CN100459744C - 支持混合自动重复请求的无线通信系统的媒体存取控制架构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种媒体存取控制(MAC)架构，其可决定复数个数据流的传输等待时间及区块错误率条件需求，其中每个数据流都具有相关的优先序，而且每个数据流都包含复数个数据区块。该MAC架构规定一用以决定何时进行传输的排程实体，以及混合自动重复请求(H-ARQ)实体。H-ARQ实体会判断前一个区块是否已经成功地传输，如果没有，便会请求重新传输未成功传输的数据区块。数据区块的排程会考虑到是否需要重新传输前面已经传输过的数据区块。该MAC架构可让该排程实体在任何时候开始新的传输，并且可在任何时候重新开始前面不成功的传输。

Description

支持混合自动重复请求的无线通信系统的媒体存取控制架构
(1)技术领域
本发明是关于一种应用混合自动重复请求(H-ARQ)技术的无线通信系统的MAC架构。
(2)背景技术
图1所示的是UMTS地面无线电存取网络(UTRAN)MAC-hs层架构的方块图，图2所示的是使用者设备(UE)MAC-hs架构的方块图。图1中的UTRAN MAC-hs 30包括一传输格式结合(TFC)选择实体31；一排程装置32；复数个H-ARQ处理器33a、33b；以及一数据流控制器34。
UE MAC-hs 40包括一H-ARQ处理器41。后面将参考图1及2对其作更详细的解释。UTRAN MAC-hs 30中H-ARQ处理器33a、33b以及UE MAC-hs 40的H-ARQ处理器41会共同工作以处理数据区块。
UTRAN MAC-hs 30中H-ARQ处理器33a、33b负责H-ARQ用以产生传输及重新传输任何发生错误的传输时所需要的所有工作。UE MAC-hs 40的H-ARQ处理器41则负责产生确认信号(ACK)表示传输成功，并且产生负确认信号(NACK)表示传输失败。H-ARQ处理器33a、33b及41会处理每个用户数据流的循序数据串。在每个用户数据流中所接收到的数据区块都会依序地分配给H-ARQ处理器33a、33b。每个H-ARQ处理器33a、33b则会开始传输。当发生错误时，H-ARQ处理器41便会请求重新传输。在随后的传输中，调变及编码速率必须改变以确保传输成功。UE MAC-hs 40的H-ARQ处理器41可将原来传输中的软信息与任何后续的重新传输进行结合。欲重新传输及任何新传输给用户的数据都会传递至排程装置32。
耦合在H-ARQ处理器33a、33b及TFC选择器31之间的排程装置32的功能如同无线电资源管理器，其可决定传输等待时间，以便支持所需要的QoS。排程装置32会根据H-ARQ处理器33a、33b的输出以及欲传输的新数据优先序以传递数据给TFC选择实体31。
耦合在排程装置32之间的TFC选择实体31会接收欲传输的数据，并且选择适当的动态传送格式供欲传输的数据使用。就H-ARQ传输及重新传输方面而言，TFC选择实体31会决定其调变及编码方式。
数据流是以循序的方式进行处理，而且每个数据方块都会不断地处理直到传输成功或是传输失败而舍弃数据为止。H-ARQ程序所发出的重新传输信号优先于任何欲传输的新数据。H-ARQ处理器33a、33b会不断地进行传输及重新传输，直到判断出该数据方块的传输成功或是失败为止。使用此项技术，便可延迟优先序较高的传输，并且处理优先序较低的数据重新传输，直到判断出该数据方块的传输成功或是失败为止。
UE连接需要数个独立的流量控制信号传送频道。每个频道都有QoS规格，其中包含保证传输等待时间位准及/或允许传输等待时间位准。因为在进行排程之前必须先考虑H-ARQ处理，所以优先序高的数据无法取代优先序低的数据重新传输。所以，当事先将优先序低的数据传输分配给H-ARQ处理器33a、33b之后，便可能无法达到优先序高的数据传输的传输等待时间QoS规格。
因为在H-ARQ程序中，重新传输已经结合先前的传输，因此，如果首次传输已经遭到相当的破坏的话，后续的重新传输便可能无法成功地传输。在此情形中，因为无法由排程装置32以新传输般的方式重新开始传输，所以便必须舍弃数据。
因此，必须改进会让优先序高的传输取代优先序低的传输且又能于任何时间重新开始传输的UTRAN及UE的MAC-hs架构。
(3)发明内容
