WO2024087052A1 - Methods of ue-assisted tethering report - Google Patents

Abstract

This disclosure describes the methods of UE-assisted tethering report. The UE can report tethering related information to network including packet transmission/reception latency measured by UE. The method of packet latency measurement is also described in this disclosure.

Description

METHODS OF UE-ASSISTED TETHERING REPORT FIELD

The invention discussed below relates generally to wireless communication systems, and more particularly, to the methods ofUE-assisted tethering report.

BACKGROUND

The modern XR technology allows users to explore augmented reality (AR) and virtual reality (VR) with various applications and possibilities in their daily life. Users can enjoy the XR (Extended Reality, a term to refer to AR and VR) service through their own wearable devices, for example smart watches and glasses. The XR service demands strict packet delay budge t (PDB) and high reliability on packet transmission comparing to conventional data traffic. Any of the packet with transmission latency out of delay budget would decrease user experience. Furthermore, to connect users’ wearable devices to network, tethering mode is commonly used to share the network accessibility from smartphone to low-end devices. Unlike the transmission where device directly connected to network, network has little cognition on tethering path’s serving quality and latency of a tethered device. As a result, XR traffic requested by tethered device is hard to be satisfied with the given latency requirement.

SUMMARY

The following presents a simplified summary of one or more aspects in order to provide a basic understanding of such aspects. This summary is not an extensive overview of all contemplated aspects, and is intended to neither identify key or critical elements of all aspects nor delineate the scope of any or all aspects. Its sole purpose is to present some concepts of one or more aspects in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.

Various aspects of the present disclosure relate to the methods of UE-assisted tethering report and to the methods of packet transmission latency measurement. The UE-assisted tethering report can contain 1 bit to inform the activation of tethering mode, and/or latency of packet transmission, and/or other side-information related to tethering path. The report i s transmitted from UE to gNB, and/or from UE to UE. The report i s sent through RRC , MAC CE and/or PUCCH. The timing and/or period for reporting i s (pre-) configured. The latency of packet transmission within report i s measured by UE based on the (pre-) configured measuring path and/or timing and/or method. To measure the packet transmission latency, a packet timestamp i s inserted into Adaptation laye r, PDCP layer, or other transport layer in user plane. The packet transmission latencies measured by UE is further derived into reporting value with various formats.

To the accomplishment of the foregoing and related ends, the one or more aspects comprise the features hereinafter fully described and particularly pointed out in the claims. The following description and the annexed figure s set forth in detail certain illustrative features of the one or more aspects. These features are indicative, however, of but a few of the various ways in which the principles of various  aspects may be employed, and this description is intended to include all such aspects and their equivalents.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

FIG. 1 illustrates the tethering scenario where remote UE connects to relay UE via tethering path and relay UE connects to gNB via Uu interface.

FIG. 2 illustrates the unknown tethering latency to gNB and remote UE.

FIG. 3 illustrates an exemplary of timing diagram of the present methods of latency measurement.

FIG. 4 illustrates an embodiment of the present methods of latency measurement by timestamp.

FIG. 5 illustrates an embodiment of the present methods of latency measurement by UE implementation.

FIG. 6 illustrates an exemplary of timing diagram of the present methods of UE-assisted tethering report.

FIG. 7 illustrates an embodiment of the present methods of UE-assisted tethering report.

DETAILED DESCRIPTION

The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is intended as a description of various configurations and is not intended to represent the only configurations in which the concepts described herein may be practiced. The detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of various concepts. However, it will be apparent to those skilled in the art that these concepts may be practiced without these specific details. In some instances, well known structures and components are shown in block diagram form in order to avoid obscuring such concepts.

Several aspects of telecommunication systems will now be presented with reference to various apparatus and methods. These apparatus and methods will be described in the following detailed description and illustrated in the accompanying drawings by various blocks, components, circuits, processes, algorithms, etc. (collectively referred to as “elements” ) . These elements may be implemented using electronic hardware, computer software, or any combination thereof. Whether such elements are implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system.

