CN101422068A - 用于预测下行链路突发中的连接标识符的方法及装置 - Google Patents

用于预测下行链路突发中的连接标识符的方法及装置 Download PDF

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Abstract

提供一种用于处理下行链路帧的装置，其包括接收器电路(324)、耦合到接收器电路(324)的物理层处理器(346)以及耦合到物理层处理器(346)的MAC层处理器(348)。接收器电路(324)接收射频(RF)信号并解调RF信号以恢复下行链路帧。物理层处理器(346)处理下行链路帧以恢复多个MPDU(704)，每个MPDU(500)包括CID(508)。MAC层处理器(348)从物理层处理器(346)接收多个MPDU中的一个(806、810)，处理MPDU以恢复其CID(812)，并响应于该CID确定是否处理MPDU的下一个，或是否停止处理MPDU(816)。

Description

用于预测下行链路突发中的连接标识符的方法及装置
技术领域
本发明一般地涉及基于分组的通信系统，该通信系统在处理其中包含在分组中的信息之前使该分组通过媒体接入控制(MAC)层，本发明具体地涉及一种通过移动站在MAC层的处理来预测下行链路帧内的连接标识符(CID)的方法和装置。
背景技术
开放系统互连(OSI)模型定义了一种用于在七层级层中执行协议的网络框架。从一个层提交控制并通过业务接入点(SAP)传递到下一层，开始于在一个站的应用层并继续到底层或物理层。这七个层是：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层以及物理层。媒体接入控制(MAC)层是数据链路层的子层并且给物理层提供信息和/或从物理层接收信息，诸如来自下行链路接收器电路的已解调和已解码的分组。例如，在突发模式的无线通信中，在上行链路侧，MAC层将信息以带有包含连接标识符(CID)的通用MAC报头(GMH)的MAC协议数据单元(MPDU)的形式提交到物理层。基站处的下行链路物理层将MPDU编码成下行链路突发，并将下行链路突发转成下行链路帧用于从发送器发送。
IEEE 802.16标准提供空中接口规范用于使MPDU通过MAC层的固定宽带无线通信系统。在下行链路接收处，因为并不是下行链路突发内的所有MPDU都要用于移动站，所以MAC层检查下行链路突发中每一个MPDU的CID以确定该MPDU是否是要由移动站来接收。检查所有MPDU需要MAC处理器的基本上不必要的处理时间。
因而，需要一种方法及装置用于MAC处理器预测下行链路帧中的哪个CID是要用于移动站的，从而不需要处理不要的MPDU。更进一步地，本发明期望的其它特征以及特性将结合附图及本发明的背景技术在本发明随后的详细描述及权利要求中变得显而易见。
附图说明
本发明随后将结合附图进行描述，其中相同的数字表示相同的元件，并且
图1是依据本发明实施例的无线通信系统的示图；
图2是依据本发明实施例的图1的无线通信系统的基站的框图；
图3是依据本发明实施例的图1的无线通信系统的移动站的框图；
图4是开放系统互连(OSI)网络的跨层通信的示图；
图5是依据本发明实施例的MAC协议数据单元(MPDU)的结构的示图；
图6是依据本发明实施例的图2的基站的MAC层编码器的操作的流程图；
图7是依据本发明实施例的图3的移动站的物理层处理器的操作的流程图；
图8是依据本发明实施例的图3的移动站的MAC层处理器的操作的流程图。
具体实施方式
一种编码用于基于分组的无线通信的下行链路帧的方法，包括以下步骤：响应于多个媒体接入控制(MAC)层协议数据单元(MPDU)中的每一个的连接标识符(CID)将下行链路帧内的多个MPDU排序。该下行链路帧包括多个MPDU，每个MPDU包括CID。
一种用于处理下行链路帧的装置，包括：接收器电路、耦合到接收器电路的物理层处理器以及耦合到物理层处理器的MAC层处理器。接收器电路接收射频(RF)信号并解调该RF信号以恢复下行链路帧。物理层处理器处理下行链路帧以恢复多个MPDU，每个MPDU包括CID。并且MAC层处理器从物理层处理器中接收多个MPDU中的一个，对其处理以恢复其CID，并响应CID来确定是否处理该MPDU的下一个或者是否停止对MPDU的处理。
本发明接下来的详细描述仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。而且，不希望受到本发明前述的背景技术或本发明后面的详细描述中出现的任何理论的束缚。