本发明提供一种媒体存取控制(MAC)架构，其可决定复数个数据流的传输等待时间及区块错误率条件需求，其中每个数据流都具有相关的优先序，而且每个数据流都包含复数个数据区块。该MAC架构规定一用以决定何时进行传输的排程实体，以及混合自动重复请求(H-ARQ)实体。H-ARQ实体判断前一个区块是否已经成功地传输，如果没有，便请求重新传输未成功传输的数据区块。数据区块的排程考虑到是否需要重新传输前面已经传输过的数据区块。该MAC架构可让该排程实体在任何时候开始新的传输，并且可在任何时候重新开始前面不成功的传输。
(4)附图说明
图1所示的是已有技术的UTRAN MAC-hs。
图2所示的是已有技术的UE MAC-hs。
图3所示的是根据本发明的较佳具体实施例的UTRAN MAC-hs的方块图。
图4所示的是根据本发明的较佳具体实施例的UE MAC-hs的方块图。
图5所示的是让优先序高的传输中断优先序低的传输的程序流程图，以达到传输七个零等待时间的规格。
图6所示的是重新开始已失败传输的程序流程图，以达到区块错误率的规格。
(5)具体实施方式
现在将参考附图对较佳的具体实施例做说明，全文中相同的组件符号代表相同的组件。
图3所示的是根据本发明的较佳具体实施例的UTRAN MAC-hs50的方块图(其符号位置为B)。该UTRAN MAC-hs 50包括一TFC选择器51；复数个H-ARQ实体52a、52b；一排程及优先化实体53；一优先等级及TSN设定实体54以及数据流控制器55。稍后将会详细地解释，UTRAN MAC-hs 50的所有组件都是以新颖的方式耦合在一起，其有助于进行适当排程优先处理，以便达到更大的传输等待时间规格，并且能够于任何时间重新开始传输，以降低UTRAN MAC-hs 50(如图3所示)及UEMAC-hs 60(如图4所示)的中的传输错误。
图3所示的本发明的数据流控制器55与前面所讨论的已有技术的数据流控制器34相同，其是耦合在RNC(未显示)的MAC-c/sh与优先等级及TSN设定实体54之间，用以在节点B及RNC之间提供受控的数据流，并且以动态的方式考虑到空气接口的传输能力。虽然图3所示的各个组件都是分离的，不过，排程及优先化实体53(后面将称为「排程实体53」)以及优先等级及TSN设定实体54(后面将称为「TSN设定实体54」)亦可组合成单一个实体。
TSN设定实体54是耦合在数据流控制器55及排程实体53之间。本发明的TSN设定实体54会针对每个优先等级，设定每个欲服务的新数据区块的队列辨识符号及TSN，以确保数据区块传送至更高层时的顺序。高速下行链路共享频道(HS-DSCH)内每个优先等级及队列身份都有唯一的TSN，并且会随着每个新的数据区块而递增。一但设定了每个新数据区块的队列辨识符号及TSN之后，便可将该数据区块传递给排程实体53。
排程实体53会处理从TSN设定实体54所接收到的数据。排程实体53的功能就如同该蜂巢的无线电资源管理器，并且管理由UTRAN MAC-hs 50所服务的用户的QoS规格。欲进行传输的数据区块的TSN及优先等级身份都会传递给排程实体53。
根据本发明，排程实体53可依照数据流QoS等待时间规格确保正确的传输优先化，并且可重新开始已经失败的H-ARQ传输，以便更能达到QoS区块错误率(BLER)规格。当H-ARQ处理的优先序如同图1已有技术系统那样高于排程功能的话，排程实体53便无法实体现该功能。排程实体53会依照传输等待时间的QoS规格及运输频道的BLER规格，管理H-ARQ实体52a、52b之间的HS-DSCH实体资源，以及数据流。除了QoS参数的外，排程实体53所使用的排程法则以会依照各种无线电控制资源参数(例如信号干扰比(SIR)、UE的可用率及速率、该蜂巢目前的负载、以及熟悉本技术的人士所熟知的其它系数)进行作业。排程实体53会决定与某个特殊UE有关的数据，以及服务该项传输的H-ARQ实体52a、52b。
指派给H-ARQ(52a、52b)的可能是一项新的传输，或是先前未成功传送而必须进行的重新传输。于UE H-ARQ实体61(图4中所示)及UTRAN H-ARQ实体52a、52b(图3中所示)之间传送的先前传输的状态报告会被转送至排程实体53，以便判断欲进行服务的是新传输或是重新传输。本发明所界定的UTRAN MAC-hs 50架构可让排程实体53随时都能判断是否允许在H-ARQ实体52a、52b中开始新的传输。新传输可能是必须取代低优先序传输的高优先序传输，以达到QoS传输等待时间条件需求；或是重新开始先前失败或已中断的传输，以达到QoS运输频道BLER条件需求。
排程实体53内的法则可依照优先等级排定数据传输顺序。本发明的UTRAN MAC-hs 50可中断低优先序传输以便进行高优先序的传输；并且可随时重新开始先前失败或已中断的传输。
