ВРЕМЕННОЙ МОНИТОРИНГ ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ ПАКЕТА В ПРОЦЕССЕ МЯГКОЙ ЭСТАФЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ
TIME MONITORING OF PACKET RETRANSMISSION IN PROCESS OF SMOOTH TOKEN PASSING OF SERVICES

Представленное изобретение относится к способу планирования повторной передачи данных и способу для использования в схеме повторной передачи данных в коммуникационном терминале, являющемся частью системы мобильной связи, включающей в себя названный коммуникационный терминал и множество базовых станций, причем данный коммуникационный терминал осуществляет связь с упомянутым множеством базовых станций во время мягкой эстафетной передачи обслуживания. Кроме того, представленное изобретение относится к способу обновления буфера неточных данных базовой станции, являющейся частью системы мобильной связи. Также представленное изобретение имеет отношение к выполнению базовой станцией способа управления повторными передачами данных и выполнению коммуникационным терминалом способа планирования повторных передач данных. В заключение, представленное изобретение имеет отношение к системе мобильной связи, включающей в себя по меньшей мере одну такую базовую станцию и по меньшей мере один коммуникационный терминал.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
W-CDMA (широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) - это радиоинтерфейс для IMT-2000 (Международные мобильные телекоммуникации), который был стандартизован для применения в беспроводных мобильных телекоммуникационных системах 3-го поколения. Он обеспечивает множество услуг, таких как голосовые услуги и мультимедийные мобильные коммуникационные услуги, гибким и эффективным образом. Органы стандартизации Японии, Европы, США и других стран совместно организовали проект, называемый проектом "Партнерство в рамках систем связи 3-го поколения" (3GPP) для реализации общей спецификации радиоинтерфейса для W-CDMA.
Стандартизованная Европейская версия IMT-2000 обычно называется UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система). Первая версия спецификации UMTS была опубликована в 1999 (версия 99). Между тем, некоторые улучшения в стандарте были стандартизованы 3GPP в Версиях 4 и 5, а обсуждение дальнейших улучшений будет представлено в рамках Версии 6.
Выделенный канал (DCH) для нисходящей линии связи и восходящей линии связи, а также совместно используемый канал нисходящей линии связи (DSCH) были определены в Версии 99 и Версии A. В последующие годы разработчики поняли, что для обеспечения мультимедийных услуг (или, в общем случае, услуг по передаче данных) должен быть реализован высокоскоростной асимметричный доступ. В Версии 5 был представлен высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи (HSDPA). Новый высокоскоростной совместно используемый канал нисходящей линии связи (HS-DSCH) обеспечивает высокоскоростной доступ по нисходящей линии связи для пользователя от сети радиодоступа (RAN) UMTS к терминалам связи, каждый из которых называется по спецификации UMTS абонентским оборудованием.
В основе HSDPA лежат такие методики, как быстрое планирование пакетов, адаптивная модуляция и гибридная схема автоматического запроса повторной передачи (ARQ), обозначаемая HARQ, для достижения высокой пропускной способности, уменьшения задержки и получения высоких пиковых скоростей передачи данных.
Гибридные схемы ARQ
Наиболее общая методика для обнаружения ошибок услуг, предоставляемых не в режиме реального времени, основана на схемах автоматического запроса повторной передачи (ARQ), которые комбинируются с упреждающей коррекцией ошибок (FEC), называемых гибридной схемой ARQ. Если контроль с помощью циклического избыточного кода (CRC) обнаруживает ошибку, приемник запрашивает передатчик передать дополнительные биты или новый пакет данных. Из различных существующих схем непрерывный ARQ по принципу "останов-и-ожидание" (SAW) и "выборочный повтор" (SR) наиболее часто используется в мобильной связи.
Модуль данных кодируется перед передачей. В зависимости от битов, которые должны быть повторно переданы, могут быть определены три различных типа ARQ.
В HARQ типа I принятые ошибочные пакеты данных, также называемые модулями пакетных данных (PDU), отбрасываются, и новая копия такого PDU повторно передается и декодируется отдельно. В этом случае не производится комбинирование более ранних и более поздних вариантов этого PDU. При использовании HARQ типа II ошибочные PDU, требующие повторной передачи, не отбрасываются, а комбинируются с некоторыми битами инкрементальной избыточности, предоставляемыми передатчиком для последующего декодирования. Повторно переданные PDU иногда имеют более высокие скорости кодирования и комбинируются на приемнике с сохраненными значениями. Это означает, что только небольшая избыточность добавляется при каждой повторной передаче.
В заключение, HARQ типа III представляет собой практически ту же схему повторной передачи пакетов, что и тип II, и единственным отличием является то, что каждый повторно переданный PDU является самодекодирующимся. Это предполагает, что PDU может быть декодирован без комбинирования с предыдущими PDU. В случае если некоторые PDU так сильно повреждены, что практически нет информации, которая может быть повторно использована, самодекодирующиеся пакеты могут быть выгодным образом использованы.
Архитектура UMTS
Высокоуровневая (R99/4/5) архитектура Универсальной мобильной телекоммуникационной системы (UMTS) показана на фиг.1 (см. 3GPP TR 25.401: "UTRAN Overall Description" ("Общее описание UTRAN"), доступно на http://www.3gpp.org). Элементы сети функционально сгруппированы в базовую сеть (CN) 101, наземную сеть радиодоступа UMTS (UTRAN) 102 и абонентское оборудование (UE) 103. UTRAN 102 отвечает за управление всеми функциями, относящимися к радиосвязи, в то время как CN 101 отвечает за маршрутизацию вызовов и информационные соединения с внешними сетями. Межсоединения этих сетевых элементов определяются открытыми интерфейсами (Iu, Uu). Необходимо отметить, что система UMTS является модульной и, таким образом, может иметь несколько сетевых элементов одного типа.
Фиг.2 иллюстрирует текущую архитектуру UTRAN. Несколько контроллеров радиосети (RNC) 201, 202 соединены с базовой сетью (CN) 101. Каждый RNC 201, 202 управляет одной или несколькими базовыми станциями (Node B) 203, 204, 205, 206, которые в свою очередь связываются с абонентскими станциями (UE). RNC, управляющий несколькими базовыми станциями, называется управляющим RNC (C-RNC) для этих базовых станций. Набор базовых станций, управляемых их C-RNC, упоминается как подсистема радиосети (RNS) 207, 208. Для каждого соединения между абонентским оборудованием и UTRAN одна RNS является обслуживающей RNS (S-RNS). Она обслуживает так называемые Iu-соединения с базовой сетью (CN) 101. По мере необходимости, дрейфовая RNS (D-RNS) 302 поддерживает обслуживающую RNS (S-RNS) 301, предоставляя радиоресурсы, как показано на фиг.3. Соответствующие контроллеры радиосети (RNC) называются обслуживающим RNC (S-RNC) и дрейфовым RNC (D-RNC). Также возможна и достаточно часто имеет место ситуация, когда C-RNC и D-RNC идентичны и в этом случае используются аббревиатуры S-RNC и RNC.
Развитие архитектуры UTRAN
В настоящее время проводится изучение выполнимости развития архитектуры UTRAN из текущей архитектуры R99/4/5 UMTS (см. 3GGP TSG RAN WG3: "Feasibility Study on the Evolution of the UTRAN Architecture" ("Изучение выполнимости в отношении развития архитектуры UTRAN"), доступно на http://www.3gpp.org). Появились два основных предложения по развитию архитектуры (см. 3GGP TSG RAN WG3, заседание №36, " Proposed Architecture on UTRAN Evolution" ("Предложенная архитектура развития UTRAN"), Tdoc R3-030678 и "Further Clarifications on the Presented Evolved Architecture" ("Дальнейшие уточнения по представленной усовершенствованной архитектуре"), Tdoc R3-030688, доступны на http://www.3gpp.org). Предложение, озаглавленное как "Дальнейшие уточнения по представленной усовершенствованной архитектуре", будет обсуждено в дальнейшем со ссылкой на фиг.4.
Шлюз радиосети (RNG) 401 используется для взаимодействия с обычной RAN и для выполнения роли точки фиксации мобильности, что означает, что однажды выбранный для соединения RNG 401 удерживается на протяжении всего вызова. Это включает в себя функции как плоскости управления, так и плоскости пользователя.
На плоскости управления RNG 401 действует как сигнальный шлюз между усовершенствованной RAN и CN и между усовершенствованной RAN и R99/4/5 UTRAN. Он имеет следующие основные функции:
- Сигнальный шлюз Iu, т.е. точка фиксации для соединения согласно прикладной части сети радиодоступа (RANAP),
- прекращение соединения RANAP, включая:
- настройку и разъединение сигнальных соединений
- подавление сообщений, не связанных с соединением
- обработку сообщений RANAP, не связанных с соединением
- ретрансляция сообщений поискового вызова, соответствующих неактивному режиму и режиму соединения, соответствующему узлу или узлам Node B+
- RNG выполняет роль CN при перемещении между узлами Node B+
- управление плоскости пользователя
- сигнальный шлюз Iur между узлами Node B+ 402-405 и R99/4/5 RNC
Помимо этого, RNG является точкой доступа плоскости пользователя от CN или обычной RAN к усовершенствованной RAN. Он выполняет следующие функции плоскости пользователя:
- коммутация трафика плоскости пользователя в процессе перемещения
- ретрансляция пакетов GTP (протокол туннелирования GPRS по Iu интерфейсу) между узлом Node B+ и SGSN (обслуживающим узлом поддержки GPRS, являющемся элементом CN)
- взаимодействие Iur для плоскости пользователя
Элемент Node B+ 402-405 прекращает все радиопротоколы RAN (Уровень 1 - физический уровень, Уровень 2 - подуровни управления доступом к среде и управления линией радиосвязи и Уровень 3 - управления радиоресурсами). Функции плоскости управления Node B+ 402-405 включают в себя все функции, относящиеся к управлению терминалами, находящимися в состоянии соединения, в пределах усовершенствованной RAN. Основные функции следующие:
- управление абонентским оборудованием (UE),
- прекращение соединений RANAP,
- обработка сообщений протокола RANAP, ориентированного на установление соединения,
- управление/прекращение соединения RRC (управления радиоресурсами)
- управление инициализацией соответствующих соединений плоскости пользователя.
Контекст абонентского оборудования (UE-контекст) удаляется с (обслуживающего) узла Node B+, когда соединение RRC прервано или когда функциональность перенаправлена в другой узел Node B+ (перемещение обслуживающего узла Node B+). Функции плоскости управления также включают в себя все функции по управлению и конфигурированию ресурсов сот узлов Node B+ 402-405 и выделению соответствующих ресурсов по запросу от части, соответствующей плоскости управления обслуживающего узла Node B+. Знак "+" в обозначении "Node B+" указывает на расширенные функциональные возможности базовой станции по сравнению со спецификацией R99/4/5.
Функции плоскости пользователя узлов Node B+ 402-405 включают в себя функции протокола конвергенции пакетных данных (PDCP), управления линией радиосвязи (RLC), и управления доступом к среде (MAC), и объединения макроразнесения.
