CN1756439A - 在无线系统中软切换期间数据分组的重新排序 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在无线系统中软切换期间数据分组的重新排序。本发明提供了在使用HARQ的无线系统中用于在软切换(SHO)工作模式期间控制在移动设备与一对基站之间的通信的方法。为了适应在SHO期间在基站处接收的次序错乱的数据分组，形成序列号以及把序列号传送到无线电网络控制器(RNC)。RNC被配置成组合从基站接收的数据分组，然后使用序列号来重新排序组合的数据分组。
Description
技术领域
本发明总的涉及电信，更具体地，涉及无线通信。
背景技术
在诸如蜂窝电话那样的无线电信领域中，系统典型地包括被分布在由系统提供服务的区域内的多个基站。在区域内的各种用户-固定用户或移动用户-然后可以经由一个或多个基站接入系统，从而接入其它互联的电信系统。典型地，当用户移动时，移动设备在穿过一个区域时通过先与一个基站通信然后与另一个基站通信而保持与系统的通信。移动设备可以与最接近的基站、具有最强信号的基站、具有足以接受通信的容量的基站等等进行通信。
通常，当移动设备从一个基站转移到另一个基站时，有一段时间间隔，在此期间移动设备可以与一个以上的基站通信。移动设备从一个基站转移到另一个基站的过程通常称为软切换(SHO)。在SHO期间，两个基站都可以接收来自移动设备的通信。
在某些电信系统中，为了提高性能，在移动设备与基站之间的通信是通过使用混合自动重复请求(HARQ)信道编码技术完成的。通常，在采用HARQ的上行链路通信系统中，诸如移动设备那样的发射机发送信息到诸如基站那样的接收机。如果基站正确地接收信息，则把确认信号(ACK)发回到移动设备以及过程结束。另一方面，如果基站在接收信息中检测到错误，则基站把否定确认信号(NACK)发送到移动设备。移动设备通过重发变化的编码信息组作为对于NACK的应答。这个过程重复进行，直至移动设备从基站接收到ACK或者进行了预先选择次数(例如，三次)的试图为止。
如果移动设备连续广播信息分组，在中间插入旧的信息的重发，则信息的分组以错乱的次序被接收。典型地，这个错乱次序的接收通过在信息上放置一个包括序列号的头部而进行处理。在上行链路中，基站可以使用序列号来将信息分组重新排序。然而，由于在SHO时的基站的多重性，在每个基站执行重新排序是低效的，因为只有一个正确接收的分组在RNC处被接受。
然而，在SHO期间HARQ技术是成问题的。因为在SHO期间移动设备正在与一个以上的基站(例如，两个基站A和B)通信，很有可能基站A正确地接收信息和返回一个ACK，而基站B没有正确地接收信息，返回一个NACK。重发分组到基站B会导致在基站B处分组的错乱，而基站A以正确的次序接收分组。因此，重新排序在基站处--在本例中在基站B处-接收的分组会浪费资源，因为该分组已由基站A正确地接收并被正确地转发到RNC。
本发明的目的是克服或至少减小上述的一个或多个问题的影响。
发明内容
本发明的一个方面，提供了一种用于在软切换期间重新排序在无线电网络控制器处接收的数据分组的方法。方法包括把序列号与信息分组相联系；在无线电网络控制器处接收信息分组；以及基于与信息分组相关联的序列号，识别被存储在无线电网络控制器处的多个信息分组中的位置。
附图说明
通过结合附图参考以下的说明可以了解本发明，图上相同的标注数字表示相同的单元，以及其中：
图1是按照本发明的一个实施例的通信系统的框图；
图2概念地显示按照本发明的、诸如可被使用来在图1所示的无线电信系统中发送分组的上行链路信道和下行链路信道的第一实施例；
图3是显示图1的基站的操作的流程图；以及
图4是显示图1的无线电网络控制器(RNC)的操作的流程图。
虽然本发明易于作出各种不同的修正方案和替换例形式，但本发明的具体的实施例作为例子被显示在附图上，以及在这里被详细描述。然而，应当看到，这里的具体实施例的说明并不打算把本发明限于所公开的具体形式，而相反，本发明打算覆盖属于由所附权利要求规定的本发明的精神和范围内的所有的修正方案、等效方案和替换例。
具体实施方式
下面描述本发明的说明性实施例。为了清晰起见，在本专利说明书中不描述实际的实施方案的所有的特性。当然将会看到，在任何这样的实际的实施例的开发中，可以作出许多对于实施方案特定的决定，以达到开发者的具体的目标，诸如遵从系统有关的和事务有关的约束条件，这些约束条件可以随实施方案而变化。而且，将会看到，这样的开发努力可能是复杂的和费时的，但无论如何，可以是为从本公开内容获益的本领域技术人员承担的例行过程。
