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DE60318873T2 - Verfahren zur überwachung von protokolldateneinheiten zugewiesenen übertragungssequenzzahlen zur erkennung und korrektur von übertragungsfehlern - Google Patents

Verfahren zur überwachung von protokolldateneinheiten zugewiesenen übertragungssequenzzahlen zur erkennung und korrektur von übertragungsfehlern Download PDF

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DE60318873T2
DE60318873T2 DE60318873T DE60318873T DE60318873T2 DE 60318873 T2 DE60318873 T2 DE 60318873T2 DE 60318873 T DE60318873 T DE 60318873T DE 60318873 T DE60318873 T DE 60318873T DE 60318873 T2 DE60318873 T2 DE 60318873T2
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DE
Germany
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tsn
transmission
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DE60318873T
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Stephen E. Northport TERRY
Yi-Ju Huntington Station CHAO
James M. Verona MILLER
Sung-Hyuk Fort Lee SHIN
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InterDigital Technology Corp
Original Assignee
InterDigital Technology Corp
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Description

  • Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Fachgebiet drahtloser Kommunikationen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zur Überwachung von Protokolldateneinheiten (PDUs) zugewiesenen Übertragungssequenzzahlen (TSNs) zur Erkennung und Korrektur von Übertragungsfehlern.
  • Hintergrund
  • In herkömmlichen Zellularsystemen der dritten Generation (3G) wird die Signalisierung zwischen zumindest einem Benutzer-Equipment (UE) und Basisstationen (Knoten-Bs) für die Koordinierung adaptiver Modulations- und Codierungs-(AM&C-) und hybrider automatischer Wiederholungsanforderungs-(H-ARQ-)Funktionen durch physikalische Steuerkanäle, wie etwa Hochgeschwindigkeitsdatenpaketzugriffs-(HSDPA-)Steuerkanäle oder ähnliche, bereitgestellt. Wenn auf physikalischen Steuerkanälen entweder im Uplink oder im Downlink Übertragungsfehler auftreten, sind vorhandene Mechanismen der Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht) nicht fähig, die Wiederherstellung zu garantieren, und als ein Ergebnis können Benutzerdaten verloren gehen.
  • Um die Zustellung eines Datenblocks sicherzustellen, verwendet der H-ARQ-Prozess Nachrichten, die bestätigen oder bestreiten, dass ein Datenblock erfolgreich zugestellt wurde. Eine positive Rückmeldung (ACK) zeigt eine erfolgreiche Übertragung eines Datenblocks an, während eine negative Rückmeldung (NACK) eine fehlgeschlagene Übertragung anzeigt. Wenn es einen erfolgreichen Übertragungsdatenblock gibt, wird eine ACK erzeugt und keine weitere Maßnahme ergriffen. Wenn es eine fehlgeschlagene Übertragung eines Datenblocks gibt, wird eine NACK erzeugt, und ansprechend darauf wird der jeweilige Datenblock erneut übertragen.
  • Ein Nachteil bei dem H-ARQ-Prozess ist, dass ACK- und NACK-Nachrichten, die normalerweise von einem Empfänger erzeugt werden, häufig fehlerhaft interpretiert werden. Wenn eine NACK-Nachricht als eine ACK-Nachricht fehlerhaft interpretiert wird, tritt ein Fehler auf, ohne auf der physikalischen Ebene erkannt zu werden. Wenn eine ACK-Nachricht als eine NACK fehlerhaft interpretiert wird, wird der Datenblock unnötigerweise erneut übertragen.
  • Der H-ARQ-Prozess stellt einen Mechanismus bereit, durch den dem Sender der Zustand von Übertragungen, die empfangen werden, angezeigt wird. Die erneut übertragenen Datenblöcke werden in dem Empfänger mit anderen erfolgreichen Übertragungen kombiniert, um verringerte Blockfehlerraten zu erzielen. Damit das Kombinationsverfahren in dem Empfänger korrekt arbeitet, muss in der erneuten Übertragung die gleiche Protokolldateneinheit (PDU) angewendet werden, wie es für die erste Übertragung der Fall war. Für jedes Übertragungszeitintervall (TTI) kann ein H-ARQ-Prozess eine PDU betreuen. Die erste Übertragung und erneute Übertragungen einer bestimmten PDU werden von dem gleichen H-ARQ-Prozessor betreut.
  • Ein Blockdiagramm der MAC-hs-Schichtarchitektur des terrestrischen UMTS-Funkzugangsnetzes (UTRAN) ist in 1 dargestellt, und ein Blockdiagramm der MAC-hs-Architektur des Benutzer-Equipments (UE) ist in 2 gezeigt. Die in 1 gezeigte UTRAN MAC-hs 30 weist eine Transportformatkombinations-(TFC-)Auswahlentität 31, eine Ablaufsteuerungsvorrichtung 32, mehrere H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b und eine Flusssteuerung 34 auf.
  • Die UE MAC-hs 40 weist einen H-ARQ-Prozessor 41 auf. Wie sowohl unter Bezug auf 1 als auch 2 erklärt wird, arbeiten die H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b in der UTRAN MAC-hs 30 und der H-ARQ-Prozessor 41 in der UE MAC-hs 40 zusammen, um Datenblöcke zu verarbeiten.
  • Die H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b in der UTRAN MAC-hs 30 wickeln alle Aufgaben ab, die erforderlich sind, damit die H-ARQ Übertragung und erneute Übertragungen für jede fehlerhafte Übertragungen erzeugt. Der H-ARQ-Prozessor 41 in der UE MAC-hs 40 ist verantwortlich für das Erzeugen einer ACK, um eine erfolgreiche Übertragung anzuzeigen, und für das Erzeugen einer NACK, um eine fehlgeschlagene Übertragung anzuzeigen. Die H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b und 41 verarbeiten sequentielle Datenflüsse für jeden Benutzerdatenfluss.
