用於進行重傳的分組數據重新分段的方法和裝置的製作方法
2023-05-13 23:38:26
專利名稱：用於進行重傳的分組數據重新分段的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及在媒體訪問控制(MAC)層數據傳輸、無線鏈 路控制(RLC)層及無線資源控制(RRC)層中使用的混合自動重傳 請求(HARQ)方案，具體涉及關於在不成功的MAC協議數據單元 接收時，上述組件相對於數據重傳的相互作用。
背景技術：
在UMTS中，將高速下行分組接入(HSDPA)和增強的專用上行 鏈路傳輸信道(E-DCH)共同稱為HSPA，其在MAC層使用HARQ 方案以增強用戶設備(UE)和被稱為NodeB的基站之間的數據傳輸 的效率和可靠性。例如，這在3GPPTS25.321版本6.9.0標準的第11.6 和11.8節中定義。在HSDPA中，接收機側(UE)基於對導頻信道信 號強度的短期測量，使用5比特的信道質量指示符(CQI)向發射機 (NodeB)指示信道質量。這些測量可佔用大約2ms。
基於所報告的CQI， Node B針對向UE的下次傳輸來選擇傳輸塊 大小及調製和編碼方案(MCS)，以使傳輸塊差錯概率不應超過10%。
以高速媒體訪問控制協議數據單元(MAC-hs PDU)發送數據。 當UE接收到MAC-hs PDU時，UE計算循環冗餘校驗(CRC)以確 定正確的接收。如果接收成功，UE向NodeB發送ACK。如果接收不 成功，則發送NACK。如果Node B接收到NACK，如果重傳的數量 是在系統操作員所設置的指定最大數量之內，則Node B再次重傳 MAC-hs PDU，用於Chase合併或用於冗餘遞增的系統和/或奇偶的符 號。冗餘遞增或Chase合併方案用於3GPP TS 25.212的版本6.9.0中 所指定的重傳。
當最大數量的HARQ重傳失敗時(這裡稱作HARQ重傳失敗)，
MAC-hs PDU的重傳被視為失敗。如3GPP TS25.322的版本6.8.0第 9.7 11.3節中所定義，無線鏈路控制(RLC)的操作的肯定應答模式通 過重傳原始被復用到指示為接收機側未接收到的MAC-hs PDU中的 RLC-PDU，來恢復HARQ傳輸差錯。這種功能通常被稱作自動重傳 請求或ARQ。這是基於發射機向接收機輪詢其已經或者還未接收到 PDU的狀態以及接收機將該信息返回給發射機用於處理。這種雙向信 號明顯增加了發射機和接收機之間不正確接收的數據傳輸期間的附加 等待時間的程度。
為了減小這種RLC級的重傳等待時間，可向RLC通知HARQ重 傳失敗，並且可在進行通知時重傳RLC業務數據單元(RLC-SDU) 或者RLC-SDU的一部分(RLC-PDU)，而不等待來自接收側的狀態 報告控制消息。在來自NTT DoCoMo的針對工作項"Long-term evolution of UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) and Universal Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)" (LTE)的第55號RAN2會 議的論文集R2-062906中指示了這種類型的增強的示例。在3GPP TR25.912版本7.0.0的規範中示出了 3GPP對LTE的研究結果。但是， 由於遮蔽或其它因素導致的持續較差的無線電條件，第二次或後續的 嘗試可能再次失敗。具體地，所重傳的RLC-PDU的大小與先前的傳 輸相同。在UMTS中，如同RLC的RRC配置所確定的，在對RLC-SDU 進行分段期間確定RLC-PDU的大小。
