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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Verfahren
zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in Schicht 2 in einem drahtlosen
Kommunikationssystem und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf
einen Prozess für
die Datenverwerfung in einer RLC-Schicht (Radio Link Control) eines WCDMA-Drahtloskommunikationssystems
(Wideband Code Division Multiple Access) wie beispielsweise einem
UMTS-System (Universal Mobile Telecommunications System).
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Die
UMTS-Netzarchitektur besteht aus drei Komponenten, nämlich aus
dem Kernnetz (Core Network), dem UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)
und der Benutzereinrichtung (User Equipment – UE). Im UTRAN sind drei Protokollschichten spezifiziert.
Diese sind: Schicht 1, die physische Schicht, die WCDMA auf der
Radio-Link-Schnittstelle verwendet; Schicht 2, die Link-Schicht,
welche die Teilschichten Medienzugangssteuerung (Medium Access Control – MAC),
Funkverbindungssteuerung (Radio Link Control – RLC) und Paketdatenkonvergenzprotokoll
(Packet Data Convergence Protocol – PDCP) enthält; sowie
Schicht 3, die Funkressourcensteuerung (Radio Resource Control – RRC),
die nur auf der Steuerebene existiert. Diese Schichten sind in der
UE am anderen Ende der Funkverbindung mit dem UTRAN gespiegelt.
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Die
physische Schicht transformiert Radio Frames (Funkrahmen) zwischen
dem Knoten B und der UE. Im Verlaufe jedes Übertragungszeitintervalls (Transmission
Time Interval – TTI)
wird ein Radio Frame gesendet, der verschiedene RLC-Paketdateneinheiten
(Packet Data Units – PDUs)
enthalten kann. Durch ein Attribut des Transportformats entscheidet
die MAC-Schicht mithilfe eines TFC-Auswahlprozesses (Transport Format Combination),
welche PDUs in jedem TTI gesendet werden. Durch das RLC-Protokoll
werden drei Diensttypen bereitgestellt, was der Transparent Mode
(TM), der Unacknowledged Mode (UM) und der Acknowledged Mode (AM)
sind. Die RRC ist verantwortlich für das Transportformat und bestimmt
auch den Übertragungsmodus
der RLC.
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Die
RLC führt
die Segmentierung/Reassemblierung der RLC-Dienstdateneinheiten (Service Data
Units – SDUs)
in kleinere RLC-PDUs bzw. aus diesen durch. Die drei RLC-Operationen,
die erforderlich sind, um die Flusskontrolle effizienter zu gestalten,
sind ein Polling-Mechanismus, ein Statusübertragungsmechanismus und
ein SDU-Verwerfungsmechanismus.
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Die
SDU-Verwerfungsfunktion ermöglicht
es dem Sender (UTRAN oder UE), RLC-SDUs zu verwerfen, wenn die Übertragung
der RLC-SDUs für eine
bestimmte Zeitdauer oder für
eine Anzahl von Übertragungen
nicht erfolgreich verläuft.
Die SDU-Verwerfungsfunktion
trägt damit
zur Vermeidung von Pufferüberlauf
bei, der dazu führen
könnte, dass
nachfolgende RLC-SDUs aufgrund des vollen Puffers verworfen werden.
Es gibt verschiedene alternative Operationsmodi der RLC-Datenverwerfungsfunktion.
Die höheren
Schichten kontrollieren, welcher Operationsmodus für jede einzelne
RLC-Instanz verwendet wird. Zu den Datenverwerfungs-Operationsmodi zählen beispielsweise "Timer-basierte Verwerfung
mit expliziter Signalisierung",
der nur für
die AM-Übertragung
anwendbar ist, und "Timer-basierte
Verwerfung ohne explizite Signalisierung", was für die TM- und UM-Übertragung anwendbar
ist. Die SDU-Verwerfungsfunktion ist immer für die AM-Übertragung konfiguriert, ist
aber möglicherweise
nicht immer für
die TM- und UM-Übertragung
konfiguriert.
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Die
in der RLC-Schicht gepufferten SDUs, die verworfen werden sollen,
sollten jedoch nicht verworfen werden, wenn die MAC-Schicht ihre TFC-Auswahl
gestartet hat. Wenn die TFC-Auswahl gestartet ist, verzögert die
RLC-Schicht das Verwerten der Daten bis zum Ende des nächsten TTI.
Bei diesem Prozess tritt das Problem auf, dass der RLC-Schicht nicht
mitgeteilt wird, wann die MAC-Schicht ihre TFC-Auswahl gestartet
hat. Die RLC-Schicht empfängt
eine Anzeige von der MAC-Schicht, wenn eine TFC-Auswahl beendet
ist, und die RLC-Schicht muss der MAC-Schicht Daten für das entsprechende
TTI bereitstellen. Wenn jedoch in diesem entsprechenden TTI keine
Daten von der RLC-Schicht übertragen
werden sollen, sendet die MAC-Schicht keinerlei Anzeige des Endes
der TFC-Auswahl an die RLC-Schicht. Das kann für mehrere aufeinander folgende
TTIs auftreten, und damit kann die RLC-Schicht während dieses Zeitraums keine
Daten verwerfen, weil die RLC-Schicht keinerlei Informationen von
der MAC-Schicht bezüglich
des Endes der TFC-Auswahl für
diese Reihe von TTIs empfängt.
Das wirkt sich negativ auf die durch die RLC-Schicht gebotene Dienstgüte (Quality
of Service – QoS)
aus, weil die Daten nicht entsprechend der Spezifizierung verworfen
werden. Außerdem
können neue
Daten, die in der RLC-Schicht von höheren Schichten empfangen werden,
im Ergebnis des RLC-Pufferüberlaufs
verworfen werden, während
die RLC-Schicht auf eine Anzeige von der MAC-Schicht bezüglich des
Endes der TFC-Auswahl wartet.
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Die
im Juni 2004 veröffentlichte
Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Radio Link Control
(RLC) Protocol Specification "3GPP
TS 25.321 Version 6.2.0" offenbart
ein Verfahren zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in einer MAC-Schicht (Medium Access
Control) eines Kommunikationssystems, das die Schritte des Empfangens
eines Verkehrsdatenvolumenberichts in der MAC-Schicht und das Verarbeiten
dieses Datenvolumenberichts umfasst.
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US2002/0037000
offenbart das Prinzip der Übertragung
von Quittungsinformationen zu einer MAC-Schicht eines mobilen Kommunikationsgeräts, welche
Informationen über
den Übertragungsstatus von
Dateninformationen einschließen.
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EP 1424823 offenbart ein
Verfahren zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in einer MAC-Schicht eines
drahtlosen Kommunikationssystems, wobei eine RLC-Instanz Verkehrsdatenvolumeninformationen
zur MAC-Schicht sendet und wobei die MAC-Schicht so angepasst ist, dass sie auf
diese Informationen mit einer Datenanforderung reagiert.
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Keine
der genannten Entgegenhaltungen offenbart oder schlägt vor,
dass aus dem Datenvolumenbericht ermittelt wird, dass die RLC-Schicht
nicht berechtigt ist, in einem nächsten
oder nachfolgenden Übertragungszeitintervall
(Transmission Time Interval – TTI)
Verkehrsdaten zur MAC-Schicht zu übertragen.
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ALLGEMEINES
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Die
Erfindung strebt die Verringerung und/oder Beseitigung der oben
beschriebenen Probleme im Zusammenhang mit den existierenden Anordnungen
an.
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Vorzugsweise
minimiert die Erfindung die Zeit zwischen dem Auslösen einer
Datenverwerfungsoperation durch die RLC-Schicht und der eigentlichen
Durchführung
der Verwerfungsoperation.
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In
einem ersten Hauptaspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in einer MAC-Schicht (Medium
Access Control) eines drahtlosen Kommunikationssystems bereit, wobei
das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen eines Verkehrsdatenvolumenberichts
in der MAC-Schicht
von einer RLC-Schicht (Radio Link Control) des drahtlosen Kommunikationssystems;
Verarbeiten des Datenvolumenberichts; und Ausgeben einer Quittungsmeldung
zur RLC-Schicht, von der der Bericht empfangen wurde, wenn aus dem
Datenvolumenbericht ermittelt wird, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt
ist, in einem nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI (Transmission Time Interval)
Verkehrsdaten zur MAC-Schicht zu übertragen.
