TWI652953B - 重排方法及其裝置 - Google Patents

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廖國強
張家寧
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Abstract

本發明提出一種重排方法及其裝置。其中，該裝置包含：一接收電路，配置以從一無線網路接收一無線信號，並且回應於該無線信號，生成一資料單元，其中，該資料單元具有各自序號；以及一處理電路，配置以在一協定堆疊之一協定層，根據該序號重排該資料單元用於下一進程；確定該資料單元與一個或多個丟失資料單元之一依賴關係，其中該一個或多個丟失資料單元具有先於該資料單元之序號；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。

Description

重排方法及其裝置
本發明係有關於一種重排方法及其裝置。更具體地，本發明係有關於一種根據資料單元之間依賴關係，區別處理資料單元之重排(reorder)方法及其裝置。
在無線通訊中，通常執行重排操作用於按序傳遞。在通用移動通信系統(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)或長期演進(Long-Term Evolution，LTE)技術中，由於切換(handover)以及重建(reestablishment)之原因，使用者設備可接收未按序排列之資料單元。根據UMTS或LTE技術，使用者設備使用具有複數個協定層之協定堆疊處理上述資料單元。其中一個協定層(例如，封包資料匯聚通訊協定層，簡稱為PDCP層)，根據序號按序重排資料單元，並且接著將按序排列之資料單元發送至上協定層(upper protocol layer)。
有鑑於此，本發明揭露一種重排方法及其裝置。
本發明實施例揭露一種重排方法，包含：通過終端裝置從無線網路接收資料單元，其中，該資料單元具有各自序號；在協定堆疊之協定層，根據該序號重排該資料單元，以 用於下一進程；確定該資料單元與一個或複數個丟失資料單元之依賴關係，其中該一個或複數個丟失資料單元具有先於該資料單元之序號；以及當該資料單元獨立於該一個或複數個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
本發明另一實施例揭露一種裝置，包含：一接收電路，配置以從一無線網路接收一無線信號，並且回應於該無線信號，生成一資料單元，其中，該資料單元具有各自序號；以及一處理電路，配置以在一協定堆疊之一協定層，根據該序號重排該資料單元用於下一進程；確定該資料單元與一個或多個丟失資料單元之一依賴關係，其中該一個或多個丟失資料單元具有先於該資料單元之序號；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
本發明另一實施例揭露一種裝置，包含：一接收電路，配置以從一無線網路接收一無線信號，並且回應於該無線信號，生成一資料單元，其中，該資料單元具有各自序號；一記憶體，配置以存儲用於資料單元處理之一協定堆疊之程序指令；以及一個或複數個處理器，配置以執行該程序指令，從而實現下列步驟：在該協定堆疊之一協定層，根據該序號重排該資料單元用於下一進程；確定該資料單元與一個或多個丟失資料單元之一依賴關係，其中該一個或多個丟失資料單元具有先於該資料單元之序號；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送 至該下一進程。
本發明提供之重排方法及其裝置可降低延遲。
其他實施方式與優勢將在下面作詳細描述。上述概要並非以界定本發明為目的。本發明由申請專利範圍所界定。
100‧‧‧通信系統
110‧‧‧電子裝置
120‧‧‧收發電路
130‧‧‧處理電路
140‧‧‧協定堆疊
150‧‧‧L(N)協定層
160‧‧‧L(N+1)協定層
170、270、470‧‧‧重排緩衝器
101‧‧‧移動業務供應商網路
102‧‧‧介面節點
103‧‧‧核心節點
105‧‧‧網路
106‧‧‧WLAN
107‧‧‧WLAN裝置
240‧‧‧Wi-Fi協定堆疊
250‧‧‧資料連結層
260‧‧‧網路層
300、500‧‧‧進程
S301、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380、S501、S510、S520、S530、S540、S550、S560、S570、S580、S590‧‧‧步驟
440‧‧‧LTE協定堆疊
450‧‧‧PDCP層
460‧‧‧IP層
480‧‧‧TCP會話追蹤器
441‧‧‧RLC層
第1圖係依據本發明實施例描述之通信系統示意圖；第2圖係依據本發明實施例描述之Wi-Fi協定堆疊中資料單元重排及傳遞之示意圖；第3圖係依據本發明實施例描述之資料單元重排與傳遞之進程流程圖；第4圖係依據本發明實施例描述之LTE協定堆疊中資料單元重排及傳遞之示意圖；第5圖係依據本發明實施例描述之資料單元重排與傳遞之進程流程圖。
在說明書及後續之申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續之申請專利範圍並不以名稱之差異來作為區分元件之方式，而係以元件在功能上之差異來作為區分之準則。在通篇說明書及後續請求項當中所提及之「包括」和「包含」係為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「耦接」一詞在 此係包含任何直接及間接之電氣連接手段。間接電氣連接手段包括透過其他裝置進行連接。