發明內容
本發明可以解決上述問題，通過根據無線電信道條件(其中例如 遮蔽)將數據重新分段為更適當的大小，來進一步改善重傳等待時間。 此外，本發明可以解決對數據的重新分段應該在何時進行。
本申請可以提供一種當混合自動重傳請求(HARQ)傳輸失敗時 進行分組數據重傳的方法，所述方法包括以下步驟檢査HARQ傳輸 差錯性能特性的變化是否大於閾值和/或信道條件的惡化是否被指示 或小於閾值；如果是，將RLC-SDU或RLC-PDU重新分段為更小的協議 數據單元大小；以及傳輸所述重新分段的RLC-PDU數據；如果不是，
傳輸先前的RLC-PDU數據。
本申請還可以提供一種行動網路中的發射機，適用於根據無線電 信道條件將數據重新分段為更適當的大小，所述發射機包括重新分段 層，所述重新分段層適用於檢查混合自動重傳請求(HARQ)傳輸 差錯性能特性的變化是否大於閾值和/或信道條件的惡化是否被指示 或小於閾值；如果是，將RLC-SDU或RLC-PDU重新分段為更小的協議 數據單元大小；以及傳輸所述重新分段的RLC-PDU數據；如果不是， 傳輸先前的RLC-PDU數據。本申請還提供了一種計算機可讀介質，包 括在計算設備或系統中可執行的程序代碼，例如用於在所述設備或系 統中執行本申請方法的發射機。此外，本申請提供了包括發射機和能 夠接收來自所述發射機的分組數據傳輸的多個用戶設備UE的通信網 絡。
參照附圖將更好地理解本申請
圖1是示出了長期演進用戶平面協議棧的框圖2是示出了長期演進控制平面協議棧的框圖3是示出了根據本發明的MAC層中重傳和重新分段判定的方 法的流程圖4是示出了根據本發明和圖3中所作判定的一種重傳和重新分 段操作的方法的流程圖5是示出了接收機和發射機側的MAC層的配置的流程圖； 圖6是示出了來自Node B和UE側的切換的指示的流程圖的框
圖7是示出當根據本系統和方法在MAC和RLC中執行重傳和重 新分段時RRC、 RLC和MAC層之間的交互的框圖；以及
圖8是示出當在MAC中執行重傳和重新分段時在RRC、 RLC和 MAC層之間的可選交互的框圖。
具體實施例方式
現在參照附圖。圖1示出了描述長期演進(LTE)用戶平面協議 棧的框圖。
UE110同時與演進的基站(eNB) 120和接入網關(aGW) 130 通信。
在協議棧中示出了多個層。在UE110和aGW130上示出了分組數 據會聚協議(PDCP)層140。 PDCP層140執行網際網路協議(IP)報 頭壓縮和解壓縮、用戶數據的傳輸和無線承載的序列號(SN)的維護。
在PDCP層140之下是無線鏈路控制協議層142，其與eNB120 上的無線鏈路控制協議層142進行通信。可以理解，通過諸如圖l和 2所示的協議棧中的物理層進行通信。但是，由eNB120上的RLC層 142解譯來自UE的RLC層142的分組。
在RLC層142之下是媒體訪問控制(MAC)數據通信協議層146。 本領域技術人員可以理解，RLC和MAC層形成UMTS和LTE無線電 接口的數據鏈路子層，並處於Node B (或LTE中的eNB)和用戶設 備上。
在RLC/MAC層144和146之下是層1 (Ll) LTE (物理層148)。 該層是用於通信的物理層。
參照圖2，圖2示出了LTE控制協議平面協議架構。在圖2中將 使用與圖1所使用的附圖標記類似的附圖標記。具體地，UE110與 eNB120和aGW130進行通信。此外，在圖2中存在物理層148、 MAC 層146、 RLC層142和PDCP層140。
圖2還示出了非接入層(NAS) 210。可以理解，NAS層210可 以包括移動性管理和會話管理。
