用於共享信道上的上行鏈路調度的裝置和方法

2023-06-09 06:51:06 1

專利名稱：用於共享信道上的上行鏈路調度的裝置和方法
技術領域：
本公開總的涉及在通信信道上的服務質量，尤其涉及用於調度上 行鏈路數據傳輸以保持服務質量需求的方法和裝置。
背景技術：
諸如分組數據通信系統的無線通信系統可以利用共享信道，其中 網絡基於請求資源的移動站的數量、移動站的信道條件、以及移動站
請求資源要進行的服務，來向移動站分配(allocate)資源以用於上行 鏈路傳輸。
移動站將關於每一個無線電承載或者一組無線電承載的緩衝狀態 的信息發射到網絡。典型地，每一個由移動站使用的服務都被映射到 一個無線電承載。每一個服務，從而每一個無線電承載，都與優先級 相關聯。為了使信令開銷量為最小，優選地，讓移動站指示所有無線 電承載上其緩衝器中的數據量，並且指示例如具有等待被發送的數據 的最高優先級的無線電承載。這允許網絡使用一定的公平程度來指派 (assign)資源。
然而，因為網絡不具有關於每一個無線電承載的絕對最新信息， 典型地，網絡將向移動站指派資源，這些資源可用於從許多無線電承 載發射數據。該機制帶來的問題是，網絡無法控制移動站對資源的精 確使用。
例如，移動站在緩衝器中具有用於無線電承載(RB) #1、 2、 3和 4的數據，其中序列號也指示該數據的優先級。例如，RB弁4可以指示 最低優先級數據，而RB弁1可以指示最高優先級數據。然而，如果另一個移動站具有在更高優先級隊列中緩存的數據， 則該網絡應當不允許前一個移動站從RI^4發送數據，因為其非常低的 數據優先級。而是，網絡優選地為具有最高優先級數據的移動站分配 資源。
另一方面，當高優先級數據被其他移動站緩衝時，防止移動站發
射低優先級數據可能造成"飢餓(starvation)"效應，其中低優先級 數據被不確定地排隊或者另外在過度的時間量被排隊。
第三代合作夥伴項目技術標準，3GPP TS 25.309，描述了適用於 共享上行鏈路信道的過程，該共享上行鏈路信道為用於UMTS網絡的 增強專用信道(E-DCH)。根據該標準，移動站可以發送在緩衝器中 具有數據的最高優先級邏輯信道的標識，以及所有無線電承載上其緩 衝器中的數據總量。因為該上行鏈路被設計為同步混合自動重複請求 (HARQ)信道，然後只要沒有超過所指派的資源，該移動站可從它所 有的無線電承載選擇數據。
在增強上行鏈路中，當在映射到與未被調度的傳輸相對的已調度 的傳輸的無線電承載中發射數據所需要的時間超過了快樂位(Happy bit)延遲條件時，該移動站發送"快樂位"。該過程被應用到所有的 使用調度準許的無線電承載。不幸地是，還不能區分具有不同優先級 的無線電承載。
因而，需要一種裝置和方法，用來在避免低優先級數據的飢餓狀 態的同時，限制移動站對用於數據傳輸的資源準許的使用。


圖1為無線分組通信網絡的框圖，其中移動站可以緩存各種優先 級的數據。圖2為移動站傳輸緩衝器的框圖，其中各種優先級的數據被緩存 和/或排隊。
圖3為根據各個實施例的移動站和基站的體系結構的示圖。 圖4為根據各個實施例的移動站的框圖。
圖5為示出根據各個實施例的、網絡控制器或基站以及移動站的
基本操作的消息流程圖。 具體實施例
在各個實施例中，在資源被準許時，網絡指示移動站可發送數據 的最低優先級服務或最低優先級無線電承載。因而，加強了公平策略， 並且防止移動站從非常低優先級的無線電承載發射數據，除非被網絡 明確地允許。
進一步地在各個實施例中，網絡避免低優先級數據的飢餓，也就 是，低優先級數據被移動站緩存和排隊。在這樣的實施例中，網絡可
