TWI419504B

TWI419504B - 高效操作加強專用頻道方法及裝置

Info

Publication number: TWI419504B
Application number: TW96100377A
Authority: TW
Inventors: Reznik Alexander; L Hepler Edward; Zhang Guodong; Seth Smith Harry; Jung Lin Pan; Shaomin Wang Peter; Racha Renuka; G Gazda Robert; E Terry Stephen
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2013-12-11
Also published as: TWI433496B; TWI333347B; TW200707961A; TW201029377A; TW200746704A; CN101233707A

Description

高效操作加強專用頻道方法及裝置

本發明是關於一種無線通訊系統。更特別地，本發明是關高效操作加強專用頻道(E－DCH)方法及裝置。

第三代合作夥伴計畫(3GPP)的第6版(Release 6)中，研究改善上連結(UL)涵蓋、總處理能力與傳輸時延(transmission latency)的方法。為了成功執行這些方法，安排與分配UL實體資源已由無線網路控制器(RNC)轉為節點B(Node－B)，因此所述節點B比所述RNC更可以在短時間內有效地決定並管理UL無線無線資源，即使是所述RNC仍控制所述節點B。

第1圖是一方塊圖，其係根據本發明，說明習知的無線通訊系統100。所述系統100包含一無線傳輸/接收系統(WTRU)102、一節點B 104以及RNC 106。所述RNC106藉由設定節點B 104與WTRU 102的EU參數，例如初始傳輸功率能階、可允許之最大EU傳輸功率或是每個節點B可得的頻道資源，以控制整體加強上連結(EU)操作。在所述WTRU 102與所述節點B 104之間，建立一UL EU信號頻道110以及一DL EU信號頻道112，用以支援EU操作。

關於E－DCH傳輸，所述WTRU102經由所述UL EU信號頻道110，傳送一速率要求至所述節點B 104。在回應中，所述節點B 104經由所述DL EU信號頻道112，傳送一速率同意至所述WTRU 102。在分配EU無線資源於所述WTRU 102之後，所述WTRU 102經由所述E－DCH 108，傳輸E－DCH數據。為回應所述E－DCH傳輸，所述節點B 104經由所述DLEU信號頻道112，傳送一確認通知(ACK)或是非確認通知(NACK)訊息於混合式自動重傳要求(hybrid automatic repeat request，HARQ)操作。因應E－DCH數據傳輸，所述節點B 104亦可依所述速率同意以回應所述WTRU 102。

第2圖是一方塊圖，說明習知WTRU 102的協定架構。所述WTRU 102的協定架構包含更高層202、一無線連結控制(RLC)層204、一媒體存取控制(MAC)層206以及一實體層(PHY)208。所述MAC層206包含一專用頻道MAC(MAC－d)201以及一E－DCH MAC(MAC－e/es)212。所述MAC－e/es 212處理關於一E－DCH傳輸與接收的所有功能，其包含但不限於H－ARQ傳輸與再傳輸、數據的優先順序、MAC－d/MAC－es多路傳輸(multiplexing)以及運輸格式組合(TFC)選擇。

在一共同時間間隔內，於一WTRU與一通用行動通信系統(UMTS)地面無線存取網路(UTRAN)之間的E－DCH上，處理一或多個獨立的UL傳輸。例如MAC層H－ARQ或是簡單MAC層自動重傳要求(ARQ)操作，其中各個傳輸需要不同數目的在傳輸，以被所述UTRAN成功接收。此操作可造成在MAC層損失傳輸順序。

根據3GPP標準，所述E－DCH的傳輸時間間隔(TTI)之傳送是10 ms或是2 ms。為了達到更高的數據速率，應仔細設計於所述WTRU的E－DCH操作，以完成所需要的時間要求。

本發明是關於高效操作E－DCH的方法與裝置。實體層處理包含計算不同的控制參數(例如特定的消去型態(puncturing pattern))，而後是實際處理欲被傳輸的數據。在習知的系統中，只有在完成MAC處理之後，才會發生所述實體層中的操作。根據本發明，自相關數據操作，所進行的控制參數計算是非同步的。一MAC層盡早將計算所述控制參數所需要的資訊至所述實體層，而所述數據的處理是平行的。所提供的數據包含一H－ARQ概況、運輸塊的大小、功率偏移等。藉由在完成MAC－e處理之前傳送此數據至所述實體層，可大幅緩和時延限制。

