TW202318910A

TW202318910A - 執行上行鏈路資料壓縮的方法和使用者設備

Info

Publication number: TW202318910A
Application number: TW111139429A
Authority: TW
Inventors: 張園園; 徐家俊
Original assignee: 新加坡商聯發科技（新加坡）私人有限公司
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2023-05-01
Also published as: US20230116955A1; EP4171112A1

Abstract

本發明提供了執行上行鏈路資料壓縮的方法和使用者設備，其中一實施例的方法包括：由一使用者設備的一PDCP實體接收未壓縮資料封包，用於一新無線電無線網路中通過所配置無線電承載進行的UL傳輸；為所述所配置無線電承載生成UDC壓縮資料封包；以及將所述UDC壓縮資料封包路由到所述使用者設備的一個或多個無線電鏈路控制RLC實體。

Description

執行上行鏈路資料壓縮的方法和使用者設備

本發明總體有關於無線通訊，以及，更具體地，有關於在新無線電（new radio，NR）無線網路中執行上行鏈路資料壓縮（data compression）。

近年來，移動資料的使用以指數級速度增長。由於過去幾年移動業務的急劇增長，大家都嘗試尋找新的通信技術以進一步改善移動網路的終端使用者體驗和系統性能。業務增長主要是由連接設備數量的爆炸式增長推動的，這些設備需要越來越多的高品質內容，這需要非常高的吞吐率。

上行鏈路資料壓縮（uplink data compression，UDC）是一種通過壓縮上行鏈路（uplink，UL）資料來提高上行鏈路容量的方法。對於 UDC來說，可以應用許多壓縮演算法。舉例來說，RFC1951 DEFLATE和RFC1950 ZLIB中描述了兩種不同的 UDC 壓縮演算法。UDC 使用基於字典的（dictionary-based）壓縮方法。到目前為止，長期演進（long term evolution，LTE）中引入了 UDC，但用途有限。例如，UDC 配置不適用於分離無線電承載（radio bearer，RB）。而NR網路目前不支援UDC。為了進一步改善NR中的UE體驗，需要一種方法來將UDC集成到NR廣大範圍的應用中，例如支持MRDC和分離承載。考慮到 NR 協定棧中的流程與 LTE 不同，NR 中支持 UDC 的方法將與LTE不同。

NR網路中的UDC需要改進和增強。

本發明一實施例提供一種執行上行鏈路資料壓縮的方法，包括：由使用者設備的PDCP實體接收未壓縮資料封包，用於新無線電無線網路中通過所配置無線電承載進行的UL傳輸；為所述所配置無線電承載生成UDC壓縮資料封包；以及將所述UDC壓縮資料封包路由到所述使用者設備的一個或多個無線電鏈路控制RLC實體。

本發明另一實施例提供一種執行上行鏈路資料壓縮的方法，包括：由gNB 的PDCP實體在新無線電無線網路中通過所配置無線電承載從上行鏈路傳輸接收來自發送使用者設備的資料封包，其中所述資料封包為UDC壓縮資料封包；對接收到的所述UDC壓縮資料封包進行重新排序；對所述UDC壓縮資料封包進行解壓縮；以及將解壓縮的資料封包傳送到所述 gNB 的上層。

本發明另一實施例提供一種使用者設備，包括：收發器，用來在新無線電無線網路中收發射頻信號； PDCP實體的接收模組，用來接收未壓縮資料封包，用於所述新無線電無線網路中通過所配置無線電承載進行的UL傳輸；所述PDCP實體的UDC模組，用來為所述所配置無線電承載生成UDC壓縮資料封包；以及所述PDCP實體的路由模組，用來將所述UDC壓縮資料封包路由到所述使用者設備的一個或多個無線電鏈路控制RLC實體。