Усовершенствованный выделенный канал восходящей линии связи (E-DCH)
Усовершенствования восходящей линии связи для выделенных транспортных каналов (DTCH) в настоящее время изучаются группой технических специалистов RAN 3GPP (см. 3GPP TR 25.896: "Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)" ("Изучение осуществимости усовершенствованной восходящей линии связи для FDD UTRA (Версия 6)", доступный по ссылке http://www.3gpp.org). Поскольку использование услуг на основе межсетевого протокола (IP) стало более важным, существуют увеличивающиеся потребности по улучшению радиопокрытия и пропускной способности RAN, а также снижение задержки восходящей линии связи выделенного транспортного канала. Потоковые, интерактивные и фоновые услуги могут получить пользу от использования этой усовершенствованной восходящей линии связи.
Одним из усовершенствований является использование адаптивных схем модуляции и кодирования (AMC) совместно с планированием под управлением узла Node B, таким образом усовершенствуя интерфейс Uu. Как отмечено в предыдущем разделе, в существующей системе R99/R4/R5 управление максимальной скоростью передачи по восходящей линии связи осуществляется RNC. Путем перемещения планировщика в узел Node B задержка, вносимая вследствие сигнализации по интерфейсу между RNC и Node B, может быть уменьшена, и таким образом планировщик может быстрее реагировать на временные изменения в загрузке восходящей линии связи. Это уменьшит общую задержку в связи между UE и RAN. Поэтому планирование, управляемое узлом Node B, позволяет лучше управлять помехами в восходящей линии связи и сглаживать вариации возрастания шума путем быстрого выделения более высоких скоростей передачи при уменьшении загрузки восходящей линии связи и, соответственно, ограничения скоростей передачи данных по восходящей линии связи при увеличении загрузки восходящей линии связи. Радиопокрытие и пропускная способность соты могут быть улучшены за счет улучшенного управления помехами в восходящей линии связи.
Другая методика, которая может быть рассмотрена для уменьшения задержки на восходящей линии связи, это введение более короткого по сравнению с другими транспортными каналами интервала TTI (интервала времени передачи) для E-DCH. Длительность TTI в 2 мс в настоящее время исследуется для применения в E-DCH, в то время как для других каналов обычно используется TTI интервал в 5 мс. Гибридная ARQ, которая являлась одной из ключевых технологий в HSDPA, также рассматривается для применения в усовершенствованном выделенном канале восходящей линии связи. Протокол гибридной ARQ между Node B и UE допускает быструю повторную передачу ошибочно принятых модулей данных, таким образом уменьшая количество повторных передач RLC (управления линией радиосвязи) и ассоциированные задержки. Это может улучшить качество обслуживания, получаемого конечным пользователем.
Для поддержки усовершенствований, описанных выше, вводится новый подуровень MAC, который будем в дальнейшем называть MAC-eu. Компоненты этого нового подуровня, который будет описан более детально в последующих разделах, могут быть расположены на абонентском оборудовании (UE) или узле Node B. На стороне абонентского оборудования MAC-eu выполняет новую задачу мультиплексирования данных верхнего уровня (например, MAC-d) в новый усовершенствованный транспортный канал и эксплуатации передающих объектов протокола HARQ.
MAC-архитектура E-DCH на абонентском оборудовании (UE)
Фиг.5 показывает общий пример MAC-архитектуры E-DCH на стороне UE. Новый функциональный объект MAC, MAC-eu 503 добавлен к MAC-архитектуре Версии 99/4/5. Объект MAC-eu 503 более детально представлен на фиг.6 (см. 3GPP TSG RAN WG 1, заседание #31: "HARQ Structure" ("Структура HARQ"), Tdoc R1-030247, доступен на http://www.3gpp.org).
Имеется M различных потоков данных (MAC-d), несущих пакеты данных, которые должны быть переданы от UE узлу Node B. Эти потоки данных могут иметь различное QoS (качество обслуживания), например требования к задержке и ошибкам, и могут требовать различных конфигураций экземпляров HARQ. Таким образом, пакеты могут быть сохранены в различных очередях приоритетов. Набор передающих и принимающих объектов HARQ, находящийся на UE и узле Node B, соответственно, будет упоминаться как процесс HARQ. Планировщик будет принимать во внимание параметры QoS при распределении процессов HARQ по различным очередям приоритетов. Объект MAC-eu принимает информацию планирования от узла Node B (сторона сети) через сигнализацию Уровня 1.
MAC-архитектура E-DCH в сети UTRAN
В процессе операции мягкой эстафетной передачи обслуживания объекты MAC-eu в MAC-архитектуре E-DCH на стороне UTRAN могут быть распространены через узел Node B (MAC-eub) и S-RNC (MAC-eur). Планировщик на узле Node B выбирает активных пользователей и осуществляет управление скоростью передачи данных путем определения и сигнализации предписанной скорости передачи данных, предложенного порога скорости передачи данных или TFC (комбинации транспортных форматов), ограничивающего активного пользователя (UE) поднабором TCFS (набора комбинаций транспортных форматов), разрешенных для передачи.
Каждая объектная сущность MAC-eu соответствует пользователю (UE). На фиг.7 архитектура MAC-eu узла Node B раскрыта более детально. Можно отметить, что каждому принимающему объекту HARQ назначена определенная область или объем буферной памяти неточных данных для комбинирования битов пакетов из ожидающих выполнения повторных передач. Пакет, будучи успешно принят, направляется в буфер переупорядочивания, обеспечивающий последовательную доставку на вышерасположенный уровень. В соответствии с показанной реализацией в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания буфер переупорядочивания находится на S-RNC. Фиг.9 иллюстрирует архитектуру MAC-eu S-RNC, которая включает в себя буфер переупорядочивания для соответствующего пользователя (UE). Количество буферов переупорядочивания равно количеству потоков данных в соответствующем объекте MAC-eu на стороне UE. В процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания данные и управляющая информация посылаются на S-RNC со всех узлов Node B в пределах активного набора.
Необходимо отметить, что требуемый размер буфера неточных данных зависит от используемой схемы HARQ, например схемы HARQ, использующей инкрементальную избыточность (IR), требует большего буфера неточных данных, чем схема с комбинированием по Чейзу (CC).
Сигнализация E-DCH
Сигнализация управления, ассоциированная с E-DCH и требующаяся для работы конкретной схемы, состоит из сигнализации восходящей и нисходящей линий связи. Сигнализация зависит от рассматриваемых усовершенствований восходящей линии связи.
Для обеспечения планирования, управляемого узлом Node B (например, управляемое узлом Node B планирование времени и скорости), UE должно посылать некоторое сообщение-запрос по восходящей линии связи для передачи данных на узел Node B. Это сообщение-запрос может содержать информацию о состоянии UE, например состояние буфера, состояние мощности, оценку качества канала. Основываясь на этой информации узел Node B может оценить возрастание шума и выполнить планирование в отношении UE. С передачей сообщения удовлетворения запроса по нисходящей линии связи от узла Node B к UE узел Node B назначает для UE TFCS с максимальной скоростью передачи данных и временные интервалы, в которые UE разрешено передавать.
UE должно сигнализировать по восходящей линии связи узлу Node B сообщением индикатора скорости передачи данных, которое необходимо для правильного декодирования переданных пакетов, например размера транспортного блока (TBS), уровня схемы модуляции и кодирования (MCS) и т.п. Кроме этого, в случае использования HARQ UE должно передать управляющую информацию, относящуюся к HARQ (например, номер процесса гибридной ARQ, порядковый номер HARQ, упоминаемый как индикатор новых данных (NDI) для UMTS Версии 5, версию избыточности (RV), параметры согласования скорости передачи данных и т.п.).
После приема и декодирования переданных пакетов по усовершенствованному выделенному каналу восходящей линии связи (E-DCH) узел Node B должен информировать UE о том, была ли передача успешной, соответствующим образом посылая сигнал ACK/NACK (положительного/отрицательного подтверждения) по нисходящей линии связи.
Управление мобильностью в рамках UTRAN версий R99/4/5
В этом разделе некоторые часто используемые понятия будут кратко определены и будут выделены некоторые процедуры, связанные с управлением мобильностью (см. 3GPP TR 21.905: "Vocabulary for 3GPP Specifications" ("Словарь для спецификаций 3GPP"), доступно на http://www.3gpp.org).
Линия радиосвязи может быть логической ассоциацией между отдельным UE и отдельной точкой доступа UTRAN. Ее физическая реализация включает в себя передачи радиоканала.
Эстафетная передача обслуживания может быть определена как перенос соединения пользователя от одного радиоканала к другому. В случае "жесткой эстафетной передачи обслуживания" устанавливается новая линия радиосвязи. В отличие от "жесткой эстафетной передачи обслуживания" в процессе "мягкой эстафетной передачи обслуживания" (SHO) линии радиосвязи устанавливаются и прерываются таким образом, чтобы UE всегда сохраняло по меньшей мере одну линию радиосвязи с UTRAN. "Мягкая эстафетная передача обслуживания" характерна для сетей, использующих технологию многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). Управление выполнением эстафетной передачи обслуживания обычно осуществляется в сети мобильной радиосвязи контроллером S-RNC.
Активный набор включает в себя набор линий радиосвязи между UE и радиосетью, одновременно используемых при предоставлении конкретной коммуникационной услуги; например, в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания активный набор UE включает в себя все линии радиосвязи с узлами Node B сети RAN, обслуживающими это UE.
Процедуры обновления активного набора могут быть использованы для модификации активного набора связи между UE и UTRAN. Такая процедура может содержать три функции: добавление линии радиосвязи, удаление линии радиосвязи и комбинированное добавление и удаление линии радиосвязи. Максимальное количество линий радиосвязи обычно устанавливается равным четырем. Новые линии радиосвязи могут быть добавлены в активный набор, когда уровни пилот-сигнала соответствующих базовых станций превышают некоторый порог относительно пилот-сигнала члена активного набора с самым высоким уровнем. Линия радиосвязи может быть удалена из активного набора, когда уровень пилот-сигнала соответствующей базовой станции будет ниже определенного порога, относительно пилот-сигнала члена активного набора с самым низким уровнем.
Порог для добавления линии радиосвязи может быть обычно выбран большим, чем для удаления линии радиосвязи. Таким образом, события добавления и удаления образуют гистерезис по отношению к уровням пилот-сигналов.
Результаты измерений пилот-сигналов сообщаются сети (S-RNC) абонентским оборудованием (UE) посредством сигнализации RRC. Перед посылкой результатов измерений обычно выполняется некоторая фильтрация для усреднения быстрых замираний. Типовая длительность фильтрации составляет около 200 мс и вносит свой вклад в задержку, связанную с эстафетной передачей обслуживания (см. 3GPP TS 25.133: "Requirements for Support of Radio Resource Management (FDD)" ("Требования в отношении поддержки управления радиоресурсами (FDD)"), доступно на http://www. 3gpp.org). Основываясь на результатах измерений, S-RNC может принять решение об инициировании выполнения одной из функций процедуры обновления активного набора (добавление/удаление узла Node B в/из текущего активного набора).