  • Wie hier nachstehend detaillierter beschrieben wird, werden auf jedem Benutzerdatenfluss empfangene Datenblöcke sequentiell an H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b zugewiesen. Jeder H-ARQ-Prozessor 33a, 33b leitet eine Übertragung ein, und im Falle eines Fehlers fordert der H-ARQ-Prozessor 41 eine erneute Übertragung an. Bei nachfolgenden Übertragungen kann die Modulations- und Codierungsrate geändert werden, um eine erfolgreiche Übertragung sicherzustellen. Der Datenblock, der erneut übertragen werden soll, und alle neuen Übertragungen an das UE werden an die Ablaufsteuerungsvorrichtung 32 weitergeleitet.
  • Die zwischen die H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b und den TFC-Auswähler 31 gekoppelte Ablaufsteuerungsvorrichtung 32 wirkt als eine Funkressourcenverwaltung und bestimmt die Übertragungslatenz, um die erforderliche QoS zu unterstützen. Basierend auf den Ausgaben der H-ARQ-Prozessoren 33a, 33b und der Priorität eines neuen übertragenen Datenblocks leitet die Ablaufsteuerungsvorrichtung 32 den Datenblock an die TFC-Auswahlentität 31 weiter.
  • Die mit der Ablaufsteuerungsvorrichtung 32 verbundene TFC-Auswahlentität 31 empfängt den zu übertragenden Datenblock und wählt ein passendes dynamisches Transportformat für den Datenblock, der übertragen werden soll, aus. Unter Bezug auf H-ARQ-Übertragungen und erneute Übertragungen bestimmt die TFC-Auswahlentität 31 die Modulation und Codierung.
  • Es ist aus mehreren Gründen äußerst wünschenswert, dass die erneut übertragenen Datenblöcke an der RLC-Entität der Empfangsseite (d.h. dem UE) so bald wie möglich ankommen. Erstens verhindert der fehlende Datenblock aufgrund der Erfordernis der Zustellung in der richtigen Reihenfolge, dass nachfolgende Datenblöcke an höhere Schichten weitergeleitet werden. Zweitens muss der Puffer des UE groß genug dimensioniert sein, um die Latenz von erneuten Übertragungen unterzubringen, während immer noch leistungsfähige Datenraten aufrechterhalten werden. Je länger die Latenz, desto größer muss die UE-Puffergröße sein, um dem UE zu ermöglichen, sowohl die aufgehaltenen Datenblöcke als auch fortlaufenden Datenempfänge zu Puffern, bis der Datenblock in der korrekten Sequenz an höhere Schichten weitergeleitet wird. Die größere Puffergröße führt zu erhöhten Hardwarekosten für UEs. Dies ist sehr unerwünscht.
  • Bezug nehmend auf 3 ist ein Flussdiagramm des Datenflusses zwischen einem Knoten-B (in 3 unten gezeigt) und einem UE (in 3 oben gezeigt) gezeigt. PDUs von der Verarbeitung auf höherer Ebene werden zeitlich geplant und können in einen Datenblock gemultiplext werden. Ein Datenblock kann nur PDUs höherer Schichten mit der gleichen Priorität enthalten. Von der Ablaufsteuerung wird jedem Datenblock eine eindeutige Übertragungssequenzzahl (TSN) zugewiesen. Die höheren Schichten können mehrere Flüsse mit verschiedenen Prioritäten von PDUs bereitstellen, wobei jede Priorität eine Sequenz von TSNs hat. Die Ablaufsteuerung schickt die Datenblöcke dann an die mehreren H-ARQ-Prozessoren P1B–P5B ab. Jeder H-ARQ-Prozessor P1B–P5B ist gleichzeitig für die Verarbeitung eines einzigen Datenblocks verantwortlich. Zum Beispiel weisen die PDUs mit der Priorität 1, wie in 3 gezeigt, eine als B11–B1N dargestellte Sequenz auf. Ebenso sind die PDUs mit der Priorität 2 in der Sequenz von B21–B2N angeordnet, und die PDUs mit der Priorität 3 sind in der Sequenz von B31–B3N angeordnet. Diese PDUs werden von der gemeinsamen Ablaufsteue rung zeitlich geplant (und können gemultiplext werden) und bekommen eine TSN angehängt. Zum Zwecke der Beschreibung der Erfindung wird angenommen, dass eine PDU einem Datenblock gleichkommt. Nachdem ein Datenblock zeitlich geplant ist, um von einem bestimmten Prozessor P1B–P5B verarbeitet zu werden, wird jeder Datenblock mit einer Prozessorkennung verknüpft, welche den Prozessor P1B–P5B identifiziert, der den Datenblock verarbeitet.
  • Die Datenblöcke werden dann in die zeitlich geplanten Knoten-B H-ARQ-Prozessoren P1B–P5B eingegeben, die jeden Datenblock empfangen und verarbeiten. Jeder Knoten-B H-ARQ-Prozessor P1B–P5B entspricht einem H-ARQ-Prozessor P1UE–P5UE innerhalb des UEs. Folglich kommuniziert der erste H-ARQ-Prozessor P1B in dem Knoten-B mit dem ersten H-ARQ-Prozessor P1UE in dem UE. Ebenso kommuniziert der zweite H-ARQ-Prozessor P2B in dem Knoten-B mit dem zweiten H-ARQ-Prozessor P2UE in dem UE und so weiter für die restlichen H-ARQ-Prozessoren P3B–P5B in dem Knoten-B und ihre jeweiligen Gegenpart-H-ARQ-Prozessoren P3UE–P5UE innerhalb des UEs. Die H-ARQ-Prozesse werden rechtzeitig auf die Luftschnittstelle gemultiplext, und es gibt gleichzeitig nur eine Übertragung einer H-ARQ auf der Luftschnittstelle.
