结控制再传输的B节点
(1)技术领域
本发明有关无线通讯领域。更具体地说，本发明是有关于系统，以及优先协议数据单元(PDUs)再传输以协助无线连结控制(RLC)层再传输的方法。
(2)背景技术
在第三代通讯系统(3G)中为了分频双工(FDD)和分时双工(TDD)，无线连接控制层(RLC)的确认模式会有再传输机制以确保端点对端点数据传输的高可靠性。RLC层在无线网络控制(RNC)和终端用户(UE)中属同层实体。
UMTS地面无线电接取网络(UTRAN)的MAC-hs层的结构图如图1所示，图2则是终端用户(UE)的MAC-hs层的结构图。图1和图2已于2002年十月十五日一起申请的美国专利申请第10/270,822号详细描述，该案已转让给目前的受让人。图1所示的UTRAN MAC-hs 30包含一传输形式资源指针(TFRI)选择器31，一排程及优先级实体32，一多个混合自动重发请求处理器(H-ARQ)33a、33b，一流量控制器34，以及一优先层级和传输序列数值(TSN)设定器35。
UE MAC-hs 40包含一H-ARQ处理器41。随后关于图1和图2之间关联会解释，UTRAN MAC-hs30中的H-ARQ处理器33a、33b和UE MAC-hs 40中的H-ARQ处理器41是一起运作来处理数据区块。
UTRAN MAC-hs30中的H-ARQ处理器33a、33b管理所有工作以便产生传输和在任何传输过程中发生错误时的再传输，该工作是H-ARQ处理程序中所必需的。UEMAC-hs 40中的H-ARQ处理器41负责产生确认信号(ACK)以表示传输成功，产生负确认信号(NACK)则是表示传输失败。H-ARQ处理器33a、33b和41替每一位使用者数据流做连续数据串流的处理。
以下是更详细地描述，从每一位使用者数据流接收到的数据区块是分配给H-ARQ处理器33a、33b，每一个H-ARQ处理器33a、33b激活传输，至于错误部分，H-ARQ处理器41会送出再传输的需求。在连续不断的传输过程中，调变和编码速率可能会为了要确保传输成功而有所改变。再传输的数据和任何新传输至UE是由排程及优先级实体32提供给H-ARQ实体33a、33b。
排程及优先级实体32的功能就如同无线电资源管理一样，并且决定了传输的延迟时间以便支持QoS需求。以H-ARQ处理器33a、33b的输出和传输新数据区块优先级为起点，排程及优先级实体32将数据区块传给TFRI选择器31。
TFRI选择器31与排程及优先级实体32连结，接收需传输的数据区块并选择适合该数据区块的动态传输格式。H-ARQ注重传输和再传输，TFRI选择器则是决定调变和编码。
有几个理由说明能尽快地将数据区块传输到接收端(即UE)的RLC实体会很受欢迎。第一、由于序列传送的需求，遗失的数据区块将阻止接下来要传输的数据区块传送到更高层。第二、UE端的缓冲区必需要大到足以容纳再传输的延迟时间，同时仍能维持有效的数据速率。延迟的时间越长，UE缓冲区的大小就要能允许UE能同时装载迟滞的数据区块以及不断接收数据，直到正确的序列数据区块传送到更高层。缓冲区大小会导致UE硬件费用成本的增加，这会让人非常不满。
参照图3，一个简单的流程图表示B节点(图3下半)和UE(图3上半)之间的数据流。从更高等级处理而来的PDUs被排定并可能合并成一个数据区块，一个数据区块只能容纳一个相同优先等级的更高层的PDUs。排程器会分配一个特有的TSN给每个数据区块，更高层可能会提供多个不同优先等级的PDUs串流，每个优先等级都有TSNs序列。接着排程器迅速传递数据区块至多个H-ARQ处理器P1B-P5B，每个H-ARQ处理器P1B-P5 B在同一时间负责处理单一数据区块。举例来说，如图3所示，优先1PDUs包含如图B11-B1N的序列，同样地，优先2 PDUs是B21-B2N的序列而优先3PDUs是B31-B3N的序列。这些PDUs经由普通排程器排定(且有可能被合并)并贴上TSN标记。为了方便描述这项发明，于是假设一个PDU等于一个数据区块。在数据区块排定给特殊处理器P1B-P5B处理之后，每个数据区块由处理鉴识器连结在一起，该鉴识器可分辨处理器P1B-P5B所处理的数据区块。