關於本發明之複數個實施例將作為詳細參考，附圖係描述本發明之實施例所作。接下來之描述係實現本發明之最佳實施例，其係為了描述本發明原理之目的，並非對本發明限制。可以理解的是，本發明實施例可由軟體、硬體、韌體或其任意結合來實現。
第1圖係依據本發明實施例描述之通信系統100之示意圖。通信系統100可包含電子裝置110，用於從網路105接收無線通訊業務。電子裝置100可從網路105接收複數個資料單元。可按照無序之序號接收複數個資料單元。電子裝置110可包含具有複數個協定層之協定堆疊以處理複數個資料單元。協定堆疊可包含特定協定層以重排資料單元，並且將已重排資料單元提供至下一進程(例如，上協定層)。當資料單元獨立于具有先於該資料單元之序號之一個或複數個丟失資料單元(missing data unit)時，可配置特定協定層將未按序號排列之資料單元提前發送至下一進程。
網路105可包含任意相配無線通訊業務供應商網路，例如，移動業務供應商網路、Wi-Fi業務供應商網路等。在實施例中，網路105包含移動業務供應商網路101，其可使用任意相配之移動通信技術，例如第三代(3G)移動網路技術、第四代(4G)移動網路技術、第五代(5G)移動網路技術、全球移動通信系統(GSM)、長期演進(LTE)、通用移動通信系統(UMTS)等。移動業務供應商網路101可包含複數個 節點，例如介面節點102、核心節點103等，其通過任意相配網路技術(例如，有線、無線、光纖等)彼此耦接。
在示例中，介面節點102(例如，基地收發信台、節點B、改進節點B等)包含在介面節點102與電子裝置(例如電子裝置110)之間配置實施無線通訊之硬體元件以及軟體元件，其中，上述電子裝置具有移動業務供應商網路101提供之訂閱業務。進一步地，在示例中，核心節點103包含硬體元件與軟體元件以形成骨幹從而管理與控制移動業務供應商網路101提供之業務。
在另一實施例中，網路105包含無線區域網路(WLAN)106，其可使用任意相配無線標準，例如，各種IEEE 802.11標準。例如，WLAN 106可包含彼此耦接之複數個WLAN裝置107、開關(未示出)、管理伺服器(未示出)等。WLAN裝置可為存取點(AP)、基站等。在示例中，WLAN裝置107包含硬體元件與軟體元件，配置在連接WLAN 106之WLAN裝置107與電子裝置(例如，電子裝置110)之間實施無線通訊。
值得注意的是，網路105可包含使用任意相配網路技術(例如，有線、無線、蜂窩通信技術、區域網路、WLAN、光纖網路、廣域網路、點對點網路、互聯網等)之其他相配組件(未示出)。
電子裝置110可為與網路105進行無線通訊之任意相配電子裝置。在示例中，電子裝置110可為移動通信中終端使用者使用之終端裝置(使用者設備)，例如，蜂窩電話、 智慧手機、平板電腦、物聯網(IoT)裝置等。如第1圖所示，電子裝置110可包含彼此耦接之收發電路120與處理電路130。在另一示例中，可使用單獨之發射機與接收機替換收發電路120。
配置收發電路120接收並發送無線信號。在示例中，收發電路120可包含耦接天線(未示出)之發射電路(未示出)以及接收電路(未示出)。發射電路可為發射機並且接收電路可為接收機。可配置接收電路生成電子信號以回應天線捕捉之電磁波，處理電子信號以從電子信號中提取二進位資料流，並且向處理電路130提供按照資料單元形式之二進位資料流。在示例中，可配置發送電路從處理電路130接收資料單元，例如管理訊框、資料訊框等，生成射頻信號以承載資料單元，並且通過天線在空中發射電磁波以發送承載資料單元之無線信號。
值得注意的是，在示例中，可配置收發電路120根據相配Wi-Fi標準(例如，IEEE 802.11標準)接收並發送無線信號。在另一示例中，可配置收發電路120根據相配移動通信技術(例如，3G移動網路技術、4G移動網路技術、5G移動網路技術、GSM、LTE等)接收並發送無線信號。在另一示例中，收發電路120包含根據相配Wi-Fi標準配置接收並發送無線信號之第一部分與根據相配移動通信技術配置接收並發送無線信號之第二部分。
在實施例中，配置收發電路120支援雙下行路徑。 在示例中，收發電路120包含兩個接收電路，配置同時從LTE 網路之兩個基站接收承載資料單元之無線信號。在另一示例中，收發電路120包含第一接收電路與第二接收電路，其中配置第一接收電路從LTE網路之基站接收承載資料單元之無線信號，以及配置第二接收電路從WLAN 160之WLAN裝置接收承載資料單元之無線信號。第一接收電路與第二接收電路可同時工作以接收承載資料單元之無線信號。
可配置處理電路130執行基帶側之各種操作。處理電路130可使用任意相配技術。在實施例中，處理電路130使用純電路。在另一實施例中，處理電路130使用一個或複數個處理器(未示出)以及記憶體電路(未示出)。可配置存儲電路存儲資料與軟體指令。可配置一個或複數個處理器執行軟體指令以進行各種操作。
根據實施例，處理電路130可根據協定堆疊140(具有複數個協定層)處理已接收之資料單元。在示例中，上協定層需要來自下協定層之按序傳遞之資料單元。一個協定層，例如圖1中之L(N)協定層150，可根據序號重排資料單元。
在示例中，網路105根據相配無線通訊協定向電子裝置110發送具有各自序號之複數個資料單元。在示例中，上述序號是遞增次序。在實施例中，WLAN 106之WLAN裝置107形成具有各自序號(例如第2層序號)之複數個資料單元，並且將上述複數個資料單元發送至電子裝置110。在另一實施例中，移動業務供應商101中之一個或複數個節點形成具有各自序號(例如，在PDCP層之序號)之複數個資料單元，並且將上述複數個資料單元發送至電子裝置110。
