TWI428039B

TWI428039B - 傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告之方法及通訊裝置

Info

Publication number: TWI428039B
Application number: TW099131571A
Authority: TW
Inventors: Chia Chun Hsu
Original assignee: Htc Corp
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2014-02-21
Also published as: CN102036294A; US8254326B2; EP2306780B1; CN102036294B; TW201114285A; EP2306780A1; US20110080881A1

Description

傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告之方法及通訊裝置

本發明係指一種用於一無線通訊系統之一用戶端傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告的方法及相關通訊裝置，尤指一種根據用戶端之上鏈路傳輸暫存器的狀態，傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告的方法及相關通訊裝置。

第三代行動通訊聯盟(3rd Generation Partnership Project，3GPP)所制定之長期演進系統(Long Term Evolution，LTE)被視為一新的無線介面及無線網路架構，可提供高資料傳輸率、低潛伏時間(Latency)、封包最佳化以及改善系統容量和覆蓋範圍等功能。於長期演進系統中，一演進式通用地面無線接取網路(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)包含多個加強式基地台(Evolved Node-Bs，以下稱網路端)，可與多個行動基地台(以下稱用戶端)進行通訊。長期演進系統之無線介面協定包含三層：實體層(Physical Layer，L1)、資料連結層(Data Link Layer，L2)及網路層(Network Layer，L3)，其中網路層在控制面(Control Plane)為無線資源控制(Radio Resource Control，RRC)層，而資料連結層分為封包資料聚合協定(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)層、無線鏈結控制(Radio Link Control，RLC)層以及媒體存取控制(Medium Access Control，MAC)層。

網路端及用戶端之媒體存取控制層使用動態排程(Dynamic Scheduling)安排共用通道資源。以上鏈路傳輸而言，網路端透過實體下鏈路控制通道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)信令分配上鏈路資源至用戶端。為了更有效率地利用共用通道資源，長期演進系統之無線通訊規範另外定義了半持續性排程(Semi-Persistent Scheduling，SPS)，其較動態排程更有效率地服務週期性產生資料之應用，如網路語音通訊(Voice over Internet Protocol，VoIP)服務等。網路端傳送實體下鏈路控制通道信令至用戶端以啟動半持續性排程，於半持續性排程啟動後，半持續性排程資源係週期性地配置予用戶端使用，不須透過實體下鏈路控制通道信令進行配置。

根據媒體存取控制層之無線通訊協定規範，用戶端使用一暫存器狀態報告(Buffer Status Report，BSR)通知網路端目前儲存於上鏈路傳輸暫存器中待傳輸的資料量。暫存器狀態報告為一媒體存取控制層控制元(MAC Control Element)，包含於媒體存取控制層協定資料單元(MAC Protocol Data Unit)中。暫存器狀態報告根據不同的觸發事件可分為常規性暫存器狀態報告(Regular BSR)、週期性暫存器狀態報告(Periodic BSR)及填位暫存器狀態報告(Padding BSR)。在用戶端中，當一資料由上層抵達傳輸暫存器，並且該資料所屬的邏輯通道的優先順序高於已存在於傳輸暫存器之資料所屬的邏輯通道的優先順序時，常規性暫存器狀態報告被觸發；此外，當服務用戶端的細胞發生變更，或暫存器狀態報告重傳計時器(Retransmission BSR Timer)計時到期(Expire)時用戶端仍有待傳輸之資料，常規性暫存器狀態報告亦被觸發。於上鏈路資源已配置予用戶端，並且填位位元數的數量大於或等於暫存器狀態報告之媒體存取控制層控制元的位元數時，填位暫存器狀態報告被觸發。當週期性暫存器狀態報告計時器(Periodic BSR Timer)計時到期時，週期性暫存器狀態報告被觸發，用來週期性地提供暫存器狀態報告至網路端。暫存器狀態報告的格式分為以下三種：長式暫存器狀態報告(Long BSR)、短式暫存器狀態報告(Short BSR)及截式暫存器狀態報告(Truncated BSR)。

用戶端使用一功率餘量報告(Power Headroom Report，PHR)提供網路端關於功率餘量的資訊，功率餘量為用戶端最大傳送功率與上鏈路共用通道傳輸之實際功率的差距。功率餘量報告為一媒體存取控制層控制元，包含於媒體存取控制層協定資料單元中。請參考第1圖，第1圖為習知一功率餘量報告之媒體存取控制層控制元之格式的示意圖。功率餘量報告之媒體存取控制層控制元包含有2個預留位元R以及6個位元的功率餘量等級PH，每一預留位元的預設值為0。