接着数据区块送进排定的B节点H-ARQ处理器P1B-P5B，该处理器接收并处理每个数据区块，每个B节点H-ARQ处理器P1B-P5B相当于UE内部的H-ARQ处理器P1UE-P5 UE。于是，B节点的第一个H-ARQ处理器就P1B能与UE的第一个H-ARQ灶理器P1UE通讯，同样地，B节点的第二个H-ARQ处理器就P2B能与UE的第二个H-ARQ处理器P2UE通讯，依此类推剩下的B节点的第三个H-ARQ处理器就P3B能与其对应的UE的第三个H-ARQ处理器P3UE通讯。H-ARQ处理是在空气界面上实时合并并且一个H-ARQ在空气界面在同一时间只能有一次传输。
以第一对H-ARQ处理器P1B和P1UE为例，H-ARQ处理器P1B处理一数据组B11，且将其经由空气界面复合并传送出去。当第一H-ARQ处理器P1UE接收到数据组B11后，处理器P1UE便决定是否接收到的是没有错误的。如果接收到的是没有错误的数据组B11，第一H-ARQ处理器P1UE则会传送一ACK给正在传送的H-ARQ处理器P1B以告诉它已成功接收到。相反的，一旦接收数据组B11的过程中有任何错误，正在接收的H-ARQ处理器P1UE则会传送一NACK给正在传送的H-ARQ处理器P1B。这个流程会一直持续直到正在传送的H-ARQ处理器P1B接收到一ACK，一旦接收到ACK，处理器P1B则会″暂待″以处理下一个数据组。排程者在需要时可指定另一个数据组给处理器P1B，并能选择在任何时候重传或开始新的传送。
一旦正在接收的H-ARQ处理器P1UE-P5UE处理每个数据组，它们将会被传给正以重要性重新排序的缓冲器R1、R2和R3，每个正在重新排序的缓冲器对应于数据的每个重要性阶层。举例来说，重要性1的数据组B11-B1N会被重要性1的缓冲器R1所接收并重新排序；重要性2的数据组B21-B2N会被重要性2的缓冲器R2所接收并重新排序；而重要性3的数据组B31-B3N会被重要性3的缓冲器R3所接收并重新排序。
肇因于正在接收的H-ARQ处理器P1UE-P5UE的数据组前置处理以及ACK/NACK的认可程序，数据组常会以不吻合TSN的方式被接收，而缓冲器R1~R3可接收那些不具排序的数据组并在传送至RLC层之前将其重新排序。举例来说，重要性1的缓冲器R1接收并重新排序首4个重要性1的数据组B11-B14，当这些数据组皆被接收并重新排序后，即被传送至RLC层。
在接收方面，UE MAC-hs(已以MAC-hs控制的方式表于图标中)会读取H-ARQ处理器的ID以决定H-ARQ处理器P1UE-P5UE中哪一个已被使用，不论它是被传送于像HS-SCCH的控制信道或是不论数据组已被附加。如果UE接收到另一数据组被同样的H-ARQ处理器P1UE-P5UE所处理，则UE即知道特定的H-ARQ处理器P1UE-P5UE已″暂待″，不论前一个被H-ARQ处理器P1UE-P5UE所处理的数据组是否已被成功接收与否。
图4包括一RNC、一B节点、一UE及相关的缓冲器的习知技术中的一种，此种习知技术假设UE为接收实体而B节点为传送实体。在此系统中，SN＝3的PDU并没有成功的被UE所接收，因此，UE中的RLC对RNC中与其匹配的RLC层要求重新传送，此时，SNs＝6~9的PDU在B节点被缓冲，而SNs＝4和5的PDU在UE被缓冲。该注意的是，即使图4只显示几个被缓冲的PDU，实际上从其它RLC实体而来的极为大量(100或更多)的PDU会被缓冲。
如图5所示，如果需要SN＝3的PDU的重新传送，必须等到B节点缓冲序列的结束，并且只有在SNs＝6~9的RDU被传送的后才会发生。UE中的PDU直到所有的PDU皆被依序接收到后才会被传送到上层。
在这种情形下，SN＝3的PDU将阻碍PDU往更高层传送(例如SNs＝4~9)，并假设所有的PDU皆被成功传送。同样的须注意的是，本例只反映11个PDU，然而正常操作下数百个PDU会被事先排定重新传送的数据PDU，而这更进一步的加剧了潜在传送以及数据缓冲事件。