值得注意的是，在不同協定層，可使用其他術語描述資料單元。例如，可將7層開放系統互連模式(OSI model)之資料連結層中之資料訊框稱為資料單元。在另一示例中，每個資料單元可為業務資料單元(SDU)、媒介存取控制業務資料單元(MSDU)、聚合MSDU(A-MSDU)、媒介存取控制協定資料單元(MPDU)、聚合MPDU(A-MPDU)。在實施例中，可將從下協定層通過L(N)協定層150接收之資料單元稱為MPDU(或者A-MPDU)，與此同時可將L(N)協定層150輸出至較上L(N+1)協定層160之資料單元稱為MSDU(或A-MSDU)。
根據本發明，由於各種原因(例如，弱連通性、資料單元丟失及重傳、切換及重建、雙路徑等)，電子裝置110可接收不按序號排列之複數個資料單元。在第1圖之示例中，可從網路105向電子裝置110發送具有序號S1-S5之5個資料單元。在示例中，S1是正整數，S2比S1大1，S3比S2大1，S4比S3大1，S5比S4大1。首先，按照序號S1-S2-S3-S4-S5之順序發送資料單元。然而，在初始傳輸中丟失了具有序號S1之資料單元，並且可將其稱為丟失資料單元。網路105可重新發送具有原始序號之丟失資料單元，因此，電子裝置110可按照S2-S3-S4-S5-S1之順序接收資料單元。
處理電路130可從收發機120接收資料單元，並且根據協定堆疊140處理資料單元。在第1圖之示例中，配置L(N)協定層150根據序號重排已接收之資料單元，並且進一步配置L(N)協定層150將無序之獨立於一個或複數個丟失資料 單元之資料單元提前發送用於下一進程。
在示例中，當L(N)協定層150接收特定資料單元時，L(N)協定層150可根據序號確定特定資料單元是否按序排列。當特定資料單元根據序號按序排列時，可將特定資料單元傳遞至下一進程，例如傳遞至L(N+1)協定層160。當特定資料單元未根據序號按序排列時，L(N)協定層150確定特定資料單元是否獨立於一個或複數個丟失資料單元，其中，上述一個或複數個丟失資料單元具有先於特定資料單元之序號。當特定資料單元獨立於上述一個或複數個丟失資料單元時，可將特定資料單元傳遞至下一進程，例如傳遞至L(N+1)協定層160。
特別地，在第1圖之示例中，具有序號S3、S4、S5之資料單元獨立於具有序號S1之丟失資料單元，並且具有序號S2之資料單元未獨立於具有序號S1之丟失資料單元。當L(N)協定層150接收具有S2之資料單元時，緩存具有S2之資料單元，例如將其緩存在重排緩衝器170中。L(N)協定層150可檢測到未接收具有S1(先於S2)之資料單元，因此，具有S1之資料單元是丟失資料單元。此外，當L(N)協定層150不能確定具有S2之資料單元獨立於丟失資料單元時，緩存具有S2之資料單元以等待具有S1之資料單元之接收。
當L(N)協定層150接收具有S3之資料單元並且確定具有S3之資料單元獨立於具有S1之丟失資料單元時，因此，在無需等待接收具有S1之資料單元情況下，L(N)協定層150可處理並傳遞具有S3之資料單元至L(N+1)協定層160。相似地，L(N)協定層150可接收並處理具有S4與S5之資料單
元。此外，當L(N)協定層150接收具有S1之資料單元時，L(N)協定層150可處理具有S1之資料單元與具有S2之資料單元，並且將具有S1與S2之資料單元傳遞至上層L(N+1)協定層160。因此，L(N)協定層150可將資料單元按照S3-S4-S5-S1-S2之順序傳遞至L(N+1)協定層160。
在相關示例中，可按照序號之順序將資料單元傳遞至下一進程，因此，可將具有序號S3、S4、S5之資料單元進行緩存並且等待對具有S1之資料單元之接收。與相關示例相比，電子裝置110可處理資料單元，例如具有序號S3、S4、S5之資料單元，以降低延遲。
根據本發明，L(N)協定層150可使用任意相配技術以確定資料單元是否獨立於一個或複數個丟失資料單元。在示例中，L(N)協定層150確定資料單元是否屬於使用用於發訊之單獨資料單元之協定，因此，上述資料單元是獨立於其他資料單元之獨立資料單元。使用用於發訊之單獨資料單元之協定可為位址解析通訊協定(Address Resolution Protocol，ARP)、網間控制報文協定(Internet Control Message Protocol，ICMP)、網域名稱系統協定(domain name system protocol)等。
在另一示例中，L(N)協定層150確定資料單元之主體(body)是否屬於高層協定，例如，使用高層重排技術之傳輸控制協定(Transmission Control Protocol，TCP)、使用者資料包通訊協定(User Datagram Protocol，UDP)、動態主機設定通訊協定(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP) 等。當L(N)協定層150確定資料單元之主體屬於使用高層重排技術之高層協定時，L(N)協定層150確定上述資料單元獨立於一個或複數個丟失資料單元。在示例中，基於會話序號，TCP可進行重排。可使用附加會話序號以控制會話之按序傳遞。例如，L(N)協定層150從資料單元之主體提取出高層資訊，例如，會話序號，並且使用上述高層資訊協助重排操作。在另一示例中，UDP資料單元可包含處於應用層之資料單元之位置資訊以協助按序傳遞。在另一示例中，基於DHCP協定之複數個欄位元，重排DHCP資料單元。
第2圖係依據本發明實施例描述之Wi-Fi協定堆疊240中資料單元重排及傳遞之示意圖。在示例中，在電子裝置110之協定堆疊140中使用Wi-Fi協定堆疊240。
