TWI393387B - 用於多工資料封包之方法及裝置 - Google Patents

Description

用於多工資料封包之方法及裝置

本發明係關於一種多工資料封包之方法、一種用於多工資料封包之多工裝置、一種包含該多工裝置之通信終端機，及一種包含該通信終端機的通信系統。本發明應用於(舉例而言但並非專用)諸如全球行動通信系統(UMTS)之行動通信系統。

在通信系統中存在對具有不同優先級之多工資料封包的要求。舉例而言，在一增強上行鏈路資料通道(E－DCH)之UMTS中，在媒體存取控制(MAC)層處，被稱作MAC－d協定資料單元或MAC－d PDU之資料封包聚集在一起用於傳輸以形成被稱為MAC－d PDU之更大、增強的PDU。當存在具有最高優先級之MAC－d PDU的持續供給時，可使用此等高優先級之MAC－d PDU來填滿該等MAC－e PDU，但當存在較少待傳輸之高優先級MAC－d PDU時，該等MAC－e PDU中之任何後備容量可用於傳輸正等待之具有較低優先級的MAC－d PDU。以此方式，一MAC－e PDU可容納MAC－d PDU之不同優先級的一組合。

在UMTS中，將MAC－d PDU多工為MAC－e PDU之過程負責確保以一適當方式考慮該MAC－d資料流優先級。在最簡單狀況下，此多工可僅直接遵循該等優先級。圖1中所說明之實例展示具有不同優先級P₁ …P_n (優先級自P₁ 至P_n 降低)之MAC－d PDU之佇列5藉由一選擇開關6多工至一MAC－e PDU7。該MAC－e PDU可容納四個MAC－d PDU，且使用具有可用之最高優先級之MAC－d PDU填充。在此簡單機制下，若具有到達用於傳輸的持續高優先級MAC－d PDU，則接著同時到達的較低優先級MAC－d PDU之傳輸將被延遲。MAC－d PDU嚴格基於優先級多工為MAC－e PDU將不一定導致該等MAC－e PDU之最優填滿且將由於太靈活而不能滿足對PDU服務品質(QoS)的所有要求，諸如延遲要求或位元率要求。舉例而言，含有低優先級之PDU佇列可經歷缺乏，缺乏傳輸其PDU之機會。

本發明之一目標為能夠靈活且有效地多工資料封包。

根據本發明之第一態樣，提供一多工具有不同指派優先級之資料封包的方法，其包含：接收資料封包；為資料封包之每一不同優先級操作一佇列；組合一組該等資料封包，其中使用根據第一規則自佇列中之一或多個所選擇之資料封包填充該組的第一部分且使用根據第二規則自一個或一個以上佇列所選擇之資料封包填充該組的第二部分；及傳輸該組。

本發明提供用於藉由將一足夠大容納複數個較小資料封包(諸如MAC－d PDU)之資料封包(諸如MAC－e PDU)劃分為至少兩部分且允許將不同多工規則用於該等不同部分，適當操縱優先級之靈活性、所保證之位元率及缺乏情況。以此方式，可傳輸具有不同優先級之資料封包的一組合。

較佳地，根據第一規則，自含有該等資料封包之最高優先級之佇列選擇資料封包。此確保最高優先級之資料封包被指派該容量之一規則部分。

較佳地，根據第二規則，自含有一比最高優先級低之優先級之資料封包的佇列中之一或多個選擇資料封包。此確保較低優先級之資料封包被指派一些容量。

在一實施例中，根據第二規則，資料封包選自除至少最高優先級佇列之外的任何佇列，其中該等資料封包經歷比一臨限延遲長之延遲。對於該等佇列，該臨限延遲可能相同或不同。此方法可輔助服從一QoS延遲要求。

在一實施例中，根據第二規則，資料封包選自除至少最高優先級佇列之外的任何具有與一臨限資料量相比有多等待傳輸之資料的佇列。此方法可減少一佇列長度超過可用之緩衝器大小之緩衝器溢位的可能性。

在一實施例中，根據該等資料封包之優先級之主要混合，或根據在該等佇列中之資料量，或根據相對於個別佇列之延遲準則的每一佇列中之資料經歷的延遲，調適經傳輸之資料封包之第一及第二部分的大小。此方法可允許有效使用傳輸容量且可幫助服從一QoS要求。

根據本發明之第二態樣，提供一用於多工具有不同指派優先級之資料封包的多工裝置，其包含：用於接收資料封包之構件；用於為資料封包之每一不同優先級操作一佇列之構件；用於組合一組資料封包之構件，其中藉由根據第一規則使用自佇列中之一或多個選擇資料封包的資料封包填充該組的第一部分且藉由根據第二規則使用自佇列中之一或多個選擇資料封包的資料封包填充該組的第二部分；及用於傳輸該組之構件。

