DE60222637T2

DE60222637T2 - Verfahren und vorrichtung zur vermeidung unnötiger sendewiederholungen in einem zellularen mobilfunksystem

Info

Publication number: DE60222637T2
Application number: DE60222637T
Authority: DE
Inventors: Erik Dahlman; Stefan Parkvall; Janne Peisa; Johan Torsner
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: WO2002069547A1; ES2294118T3; DE60222637D1; EP1364482B1; ATE374472T1; EP1364482A1; SE0100739D0; TW546955B

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Sendewiederholung in einem Kommunikationssystem und betrifft insbesondere ein zellulares mobiles Funksystem, vor allem ein universelles Telekommunikationssystem, UMTS- oder WCDMA-System.
HINTERGRUND UND BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Sendewiederholung von Daten an und von einer Mobilstation, MS, oder einem Benutzergerät, UE, war vorher bekannt. Es ist auch bekannt, Mediumzugriffssteuerung und Funkverbindungs-Steuerungsschichten einer UMTS-Protokollstruktur im bestätigten Modus für dedizierte Kanäle zu benutzen.
Im bestätigten Modus werden Sendewiederholungen ausgeführt, falls detektierte Sendefehler nicht durch Vorwärtsfehlerkontrolle behoben werden. Dies wird auch automatische Wiederholungsanforderung, ARQ, genannt. Mit ARQ können Sendewiederholungen ausgeführt werden, es sei denn, dass eine gesendete Nachricht (positiv) bestätigt ist oder falls sie negativ bestätigt ist. Im Allgemeinen gibt es Zeitgrenzen zum Berücksichtigen der positiven bzw. negativen Bestätigungen.
In dieser Patentanmeldung wird unter einem Funknetzcontroller, RNC, ein Netzelement einschließlich eines Funkressourcencontrollers verstanden. Knoten B ist ein logischer Knoten, der für Funksendung/-empfang in einer oder mehreren Zellen an/von einem Benutzergerät verantwortlich ist. Eine Basisstation, BS, ist eine den Knoten B repräsentierende physikalische Entität.
Mediumzugriffssteuerung, MAC, und Funkverbindungssteuerung, RLC, werden in Funkkommunikationssystemen wie beispielsweise dem allgemeinen Datenpaket-Funkdienst, GPRS, und UMTS benutzt.
US-Patent 5222061 beschreibt ein Sendewiederholungsverfahren für Datendienste zum Steuern unnötiger mehrfacher Sendewiederholungen eines Datenpakets durch Tracking der Sequenznummern der gesendeten Pakete. Das Datenpaket wird erneut gesendet, falls es in der Liste vor dem letzten korrekt empfangenen Datenpaket erscheint. Nach der Sendewiederholung werden die Sequenznummern der Liste neu geordnet. Ein Empfänger sendet periodisch eine Statussteuerungsnachricht an einen Sender. Das Patent anerkennt, dass der Empfänger ein Paket korrekt empfangen haben kann, das in einer Statussteuerungsnachricht enthalten war.
US-Patent 6118765 anerkennt auch, dass ein Empfänger ein Paket, dessen Sendewiederholung mehrfach angefordert wurde, nach einer ersten Sendewiederholung korrekt empfangen haben kann. Das Patent verwirft unnötigerweise gesendete Datenpakete vor der Paketweiterleitung.
Das Third Generation Partnership Project (3GPP): Technical Specification Group Radio Access Network, Physical Layer Procedures, 3G TS 25.301 v3.6.0, Frankreich, September 2000 spezifiziert in Kapitel 5 Funkschnittstellen-Protokollarchitektur eines UMTS-Systems. Es gibt drei Protokollschichten:

– physikalische Schicht, Schicht 1 oder L1,
– Datenverbindungsschicht, Schicht 2 oder L2 und
– Netzschicht, Schicht 3 oder L3.

Schicht 2, L2, und Schicht 3, L3, sind in Steuer- und Benutzerebenen unterteilt. Schicht 2 besteht aus zwei Unterschichten, RLC und MAC, für die Steuerungsebene und vier Unterschichten, BMC, PDCP, RLC und MAC, für die Benutzerebene. Die Akronyme BMC, PDCP, RLC und MAC bedeuten Rundruf-/Gruppenruf-Steuerung, Paketdaten-Konvergenzprotokoll, Funkverbindungssteuerung bzw. Mediumzugriffssteuerung.
1 veranschaulicht eine vereinfachte UMTS Protokollstruktur mit Schichten 1 und 2 für ein Uu-Stratum, UuS, oder Funkstratum zwischen einem Benutzergerät UE und einem universellen terrestrischen Funkzugriffsnetz, UTRAN.
Funkzugriffsträger, RABs, machen den Benutzeranwendungen Funkressourcen (und Dienste) verfügbar. Für jede Mobilstation kann es einen oder mehrere RABs geben. Datenflüsse (in Form von Segmenten) von den RABs werden an jeweilige Funkverbindungssteuerungs(RLC)-Entitäten weitergeleitet, zu deren Aufgaben das Puffern der empfangenen Datensegmente gehört. Für jeden RAB gibt es eine RLC-Entität. In der RLC-Schicht werden RABs auf die jeweiligen logischen Kanäle abgebildet. Eine Mediumzugriffssteuerungs(MAC)-Entität empfängt Daten, die in den logischen Kanälen gesendet werden, und bildet weiterhin logische Kanäle auf eine Menge von Transportkanälen ab. Gemäß Unterabschnitt 5.3.1.2 der 3GPP technischen Spezifikation sollte MAC das Dienstmultiplexen unterstützen, z. B. um RLC-Dienste auf denselben Transportkanal abzubilden. In diesem Fall ist die Multiplexidentifikation in der MAC-Protokollsteuerungsinformation enthalten.
