TWI415433B - 雙向無線電連結控制非持久模式低延遲服務 - Google Patents

雙向無線電連結控制非持久模式低延遲服務 Download PDF

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Description

雙向無線電連結控制非持久模式低延遲服務
本發明大體上係關於無線電存取網路，且特定言之係關於保持諸如由無線電存取網路服務之網際網路語音協定(VoIP)的延遲敏感性應用之服務品質(QoS)。
某些無線電存取網路以封包為單位投送資料。舉例而言，將一封包交換無線電服務(諸如通用封包無線電服務(GPRS))添加至一現有之電路交換網路(諸如全球行動通信系統(GSM)網路)上以提供電路及封包交換通信服務兩者。增強型資料速率GSM演進(EDGE)或增強型GPRS(EGPRS)為一種允許在GPRS/GSM網路中實現增加之資料傳輸率及改良之資料傳輸可靠性的數位行動電話技術。EDGE利用8－PSK調變機制，該8－PSK調變機制經由一擴展之信號群集而載運三倍之資訊。
GPRS/EDGE無線電網路(GERAN)包括一閘道器GPRS支援節點(GGSN)及一伺服GPRS支援節點(SGSN)以用於支援封包交換通信。GGSN在無線電網路與公眾交換封包資料網路及/或其他GPRS網路之間提供一閘道器。GGSN實施鑑認及位置管理功能。SGSN控制無線電網路與行動台之間的連接。SGSN執行會話管理及GPRS行動性管理，諸如交遞及傳呼。更新一電路交換GSM網路之基地台子系統(BSS)組件以支援封包交換資料通信。舉例而言，提供一封包控制單元(PCU)以用於將封包資料轉換為一可經由無線電介面而傳送至行動台的格式。
封包資料被載運經過GERAN中的若干介面。在每一介面處，根據一特定協定來封包化資料。舉例而言，經由網際網路而將應用資料作為IP資料報發送至GERAN。在GGSN處接收該IP資料報，其為一被定址至一特定IP位址之網路資料封包單元(N－PDU)。GGSN藉由添加一使得能夠將N－PDU隧道傳輸跨過GPRS核心網路的GTP標頭而使用GPRS穿隧協定(GTP)來封裝N－PDU。將GTP－PDU傳遞至UDP層。該UDP層將一UDP標頭添加至PDU。該標頭指示源埠位址及目的埠位址。接著將UDP－PDU轉發至一IP層。該IP層添加SGSN源位址及目的位址。若PDU太長，則該IP層將PDU分割為較小單元。
將IP－PDU傳送至SGSN，在其中IP－PDU被當作N－PDU處理。SGSN移除由GGSN所添加之各種標頭且將N－PDU提供至一子網路相關聚合協定(SNDCP)層。該SNDCP層將N－PDU轉換為一可與底層之GPRS網路架構相容的格式。一完成，便將SNDCP－PDU傳遞至一邏輯連結控制(LLC)層。該LLC層在SGSN與由GERAN伺服之行動台之間提供一邏輯連接。該LLC層以一LLC標頭來封裝SNDCP－PDU。一基地台系統GPRS協定(BSSGP)層正好位於LLC層之下且提供路徑選擇資訊以便LLC－DPU得以被恰當地投送至BSS(例如，經由一訊框中繼實體層)。BSSGP在SGSN與BSS之間操作，亦即，BSSGP並不延伸至無線電介面。
在BSS處，將LLC－PDU提供至無線電連結控制(RLC)層。該RLC層在BSS與行動台之間建立一可靠連結(例如，若由對應之封包交換服務之QoS所需要)。該RLC層執行將上層PDU(此實例中之LLC PDU)分割及重新組合為RLC資料區塊。如本文中所用，術語「上層」意謂在RLC層之上的協定層。RLC資料區塊由一RLC標頭、一RLC資料單元及備用位元組成。接著將RLC資料區塊傳遞至一媒體存取控制(MAC)層，該MAC層以MAC標頭封裝該等區塊。該MAC層控制跨越無線電介面之存取信號傳輸，包括對用於載運RLC資料區塊之上行鏈路及下行鏈路無線電區塊的指派。接著經由實體層在無線電介面上將資料傳輸至一行動台。為此，在BSS與行動台之間建立一暫時區塊流(TBF)。TBF為一在BSS與行動台之間的邏輯連接，可經由該邏輯連接來傳送資料。當建立一TBF時，可指派一或多個動態(共用)或固定(專用)封包資料通道(時槽)。在行動台處，在實體層處接收資料且當資料在行動台協定堆疊中上移時自所接收之資料移除封裝標頭。最後，在應用層處接收原始應用資料。
然而，在由BSS進行之初始傳輸之後，行動台可能未接收所有RLC資料區塊(例如，歸因於不良無線電條件、傳輸錯誤等等)。類似地，BBS可能未接收由一行動台發送之任一給定RLC資料區塊之初始傳輸。如在第三代合作夥伴計劃RLC/MAC協定之版本7(3GPP TS 44.060 V7.7.0)中所界定，當一RLC資料區塊被接收於一具有一致之同位位元的層1訊框中時，就認為該RLC資料區塊被接收到。亦可無序接收RLC資料區塊。每一所傳輸之RLC資料區塊具有一序號，該序號指示彼RLC資料區塊在一序列RLC資料區塊內的位置。
