TWI387256B - 改善傳輸時間間隔集束傳輸之方法及通訊裝置 - Google Patents

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Description

改善傳輸時間間隔集束傳輸之方法及通訊裝置
本發明係指一種無線通訊系統改善傳輸時間間隔集束傳輸之方法及其相關裝置，尤指一種可有效提升傳輸時間間隔集束之效率，避免無線資源浪費的方法及其相關裝置。
長期演進(Long Term Evolution，LTE)無線通訊系統是一種建立於第三代行動通訊系統(如全球行動電信系統)之上的先進式高速無線通訊系統，其只需支援封包交換(Packet Switched)傳輸，且無線鏈結控制(Radio Link Control，RLC)通訊協定層與媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)通訊協定層可被整合於同一通訊網路單元，如基地台之中，而不需分開位於基地台(Node B)及無線網路管控台(RNC)之中，因此系統架構較簡單。
在長期演進無線通訊系統中，為了改善上鏈路傳輸之涵蓋範圍，習知技術導入了一傳輸時間間隔集束(Transmission Time Interval Bundling，TTI Bundling)技術。傳輸時間間隔集束技術係將同一封包重覆傳輸預設次數，而該些重覆傳輸之封包則稱為一集束(Bundle)。傳輸時間間隔集束技術可減少用戶端在細胞邊界上的傳輸延遲且可降低控制通道的信號(signaling of control channel)，並提高資料傳輸的可靠度及正確性，使得上鏈路傳輸之涵蓋範圍得以改善。
傳輸時間間隔集束技術係在現有架構下，將每一封包重覆傳輸一定次數。在此情形下，由於傳輸時間間隔之長度及混合式自動重發請求(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ)流程之運作皆未改變，因此習知技術已針對傳輸時間間隔集束，提出不同的執行方式。
第一種方式係網路端僅根據一集束內最後一封包的解碼結果，來產生回覆訊號。因此，即使其它封包皆被成功接收，只要最後一封包未被成功接收，則用戶端必需重傳。這種不必要的重傳會造成網路資源的浪費，並影響傳輸的速度。除此之外，其重傳集束的過程缺乏效率。舉例來說，請參考第1A圖，第1A圖顯示一用戶端之傳輸及接收封包之示意圖。假設傳輸時間間隔之長度為T，HARQ_RTT表示混合式自動重發請求往返時間(Round Trip Time)，且其長度固定為8T。封包P1、P2、P3、P4係為用戶端於連續四個傳輸時間間隔所重覆傳輸之相同封包，即封包P1、P2、P3、P4形成一集束BDL。當用戶端於時間點4T完成集束BDL之傳輸後，網路端僅根據集束BDL內最後一封包P4的解碼結果，產生回覆訊號(即確認收訖訊號ACK或未收訖訊號NACK)，以指示集束BDL的接收狀態。在此例中，封包P4未被網路端成功接收，則網路端會產生對應的未收訖訊號NACK。當用戶端於時間點7T至8T間收到網路端回覆的未收訖訊號NACK後，由於處理時間過短，用戶端無法於下一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT的起點(即時間點8T)，開始進行集束BDL的重傳，而需間隔一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT後，即時間點16T，才能開始集束BDL之重傳。簡單來說，用戶端會在完成集束BDL之傳輸後的第四個傳輸時間間隔收到網路端的回覆訊號，並據以判斷是否需重傳集束BDL。若需重傳集束BDL，用戶端必需間隔一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT後，才能進行集束BDL之重傳。在此情形下，中間間隔的混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT，即時間點8T至16T之間，未被用來傳輸封包，形成網路資源的浪費並影響傳輸效率。
第二種方式係網路端僅根據一集束內最前一封包的解碼結果，來產生回覆訊號。這種方式能改善第1A圖中用戶端需間隔一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT後才能重傳集束BDL的問題，但仍可能引起不必要的封包重傳。舉例來說，在第1B圖中，當用戶端於時間點1T完成封包P1之傳輸後，網路端僅根據封包P1的解碼結果，產生回覆訊號(即確認收訖訊號ACK或未收訖訊號NACK)，以指示集束BDL的接收狀態。若封包P1未被網路端成功接收，則網路端會產生對應的未收訖訊號NACK。當用戶端於時間點4T至5T間收到網路端回覆的未收訖訊號NACK後，由於處理時間仍足夠，用戶端會於下一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT的起點(即時間點8T)，開始進行集束BDL的重傳。因此，上述的方法改善了集束BDL的重傳效率，使得用戶端不需間隔一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT，即可進行集束BDL的重傳。然而，由於網路端僅根據封包P1的解碼結果，判斷是否產生未收訖訊號NACK，因此，即使其它封包被成功接收，只要封包P1未被成功接收，用戶端仍需進行不必要的重傳，因而造成網路資源的浪費，並影響傳輸的速度。