  • Wenn man zum Beispiel das erste Paar kommunizierender H-ARQ-Prozessoren P1B und P1UE nimmt, verarbeitet der H-ARQ-Prozessor P1B zum Beispiel einen Datenblock B11 und leitet ihn zum Multiplexen und Übertragen über die Luftschnittstelle weiter. Wenn dieser Datenblock B11 von dem ersten H-ARQ-Prozessor P1UE empfangen wird, bestimmt der Prozessor P1UE, ob er ohne Fehler empfangen wurde oder nicht. Wenn der Datenblock B11 ohne Fehler empfangen wurde, überträgt der erste H-ARQ-Prozessor P1UE eine ACK, um dem H-ARQ-Prozessor P1B anzuzeigen, dass er erfolgreich empfangen wurde. Wenn im Gegensatz dazu in dem empfangenen Datenblock B11 ein Fehler ist, überträgt der empfangende H-ARQ-Prozessor P1UE eine NACK, an den übertragenden H-ARQ-Prozessor P1B. Dieses Verfahren geht weiter, bis der übertragende Prozessor P1B eine ACK für den Datenblock B11 empfängt. Wenn einmal eine ACK empfangen wird, wird dieser Prozessor P1B für die Verarbeitung eines anderen Datenblocks „freigegeben". Die Ablaufsteuerung wird dem Prozessor P1B, sofern verfügbar, einen anderen Datenblock zuweisen.
  • Wie in 3 graphisch dargestellt, weiß die Ablaufsteuerung durch Empfang der ACK/NACK von der Freigabe des Prozessors P1B oder kann ein anderes Signalisierungsmodell verwenden, das in der Technik wohlbekannt ist.
  • Wenn die empfangenden H-ARQ-Prozessoren P1UE–P5UE einmal jeden Datenblock verarbeiten, werden diese basierend auf ihrer Priorität an die Umordnungspuffer R1, R2, R3, einen Umordnungspuffer für jede Prioritätsstufe der Daten, weitergeleitet. Zum Beispiel werden Datenblöcke B11–B1N der Priorität 1 in dem Umordnungspuffer R1 für die Priorität 1 empfangen und umgeordnet; Datenblöcke B21–B2N der Priorität 2 werden in dem Umordnungspuffer R2 für die Priorität 2 empfangen und umgeordnet; und die Datenblöcke B31–B3N der Priorität 3 werden in dem Umordnungspuffer R3 für die Priorität 3 empfangen und umgeordnet. Aufgrund der Vorverarbeitung der Datenblöcke durch die empfangenden H-ARQ-Prozessoren P1UE–P5UE und das ACK/NACK-Rückmeldungsverfahren werden die Daten häufig in einer Reihenfolge empfangen, die in Bezug auf ihre TSNs nicht sequentiell ist. Die Umordnungspuffer R1–R3 empfangen die Datenblöcke, die außerhalb der Sequenz sind, und versuchen, die Datenblöcke basierend auf TSNs in einer sequentiellen Weise umzuordnen. Es sollte bemerkt werden, dass jeder Umordnungspuffer seine eigene Sequenz von TSNs hat. Während die Datenblocke empfangen und umgeordnet werden, werden sie an höhere Schichten, wie etwa die RLC-Schicht, weitergegeben.
  • Auf der Empfangsseite liest die UE MAC-hs (die graphisch als MAC-hs-Steuerung dargestellt ist) die H-ARQ-Prozessor-ID, ob der Datenblock auf einem Steuerkanal, wie etwa dem HS-SCCH, gesendet wird oder ob der Datenblock markiert wurde, um zu bestimmen, welcher H-ARQ-Prozessor P1UE–5UE verwendet wurde. Wenn das UE einen anderen Datenblock empfängt, der von dem gleichen H-ARQ-Prozessor P1UE–P5UE verarbeitet werden soll, weiß das UE, dass dieser bestimmte H-ARQ-Prozessor P1UE–P5UE freigegeben wurde, ungeachtet dessen, ob der von diesem H-ARQ-Prozessor P1UE–P5UE verarbeitete vorhergehende Datenblock erfolgreich empfangen wurde oder nicht.
  • Wie bereits erwähnt, werden die PDUs an die höhere Schicht weitergeleitet, wenn alle PDUs mit eingebetteten TSNs erfolgreich empfangen sind oder ein Zeitschalter anzeigt, dass die maximale Zeitspanne, für welche die PDU in einem Puffer oder einer Warteschlange bleiben kann, erreicht wurde. Typischerweise ist die höhere Schicht die RLC. Während das unter Bezug auf 3 beschriebene Verfahren implementiert wird, sind die in den Umordnungspuffern R1, R2, R3 gepufferten Daten einer Verzögerung unterworfen. Wie in 4 gezeigt, kann diese Verzögerung negative Folgen haben.
  • 4 ist ein Beispiel für ein System des Stands der Technik, das eine RNC, einen Knoten-B, ein UE und ihre zugehörigen Puffer umfasst. Dieses Beispiel nimmt an, dass das UE die empfangende Entität ist und der Knoten-B die sendende Entität ist. In diesem System des Stands der Technik wird eine PDU mit TSN = 3 von dem UE nicht erfolgreich empfangen. Daher fordert das UE eine erneute Übertragung an. In der Zwischenzeit werden die PDUs mit den TSNs = 6–9 in dem Knoten-B gepuffert, und PDUs mit den TSNs = 4 und 5 werden in dem UE gepuffert.
  • Wie in 5 gezeigt, muss die erneute Übertragung der PDU mit TSN = 3 an dem Ende der Warteschlange in dem Knoten-B-Puffer warten und wird erst, nachdem die PDUs mit den TSNs = 6–9 übertragen sind, übertragen. Die PDUs in dem UE können nicht an die höheren Schichten weitergeleitet werden, bis alle PDUs in der richtigen Sequenz empfangen werden.