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Vorzugsweise
ist die MAC-Schicht so eingerichtet, dass sie eine Quittungsmeldung
zur RLC-Schicht nur dann ausgibt, wenn aus dem Datenvolumenbericht
ermittelt wird, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt ist, in einem
nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI (Transmission Time Interval)
Verkehrsdaten zur MAC-Schicht zu übertragen.
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In
einem zweiten Hauptaspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Verwerten von Daten in der RLC-Schicht (Radio Link Control)
des drahtlosen Kommunikationssystems bereit, wobei das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: Auslösen einer Datenverwerfungsoperation
in einem ersten TTI (Transmission Time Interval); Ermitteln für ein nächstes oder
ein nachfolgendes TTI, ob die RLC-Schicht berechtigt ist, Daten
zu übertragen;
und wenn ermittelt wird, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt ist,
im nächsten
oder nachfolgenden TTI Daten zu übertragen,
das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Informieren der RLC-Schicht,
dass keine Daten erforderlich sind; und Durchführen der Datenverwerfungsoperation.
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Demzufolge
verringert die vorliegende Erfindung das Problem im Zusammenhang
mit dem aktuellen SDU-Verwerfungsprozess, bei dem die Datenverwerfungsoperation
praktisch für
eine Reihe aufeinander folgender TTIs ausgesetzt werden kann.
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Vorzugsweise
wird die RLC-Schicht nach dem Abschluss eines aktuellen TFC-Auswahlprozesses
(Transport Format Combination) darüber informiert, dass für das nächste oder
nachfolgende TTI keine Daten erforderlich sind.
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Vorzugsweise
wird die Datenverwerfungsoperation sofort durchgeführt, wenn
die RLC-Schicht informiert wird, dass keine Daten erforderlich sind.
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Vorteilhafterweise
reduziert das die zeitliche Verzögerung
zwischen dem Auslösen
einer Datenverwerfungsoperation und ihrer Durchführung und verringert die Wahrscheinlichkeit,
dass nachfolgende SDUs von höheren
Schichten aufgrund des RLC-Pufferüberlaufs
verworfen werden.
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Das
Verfahren kann einschließen,
dass eine MAC-Schicht (Medium Access Control) so eingerichtet wird,
dass die RLC-Schicht informiert wird, dass keine Daten erforderlich
sind. Die Anzeige, das keine Daten erforderlich sind, kann eine
Anzeige des Starts des nächsten
TTI umfassen.
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Vorzugsweise
bewirkt das Auslösen
der Datenverwerfungsoperation im ersten TTI, dass die RLC-Schicht
in diesem ersten TTI eine Anforderung an die MAC-Schicht ausgibt,
damit die MAC-Schicht die RLC-Schicht informiert, dass für das nächste oder nachfolgende
TTI keine Daten erforderlich sind.
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Die
durch die RLC-Schicht in dem ersten TTI ausgegebene Anforderung
kann in einem Datenvolumenbericht enthalten sein.
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In
einem dritten Hauptaspekt stellt die vorliegende Erfindung eine
Funknetzsteuerung (Radio Network Controller – RNC) für ein drahtloses Kommunikationsnetz
zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in einer MAC-Schicht (Medium
Access Control) desselben bereit, umfassend: Mittel zum Empfangen
eines Verkehrsdatenvolumenberichts in der MAC-Schicht von einer
RLC-Schicht (Radio Link Control) des drahtlosen Kommunikationssystems; Mittel
zum Verarbeiten des Datenvolumenberichts; und Mittel zum Ausgeben
einer Quittungsmeldung zur RLC-Schicht, wenn aus dem Datenvolumenbericht
ermittelt wird, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt ist, in einem
nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI (Transmission Time Interval) Verkehrsdaten
zur MAC-Schicht zu übertragen.
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In
einem vierten Hauptaspekt stellt die vorliegende Erfindung eine
Benutzereinrichtung (User Equipment – UE) für ein drahtloses Kommunikationsnetz
zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in einer MAC-Schicht (Medium
Access Control) desselben bereit, umfassend: Mittel zum Empfangen
eines Verkehrsdatenvolumenberichts in der MAC-Schicht von einer
RLC-Schicht (Radio Link Control) des drahtlosen Kommunikationssystems;
Mittel zum Verarbeiten des Datenvolumenberichts; und Mittel zum
Ausgeben einer Quittungsmeldung zur RLC-Schicht, wenn aus dem Datenvolumenbericht
ermittelt wird, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt ist, in einem
nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI (Transmission Time Interval)
Verkehrsdaten zur MAC-Schicht zu übertragen.
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Die
Benutzereinrichtung kann ein mobiles Kommunikationsgerät umfassen.
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In
einem fünften
Hauptaspekt stellt die vorliegende Erfindung ein computerlesbares
Medium bereit, das Codemittel umfasst, welches auf einem Prozessor
der Funknetzsteuerung gemäß dem dritten Hauptaspekt
ausgeführt
werden kann, um die Verfahren gemäß dem ersten und dem zweiten
Hauptaspekt zu implementieren.
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In
einem sechsten Hauptaspekt stellt die vorliegende Erfindung ein
computerlesbares Medium bereit, das Codemittel umfasst, welches
auf einem Prozessor der Benutzereinrichtung gemäß dem vierten Hauptaspekt ausgeführt werden
kann, um die Verfahren gemäß dem ersten
und dem zweiten Hauptaspekt zu implementieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
folgt eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen, welche folgende Bedeutung haben:
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer UTRAN-Systemarchitektur;
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung einer Funkschnittstellenprotokollarchitektur
für die
Luftschnittstelle zwischen einer UE und dem UTRAN;
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3 ist
ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung der Komponenten
der UE und des UMTS-Netzes;
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung eines Teils der
Funkschnittstellenprotokollarchitektur von 2;
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5 ist
ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung der RLC-Instanzen
für die
TM-Übertragung;
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6 veranschaulicht
den Nachrichtenaustausch zwischen der RLC-Schicht und der MAC-Schicht
im Hinblick auf aufeinander folgende TTIs (Transmission Time Intervals)
gemäß dem Datenverwerfungsprozess
der vorliegenden Erfindung; und
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7 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte des Datenverwerfungsprozesses
der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
oben genannten und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
anhand einer Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die lediglich exemplarisch
zu verstehen ist, und unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
besser verständlich.
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Das
so genannte mobile Kommunikationssystem der dritten Generation entwickelt
sich derzeit. Es handelt sich dabei um ein globales mobiles Kommunikationssystem,
das allgemein auf der Kernnetztechnologie des existierenden GSM-Standards
(Global System for Mobile Communications) basiert. Verschiedene
Telekommunikations-Standardisierungsgremien und Anbieter von Telekommunikationsausrüstung aus
der ganzen Welt haben eine Zusammenarbeit im so genannten Third
Generation Partnership Project (3GPP) vereinbart. Das 3GPP umfasst
eine Reihe von Forschungsgebieten, darunter Universal Mobile Telecommunications
System (UMTS) Terrestrial Radio Access Network (UTRAN). UMTS ist
die europäische
Form des mobilen Kommunikationssystems der dritten Generation.
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Die
folgende Beschreibung des UTRAN unter Bezug auf 1 bis 5 wird
als Hintergrund der vorliegenden Erfindung bereitgestellt und dient ihrer
Erklärung.
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Unter
Bezug auf 1 stellt ein UTRAN 100 die
Verbindung von einer Benutzereinrichtung (User Equipment – UE) 102 über eine
Drahtlosschnittstelle 103 zu einem Kernnetz 104 her,
das den Teilnehmern (den Benutzern von UEs) Dienste zur Verfügung stellt.
Die UE 102 kann ein mobiles Drahtlosgerät umfassen, wie es dem durchschnittlichen
Fachmann auf dem Gebiet der Technik bekannt ist. Die UE 102 ist über eine
Funknetzsteuerung (Radio Network Controller – RNC) 106 mit dem
Kernnetz 104 verbunden, die eine Vielzahl von Zellen 108a–e steuert,
in denen die UE 102 betrieben werden kann, während sie
sich in den jeweiligen geografischen Gebieten der Zellen 108a–e bewegt.
Das UTRAN 100 umfasst eine Anzahl von RNCs 106,
obwohl aus Gründen
der Vereinfachung in der Zeichnung nur eine einzige dargestellt ist.
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Jeder
RNC 106 und UE 102 ist eine jeweilige Funkressourcensteuerung
(Radio Resource Control – RRC) 110, 112 zugeordnet.