参考图1，依据本发明的实施例的无线通信系统100包括多个经由射频(RF)信号与移动站120进行通信的基站110。与多个基站110中的每一个相关联的是覆盖区域125，在覆盖区域125中移动站120能够从多个基站110中的一个或多个接收RF信号或发送RF信号到多个基站110中的一个或多个。多个基站110被耦合到用于集中控制无线通信系统的网络系统控制器130。基于分组的无线通信系统，诸如一些宽频码分多址(WCDMA)无线通信系统或者，更具体地正交频分多址(OFDMA)无线通信系统，在下行链路突发中为移动站120发送信息。
参考图2，依据本发明的实施例的基站110包括耦合到收发器电路204的天线202，用于发送包含有已编码和已调制的数据的RF信号。收发器电路204被耦合到控制器206。控制器206包括处理器208，其将信息提交给耦合至物理层编码器212的MAC层编码器210，其中物理层编码器212将信号提供给天线202用于到移动站120的下行链路发送。对于上行链路通信，天线202耦合到物理层214以译解提供到物理层214的信息并将这个信息递交至处理器208，其中物理层214耦合到MAC层216。以典型的方式提供存储器设备218以储存基站110的操作所必需的码和数据。
参考图3，移动站120，诸如蜂窝电话，包括天线320用于接收和发送射频(RF)信号。收发器电路322包括接收器电路324，其解调及解码从基站110接收到的RF信号以从中提取信息，接收器电路324耦合到控制器326用于将已解码的信息提供到控制器326以从而依据移动站120的功能来使用。控制器326还提供信息到收发器电路322的发送器电路328用于将信息编码并调制成RF信号用于从天线320进行发送。
如本领域中公知的，控制器326典型地耦合至存储器设备330及用户接口332来执行移动站120的功能。用户接口332包括麦克风334、扬声器336以及可被设计成接受触摸屏输入的显示器338。用户接口332还包括一个或多个键输入340，包括键盘342。依据本发明，控制器326包括处理器344、下行链路物理层处理器(RX PHY)346、下行链路MAC层处理器(RX MAC)348、上行链路物理层处理器(TX PHY)350以及上行链路MAC层处理器(TX MAC)352。
参考图4，示出了开放系统互连(OSI)网络的跨层通信的示图。OSI网络是一种用于在七层级层中执行协议的网络框架。从一个层提交控制并通过业务接入点(SAP)传递到下一个层，开始于一个站中的应用层并继续到底层或物理层。七个层是：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层以及物理层。媒体接入控制(MAC)层是数据链路层的一个子层，其提供信息到物理层和/或从物理层接收信息，诸如来自下行链路接收器电路的已解调以及已解码的分组。
在OSI网络中，层n+1实体通过业务接入点(SAP)来使用层n服务。图4描述了经由第一SAP 402从基站MAC层(层n+1)编码器210到物理层(层n)编码器212的下行链路通信。如所示的，通过MAC层编码器210将(n+1)MAC协议数据单元(MPDU)提交给(n)SAP402，并在物理层编码器212内转变为n-业务数据单元(SDU)。PDU在对等层之间通信(例如MPDU在“发送器”MAC编码器210与“接收器”MAC处理器348之间通信，或PDU在“发送器”PHY编码器212与“接收器”PHY处理器346之间通信)。因此，传送到物理层编码器212的n-SDU具有添加的物理层报头(pH)并被发送下行链路到物理(PHY)处理器346。由PHY处理器346接收的n-PDU经由第二SAP 404被传送到MAC处理器348，并且从其产生(n+1)-MPDU。
参考图5，示出了依据本发明的实施例的MPDU 500的结构。从MSDU中通过将MSDU的信息分割成一个或多个片段而产生一个或多个片段502，其中所述MSDU是从下一层接收到的。MPDU 500包括一个或多个片段502，每个片段包括子报头504。对于每个片段，子报头504包括(a)片段标号信息，诸如FSN；(b)分段控制信息，诸如FC；(c)片段502的长度。随着片段502被产生，片段标号信息被顺序地分配到片段502。响应于片段是否是产生(即，分割)片段的MSDU的第一片段、接下来的片段或最后的片段，或MSDU是否是未分成片段的(U)，即，MSDU没有被分割，分段控制信息被分配到每个片段。
依据本发明，MAC报头506包括连接标识符(CID)508，其识别连接和/或该连接的性质(其中连接的性质可以是：例如，管理连接、传输连接或广播连接)。MAC报头506还包括附加信息用于处理MPDU，诸如加密控制以及密钥序列信息、报头类型和报头校验序列信息以及MPDU长度方面的信息。MAC报头506还包括比特以指示循环冗余校验信息510是否出现。当出现的时候，循环冗余校验信息510被用于检验MPDU是否被正确接收。
