CN1653741A - 优先协议数据单元的再传输以协助无线电链路控制再传输的系统及方法 - Google Patents

优先协议数据单元的再传输以协助无线电链路控制再传输的系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种用于减少数据区块再传输的传输等待时间的媒体存取控制(MAC)架构。数个数据区块是由一第一内存(譬如队列、缓冲器)接收且暂时储存，再接着传输该数个数据区块。实施一判断，以判断是否已成功地接收每一所述传输的数据区块、或因未成功接收到该数据区块而需要再传输。将需要再传输的每一所述再传输数据区块附加标记，且暂时储存于具有较该第一内存者高的一较高优先度的一第二内存中。在传输储存于该第一内存位置中的数据区块之前，先行再传输所述标记数据区块。

Description

优先协议数据单元的再传输以协助无线电链路控制再传输的系 统及方法
技术领域
本发明是有关于无线通讯的范畴。更明确地，本发明是有关于一种优先协议数据单元(PDU)的再传输以协助无线电链路控制(RLC)层再传输的系统及方法。
背景技术
在分频双工(FDD)及分时双工(TDD)的第三代(3G)手机系统中，无线电链路控制(RLC)层确认模式中具有再传输机制，以达到高可靠度的端点对端点数据传输。RLC层是在无线电网络控制器(RNC)及用户终端设备(UE)两者中的一同等实体。
图1中是显示一UMTS通用地面无线电存取网络(UTRAN)MAC-hs层架构的框图，且图2中是显示用户终端设备(UE)MAC-h架构的框图。已让与本受让人且在2002年10月15日申请的同在申请中的美国专利案第10/270,822号是已说明了图1及图2所示架构。图1中所示的UTRAN MAC-hs30包括一输送格式资源指示器(TFRI)选择器31、一调度及优先度排序实体32、数个复合式自动重送请求(H-ARQ)处理器33a、33b、一流程控制器34、及一优先度阶级及传输顺序号码(TSN)设定实体35。
UE MAC-hs 40包括一H-ARQ处理器41。如以下将参考图1及图2等两者解释，UTRAN MAC-hs 30中的H-ARQ处理器33a、33b、与UE MAC-hs40中的H-ARQ处理器41是一同工作，以处理数据区块。
UTARN-MAC-hs 30中的H-ARQ处理器33a、33b是掌控H-ARQ程序中用于产生传输、及因发生任何错误传输而产生的再传输的全部工作。UEMAC-hs 40中的H-ARQ处理器41是负责产生一确认(ACK)来指示一成功传输，且产生一否认来指示一失败传输。H-ARQ处理器33a、33b、及41是处理每一用户数据流的连续数据串。
如以下的进一步说明，每一用户数据流上收容的数据区块皆分派予H-ARQ处理器33a、33b。每一H-ARQ处理器33a、33b皆激活一传输，且当发生一错误时，H-ARQ处理器41将要求一再传输。在后续传输中，将改变调制及编码率，以确保一成功的传输。传送至UE的待再传输数据区块及任何新传输，皆可藉由一调度及优先度排序实体32提供至H-ARQ实体33a、33b。
调度及优先度排序实体32是作用为无线电资源管理者，且决定传输等待时间，以支持所需的QoS。调度及优先度排序实体32将依据H-ARQ处理器33a、33b的输出及待传输的一新数据区块的优先度，来将数据区块发送至IFRI选择器31。
连结至调度及优先度排序实体32的TFRI选择器31是接收待传输的数据区块，且为待传输的数据区块选择一适当的动态输送格式。TFRI选择器31将关于H-ARQ传输及再传输来决定调制及编码。
基于众多理由，极希望使再传输数据区块尽快地到达接收侧(亦即UE)的RLC实体。首先，由于需要依顺序传送，因此遗失的数据区块将可阻止后续数据区块发送至较高层。其次，需要调整UE缓冲器的大小，使其大到足以在保持有效率的数据率的情况下，仍可顾及再传输的等待时间。等待时间愈长，则UE缓冲器的大小尺寸必须愈大，以允许UE缓冲暂存受阻的数据区块、及连续数据接收等两者，直到正确序列的数据区块发送至较高层为止。较大的缓冲器大小尺寸将造成UE的硬件成本提高。这是非常不理想的。
