专利名称：在高速下行分组接入通信系统中处理数据的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种使用HSDPA(高速下行分组接入)方案的通信系统，更具体地讲，涉及一种用于在HSDPA(高速下行分组接入)通信系统中处理MAC-hs(介质访问控制-高速)PDU(协议数据单元)的设备和方法。
背景技术：
通常，HSDPA(高速下行分组接入)方案已发展为用于在W-CDMA通信系统中支持下行高速分组传输的HS-DSCH(高速-下行共享信道)、其关联的控制信道、以及用于HS-DSCH的装置、系统和方法。HARQ(混合自动重传请求)方案已被提议以支持该HSDPA方案。下面将参照图1描述在W-CDMA通信系统中使用的HARQ方案和详细的配置。
图1是示出传统的W-CDMA通信系统的方框图。参照图1，W-CDMA通信系统包括核心网络(CN)100、多个RNS(无线电网络子系统)110和120、以及UE(用户设备)130。第一RNS 110和第二RNS 120的每一个包括RNC(无线电网络控制器)和多个节点B。应该注意的是，为了说明方便，下文中将每个RNS称作RNC，将多个节点B称为小区。例如，RNS 110包括RNC 111和多个节点B 113和115。根据RNC的各种用途，RNC被分为服务RNC(SRNC)、漂移RNC(DRNC)和控制RNC(CRNC)。具体地讲，根据与单独的UE有关的功能，RNC被分为SRNC和DRNC。能够管理UE的信息并将数据发送到核心网络的特定的RNC是UE的SRNC。如果UE的数据经另一RNC而不是经SRNC被发送到SRNC，那么该RNC是UE的DRNC。CRNC指的是用于控制单独的节点B的RNC。例如，如图所示，如果RNC 111管理UE 130的信息，那么RNC 111是SRNC。如果UE 130移动到另一位置并因此使用RNC 112发送或接收UE 130的数据，那么RNC 112是DRNC。用于控制节点B 113的RNC 111是节点B 113的CRNC。
下面将描述HARQ方案，具体地讲，将描述n信道SAW-HARQ(n信道停止等待混合自动重传请求)方案。传统的ARQ(自动重传请求)方案使ACK(确认)信号和重传分组数据能够在UE和RNC(无线电网络控制器)之间交换。HARQ方案通常使用FEC(前向纠错)方法以提高ARQ方案的传输效率。HSDPA方案使ACK信号和重传分组数据能够在UE和RNC的MAC HS-DSCH之间交换。HSDPA使用N个逻辑信道，因此使用n信道SAWHARQ方法，即使没有ACK信号该n信道SAW HARQ方法也能够传输多个分组数据成分。SAW-ARQ(停止等待自动重传请求)方案仅在接收到与先前分组数据关联的ACK信号之后才发送下一分组数据，因此引起信道使用效率的恶化。由于没有与先前分组数据关联的ACK信号，因此n信道SAW-HARQ方案可在不同的信道上将多个分组数据单元连续发送到目的地，从而提高了信道的使用效率。更详细地说，假如在UE和节点B之间建立了N个信道，并且使用特定的时间或特定的信道编号将单独的N个信道彼此区别开来，那么接收分组数据的UE可识别在预定的时间哪些信道适合于发送接收的分组数据，可以以数据接收的顺序重构多个分组数据单元，或者可以以它们被接收的顺序组合相应的分组数据单元以执行必要的操作。
下面将参照图1描述n信道SAW-HARQ方案的操作。首先，在UE 130和节点B 113之间执行n信道SAW-HARQ方案，具体的讲，4信道SAW-HARQ方案。假设为四个信道中的每一信道分配了逻辑ID(标识符)。在UE 130和节点B 113之间的介质访问控制(MAC)层包括与单独的信道相应的HARQ处理器。节点B 113将信道ID“1”分配给用于初始数据传输的编码单元，并将该信道ID“1”发送到UE 130。在这种情况下，信道ID明确地被分配给编码单元。如果由于信道ID“1”，在编码单元中产生差错，那么UE 130通过节点B 113将与编码块关联的NACK(否定确认)信号发送到与信道ID“1”相应的HARQ处理器(即HARQ处理器1)。在这种情况下，节点B可不考虑与信道1的编码块关联的ACK到达信息，经指定的信道2发送后来的编码块。一旦从UE 130接收到信道1的编码块的NACK信号，节点B 113就经信道1重发相应的编码块。因此，UE 130识别，已经经信道1被发送的编码块使用该重发的编码块的信道ID被重发，并且UE 130将重传编码块发送到HARQ处理器1。接收到重传编码块的HARQ处理器1将预存储的初始传输编码块与所述重传编码块组合。n信道SAWHARQ方案以一对一的方式将信道ID连接到HARQ处理器，并且没有由于不得不等待ACK信号而延迟用户数据传输执行时间，可正确地使初始传输数据与重传数据匹配。