根據本發明，Wi-Fi協定堆疊240可包含複數個協定層，例如，資料連結層(開放系統互連模式之第2層)250、網路層(開發系統互連模式之第3層)260等。值得注意的是，Wi-Fi協定堆疊240可包含第2圖中未示出之其他層，例如，傳輸層(開發系統互連模式之第4層)等。
Wi-Fi協定堆疊240可處理從下協定層(例如，資料連結層250)向上協定層發送之已接收資料單元。可配置資料連結層250提供第二層業務，例如，存取無線媒介管理、流控制、錯誤控制等。在實施例中，每個資料單元可為SDU、MSDU、A-MSDU、MPDU、A-MPDU。在實施例中，由資料連結層250從實體層接收之資料單元可稱為MPDU(或A-MPDU)，與此同時，資料連結層250輸出至網路層260之 資料單元可為MSDU(或A-MSDU)。
根據本發明，在資料連結層250中執行之一個操作可為重排操作，以根據第2層序號重排資料單元。根據本發明，當特定資料單元獨立於一個或複數個丟失資料單元時，配置資料連結層250將無序排列之上述特定資料單元提前發送至下一進程(例如，資料連結層250中之下一進程，或網路層260中之下一進程)。
特別地，在實施例中，WLAN裝置(例如，存取點裝置)可形成具有第2層序號之資料單元，並且將具有第2層序號之資料單元發送至電子裝置110。在示例中，WLAN裝置形成分別具有序號S1-S5之5個資料單元，並且將上述資料單元發送至電子裝置110。在示例中，S1是正整數，S2比S1大1，S3比S2大1，S4比S3大1，S5比S4大1。首先，按照序號S1-S2-S3-S4-S5之順序發送資料單元。然而，在初始傳輸中丟失了具有序號S1之資料單元，並且可將其稱為丟失資料單元。因此，電子裝置110可按照S2-S3-S4-S5之順序接收資料單元。在示例中，當檢測到上述丟失資料單元時，WLAN裝置重發具有原始第2層序號S1之資料單元。
在實施例中，可配置資料連結層250根據第2層序號重排資料單元。在示例中，資料連結層250使用具有重排視窗(reordering window)之重排緩衝器270以重排資料單元。例如，配置重排緩衝器270緩存處於無序狀態之資料單元，並且配置重排視窗追蹤緩存資料單元之序號。在示例中，重排視窗包含連續對應序號之時槽(slot)。重排視窗可具有時槽頭 (H)與時槽尾(T)，其中，時槽頭指向重排視窗中具有最小序號之時槽，並且時槽尾指向重排視窗中具有最大序號之時槽。時槽頭指向之時槽可對應接下來預計之第2層序號。時槽尾指向之時槽可對應在資料連結層250中接收資料單元之最大第2層序號。
在示例中，重排視窗中之時槽具有三個狀態，例如，空閒狀態(E)、緩存狀態(B)、傳遞狀態(D)，並且使用上述三個狀態記錄資料單元重排進程。當時槽具有空閒狀態時，未接收到具有對應該時槽之序號之資料單元，並且將該資料單元稱為丟失資料單元。當時槽具有緩存狀態時，接收具有對應該時槽之序號之資料單元並且將其緩存在重排緩衝器中。當時槽具有傳遞狀態時，接收具有對應該時槽之序號之資料單元，並且將其傳遞至下一進程，例如網路層260。
在示例中，當資料連結層250接收資料單元時，將資料單元緩存在重排緩衝器270中，並且相應地更新重排視窗。在示例中，當資料單元具有大於時槽頭但小於時槽尾之序號時，使用緩存狀態(B)更新對應上述序號之重排視窗中之時槽。
當資料單元具有時槽頭之序號時，可將資料單元傳遞至下一進程，並且將重排視窗之時槽頭更新至下一時槽。值得注意之是，當新時槽頭處於緩存狀態時，可將具有對應新時槽頭之序號之緩存資料單元傳遞至網路層，並且再次更新時槽頭直到新時槽頭具有空閒狀態為止。
當資料單元具有大於時槽尾之序號時，將對應序 號之新時槽更新至緩存狀態(B)並且更新時槽尾以指向新時槽。
特別地，在示例中，具有序號S3、S4、S5之資料單元獨立於具有序號S1之資料單元，並且具有序號S2之資料單元未獨立於具有序號S1之資料單元。在示例中，具有序號S3之資料單元屬於使用獨立資料單元用於發訊之協定，例如，ARP、ICMP、DNS協定等。值得注意的是，對於ICMP、DNS協定，由於下一層協定是IP層，如果存在ICMP、DNS資料包過大之情況，可以對其進行分割，分割後之資料按照IP層進行判斷是否屬於相同資料。在示例中，具有序號S4與S5之資料單元之主體屬於TCP，其使用TCP會話序號以確保按序傳遞。
在操作中，以第2圖為例，重排視窗之時槽頭指向對應S1(其為最小序號)之時槽。當資料連結層250接收具有序號S2之資料單元時，可將具有序號S2之資料單元緩存在重排緩衝器270中。資料連結層250可檢測到未接收到具有序號S1之資料單元，因此，具有序號S1之資料單元是丟失資料單元。進一步地，當資料連結層250不能確定具有序號S2之資料單元獨立於丟失資料單元時，將具有序號S2之資料單元進行緩存以等待具有序號S1之資料單元之接收。此外，將對應S2之時槽更新為緩存狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S2之時槽。
當資料連結層250接收具有序號S3之資料單元時，資料連結層250可確定具有序號S3之資料單元屬於使用 獨立資料單元用於發訊之協定，例如，ARP、ICMP、DNS協定等，因此，具有序號S3之資料單元獨立於丟失資料單元。接著，在無需等待接收丟失資料單元情況下，資料連結層250可將具有序號S3之資料單元傳遞至下一進程，例如網路層260。接著，將對應S3之時槽更新為傳遞狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S3之時槽。