以為移動站配置計時器。該計時器在準許時補償(offset)網絡提供的 數據優先級最小值指示。如果該計時器期滿，移動站可以不管優先級 基底(priority floor)指示而從最低優先級緩衝器發射數據。
在某些替換實施例中， 一旦計時器期滿，移動站可以向網絡提供 關於其具有未決的用於傳輸的緩存數據的指示。與在標準中被指定用 於E-DCH的"快樂位"指示符不同，各個基於移動站指示的實施例被 網絡配置觸發，以及以另外方式基於網絡配置。
當第一協議數據單元(PDU)到達用於最低優先級服務的緩衝器、 或者最低優先級無線電承載、或者一組無線電承載時，移動站可以啟 動計時器。當移動站基於例如期望數據速率從隊列中發射至少一個 PDU或者某一最小數量的PDU時，該計時器可以被重置。
因而，在各個實施例中，通過明確地指示被準許使用的優先級基底，網絡確保移動站不會從具有非常低的優先級的緩衝器中發送數據， 尤其在其他移動站正等待發射更高優先級數據時。尤為重要的是，在 同步傳輸的情況下，因為在這種情況下允許移動站重發一定的次數， 而這會導致在上行鏈路上不期望的業務負載。通過使用由網絡設置的 各個實施例的計時功能，移動站可以避免低優先級數據的飢餓，也就 是，避免在低優先級數據被發射之前不確定地等待或者另外等待過度 的時間段。
現在轉過來看附圖，其中相同附圖標記代表了相同的組件。圖1 示出了通信網絡100，其具有諸如基站103的各個基站，並且其中每一 個基站都具有相應的覆蓋區域。總的來說，基站覆蓋區域可以重疊， 並且整體上形成全面的網絡覆蓋區域。根據技術，基站可以被稱為其
他名稱，諸如基站收發信臺(BTS)、"節點B (NodeB)"以及接入 節點(AN)。網絡覆蓋區域可以包括多個基站覆蓋區域，其可形成鄰 近的無線電覆蓋區域。然而，不需要具有鄰近的無線電覆蓋，因此， 替換地，網絡覆蓋區域可以是分布式的。
另外，每一個覆蓋區域可以服務許多移動站。根據技術，移動站 也可以被稱為接入終端(AT)、用戶設備(UE)或者其他術語。多個 基站103經由回傳連接被連接到基站控制器101。基站控制器101和基 站形成無線電接入網絡(RAN)。整個網絡可以包括任意數量的基站 控制器，每個基站控制器控制多個基站。注意，替換地，基站控制器 101可被實現為在基站103間的分布式功能。不管特定的實施方式如何， 基站控制器101包括用於分組化通信的各種模塊，諸如分組調度器、 分組分段以及重新組裝等等，還包括用於將合適的無線電資源指派給 各個移動站的模塊。
基站103可以經由任意數量的標準空中接口和使用任意數量的調 制和編碼方案來與移動站進行通信。例如，可以使用通用移動通信系 統(UMTS)、演進UMTS (E-UMTS)陸地無線接入(E-UTRA)或者CDMA2000。另外，E-UMTS可以使用正交頻分復用(OFDM)， 並且CDMA2000可以使用諸如Walsh碼的正交擴頻碼。半正交擴頻碼 也可以被用於在空中接口上獲得額外的信道化。另外，網絡可以為演 進高速分組(E-HRPD)網絡。各個實施例可以使用任何合適的無線接 □。
在某些實施例中，可以將移動站分組，並且對於每一個移動站組， 基站控制器101或者基站103的調度功能可以用來指派將由該組中的 移動站共享的時間頻率資源的集合。可以使用控制信道從基站103向 移動站通告共享資源集合和排序模式的指示。另外，可以在與共享資 源集合的開始幀有著預定義關係的任何幀內發射控制信道。共享資源 集合可以在控制信道被發射的同一幀內開始、可以相對於控制信道被 發射的幀具有固定開始點、或者可以在控制信道中被明確通告。在任 何情況下，各個實施例將使用用於向移動站分配資源的準許消息，並 且使用指示最小數據優先級的調度消息。
