BR0014066B1 - Mecanismo de programação para controlar dados de pacote de tipos múltiplos de fontes de dados - Google Patents

Description

"MECANISMO DE PROGRAMAÇÃO PARA CONTROLAR DADOS DE PACOTE DE TIPOS MÚLTIPLOS DE FONTES DE DADOS" Dividido do PI0010731-0 depositado em 19/05/2000 Fundamentos da Invenção A invenção geralmente relaciona-se a canais usados por usuários múltiplos em um sistema de espectro espalhado de acesso múltiplo por divisão de código sem fios. Mais especificamente, a invenção relaciona-se a um sistema e processo de priorizar e controlar o fluxo de dados para canais comum e compartilhado em um sistema de espectro espalhado. A figura 1 ilustra um sistema de comunicação de acesso múltiplo por divisão de código de espectro espalhado sem fios simplificado (CDMA) 18. Um nó b 26 dentro do sistema 18 se comunica com equipamento de usuário associado 20-24 (UE). O nó b 26 tem um controlador de local único (SC) 30 associado tanto com uma única ou múltiplas estações base 28 (mostradas na figura 1). Um Grupo de nós bs 26, 32, 34 é conectado a um controlador de rede de rádio (RNC) 36. Para transferir comunicações entre RNCs 36-40, uma interface entre os RNCs (IUR) 42 é utilizada. Cada RNC 36-40 está conectada a um centro de comutação móvel (MSC) 44, que por sua vez, está conectado à rede de núcleo 46.

Para comunicar dentro do sistema 18, muitos tipos de canais de comunicação são usados, tais como canal dedicado, compartilhado e comum. Canais dedicados transferem dados entre um nó b 26 e um particular UE 20-24. Canais comum e compartilhado são usados por múltiplos UEs 20-24 ou usuários. Todos estes canais levam uma variedade de dados, incluindo dados de tráfego, controle e sinalização.

Desde que canais compartilhado e comum levam dados para usuários diferentes, dados são enviados usando unidades de dados protocolo (PDUs) ou pacotes. Como mostrado na figura 2, para regular o fluxo de dados de fontes diferentes 48-52 em um canal 56, um controlador 54 é usado.

Um canal comum usado para transmitir dados aos UEs 20-24 é o canal comum de acesso dianteiro (FACH) 58. Como mostrado na figura 3, o FACH 58 se origina em um RNC 36 e é enviado a um nó b 28-34 para transmissão sem fios como um sinal de espectro espalhado aos UEs 20-24. O FACH 58 leva vários tipos de dados de várias fontes, tal como um canal de controle comum (CCCH), canal de controle dedicado e tráfego (DCCH e DTCH), e uma sinalização de controle de canal compartilhado de ligação inferior e ligação superior (DSCH e USCH). O FACH 58 também leva sinalização de controle fora de banda, tal como pedido de repetição automática híbrida (H-ARQ), e dados semelhantes transmitidos pelo IUR 62 de outros RNCs 38-40, tais como dados de controle de CCCH, DCCH, DTCH e H-ARQ. Vários controladores são usados pelo RNC 36 para controlar o fluxo de dados. Um controlador de ligação de rádio (RLC) 64 opera o CCCH. O controlador de acesso de meio dedicado (MAC-d) 66 opera o DCCH, o DTCH e alguma sinalização de H-ARQ fora de banda. O controlador de acesso de meio compartilhado (MAC-sh) 68 opera o DSCH, sinalização de controle de USCH e sinalização de controle de H-ARQ fora de banda. Controlando o FACH 58 está o controlador de acesso de meio comum (MAC-c) 60.