根據本發明之第三態樣，提供一通信終端機，其包含根據本發明之第二態樣的多工裝置。

根據本發明之第四態樣，提供一通信系統，其包含根據本發明之第二態樣之用於傳輸資料封包的一第一通信終端機，及一用於接收該等資料封包的第二通信終端機。

參看圖2，說明一用於多工之裝置300，以下稱作一多工裝置300。存在一用於接收資料封包之輸入設備10。耦接至該輸入設備10的為一用於儲存該等所接收之資料封包之輸入緩衝器20，諸如一隨機存取記憶體。存在複數個佇列儲存區50之一記憶庫40，其用於含有佇列且可包含一諸如隨機存取記憶體的儲存媒體。該輸入緩衝器20藉由一諸如開關或功能等效物之第一路由構件30耦接至該記憶庫40，該第一路由構件30用於根據指派給每一資料封包之優先級將每一資料封包自輸入緩衝器20路由至該等佇列儲存區50中之一者。優先級可在該資料封包之接收之前將指派給每一資料封包，或可藉由一控制構件110來指派。或者，可根據其個別MAC－d資料流將該等封包路由至佇列儲存區50，其中每一資料流具有一相關聯之優先級；若(例如)該等資料流優先級動態改變，則可使用此方法。存在一用於儲存向輸出設備100傳輸之前的該等資料封包之輸出緩衝器80，諸如一隨機存取記憶體。該輸出緩衝器80包含一第一部分90及一第二部分95。第一部分90及第二部分每一者可容納至少一資料封包。藉由一諸如開關或功能等效物之第二路由構件60，資料封包經選擇用於自佇列儲存區50轉移至輸出緩衝器80，並藉由開關70轉移至第一部分90或第二部分95。藉由一諸如微處理器之控制構件110控制第一及第二路由開關30、60及開關70。控制構件110根據一預定準則控制該等資料封包向輸出緩衝器80之路由。控制構件110亦可控制第一及第二部分90、95的大小。

該控制構件110可經調適以使用來自含有最高優先級之資料封包之佇列儲存區50的資料封包填充第一部分90。

控制構件110可經調適以使用來自含有比最高優先級低之優先級之資料封包的佇列儲存區50中之一或多個之資料封包填充第二部分95。所選擇用以填充第二部分95之較低優先級資料封包可為已經歷一比預定延遲臨限值長延遲的資料封包，或已經歷最長延遲之資料封包。對於該等佇列儲存區50中之每一者，該預定延遲臨限值可相同或不同。所選擇用以填充第二部分95之較低優先級資料封包可為佇列儲存區50中之含有若干在一預定佔有臨限值之上之資料封包的資料封包。對於該等佇列儲存區50中之每一者，該預定佔有臨限值可相同或不同。用以填充第二部分95之資料封包之選擇不需按照優先級之順序。

控制構件110可根據儲存在該記憶庫40中之資料封包之優先級之主要混合、或根據儲存在該等佇列儲存區50中之資料封包量、或根據相對於個別佇列之延遲準則的在每一佇列儲存區50之資料封包所經歷之延遲、或根據一所接收之指示第一及第二部分之一混合的訊號，調適第一部分90及第二部分95之大小。在後種狀況下，該混合可包含(例如)相對比例或絕對大小之一指示。

參看圖3，所說明之多工方法開始於步驟200，其中由多工裝置300接收一些資料封包。可以連同其已被指派的優先級來接收該等資料封包，或可在接收之後指派優先級。在步驟210，將該等資料封包儲存在佇列儲存區50之集合中，一佇列儲存區對應每一優先級等級P₁ …P_n 。藉由一表示該封包之優先級等級的標籤，來識別將一資料封包儲存在哪一佇列儲存區50。在步驟220，自具有已儲存資料封包之最高優先級的資料封包來組合一組資料封包之第一部分90。在步驟230，自具有一較低優先級或若干較低優先級之資料封包來組合一組資料封包之第二部分95。在步驟240，傳輸包含第一部分90及第二部分95之組合組。對於進一步資料封包，重複該過程。

下文中，給出一些實例，其係關於如何自在該等佇列儲存區50之佇列選擇資料封包，以填充在該輸出緩衝器80之第一部分90及第二部分95中組合之該組資料封包。通常，可假定在執行多工操作之前，可用於第一部分90及第二部分95之資源都是已知的，例如在可傳輸之PDU數目方面。假使未預先確切已知該等資源，例如若總可用資源必然取決於多工結果，則可能有必要考慮許多可能資源配置之多工結果並接著選擇其中之一者。