3GPP RLC/MAC協定之版本7使得一RLC接收器端點能夠以三種方式中之一種方式來處理缺失之RLC資料區塊。狀況1：當以RLC確認模式操作時，RLC接收器端點將一指示哪些RLC資料區塊缺失之封包確認/未確認(ACK/NACK)訊息發送至RLC發射器端點。RLC發射器端點接著重傳缺失之RLC資料區塊。在RLC確認模式中無限地重傳缺失之RLC資料區塊，儘管RLC協定可經歷遲延(倘若在RLC傳輸端點處未完成(未確認)之RLC資料區塊之數目增長得太大)。狀況2：當以RLC未確認模式操作時，RLC發射器端點並不重傳任何RLC資料區塊。因此，在RLC未確認模式中，在RLC接收器端點處忽略缺失之RLC資料區塊。狀況3：在RLC非持久模式中，有限數目之RLC資料區塊重傳係可能的。然而，並不需要在RLC接收器端點處正確接收所有RLC資料區塊。
對於RLC確認模式而言，RLC端點基於區塊序號(BSN)而保持RLC資料區塊之一滑動窗。該滑動窗具有一預定義寬度(例如，對於GPRS而言為64個區塊且對於EDGE而言為64至1024個區塊)。RLC接收器端點經由一封包ACK/NACK訊息而繼續請求重傳該滑動窗內之所有缺失之RLC資料區塊。此習知之與RLC確認模式相關聯之基於滑動窗的方法亦用於RLC非持久模式。將該習知之基於滑動窗之方法用於判定哪一RLC資料區塊應由接收RLC端點來否定確認(NACK)或應由發射RLC端點來重傳。然而，考慮到與接收RLC端點將一NACK發送至發射RLC端點且隨後重傳缺失之RLC資料區塊相關聯的相對較長之往返信號傳播時間，其會產生針對延遲敏感性應用(諸如VoIP)的QoS問題。延遲敏感性應用(諸如VoIP)具有最大封包資料傳送延遲約束，自一使用者觀點而言，必須滿足該等最大封包資料傳送延遲約束以保證足夠之QoS。舉例而言，VoIP之最大嘴－耳語音訊框傳播時間通常為300 ms或更小。在300 ms延遲之後所接收的缺失之語音訊框可導致使用者察覺降級之語音呼叫品質。
舉例而言，基於當前無線電條件，選擇一低處理量之調變及編碼機制(例如，MCS－1)作為用於一經建立以支援一VoIP服務的雙向TBF之編碼機制。當建立TBF時，亦協商一特定形式之標頭壓縮(例如，強健標頭壓縮或ROHC)(例如，藉由SNDCP層)。因此，對於每一RTP/UDP/IP PDU而言，經由無線電介面來傳輸一或多個RLC資料區塊(同時藉由SNDCP應用標頭壓縮)(亦即，對於VoIP而言，完整之協定堆疊涉及由一或多個RLC資料區塊載運RTP/UDP/IP/SNDCP/LLC PDU)。此外，對於具有一低傳送延遲屬性之封包服務(諸如VoIP)而言，選擇RLC非持久模式而非RLC確認模式，以便避免由於將由滑動RLC窗所覆蓋之所有RLC資料區塊考慮為固有有效且總是經受重傳所產生的問題。因此，當經由無線電介面來輸送語音訊框時，為了達成一可接受之較低訊框錯誤率，可針對每一RLC資料區塊進行有限數目之重傳(若有必要)而不超過如由VoIP應用所允許之最大總傳送延遲。換言之，RLC非持久模式基於在仍保持使用滑動RLC窗概念(但並非使用其來判定RLC資料區塊之有效性)的同時考慮一在TBF設立時間所建立之傳送延遲臨限值而建立RLC資料之有效性(可適用於接收及發射RLC端點)。
一RLC窗大小係藉由明確控制平面信號而建立且其經組態以用於RLC確認模式及RLC非持久模式。儘管仍經組態以用於RLC非持久模式，但在此狀況下並不使用RLC窗大小來判定是否將一具有在該滑動RLC窗內之序號的缺失之RLC資料區塊視為有效(亦即，仍被視為由接收RLC端點期待且仍被視為經受由發射RLC端點進行之重傳)。為演示對於延遲敏感性應用(諸如VoIP)而言依賴於一固定RLC窗大小係如何不足以判定缺失之RLC資料區塊之有效性，呈現了以下實例。
可基於所需之用以載運為一給定調變及編碼機制(MCS)所需之RTP/UDP/IP PDU的RLC資料區塊之比例X而建立一標稱固定RLC窗大小(在初始TBF建立時)。假定MCS－1、每語音(RTP)訊框20 ms之語音及X＝2，則可將窗大小(例如)設定為8X，其意謂16個RLC資料區塊載運8個RTP訊框(RTP/UDP/IP PDU)且因此早至160 ms之語音負載將被認為係有效的。隨著時間的進展，無線電條件可改良使得每一RLC資料區塊之負載載運能力加倍(亦即，至MCS－4)。此時，所需之用以傳輸RTP/UDP/IP PDU的RLC資料區塊之數目被削減為一半(例如，X減少至1)。因此，就由RLC窗大小所允許之多達16個RLC資料區塊而言，將基於最初建立之窗大小而將早至320 ms之RTP訊框有效地視作有效。對於VoIP應用而言，所允許之用於跨過無線電介面來輸送RTP訊框之時間量的此等改變可導致超出QoS延遲屬性。當然，無線電條件可改良超過如此處所考慮之MCS－4，使得經緩衝之甚至比320 ms還要早的RLC資料區塊將被認為係有效的。此固定RLC窗大小方法在RLC接收器端點處產生一類似問題，在該處即使缺失之RLC資料區塊已缺失持續一超過VoIP應用之QoS延遲屬性的時間週期，但仍期待該等缺失之RLC資料區塊。亦應注意，當無線電條件改變時任何動態地重新協商RLC窗大小之嘗試在實務上將太麻煩(亦即，控制平面信號繁瑣)且可實際上導致產生將被感覺為一減少之QoS體驗的服務干擾。