E-DCH-функционирование в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания
Поддержка мягкой эстафетной передачи обслуживания желательна для получения выигрыша от макроразнесения. Например, в HSDPA мягкая эстафетная передача обслуживания не поддерживается для транспортного канала HS-DSCH (высокоскоростного совместно используемого канала нисходящей линии связи). Применение мягкой эстафетной передачи обслуживания приводит к проблеме обеспечения распределенного планирования по всем узлам Node B активного набора и может потребовать очень жестких временных характеристик для обеспечения решений по планированию для всех членов активного набора, даже если решена задача распределения функции планирования. Только один узел Node B передает на UE по HS-DSCH, и таким образом не используется выигрыш от макроразнесения. Когда UE входит в область мягкой эстафетной передачи обслуживания для выделенных каналов, должен быть определен узел Node B, которому позволено передавать по HS-DSCH. Выбор обслуживающего узла Node B может быть выполнен как со стороны UE, так и со стороны сети (RNC).
В методе быстрого выбора соты (FCS) для HS-DSCH UE выбирает соту, наиболее подходящую для передачи данных. UE периодически осуществляет мониторинг состояний каналов в пределах активного набора для проверки того, имеется ли сота с более хорошими состояниями каналов, чем текущая обслуживающая сота.
В случае отсутствия поддержки мягкой эстафетной передачи обслуживания для восходящей линии связи должен быть выбран обслуживающий узел Node B. Одна проблема, которая может иметь место, это неправильный выбор обслуживающего узла Node B. Соответственно, может иметься сота в активном наборе, более подходящая для передачи по восходящей линии связи, чем выбранный узел Node B, обслуживающий восходящую линию связи. Поэтому передача данных в соту, управляемую текущим узлом Node B, может нарушиться, тогда как передача в соты, управляемые другими узлами Node B, может быть успешной. Правильность выбора зависит от нескольких факторов, таких как задержка сигнализации, фильтрация результатов измерений и т.д.
В заключение отметим, что работа с поддержкой SHO для E-DCH выгодна вследствие выигрыша от макроразнесения, а также по причине возможного устранения вероятных нарушений при передаче из-за неправильного выбора наилучшего узла Node B, обслуживающего восходящую линию связи.
Функционирование при мягкой эстафетной передаче обслуживания без синхронизации буфера неточных данных
Блок-схема последовательности для функционирования узла Node B при мягкой эстафетной передаче обслуживания без синхронизации буфера неточных данных в предположении архитектуры R99/R4/R5 представлена на фиг.9. На фигуре изображена работа произвольного узла Node B из активного набора.
Каждый узел Node B из активного набора выполняет мониторинг усовершенствованного выделенного физического канала данных (E-DPDCH) на этапе 901 для приема трафика восходящей линии связи. В случае если на этапе 903 в пределах интервала времени передачи (TTI) принят пакет (см. этап 902), узел Node B должен решить, является ли пакет новой передачей или повторной передачей посланного ранее пакета данных. Решение принимается на основе соответствующей управляющей сигнализации восходящей линии связи, например индикатора новых данных (NDI). В случае если принятый пакет был повторно переданным, узел Node B должен перед декодированием на этапе 905 объединить принятый пакет данных с предыдущими передачами, хранящимися в буфере неточных данных. В случае начальной передачи узел Node B сохраняет (см. этап 906) принятый пакет в соответствующем буфере неточных данных (возможные предыдущие передачи, хранящиеся в этом буфере неточных данных, будут замещены) и может немедленно попытаться декодировать пакет по приему.
Тестирование того, является ли декодирование успешным или нет (см. этап 907), проводится путем оценивания контрольной суммы CRC. Если пакет декодирован правильно, узел Node B подает его на вышерасположенный уровень и посылает его на S-RNC через интерфейс Iub/Iur на этапе 908. В случае неуспешного декодирования неточная информация сохраняется в буфере неточных данных на этапе 909.
Как подчеркнуто выше, процедура мягкой эстафетной передачи обслуживания обеспечивает дополнительный выигрыш от макроразнесения, однако также и в некоторой степени усложняет структуру системы. Рассматривая E-DCH как пример, видно, что при использовании процедуры мягкой эстафетной передачи обслуживания имеется один передающий объект протокола и множество принимающих объектов протокола, в то время как для немягкой эстафетной передачи обслуживания имеется только один передающий объект протокола и один принимающий объект.
Установление радиоканала (RB)
Перед началом любой передачи может быть установлен радиоканал, и все уровни должны быть соответствующим образом сконфигурированы (см. 3GPP TS25.331 "Radio Resourse Control (RRC) protocol specification" ("Спецификация протокола управления радиоресурсов (RRC)"), доступно на http//www.3gpp.org). Процедуры для установления радиоканалов могут варьироваться в соответствии с отношением между радиоканалом и выделенным транспортным каналом. В зависимости от параметров QoS (качества обслуживания) может существовать или не существовать постоянно назначенный выделенный канал, ассоциированный с RB.
Установление радиоканала с активацией выделенного физического канала
В UMTS процедура, показанная на фиг.10, может быть использована, когда требуется создание нового физического канала для радиоканала. Установление радиоканала может быть инициировано, когда от точки доступа к услугам (SAP) вышерасположенного уровня на стороне сети уровня RRC принимается примитив запроса установления RB. Этот примитив может включать в себя ссылку на радиоканал и параметры QoS. Основываясь на этих параметрах, объектом RRC на стороне сети могут быть выбраны параметры Уровня 1 и Уровня 2.
Обработка на физическом уровне на стороне сети может быть начата по примитиву запроса CPHY-RL-Setup, выделенному на все подходящие узлы Node B. Если какие-либо из намеченных получателей не могут предоставить обслуживание, это может быть указано в примитивах подтверждения. После настройки Уровня 1, включая начало передачи/приема на узле Node B, сеть NW-RRC может послать сообщение RADIO BEARER SETUP (настройка радиоканала) к объектам того же ранга (подтверждаемая или неподтверждаемая передача является опциональной для сети NW). Это сообщение может содержать параметры Уровня 1, MAC и RLC. После приема этого сообщения UE-RRC конфигурирует Уровень 1 и MAC.
Когда синхронизация Уровня 1 указана, UE может послать в режиме подтверждения сообщение RADIO BEARER SETUP COMPLETE (настройка радиоканала завершена) обратно в сеть. Сеть NW-RRC может сконфигурировать MAC и RLC на стороне сети.
После приема подтверждения для сообщения RADIO BEARER SETUP COMPLETE UE-RRC может создать новый объект RLC, ассоциированный с новым радиоканалом. Применимый метод установления RLC может зависеть от режима переноса RLC. Соединение RLC может быть либо установлено неявно, либо может применяться явная сигнализация. В конечном счете, примитив указания установления RB может быть послан от UE-RRC, и примитив подтверждения установления RB может быть сформирован RNC-RRC.
В текущий момент для случая гарантирования надежной передачи информации обратной связи для связи между одиночным передатчиком и одиночным приемником возможна только простая процедура HARQ. Передача информации обратной связи обеспечивает то, что передающая и принимающая стороны синхронизированы. Увеличивая значение порядкового номера основывающегося на окне процесса HARQ или переключения индикатора новых данных (NDI) процесса HARQ, выполняемого по принципу "останов-и-ожидание" (SAW), в ассоциированной управляющей информации HARQ приемник узнает о том, принят ли новый пакет, и может соответственно очистить буфер неточных данных.
Это гарантирует, что новый пакет не будет скомбинирован с ранее сохраненным пакетом в приемнике. Неправильное комбинирование пакетов перед декодированием может быть редким случаем, но не может быть полностью исключено, если сигнализация обратной связи не является полностью надежной. Правильное декодирование будет невозможно в данном случае.
Следовательно, приемник может запросить повторную передачу этого пакета передачей сигнала NACK. Повторная передача этого пакета может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное количество повторных передач. Если имеют место множественные повторные передачи "нового" пакета, который был скомбинирован с предыдущими значениями в буфере неточных данных для "старого" пакета, влияние значений буфера неточных данных "старого" пакета может быть снижено из-за успешного комбинирования с новым пакетом, что позволяет осуществлять успешное декодирование нового пакета. То, насколько влияют на пропускную способность повторные передачи пакета, зависит от вероятности ошибочной работы процедуры повторной передачи пакета. Может быть найден компромисс между накладными расходами на надежную сигнализацию и вероятностью ошибочного функционирования протокола. В то же время может существовать процедура для информирования приемника о том, был ли пакет сброшен передатчиком. Это может, например, быть вызвано достижением максимального числа повторных передач или в случае, если назначенный атрибут задержки (или значение времени существования) не может быть удовлетворен.
Некоторые системы связи, такие как система широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), рассчитаны на работу процедуры мягкой эстафетной передачи обслуживания. В дополнение к проблеме того, что в данном случае множественные сигналы обратной связи для каждого приемника должны быть приняты правильно, также существует проблема синхронизации буфера неточных данных HARQ между передатчиком и множеством приемников. Не все узлы Node B могут оказаться способны принимать ассоциированную управляющую сигнализацию от UE, что необходимо для правильной обработки принятого пакета. Полагая, что управляющая информация была принята, узел Node B может попытаться декодировать пакет и буферизовать значения неточных данных в случае, если правильное декодирование невозможно. Вероятно, что будет один узел Node B (например, с наилучшей линией связи), который сможет декодировать пакет, тогда как другие вообще ничего не принимают.
Передача новых пакетов лучшему узлу Node B будет продолжаться до тех пор, пока все еще есть старые пакеты, буферизованные на других приемниках.
В WO 92/37872 представлен способ, который раскрывает процедуру HARQ в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания от одного передатчика на множестве приемников по восходящей линии связи. Прием не может быть гарантирован, так как управление мощностью и, таким образом, мощность передачи обычно адаптируются к лучшей линии связи в активном наборе. Это также означает, что трудно достичь надежной обратной связи от всех приемников. Мощность передачи по восходящей линии связи должна быть увеличена для "плохих" линий связи для гарантирования хорошо синхронизированного функционирования, что также будет значительно увеличивать помехи на восходящей линии связи. WO 92/37872 предлагает повысить надежность протокола HARQ путем добавления бита очистки в ассоциированную управляющую информацию восходящей линии связи HARQ.
Установленный бит очистки информирует приемник о том, что не надо комбинировать пакет с предыдущими передачами, но надо очистить буфер неточных данных HARQ этого процесса HARQ. Это в принципе работает, но имеет два недостатка. Во-первых, это предполагает, что передатчик знает состояние приемника, так как он должен информировать его о том, когда очищать буфер. Если передатчик не уверен в состоянии приемника по причине ненадежной или отсутствующей обратной связи, буфер должен быть очищен. Это приведет к потере информации в случае, если пакет уже принят и сохранен в буфере неточных данных. Во-вторых, это требует передавать бит очистки совместно с управляющей информацией HARQ с высокой надежностью. Это будет увеличивать объем служебной сигнализации через эфир по восходящей линии связи.
Проблемы несинхронизированных буферов в процессе функционирования при мягкой эстафетной передаче обслуживания с множеством базовых станций, выступающих в роли приемников, были детально описаны. Помимо обычной управляющей информации HARQ, такой как процесс HARQ и порядковый номер HARQ или NDI, существующие решения основываются на дополнительной сигнализации для очистки буфера неточных данных и избегания ошибочного комбинирования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача представленного изобретения - предотвращение ошибочного комбинирования пакетов данных в схеме повторной передачи пакетов на приемнике. Ошибочное комбинирование может быть вызвано отсутствием синхронизации буферов неточных данных множества приемников.
