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HINTERGRUND
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„Long Term Evolution” (LTE) ist ein drahtloser Kommunikationsstandard, der für Hochgeschwindigkeitsdaten für mobile Vorrichtungen und Datenterminals verwendet wird. „LTE-Advanced” stellt eine bedeutende Verbesserung des LTE-Standards dar. Innerhalb des LTE-Advanced-Standards wird Carrier Aggregation verwendet, um die Bandbreite zu erhöhen und dadurch die Bitraten zu erhöhen. Carrier Aggregation wurde beim „3rd Generation Partnership Project” (3GPP) Release 10 (LTE-Advanced-Standard) eingeführt, um einer einzelnen Vorrichtung (z. B. Benutzerausrüstung (user equipment oder „UE”)) ein breiteres Übertragungsband als das 20-MHz-Übertragungsband bereitzustellen, während die Abwärtskompatibilität mit Bestands-UEs erhalten bleibt.
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Unter den aktuellen Standards wird jeder aggregierte Träger als ein Komponenten-Träger bezeichnet, und jeder Komponenten-Träger kann eine Bandbreite von 1,4; 3; 5; 10; 15 oder 20 MHz aufweisen, und ein Maximum von fünf Komponenten-Trägern kann aggregiert werden. Wie in 1 veranschaulicht, können fünf Komponenten-Träger jeweils eine Bandbreite von 20 MHz aufweisen, um kombiniert eine Gesamtbandbreite von 100 MHz zu ergeben. Mit aktivierten Carrier-Aggregation-Funktionen kann der LTE-Advanced-Standard eine Durchsatzanforderung des Spitzen-Downlinks („DL”) oder 1 Gbit/s erfüllen.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein Beispiel von Carrier Aggregation einschließlich fünf Komponenten-Trägern mit einer Bandbreite von 20 MHz für eine Gesamtbandbreite von 100 MHz.
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2 zeigt die Protokolle für den LTE-Standard zusammen mit den Hauptänderungen aufgrund von Carrier Aggregation.
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3 zeigt eine Teilansicht eines Netzwerkstapels, der auf einer drahtlosen Vorrichtung implementiert werden kann, und ein Beispiel von Carrier Aggregation, das unter Verwendung des beispielhaften Netzwerkstapels durchgeführt wird.
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4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Verbessern einer Funkverbindungsleistung in einer Mehrfach-Träger-Umgebung.
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5A bis 5D zeigen ein beispielhaftes System zum Verbessern einer Funkverbindungsleistung in einer Mehrfach-Träger-Umgebung.
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6 zeigt ein beispielhaftes System zum Implementieren eines verbesserten eNodeB und einer verbesserten UE.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Hierin werden Systeme und Verfahren zum Verbessern der Funkverbindungsleistung in einer Mehrfach-Träger-Umgebung beschrieben. Ein Verfahren kann ein Senden von Benutzerdaten in einem Paket für die Übermittlung durch eine Schicht der oberen Ebene einer Vorrichtung (z. B. einer drahtlosen Vorrichtung oder Benutzerausrüstung („UE”)) umfassen, wobei das Paket eine Angabe eines Prioritätsgrades des Pakets, wie beispielsweise eine hohe Priorität oder eine niedrige Priorität, einschließt. Des Weiteren kann es sich bei einem Paket hoher Priorität um eines von einem erneut übermittelten Paket, einem Benutzerdatenpaket, das eine Bestätigung des Paketempfangs (z. B. TCP-ACK) einschließt, einem Paket, das eine Rückmeldung einer robusten Header-Komprimierung (robust header compression („ROHC”) einschließt, oder einem Paket, das eine Rückmeldung eines Echtzeit-Transportprotokoll(real-time transport protocol(„RTP”))-Steuerprotokolls (control protocol („RTCP”)) einschließt, handeln. Der Verfahren kann zudem ein Empfangen des Pakets für die Übermittlung durch die „Media Access Control”(MAC)-Schicht einschließlich der Angabe des durch die Schicht der oberen Ebene bereitgestellten Prioritätsgrades und ein Identifizieren einer Zuverlässigkeit jedes von einer Vielzahl von Komponenten-Trägern durch die MAC-Schicht einschließen. Das Verfahren kann ferner ein Auswählen eines der Komponenten-Träger, auf dem das Paket zu übermitteln ist, durch die MAC-Schicht einschließen, wobei das Auswählen auf dem Prioritätsgrad des Pakets und der Zuverlässigkeit des einen der Komponenten-Träger beruht.
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Ferner wird hierin eine Vorrichtung beschrieben, die einen nichtflüchtige Speicher mit einem darauf gespeicherten Programm und einen das Programm ausführenden Prozessor umfasst, wobei das Ausführen des Programms den Prozessor veranlasst, Operationen durchzuführen, die ein Senden von Benutzerdaten in einem Paket für die Übermittlung durch eine Schicht der oberen Ebene der Vorrichtung, wobei das Paket eine Angabe eines Prioritätsgrades des Pakets umfasst, ein Empfangen des Pakets für die Übermittlung einschließlich der Angabe des durch die Schicht der oberen Ebene bereitgestellten Prioritätsgrades durch eine MAC-Schicht der Vorrichtung, ein Identifizieren einer Zuverlässigkeit jedes der Vielzahl von Komponenten-Trägern durch die MAC-Schicht und ein Auswählen eines der Komponenten-Träger, auf dem das Paket zu übermitteln ist, durch die MAC-Schicht umfassen, wobei das Auswählen auf dem Prioritätsgrad des Pakets und der Zuverlässigkeit des einen der Komponenten-Träger beruht.