在各個實施例中，移動站將使用無線電承載來發射協議數據單元 (PDU)，其中無線電承載可以被映射到預定義服務集合。因而移動 站可以同時使用多種服務，並且因此可以緩存用於傳輸的數據，其中 該數據具有各種優先級。因而，某些移動站105僅具有被緩存並等待 被發射的高優先級數據，而另一些移動站107僅具有等待傳輸的低優 先級數據。另外，某些移動站109可以具有高低優先級數據的混合。
圖2示出了移動站200，其經由無線接口 205與無線網絡203通 信，在某些實施例中，該無線接口包括專用信道或者增強的專用信道。 移動站200具有存儲器，其包括緩存數據201，該數據進一步包括與各 種服務和/或無線電承載相關的PDU207的集合。如上所述，在各個實 施例中，特定服務可以被映射到特定的無線電承載。
在圖2的示例中，示出了具有高和低優先級數據的混合的移動站，諸如在圖1中的移動站109。在圖2中，示出了，第一PDU集合被緩
存為具有第一或者高優先級並且對應於第一無線電承載，也就是說優
先級#1數據被映射為無線電承載#1 209。類似地，示出了，第二PDU 集合被緩存為具有第二級別優先級，並且對應於第二無線電承載，也 就是說，優先級#2數據被映射到無線電承載#2 211。
在圖2的示例中，沒有緩存等級3的數據，因而沒有存儲映射到 無線電承載#3 213的優先級#3數據。也在圖2中，數據針對映射到無 線電承載#4 215的優先級#4而被緩存。因而應該理解，具有任何混合 優先級的數據可以被儲存，其中任何特定優先級可以參照圖2所示被 映射到特定無線電承載。假定被準許的資源集合，移動站200將發射 其最高優先級數據209，再發射較低優先級數據211，並且最後發射最 低優先級數據215。
簡單回到圖1，如果僅僅具有低優先級數據的一組移動站，即移 動站107，被準許了資源，所述移動站將利用較高優先級移動站需要的 資源來發射低優先級數據，也就是說，具有高優先級數據的移動站105 被排隊。
現在轉向圖3，其示出了根據各個實施例的移動站300和基站301 的體系結構。移動站300包括具有VoIP應用305、聯網層307、無線 電鏈路控制器(RLC) 309、媒體訪問控制器(MAC) 311以及物理層 (PHY)313的棧。另夕卜，移動站300具有HARQ組件315，其可以是 單獨的或者可以被集成到任何其他組件/層中。移動站301的HARQ組 件315可以接收用於確定用於發射或接收數據的資源分配的消息。移 動站可以在物理層313上向基站發射各種消息以及從其接收各種消息。
根據實施例，移動站300具有一個數據緩衝器或多個數據緩衝器 304，用來存儲與服務、無線電承載和/或優先級有關的數據。另外，移 動站300具有數據計時器303，在某些實施例中，該時間由網絡決定，並在控制消息中被發送給移動站300。數據計時器303被用來確定低 優先級數據，在某些實施例中具體是低於預定優先級最小值的數據，
被儲存在數據緩存304中的時間長度。如果低優先級數據被儲存的時 間長於數據計時器303，那麼可以由移動站300在準許的資源上發射低 優先級數據。
類似於移動站300，基站301具有VoIP應用317、聯網層319、 RLC321、 MAC 323以及PHY 325。然而，在某些實施例中，基站301 另外可以具有HARQ調度組件327。基站301的HARQ調度組件327 可以發送各種消息到移動站，來指示它們的用於發射或接收數據的資 源分配。另夕卜，在某些實施例中，HARQ調度組件327可以定義HARQ 次組。