排程实体53可传递无线电资源排程信息给H-ARQ实体52a、52b。排程实体53指示H-ARQ实体52a、52b开始新的传输，或重新传输某个特殊H-ARQ实体52a、52b先前未成功的传输。接着便将该数据传递给TFC选择器51进行传输。耦合在H-ARQ实体52a、52b之间的TFC选择器51接收该传输并且选择适当的动态运输格式参数，用以将数据传输给UE。虽然图3所示的组件都是分离的，不过，H-ARQ实体52a、52b及TFC选择器51亦可组合成单一个实体。
图4所示的是根据本发明的较佳具体实施例的UE的UEMAC-hs层60的方块图。UE MAC-hs层60包括复数个重组装置62a、62b以及一个H-ARQ实体61。UE的H-ARQ实体61与上述就UTRAN而言的H-ARQ处理器41相同，都是负责处理所有程序以实现H-ARQ协议。在UE内部，用以接收的H-ARQ实体61会结合原来传输的软信息及任何后面的重新传输。
在H-ARQ协议层中，并不知道个别的传输优先等级及所需要的传送顺序(TSN)。因此，必须利用重组装置62a、62b依照其TSN将成功的接收、传输进行重组。重组装置62a、62b于接收之后便会立即传递，以便进行较高层传输处理。
根据本发明的较佳具体实施例的MAC-hs可藉由处理低优先序传输之后，便不会延迟到高优先序传输。另外，亦可随时重新开始传输，因而可降低MAC-hs程序的传输失败率。如此一来，排程实体53便可利用可用的输入信息决定出最佳的传输组合，以便达到最佳的系统效能、最大的无线电网络使用率以及维持传输等待时间及BLER的QoS条件需求。
虽然本发明所述的组件或程序都是分离的硬件组件(例如，排程实体53及TSN设定实体54)，不过该组件都能轻易地实现成一个或多个软件标准程序或模块。应该了解的是，不论是以分离或整合方式实现该项程序，也不论是以硬件或软件方式实现该项程序，每项程序之间的整个信息流程及顺序都是非常重要的。
参考图5，图中所示的是方法100，其可让高优先序数据传输中断低优先序数据传输，以达到传输等待时间条件需求。方法100是用以在传输器102(例如UTRAN)及接收器104(例如UE)之间进行通信。方法100假设的是一特殊H-ARQ程序的通信方法，例如在UTRAN中的H-ARQ实体52a、52b其中一个与UE中相对应的H-ARQ实体61之间进行通信。
方法100是从设定新的数据指示符号(NDI)以便建立新的H-ARQ程序开始(步骤103)。传输器102会处理低优先序数据(步骤106)。如前面所述，在接收器104会进行品质检查，因此如果传输成功(未接收到任何错误)便会产生确认信号(ACK)，或是如果传输未成功便会产生负确认信号(NACK)(步骤108)。ACK或NACK会传送至传输器102。步骤106及108会不断地重复，直到接收器104成功地接收到该项传输，或是有必须进行排程以符合QoS传输等待时间条件需求的更高优先序的数据抵达该排程实体为止(步骤110)。
如果高优先序数据进行传输时必须排程以符合传输等待时间条件需求的话(步骤110)，可以中断低优先序数据的传输(步骤112)。接着便会开始进行高优先序数据传输的H-ARQ程序(步骤114)。藉由设定NDI，接收器104便可辨识出前面数据传输的中断情况。在接收器104中会进行品质检查，因此如果传输成功便会产生确认信号(ACK)，或是如果传输未成功便会产生负确认信号(NACK)(步骤116)。ACK或NACK会传送至传输器102。步骤114及116会不断地重复，直到接收器104成功地接收到该项高优先序数据传输为止(步骤110)。
一但确认该项高优先序数据传输之后，接着便可重新开始低优先序数据传输(步骤118)。传输动作会不断地重复直到品质检查的结果让接收器104产生ACK信号为止(步骤120)。如同前述的H-ARQ程序一般，传输器102可能必须响应接收器104所产生的NACK信号而重新传输低优先序数据。
图5所示的方法100是一种H-ARQ程序排程范例，其可让欲进行传输的数据达到所需要的等待时间条件需求。利用本发明所建议的UTRAN MAC架构50，方法100及传输器102与接收器104之间的其它作业顺序亦可达到传输等待时间条件需求。
参考图6，图中所示的是方法200，其可允许重新开始已经失败的传输，以达到区块错误率(BLER)条件需求。方法200是用以在传输器201(例如UTRAN)及接收器203(例如UE)之间进行通信。方法200假设的是与UE相关联的任何H-ARQ程序组的通信方法，例如在UTRAN中的H-ARQ实体52a、52b其中一个与UE中相对应的H-ARQ实体61之间进行通信。