Задача представленного изобретения решается с помощью совокупности признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления представленного изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.
При использовании основывающегося на окне протокола HARQ в качестве примера для схемы повторной передачи пакетов данных не должно быть того, чтобы пакет был принят с тем же порядковым номером, что и старый пакет в буфере неточных данных. Этот случай называется проблемой наложения. Окно HARQ продвигается вперед, в то время как буфер неточных данных для этого порядкового номера еще не очищен. Для N-канального протокола, работающего по принципу "останов-и-ожидание" (SAW), проблема аналогична. Тот же самый процесс HARQ не должен быть запланирован снова с новым пакетом, если это не указано и буфер неточных данных не очищен.
Представленное изобретение может гарантировать правильную работу протокола с множеством базовых станций в качестве приемников, и в то же время избегая дополнительной сигнализации через эфирный интерфейс или в сети. На первом этапе каждый буфер может быть очищен после каждого успешного декодирования принятого пакета данных или комбинирования ошибочного пакета данных и повторных передач, связанных с этим. В дополнение или как альтернатива немедленной очистке буфера после правильного приема пакета данных, в отношении времени, прошедшего с момента последнего сохранения в конкретной области буфера, может осуществляться мониторинг на каждой базовой станции, например, с помощью таймера или счетчика. Мониторинг может гарантировать то, что старые пакеты в буфере неточных данных будут удалены до того, как будет принят новый пакет.
Пороговый период времени, то есть максимально допустимый период времени, после которого никакая повторная передача пакета данных не может поступить на базовую станцию, может быть определен заранее или сконфигурирован. По истечении этого периода времени соответствующая область буфера на базовой станции очищается, и новый пакет данных может быть принят. Конфигурирование порогового периода времени может производиться посредством сигнализации вышерасположенного уровня между коммуникационным терминалом, таким как UE, и приемником, таким как базовая станция. Начальное значение таймера может соответствовать пороговому периоду времени.
Следовательно, коммуникационный терминал может "знать" о времени, когда область буфера для конкретного пакета данных и связанных с ним повторных передач будет очищена на базовой станции, с которой он осуществляет связь. Следовательно, он может знать, до какого момента времени повторная передача конкретного пакета данных, или повторно переданный пакет данных, должна быть принята на базовой станции для получения выигрыша от комбинирования с буферизированными данными (мягкого комбинирования). Если буфер был очищен на приемнике, коммуникационный терминал может использовать знание этого при выборе правильных параметров передачи для новой передачи сброшенного пакета данных.
Представленное изобретение предоставляет способ для использования в схеме повторной передачи в системе мобильной связи, включающей в себя коммуникационный терминал и множество базовых станций, причем коммуникационный терминал осуществляет связь с упомянутым множеством базовых станций во время мягкой эстафетной передачи обслуживания. Способ может включать в себя этапы приема пакета данных от коммуникационного терминала на упомянутом множестве базовых станций и проверки целостности данных принятого пакета данных на каждой базовой станции. Если целостность данных в полученном пакете не подтверждена базовой станцией, принятый пакет может быть сохранен в области буфера соответствующей базовой станции, причем эта область буфера ассоциирована с упомянутым принятым пакетом данных. В отношении времени, прошедшего с момента сохранения пакета данных в ассоциированной области буфера, может осуществляться мониторинг. Необходимо отметить, что упомянутое множество базовых станций может не относиться ко всем базовым станциям, управление которыми осуществляет управляющее устройство или множество управляющих устройств в сети мобильной связи, а скорее к базовым станциям, осуществляющим связь с коммуникационным терминалом во время мягкой эстафетной передачи обслуживания. В сети UMTS это множество базовых станций может упоминаться как активный набор коммуникационного терминала связи. Следовательно, данное множество базовых станций может являться поднабором базовых станций, доступных для связи в сети мобильной связи.
Если целостность данных упомянутого принятого пакета данных подтверждена, ассоциированная область буфера может быть очищена на соответствующей базовой станции.
Как альтернативное решение задачи, поставленной выше, представленное изобретение также предоставляет способ обновления буфера неточных данных базовой станции в системе мобильной связи, включающей в себя коммуникационный терминал и множество базовых станций. В соответствии с данным вариантом осуществления коммуникационный терминал во время мягкой эстафетной передачи обслуживания осуществляет связь с упомянутым множеством базовых станций. В соответствии с этим способом пакет данных от коммуникационного терминала может быть принят на упомянутом множестве базовых станций.
Далее, целостность данных упомянутого принятого пакета данных может быть проверена на каждой из базовых станций и если целостность упомянутого принятого пакета данных подтверждена, область буфера, ассоциированная с этим принятым пакетом данных, может быть очищена.
В другом варианте осуществления представленного изобретения, если целостность данных упомянутого принятого пакета данных не подтверждена базовой станцией, этот принятый пакет может быть сохранен в ассоциированной области буфера базовой станции, и в отношении времени, прошедшего с момента сохранения упомянутого принятого пакета данных в этом ассоциированном буфере, может выполняться мониторинг.
Если соответствующий период времени, в отношении которого выполняется мониторинг, равен или больше, чем пороговый период времени, после которого повторная передача пакета данных не может больше ожидаться, на соответствующей базовой станции область буфера может быть очищена. Пакет данных может быть принят, например, по выделенному каналу.
В случае если целостность данных начальной передачи пакета данных или целостность повторно переданного пакета данных не была подтверждена базовой станцией, может быть запрошена повторная передача пакета данных в соответствии со схемой повторной передачи пакета. Поэтому в дальнейшем варианте осуществления, повторно переданный пакет данных от коммуникационного терминала может быть принят на упомянутом множестве базовых станций. После приема базовая станция может выполнить проверку целостности данных принятого повторно переданного пакета данных на каждой базовой станции и если целостность данных не подтверждена базовой станцией, этот повторно переданный пакет может быть сохранен в области буфера, ассоциированной с предыдущим пакетом данных, соответствующим повторно переданному пакету данных, и мониторинг времени, прошедшего с момента сохранения повторно переданного пакета данных в ассоциированной области данных, может быть перезапущен.
Проверка целостности данных, осуществляемая в отношении повторно переданного пакета данных, может включать в себя комбинирование повторно переданного пакета с соответствующим пакетом данных для получения комбинированного пакета данных, декодирование этого комбинированного пакета данных для получения декодированных данных и проверки целостности декодированных данных. В общих чертах проверка целостности может быть выполнена путем верификации неповрежденности принятых данных, соответствующих процессу передачи (повторной передачи) конкретного пакета данных, например, посредством контроля с помощью циклического избыточного кода (CRC).
Если целостность данных принятого пакета данных подтверждена, ассоциированная область буфера может быть очищена.
После приема повторно переданного пакета данных от коммуникационного терминала на упомянутом множестве базовых станций может быть выполнена проверка целостности данных принятого повторно переданного пакета данных на каждой базовой станции и если целостность данных подтверждена базовой станцией, мониторинг времени, прошедшего с момента сохранения переданного пакета данных в ассоциированной области буфера, может быть остановлен. Помимо этого, отметим, что в случае, представленном выше, повторно переданный пакет данных может быть сохранен в упомянутой области буфера. Понятие "пакет данных" может пониматься как общее выражение, относящееся к повторно переданному пакету или пакету начальной передачи.
Если соответствующий период времени, в отношении которого выполняется мониторинг, равен или превышает пороговый период времени, мониторинг соответствующего пакета данных может быть также остановлен, так как прием повторно переданного пакета данных для пакета данных, ассоциированного с этой областью буфера, маловероятен. Путем очистки области буфера можно гарантировать, что при повторном использовании этой области буфера новый пакет данных не будет комбинироваться со "старым" содержимым, т.е. пакет данных и связанные с ним повторные передачи, принятые ранее, этой области буфера.
Как выделено выше, желательно, чтобы длительность порогового периода времени можно было конфигурировать.
Сигнализация о длительности порогового периода времени на по меньшей мере одну из упомянутого множества базовых станций может быть выполнена посредством использования сигнализации управления сетью от управляющего устройства в сети мобильной связи. Например, при использовании RAN, соответствующей спецификациям UMTS, длительность порогового периода времени может быть передана на упомянутую по меньшей мере одну базовую станцию в информационном элементе сообщения NBAP (прикладная часть узла Node B).
Помимо этого, сигнализация о длительности порогового периода времени коммуникационному терминалу может быть выполнена посредством сигнализации управления радиоресурсами от управляющего устройства в сети мобильной связи. Кроме того, при использовании RAN, соответствующей спецификациям UMTS, длительность порогового периода времени может быть передана коммуникационному терминалу в информационном элементе (IE) по меньшей мере одного из сообщения настройки радиоканала, сообщения повторного конфигурирования радиоканала, сообщения настройки соединения по протоколу управления радиоресурсами, сообщения повторного конфигурирования транспортного канала, сообщения обновления соты и сообщения команды на эстафетную передачу обслуживания.
В соответствии со схемой повторной передачи пакета, например HARQ, статус приема пакета данных может быть указан для коммуникационного терминала. Таким образом, сообщение от по меньшей мере одной из упомянутого множества базовых станций может быть передано коммуникационному терминалу, указывая, подтвердила ли по меньшей мере одна из упомянутого множества базовых станций целостность данных принятого пакета данных.
Успешно принятый и декодированный пакет данных может быть переслан на вышерасположенный уровень для дальнейшей обработки. Поэтому в соответствии с вариантом осуществления предоставленного изобретения принятый пакет данных передается управляющему устройству системы мобильной связи по меньшей мере одной из базовых станций, которая подтвердила целостность данных принятого пакета данных.
Так как коммуникационный терминал может не иметь значительной пропускной способности, назначенной для повторной передачи поврежденного пакета данных, до очистки области буфера на базовой станции, он может сигнализировать базовой станции о необходимости увеличения назначенной ему пропускной способности для повторной передачи пакета данных. Таким образом, базовая станция принимает сообщение запроса пропускной способности от коммуникационного терминала, запрашивающего дополнительную пропускную способность для повторной передачи пакета данных.
Преимущественно сообщение запроса пропускной способности включает в себя по меньшей мере один из приоритетов передачи пакета данных, который должен быть передан коммуникационным терминалом, размера данных в буфере передачи коммуникационного терминала и длительности периода времени, в отношении которого выполняется мониторинг. Эти параметры могут выгодным образом быть использованы базовой станцией для того, чтобы решить, увеличивать ли назначенную пропускную способность канала для запрашивающего коммуникационного терминала или нет. Как альтернатива, в соответствии с еще одним вариантом осуществлением предоставленного изобретения запрос пропускной способности коммуникационного терминала может включать в себя дополнительную информацию HARQ, например порядковый номер, процесс HARQ или индикатор новых данных (NDI) для идентификации пакета, для которого запрашиваются пропускную способность. Для указания пакета базовая станция может знать некоторые из соответствующих параметров этого пакета, таких как, например, пороговый период времени и приоритет пакета данных. Подобным образом, коммуникационный терминал может идентифицировать физический канал, транспортный канал и/или логический канал, в отношении которого он запрашивает пропускную способность.