请参考图3，其显示出介于一节点B(显示于图3底部)与一UE(显示于图3顶部)之间的数据流的简化流程图。来自较高层级处理的数个PDU将经过调度排序且多路传输至一数据区块中。一数据区块仅可容纳优先度相同的较高层的PDU。一独特TSN是藉由调度器而分派予每一数据区块。数个较高层可提供不同优先度PDU的数个串，且每一优先度皆具有一序列的TSN调度器，接着再将所述数据区块分派至数个H-ARQ处理器P1B至P5B。每一H-ARQ处理器是一次负责处理一单一数据区块。譬如，如图3所示，优先度1PDU包括显示为B11至B1N的一序列。相同地，优先度PDU2是由B21至B2N的序列，及优先度3PDU是自B31至B3N的序列。所述PDU是藉由公共调度器来调度(且多路传输)及附上一TSN。为了描述本发明，假设一PDU相等于一数据区块。当排序一数据区块调度以藉由一特殊处理器P1B至P5B处理时，每一数据区块将连结一处理器识别器，该识别器是识别用于处理该数据区块的处理器P1B至P5B。
再接着将所述数据区块输入至已调度的节点B H-ARQ处理器P1B至P5B，由所述处理器来接收及处理每一数据区块。每一节点B H-ARQ处理器P1B至P5B是相对应UE内的一H-ARQ处理器P1UE至P5UE。缘是，节点B中的第一H-ARQ处理器P1B是与UE中的第一H-ARQ处理器P1UE通讯。相同地，节点B中的第二H-ARQ处理器P2B是与UE中的第二H-ARQ处理器P2UE通讯，且节点B中的其余H-ARQ处理器P3B至P5B及其在UE内的各别配对H-ARQ处理器P3UE至P5UE亦然。H-ARQ处理器是适时地多路传输至空气界面上，且该空气界面上每次仅有一H-ARQ传输。
譬如第一对通讯H-ARQ处理器P1B与P1UE，H-ARQ处理器P1B是处理譬如B11的一数据区块，且发送其作多路传输以及在空气界面上传输。当一H-ARQ处理器P1UE接收到该数据区块B11时，处理器P1UE将判断是否无错误地接收到该数据区块。倘若无错误地接收到数据区块B11，则第一H-ARQ处理器P1UE将传输一ACK，以指示传输H-ARQ处理器P1B，其以成功地完成接收。相反地，倘若接收到的数据区块B11中有一错误，则接收H-ARQ处理器P1UE将传输一NACK至传输处理器P1B。继续这种程序，直到接收器P1B接收到关于数据区块B11的一ACK为止。一旦处理器接收到一ACK，则其将得以“释放”，来处理另一数据区块。倘若有空闲，则该调度器将分派另一数据区块予处理器P1B，且可在任何时刻中选择再传输或开始一新传输。
一旦接收H-ARQ处理器P1UE至P5UE已处理每一数据区块，则可根据所述数据区块的优先度，而发送至记录缓冲器R1、R2、R3；某一记录缓冲器仅用于某一优先度层级的数据。譬如，优先度1数据区块B11至B1N是接收且记录于优先度1记录缓冲器R1中；优先度2数据区块B21至B2N是接收且记录于优先度2记录缓冲器R2中；优先度3数据区块B31至B3N是接收且记录于优先度3记录缓冲器R3中。
基于接收H-ARQ处理器P1UE至P5UE对所述数据区块实施的前处理、及ACK/NACK确认程序，通常并非以相关于TSN地连续依一次序来接收所述数据区块。记录缓冲器R1至R3是接收未依顺序的数据区块，且企图在将所述数据区块发送至RLC层上之前，以一顺序方式记录所述数据区块。譬如，优先度1记录缓冲器R1是接收且记录首四个优先度1数据区块B11至B14。当已接收且记录所述数据区块后，再将其传递至RLC层。
