TWI566536B - 無線用戶設備的控制電路 - Google Patents

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Description

無線用戶設備的控制電路
本發明有關行動通信系統，尤指一種用於控制無線用戶設備與通信站進行無線通信的控制電路。
在傳統的行動通信系統中，無線用戶設備(wireless user equipment)的控制電路中的各通信協定層運算電路所產生的資料，都會先儲存在控制電路外部的緩衝電路中。等到下層運算電路需要上層運算電路所產生的資料時，再從控制電路外部的緩衝電路中讀取所需的資料。
例如，當無線用戶設備需要上傳資料給網路端時，傳統控制電路中的不同通信協定層運算電路，必需對控制電路外部的緩衝電路進行多次的寫入及讀取動作，才能產生所需的上傳資料(uplink data)。眾所周知，緩衝電路多半是用各種揮發性記憶體來實現，但寫入和讀取記憶體的動作都需要耗費一定的等待及存取時間。因此，傳統無線用戶設備的控制電路的資料處理效能(throughput performance)，嚴重受限於對外部緩衝電路進行多次存取所需的時間，而難以獲得有效提升。
有鑑於此，如何有效提升無線用戶設備中的控制電路的資料處理效能，實為業界有待解決的問題。
本說明書提供一種無線用戶設備的控制電路的實施例，用於控制 該無線用戶設備與一通信站進行無線通信，其中，該無線用戶設備包含一無線通信電路以及一記憶體裝置。該控制電路包含：一封包資料收斂協定層運算電路，設置成從該記憶體裝置中的一PDCP服務資料單元緩衝區讀取一PDCP服務資料單元，並依據該PDCP服務資料單元產生一加密資料；一無線鏈結控制層運算電路，設置成依據該加密資料產生一RLC協定資料單元；一媒體存取控制層運算電路，設置成依據該RLC協定資料單元產生一MAC協定資料單元；以及一通道編碼電路，設置成編碼該MAC協定資料單元以產生一上傳資料，並將該上傳資料透過該無線通信電路傳送至該通信站；其中，該PDCP層運算電路會直接將該加密資料傳送給該RLC層運算電路，而不將該加密資料先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，該RLC層運算電路會直接將該RLC協定資料單元傳送給該MAC層運算電路，而不將該RLC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，且該MAC層運算電路會直接將該MAC協定資料單元傳送給該通道編碼電路，而不將該MAC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中。
本說明書另提供一種無線用戶設備的控制電路的實施例，用於控制該無線用戶設備與一通信站進行無線通信，其中，該無線用戶設備包含一無線通信電路以及一記憶體裝置。該控制電路包含：一封包資料收斂協定層運算電路，設置成在接收到一重傳請求時，從該記憶體裝置中的一PDCP服務資料單元緩衝區讀取一目標資料，並依據該目標資料產生一目標加密資料；一無線鏈結控制層運算電路，設置成依據該目標加密資料產生一目標RLC協定資料 單元；一媒體存取控制層運算電路，設置成依據該目標RLC協定資料單元產生一目標MAC協定資料單元；以及一通道編碼電路，設置成編碼該目標MAC協定資料單元以產生一重傳資料，並將該重傳資料透過該無線通信電路傳送至該通信站；其中，該PDCP層運算電路會直接將該目標加密資料傳送給該RLC層運算電路，而不將該目標加密資料先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，該RLC層運算電路會直接將該目標RLC協定資料單元傳送給該MAC層運算電路，而不將該目標RLC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，且該MAC層運算電路會直接將該目標MAC協定資料單元傳送給該通道編碼電路，而不將該目標MAC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中。
上述實施例的優點之一，是可大幅減少控制電路存取外部記憶體裝置的次數及所需存取時間，進而能有效提升控制電路的資料處理效能。
上述實施例的另一優點，是由於可大幅減少控制電路存取外部記憶體裝置的次數，故能降低無線用戶設備的耗電量。
上述實施例的另一優點，是可減少控制電路對於無線用戶設備中的記憶體容量的需求，故能降低無線用戶設備的硬體成本。
本發明的其他優點將藉由以下的說明和圖式進行更詳細的解說。
100‧‧‧行動通信系統
110‧‧‧通信站
111‧‧‧傳收電路
113‧‧‧儲存裝置
115‧‧‧處理器模組
120‧‧‧無線用戶設備
121‧‧‧第一無線通信電路
122‧‧‧第二無線通信電路
