УЛУЧШЕННОЕ МАС-d МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЕ В UTRAN HSDPA БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ
IMPROVED MAC-d MULTIPLEXING IN UTRAN HSDPA WIRELESS NETWORKS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в основном к беспроводной связи и, в частности, к эффективной поддержке MAC-d мультиплексирования в UTRAN HSPDA.
Уровень техники
Настоящее изобретение относится к передаче данных по нисходящему каналу в наземной сети радиодоступа UMTS (UTRAN). Сеть 10 беспроводной связи UTRAN показывается на фиг. 1. Сеть UTRAN содержит Базовую сеть (CN) 12, множество Контроллеров (RNC) 14 радиосети и множество Узлов B 20, также известных в уровне техники как Базовые Станции, каждая обеспечивающая услуги связи для одного или более Пользовательского Устройства (UE) 24, также известного как мобильные станции, через радиоинтерфейс в пределах соты или сектора 26.
CN 12 может быть коммуникативно соединена с другими сетями, такими как Коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN), Интернет, сеть GSM или аналогично. Каждый RNC 14 включает в себя, среди других функциональных модулей, Протокол 16 Радиоканала (RLC) и Управление (MAC-d) 18 Доступом к назначенной Среде. RLC 16 передает данные на MAC-d 18 по множеству логических каналов 17. С приходом Высокоскоростного Пакетного Доступа передачи данных по Нисходящему Каналу (HSDPA), Узел B 20 связывается с каждым UE 24 по выделенным каналам и дополнительно выполняет широковещательную передачу пакетов данных по всей соте 26 по высокоскоростному совместно используемому каналу нисходящей линии связи (HS-DSCH).
HSDPA использует канально-зависимое планирование, посредством которого данные, направленные на каждое UE 24, планируются для передачи по совместно используемому каналу, когда качество мгновенного канала для этого UE 24 является высоким. Аналогично, быстрое управление скоростью и модуляция высокого порядка используются для канальной адаптации, при этом скорость данных каждого транспортного блока и схема модуляции изменяются в ответ на канальные условия для целевого UE 24 (и способность UE 24). Кроме того, HSDPA использует схему квитирования гибридного ARQ (HARQ), при этом слабые значения неудачно декодированных транспортных блоков сохраняются и объединяются со слабо декодированными результатами каждой повторной передачи. Это позволяет для пошаговой избыточности уменьшить необходимость в дальнейшей повторной передачи. В силу планирования, адаптация скорости и функций HARQ должны закрываться для радиоинтерефейса на сетевой стороне, функция 22 Управления (MAC-s) Доступом к Высокоскоростной Среде добавляется к Узлу B 20. Функция MAC-ehs (не показана) дополнительно обеспечивается в UE 24, способном принимать трафик HSDPA.
Стандарт проекта партнерского соглашения 3-го поколения (3GPP) определяет MAC-d мультиплексирование, в результате чего данные от множества логических каналов могут мультиплексироваться в один MAC-d поток и формироваться в Блоки Данных Протокола (PDU) MAC-d. Эта функциональность была разработана для каналов Выпуска 99, когда планирование на основе приоритета по транспортным каналам осуществлялось только в RNC 14. Для различения логического канала 4-битное C/T поле добавляется к заголовку мультиплексированного PDU MAC-d (не мультиплексированные PDU не требуют включение C/T поля). Логические каналы, которые являются MAC-d мультиплексированными в RNC 14, управляются как один MAC-d поток через Транспортную сеть (т.е. между RNC 14 и Узлом B 20 по Iub) и обычно как один приоритетный поток (или очередь) через радиоинтерфейс. Это позволяет данным из числа однонаправленных радиоканалов (RB) передаваться по одиночному MAC-d потоку, уменьшая число Приоритетных очередей (PQ) в Узле B. Дополнительно, с меньшими MAC-d потоками уменьшается число транспортных сетевых каналов, которые могут облегчать ограничения адресного пространства в UE 24, имеющем ограниченную пропускную способность MAC-d потока.