現詳細給出關於本發明的一些實施例作為參考，其示例在附圖中描述。

第1圖是根據本發明實施例的用於啟用（enable）UDC應用的示範性NR無線通訊網路的系統示意圖。NR無線網路100包括形成分佈在地理區域上的網路的一個或多個固定基本設施單元。這些基本單元也可以被稱為接入點、接入終端、基站、節點B、演進節點B（eNode-B）、下一代節點B（gNB）或本領域中使用的其他術語。網路可以是同構網路也可以是異構網路，可以採用相同或不同頻率進行部署。gNB 101和gNB 102是NR網路中的基站，其服務區域可以相互重疊，也可以不重疊。在一示範例中，使用者設備（user equipment，UE）105或移動台105僅在gNB 101的服務區域中並且與gNB 101連接。UE 105僅與gNB 101連接。類似地，UE 106僅在gNB 102的服務區域中並且與gNB 102連接。UE 106僅與gNB 102連接。 gNB 101通過Xn介面109與gNB 102連接。UE 103在gNB 101和gNB 102的重疊服務區域中。在一實施例中，UE 103配置有雙重堆疊，可以同時與gNB 101和gNB 102連接。在一示範例中，NR網路100中的一個或多個UE被配置有UDC，以通過壓縮UL資料來提高UL容量。在一實施例中，UDC使用基於字典的壓縮方法。 UE通過一個或多個所配置無線電承載傳輸UDC壓縮資料封包。所配置無線電承載可以是服務無線電承載（service radio bearer，SRB）、資料無線電承載（data radio bearer，DRB）或分離承載（split bearer）。 gNB 通過一個或多個配置的無線電承載接收 UDC 壓縮資料包。

在一實施例中，NR無線網路100中的UE支援多無線電接入技術（radio access technology，RAT）雙連接（mutiple RAT dual connectivity，MRDC）。在一示範例中，MRDC配置150配置有主小區組（primary cell group）和輔小區組（secondary cell group）。主小區組和輔小區組可以配置NR或LTE。NR網路中支援MRDC，示範性MRDC 150的（主，輔）配置是（NR，NR）、（NR，LTE）以及（LTE，NR）。在一實施例中，為了促進發射器和接收器之間的UDC處理，考慮了以下設計： 1)用於處理TX和RX的壓縮和未壓縮封包的過程流程； 2) 為分離承載啟用 UDC。

在一示範例中， NR無線網路中執行UDC。在發射器側（如 UE 103），UDC 壓縮器將處理後的未壓縮資料放入其壓縮記憶體 139 中並生成 UDC 壓縮資料封包 130。在接收器側（如 BS/gNB 101），UDC 解壓縮器接收來自發射器的UDC 壓縮資料封包110 ，並將所接收到的UDC壓縮資料保存在其壓縮記憶體119中。在示範性場景中，UE 103發送上行鏈路數據，其中上述資料將要由BS/gNB 101接收。在TX側，應用層準備經由下層（lower layer）要發送給BS/gNB 102的資料封包。在分組資料彙聚協定（packet data convergence protocol，PDCP）層131中，資料封包經UDC壓縮，壓縮的UDC封包130通過無線鏈路控制（radio link control，RLC）層132傳輸。傳輸模式可以是RLC AM或RLC UM。 RLC 層封包進一步通過介質存取控制（media access control，MAC）層 133以及物理（physical，PHY）層 134 傳輸。在 RX 側，BS 101 通過 PHY 層114、MAC層113、RLC層112 以及 PDCP 層 111 接收資料封包。BS/gNB 101將壓縮UDC資料封包110解壓縮，並傳送到更高的應用層。在一實施例中，為UE 103配置分離承載，可通過UL中的兩個RLC承載傳輸UL資料。不同的協定層應用不同的錯誤處理方案來確保正確的資料封包傳遞。例如，在PHY層（如PHY 114 和PHY 134），可採用迴圈冗餘校驗（cyclic redundancy check，CRC）錯誤檢測和通道編碼/解碼。在MAC層（如MAC 113和MAC 133），可採用混合自動重傳請求（hybrid automatic repeat request，HARQ）轉發錯誤檢查和 ARQ 錯誤控制。在RLC層（如 RLC 112 和 RLC 132），可採用 ARQ，它通過 AM 中的重傳來提供糾錯。在 PDCP 層（如 PDCP 111 和 PDCP 131），如果配置了 UDC，則可通過 UDC 校驗和（checksum）來應用UDC層錯誤處理，以保持 TX 和 RX 之間的壓縮記憶體同步。