第三種方式與第一種方式相似，亦是網路端僅根據一集束內最後一封包的解碼結果，來產生回覆訊號，不同的是，混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT的長度不再固定為8T，而是依集束的長度而延長為12T，如第1C圖所示。當用戶端於時間點4T完成集束BDL之傳輸後，網路端僅根據集束BDL內最後一封包P4的解碼結果，產生回覆訊號(即確認收訖訊號ACK或未收訖訊號NACK)，以指示集束BDL的接收狀態。在此例中，封包P4未被網路端成功接收，網路端會產生對應的未收訖訊號NACK。當用戶端於時間點7T至8T間收到網路端回覆的未收訖訊號NACK後，由於混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT被延長為12T，使得用戶端可於下一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT的起點(即時間點12T)，開始進行集束BDL的重傳。換句話說，用戶端會在完成集束BDL之傳輸後的第四個傳輸時間間隔收到網路端的回覆訊號，並據以判斷是否需重傳集束BDL。若需重傳集束BDL，由於混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT被延長為12T，使得用戶端可於下一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT，開始進行集束BDL之重傳。然而，這種方式雖能改善第1A圖的缺點並縮短封包延遲的時間，但是混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT會依集束之長度而被延長，造成傳輸時間增加。更有甚者，不同集束長度下，混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT的長度亦有所不同，易造成實際操作的困難且不符合統一規格之需求。
因此，本發明之主要目的即在於提供無線通訊系統改善傳輸時間間隔集束傳輸之方法及其相關裝置。
本發明揭露一種改善傳輸時間間隔集束之傳輸的方法，用於一無線通訊系統之一用戶端中。該方法包含有於一第一時間點，啟動傳送一第一集束；以及於落後該第一時間點之一第二時間點，啟動傳送一第二集束；其中，該第二時間點位於該第一集束之一集束往返時間之中，該集束往返時間係一特定倍數之一混合式自動重發請求往返時間(Hybrid Automatic Repeat Request Round Trip Time，HARQ_RTT)。
本發明另揭露一種通訊裝置，用於一無線通訊系統之一用戶端中，用以改善傳輸時間間隔集束，該通訊裝置包含有一中央處理器，用來執行一程式；以及一儲存裝置，耦接於該中央處理器，用來儲存該程式。該程式中包含有於一第一時間點，啟動傳送一第一集束；以及於落後該第一時間點之一第二時間點，啟動傳送一第二集束；其中，該第二時間點位於該第一集束之一集束往返時間之中，該集束往返時間係一特定倍數之一混合式自動重發請求往返時間(Hybrid Automatic Repeat Request Round Trip Time，HARQ_RTT)。
請參考第2圖，第2圖為一無線通訊系統1000之示意圖。無線通訊系統1000較佳地為長期演進無線通訊系統，其簡略地係由一網路端及複數個用戶端所組成。在第2圖中，網路端及用戶端係用來說明無線通訊系統1000之架構；實際上，網路端可視不同需求包含有複數個基地台、無線網路控制器等；而用戶端則可能是行動電話、電腦系統等設備。
請參考第3圖，第3圖為一無線通訊裝置100之功能方塊圖。無線通訊裝置100可以用來實現第2圖中之用戶端。為求簡潔，第3圖僅繪出無線通訊裝置100之一輸入裝置102、一輸出裝置104、一控制電路106、一中央處理器108、一儲存裝置110、一程式112及一收發器114。在無線通訊裝置100中，控制電路106透過中央處理器108執行儲存於儲存裝置110中的程式112，從而控制無線通訊裝置100之運作，其可透過輸入裝置102(如鍵盤)接收使用者輸入之訊號，或透過輸出裝置104(如螢幕、喇叭等)輸出畫面、聲音等訊號。收發器114用以接收或發送無線訊號，並將所接收之訊號傳送至控制電路106，或將控制電路106所產生之訊號以無線電方式輸出。換言之，以通訊協定之架構而言，收發器114可視為第一層的一部分，而控制電路106則用來實現第二層及第三層的功能。
請繼續參考第4圖，第4圖為第3圖中程式112之示意圖。程式112包含有一應用程式層200、一第三層介面202及一第二層介面206，並與一第一層介面218連接。第三層介面202用來實現無線資源控制。第二層介面206包含有一無線鏈結控制層介面及一媒體存取控制層介面，用來實現鏈結控制，而第一層介面218則用來實現實體連結。