В ответ на сообщение запроса пропускной способности или в случае возможности увеличения базовой станцией пропускной способности, назначенной коммуникационному терминалу, коммуникационному терминалу передается сообщение предоставления пропускной способности, при этом сообщение предоставления пропускной способности указывает пропускную способность передачи, назначенную коммуникационному терминалу для передачи данных.
Другой возможностью предотвращения очистки области буфера, ассоциированной с конкретным пакетом данных и связанными с ним повторно переданными пакетами данных, может быть передача на базовую станцию сообщения запроса перезапуска, причем это сообщение запроса перезапуска указывает пакет данных, для которого мониторинг времени, прошедшего с момента сохранения этого пакета данных (или связанного с ним повторно переданного пакета данных) в ассоциированной области буфера, должен быть перезапущен. Базовая станция может принять это сообщение запроса перезапуска и перезапустить мониторинг. Сообщение запроса перезапуска может включать в себя управляющую информацию и не содержать полезной нагрузки либо содержать фиктивные данные полезной нагрузки.
В другом альтернативном варианте осуществления предоставленного изобретения по истечении порогового периода времени базовая станция может пометить ассоциированную область буфера пакетов как область буфера, подлежащего очистке. Если новый пакет, ассоциированный с этой областью буфера (например, идентифицируемый посредством порядкового номера), принят, это может окончательно очистить буфер неточных данных, если не принята некоторая дополнительная управляющая информация. Такой управляющей информацией может быть индикатор комбинирования. Индикатор комбинирования может быть реализован как флаг, который может быть послан, если переданный пакет данных должен быть скомбинирован. В последнем случае помеченная область буфера может быть не очищена, и комбинирование будет иметь место даже, несмотря на то, что таймер уже истек. Это может обеспечить возможность мягкого комбинирования, даже если повторная передача пакета задерживается.
При использовании основывающейся на окне схемы повторной передачи пакета способ может также включать в себя этап вычисления порогового периода времени на основании времени, требующегося для передачи всех пакетов в пределах окна схемы повторной передачи пакета.
Независимо от используемой схемы повторной передачи пороговый период времени может быть также рассчитан на основании временного интервала между приемом начального пакета данных и приемом повторно переданного пакета данных.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления расчет длительности порогового периода времени может основываться на по меньшей мере одном из следующих параметров: размер буфера, максимальное количество повторных передач пакета в схеме повторной передачи пакета данных, время обработки коммуникационным терминалом сообщения обратной связи, время обработки соответствующей базовой станцией принятого пакета данных и интервалом времени передачи.
Представленное изобретение также предусматривает базовую станцию в системе мобильной связи, включающей в себя коммуникационный терминал и множество базовых станций, где коммуникационный терминал осуществляет связь с упомянутым множеством базовых станций во время мягкой эстафетной передачи обслуживания, причем эта базовая станция включает в себя средства для реализации способа, описанного выше.
В другом варианте осуществления представленное изобретение предусматривает способ планирования повторных передач данных в коммуникационном терминале, являющемся частью системы мобильной связи, содержащей этот коммуникационный терминал и множество базовых станций, причем коммуникационный терминал осуществляет связь с упомянутым множеством базовых станций во время мягкой эстафетной передачи обслуживания. Способ может включать в себя этапы передачи пакета данных на упомянутое множество базовых станций, приема по меньшей мере одного сообщения обратной связи от по меньшей мере одной из базовых станций, оценивания упомянутого по меньшей мере одного сообщения обратной связи для определения того, подтверждена ли целостность данных переданного пакета данных по меньшей мере одной из упомянутого множества базовых станций, и если целостность данных переданного пакета данных не подтверждена базовой станцией, выполнение мониторинга периода времени, прошедшего с момента передачи пакета данных или приема соответствующего сообщения обратной связи, для планирования повторной передачи, связанной с пакетом данных, таким образом, чтобы она имела место не позднее истечения порогового периода времени, после которого прием повторно переданного пакета не может больше ожидаться на соответствующей базовой станции.
Если целостность данных переданного пакета данных не была подтверждена и в момент времени, когда период времени, в отношении которого выполняется мониторинг, меньше, чем пороговый период времени, на упомянутое множество базовых станций может быть передано сообщение запроса пропускной способности, запрашивающее дополнительную полосу пропускания для повторной передачи пакета данных, как уже отмечено выше.
Если сообщение предоставления пропускной способности, указывающее назначение пропускной способности коммуникационному терминалу для передачи данных, не было принято от базовой станции из упомянутого множества базовых станций или в ответ на сообщение запроса пропускной способности абонентскому оборудованию (UE) не была назначена дополнительная пропускная способность, может быть передано сообщение запроса перезапуска от коммуникационного терминала на базовую станцию, причем данное сообщение запроса перезапуска указывает пакет данных, для которого мониторинг на соответствующей базовой станции должен быть перезапущен.
Использование сообщения запроса перезапуска не обязательно должно быть привязано к результатам запроса дополнительной пропускной способности для передачи. В соответствии с другим вариантом осуществления представленного изобретения, если целостность данных переданного пакета данных не была подтверждена и в момент времени, когда период времени, в отношении которого выполняется мониторинг, меньше, чем пороговый период времени, сообщение запроса перезапуска может быть передано на базовые станции, причем это сообщение запроса перезапуска указывает пакет данных, для которого мониторинг на соответствующей базовой станции должен быть перезапущен.
Как будет объяснено более детально далее, в случае если повторно передаваемый пакет данных может не быть передан с коммуникационного терминала до того, как ассоциированная область буфера на базовой станции будет очищена, например, из-за недостаточности назначенной пропускной способности, коммуникационный терминал может ожидать очистки области буфера для передачи нового начального пакета данных. Поэтому способ может включать в себя этап задерживания повторных передач пакета данных до тех пор, пока соответствующий период времени, в отношении которого выполняется мониторинг, не станет больше, чем пороговый период времени, если целостность данных переданного пакета данных не была подтверждена, и в момент времени, когда период времени, в отношении которого выполняется мониторинг, меньше, чем пороговый период времени.
Для инициирования передачи повторно передаваемого пакета данных в случае, если целостность данных переданного пакета данных не была подтверждена, планировщик в коммуникационном терминале информируется об этом и может заново запланировать переданный пакет данных для повторной передачи. Аналогично, если целостность данных для переданного пакета данных была подтверждена, планировщик может быть информирован об этом коммуникационным терминалом для удаления переданного пакета данных из буфера передачи коммуникационного терминала.
Когда повторная передача, связанная с начальным пакетом данных, становится необходима, коммуникационный терминал может передать повторно передаваемый пакет данных на упомянутое множество базовых станций и в свою очередь принять по меньшей мере одно сообщение обратной связи от по меньшей мере одной базовой станции. Далее упомянутое по меньшей мере одно сообщение обратной связи может быть оценено для определения того, была ли подтверждена целостность повторно переданного пакета данных по меньшей мере одной из упомянутого множества базовых станций, и если целостность данных была подтверждена, мониторинг времени, прошедшего с момента передачи пакета данных или приема соответствующего сообщения обратной связи, может быть перезапущен. Например, при использовании таймера для мониторинга этот таймер переустанавливается на свое первоначальное пороговое значение и запускается снова.
Также представленное изобретение предусматривает коммуникационный терминал в системе мобильной связи, включающей в себя коммуникационный терминал и множество базовых станций, причем коммуникационный терминал осуществляет связь с упомянутым множеством базовых станций во время мягкой эстафетной передачи обслуживания, и при этом коммуникационный терминал содержит средства для реализации этапов способа, изложенного ранее.
В соответствии с другим примером осуществления представленного изобретения коммуникационный терминал и базовая станция, как описано выше, могут быть с преимуществами объединены в систему мобильной связи.
ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР
Ниже представленное изобретение описано более детально со ссылкой на прилагающиеся фигуры. Подобные или соответствующие детали на фигурах обозначены одинаковыми числовыми обозначениями.
Фиг.1 - высокоуровневая архитектура UMTS,
Фиг.2 - архитектура UTRAN в соответствии с UMTS R99/4/5,
Фиг.3 - дрейфовая и обслуживающая радиоподсистемы,
Фиг.4 - усовершенствованная архитектура UTRAN,
Фиг.5 - MAC-архитектура E-DCH на UE,
Фиг.6 - архитектура MAC-eu на UE,
Фиг.7 - архитектура MAC-eu на узле Node B,
Фиг.8 - архитектура MAC-eu на RNC,
Фиг.9 - блок-схема последовательности операций при работе приемника HARQ согласно предшествующему уровню техники,
Фиг.10 - процедура настройки радиоканала в соответствии со спецификацией UMTS,
Фиг.11 - блок-схема последовательности операций при работе базовой станции в соответствии с вариантом осуществления представленного изобретения,
Фиг.12 - блок-схема последовательности операций при работе коммуникационного терминала в соответствии с вариантом осуществления представленного изобретения, и
Фиг.13 - временная диаграмма передачи данных между коммуникационным терминалом и базовой станцией в соответствии с вариантом осуществления представленного изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Отметим, что различные варианты осуществления в нижеследующем будут описаны в основном в отношении к схеме повторной передачи пакетов HARQ и UMTS. Тем не менее, принципы, лежащие в основе представленного изобретения, также применимы для других схем повторной передачи пакетов данных и для отличных от UMTS систем мобильной связи, обеспечивающих мягкую эстафетную передачу обслуживания коммуникационных терминалов и механизмы повторной передачи пакетов.
На фиг.11 показана пояснительная блок-схема последовательности операций при работе базовой станции из активного набора абонентского оборудования (UE) во время мягкой эстафетной передачи обслуживания. Базовая станция может осуществлять мониторинг физических каналов на этапе 1101 и может регулярно проверять, приняты ли один или более пакетов данных в пределах интервала времени передачи (TTI), на этапе 1102. Если пакет данных передан на базовую станцию, он принимается на этапе 1103 и по его приему базовая станция на этапе 1104 решает, является ли принятый пакет начальным пакетом данных или повторной передачей, связанной с начальным пакетом данных. Затем, в случае если принятый пакет данных является повторно переданным пакетом данных, базовая станция на этапе 1105 комбинирует повторно переданные данные с соответствующими значениями неточных данных, хранящимися в ассоциированной области буфера неточных данных базовой станции. Например, если начальный пакет данных не был принят правильно, т.е. его данные повреждены и не могут быть декодированы базовой станцией, повторно переданные данные, относящиеся к этому начальному пакету данных, комбинируются с данными из этого начального пакета данных, и комбинированный пакет данных декодируется на этапе 1106. В случае приема начального пакета данных этот пакет может быть декодирован непосредственно без предварительного комбинирования на этапе 1106. На этапе 1106 также проверяют целостность данных декодированных данных.