第2圖是根據本發明實施例的用於在NR無線網路中執行UDC的發射器和接收器的簡化框圖。諸如UE的發射器201具有與天線219耦接的射頻（radio frequency，RF）收發器模組213，可從天線219接收RF信號，將它們轉換為基帶信號並發送到處理器212。RF收發器213還將從處理器212接收到的基帶信號轉換為RF信號，並發送到天線219。處理器212處理接收到的基帶信號並調用不同的功能模組來執行UE/發射器201中的功能特性。記憶體211存儲程式指令和資料215以控制發送器/UE 201的操作。程式指令和資料215在由處理器212執行時可使得發送器/UE 201能夠執行本發明的實施例。舉例來說，合適的處理器可包括專用處理器、數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）、多個微處理器、一個或多個與DSP核心相關聯的微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）、現場可程式設計閘陣列（field programmable gate array，FPGA）電路以及其他類型的積體電路和/或狀態機。

發射器/UE 201還包括多個功能模組和電路，用來根據本發明的實施例執行不同任務。功能模組和電路可以通過硬體、固件、軟體及其任意組合來實現和配置。與軟體相關聯的處理器可用於實現和配置發射器/UE 201的特徵。在一實施例中，功能模組和電路220包括應用或服務資料適配協定（service data adaptation protocol，SDAP）模組221、，用於PDCP層功能（包括加密/解密、報頭壓縮/解壓縮、路由和重新排序）的PDCP層實體222、RLC層實體251、具有HARQ的MAC層實體252，以及支援CRC和通道編碼/解碼的PHY層實體253。在一實施例中，PDCP實體222包括接收模組226，用於接收用於在NR無線網路中通過配置的無線電承載進行UL傳輸的未壓縮資料封包；UDC模組227，用於為配置的無線電承載生成壓縮資料封包；路由模組228，用於將UDC壓縮資料封包路由到UE的一個或多個RLC實體。

在一示範例中，應用/SDAP模組221準備資料封包，由PDCP 222接收並由UDC實體227壓縮。壓縮的PDCP/UDC封包隨後通過路由模組228路由並通過RLC承載傳輸，隨後通過 MAC 層和 PHY 層傳輸。記憶體211包括用於存儲未壓縮源封包流的緩衝器216、用於存儲UDC壓縮封包流的緩衝器217。此外，記憶體221包括UDC壓縮記憶體/緩衝器218，其用作先進先出（first in first out，FIFO）緩衝器。UDC壓縮記憶體/緩衝器218的輸入資料是未壓縮封包流，用於UDC校驗和計算。在一示範例中，每個UDC壓縮封包都附有校驗和。接收器還維護UDC 壓縮記憶體/緩衝器，用於匯出校驗和。當配置UDC時，壓縮記憶體最初在UE 201和接收器之間同步。在一實施例中，UDC被配置用於分離承載，並且PDCP實體222與兩個RLC承載/實體251和231、兩個MAC實體232和252，以及兩個PHY實體233 和 253相關聯。

諸如gNB的接收器202具有與天線269耦接的RF收發器模組263，可從天線269接收RF信號，將它們轉換為基帶信號並發送到處理器262。RF收發器263還將從處理器262接收的基帶信號轉換成RF信號，並發送到天線269。處理器262處理接收的基帶信號並調用不同的功能模組來執行gNB/接收器202中的功能特性。記憶體261存儲程式指令和資料265以控制gNB/接收器202的操作。程式指令和資料265在由處理器262執行時使gNB/接收器202能夠執行本發明的實施例。舉例來說，合適的處理器可包括專用處理器、DSP、多個微處理器、一個或多個與DSP核心相關聯的微處理器、控制器、微控制器、ASIC、FPGA電路以及其他類型的積體電路和/或狀態機。