無線資源控制協議層(RRC) 220是協議棧的一部分，所述協議 棧負責在UE和E-UTRAN (演進的通用無線地面接入網)之間分配、 配置和釋放無線電資源。在3GPP TR25.813規範中描述了 RRC協議 對於LTE的基本功能。
本領域技術人員可以理解，在UMTS中，在無線網絡控制器 (RNC)中的RLC層中執行自動重傳請求(ARQ)功能。長期演進 (LTE)將ARP功能從RNC轉移到eNB ，其中在ARQ和HARQ (在
MAC層中，也位於eNB中)之間可以存在更緊密的交互。
在HSDPA和E-DCH中，將RLC SDU分段為一連串的相同大小 的RLCPDU (例如42個八比特組(octet))並提供給MAC層用於在 空中接口上傳輸。MAC通常將多個RLC PDU復用到MAC-PDU中。 如果不能傳送MAC PDU，在特定數量的嘗試後放棄對該MAC-PDU 的傳輸。在接收機側，MAC層將所接收的MAC-PDU解復用為多個 RLC-PDU。如果檢測到任何遺漏的RLC-PDU，接收側使用狀態消息 通知發射側以請求重傳遺漏的RLCPDU。這是一個相對冗長的處理。 在LTE中，代替放棄失敗的MAC層重傳，正在研究在重新分段 後的重傳，以大大減少等待時間和增加數據吞吐量。問題是何時和怎 樣進行重新分段。
參照圖3和4，示出了根據本申請的方法的概況。 當HARQ重傳失敗時，有三個處理該差錯的選擇
1) 不做操作。這意味著依靠ARQ功能的輪詢和狀態報告功能來 恢復差錯。當期望切換或認為接收機離開無線電覆蓋時，應該選擇該 選項。
2) 重新分段並立即重傳。根據當前的無線電條件，在重傳之前 將失敗的數據單元重新分段為更適當的大小。當認為惡化的信道條件 和/或降低的無線電資源可用性導致重傳原始傳輸塊不是非常有效時， 應該選擇該選項。
3) 立即重傳。當選擇l)和2)不可用時應該選擇該選項。
圖3示出了在HARQ重傳失敗時MAC層中如何作出選擇的示例 性流程圖。利用HARQ重傳失敗的通知將判定傳遞給重新分段和重傳 執行功能(RREF)。如圖4所示，RREF根據所通知的判定和來自上 層的切換指示執行重傳和/或重新分段。
在圖3中為了作出選擇，需要配置特定閾值。圖5示出了這種在 接收機和發射機側的參數配置。圖6描述了如何將切換指示提供給 RREF。圖7示出了兩種可能的協議架構，第一種是將RREF包括在 RLC中，第二種是將RREF包括在MAC中。
參照圖3，解釋了作出判定的處理的細節。當在步驟310中發生 HARQ重傳失敗時(達到最大重傳數量)，在步驟311中檢查離開覆 蓋狀態。例如，如果對來自接收機的ACK/NAK的接收中連續失敗(如 果發射機在應該接收到來自接收機的ACK/NAK時不能檢測到期望的 ACK/NAK響應)數量(Nanf)超過所配置的閾值(TH-Nanf)，則在 步驟312中將離開覆蓋指示傳遞給RREF。
可選地，如果配置了來自接收機側的定期CQI報告，如果來自接 收機的最近的CQI報告與HARQ重傳失敗(TLastCQI)之間的時間 長於所配置的閾值(TH-LC)，例如CQI時間間隔fN，其中N是整數， 則發射機認為接收機離開無線電覆蓋。在這種情況下，在步驟312中 將離開覆蓋指示傳遞給RREF。
此外，如果物理層可以指示接收機離開覆蓋，則可以通過MAC 層將這種指示傳送給RREF。
如果在步驟311中確定認為接收機處於無線電覆蓋中，在步驟320 計算近期接收到的CQI報告的平均和梯度(分別被指定為E(CQI)和 Grad(CQI))。例如可以通過RRC配置用於計算(Nc)的CQI的數量。 如果檢測到信道質量的嚴重惡化，即，Gmd(CQI)小於所配置的閾值 (TH-G)，在步驟322可將諸如原始傳輸塊大小一半的新分段大小提供 給RREF。