因此欲有一种系统与方法，以避免再传输的数据因传输缓冲器中的壅塞而产生延迟的状况。
(3)实用新型内容
本实用新型是有关于一可有效率传输数据的B节点，此B节点包含一多组的内存，每个内存具有不同的优先。一多组的数据区块为B节点所接收，并暂存于一第一内存之中。接着，此多组的数据区块被传输。然后作出关于每个被传输的数据区块是否已被成功的接收，或者因数据区块并未被成功的接收而需要再传输的决定。  一与需要被再传输的每个被传输的数据区块相关联的识别符，被更新及储存在具有比第一内存高优先的第二内存之中。
(4)附图说明
本实用新型将可由以下的实施例说明而得到充分了解，使得熟习本技术的人士可以据以完成的，然本实用新型的实施并非可由下列实施例而被限制其实施型态。
图1是为一UTRAN MAC-hs。
图2是为一习用的UE MAC-hs。
图3是为一在B节点与UE间数据流的方块图。
图4是为一限制一遗漏的PDU传输的RLC层的图标。
图5是为一限制一遗漏PDU传输的RLC层的图标。
图6是为根据本实用新型的一优先再传输的方法的信号图。
图7是为一在B节点与UE间数据流的方块图，其中再传输是被指派至一较高优先队列。
图8是为一DSCH传输以CmCH-Pi指示方式排程PDUs的数据流的方块图。
图9及图10是为根据本实用新型的一遗漏的PDU传输由RLC层再传输的图标。
图11是为一根据本实用新型中制造B节点详细的方块图。
(5)具体实施方式
较佳实施例将参考附图予以说明，其中，整篇中相似的符号代表相似的组件。
在叙述本实用新型时，专有名词″缓冲buffer″及″内存memory″这些词所企图表示的意思是相同的，并且被用来指称在一持续队列中的(queue)多个数据区块(data blocks)或PDUs。
为了减少一RLC层再传输的延迟，本实用新型在一中间节点的缓冲器中的接续PDU的上优先一PDU的再传输，如一B节点。
在这下行线路方向(数据传输方向从服务RNC(SRNC)到UE)，该再传输的一个延迟来源会在一于该SNRC外的UTRAN中缓冲的应用中产生。举例而言，对一应用的缓冲可以发生在一控制RNC(CRNC)中或在该B节点中。在一些应用中，该RNC RLC会将PDU传送到在RNC中的MAC-d，而创作出一MAC-dPDU，然后被传送至CRNC，最后到B节点(要注意的是，在这个例子中，UE没有离开该SNRC的信元涵盖范围时，该CRNC将会是同一个RNC，因此，任何传送的信息都是间歇的。而当该UE离开该SRNC的信元涵盖范围时，该新的CRNC亦即为该DRNC(Drift RNC)。为了简化，在这两个例子中，此RNC将都被视为一CRNC)。
既然该MAC-d PDU精确的包含一个RLC PDU加上其它潜在MAC信息，一MAC-dPDU可以被认为等同于一PLC PDU。虽然，本实用新型中，在CRNC或B节点中的PDUs的讨论是指MAC-d PDUs(而非PLC PDUs)，但是，为了本实用新型的目的，他们可以被认为是一样的，而且这个词将于之后皆被用来指此两者。
为了允许不间断的数据流，从RNC PLC来的PDUs通常在他们被传递到该UE以及因此该同等的RLC之前，会队列在该CRNC或B节点的缓冲器中一阵子。正如将于之后所详细叙述，本实用新型在一较高优先在再传输数据的方法绕过在UTRAN中数据的缓冲/队列。
本实用新型的一个较佳实施例即是，该RLC从该无线网络控制器(radionetwork controller，RNC)再传输到一使用高速下行频段封包接取(high speeddownlink packet access，HSDPA)系统的使用者设备(user equipment，UE)。依照本实用新型为了减少再传输延迟的方法100是描绘于图6中。图6是显示在一RNC 102，一B节点104及一UE 106之间的通讯。