Функциональность MAC-d мультиплексирования показывается на фиг. 2. C/T мультиплексор 28 мультиплексирует данные из множества логических каналов в один MAC-d поток. Контроллер 30 приоритета C/T MUX только выполняет приоритетное задание нисходящего канала, если C/T mux 28 удаляется. Фиг. 3 показывает преобразование MAC-d потоков в PQ 32 в MAC-hs 22 в Узле B 20. Переупорядочение PDU в MAC-hs функциональности в UE 24 показывается на фиг. 4. Переупорядочивание выполняется на основе PQ 32; таким образом, UE 24 должно конфигурировать столько переупорядочиваемых очередей 34, сколько существует PQ 32.
Описанная выше система лишена нескольких предпочтений. Первое, MAC-d PDU идеально выравнивается по октету. MAC-d принимает RLC PDU, которые выравниваются по октету как в режиме квитирования (AM), так и в режиме неквитирования (UM). Однако путем добавления 4-битного C/T поля к заголовку MAC-d PDU не сильно выравнивается по октету. Это является проблемой для назначения новых заголовков, таких как формирование данных в низких уровнях сетевого протокола, так как многие заголовки включают в себя индикатор длины (LI), указывающий размер MAC-d PDU. Неоктетное выравнивание означает, что требуется больше бит для LI. Структуры протокола выравнивания не по октету также требуют больше обработки.
Второе, мультиплексирование с C/T полем формирует излишние затраты, уменьшая эффективность полосы пропускания радоинтерфейса. Заголовок мультиплексированного PDU MAC-d включает в себя 4-битное С/Т поле, указывающее логический канал, связанный с данными. MAC-hs позднее добавляется и дополнительное 3-битное поле указывает PQ, из которой берется каждый MAC-d PDU для передачи по радиоинтерфейсу. Соответственно итоговые семь бит используются для указания начального адреса логических каналов MAC-d PDU, когда действительно необходимы только четыре или пять бит.
Удаление C/T поля из заголовка мультиплексированного MAC-d PDU будет смягчать оба недостатка. Прямое решение для последующей идентификации начального адреса логических каналов данных будет назначать преобразование "один к одному" между логическими каналами и PQ 32 и выполнять переупорядочивание в UE 24 на основе каждого логического канала. Однако это приводит к быстрому возрастанию отдельных MAC-d потоков и PQ 32, уменьшая требования к обработке как в Узле B 20, так и в UE 24. Также желательно принципиально изменить структуру мультиплексирования MAC путем удаления концепций MAC-d потоков и PQ 32. Соответственно, существует необходимость в уровне технике в поддержании структуры мультиплексирования, определенной в MAC, при этом удаляя или смягчая вредные эффекты C/T поля, поддерживая возможность обеспечения малого числа потоков MAC-d и PQ 32.
Сущность изобретения
В соответствии с одним или более вариантами осуществления, описанными и заявленными в данном документе, число MAC-d потоков и PQ сохраняются путем мультиплексирования данных из множественных логических каналов для уменьшения затрат на создание и обработку выравниванием не по октету. В одном варианте осуществления удаляется C/T поле мультиплексированного MAC-d PDU и логические каналы, мультиплексированные в MAC-d потоке, преобразуются в MAC-hs PQ в по меньшей мере Узле B (и, предпочтительно, также MAC-hs в UE). В других вариантах осуществления сохраняется C/T поле и индикатор длины выравнивания по октету передается от RNC на UE. В одном варианте осуществления, индикатор длины выравнивается по октету посредством добавления MAC-d PDU. В другом варианте осуществления, передатчики и приемники на маршруте от RNC до UE создаются со сдвигом для добавления индикатора длины для достижения выравнивания по октету. Добавление или сдвиг равен (8-n) битам, при этом n = число бит в C/T поле.
Один вариант осуществления относится к способу передачи данных в сети беспроводной связи UTRAN без C/T полей. Данные принимаются от двух или более однонаправленных радиоканалов по двум или более соответствующим логическим каналам в MAC-d. Данные от двух или более логических каналов мультиплексируются в единственный MAC-d поток. Мультиплексированный MAC-d поток формируется в MAC-d PDU без C/T поля, идентифицирующего логические каналы в заголовках PDU MAC-d. Два или более логических канала преобразуются в PQ в MAC-hs. Идентификатор логического канала передается от RNC на UE.