在接收侧上，不论H-ARQ处理器的身份(ID)是否已传送至譬如HS-SCCH等的一控制信道上、或着不论数据区块是否已附加卷标，UE MAC-hs(以图表方式显示为MAC-hs控制器)皆读取H-ARQ处理器的ID，以判断哪一H-ARQ处理器P1UE至P5UE业已使用。倘若UE接收到由同一H-ARQ处理器P1UE至P5UE所处理的另一数据区块，则UE将可得知，特定的H-ARQ处理器P1UE至P5UE业已释放，而不论由该H-ARQ处理器P1UE至P5UE所处理的先前数据区块是否业已成功地接收。
图4是显示一先前技艺的一范例，其包括一RNC、一节点B、一UE、及和它们相关的缓冲器。该范例是假设，该UE为接收实体，且该节点B为传输实体。在本先前技艺系统中，该UE并未成功地接收到SN＝3的一PDU。因此，该UE中的RLC将向该RNC中的其同等RLC层要求一再传输。同时，SN＝6至9的PDU将缓冲暂存于节点B中，且SN＝4及5的PDU将缓冲暂存于该UE中。应注意到，尽管图4中仅显示出缓冲暂存着数个PDU，然而实际上可缓冲暂存更多的PDU(譬如100个或更多)及来自其它RLC的PDU。
如图5所示，倘若需要再传输SN＝3的PDU，则必须在该节点B缓冲器中的队列末端等候，且仅在SN＝6至9的PDU皆传输后才可传输该SN＝3的PDU。直到所有的PDU皆依序接收时，该UE中的PDU才可发送至上方层。
在这种情况下，假设所有PDU皆成功地传输，则SN＝3的PDU将推迟后续的PDU发送至较高层(即SN＝4至9)。再次强调，应注意到，本范例仅反应11个PDU，然而在正常操作下，可能在再传输数据PDU之前对数百个PDU调度，如此将更为加重传输等待时间及数据缓冲暂存的问题。
亟需一种可使再传输数据避免因传输缓冲器壅塞而造成延迟的系统及方法。
发明内容
本发明是一种用于在一无线通讯系统中转送数据的系统及方法。数个数据区块是由一第一内存接收且暂时储存。再接着传输该数个数据区块。接着将判断，是否已成功地接收每一所述传输的数据区块、或因未成功接收到该数据区块而需要再传输。需要再传输的每一所述再传输数据区块将附加标记，且储存于具有比该第一内存者高的一较高优先度的一第二内存中。储存于该第二内存中的所述标记数据区块是在储存于该第一内存中的数据区块传输之前实施传输。
每一标记数据区块可包括一共享信道优先度指示器(CmCH-Pi)。可读取该标记数据区块的CmCH-Pi，且再用于根据该CmCH-Pi为基础来判断该标记数据区块将放置于数个内存中的哪一个内。
依据本发明的一较佳具体实施例，用于转送数据的一无线通讯系统包括一UE、与该UE通讯的一节点B、以及与该节点B及该UE通讯的一无线电网络控制器(RNC)。该RNC是经由该节点B而得将数个数据区块传输至该UE。该UE是将一状态报告传送至该RNC。该报告将指示出，该UE是否成功地接收每一所述传输的数据区块、或因未成功接收到该数据区块而需要再传输。该RNC是将需要再传输的每一所述数据区块附加标记，且将所述标记后的数据区块传送至该节点B。该节点B是接收、暂时储存所述标记数据区块，且排定所述标记数据区块具有较节点B先前接收到及储存的其它数据区块者高的优先度。节点B将在传输该其它数据区块之前，先将所述标记数据区块传输至该UE。
附图说明
可藉由作为范例用、且应结合随附图式阅读的以下说明，来更详细地解说本发明。
图1是一UTRAN MAC-hs。
图2是一先前技艺的UE MAC-hs。
图3是介于一节点B与一UE之间的数据流框图。
图4是表现出一遗失PDU传输的RLC层图式。
图5是由该遗失PDU传输的RLC层再传输的图式。
图6是一种依据本发明的排序再传输优先度的方法的信号图。
图7是介于一节点B与一UE之间的数据流框图，其中是将再传输分派予一较高优先度队列。
图8是具有CmCH-Pi指示的一DSCH传输调度排序PDU的数据流框图。
图9及图10是由依据本发明的一遗失PDU传输的RLC层来再传输的图式。
具体实施方式
以下将参考图式来说明较佳具体实施例，其中全文中皆以相同的参考代码代表相同组件。