Devido às fontes múltiplas de dados 48-52 que podem ser transmitidas através de um canal comum ou compartilhado, os controladores de canal 54 enfileiram os dados antes de transmissão. Se uma registro grande se desenvolve na fila, dados na fila desenvolvem uma latência. Uma latência grande de certos dados tais como dados de controle, resultará na falha de um canal. Para aliviar este problema, a técnica anterior tanto transbordou a fila para reduzir congestão ou roteou novamente os dados. Transbordamento da fila resulta na perda de dados e requer retransmissão que é indesejável. Rotear novamente dados já enfileirados cria uma duplicação de dados dentro do sistema e não resolve a congestão existente. A documento WO 96/08935 descreve um esquema de priorização para um sistema GSM. São dados a diferentes tipos de pacotes, uma prioridade para transmissão sobre um canal comum. Os pacotes de dados são enviados sobre o canal comum com base nas suas prioridades. A patente norte-americana US 5.802.310 descreve um sistema para controle de fila de dados em uma rede de comunicações. Dados são transferidos a uma fila para um canal. A fila é desabilitada quando a quantidade de dados em fila é maior do que o primeiro limite e a fila é habilitada quando a quantidade de dados em fila é menor do que um segundo limiar. Conseqüentemente, é desejável reduzir a latência de dados para canais comum e compartilhado sem os problemas associados com a técnica anterior.

Sumário da Invenção Dados de pacote de uma pluralidade de fontes são recebidos em um controlador associado com o canal de multi-usuário. Cada pacote dos dados de pacote é priorizado baseado em parte na capacidade de roteamento de novo de uma classe de tipos de dados. Cada pacote é programado para transmissão através do canal de multi-usuário baseado em parte na priorização. Um registro de dados de pacote enfileirados é rastreado para transferência através do canal de multi-usuário. Baseado em parte na fila rastreada, o fluxo de dados de cada fonte de dados é limitado.

Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 é uma ilustração simplificada de um sistema de comunicação de espectro espalhado sem fios. A figura 2 é uma ilustração de dados que fluem em um canal comum ou compartilhado. A figura 3 é uma ilustração de dados que fluem em um canal de FACH dentro um RNC. A figura 4 é uma ilustração de um esquema de priorização. A figura 5 é um esquema de priorização para uso com um canal de FACH. A figura 6 descreve um mecanismo de reserva usado com um canal comum ou compartilhado. A figura 7 descreve janelas de fonte de dados usadas com um canal comum ou compartilhado.

Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas Priorização de dados 70 é usada para reduzir latência de dados em um controlador de canal de multi-usuário 54 como ilustrado na figura 4. Para um canal comum ou compartilhado particular, certos dados devem ser transmitidos naquele canal e é mostrado na Figura como "obrigatório" 88. Outros dados são enviados preferentemente no canal particular, mas podem ser roteados novamente para outro canal, tal como um canal dedicado. Este dados são referidos como "melhor esforço" 90. Desde que dados "obrigatórios" 88 não são capazes de roteamento de novo, tomam prioridade sobre dados de "melhor esforço" 90. O tipo dos dados dentro de um pacote, como dados de controle 96, sinalização 98 e tráfego 100, também é usado para priorização. Para realizar priorização do tipo de dados, pacotes de dados de controle 96 e sinalização 98 são separados de pacotes de dados de tráfego 100. Uma aproximação para separar os pacotes é agrupar pacotes de tipo de dados semelhantes juntos antes de recepção no controlador 54. Altemativamente, pacotes enviados por cada canal antes de recepção pelo controlador 54 são providos com um indicador ou identificador que indica o tipo de dados dos pacotes.

Como um atraso prolongado na transferência de dados de controle 96 ou sinalização 98 resulta em um canal congelado, dados de controle 96 e sinalização 98 são determinados uma prioridade mais alta do que dados de tráfego 100. Adicionalmente, dados associados com usuários múltiplos, comum ou compartilhado 92, tem uma prioridade mais alta do que dados para um único usuário, dedicado 94. O esquema de priorização de dados é armazenado tipicamente no software do controlador do canal de multi-usuário.

Durante períodos de congestão alta, dados são roteados novamente para outros canais baseado em sua prioridade 70. Por exemplo, dados de tráfego dedicados de melhor esforço são roteados novamente e dados de controle comum obrigatórios não. Roteando novamente dados antes de enfileirar, retransmissões não serão requeridas. Conseqüentemente, a quantidade de dados enfileirados é reduzida que resulta em latência de dados mais baixa. Adicionalmente, desde que os dados roteados novamente não são nunca enfileirados, a duplicação de dados como experimentada na técnica anterior é eliminada.