Transportkanäle werden schließlich auf einen einzelnen physikalischen Kanal abgebildet, dem das Netz eine Gesamtbandbreite zuordnet. Im FDD-Modus wird ein physikalischer Kanal durch Code, Frequenz und im Uplink durch Relativphase (I/Q) definiert. Im TDD-Modus wird ein physikalischer Kanal durch Code, Frequenz und Zeitslot definiert. Beispielsweise ist der DSCH(Downlink Shared Channel)-Kanal auf einen oder mehrere physikalische Kanäle abgebildet, sodass ein spezifizierter Teil der Downlinkressourcen eingesetzt wird. Wie weiter in Unterabschnitt 5.2.2 der 3GPP technischen Spezifikation beschrieben ist, ist die L1-Schicht verantwortlich für Fehlererkennung auf Transportkanälen und Anzeige an die höhere Schicht, FEC-Codierung/Decodierung und das Verschachteln/Entschachteln von Transportkanälen.
PDCP stellt Abbildung zwischen Netz-PDUs (Protokolldateneinheiten) eines Netzprotokolls, z. B. des Internetprotokolls, an eine RLC-Entität bereit. PDCP komprimiert und dekomprimiert redundante Netz-PDU-Steuerungsinformation (Headerkompression und -dekompression).
Für Sendungen auf Punkt-zu-Multipunkt logischen Kanälen speichert BMC von einem RNC empfangene Rundrufnachrichten UTRAN-seitig ab, berechnet die erforderliche Senderate und fordert die passenden Kanalressourcen an. Sie empfängt Schedulinginformation vom RNC und erzeugt Schedulenachrichten. Zum Senden werden die Nachrichten auf einen Punkt-zu-Multipunkt logischen Kanal abgebildet. UE-seitig wertet die BMC die Schedulenachrichten aus und leitet Rundrufnachrichten an die obere Schicht im UE weiter.
3G TS 25.301 beschreibt auch Protokollabschluss, d. h. in welchem Knoten des UTRANs die Funkschnittstellenprotokolle abgeschlossen werden oder, was auf dasselbe herausläuft, wo im UTRAN die jeweiligen Protokolldienste zugreifbar sind.
Das Third Generation Partnership Project (3GPP): Technical Specification Group Radio Access Network, Physical Layer Procedures, 3G TS 25.322 v3.5.0, Frankreich, Dezember 2000 spezifiziert das RLC-Protokoll. Die RLC-Schicht stellt den höheren Schichten drei Dienste bereit:

– Übermittlungsdienst für transparente Daten,
– Übermittlungsdienst für unbestätigte Daten und
– Übermittlungsdienst für bestätigte Daten.

In Unterabschnitt 4.2.1.3 wird eine AM(bestätigter Modus)-Entität beschrieben (siehe 4.4 der 3GPP Technical Specification). Im bestätigten Modus wird automatische Wiederholungsanforderung, ARQ, benutzt. Die RLC-Unterschicht stellt eng mit der benutzten Funksendetechnik verbundene ARQ-Funktionalität bereit. Die 3GPP Technical Specification enthüllt auch verschiedene Trigger zum Senden eines Statusberichts. Der Empfänger soll immer einen Statusbericht senden, falls er eine Abfrageanforderung empfängt. Es gibt auch drei Statusberichttrigger, die konfiguriert werden können:

1. Fehlende PU(s) detektiert,
2. durch Timer ausgelöster Statusbericht und
3. geschätzter PDU-Zähler.

Für Trigger 1 soll der Empfänger das Senden eines Statusberichts an den Sender triggern, falls das Fehlen einer Nutzinformationseinheit, PU, detektiert wird. (Eine PU ist in einer RLC-PDU enthalten.) Bei Trigger 2 triggert ein Empfänger periodisch das Senden eines Statusberichts gemäß einem Timer. Schließlich bezieht sich Trigger 3 kurz gesagt auf einen Timer, der einer geschätzten Anzahl empfangener PUs entspricht, bevor die angeforderten PUs empfangen werden.
Keines der oben zitierten Dokumente offenbart ein Verfahren und System zum Eliminieren von unnötigen Sendewiederholungen für eine geschichtete Protokollstruktur, für die zwei oder mehr Unterschichten Sendewiederholungen anfordern können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zitierte Referenzen über bekannte Technik beschreiben Sendewiederholungen zwischen einem UE und einem RNC. Gemäß den bevorzugten Ausführungsarten der Erfindung werden Sendewiederholungen im Knoten B bzw. UE abgeschlossen.
Nur spezifizierte Sendeeinheiten werden für Sendewiederholungen im UMTS zugelassen. Gemäß der Erfindung umfasst eine Sendeeinheit vorzugsweise einen Slot. Jede Sendeeinheit besteht aus einem oder mehreren Transportblöcken, TBs. Jeder TB besteht aus einer oder mehreren Protokolldateneinheiten, PDUs. Falls eine Sendeeinheit einen oder mehrere Fehler enthält, fordert die L2-MAC-Schicht des sendeseitigen Protokolls vorzugsweise die Sendewiederholung dieser Sendeeinheit einschließlich aller von ihr getragenen TBs. Erneut gesendete TBs werden nach einer Verzögerung wegen der Ausbreitungs- und Verarbeitungszeit ankommen.
