CN101330443B

CN101330443B - 增强型小区前向接入信道状态重排序方法

Info

Publication number: CN101330443B
Application number: CN2007101115144A
Authority: CN
Inventors: 张健; 陈慧
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Global Innovation Polymerization LLC
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-06-19
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2027-06-19
Also published as: CN101330443A

Abstract

本发明公开了一种增强型小区前向接入信道状态重排序方法，将接收窗口上边界的初始值设为特殊值，下一个期待的传输序列号的初始值设为0；当UE在新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，将其投递到分解实体，接收窗口的上边界更新为第一个重排序协议数据单元的传输序列号；将下一个期待的传输序列号更新为第一个重排序协议数据单元的下一个传输序列号；当后续的重排序协议数据单元的传输序列号落入接收窗口内，并且小于第一个重排序协议数据单元所对应的传输序列号时，将新接收到的重排序协议数据单元投递到分解实体。当后续的重排序协议数据单元的传输序列号大于或者等于所述下一个期待的传输序列号时，根据现有协议描述执行接收过程。

Description

增强型小区前向接入信道状态重排序方法

技术领域

本发明涉及一种无线移动通信系统中接收机对于数据包的重排序方法，尤其涉及一种宽带码分多址接入系统(WCDMA)中增强型小区前向接入信道状态(enhanced CELL_FACH state)下用户设备UE在媒体接入控制层MAC内的重排序方法。

背景技术

WCDMA系统中，用户设备UE的两个基本操作模式是空闲模式(Idle)和连接模式(Connected)。连接模式分成四种状态：小区专用信道状态(CELL_DCH)、小区前向接入信道状态(CELL_FACH)、小区寻呼信道状态(CELL_PCH)、接入网注册区寻呼信道状态(URA_PCH)。这些状态定义了UE所使用的物理信道以及传输信道的种类。在CELL_FACH状态下，UE使用公共的上行随机接入信道(RACH)和下行前向接入信道(FACH)传输信令和少量的用户面数据。

第三代移动通信伙伴项目组织(3GPP，The 3rd Generation PartnershipProject)在2006年9月无线接入网第33次全会通过了版本7(Rel-7)工作项目频分双工增强型小区前向接入信道状态(Enhanced CELL_FACH state inFDD)。目标是增加处于CELL_FACH状态下UE的峰值数据速率、降低CELL_FACH/CELL_PCH/URA_PCH状态下用户面和控制面时延、降低CELL_FACH/CELL_PCH/URA_PCH状态到CELL_DCH状态迁移的时延等。该项目在2007年6月关闭，主要通过在CELL_FACH/CELL_PCH/URA_PCH状态使用高速下行分组接入(HSDPA)以及改进的无线接口层两技术达到上述目标，并在CELL_PCH状态下引入两阶段不连续接收(DRX)技术改善UE电池消耗。

目前该课题还有一个主要的遗留问题，即UE在增强的CELL_FACH状态下对于来自公共逻辑信道(CCCH)和信令无线承载SRB#1(DCCH)映射到高速下行共享信道(HS-DSCH)上的媒体接入控制层协议数据单元(MAC-ehs PDU)中重排序协议数据单元(reordering PDU)的排序问题。当UE移动到新的小区接收上述逻辑信道上的数据时，其媒体接入控制高速下行实体(MAC-ehs)首先执行复位操作，接收窗口上边界(RcvWindow_UpperEdge)和下一个期待的传输序列号(next_expected_TSN)两个参数分别被设置为初始值63、0。对于还没有被分配到专用无线网络临时标识(C-RNTI或H-RNTI)的UE，可能接收到的重排序协议数据单元(reordering PDU)的传输序列号(TSN)为0至63之间随机的某个值，不一定正好等于next_expected_TSN的初始值0，因为基站Node B对于这些UE的TSN是基于公共的TSN空间进行计数的。根据现有协议，TSN落在63-接收窗口尺寸RECEIVE_WINDOW_SIZE+1与63之间到达UE的重排序协议数据单元将被丢弃，导致上层协议层无线资源控制层(RRC)相关过程失败，而这是不期望的。