在描述本发明时，可参照术语“缓冲器”及“内存”。意欲使所述词汇皆等义，且皆用于指示一连续队列中的数个数据区块或PDU。
为了降低一RLC层再传输的等待时间，本发明是排定一PDU再传输的优先度高于譬如一节点B等一中间节点的缓冲器中的一后续PDU者。
在下行链路方向中(自服务器RNC(SRNC)至UE的数据传输)，再传输等待时间的一来源，是在缓冲器位于UTRAN中但位于SRNC外部的应用中产生。譬如，在众多应用中，RNC RLC是将PDU传送至RNC中的MAC-d，其可产生一MAC-d PDU且再传送至CRNC、并且接着至节点B(请注意到，在一UE尚未移出SRNC的小区涵盖范围的情况下，CRNC将相同于RNC，且因此任何信息皆是在内部传送。当该UE业已移出SRNC的小区涵盖范围时，新的CRNC则为漂移RNC(DRNC)。为了简化说明，该RNC在这两种情况下皆称为一CRNC)。
由于MAC-d PDU包含恰好1个RLC PDU(外加上其它潜在的MAC信息)，因此一MAC-d PDU将视为同等于一RLC PDU。尽管本发明中对于CRNC或节点B中的PDU的讨论皆指MAC-d PDU(非RLC PDU)，但在本发明中可视为等义者，且此后使用PDU一词时皆是指示该两者。
为了允许连续的数据流，来自RNC RLC、及因此同等RLC的PDU，通常需在其传输至UE之前，暂伫于CRNC或节点B的缓冲器中一段时间。如以下将详细说明者，以一较高优先度来再传输数据的本发明方法中，将无需顾及UTRAN中的数据缓冲/队列。
本发明的一具体实施例是指在一系统中，运用高速下行链路分组存取(HSDPA)、而自无线电网络控制器(RNC)至用户终端设备(UE)的RLC再传输。图6中是描述一种依据本发明来降低再传输等待时间的方法100。图6是显示介于一RNC 102、一节点B 104、与一UE 106之间的通讯。
UE 106中的RLC层是产生一状态报告PDU(步骤108)，其可指示已接收到(即成功传输)、或遗失PDU(即不成功地传输)的状态。该状态报告PDU将传输(步骤110)至RNC 102。一旦RNC 102中的RLC层自UE 106中的其同等实体接收到状态报告PDU时，RNC 102将准备再传输遗失PDU(步骤112)。
本发明是实现一种可使节点B分辨再传输PDU与其它PDU的方法。在一第一具体实施例中，RNC 102是使用在其帧协议(FP)顶头(overheads)上的一字段(field)来标记再传输PDU。再传输PDU包括一CmCH-Pi，其可在每次自RNC 102传送(步骤114)PDU至节点B 104时更新(或增加)。这将允许节点B 104追踪PDU的传送次数，及因此可识别出放置PDU的适当队列。较佳地，CmCH-Pi一般是在RNC 102处设定且更新。然而，亦可在节点B 104处执行这种动作。节点B 104可读取CmCH-Pi且判断PDU的适当优先度队列(步骤116)。节点B 104传输调度器是在服务较低优先度队列之前先行服务较高优先度队列。基于RNC 102对CmCH-Pi的设定，使节点B可将待再传输的PDU放置于一缓冲器中，其中该缓冲器具有较该PDU原始传输时所原始具有者高的一较高优先度。
再者，PDU可在一缓冲器(即内存)中再传输(步骤118)，其中该缓冲器具有较原始传输的优先度高的一较高优先度。当该PDU再传输时，该UE的其它传输可缓冲暂存于节点B 104的较低优先度传输队列中。再传输PDU的CmCH-Pi设定值增加，将造成其传输调度排序在先前已接收且缓冲暂存于节点B 104中的其它PDU之前。