  • In diesem Fall blockiert die PDU mit TSN = 3 die Weiterleitung nachfolgender PDUs an höhere Schichten (d.h. der TSNs = 4–9), wobei angenommen wird, dass alle PDUs erfolgreich übertragen werden. Beachten Sie, dass das Beispiel von 4 und 5 nur 11 PDUs widerspiegelt, während im Normalbetrieb hunderte PDUs zusammen mit PDUs von anderen RLC-Entitäten vor erneut übertragenen Daten-PDUs zeitlich geplant sein können, was die Übertragungslatenz und Datenpufferungsprobleme weiter verschärft.
  • Neben der Verzögerung aufgrund der Puffer gibt es einen anderen wesentlichen Nachteil bei dem H-ARQ-Prozess des Stands der Technik. Die Signalisierung für den H-ARQ-Prozess wird über einen physikalischen Kanal durchgeführt. Wie Fachleute der Technik erkennen, sind physikalische Kanäle Kanäle, die besonders definiert und vorbestimmt sind. Diese Kanäle sind typischerweise nicht Gegenstand einer Fehlerverfolgungsfähigkeit. Als ein Ergebnis besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich aufgrund der Verfälschung der Signalisierung eine fehlerhafte Interpretation ergibt. Zum Beispiel kann eine von dem UE übertragene ACK während der Übertragung verfälscht werden, was zu der Erkennung durch den Knoten-B als eine NACK führt. Als ein Ergebnis werden die Daten unnötigerweise erneut übertragen, wodurch Funkressourcen verschwendet werden.
  • Alternativ kann eine NACK fehlerhaft als eine ACK interpretiert werden. In diesem Fall wird die fehlgeschlagene Übertragung von dem H-ARQ-Prozess nicht erkannt. Wenn dies passiert, ist der physikalische Schichtmechanismus nicht fähig, die Daten wiederherzustellen, und eine höhere Schicht, wie etwa die Funkverbindungssteuerungs-(RLC-)Schicht leitet Mechanismen ein, um die verlorenen Daten zurückzugewinnen.
  • Ein Nachteil des Angewiesenseins auf die RLC-Schicht für die erneute Übertragung fehlender PDUs ist die Latenz der Übertragung, da die Umlaufverzögerung der erneuten Übertragung erheblich länger als die der Übertragungen auf der H-ARQ-Ebene ist.
  • WO 01/80476 offenbart ein Verfahren zum Übertragen von Signalen zwischen einem Sender und einem Empfänger. Das Verfahren umfasst ARQ-Operationen auf zwei Schichten, wobei die Verbindungsschicht der Empfängerseite einen Zeitschalter für jede verlorene Paketdateneinheit setzt, die sie erkennt. Der Zeitschalter ermöglicht, dass die ARQ-Operationen auf der physikalischen Schicht bis zum Abschluss vorankommen, bevor von der Verbindungsschicht eine negative Rückmeldung gesendet wird, wobei auf diese Weise die unnötige Erzeugung von negativen Rückmeldungen vermieden wird.
  • Das Partnerschaftsprojekt der dritten Generation; technische Spezifikationsgruppe Funkzugangsnetz; UTRA-Hochgeschwindigkeits-Downlink-Paketzugriff (HSDPA); Gesamtbeschreibung; Abschnitt 2 (Release 5); 3GPP TS 25.308 V5.0.0, 2001, XP-002960552, offenbart allgemein ein H-ARQ-Protokoll.
  • Zusammenfassung
  • Die vorliegende Erfindung ist ein System und ein Verfahren zur Erkennung und Korrektur von Übertragungsfehlern in einem drahtlosen Kommunikationssystem. Eine Vielzahl von Datenblöcken wird empfangen und vorübergehend in einer Warteschlange gespeichert. Jeder Datenblock umfasst eine eindeutige Übertragungssequenzzahl (TSN). Wenn bestimmt wird, dass ein Datenblock mit einer erwarteten TSN nicht empfangen wurde, wird eine TSN-Zustandsmeldung erzeugt, um anzuzeigen, dass die erwartete TSN nicht empfangen wurde. Ein Datenblock mit der erwarteten TSN wird dann ansprechend auf die TSN-Zustandsmeldung erneut übertragen. Der erneut übertragene Datenblock wird an einer spezifischen Stelle in der Warteschlange angeordnet, die von der TSN-Zustandsmeldung spezifiziert wird.
  • Nach einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erkennung und Korrektur von Übertragungsfehlern in einem drahtlosen Kommunikationssystem, wobei das Verfahren aufweist: (a) Empfangen mehrerer Datenblöcke durch eine erste Übertragung, wobei jeder Datenblock eine eindeutige Übertragungssequenznummer TSN enthält; (b) Bestimmen, dass ein Datenblock mit einer erwarteten TSN nicht durch die erste Übertragung empfangen wurde; (c) Erzeugen einer TSN-Zustandsmeldung, die eine fehlende TSN identifiziert, die dem Datenblock zugeordnet ist, der durch die erste Übertragung nicht empfangen wurde, wobei die TSN-Zustandsmeldung einen ersten Bitsatz aufweist, der zum Identifizieren der fehlenden TSN verwendet wird, und einen zweiten Bitsatz, der zum Identifizieren einer spezifischen Umordnungswarteschlange verwendet wird, für die die fehlende TSN bestimmt ist; (d) erneutes Übertragen eines Datenblocks, der die fehlende TSN enthält, durch eine zweite Übertragung als Antwort auf die TSN-Zustandsmeldung; und (e) Anordnen des erneut übertragenen Datenblocks an einer bestimmten Stelle in der spezifischen Umordnungswarteschlange, die durch den zweiten Bitsatz der TSN-Zustandsmeldung spezifiziert wird.