如图1所示，传输序列号为模64的数字空间，即从0到63之后，接着进位到0重新开始计数，设接收窗口尺寸(RECEIVE_WINDOW_SIZE)为16。MAC-ehs复位后，初始接收窗口为W0，next_expected_TSN为0。如果实际上接收到的下一个重排序协议数据单元的TSN号正好为0，则可以正常接收，且接收窗口前进到W1的状态。但是如果实际接收到的下一个重排序协议数据单元的TSN为47到63之间的某个值，将被丢弃。为避免上述现象发生，需要按照下面的三个基本原则修改现有协议重排序功能：使RRC层过程失败的概率最小化、使可能导致的延时最小化、使复杂度最小化。

由于没有被分配到专用无线网络临时标识的UE刚进入新小区时可能接收到的TSN随机介于整个TSN空间0～63，解决问题的关键在于确定适当的接收窗口上边界值以及下一个期望的TSN号，从而在对现有协议影响最小的情况下消除错误丢包现象以及最大限度降低延时。

现有技术的解决方案如下：

当CCCH或SRB#1(DCCH)逻辑信道使用公共H-RNTI时，接收窗口上边界(RcvWindow_UpperEdge)的初始值设为一个特殊值Pending。UE 在刚进入新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，启动重排序释放定时器T1(Reordering release timer)，将窗口的上边界(RcvWindow_UpperEdge)更新为该重排序协议数据单元的TSN，并把next_expected_TSN设为窗口的下边界(RcvWindow_UpperEdge-RECEIVE_WINDOW_SIZE+1)，以避免后续收到的某些协议数据单元被丢弃。当T1超时后，正确接收到的重排序协议数据单元按序投递到分解实体(Disassembly entity)。

如图2所示，由于接收窗口W0(虚拟窗口)上边界初始值为一个特殊值，初始接收窗口不在实际的TSN空间内，将处于一个虚拟的位置，实际的接收窗口W1根据接收到的第一个重排序协议数据单元的TSN号而定。假定该TSN为7，则接收窗口的上边界(RcvWindow_UpperEdge)被设为7，next_expected_TSN为(7-16+1)(模64)＝56。由于该TSN大于next_expected_TSN的初始值0，根据现有协议，接收到该TSN时将设置定时器T1，且状态变量T1_TSN(T1所对应的传输序列号)被设置为7。

该方案的关键点在于RcvWindow_UpperEdge的设置，其余过程同现有协议。基于的假设是UE刚进入新小区时接收到的第一个重排序协议数据单元的TSN可能位于将要接收的一批数据的中间某位置，即其TSN号可能大于后续将要接收到的新的重排序协议数据单元的TSN号，可以最大程度避免丢包现象，且对现有协议的改动较小。但是该方案的缺陷是对于UE在进入新小区开始，T1时间内收到的重排序协议数据单元产生T1所代表时间的延时。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种增强型小区前向接入信道状态重排序方法，有效解决了增强型小区前向接入信道状态下公共逻辑信道(CCCH)和信令无线承载SRB#1(DCCH)映射到高速下行共享信道HS-DSCH时在用户设备(UE)的媒体接入控制实体(MAC-ehs)的重排序问题，同时最大限度地避免了错误丢包现象。

技术方案如下：

一种增强型小区前向接入信道状态重排序方法，步骤包括：

(1)接收窗口参数初始化，状态变量初始化，其中，将接收窗口上边界的初始值设为特殊值，下一个期待的传输序列号的初始值设为0；

(2)当UE在新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，将所述第一个重排序协议数据单元投递到分解实体，所述接收窗口的上边界更新为所述第一个重排序协议数据单元的传输序列号；将所述下一个期待的传输序列号更新为所述第一个重排序协议数据单元的下一个传输序列号；

(3)继续接收重排序协议数据单元，当后续的重排序协议数据单元的传输序列号落入所述接收窗口内，并且小于所述第一个重排序协议数据单元所对应的传输序列号时，如果该重排序协议数据单元没有接收到过，则直接将其投递到所述分解实体。