當一功率餘量報告禁止計時器(Prohibit PHR Timer)到期，並且繼前一功率餘量報告被傳送後，路徑損失(Path Loss)的變化超過預設值時，用戶端觸發功率餘量報告；此外，當一週期性功率餘量報告計時器(Periodic PHR Timer)到期時，用戶端亦觸發功率餘量報告。當用戶端於目前的傳輸時間間隔(Transmission Time Interval，TTI)有可用於新傳輸之上鏈路共用通道資源，並且繼前一次傳送功率餘量報告後至少有一功率餘量報告被觸發，並且配置予用戶端的上鏈路資源能夠容納得下功率餘量報告時，用戶端之媒體存取控制層自實體層取得功率餘量值，據以產生功率餘量報告之媒體存取控制層控制元，並指示實體層傳送功率餘量報告。網路端根據接收到的功率餘量報告，選擇適合用戶端使用的調變與編碼機制(Modulation and Coding Scheme)，因此，用戶端能夠以適當的資料速率傳送資料，提升傳輸效率。用戶端之媒體存取控制層係根據邏輯通道優先順序產生媒體存取控制層協定資料單元，其指示暫存器狀態報告的優先順序高於功率餘量報告的優先順序。

於半持續性排程啟動的情形下，透過暫存器狀態報告，用戶端能夠快速地通知網路端目前於上鏈路傳輸暫存器中仍有低優先權資料待傳輸，然而，暫存器狀態報告無法幫助用戶端取得適當的調變與編碼機制，調變與編碼機制之更新仍須透過傳送功率餘量報告至網路端才能實現。以半持續性排程傳輸而言，傳輸區塊除了容納待傳輸資料之外，僅能再容納一短式暫存器狀態報告或一功率餘量報告。以網路語音通訊傳輸而言，常規性暫存器狀態報告伴隨著每一次新的語音資料抵達而被觸發並傳送至網路端，大部分的暫存器狀態報告皆回報了空的傳輸暫存器狀態。

由於暫存器狀態報告的優先順序高於功率餘量報告，即使暫存器狀態報告是用來回報空的傳輸暫存器狀態，仍然沒有功率餘量報告能夠及時並且不被分割地傳送至網路端。然而，空值之暫存器狀態報告的重要程度卻較功率餘量報告低。在上述情形下，網路端可能因為延遲接收到的功率餘量報告，甚至沒有接收到功率餘量報告，而失去了調整用戶端之調變與編碼機制的機會。當用戶端基於邏輯通道優先順序的考量而決定不分割語音封包時，功率餘量報告將被延遲很長一段時間才能夠被傳送，導致傳輸效率降低。為了提高傳輸效率，用戶端應該於真正必要的時候傳送暫存器狀態報告及功率餘量報告。

因此，本發明主要提供一種用於一無線通訊系統之一用戶端傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告的方法及相關通訊裝置。

本發明之一實施例揭露一種用於一無線通訊系統之一用戶端傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告的方法，包含有於一暫存器狀態報告之一觸發事件發生時，觸發該暫存器狀態報告，以回報該用戶端之一上鏈路傳輸暫存器的狀態至該無線通訊系統之一網路端；檢查該暫存器狀態報告所回報之該上鏈路傳輸暫存器的狀態是否為空值；於該暫存器狀態報告係用來回報空值時，檢查一功率餘量報告是否被觸發，並且檢查基於一優先順序之下，上鏈路資源是否足夠用來傳送該功率餘量報告；以及於該功率餘量報告已被觸發，但是上鏈路資源不足以傳送該功率餘量報告時，產生該功率餘量報告並以該功率餘量報告取代空值之該暫存器狀態報告，傳送至該網路端。

本發明之另一實施例揭露一種用於一無線通訊系統之一通訊裝置，用來傳送功率餘量報告及暫存器狀態報告。該通訊裝置包含有一暫存器狀態報告觸發單元，用來於一暫存器狀態報告之一觸發事件發生時，觸發該暫存器狀態報告，以回報該通訊裝置之一上鏈路傳輸暫存器的狀態至該無線通訊系統之一網路端；一第一檢查單元，用來檢查該暫存器狀態報告所回報之該上鏈路傳輸暫存器的狀態是否為空值；一第二檢查單元，用來於該暫存器狀態報告係用來回報空值時，檢查一功率餘量報告是否被觸發，並且檢查基於一優先順序之下，上鏈路資源是否足夠用來傳送該功率餘量報告；一功率餘量報告產生單元，用來於該功率餘量報告已被觸發，但是上鏈路資源不足以傳送該功率餘量報告時，產生該功率餘量報告，以取代空值之該暫存器狀態報告；以及一傳送單元，用來傳送該功率餘量報告傳送至該網路端。