Das folgende Szenario veranschaulicht das Konzept der unnötigen Sendewiederholungen: Die L2-MAC-Schicht übermittelt PDUs von korrekt empfangenen TBs an die L2-RLC-Schicht. Die L2-RLC-Schicht identifiziert PDUs der TBs als fehlend, für die MAC-Schicht-Sendewiederholung angefordert wurde, die aber noch nicht angekommen ist. Die RLC erzeugt Statusberichte, wie in 3GPP Technical Specification 25.322 vorgeschrieben wird. Aus diesem Grund können PDUs zwecks Sendewiederholung sowohl von den MAC- als auch den RLC-Unterschichten angefordert werden. Falls eine auf Anforderung an der L2-Schicht erneut gesendete Sendeeinheit bei Ankunft keine Fehler enthält, ist die RLC-Sendewiederholungsanforderung für die von der Sendeeinheit getragenen PDUs unnötig. Unnötige Sendewiederholungen verursachen exzessive Verzögerung und Verschwendung von Kanalkapazität.
Aus diesem Grund ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, unnötige RLC-Sendewiederholungen zu eliminieren.
Es ist auch eine Aufgabe, ein Verfahren der aufeinanderfolgenden Paketübermittlung von Paketen an die RLC-Schicht zu präsentieren.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, PDUs zu verfolgen, die in erneut gesendeten TBs enthalten sind, aber an der RLC-Unterschicht zum Zeitpunkt des Auslösers des RLC-Statusberichts nicht empfangen wurden.
Schließlich ist es eine Aufgabe, nur solche PDUs an der RLC-Unterschicht erneut zu senden, falls die letzte die PDUs enthaltende TB-Sendung rechtzeitig empfangen wurde, um beim Erstellen des RLC-Statusberichts berücksichtigt zu werden.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der unabhängigen Patentansprüche 1 bzw. 20 gelöst, wodurch nur eine der MAC- und RLC-Unterschichten für Sendewiederholung einer bestimmten PDU zu einer bestimmten Instanz verantwortlich ist.
Die Erfindung ist besonders gut geeignet für einen Hochgeschwindigkeits-Downlinkpaket-Zugriffskanal eines entwickelten universellen mobilen Telekommunikationssystems.
Bevorzugte Ausführungsarten der Erfindung werden unten durch Beispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
KURZE BESCHREIUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine geschichtete Protokollstruktur nach bekannter Technik in einem Funkkommunikationssystem dar.
2 zeigt erfindungsgemäße Kommunikation zwischen einem UE und einer Basisstation, die an einer Verbindung zwischen einem RNC und dem UE beteiligt ist.
3 veranschaulicht schematisch erfindungsgemäße MAC- und RLC-Protokollschichten in einer Mehrschicht-Protokollstruktur.
4 veranschaulicht schematisch und zeitabhängig erfindungsgemäße Slots und Transportblöcke auf einem physikalischen Kanal.
5 veranschaulicht graphisch Statusberichterstellung für in einer MAC-Schicht verzögerte RLC-PDUs gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
6 zeigt ein Flussdiagramm der L1- und L2-MAC-Schicht-Operationen auf einer empfangenen Sendeeinheit gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
7 zeigt RLC-PDUs als in einer MAC-Schicht angenommen und als in einer höheren RLC-Schicht empfangen gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
8 zeigt RLC-PDUs als in einer MAC-Schicht angenommen und als in einer höheren RLC-Schicht empfangen gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
9 zeigt ein Flussdiagramm von L1- und L2-MAC-Schicht-Operationen auf einer empfangenen Sendeeinheit gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
10 zeigt ein Flussdiagramm der L1- und L2-MAC-Schicht-Operationen auf einer empfangenen Sendeeinheit gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
11 veranschaulicht eine Vorrichtung gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart.
12 veranschaulicht eine Vorrichtung gemäß der zweiten und dritten erfindungsgemäßen Ausführungsarten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
Mit Bezug auf 2 sind Knoten B 1 und Knoten B 2 logische Knoten verantwortlich für Funksendung/-empfang in einer oder mehreren Zellen ans/vom Benutzergerät UE. BS 1 und BS 2 sind physikalische Entitäten, die Knoten B 1 bzw. Knoten B 2 repräsentieren. Knoten B 1 und Knoten B 2 schließen die im UMTS Uu-Schnittstelle genannte Luftschnittstelle ab zwischen UE und jeweiligem Knoten B zum Funknetzcontroller RNC. Im UMTS wird die Schnittstelle zwischen einem Knoten B und einem RNC Iub-Schnittstelle genannt.
In einer exemplarischen Situation kommuniziert das UE über eine mit BS 1 assoziierte Funkverbindung. Paketgeschaltete Daten werden in beiden Richtungen in Protokolldateneinheiten, PDUs, gesendet. Jede PDU wird auf einem Transportkanal in einem Transportblock TB transportiert. Wie oben beschrieben ist, werden Sendefehler auf dem Transportkanal korrigiert und durch die Schicht L1 der 1 und 3 detektiert. Jedem Transportblock, TB, in 3 kann vor der Sendung auf dem physikalischen Kanal eine individuelle CRC-Fehlererkennungs-Prüfsumme zugeteilt werden. Vorzugsweise wird jedoch einer Sendeeinheit, die einen oder mehrere TBs trägt, nur eine CRC-Fehlererkennungs-Prüfsumme zugeteilt. Falls detektiert wird, dass eine Sendeeinheit sendeseitig fehlerhaft ist, wird dies der L2-MAC-Schicht mitgeteilt.