在UE 106中的该RLC层产生一状态报告PDU(status report PDU)(步骤108)，其是指出所接收的状态(亦即成功传递的)，或遗失的PDUs(亦即传递不成功的)。该状态报告PDU被传递到(步骤110)该RNC 102。既然在该RNC 102中的该RLC层从其在该UE 106中的同等实体接收了该状态报告PDU，该RNC 102就会准备该遗失PDU的再传输(步骤112)。
本实用新型实施一使得该B节点可以分辨其它PDUs来源的再传输的PDU的方法。在第一个实施例中，该RNC 102使用一位场在其架构协议(frameprotocol，FP)上标示该被再传输的PDU。该再传输的PDU包含一CmCH-Pi，其在每次该PDU被从RNC 102传送至B节点104时(步骤114)，都会被更新(或增加)。而这允许该B节点可以检查该PDU所被传送的次数，因此而定义出放置该PDU的适当队列。较佳者是，该CmCH-Pi在该RNC 102被设定及更新。然而，这个功能也可以在B节点104执行。该B节点104读取该CmCH-Pi并对该PDU决定出适当的优先队列(步骤116)。该B节点的传输排程将会在较低优先队列之前先服务该较高优先队列。当该PDU原本由于该RNC 102设定该CmCH-Pi而被传输时，该B节点104会安置该PDU使其在一具有比其原先高优先的一缓冲器中被再传输。
然后，该PDU在具有比原先传输的优先为高的优先的缓冲器(亦即，内存)中被再传输(步骤118)。在该PDU传输的同时，对此UE的再传输可能在较低优先传输队列的B节点里被缓冲，为了再传输PDUs的增加CmCH-Pi的设定，导致再传输被排定在其它于B节点104中已预先接收及缓冲PDUs之前。
请参阅图7，其中再传输被指配作为一较高优先队列，因此他们会取代源自同一原先传输缓冲的其它数据区块的传输。既然接收H-ARQ的处理器P1UE-P5UE会处理每一个数据区块，他们会根据优先级而递交给重新排序缓冲器R1、R2、R3，一个重新排序缓冲器对应一个数据优先级别。举例而言，重新排序缓冲器R2重新排序数据区块B21、B22及B2＝。重新排序缓冲器R3重新排序数据区块B33、B34及B36。一个在数据区块B22及B24数据区块″X″遗失了，而再一个在数据区块B34及B36之间的数据区块亦遗失了，因此，可预期的，并没有接收到数据区块B23及B35，如：由于一个被误解为ACK信息的NACK信息。
这些遗失的数据区块接着被再传输。正常而言，数据区块B23会被放置于优先2的传输缓冲器中，然而，既然数据区块B23遗失了而且也被再传输了，则数据区块B23就会被放置在一个较高优先的传输缓冲器中(，在此情形下是优先1传输缓冲器)，因此其也会比被放在优先2或3传输缓冲器中更早被传送。同样的，数据区块B35在正常情形下应会被放置在优先3传输缓冲器中，然而，既然数据区块B35遗失了而且也被再传输了，则数据区块B35就会被放置在一个优先1或2传输缓冲器中，因此，其也会比被放在优先3传输缓冲器中更早被传送。
根据在B节点PDs的接收，该CmCH-PI备用来决定队列B1n-B3n的优先次序。该排程会先检修较高优先的队列，并且指派传输到传输H-ARQ的处理器P1B-P5B的传输。根据到UE的成功传输，该接收H-ARQ的处理器P1UB-P5UB会递送该再传输的PDUs到该RLC层。
此程序亦可以应用于一DSCH系统，除了中间节点是取代B节点的CRNC。请参阅图8，PDUs 805以及CmCh-Pi指示被一优先实体810赋予一修先，而在该CRNC中被MAC-sh排程以传输。该MAC-sh维持多个优先队列815A、815B，而一DSCH传输排程器820则根据其数据的优先来决定哪一个PDU 805被传输。因此，藉由为UE所设定的增加的CmCH-Pi，这些传输将会被在为UE的其它数据之前被服务。这与B节点MAC-hs实体排程传输的HS-DSCH的例子相似。