相似地，當資料連結層250接收具有序號S4之資料單元時，資料連結層250可確定具有序號S4之資料單元之主體屬於使用TCP會話序號確保按序傳遞之TCP，因此，具有序號S4之資料單元獨立於丟失資料單元。接著，在無需等待接收丟失資料單元情況下，資料連結層250可將具有序號S4之資料單元傳遞至下一進程，例如網路層260。接著，將對應S4之時槽更新為傳遞狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S4之時槽。
相似地，當資料連結層250接收具有序號S5之資料單元時，資料連結層250可確定具有序號S5之資料單元之主體屬於使用TCP會話序號確保按序傳遞之TCP，因此，具有序號S5之資料單元獨立於丟失資料單元。接著，在無需等待接收丟失資料單元情況下，資料連結層250可將具有序號S5之資料單元傳遞至下一進程，例如網路層260。接著，將對應S5之時槽更新為傳遞狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S5之時槽。
在第2圖之示例中，在接收丟失資料單元前，將具有序號S3、S4、S5之資料單元傳遞至下一進程，因此，本 發明之處理具有序號S3、S4、S5之資料單元之方法可降低延遲。
第3圖係依據本發明實施例描述之資料單元重排與傳遞之進程300之流程圖。在示例中，可在處理電路130中通過協定層(例如，Wi-Fi協定堆疊240中之資料連結層250)執行進程300。進程300開始於步驟S301，並且進入步驟S310。
在步驟S310，在協定層接收資料單元。在示例中，收發電路120生成電信號以響應天線捕獲之電磁波，處理上述電信號以從電信號中提取二進位流，並且按照資料單元形式向處理電路130提供二進位流。接著，資料連結層250接收上述資料單元。
在步驟S320，協定層可確定資料單元是否按順序排列。在示例中，當在重排視窗中，資料單元具有時槽頭之序號時，資料單元是按順序排列的。例如，當資料單元具有序號S1時，資料單元是按順序排列的。當資料單元具有大於時槽頭之序號時，資料單元未按順序排列。當資料單元按順序排列時，進程進入步驟S330；否則，進程進入步驟S360。
在步驟S330，將資料單元傳遞至下一進程。在示例中，資料連結層250可傳遞資料單元用於下一進程，並且將已處理之資料單元傳遞至網路層260。在另一示例中，資料連結層250可將資料單元傳遞至網路層260。在示例中，當資料連結層250接收具有序號S1之資料單元時，將資料單元傳遞至下一進程以及網路層260。
在步驟S340，可將具有連續序號之緩存資料單元 傳遞至下一進程。在示例中，當重排視窗不具有丟失資料單元時，資料連結層250可將重排視窗中之緩存資料單元傳遞至下一進程。在示例中，當重排視窗具有複數個丟失資料單元時，資料連結層250可連續傳遞具有先於下一丟失資料單元之序號之緩存資料單元至下一進程。可將已處理之資料單元傳遞至網路層260。在第2圖之示例中，在接收具有序號S1之資料單元之前，緩存具有序號S2之資料單元。當接收具有序號S1之資料單元並且將其傳遞至下一進程及網路層260時，可將具有序號S2之緩存資料單元傳遞至下一進程及網路層260。
在步驟S350，更新重排視窗。在示例中，當重排視窗不具有丟失資料單元時，將時槽頭更新至指向對應下一預計序號之時槽(例如，未接收之最小序號)。在示例中，當重排視窗還具有丟失資料單元時，將時槽頭更新至指向下一丟失資料單元之時槽。
在步驟S360，可將資料單元存入緩衝器中。在第2圖之示例中，將資料單元存入重排緩衝器270中，並且更新重排視窗。例如，當資料單元具有大於時槽頭但小於時槽尾之序號時，將對應上述序號之重排視窗中之時槽更新為緩存狀態(B)。當資料單元具有大於時槽尾之序號時，將對應上述序號之新時槽更新至緩存狀態(B)並且將時槽尾更新至指向新時槽。
在步驟S370，協定層可確定資料單元是否獨立於一個或複數個丟失資料單元，其中，上述一個或複數個丟失資料單元之序號先於上述資料單元之序號。例如，當資料單元屬 於使用獨立資料單元用於發訊之協定時，例如，ARP、ICMP、DNS協定等，上述資料單元獨立於上述一個或複數個丟失資料單元。在另一示例中，當資料單元之主體屬於使用高層序號(例如，會話序號)之協定，例如，TCP，以確保按序傳遞時，資料單元可被當成獨立於上述一個或複數個丟失資料單元。當資料單元獨立於上述一個或複數個丟失資料單元時，進程進入步驟S380；否則，進程返回至步驟S310以接收另一資料單元。
在步驟S380，可將資料單元傳遞至下一進程並且更新重排視窗。在示例中，資料連結層250將資料單元傳遞至另一進程，並且將對應資料單元之時槽更新至傳遞狀態。進程返回至步驟S310以接收另一資料單元。
第4圖係依據本發明實施例描述之LTE協定堆疊440中資料單元重排及傳遞之示意圖。在示例中，在電子裝置110之協定堆疊140中使用LTE協定堆疊440。雖然以LTE作為第4圖之示例，但本發明也可將其應用於UMTS或其他通信技術。
根據本發明，LTE協定堆疊440可包含複數個協定層，例如，射頻鏈結控制(Radio Link Control，RLC)層441、PDCP層450、互聯網協定(IP)層460(例如，相當於第三層開發系統互連模式)等。值得注意的是，LTE協定堆疊440可包含第4圖中未示出之其他層，例如，RLC層441下面之MAC層等。
LTE協定堆疊440可處理從較低協定層向較高協定層發送之接收資料單元。可配置PDCP層450執行IP資料 之標頭壓縮/解壓、資料傳輸(用戶平台或控制平台)、PDCP序號維持、使用者平台資料與控制平台資料之加密/解密、控制平台資料之完整性保護以及完整性驗證。在實施例中，每個資料單元可為SDU、MSDU、A-MSDU、MPDU、A-MPDU。在實施例中，由PDCP層450從RLC 441接收之資料單元可稱為MPDU(或A-MPDU)，與此同時，PDCP層450輸出至IP 460之資料單元可為MSDU(或A-MSDU)。
