NO329247B1 - Prioritering og flytkontroll av en spredt spektrum flerbrukerkanal - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder generelt for kanaler brukt av multiple brukere i et tråd-løst kodedelt multiple aksess spredt spektrumsystem. Mer spesifikt gjelder oppfinnel-sen et system og en fremgangsmåte for å prioritere og å styre flyten av data for felles og delte kanaler i et spredt spektrumsystem.

Foreliggende søknad er avdelt fra den norske patentsøknaden nr. 20015618.

Figur 1 illustrerer et forenklet trådløs spredt spektrum kodedelt multiple aksess (CDMA) kommunikasjonssystem 18. En node b 26 i system 18 kommuniserer med det assosierte brukerutstyret 20-24 (UE). Noden b 26 har en enkel områdestyreinnretning . (SC) 30 assosiert med enten en enkel (vist i figur 1) eller multiple basestasjoner 28. En gruppe av node b'er 26, 32,34 er koblet til en radionettverkstyreinnretning (RNC) 36. For å overføre kommunikasjoner mellom RNCene 36-40, vil en mellomkobling mellom RNCene (IUR) 42 bli utnyttet. Hver RNC 36-40 er koblet til en mobiltelefonsentral (MSC) 44 som i sin tur er koblet til stamnettet 46.

For å kommunisere i systemet 18, blir mange typer av kommunikasjonskanaler brukt, slik som dedikerte, delte eller felles. Dedikerte kanaler overfører data mellom en node b 26 og en spesiell UE 20-24. Felles og delte kanaler blir brukt av multiple UEer 20-24 eller brukere. Alle disse kanalene bærer et mangfold av data inkludert trafikk, kontroll og signaldata.

Siden delte og felles kanaler bærer data for forskjellige brukere, blir data sendt ved å bruke en protokolldataenhet (PDUer) eller pakker. Som vist i figur 2, for å regulere flyten av data fra forskjellige kilder 48-52 til en kanal 56, blir en styreirmretning 54 brukt.

En felleskanal brukt for å overføre data til UEene 20-24 er en forovertilgangs felleskanal (FACH) 58. Som vist i figur 3, vil FACH 58 ha opprinnelse i en RNC 36 og blir sendt til en node b 28-34 for trådløs utsendelse som et spredt spektrumsignal til UEene 20-24. FACH 58 bærer forskjellige datatyper fra forskjellige kilder, slik som en felles kontrollkanal (CCCH), dedikert og kontrolltrafikkanal (DCCH og DTCH), og en nedlinje- og opplinjedelt kanal (DSCH og USCH) kontrollsignalering. FACH 58 bærer også kontrollsignalering utenfor båndområde, slik som hybride automatiske gjentagel-sesfbrespørsler (H-ARQ), og tilsvarende data sendt via IUR 62 fra andre RNCer 38-40, slik som CCCH, DCCH, DTCH og H-ARQ kontrolldata.

Forskjellige styreinnretninger blir brukt i RNC 36 for å styre flyten av data. En radio-linkstyreinnretning (RLC) 64 håndterer CCCH. Den dedikerte mediumtilgangsstyreinn-retningen (MAC-d) 66 håndterer DCCH og DTCH og noen av de utenfor båndområdet H-ARQ signaleringen. Den delte mediumstilgangskontrolleren (MAC-sh) 68 håndterer DSCH, USCH kontrollsignalering og utenfor båndområdet H-ARQ kontrollsignalering. Styringen av FACH 58 er felles medium aksesskontrolleren (MAC-c) 60.

På grunn av de multiple kildene av data 48-52 som kan bli sendt over en felles eller delt kanal, vil kanalstvreinnretningen 54 køe dataene før de sendes. Dersom et stort etterslep utvikler seg i køen, vil data i køen utvikle en lang ventetid. En lang ventetid for visse data, slik som kontrolldata vil resultere i feil i en kanal. For å lette på dette pro-blemet vil den kjente teknikken enten tømme køen for å redusere opphopningen eller rerute dataene. Å tømme køen resulterer i tap av dataene og krever dermed utsendelse på nytt som er \iønsket. Reruting av data som allerede ligger i kø vil skape en duplisering av data i systemet og vil ikke løse den eksisterende opphopningen.