標稱固定RLC窗大小方法亦可導致RTP語音訊框被過早視作不再有效，如以下實例中所示。當初始TBF建立期間所選擇之MCS編碼機制稍較高(例如，MCS－4)時，需要平均Y個RLC資料區塊來載運經由無線電介面所傳輸之每一RTP訊框(RTP/UDP/IP PDU)。假定MCS－4、每語音(RTP)訊框20 ms之語音及Y＝1，則可將窗大小(例如)設定為8Y，其意謂8個RLC資料區塊載運8個RTP訊框(RTP/UDP/IP PDU)且因此早至160 ms之語音負載將被認為係有效的。隨著時間的進行，無線電狀況可能劣化，使得每一RLC資料區塊之負載載運能力被削減為一半(例如，至MCS－1)。當此發生時，針對每一RTP/UDP/IP PDU所傳輸之RLC資料區塊之數目加倍(亦即，Y增加至2)。因此，先前所建立之窗大小現允許將含有不早於80 ms之語音負載的RLC資料區塊視作有效。因此，當無線電狀況劣化時，經緩衝之RLC資料區塊(在發射RLC端點處)或缺失之RLC資料區塊(在接收RLC端點處)被認為係有效的時間量可能過小，從而產生非必要高之語音訊框錯誤率。
在另一實例中，MCS機制、每RTP/UDP/IP PDU中RLC資料區塊之數目、標頭壓縮、由單一RTP訊框載運之語音樣本的大小及窗大小與前兩個實例相同。然而，吾人現考慮語音負載流中之暫時停止(例如，當使用者停止講話時)。固定RLC窗大小方法將再次如下產生未達最佳之效能。當使用者停止講話時，RLC發射器端點可仍產生管理訊框或"持續有效"訊框(亦即，亦通稱為SID訊框之靜寂描述訊框)。因為SID訊框含有比RTP訊框少之負載且發送SID訊框之頻率低於發送RTP訊框之頻率(例如，等同於每第8個RTP訊框)，所以在不存在需要傳輸之實際語音訊框的時間週期中傳輸RLC資料區塊之總速率被顯著降低。然而，此可產生降低之緩衝需求，該降低之緩衝需求又可導致含有在進入靜寂週期之前被緩衝之語音訊框負載的RLC資料區塊在一過長時間週期中被認為係有效的，因為RLC窗大小係固定的，且到達窗邊緣花費更長時間(亦即，歸因於在靜寂週期期間所經歷之降低的RLC資料區塊輸貫率)。延長RLC資料區塊(含有語音訊框負載)被認為係有效的時間可因此導致超過如較早所描述之用於VoIP應用的QoS延遲屬性。再一次，此相同情況可在RLC接收器端點處產生一類似問題，在該處在比原本應該之時間週期長的時間週期中，缺失之RLC資料區塊被認為係有效的(亦即，仍被期待)。
在又一實施例中，MCS機制、每RTP/UDP/IP PDU中RLC資料區塊之數目、標頭壓縮、由單一RTP訊框載運之語音樣本之大小及窗大小與前兩個實例相同。然而，吾人現考慮在TBF建立期間較低之標頭壓縮效率，接著隨著時間的過去壓縮效率隨後增加(亦即，改良)。亦可在最初建立VoIP會話及建立一良好壓縮效率之後很久發生壓縮效率之改變(例如，歸因於使用交遞所實現之小區改變)。在低壓縮效率之週期期間，所需之用以傳輸每一RTP/UDP/IP PDU的RLC資料區塊之數目較高(亦即，由於在低壓縮效率之週期期間RTP/UDP/IP PDU較大)。此外，在初始TBF建立時所建立之固定RLC窗大小通常假定如將在穩定之狀態條件期間可適用的相對較高之壓縮效率。因此，在低壓縮效率之週期期間，RLC資料區塊可很快被認為係落在固定(但滑動)RLC窗之外部，且因此被視作無效(由發射及接收RLC端點)，而事實上，該等RLC資料區塊可能完全位於由對應VoIP應用之延遲QoS屬性所允許之傳送延遲時間內。
根據本文中教示之方法及裝置，可藉由基於一最大資料傳送延遲約束而非一滑動RLC窗大小方法來判定接收RLC端點及發射RLC端點兩者處封包資料負載之有效性而在無線電存取網路中滿足用於延遲敏感性封包服務(諸如VoIP)之傳送延遲QoS。在發射器側上，當傳輸延遲敏感性封包資料(諸如VoIP資料封包)時，利用一基於計時器之封包緩衝方法。在由初始TBF建立時所建立之傳送延遲計時器值判定的一時間週期中緩衝所傳輸之封包資料(亦即，其中所配置之傳送延遲值為由所配置之TBF支援之封包資料應用之傳送延遲QoS屬性的一反映)。在對應之傳送延遲計時器期滿之後，刪除經緩衝之RLC資料區塊，因此防止隨後重傳所刪除(且不再有效)之RLC資料區塊。
在接收器側上，當一RLC資料區塊被偵測為缺失時，類似地利用一基於計時器之封包重傳請求方法。期待接收一在接收器處被偵測為缺失之RLC資料區塊，直至對應之傳送延遲計時器期滿。當該缺失之RLC資料區塊的對應之傳送延遲計時器期滿時，不再期待接收該缺失之RLC資料區塊。對應之應用層可接著被提供一或多個缺失之RLC資料區塊不再被期待之RTP/UDP/IP PDU的部分完整型式(亦即，一錯誤型式)。
最大資料傳送延遲約束較佳取決於應用類型。對於VoIP資料封包而言，經由無線電介面之資料傳送延遲為約100 ms。因此，在RLC發射器端點處自記憶體刪除所傳輸之RLC資料區塊，該等RLC資料區塊在初始傳輸之後的約100 ms內保持被緩衝。類似地，在首次被偵測為缺失之後的約100 ms內繼續期待在RLC接收器端點處之RLC資料區塊，在此之後，將使該等RLC資料區塊無效。在另一實施例中，對於基於多媒體廣播多點播送服務(MBMS)之應用而言，封包資料傳送延遲屬性之值為約三秒或更小。
根據一實施例，藉由回應於一與一或多個上層PDU(例如，LLC PDU)相關聯之RLC資料區塊的初始傳輸而開始一計時器來傳送與一具有一最大資料傳送延遲約束之應用相關聯的上層封包資料單元(PDU)。將該計時器初始化至一基於最大資料傳送延遲約束之計時器值。只要計時器未期滿，便回應於一指示RLC資料區塊之接收未被確認的接收訊息而重傳該RLC資料區塊。回應於計時器期滿或一接收訊息指示RLC資料區塊之接收被確認而自記憶體刪除RLC資料區塊。可在初始TBF建立時判定計時器之值(例如，基於對應之封包服務之傳送延遲QoS屬性)。