此後，「WTRU」一詞包含但不限於一使用者設備、一行動站、一固定或行動的用戶單元、一呼叫器、或是可操作於無線環境中任何型式的裝置。此後，「節點B」一詞包含但不限於一基地台、一位置控制器、一存取點或是在無線環境中任何型式的介面裝置。

本發明提供在WTRU，E－DCH操作的軟體與硬體實體間功能性劃分與交互作用。本發明可應用於任何型式的無線通訊系統，其包含但不限於UMTS分頻雙工(FDD)、分時雙工(TDD)以及分時同步分碼多工存取(TD－SCDMA)系統。

本發明的特徵可併入一積體電路(IC)或是架構於一電路中，所述電路包含許多交互連接的元件。

根據本發明，一WTRU 102可包含一協定數據單元(PDU)處理器310(亦即協定引擎)用於處理數據。第3圖是一方塊圖，其係根據本發明說明所述WTRU 102，其包含所述PDU處理器310。所述WTRU 102包含一堆疊處理器302、一L1處理器304、一堆疊記憶體306、一L1記憶體308以及一PDU處理器310。所述L1處理器304主要是執行實體層軟體(主要控制處理與潛在的一些信號處理)。所述L1處理器304亦可運算某些MAC任務，例如關於H－ARQ的控制，用於高速下連結封包存取(HSDPA)或是高速上連結封包處理(HSUPA)以及一些RLC任務。

所述堆疊處理器302主要是運算剩餘的協定封包操作。所述堆疊處理器302亦可作為一應用處理器。所述堆疊處理器302與所述L1處理器304各自具有記憶體(分別為所述堆疊記憶體306與L1記憶體)。在一習用的執行中，許多循環是浪費在當數據移動通過堆疊(例如PDU的濃度與分離、增加標題(header)、譯成密碼等)時，重新包裝數據。

所述PDU處理器310的運作平行所述堆疊處理器302與所述L1處理器304。所述PDU處理器310是可編程的實體，主要用於在L1記憶體308與所述堆疊記憶體306間移動數據。所述PDU處理器310移動數據時，亦進行數據封包片段化/解片段化、組裝/分解以及譯成密碼/解密。所述PDU 310亦可以建立並中斷所述RLC與MAC PDU標題(header)。

所述PDU處理器310具有特定的說明用於處理進來的與出去的位元流。所述說明減少對於位元領域的解釋，這在產生標題的過程中，產生標題或是建構位元領域的順序。所述PDU處理器310直接由一套PDU描述符號(descriptor)建立MAC－e/es PDUs。所述PDU描述符號是一套分享的資料結構，其描述RLC PDUs與MAC－e/es PDUs(亦即數據與PDU標題的內容)，且是以軟體友善格式(例如用於快速處理且無位元偏移的位元/字元可存取的數據)。當在一實體層分享記憶體(亦即L1記憶體308)中存寫MAC－e/es PDU時，所述PDU處理器310基於所述PDU描述符號建立所述MAC－e/es PDU用於傳輸。此方案的優點在於大幅減少L2/3處理與協定堆疊操作的平行處理。訊框非同步操作並未受到阻礙，這是由於訊框同步PDU架構處理與L2/3處理是卸載至所述PDU處理器。

應注意的是所提供的第3圖是作為範例，且任何的變化皆是可能的。例如，可使用單一處理器合併所述L1處理器304與所述堆疊處理器302，並且所述堆疊記憶體306與所述L1記憶體308可以是相同記憶體或是不同記憶體於開啟或關閉的相同積體電路。

典型是藉由硬體或是混合硬體/軟體元件，進行實體處理。HSUPA的實體層處理包含但不限於turbo編碼、速率配對、交織(interleaving)與H－ARQ處理以執行數據再傳輸。所述實體層處理包含計算不同的控制參數(例如特定的打洞樣式(puncturing pattern))，而後是實際處理數據。在習知技藝中，僅有在完成所述MAC－e之後，才會發生實體層中的這些操作。

根據本發明，自相關的數據操作，非同步地進行所述控制參數的計算。例如，其可先進行，即使所述數據仍在所述RLC層204中。這使得取得數據的時延可大幅舒緩，並且允許額外的時延槽於所述處理中。當所述數據是平行處理時，所述MAC層206盡早提供計算所述控制參數所需要的資訊至所述實體層。應注意的是這樣的能力並非取決於所使用的PDU處理器310。