Другие варианты осуществления относятся к способу передачи данных в сети беспроводной связи UTRAN с C/T полями. Данные принимаются от двух или более однонаправленных радиоканалов по двум или более соответствующим логическим каналам в MAC-d. Данные от двух или более логических каналов мультиплексируются в единственный MAC-d поток. Мультиплексированный MAC-d поток формируется в MAC-d PDU. C/T поле включается в заголовки PDU MAC-d, идентифицирующие логические каналы. Индикатор длины добавляется к MAC-hs и формирующим кадр протоколам Iub, идентифицирующего длину, выровненную по октету MAC-d PDU. В одном варианте осуществления индикатор длины выравнивается по октету посредством добавления мультиплексированных MAC-d PDU с (8-n) битами, где n = число бит в C/T поле. В другом варианте осуществления передатчик и приемники конфигурируются со сдвигом на (8-n) бит таким образом, что LI, выровненный сдвигом, выравнивается по октету, при этом n = число бит в C/T поле.
Другой вариант осуществления относится к сети беспроводной связи. Сеть включает в себя RNC, включающий в себя MAC-d, функционирующий для приема данных от двух или более однонаправленных радиоканалов по двум или более соответствующим логическим каналам, мультиплексирования данных от двух или более логических каналов в единственный MAC-d поток и формирования мультиплексированного MAC-d потока в MAC-d PDU без C/T поля, идентифицирующего логические каналы в заголовках PDU MAC-D. Сеть также включает в себя Узел B, включающий в себя MAC-hs, функционирующий для направления MAC-d потоков в одно или более PQ, при этом два или более логических канала преобразуются в по меньшей мере один PQ. RNC передает идентификатор логического канала с мультиплексированными MAC-d потоками на UE.
Другие варианты осуществления относятся к сети беспроводной связи. Сеть включает в себя RNC, включающий в себя MAC-d, функционирующий для приема данных от двух или более однонаправленных радиоканалов по двум или более соответствующим логическим каналам, мультиплексирования данных от двух или более логических каналов в единственный MAC-d поток, формирования мультиплексированного MAC-d потока в MAC-d PDU, включая C/T поле, идентифицирующее логические каналы в заголовках PDU MAC-d, и передачи MAC-d PDU и индикатора длины, выровненной по октету, на Узел B. Сеть также включает в себя Узел B, функционирующий для приема MAC-d PDU и индикатора длины, выровненной по октету, и функционирующий для формирования MAC-d PDU в MAC-hs PDU, включая индикатор длины, выровненной по октету, в поле Идентификатора (PQID) Очереди Приоритета MAC-hs PDU. В одном варианте MAC-d дополнительно функционирует для дополнения мультиплексированного MAC-d PDU с (8-n) битами для выравнивания по октету длины PDU MAC-d, где n = числу бит в C/T поле. В другом варианте осуществления RNC и Узел B конфигурируются со сдвигом на (8-n) бит таким образом, что индикатор длины, выровненной сдвигом, выравнивается по октету, где n = числу бит в C/T поле.
Другие объекты, преимущества и новые особенности изобретения будут очевидными из последующего подробного описания изобретения, при рассмотрении в связке с сопровождающими чертежами и формулой.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания ссылки делаются на следующие чертежи и предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Фиг. 1 является функциональной блок-схемой сети беспроводной связи UTRAN.
Фиг. 2 является функциональной блок-схемой функционального модуля MAC-d в RNC.
Фиг. 3 является функциональной блок-схемой функционального модуля MAC-hs в Узле B.
Фиг. 4 является функциональной блок-схемой функционального модуля MAC-ehs в UE.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа передачи данных без C/T полей.
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций способа передачи данных с C/T полями.
Подробное описание
Варианты осуществления настоящего изобретения описываются здесь со ссылкой на любой неограничивающий пример. Рассмотрим UE, созданное с пятью (5) логическими каналами. Каналы переносят данные от однонаправленных радиоканалов передачи сигналов (SRB), обозначенных 0, 1, 2 и 3. ID логического канала (LCH-ID) 4 является данными, передаваемыми «наилучшим образом». SRB, в соответствии с существующим уровнем техники, являются MAC-d мультиплексированными, что означает, что MAC-d PDU не будут выравниваться по октету для этого первого MAC-d потока. PDU во втором MAC-d потоке, переносящем LCH-ID 4, не имеет C/T поля и поэтому выравнивается по октету. Предшествующий уровень техники поэтому приводит к двум MAC-d потокам, которые обычно преобразуется в две отдельные приоритетные очереди, например, PQ 0 и PQ 1. Индикатор длины в формирующем кадр протоколе Iub и MAC-hs не будет определяться по байтам.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, множественные LCH-ID (здесь 0, 1, 2 и 3) преобразуются в один MAC-d поток. MAC-d мультиплексирование реализуется без С/Т поля в заголовках PDU MAC-d. LCH-ID делается доступным в протоколе кадра, ответственного за передачу MAC-d PDU от RNC к Узлу B, например Iub. Множественные логические каналы (0-3) преобразуются в одинаковую Приоритетную Очередь 32 (например, PQ 0), и поле приоритетной очереди заголовка PDU MAC-hs заменяется LCH-ID (здесь 0, 1, 2 или 3). Таким образом, первая PQ 32 идентифицируется, если LCH-ID является одним из вышеупомянутых созданных значений.