在長期演進無線通訊系統中，第二層介面206之媒體存取控制層可執行一傳輸時間間隔集束(Transmission Time Interval Bundling，TTI Bundling)功能，以提高資料傳輸的可靠度及正確性，使得上鏈路傳輸之涵蓋範圍得以改善。在此情形下，當用戶端執行該傳輸時間間隔集束功能時，本發明實施例提供一傳輸時間間隔集束改善程式220，用以改善傳輸時間間隔集束之傳輸。
請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一流程50之示意圖。流程50用於無線通訊系統1000之一用戶端中執行傳輸時間間隔集束之傳輸，其可被編譯為傳輸時間間隔集束改善程式220，並包含以下步驟：
步驟500：開始。
步驟502：於一第一時間點，啟動傳送一第一集束。
步驟504：於落後該第一時間點之一第二時間點，啟動傳送一第二集束。其中，該第二時間點位於該第一集束之一集束往返時間之中，該集束往返時間係一特定倍數之一混合式自動重發請求往返時間。
步驟506：結束。
根據流程50，本發明實施例係於傳送第一集束後，在第一集束之集束往返時間之中啟動傳送第二集束，且集束往返時間係特定倍數之混合式自動重發請求往返時間。簡單來說，本發明實施例可於啟動傳送第一集束後特定倍數之混合式自動重發請求往返時間之中啟動傳送第二集束。其中，混合式自動重發請求往返時間之長度與第一集束或第二集束所包含之封包數無關，較佳地為8個傳輸時間間隔，如8微秒(ms)。
詳細來說，本發明之主要精神係將集束往返時間「視為」特定倍數之混合式自動重發請求往返時間，需注意的是，實際上，混合式自動重發請求往返時間不會被延長，也不需更改混合式自動重發請求程序；更重要的是，本發明實施例不需特別限制網路端之回覆訊號的對象。舉例來說，若集束往返時間係2倍混合式自動重發請求往返時間，則啟動傳送第二集束的第二時間點會落後第一時間點一個混合式自動重發請求往返時間。在此情形下，本發明實施例可在傳輸完一集束後的下一混合式自動重發請求往返時間，隨即傳送另一集束，因此不會浪費混合式自動重發請求往返時間，且不需延長混合式自動重發請求往返時間。
進一步地，請參考第6圖，第6圖為根據本發明實施例一用戶端之傳輸及接收封包之示意圖。在第6圖中，相關參數係與第1A圖相同，亦即傳輸時間間隔之長度為T，HARQ_RTT表示混合式自動重發請求往返時間的長度固定為8T，BDL_RTT表示集束往返時間。如第6圖所示，集束往返時間BDL_RTT係為2倍混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT。封包PI1、PI2、PI3、PI4為用戶端於連續四個傳輸時間間隔所重覆傳輸之相同封包，即封包PI1、PI2、PI3、PI4形成一集束BDL_1。因此，根據本發明實施例，當用戶端完成集束BDL_1之傳輸後，在同一集束往返時間BDL_RTT中的下一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT，用戶端會啟動傳輸另一集束。因此，在時間點8T時，用戶端開始傳輸一集束BDL_2的封包PI5、PI6、PI7、PI8。另外，當用戶端於時間點4T完成集束BDL_1之傳輸後，網路端係根據集束BDL_1的解碼結果，來產生回覆訊號(即確認收訖訊號ACK或未收訖訊號NACK)，以指示集束BDL_1的接收狀態。在此例中，若集束BDL_1未被網路端成功且完整接收，則網路端會產生對應的未收訖訊號NACK。當用戶端於時間點7T至8T間收到網路端回覆的未收訖訊號NACK後，用戶端會於時間點16T，開始集束BDL_1的重傳。由上述可知，當用戶端完成傳輸一集束後，不論用戶端是否需重傳集束，用戶端隨即於下一混合式自動重發請求往返時間HARQ_RTT，傳輸另一集束。在此情形下，無線資源可被有效利用，避免習知技術的缺點。
需注意的是，在第6圖中，用戶端係於時間點0T～4T及8T～12T傳送集束BDL_1及BDL_2，並於時間點16T～20T重傳集束BDL_1。其中集束往返時間BDL_RTT係BDL_1於開始傳輸直至啟動BDL_1重傳所經歷的期間，從0T到16T的期間，雖然歷經了兩個HARQ_RTT，但由於在第二混合式自動重發請求往返時間(8T～16T)中，本發明實施例會進行集束BDL_2的傳輸，此即集束往返時間被「視為」兩倍混合式自動重發請求往返時間的概念。
另一方面，網路端之回覆訊號的對象不限於集束BDL_1之最前或最後之封包。例如，在第6圖中，網路端係根據集束BDL_1之所有封包的解碼結果，產生回覆訊號。由於封包PI1～PI4皆完全相同，因此，當網路端接收完封包PI4後，網路端才可判斷是否成功接收集束BDL_1，並據以產生回覆訊號。在某些實施例中，若集束BDL_1之所有封包並非完全相同而是存有部分差異時，則網路端可能在收到封包PI1時，就能判斷集束BDL_1會解碼錯誤。在此情形下，如第7圖所示，本發明實施例可進一步於第二混合式自動重發請求往返時間(8T～16T)，開始集束BDL_1的重傳。