第4圖是一信號圖，其係根據本發明的第一實施例，說明用於高效操作E－DCH的WTRU 102中所執行的程序400。根據所述第一實施例，係以所述PDU處理器214執行E－DCH操作。藉由所述實體層208所傳送的中斷訊息(或是基本型)，誘發MAC層處理(步驟402)。對於可用於傳輸的H－ARQ程序，在各個傳輸時間間隔(TTI)或是每個E－DCHTTI，誘發所述MAC層處理，接收新安排同意的各個TTI。

當H－ARQ程序可用於即將來臨的TTI時，所述實體層208產生所述中斷訊息。當所述實體層208經由所述H－ARQ程序接收一先前H－ARQ傳輸的ACK、當已達到H－ARQ程序最大數目的再傳輸因而解除所述H－ARQ程序，或是當所述先前TTI中未使用所述H－ARQ程序時，決定一特定H－ARQ的取得。當所述WTRU 102自所述節點B 104接收更新的安排同意資訊時，所述實體層208亦可以產生所述中斷訊息。所述中斷訊息可為以TTU為基礎的計時中斷(clock interrupt)。

所述中斷訊息包含數個資訊元件，其包含但不限於1)若是以一級或是二級加強的上連結無線網路暫時識別(E－RNTI)，則為專用的絕對同意；2)來自服務與非服務胞元的相對同意；3)先前傳輸的H－ARQ指示器(HI)；4)一電流專用實體控制頻道(DPCCH)功率；或是5)計時中斷(clock interrupt)。

所述實體層208使得所述MAC層206進行數個任務。根據所更新安排資訊，所述MAC層206進行同意處理，包含一絕對同意與相對同意，以獲得安排同意與對應的剩餘傳輸功率於E－DCH傳輸(步驟404)。所述MAC層206亦獲得緩衝佔據(buffer occupancy)(步驟406)。使用功能呼叫可獲得所述緩衝佔據至所述PDU處理器214，如步驟406與408所示，所述PDU處理器214與所述MAC層206分享彼此間一記憶體。此時，阻止任何RLC非同步化的任務(例如計時器處理、控制PDU處理等)，以保持緩衝佔據一致。所述MAC層206進行一運輸格式組合(TFC)回復以及排除程序，以決定E－DCH TFC，其是由E－DCH的剩餘傳輸功率允許(步驟410)。所述MAC層206亦可產生一速率要求以自所述節點B104要求一資源(步驟412)。所述MAC層206亦可進行一多路傳輸程序，以將多個MAC－d PDU多路傳輸至MAC－es PDUs，以及將一或多個MAC－es PDUs多路傳輸至單一MAC－e PDU(步驟414)。步驟404－414的MAC層任務之上述說明，亦可以不同順序進行，或是同時進行，並且不是所有任務皆為必須。

而後所述MAC層206傳送一訊息至所述實體層208，使得所述實體層208計算控制參數，而由其他實體處理所述數據，例如所述MAC層206、所述PDU處理器214或是所述RLC層(步驟416)。所述訊息包含一H－ARQ概況、運輸塊(TB)大小、一功率偏移等。所述H－ARQ概況是指H－ARQ程序的功率偏移特性以及再傳輸之最大數目。在完成MAC－e之前，藉由傳送此訊息至所述實體層208，可大幅舒緩所述時延。所述處理延遲至步驟416是MAC層程序延遲，並且應該小於某延遲限制(例如1.7 ms)。

而後所述MAC層206傳送一訊息(或是一基本型)(亦即UMAC狀態指示器與MAC－e/es描述符號)以要求所述PDU處理器214建立一MAC－e PDU(步驟418)。所述訊息(或基本型)包含各個邏輯頻道所需RLC PDU的數目與大小以及定義多路傳輸MAC－e/es PDU的所述MAC－e/es描述符號。

在接收所述訊息(或基本型)之後，自所述MAC層206，所述PDU處理器214因而更新緩衝佔據(步驟420)。此時，移除RLC非同步任務的阻礙(例如計時器處理、控制PDU處理等)。而後所述PDU處理器214將所述數據移至所述實體層208或是當自所述堆疊記憶體306將數據移到所述L1記憶體308時，建立一MAC－e PDU(步驟422)。根據所述MAC層206所需要的PDU數目與大小，所述PDU處理器214建立RLC PDU，其包含所述RLC標題。所述PDU處理器214亦建立一MAC－e標題與MAC－es標題、對應的MAC－es PDU以及以MAC－e/es描述符號為基礎的MAC－e PDU。所述PDU處理器214亦設定RLC PDU特定計時器與狀態變數。