123‧‧‧記憶體裝置
124‧‧‧控制電路
125‧‧‧PDCP層運算電路
126‧‧‧RLC層運算電路
127‧‧‧MAC層運算電路
128‧‧‧通道編碼電路
129‧‧‧PDCP服務資料單元緩衝區
圖1為本發明一實施例的行動通信系統簡化後的示意圖。
圖2為本發明產生上傳資料的方法的一實施例簡化後的流程圖。
圖3為本發明產生重傳資料的方法的一實施例簡化後的流程圖。
以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
圖1為本發明一實施例的行動通信系統100簡化後的示意圖。行動通信系統100中包含多個通信站(communication station)以及多個無線用戶設備。為了說明上的方便，圖1中僅繪示一代表性的通信站110與一無線用戶設備120為例。如圖1所示，通信站110包含一傳收電路111、一儲存裝置113、以及一處理器模組115。無線用戶設備120包含一第一無線通信電路121、一第二無線通信電路122、一記憶體裝置123、以及一控制電路124，其中，控制電路124包含一封包資料收斂協定(packet data convergence protocol，PDCP)層運算電路(以下簡稱PDCP層運算電路)125、一無線鏈結控制(radio link control，RLC)層運算電路(以下簡稱RLC層運算電路)126、一媒體存取控制(medium access control，MAC)層運算電路(以下簡稱MAC層運算電路)127、以及一通道編碼電路(channel encoding circuit)128。行動通信系統100中的其他通信站及無線用戶設備的架構，也與前述的通信站110及無線用戶設備120類似。
在通信站110中，傳收電路111設置成利用一第一無線存取技術(radio access technology，RAT)來傳送信號。儲存裝置113設置成儲存通信站110運作所需的資料。處理器模組115耦接於傳收電路111及儲存裝置113，且設置成控制傳收電路111及儲存裝置113的運作。
在無線用戶設備120中，第一無線通信電路121設置成利用該第一無線存取技術與通信站110的傳收電路111進行通信。第二無線通 信電路122設置成利用異於該第一無線存取技術的一第二無線存取技術與一或多個存取點(access point，AP，圖1中未繪示)進行通信。記憶體裝置123設置成儲存第一無線通信電路121及第二無線通信電路122所接收到的資料，並提供一PDCP服務資料單元(service data unit，SDU)緩衝區129。控制電路124耦接於第一無線通信電路121、第二無線通信電路122、與記憶體裝置123。控制電路124設置成存取記憶體裝置123中的資料，並控制第一無線通信電路121、第二無線通信電路122、與記憶體裝置123的運作。
實作上，前述的傳收電路111和第一無線通信電路121皆可包含利用第一無線存取技術與其他裝置進行通信的一或多個天線、一或多個調變器/解調變器、一或多個類比信號處理電路、及/或一或多個數位處理電路。第二無線通信電路122可包含利用第二無線存取技術與其他裝置進行通信的一或多個天線、一或多個調變器/解調變器、一或多個類比信號處理電路、及/或一或多個數位處理電路。儲存裝置113以及記憶體裝置123皆可利用一或多個揮發性/非揮發性記憶體電路來實現，例如，暫存器、硬碟、或快閃記憶體裝置等。處理器模組115以及控制電路124皆可利用一或多個微處理器、一或多個網路處理器、一或多個數位信號處理電路、及/或其他合適的處理電路來實現。
換言之，控制電路124中的PDCP層運算電路125、RLC層運算電路126、MAC層運算電路127、以及通道編碼電路128可分別用不同的電路元件來實現，也可整合在單一電路晶片中。
為了便利說明起見，行動通信系統100中的其他元件和連接關係並未繪示於圖1中。
由前述說明可知，無線用戶設備120可與採用第一無線存取技術的通信站110進行通信，並可與採用第二無線存取技術的存取點進行通信。實作上，第一無線存取技術指的是一或多種無線廣域網路(wireless wide area network，WWAN)技術、無線都會網路(wireless metropolitan area network，WMAN)技術、或其他適用於較大通信範圍的無線通信技術，例如，WiMAX、GSM、UMTS、HSPA、LTE、LTE-Advanced、或其他的3GPP無線存取技術。第二無線存取技術指的是一或多種無線區域網路(wireless local area network，WLAN)技術、或其他適用於通信範圍較第一無線存取技術來得小的無線通信技術，例如，IEEE 802.11系列技術標準的無線存取技術。