1)嚴格基於優先級之選擇：在此狀況下，為每一MAC－d資料流指派一優先級。接著對於第一次選擇，自具有最高優先級之佇列中取得資料封包，直至填滿第一部分90可用之資源。若此佇列變空，則自具有下一最高優先級之佇列中取得資料封包等等。對於第二部分95執行相同程序，但為該等佇列之一子集。該子集之合適選擇可使得多工裝置300避免缺乏特定佇列，例如使得滿足一延遲準則。

2)對於第二部分之公正選擇：在此狀況下，藉由輪流自佇列子集(排除最高優先級佇列)之每一者取一個資料封包來填充第二部分95。為最大化公正性，特別地當大量佇列存在時，所最後選擇之佇列可經記錄以用於隨後的多工操作。

3)作為2)之變化，若未充分使用第一部分90可用之資源，則接著可使得該未用之資源可用於第二部分95。

4)作為2)之一變化，第二部分95可在第一部分90之前被填充。此可允許關於哪些佇列利用該等部分中之哪些的一些靈活性。

5)可自不同之佇列子集來填充第一及第二部分90、95。

6)可用一動態方式來修改該等優先級，例如回應由該多工裝置300所接收之指令或資訊。可將該修改應用於第一及第二部分90、95中之一者或兩者。舉例而言，若一特定佇列之傳輸延遲增加超過一特別臨限值，則可臨時增加彼佇列之優先級，以便使得來自彼佇列之資料使用該等部分中之不同一者。

7)第一及第二部分90、95之一或兩個選擇可基於在個別佇列中資料量，例如將最高優先級指派給具有最多資料之佇列。

8)佇列長度可用以在相等優先級之佇列間仲裁，例如藉由自最長佇列中選擇。

9)第一及第二部分90、95之一或兩個選擇可經修改以考慮佇列長度，例如藉由較佳地自超過某一長度之佇列中選擇。

10)選擇可基於一特定資料流目前所達到的QoS。舉例而言，優先選自一平均或最差狀況延遲超過一QoS要求之佇列的資料。

11)每一部分90、95之資源大小可經調適，以考慮每一佇列中之資料量，例如以與在該等相關佇列中之資料量成比例的方式劃分資源。

12)每一部分90、95之資源大小可經調適以考慮每一佇列中之資料的QoS要求，例如以將更多資源給具有最嚴格QoS要求之選擇的方式劃分資源。

13)每一部分90、95之資源大小可經調適以考慮在每一佇列中之該等資料目前所達成的QoS，例如以將更多資源給不滿足，或最不滿足任何延遲要求之部分90、95的方式劃分資源。

除優先級外的準則可用以判定將每一資料封包指派給哪一佇列儲存區50，例如，該資料封包之資料類型或服務品質要求。在此狀況下，該等資料封包並不必須具有一明確優先級指派給其，而是資料類型充當優先級的一個等效特徵，或資料類型界定一隱含優先級。同樣，除優先級外的其它準則可用以判定可將每一資料封包指派給第一及第二部分90、95中之哪一者。

參看圖4，說明一通信系統，其包含一用於傳輸資料之通信終端機410及一用於接收所傳輸資料之通信終端機400。用於傳輸資料的通信終端機410包含參看圖2如上所述之耦接至一用於傳輸資料並接收確認之收發器310的用於多工之裝置300，及一用於處理所接收之回復並傳遞一訊號至一輸出設備330的處理器320。

該多工裝置300可經調適以在一輸入設備100上，例如經由該收發器310接收一指示第一及第二部分90、95之一混合的訊號，或可經調適以回應該訊號設定第一及第二部分90、95之大小。該多工裝置300可經調適以在一輸入設備100上，例如經由該收發器310接收一訊號，該訊號指示可如何自該等佇列儲存區50中選擇資料封包以填充在該輸出緩衝器80之第一部分90及第二部分95中組合的該資料封包，且以根據該訊號調適其操作。可藉由通信終端機400或另一資源來傳輸該等訊號。

儘管本發明已描述輸出緩衝器80具有第一部分90及第二部分95，但是並不排除額外部分的使用，且可將所描述之技術應用於填充該等額外部分。

儘管已參考UMTS描述本發明，但是其使用並不受限制於UMTS，且其可用於其它通信系統，特別是行動通信系統。本發明之使用不受限制於無線通信系統。

在本說明書以及申請專利範圍中，一元件之前的字"一"("a"或"an")並不排除存在複數個該等元件。此外，字"包含"("comprising")並不排除存在除彼等所列外的其它元件或步驟。