Die L2-MAC-Schicht kann Sendewiederholung von fehlerhaft empfangenen Sendeeinheiten anfordern. Als fehlerhaft detektierte Sendeeinheiten tragen noch Information, die nicht verschwendet werden sollte. Vor einer Sendewiederholungsanforderung der L2-MAC-Schicht wird vorzugsweise Hybrid-ARQ benutzt, wobei am einer oder mehreren früheren Sendungen einer Sendeeinheit verfügbare Information durch richtige Kombination mit der letzten Sendewiederholung genutzt wird.
Empfangsseitige Fehlererkennung wird auch durch die L2-RLC-Schicht der 3 ausgeführt. Falls eine RLC-Protokolldateneinheit, PDU, fehlerhaft empfangen wird und der Fehler nicht durch Vorwärtsfehlerkontrolle der PDU behoben ist oder die PDU fehlt, wird ihre Sendewiederholung zu einem Zeitpunkt angefordert, zu dem ein Statusbericht durch die RLC-Schicht erstellt wird. RLC-PDUs werden an die/von den MAC-Schicht-SDUs (Dienstdateneinheiten) übermittelt. Die MAC-SDU enthält möglicherweisse einen Header, der nicht in der RLC-PDU enthalten ist. Wie vorher beschrieben wurde, werden die RLC-PDUs in Transportblöcken, TBs, auf dem physikalischen Kanal übermittelt. Die L2-MAC-Schicht übermittelt TBs an die L1 physikalische Schicht.
Eine Netzschicht-PDU oder L3-PDU kann mehrere RLC-PDUs umfassen, wie in 3 veranschaulicht ist. RLC-PDUs werden in RLC-Dienstdateneinheiten, RLC-SDUs, vor Übermittlung an die PDU höherer Schicht zusammengeführt. Das L3-Protokoll kann beispielsweise das Internetprotokoll, IP, sein. Nach Empfang von L3 werden die RLC-SDUs in RLC-PDUs segmentiert.
4 veranschaulicht drei aus einer Vielzahl von Zeitslots auf einem physikalischen Kanal, wobei jeder Slot eine Sendeeinheit repräsentiert. Zu Zwecken der Veranschaulichung wird jeder der Zeitslots, Slot1, Slot2 und Slot3, als Träger von jeweils drei Transportblöcken und einer CRC-Prüfsumme angezeigt, TB1–TB3 & CRC1, TB4–TB6 & CRC2 bzw. TB7–TB9 & CRC3. Die vorliegende Erfindung vermeidet unnötige Sendewiederholungen von Slots/Sendewiederholungseinheiten, die Transportblöcke und die darin enthaltenen RLC-PDUs tragen gemäß den gesendeten Daten und dem Overhead.
In einem entwickelten WCDMA-System ist ein Hochgeschwindigkeits-Downlinkpaket-Zugriffskanal, HSDPA-Kanal, ein Kanal mit Ähnlichkeiten zu einem DSCH. Er basiert jedoch auf einem neuartigen Transportkanaltyp. Ein HSDPA-Kanal unterstützt viele neue Funktionen, die nicht vom DSCH unterstützt werden, erbt aber einige der Eigenschaften eines DSCHs. Es gibt mehrere wichtige Funktionen eines HSDPA-Kanals. Es folgt eine Auswahl der Funktionen:

– Hochgeschwindigkeitsraten mit Spitzendatenraten bis zu Zehner-Mbits/s.
– Daten werden auf einem gemeinsamen Kanal durch Zeitmultiplex, TDM, an Mehrfachbenutzer gesendet.
– Modulation höherer Ordnung.
– Schnelle Sendewiederholung mit weichem Kombinieren erneut gesendeter Daten am UE, auch schnelle hybride ARQ oder schnelle HARQ genannt.
– Niedrige Luftschnittstellenverzögerung, wobei die maximale Schleifenverzögerung auf einige Zehner-Millisekunden reduziert ist.