對於信道質量的更精確估計，可以計算編碼速率以檢查原始傳輸 塊大小是否仍足夠。所獲得的速率基於以下假設使用E(CQI)所指示
的信道條件和使用當前分配給接收機的無線電資源來重傳原始傳輸 塊。如果所計算的編碼速率大於所配置的閾值(例如1)，不再認為原
始大小是適當的。在步驟332，可計算新分段值並傳遞給RREF。通過 計算被認為是適當的編碼速率(例如0.5)來選擇新分段大小的值。
如果原始傳輸塊大小仍足夠用於當前的信道條件，在步驟340， 僅向RREF傳遞HARQ重傳失敗。在這種情況下，RREF將重傳原始 數據而不進行重新分段。
參照圖4，描述了 RREF的細節。RREF可以處於RLC層或MAC 層中。在步驟410，當從MAC通知HARQ重傳失敗時，在步驟411
該處理檢査是否指示切換。如果是，則由於在切換期間可能丟失數據
而不嘗試立即重傳。因此，優選通過利用ARQ重傳過程處理這種情 況(即，輪詢和狀態報告)來延遲重傳。
與切換情況類似的，如果指示離開覆蓋，則在步驟412不嘗試立 即重傳。
如果在步驟413 MAC指示新分段大小，則在步驟414將原始數 據重新分段為所指定的大小並在步驟415重傳。可以理解，最後的分 段不必是所指定的大小，在這種情況下如果必要則可以插入填充。
如果MAC未指示新分段大小，則與步驟415相同地重傳原始數 據。然後該處理在步驟416結束。
現在參照圖5。圖5示出了配置用於圖3中所作判定的閾值的流 程圖。在步驟510中，在接收機側配置MAC層，以按照指定的時間 間隔向發射機報告CQI。可選地，在步驟510中，如果CQI低於所配 置的電平，在接收機側配置MAC層，以按照指定的時間間隔向發射 機報告CQI。在步驟520中，在發射機側配置閾值，即TH-LC、TH-Nanf、 TH-G和TH-CR以及近期CQI報告(Nc)的數量。可以通過RRC或 層2信令配置用於UE側的值。
圖6示出了 RRC指示以指示eNB和UE的切換。當前在LTE中 假設僅eNB發起切換。
在步驟610開始對網絡的處理，並進行到步驟612，在步驟612 中發送測量控制消息以配置切換條件。該消息可為RRC消息或層2 級別信令。
然後該處理進行到步驟614，在步驟614中等待測量報告消息。
該消息可為RRC消息或層2級別信令。
在步驟616中，該處理向RLC指示切換並在步驟618中結束。 在UE側，該處理在步驟630開始並進行到步驟632，在步驟632
中接收測量控制消息以配置切換條件。該消息可以是RRC消息或層2
級別信令。
然後該處理進行到步驟634，在步驟634中等待滿足切換測量條 件。 一旦滿足了切換測量條件，該處理在步驟635發射測量報告消息
並進行到步驟636，在步驟636中向RLC和/或MAC指示切換(參見 圖7和8)，然後處理在步驟638結束。測量報告可以是RRC消息或 層2信令。
現在參照圖7。圖7根據圖3和4描述了 RRC、 RLC和MAC層 之間的交互。圖7示出了當RLC層包括確定是否應該發生重新分段的 功能時的情況。下面所描述的圖8指示了當MAC層包括確定是否應 該發生重新分段的功能時的情況。
在圖7中，RRC710向RLC 720提供了切換條件。然後RLC在 確定是否應該發生重新分段時應用圖3的方法。
MAC層730將HARQ重傳失敗和信道條件信息傳遞給RLC，這 使得RLC能夠確定是否應該發生重新分段。