gNB/接收器202還包括多個功能模組和電路，用來根據本發明的實施例執行不同任務。功能模組和電路可以通過硬體、固件、軟體及其任意組合來實現和配置。與軟體相關聯的處理器可用於實現和配置gNB/接收器202的特徵。在一實施例中，功能模組和電路270包括應用或SDAP模組271、用於PDCP層功能（包括加密/解密、報頭壓縮/解壓縮、路由和重新排序）的PDCP層實體272、RLC層實體291、具有HARQ的MAC層實體292，以及支援CRC和通道編碼/解碼的PHY層實體293。在一實施例中，PDCP實體272包括接收模組278，用於在NR無線網路中通過配置的無線電承載從UL傳輸接收資料封包，其中資料封包是UDC壓縮資料封包；重排序模組277，用於對接收到的UDC壓縮資料封包進行重新排序；UDC模組276，用於對UDC壓縮資料封包進行解壓縮；傳送模組，用於將解壓縮後的資料封包傳送到 gNB 的上層（upper layer）。

在一示範例中，PHY 293接收到UDC壓縮資料封包，並傳遞給MAC 292和RLC 291。PDCP 272通過接收模組278接收，並在重排序模組277執行重新排序。隨後，重新排序的資料封包由UDC模組276解壓縮。解壓縮的資料封包被傳送到應用/SDAP 271。記憶體261包括用於存儲UDC壓縮源封包流的緩衝器266、用於存儲UDC解壓縮封包流的緩衝器267。此外，記憶體261包括UDC壓縮記憶體/緩衝器268，其用作FIFO緩衝器。記憶體/緩衝器268的輸入資料是解壓縮封包流，用於UDC校驗和計算。在一示範例中，每個UDC壓縮封包都附有校驗和。接收器還維護UDC 壓縮記憶體/緩衝器，用於匯出校驗和。當配置UDC時，壓縮記憶體最初在gNB 202和發送器之間同步。在一實施例中，UDC被配置用於分離承載，並且PDCP實體272與兩個RLC承載/實體291和281、兩個MAC實體292和282，以及兩個PHY實體293 和 283相關聯。

第3圖是根據本發明實施例的UE執行UDC用於正常或分離承載的示範性流程圖。發射器/UE 301的正常傳輸PDCP實體310接收來自發射器/UE上層的資料。在步驟311，執行序列編號（sequence numbering，SN）。傳輸PDCP實體將與TX_NEXT相對應的計數值（COUNT）與PDCP服務資料單元（service data unit，SDU）相關聯。在步驟312，使用UDC對PDCP SDU進行UL資料壓縮。如果接收到的資料封包未與PDCP SDU關聯，則在步驟330，將資料封包發送到添加PDCP報頭進程，否則，在步驟320，在添加PDCP報頭進程之前執行加密和安全功能。在步驟314，執行完整性保護。在步驟315，執行加密。在步驟316，通過設置PDCP資料PDU的PDCP序號添加PDCP報頭，TX_NEXT增加1。在步驟317，將UDC壓縮資料提交給下層。當配置分離承載時，發射器/UE將PDCP資料PDU路由到適當的RLC實體。在一示範例中，UE從NR無線網路（如gNB）接收UDC啟用指示符，以啟用UDC用於所配置分離承載。在一實施例中，在路由前進行UDC。

第4圖是根據本發明實施例的BS執行UL資料解壓縮用於正常或分離承載的示範性流程圖。接收器/gNB 401的正常接收PDCP實體410從接收器/gNB的下層接收資料。隨後，接收 PDCP 實體對存儲的 PDCP SDU 執行重新排序。在步驟416，正常接收PDCP實體410從下層接收PDCP資料PDU，確定接收到的PDCP資料PDU的COUNT值並去除PDCP報頭。如果接收到的資料封包不與PDCP SDU相關聯，則在步驟430，資料包被發送到報頭解壓縮單元UDC 411，否則，在步驟420，在報頭解壓縮之前執行解密和安全功能。在步驟415，正常接收PDCP實體410使用與源小區相關聯的解密金鑰執行解密。在步驟414，正常接收PDCP實體410使用源安全金鑰執行完整性驗證。在步驟413，接收器/gNB對存儲的PDCP SDU執行重新排序。在步驟411，在將PDCP SDU傳送到上層時執行UL資料解壓縮。資料通過重複檢測按順序傳送到接收器/gNB 401的應用層。在一實施例中，在UDC之前執行重新排序。