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Ferner wird hierin ein nichtflüchtiges computerlesbares Datenspeichermedium mit einem darauf gespeicherten ausführbaren Programm beschrieben, wobei das Programm einen Prozessor anweist, Operationen durchzuführen, die ein Senden von Benutzerdaten in einem Paket für die Übermittlung durch eine Schicht der oberen Ebene einer drahtlosen Vorrichtung, wobei das Paket eine Angabe eines Prioritätsgrades des Pakets umfasst, ein Empfangen des Pakets für die Übermittlung einschließlich der Angabe des durch die Schicht der oberen Ebene bereitgestellten Prioritätsgrades durch eine „Media Access Control”(MAC)-Schicht der drahtlosen Vorrichtung, ein Identifizieren einer Zuverlässigkeit jedes von einer Vielzahl von Komponenten-Trägern durch die MAC-Schicht und ein Auswählen eines der Komponenten-Träger, auf dem das Paket zu übermitteln ist, durch die MAC-Schicht umfassen, wobei das Auswählen auf dem Prioritätsgrad des Pakets und der Zuverlässigkeit des einen der Komponenten-Träger beruht.
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Die beispielhaften Ausführungsformen können unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die angehängten Zeichnungen weiter verstanden werden, wobei gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Die beispielhaften Ausführungsformen zeigen Systeme und Verfahren zum Verbessern der Funkverbindungsleistung in einer Mehrfach-Träger-Umgebung. Genauer können es die hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen einer Schicht der oberen Ebene des Funkdatenverkehrsstapels erlauben, die Träger-Auswahl zu beeinflussen und somit die Ende-zu-Ende-Anwendungsleistung zu optimieren.
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Die beispielhaften Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf das LTE-Advanced-Carrier-Aggregation-Schema beschrieben, das bestimmte Charakteristika besitzt. Zum Beispiel schließen die Charakteristika bei Frequenzduplex (frequency-division duplexing(„FDD”)) ein, dass die Anzahl aggregierter Träger beim DL und beim Uplink („UL”) unterschiedlich sein kann, typischerweise ist die Anzahl von UL-Komponenten-Trägern gleich oder kleiner als die Anzahl von DL-Komponenten-Trägern. Zusätzlich können die einzelnen Komponenten-Träger auch unterschiedliche Bandbreiten besitzen. Wenn alternativ dazu Zeitduplex (time division duplexing („TDD”)) verwendet wird, sind die Anzahl von Komponenten-Trägern und die Bandbreite jedes Komponenten-Trägers für DL und UL dieselben. Der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die beispielhaften Ausführungsformen auf jedes Carrier-Aggregation-Schema angewandt werden können, einschließlich derjenigen, die sich vom LTE-Advanced-Schema unterscheidende Charakteristika aufweisen.
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Wenn Carrier Aggregation verwendet wird, kann es eine Anzahl bedienender Zellen für jeden der Komponenten-Träger geben. Die Abdeckung der bedienenden Zellen kann sich aufgrund von sowohl Komponenten-Träger-Frequenzen als auch Energieplanung unterscheiden, was für eine Planung heterogener Netzwerke nützlich ist. Eine Funkressourcensteuerungs(radio resource control(„RRC”))-Verbindung wird durch eine Zelle abgewickelt, namentlich die primäre bedienende Zelle (primary serving cell („PCell”), die durch den primären Komponenten-Träger (primary component carrier („PCC”)) für Uplink („UL”) und Downlink („DL”) bedient wird. Die UE empfängt ebenfalls auf dem DL-PCC auch nicht den Zugang betreffende Schichtinformationen (non-access stratum („NAS”) information), wie beispielsweise Sicherheitsparameter. Im Ruhemodus hört die UE Systeminformationen auf dem DL-PCC ab. Der UL-PCC wird verwendet, um den physischen Uplink-Steuerkanal (physical uplink control channel („PUCCH”) zu senden.
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Die anderen Komponenten-Träger können als sekundäre Komponenten-Träger (secondary component carriers („SCC”) für UL und DL bezeichnet werden, welche die sekundären bedienenden Zellen (secondary serving cells („SCells”) bedienen. Die SCCs werden nach Erfordernis hinzugefügt und entfernt, während der PCC bei der Übergabe geändert wird. Der Fachmann wird verstehen, dass die PCell und die SCells logische Konstrukte darstellen, welche bei Bedarf die Hinzufügung von SCells erlauben. Bei der PCell handelt es sich um die Hauptzelle, die für jegliche RRC-Signalisierungs- und -Steuerprozeduren verwendet wird. Bei der Carrier Aggregation wird die SCell als eine Erweiterung der PCell betrachtet, wobei die SCell-Aktivierung und -Deaktivierung schnell durch MAC-Signalisierung erreicht wird. Die Funktionalität herkömmlicher Carrier Aggregation wird in der MAC-Schicht und darunter auf der Benutzerebene implementiert. Dementsprechend haben die „Packet Data Convergence Protocol”(PDCP)-„Schicht und die Funkverbindungssteuerungs(radio link control(„RLC”))-Schicht keinen Einfluss darauf, auf welchem Träger bestimmte RLC- und PDCP-Protokolldateneinheiten (protocol data units („PDUs”)) gesendet werden sollten. Es wird festgehalten, dass die Begriffe Paket und PDU innerhalb der Beschreibungen hierin austauschbar verwendet werden können.