所述PDU處理器214可傳送一完成確認訊息(或基本型)至所述實體層208(步驟424)。或者，所述實體層208可藉由接收所述MAC－e PDU而絕對知曉。而後所述PDU處理器214傳送一數據傳輸指示訊息(或是基本型)至所述RLC層204(步驟426)。若是在數據轉換過程中受到阻礙，則在接收此傳輸指示訊息後，所述RLC層204可處理狀態變數、計時器等(步驟428)。而後所述RLC層204據以更新緩衝佔據(步驟430)。

在步驟418所述UMAC狀態指示器與步驟424所述MAC－e PDU產生之間的延遲是所述RLC層與PDU處理器處理延遲。所述RLC層與PDU處理器處理延遲的總和以及所述MAC處理延遲，應被限制到合理的延遲限制(例如2.37 ms)。為了避免平行處理，最大的延遲限制可降低至週期小於2 ms。否則，可允許平行處理。第5圖是一信號圖，其是根據本發明第二實施例，說明用於高效操作E－DCH，WTRU 102中所執行的程序500。根據所述第二實施例，本發明的執行並不需要PDU處理器。所述MAC層206較佳為運算至少各個TTI，一H－ARQ可用於傳輸與/或各個TTI接收新的安排同意資訊。或者，所述MAC層206可在每個E－DCH TTI運算。藉由一中斷訊息(或是基本型)誘發MAC層處理，所述中斷訊息是由所述實體層208傳送(步驟502)。來自所述實體層208的中斷可基於所述地一實施例中所列舉之一或多項事件。

所述實體層208使得所述MAC層206進行數個任務。所述MAC層206根據更新的安排同意，以進行同意處理，包含絕對同意與相對同意，以獲得現行的安排同意與對應的傳輸功率於E－DCH傳輸(步驟504)。所述MAC層206藉由傳送功能呼叫至所述RLC層204，以獲得緩衝佔據資訊(步驟506)。所述RLC層204計算緩衝佔據並且將其返回至所述MAC層206(步驟508)。所述MAC層206進行一TFC回復與排除程序，以決定E－DCH TFC，其是由E－DCH剩餘傳輸功率所允許的(步驟510)。所述MAC層206亦可產生一速率要求以自所述節點B 104要求資源(步驟512)。所述MAC層206進行一多路傳輸程序，用於將多個MAC－d PDU多路傳輸至MAC－es PDU中，以及將一或多個MAC－es PDU多路傳輸至單一MAC－e PDU(步驟514)。在步驟504－514中MAC層任務的上述描述，可以不同順序進行或是同時進行，並且並非所有任務都是必須的。

而後所述MAC層206傳送一訊息至所述實體層208，所述訊息包含H－ARQ概況、TB大小、功率偏移等(步驟516)。在完成MAC－e處理之前藉由傳送此訊息至所述實體層208，可大幅舒緩時延。處理延遲至步驟516是整個MAC處理的一部份，稱為「MAC處理延遲部分1」，並且應小於某延遲限制(例如1.7 ms)。

所述MAC層206藉由傳送一UMAC狀態指示器，而自所述RLC層204要求數據(步驟518)。以所述UMAC狀態指示器，通知所述RLC層204所需要的RLC PDU之大小。在自所述MAC層206接收所述UMAC狀態指示器之後，所述RLC層204處理狀態變數、計時器等(步驟520)。根據所述MAC層206所要求的PDU數目與大小，所述RLC層204建立RLC PDU，其包含RLC標題(步驟522)。而後所述RLC層204據以更新緩衝佔據(步驟524)。

而後所述RLC層204傳送RLC PDU至所述MAC層206(步驟526)。在步驟516中的所述訊息與步驟526中的所述訊息之間的延遲是所述RLC處理延遲。在接收所述RLC PDU後，所述MAC層206建立MAC－es標題與MAC－e標題，並且建立對應的MAC－es PDU與MAC－e PDU(步驟528)。而後所述MAC層傳送所述MAC－e PDU至所述實體層208(步驟530)。步驟526與步驟530之間的延遲是整個MAC處理延遲的一部份，稱為「MAC處理延遲部分2」。

所述RLC處理延遲與MAC處理延遲的總和應限制在合理的延遲限制(例如2.37 ms)。為了避免平行處理，最大的延遲限制降低至週期小於2 ms。否則，可允許一平行處理。