一些實施例的基站還包括數據優先級次序區分模塊302。該數據 優先級次數區分模塊302可以如所示為單獨模塊，或者可以集成到諸 如HARQ調度組件327的各種其他模塊中。另外，如圖3所示的模塊 可以被分布在基站和網絡控制器之間，例如圖1的所示的網絡控制器 101和基站103之間。
回到圖3，數據優先級次序區分模塊302確定移動站可以通過被 準許的資源來發射數據的最小數據優先級等級。最小優先級等級是動 態的，並且可以由各種網絡條件，例如吞吐量、延遲等，來確定，並 且在某些實施例中可以經由調度消息被傳送到移動站。
根據某些實施例，數據優先級次序區分模塊302可以進一步確定 時間-即移動站(或者在一些情況下為一組移動站)在該時間不可以發 射低優先級數據，但在該時間之後，可以發射低優先級數據。基於以 上討論的關於優先級最小值的網絡條件，計時信息也可以是動態的。 該計時信息可以經由控制消息被傳送到移動站。圖4示出了根據某些實施例的移動站的主要組件的框圖。移動站
400包括用戶接口 401、至少一個處理器403以及至少一個存儲器405。 存儲器405具有足夠的貯存裝置用於移動站作業系統407、應用409以 及通用文件存儲411。移動站400的用戶接口 401可以是包括而不限於 鍵盤、觸控螢幕、語音激活命令輸入以及迴轉儀光標控制的用戶接口的 組合。移動站400具有圖形顯示器413，其也可以具有專用的處理器和 /或存儲器、驅動器等，這些並沒有在圖4中示出。
應該理解，圖4僅是出於示例性目的，並且用於示出根據本公開 的移動站的主要組件，並且其並不是作為移動站之間所需的各種組件 和連接的完整示意圖。因此，移動站可以包括在圖4中未示出的各種 其他的組件，並且其也在本公開的範圍內。
回到圖4，移動站400還可以包括許多收發器，諸如收發器415 和417。收發器415和417可以用來使用各種標準與各種無線網絡進行 通信，這些標準諸如但不限於UMTS、 E-UMTS、 E-HRPD、 CDMA2000、 802.11、 802.16等。
存儲器405僅是出於示例性目的，其可以以各種方式被配置，並 且仍然落入本公開的範圍內。例如，存儲器405可以包含每個都與處 理器403耦合的若干元件。另外，單獨的處理器和存儲器元件可以專 用於特定任務，諸如在圖形顯示器上呈現圖形圖像。在任何情況下， 存儲器405將至少具有為移動站400的作業系統407、應用409以及通 用文件存儲411提供存儲的功能。如圖3所示，在某些實施例中，應 用409可以包括用於與基站內的棧進行通信的軟體棧。在各個實施例 中，文件存儲411可以包括用於在傳輸之前存儲各種優先級等級的數 據的數據緩衝器421 。
同樣在各個實施例中，應用419可以包括數據計時器409，用於 確定可以何時通過被準許的資源來發射存儲在數據緩衝器421中的低優先級數據。
圖5概述了根據各個實施例的網絡控制器或基站以及移動站的操
作。網絡控制器或基站502分配資源並指示最小優先級等級，當低於 該等級時，移動站不應當經由消息收發503來發射數據。在某些實施 例中，消息收發503可以是調度消息。
網絡控制器或基站502也傳送數據計時器設置，用來經由消息收 發505對次最小優先級數據進行計時。在某些實施例中，消息收發505 可以為控制消息。移動站501通過設置數據計時器507和保持優先級 低於指定最小值的數據來進行響應。在計時器超時之前，如果其優先 級等級高於特定最小值，則移動站501可以經由509在被準許的資源 上發射數據。
在計時器期滿之後，移動站501可以經由傳輸511發射其低優先 級數據，或者高低優先級數據的組合。