第5圖是根據本發明實施例的UE執行UDC用於雙活動協議棧（dual active protocol stack，DAPS）承載的示範性流程圖。對於 DAPS 承載來說，PDCP實體配置有兩組UDC協定。當上層請求上行鏈路數據切換（到目標小區）時，發送PDCP實體使用目標小區的 UDC 配置執行PDCP SDU的UDC，並將生成的 PDCP資料PDU 傳遞給目標小區。發送器/UE 501的DAPS發送PDCP實體500從發送器/UE的上層接收資料。在步驟510，執行序列編號SN。在步驟521和步驟522，分別對第一資料封包和第二資料封包執行UDC。在一實施例中，第一資料封包為來源資料封包，第二資料封包為目標資料封包。如果接收到的資料封包不與PDCP SDU相關聯，則在步驟582和592，將第一和第二資料封包分別發送到添加PDCP報頭進程，否則在步驟581和591，在添加PDCP報頭之前執行加密和安全功能。在步驟531，對第一/來源資料封包執行完整性保護。在步驟532，對第二/目標資料封包執行完整性保護。在步驟551，對第一/來源資料封包執行加密。在步驟552，對第二/目標資料封包執行加密。在步驟560，添加PDCP報頭。在步驟570，執行路由。

第6圖是根據本發明實施例的BS執行UL資料解壓縮用於DAPS承載的示範性流程圖。對於 DAPS 承載來說，PDCP 實體配置有兩組 UDC 協定。接收 PDCP 實體在UDC解壓縮之前執行 PDCP 重新排序。當上層請求上行鏈路數據切換時，接收 PDCP 實體使用目標小區的UDC配置對PDCP SDU進行UDC解壓縮，並將生成的PDCP SDU傳遞給上層。

接收器/gNB 601的DAPS接收PDCP實體600從UE的下層接收資料封包。資料封包來自第一小區和第二小區。在一實施例中，第一小區是源小區，第二小區是目標小區。在步驟610，接收器/gNB的接收PDCP實體移除PDCP報頭。如果接收到的資料封包不與PDCP SDU相關聯，則在步驟682和692，將第一和第二資料封包分別發送到UDC 651和652。否則在步驟681和691，在第一/來源資料封包的一/源UDC或第二/目標資料封包的第二/目標UDC之前執行解密和安全功能。在步驟621，使用與第一/源小區相關聯的源解密金鑰對第一/來源資料封包執行解密。在步驟622，使用與第二/目標小區相關聯的第二/目標解密金鑰對第二/目標資料封包執行解密。在步驟631，使用第一/源安全金鑰對第一/來源資料封包執行完整性驗證。在步驟632，使用第二/目標安全金鑰對第二/目標資料封包執行完整性驗證。在步驟640，執行重新排序，並且丟棄重複的封包。在步驟651，對第一/源封包執行UDC解壓縮。在步驟652，對第二/目標封包執行UDC解壓縮。資料通過重複檢測按順序傳送到接收器/gNB 601 的應用層。

第7圖是根據本發明實施例的從發射器角度執行UDC的示範性流程圖。在步驟701，UE通過PDCP實體接收未壓縮資料封包，用於NR無線網路中通過所配置無線電承載進行的UL傳輸。在步驟702，UE為所配置無線電承載生成UDC壓縮資料封包。在步驟703，UE隨後將UDC壓縮資料封包路由到UE的一個或多個RLC實體。

第8圖是根據本發明實施例的從接收器角度執行UDC的示範性流程圖。在步驟801，gNB通過PDCP實體在NR無線網路中通過所配置無線電承載從UL傳輸接收來自傳送UE的資料封包，其中資料封包是UDC壓縮資料封包。在步驟802，gNB對接收到的UDC壓縮資料封包進行重新排序。在步驟803，gNB對UDC壓縮資料封包進行解壓縮。在步驟804，gNB將解壓縮的資料封包傳送到gNB的上層。