参考图6，依据本发明的MAC层编码器210的操作的流程开始于等待从MAC层编码器210的另一个功能块中构造MPDU 602。当MPDU被构造602时，MPDU的CID的类型被确定604。如果CID是管理CID604，MPDU与其它以升序CID排列的管理CID MPDU一起被储存606。如果CID是广播CID 604，MPDU与其它以升序CID排列的广播CIDMPDU一起被储存608。如果CID是传输CID 604，MPDU与其它以升序CID排列的传输CID MPDU一起被储存610。
在MPDU被排序并被储存606、608、610之后，接下来的处理确定是否到了在物理层编码器212处构造下行链路突发612的时候。如果在物理层编码器212处没有正在构造下行链路突发612，处理返回来等待接收下一个被构造的MPDU 602。当在物理层编码器212处正在构造下行链路突发612时，处理确定是否存在任何储存的管理CID MPDU614、任何储存的广播CID MPDU 616或任何储存的传输CID MPDU618。如果没有储存的MPDU 614、616、618，处理返回来等待接收下一个被构造的MPDU 602。
当储存管理CID MPDU614时，提交下一个管理CID MPDU到物理层编码器212 620，并且删除已提交的MPDU 622。当储存广播CIDMPDU 616时，提交下一个广播CID MPDU到物理层编码器212 624，并且删除已提交的MPDU 626。当储存传输CID MPDU 618时，提交下一个管理CID MPDU到物理层编码器212 628，并且删除已提交的MPDU 630。在删除已提交的MPDU 622、626、630之后，处理返回以确定物理层编码器212是否仍在构造下行链路突发612。
因而可以看出，依据本发明的实施例，物理层编码器212构造带有MPDU的下行链路突发，所述MPDU被首先响应于CID的性质进行排序，然后在CID类型的每个性质中，以上升CID顺序进行排序。在构造下行链路突发之后，下行链路突发被添加到下行链路帧用于提供到收发器电路204的发送器电路，所述发送器电路用于通过其进行编码和调制并且从其发送。替代地，MPDU可以依据降序CID进行排序。
参考图7，依据本发明的物理层处理器346的下行链路帧处理的流程一开始等待接收下行链路帧702内的第一个下行链路突发702。当接收到第一个下行链路突发702时，从该下行链路突发中恢复MPDU704，并提交到MAC层处理器348 706。如果被恢复704并被提交706的MPDU是下行链路突发中的最后一个MPDU 708，接下来确定该下行链路突发是否是下行链路帧中的最后一个下行链路突发710。如果接收到的下行链路突发是下行链路帧中的最后一个下行链路突发710，处理返回来等待下一个下行链路帧的第一个下行链路突发702。如果接收到的下行链路突发不是下行链路帧中的最后一个下行链路突发710，处理等待接收下一个下行链路突发712，并且，当接收到下一个下行链路突发712时，处理返回来从下行链路突发中恢复MPDU 704。
如果被恢复704并且被提交706的MPDU不是下行链路突发中的最后一个MPDU，依据本发明的实施例，接下来确定是否从MAC层处理器348已经接收到信号714，其指示不再有MPDU与移动站120相关。如果没有接收到这样的信号714，处理返回来从下行链路突发中恢复下一个MPDU 704。如果接收到表示不再有相关的MPDU的信号714，处理丢掉剩余的下行链路突发并节能716，直到接收到下一个下行链路突发702。
参考图8，依据本发明的实施例的MAC层处理器348的操作开始于确定是否已经从物理层处理器346接收到信号，其指示已经接收到下行链路帧802。当从物理层处理器346接收到指示下行链路突发的信号802时，执行循环冗余校验(CRC)检验804以确定MPDU是否被正确接收。如果CRC不正确806，MAC层处理器转换到MPDU搜索模式808，直到接收到正确的MPDU 810。
当接收到正确的MPDU 806、810时，依据本发明的实施例的MAC层处理器348过滤连接标识符(CID)812来恢复CID并确定该MPDU是否是用于移动站120 814或者剩余的下行链路突发是否是与移动站120相关816。如果CID指示该MPDU是用于移动站120的814，MAC层处理器348将这样的MPDU提交给MAC层中的下一个功能块818，然后确定剩余的下行链路突发是否与移动站120相关816。
依据本发明的实施例，如果CID不大于与移动站120相关联的预定CID，则剩余的下行链路突发与移动站120相关816。由于MPDU已经在下行链路突发中依据升序的CID被排序，任何具有大于与移动站120相关的最高CID的CID的MPDU将不与移动站120相关。因此，最高的相关CID将是预定CID并将被储存在存储器330中。