Es wird vorgezogen, dass die schnelle hybride ARQ im Knoten B abgeschlossen wird.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsart, wie mit Bezug auf 5 erklärt ist, wird allen von der MAC-Schicht empfangenen RLC-PDUs ein Indikator hinzugefügt. Er zeigt der L2-RLC-Schicht an, ob die RLC-PDU in einer Sendewiederholungsanforderung an der MAC-Schicht enthalten ist. Sendewiederholung wird an der MAC-Schicht ausgelöst, falls in einer in einer Sendeeinheit enthaltenen Menge von Transportblöcken beim Decodieren ein Fehler detektiert wurde. In 5 ist der benutzte Indikator „verzögert". Natürlich könnte irgendein passender Indikator zu diesem Zweck benutzt werden. In 5 wird angezeigt, dass Sendewiederholungseinheiten, die RLC-PDUs 1, 2, 3, 13 und 14 tragen, zur Sendewiederholung angefordert sind. Deshalb werden diese RLC-PDUs verzögert. Transportblöcke, die RLC-PDUs 4, 5, 6, 10, 11 und 12 tragen, wurden empfangen und gemäß der CRC-Prüfsumme als fehlerfrei angezeigt. RLC-PDUs 7, 8 und 9 wurden nicht korrekt empfangen, und für diese PDUs wurde keine Sendewiederholungsanforderung an die Sendeseite gesendet. Sie sind als „ausgefallen" angezeigt. Es könnte verschiedene Gründe geben, warum für die PDUs 7, 8 und 9 keine Sendewiederholung angefordert wurde. Bin Grund könnte sein, dass die Slotnummer des Slots, der die die PDUs tragende Sendeeinheit formt, während der Übermittlung verfälscht wurde. Bin Ausfall während der Sendewiederholungsanforderung könnte ein anderer Grund sein. Um ausgefallene Sendewiederholungen wie die von RLC-PDUs 7, 8 und 9 sollte sich die L2-RLC-Schicht kümmern. Verzögerte RLC-PDUs werden jedoch schon erneut gesendet und sollten nicht auch von der L2-RLC-Schicht angefordert werden, damit unnötige Sendewiederholungen vermieden werden, es sei denn, die MAC-Schicht zeigt einen Ausfall an. Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart wird deshalb eine Sendewiederholung für noch nicht angekommene RLC-PDUs, die als verzögert angezeigt sind, nur dann angefordert, falls die L2-MAC-Schicht einen Ausfall vor Ankunft der verzögerten RLC-PDUs anzeigt. Mit Bezug auf 5 werden die RCL-PDUs 1, 2 und 3 nicht in einen RLC-Statusbericht aufgenommen (d. h. die L2-RCL-Schicht wird ihre Sendewiederholung nicht anfordern), falls der Statusbericht vor dem Zeitpunkt aufgestellt wird, zu dem ein MAC-Ausfall für RLC-PDUs 7, 8 und 9 angezeigt wird. Falls jedoch eine Statusberichterstellung nach dem MAC-Ausfall getriggert wäre, dann würden sie in Statusbericht aufgenommen werden, da der Bericht alle PDUs erfassen wird, die nicht im vorherigen Statusbericht enthalten und als verzögert angezeigt sind, oder für die ein Ausfall eingetreten ist. Die fehlenden RLC-PDUs 7, 8 und 9 werden nach korrektem Empfang der die RLC-PDUs 10 und höher tragenden Slots als fehlend detektiert. Deshalb sind auch RLC-PDUs 7, 8 und 9 im Statusbericht enthalten, worin Sendewiederholung von verzögerten oder ausgefallenen Sendewiederholungseinheiten gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart angefordert wird.
6 zeigt ein Flussdiagramm der L1- und L2-MAC-Schicht-Operation auf einer empfangenen Sendeeinheit gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart. Sobald ein L2-MAC-Schicht-Ausfall detektiert wird, wird dies der Schicht-L2-RLC angezeigt. Falls kein Ausfall detektiert wird, geht die L2-MAC-Schicht weiter und prüft die Sendeeinheit auf Fehler. Falls eine Fehlererkennung von der L1-Schicht gemeldet wird, löst die L2-Schicht eine Sendewiederholungsanforderung für die Sendeeinheit aus, die als fehlerhaft detektiert wurde, und zeigt der L2-RLC alle TBs oder entsprechenden RLC-PDUs als verzögert an, für die Sendewiederholung angefordert wurde.
Die Grundlehre einer zweiten und dritten erfindungsgemäßen Ausführungsart ist in 7 und 8 veranschaulicht. Von der MAC-Schicht möglicherweise nach Sendewiederholung empfangene und als fehlerfrei angenommene TBs, die RLC-PDUs entsprechen, werden „MAC-Eingänge" genannt. Es wird angenommen, dass RLC-PDUs ursprünglich nacheinander gesendet wurden, wobei anscheinend eine oder mehrere die RLC-PDUs 1, 2 und 3 tragende Sendeeinheiten erneut gesendet wurden und nach dem einen oder den mehreren RLC-PDUs 4, 5 und 6 tragenden Slots ankamen. Falls diese RLC-PDU (oder ihre entsprechende MAC-SDU) nach Eingang des RLC-PDU 4 tragenden TBs vor Ankunft der RLC-PDUs 1, 2 und 3 an die RLC übermittelt worden wäre, dann hätte ein möglicherweise getriggerter Statusbericht RLC-PDUs 1, 2 und 3 als fehlend angezeigt, wobei diese PDUs in eine Sendewiederholungsanforderung aufgenommen werden. Für die eine oder mehreren diese PDUs tragenden Sendewiederholungseinheiten wurde jedoch schon durch die L2-MAC-Schicht eine Sendewiederholung angefordert, und eine L2-RLC-Sendewiederholungsanforderung wäre bei korrektem Empfang unnötig gewesen. In den zweiten und dritten Ausführungsarten werden unnötige Sendewiederholungen vermieden, indem empfangene TBs gepuffert werden und MAC-SDUs sequenziell gemäß der Nummerierung der RLC-PDUs an die L2-RLC-Schicht geliefert werden. Dadurch wird im Vergleich zur ersten erfindungsgemäßen Ausführungsart eine Verzögerung eingeführt. Die zweiten und dritten Ausführungsarten profitieren aber davon, keinen zwischen den MAC- und RLC-Unterschichten übermittelten Verzögerungsindikator zu benötigen. Da alle MAC- SDUs/RLC-PDUs in numerischer Reihenfolge an die L2-RLC-Schicht geliefert werden, verursacht ein Ausfall das Fehlen von einem oder mehreren RLC-PDUs an der RLC-Schicht. Ein L2-RLC-Statusbericht ähnlich dem von 5 wird durch Statustrigger nach bekannter Technik getriggert. RLC-PDUs, die zum Zeitpunkt der Statusberichterstellung fehlen, werden negativ bestätigt und erneut gesendet.