请参考图7，将数个传输分派予一较高优先度队列，使得所述者优先于源自相同“原始”传输缓冲器的其它数据区块的传输。一旦接收H-ARQ处理器P1UE至P5UE处理每一数据区块，则可根据所述数据区块的优先度而将所述者发送至重新安排缓冲器R1、R2、R3；某一重新安排缓冲器是用于一优先度等级的数据。譬如，重新安排缓冲器R2是重新安排数据区块B21、B22、及。重新安排缓冲器R3是重新安排数据区块B33、B34、及B36。一数据区块(“X”)是在数据区块B22与B24之间遗失。一又一数据区块(“X”)是在数据区块B34与B36之间遗失。是以，由于一NACK信息错译为一ACK信息，因此并未接收到期待的数据区块B23及B35。
接着将再传输所述遗失的数据区块。正常情况下，数据区块B23已放置于优先度2传输缓冲器中。然而，由于数据区块B23遗失，且必须再传输，因此将数据区块B23放置于一较高优先度传输缓冲器中(在此情况下是先优先度1传输缓冲器)，而得以比放置于优先度2或3传输缓冲器中时较早传送。相同地，数据区块B35在正常情况下已放置于优先度3传输缓冲器中。然而，由于数据区块B35遗失，且必须再传输，因此将数据区块B35放置于优先度1或优先度2传输缓冲器中，以在比放置于优先度3传输缓冲器中时较早传输。
当在节点B中接收PDU时，CmCH-Pi是用于判断优先度队列B1n至B3n。调度器是先服务较高优先度队列，且将数个传输分派予传输H-ARQ处理器P1B至P5B。当成功地传输至UE时，接收H-ARQ处理器P1UE至P5UE可将再传输PDU发送至RLC层。
亦可将这种程序应用于一DSCH系统中，除了中间节点是CRNC而非节点B以外。请参考图8，具有CmCH-Pi指示的PDU 805是由一优先度排序实体810给定优先度，且由CRNC中的MAC-sh来排序传输调度。MAC-sh是保持多重个优先度的队列815A、815B，且一DSCH传输调度器820将根据数据的优先度为基础，来判断哪一PDU 805将传输。因此，藉由将DSCH再传输设定增加的CmCh-Pi，将可在服务UE的其它数据之前，先行服务该传输。这是与以节点B MAC-hs实体来排序传输调度的HS-DSCH情况者相似。
请参考图9，其显示出依据本发明的用于实施图6中优先度排序方法的一系统。在UE中的RLC层将一状态报告PDU传输至RNC中的RLC层之后，且指示并未成功地接收SN＝3的PDU时，则RNC将传输SN＝3的PDU的一再传输。可藉由将该PDU放置于一较高优先度缓冲器内，而使该PDU的优先度排序高于中间节点缓冲器中的其它PDU者。应注意到，尽管仅显示出11个PDU，但实际上可具有数百个暂伫的PDU。
可参考图10来考虑本发明的优点，其中图10是描述接收缓冲器中的优先度排序动作的结果。SN＝3的再传输PDU已到达接收缓冲器，且SN＝3至5的依顺序排列的PDU，将可较图5中所描述的先前技艺方案者，更加快速地发送至较高层。
尽管已就较佳具体实施例来说明本发明，然而熟于此项技艺的人士将可发现其它变型，且所述变型皆属于权利要求所概述的本发明范围内。

Claims (21)

1.一种用于在一无线通讯系统中转送数据的方法，该方法包括：
(a)由一第一内存接收且暂时储存数个数据区块；
(b)传输该数个数据区块；
(c)判断是否已成功地接收每一所述传输的数据区块、或因未成功接收到该数据区块而需要再传输；
(d)将需要再传输的每一所述再传输数据区块附加标记；
(e)由具有较该第一内存者高的一较高优先度的一第二内存来暂时储存所述标记数据区块；及
(f)在传输储存于该第一内存位置中的数据区块之前，先行传输储存于该第二内存中的所述标记数据区块。
2.如如权利要求1所述的方法，其中所述数据区块是在一高速下行链路共享信道上传输。
3.如如权利要求1所述的方法，其中至少一所述数据区块包括数个多路传输协议数据单元(PDU)。
4.如如权利要求1所述的方法，其中每一所述数据区块皆为一协议数据单元(PDU)。
5.如如权利要求1所述的方法，其还包括：
(g)将一独特的传输顺序号码(TSN)分派予每一所述数据区块。
6.如如权利要求1所述的方法，其还包括：