參照圖8，圖8示出了具有重新分段功能的MAC層。在這種情 況下，RRC810將切換指示傳遞給RLC820。然後從RLC820將切換指 示傳遞給MAC層830。 MAC層己經有HARQ重傳失敗信息並可以使 用切換指示以執行圖3的處理。
因此上述解決了通過根據無線電信道條件(其中例如遮蔽)將數 據重新分段為更適當的大小來進一步改進重傳等待時間的問題。所述 方法使用基於近期接收到的CQI、最近報告的CQI的梯度或編碼速率 的信道條件指示。該處理將RLC-SDU或RLC-PDU重新分段為更適 當的PDU大小並將其傳遞給MAC層以便重傳。
通過將某個時段內的HARQ重傳失敗的數量與所配置的閾值比 較，發射機可以確定對信道條件的近似值。如果當與閾值比較時有大 量的HARQ重傳失敗，這可以反映信道條件中的嚴重惡化。這是由發 射機持續地不能基於原始信道估計(例如所接收的CQI)成功傳輸數 據來反映。如果檢測到信道質量的嚴重惡化，向RREF通知諸如原始 傳輸塊大小的一半的新分段大小。
可以使用用於確定某個時段中的HARQ重傳失敗的與閾值的比 較和切換指示以確定是否再次嘗試重傳。
RRC在接收機側配置MAC以定期地報告CQI或當CQI低於所 配置的閾值時定期地報告CQI。對於發射機側，還向MAC配置TH-LC,
Nc、 TH-G和TH-CR信號。如果CQI梯度少於TH-G，執行重新分段。 如果針對E(CQI)的編碼速率大於TH-CR，執行重新分段。重新分段的 PDU的大小可取決於編碼速率。
因此，通過根據信道條件對PDU進行重新分段和等待重傳直到 完成切換過程，改進了在HARQ重傳失敗時的發射機效率。
這裡所描述的實施例是具有與本申請的技術元素相應的元素的 結構、系統或方法的示例。本書面說明書可以使得本領域的技術人員 製作和使用具有同樣與本申請的技術元素相應的可選元素的實施例。 因此本申請的技術的預期範圍包括與這裡所描述的本申請的技術並無 不同的其它結構、系統或方法，還包括與這裡所描述的本申請的技術 有非實質差別的其它結構、系統或方法。
權利要求
1、一種在從發射機到接收機的混合自動重傳請求HARQ傳輸失敗時進行分組數據重傳的方法，所述方法包括以下步驟檢查HARQ傳輸差錯性能特性的變化是否大於閾值和/或信道條件的惡化是否被指示或小於閾值；如果是，將無線鏈路控制業務數據單元RLC或無線鏈路控制協議數據單元RLC-PDU重新分段為更小的PDU數據大小；以及傳輸所述重新分段的RLC-PDU數據；以及如果不是，傳輸先前的RLC-PDU數據。
2、 如權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括以下步驟 在檢查步驟之前，確定是否指示切換，如果是，則結束重傳處理。
3、 如權利要求2所述的方法，其中，通過無線資源控制協議或 層2級別的信令指示所述切換。
4、 如權利要求3所述的方法，其中，所述無線資源控制協議指 示當接收到或生成測量報告或層2級別信令時，是否期望切換。
5、 如權利要求l-4任一所述的方法，其中，所述方法還包括以 下步驟在檢查步驟之前，確定是否指示離開覆蓋狀態，如果是，則 結束重傳處理。
6、 如權利要求5所述的方法，其中，通過以下步驟來確定是否 離開覆蓋狀態檢查最近接收的信道質量指示符CQI時間是否大於閾值；或者 如果對來自接收機的肯定應答ACK或否定應答NACK的接收的 連續失敗的數量超過可配置的閾值；或者如果物理層確定接收機離開覆蓋，則確定離開覆蓋狀態。
7、 如權利要求1-5任一所述的方法，其中，在發射機的無線鏈 路控制RLC級別執行所述方法。
8、 如權利要求1-5任一所述的方法，其中，在媒體訪問控制 MAC層執行分段。