This invention is motived by, but not limited to, a scenario that a wireless system serves devices through tethering path. The scenario such as commercial use case with smartphone sharing network connection to XR wearable devices is focused. The benefit of smartphone tethering for XR service to low-end device is straightforward. Smartphone supporting more antennas and wide bandwidth transmission can achieve high throughput on Uu interface (a direct link between gNB and UE) . In contrast, XR wearable devices with low-end capability may suffer from low throughput and high latency connecting to Uu interface. As the result, tethering is beneficial for improving both network spectrum efficiency and XR user experience. An embodiment of tethering topology is given in FIG 1, As shown in  FIG1, under tethering scenario, gNB transmits packets to relay UE on relay path through Uu interface. And relay UE forwards packets to remote UE on tethering path. Under non-tethering scenario, gNB transmits packets directly on direct path through Uu interface

However, since tethering path latency is unknown to network, packet latency uncertainty causes violation on packet PDB requirement. Referring to 3GPP specification (e.g., 3GPP TR 38.838) , PDB is defined as the tolerable transmission delay for a packet, which is one of major performance KPI for XR services. As the result, the difficulties of network scheduling, link adaptation, rate adaptation and network topology planning are increased. Meanwhile, if the received packet is out-of-PDB, there is no existing feedback mechanism for the receiver to promptly feed the unqualified latency result back to the transmitter. Therefore, only high layer codec can perform mode/rate down selection to overcome the unqualified service. The gNB and UE cannot receive feedback and make adjustment for transmission. In the end, XR users’ experiences are damaged. An illustration of the unknown tethering latency is given in FIG 2.

If gNB receives additional tethering path related information by UE-assisted tethering report, a better transmission assignment to remote UE will be achieved, including adaptive scheduling, link adaptation and path switching decision.

In this disclosure, the methods of latency measurement are presented. The remote UE and/or relay UE measure (s) the packet transmission and/or reception latency of entire and/or partial transmission path. The packet latency measurement is performed per packet and/or periodically on packet with a (pre-)configured period and/or periodically on slot with a (pre-) configured period and/or by network triggering event. An exemplary of timing diagram is given in FIG 3. The packet latency is measured on protocol layer 2 within PDCP layer, Adaptation layer (e.g. SRAP layer) or other transport layer. In one embodiment, to measure the packet transmission latency, a timestamp is introduced into layer 2 protocol within PDCP layer and/or Adaptation layer. The timestamp carries the timing information when gNB and/or relay UE and/or remote UE generate and/or forward the packet to its receiver. With the inserted timestamp, the station receiving packet derives the timing difference between the packet reception time and packet generated/forwarded time. As the result, the packet latency of entire and/or partial transmission path is measured.

In another embodiment, the station measures the packet latency by recording the timing of transmission/reception of first TB of the packet and transmission/reception of last TB of the packet. By subtracting the recording timing difference on MAC and/or PHY, the packet latency of the corresponding transmission path is measured.

To set up packet latency measurement, gNB configures relay UE and/or remote UE via RRC message and/or MAC CE commands. The configuration may include one or multiple fields as follows:

● Measurement period: the period for the station to perform latency measurement on packet

● Measurement path: the corresponding path to perform latency measurement. It is further indicated by packet source station ID, packet destination station ID.

● Measurement method: the latency measured by the inserted timestamp or alternatives

● Measurement packet: the packet ID or traffic to be measured

In order to clarify the presented methods of latency measurement as described above more clearly, an embodiment is given in FIG 4. As shown in FIG 4, gNB (NG-RAN) is serving remote UE with L2 relay UE through PC5 interface. Referring to 3GPP specification (e.g., 3GPP TS 38.300) , the L2 relay is defined as the relay node that is implemented in layer 2. The gNB sets up configuration for latency measurement at UE side. In this embodiment, the gNB configures the measurement period to be per packet measuring and configures the measurement method to be measuring by timestamp.

To measure latency of each packet from gNB to the relay UE (Uu link) and relay UE to remote UE (tethering link) , the timestamp is inserted into SRAP layer at gNB side in DL packet. In this embodiment, once the relay UE receives and decodes the packet from gNB at SRAP layer, the relay UE measures packet latency on Uu link by calculating the difference between current timestamp and SRAP timestamp and reports latency A to gNB. The relay UE then forwards the packet to remote UE through PC5 interface. Once the remote UE receives and decodes the packet from relay UE at SRAP layer, the remote UE measures packet latency on entire path (Uu link and tethering link) by calculating the difference between current timestamp and SRAP timestamp and reports latency B to gNB. Upon reception of both latency measurement results from remote UE and relay UE, the gNB derives tethering link latency by calculating the difference between latency B and latency A.

In another embodiment, the relay UE inserts a new timestamp of packet forwarding timing into SRAP layer, once the remote UE decodes the packet from relay UE at SRAP layer and gets the forwarding timestamp, the remote UE measures packet latency on tethering link by calculating the difference between current timestamp and new SRAP timestamp and reports latency C to gNB. Upon reception of both latency measurement results from remote UE and relay UE, the gNB derives entire path latency (Uu link and tethering link) by summing up latency C and latency A) .