Die RNC-RRC 110 stellt verschiedene Funktionen bereit,
wozu die Etablierung, Wartung und Freigabe von Funkzugangsressourcen
für die
UEs 102 in den Zellen zählt,
die durch die RNC-RRC 110 gesteuert werden, und wozu auch eine
Informationsrundruffunktion (Broadcasting-Funktion) für alle diese
UEs 102 zählen
kann. Die UE-RRC 112 arbeitet mit der RNC-RRC 110 zusammen,
um die seiner UE 102 zugewiesenen Funkzugangsressourcen
zu etablieren, zu warten und freizugeben.
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Jede
Zelle 108a–e
umfasst ein jeweiliges geografisches Gebiet, in dem durch eine als
Knoten B bezeichnete jeweilige Basisstation (nicht dargestellt) innerhalb
dieser Zelle die Funkabdeckung bereitgestellt wird. Die Knoten B
werden durch ihre jeweiligen RNCs 110 gesteuert.
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Im
UTRAN 100 können
die Zellen 108a–e gruppiert
sein, um das zu ermöglichen,
was als eine Zelle höherer
Ebene oder als geografische Abdeckung bezeichnet werden kann. Eine
UTRAN Registration Area (URA) 11 kann eine oder mehrere,
durch eine RNC 110 gesteuerte Zellen 108a–e oder
eine Anzahl von Zellen von unterschiedlichen RNCs umfassen, obwohl
die in 1 dargestellte URA 114 aus Gründen der
Vereinfachung nur die Zellen 108a–e umfasst. Es kann viele URAs
geben, obwohl hier nur eine einzige dargestellt ist.
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Nun
Bezug nehmend auf 2 wird eine 3GPP-Funkschnittstellenprotokollarchitektur 200 für die Luftschnittstelle 103 zwischen
der UE 102 und der RNC 106 gezeigt. Die Protokollarchitektur 200 umfasst
eine Steuerebene 202 und eine Benutzerebene 204.
Die Steuerebene 202 wird zur Signalisierung verwendet und
die Benutzerebene 204 zur Übertragung von Benutzerinformationen.
Die Steuerebene 202 schließt eine RRC-Schicht 206 auf Schicht
3, eine RLC-Schicht (Radio Link Control) 208 und eine MAC-Schicht
(Medium Access Control) 210 auf Schicht 2 und eine physische
Schicht 212 auf Schicht 1 der Protokollarchitektur ein.
Die Benutzerebene 204 verwendet ebenfalls die RLC-Schicht 208 und
die MAC-Schicht 210 auf Schicht 2.
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Die
physische Schicht 212 stellt der MAC-Schicht 210 Transportkanäle 214 bereit,
während
die MAC-Schicht 210 der RLC-Schicht 208 logische
Kanäle 216 bereitstellt.
Logische Steuerkanäle werden
bereitgestellt, wenn Informationen für die Steuerebene 202 transportiert
und werden sollen, und Verkehrskanäle werden bereitgestellt, wenn
Benutzerinformationen auf der Benutzerebene 204 transportiert
werden sollen. Die MAC-Schicht 210 stellt auch einen Funkressourcen-Rekonfigurationsdienst
bereit, wenn die RNC-RRC 110 eine Funkressourcen-Rekonfiguration oder
eine MAC-Parameteränderung
anfordert.
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Die
RLC-Schicht 208 stellt Dienste zur Etablierung und Freigabe
des Funkzugangs bereit. Die RNC-RRC 110 steuert die Schicht-3-Signalverarbeitung
zwischen der RNC 104 und der UE 102, um Funkzugangsressourcen
(Funkträger)
zwischen der UE 102 und dem UTRAN 100 zu etablieren,
zu warten und freizugeben.
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Die
zuvor beschriebenen Protokollschichten der Luftschnittstelle stellen
noch viele andere Dienste bereit und führen noch viele andere Funktionen
aus, wie das dem durchschnittlichen Fachmann auf dem Gebiet der
Technik bekannt ist und in den 3GPP-Spezifikationen im Zusammenhang
mit dem Protokollstack der Luftschnittstellenarchitektur beschrieben wird.
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3 ist
ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 300, das
eine UE 302 einschließt, die über ein
drahtloses Kommunikationsnetz 304 kommuniziert. UE 302 schließt vorzugsweise
ein optisches Display 312, eine Tastatur 314 und
vielleicht eine oder mehrere zusätzliche
Benutzerschnittstellen (User Interfaces – UIs) 316 ein, die
alle jeweils mit einem Steuerelement 306 gekoppelt sind.
Das Steuerelement 306 ist auch mit einer HF-Senderempfängerschaltung 308 und
einer Antenne 310 gekoppelt.
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Das
Steuerelement 306 wird typischerweise durch eine Zentraleinheit
(Central Processing Unit – CPU)
gebildet, die in einem Speicherbaustein 311 die Betriebssystemsoftware
ausführt.
Das Steuerelement 306 steuert normalerweise den Gesamtbetrieb der
UE 302, wogegen die mit den Kommunikationsfunktionen assoziierten
Signalverarbeitungsoperationen typischerweise in der HF-Senderempfängerschaltung 308 ausgeführt werden.
Das Steuerelement 306 bildet eine Schnittstelle mit dem
UE-Display 312, um empfangene Informationen, gespeicherte
Informationen, Benutzereingaben und dergleichen anzuzeigen. Die
Tastatur 314, bei der es sich um ein für Telefone typisches Tastenfeld
oder um eine vollständige
alphanumerische Tastatur handeln kann, wird normalerweise zum Eingeben
von Daten zur Speicherung in der UE 302, zum Eingeben von Informationen,
die zum Netz 304 übertragen
werden sollen, zum Eingeben einer Telefonnummer, zu der ein Telefonanruf
erfolgen soll, zum Eingeben von Befehlen, die auf dem Mobilgerät 302 ausgeführt werden
sollen und möglicherweise
für andere
oder unterschiedliche Benutzereingaben verwendet.
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Die
UE 302 sendet mithilfe der Antenne 310 über eine
Drahtlosverbindung (Luftschnittstelle) 350 Kommunikationssignale
an das Netz 304 und empfängt Kommunikationssignale von
diesem. Die HF-Senderempfängerschaltung 308 führt Funktionen aus
wie die Modulation/Demodulation und möglicherweise das Codieren/Decodieren
und das Verschlüsseln/Entschlüsseln.
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Die
UE 302 enthält
eine Batterieschnittstelle (Battery Interface – Batterie-IF) 334 zum
Aufnehmen von einer oder mehreren wiederaufladbaren Batterien 332.
Die Batterie 332 liefert den elektrischen Strom für die elektrische
Schaltung in der UE 302, und die Batterie-IF 334 sorgt
für eine
mechanische und elektrische Verbindung der Batterie 332.
Die Batterie-IF 334 ist mit einem Regler 336 gekoppelt,
der die Stromversorgung des Geräts
regelt. Wenn die UE 302 voll funktionsfähig ist, wird eine HF-Sender-
oder HF-Senderempfängerschaltung 308 nur
dann getastet oder eingeschaltet, wenn sie zum Netz sendet, und
ist ansonsten ausgeschaltet, um Ressourcen zu sparen. In gleicher
Weise wird eine HF-Empfänger- oder
HF-Senderempfängerschaltung 308 typischerweise
periodisch abgeschaltet, um Strom zu sparen, bis es erforderlich
ist, während
vorgesehener Zeitspannen Signale oder Informationen zu empfangen (wenn überhaupt).
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Die
UE 302 arbeitet unter Verwendung eines Teilnehmererkennungsmoduls
(Subscriber Identity Module – SIM) 340,
das in einer SIM-Schnittstelle (SIM Interface – SIM-IF) 342 mit
der UE 302 verbunden ist oder in diese eingesetzt wird.
Beim SIM 340 handelt es sich um einen Typ einer herkömmlichen "Smart Card", die unter anderem
zur Identifizierung eines Endbenutzers (bzw. Teilnehmers) der UE 302 und
zur Personalisierung des Geräts
verwendet wird. Ohne SIM 340 ist das UE-Endgerät für die Kommunikation über das
Drahtlosnetz 304 nicht voll funktionsfähig. Durch Einsetzen des SIM 340 in
die UE 302 kann ein Endbenutzer Zugriff auf sämtliche
Dienste haben, die von ihm abonniert wurden. Das SIM 340 enthält allgemein
einen Prozessor und einen Speicher zum Speichern von Informationen.