特別地，在第4圖之示例中，配置PDCP層450接收資料單元、執行資料單元上之操作並且將已處理資料單元提供至下一進程(例如，IP層460)用於進一步處理。根據本發明，在PDCP層450中執行之一個操作可為重排操作，以根據PDCP序號重排資料單元。根據本發明，當特定資料單元獨立於一個或複數個丟失資料單元時，配置PDCP層450將無序排列之上述特定資料單元提前發送至下一進程(例如，IP層460)。
特別地，在實施例中，移動業務供應商網路101中之一個或複數個節點可形成具有PDCP序號之資料單元，並且將具有PDCP序號之資料單元發送至電子裝置110。在示例中，形成分別具有PDCP序號S1-S5之5個資料單元，並且將上述資料單元發送至電子裝置110。在示例中，S1是正整數，S2比S1大1，S3比S2大1，S4比S3大1，S5比S4大1。首先，按照PDCP序號S1-S2-S3-S4-S5之順序發送資料單元。然而，在初始傳輸中丟失了具有序號S1之資料單元，並且可將其稱為丟失資料單元。因此，電子裝置110可按照 S2-S3-S4-S5之順序接收資料單元。在示例中，當檢測到上述丟失資料單元時，移動業務供應商網路101重發具有原始PDCP序號S1之資料單元。
在實施例中，可配置PDCP層450根據PDCP層序號重排資料單元。在示例中，PDCP層450使用具有重排視窗之重排緩衝器470以重排資料單元。例如，配置重排緩衝器470緩存處於無序狀態之資料單元，並且配置重排視窗追蹤緩存資料單元之序號。在示例中，重排視窗包含對應PDCP序號之時槽。重排視窗可具有時槽頭(H)與時槽尾(T)，其中，時槽頭指向重排視窗中具有最小序號之時槽，並且時槽尾指向重排視窗中具有最大序號之時槽。時槽頭指向之時槽可對應接下來預計之PDCP序號。時槽尾指向之時槽可對應接收資料單元之最大PDCP序號。
重排視窗中之時槽具有三個狀態，例如，空閒狀態(E)、緩存狀態(B)、傳遞狀態(D)，並且使用上述三個狀態記錄資料單元重排進程。當時槽具有空閒狀態時，未接收到具有對應該時槽之序號之資料單元，並且將該資料單元稱為丟失資料單元。當時槽具有緩存狀態時，接收具有對應該時槽之序號之資料單元並且將其緩存在重排緩衝器中。當時槽具有傳遞狀態時，接收具有對應該時槽之序號之資料單元，並且將其傳遞至下一進程，例如IP層460。
在示例中，當PDCP層450接收資料單元時，將資料單元緩存在重排緩衝器470中，並且相應地更新重排視窗。在示例中，當資料單元具有大於時槽頭但小於時槽尾之PDCP 序號時，使用緩存狀態(B)更新對應上述序號之重排視窗中之時槽。
當資料單元具有時槽頭之序號時，可將資料單元傳遞至下一進程，並且將重排視窗之時槽頭更新至下一時槽。值得注意的是，當新時槽頭處於緩存狀態時，可將具有對應新時槽頭之序號之緩存資料單元傳遞至上一層，並且再次更新時槽頭直到新時槽頭具有空閒狀態為止。
當資料單元具有大於時槽尾之PDCP序號時，將對應PDCP序號之新時槽更新至緩存狀態(B)並且更新時槽尾以指向新時槽。
特別地，在示例中，具有PDCP序號S3、S4、S5之資料單元獨立於具有序號S1之資料單元，並且具有序號S2之資料單元未獨立於具有序號S1之資料單元。在示例中，具有序號S1-S5之資料單元之主體屬於使用TCP會話序號以確保按序傳遞之TCP。例如，具有序號S1與S2之資料單元之主體屬於第一TCP會話(TCP#1)，具有序號S3之資料單元之主體屬於第二TCP會話(TCP#2)，具有序號S4與S5之資料單元之主體屬於第三TCP會話(TCP#3)。因此，不同TCP會話之資料單元彼此獨立。
在實施例中，PDCP層450提取高層協定資訊，並且使用該高層協定資訊用於重排。在第4圖之示例中，PDCP層450包含TCP會話追蹤器480，用於追蹤TCP會話TCP#1、TCP#2以及TCP#3。在示例中，TCP會話追蹤器480追蹤分別用於TCP會話TCP#1、TCP#2與TCP#3之下一預計TCP會話 序號。
在操作中，以第4圖為例，重排視窗之時槽頭指向對應S1之時槽，以期待具有PDCP序號S1之資料單元。當PDCP層450接收具有序號S2之資料單元時，可將具有序號S2之資料單元緩存在重排緩衝器470中。PDCP層450可檢測到未接收到具有序號S1之資料單元，因此，具有序號S1之資料單元是丟失資料單元。進一步地，PDCP層450可確定具有序號S2之資料單元未獨立於丟失資料單元。例如，PDCP層450可從具有S2之資料單元中提取TCP會話(例如，TCP#1)以及TCP會話序號。對於TCP#1，TCP會話序號與TCP會話追蹤器480中接下來預計之TCP會話序號不匹配，因此，具有S2之資料單元不獨立於丟失資料單元。因此，將上述資料單元緩存入重排緩衝器470中以等待丟失資料單元之接收。接著，將對應S2之時槽更新為緩存狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S2之時槽。
當PDCP層450接收具有序號S3之資料單元時，PDCP層450可確定具有PDCP序號S3之資料單元獨立於丟失資料單元。例如，PDCP層450可從具有S3之資料單元中提取TCP會話(例如，TCP#2)以及TCP會話序號。在示例中，對於TCP#2，TCP會話序號與TCP會話追蹤器480中接下來預計之TCP會話序號相匹配，因此，具有S3之資料單元獨立於丟失資料單元。接著，在無需等待接收丟失資料單元情況下，PDCP層450可將具有序號S3之資料單元傳遞至下一進程，例如IP層460。接著，將對應S3之時槽更新為傳遞狀態，並且 將重排視窗之時槽尾指向對應S3之時槽。TCP會話追蹤器480也可為TCP#2更新接下來預計TCP會話序號。