為了舉例說明，以下假設第一無線存取技術指的是各種3GPP無線存取技術的其中一種。在此情況下，通信站110可用一3GPP基地台(base station，或簡稱為BS)來實現，例如節點B(Node B)或演進節點B(Evolved Node B，簡稱為eNodeB或eNB)。此外，通信站110亦可與一或多個存取點設置於實質上相同的地點。
如前所述，當無線用戶設備120需要上傳資料給網路端時，傳統控制電路中的不同通信協定層運算電路，必需對控制電路外部的緩衝電路進行多次的寫入及讀取動作，才能產生所需的上傳資料(uplink data)。因此，傳統控制電路的資料處理效能(throughput performance)會嚴重受限於對外部緩衝電路進行多次存取所需的時間，而難以獲得有效提升。
在本發明的行動通信系統100中，為了有效提升資料處理效能，無線用戶設備120中的控制電路124會儘可能減少存取外部緩衝電 路的次數，以減少所需的存取時間。
以下將搭配圖2來進一步說明本發明的控制電路124上傳資料給網路端的方法。
圖2為本發明產生上傳資料的一實施例簡化後的流程圖。在圖2的流程圖中，位於一特定裝置所屬欄位中的流程，即代表由該特定裝置所進行的流程。例如，標記為「PDCP層運算電路」的欄位中的部分，代表PDCP層運算電路125所進行的流程；標記為「RLC層運算電路」的欄位中的部分，代表RLC層運算電路126所進行的流程；標記為「MAC層運算電路」的欄位中的部分，代表MAC層運算電路127所進行的流程；標記為「通道編碼電路」的欄位中的部分，代表通道編碼電路128所進行的流程。相同的編排邏輯也適用於後續的流程圖中。
當無線用戶設備120需要上傳資料給網路端時，控制電路124中的PDCP層運算電路125會進行流程202，從記憶體裝置123的PDCP服務資料單元緩衝區129中讀取一PDCP服務資料單元P_SDU。
在流程204中，PDCP層運算電路125會依據PDCP服務資料單元P_SDU，產生一加密資料(ciphered data)P_PDU。例如，PDCP層運算電路125可對PDCP服務資料單元P_SDU進行一完整性保護(integrity protection)處理與一加密運算(ciphering operation)，以產生加密資料P_PDU。
在流程206中，PDCP層運算電路125會直接將加密資料P_PDU傳送給RLC層運算電路126，而不會將加密資料P_PDU先暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路(例如，記憶體裝置123)中。
在流程208中，RLC層運算電路126會依據PDCP層運算電路125傳 來的加密資料P_PDU，產生一RLC協定資料單元R_PDU。
在流程210中，RLC層運算電路126會直接將RLC協定資料單元R_PDU傳送給MAC層運算電路127，而不會將RLC協定資料單元R_PDU先暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路(例如，記憶體裝置123)中。
在流程212中，MAC層運算電路127會依據RLC層運算電路126傳來的RLC協定資料單元R_PDU，產生一MAC協定資料單元M_PDU。
在流程214中，MAC層運算電路127會直接將MAC協定資料單元M_PDU傳送給通道編碼電路128，而不會將MAC協定資料單元M_PDU先暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路(例如，記憶體裝置123)中。
在流程216中，通道編碼電路128會編碼MAC層運算電路127傳來的MAC協定資料單元M_PDU，以產生一上傳資料UL_DATA，並將上傳資料UL_DATA透過第一無線通信電路121傳送至當時位於無線用戶設備120的通信範圍內的通信站110。
由前述說明可知，PDCP層運算電路125並不會將產生的加密資料P_PDU暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路中，RLC層運算電路126並不會將產生的RLC協定資料單元R_PDU暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路中，而且MAC層運算電路127也不會將產生的MAC協定資料單元M_PDU暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路中。
相反地，PDCP層運算電路125會直接將產生的加密資料P_PDU傳送給RLC層運算電路126，RLC層運算電路126會直接將產生的 RLC協定資料單元R_PDU傳送給MAC層運算電路127，而MAC層運算電路127則會直接將產生的MAC協定資料單元M_PDU傳送給通道編碼電路128進行編碼。