Если целостность данных подтверждена, процесс переходит на этап 1107. В качестве первого улучшения по сравнению с соответствующей предшествующему уровню техники схемой повторной передачи, показанной на фиг.9, область буфера, ассоциированная с пакетом данных и его вероятной повторной передачей, например буфер неточных данных HARQ, будет удалена или очищена немедленно после того, как пакет данных будет правильно принят на этапе 1107, а не только после того, как будет принят новый пакет, как в известных схемах повторной передачи пакетов (представлено блоком 906 на фиг.9). Таким образом, область буфера, ассоциированная с начальным пакетом и его повторными передачами, немедленно освобождается после правильного декодирования, что гарантирует, что не остается данных из ранее принятых пакетов данных в этой области буфера после приема нового пакета данных, который будет ассоциирован с этой областью буфера.
Для передач данных между коммуникационным терминалом и множеством базовых станций немедленная очистка области буфера неточных данных может привести к различиям, когда некоторый узел Node B может временно не принимать управляющую информацию и узел Node B, который принимает неповрежденные пакеты данных от UE, может продолжить передачу в течение некоторого времени.
i
Если область буфера, например, немедленно очищена после правильного декодирования пакета данных, ошибочное комбинирование может быть исключено с самого начала. В дополнение, таймер, который предпочтительно будет запущен для всех новых пакетов (n=0,1,…,N), которые не были правильно декодированы, может быть использован для предотвращения ошибочного комбинирования. После или до того, как значения неточных данных пакета данных, т.е. начального пакета данных или повторно переданного пакета данных, будут сохранены в буфере неточных значений, запускается таймер для указания того, насколько долго пакет хранился в буфере или, предпочтительнее, как долго он может еще храниться в буфере неточных значений до того, как ассоциированная область буфера будет очищена. В процессе обычной работы при непрерывном приеме повторная передача может быть принята до истечения таймера, и таймер для пакета X будет перезапущен. Если пакет принят правильно, помимо очистки ассоциированной области буфера 1107, таймер может быть остановлен для данного пакета данных.
В случае если пакет данных, то есть начальный пакет данных сам по себе или комбинация начального пакета данных и неточных данных из одной или нескольких повторных передач, связанных с этим пакетом, не может быть правильно декодирован на этапе 1106, вновь прибывший пакет данных сохраняется в ассоциированной области буфера неточных данных.
Рассматривая HARQ как пример, в каждом принятом пакете данных независимо от того, является ли он начальным пакетом данных или повторно переданным пакетом данных, номер процесса HARQ и NDI идентифицируют повторную передачу конкретного пакета данных, как показано выше. Если пакет данных с конкретным номером процесса принят и не может быть декодирован правильно, значения неточных данных пакета данных могут быть сохранены в ассоциированной области буфера неточных данных вместе с другими данными из пакетов, содержащих тот же номер процесса HARQ.
В случае когда таймер для пакета данных, который может быть сохранен в ассоциированной области буфера, не запущен, то есть начальный пакет данных был получен, таймер, ассоциированный с областью буфера и принятым пакетом данных, будет запущен на этапе 1111. В случае если таймер уже запущен для области буфера, ассоциированной с принятым пакетом данных, таймер может быть перезапущен (см. также этап 1111).
Перед переходом к приему в течение следующего интервала времени передачи (TTI) на этапе 1112 все таймеры могут быть декрементированы. Таймеры могут быть декрементированы независимо от того, был ли пакет данных принят в течение истекшего TTI или нет.
Если на этапе 1113 сделан вывод о том, что некоторый из таймеров истек, то конкретная область буфера, содержащая начальный пакет данных, и, вероятно, дополнительные неточные данные из соответствующих принятых повторно переданных пакетов, будет очищена на этапе 1114, так как соответствующая базовая станция не может более ожидать повторной передачи пакета данных, относящегося к поврежденному пакету данных, сохраненному в области буфера неточных данных. Если ни один из таймеров не истек, ожидается прием следующего пакета данных.
Одним из критериев для установки значения таймера, т.е. для установки порогового периода времени, после которого повторная передача пакета данных более не ожидается на базовой станции, является требование сделать его достаточно малым во избежание ошибочного комбинирования разных пакетов. В то же время значение таймера должно быть достаточно большим во избежание удаления сохраненных пакетов, для которых повторная передача еще не закончена.
Например, в протоколах HARQ, используемых в UMTS версии 5, передачи HARQ могут быть асинхронными, в то время как сообщения обратной связи ACK/NACK могут посылаться синхронно. Это означает, что базовой станции обычно не известно точно, когда повторная передача начального пакета данных будет послана коммуникационным терминалом, что делает установку таймера достаточно сложной. В случае когда UE может передавать данные автономно, принимая во внимание время обработки на базовой станции и коммуникационном терминале, может оказаться вероятным, что повторно передаваемый пакет данных будет следовать вскоре после передачи начального пакета. Повторные передачи могут посылаться с более высоким приоритетом для минимизации задержки и флуктуаций времени задержки. Кроме того, повторная передача не должна осуществляться слишком долго, так как состояние канала может измениться, и поэтому формат передачи, например, размер пакета, модуляция, скорость кодирования и т.д., может более не быть пригодным для этого состояния канала. Последний случай может потребовать адаптации формата передачи (TFC - комбинирование форматов передачи) к новому состоянию канала.
Максимальное допустимое значение таймера может зависеть от детальной структуры протокола повторной передачи. Например, в основывающемся на окне протоколе HARQ проблемы наложения данных необходимо избежать. Для надежной работы ARQ окно ARQ может быть по меньшей мере вдвое больше размера окна передатчика или приемника. Как только пакет данных будет принят вне окна, окно будет перемещено. В предположении, что порядковые номера используются для идентификации определенного положения в пределах окна HARQ, окно не перемещается с большими шагами, и все последующие пакеты данных принимаются правильно, значение таймера может быть рассчитано на основе того, как долго продолжалась передача всех пакетов в этом окне. В последнем случае таймер должен истечь до того, как передача нового пакета данных с тем же порядковым номером будет инициирована.
Чем больше размер окна, или чем больше SAW-процессов HARQ, или чем больше окно для каждого процесса HARQ и соответственно размер буфера нечетких данных, тем большим может быть значение таймера. Для HARQ размер буфера нечетких данных может быть главным осложняющим фактором, так как каждое значение нечетких данных повторно переданного пакета данных должно быть буферизовано в области буфера. Поэтому размер окна не может быть избыточного размера. Это означает, что буфер может быть рассчитан на хранение такого количества пакетов, какое может быть принято за время двустороннего прохождения сигнала при непрерывной передаче. В зависимости от реализации приемника пакет может быть буферизован посредством значений неточных данных битового или символьного уровня. Для модуляции более высокого уровня (например, 16-позиционной квадратурной амплитудной модуляции - 16 QAM) буферизация на символьном уровне требует меньше памяти, в то время как значения битового уровня обеспечивают высочайшую гибкость, если, например, определенные биты необходимо исключить. Другим критерием структуры является битовая гранулярность, т.е. сколько битов представляют одно значение неточных данных. Следовательно, может быть компромисс между точностью и размером буфера.
propa
UE_process
NodeB_process
Время на двустороннее прохождение сигнала, показанное на фиг.13, может быть определено как время от начальной передачи 1301 пакета данных от UE до повторной передачи того же пакета данных 1305 после приема отрицательного сообщения обратной связи. Оно включает в себя удвоенную длительность распространения сигнала t и времена обработки на UE и узле Node B, t и t. Полагаем, что повторная передача может быть передана через 6 TTI после предыдущей или начальной передачи. Для реализации непрерывной передачи это может соответствовать размеру окна приемника и передатчика, равному 6. В обычной основывающейся на окне системе ARQ минимальный общий размер окна может быть по меньшей мере вдвое больше размера окна приемника/передатчика, т.е. для приведенного примера он равен 12. Это может гарантировать однозначную идентификацию пакетов и правильную работу ARQ, даже если некоторые сигналы ACK/NACK потеряны. Если, например, имеет место неправильная интерпретация сигнала NACK как ACK, новый пакет может не иметь тот же порядковый номер, но окно будет вероятно перемещено, указывая приемнику, что это не ожидаемая повторная передача, а новый пакет.
Те же вычисления могут быть произведены для N-канального протокола SAW. Ранее описанная система ARQ аналогична 6 канальному протоколу SAW и однобитовому индикатору новых данных (NDI) (соответствует порядковому номеру). В обеих системах для обеспечения работоспособности в худшем случае развития событий таймер может быть установлен в 12 раз большим, чем TTI. В предположении синхронной передачи, что показано на фиг.13, максимальное значение таймера для наихудшего случая может быть рассчитано, что может быть объяснено следующим образом:
UE может передать первый пакет данных с номером процесса, установленным в 1 и NDI равным 0 на два узла Node B, где Node B 1 принимает пакет данных, но не может декодировать его и поэтому буферизирует значения неточных данных в области буфера неточных данных и посылает NACK на UE для уведомления о неуспешном декодировании. Node B 2 может успешно декодировать пакет данных и посылает ACK. Следовательно, UE принимает ACK от Node B 2 и NACK от Node B 1.
Далее полагаем, что UE посылает пакеты 2, 3, …, 12 на Node B 1 и Node B 2, причем Node B 2 принимает и успешно декодирует все пакеты. Пакеты данных с 1 по 6 могут иметь различные номера процессов HARQ и NDI, установленный в 0. Пакеты данных с 7 по 12 передаются с NDI, равным 1.
Node B 1 может временно не принимать и пропустить пакет 7 с номером процесса и NDI, установленными равными 1. Поэтому Node B 1 все еще хранит в соответствующем буфере неточных данных первый пакет данных с номером процесса, равным 1, и NDI, равным 0.
UE посылает новый пакет 13 данных с номером процесса, равным 1, и NDI, равным 0, который принимается узлом Node B 1. Так как номер процесса и NDI для нового пакета идентичны номеру процесса и NDI пакета данных, хранящегося в буфере, Node B1 комбинирует эти два пакета, так как новый пакет данных рассматривается как повторная передача. Следовательно, в случае, описанном выше, Node B 1 будет ошибочно комбинировать пакет данных 13 с данными первого пакета данных, хранящегося в буфере неточных данных.
Этот расчет для худшего случая основан на очень специфическом предположении, которое может редко происходить в реальных системах. Во-первых, в отношении UE планирование может не выполняться постоянно, как в примере, приведенном выше. Некорректная интерпретация сигнализации обратной связи или полный пропуск пакета также являются исключительными событиями. Также работа ARQ может не быть асинхронной, т.е. повторная передача может не быть послана по истечении фиксированного периода времени. Возможна повторная передача некоторых ожидающих пакетов, которые имеют более высокий приоритет по сравнению с начальной передачей, и она будет замещать новую начальную передачу, дополнительно увеличивая время до тех пор, пока наложение не сможет произойти. Ограниченный размер окна приводит к необходимости очистки буфера HARQ только после одного пропущенного приема.
Схема повторной передачи пакета или используемый протокол могут быть гибко конфигурируемыми, принимая, например, в расчет требования в отношении качества обслуживания (QoS) для конкретных потоков данных. Это может быть, например, определенная частота появления ошибочных битов, которой необходимо достичь или требование к задержке. Например, при использовании протокола HARQ конфигурируемыми параметрами могут быть размер буфера неточных данных HARQ, количество процессов HARQ, время до сброса пакета, максимальное количество повторных передач, минимальный интервал между TTI или время обработки на UE и/или узле Node B. Установка таймера для удаления пакета из буфера неточных данных может зависеть от такого типа параметров, что также следует учесть.