相似地，當PDCP層450接收具有序號S4之資料單元時，PDCP層450可確定具有序號S4之資料單元獨立於丟失資料單元。例如，PDCP層450可從具有S4之資料單元中提取TCP會話(例如，TCP#3)以及TCP會話序號。在示例中，對於TCP#3，TCP會話序號與TCP會話追蹤器480中接下來預計之TCP會話序號相匹配，因此，具有S4之資料單元獨立於丟失資料單元。接著，在無需等待接收丟失資料單元情況下，PDCP層450可將具有序號S4之資料單元傳遞至下一進程，例如IP層460。接著，將對應S4之時槽更新為傳遞狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S4之時槽。TCP會話追蹤器480也可為TCP#3更新接下來預計TCP會話序號。
相似地，當PDCP層450接收具有序號S5之資料單元時，PDCP層450可確定具有序號S5之資料單元獨立於丟失資料單元。例如，PDCP層450可從具有S4之資料單元中提取TCP會話(例如，TCP#3)以及TCP會話序號。在示例中，對於TCP#3，TCP會話序號與TCP會話追蹤器480中接下來預計之TCP會話序號相匹配，因此，具有S5之資料單元獨立於丟失資料單元。接著，在無需等待接收丟失資料單元情況下，PDCP層450可將具有序號S5之資料單元傳遞至下一進程，例如IP層460。接著，將對應S5之時槽更新為傳遞狀態，並且將重排視窗之時槽尾指向對應S5之時槽。TCP會話追蹤器480也可為TCP#3更新接下來預計TCP會話序號。
在第4圖之示例中，在接收丟失資料單元前，將具有PDCP序號S3、S4、S5之資料單元傳遞至下一進程，因此，本發明之處理具有序號S3、S4、S5之資料單元之方法可降低延遲。
第5圖係依據本發明實施例描述之資料單元重排與傳遞之進程500之流程圖。在示例中，可在處理電路130中通過協定層(例如，LTE協定堆疊440中之PDCP層450)執行進程500。進程500開始於步驟S501，並且進入步驟S510。
在步驟S510，在協定層接收資料單元。在示例中，收發電路120生成電信號以響應天線捕獲之電磁波，處理上述電信號以從電信號中提取二進位流，並且按照資料單元形式向處理電路130提供二進位流。在示例中，MAC層與RLC層441處理資料單元。RLC層441向PDCP層450提供已處理資料單元。接著，PDCP層450接收上述資料單元。
在步驟S520，協定層可確定資料單元是否按順序排列。在示例中，當在重排視窗中，資料單元具有時槽頭之PDCP序號時，資料單元是按順序排列的。當資料單元具有大於時槽頭之PDCP序號時，資料單元未按順序排列。當資料單元按順序排列時，進程進入步驟S530；否則，進程進入步驟S560。
在步驟S530，將資料單元傳遞至下一進程。在示例中，PDCP層450將資料單元傳遞至IP層460。在第4圖之示例中，當PDCP層450接收具有PDCP序號S1之資料單元時，資料單元按照順序排列，並且將資料單元傳遞至下一進程 以及IP層460。
在步驟S540，可將具有連續PDCP序號之緩存資料單元傳遞至下一進程。在示例中，當重排視窗不具有丟失資料單元時，PDCP層450可將重排視窗中之緩存資料單元傳遞至下一進程。在示例中，當重排視窗具有複數個丟失資料單元時，PDCP層450可連續傳遞具有先於下一丟失資料單元之序號之緩存資料單元至下一進程。在第4圖之示例中，在接收具有PDCP序號S1之資料單元前，緩存具有PDCP序號S2之資料單元。當接收具有PDCP序號S1之資料單元並且將其傳遞至下一進程及IP層460時，可將具有PDCP序號S2之緩存資料單元傳遞至下一進程及IP層460。
在步驟S550，更新重排視窗。在示例中，當重排視窗不具有丟失資料單元時，將時槽頭更新至指向對應下一預計PDCP序號之時槽。在示例中，當重排視窗還具有丟失資料單元時，將時槽頭更新至指向下一丟失資料單元之時槽。在實施例中，基於傳遞資料單元中TCP資訊，更新TCP會話追蹤器480。
在步驟S560，可將資料單元存入緩衝器中。在第4圖之示例中，將資料單元存入重排緩衝器470中，並且更新重排視窗。例如，當資料單元具有大於時槽頭但小於時槽尾之PDCP序號時，將對應上述PDCP序號之重排視窗中之時槽更新為緩存狀態(B)。當資料單元具有大於時槽尾之PDCP序號時，將對應上述PDCP序號之新時槽更新至緩存狀態(B)並且將時槽尾更新至指向新時槽。
在步驟S570，協定層可確定資料單元是否獨立於一個或複數個丟失資料單元，其中，上述一個或複數個丟失資料單元之PDCP序號先於上述資料單元之PDCP序號。例如，PDCP層450從資料單元中提取TCP會話以及TCP會話序號。當TCP會話序號與TCP會話追蹤器480中之下一預計TCP會話序號時，資料單元獨立於上述一個或複數個丟失資料單元。當資料單元獨立於上述一個或複數個丟失資料單元時，進程進入步驟S580；否則，進程返回至步驟S510以接收另一資料單元。
在步驟S580，可將資料單元傳遞至下一進程並且更新重排視窗。在示例中，PDCP層450將資料單元傳遞至另一進程(例如，IP層460)，並且將對應資料單元之時槽更新至傳遞狀態。
在步驟S590，相應地，更新TCP會話追蹤器480。例如，更新TCP會話之下一預計TCP序號。進程返回至步驟S510以接收另一資料單元。