(g)将根据一所需传输等待时间为基础的一优先度，分派予每一所述数据区块。
7.如如权利要求1所述的方法，其中每一所述标记数据区块皆包括一共享信道优先度指示器(CmCH-Pi)，该方法还包括：
(g)读取该标记数据区块的CmCH-Pi，且再根据该CmCH-Pi为基础来判断该标记数据区块将放置于数个内存中的哪一个内。
8.一种用于转送数据的无线通讯系统，该系统包括：
(a)至少一用户终端设备(UE)；
(b)一节点B，与该UE通讯；及
(c)一无线电网络控制器(RNC)，与该节点B及该UE通讯，其中：
(i)该RNC是经由该节点B而得将数个数据区块传输至该UE；
(ii)该UE是将状态报告传送至该RNC，该报告是指示出，该UE是否成功地接收每一所述传输的数据区块、或因未成功接收到该数据区块而需要再传输；
(iii)该RNC是将需要再传输的每一所述数据区块附加标记，且将所述标记后的数据区块传送至该节点B；
(iv)该节点B是接收、暂时储存所述标记数据区块，且排定所述标记数据区块具有较该节点B先前接收到及储存的其它数据区块者高的优先度；及
(v)该节点B将在传输该其它数据区块之前，先将所述标记数据区块传输至该UE。
9.如如权利要求8所述的系统，其中所述数据区块是在一高速下行链路共享信道上传输。
10.如如权利要求8所述的系统，其中至少一所述数据区块包括数个多路传输协议数据单元(PDU)。
11.如如权利要求8所述的系统，其中每一所述数据区块皆为一协议数据单元(PDU)。
12.如如权利要求8所述的系统，其中该节点B还包括：
(b1)一分派装置，用以将一独特的传输顺序号码(TSN)分派予每一所述数据区块。
13.如如权利要求8所述的系统，其中该节点B还包括：
(b1)一分派装置，用以将根据一所需传输等待时间为基础的一优先度，分派予每一所述数据区块。
14.如如权利要求8所述的系统，其中每一所述标记数据区块皆包括一共享信道优先度指示器(CmCH-Pi)，该节点B还包括：
(b1)一读取装置，用以读取该标记数据区块的CmCH-Pi；及
(b2)一判断装置，用以根据该CmCH-Pi为基础来判断该标记数据区块将放置于数个内存中的哪一个内。
15.一种无线通讯系统，用于一该无线通讯系统中转送数据，该系统包括：
(a)一装置，用以在一第一内存接收且暂时储存数个数据区块；
(b)一传输装置，是用以传输该数个数据区块；
(c)一判断装置，是用以判断是否已成功地接收每一所述传输的数据区块、或因未成功接收到该数据区块而需要再传输；
(d)一标记装置，是用以将需要再传输的每一所述再传输数据区块附加标记；
(e)一暂时储存装置，用以使由具有比该第一内存高的一较高优先度的一第二内存来暂时储存所述标记数据区块；及
(f)一传输装置，其是在传输储存于该第一内存位置中的数据区块之前，先行传输储存于该第二内存中的所述标记数据区块。
16.如如权利要求15所述的系统，其中所述数据区块是在一高速下行链路共享信道上传输。
17.如如权利要求15所述的系统，其中至少一所述数据区块包括数个多路传输协议数据单元(PDU)。
18.如如权利要求15所述的系统，其中每一所述数据区块皆为一协议数据单元(PDU)。
19.如如权利要求15所述的系统，其还包括：
(g)将一独特的传输顺序号码(TSN)分派予每一所述数据区块的装置。
20.如如权利要求15所述的系统，其还包括：
(g)将根据一所需传输等待时间为基础的一优先度，分派予每一所述数据区块的装置。
21.如如权利要求15所述的系统，其中每一所述标记数据区块皆包括一共享信道优先度指示器(CmCH-Pi)，该系统尚包括：
(g)一读取装置，用以读取该标记数据区块的CmCH-Pi；及
(h)一判断装置，其是根据该CmCH-Pi为基础来判断该标记数据区块将放置于数个内存中的哪一个内。
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