綜上所述，在本發明實施例中，集束往返時間係為特定倍數之混合式自動重發請求往返時間，因此用戶端可在傳輸完一集束後的下一混合式自動重發請求往返時間，隨即傳送另一集束，因此不會浪費混合式自動重發請求往返時間，且不需延長混合式自動重發請求往返時間。因此，本發明實施例可有效提升傳輸時間間隔集束之效率，避免無線資源的浪費。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1000．．．無線通訊系統
100．．．無線通訊裝置
102．．．輸入裝置
104．．．輸出裝置
106．．．控制電路
108．．．中央處理器
110．．．儲存裝置
112．．．程式
114．．．收發器
200．．．應用程式層
202．．．第三層介面
206．．．第二層介面
218．．．第一層介面
220．．．傳輸時間間隔集束改善程式
HARQ_RTT．．．混合式自動重發請求往返時間
BDL_RTT．．．集束往返時間
NACK．．．未收訖訊號
P1～P4、PI1～PI8．．．封包
BDL、BDL_1、BDL_2．．．集束
50．．．流程
500、502、504、506．．．步驟
第1A圖、第1B圖及第1C圖為習知技術執行傳輸時間間隔集束時一用戶端之傳輸及接收封包之示意圖。
第2圖為一無線通訊系統之示意圖。
第3圖為一無線通訊裝置之功能方塊圖。
第4圖為第3圖中一程式之示意圖。
第5圖為本發明實施例之流程圖。
第6圖及第7圖為根據第5圖之流程執行傳輸時間間隔集束時一用戶端之傳輸及接收封包之示意圖。
50．．．流程
500、502、504、506．．．步驟

Claims (14)

  1. 一種改善傳輸時間間隔集束(Transmission Time Interval Bundling，TTI Bundling)傳輸之方法，用於一無線通訊系統之一用戶端中，該方法包含有：於一第一時間點，啟動傳送一第一集束(Bundle)；以及於落後該第一時間點之一第二時間點，啟動傳送一第二集束；其中，該第二時間點位於該第一集束之一集束往返時間之中，該集束往返時間係一特定倍數之一混合式自動重發請求往返時間(Hybrid Automatic Repeat Request Round Trip Time，HARQ_RTT)，且該集束往返時間起始於該第一時間點，終止於落後該第二時間點之一第三時間點，其中該第一集束之一重發於該第三時間點啟動。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該第二集束與該第一集束相異。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該混合式自動重發請求往返時間之長度與該第一集束或該第二集束所包含之封包數無關。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該混合式自動重發請求往返時間之長度為8個傳輸時間間隔。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該特定倍數為2。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該第二時間點落後該第一時間點該混合式自動重發請求往返時間。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該無線通訊系統係一長期演進(Long-term Evolution，LTE)行動通訊系統。
  8. 一種通訊裝置，用於一無線通訊系統之一用戶端中，用以改善傳輸時間間隔集束(Transmission Time Interval Bundling，TTI Bundling)，該通訊裝置包含有：一中央處理器，用來執行一程式；以及一儲存裝置，耦接於該中央處理器，用來儲存該程式；其中該程式中包含有：於一第一時間點，啟動傳送一第一集束(Bundle)；以及於落後該第一時間點之一第二時間點，啟動傳送一第二集束；其中，該第二時間點位於該第一集束之一集束往返時間之中，該集束往返時間係一特定倍數之一混合式自動重發請求往返時間(Hybrid Automatic Repeat Request Round Trip Time，HARQ_RTT)，且該集束往返時間起始於該第一時間點，終止於落後該第二時間點之一第三時間點，其中該第一集束之一重發於該第三時間點啟動。
  9. 如請求項8所述之通訊裝置，其中該第二集束與該第一集束相異。
  10. 如請求項8所述之通訊裝置，其中該混合式自動重發請求往返時間之長度與該第一集束或該第二集束所包含之封包數無關。
  11. 如請求項8所述之通訊裝置，其中該混合式自動重發請求往返時間之長度為8個傳輸時間間隔。
  12. 如請求項8所述之通訊裝置，其中該特定倍數為2。
  13. 如請求項12所述之通訊裝置，其中該第二時間點落後該第一時間點該混合式自動重發請求往返時間。
  14. 如請求項8所述之通訊裝置，其中該無線通訊系統係一長期演進(Long-term Evolution，LTE)行動通訊系統。
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