Da das SIM 340 mit der SIM-IF 342 gekoppelt ist,
ist es über
die Kommunikationsleitungen 344 auch mit dem Steuerelement 306 gekoppelt.
Zur Identifizierung des Teilnehmers enthält das SIM 340 einige
Benutzerparameter wie beispielsweise eine internationale Mobilfunkkennung
(International Mobile Subscriber Identity – IMSI). Ein Vorteil der Verwendung
des SIM 340 besteht darin, dass die Endbenutzer damit nicht
notwendigerweise an ein einzelnes physisches Mobilgerät (UE) gebunden
sind. Das SIM 340 kann auch zusätzliche Benutzerinformationen
für das
Mobilgerät speichern,
wozu Termininformationen (bzw. Kalenderinformationen) und Informationen
zu den letzten Anrufen zählen.
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Die
UE 302 kann aus einem einzelnen Gerät bestehen, beispielsweise
aus einem Datenkommunikationsgerät,
einem Mobiltelefon, einem Multifunktionskommunikationsgerät mit Fähigkeiten
zur Daten- und Sprachkommunikation, einem Personal Digital Assistant
(PDA) mit Fähigkeit
zur Drahtloskommunikation oder aus einem Computer mit einem internen Modem.
Als Alternative kann die UE 302 ein Multimodulgerät sein,
das eine Vielzahl von getrennten Komponenten umfasst, wozu unter
anderem – aber
keineswegs darauf beschränkt – ein Computer
oder ein anderes Gerät
zählt,
der bzw. das mit einem Drahtlosmodem verbunden ist. Insbesondere
können
die im Mobilgerät-Blockdiagramm
von 3 gezeigte HF- Senderempfängerschaltung 308 und
die Antenne 310 als eine Funkmodemeinheit implementiert
sein, die in einen Port eines Laptopcomputers eingesetzt werden
kann. In diesem Fall würde
der Laptopcomputer das Display 312, die Tastatur 314,
eine oder mehrere zusätzliche
Benutzerschnittstellen 316 und das Steuerelement 306 enthalten,
das durch die CPU des Computers realisiert wird. Es ist auch vorgesehen,
dass ein Computer oder andere Ausrüstung, der bzw. die normalerweise
nicht in der Lage ist, Drahtloskommunikation durchzuführen, so
angepasst werden kann, dass eine Verbindung mit der HF-Senderempfängerschaltung 308 und
der Antenne 310 eines als einzelne Einheit ausgeführten Geräts wie dem oben
beschriebenen Gerät
ermöglicht
wird und die effektive Steuerung dieser Komponenten übernommen
werden kann.
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Die
UE 302 kommuniziert im und durch das drahtlose Kommunikationsnetz 304.
In der Ausführungsform
von 3 umfasst das Drahtlosnetz 304 ein UMTS-Netz.
Das UMTS-Netz 304 umfasst ein UTRAN 320 und ein
Kernnetz 319, das eine Mobilfunkvermittlungsstelle (Mobile
Switching Center – MSC) 322 (das
ein Besucherverzeichnis (Visitor Location Register – VLR) für Roaming-UEs
einschließen
kann), ein Standortverzeichnis (Home Location Register – HLR) 332,
ein SGSN (Serving GPRS Support Node (General Packet Radio Service)) 326 und ein
GGSN (Gateway GPRS Support Node) 328 umfasst. Das MSC 322 ist
an das UTRAN 320 und an ein Festnetz wie z.B. ein Fernsprechnetz
(Public Switched Telephone Network – PSTN) 324 gekoppelt.
Der SGSN 326 ist an das UTRAN 320 und an den GGSN 328 gekoppelt,
das seinerseits mit einem öffentlichen
oder privaten Datennetz 330 (wie dem Internet) gekoppelt
ist. Das HLR 332 ist an das MSC 322, den SGSN 326 und
den GGSN 328 gekoppelt. Jedes der Geräte und Systeme, die das UTRAN 320 und
das Kernnetz bilden, verfügt über einen
Speicher (Memory – M)
und einen Mikroprozessor (μP)
für das jeweilige
Speichern und Ausführen
von Softwarecode, um ihre jeweiligen spezifizierten Prozesse und gegebenenfalls
den verbesserte Datenverwerfungsprozess gemäß der Erfindung zu implementieren.
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Das
UTRAN 320 umfasst eine Anzahl von Funknetzsteuerungen (Radio
Network Controller – RNC) 321,
die jeweils die entsprechenden Knoten B 323 in einer Weise
bedienen, wie sie dem durchschnittlichen Fachmann auf dem Gebiet
der Technik bekannt ist. In 3 sind auch
die Bezeichnungen der Schnittstellen zwischen den verschiedenen
Komponenten des drahtlosen Zugangsnetzes 304 dargestellt,
wobei die anerkannten Bezeichnungen aus den GPRS- und UMTS-Spezifikationen
verwendet werden.
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Die
Knoten B 323 des UTRAN 320 bieten die Drahtlosnetzabdeckung
für UEs 302 innerhalb
ihrer jeweiligen Zellen unter der Steuerung ihrer jeweiligen RNCs 321 gemäß den UMTS-Protokollen
und -Parametern.
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Die
Drahtlosverbindung 350 von 3 repräsentiert
einen oder mehrere unterschiedliche Kanäle, typischerweise Funkträger oder
logische Kanäle,
zwischen den UEs 302 und UTRAN 320.
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Dem
Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird einleuchten, dass ein Drahtlosnetz 304 in
der wirklichen Praxis in Abhängigkeit
von der gewünschten
Gesamtausdehnung der Netzabdeckung hunderte Zellen einschließen kann,
die jeweils durch einen Knoten B 323 bedient werden. Alle
relevanten Komponenten können
durch mehrere Switches und Router (nicht dargestellt) verbunden
sein, die durch mehrere Netzsteuerelemente gesteuert werden.
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Für alle bei
einem Netzbetreiber registrierten UEs 320 werden im HLR 332 permanente
Daten (wie z.B. das Profil des Benutzers der UE 302) sowie
temporäre
Daten (wie z.B. der aktuelle Standort der UE 102) gespeichert.
Im Falle eines Sprachanrufs zur UE 302 wird das HLR 332 abgefragt,
um den aktuellen Standort der UE 302 zu ermitteln. Das
VLR des MSC 322 ist für
eine Gruppe von Aufenthaltsbereichen verantwortlich und speichert
die Daten von jenen UEs, die sich aktuell in seinem Verantwortungsbereich
aufhalten. Das schließt
Teile der permanenten UE-Daten
ein, die zur Beschleunigung des Zugangs vom HLR 332 zum
VLR übertragen
wurden. Das VLR des MSC 322 kann jedoch auch lokale Daten
zuweisen und speichern, beispielsweise temporäre Kennungen. Optional kann
das VLR des MSC 322 für
eine effizientere Koordinierung von GPRS- und Nicht-GPRS-Diensten
und -Funktionalität
erweitert sein (z.B. Paging für
leitungsvermittelte Anrufe, die über
den SGSN 326 effizienter durchgeführt werden können, und
kombinierte GPRS- und Nicht-GPRS-Standortaktualisierungen).
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Der
SGSN (Serving GPRS Support Node) 326 befindet sich auf
derselben Hierarchieebene wie das MSC 322 und verfolgt
die individuellen Standorte von UEs. Der SGSN 326 führt auch
Sicherheitsfunktionen und die Zugangskontrolle durch. Der GGSN (Gateway
GPRS Support Node) 328 ermöglicht die Zusammenarbeit mit
externen paketvermittelten Netzen und ist über ein IP-basiertes GPRS-Backbone-Netz mit SGSNs (wie
dem SGSN 326) verbunden. Der SGSN 326 führt gegebenenfalls
die Authentifizierungs- und Chiffrierungseinstellungsprozeduren auf
der Basis derselben Algorithmen, Schlüssel und Kriterien wie beim
existierenden GSM und UMTS durch. Beim herkömmlichen Betrieb kann die Zellenauswahl
durch die UE 302 autonom durchgeführt werden, oder die für das Gerät 302 verantwortliche RNC 321 weist
es an, eine bestimmte Zelle auszuwählen. Die UE 302 informiert
das Drahtlosnetz 304, wenn es eine Neuauswahl einer anderen
Zelle oder Gruppe von Zellen vornimmt, die als Routing-Bereich bezeichnet
wird.