根據另一實施例，接收RLC端點偵測在與該或該等上層PDU相關聯之一或多個所傳輸之RLC資料區塊之序列中的一缺失之RLC資料區塊。回應於偵測到該缺失之RLC資料區塊而開始一計時器。將該計時器初始化至一基於最大資料傳送延遲約束之計時器值。期待接收該缺失之RLC資料區塊直至該計時器期滿。可在計時器期滿時自記憶體刪除缺失之RLC資料區塊。
當然，本發明並不限制至以上特徵及優勢。一經閱讀以下實施方式且一經觀察隨附圖式，熟習此項技術者便將認識到額外特徵及優勢。
圖1說明了GPRS/EDGE無線電存取網路(GERAN)100之一實施例。GERAN 100支援電路交換通信及封包交換通信兩者。GERAN 100經由下行鏈路通信通道104(亦通稱為下行鏈路TBF)而將資料封包傳輸至行動設備102(諸如行動電話)。當然，GERAN 100可使用點對多點傳輸方法(諸如多媒體廣播多點播送服務(MBMS))而將相同資料封包傳輸至多個設備(未圖示)。僅為解釋之簡易性起見而在本文中參看GERAN 100與單一行動設備102之間的點對點通信連結而描述了GERAN 100之操作。然而，熟習此項技術者將不難認識到，本文中所揭示之技術同等適用於點對多點傳輸機制。
當傳輸延遲敏感性資料封包(諸如VoIP資料封包)時，GERAN 100實施一基於計時器之封包緩衝方法。該基於計時器之封包緩衝方法並不基於對應RLC資料區塊是否保持位於一滑動RLC窗內來判定封包資料之進行有效性。實情為，GERAN 100在一由對應於所服務之應用的傳送延遲QoS屬性判定的時間量中緩衝所傳輸之資料封包。本文中將由所服務之應用所指示的傳輸時間約束稱作最大資料傳送延遲。最大資料傳送延遲對應於被允許用於一資料封包之傳輸及接收的最大時間量，超過該最大時間量，該封包就被認為無效，且最大資料傳送延遲由所服務之延遲敏感性應用之傳送延遲QoS屬性來判定。在位於BSS 122或行動設備102內之發射RLC端點處，在一對應於由所服務之應用指示的資料傳送延遲的時間量中緩衝(使用一或多個RLC資料區塊)每一所傳輸之上層PDU(亦即，LLC PDU)。當被儲存得長於所允許之資料傳送延遲時，刪除一緩衝之RLC資料區塊，因此確保遵守延遲敏感性應用之傳送延遲QoS屬性，如稍後將予以更詳細描述。
在BSS 122中，在自行動設備102進行請求後，(例如)回應於一被否定確認之封包，經緩衝之RLC資料區塊便可用於重傳(亦即，回應於在RLC非持久模式中自行動設備102所接收之一封包NACK訊息)。一封包NACK訊息指示(例如)由於在行動設備102處無序接收RLC資料區塊而使得哪些RLC資料區塊未由行動設備102接收。因此，BSS 122將缺失之RLC資料區塊重傳至行動設備102，只要未超過對應之資料傳送延遲便可。另外，在識別一失序RLC資料區塊後，行動設備102便開始一對應之計時器132，該計時器132用於判定該行動設備102將繼續期待彼缺失之RLC資料區塊的時間週期。當計時器132期滿時，行動設備102不再期待缺失之RLC資料區塊或對應於相同上層PDU之任何其他額外RLC資料區塊，且可因此產生一不完整(亦即，錯誤的)上層PDU。在此狀況下，產生一不完整之上層PDU可證明比根本不產生上層PDU更有益。在一實施例中，對於VoIP資料封包而言，無線電介面資料傳送延遲為約100 ms。若在自行動設備102接收一對應之封包確認(封包ACK)訊息之前被儲存得長於100 ms，則刪除經緩衝之VoIP資料封包(亦即，用於傳輸一給定VoIP資料封包的所有經緩衝之RLC資料區塊)，從而強制執行用於VoIP應用之QoS。
行動設備102針對上行鏈路通信而實施類似之基於計時器之封包重傳請求方法。在上行鏈路通信期間，BSS 122經由一上行鏈路通信通道106(亦通稱為上行鏈路TBF)而自行動設備102接收RLC資料區塊。根據此實施例，BSS 122(例如)藉由將一封包NACK訊息發送至行動設備102而請求重傳缺失之RLC資料區塊。BSS 122期待接收一缺失之RLC資料區塊，直至已以一類似於先前針對經由下行鏈路通信通道104所發送之封包資料而描述的方式而超過了由該應用所要求之資料傳送延遲。當此發生時，BSS 122不再期待接收缺失之RLC資料區塊或對應於彼相同上層PDU之任何其他額外RLC資料區塊，且可因此立即產生一不完整(亦即，錯誤的)上層PDU。
當服務一延遲敏感性應用時，行動設備102實施由BBS 122使用之類似的基於計時器的封包資料緩衝及重傳請求方法。亦即，行動設備102儲存其經由上行鏈路通信通道106所傳輸的RLC資料區塊，直至緩衝該等RLC資料區塊的時間長於由所服務之應用要求的最大資料傳送延遲所允許的時間。刪除緩衝時間長於所允許之時間(如由資料傳送延遲所指示)的RLC資料區塊。在一下行鏈路組態中，行動設備102期待經由下行鏈路通信通道104來接收缺失之RLC資料區塊，直至超過最大資料傳送延遲約束。行動設備102不再期待缺失時間長於由對應之封包資料傳送延遲QoS屬性所指示之時間的RLC資料區塊。因此，針對所服務之延遲敏感性應用而強制執行傳送延遲QoS屬性。