Проблема несинхронизированных буферов узлов Node B может иметь место во время мягкой эстафетной передачи обслуживания, когда два или более узлов Node B принимают и пытаются декодировать одинаковый пакет. Поэтому RNC может информировать узел Node B о состоянии мягкой эстафетной передачи обслуживания каждого конкретного UE. Таймер может быть запущен только в случае, если UE находится в состоянии мягкой эстафетной передачи обслуживания.
Далее узлу Node B может быть задано значение таймера по умолчанию или это значение может быть установлено вышерасположенным уровнем, таким как управление радиоресурсами (RRC). RNC может передавать сообщение с новым информационным элементом, например, называемым HARQ_flush_timer. Сообщение может быть передано для настройки или модификации конкретного физического или транспортного канала, например усовершенствованного выделенного канала (E-DCH). В UMTS протокол управления радиосетью называется прикладным протоколом узла Node B (NBAP). Для усовершенствованной передачи пакета по выделенной восходящей линии связи могут применяться различные опции планирования. Если узел Node B управляет передачей UE по восходящей линии связи, то он может повышать приоритет определенного UE, которое имеет таймер, который практически истек. Это может позволить UE послать повторно передаваемый пакет данных до истечения таймера и очистки буфера неточных данных на базовых станциях из его активного набора и получить выигрыш от мягкого комбинирования.
Хотя повторные передачи могут иметь повышенный приоритет, при принятии решения относительно планирования UE могут быть учтены другие параметры, такие как качество канала, доступная мощность передачи, различные приоритеты разных потоков данных и т.д., при принятии решения по планированию. Если UE может планировать некоторые передачи автономно или может запрашивать дополнительную пропускную способность для передачи, то оно может устанавливать повышенный приоритет для пакетов, таймер которых почти истек.
Поэтому в другом варианте осуществления значение таймера может быть известным UE, например оно может быть заранее определенным. В другом варианте осуществления изобретения значение таймера передается на UE. Значение таймера может быть передано с помощью сигнализации RRC. Это может потребовать определения нового информационного элемента, например, названного HARQ_flush_timer, для сообщения сигнализации RRC. Процедура настройки радиоканала, представленная на фиг.10, не нуждается в изменениях и будет включать новый информационный элемент HARQ_flush_timer в существующие сообщения, такие как RB_setup, RB_reconfiguration, RRC_connection_setup, TrCH_reconfiguration, cell_update или handover_command. Если значение таймера HARQ не передано, оно может иметь заранее определенное значение по умолчанию. В дальнейшем степень детализации значений таймера может повышаться с увеличением параметра HARQ_flush_timer. Например, полагая возможные значения таймера равными 5 мс, 10 мс, 15 мс, 20 мс, 30 мс, 50 мс или 100 мс, параметр HARQ_flush_timer может быть представлен 3 битами.
Кроме того, коммуникационный терминал может изменить выбранные параметры передачи при допущении того, что он знает, что буфер неточных данных был уже очищен на некоторых или всех узлах Node B. Например, могут быть различные стратегии для инкрементальной избыточности в зависимости от того, сколько повторных передач уже было послано. Некоторые UE используют низкую кодовую скорость для начального пакета данных для приближения к кодовой скорости, требуемой для декодирования. В последующих повторно передаваемых пакетах данных добавляется только незначительная избыточность. Если известно, что область буфера, ассоциированная с пакетом данных и относящимися к нему повторно переданными пакетами данных, была очищена на некоторых или всех узлах Node B, UE может снова начать с начальной передачи. То же применимо и к системам, использующим другие комбинации (сигнальные созвездия) модуляции в разных передачах, например перегруппировка сигнальных созвездий (см., например, 3GPP TS 25.213: "Spreading and modulation (FDD)" ("Расширение спектра и модуляция (FDD)"), доступно на http://www.3gpp.org).
На фиг.12 показан пример передатчика HARQ. UE может быть готово к передаче данных, если это UE синхронизировано, радиоканал правильно сконфигурирован посредством RRC и т.д. Если UE имеет разрешение на передачу, имеет данные в буфере передачи, достаточную мощность передатчика и т.д., то оно может передать один или несколько пакетов в пределах интервала TTI, что показано этапом 1201. Пакет обычно называется модулем пакетных данных (PDU) и может быть сегментом другого пакета, такого как IP-пакет, или может быть также объединением множества пакетов. На этапе 1202 UE может выбрать параметры передачи, такие как размер транспортного блока, схем модуляции и кодирования, количество кодов, мощность, сигнальное созвездие и т.д., и может послать эту дополнительную информацию или управляющую информацию перед или вместе с пакетом, который передается на этапе 1203.
y
i
i,y
Существует множество альтернатив того, как генерируется и обрабатывается сообщение обратной связи. В данном примере все узлы Node B посылают сигналы обратной связи и если один из узлов Node B посылает ACK (см. этап 1204), то пакет считается принятым правильно и может быть удален из буфера передатчика (см. этап 105). Далее для каждого узла Node B из активного набора может быть произведена проверка того, принято ли подтверждение для переданного пакета на этапе 1206. В случае если сигнал ACK был принят для конкретного пакета X, соответствующий таймер T останавливается на этапе 1207. Если сигнал ACK от базовой станции не принят, то процесс переходит на этап 1209. Эти этапы могут быть выполнены всеми узлами Node B из активного набора (y=0,1,…,Y), что показано на фигуре повторяющимися контурами. Это предполагает, что может быть столько таймеров на UE, сколько улов Node B в активном наборе.
i
В случае если сигнал ACK не был принят для переданного пакета X, пакет может быть запланирован для повторной передачи на этапе 1208. Проблема несинхронизированного буфера неточных данных может иметь место, когда передан новый пакет, который отличается от того, что еще хранится в буфере неточных данных, т.е. ранее переданного пакета данных. Так как узел Node B может не знать, когда он пропустил передачу, таймер запускается после каждого приема.
На этапе 1210 UE может запустить или перезапустить таймеры для каждого пакета и каждого узла Node B из активного набора, для которого принято отрицательное подтверждение NACK (см. этап 1209). Если узел Node B пропустил пакет (сигналы ACK и NACK не были переданы), на таймер это не повлияет и процедура перейдет на этап 1211.
Предпочтительно может быть таймер установлен на значение, кратное TTI, и уменьшиться с каждым TTI на этапе 1211.
Если таймер истек на узле Node B (см. этап 1212), UE может знать, что соответствующий таймер истек на этом конкретном узле Node B и буфер неточных данных для этого пакета был очищен на этом конкретном узле Node B (см. этап 1213). В проиллюстрированном варианте осуществления UE может послать возможную повторную передачу, т.е. в данном случае начальный пакет данных с установками начальных параметров. Если в пределах TTI ничего не было запланировано, все таймеры декрементируются также на один TTI. Решение на UE о перезапуске с параметром начальной передачи может зависеть от других параметров или условий, таких как на скольких узлах Node B был очищен буфер, сколько повторных передач было уже послано, на сколько изменились состояния каналов за это время и т.д.
Также отметим, что только один выбранный узел Node B из активного набора может послать сообщение обратной связи на UE для указания состояния приема (ACK, NACK) переданного пакета данных/повторно переданного пакета данных. В последнем случае может поддерживаться только таймер для переданного пакета данных. В этом случае необходимо ответить, что может не быть уверенности, что буферы неточных данных других узлов Node B, не посылающих сигнал обратной связи, все еще полностью синхронизированы. В этой ситуации может быть полезным использование изобретения, как описано выше, или синхронизации буфера неточных данных путем сигнализации между узлами Node B из активного набора, как описано в находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке "Base Station synchronization in Soft Handover" ("Синхронизация базовых станций в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания") (номер EP28260 в реестре поверенного), поданной в то же время, что и настоящая заявка.
В дальнейшем описаны и другие действия, которые могут быть выполнены UE. Это в основном действия, предотвращающие очистку области буфера узлами Node B для конкретного процесса повторной передачи ассоциированного пакета данных. Поэтому таймер UE должен быть установлен на значение, меньшее, чем таймер узла Node B, для инициирования действия точно вовремя, т.е. сделать возможной посылку, например, повторно передаваемого пакета данных, пребывающего на узел Node B, до истечения времени.
Если UE находится в режиме планирования, оно должно передать сообщение запроса пропускной способности на узел Node B. Этот запрос пропускной способности может содержать различные атрибуты для помощи узлу Node B в принятии решения о планировании. Такими параметрами могут быть, например, приоритет передачи, объем данных в буфере, а также время, имеющееся до того, как пакет должен быть повторно передан. В другом аспекте изобретения UE предусматривает таймер для генерации запроса пропускной способности по восходящей линии связи, а также для установки параметров, которые будут посланы в рамках запроса пропускной способности.
Было описано, что таймер может быть рассчитан в соответствии с наихудшим случаем, предполагающим непрерывную передачу пакетов данных от UE и немедленное повторное использование одного и того же процесса HARQ и порядкового номера новым пакетом данных. Это производится для того, чтобы всеми средствами избежать ошибочного комбинирования значений в буфере неточных данных. С другой стороны, такой случай может произойти очень редко в реальности и более вероятно, что значения в буфере неточных данных будут удаляться время от времени, хотя некоторые повторные передачи все еще могут быть в процессе выполнения. В другом варианте осуществления представленного изобретения таймер может быть установлен на большее значение, чем предписывается сценарием наихудшего случая. В этом случае UE должно предотвратить ошибочное комбинирование в экстремальной ситуации, близкой к наихудшему случаю, путем выполнения действий, описанных ниже.
В зависимости от схемы обратной связи UE осведомлено о HARQ-контекстах некоторых или всех узлов Node B, т.е. о состоянии различных процессов или окна ARQ, таймере, использовании буфера неточных данных и т.д. Если сигнал ACK/NACK послан всеми узлами Node B, то UE благодаря потерянным ACK/NACK может знать, что узел Node B вероятнее всего пропустил соответствующий пакет. Если это была начальная передача, ясно, что буфер неточных данных узла Node B не был обновлен и, следовательно, не синхронизирован с буферами других узлов Node B, которые послали сигнал обратной связи. Таким образом, UE может предсказать, когда может потенциально возникнуть ошибочная ситуация, и избежать этого случая.
Так как ошибочный случай произойдет, только если новый пакет будет передан, передатчик может использовать другой процесс HARQ и/или порядковый номер (или NDI) для нового пакета и таким образом избежать потенциально неправильного комбинирования. Если объем буфера неточных данных для хранения ограничен, то должны быть доступны процесс HARQ и/или значение порядкового номера (или NDI), которые не находятся в состоянии обработки или имеют значения, сохраненные для комбинирования. Если весь буфер неточных данных используется, то соответствующий процесс повторной передачи может быть остановлен до тех пор, пока не будет принят сигнал ACK для другого пакета в буфере неточных значений и этот процесс HARQ и/или порядковый номер (NDI) не может быть повторно использован. Это может также остановить процесс HARQ до того момента, пока не истечет таймер, и перезапустить тот же пакет. В целом, для уменьшения задержки необходимо избегать того, что UE должно ждать, пока истечет таймер на узле Node B. Тем не менее, еще возможны особые случаи, зависящие от схемы повторной передачи пакетов данных, для которых желательно истечение таймера. Вместо ожидания истечения таймера на узле Node B UE может само инициировать частичную или полную очистку области буфера неточных значений на узле Node B. Это может быть выполнено при использовании, например, индикатора очистки или искусственного перемещения окна HARQ, что эквивалентно очистке части всего буфера, или просто путем сброса тех пакетов, которые не были подтверждены.