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Um
auf GPRS-Dienste zuzugreifen, macht die UE 302 zunächst ihre
Anwesenheit beim Drahtlosnetz 304 bekannt, indem sie das
durchführt,
was als ein "GPRS-Attach" bezeichnet wird.
Bei dieser Operation wird eine logische Verbindung zwischen der
UE 302 und dem SGSN 326 aufgebaut und die UE 320 für den Empfang
z.B. von Seiten über
den SGSN, Benachrichtigungen von ankommenden Daten oder SMS-Nachrichten über GPRS
verfügbar
gemacht. Um Daten zu senden und zu empfangen, assistiert die UE 302 bei
der Aktivierung der Paketdatenadresse, die sie verwenden möchte. Diese
Operation macht die UE 302 beim GGSN 328 bekannt,
so dass im Anschluss daran die Zusammenarbeit mit externen Datennetzen
beginnen kann. Benutzerdaten können
transparent zwischen der UE 302 und externen Datennetzen übertragen
werden, wobei z.B. Verkapselung und Tunneling zum Einsatz kommen. Die
Datenpakete werden mit GPRS-spezifischen Protokollinformationen
ausgestattet und über
das UTRAN 320 zwischen der UE 302 und dem GGSN 328 übertragen.
-
Dem
Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird einleuchten, dass ein Drahtlosnetz
auch mit anderen Systemen verbunden sein kann, wozu möglicherweise
andere Netze zählen,
die in 3 nicht explizit dargestellt sind. Ein Netz überträgt normalerweise
als Minimum laufend irgendeine Art von Paging- und Systeminformationen,
selbst wenn keine eigentlichen Datenpakete ausgetauscht werden.
Obwohl das Netz aus vielen Teilen besteht, arbeiten diese Teile
alle zusammen, woraus sich bestimmte Verhaltensweisen in der Drahtlosverbindung
ergeben.
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Nunmehr
Bezug nehmend auf 2 und auch auf 4,
können
in der MAC-Schicht 210 mehrere logische Kanäle 216 von
den RLC-Instanzen 400 per Multiplexing auf einen einzelnen
Transportkanal 214 zusammengeführt. Der Transportkanal 214 definiert,
wie der Verkehr von den logischen Kanälen 216 zur physischen
Schicht 212 zur Übertragung
an der Luftschnittstelle 103, 350 zwischen dem Knoten
B 323 und der UE 102, 302 gesendet wird. Die
grundlegende Dateneinheit, die zwischen der MAC-Schicht 210 und
der physischen Schicht 212 ausgetauscht wird, wird als
Transportblock (TB) 402 bezeichnet. Er umfasst eine oder
mehrere RLC-PDUs 404 mit einem MAC-Header 406.
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Ein
Satz von TBs 402 mit den assoziierten Parametern 408,
der während
eines TTI unter Verwendung desselben Transportkanals 214 zwischen der
MAC-Schicht 210 und der physischen Schicht 212 ausgetauscht
wird, wird als Transportblockmenge (Transport Block Set – TBS) 410 bezeichnet.
Die Attribute eines TBS 410 wie TB-Größe, TBS-Größe, Typ/Rate
der Codierung und Dauer des TTI für einen bestimmten Transportkanal
bilden ein Transportformat (TF). Ein Transportkanal 214 kann
verschiedene Momentanbitraten unterstützen, von denen jede mit einem
TF assoziiert ist.
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Für jeden
Transportkanal 214 in jedem TTI wählt die MAC-Schicht 210 ein
geeignetes TF aus. Normalerweise gibt es eine Vielzahl von Transportkanälen 214,
und so bilden die Kombinationen von TFs für die Kanäle 214 eine Transportformatkombination (Transport
Format Combination – TFC),
die durch eine TFC-Anzeige (TFC Indicator – TFCI) identifiziert wird.
Eine Satz von allen TFCs, die durch das Netz 100, 304 zugelassen
sind, bilden ein TFC-Satz (TFC Set – TFCS). Das Netz 100, 304 stellt
auf einem Uplink-Teil der Luftschnittstelle 103, 350 der
UE 102, 302 das TFCS zur Verfügung, das von der UE zu verwenden
ist.
-
Die
TFC-Auswahl wird in der MAC-Schicht sowohl in der RNC 106, 321 als
auch in der UE 102, 302 durchgeführt. In
jedem Fall wählen
die RNC- und UE-MAC-Schichten
auf der Basis des Status der logischen Kanäle 216 und der bereit gestellten Funkressourcen
der Transportkanäle 214 eine
geeignete TFC für
jedes TTI aus.
-
Jeder
logische Kanal 216 wird durch eine RLC-Instanz 400 auf
jeder Seite der Luftschnittstelle 103, 350 verwaltet.
Im Fall der TM-Übertragung
kann jeder TML-RLC-Kanal,
wie das in 5 dargestellt und jeweils in
der RNC 106, 321 und in der UE 102, 302 implementiert
ist, eine übertragende
TM-Instanz 500 und eine empfangende TM-Instanz 502 umfassen.
Die übertragende
TM-Instanz 500 umfasst einen Übertragungspuffer 504,
der als ein RAM (Random Access Memory) oder dergleichen jeweils
in der RNC 106, 321 und in der UE 102, 302 implementiert
sein kann, sowie ein Segmentierungsmodul 506, das jeweils
in der RNC und in der UE als ein Prozessor implementiert sein kann,
der geeignete Software ausführt.
Die empfangende Instanz 502 umfasst einen Empfangspuffer 508,
der als ein RAM implementiert sein kann, und ein Reassemblierungsmodul 510,
das als ein Prozessor implementiert sein kann. Jeweils für die RNC
und die UE können
der RAM und der Prozessor, durch die die jeweiligen Empfangspuffer 508 und
die Reassemblierungsmodule 510 implementiert sind, aus
demselben RAM und demselben Prozessor bestehen, die auch zur Implementierung des Übertragungspuffers 504 und
des Segmentierungsmoduls 506 verwendet werden.
-
Die
SDUs von den höheren
Schichten werden in der RLC-Schicht 208 empfangen und in
den Übertragungspuffern 504 der übertragenden
Instanzen 500 gepuffert. Wenn keine Segmentierung konfiguriert
ist, dann werden die RLC-SDUs als RLC-PDUs zur MAC-Schicht 210 übertragen.
Wenn jedoch die Segmentierung konfiguriert ist, dann werden übergroße RLC-SDUs
vor der Übertragung
in kleinere RLC-PDUs segmentiert. Die RLC-PDUs werden durch die
RLC-Instanzen 400 ohne Hinzufügung von Headern übertragen.
Die empfangenden Instanzen 502 reassemblieren die RLC-SDUs aus den RLC-PDUs,
die über
die Luftschnittstelle 130, 350 empfangen und in
den Empfangspuffern 508 der empfangenden TM-Instanzen 502 gepuffert
wurden. Die RLC-Instanzen 400, welche die TM-Übertragung durchführen, können so
konfiguriert sein, dass sie eine SDU-Verwerfung durchführen, wodurch
in den RLC-TM-Übertragungsinstanzen 500 empfangene SDUs,
die nicht innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums übertragen
werden, aus den Übertragungspuffern 504 entfernt
und damit verworfen werden.
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Entsprechend
startet jede solche RLC-TM-Übertragungsinstanz 500 für jede von
den höheren
Schichten empfangene SDU einen Timer, der als Timer_Discard bezeichnet
wird, plant die Übertragung
der von den höheren
Schichten empfangenen RLC-SDUs
und benachrichtigt die MAC-Schicht 210 über den Empfang von Daten aus den
höheren
Schichten. Wenn eine oder mehrere RLC-SDUs für die Übertragung geplant wurden,
informiert die übertragende
Instanz 500 die MAC-Schicht 210 über die
Anzahl und die Größe der für die Übertragung
verfügbaren
SDUs und übergibt auf
Anforderung eine angeforderte Anzahl von TM-RLC-PDUs oder eine -SDU
an die MAC-Schicht. Die RLC-SDUs, die nicht an die MAC-Schicht 210 übergeben
werden, werden im Übertragungspuffer 504 gepuffert.
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Beim
Ablauf des Timers Timer_Discard in der übertragenden Instanz 500 verwirft
die Übertragungsinstanz 500 die
RLC-SDU, deren Timer abgelaufen ist, aus dem Übertragungspuffer 504.