进一步，步骤(3)中，当后续的重排序协议数据单元的传输序列号大于或者等于所述下一个期待的传输序列号时，根据现有协议描述执行接收过程，移动所述接收窗口，更新RcvWindow UpperEdge和next_expected_TSN的值；必要时设置定时器T1，向分解实体投递正确解码的重排序协议数据单元等。

进一步，步骤(3)中，如果存在乱序情况，依赖无线链路控制层的重复避免与重排序功能处理所述乱序情况。

进一步，步骤(1)中，在接收窗口参数初始化时引入参考TSN号，并将其初始值设定为特殊值；步骤(2)中，当接收到第一个重排序协议数据单元时，将所述参考TSN号更新为第一个正确接收到的重排序协议数据单元的传输序列号；步骤(3)中，当所述第一个正确接收到的重排序协议数据单元的传输序列号移出接收窗口之外时，恢复所述参考TSN号的值为所述特殊值，并继续接收后续的重排序协议数据单元。

进一步，步骤(2)中，当UE进入新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，启动定时器Tinit。

进一步，步骤(3)中，在所述定时器Tinit超时前，对于在当前接收窗口内，并且传输序列号小于所述第一个重排序协议数据单元所对应的传输序列号的重排序协议数据单元，如果该重排序协议数据单元没有接收到过，则直接投递到分解实体；或者暂存在重排序缓冲区，当所述定时器Tinit超时，触发重排序缓冲区中所述重排序协议数据单元向分解实体投递；如果存在乱序现象，通过无线链路控制层的重复预防与重排序功能处理所述乱序情况。

本发明有效解决了增强型小区前向接入信道状态下公共逻辑信道(CCCH)和信令无线承载SRB#1(DCCH)映射到高速下行共享信道HS-DSCH时，在用户设备(UE)的媒体接入控制实体(MAC-ehs)的重排序问题，既可以最大限度避免错误丢包现象，又不会导致不必要的T1延时，同时，对现有协议的改动很小，方案的复杂性也非常低。

附图说明

图1是现有技术中MAC-ehs重排序原理示意图；

图2是现有技术中另外一种MAC-ehs重排序原理示意图；

图3是本发明MAC-ehs重排序原理示意图；

图4是本发明技术方案一中MAC-ehs重排序流程示意图；

图5是本发明技术方案二中MAC-ehs重排序流程示意图。

具体实施方式

本发明主要为了解决增强型小区前向接入信道状态下UE的MAC-ehs实体重排序问题。基于的主要前提为：UE在刚进入新小区时所需接收的重排序协议数据单元中，正确接收到的第一个协议数据单元多数情况下是UE需要(或期望)接收的，或接近UE需要接收的TSN。因此接收窗口上边界(RcvWindow UpperEdge)和下一个期待的传输序列号(next expected TSN)可以基于第一个正确接收到的重排序协议数据单元的TSN进行设置，对于后续接收到的小于该传输序列号的重排序协议数据单元提供一定的异常保护机制以避免错误丢包现象发生。

下面参照附图，对本发明的优选实施例做详细描述。

参照图3所示，针对CCCH和SRB#1(DCCH)映射到HS-DSCH的重排序问题，本发明技术方案的步骤如下：

1、接收窗口上边界(RcvWindow_UpperEdge)的初始值设为一个特殊值Pending，next_expected_TSN初始值设为0，以此作为虚拟初始窗口。2、当UE在新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，直接投递到分解实体，将接收窗口上边界(RcvWindow_UpperEdge)更新为第一个重排序协议数据单元的传输序列号(TSN)，设为SN；将下一个期待的传输序列号(next_expected_TSN)更新为该第一个重排序协议数据单元的传输序列号(TSN)的下一个TSN号，设为SN+1。此时接收窗口为W1，如果下一个接收到的重排序协议数据单元的TSN为SN+1，则接收窗口前进到W2的位置。

3、对于后续TSN大于或等于next_expected_TSN的重排序协议数据单元，根据现有协议描述执行接收过程：移动接收窗口，更新RcvWindow_UpperEdge、next_expected_TSN的值；必要时设置定时器T1，向分解实体投递正确解码的重排序协议数据单元等操作过程。