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2 zeigt die Protokolle für den LTE-Standard zusammen mit den Hauptänderungen aufgrund von Carrier Aggregation. Speziell beeinflusst die Einführung von Carrier Aggregation hauptsächlich das Protokoll der MAC- und der physischen Schicht. Einige neue RRC-Meldungen werden jedoch ebenfalls eingeführt. Während zum Beispiel das PDCP und die RLC wie vor der Carrier Aggregation behandelt werden können, müssen Informationen, wie beispielsweise neue RRC-Meldungen, nun mit dem SCC umgehen, und die MAC-Schicht muss in der Lage sein, eine Planung auf einer Anzahl von Komponenten-Trägern abzuwickeln. Änderungen an der physischen Schicht liegen zum Beispiel darin, dass Signalisierungsinformationen über die Planung auf Komponenten-Trägern sowie eine ACK/NACK für eine automatische Hybridwiederholungsanfrage (hybrid automatic repeat request („HARQ”) je Komponenten-Träger getragen werden müssen.
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Ein Planer trifft Planungsentscheidungen in sowohl den Uplink- als auch den Downlink-Übermittlungen und wählt einen geeigneten Träger und eine Transportblockgröße aus. Speziell ermittelt der Planer auf der Grundlage von Informationen, wie beispielsweise Kanalqualitätsmessungen, Planungsanfragen und Pufferstatusberichten, welchen UEs Ressourcen im Uplink gewährt werden sollten. Im Downlink empfangt die UE eine PDCCH-Ressourcenallozierung. Sobald eine Planungsentscheidung getroffen wurde, informiert der Planer die MAC über die Planungsentscheidung, indem eine Uplink-Gewährung gesendet wird, um die UE-MAC über die UL-Planungsentscheidung zu informieren. Des Weiteren verwendet der Planer einen implementierungspezifischen Mechanismus, um die „evolved Node B”(eNodeB)-MAC über die DL-Planungsentscheidung zu informieren.
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3 zeigt eine Teilansicht eines Netzwerkstapels 300, der auf einer drahtlosen Vorrichtung implementiert werden kann. Die beispielhaften Schichten, die veranschaulicht werden, schließen die physische Schicht PHY 310, die MAC-Schicht 320 und die RLC-Schicht 330 ein. Der Fachmann wird verstehen, dass der Netzwerkstapel zusätzliche Schichten über der RLC-Schicht 330 einschließen kann, wie beispielsweise eine PDCP-Schicht, eine RRC-Schicht, eine Anwendungsschicht usw. Alle Schichten über der MAC-Schicht 320 können einzeln oder kollektiv als eine oder mehrere Schichten der oberen Ebene bezeichnet werden. Unterschiedliche drahtlose Vorrichtungen können unterschiedliche Typen von Netzwerkstapeln implementieren, und unterschiedliche Netzwerkstapel können unterschiedliche Kombinationen der hierin beschriebenen Schichten oder zusätzlicher hier nicht erwähnter Schichten aufweisen.
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Der Fachmann wird auch verstehen, dass der Netzwerkstapel 300 auf der drahtlosen Vorrichtung als eine Kombination von Hardware und Software implementiert werden kann. Zum Beispiel kann die drahtlose Vorrichtung Hardwarekomponenten, wie beispielsweise Prozessoren, nichtflüchtige Datenspeichermedien (z. B. RAM, Flash-Laufwerke usw.), Transceiver, Antennen, usw. einschließen. Das nichtflüchtige Datenspeichermedium kann mehrere Softwarekomponenten speichern, wie beispielsweise ein Betriebssystem („BS”), Anwendungen usw., die durch den einen oder die mehreren Prozessoren ausgeführt werden, um die drahtlose Vorrichtung zu betreiben und zu steuern. Eine oder mehrere der Softwarekomponenten können durch den Prozessor ausgeführt werden, um den Netzwerkstapel 300 zu implementieren. Es sollte beachtet werden, dass die drahtlose Vorrichtung irgendeine Vorrichtung einschließen kann, die konfiguriert ist, drahtlose Signale zu senden und/oder zu empfangen, einschließlich zum Beispiel diejenigen Vorrichtungen, die allgemein als Benutzerausrüstung („UE”) bezeichnet werden (z. B. Mobiltelefone, Smartphones, Tablets, Laptops usw.) sowie Netzwerkvorrichtungen (z. B. Basisstationen, eNodeB usw.).