  • Nach einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist: (a) ein Benutzer-Equipment UE, das dazu geeignet ist, mehrere Datenblöcke durch eine erste Übertragung zu empfangen, wobei jeder Datenblock eine eindeutige Übertragungssequenznummer TSN aufweist, und zu bestimmen, wenn ein Datenblock mit einer erwarteten TSN nicht durch die erste Übertragung empfangen wurde; wobei das UE aufweist: eine spezifische Umordnungswarteschlange und eine erste Medienzugriffssteuerungs-(MAC-)Entität, die dazu geeignet ist, eine TSN-Zustandsmeldung zu erzeugen, die eine fehlende TSN identifiziert, die dem Datenblock entspricht, der durch die erste Übertragung nicht empfangen wurde, wobei die TSN-Zustandsmeldung einen ersten Bitsatz enthält, der zum Identifizieren der fehlenden TSN verwendet wird, und einen zweiten Bitsatz, der zum Identifizieren einer spezifischen Umordnungswarteschlange verwendet wird, für die die fehlende TSN bestimmt ist; und (b) einen Knoten-B mit einer zweiten MAC-Entität, die dazu geeignet ist, einen Datenblock, der die fehlende TSN enthält, als Antwort auf den Empfang der TSN-Zustandsmeldung durch eine zweite Übertragung erneut zu übertragen, wobei der erneut übertragene Datenblock an einer bestimmten Stelle in der spezifischen Umordnungswarteschlange angeordnet ist, die durch den zweiten Bitsatz der TSN-Zustandsmeldung spezifiziert wird.
  • Die TSN-Zustandsmeldung kann über einen dedizierten physikalischen Hochgeschwindigkeits-Uplink-Steuerkanal (DPCCH-HS) übertragen werden. Der DPCCH-HS hat eine Struktur mit drei Feldern mit (i) einem Übertragungszustandsfeld zum Übertragen einer ACK/NACK-Information; (ii) einem Kanalqualitätsidentifizierungs-(CQI-)Feld und (iii) einem TSN-Feld. Jedes Feld kann in einem oder mehreren Zeitschlitzen eines Übertragungszeitintervalls (TTI) des DPCCH-HS angeordnet sein. Die TSN-Zustandsmeldung kann eine Umordnungswarteschlangenanzeige aufweisen, die zum Anordnen des erneut übertragenen Datenblocks an der bestimmten Stelle in der Umordnungswarteschlange verwendet wird. Die vorliegende Erfindung stellt eine redundante Fehlererkennung bereit, wobei ein Signal, das vorher (fehlerhaft) als eine ACK interpretiert wurde, später tatsächlich als eine NACK bestimmt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist, wobei:
  • 1 eine UTRAN MAC-hs des Stands der Technik ist.
  • 2 eine UE MAC-hs des Stands der Technik ist.
  • 3 ein Blockdiagramm des Datenflusses zwischen einem Knoten-B und einem UE nach dem Stand der Technik ist.
  • 4 ein Diagramm der RLC-Schicht des Stands der Technik ist, das eine fehlende PDU-Übertragung zeigt.
  • 5 ein Diagramm der erneuten Übertragung der fehlenden PDU-Übertragung durch die RLC-Schicht des Stands der Technik ist.
  • 6 ein Blockdiagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems ist, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet.
  • 7 eine DPCCH-HS-Kanalstruktur darstellt, die verwendet wird, um die TSN ohne fortlaufende CQI zu übertragen.
  • 8 eine DPCCH-Kanalstruktur darstellt, die verwendet wird, um die TSN mit fortlaufender CQI zu übertragen.
  • 9 ein Blockdiagramm des Datenflusses zwischen einem Knoten-B und einem UE gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Die bevorzugten Ausführungsformen werden unter Bezug auf die gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Nummern durchweg gleiche Elemente darstellen.
  • 6 zeigt ein beispielhaftes drahtloses Kommunikationssystem 600, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet. Das drahtlose Kommunikationssystem 600 ist derart aufgebaut, dass es Protokolldateneinheiten (PDUs) zugewiesene Übertragungssequenzzahlen (TSNs) überwacht, die von dem System 600 verarbeitet werden. Das System 600 umfasst mindestens ein Benutzer-Equipment (UE) 605 mit einer MAC-hs-Entität 608 mit einer Warteschlange 610 und einen Knoten-B 615 mit einer MAC-hs-Entität 635. Die MAC-hs-Entität 608 in dem UE 605 kommuniziert mit der Partner-MAC-hs-Entität 635 in dem Knoten-B 615. Es würde von Fachleuten der Technik verstanden, dass die Details der MAC-hs-Entität 608 in dem UE 605 und der MAC-hs-Entität 635 in dem Knoten-B 615 die gleichen wie die dem in 3 gezeigten und unter Bezug darauf beschriebenen System sind. Diese Details sind der Einfachheit halber jedoch in 6 nicht noch einmal gezeigt. Folglich ist die Warteschlange 610 von 6 äquivalent zu den Umordnungspuffern R1, R2, R3 von 3.
  • Das UE 605 empfängt zahlreiche Datenblöcke durch eine erste Übertragung 620 mit den TSNS 1, 2, 3 ..., bis es bestimmt, dass ein Datenblock mit einer erwarteten TSN (z.B. TSN = 5) nicht empfangen wurde. Die MAC-hs-Entität 608 erzeugt eine TSN-Zustandsmeldung 625, die anzeigt, dass die erwartete TSN nicht empfangen wurde. Die MAC-hs-Entität 635 in dem Knoten-B 615 empfängt die TSN-Zustandsmeldung 625, überträgt durch eine zweite Übertragung 630 einen Datenblock, der zu der erwarteten TSN (TSN = 5) gehört, erneut an das UE 605 als Antwort auf die TSN-Zustandsmeldung 625, und der erneut übertragene Datenblock wird an einer bestimmten Stelle in der Warteschlange 610 angeordnet, die durch die TSN-Zustandsmeldung 625 spezifiziert wird.