Если UE не может повторно передать пакеты, например недостаточна мощность, планирование повторной передачи во времени невозможно и т.д., оно может сигнализировать об этом узлу Node B во избежание очистки буфера неточных данных. Это может быть выполнено, например, с помощью флага совместно с другой относящейся к HARQ управляющей информацией, такой как номер процесса HARQ и порядковый номер (или NDI). Специальное сообщение запроса перезапуска, включающее в себя флаг, может быть послано от UE с целью предписания узлу Node B перезапустить конкретный запущенный таймер. После приема Node B остановит или, предпочтительно, перезапустит таймер для этого пакета, и будет поддерживать буфер неточных данных. Другой возможностью будет некий вид пакета с нулевой полезной нагрузкой, имеющего определенную управляющую информацию, но транспортный блок нулевого размера. Это означает, что реальная передача данных не производится. Хотя эта передача будет потреблять некоторые ресурсы, это может быть более эффективно с точки зрения радиоресурсов, чем очистка буфера неточных данных, в котором может быть собран почти достаточный объем избыточных данных для успешного декодирования.
Как описано выше, в соответствии с вариантом осуществления представленного изобретения желательно, чтобы отдельный узел Node B посылал сообщения обратной связи на UE для подтверждения принятого пакета данных. Следовательно, выбор так называемого обслуживающего узла Node B может потребовать дальнейшего рассмотрения с целью обеспечения надежной обратной связи с UE. Возможные критерии выбора, связанные с индикаторами качества линий радиосвязи, для выбора обслуживающего узла Node B описаны в находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке "Serving Base Station selection during Soft Handover" ("Выбор обслуживающей базовой станции в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания" (номер EP 28257 в реестре поверенного), поданной в то же время, что и настоящая заявка.
Тот факт, что таймер, используемый для синхронизации содержимого буфера неточных данных, почти истек, может быть интерпретирован как ухудшение состояния линии радиосвязи для восходящей линии связи этого конкретного узла Node B. Передача этой информации для помощи в повторном выборе обслуживающего узла Node B зависит от рассматриваемой архитектуры UTRAN. Для архитектуры версии R99/4/5 эта информация может быть передана от текущего обслуживающего узла Node B на RNC. Для усовершенствованной архитектуры, однако, объекты протоколов, связанных с радиосвязью, могут располагаться на узлах Node B+. Выбор нового обслуживающего узла Node B и передача этого решения на него может быть прерогативой текущего обслуживающего узла. Поэтому в этом случае о факте того, что таймер на текущем обслуживающем узле Node B+ почти истек, другим элементам сети может не быть просигнализировано.
В находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке определено согласование времени активации для выбора обслуживающего узла Node B. При возможном взаимодействии с настоящей заявкой следует рассмотреть состояние таймера для синхронизации буфера перед предложением нового времени активации. В зависимости от архитектуры сети радиодоступа, реального применения, транспортной технологии и т.д. возможны различные задержки в интерфейсах Iub/Iur. В зависимости от этих задержек может быть выгодным использование изобретения, как описано выше, или синхронизация буфера неточных данных путем сигнализации между узлами Node B из активного набора, как описано в находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке "Base Station synchronization during Soft Handover" ("Синхронизация базовых станций в процессе мягкой эстафетной передачи обслуживания") (номер EP28260 в реестре поверенного), поданной в то же время, что и настоящая заявка. Для небольших задержек сигнализации внутри сети (например, все узлы Node B являются частью одного кластера или подсистемы радиосети) может быть выгодным использовать метод синхронизации, как описано в этой находящейся в процессе одновременного рассмотрения заявке, в то время как для больших задержек представленное изобретение может быть предпочтительней. Обе методики могут быть также применены параллельно и зависимо. Если переданный сигнал прибыл, то таймер будет подавлен или наоборот.
Другой вариант осуществления предоставляет альтернативное решение задачи представленного изобретения, поставленной выше. Если пакет сохранен на узле Node B и узел Node B не принимает повторных передач в течение некоторого времени, он не знает, пропустил ли он повторную передачу, которая, возможно, была правильно принята другим узлом Node B, или действительно ничего не было послано по восходящей линии связи.
Если нет ошибок в сигнализации обратной связи по нисходящей линии связи, UE точно знает о состоянии его передачи (HARQ-контекст) для каждого узла Node B. Даже если некоторые узлы Node B пропустили некоторые повторные передачи полностью, это будет известно UE по отсутствующим сигналам обратной связи для этих узлов Node B.
В данном варианте осуществления дополнительный флаг указывает, может ли быть использовано комбинирование принятого пакета данных с предыдущими передачами. Если пакет, все еще хранящийся в буфере неточных данных, не был тем временем запланирован или не был подтвержден каким-либо из узлов Node B, индикатор комбинирования может быть установлен UE для указания узлу Node B на то, что пакет все еще может быть комбинирован. Это дает узлу Node B гарантию того, что пакет все еще может быть комбинирован. Для начальной передачи нового пакета данных индикатор комбинирования может указывать на то, что принятый пакет не должен быть комбинирован с предыдущими принятыми пакетами данных, и узел Node B может очистить область буфера, соответствующую номеру процесса, переданному с текущим принятым пакетом данных. Выгодное сочетание с таймером очистки также возможно. Если таймер истек и пакет принят с неустановленным индикатором комбинирования, то пакет будет сброшен.
Если во время выполняющейся повторной передачи состояния каналов изменились, то также может быть выгодно сменить формат передачи пакета. Это предполагает, что комбинирование не будет возможным. В этом случае бит очистки может быть установлен, даже если тот же пакет с тем же порядковым номером послан. Приемник может очистить буфер HARQ, хотя пакет с тем же порядковым номером (или номером процесса и NDI) все еще буферизован. Одним из преимуществ по сравнению с увеличением порядкового номера является то, что в буфере переупорядочения пакет не может быть потерян. Для быстрого выбора соты возникающие проблемы подобны представленным во введении данной заявки. Как отличие, не может быть мягкой эстафетной передачи обслуживания для UE, а только быстрое переключение между различными сотами.
В еще одном варианте осуществления, представленном в настоящей заявке, принципы, лежащие в основе представленного изобретения, как было описано выше, могут быть также применены к синхронизации буферов неточных данных HARQ в процессе быстрого выбора соты (FCS). Используя быстрый выбор соты, UE всегда передает в отдельную соту, предпочтительно в соту с наилучшими характеристиками канала или с наиболее низкой загрузкой (передачи, соответствующей мягкой эстафетной передаче обслуживания, нет). В зависимости от деталей протокола UE может переключаться между сотами в пределах определенного периода времени или каждый TTI. Переключение соты может производиться UE автономно или может быть полностью или частично контролируемо сетью. Таким же образом, как в случае мягкой эстафетной передачи обслуживания, может потребоваться синхронизация буфера неточных данных перед прибытием следующей передачи на тот же узел Node B. Для FCS время, доступное для синхронизации, может предусматривать переключение из этой соты и обратно в эту соту. Такой же вариант осуществления можно применить, если имеется несколько различных режимов планирования, причем один режим может характеризоваться поддержкой HARQ, в то время как другой может ее не иметь. Если UE находится в режиме планирования, он может не поддерживать HARQ, в то время как, находясь в автономном режиме, он может поддерживать эту функциональность. Одной из причин для этого может быть то, что для режима планирования необходима передача большего объема управляющей информации между UE и узлом Node B. Это должно быть совмещено с управляющей информацией, требующейся для работы HARQ. При переключении назад и вперед буфер неточных данных также может быть синхронизирован.
RNC может не быть осведомлен о переключении режима или переключении соты, выполненном узлом Node B и мобильным терминалом. Как только RNC, служащий объектной сущностью переупорядочивания, принимает пакеты от нового узла Node B, он может оповестить предыдущие или все другие узлы Node B из активного набора о необходимости очистки их буфера неточных данных. Как вариант, новый узел Node B может знать о том, выполнено ли переключение соты, и может информировать старый или другие узлы Node B об этом. Соответственно, другие узлы Node B могут очистить свой буфер. Узел Node B, который знает о режиме или переключении соты, должен также уведомить RNC в архитектуре версии Rel99/4/5 или текущий обслуживающий узел Node B+ в усовершенствованной архитектуре об этом событии. Соответственно, RNC или текущий обслуживающий узел Node B+ могут также уведомить другие узлы Node B из активного набора о необходимости очистки их буфера. Если выбор соты и режима выполнен на медленной основе, а не на попакетной основе, буфер неточных данных может быть синхронизирован перед обратным переключением соты или режима в предыдущую соту или режим.
Как обсуждалось ранее, может быть недостаток, связанный с тем, что значения буфера неточных данных удаляются, хотя повторная передача может еще прибыть. Если FCS или переключения режимов выполнены на очень быстрой основе, например за время TTI, может иметься высокая вероятность того, что повторный выбор той же соты или режима происходит часто. В этом случае может быть выгодно сохранить значения буфера неточных данных для потенциального обратного переключения в соту или режим на некоторый период времени. Это позволит комбинировать повторные передачи с предыдущими передачами, которые уже буферизованы в буфере неточных данных. Также может случиться так, что коммуникационный терминал или мобильный терминал не передают никаких данных после переключения в новую соту или новый режим. В этом случае может быть решено переключиться обратно в предыдущую соту или режим и продолжить передачу с тем же состоянием ассоциированной области буфера. Период времени до выполнения очистки также может быть определен посредством порогового периода времени, причем по меньшей мере одна из базовых станций и коммуникационный терминал могут выполнять мониторинг времени, прошедшего с момента сохранения указанного пакета данных в упомянутой ассоциированной области буфера. Пороговый период времени может быть рассчитан способом, подобным описанному выше, и возможно, также принимая в расчет дополнительное время переключения соты или режима. Также возможен компромисс между минимальной длительностью порогового периода времени и выигрышем от мягкого комбинирования. Ошибочное комбинирование может быть предотвращено описанным способом или путем комбинирования с другими способами. Описанный пороговый период времени для FCS или переключения режима может быть тем же или отличаться от порогового периода времени для мягкой эстафетной передачи обслуживания, т.е. множества базовых станций. Если значение отличается, то это также может быть передано по меньшей мере одной из соответствующих базовых станций путем сигнализации управления радиосетью и коммуникационному терминалу посредством сигнализации управления радиоресурсами способом, подобным описанному ранее.
В итоге отметим, что представленное изобретение, описанное выше, может быть использовано для различных типов архитектур RAN. Например, представленное изобретение применимо к сети UTRAN UMTS R99/4/5, что показано на фиг.2, а также для усовершенствованной архитектуры UTRAN, что показано на фиг.4.