可替代地，如果MPDU已经在下行链路突发中依据降序的CID被排序，最低相关CID将是在步骤816中用于比较的预定CID。依据本发明的另一方面，在连接的每个性质中，将MPDU依据由CID所指示的连接的性质(例如，广播，传输)以CID升序或降序的顺序排序。通过将带有指示与多个移动站120相关的连接的性质的MPDU排序在带有指示仅与单个移动站120相关的连接的性质的MPDU之前，步骤816可以响应于与移动站120关联的预定CID，优选地确定下面所述的点，即在该点处所有进一步的MPDU与移动站120无关，即使广播和传输CID都指示用于移动站120的MPDU。
如果接下来的MPDU与移动站120相关的816，那么接收下一个MPDU 820，并且处理返回以检验CRC 804。如果下行链路突发中的剩余MPDU不相关816，那么MAC层处理器348发信号给物理层处理器346以丢掉剩余的下行链路突发822，从而能够通过物理层处理器346优选地节能。然后MAC层处理器248结束下行链路突发处理824，允许MAC层处理器进入节能模式，直到从接收到下行链路突发的物理层处理器346接收到下一个信号802。
从而可以看到，提供了一种用于MAC层处理器348预测在下行链路帧中哪个CID是用于移动站120的方法及装置，从而不需要处理不用于移动站120的MPDU，因此节能。虽然在本发明前面的详细描述中已经示出至少一个示例性实施例，但是应当了解，存在大量的变形。还应当了解，示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式来限制本发明的范围、应用或构造。而且，前面的详细描述将给本领域人员提供便捷的引导来实现本发明的示例性实施例，应当理解，在不脱离如权利要求所限定的本发明的范围的情况下，示例性实施例中描述的元件的功能或设置可以做出各种变化。

Claims (22)

1.一种对用于基于分组的无线通信的下行链路帧进行编码的方法，所述下行链路帧包括多个媒体接入控制(MAC)层协议数据单元(MPDU)，每个MPDU包括连接标识符(CID)，所述方法包括以下步骤：响应于所述多个MPDU中的每一个的CID，在所述下行链路帧中对所述多个MPDU进行排序。
2.依据权利要求1所述的方法，其中所述下行链路帧包括一个或多个下行链路突发，所述一个或多个下行链路突发中的每一个包括一个或多个MPDU，并且其中对所述多个MPDU进行排序的步骤包括在所述一个或多个下行链路突发的每一个中对所述一个或多个MPDU进行排序的步骤。
3.依据权利要求1所述的方法，其中所述CID是数字，并且其中对所述多个MPDU进行排序的步骤包括依据升序CID对所述多个MPDU进行排序的步骤。
4.依据权利要求1所述的方法，其中所述CID是数字，并且其中对所述多个MPDU进行排序的步骤包括依据降序CID对所述多个MPDU进行排序的步骤。
5.依据权利要求1所述的方法，其中所述CID是指示连接的性质的数字。
6.一种编码和发送用于基于分组的无线通信的下行链路帧的装置，所述装置包括：
媒体接入控制(MAC)层编码器，其产生多个MAC层协议数据单元(MPDU)，每个MPDU包括连接标识符(CID)，其中所述MAC层编码器响应于其CID对所述多个MPDU进行排序；
物理层编码器，其耦合到所述MAC层编码器，并产生下行链路帧，所述物理层编码器在从所述MAC层编码器接收的所述下行链路帧内对多个MPDU进行排序；以及
发送器电路，其耦合到所述物理层编码器并发送所述下行链路帧。
7.依据权利要求6所述的装置，其中所述物理层编码器产生包括一个或多个下行链路突发的所述下行链路帧，所述一个或多个下行链路突发中的每一个包括一个或多个MPDU，所述物理层编码器进一步在从所述MAC层编码器接收的所述一个或多个下行链路突发中的每个中对所述一个或多个MPDU进行排序。
8.依据权利要求6所述的装置，其中所述CID是数字，并且其中所述MAC层编码器依据升序CID对所述多个MPDU进行排序。
9.依据权利要求6所述的装置，其中所述CID是指示连接的性质的数字。
10.一种在媒体接入控制(MAC)层中处理下行链路帧的方法，所述下行链路帧包括多个MAC层协议数据单元(MPDU)，每个MPDU包括连接标识符(CID)，所述方法包括以下步骤：
处理所述多个MPDU中的一个以恢复其CID；以及
响应于所述多个MPDU中的一个的CID，确定是否处理所述多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述多个MPDU。