雖然本發明的特徵與元件以特定的組合描述於較佳實施例中，但是各個特徵或是元件皆可單獨使用而無所述較佳實施例中其他的特徵及元件，或是與本發明的其胎特徵與元件進行不同組合，或是不與本發明的其他特徵及元件進行不同組合。

102、WTRU．．．無線傳輸/接收系統

108．．．加強專用頻道

UL．．．上連結

EU．．．加強上連結

106．．．無線網路控制器

204．．．無線連結控制層

206．．．媒體存取控制層

208．．．實體層

210．．．專用頻道媒體存取控制

212．．．加強專用頻道媒體存取控制

PDU．．．協定數據單元

TFC．．．運輸格式組合

第1圖是一方塊圖，其係根據本發明所建構之習知的無線通訊系統。

第2圖是一方塊圖，其係說明本發明所使用之WTRU的習知協定架構。

第3圖是一方塊圖，其係根據本發明說明一WTRU，其包含PDU處理器。

第4圖是一信號圖，其係根據本發明的第一實施例，說明高效操作E－DCH的程序。

第5圖是一信號圖，其係根據本發明的第二實施例，說明高效操作E－DCH的程序。

102．．．無線傳輸/接收系統

310．．．協定數據單元處理器

Claims

一種在一無線傳輸/接收單元(WTRU)中用以處理一加強專用頻道(E-DCH)的一數據之方法，包含：從一實體層傳送一第一訊息至一媒體存取控制(MAC)層，該第一訊息觸發該媒體存取控制層處理E-DCH數據；以及從該媒體存取控制層傳送一第二訊息至該實體層，該第二訊息使該實體層可計算用於在該E-DCH的該數據的該MAC層處理完成之前該E-DCH的該數據之一實體層處理的控制參數。
如申請專利範圍第1項的方法，其中，該第一訊息包括下列至少其中之一：在該第一訊息以一一級或是一二級加強的上連結無線網路暫時識別(E-RNTI)被接收的情況時包括一絕對同意的指示、一來自服務及非服務胞元的相對同意、一先前傳輸的一混合自動重傳要求(H-ARQ)、或一電流專用實體控制頻道(DPCCH)功率等級。
如申請專利範圍第1項的方法，其中該實體層在下列之一傳送該第一訊息至該MAC層：各傳輸時間間隔(TTI)，為此可取得一混合式自動重傳要求(H-ARQ)程序以用於傳輸、新安排程同意資訊被接收的各傳送時間間隔、或每一E-DCH傳送時間間隔。
如申請專利範圍第1項的方法，其中該第二訊息包括一H-ARQ概況、一運輸塊(TB)大小或該E-DCH的一傳輸功率偏移至少其中之一。
如申請專利範圍第1項的方法，其中該E-DCH之該數據的該MAC層處理及該實體層處理的一總處理時間是限制為2ms。
一種無線傳輸/接收單元(WTRU)，用以處理一加強專用頻道(E-DCH)的一數據，該WTRU包含：一實體層，用以實施該E-DCH的該數據之一實體層處理以及利用傳送一第一訊息至一媒體存取控制(MAC)層以觸發該E-DCH的該數據之一MAC層處理；以及該MAC層係用以實施該E-DCH的該數據之一MAC層處理以及傳送一第二訊息至該實體層，用於使該實體層可計算用於在該E-DCH的該數據的該MAC層處理完成之前實施該E-DCH的該數據之一實體層處理所需要的控制參數。
如申請專利範圍第6項的WTRU，其中，該第一訊息包括下列至少其中之一：在該第一訊息以一一級或是一二級加強的上連結無線網路暫時識別(E-RNTI)被接收的情況時包括一絕對同意的指示、一來自服務及非服務胞元的相對同意、一先前傳輸的一混合自動重傳要求(H-ARQ)、或一電流專用實體控制頻道(DPCCH)功率等級。
如申請專利範圍第6項的WTRU，其中該實體層在下列之一傳送該第一訊息至該MAC層：各傳輸時間間隔(TTI)為此可取得一混合式自動重傳要求(H-ARQ)程序以用於傳輸、新安排程同意資訊被接收的各傳送時間間隔、或每一E-DCH傳送時間間隔。
如申請專利範圍第6項的WTRU，其中該第二訊息包括一H-ARQ概況、一運輸塊(TB)大小或該E-DCH的一傳輸功率偏移至少其中之一。
如申請專利範圍第6項的WTRU，其中該E-DCH之該數據的該MAC層處理及該實體層處理的一總處理時間是限制為2ms。