Gemäß der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsart zeigt die L2-MAC-Schicht der L2-RLC-Schicht einen Ausfall an, sobald er detektiert wird. Dies ist in 8 durch Übermitteln des Indikators „Ausfall" an die RLC-Schicht veranschaulicht. Wenn die L2-MAC-Schicht einen Ausfall detektiert, benachrichtigt sie die L2-RLC-Schicht, die nach Empfang dieser Anzeige vorzugsweise die Erstellung eines Statusberichts auslöst. Dadurch kann die Sendewiederholungsverzögerung für fehlende RLC-PDUs reduziert werden. Gemäß der zweiten Ausführungsart von 7 gibt es keinen solchen Indikator.
In 7 und 8 wird ein MAC-Ausfall detektiert, nachdem die PDU 3 tragende Sendeeinheit erfolgreich empfangen wurde. Nach einem Ausfall wird der MAC-Schicht-Pufferinhalt, falls vorhanden, sowohl für die erste als auch zweite Ausführungsart an die RLC-Schicht übermittelt.
Wie aus dem Beispiel für die zweiten und dritten Ausführungsarten in 7 und 8 ersichtlich war, sind die RLC-PDUs 1, 2 und 3 nicht in einem Statusbericht enthalten, falls dieser vor dem Ausfall getriggert wird, da die L2-RLC von keiner der RLC-PDUs 1–6 weiß, bis RLC-PDU 3 angekommen ist, weil erforderlich ist, dass RLC-PDUs (oder die entsprechenden MAC-SDUs) in numerischer Reihenfolge von der L2-MAC-Unterschicht an die L2-RLC-Unterschicht übermittelt werden.
Danach werden durch anschließend erfolgreich empfangene Sendeeinheiten getragene TBs gepuffert, und die entsprechenden PDUs werden in numerischer Reihenfolge an die RLC-Schicht übemittelt.
9 und 10 zeigen beide ein Flussdiagramm der L1- und L2-Mac-Schicht-Operationen der zweiten bzw. dritten Ausführungsarten. In 9 und 10 wird ein MAC-Ausfall detektiert, wie er gemäß einem MAC-Ausfallsensor auftritt. Ein L2-MAC-Ausfall könnte verschiedene Gründe haben. Ein Grund könnte sein, dass die Slotnummer des Slots, der die die PDUs tragende Sendeeinheit formt, während der Übermittlung verfälscht wurde. Ein Ausfall während der Sendewiederholungsanforderung könnte ein anderer Grund sein. Sobald ein MAC-Ausfall detektiert wird, wird bei der zweiten Ausführungsart der 9 die gesamte Sendeeinheit übersprungen, und die MAC-Schicht geht weiter zu den Analysen der nächsten Sendeeinheit. Sobald ein MAC-Ausfall detektiert wird, übermittelt die MAC-Schicht in der dritten Ausführungsart alle gepufferten PDUs (oder die entsprechenden SDUs) an die L2-RLC-Schicht (siehe 10) zusammen mit einem Ausfallindikator. Für fehlende PDUs fordert die RLC-Schicht Sendewiederholung an, wie mit Bezug auf 7 und 8 beschrieben ist. Auf 9 und 10 Bezug nehmend: Sowohl die zweiten als auch die dritten Ausführungsarten werden zu bestimmten Instanzen MAC-TB-gepufferte RLC-PDUs an die L2-RLC-Schicht übermitteln. Wenn der MAC-Pufferinhalt übermittelt worden ist, wird er am dem MAC-Puffer gelöscht.
Wenn eine fehlerhafte Sendeeinheit (Slot) am der L1-CRC-Prüfsumme detektiert wird, wird für alle von der Sendeeinheit getragenen Transportblöcke, TBs, vorzugsweise Sendewiederholung angefordert. Jedes Mal wenn eine individuelle CRC-Prüfsumme auf jeden TB angewendet wird, kann natürlich für individuelle TBs einer Sendeeinheit je nach Bedarf Sendewiederholung angefordert werden.
TBs, für die Sendewiederholung angefordert wurde, werden im MAC-Puffer als verzögert angezeigt, um TBs zu verfolgen, deren Ankunft zu einer späteren Instanz erwartet wird. Korrekt empfangene TBs werden gemäß der RLC-PDU-Sequenznummer in den MAC-Puffer geschoben. Als verzögert gekennzeichnete RLC-PDUs werden durch ihre Sendewiederholungen ersetzt, wenn diese korrekt empfangen werden. So lange wie es vorhergehende TBs oder entsprechende RLC-PDUs gibt, die nach Einschieben eines TBs/einer PDU in den MAC-Puffer als verzögert gekennzeichnet sind, sind die fehlerfreien TBs/PDUs nicht in aufeinanderfolgender Reihenfolge und sollten nicht an die RLC-Schicht übermittelt werden, um unnötige Sendewiederholungen zu vermeiden. Deshalb geht die MAC-Schicht weiter und verarbeitet die nächste Sendeeinheit. Wenn ein voreingestellter Bruchteil des MAC-Puffers aufeinanderfolgend geordnet ist, wobei keine vorhergehenden TBs/PDUs als verzögert gekennzeichnet sind, wird dieser Bruchteil an die RLC-Schicht übermittelt und aus dem MAC-Puffer gelöscht. Vorzugsweise wird der Inhalt einer Sendeeinheit an die RLC-Schicht übermittelt, sobald verifiziert ist, dass ihm kein Verzögerungsanzeiger im MAC-Puffer vorangeht, d. h. der bevorzugte Bruchteil entspricht der von einer Sendeeinheit getragenen Datenmenge.