請參考第2圖，第2圖為一無線通訊系統10之示意圖。無線通訊系統10為一長期演進系統(LTE)或先進式長期演進系統(LTE Advanced)，亦可為其它通訊系統。於第4圖中，無線通訊系統10由一網路端及多個用戶端所組成，網路端包含有多個基地台，以本發明實施例所應用之長期演進系統或先進式長期演進系統而言，即演進式通用地面無線接取網路所包含的多個加強式基地台(eNB)。用戶端可為行動電話或電腦系統等設備。網路端及用戶端視傳輸方向的不同，皆可作為傳送端或接收端，舉例來說，就上鏈路(Uplink)而言，用戶端為傳送端，網路端為接收端；就下鏈路(Downlink)而言，用戶端為接收端，網路端為傳送端。

請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一通訊裝置20之功能方塊圖。通訊裝置20可為第2圖中所示之一用戶端，包含一處理裝置200、一儲存單元210及一通訊介面單元220。處理裝置200可為一微處理器或一特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)。儲存單元210可為任一資料儲存裝置，用以儲存一程式碼214，由處理裝置200讀取及處理。舉例來說，儲存單元210可為用戶識別模組(Subscriber identity module，SIM)、唯讀記憶體(Read-only memory，ROM)、快閃記憶體(Flash Memory)、隨機存取記憶體(Random-access memory，RAM)、光碟唯讀記憶體(CD-ROMs)、磁帶(Magnetic tapes)、軟碟(Floppy disks)或光學資料儲存裝置(Optical data storage devices)。通訊介面單元220為一射頻收發機，用來進行無線通訊。

請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一流程40之示意圖。流程40用於第2圖之無線通訊系統10之一用戶端之媒體存取控制層，以傳送功率餘量報告(Power Headroom Report)及暫存器狀態報告(Buffer Status Report)。透過流程40，用戶端能夠傳送網路端真正需要得知的功率餘量報告及暫存器狀態報告至網路端，用戶端所使用的調變與編碼機制(Modulation and Coding Scheme)因而有機會及時調整。流程40可被編譯為通訊裝置20之程式碼214。流程40包含有以下步驟：

步驟400：開始。

步驟402：於暫存器狀態報告之一觸發事件發生時，觸發暫存器狀態報告。

步驟404：檢查暫存器狀態報告所回報之上鏈路傳輸暫存器的狀態是否為空值。若是，進行步驟406；若否，進行步驟416。

步驟406：檢查功率餘量報告是否被觸發。若是，進行步驟408；若否，進行步驟412。

步驟408：檢查上鏈路資源是否足夠用來傳送功率餘量報告。若是，進行步驟414；若否，進行步驟410。

步驟410：產生功率餘量報告並以功率餘量報告取代空值之暫存器狀態報告，傳送至網路端。

步驟412：產生暫存器狀態報告，傳送至網路端。

步驟414：產生功率餘量報告及暫存器狀態報告，傳送至網路端。

步驟416：結束。

請先注意，本發明未重新定義觸發暫存器狀態報告及功率餘量報告的觸發事件，流程40中所述暫存器狀態報告及功率餘量報告的觸發事件與目前無線通訊協定規範所制定的相同，在此不贅述。根據步驟402，當暫存器狀態報告的觸發事件發生時，用戶端觸發暫存器狀態報告以回報上鏈路傳輸暫存器的狀態，即上鏈路傳輸暫存器中待傳輸的資料量，至網路端。於用戶端觸發暫存器狀態報告時，根據步驟404，用戶端檢查暫存器狀態報告所回報之上鏈路傳輸暫存器的狀態是否為空值(Empty)，亦即檢查上鏈路傳輸暫存器中是否已無待傳輸資料，並根據檢查結果相應地進行步驟406或步驟416。當用戶端查知暫存器狀態報告不是用來回報空值，換言之，上鏈路傳輸暫存器中仍有待傳輸的資料，則此暫存器狀態報告對網路端而言是有用的資訊，網路端可據以分配上鏈路資源予用戶端。在此情形下，用戶端離開流程40，以習知方式傳送暫存器狀態報告至網路端。

另一方面，當用戶端查知暫存器狀態報告是用來回報空值，根據步驟406，用戶端進一步檢查功率餘量報告是否被觸發，這是因為在暫存器狀態報告用來回報空值的情形下，網路端不需要空值之暫存器狀態報告，功率餘量報告對網路端而言的重要程度應該大於暫存器狀態報告。用戶端根據功率餘量報告被觸發與否，相應地進行步驟408或步驟412。