Um esquema de priorização 72 para uso com um FACH 58 é mostrado na figura 5. Desde que o DSCH, H-ARQ do MAC-sh têm dados de controle compartilhados obrigatórios, eles têm a prioridade mais alta, mais alta. Embora o H-ARQ do MAC-d tenha dados de controle obrigatórios, sendo dedicados é designada uma prioridade ligeiramente mais baixa, alta. O CCCH e DCCH são usados para sinalização e têm o próximo nível de prioridade, médio. O nível mais baixo de prioridade é designado ao DTCH porque ele tem dados de tráfego dedicados de melhor esforço.

Para facilitar este esquema de priorização 72 para o FACH 58, modificações ao RNC 36 são requeridas. Como mostrado na figura 3, o MAC-d 66 da técnica anterior controla o DCCH, DTCH e o H-ARQ do MAC-d. Como mostrado na figura 5, cada uma destas fontes tem uma prioridade diferente. Desde que estes dados são multiplexados antes de priorização no MAC-d 66, o multiplexador do MAC-d 66 é movido para o MAC-c 60 para permitir priorização no MAC-c 60. Altemativamente, o MAC-d 66 pode enviar a prioridade e classe (obrigatória ou de melhor esforço), como por um indicador ou identificador, de cada pacote dos dados multiplexados para priorização no MAC-c 60. Os dados controlados pelo RLC 64 e pelo MAC-sh 68 têm prioridade igual e conseqüentemente, nenhum requer modificação. Usando a lista de prioridade armazenada, os dados das várias fontes são programados para transmissão e roteados novamente durante períodos de congestão alta.

Outra técnica para reduzir a latência de dados que podem ser combinados com priorização é controlar o fluxo de dados entre os vários controladores. Como mostrado na figura 6, um mecanismo de programação 74 é usado para regular os dados que entram no canal comum ou compartilhado 56. O mecanismo de programação 74 rastreia o registro de dados na fila do controlador. Se o mecanismo 74 reconhece congestão e que os dados não serão transmitidos em um certo período de tempo, acesso ao canal 56 limita o fluxo de dados das fontes de dados individuais. As fontes individuais reconhecerão a necessidade para rotear novamente dados ou não tentar transmissão. Usando um mecanismo de controle de fluxo com um FACH, MAC e RLC (Camada 2), a latência de sinalização é diminuída, assim aumentando eficiência.

Para prevenir a monopolização do canal comum ou compartilhado 56 por uma fonte de dados 48-52, janelas variáveis 76-86 podem ser usadas como mostrado na figura 7. Cada fonte de dados 48-52 tem uma janela ou múltiplas janelas 76-86 de dados pendentes na fila que é permitido. O tamanho da janela 76 é baseado nas exigências da fonte específica. A janela 76 é dinamicamente ajustado em resposta à disponibilidade da fila. Quando a disponibilidade do canal aumenta, o tamanho das janelas aumenta, que aumenta o número de pacotes pendentes. Reciprocamente, quando a disponibilidade diminui, o tamanho das janelas diminui, que diminui o número de pacotes pendentes. Como resultado das janelas diminuídas, as fontes de dados tanto roteiam novamente ou param de enviar pacotes às janelas.

Claims (1)

1. Mecanismo de programação (74) para controlai' dados de pacote de tipos múltiplos de fontes de dados (48-52), incluindo fontes de dados (48-52) que têm dados capazes de rotear novamente e fontes de dados (48-52) que têm dados nlo capazes de rotear novamente, os tipos múltiplos de fontes de dados (48-52) fluindo em um canal de multi-usuário (56) em um sistema de comunicação de acesso múltiplo por divisão de código de espectro espalhado sem fios, caracterizado pelo fato de incluir: uma fda (54) associada com o canal de muIti-usuário (56) tendo uma entrada configurada para receber dados de pacote de entrada de uma pluralidade de filas de fonte de dados (48-52), a fila de canal de multi-usuário (54) saindo com os dados de pacote recebidos para transmissão através do canal de multi-usuário (56); a pluralidade de filas (76-86) de fonte de dados, cada fila (76-86) de fonte dc dados associada cxclusivamente com cada fonte de dados (48-52) e tendo uma entrada configurada para receber dados daquela fonte de dados da fila (48-52), cada fila de fome de dados (48-52) capaz de variar sua capacidade; e, em que a capacidade variada de cada fila de fonte de dados (48-52) diminui quando a disponibilidade de canal de multi-usuário diminui, e aumenta quando a disponibilidade de canal de multi-usuário aumenta.