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3 zeigt ferner ein Beispiel von Carrier Aggregation, das unter Verwendung des beispielhaften Netzwerkstapels 300 durchgeführt wird. Sobald die MAC-Schicht 320 von der Planungsgewährung erfährt, fragt die MAC-Schicht 320 die RLC-Schicht 330 ab, um RLC-PDUs zu erhalten, und formatiert MAC-PDUs, indem ein geeigneter MAC-Header hinzugefügt wird. Die MAC-Schicht 320 sendet dann die Benutzerdaten an eine untere Schicht für die HARQ-Verarbeitung und an die PHY-Schicht 310 für die Übermittlung. Es kann festgehalten werden, dass während die RLC-Schicht 330 bei Empfangen einer Anfrage von der MAC-Schicht 320 ihre PDUs an die MAC-Schicht 320 sendet, das Zuordnen der RLC-PDUs zu ihrem entsprechenden Träger bei der herkömmlichen Carrier Aggregation nicht durch die RLC/PDCP-Schichten beeinflusst wird. Um Carrier Aggregation zu unterstützen, wird einfach ein weiterer Downlink-Planer (downlink scheduler („DL-SCH”)) bei der MAC-Schicht 320 hinzugefügt, und die RRC wird so modifiziert, dass sie die Neukonfiguration des SSC unterstützt. Die Funktion (z. B. Multiplexing-UE) der MAC-Schicht 320 ist dafür zuständig, zu entscheiden, auf welchem Träger die Benutzerdaten (z. B. MAC-PDU) über welchen Träger gesendet werden sollten. Dementsprechend ist es bei der herkömmlichen Carrier Aggregation möglich, dass RLC-PDUs mit hoher Priorität über einen Träger mit schlechten Funkverbindungsbedingungen gesendet werden.
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Entsprechend den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren können es die beispielhaften Ausführungsformen der RLC-Schicht 330 oder irgendeiner der anderen Schichten der oberen Ebene (z. B. der PDCP-Schicht) erlauben, einen MAC-Träger-Auswahlalgorithmus zu beeinflussen, um die Ende-zu-Ende-Anwendungsleistung zu optimieren. Genauer können die Schichten der oberen Ebene Daten, die zu jedem logischen Kanal gehören, auf der Grundlage eines zugewiesenen Prioritätsgrades (z. B. einer hohen Priorität, einer niedrigen Priorität usw.) kategorisieren. Zum Beispiel kann die RLC/das PDSP bestimmten Datenverkehr, wie er zu einem gegebenen logischen Kanal gehört, als hohe Priorität kategorisieren. Dieser Datenverkehr kann neu übermittelte RLC-PDUs, TCP-ACK enthaltende Benutzerdaten, ROHC-Rückmeldungen enthaltende PDUs, RTCP-Rückmeldungen enthaltende PDUs, irgendeine andere dringende Anwendungsschichtsignalisierung (z. B. Video-I-Frames usw.) usw. einschließen, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Der Fachmann wird verstehen, dass Datenverkehr als hohe Priorität, niedrige Priorität oder beliebige Zwischenstufen von Priorität auf der Grundlage von irgendwelchen Faktoren kategorisiert werden kann, über die von den Systementwicklern entschieden wird.
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Die hierin beschriebenen beispielhaften Systeme und Verfahren erlauben es dem MAC-Träger-Auswahlalgorithmus, RLC-Daten mit hoher Priorität über zuverlässigere Träger zu übermitteln. Zum Beispiel kann die MAC-Schicht 320 ein Qualitätsniveau jedes einzelnen Trägers unterhalten, um den Träger als hohe Priorität oder niedrige Priorität zu kategorisieren. Beispiele für Maßzahlen, die von der MAC-Schicht 320 verwendet werden können, können Kanalqualitätsmaßzahlen aus UL-Signalen als „Sounding Reference Signals” (SRSs), UE-Rückmeldungen als Kanalstatusinformationen (channel state information („CSI”)) und „Reference Signal received Power”/„Reference Signal received Quality” (RSRP/RSRQ) einschließen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Zusätzliche Maßzahlenbeispiele schließen eine Abschätzung des Blockfehlerverhältnisses (block error ratio („BLER”) aus Bestätigungs(acknowledgement(„ACK”))- und Nicht-Bestätigungs(non-acknowledgement(„NACK”))-Übermittlungen im UL, erneute MAC/RLC-Schicht-Übermittlungs- und -Segmentierungsmuster jedes einzelnen Trägers usw. ein. Aus diesen Beispielen sollte klar sein, dass jede Zuverlässigkeitsmaßzahl ausgewählt werden kann, um die Träger -Zuverlässigkeit zu überwachen. Es wird festgehalten, dass die UE auch die Qualität eines Uplink-Trägers bewerten kann, indem DL-Maßzahlen gemessen werden. Dementsprechend kann die UE diese Informationen verwenden, um Uplink-Übermittlungen über verschiedene Träger mit einer Priorität zu versehen.
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Während, wie vorstehend festgehalten, eine beispielhafte Ausführungsform zwei Prioritätsgrade implementieren kann (z. B. hoch und niedrig), wird der Fachmann verstehen, dass für die Schichten der oberen Ebene eine beliebige Anzahl inkrementeller Prioritätsgrade durch diese Systeme und Verfahren verwendet werden kann, um zu einem logischen Kanal gehörende Daten zu kategorisieren. In einem Beispiel können erneut übermittelte PDUs durch die RLC/PDCP-Schicht dem höchsten Prioritätsgrad zugewiesen werden, sodass erneut übermittelte PDUs über den zuverlässigsten Träger übermittelt werden. Wohingegen eine Anwendungsschichtsignalisierung dem nächsthöchsten Prioritätsgrad zugewiesen werden kann, sodass diese Daten über den zuverlässigsten Träger oder einen Träger übermittelt werden können, der sich eine Ebene unter dem zuverlässigsten befindet.