當用戶端查知沒有任何功率餘量報告被觸發，根據步驟412，用戶端僅產生並傳送暫存器狀態報告，以回報空值之暫存器狀態報告至網路端。另一方面，當用戶端查知功率餘量報告被觸發，在此情形下用戶端須傳送暫存器狀態報告及功率餘量報告，此時根據步驟408，用戶端進一步檢查上鏈路資源中是否有足夠的空間容納得下功率餘量報告，接著根據檢查結果相應地進行步驟410或步驟414。在此請注意，於流程40中，用戶端遵循習知技術所定義的資料優先順序，即「暫存器狀態報告的優先順序高於功率餘量報告」，來檢查上鏈路資源是否足夠容納功率餘量報告。換言之，用戶端優先將暫存器狀態報告納入上鏈路資源後，才考慮剩餘的空間是否足夠容納功率餘量報告。

當用戶端查知上鏈路資源中有足夠的空間可容納功率餘量報告，表示上鏈路資源足夠傳送空值之暫存器狀態報告以及功率餘量報告，此時根據步驟414，用戶端產生暫存器狀態報告及功率餘量報告，將其傳送至網路端。另一方面，當用戶端查知上鏈路資源中沒有足夠的空間可容納功率餘量報告時，用戶端產生功率餘量報告，並且以功率餘量報告取代空值之暫存器狀態報告，傳送至網路端；換言之，用戶端僅傳送功率餘量報告而不傳送空值之暫存器狀態報告，因為在此情形下，功率餘量報告對網路端而言是較重要的資訊。如此一來，功率餘量報告不會被分割或延遲傳送，網路端能夠根據接收到的功率餘量報告調整用戶端所使用的調變與編碼機制，以提升用戶端的傳輸效率。

步驟404、406、408、410實現了本發明最主要的概念，即當暫存器狀態報告用來回報空的上鏈路傳輸暫存器狀態時，用戶端以功率餘量報告取代暫存器狀態報告傳送至網路端。流程40能夠應用於動態排程或半持續性排程之下，尤以在半持續性排程之下的效用更顯著，因為半持續性排程資源通常可將上鏈路傳輸暫存器中的半持續性排程資料傳送完畢，使得上鏈路傳輸暫存器經常處於清空的狀態。透過流程40，用來傳送空值之暫存器狀態報告的上鏈路資源得以節省下來，並且功率餘量報告有機會傳送至網路端。

暫存器狀態報告及功率餘量報告皆為媒體存取控制層控制元(MAC Control Element)。功率餘量報告可使用不同的格式，其中一種格式可為第1圖之習知格式，但使用習知格式時，網路端僅能夠接收到功率餘量報告而沒有接收到任何關於空的上鏈路傳輸暫存器之資訊。本發明提出另一格式之功率餘量報告，使用功率餘量報告其中一位元，以指示暫存器狀態報告是否回報空的上鏈路傳輸暫存器之狀態。請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一功率餘量報告之媒體存取控制層控制元之格式的示意圖。如第5圖所示，功率餘量報告包含有1個預留位元R，1個位元T，用以表示暫存器狀態報告是否為空值，以及6個位元的功率餘量等級PH。當位元T的值設定為與預留位元R相同，表示功率餘量報告與暫存器狀態報告互為獨立，亦即用戶端同時也傳送暫存器狀態報告；當功率餘量報告之位元T的值設定為與預留位元R不同，例如預留位元R為0而位元T為1，則此功率餘量報告同時也指示了暫存器狀態報告為空值，因此用戶端可傳送此格式之功率餘量報告至網路端，網路端即能根據位元T的值，判斷暫存器狀態報告是否為空值。

請注意，前述流程40及其相關步驟皆可以裝置的方式實現，可為硬體(Hardware)裝置、韌體(Firmware)裝置(其係硬體裝置與其內部之電腦指令與資料的組合)或電子系統，如前述通訊裝置20。硬體裝置可為類比電路、數位電路或混合電路，如習稱之微電路(Microcircuit)、微晶片(Microchip)或矽晶片(Silicon Chip)。電子系統可為系統單晶片(System on Chip，SOC)、系統級封裝(System in Package，Sip)或嵌入式電腦模組(Computer on Module，COM)等。

綜上所述，根據本發明，當暫存器狀態報告用來回報空的上鏈路傳輸暫存器之狀態時，若同時有功率餘量報告被觸發，用戶端以功率餘量報告取代暫存器狀態報告，傳送至網路端，使網路端有機會根據功率餘量報告調整用戶端所使用的調變與編碼機制，進而提升傳輸效率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧無線通訊系統