因此，在產生前述上傳資料UL_DATA的過程中，控制電路124僅會從記憶體裝置123的PDCP服務資料單元緩衝區129中讀取PDCP服務資料單元P_SDU，之後便不會對記憶體裝置123進行寫入或讀取的動作。很明顯地，採用圖2實施例的上傳資料產生方法，可大幅減少控制電路124存取外部記憶體裝置123的次數及所需存取時間，進而能有效提升控制電路124的資料處理效能。
以下將搭配圖3來進一步說明本發明的控制電路124重傳資料給網路端的方法。
圖3為本發明產生重傳資料(retransmission data)的一實施例簡化後的流程圖。
如圖3所示，當控制電路124中的PDCP層運算電路125接收到一重傳請求(retransmission request)時，PDCP層運算電路125會進行流程302，從記憶體裝置123的PDCP服務資料單元緩衝區129中讀取與待重傳的資料相對應的一目標資料T_DATA。
在流程304中，PDCP層運算電路125會依據目標資料T_DATA，產生一目標加密資料(target ciphered data)TP_PDU。例如，PDCP層運算電路125可對目標資料T_DATA進行一完整性保護處理與一加密運算，以產生目標加密資料TP_PDU。
在流程306中，PDCP層運算電路125會直接將目標加密資料TP_PDU傳送給RLC層運算電路126，而不會將目標加密資料TP_PDU先暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路(例如，記憶 體裝置123)中。
在流程308中，RLC層運算電路126會依據PDCP層運算電路125傳來的目標加密資料TP_PDU，產生一目標RLC協定資料單元TR_PDU。
在流程310中，RLC層運算電路126會直接將目標RLC協定資料單元TR_PDU傳送給MAC層運算電路127，而不會將目標RLC協定資料單元TR_PDU先暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路(例如，記憶體裝置123)中。
在流程312中，MAC層運算電路127會依據RLC層運算電路126傳來的目標RLC協定資料單元TR_PDU，產生一目標MAC協定資料單元TM_PDU。
在流程314中，MAC層運算電路127會直接將目標MAC協定資料單元TM_PDU傳送給通道編碼電路128，而不會將目標MAC協定資料單元TM_PDU先暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路(例如，記憶體裝置123)中。
在流程316中，通道編碼電路128會編碼MAC層運算電路127傳來的目標MAC協定資料單元TM_PDU，以產生一重傳資料RT_DATA，並將重傳資料RT_DATA透過第一無線通信電路121傳送至當時位於無線用戶設備120的通信範圍內的通信站110。
由前述說明可知，PDCP層運算電路125並不會將產生的目標加密資料TP_PDU暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路中，RLC層運算電路126並不會將產生的目標RLC協定資料單元TR_PDU暫存在控制電路124外部的任何緩衝電路中，而且MAC層運算電路127也不會將產生的目標MAC協定資料單元TM_PDU暫存在控制 電路124外部的任何緩衝電路中。
相反地，PDCP層運算電路125會直接將產生的目標加密資料TP_PDU傳送給RLC層運算電路126，RLC層運算電路126會直接將產生的目標RLC協定資料單元TR_PDU傳送給MAC層運算電路127，而MAC層運算電路127則會直接將產生的目標MAC協定資料單元TM_PDU傳送給通道編碼電路128進行編碼。
因此，在產生前述重傳資料RT_DATA的過程中，控制電路124僅會從記憶體裝置123的PDCP服務資料單元緩衝區129中讀取與待重傳的資料相對應的目標資料T_DATA，之後便不會對記憶體裝置123進行寫入或讀取的動作。很明顯地，採用圖3實施例的重傳資料產生方法，可大幅減少控制電路124存取外部記憶體裝置123的次數及所需存取時間，進而能有效提升控制電路124的資料處理效能。
在一實施例中，前述的目標資料T_DATA是一完整的PDCP服務資料單元。在此情況下，PDCP層運算電路125於前述的流程304中，可對該PDCP服務資料單元進行一完整性保護處理及/或一加密運算，以產生目標加密資料TP_PDU。
在另一實施例中，前述的目標資料T_DATA只是一單一PDCP服務資料單元中待重傳的一資料片段(segment)，而非該單一PDCP服務資料單元的完整內容。在此情況下，PDCP層運算電路125於前述的流程304中，可以只依據該資料片段來產生目標加密資料TP_PDU，以減少所需的運算量。