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Wie anhand der vorstehenden Beschreibung ersehen werden kann, kann somit die MAC-Schicht 320 ein fortlaufendes Maß der Zuverlässigkeit jedes Trägers unterhalten. Die RLC/PDCP-Schicht oder irgendeine andere Schicht der oberen Ebene kann jeder PDU einen Prioritätsgrad zuweisen. Wenn die MAC-Schicht 320 von einer Planungsgewährung erfährt, kann die MAC-Schicht 320 die RLC-Schicht 330 abfragen, um die RLC-PDUs anzufordern. Bei Empfangen der Anforderung kann die RLC-Schicht 330 die PDUs für die Übermittlung an die MAC-Schicht 320 senden oder genauer, um durch die MAC-Schicht 320 weiter für die Übermittlung vorbereitet zu werden. Jede RLC-PDU kann jedoch den durch eine der Schichten der oberen Ebene zugewiesenen Prioritätsgrad einschließen. Die MAC-Schicht 320 kann den zugewiesenen Prioritätsgrad verwenden, um den geeigneten Träger für die PDU auszuwählen. Diese Auswahl kann auf dem zugewiesenen Prioritätsgrad und dem Zuverlässigkeitsmaß jedes Trägers beruhen, der oder das durch die MAC-Schicht 320 unterhalten wird. Auf diese Weise können die Schichten der oberen Ebene (z. B. die RLC/PDCP-Schichten) einen Effekt auf den Träger besitzen, der für einzelne PDUs ausgewählt wird.
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4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 zum Verbessern einer Funkverbindungsleistung in einer Mehrfach-Träger-Umgebung. Die durch das Verfahren 400 durchgeführten Operationen werden unter Bezugnahme auf den beispielhaften Netzwerkstapel 300 beschrieben, der durch eine vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschriebene drahtlose Vorrichtung und deren Komponenten implementiert wird.
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In Schritt 410 kann eine Schicht einer oberen Ebene einer drahtlosen Vorrichtung ein Paket für die Übermittlung formatieren. Zum Beispiel kann es sich bei der Schicht der oberen Ebene um die RLC-Schicht 330 oder die PDCP-Schicht handeln. Die Schicht der oberen Ebene kann eine Angabe eines Prioritätsgrades des Pakets aufnehmen, wie beispielsweise hohe Priorität oder niedrige Priorität. Zum Beispiel können Pakete, bei denen es sich um erneut übermittelte Pakete, Benutzerdatenpakete, die eine TCP-ACK einschließen, Pakete, die eine ROHC-Rückmeldung einschließen, oder Pakete, die eine RTCP-Rückmeldung einschließen, handelt, als Pakete mit hoher Priorität festgelegt werden. Gemäß einer Ausführungsform, die einen Prioritätsgrad im Paket angibt, kann ein Benutzer implementierungsspezifische Metadaten pflegen, die jedem Paket zugeordnet sind. Diese Metadaten können Informationen über die Priorität jedes Pakets usw. einschließen. Es wird festgehalten, dass die Prioritätsinformationen unter Umständen nicht über die Luft übermittelt werden, und somit ist es nicht notwendig, die Header irgendwelcher PDUs der PDCP/RLC/MAC-Schichten zu modifizieren, um das oder die Pakete als von hoher Priorität oder niedriger Priorität zu klassifizieren. Zusätzlich ist es auch möglich, separate Schlangen für PDUs mit hoher und mit niedriger Priorität zu unterhalten.
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In Schritt 420 kann die MAC-Schicht 320 ein Paket von der RLC-Schicht 330 für die Übermittlung anfordern. Die MAC-Schicht 320 kann das Paket einschließlich der Angabe des durch die Schicht der oberen Ebene bereitgestellten Prioritätsgrades empfangen. In diesem Fall kann die MAC-Schicht 320 der RLC-Schicht 330 auch anzeigen, dass die MAC-Schicht 320 nach PDUs mit höherer Priorität von der RLC-Schicht 330 sucht. Dementsprechend kann die RLC-Schicht 330 zuerst alle PDUs mit hoher Priorität an die MAC-Schicht 320 senden, bevor PDUs mit niedrigerer Priorität gesendet werden.
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In Schritt 430 kann die MAC-Schicht 320 eine Zuverlässigkeit jedes einer Vielzahl von Komponenten-Trägern identifizieren. Wie vorstehend festgehalten, kann die MAC-Schicht 320 eine beliebige Anzahl von Maßzahlen verwenden, um die Zuverlässigkeit jedes der Komponenten-Träger festzulegen. Zum Beispiel können diese Maßzahlen Kanalqualitätsmaßzahlen aus UL-Signalen als „Sounding Reference Signals” (SRSs), UE-Rückmeldungen als Kanalstatusinformationen („CSI”) und „Reference Signal received Power”/„Reference Signal received Quality” (RSRP/RSRQ) einschließen. Es sollte auch beachtet werden, dass es sich bei dem Überwachen der Träger um einen fortlaufenden Prozess handeln kann, da sich die Leistung einzelner Träger mit der Zeit verändern kann. Es sollte ferner beachtet werden, dass es sich bei der Zuverlässigkeit der einzelnen Träger typischerweise um eine relative Maßzahl bezogen auf die anderen verfügbaren Träger handelt. Somit kann eine UE an einem ersten Standort einen Träger aufweisen, der Datenverkehr mit niedriger Priorität zugewiesen ist, der eine bessere absolute Zuverlässigkeit besitzt als ein Träger für eine UE an einem zweiten Standort, der Datenverkehr mit hoher Priorität zugewiesen ist, da alle Träger der ersten UE absolut besser sind als die für die zweite UE verfügbaren Träger. Es ist auch möglich, dass die UE die Zuverlässigkeit des Uplink-Trägers identifizieren kann, indem die Kanalqualität von Downlink-Trägern gemessen wird. In diesem Fall kann die UE entscheiden, Pakete mit höherer Priorität Trägern mit besserer Qualität zuzuordnen, ohne dass eNodeB-Unterstützung erforderlich ist.