  • Um die Latenz zu verringern und die Zuverlässigkeit der erneuten Übertragung einer PDU zu verbessern, meldet die MAC-hs-Entität 608 in dem UE 605 die TSN-Zustandsmeldung 625 über einen dedizierten physikalischen Hochgeschwindigkeits-Uplink-Steuerkanal (DPCCH-HS) an die MAC-hs-Entität 635 des Knoten-B 615 zurück. Wenn die TSN-Zustandsmeldung 625 einmal von dem UE 625 empfangen wird, überträgt die MAC-hs-Entität 635 des Knoten-B 615 erneut eine Kopie der PDU mit der gleichen TSN wie die fehlende TSN an das UE 605. Es sollte bemerkt werden, dass der Knoten-B 615 aufgrund von Ablaufsteuerungsgründen (z.B. PDUs mit H-ARQ-Prozessen mit höherer unterbrechender Priorität) gelegentlich absichtlich Übertragungen fallen lässt. Bei diesen Gelegenheiten kann die MAC-hs-Entität 635 einfach über die TSN-Zustandsmeldung 625 hinwegsehen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung identifiziert die TSN-Zustandsmeldung 625 eine fehlende TSN, die von dem UE 605 erwartet wird, aber nicht empfangen wurde. Insbesondere entspricht die fehlende TSN der PDU, für die das UE 605 mit einer NACK an den Kno ten-B 615 geantwortet hat, da die PDU von dem UE 605 nicht empfangen wurde.
  • Wie vorstehend erwähnt, bewirkt das Auftreten einer fehlerhaften Interpretation der NACK als eine ACK durch den Knoten-B 615, dass der Knoten-B irrtümlich die Übertragung der PDU für erfolgreich hält, wenn sie es nicht ist. Wenn jedoch ein System gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert wird, erzeugt das UE 605 eine TSN-Zustandsmeldung 625 und sendet sie an den Knoten-B 615, wenn eine TSN fehlt. Das UE 605 informiert den Knoten-B 615 durch die TSN-Zustandsmeldung 625 über die fehlende TSN und stellt einer Umordnungswarteschlangenidentifizierung bereit. Dem Knoten-B 615 wird bewusst gemacht, dass ein Übertragungsfehler aufgetreten ist (z.B. dass eine erkannte ACK tatsächlich eine NACK war), und die fehlende TSN wird dann durch die zweite Übertragung 630 erneut übertragen und in der Warteschlange 610 entsprechend der Umordnungswarteschlangenidentifizierung angeordnet. Auf diese Weise wird ein redundantes Fehlererkennungsmodell bereitgestellt, wodurch die TSN-Zustandsmeldung 625 als eine Sicherung implementiert ist, falls ein Fehler bei der ACK/NACK-Erkennung auftritt.
  • Eines der Probleme bei der Erzeugung der TSN-Zustandsmeldung 625 ist, dass es eine Knappheit an physikalischen Steuerbits gibt, um die TSN-Zustandsmeldung 625 in einem physikalischen Kanal zu signalisieren, wie es gegenwärtig in 3G-Standards definiert ist. Wie hier nachstehend im Detail beschrieben, wird die von der TSN-Zustandsmeldung 625 bereitgestellte Information in einer Ausführungsform in Signalisierung aufgenommen, die die ACK/NACK oder Kanalqualitätsmessungen enthalten kann, wobei sich auf diese Weise ein erweiterter Rückmeldungskanal ergibt, der über mehrere Schlitze laufen kann. Dies ist anders als bei herkömmlichen Rückmeldungsmechanismen, die nur einen Schlitz verwenden.
  • Die TSN-Zustandsmeldung 625 erfordert die Signalisierung von „X + Y" Bits; wobei X Bits für die TSN verwendet werden und Y Bits für die Identifizierung der bestimmen Um ordnungswarteschlange verwendet werden, für welche die TSN bestimmt ist.
  • Wie für Fachleute der Technik verstanden würde, gibt es auch andere Informationen, die auf dem Uplink-DPCCH-HS befördert werden, zum Beispiel ACK/NACK-Information und Kanalqualitätsidentifizierungs-(CQI-)Information. Mehrere verschiedene Verfahren können verwendet werden, um dem Knoten-B 615 zu ermöglichen, Informationsfelder zu unterscheiden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein vorkonfiguriertes Muster der Positionen der Felder, das durch die Sequenzzahl eines Zeitschlitzes angezeigt wird, sowohl dem UE 605 als auch dem Knoten-B 615 bekannt (z.B. ein regelmäßiges Muster 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, ...). Wenn das regelmäßige Muster sowohl dem UE als auch dem Knoten-B bekannt ist, braucht der Knoten-B für die Information, die er benötigt (d.h. die ACK/NACK, die CQI oder die TSN), nur in den bestimmten Zeitschlitz schauen. Zum Beispiel können das regelmäßige Muster der ACK/NACK, die CQI und die TSN-Meldung derart sein, dass auf einem bestimmten Zeitschlitz entweder die CQI oder die TSN-Meldung gesendet werden könnte. Durch Hinzufügen eines einzigen Bits kann der Knoten-B 615 unterscheiden, ob das Feld die CQI oder eine TSN-Meldung enthält.
  • 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der DPCCH-HS-Struktur, um den Zustand einer fehlenden TSN zu übertragen. Jedes TTI weist drei Zeitschlitze auf, und es gibt drei Felder, die in dem Uplink-DPCCH-HS übertragen werden sollen: 1) das Übertragungszustandsfeld, das die ACK/NAKC-Signalisierung überträgt; 2) das CQI-Feld, das die CQI überträgt; und 3) das TSN-Feld, das die TSN-Zustandsmeldung überträgt.