20‧‧‧通訊裝置

200‧‧‧處理裝置

210‧‧‧儲存單元

220‧‧‧通訊介面單元

214‧‧‧程式碼

40‧‧‧流程

400、402、404、406、408、410、412、414、416‧‧‧步驟

第1圖為習知一功率餘量報告之媒體存取控制層控制元之格式的示意圖。

第2圖為一無線通訊系統之示意圖。

第3圖為本發明實施例一通訊裝置之功能方塊圖。

第4圖為本發明實施例一流程之示意圖。

第5圖為本發明實施例一功率餘量報告之媒體存取控制層控制元之格式的示意圖。

40．．．流程

400、402、404、406、408、410、412、414、416．．．步驟

Claims

一種用於一無線通訊系統之一用戶端傳送功率餘量報告(Power Headroom Report)及暫存器狀態報告(Buffer Status Report)的方法，包含有：於一暫存器狀態報告之一觸發事件發生時，觸發該暫存器狀態報告，以回報該用戶端之一上鏈路傳輸暫存器的狀態至該無線通訊系統之一網路端；檢查該暫存器狀態報告所回報之該上鏈路傳輸暫存器的狀態是否為空值；於該暫存器狀態報告係用來回報空值時，檢查一功率餘量報告是否被觸發，並且檢查基於一優先順序之下，上鏈路資源是否足夠用來傳送該功率餘量報告；於該功率餘量報告已被觸發，但是上鏈路資源不足以傳送該功率餘量報告時，產生該功率餘量報告並以該功率餘量報告取代空值之該暫存器狀態報告，傳送至該網路端；以及於該功率餘量報告已被觸發，並且基於該優先順序得知上鏈路資源足夠傳送該功率餘量報告時，產生該暫存器狀態報告及該功率餘量報告，以及傳送該暫存器狀態報告及該功率餘量報告至該網路端。
如請求項1所述之方法，其中回報至該網路端之該功率餘量報告包含有一位元，用來指示該暫存器狀態報告是否回報空值。
如請求項1所述之方法，另包含有：於該功率餘量報告未被觸發時，產生該暫存器狀態報告，以回報空的上鏈路傳輸暫存器之狀態至該網路端。
如請求項1所述之方法，其中該優先順序指示該暫存器狀態報告優先於該功率餘量報告。
如請求項1所述之方法，其中該暫存器狀態報告及該功率餘量報告為媒體存取控制層控制元(MAC Control Element)。
一種用於一無線通訊系統之一通訊裝置，用來傳送功率餘量報告(Power Headroom Report)及暫存器狀態報告(Buffer Status Report)，該通訊裝置包含有：一暫存器狀態報告觸發單元，用來於一暫存器狀態報告之一觸發事件發生時，觸發該暫存器狀態報告，以回報該通訊裝置之一上鏈路傳輸暫存器的狀態至該無線通訊系統之一網路端；一第一檢查單元，用來檢查該暫存器狀態報告所回報之該上鏈路傳輸暫存器的狀態是否為空值；一第二檢查單元，用來於該暫存器狀態報告係用來回報空值時，檢查一功率餘量報告是否被觸發，並且檢查基於一優先順序之下，上鏈路資源是否足夠用來傳送該功率餘量報告；一功率餘量報告產生單元，用來於該功率餘量報告已被觸發，但是上鏈路資源不足以傳送該功率餘量報告時，產生該功率餘量報告，以取代空值之該暫存器狀態報告；一傳送單元，用來傳送該功率餘量報告傳送至該網路端；以及一暫存器狀態報告產生單元，其中於該功率餘量報告已被觸發並且該通訊裝置基於該優先順序得知上鏈路資源足夠傳送該功率餘量報告時，該暫存器狀態報告產生單元產生該暫存器狀態報告，同時該功率餘量報告產生單元產生該功率餘量報告，以及該傳送單元傳送該暫存器狀態報告及該功率餘量報告至該網路端。
如請求項6所述之通訊裝置，其中回報至該網路端之該功率餘量報告包含有一位元，用來指示該暫存器狀態報告是否回報空值。
如請求項6所述之通訊裝置，另包含有：一暫存器狀態報告產生單元，用來於該功率餘量報告未被觸發時，產生該暫存器狀態報告，以回報空的上鏈路傳輸暫存器之狀態至該網路端。
如請求項6所述之通訊裝置，其中該優先順序指示該暫存器狀態報告優先於該功率餘量報告。
如請求項6所述之通訊裝置，其中該暫存器狀態報告及該功率餘量報告為媒體存取控制層控制元(MAC Control Element)。