现在转到附图，具体地参照图1，图上概念地显示无线电信系统100的一个实施例。在说明性实施例中，多个小区110、111、112被分布在一个地理区域中。每个小区由基站115、116、117提供服务，以及多个基站115、116、117由一个共同的无线电网络控制器(RNC)120提供服务。移动设备125、126、127在地理区域内周围自由移动，通过无线电信链路130与基站115、116、117通信。虽然在每个小区110、111、112中只显示单个移动设备125、126、127，但本领域技术人员将会意识到，每个基站115、116、117能够支持大量移动设备115、116、117。在替换实施例中，附加的移动单元和/或基站以及其它想要的设备可被包括在无线电信系统100内。例如，无线电信系统100可包括移动交换中心以及各种路由器、交换机、集线器等等。
无线电信链路130支持可被使用来在移动单元125、126、127与基站115、116、117之间传送消息的一个或多个信道。这些信道可以以任何想要的方式被定义。例如，信道可以按照诸如通用移动电信系统(UMTS)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、个人通信系统(PCS)、全球移动电信系统(GSM)等等的协议被确定。无线电信链路130还可以支持一个或多个分组重发和/或错误恢复协议。例如，无线电信链路130可以支持自动重复请求(ARQ)协议、混合自动重复请求(HARQ)协议、等等。
通常，RNC操作来控制和协调它所连接到的基站130。图1的RNC 120通常提供复制、通信、运行时间、和系统管理服务，以及正如下面更详细地讨论的，可以负责在基站115、116、117之间在SHO期间重新排序从移动设备125、126、127接收的信息分组。
通常，移动设备125、126、127具有第一和第二状态，每个移动设备可以工作在这些状态下。在第一状态下，移动设备125、126、127与多个基站115、116、117相联系，这有时被称为软切换(“SHO”)或速率受控的工作模式。在第二状态，“时间调度”工作模式，移动设备125、126、127只与基站115、116、117之一所谓的服务基站-相联系。这里描述的方法在移动设备125、126、127处在SHO工作模式时是有用的。以下的说明和附图是对于移动设备125、126、127处在SHO工作模式时给出的。这里不进行“时间调度”工作模式的详细讨论，以避免不必要地模糊本发明。
除非具体地阐述，或正如从讨论中看到的，诸如“处理(processing)”或“计算(computing或calculating)”或“确定(determing)”或“显示(displaying)”等等的术语是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和处理，它把代表在计算机系统的寄存器和存储器内的物理的、电子的量的数据操纵和变换为类似地代表在计算机系统的存储器或寄存器或其它这样的信息贮存、传输或显示设备内的物理量的其它数据。
图2A概念地显示诸如可被使用来在SHO工作模式期间在移动单元125与基站115之间传送分组的、上行链路信道200和下行链路信道205的第一实施例。上行链路信道可以是诸如由UMTS发布版本6规定的那种增强的专用信道(E-DCH)。在图2A的说明性实施例中，第一分组210在上行链路200上发送，但基站115不能检测和/或译码第一分组210，所以在下行链路信道205上发送一个否定确认(NAK)215。然而，第二信息分组212可能在接收到NAK 215之前被发送。在接收到NAK 215后，第一分组210在上行链路200上被重发。第二分组212被成功地检测和译码，所以在下行链路信道205上发送一个确认(ACK)220。同样地，如果重发的分组210被成功地检测和译码，则在下行链路信道205上发送一个确认(ACK)225。因此，分组210、212被基站以相反的次序接收，所以需要重新排序。