  • Das Übertragungszustandsfeld umfasst eine ACK oder NACK, die 1 Bit für Information umfasst, die in einem Zeitschlitz der DPCCH-HS-Struktur enthalten ist. Wenn eine Übertragung einer PDU stattfindet, überträgt das UE, soweit angemessen, entweder eine ACK oder NACK als Antwort auf die Übertragung.
  • Das CQI-Feld wird von dem UE verwendet, um regelmäßig die Kanalqualität an die sendende Seite (d.h. den Knoten-B) zurückzumelden. Die Periode für die Rückmeldung wird typischerweise vorkonfiguriert und ist sowohl der empfangenden Seite (d.h. dem UE) als auch der sendenden Seite (d.h. dem Knoten-B) bekannt. Das CQI-Feld wird in zwei Zeitschlitzen übertragen und die Wiederholungsperioden des CQI-Felds können sich ändern. Es ist auch möglich, dass das CQI-Feld mehrere Male in jeder Periode erscheinen kann. Die Wiederholungsperioden und die Anzahl der Auftritte von der höheren Schicht signalisiert und liegen außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung. Allerdings sind sich sowohl das UE als auch der Knoten-B über die Positionen ihres CQI-Felds bewusst.
  • Das TSN-Feld wird von dem UE verwendet, um die TSN-Zustandsmeldung zurück an den Knoten-B zu führen. Das TSN-Feld enthält neun Bit für Informationen und wird in zwei Zeitschlitzen übertragen.
  • Rückbezug auf 7 nehmend wird der erste Zeitschlitz einer TTI entweder für die ACK/NACK-Signalisierung verwendet oder ist leer. Die zweiten und die dritten Zeitschlitze werden entweder für das CQI-Feld oder für das TSN-Feld verwendet. In dem Beispiel von 7 wiederholt sich das CQI-Feld alle zwei TTIs und erscheint in der Wiederholungsperiode nur einmal. Das TSN-Feld wird gesendet, wenn die Zeitschlitze (d.h. vorkonfiguriert) nicht verwendet werden, um das CQI-Feld zu übertragen. Das TSN-Feld kann sich alle zwei TTIs wiederholen oder kann nur erscheinen, wenn das UE die TSN-Zustandsmeldung senden möchte. Wenn die Signalisierung nicht vorkonfiguriert ist, benötigt der Knoten-B eine fortlaufende Überwachung des DPCCCH-HS. Das TSN-Feld wird in den zweiten und dritten Zeitschlitzen gesendet.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die Rückmeldung der TSN-Zustandsmeldung von einem vorbestimmten Fenster abhängig sein, das einen Bereich fehlender TSNs anzeigt, der an den Knoten-B 615 zurückgeführt wird. Dies wird entweder durch Signalisieren expliziter Bereiche oder durch Aufnehmen einer Bitmap (ein Bit für jede TSN), die verwendet wird, um mehrere fehlende TSNs zu signalisieren, erledigt.
  • Die TSN-Zustandsrückmeldung kann auch auf einem Zeitschalter basieren, der eine Ablaufzeit anzeigt, vor der eine fehlende TSN an den Knoten-B zurückgeführt werden muss. Für jede TSN-Übertragung wird ein Zeitschalter in dem UE und/oder dem Knoten-B verwendet, während darauf gewartet wird, dass eine TSN-Übertragung über den H-ARQ-Prozess richtig übertragen wird. Wenn der Zeitschalter abläuft, hört das UE auf, auf die zu der fehlenden TSN gehörende PDU zu warten, und leitet alle anderen PDUs an höhere Schichten (wie etwa die RLC-Schicht) weiter. Danach verwirft der Knoten-B die fehlende TSN, da das UE nicht länger darauf wartet.
  • In dem Fall, wenn eine NACK als eine ACK interpretiert wird, ist der Zeitschalter jedoch an dem Knoten-B nicht verfügbar, und das UE hält den Zeitschalter. Wenn zum Beispiel der Ablaufzeitschalter auf 400 ms eingestellt ist, und die TSN-Zustandsmeldung nach 300 ms gesendet werden muss, wäre es für den Knoten-B nützlich, informiert zu werden, dass der Zeitschalter des UE für eine fehlende TSN nach weiteren 100 ms abläuft. Auf diese Weise profitiert der Knoten-B davon, dass er die Länge der Zeit kennt, die er hat, um die fehlende TSN wiederherzustellen.
  • Bezug nehmend auf ein zweites Beispiel in 8 ist der erste Zeitschlitz einer TTI entweder für die ACK/NACK oder ist leer. Die zweiten und dritten Zeitschlitze werden entweder für das CQI-Feld oder das TSN-Feld verwendet. In diesem Fall muss der Knoten-B über die Positionen der für das TSN-Feld verwendeten TTIs und der für die ACK/NACK und das CQI-Feld verwendeten TTIs vorab informiert werden, oder es ist ein Bit erforderlich, um zwischen den TTIs für verschiedene Zwecke zu unterscheiden.
  • Bezug nehmend auf 9 ist ein Blockdiagramm des Datenflusses zwischen einem Knoten-B und einem UE gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Peer-to-Peer-UE und die Knoten-B MAC-hs-Entitäten 608, 635 kommunizieren jeweils, um die ordnungsgemäße Zustellung von Daten sicherzustellen. Wie gezeigt, werden Datenübertragungen 620, 630 von der Knoten-B MAC-hs-Entität 635 an die UE MAC-hs-Entität 608 gesendet. Ansprechend darauf wird zusammen mit der ACK/NACK und dem CQI-Datentransfer die TSN-Zustandsmeldung 625 von der UE-MAC-hs-Entität 608 an die Knoten-B MAC-hs 635 gesendet. Dies stellt eine redundante Bestätigung der Zustellung eines Datenblocks bereit.