雖然本發明已就較佳實施例揭露如上，然其並非用以限制本發明。在不脫離申請專利範圍所界定的本發明的保護範圍內，當可對各實施例中的各特徵進行各種變更、潤飾和組合。

100:無線網路 101-102、202、401、601:基站 103、105-106、201、301、501:UE 110、130:UDC 壓縮資料封包 111、131、222、272、310、410、500、600: PDCP 112、132、231、251、281、291:RLC 113、133、232、252、282、292:MAC 114、134、233、253、283、293:PHY 119、139:壓縮記憶體 150:MRDC 211、261:記憶體 212、262:處理器 213、263:收發器 215、265:程式 216-218、266-268:緩衝器 219、269:天線 220、270:功能模組和電路 221、271:應用/SDAP模組 226:接收模組 227、276:UDC模組 228:路由模組 277:重排序模組 278:接收模組 311-317、411-430、51-592、610-692、701-703、801-804:步驟

透過參考附圖閱讀後續之詳細描述和示例，可以更全面地理解本申請，其中：第1圖是根據本發明實施例的用於啟用UDC應用的示範性NR無線通訊網路的系統示意圖。第2圖是根據本發明實施例的用於在NR無線網路中執行UDC的發射器和接收器的簡化框圖。第3圖是根據本發明實施例的UE執行UDC用於正常或分離承載的示範性流程圖。第4圖是根據本發明實施例的BS執行UL資料解壓縮用於正常或分離承載的示範性流程圖。第5圖是根據本發明實施例的UE執行UDC用於DAPS承載的示範性流程圖。第6圖是根據本發明實施例的BS執行UL資料解壓縮用於DAPS承載的示範性流程圖。第7圖是根據本發明實施例的從發射器角度執行UDC的示範性流程圖。第8圖是根據本發明實施例的從接收器角度執行UDC的示範性流程圖。

701-703:步驟

Claims

一種執行上行鏈路資料壓縮的方法，包括：由一使用者設備的一分組資料彙聚協定PDCP實體接收未壓縮資料封包，用於一新無線電無線網路中通過所配置無線電承載進行的上行鏈路UL傳輸；為所述所配置無線電承載生成上行鏈路資料壓縮UDC壓縮資料封包；以及將所述UDC壓縮資料封包路由到所述使用者設備的一個或多個無線電鏈路控制RLC實體。
如請求項1所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，所述所配置無線電承載是服務無線電承載、資料無線電承載或分離承載。
如請求項1所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，所述所配置無線電承載是雙活動協議棧DAPS承載。
如請求項3所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，創建有兩組UDC協議，並且其中每組UDC協議與為所述DAPS配置的相應RLC實體相關聯。
如請求項1所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，所述所配置無線電承載是分離承載，所述執行上行鏈路資料壓縮的方法進一步包括：從所述新無線電無線網路接收UDC啟用指示符，以啟用UDC用於所配置分離承載。
一種執行上行鏈路資料壓縮的方法，包括：由一gNB 的一分組資料彙聚協定PDCP實體在一新無線電無線網路中通過所配置無線電承載從上行鏈路傳輸接收來自一發送使用者設備的資料封包，其中所述資料封包為上行鏈路資料壓縮UDC壓縮資料封包；對接收到的所述UDC壓縮資料封包進行重新排序；對所述UDC壓縮資料封包進行解壓縮；以及將解壓縮的資料封包傳送到所述 gNB 的上層。
如請求項6所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，所述所配置無線電承載是服務無線電承載、資料無線電承載或分離承載。
如請求項6所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，所述所配置無線電承載是雙活動協議棧DAPS承載。
如請求項6所述之執行上行鏈路資料壓縮的方法，其中，所述所配置無線電承載是分離承載，所述執行上行鏈路資料壓縮的方法進一步包括：發送UDC啟用指示符給所述發送使用者設備，以啟用UDC用於所配置分離承載。
一種使用者設備，包括：一收發器，用來在一新無線電無線網路中收發射頻信號；一分組資料彙聚協定PDCP實體的一接收模組，用來接收未壓縮資料封包，用於所述新無線電無線網路中通過所配置無線電承載進行的上行鏈路UL傳輸；所述PDCP實體的一上行鏈路資料壓縮UDC模組，用來為所述所配置無線電承載生成UDC壓縮資料封包；以及所述PDCP實體的一路由模組，用來將所述UDC壓縮資料封包路由到所述使用者設備的一個或多個無線電鏈路控制RLC實體。