移動站可以在其被緩存的數據用盡後發射低優先級數據，或者在 某些實施例中移動站僅發射一定百分比的數據。在這樣的實施例中， 在計時器期滿後，網絡也可以指定將被發射的數據的百分比。該百分 比可以經由消息收發505被傳送給移動站，該消息收發505可以為如 上所述的控制消息。
在隨後的消息505期間，計時器功能可以被動態更新。同樣地， 在隨後的調度消息503中，數據優先級可以被提高或者降低。可選地， 在某些實施例中，移動站可以在低優先級數據傳輸百分比滿足後重置 計時器，該百分比也在消息收發505中被指定。
儘管已經示出和描述了各個實施例，但應該理解，本發明不限於 此。在不脫離所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，對於本領域技術人員來說，各種修改、改變、變化、替代和等同物都 是可行的。
權利要求
1. 一種操作網絡基礎結構實體的方法，所述方法包括設置最小數據優先級；以及連同資源分配一起將所述最小數據優先級發送給移動站。
2. 如權利要求l所述的方法，進一步包括設置時間限制，在所述時間限制期間所述移動站能夠緩存優先級 低於所述最小數據優先級的數據；以及在控制消息中將所述時間限制發送給所述移動站。
3. 如權利要求l所述的方法，其中連同資源分配一起將所述最小 數據優先級發送給移動站進一步包括發送調度消息。
4. 如權利要求l所述的方法，進一步包括將數據優先級集合映射到無線電承載集合，所述無線電承載集合 中的所述無線電承載的每一個對應於所述數據優先級集合的數據優先 級。
5. —種在移動站中的方法，所述方法包括對具有第一優先級的第一數據集合以及具有低於所述第一優先級的第二優先級的第二數據集合進行緩存；接收用於發射所述第一數據集合和所述第二數據集合的資源分配；接收優先級最小值，低於該優先級最小值時數據不應當被發射； 確定所述第二數據集合的優先級是高於還是低於所述優先級最小 值；以及如果所述第二優先級等於或者高於所述優先級最小值，則使用所 述資源分配發射所述第二數據集合，以及，如果所述第二優先級低於 所述優先級最小值，則保持所述第二數據集合，以及繼續對優先級低於所述優先級最小值的數據進行緩存。
6. 如權利要求5所述的方法，進一步包括接收時間設置，在所述時間設置期間優先級低於所述優先級最小 值的數據不應當被發射；根據所述時間設置來設置計時器；如果所述第二優先級低於所述優先級最小值，則保持所述第二數 據集合，以及如果所述計時器未期滿，則在所述計時器運行期間，繼 續對優先級低於所述優先級最小值的數據進行緩存；以及在所述計時器期滿之後發射所述第二數據集合。
7. 如權利要求5所述的方法，其中接收優先級最小值，低於該優先級最小值時數據不應當被發射，進一步包括接收具有所述優先級最 小值的調度消息。
8. 如權利要求6所述的方法，其中接收時間設置，在該時間設置 期間優先級低於所述優先級最小值的數據不應當被發射，進一步包括 接收具有所述時間設置的控偉ij消息。
9. 如權利要求6所述的方法，進一步包括接收數據百分比，該數 據百分比指示通過所述緩存而儲存的數據的百分比，所述數據具有低 於所述優先級最小值的優先級，用於在所述計時器期滿之後進行傳輸。
10. —種移動站，包括 至少一個收發器；耦合到所述收發器的至少一個處理器； 所述收發器和所述處理器被配置為對具有第一優先級的第一數據集合以及具有低於所述第一優先級的第二優先級的第二數據集合進行緩存；接收用於發射所述第一數據集合和所述第二數據集合的資源分配；接收優先級最小值，低於該優先級最小值時數據不應當被發射；確定所述第二數據集合的優先級是高於還是低於所述優先級 最小值；以及如果所述第二優先級等於或者高於所述優先級最小值，則使 用所述資源分配發射所述第二數據集合，以及，如果所述第二優先級 低於所述優先級最小值，則保持所述第二數據集合，以及繼續對優先 級低於所述優先級最小值的數據進行緩存。