舉例而言，當無線電條件不良時，可使用低處理量之調變及編碼機制(諸如MCS－1)。當使用MCS－1進行編碼時，用於輸送VoIP資料之每一上層封包資料單元(PDU)(諸如RTP/UDP/IP PDU)可包括20 ms之語音資料。當無線電條件改善時，可升級編碼機制(例如，至MCS－4)。當編碼機制自MCS－1升級至MCS－4時，用以傳輸上層VoIP PDU所需的RLC資料區塊之數目被削減為一半。由VoIP應用所規定之最大資料傳送延遲約束因此保持恆定，而不管無線電條件在延遲敏感性應用期間可能如何變化。
更詳言之，GERAN 100包括一GSM閘道器行動交換中心(GMSC)108，以用於在GERAN 100與公眾交換電話網路(PSTN)110之間提供一閘道器。GERAN 100亦包括一行動服務交換中心(MSC)及一訪問者位置暫存器(VLR)112，以用於支援電路交換通信。MSC/VLR 112執行電路交換功能，提供至其他電路交換網路(未圖示)之連接，且含有用於提供電路交換服務所需的用戶資訊。一中央資料庫114保持本籍位置暫存器(HLR)，該本籍位置暫存器(HLR)含有與被授權使用GERAN 100之每一行動電話用戶相關聯的資訊。
GERAN 100進一步包括補充組件，以用於支援封包交換通信。一閘道器GPRS支援節點(GGSN)116在GERAN 100與公眾交換封包資料網路118及/或其他GPRS網路(未圖示)之間提供一閘道器。GGSN 116實施鑑認及位置管理功能。GERAN 100亦包括一控制GERAN 100與行動設備102間之連接的伺服GPRS支援節點(SGSN)120。SGSN 120執行會話管理及GPRS行動性管理，諸如交遞及傳呼。SGSN 120可存取一由中央資料庫114所保持之GPRS暫存器，其儲存SGSN位址且保持GPRS用戶資料及路徑選擇資訊。GERAN 100進一步包括一基地台子系統(BSS)122以用於處理行動設備102與GERAN 100之間的訊務及信號傳輸。如在此項技術中已為吾人所熟知，BSS 122對語音通道進行譯碼、配置無線電通道、執行傳呼、管理經由無線電介面進行之傳輸及接收的品質，及關於GERAN 100之許多其他任務。
僅為解釋之簡易性起見，緊接著將參看自BSS 122至行動設備102之下行鏈路資料封包傳送來描述BSS 122及行動設備102之操作。因此，當將資料封包(使用一或多個RLC資料區塊來載運)傳輸至行動設備102時，BSS 122實施基於計時器之封包緩衝方法。當自BSS 122接收資料封包時，行動設備102實施基於計時器之重傳請求方法。然而，在一上行鏈路組態中，當行動設備102將資料封包傳輸至BSS 122時，由該行動設備102實施基於計時器之封包資料緩衝方法。相應地，在上行鏈路狀況下，當經由上行鏈路通信通道106而自行動設備102接收資料封包時，BSS 122實施基於計時器之重傳請求方法。藉助此理解，本文中所使用之術語"無線接收器"應意謂接收資料封包(使用一或多個RLC資料區塊來載運)之設備，且如本文中所使用之術語"無線發射器"應意謂傳輸資料封包之設備。
現轉至BSS 122，該BSS 122中所包括之一處理器124管理包括協定堆疊管理之資料封包操作。BSS處理器124可完全以硬體實施、部分以硬體及部分以軟體實施或完全以軟體實施。無論如何，BSS處理器124賦能行動設備102與SGSN 120之間的相干通信。舉例而言，SGSN 120使用一上層協定層(諸如邏輯連結控制(LLC)協定層)而與BSS 122通信。行動台102在一較低協定層(諸如媒體存取控制(MAC)及RLC協定層)處與BSS 122通信。BSS處理器124將上層LLC PDU轉換為RLC及MAC區塊且反之亦然。
當經由一固定或動態下行鏈路通信通道104(諸如GPRS/EDGE封包資料訊務通道(PDTCH))而將資料封包(載運於一或多個RLC資料區塊內)傳輸至行動設備102時，BSS處理器124亦管理封包緩衝。BSS處理器124自應用資料(諸如VoIP封包資料)產生RLC資料區塊。下行鏈路VoIP封包資料作為IP資料報而到達GERAN 100。GGSN 116及SGSN 120將到達BSS 122之VoIP資料處理為一組LLCPDU。BSS處理器124基於BSS協定堆疊而將LLC PDU轉換為RLC資料區塊。BSS處理器124接著產生一暫時區塊流(TBF)建立訊息(例如，一封包下行鏈路指派訊息)。將該TBF建立訊息傳輸至行動設備102。作出回應，在BSS 122與行動設備102之間建立一TBF，其中該TBF為經由其來傳送RLC資料區塊之動態實體連接。
在傳輸每一RLC資料區塊之前，將該每一RLC資料區塊儲存於BSS 122中所包括之緩衝器126中(例如，如由圖2之步驟200所說明)。接著經由下行鏈路通信通道104來傳輸RLC資料區塊(例如，如由圖2之步驟202所說明)。每次傳輸一RLC資料區塊時，BSS處理器124開始一被包括於處理器124中或與處理器124相關聯的計時器128。將該計時器128初始化至一基於對應之VoIP應用之最大資料傳送延遲約束的值。可自傳送延遲QoS屬性獲得資料傳送延遲約束，該傳送延遲QoS屬性經建立而作為存在於SGSN 120及GGSN 116兩者處的封包資料協定(PDP)上下文資料結構之部分，其含有可適用於每一被啟動之PDP上下文的用戶之會話QoS屬性。在一實施例中，該應用係基於VoIP且資料傳送延遲為約100 ms。因此，將計時器128初始化至約100 ms之一值。在另一實施例中，該應用係基於MBMS。根據此實施例，將計時器128初始化至約3秒或更小之一資料傳送延遲值。