It should be noted that the principles presented in the embodiment of DL packet transmission can also be applied to UL packet transmission when remote UE inserts the timestamp into SRAP layer of UL packet.

Another embodiment is given in FIG 5. As shown in FIG 5, gNB (NG-RAN) serves remote UE with layer 3 relay UE through WIFI tethering. In this embodiment, gNB sets up configuration for latency measurement at relay UE side, where gNB configures the measurement to be periodically measured on packet and configures the measurement method to be up to UE implementation. gNB also configures the measurement path to be the link between the relay UE and the remote UE (tethering link) .

To measure the latency of the desired packet transmission on tethering link, the relay UE first records a timing as the counting start point before packet forwarding. Then the relay UE transmits the corresponding packet through WIFI tethering. Once the packet transmission is done, either finishing the initial transmission or receiving ACK feedback from remote UE) , the latency is measured by calculating the timing difference between counting start point and packet transmission end point.

It should be noted that the principles presented in the embodiment of DL packet transmission can also be applied to UL packet transmission when relay UE records the timing of the packet transmission start point and end point.

In this disclosure, the methods of UE-assisted tethering report are presented. A relay UE and/or remote UE reports tethering-related information to another connected relay UE and/or remote UE and/or gNB. The tethering-related information is reported via RRC message and/or MAC CE commands. The reporting is performed periodically on slot with a (pre-) configured period and/or by network triggering event and/or when (pre-) configured reporting criteria/threshold is fulfilled (e.g., when measured latency exceeds configured reporting threshold) . To illustrate the timing diagram of report, FIG 6 is given. The tethering-related information includes one or multiple fields as follows:

● Tethering mode: 1 bit to indicate if the UE is serving through tethering mode or not

● Latency: the packet transmission latency. The reporting contents related to latency includes one or multiple fields as follows:

○ Path of measured latency: the path of latency measurement is indicated by packet source station ID, packet destination station ID.

○ Packet of measured latency: the measured packet is classified by packet ID, packet size and the traffic flow ID of the packet

○ Latency characteristic: the measured packet transmission latency is expressed in one or multiple statistics as follows:

■ Average latency: Average latency of N previous measured packet latencies, where N is (pre-) configured or determined by total number of measured packet latencies within reporting period

■ Maximum/minimum latency: maximum/minimum latency of N previous measured packet latencies, where N is (pre-) configured or determined by total number of measured packet latencies within reporting period

■ Jitter: the jitter of packet transmission latency

■ STD: the standard deviation of previous measured latencies

○ Latency value: the reported latency value is represented in one of the following formats:

■ (Pre-) configured granularity: e.g., for 30ms latency with granularity set as 5ms, latency value is reported to 6

■ Absolute value in milliseconds

■ Delta value: the delta value to PDB in (milliseconds) . e.g., for 30ms latency with packet PDB equal to 20ms, +10 is reported as latency value

■ A mix of the above expressions

● Side information: The other information related to tethering. e.g., UE buffer status to indicate queueing on tethering path, LBT latency or channel busy ratio if unlicensed, transmission failure rate (reliability) , channel quality report of tethering path.

To set up UE-assisted tethering report, a configuration is transmitted by gNB via RRC message and/or MAC CE commands and/or PDCCH to relay UE and/or remote UE. The configuration includes one or multiple fields as follows:

● Reporting mode: It indicates if the reporting is performed periodically or based on event.

● Reporting period: If the reporting is set to be periodic report, it indicates the time-period of the report

● Reporting criteria: If the reporting is set to be event-based report, it indicates the criteria to trigger the reporting event. e.g., if a latency threshold is set to be reporting criteria, the report is triggered when the measured latency > latency threshold.