Allerdings ist die RLC-Schicht gemäß den existierenden 3GPP-Spezifikationen
dazu verpflichtet, in dem Fall, wenn der TFC-Auswahlprozess in der
MAC-Schicht 210 initiiert wurde, zu warten, bis sie die
angeforderten RLC-PDUs
zur MAC-Schicht 210 übertragen
hat, bevor sie die abgelaufenen RLC-SDUs verwerfen kann. Deshalb
setzt die RLC-Schicht 208 die beabsichtigte Datenverwerfungsoperation
effektiv aus, bis sie eine Anforderung von der MAC-Schicht 210 für RLC-PDUs
erhält,
die anzeigt, dass die MAC-Schicht 210 den TFC-Auswahlprozess
für das
entsprechende TTI abgeschlossen hat. Die RLC-Schicht 208 kann
das Verwerfen der abgelaufenen RLC-SDUs bis zum Ende eines nächsten TTI
verzögern.
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Die
MAC-Schicht 210 stellt keinerlei Anzeige an die RLC-Schicht 208 bereit,
die Auskunft darüber gibt,
wann sie einen TFC-Auswahlprozess für ein TTI gestartet hat oder
wann das TTI begonnen hat. Die RLC-Schicht 208 empfängt erst
dann eine Anzeige, dass die MAC-Schicht 210 einen TFC-Auswahlprozess
für ein
TTI abgeschlossen hat, wenn die RLC-Schicht 208 von der
MAC-Schicht 210 eine Anforderung für RLC-PDUs empfängt. Daraus
folgt, dass wenn die MAC-Schicht 210 für eine oder mehrere aufeinander
folgende TTIs keine Anforderung für Daten von der RLC-Schicht 208 ausgibt,
die RLC-Schicht 208 eine solche Anzeige für ein nachfolgendes
TTI abwarten muss, in dem die MAC-Schicht dann eine Anforderung für Daten
ausgibt, bevor die ausgesetzte Datenverwerfungsoperation abgeschlossen
werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung stellt in einem ersten Aspekt ein verbessertes
Verfahren zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in Schicht 2 bereit,
wodurch die MAC-Schicht 210 so eingerichtet wird, dass
sie nach dem Empfang eines Verkehrsdatenvolumenberichts von der
RLC-Schicht 208 diesen Datenvolumenbericht verarbeitet
und dann eine Quittungsmeldung an die RLC-Schicht 208 ausgibt,
die anzeigt, dass die MAC-Schicht
den Datenvolumenbericht empfangen und verarbeitet hat. Dieses verbesserte Verfahren
gewährleistet,
dass die RLC-Schicht und die MAC-Schicht im Hinblick auf die Verkehrsdatenverarbeitung
synchronisiert werden, wodurch jede von beiden denselben Datenvolumenbericht
verwendet, wogegen beim herkömmlichen
Verfahren die MAC-Ebene Datenvolumenberichte von der RLC-Schicht
empfängt,
diese verarbeitet, jedoch keine Quittungsmeldungen in Bezug auf
diese Verarbeitung an die RLC-Schicht ausgibt. Damit überträgt bei der
herkömmlichen
Anordnung die RLC-Schicht asynchron eine Reihe von Verkehrsdatenvolumenberichten
an die MAC-Schicht, falls und wenn sich das Datenvolumen ändert, empfängt jedoch
keine Anzeige von der MAC-Schicht darüber, welche aus der Reihe dieser
Berichte diese gerade zur Verarbeitung der Verkehrsdaten verwendet.
Die MAC-Schicht kann so eingerichtet sein, dass sie nur dann eine Quittung
an die RLC-Schicht ausgibt, wenn sie aus der Verarbeitung eines
Datenvolumenberichts ermittelt, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt ist, in einem
nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI Daten zu übertragen. Wenn die MAC-Schicht
dagegen aus der Verarbeitung eines Datenvolumenberichts ermittelt,
dass die RLC-Schicht berechtigt ist, Daten zu übertragen, kann sie so eingerichtet
sein, dass sie dann in herkömmlicher
Weise arbeitet, in der sie keine Quittung an die RLC-Schicht ausgibt,
dass sie den Datenvolumenbericht empfangen und/oder verarbeitet
hat. In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen
verbesserten Datenverwerfungsprozess bereit, wodurch die MAC-Schicht 210 so
eingerichtet wird, dass sie nach dem Empfang eines reduzierten Datenvolumenberichts
von der RLC-Schicht 208 der RLC-Schicht 208 anzeigt,
ob für ein
nächstes
oder nachfolgendes TTI Daten von der RLC-Schicht 208 erforderlich
sind oder nicht. Die Anzeige, dass keine Daten erforderlich sind,
kann die Quittung von der MAC-Schicht umfassen, dass sie den reduzierten
Datenvolumenbericht verarbeitet hat. Sie kann auch eine Anzeige
umfassen, dass ein neues TTI gestartet hat. Wenn die MAC-Schicht 210 gerade
einen TFC-Auswahlprozess durchführt,
wenn ein reduzierter Datenvolumenbericht empfangen wird, wird die
Anzeige, dass keine Daten erforderlich sind, erst nach Abschluss
des TFC-Auswahlprozesses
bereitgestellt. Wenn die MAC-Schicht nach dem Empfang des reduzierten
Datenvolumenberichts ermittelt, dass für ein nächstes oder nachfolgendes TTI Daten
von der RLC-Schicht erforderlich sind, dann kann die MAC-Schicht so eingerichtet
sein, dass sie beim Abschluss der Verarbeitung des empfangenen reduzierten
Datenvolumenberichts keine Quittung an die RLC-Schicht ausgibt,
wodurch bewirkt wird, dass die RLC-Schicht in herkömmlicher
Weise arbeitet. Der verbesserte Datenverwerfungsprozess gemäß der Erfindung
muss nur aufgerufen werden, wenn die MAC-Schicht aus der Verarbeitung
eines Datenvolumenberichts von der RLC-Schicht ermittelt, dass für das nächste oder
ein spezifiziertes nachfolgendes TTI keine Daten von der RLC-Schicht
erforderlich sind, und dann eine Quittung in Bezug auf die Verarbeitung
dieses Berichts ausgibt. Der verbesserte Datenverwerfungsprozess
gemäß der Erfindung
wird unter Bezug auf 6 besser verständlich,
die anhand einer lediglich als Beispiel zu verstehenden Abbildung
zeigt, welche Nachrichten zwischen der RLC-Schicht und der MAC-Schicht im Hinblick
auf aufeinander folgende TTIs ausgetauscht werden.
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Wenn
während
eines ersten TTI 600, das aus Gründen der Vereinfachung als "TTIO" bezeichnet ist,
in der RLC-Schicht 208 SDUs von den höheren Schichten (Daten) empfangen
werden, sendet die RLC-Schicht 208 einen Datenvolumenbericht 601 an
die MAC-Schicht 210, wenn sich das Datenvolumen in den Übertragungspuffern 504 der TM-RLC-Übertragungsinstanz ändert. Der
Datenvolumenbericht kann aus der Anzahl der Bytes (oder Bits) bestehen,
die für
die Übertragung
von dieser RLC-Instanz
verfügbar
sind. Der Datenvolumenbericht kann auch die PDU-Größen enthalten,
da sich die TFC-Auswahl ändern
kann, beispielsweise in Abhängigkeit
davon, ob zwei 20-Byte-PDUs anstelle von einer 40-Byte-PDU verfügbar sind.
Während
eines TTI können
durch die RLC-Schicht mehrere solcher Berichte ausgegeben werden.