當最初由BSS 122傳輸對應之RLC資料區塊時，計時器128開始自其之初始化值遞減計數(例如，如由圖2之步驟204所說明)。BSS處理器124週期性地監控每一傳輸之RLC資料區塊之當前計時器值以判定計時器128中之一或多者是否已期滿(例如，如由圖2之步驟206所說明)。若計時器128之一例子已期滿，則BSS處理器124自緩衝器126刪除對應之RLC資料區塊(例如，如由圖2之步驟208所說明)。因此，將不回應於一隨後之自行動設備102所接收之封包NACK訊息而重傳RLC資料區塊。由於在計時器128期滿之前必須將所有RLC資料區塊成功地傳輸至RLC接收端點，所以當對用以傳輸一給定上層PDU所需的潛在多個RLC資料區塊中之第一者進行緩衝時，BSS處理器124可僅開始計時器128之一例子(亦即，可能無需針對此等RLC資料區塊中之每一者而開始計時器128之一例子)。
當自行動設備102接收到一指示一RLC資料區塊已被接收之封包ACK訊息時，BSS處理器124亦甚至在其之計時器128期滿之前自傳輸緩衝器126移除該RLC資料區塊(例如，如由圖2之步驟210及208所說明)。若在與一經緩衝之RLC資料區塊相關聯的計時器128之例子期滿之前接收到一封包NACK訊息，則重傳該RLC資料區塊以回應於該訊息(例如，如由圖2之步驟212及214所說明)。因此，可重傳一由行動設備102識別為缺失的RLC資料區塊，只要該區塊之計時器128未期滿便可。
由BSS處理器124所使用之計時器值可明確地傳輸至行動設備102或可得自在PDP上下文啟動時間所建立之傳送延遲QoS屬性，因此行動設備102可在處理由BSS 122傳輸之RLC資料區塊時使用該計時器值。行動設備102可使用該計時器值來判定何時將不再期待一缺失之RLC資料區塊。行動設備102亦可使用該計時器值來判定行動設備102應何時停止將一RLC資料區塊重傳至BSS 122(BSS 122尚未針對該RLC資料區塊確認對應之接收)。在一實施例中，將最大資料傳送延遲約束提供至行動設備102(例如)作為PDP上下文啟動程序之部分，該PDP上下文啟動程序用於判定可適用於經由其傳輸RLC資料區塊之TBF(用於支援彼PDP上下文)的QoS屬性(包括傳送延遲)。在另一實施例中，將由BSS計時器128所使用之計時器值提供至行動設備102，(例如)作為一訊息之一IE部分。
無論如何，亦指示行動設備102何時將基於最大資料傳送延遲約束來建立缺失之下行鏈路RLC資料區塊之進行有效性。在一實施例中，BSS處理器124對用於建立下行鏈路TBF(BSS 122經由該下行鏈路TBF來傳輸RLC資料區塊)之TBF建立訊息中之IE程式化。舉例而言，可藉由BSS處理器124來程式化一EDGE TBF建立訊息之窗大小IE中的一或多個未用位元以指示行動設備102將基於最大資料傳送延遲約束而建立缺失之下行鏈路RLC資料區塊之進行有效性。行動設備102中所包括之處理器130檢測TBF建立訊息中之適當IE以判定行動設備102是否將基於最大資料傳送延遲約束來建立缺失之下行鏈路RLC資料區塊之進行有效性。若否，行動設備102基於習知滑動RLC窗方法來建立缺失之下行鏈路RLC資料區塊之進行有效性。
行動設備處理器130中所包括或與行動設備處理器130相關聯之計時器132支援在行動設備102處之基於計時器之封包重傳請求方法(當由BSS處理器124指示如此做時)。行動設備計時器132追蹤缺失之下行鏈路RLC資料區塊(亦即，所期待但尚未由行動設備102接收之RLC資料區塊)之壽命。每次最初將一RLC資料區塊偵測為缺失時，開始一新的計時器(例如，如由圖3之步驟300所說明)。當如由被包括作為每一傳輸RLC資料區塊之部分的序號所指示而無序接收到一或多個RLC資料區塊時，將一RLC資料區塊偵測為缺失。將行動設備計時器132初始化至一基於先前由行動設備102所接收之最大資料傳送延遲約束的值。當行動設備102將一RLC資料區塊偵測為缺失時，原始資料傳送延遲自身可用作該計時器值，或行動設備102可考慮到典型無線電介面傳輸時間間隔以顧及業已逝去(自BSS之初始傳輸以來)的時間。
行動設備處理器130週期性地判定行動設備計時器132對於每一所偵測之缺失之RLC資料區塊而言是否已期滿(例如，如由圖3之步驟302所說明)。若一計時器在接收到對應之RLC資料區塊之前期滿，則行動設備處理器130使缺失之RLC資料區塊無效(例如，如由圖3之步驟304所說明)。行動設備102不再期待接收無效之RLC資料區塊。實情為，行動設備處理器130可接著產生一不完整(亦即，錯誤的)上層PDU，而非根本不發送上層PDU。