Преобразование множественных логических каналов для PQ 32 создается приложениями, выше в стеке сетевых протоколов, такими как, например, Управление Радиоресурсами (RRC), Часть Приложения Узла B (NBAP) или Часть Приложения Подсистемы Радио сети (RNSAP). Эти приложения верхнего уровня выполняют преобразования в Узле B 20 и UE 24. В этом примере, LCH-ID 4 создается для передачи по отдельному MAC-d потоку и данные могут создаваться для отдельной PQ 32 посредством приложений высокого уровня.
Как описано выше, один этап этого варианта осуществления настоящего изобретения заключается в создании преобразования из LCH-ID в PQ 32. Это необходимо по меньшей мере в Узле B 20 и предпочтительно также выполняется в UE 24 для сохранения абстрактного уровня текущей PQ. LCH-ID передается по lub, например, в заголовке кадра данных HS-DSCH, и, таким образом, известен MAC-d PDU. Когда кадр данных HS-DSCH декодируется в Узле B 20, MAC-d PDU либо направляются для коррекции PQ 32 в соответствии с преобразованием между LCH-ID и PQ 32 (т.е. переупорядочение выполняется в каждом PQ 32) или, альтернативно, будет существовать одна PQ 32 в каждом LCH. Когда MAC-d PDU берется из PQ 32 и формируется в MAC-hs PDU в Узле B 20, LCH-ID добавляется к заголовку MAC-hs в место PQID поля.
В UE 24, если преобразование LCH-ID из PQ 32 не выполняется, переупорядочивание MAC-hs PDU выполняется на основе каждого LCH-ID. Однако для уменьшения числа (и, следовательно, цены) очередей переупорядочивания, будет полезно иметь преобразование между PQ 32 и LCH-ID, которое будет переупорядочивать каждую PQ 32 вместо каждого LCH. Методология переупорядочивания действует на заголовок MAC-hs, т.к. количество последовательностей передачи (TSN) необходимо назначать для каждого элемента переупорядочивания.
Способ 100 передачи данных в сети беспроводной связи UTRAN в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения представлен в виде блок-схемы последовательности операций на фиг. 5. Хотя показано в качестве последовательности этапов, специалисту в уровне техники будет понятно, что нет необходимости выполнять все этапы способа в показанном порядке; в частности, этапы создания или преобразования могут преимущественно выполняться только один раз для данной последовательности передач данных на конкретное UE 24. Кроме того, специалисту в уровне техники будет понятно, что способ является непрерывным. Не смотря на это, для целей обсуждения, способ «начинается» путем приема данных от двух или более Радиомаяков по двум или более соответствующим логическим каналам в MAC-d 18 в RNC 14 (этап 102). MAC-d 18 мультиплексирует данные из двух или более логических каналов в единственный MAC-d поток (этап 104). MAC-d 18 затем формирует мультиплексированный MAC-d поток в MAC-d PDU без C/T полей в заголовках PDU (блок 106). Приложение высокого уровня преобразует два или более логических канала в единственную Приоритетную Очередь 32 в MAC-hs 22 в по меньшей мере Узле B 20 (блок 108) и к тому же, предпочтительно, в MAC-hs в UE 24. Идентификатор логического канала затем передается из RNC 14 на UE 24 (блок 110), например в заголовке кадра данных HS-DSCH, по Iub между RNC 14 и Узлом B 20 и в PQID поле MAC-hs PDU по радиоинтерфейсу от Узла B 20 к UE 24.