● Timer: Timer to avoid frequent reporting if event-based report is configured

● Reporting latency: It indicates if the latency measurement result is required in the report

In order to clarify the presented methods of UE-assisted tethering report as described above more clearly, an embodiment is given in FIG 7. As shown in FIG 6, a L2 relay scenario is introduced. With L2 relay, the remote UE is visible to gNB. The gNB sets up the UE-assisted tethering report configuration in RRC message by setting the reporting mode to be periodic report and setting the reporting latency to be true (enable latency report) . Additionally, for latency measurement, the gNB also sets up latency measurement configurations in RRC message, including setting measurement period to be per packet measurement, the measuring method to be timestamp. The gNB transmits RRC message to the remote UE through L2 relay UE. The gNB transmits data packets to remote UE through L2 relay UE. Based on the configuration, the remote UE starts to measure packet transmission latency for each packet based on the inserted timestamp. Upon UE-assisted reporting period, the remote UE calculates the average latency by averaging previous measurement result within reporting period. The remote UE then generates tethering report by setting tethering mode to be true and puts the latency value as delta value of PDB into report. Finally, the remote transmits the report to gNB through L2 relay UE.

In this disclosure, the methods of UE-assisted tethering report and latency measurement presented in the above paragraphs is further extended to the multi-hop and/or mesh network. Under multi-hop and/or mesh network topology, the node (s) within the network measure (s) the packet transmission and/or reception latency per hop and/or per past all-hops. The node (s) report (s) UE-assisted (e.g., hopping related) information to another connected node and/or network center (e.g., gNB) . The hopping-related information includes latency report field. The latency reported in UE-assisted information is measured by the reporting node, where the latency report is per hop latency report and/or per past all-hops latency report. Per hop latency report carries latency information of (pre-) configured hop and per past all-hops latency report carries latency information of all past hops at the measuring node (e.g., end-device) . With the reporting UE-assisted information containing latency information of per hop and/or per past all-hops, the network identifies the hopping latency and further selects and/or changes the intermediate nodes to improve performance.

The previous description is provided to enable any person skilled in the art to practice the various  aspects described herein. Various modifications to these aspects will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other aspects. Thus, the claims are not intended to be limited to the aspects shown herein, but is to be accorded the full scope consistent with the language claims, wherein reference to an element in the singular is not intended to mean “one and only one” unless specifically so stated, but rather “one or more. ” The word “exemplary” is used herein to mean “serving as an example, instance, or illustration. ” Any aspect described herein as “exemplary” is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other aspects. Unless specifically stated otherwise, the term “some” refers to one or more. Combinations such as “at least one of A, B, or C, ” “one or more of A, B, or C, ” “at least one of A, B, and C, ” “one or more of A, B, and C, ” and “A, B, C, or any combination thereof” include any combination of A, B, and/or C, and may include multiples of A, multiples of B, or multiples of C. Specifically, combinations such as “at least one of A, B, or C, ” “one or more of A, B, or C, ” “at least one of A, B, and C, ” “one or more of A, B, and C, ” and “A, B, C, or any combination thereof” may be A only, B only, C only, A and B, A and C, B and C, or A and B and C, where any such combinations may contain one or more member or members of A, B, or C. All structural and functional equivalents to the elements of the various aspects described throughout this disclosure that are known or later come to be known to those of ordinary skill in the art are expressly incorporated herein by reference and are intended to be encompassed by the claims. Moreover, nothing disclosed herein is intended to be dedicated to the public regardless of whether such disclosure is explicitly recited in the claims. The words “module, ” “mechanism, ” “element, ” “UE, ” and the like may not be a substitute for the word “means. ” As such, no claim element is to be construed as a means plus function unless the element is expressly recited using the phrase “means for. ”

While aspects of the present disclosure have been described in conjunction with the specific embodiments thereof that are proposed as examples, alternatives, modifications, and variations to the examples may be made. Accordingly, embodiments as set forth herein are intended to be illustrative and not limiting. There are changes that may be made without departing from the scope of the claims set forth below.

Claims (8)

1. A method of UE-assisted tethering report for wireless communication system consisting of a gNB, a relay UE and a remote UE, including:

   a. Receiving latency measurement configuration from the gNB,

   b. Performing latency calculation by using timestamp received from the received packets,

   c. Composing latency measurement report by an end device,

   d. Transmitting the measurement report to the gNB
2. The measurement report in Claim 1 consists of pluralities of information at least, including 1 bit to inform the activation of tethering mode, and/or latency of packet transmission, and/or other side-information related to tethering path.
3. The measurement report in Claim 1 is encapsulated in RRC message or MAC CE commands.
4. The measurement report in Claim 1 is triggered by periodic timer conveyed by the configuration message.
5. The measurement report in Claim 1 is triggered by an event wherein the triggering condition is conveyed by the configuration message.
6. The timestamp received in Claim 1 is extracted from Adaptation layer or PDCP layer or other transport layer for each packet
7. The end device in Claim 1 is the relay UE.
8. The end device in Claim 1 is the remote UE.

Images