对于后续TSN小于SN的重排序协议数据单元，根据下述两种异常保护方案之一进行处理：

方案一：

在现有协议中引入状态变量“参考TSN号Reference_TSN”，其初始值设为特殊值Pending，当接收到第一个重排序协议数据单元后，该状态变量更新为第一个正确接收到的重排序协议数据单元的TSN号SN。于是第一个接收窗口的初始位置为(Reference_TSN-RECEIVE_WINDOW_SIZE+1，Reference_TSN)。

对于正确接收到的重排序协议数据单元的TSN，如果落在第一个接收窗口下边界和上边界范围内，需要进行异常保护处理。如图3所示，这些需要异常保护的TSN的范围在窗口W1内。

对于正确接收到的重排序协议数据单元，当其TSN落在第一个接收窗口范围内，即使其TSN小于next_expected_TSN，也不直接丢弃，而是进一步判断该重排序协议数据单元是否为新接收到的重排序协议数据单元。如果还没有接收到过，则直接投递到分解实体进行排序，如果接收到过则丢弃。如果有乱序情况，依赖无线链路控制层的重复避免与重排序功能(DAR，Duplicate avoidance and Reordering)处理乱序情况。

当SN移出接收窗口之外时，接收窗口的位置为(Reference_TSN+1，RcvWindow_UpperEdge)，满足关系式RcvWindow_UpperEdge-RECEIVE_WINDOW_SIZE＝Reference_TSN，此时恢复Reference_TSN的值为特殊值Pending。如图3所示，此时接收窗口的位置为Wn。

当SN移出接收窗口后，以后所有的处理过程恢复到与现有协议的描述相同，即所增加的该异常保护功能仅适用于TSN在第一个接收窗口之内且TSN小于SN的重排序协议数据单元。

方案二：

在现有协议中引入一个定时器Tinit。UE在进入新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，启动该定时器Tinit。定时器Tinit超时前正确接收到的在当前接收窗口内TSN小于next_expected_的重排序协议数据单元，如果没有接收到过，直接投递到分解实体；或者暂存在重排序缓冲区的适当位置，定时器Tinit超时后，触发重排序缓冲区中所述TSN小于SN的重排序协议数据单元向分解实体投递；如果存在乱序现象，依赖无线链路控制层的重复预防与重排序功能(DAR，Duplicate avoidance and Reordering)进行处理。

定时器Tinit超时后，以后的处理过程恢复到与现有协议的描述相同，即所增加的该异常保护仅适用于TSN在Tinit超时之前正确接收到的TSN小于SN的重排序协议数据单元。

参照图4所示，对本发明技术方案一的MAC-ehs重排序流程做进一步描述。

步骤10：接收窗口参数初始化，状态变量初始化。

RcvWindow_UpperEdge＝Pending，

next_expected_TSN＝0，

Reference_TSN＝Pending。

步骤20：接收到第一个重排序协议数据单元(TSN＝SN0)后，将该第一个重排序协议数据单元直接投递到分解实体，同时更新接收窗口参数和状态变量的值。

具体参数变化如下：

RcvWindow_UpperEdge＝SN0，

next_expected_TSN＝SN0+1，

Reference_TSN＝SN0。

步骤30：继续接收重排序协议数据单元。

当有后续的重排序协议数据单元进入时，设其传输序列号TSN＝SNx。

步骤40：判断Reference_TSN是否等于Pending。

如果Reference_TSN＝Pending，执行步骤50；否则执行步骤60。

步骤50：根据现有协议描述执行接收过程：移动接收窗口，同时更新RcvWindow_UpperEdge、next_expected_TSN的值；必要时设置定时器T1，向分解实体投递正确解码的重排序协议数据单元等操作过程。执行步骤30，继续等待后续的重排序协议数据单元进入。

步骤60：判断SNx是否大于等于next_expected_TSN。

如果SNx>＝next_expected_TSN，执行步骤50；否则执行步骤70。

步骤70：对于当前接收窗口内TSN<next_expected_TSN且在(Reference_TSN-RECEIVE_WINDOW_SIZE+1，Reference_TSN)范围内正确接收到的重排序协议数据单元，如果该重排序协议数据单元没有接收到过，则直接将其投递到分解实体；如果有乱序情况，依赖无线链路控制层的重复避免和重排序(DAR)功能处理该乱序情况。