行動設備處理器130繼續期待其各別計時器132尚未期滿的缺失之RLC資料區塊。若一計時器132未期滿且尚未接收到對應之RLC資料區塊，則行動設備處理器130請求缺失之RLC資料區塊之重傳(例如，如由圖3之步驟306及308所說明)。在其計時器132期滿之前接收的一缺失之RLC資料區塊被行動設備處理器130認為有效。當藉由行動設備處理器130而將資料封包在行動設備協定堆疊中向上層處理時，藉由移除封裝標頭來處理一有效RLC資料區塊(例如，如由圖3之步驟310所說明)。當將上行鏈路RLC資料區塊傳輸至BSS 122時，行動設備102亦保持一具有與上文針對BSS 122中之計時器128所描述之功能相同之功能的計時器。以一類似之方式，當自行動設備102接收上行鏈路RLC資料區塊時，BSS 122保持一具有與上文針對行動設備102中之計時器132所描述之功能相同之功能的計時器。
謹記以上變化及應用之範圍，應理解，本發明既非由上述描述來限制亦非由隨附圖式來限制。實情為，本發明僅由以下之申請專利範圍及其合法均等物來限制。
100．．．無線電存取網路(GERAN)
102．．．行動設備
104．．．下行鏈路通信通道
106．．．上行鏈路通信通道
108．．．GSM閘道器行動交換中心(GMSC)
110．．．公眾交換電話網路(PSTN)
112．．．訪問者位置暫存器(VLR)
114．．．中央資料庫
116．．．閘道器GPRS支援節點(GGSN)
118．．．公眾交換封包資料網路
120．．．伺服GPRS支援節點(SGSN)
122．．．基地台子系統(BSS)
124．．．處理器
126．．．緩衝器
128．．．計時器
130．．．處理器
132．．．計時器
圖1為一無線電存取網路之一實施例之方塊圖。
圖2說明了處理邏輯之一實施例，該邏輯用於基於一最大資料傳送延遲約束而在一發射器處緩衝所傳輸之資料封包。
圖3說明了處理邏輯之一實施例，該邏輯用於基於一最大資料傳送延遲約束而在一接收器處處理缺失之資料封包。
100．．．無線電存取網路(GERAN)
102．．．行動設備
104．．．下行鏈路通信通道
106．．．上行鏈路通信通道
108．．．GSM閘道器行動交換中心(GMSC)
110．．．公眾交換電話網路(PSTN)
112．．．訪問者位置暫存器(VLR)
114．．．中央資料庫
116．．．閘道器GPRS支援節點(GGSN)
118．．．公眾交換封包資料網路
120．．．伺服GPRS支援節點(SGSN)
122．．．基地台子系統(BSS)
124．．．處理器
126．．．緩衝器
128．．．計時器
130．．．處理器
132．．．計時器

Claims (28)

  1. 一種傳送與複數個時間敏感性(time-sensitive)應用相關聯之上層封包資料單元(PDU)的方法，每一時間敏感性應用具有一最大資料傳送延遲約束，該方法包含：從每一上層PDU建構一或多個無線電連結控制(RLC)資料區塊(block)；針對與相同之時間敏感性應用相關聯的RLC資料區塊群組(group)或每一RLC資料區塊，來初始化一計時器，每一計時器被初始化至一時間值，該時間值係對應於該計時器所針對而被初始化的該RLC資料區塊或RLC資料區塊群組相關聯的該時間敏感性應用之該最大資料傳送延遲約束；在傳送之前，將用於該複數個時間敏感性應用的該等RLC資料區塊儲存於一緩衝器，俾使具有被初始化至不同計時器值的計時器之RLC資料區塊儲存於相同的該緩衝器；每次傳送該等RLC資料區塊之一者或RLC資料區塊群組時，起始該對應的計時器；只要與未被確認(unacknowledged)的RLC資料區塊相關聯的該計時器未期滿(not expired)，重傳該未被確認的RLC資料區塊；及回應於與該未被確認的RLC資料區塊相關的該計時器期滿或一接收訊息指示收到該未被確認的RLC資料區塊，而自該緩衝器刪除該未被確認的RLC資料區塊。
  2. 如請求項1之方法，進一步包含，針對與一網際網路語音協定(voive-over internet protocol)應用相關聯的RLC資料區塊群組或每一RLC資料區塊，而初始化該計時器至約一百毫秒。
  3. 如請求項1之方法，進一步包含，針對與一多媒體廣播多點播送(multicast)服務應用相關聯的RLC資料區塊群組或每一RLC資料區塊，初始化該計時器至約三秒或更小。
  4. 如請求項1之方法，進一步包含將與該等時間敏感性應用之一者相關聯的該計時器值傳輸至經組態以接收與該時間敏感性應用相關聯的該等上層PDU之一或多個無線接收器。
  5. 如請求項4之方法，其中傳輸該計時器值包含將該計時器值作為一資訊要素而包括於一被傳輸至該或該等無線接收器的訊息中。
  6. 如請求項4之方法，進一步包含當處理所接收之RLC資料區塊時，指示該或該等無線接收器使用該計時器值。
  7. 如請求項6之方法，其中當處理所接收之RLC資料區塊時指示該或該等無線接收器使用該計時器值包含對一暫時區塊流(TBF)建立訊息中之一資訊要素進行程式化，該資訊要素經組態以當處理缺失之RLC資料區塊時，指示該或該等無線接收器使用該計時器值。
  8. 一種用於傳送與複數個時間敏感性應用相關聯之上層封包資料單元(PDU)的無線發射器，每一時間敏感性應用 具有一最大資料傳送延遲約束，該無線發射器包含：一處理器，經組態以從每一上層PDU建構一或多個無線電連結控制(RLC)資料區塊，並針對與相同之時間敏感性應用相關聯的RLC資料區塊群組或每一RLC資料區塊來初始化一計時器，每一計時器被初始化至一時間值，該時間值係對應於該計時器所針對而被初始化的該RLC資料區塊或RLC資料區塊群組相關聯的該時間敏感性應用之該最大資料傳送延遲約束；一緩衝器，經組態以在傳送之前，將用於該複數個時間敏感性應用的該等RLC資料區塊儲存於緩衝器中，俾使具有被初始化至不同計時器值的計時器之RLC資料區塊儲存於相同的該緩衝器中；其中該處理器進一步經組態以在每次傳送該等RLC資料區塊之一者或RLC資料區塊群組時，起始對應的該計時器，只要與未被確認的RLC資料區塊相關聯的該計時器未期滿，初始該未被確認的RLC資料區塊之重傳，及回應於與該未被確認的RLC資料區塊相關的該計時器期滿或一接收訊息指示收到該未被確認的RLC資料區塊，而自該緩衝器刪除該未被確認的RLC資料區塊。