图2B概念地显示诸如可被使用来在SHO工作模式期间在移动单元125与基站116之间传送信息分组的、上行链路信道200和下行链路信道205的操作。上行链路信道200可以是诸如由UMTS发布版本6规定的那种增强的专用信道(E-DCH)。在图2B的说明性实施例中，第一分组210在上行链路200上发送，以及基站115成功地检测和/或译码第一分组210，所以在下行链路信道205上发送一个确认(ACK)230。然后第二信息分组212在在上行链路200上被发送。第二分组212也被成功地检测和译码，所以在下行链路信道205上发送一个ACK 235。因此，分组210、212被基站116以正确的次序接收，所以不需要重新排序。
在本发明的一个实施例中，重新排序功能位于RNC 120中。为了利用来自基站115、116、117的选择组合增益，在增强数据信道(EDCH)上成功地译码的上行链路分组的输送信道比特通过IUB接口被发送到RNC 120。为了RNC 120执行重新排序功能，每个接收的分组通过序列号(今后称为传输序列号(TSN))被标识。
在RNC 120处可以对于每个优先级队伍进行重新排序。作为例子，不同的优先级队伍可被使用于需要以不同的服务质量(QoS)被发送的流量或数据。在分组按顺序传递到RNC 120时，以下情形是正确的：RNC 120接收来自基站116的分组#1、来自基站117的分组#2、来自基站115的分组#3等等。在这种情形下，分组从不同的基站以正确的次序被接收。然而，由于以下情形可能造成不按顺序传递到RNC 120：
1.一个以上的HARQ过程的支持会导致不按顺序的传递，即使假设是全同步的BARQ运行。这是由于每个HARQ过程为了在它的过程中成功地传送分组所需要的不同的重发次数而造成的。结果，RNC 120接收来自基站126的分组#3、来自基站126的分组#2、来自基站125的分组#2等等。这里，从基站126发送的分组以不正确的次序被发送；
2.除了节点B以不同的次序接收正确地译码的分组以外，由于与节点B时序非完美地时间对准以及也由于Iub输送延时变化，分组也以时间上交错的方式到达RNC。在这种情形下，SRNC接收来自节点B2的分组#3、来自节点B3的分组#1、来自节点B1的分组#2等等。
为了支持在RNC处的重新排序，在IUB上使用传输序列号(TSN)或等效物。这个TSN由基站115、116、117以每个MAC-eu PDU或MAC-es PDU的基础被插入。每个MAC-eu PDU设置TSN可能限制在PDU中发送的数据仅仅为单个优先级。好处是只需要单个TSN。如果在MAC-eu PDU中包含一个以上的优先级数据，则可能需要一个以上的TSN字段来支持每个优先级。
在IUB级别上插入TSN允许RNC 120从IUB数据帧读出TSN，以及把输送比特作为纯有效负荷来对待。RNC 120不需要“窥视”有效负荷来查明TSN，而在移动设备插入的有效负荷被使用于RNC重新排序的情形下则需要如此。在图3的流程图上显示的本发明的一个实施例中，基站115接收来自移动设备125的一个信息分组(在300)。基站115从自移动设备125接收的信息分组中摘取分组头部(在305)。分组头部包含由移动设备125插入的TSN。基站115然后使用被包含在分组头部中的TSN，以形成可被RNC 120使用来重新排序信息分组的等效的或相关的TSN(在310)。新创建的TSN然后被插入到IUB数据帧(在315)，以及随后被传送到RNC 120。
用于RNC 120的由基站115、116、117插入的TSN可以是到由移动设备125、126、127插入的TSN的直接映射。TSN可被配置成输送信道比特的一部分或在IUB数据帧中的独立的字段。在这两个选择中，附加开销是相同的。TSN的大小可以是重发的总数和HARQ过程的总数的函数。在这点上，它打算是FFS。
为了防止在重新排序缓冲器中阻塞(stall)，如果经过预先选择的时间间隔缓冲器没有被清除，则允许基站主动清除缓冲器或使得缓冲器自动清除是有用的。由于诸如达到最大重发次数、功率限制、和/或被较高优先级的分组先占的原因，分组可以被移动设备中止传送。当任何这些情景出现时，RNC 120将等待重新排序缓冲器中的分组，但其不会到达。为了RNC 120把以后的按顺序的分组传送到下一层，定时器机构可被使用来自动“清除”重新排序缓冲器。在经过预先选择的时间间隔后，定时器机构可以通知RNC 120把剩余的分组转发到下一层。
替换地，可以采用两个其它的机构来防止这样的阻塞情况。例如，在第一替换例中，可以采用单个比特清除指示器。在这个实施例中，基站设置单个比特清除指示器字段，其在由RNC 120接收时使得RNC120清除重新排序缓冲器中所有的剩余的间隙。在第二替换例中，具有特定的TSN号的零分组IUB数据帧可以从基站被传递到RNC 120。当RNC 120接收零分组IUB数据帧时，它认为分组被正确地接收，因此，由于所有的分组现在已被缓冲器接收，所以分组被转发到下一层。