WO 96/08935 viser en prioriteringsplan for et GSM system. Forskjellige typer av pakker blir gitt en prioritet for utsendelse over en felles kanal. Datapakken blir sendt over en felles kanal basert på deres prioritet.

US patent nr. 5,802,310 viser et system for datakøstyring i et koinmunikasjoiisnettverk. Data blir overført til en kø for en kanal. Køen blir satt ut av funksjon når størrelsen på de køede dataene er større enn den første grensen og køen blir satt tilbake i funksjon når størrelsen på de køede dataene er mindre eim en andre terskel. Følgelig er det ønskelig å redusere ventetiden for data i delte og felleskanaler uten problemene assosiert med den kjente teknikk.

US 5 317 562 A angår metode og anordning for å rute cellemeldinger ved bruk av forsinkelse.

US 5 802 310 A beskriver systemer og metoder for datakanalkøkontroll i et kommuni-kasjonsnettverk.

WO 96/08935 Al angår kontrollmeldingsoverføring i digital telefoni.

Figur 1 er en forenklet illustrasjon av et trådløst spredt spektrum kommunikasjonssystem.

Figur 2 er en illustrasjon av dataflyten i en felles eller delt kanal.

Figur 3 er en illustrasjon av dataflyten i en FACH kanal i en RNC.

Figur 4 er en illustrasjon av en prioriteringsplan.

Figur 5 er en prioriteringsplan for bruk i en FACH kanal.

Figur 6 viser en reserveringsmekanisme brukt i en felles eller delt kanal.

Figur 7 viser datakildevinduer brukt i en felles eller delt kanal.

Dataprioriteringen 70 blir brukt for å redusere dataventetidene i en flerbrukerkanalstyre-innretning 54 som illustrert i figur 4. For en bestemt felles eller delt kanal, vil visse data bli overført på denne kanalen og er vist i figuren som "påkrevd" 88. Andre data blir fo-retrukket sendt på en bestemt kanal, men kan bli rerutet til en annen kanal slik som en dedikert kanal. Disse dataene er referert til som "beste prestasjon" 90. Siden "påkrevde" data 88 ikke kan rerutes, vil de få prioritet over "beste prestasjon" data 90.

Typen av data i en pakke, slik som kontroll 96, signal 98 og trafikkdata 100, blir også brukt for prioritering. For å oppnå prioriteringen av datatypen, vil kontroll 96 og signal 98 datapakkene bli separert fra trafikkdatapakkene 100. En tilnærming til å separere pakkene er å gruppere tilsvarende datatypepakker sammen før mottak i styreinnretningen 54. Alternativt kan pakkene sendt i hver kanal før mottak i styreinnretningen 54 bli utstyrt med et flagg eller en identifikator som indikerer pakkedatatypen.

Siden en forlenget forsinkelse i overføringen av kontroll 96 eller signal 98 data resulterer i en frossen kanal, vil kontroll 96 og signalering 98 data bli gitt en høyere prioritet enn trafikkdata 100. I tillegg vil data assosiert med multiple brukere, felles eller delt 92, ha en høyere prioritet enn data fra en enkelt bruker vist som 94. Dataprioriteringsplanen er typisk lagret i programvare i multibrukerkanalens styreinnretning.

I løpet av perioden med høy opphopning, vil data bli rerutet til andre kanaler basert på sin prioritet 70. For eksempel, kan best prestasjonsdedikert trafikkdata bli rerutet og påkrevde felles kontrolldata blir det ikke. Ved reruting av data før køing, vil gjenutsend-else ikke være påkrevd. Følgelig vil størrelsen på køede data bli redusert som resulterer i lavere dataventetid. I tillegg, siden de rerutede data ikke blir køet, vil duplisering av data som forekommer i den kjente teknikk være eliminert.

En prioriteringsplan 72 for bruk med en FACH 58 er vist i figur 5. Siden DSCH, H-ARQ til MAC-sh har påkrevde delte kontrolldata, vil de ha den høyeste prioritet, altså prioritet høyest. Selv om H-ARQ til MAC-d har påkrevde kontrolldata vil den, siden den er dedikert, være tildelt en noe lavere prioritet, det vil si prioritet høy. CCCH og DCCH er brukt for signalering og har det neste nivået av prioritet, dvs. medium. Det la-veste nivået av prioritet blir tildelt til DTCH fordi den har beste prestasjonsdedikerte trafikkdata.