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In Schritt 440 kann die MAC-Schicht 320 einen der Komponenten-Träger auswählen, der eine Zuverlässigkeit besitzt, die der Priorität des Paketes entspricht. Zum Beispiel kann ein Träger mit hoher Zuverlässigkeit ausgewählt werden, wenn das Paket als ein Paket mit hoher Priorität angegeben ist.
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In Schritt 450 kann die MAC-Schicht 320 das Paket für die Übermittlung formatieren, indem der MAC-Schicht-Header hinzugefügt und das Paket an die PHY-Schicht 310 weitergeleitet wird, die das Paket über den auswählten Komponenten-Träger übermitteln wird, wie in 3 gezeigt. Dementsprechend stellt die Übermittlung des Paketes über den in Schritt 440 ausgewählten Komponenten-Träger sicher, dass jedes der erneut übermittelten Pakete, wie beispielsweise RLC-PDUs mit hoher Priorität, über den zuverlässigsten Träger übermittelt werden, und das Verfahren 400 lässt die Schichten der oberen Ebene mit beeinflussen, welche Träger für ein bestimmtes Paket oder eine bestimmte Gruppe von Paketen verwendet werden.
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Zusätzlich zur vorstehend beschriebenen grundlegenden Übermittlungsfunktionalität kann die Kombination aus Carrier Aggregation und Einfluss von Schichten der oberen Ebene auf die Träger-Auswahl andere Formen verbesserter Paketübermittlung einschließen. Zum Beispiel kann die MAC-Schicht 320 entscheiden, dieselben Benutzerdaten gleichzeitig über die mehreren Träger zu senden. Dementsprechend kann die Empfänger-HARQ-Entität dann mehrere HARQ-PDUs, die redundante Informationen enthalten, kombinieren, um die ursprünglichen übermittelten Daten zu decodieren. Gemäß einer ersten Ausführungsform kann dieselbe HARQ-PDU auf beiden Trägern gesendet werden. Die übermittelnde UE kann von der Wiederholung des Pakets profitieren. Diese Ausführungsform kann dieselben Vorteile erzeugen wie HARQ-Chase-Combining. Die zwei Pakete (z. B. HARQ-PDUs) können dann in der physischen Schicht auf dieselbe Weise codiert werden. Somit können die Pakete nicht nur dieselben Bitinformationen enthalten, sondern die Übermittlungspakete können auch gleich sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform von HARQ-PDU-Codieren können zwei HARQ-PDUs aus demselben Informationsbit erzeugt werden. Speziell kann eine erste HARQ-PDU der erneuten Übermittlung 0 (z. B. unter Verwendung einer Redundanzversion 0) entsprechen, und eine zweite HARQ-PDU kann einer erneuten Übermittlung 1 (z. B. unter Verwendung einer Redundanzversion 1) entsprechen. Da die erste HARQ-PDU systematischere Bits verwenden kann, kann die erste HARQ-PDU zum besten Träger gehen (z. B. dem Träger mit der höheren Kanalqualität). Im Gegensatz dazu kann die zweite HARQ-PDU der erneuten Übermittlung 1 zum Träger mit der schlechtesten Qualität gehen. Die empfangende UE kann dann beide PDUs kombinieren, um dieselben Vorteile zu erreichen wie inkrementelle Redundanz. Indem die vorstehend beschriebenen mehreren HARQ-PDUs verwendet werden, können die Zuverlässigkeit und die Latenzzeiten bei der empfangenden UE verbessert werden. Zum Beispiel ist eine typische HARQ so konzipiert, dass die Anzahl von erneuten Übermittlungen, die für ein erfolgreiches Decodieren benötigt werden, ungefähr 1,1 beträgt, wobei ein Ziel-BLER von 10% angenommen wird. Die mehreren HARQ-PDUs erlauben es, dass die UE das Paket in 1 Subframe (1 ms) decodiert.
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In dem Fall, in dem eine Basisstation (z. B. evolved Node B („eNB”) dieselben Informationen auf beiden Trägern sendet, kann der eNB die empfangende UE informieren, dass die UE beide HARQ-PDUs kombinieren kann. Der eNB kann diese Informationen über den PDCCH bereitstellen, indem ein Bit an Informationen oder ein Flag aufgenommen wird, um der UE anzuzeigen, dass die UE die HARQ-PDUs über die zwei Träger kombinieren soll. Die UE kann dann erkennen, dass derselbe HARQ-Prozess über die zwei Träger verwendet wird. Die Redundanzversion im PDCCH jedes Trägers kann durch die UE verwendet werden, um die zwei Blöcke der physischen Schicht zu kombinieren, wie beispielsweise auf eine Weise der inkrementellen Redundanz, eines Chase-Combinings usw.