11 veranschaulicht ein Benutzergerät gemäß der ersten Ausführungsart einschließlich eines Mittels 1 zum Setzen eines Indikators, der einen L2-MAC-Schicht-Ausfall anzeigt, und zum Übermitteln des Indikators an die L2-RLC-Schicht, eines Mittels 2 zum Setzen eines Indikators, der eine L2-MAC-Schicht-Verzögerung anzeigt, und zum Übermitteln des Indikators an die L2-RLC-Schicht, eines Mittels 3 zum Detektieren eines Ausfallindikators in der RLC-Schicht, der aus der L2-MAC-Schicht übermittelt wird, und eines Mittels 4 zum Detektieren eines Ausfallindikators in der L2-RLC-Schicht, der aus der L2-MAC-Schicht übermittelt wird.
12 zeigt ein gemäß der zweiten oder dritten Ausführungsart arbeitendes Benutzergerät einschließlich eines Mittels 5 zum Setzen eines Indikators in einem L2-Mac-Puffer, wobei der Indikator zur Sendewiederholung an der L2-Mac-Schicht angeforderte Dateneinheiten als verzögert anzeigt, eines Mittels 6 zum Setzen eines Indikators in einem L2-MAC-Schicht-Puffer, wobei der Indikator einen L2-MAC-Schicht-Ausfall anzeigt, eines Mittel 7 zum Einschieben eines Transportblocks in PDU-sequenzieller Reihenfolge in den L2-MAC-Schicht-Puffer und eines Mittels 8 zum Übermitteln des L2-MAC-Schicht-Puffers zur L2-RLC-Schicht und zum Löschen des Protokollschicht-Puffers der unteren Ebene. Nur der tatsächlich an die L2-RLC-Schicht übermittelte Pufferinhalt des L2-MAC-Schicht-Puffers wird gelöscht. Deshalb wird der dem übermittelten Teil des MAC-Schicht-Puffers entsprechende Pufferinhalt aus dem Puffer gelöscht, falls der L2-MAC-Puffer nur teilweise übermittelt wird.
Entsprechende Mittel, wie in 11 und 12 für ein Benutzergerät veranschaulicht sind, sind auch in einem mit dem Benutzergerät kommunizierenden Netzelement einsetzbar, falls die Erfindung in Uplinkrichtung eingesetzt wird. Deshalb können die beschriebenen Mittel auch für ein Netzelement eingesetzt werden, das die empfängerseitige ARQ-Einrichtung aufnimmt. In 2 ist die UTRAN-seitige ARQ-Einrichtung in einer das Netzelement repräsentierenden Basisstation BS 1 angeordnet. Diese bevorzugte Ausführungsart schließt keinen RNC davon aus, das die empfängerseitige ARQ-Einrichtung aufnehmende Netzelement zu sein.
Fachleuten wird leicht verständlich sein, dass die Empfänger- und Sendereigenschaften einer BS oder eines UEs allgemeiner Natur sind. Der Gebrauch von Begriffen wie BS, UE oder RNC in dieser Patentanmeldung soll die Erfindung nicht ausschließlich auf Einrichtungen beschränken, die mit diesen Akronymen assoziiert sind. Sie betrifft alle Einrichtungen, die entsprechend funktionieren oder offensichtlich von Fachleuten in Bezug auf die Erfindung dazu angepasst werden können. Als ein explizites, nicht exklusives Beispiel betrifft die Erfindung Mobilstationen ohne ein Teilnehmer-Kennungsmodul, SIM, sowie ein oder mehrere SIMs enthaltende Benutzergeräte. Außerdem wird auf Protokolle und Schichten in enger Anlehnung an UMTS-Terminologie Bezug genommen. Dies schließt jedoch nicht die Anwendbarkeit der Erfindung in anderen Systemen mit anderen Protokollen und Schichten ähnlicher Funktionalität aus.
Es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die oben detailliert beschriebenen Ausführungsarten zu beschränken. Änderungen und Modifikationen können ohne Abweichung von der Erfindung ausgeführt werden. Sie erfasst alle Modifikationen im Schutzbereich der nachfolgenden Patentansprüche.