  • Während die vorliegende Erfindung, was die bevorzugte Ausführungsform anbetrifft, beschrieben wurde, werden für Fachleute der Technik andere Änderungen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie nachstehend abgegrenzt, offensichtlich.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Erfassen und Korrigieren von Übertragungsfehlern in einem drahtlosen Kommunikationssystem (600), wobei das Verfahren die Schritte aufweist: (a) Empfangen mehrerer Datenblöcke durch eine erste Übertragung (620), wobei jeder Datenblock eine eindeutige Übertragungssequenznummer TSN enthält; (b) Bestimmen, dass ein Datenblock mit einer erwarteten TSN nicht durch die erste Übertragung (620) empfangen wurde; gekennzeichnet durch die Schritte: (c) Erzeugen einer TSN-Zustandsmeldung (625), die eine fehlende TSN identifiziert, die dem Datenblock zugeordnet ist, der durch die erste Übertragung (620) nicht empfangen wurde, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) einen ersten Bitsatz aufweist, der zum Identifizieren der fehlenden TSN verwendet wird und einen zweiten Bitsatz, der zum Identifizieren einer spezifischen Umordnungswarteschlange (610) verwendet wird, für die die fehlende TSN bestimmt ist; (d) erneutes Übertragen eines Datenblocks, der die fehlende TSN enthält, durch eine zweite Übertragung (630) in Antwort auf die TSN-Zustandsmeldung (625); und (e) Anordnen des erneut übertragenen Datenblocks an einer bestimmten Stelle in der spezifischen Umordnungswarteschlange (610), die durch den zweiten Bitsatz der TSN-Zustandsmeldung (625) identifiziert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) über einen dedizierten physikalischen Hochgeschwindigkeits-Uplink-Steuerkanal DPCCH-HS übertragen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der DPCCH-HS eine Struktur mit drei Feldern hat, mit: (i) einem Übertragungszustandfeld zum Übertragen einer eine positive/negative Rückmeldung oder Bestätigung ACK/NACK anzeigenden Information; (ii) einem Kanalqualitätsidentifizierungs(CQI)feld; und (iii) einem TSN-Feld.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei jedes Feld in einem oder mehreren Zeitschlitzen eines Übertragungszeitintervalls TTI des DPCCH-HS angeordnet ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) eine Umordnungswarteschlangenanzeige enthält, die zum Anordnen des erneut übertragenen Datenblocks an der bestimmten Stelle in der spezifischen Umordnungswarteschlange (610) verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit den Schritten: (f) Erfassen eines als eine Bestätigung ACK interpretierten Signals; und (g) Bestimmen, dass das Signal in Schritt (f) fehlerhaft interpretiert wurde und tatsächlich eine negative Rückmeldung NACK ist, basierend auf der TSN-Zustandsmeldung.
  7. Drahtloses Kommunikationssystem (600) mit: (a) einem Benutzer-Equipment UE (605), das dazu geeignet ist, mehrere Datenblöcke durch eine erste Übertragung (620) zu empfangen, wobei jeder Datenblock eine eindeutige Übertragungssequenznummer TSN aufweist, und zu bestimmen, wenn ein Datenblock mit einer erwar teten TSN nicht durch die erste Übertragung (620) empfangen wurde; dadurch gekennzeichnet, dass das UE (605) aufweist: eine spezifische Umordnungswarteschlange (610); und eine erste Medienzugriffssteuerungs(MAC)-Entität (608), die dazu geeignet ist, eine TSN-Zustandsmeldung (625) zu erzeugen, die eine fehlende TSN identifiziert, die dem Datenblock entspricht, der durch die erste Übertragung (620) nicht empfangen wurde, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) einen ersten Bitsatz enthält, der zum Identifizieren der fehlenden TSN verwendet wird, und einen zweiten Bitsatz, der zum Identifizieren einer spezifischen Umordnungswarteschlange (610) verwendet wird, für die die fehlende TSN bestimmt ist; und (b) einen Knoten-B (615) mit einer zweiten MAC-Entität (635), die dazu geeignet ist, einen Datenblock, der die fehlende TSN enthält, in Antwort auf den Empfang der TSN-Zustandsmeldung (625) durch eine zweite Übertragung (630) erneut zu übertragen, wobei der erneut übertragene Datenblock an einer bestimmten Stelle in der spezifischen Umordnungswarteschlange (610) angeordnet ist, die durch den zweiten Bitsatz der TSN-Zustandsmeldung (625) spezifiziert wird.
  8. System nach Anspruch 7, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) über einen dedizierten physikalischen Hochgeschwindigkeits-Uplink-Steuerkanal DPCCH-HS übertragen wird.
  9. System nach Anspruch 8, wobei der DPCCH-HS eine Struktur mit drei Feldern hat, mit: (i) einem Übertragungszustandfeld zum Übertragen einer eine positive/negative Rückmeldung (ACK/NACK) anzeigenden Information; (ii) einem Kanalqualitätsidentifizierungs(CQI)feld; und (iii) einem TSN-Feld.
  10. System nach Anspruch 9, wobei jedes Feld in einem oder mehreren Zeitschlitzen eines Übertragungszeitintervalls TTI des DPCCH-HS angeordnet ist.
  11. System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) eine Umordnungswarteschlangenanzeige aufweist, die zum Anordnen des erneut übertragenen Datenblocks an der bestimmten Stelle in der spezifischen Umordnungswarteschlange (610) verwendet wird.
  12. System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die TSN-Zustandsmeldung (625) den Knoten-B (615) darüber informiert, dass ein Signal, das als eine positive Rückmeldung ACK interpretiert wurde, fehlerhaft interpretiert wurde und tatsächlich eine negative Rückmeldung NACK darstellt.
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