9、 如權利要求8所述的方法，其中，從MAC層向RLC層報告分段大小。
10、 如權利要求8所述的方法，其中，從MAC層向RLC層報 告離開覆蓋狀態。
11、 如權利要求l-5任一所述的方法，其中，從RLC層向MAC 層傳遞重新分段的數據。
12、 如權利要求1所述的方法，其中，HARQ通過確定梯度信 道質量指示符是否小於閾值來檢查信道條件的惡化。
13、 如權利要求12所述的方法，其中，如果梯度信道質量指示 符大於或不小於閾值，所述方法還包括步驟檢查最近的信道質量指 示符的編碼速率或近期接收到的信道質量指示符的平均以及接收機的 無線電資源的可用性是否大於閾值，如果是，信號通知HARQ重傳失敗和新的分段大小； 如果不是，信號通知HARQ重傳失敗。
14、 一種行動網路中的發射機，適用於根據無線電信道條件將 數據重新分段為更適當的大小，所述發射機包括重新分段層，所述重 新分段層適用於檢查混合自動重傳請求HARQ傳輸差錯特性的變化是否大於閾 值和/或信道條件的惡化是否被指示或小於閾值； 如果是，將無線鏈路控制業務數據單元RLC-SDU或無線鏈路控制協議數 據單元RLC-PDU重新分段為更小的PDU數據大小；以及 傳輸所述重新分段的RLC-PDU數據；以及 如果不是，傳輸先前的RLC-PDU數據。
15、 如權利要求14所述的發射機，其中，重新分段層包括無線 鏈路控制RLC層或媒體訪問控制MAC層。
16、 如權利要求14所述的發射機，其中，重新分段層還適用於 確定是否指示切換，如果是，結束重傳處理。
17、 如權利要求16所述的發射機，其中，無線資源控制協議或 層2級別信令適用於指示所述切換。
18、 如權利要求17所述的發射機，其中，無線資源控制協議適 用於指示當接收到或生成測量報告或層2級別信令時是否期望切換。
19、 如權利要求14-18任一所述的發射機，還適用於確定是否指 示離開覆蓋狀態，如果是，結束重傳處理。
20、 如權利要求19所述的發射機，其中，所述發射機還適用於 通過以下步驟之一來確定是否指示離開覆蓋狀態檢查最近接收的信道質量指示符CQI時間是否大於閾值； 如果對來自接收機或發射機的肯定應答ACK或否定應答NACK 的接收的連續失敗的數量超過預定的閾值；或者 確定梯度信道質量指示符的是否小於閾值。
21、 如權利要求20所述的發射機，其中，如果梯度信道質量指 示符大於或不小於閾值，發射機適用於檢查最近的信道質量指示符的 編碼速率是否大於閾值，如果是，信號通知HARQ重傳失敗和新分段的大小； 如果不是，信號通知HARQ重傳失敗。
22、 一種通信網絡，包括如權利要求14-21任一所述的發射機和 能夠接收來自所述發射機的分組數據傳輸的多個用戶設備UE。
23、 一種計算機可讀介質，包括在計算設備或系統中可執行的 程序代碼，所述程序代碼用於執行根據權利要求1-13任一所述的方 法。
全文摘要
一種在混合自動重傳請求(HARQ)傳輸錯誤時用於分組數據重傳的方法，具有以下步驟檢查HARQ傳輸差錯性能特性的變化是否大於閾值和/或信道條件的惡化是否被指示或小於閾值；如果是則將RLC-SDU或RLC-PDU數據重新分段為更小的PDU數據大小，並傳輸所述重新分段的RLC-PDU數據；如果不是，則傳輸先前的RLC-PDU數據。
文檔編號H04L12/56GK101175254SQ20071018126
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月25日 優先權日2006年10月31日
發明者戈登·彼得·楊, 詹姆斯·厄爾·沃馬克, 鈴木卓 申請人:捷訊研究有限公司