方法200是从处理传输器201的传输数据开始(步骤202)。该数据会进行H-ARQ处理，因此在接收器203会进行品质检查(步骤204)，如果传输成功(未接收到任何错误)便会产生确认信号(ACK)，并且传输ACK或NACK给传输器201。步骤202及204会不断地重复，直到接收器203成功地接收到该项传输，或是抵达重新传输限制或另外的失败标准为止(步骤206)。
如果抵达失败标准的话(步骤206)，UTRAN MAC架构50便允许在H-ARQ程序中重新开始已失败的传输(步骤212、214)。重新开始可以在其它待传的传输排程之后进行(步骤208、210)，亦可直接重新开始(步骤212、214)。因此，有可能会在一个或多个「其它」传输之后或失败之后进行。该其它传输可进行排程(步骤208)，由传输器201传输，进行品质检查，适当的话，接收器203便会产生及传输ACK或NACK(步骤210)。
当成功地传送该其它传输或是抵达失败标准之后(步骤208-210)，便可对前面已失败的传输进行排程以便在H-ARQ程序中传输(步骤212)。藉由设定NDI，接收器203便可辨识出前面数据传输的重新开始情况。欲重新传输的数据被传送之后，适当的话，便会产生ACK或NACK(步骤214)。步骤212及214会不断地重复，直到接收器203成功地接收到该项传输为止，或是抵达重新传输限制或其它的失败标准为止(步骤206)。重新开始前面已失败的传输可针对任何特殊传输运用复数次，以达到BLER条件需求。
虽然已经通过较佳的具体实施例说明本发明，不过熟悉本技术的人士将会非常清楚，在下面的本申请权利要求范围所述的范畴中亦涵盖其它的变化。

Claims (31)

1.一种使用者设备，其包括：
一高速媒体存取控制架构(MAC-hs)，其包括：
一混合自动重复请求(H-ARQ)实体通过宽频分码多任务(W-CDMA)的高速下行链路共享频道(HS-DSCH)用以接收被传输的数据区块并为每个接收的数据区块产生一确认信号(ACK)或负确认信号(NACK)，每个数据区块都具有一传输顺序编号(TSN)，安排该H-ARQ实体以随时接收一新的传输以取代未结束的再传输；以及
至少一重组实体具有一安排的输入以接收该H-ARQ实体的一输出，安排该至少一重组实体基于每个接收数据区块的该传输顺序编号(TSN)以重组该接收的数据区块和在按照顺序接收该接收的数据区块时立即发送接收的数据区块为以进行更高层的处理。
2.根据权利要求1所述的使用者设备，其特征在于：该H-ARQ实体稳定地结合不成功的接收数据区块与这些不成功的接收数据区块的再传输。
3.根据权利要求1所述的使用者设备，其特征在于：该每个接收的数据区块具有一与特性与优先相关的排列。
4.根据权利要求2所述的使用者设备，其特征在于：该每个接收的数据区块具有一与特性与优先相关的排列。
5.根据权利要求3所述的使用者设备，其特征在于：该每个接收的数据区块是基于该接收的数据区块的优先按照一行程被接收。
6.根据权利要求4所述的使用者设备，其特征在于：该每个接收的数据区块是基于该接收的数据区块的优先按照一行程被接收。
7.根据权利要求5所述的使用者设备，其特征在于：当一优先级高的数据区块需要传输时，安排一不成功的接收数据区块的一再传输中断。
8.根据权利要求6所述的使用者设备，其特征在于：当一优先级高的数据区块需要传输时，安排一不成功的接收数据区块之一再传输中断。
9.根据权利要求7所述的使用者设备，其特征在于：一再传输的一优先指示是由数据指示符号所指示。
10.根据权利要求8所述的使用者设备，其特征在于：一再传输的一优先指示是由数据指示符号所指示。
11.根据权利要求4所述的使用者设备，其特征在于：为了传输较高优先的数据区块，安排一接收数据区块的顺序中断。
12.根据权利要求11所述的使用者设备，其特征在于：安排该使用者设备接收一新的数据指示符号以指示该传输中断。
13.根据权利要求11所述的使用者设备，其特征在于：安排该使用者设备按照一顺序接收数据区块，而该中断的传输会被再启动。
14.根据权利要求11所述的使用者设备，其特征在于：安排该使用者设备按照一顺序接收数据区块，而该中断的传输会被再启动以响应一第二新数据指示符号的回条。
15.根据权利要求1所述的使用者设备，其特征在于：每个接收的数据区块皆具有一指定的TSN以响应该接收的数据区块的一相关的排列身份与优先。
16.一节点B，其包括：
一MAC-hs，其包括：
一排程实体具有一安排的输入用以自一数据流控制器接收一流量受控制的数据区块，该排程实体被安排为每一个数据区块设定一优先分类辨识符号和一传输顺序编号(TSN)，该排程实体被安排随时启动一新的传输取代一混合自动重复请求(H-ARQ)实体未结束的再传输；