Claims

Verfahren zum Koordinieren von Sendewiederholungsanforderungen von einer unteren Protokollschichtentität und einer oberen Protokollschichtentität, implementiert an einer Empfangsentität eines drahtlosen Kommunikationssystems, wobei das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: an der unteren Protokollschichtentität fehlende oder beschädigte Protokolldateneinheiten der oberen Schicht identifizieren und Anforderungen zur Sendewiederholung dieser Protokolldateneinheiten an eine Sendeentität senden und verhindern, dass die obere Protokollschichtentität Anforderungen zur Sendewiederholung bezüglich derselben Protokolldateneinheiten sendet, wenigstens bis die untere Protokollschichtentität der oberen Protokollschichtentität einen Protokolldateneinheits-Sendefehler gemeldet hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Sendewiederholung angeforderten Protokolldateneinheiten zuerst der oberen Protokollschichtentität als verzögert angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, falls Transportfehlerinformation keinen Sendefehler anzeigt, von der unteren Protokollschichtentität empfangene Protokolldateneinheiten an die obere Protokollschichtentität transferiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die untere Protokollschichtentität zur Sendewiederholung angeforderte Protokolldateneinheiten von der oberen Protokollschichtentität zur Sendewiederholung angefordert werden, unter Vorbehalt einer nachfolgenden Fehleranzeige von der unteren Protokollschichtentität.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, worin die untere Protokollschichtentität eine L2 MAC Protokollschichtentität ist und die obere Protokollschichtentität eine L2 RLC Schichtentität in einem universellen Mobiltelekommunikations-Protokollsystem ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Protokolldateneinheiten sequenziell von der unteren Protokollschichtentität an die obere Protokollschichtentität geliefert werden, und dass, falls eine Protokolldateneinheit durch die untere Protokollschichtentität als beschädigt oder fehlend identifiziert ist, nachfolgend empfangene Protokolldateneinheiten bis zur Sendewiederholung in einen Puffer der unteren Protokollschichtentität abgespeichert werden, und der Inhalt des unteren Protokollschichtpuffers, falls vorhanden, nach Detektion eines Fehlers oder Empfang einer wiedergesendeten Protokolldateneinheit an die obere Protokollschichtentität transferiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von der unteren Protokollschichtentität zur Sendewiederholung angeforderte Protokolldateneinheiten in einem unteren Protokollschichtpuffer als verzögert angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, falls eine vorhergehende Protokolldateneinheit im unteren Protokollschichtpuffer als verzögert angezeigt wird, die untere Protokollschichtentität fortschreitet, indem sie die nächste empfangene Sendeeinheit verarbeitet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, falls keine vorhergehende Protokolldateneinheit im unteren Protokollschichtpuffer als verzögert angezeigt wird, der Inhalt des unteren Protokollschichtpuffers an die obere Protokollschichtentität transferiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6–9, dadurch gekennzeichnet, dass, falls Transportfehlerinformation der unteren Protokollschicht keinen Sendefehler anzeigt, von der unteren Protokollschichtentität empfangene Protokolldateneinheiten sequenziell in einen unteren Protokollschichtpuffer geschoben werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, falls die untere Protokollschichtentität einen Fehler detektiert, die untere Protokollschichtentität den Fehler in einem unteren Protokollschichtpuffer anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass, falls keine vorhergehende Protokolldateneinheit im unteren Protokollschichtpuffer als verzögert angezeigt ist oder falls es im unteren Protokollschichtpuffer einen Fehleranzeiger gibt, der Inhalt des unteren Protokollschichtpuffers an die obere Protokollschichtentität transferiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anforderung zur Sendewiederholung einer Protokolldateneinheit von der oberen Protokollschichtentität durch Identifizieren der Protokolldateneinheit in einem Statusbericht erzielt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Senden eines Statusberichts durch mindestens eines der Folgenden ausgelöst wird: – eine Fehleranzeige von der unteren Protokollschichtentität, – Detektieren einer fehlenden Protokolldateneinheit oder Nutzinformationseinheit, – einen abgelaufenen Timer und – einen abgelaufenen Protokolldateneinheits-Zähler.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–14, dadurch gekennzeichnet, dass in der unteren Protokolldatenentität wiederholt gesendete Daten weich kombiniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass in der unteren Protokollschichtentität Sendeeinheiten zur Sendewiederholung gemäß HARQ (hybrider automatischer Wiederholungsanforderung) angefordert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit ein Slot ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit einen oder mehrere Transportblöcke umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–18, dadurch gekennzeichnet, dass Sendungen und Sendewiederholungen Sendungen auf einem HSDPA(Hochgeschwindigkeits-Downlink-Paketzugriff)-Kanal sind.
Vorrichtung, umfassend: eine erste Entität zum Implementieren eines Unterschichtprotokolls; eine zweite Entität zum Implementieren eines Oberschichtprotokolls, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Entität dazu angeordnet ist, fehlende oder beschädigte Protokolldateneinheiten der oberen Schicht zu identifizieren und einer Sendeentität Sendewiederholungsanforderungen dieser Protokolldateneinheiten zu senden und zu verhindern, dass die obere Protokollschichtentität Anforderungen zur Sendewiederholung bezüglich derselben Protokolldateneinheiten sendet, wenigstens bis die untere Protokollschichtentität der oberen Protokollschichtentität einen Protokolldateneinheits-Sendefehler gemeldet hat.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Entität dazu angeordnet ist, einen Fehleranzeiger an die zweite Entität zu senden.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Entität dazu angeordnet ist, einen Verzögerungsanzeiger an die zweite Entität zu senden.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Entität dazu angeordnet ist, einen Anzeiger in einen unteren Protokollschichtpuffer zu setzen, wobei der Anzeiger die zur Sendewiederholung an der unteren Protokollschicht angeforderten Protokolldateneinheiten als verzögert anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Entität dazu angeordnet ist, einen Anzeiger in einen unteren Protokollschichtpuffer zu setzen, wobei der Anzeiger einen unteren Protokollschichtfehler anzeigt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Benutzergerät eines Kommunikationssystems ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Benutzergerät eines mobilen Kommunikationssystems ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20–24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Netzelement eines Kommunikationssystems ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Netzelement eines mobilen Kommunikationssystems ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, worin die Vorrichtung eine Basisstation oder ein Funknetzcontroller eines universalen Mobiltelekommunikationssystems ist.