11. 如權利要求IO所述的移動站，其中所述收發器和所述處理器 被進一步配置為接收時間設置，在所述時間設置期間優先級低於所述優先級最小 值的數據不應當被發射；根據所述時間設置來設置計時器；如果所述第二優先級低於所述優先級最小值，則保持所述第二數 據集合，以及如果所述計時器未期滿，則在所述計時器運行期間，繼 續對優先級低於所述優先級最小值的數據進行緩存；以及在所述計時器期滿之後發射所述第二數據集合。
12. 如權利要求IO所述的移動站，其中所述收發器和所述處理器 被進一步配置為通過接收具有所述優先級最小值的調度消息，來接 收所述優先級最小值，低於所述優先級最小值時數據不應當被發射。
13. 如權利要求ll所述的移動站，其中所述收發器和所述處理器 被進一步配置為通過接收具有所述時間設置的控制消息，來接收所 述時間設置，在所述時間設置期間優先級低於所述優先級最小值的數 據不應當被發射。
14. 如權利要求ll所述的移動站，其中所述收發器和所述處理器被進一步配置為接收數據百分比，該數據百分比指示通過所述緩存 而儲存的數據的百分比，所述數據具有低於所述優先級最小值的優先 級，用於在所述計時器期滿之後進行傳輸。
15. —種基站，包括 收發器；與所述收發器耦合的處理器，所述收發器和所述處理器被配置為 設置最小數據優先級；以及連同資源分配一起將所述最小數據優先級發射給移動站。
16. 如權利要求15所述的基站，其中所述收發器和所述處理器被 進一步配置為設置時間限制，在所述時間限制期間所述移動站在數據緩衝器中 對優先級低於所述最小數據優先級的數據進行緩存；以及 在控制消息中將所述時間限制發射給所述移動站。
17. 如權利要求15所述的基站，其中所述收發器和所述處理器被 進一步配置為通過發送調度消息，連同資源分配一起將所述最小數 據優先級發送給所述移動站。
18. 如權利要求16所述的基站，其中所述收發器和所述處理器被 進一步配置為將數據優先級集合映射到無線電承載集合，所述無線電承載集合 中的所述無線電承載的每一個對應於所述數據優先級集合的數據優先 級，所述無線電承載集合進一步對應於所述資源分配。
19. 如權利要求16所述的基站，其中所述收發器和所述處理器被 進一步配置為發送數據百分比，該數據百分比指示通過所述緩衝器而儲存的數 據的百分比，所述數據具有低於所述優先級最小值的優先級，用於在所述計時器期滿之後進行傳輸。
20.如權利要求15所述的基站，其中所述數據為多個協議數據單元。
全文摘要
網絡控制器或基站(502)分配資源並指示最小優先級等級，低於該最小優先級等級，移動站不可以經由消息收發(503)發射數據。在某些實施例中，消息收發(503)可以為調度消息。網絡控制器或基站(502)也經由消息收發(505)傳送用於對次最小優先級數據進行計時的數據計時器設置。在某些實施例中，消息收發(505)可以為控制消息。移動站(501)通過設置數據計時器(507)和保持優先級低於指定最小值的數據來進行響應。在計時器超時之前，如果其優先級等級高於指定的最小值，則移動站(501)可以經由(509)在被準許的資源上發射數據。在計時器期滿之後，移動站(501)可以發射其低優先級數據或者高低優先級數據的組合(511)。
文檔編號H04W72/12GK101523830SQ200780037744
公開日2009年9月2日 申請日期2007年9月13日 優先權日2006年10月9日
發明者帕德馬賈·普查, 拉維·庫奇波特拉 申請人:摩託羅拉公司