请参阅图9，一个与本发明实施图6的优先权方式一致的系统系被表现。在UE的RLC层传输一状态报告PDU至RNC的RLC层以表示该具有SN＝3的PDU并未成功地被接收的后，RNC便传送一SN＝3的PDU的再传输。此PDU将藉取代一在中间节点储存缓冲器中具有较高优先级的缓冲而较其它在该缓冲器中的PDU被优先处理。值得注意的是虽然只有11个PDU被呈现出来，事实上，却是可能有数以百计已编排的PDU。
本发明的好处可参见图10，其描述了该接收缓冲器中的优先权作用的结果。该被再传输的SN＝3的PDU抵达该接收缓冲器，而依序具有SN＝3～5的PDU能远比图5所示的先前技艺的态势来得快速地被转交至较高层次。
图11为本发明实施的一个如同前述节点B130的无线通讯设备的区块示意图。节点B130包含一天线134(系具有一RF上转换器与一RF下转换器)，一无线电收发机132(是具有一接收器与传输部位)一缓冲器133以及一信号处理器135。该缓冲器133包含多个次缓冲器133a-133n(或是选择性地可包含多个缓冲器)，每个缓冲器或是每个次缓冲器是与一个或多个数据流相连结。每个次缓冲器133a-133n是被赋予一个优先。例如，次缓冲器133n可能派以最低的优先，且该次缓冲器133a可能派以最高的优先，而其中的次缓冲器133n-1-133b是被派以层级逐渐增加的优先。在其实际执行中，不同作用将由与该程序指令有关的一个或多个普通电路来执行是被预期到的，如同一个微处理电路系统。
无线电收发机132是为节点B130与RNC131以及UE137之间的通讯接口。无线电收发机132无线的通过天线134而与UE134相通讯。而该无线电收发机132也通过一有线接口138而与该RNC131相通讯。由无线电收发机132所接收到的信息是被发送至该信号处理器135，其与缓冲器133相连。同样地，处理器135的信息经由无线电收发器132而被适当地传送至RNC131或是E137。缓冲器133储存由RNC131传送至节点B130的信息以传输至UE137，或是将由UE137传至节点B130的信息传输给RNC131。
当RNC131通过有线接口138而传送一PDU给节点B130时，无线电收发机132发送其至信号处理器135。信号处理器135重新检查该PDU的CmCH-Pi且储存其至一个适当的次缓冲器133a-133n。例如，假使一PDU具有一个指出该PDU拥有一个较低优先的CmCH-Pi，其将会被储存至一较低优先缓冲器(例如，缓冲器133n)。此PDU稍后将被处理以便传输至UE137。
然后UE137纪录该等成功或是不成功被传输的PDU的状态至RNC131。如果一PDU被成功接收，则无进一步的程序会被执行。然而，若是一PDU并未被成功接收，则该RNC更新(例如：增加)该PDU的CmCH-Pi并且再传输该PDU至节点B130。当信号处理器135接收该PDU且重新检查该PDU的CmCH-Pi，该PDU的CmCH-Pi将已应前一次的传输而被提升了。于是，信号处理器135将把该PDU至入一个较高优先的次缓冲器中，例如次缓冲器133n-1。此过程将被采用直到该PDU以成功被传输。
当本发明已被此较佳实施例描述的时，任何在本申请权利要求所限定的范围内所作出的种种等效变化或等效替换对熟悉本技术的人员而言都将是显而易见的。

Claims (3)

1.一种在无线通信系统中用以传输数据的B节点，其中该系统具有一远程网络控制器及至少一使用者设备，其特征在于，该B节点包含：
多个缓冲器，每个缓冲器具有不同的优先；
一收发器，是用以由该远程网络控制器接收协议数据单元，每个该协议数据单元包含一优先指示器；该收发器是用以将每个该协议数据单元传输至该使用者设备；以及
一信号处理器，是与该多个缓冲器及该收发器耦合，用以接收该协议数据单元及决定该协议数据单元应被储存至何缓冲器内；藉由每次优先指示器的增加而使该协议数据单元被再传输。
2.如权利要求1所述的B节点，其特征在于，每次该协议数据单元被传输时，该协议数据单元被储存于一渐次提高优先的缓冲器中。
3.如权利要求1所述的B节点，其特征在于，藉由该远程网络控制器而增加该优先指示器。
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