步骤80：当RcvWindow_UpperEdge-RECEIVE_WINDOW_SIZE＝Reference_TSN时，恢复状态变量Reference_TSN的值为初始值Pending，并执行步骤30，继续等待后续的重排序协议数据单元进入。

参照图5所示，对本发明技术方案二的MAC-ehs重排序流程做进一步详细描述。

步骤10：接收窗口参数初始化，状态变量初始化。

参数设定如下：

RcvWindow_UpperEdge＝Pending；next_expected_TSN＝0。

步骤20：当接收到第一个重排序协议数据单元(TSN＝SN0)后，直接将第一个重排序协议数据单元投递到分解实体，同时启动定时器Tinit，更新接收窗口参数和状态变量的值，RcvWindow_UpperEdge＝SN0，next_expected_TSN＝SN0+1。

步骤30：继续接收重排序协议数据单元，设接收到的重排序协议数据单元的传输序列号TSN＝SNx。

步骤40：判断SNx是否大于或等于next_expected_TSN。

如果SNx>＝next_expected_TSN，执行步骤50；否则转步骤60。

步骤50：根据现有协议描述执行接收过程：移动接收窗口，更新RcvWindow_UpperEdge、next_expected_TSN的值；必要时设置定时器T1，向分解实体投递正确解码的重排序协议数据单元等操作过程。执行步骤30，继续等待后续的重排序协议数据单元进入。

步骤60：判断定时器Tinit是否超时。

如果定时器Tinit超时，执行步骤50；否则执行步骤70。

步骤70：如果定时器Tinit没有超时，对于当前接收窗口内TSN<next_expected_TSN，并且正确接收到的重排序协议数据单元，如果该重排序协议数据单元没有接收到过，则直接将其投递到分解实体；如果有乱序情况，依赖无线链路控制层的重复避免和重排序DAR功能进行乱序情况的处理。

执行步骤30，继续等待后续的重排序协议数据单元进入。

Claims

1.一种增强型小区前向接入信道状态重排序方法，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的增强型小区前向接入信道状态重排序方法，其特征在于，步骤(3)中，当后续的重排序协议数据单元的传输序列号大于或者等于所述下一个期待的传输序列号时，根据现有协议描述执行接收过程，移动所述接收窗口，更新接收窗口上边界和下一个期待的传输序列号的值；向分解实体投递正确解码的重排序协议数据单元。

3.根据权利要求1所述的增强型小区前向接入信道状态重排序方法，其特征在于，步骤(3)中，如果存在乱序情况，依赖无线链路控制层的重复避免与重排序功能处理所述乱序情况。

4.根据权利要求1所述的增强型小区前向接入信道状态重排序方法，其特征在于，步骤(1)中，在接收窗口参数初始化时引入参考传输序列号，并将其初始值设定为特殊值；步骤(2)中，当接收到第一个重排序协议数据单元时，将所述参考传输序列号更新为第一个正确接收到的重排序协议数据单元的传输序列号；步骤(3)中，当所述第一个正确接收到的重排序协议数据单元的传输序列号移出接收窗口之外时，恢复所述参考传输序列号的值为所述特殊值，并继续接收后续的重排序协议数据单元。

5.根据权利要求1所述的增强型小区前向接入信道状态重排序方法，其特征在于，步骤(2)中，当UE进入新小区正确接收到第一个重排序协议数据单元时，启动定时器Tinit。

6.根据权利要求5所述的增强型小区前向接入信道状态重排序方法，其特征在于，步骤(3)中，在所述定时器Tinit超时前，对于在当前接收窗口内，并且传输序列号小于所述第一个重排序协议数据单元所对应的传输序列号的重排序协议数据单元，如果该重排序协议数据单元没有接收到过，则直接投递到分解实体；或者暂存在重排序缓冲区，当所述定时器Tinit超时，触发重排序缓冲区中所述重排序协议数据单元向分解实体投递；如果存在乱序现象，通过无线链路控制层的重复预防与重排序功能处理所述乱序情况。