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Es wird festgehalten, dass obwohl hierin beschriebene beispielhafte Ausführungsformen unter Verwendung einer Downlink-Übermittlung (z. B. ein „Downlinken” von Benutzerdaten) arbeiten, der Fachmann verstehen wird, dass die beispielhaften Systeme und Verfahren auch während der Uplink-Übermittlung (z. B. einem „Uplinken” von Benutzerdaten) anwendbar sind. Dementsprechend kann es sich bei einer beispielhaften drahtlosen Vorrichtung zum Senden von Benutzerdaten in einem Paket für die Übermittlung zum Beispiel darum handeln, dass die UE die Benutzerdaten an ein drahtloses Netzwerk oder eine Basisstation (z. B. einen eNB) uplinkt, welche die Benutzerdaten zur UE downlinkt.
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In einem weiteren beispielhaften Verwendungsfall kann das hierein beschriebene Carrier-Aggregation-Schema im Kontext einer kleinen Zelle implementiert werden, wobei die kleine Zelle einen Träger implementiert und die Makrozelle einen weiteren Träger implementiert. 5A bis 5D zeigen vier unterschiedliche mögliche Konfigurationen kleiner Zellen 501 bis 504. Jede der Konfigurationen kleiner Zellen 501 bis 504 schließt einen bedienenden Gateway (serving gateway (S-GW)) 540, einen Makro-evolved-Node-B (macro evolved Node B („MeNB”) 520 und einen Quell-evolved-Node-B (source evolved Node B („SeNB”)) 530 ein. In den beispielhaften Konfigurationen 501 bis 504 übermitteln die Makro- und kleinen Zellen PDUs an eine UE 510.
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Die Unterschiede zwischen den in 5A bis 5D veranschaulichten Konfigurationen 501 bis 504 liegen in der Anzahl und dem Typ von Schichten, die in der kleinen Zelle 530 implementiert sind. Dementsprechend können die hierin beschriebenen beispielhaften Systeme und Verfahren auf jede der in 5A bis 5D veranschaulichten Architekturen angewandt werden, um Lösungen mit doppelter Konnektivität zu implementieren. Jeder der Knoten, der MenB 520 und der SeNB 530, kann eine Vielzahl von Schichten einschließen, wie beispielsweise eine physische Schicht (PHY 521/531), eine „Media Access Control”-Schicht (MAC 522/532), eine Funkverbindungs-Steuerschicht (RLC 523/533) und eine „Packet Data Convergence Protocol”-Schicht (PDCP 524/534). Des Weiteren kann jeder der eNBs X2-Verbindungen zur Koordinierung verwenden, ob MAC-RLC-Entitäten nicht auf derselben Zelle implementiert werden.
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5A zeigt eine Konfiguration 501, bei welcher der SeNB 530 nur die physische Schicht 531 einschließt. In diesem Fall wird die MAC-Schicht 522 des MeNB 520 den Fluss von Paketen zu und von den physischen Schichten 521 und 531 des MeNB 520 bzw. des SeNB 530 steuern. Das heißt, die MAC-Schicht 522 des MeNB 520 wird Pakete von den Schichten der oberen Ebene (z. B. der RLC-Schicht 523 und dem PDCP 524) des MeNB 520 empfangen und den Träger auswählen, der entweder der physischen Schicht 521 des MeNB 520 oder der physischen Schicht 531 des SeNB 530 entspricht, und die PDU an die entsprechende physische Schicht 521/531 weiterleiten. Die Auswahl des Trägers erfolgt in derselben Weise wie es vorstehend allgemein unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde.
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5B zeigt eine Konfiguration 502, wenn der SeNB 530 sowohl die physische Schicht 531 als auch die MAC-Schicht 532 einschließt. In dieser Konfiguration 502 können die PDCP-Schicht 524 und die RLC-Schicht 523 des MeNB 520 die PDUs für die Übermittlung erzeugen. Sowohl die MAC-Schicht 522 des MeNB 520 als auch die MAC-Schicht 532 des SeNB 530 können die RLC-Schicht 523 nach PDUs für die Übermittlung abfragen. Da beide MAC-Schichten 522/523 die RLC-Schicht 523 abfragen können, können die X2-Schnittstellenverbindungen zwischen dem MeNB 520 und dem SeNB 530 verwendet werden, um das Abfragen der RLC-Schicht 523 zu koordinieren. Wiederum kann jede der MAC-Schichten 522/532 den entsprechenden Träger gemäß dem in 3 beschriebenen beispielhaften Verfahren 300 für diejenigen PDUs auswählen, die von der RLC-Schicht 523 kommend empfangen wurden.
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5C zeigt eine Konfiguration 503, bei welcher der SeNB 530 die physische Schicht 531, die MAC-Schicht 532 und die RLC-Schicht 533 einschließt. In diesem Fall kann jede der RLC-Schichten 523/533 PDUs von der PDCP-Schicht 524 des MeNB 520 empfangen. Da die MAC- und RLC-Schichten ähnlich der Konfiguration 502 von 5B zwischen dem MeNB 520 und dem SeNB 530 verteilt sind, müssen die X2-Schnittstellenverbindungen verwendet werden, um zu koordinieren, wie die PDUs der PDCP-Schicht 524 an die unterschiedlichen RLC-Schichten 523/533 gesendet werden.