现在转到图4，图上显示组合和重新排序在RNC 120处接收的信息分组的过程。RNC接收来自参加SHO的每个基站115、116、117的类似的信息分组(在400)。通过使用传统的技术，从基站115、116、117接收的相关的信息分组地被组合，以力图更可靠地保证信息分组是精确的(在405)。然后，如有必要，根据由基站115、116、117创建的TSN来重新排序组合的分组(在410)。
虽然SHO工作模式在上面是结合两个基站-基站A和基站B-进行描述的，但本领域技术人员将会看到，SHO工作模式可以牵涉到三个或更多个基站(例如，基站A、基站B、基站C...)。在牵涉到三个或更多个基站的场合下，保持与第一基站A相关联的时序以与所有其他基站通信，A，B，...)，而不论基站被从UE 120的活动列表删除的顺序如何。例如，假定UE 120初始与A通信，但是随后进入与B操作的SHO模式，接着是C，使得所有三个基站都在UE 120活动组中。如果从活动组删除A，而将B和C保留在活动组中，则UE 120继续使用与A相关联的时序信息与B和C通信。只要UE 120保持在操作的SHO模式，它将继续使用与A相关联的时序信息，直到只有一个基站保留在它的活动组中，在此时UE 120将和与它现在的独自的基站相关联的时序信息重新同步化。
本领域技术人员将会看到，在这里在各种实施例中说明的各种系统层、例行程序、或模块可以是可执行的控制单元。控制器可包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、处理器卡(包括一个或多个微处理器或控制器)、或其它控制或计算设备。在本讨论中涉及的贮存设备可包括一个或多个用于存储数据和指令的机器可读的贮存媒体。贮存媒体可包括不同的形式的存储器，包括半导体存储器装置，诸如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)、和快闪存储器；磁盘，诸如硬盘、软盘、可拆卸盘；其它磁媒体，包括磁带；以及光媒体。诸如压缩盘(CD)或数字视盘(DVD)。组成系统中的各种软件层、例行程序、或模块的指令可被存储在各个贮存设备。指令在被控制器执行时使得相应的系统执行编程的动作。
以上公开的具体的实施例仅仅是说明性的，因为本发明可以以对于从这里的教导获益的本领域技术人员明显的、不同的但等效的方式被修正和被实践。而且，不打算对于这里显示的、不同于下面在权利要求中描述的结构或设计的细节加上限制。因此，本发明的方法、系统和部分以及描述的方法和系统的部分可以在不同的位置，诸如无线单元、基站、基站控制器和/或移动交换中心处，被实施。而且，对于实施和使用描述的系统所需要的处理电路可以以专用集成电路、软件驱动的处理电路、固件、可编程逻辑器件、硬件、分立元件、或以上元件的组合被实施，正如从这里的教导获益的本领域技术人员可以看到的。所以，很清楚，以上公开的具体的实施例可被改变或修正，并且所有的这样的变化被认为在本发明的范围和精神内。因此，这里寻求的保护是如下面的权利要求中指出的。
Claims (4)
1.一种用于在软切换期间重新排序在无线电网络控制器处接收的数据分组的方法，包括：
把序列号与信息分组相联系；
在所述无线电网络控制器处接收所述信息分组；以及
基于与所述信息分组相关联的序列号，识别被存储在所述无线电网络控制器中的多个信息分组中的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其中把序列号与信息分组相联系的步骤还包括：
从移动设备接收信息分组，其中所述信息分组具有由所述移动设备分配的序列号；以及
使用由所述移动设备分配的所述序列号，形成新的序列号。
3.如权利要求2所述的方法，其中在所述无线电网络控制器处接收所述信息分组的步骤还包括在所述无线电网络控制器处通过IUB接口接收所述信息分组。
4.如权利要求3所述的方法，其中在所述无线电网络控制器处通过所述IUB接口接收所述信息分组的步骤还包括利用被包含在IUB数据帧中的新的序列号来在所述无线电网络控制器处接收所述信息分组。
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