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Die
physische Schicht 212 ist so eingerichtet, dass sie die
MAC-Schicht 210 jedes Mal informiert, wenn sie bereit ist
zum Empfang von Daten für
ein neues TTI. Die MAC-Schicht 210 führt eine TFC-Auswahl für dieses
TTI durch, und wenn die RLC- Schicht 208 berechtigt
ist, Daten zu übertragen,
gibt die MAC-Schicht 210 eine Anforderung 603 an
die RLC-Schicht 208 für
solche Daten aus, wie das in einem zweiten TTI 602 dargestellt
ist, der in 6 als "TTI1" bezeichnet
ist. Die RLC-Schicht 208 reagiert auf
die MAC-Anforderung durch Übertragung
der angeforderten RLC-PDUs zur MAC-Schicht. Obwohl die Ausführung des
TFC-Auswahlprozesses und die Bereitstellung der Daten durch die
RLC-Schicht in 6 am Start von TTI1 (602)
und in einem mit "TTI2" bezeichneten nächsten TTI 604 gezeigt
werden, wird es verständlich
sein, dass in der Praxis die MAC-Schicht bereits vor dem Start eines
entsprechenden TTI einen TFC-Auswahlprozess für das entsprechende TTI startet
und eine Anforderung für
Daten ausgibt und dass die RLC-Schicht ebenfalls bereits vor dem
Start dieses TTI die angeforderten Daten bereitstellt. Dies ist
erforderlich, um sicherzustellen, dass die durch die MAC-Schicht
angeforderten Daten rechtzeitig zur physischen Schicht geliefert werden,
damit sie in dem entsprechenden TTI übertragen werden können. Die
Schritte des TFC-Auswahlprozesses und der Datenbereitstellung können schon
eine Anzahl von Radio Frames vor dem TTI durchgeführt werden,
was ein oder mehrere TTIs umfassen kann.
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Wenn
in der RLC-Schicht 208 das Verwerfen von Daten ausgelöst wird,
indem beispielsweise der Timer einer RLC-SDU abläuft, übergibt die RLC-Schicht 208 einen
weiteren (reduzierten) Datenvolumenbericht 605 an die MAC-Schicht 210.
Dieser kann eine Anzeige an die MAC-Schicht 210 einschließen, dass
die RLC-Schicht 208 informiert
werden soll, ob in einem nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI Daten erforderlich sind oder nicht.
Die Anzeige, dass keine Daten erforderlich sind, kann eine Quittung
umfassen, dass MAC die Verarbeitung dieses Datenvolumenberichts
abgeschlossen hat (und ermittelt hat, dass die RLC nicht berechtigt
ist, für
ein bestimmtes TTI Daten zu übertragen),
oder kann eine Anzeige umfassen, wann das nächste TTI startet. Der weitere
reduzierte Datenvolumenbericht besteht aus der neuen Datenmenge, die
zur Übertragung
verfügbar
ist, und kann ein Flag einschließen, das anzeigt, dass die
RLC wissen muss, ob Daten erforderlich sind oder nicht. Das neue
Datenvolumen enthält
nicht die Bytes für
die RLC-SDU, die verworfen werden soll, d.h. das Datenvolumen wird
sich verringert haben. Die MAC-Schicht 210 kann das Flag
das nächste
Mal verwenden, wenn sie einen TFC-Auswahlprozess startet. Wie in 6 dargestellt
ist, verzögert die
RLC-Schicht das Durchführen
der ausgelösten
Datenverwerfungsoperation, bis in TTI 1 (604) eine Anzeige
empfangen worden ist, dass MAC keine Daten erfordert.
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Wenn
die RLC-Schicht in TTI2 berechtigt ist, Daten zu übertragen,
dann kann die MAC-Schicht so eingerichtet sein, keine Quittung an
die RLC-Schicht auszugeben, dass sie den reduzierten Datenvolumenbericht
verarbeitet hat, wodurch die RLC-Schicht dazu
gebracht wird, sich in herkömmlicher
Weise zu verhalten. Das hat keine negativen Auswirkungen auf die
Verkehrsdatenverarbeitung, da die RLC-Schicht berechtigt ist, Daten
zu diesem Anlass zu übertragen. Wenn
dagegen – wie
das in der Zeichnung dargestellt ist – die RLC-Schicht in TTI2 nicht
berechtigt ist, Daten zu übertragen,
dann würde
die MAC-Schicht in der herkömmlichen
Anordnung keine Anforderung für Daten
an die RLC-Schicht ausgeben, was dazu führen würde, dass der RLC-Schicht nicht
bekannt wäre, dass
das nächste
TTI 604 gestartet ist, wodurch die Datenverwerfungsoperation
verzögert
wird, und zwar mindestens bis ein nachfolgendes TTI auftritt, in
dem die RLC-Schicht berechtigt ist, Daten zu übertragen, und somit eine Anforderung
für Daten
von der MAC-Schicht empfängt.
Wenn jedoch gemäß der vorliegenden
Erfindung – und
wie in der lediglich als Beispiel zu verstehenden 6 gezeigt
ist – die RLC-Schicht
nicht berechtigt ist, in einem nächsten oder
nachfolgenden entsprechenden TTI 604 Daten zu übertragen,
reagiert die MAC-Schicht auf den reduzierten Volumenbericht, der
durch die RLC-Schicht nach Auslösung
der Datenverwerfung ausgegeben wurde, durch Informieren der RLC-Schicht,
nach ihrem nächsten
TFC-Auswahlprozess für
das nächste oder
ein nachfolgendes TTI 604, ob für dieses TTI 604 Daten
von der RLC-Schicht erforderlich sind. In diesem Beispiel, wo die
RLC nicht berechtigt ist, Daten zu übertragen, informiert die MAC-Schicht
die RLC-Schicht, dass für
dieses TTI 604 keine Daten erforderlich sind. Die Anzeige,
dass keine Daten erforderlich sind, umfasst in diesem Beispiel eine
Anzeige, dass das TTI 604 gestartet ist, aber sie kann
jede Anzeige umfassen, die dazu führt, dass die RLC-Schicht ermittelt,
dass für
dieses TTI keine Daten erforderlich sind. Die RLC-Schicht ist so
eingerichtet, dass sie dann die Datenverwerfungsoperation mindestens
vor dem Ende dieses TTI 604 durchführt und vorzugsweise unmittelbar,
nachdem sie über
den Start dieses TTI 604 informiert wird. Die RLC-Schicht
ist in der Lage, die Daten, die verworfen werden sollen, sofort
zu verwerten, da sie weiß,
dass die MAC-Schicht keinerlei RLC-PDUs für dieses TTI 604 anfordern
wird. Demzufolge wird die Verzögerung
bei der Verwerfung der Daten erheblich reduziert, und auch das Problem,
dass die RLC-Datenverwerfung effektiv für eine Reihe aufeinander folgender TTIs
ausgesetzt wird, wird behoben.
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In
dem Fall, dass die MAC-Schicht 210 den reduzierten Datenvolumenbericht 605 zwischen TFC-Auswahlprozessen
von der RLC-Schicht 208 empfängt, kann die MAC-Schicht 210 so
eingerichtet sein, dass sie sofort auf das im reduzierten Datenvolumenbericht
enthaltene Flag reagiert und nicht erst nach einer nächsten TFC-Auswahl, um der RLC-Schicht 208 anzuzeigen,
dass für
das nächste oder
ein nachfolgendes TTI keine Daten erforderlich sind. Die RLC-Schicht
kann dann sofort die Datenverwerfungsoperation in diesem TTI durchführen.
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Nunmehr
Bezug nehmend auf 7, wird ein Flussdiagramm gezeigt,
das den verbesserten Datenverwerfungsprozess gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht.
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In
einem ersten Schritt 700 wird ermittelt, ob sich die Datenvolumen
in den Übertragungspuffern 504 der
RLC-Übertragungsinstanz
geändert
haben. Der Ermittlungsschritt kann durch das Eintreffen von SDUs
aus höheren
Schichten in der RLC-Schicht 208 ausgelöst werden
oder durch das Auslösen
einer Datenverwerfungsoperation.
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Wenn
ermittelt wird, dass sich das Volumen eines Übertragungsinstanzen-Übertragungspuffers 504 geändert hat,
dann wird in einem nächsten Schritt 702 ermittelt,
ob eine Datenverwerfungsoperation ausgelöst wurde, beispielsweise weil
der Timer einer gepufferten SDU abgelaufen ist. In dem Fall, dass
ermittelt wird, dass keine Datenverwerfungsoperation ausgelöst wurde,
umfasst das Verfahren als einen nächsten Schritt 704 das
Senden eines Datenvolumenberichts von der RLC-Schicht zur MAC-Schicht.
Das Verfahren kehrt dann zu Schritt 700 zurück.