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5D zeigt eine Konfiguration 504, bei welcher der SeNB 530 die physische Schicht 531, die MAC-Schicht 532, die RLC-Schicht 533 und eine PDCP-Schicht 534 einschließt. In diesem Fall kann jede der PDCP-Schichten 524/534 PDUs von den Schichten der oberen Ebene für die Übermittlung empfangen. Da die MAC-, RLC- und PCDP-Schichten ähnlich der Konfiguration 503 von 5C zwischen dem MeNB 520 und dem SeNB 530 verteilt sind, müssen die X2-Schnittstellenverbindungen verwendet werden, um zu koordinieren, wie die PDUs der Schichten der oberen Ebene an die unterschiedlichen RLC-Schichten 524/534 gesendet werden.
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6 zeigt ein beispielhaftes System 600 zum Bereitstellen eines Erzeugens mehrerer Unterflüsse innerhalb eines Flusses von Daten für eine verbesserte Basisstation (z. B. eNodeB) und eine Vorrichtung (z. B. eine UE). Es kann festgehalten werden, dass das beispielhafte System 600 innerhalb von sowohl der UE als auch dem eNodeB implementiert werden kann. Wie in 6 veranschaulicht, kann die Vielzahl von Unterflüssen Informationen wie beispielsweise eine Prioritätseinstellung (z. B. hoch, mittel, niedrig), ein Verzögerungsbudget (z. B. abgeleitet von einer Tabelle einer Dienstgüteklassekennung (QoS class identifier („QCI”)) und eine Wartezeit einschließen, wobei eine anfängliche Wartezeit dem Verzögerungsbudget gleichgesetzt werden kann, das dem Fluss zugeordnet ist. Dementsprechend kann die Wartezeit abhängig davon, wie lange ein Paket in einem Puffer gespeichert ist, herabgesetzt werden.
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Das beispielhafte System 600 kann einen Flussklassifizierer 610, einen Kennzeichner/Unterflussklassifizierer 620, eine modifizierte MAC-Schicht 630 und eine physische Schicht 640 einschließen. IP-Pakete können am Flussklassifizierer 610 empfangen werden und durchlaufen logische 3GPP-Kanäle zum Kennzeichner/Unterflussklassifizierer 620. Beim Kennzeichner/Unterflussklassifizierer 620 kann der eNodeB DL-Pakete kennzeichnen, und die UE kann UE-Pakete kennzeichnen. Das Kennzeichnen kann auf einem kategorisierten Prioritätsgrad beruhen, der für jedes Paket bestimmt ist. Zum Beispiel können die UE und der eNodeB einen Satz von Regeln zum Kategorisieren von DL/UL-Paketen in verschiedene Prioritätsgruppen verwenden. Eine Klassifizierung hoher Priorität kann Pakete, wie beispielsweise erneut übermittelte RLC-PDUs, eine RLC-Statusaktualisierung, ROHC-Rückmeldungen usw. einschließen. Eine Klassifizierung mittlerer Priorität kann Pakete, wie beispielsweise Benutzerdaten, die ein TCP-ACK enthalten, RTCP-Rückmeldungen, Video-I-Frame usw. einschließen. Eine Klassifizierung niedriger Priorität kann Pakete, wie beispielsweise Benutzerdaten, die neue Daten enthalten, einschließen.
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Nach dem Kennzeichnen können die IP-Pakete gekennzeichnete logische Kanäle zur modifizierten MAC-Schicht 630 zum Zuordnen von MAC-PDUs zu individuellen Trägern bei der physischen Schicht 640 durchlaufen. Die MAC-Schicht 630 kann ein Verzögerungsbudget pro Fluss verwenden, um mehrere Pakete in eine MAC-PDU zu aggregieren. Wenn sich zusätzlich die Wartezeit eines Pakets dem für die Planung verfügbaren Verzögerungsbudget nähert, kann sich die Dringlichkeit für das Senden des Pakets erhöhen.
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Wenn die Wartezeit von Paketen einen ersten vorbestimmten Schwellenwert erreicht (z. B. 25% des Verzögerungsbudgets), kann die MAC-Schicht 630 mit dem Senden von MAC-Frames mit erneut übermittelten RLC-PDUs auf einem Träger mit besserer Kanalqualität beginnen. Wenn die Wartezeit von Paketen einen weiteren Schwellenwert erreicht (z. B. 50% des Verzögerungsbudgets), kann die MAC-Schicht 630 mit dem Senden von MAC-Frames über den Träger mit besserer Kanalqualität und dem Senden redundanter Frames auf einem anderen Träger beginnen. Die eNodeB-MAC kann dieselbe PDU über die zwei Träger senden, damit die UE die gesendeten Informationen kombiniert. Die MAC-Schicht 630 kann die Träger-Qualität auf der Grundlage von Kanalqualitätsmaßzahlen identifizieren, die durch die 3GPP-Spezifikationen definiert werden. Wenn des Weiteren die Paketverzögerung das Verzögerungsbudget überschreitet, kann die MAC-Schicht 630 das Paket verwerfen. Der erwartende Empfänger kann das Paket auch verwerfen, wenn das Paket nicht in einer rechtzeitigen Weise empfangen wird.
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Es wird für den Fachmann ersichtlich sein, dass vielfältige Modifikationen in der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Geist oder Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, vorausgesetzt sie fallen in den Schutzbereich der angehängten Ansprüche und deren Äquivalente.