至少一混合自动重复请求(H-ARQ)实体与一特殊的使用者设备相联被安排以混合自动重复请求处理一特殊的使用者设备之数据区块和该混合自动重复请求(H-ARQ)实体具有一被安排的输入用以自该排程与优先级的实体接收数据区块；以及
一运输格式组合选择器具有一安排的输入自该至少一混合自动重复请求(H-ARQ)实体接收该混合自动重复请求(H-ARQ)处理的数据区块和安排该运输格式组合选择器为该混合自动重复请求(H-ARQ)处理的数据区块选择一传输格式用以在一宽频分码多任务(W-CDMA)的高速下行链路共享频道(HS-DSCH)中传输。
17.一种使用宽频分码多任务的使用者设备的方法，该方法包括：
接收一数据区块，该数据区块传输是由宽频分码多任务(W-CDMA)的高速媒体存取控制架构(MAC-hs)的一混合自动重复请求(H-ARQ)通过一宽频分码多任务(W-CDMA)的高速下行链路共享频道(HS-DSCH)；
产生一确认信号(ACK)或负确认信号(NACK)，该确认信号(ACK)或负确认信号(NACK)是由该混合自动重复请求(H-ARQ)为该每一接收的数据区块提供，每一接收的数据区块具有一传输顺序编号，其中该接收的数据区块包括一新的传输优先于一未结束的再传输；以及
接收一混合自动重复请求(H-ARQ)的输出以高速媒体存取控制架构(MAC-hs)的至少一重组装置；
重组该接收的数据区块以该至少一重组装置基于每个接收的数据区块的传输顺序编号；
发送接收的数据区块以进行更高层的处理在按照顺序接收该接收的数据区块时。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：进一步包括稳定的结合不成功接收的数据区块和再传输的那些不成功接收的数据区块。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：该每个接收的数据区块具有一相关的排列身份与优先。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：该每个接收的数据区块具有一相关的排列身份与优先。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：该每个接收的数据区块是基于该数据区块的优先按照一行程被接收。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：该每个接收的数据区块是基于该接收的数据区块的优先顺序按照一行程被接收
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：当一优先级高的数据区块需要传输时，一不成功的接收数据区块的一再传输被中断。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：该当一优先级高的数据区块需要传输时，安排一不成功的接收数据区块的一再传输中断。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：一再传输的一优先指示是由一新数据指示符号(NDI)所指示。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于：一再传输的一优先指示是由数据指示符号所指示。
27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：该接收的数据区块的一顺序被中断是为了传输优先级高的数据区块。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：进一步包括接收一新数据指示符号以指示该传输中断。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：进一步包括按照一顺序接收数据区块，而该中断的传输被重新启动。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于：进一步包括按照一顺序接收数据区块，而该中断的传输被重新启动以响应一第二新数据指示符号的回条。
31.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：该每个接收数据区块皆具有一指定的TSN以响应该接收的数据区块的一优先与排列身份。
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