11.依据权利要求10所述的方法，其中所述下行链路帧包括一个或多个下行链路突发，所述一个或多个下行链路突发中的每一个包括一个或多个MPDU，并且其中确定步骤包括以下步骤：响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID，确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述下行链路突发。
12.依据权利要求10所述的方法，其中所述CID是数字，并且其中所述确定步骤包括以下步骤：响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID大于或等于预定CID值，确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述下行链路突发。
13.依据权利要求10所述的方法，其中所述CID是数字，并且其中所述确定步骤包括以下步骤：响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID小于或等于预定CID值，确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述下行链路突发。
14.依据权利要求10所述的方法，其中所述CID是指示连接的性质的数字，并且其中所述确定步骤包括以下步骤：响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID指示连接的预定性质并且大于或等于预定CID值，确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个。
15.一种处理下行链路帧的装置，包括：
接收器电路，其接收射频(RF)信号并解调RF信号以恢复所述下行链路帧；
物理层处理器，其耦合到所述接收器电路并处理所述下行链路帧以从中恢复多个MAC层协议数据单元(MPDU)，每个MPDU包括连接标识符(CID)；以及
MAC层处理器，其耦合到所述物理层处理器并从中接收所述多个MPDU中的一个，所述MAC层处理器处理所述多个MPDU中的一个以恢复其CID，并且响应于其CID来确定是否处理所述多个MPDU的下一个，或是否停止处理所述多个MPDU。
16.依据权利要求15所述的装置，其中所述下行链路帧包括一个或多个下行链路突发，所述一个或多个下行链路突发中的每一个包括一个或多个MPDU，并且其中，响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID，所述MAC层处理器确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述下行链路突发。
17.依据权利要求15所述的装置，其中所述CID是数字，并且其中，响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID大于或等于预定CID值，所述MAC层处理器确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述下行链路突发。
18.依据权利要求15所述的装置，其中所述CID是数字，并且其中，响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID小于或等于预定CID值，所述MAC层处理器确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个，或者是否停止处理所述下行链路突发。
19.依据权利要求15所述的装置，其中所述CID是指示连接的性质的数字，并且其中，响应于所述一个或多个MPDU中的一个的CID指示连接的预定性质并且大于或者等于预定CID值，所述MAC层处理器确定是否处理所述一个或多个下行链路突发中的一个的所述一个或多个MPDU中的下一个。
20.一种通过媒体接入控制(MAC)层接收并处理的下行链路帧，所述下行链路帧包括多个下行链路突发，所述多个下行链路突发中的每一个包括一个或多个MAC协议数据单元(MPDU)，所述一个或多个MPDU中的每一个包括连接标识符(CID)，其中，响应于其CID，将所述多个下行链路突发中的每一个的所述一个或多个MPDU在所述多个下行链路突发中的一个中排序。
21.依据权利要求20所述的下行链路帧，其中在所述多个下行链路突发中的一个中以上升CID顺序排序所述多个下行链路突发中的每一个的所述一个或多个MPDU。
22.依据权利要求20所述的下行链路帧，其中在所述多个下行链路突发中的一个中以下降CID顺序排序所述多个下行链路突发中的每一个的所述一个或多个MPDU。
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