在申請專利範圍中，包括在圓括號中的參考標記意欲幫助理解但並不意欲作為限制。

閱讀本揭示案，熟悉此項技術者將顯而易見其它修改。該等修改可涉及資料通信之技術已知之可用以取代本文已描述之特徵或除本文已描述之特徵之外的其它特徵。

5．．．佇列

6．．．選擇開關

7．．．MAC－e PDU

10．．．輸入設備

20．．．輸入緩衝器

30．．．第一路由構件

40．．．記憶庫

50．．．佇列儲存區

60．．．第二路由構件

70．．．開關

80．．．輸出緩衝器

90．．．第一部分

95．．．第二部分

100．．．輸出設備

110．．．控制構件

300．．．多工裝置

310．．．收發器

320．．．處理器

330．．．輸出設備

400．．．第二通信終端機

410．．．第一通信終端機

圖1為一說明MAC－d多工之一先前技術方法的示意圖；圖2為根據本發明之多工裝置；圖3為一說明根據本發明之多工之另一方法的流程圖；及圖4為根據本發明之一通信系統。

10．．．輸入設備

100．．．控制構件

300．．．多工裝置

310．．．收發器

320．．．處理器

330．．．輸出設備

400．．．第二通信終端機

410．．．第一通信終端機

Claims (18)

1. 一種以微處理器為基礎之多工資料封包之方法，該資料封包具有不同指派優先級，該方法包含：接收資料封包；為資料封包之每一不同優先級操作一佇列；組合一組資料封包，其中根據一第一規則，使用自該等佇列中之一或多個所選擇之資料封包來填充該組之一第一部分，且根據一第二規則，使用自該等佇列中之一或多個所選擇之資料封包來填充該組之一第二部分；及傳輸該組，其中根據相對於該個別佇列之一延遲準則之每一佇列中之資料所經歷之延遲，來調適該第一部分及該第二部分之大小。
2. 如請求項1之多工方法，其中根據該第一規則，資料封包係選自含有該等資料封包之該最高優先級之該佇列。
3. 如請求項1之多工方法，其中根據該第二規則，資料封包係選自含有具有一比該最高優先級低之優先級之資料封包之該等佇列中之一或多個。
4. 如請求項1之多工方法，其中根據該第二規則，資料封包係選自除至少該最高優先級佇列之外之任何佇列，其中該等資料封包已經歷一比一臨限延遲長之延遲。
5. 如請求項1之多工方法，其中根據該第二規則，資料封包係選自除至少該最高優先級佇列之外之具有比一臨限資料量多之等待傳輸之資料之任何佇列。
6. 如請求項1之多工方法，其包含根據該等資料封包之優 先級之該主要混合調適該第一及該第二部分之該大小。
7. 如請求項1之多工方法，其包含根據該等佇列中資料量調適該第一及該第二部分之該大小。
8. 如請求項1之多工方法，其包含接收一指示第一及第二部分之一混合之訊號並回應該訊號調適該第一及該第二部分之該大小。
9. 一種用於多工具有不同指派優先級之資料封包之多工裝置，其包含：用於接收資料封包之構件；用於為資料封包之每一不同優先級操作一佇列儲存區之構件；用於組合一組該等資料封包之構件，其中根據一第一規則，藉由自該等佇列儲存區中之一或多個選擇資料封包而使用資料封包來填充該組之一第一部分，且根據一第二規則，藉由自該等佇列儲存區中之一或多個選擇資料封包而使用資料資料封包來填充該組之一第二部分；及用於傳輸該組之構件，其中根據相對於該個別佇列之一延遲準則之每一佇列中之資料所經歷之延遲，來調適該第一部分及該第二部分之大小。
10. 如請求項9之多工裝置，其中根據該第一規則，資料封包係選自含有該等資料封包之該最高優先級之該佇列儲存區。
11. 如請求項9之多工裝置，其中根據該第二規則，資料封包係選自含有具有一比該最高優先級低之優先級之資料 封包之該等佇列儲存區中之一或多個。
12. 如請求項9之多工裝置，其中根據該第二規則，資料封包係選自除至少該最高優先級佇列儲存區之外之任何佇列儲存區，其中該等資料封包已經歷一比一臨限延遲長之延遲。
13. 如請求項9之多工裝置，其中根據該第二規則，資料封包係選自除至少該最高優先級佇列儲存區之外之具有比一臨限資料量多之等待傳輸之資料之任何佇列儲存區。
14. 如請求項9之多工裝置，其包含用於根據該等資料封包之優先級之該主要混合來調適該第一及該第二部分之該大小之構件。
15. 如請求項9之多工裝置，其包含用於根據該等佇列儲存區中之資料量來調適該第一及該第二部分之該大小之構件。
16. 如請求項9之多工裝置，其包含用於接收一指示第一及第二部分之一混合之訊號之構件，以及用於回應該訊號來調適該第一及該第二部分之該大小之構件。
17. 一種通信終端機，其包含如請求項9之多工裝置。
18. 一種通信系統，其包含如請求項17之用於傳輸資料封包之一第一通信終端機，及用於接收該等資料封包之一第二通信終端機。