В этом варианте осуществления сохраняется структура мультиплексирования MAC, число MAC-d потоков и PQ 32 ограничивается и C/T поле удаляется из заголовков PDU MAC-d. Это уменьшает ограничения протокола и приводит к выравниванию по октету MAC-d PDU, облегчая использование индикатора длины в формирующих кадр протоколах Iub и MAC-hs.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения C/T поле в мультиплексированных заголовках PDU MAC-d сохраняется и MAC-d PDU выравнивается по октету посредством добавления соответствующего числа дополнительных бит, т.е. (8-n), где n равно числу бит в C/T поле (например, 4 для 4-битного C/T поля). Это позволяет индикатору длины, выровненной по октету, вводиться в MAC-hs и формирующие кадр протоколы lub, упрощая обработку результирующих PDU.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения сохраняется C/T поле в мультиплексированных заголовках PDU MAC-d. Формирующий кадр протокол lub и протокол MAC-hs включают в себя Индикатор Длины, указывающий длину MAC-d PDU в байтах. В этом варианте осуществления, элементы передачи и приема создаются для добавления длины C/T поля к абсолютному значению Индикатора Длины для Логических Каналов, потоков MAC-d и PQ 32 для MAC-d PDU с C/T полем. Таким образом, длина как мультиплексированного, так и немультиплексированного PDU MAC-d может легко идентифицироваться с Индикатором Длины, определенным байтами. Длина сдвига для MAC-d PDU с C/T полем легко создается приложениями высокого уровня, такого как RRC, NBAP и RNSAP.
Способ 200 передачи данных в сети беспроводной связи UTRAN в соответствии с этими двумя последними вариантами осуществления настоящего изобретения показывается в виде блок-схемы последовательности операций на фиг. 6. Способ «начинается» посредством приема данных от двух или более Радиомаяков по двум или более соответствующим логическим каналам в MAC-d 18 в RNC 14 (этап 202). MAC-d 18 мультиплексирует данные из двух или более логических каналов в единственный MAC-d поток (этап 204). MAC-d 18 затем формирует мультиплексированный MAC-d поток в MAC-d PDU (этап 206). MAC-d 18 включает в себя C/T поля в заголовке каждого мультиплексированного PDU MAC-d (блок 208). Индикатор длины добавляется к формирующим кадр протоколам Iub и MAC-hs, идентифицирующим длину выравнивания по октету MAC-d PDU (этап 210). В одном варианте осуществления индикатор длины идентифицирует длину, выровненную по октету, MAC-d PDU за счет того, что MAC-d выполняет дополнительный этап добавления мультиплексированного PDU MAC-d с (8-n) бит, где n - число бит в C/T поле. В другом варианте осуществления, индикатор длины идентифицирует длину, выровненную по октету, MAC-d PDU за счет того, что приложения протокола высокого уровня конфигурируют передатчик и приемник (например, MAC-d 18 и MAC-hs 22 или MAC-hs 22 и UE 24) для включения сдвига на (8-n) бит в индикатор длины, где n - число бит в C/T поле.
Варианты осуществления настоящего изобретения позволяют экономить число PQ 32 в Узле B 20 и в числе потоков MAC-d, и, таким образом, требуемого числа транспортных сетевых соединений, наряду с предоставлением индикаторов длины, эффективно выровненных по октету, которые уменьшают сложность формирования, и сохранять сетевую полосу пропускания. В варианте осуществления, удаляющем C/T поле из мультиплексированных заголовков PDU MAC-d, ресурсы радиоинтерфейса дополнительно сохраняются посредством уменьшения числа бит, необходимых для уникальной идентификации начальных логических каналов.
Специалисту в уровне техники будет понятно, что функциональные модули, описанные здесь, включая RLC 16, MAC-d 18, Узел B MAC-sh 22 и UE MAC-ehs, могут реализовываться в качестве специализированных электронных схем, а также в качестве программных модулей, выполняемых на микропроцессоре или Процессоре цифровых сигналов или любой комбинации программного обеспечения, встроенной программы и аппаратного оборудования, известного из уровня техники или еще разрабатываемого.
Настоящее изобретение может, конечно, выполняться иными способами, чем те, которые конкретно установлены здесь, без отхода от существенных признаков изобретения. Настоящие варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношения как иллюстративные и не ограничивающие, и все изменения, происходящие в диапазоне значений и эквивалентов приложенной формулы, предполагаются быть включенными здесь.