For å forenkle denne prioriteringsplanen 72 for hver FACH 58, vil modifikasjoner for RNC 36 være påkrevd. Som vist i figur 3 vil den kjente teknikk MAC-d 66 styre DCCH, DTCH og MAC-d's H-ARQ. Som vist i figur 5 vil hver av disse kildene ha for-skjellig prioritet. Siden data er multiplekset før prioritering i MAC-d 66 vil multiplek-singen av MAC-d 66 bli flyttet til MAC-c 60 for å tillate prioritering av MAC-c 60. Alternativt vil MAC-d 66 kunne sende prioritet og klasse (påkrevd eller beste prestasjon) slik som ved et flagg eller identifikator for hver pakke i de multiplek-sede data for prioritering i MAC-c 60. Data styrt i RLC 64 og MAC-sh 68 har lik prioritet og følgelig vil ingen av dem kreve modifikasjoner. Ved å bruke den lagrede priori-tetslisten vil data fra de forskjellige kildene bli fordelt for utsendelse og rerutet i løpet av en periode med høy opphopning.

En annen teknikk for å redusere ventetiden for data som kan bli kombinert med prioritering, er å styre flyten av data mellom forskjellige styreinnretninger. Som vist i figur 6 vil en fordelingsmekanisme 74 bli brukt for å regulere data som kommer i den felles eller delte kanalen 56. Fordelingsmekanismen 74 holder styr på etterslepet av data i sty-reinnretningens kø. Dersom mekanismen 74 gjenkjenner en opphopning slik at data ikke vil bli sendt innenfor en gitt tidsperiode, vil tilgang til kanalen 56 begrense flyten av data fra de individuelle datakildene. De individuelle kildene vil gjenkjenne behovet for å rerute data og ikke forsøke en utsendelse på nytt. Ved å bruke en flytstyringsme-kanisme med en FACH, MAC og RLC (lag 2), vil ventetiden for signaler minke og dermed øke effektiviteten.

For å forhindre monopolisering av den felles eller delte kanalen 56 av en datakilde 48-52 kan variable vinduer 76-86 kunne bli brukt som vist i figur 7. Hver datakilde 48-52 har et vindu eller multiple vinduer 76-86 for utestående data i køen som er tillatt. Stør-reisen på vinduet 76 er basert på behovene til den spesifikke kilden. Vinduet 76 er dy-namisk tilpasset som svar på tilgjengeligheten av køen. Siden tilgjengeligheten av kanalen øker vil størrelsen på vinduet øke som øker antallet av utestående pakker. I mot-setning til når tilgjengeligheten minker vil størrelsen på vinduet minke som minker antallet av utestående pakker. Som et resultat av de minkede vinduene vil datakildene enten rerute eller stoppe å sende pakker i dette vinduet.

Claims (2)

1. Fordelingsanordning (74) for å styre pakkedata fra flere typer av datakilder (48-52) som inkluderer datakilder (48-52) som har rerutbare data og datakilder (48-52) som har ikke rerutbare data, hvor datapakker fra et mangfold av datakilder (48-52) flyter i en flere-brukerkanal (56) i et trådløst spredt spektrum kodedelt multiple aksess kommunikasjonssystem, hvor anordningen (74) er karakterisert ved: kø (54) assosiert med flerbrukerkanalen (56) som har en inngang konfigurert til å motta innkomne pakkedata fra et mangfold av datakildekøer (48-52) hvor flerbrukerkanalkøen (54) sender de mottatte pakkedataene for utsendelse over flerbrukerkanalen (56); mangfold av datakildekøer (76-86), hvor hver datakildekø (76-86) unikt er assosiert med hver datakilde (48-52) og som har en inngang konfigurert til å ta imot data fra kø-ens datakilde (48-52), hvor hver datakildekø (76-86) er i stand til å variere sin kapasitet; og variering av kapasiteten for hver datakildekø (76-86) forandres basert delvis på tilgjengeligheten av flerbrukerkanalkøer (54).

2. Anordning (74) i henhold til krav 1 videre karakterisert v e d at den varierende kapasiteten for hver datakildekø (76-86) øker etter hvert som flerbrukerkanaltilgjengeligheten øker og rninker etter hvert som flerbrulcerkanaltilgjengeligheten minker.