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Wenn
jedoch in Schritt 702 ermittelt wird, dass eine Datenverwerfung
ausgelöst
wurde, dann wird in einem nächsten
Schritt 706 ein modifizierter (reduzierter) Datenvolumenbericht
zur MAC-Schicht gesendet. Der modifizierte Datenvolumenbericht enthält eine
Anforderung (Flag) von der RLC-Schicht zur MAC-Schicht, um diese
zu informieren, ob für
ein nächstes
oder ein nachfolgendes entsprechendes TTI von der RLC Daten erforderlich
sind oder nicht, wobei die MAC-Schicht so eingerichtet ist, dass
sie die RLC informiert, ob Daten erforderlich sind oder nicht, nachdem
sie einen nächsten
TFC-Auswahlprozess für
das TTI abgeschlossen hat. In der folgenden Beschreibung des Prozesses,
der in 7 dargestellt ist, wird davon ausgegangen, dass
eine Anzeige, dass keine Daten erforderlich sind, eine Anzeige des
Starts des nächsten
TTI umfasst.
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In
einem nächsten
Schritt 708 stellt die physische Schicht der MAC-Schicht Übertragungsleistungsinformationen
zur Verfügung,
die durch die MAC-Schicht verwendet werden, wenn sie einen TFC-Auswahlprozess
für das
nächste
oder nachfolgende entsprechende TTI durchführt. In einem nächsten Schritt 710 ermittelt
die MAC-Schicht,
ob die RLC-Schicht berechtigt ist, in diesem TTI Daten zu übertragen.
In dem Fall, dass die Ermittlung den Wert "True" ergibt,
d.h. dass die RLC-Schicht zum Senden von Daten berechtigt ist, gibt
die MAC-Schicht eine Anforderung (Schritt 712) für RLC-PDUs
an die RLC-Schicht aus. Die RLC-Schicht überträgt (Schritt 714) die
angeforderten PDUs zur MAC-Schicht und verwirft (Schritt 716)
die Daten am Ende dieses TTI.
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Wenn
jedoch in Schritt 708 ermittelt wird, dass die RLC nicht
zum Senden von Daten berechtigt ist, informiert die MAC-Schicht
(Schritt 718) die RLC-Schicht über den Beginn des TTI, und
die RLC-Schicht führt
(Schritt 720) die Verwerfungsoperation vor dem Ende des
TTI aus. Vorzugsweise führt die
RLC-Schicht die Datenverwerfungsoperation sofort aus, nachdem sie über den
Start des TTI informiert wird.
-
Die
obige Beschreibung einer RLC-Übertragungsinstanz
und des verbesserten RLC-Datenverwerfungsprozesses
gemäß der vorliegenden
Erfindung wurde in Bezug auf die in der TM-Übertragung operierende RLC
bereitgestellt. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass im
Fall der UM-Übertragung
die UM-RLC-Instanzen (nicht dargestellt), welche die logischen Kanäle 216 verwalten,
dieselben grundlegenden Operationen der Pufferung, Segmentierung
und Reassemblierung wie die TM-RLC-Instanzen 400 durchführen. Obwohl
die UM-RLC-Instanzen auch so eingerichtet werden können, dass
sie weitere Operationen ausführen
wie z.B. Verkettung, Chiffrierung/Dechiffrierung und Hinzufügen eines
Headers zu jeder zur MAC-Schicht 210 übertragenen RLC-PDU, ist der
verbesserte Prozess gemäß der vorliegenden
Erfindung gleichermaßen auf
die UM-Übertragung
anwendbar. In gleicher Weise kann im Fall der AM-Übertragung
die AM-RLC-Instanz (nicht dargestellt), obwohl sie eine einzelne
Instanz mit einer übertragenden
Seite und einer empfangenden Seite umfasst und obwohl die Anordnung und
die Operationen, die durch die einzelne AM-RLC-Instanz durchgeführt werden, komplexer sind
als sowohl bei den TM-RLC-Instanzen 400 als auch
bei den UM-RLC-Instanzen, dieselben grundlegenden Operationen der
Pufferung, Segmentierung und Reassemblierung durchführen, und
damit ist der verbesserte Prozess gemäß der vorliegenden Erfindung
gleichermaßen
auch hier anwendbar.
-
Es
muss jedoch auch darauf hingewiesen werden, dass der verbesserte
Prozess gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht auf die RLC-Anordnungen beschränkt ist, in denen die Datenverwerfung ausgelöst wird,
indem der Timer einer gepufferten SDU abläuft, sondern auch auf jeden
anderen Mechanismus zur Auslösung
der SDU-Verwerfung
anwendbar ist wie beispielsweise das Fehlschlagen der Übertragung
einer SDU innerhalb einer vorgegebenen Anzahl von Übertragungen.
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Zusammenfassend
kann festgestellt werden, dass die vorliegende Erfindung sich auf
ein Verfahren zur Verarbeitung von Verkehrsdaten in Schicht 2 eines
drahtlosen Kommunikationssystems richtet, durch das die MAC-Schicht
so eingerichtet wird, dass sie im Anschluss an das Empfangen eines
Verkehrsdatenvolumenberichts von der RLC-Schicht diesen Datenbericht
verarbeitet und dann eine Quittungsmeldung an die RLC-Schicht ausgibt,
die anzeigt, dass die MAC-Schicht den Datenvolumenbericht empfangen
und verarbeitet hat. Das Verfahren stellt sicher, dass die RLC-Schicht und die MAC-Schicht im
Hinblick auf die Verkehrsdatenverarbeitung synchronisiert sind,
wodurch jede denselben Datenvolumenbericht verwendet – im Gegensatz
zum herkömmlichen
Verfahren, bei dem die MAC-Schicht Datenvolumenberichte von der
RLC-Schicht empfängt,
diese verarbeitet, jedoch keine Quittungsmeldungen in Bezug auf
diese Verarbeitung zur RLC-Schicht ausgibt. Damit überträgt bei der
herkömmlichen
Anordnung die RLC-Schicht asynchron eine Reihe von Verkehrsdatenvolumenberichten
zur MAC-Schicht, falls und wenn sich das Datenvolumen ändert, sie
empfängt
jedoch keine Anzeige von der MAC-Schicht darüber, welchen aus der Reihe
von diesen Berichten diese aktuell zur Verarbeitung von Verkehrsdaten
verwendet. Die MAC-Schicht kann so eingerichtet sein, dass sie nur
dann eine Quittung an die RLC-Schicht ausgibt, wenn sie aus der
Verarbeitung eines Datenvolumenberichts ermittelt, dass die RLC-Schicht
in einem nächsten
oder nachfolgenden entsprechenden TTI nicht berechtigt ist, Daten
zu senden. Wenn die MAC-Schicht aus der Verarbeitung eines Datenvolumenberichts
ermittelt, dass die RLC-Schicht zum Senden von Daten berechtigt
ist, kann sie so eingerichtet sein, dass sie in einer herkömmlichen
Weise arbeitet, wodurch sie keinerlei Quittung an die RLC-Schicht
ausgibt, dass sie den Datenvolumenbericht empfangen und/oder verarbeitet
hat. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf einen Prozess
zur Datenverwerfung in einer RLC-Schicht (Radio Link Control) eines
drahtlosen WDCMA-Kommunikationssystems (Wideband Code Division Multiple
Access) wie z.B. eines UMTS-Systems (Universal Mobile Telecommunications
System). Der Prozess schließt
als Reaktion auf das Auslösen
einer Datenverwerfungsoperation die Ermittlung ein, ob die RLC-Schicht
berechtigt ist, Daten zu übertragen.
Wenn ermittelt wird, dass die RLC-Schicht nicht berechtigt ist,
in einem nächsten oder
nachfolgenden TTI Daten zu übertragen, schließt das Verfahren
die Schritte des Informierens der RLC-Schicht ein, dass keine Daten
erforderlich sind. Das kann das Informieren der RLC über den Start
des nächsten
TTI und das Durchführen
der Datenverwerfungsoperation vor dem Ende dieses nächsten TTI
umfassen. Vorzugsweise wird die Datenverwerfungsoperation unmittelbar
durchgeführt, nachdem
die RLC-Schicht darüber
informiert wird, dass für
dieses TTI keine Daten erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Prozess
reduziert die zeitliche Verzögerung
zwischen dem Auslösen
einer Datenverwerfungsoperation und der Durchführung dieser Operation. Er
verringert auch das Problem im Zusammenhang mit dem herkömmlichen
Verwerfungsprozess, bei dem die Verwerfungsoperation praktisch für eine Reihe
von aufeinander folgenden TTIs ausgesetzt wird, wenn die RLC-Schicht
nicht zur Übertragung
von Daten berechtigt ist.