由前述說明可知，採用圖2實施例的上傳資料產生方法，或是圖3實施例的重傳資料產生方法，皆可大幅減少控制電路124存取外 部記憶體裝置123的次數及所需存取時間，進而能有效提升控制電路124及無線用戶設備120的資料處理效能。
另一方面，由於可大幅減少控制電路124存取外部記憶體裝置123的次數，故採用圖2實施例的上傳資料產生方法或是圖3實施例的重傳資料產生方法，也能降低無線用戶設備120的耗電量。
再者，由於本發明的前述架構可有效減少控制電路124對於無線用戶設備120中的記憶體容量的需求，故也能降低無線用戶設備120的硬體成本。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
在此所使用的「及/或」的描述方式，包含所列舉的其中之一或多個項目的任意組合。另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
以上僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明請求項所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
100‧‧‧行動通信系統
110‧‧‧通信站
111‧‧‧傳收電路
113‧‧‧儲存裝置
115‧‧‧處理器模組
120‧‧‧無線用戶設備
121‧‧‧第一無線通信電路
122‧‧‧第二無線通信電路
123‧‧‧記憶體裝置
124‧‧‧控制電路
125‧‧‧PDCP層運算電路
126‧‧‧RLC層運算電路
127‧‧‧MAC層運算電路
128‧‧‧通道編碼電路
129‧‧‧PDCP服務資料單元緩衝區

Claims (3)

  1. 一種無線用戶設備的控制電路，用於控制該無線用戶設備與一通信站進行無線通信，該無線用戶設備包含一無線通信電路以及一記憶體裝置，該控制電路包含：一封包資料收斂協定層(PDCP層)運算電路，設置成從該記憶體裝置中的一PDCP服務資料單元緩衝區讀取一PDCP服務資料單元，並依據該PDCP服務資料單元產生一加密資料(ciphered data)；一無線鏈結控制層(RLC層)運算電路，設置成依據該加密資料產生一RLC協定資料單元；一媒體存取控制層(MAC層)運算電路，設置成依據該RLC協定資料單元產生一MAC協定資料單元；以及一通道編碼電路，設置成編碼該MAC協定資料單元以產生一上傳資料，並將該上傳資料透過該無線通信電路傳送至該通信站；其中，該PDCP層運算電路會直接將該加密資料傳送給該RLC層運算電路，而不將該加密資料先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，該RLC層運算電路會直接將該RLC協定資料單元傳送給該MAC層運算電路，而不將該RLC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，且該MAC層運算電路會直接將該MAC協定資料單元傳送給該通道編碼電路，而不將該MAC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中。
  2. 一種無線用戶設備的控制電路，用於控制該無線用戶設備與一通 信站進行無線通信，該無線用戶設備包含一無線通信電路以及一記憶體裝置，該控制電路包含：一封包資料收斂協定層(PDCP層)運算電路，設置成在接收到一重傳請求時，從該記憶體裝置中的一PDCP服務資料單元緩衝區讀取一目標資料，並依據該目標資料產生一目標加密資料(target ciphered data)；一無線鏈結控制層(RLC層)運算電路，設置成依據該目標加密資料產生一目標RLC協定資料單元；一媒體存取控制層(MAC層)運算電路，設置成依據該目標RLC協定資料單元產生一目標MAC協定資料單元；以及一通道編碼電路，設置成編碼該目標MAC協定資料單元以產生一重傳資料，並將該重傳資料透過該無線通信電路傳送至該通信站；其中，該PDCP層運算電路會直接將該目標加密資料傳送給該RLC層運算電路，而不將該目標加密資料先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，該RLC層運算電路會直接將該目標RLC協定資料單元傳送給該MAC層運算電路，而不將該目標RLC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中，且該MAC層運算電路會直接將該目標MAC協定資料單元傳送給該通道編碼電路，而不將該目標MAC協定資料單元先暫存在該控制電路外部的任何緩衝電路中。
  3. 如請求項2的控制電路，其中，該目標資料只是一單一PDCP服務資料單元的一資料片段(segment)，而非該單一PDCP服務資料單元的完整內容。
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