  9. 如請求項8之無線發射器，其中該處理器進一步經組態以針對與一網際網路語音協定應用相關聯的RLC資料區塊群組或每一RLC資料區塊而初始化該計時器至約一百毫秒。
  10. 如請求項8之無線發射器，其中該處理器進一步經組態 以針對與一多媒體廣播多點播送服務應用相關聯的RLC資料區塊群組或每一RLC資料區塊而初始化該計時器至約三秒或更小。
  11. 如請求項8之無線發射器，其中該處理器進一步經組態以將與該等時間敏感性應用之一者相關聯的該計時器值傳輸至經組態以接收與該時間敏感性應用相關聯的該等上層PDU之一或多個無線接收器。
  12. 如請求項11之無線發射器，其中該處理器經組態以將該計時器值作為一資訊要素而包括於一被傳輸至該或該等無線接收器的訊息中。
  13. 如請求項11之無線發射器，其中該處理器進一步經組態以當處理所接收之RLC資料區塊時，指示該或該等無線接收器使用該計時器值。
  14. 如請求項13之無線發射器，其中該處理器經組態以對一暫時區塊流(TBF)建立訊息中之一資訊要素進行程式化，該資訊要素經組態以當處理缺失之RLC資料區塊時，指示該或該等無線接收器使用該計時器值。
  15. 一種接收與一應用相關聯之一或多個上層封包資料單元(PDU)的方法，該應用具有一最大資料傳送延遲約束，該方法包含：在一無線接收器處以無線電連結控制(RLC)非持久(non-persist)模式偵測與該或該等上層PDU相關聯之一或多個所傳輸之RLC資料區塊之一序列中之一缺失的(missing)無線電連結控制(RLC)資料區塊； 回應於偵測到該缺失之RLC資料區塊而以該RLC非持久模式在該無線接收器開始一計時器請求(instance)，該計時器被初始化至基於該最大資料傳送延遲約束之一計時器值；及在該無線接收器以該RLC非持久模式期待接收該缺失之RLC資料區塊直至該計時器期滿。
  16. 如請求項15之方法，進一步包含當該應用係基於網際網路語音協定時以該RLC非持久模式將該計時器初始化為約一百毫秒。
  17. 如請求項15之方法，進一步包含當該應用係基於多媒體廣播多點播送服務時，以該RLC非持久模式將該計時器初始化為約三秒或更小。
  18. 如請求項15之方法，進一步包含自一包括於一接收之訊息的資訊要素中擷取該計時器值。
  19. 如請求項15之方法，進一步包含指示基於該計時器值來處理缺失之RLC資料區塊。
  20. 如請求項19之方法，其中指示基於該計時器值來處理缺失之RLC資料區塊包含回應於一所接收之暫時區塊流(TBF)建立訊息而產生一訊息，該TBF建立訊息包括一經組態以指示當處理缺失之RLC資料區塊時，使用該計時器值的資訊要素。
  21. 如請求項15之方法，進一步包含回應於該計時器在接收到該缺失之RLC資料區塊之前期滿，而以該RLC非持久模式自記憶體刪除該缺失之RLC資料區塊。
  22. 一種用於接收與一應用相關聯之一或多個上層封包資料單元(PDU)的無線接收器，該應用具有一最大資料傳送延遲約束，該無線接收器包含一處理器，該處理器經組態以：以無線電連結控制(RLC)非持久模式偵測在與該或該等上層PDU相關聯之一或多個所傳輸之RLC資料區塊之一序列中之一缺失的無線電連結控制(RLC)資料區塊；回應於偵測到該缺失之RLC資料區塊而以該RLC非持久模式開始一計時器請求，該計時器被初始化至一基於該最大資料傳送延遲約束之計時器值；及以該RLC非持久模式期待接收該缺失之RLC資料區塊直至該計時器期滿。
  23. 如請求項22之無線接收器，其中該處理器進一步經組態以當該應用係基於網際網路語音協定時，以該RLC非持久模式將該計時器初始化為約一百毫秒。
  24. 如請求項22之無線接收器，其中該處理器進一步經組態以當該應用係基於多媒體廣播多點播送服務時，以該RLC非持久模式將該計時器初始化為約三秒或更小。
  25. 如請求項22之無線接收器，其中該處理器進一步經組態以自一包括於一接收之訊息的資訊要素中擷取該計時器值。
  26. 如請求項22之無線接收器，其中該處理器進一步經組態以指示基於該計時器值，由該無線接收器處理缺失之RLC資料區塊。
  27. 如請求項26之無線接收器，其中該處理器經組態以回應於一所接收之暫時區塊流(TBF)建立訊息而產生一訊息，該TBF建立訊息包括一經組態以指示當該無線接收器處理缺失之RLC資料區塊時，使用該計時器值的資訊要素。
  28. 如請求項22之無線接收器，其中該處理器進一步經組態以回應於該計時器在接收到該缺失之RLC資料區塊之前期滿，而以該RLC非持久模式自記憶體刪除該缺失之RLC資料區塊。
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