呈現上述描述以允許本領域技術人員根據特定應用以及其需要之內容實施本發明。所述實施例之各種修改對於本領域技術人員來說係顯而易見的，並且可將上述定義之基本原則應用於其他實施例。因此，本發明不局限於所述之特定實施例，而係符合與揭露之原則及新穎特徵相一致之最寬範圍。在上述細節描述中，為了提供對本發明之徹底理解，描述了各種特定細節。然而，本領域技術人員可以理解本發明係可實施的。
上述的本發明實施例可在各種硬體、軟體編碼或兩者組合中進行實施。其中，上述硬體可包含一個或複數個分立元件、積體電路、專用積體電路(ASIC)等。
在不脫離本發明精神或本質特徵之情況下，可以其他特定形式實施本發明。描述示例被認為說明之所有方面並且無限制。因此，本發明之範圍由申請專利範圍指示，而非前面描述。所有在申請專利範圍等同之方法與範圍中之變化皆屬於本發明之涵蓋範圍。

Claims (12)

  1. 一種用於資料重排之裝置，包含：一接收電路，配置以從一無線網路接收一無線信號，並且回應於該無線信號，生成一資料單元，其中，該資料單元具有各自序號；以及一處理電路，配置以在一協定堆疊之一協定層，根據該序號重排該資料單元用於下一進程；確定該資料單元與一個或多個丟失資料單元之一依賴關係，其中該一個或多個丟失資料單元具有先於該資料單元之序號；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，進一步配置該處理電路在該協定堆疊之一封包資料匯聚通訊協定層，根據該序號，重排該資料單元以用於該下一進程。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中，該序號是該封包資料匯聚通訊協定層中之封包資料匯聚通訊協定序號，並且配置該處理電路在該封包資料匯聚通訊協定層，提取該資料單元中用於傳輸控制協定會話之傳輸控制協定會話序號；以及確定該傳輸控制協定會話序號是否在該傳輸控制協定會話中按照順序排列。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中，進一步包含：當該傳輸控制協定會話序號在該傳輸控制協定會話中按照順序排列時，配置該處理電路將未按該封包資料匯聚通訊協定序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，配置該處理電路在一Wi-Fi協定堆疊之一資料連結層，確定該資料單元與該一個或多個丟失資料單元之依賴關係。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中，當該資料單元屬於一位址解析通訊協定、一網間控制報文協定、一網域名稱系統協定之至少一個時，配置該處理電路確定該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之裝置，其中，當該資料單元屬於使用高層協定控制按序傳遞之一封包流時，配置該處理電路確定該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中，當該資料單元之主體屬於使用附加高層資訊以控制該按序傳遞之一傳輸控制協定、一使用者資料包通訊協定、一動態主機設定通訊協定中之一個時，配置該處理電路確定該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元。
  9. 一種用於資料重排之裝置，包含：一接收電路，配置以從一無線網路接收一無線信號，並且回應於該無線信號，生成一資料單元，其中，該資料單元具有各自序號；一記憶體，配置以存儲用於資料單元處理之一協定堆疊之程序指令；以及一個或複數個處理器，配置以執行該程序指令，從而實現下列步驟：在該協定堆疊之一協定層，根據該序號重排該資料單元用於下一進程；確定該資料單元與一個或多個丟失資料單元之一依賴關係，其中該一個或多個丟失資料單元具有先於該資料單元之序號；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中，配置該一個或複數個處理器以執行該程序指令，從而實現下列步驟：在該協定堆疊之一封包資料匯聚通訊協定層，根據該序號，重排該資料單元以用於該下一進程，其中該序號係封包資料匯聚通訊協定序號；提取該資料單元中用於傳輸控制協定會話之傳輸控制協定會話序號；確定該傳輸控制協定會話序號是否在該傳輸控制協定會話中按照順序排列；以及當該傳輸控制協定會話序號在該傳輸控制協定會話中按照順序排列時，將未按該封包資料匯聚通訊協定序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中，該協定堆疊係一Wi-Fi協定堆疊並且配置該一個或複數個處理器以執行該程序指令，從而實現下列步驟：在該Wi-Fi協定堆疊之一資料連結層，根據該序號，重排該資料單元以用於該下一進程；當該資料單元屬於一位址解析通訊協定、一網間控制報文協定、一網域名稱系統協定之至少一個時，確定該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中，該協定堆疊係一Wi-Fi協定堆疊並且配置該一個或複數個處理器以執行該程序指令，從而實現下列步驟：在該Wi-Fi協定堆疊之一資料連結層，根據該序號，重排該資料單元以用於該下一進程；當該資料單元之主體屬於使用附加高層資訊以控制該按序傳遞之一傳輸控制協定、一使用者資料包通訊協定、一動態主機設定通訊協定中之一個時，確定該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元；以及當該資料單元獨立於該一個或多個丟失資料單元時，將未按該序號排列之該資料單元提前發送至該下一進程。
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