使用HSDPA方案的W-CDMA系统的等级结构还从MAC层请求HARQ功能，从而与请求的HARQ功能相应的新的等级结构从传统的等级结构，即不使用HSDPA方案的W-CDMA通信系统改变。为了支持HSDPA方案，在传统的W-CDMA通信系统中使用的MAC层结构中的单独的MAC-c/sh(介质访问控制-公共/共享)和MAC-d(介质访问控制-公共/改写)实体中，还实现了MAC-hs实体。
图2是示出在使用HSDPA方案的CDMA通信系统中使用的UE的MAC-hs层配置的示意图。参照图2，MAC-hs子层115适应作为基本功能的使用在能够支持HSDPA方案的HS-DSCH中的HARQ功能。当没有与从无线电信道接收的数据块(即分组数据)关联的差错时，MAC-hs子层115将ACK信号发送到节点B。如果存在与从无线电信道接收的数据块关联的差错，那么MAC-hs子层115产生NACK信号用于请求重传，并将该NACK信号发送到节点B。MAC-hs子层115从RRC接收预定的设置信息。
经HS-DSCH被发送到MAC-hs子层115的数据块被存储在包含在HARQ块中的许多HARQ处理器中的一个中。在这种情况下，包含在下行控制信号中的HARQ处理器ID指示出哪些HARQ处理器将存储该数据块。当在数据块中发生意外的差错时，已存储了该数据块的HARQ处理器将NACK信息发送到UTRAN，从而从UTRAN请求该数据块的重传。如果在数据块中没有差错，那么HARQ处理器将该数据块发送到重排块，并将ACK信息发送到UTRAN。每个优先级有多个重排块，该优先级与UTRAN的传输缓冲器相似。HARQ处理器按包含在数据块中的PCI(优先类标识符)将数据块发送到相应的重排块。重排块最重要的特性就是，重排块可支持数据的连续传输。基于TSN(传输序列号)，数据块被连续地发送到上层。如果相应数据块的先前数据块没有被接收，那么相应数据块首先被存储在缓冲器中，然后在所有的先前数据块都已被接收的情况下，相应数据块被发送到上层。典型地，由于多个HARQ处理同时运行，所以重排块非连续地接收数据块。要求重排缓冲器必须连续地将数据块发送到上层。具有某TSN的数据块被保持在重排缓冲器中，与少于所述保持在重排缓冲器中的数据块的TSN的TSN相应的至少一个数据块被忽略，从而当数据块不能被发送到上层时产生停驻现象。
在指示以硬件装置形式配置的HSDPA MAC-hs解码链的输出信号的MAC-hs PDU中没有CRC差错的情况下，相应的MAC-hs PDU以等于HS-DSCH TTI(2ms)的整数倍的预定的时间间隔被发送到上层MAC层。基于3GPP(第三代合作伙伴计划)版本5 TS 25.306规范，HS-PDSCH的分类级别越高，传输间隔越短。基于被称为“互最小TTI间隔”的新定义，以由“互最小TTI间隔(＝N)×HS-DSCH TTI(2ms)”所表示的预定的时间间隔接收的MAC-hs PDU被发送到上层MAC层。上层(MAC)必须以由“N×HS-DSCH TTI”表示的预定的时间间隔，例如每隔2ms，读取HSDPAMAC-hs层的输出数据。假如硬件不执行缓冲操作，典型地在控制器中运行的MAC层必须不可避免地以2ms的最大间隔读取MAC-hs PDU数值。然而，对于广泛用于UE的典型的OS(操作系统)来说，执行适合于每隔2ms执行预定的数据处理功能的中断处理操作是困难的。
发明内容
一种用于使用特定的原语发送在上层接收到的MAC PDU的、能够在传统的3GPP系统中提供HSDPA服务的改进的设备和方法必须被定义在标准通信规范中，该原语被称为在PHY和MAC之间定义的PHY-DATA-IND。
因此，本发明鉴于至少上述问题而完成，并且本发明的目的在于提供一种在HSDPA通信系统中基于释放定时器来提供更有效的存储器接口以防止产生N信道SAW协议的停驻现象的设备和方法。
根据本发明的一方面，通过一种用于在HSDPA(高速下行分组接入)通信系统中将经物理(PHY)层接收的至少一个PDU(协议数据单元)发送到MAC(介质访问控制)层的设备，可实现上述和其他目的，该设备包括HS-DSCH(高速下行共享信道)解码器，用于每隔第一周期对PDU解码并将解码的PDU存储在第一存储器中，在该第一周期期间从物理层接收PDU；第二存储器，用于存储包含PDU的位置和信息数量的控制表，并基于PDU的位置和数量信息执行重排队列操作；HSDPA(高速下行分组接入)控制器，用于从第一存储器读取PDU，将读取的PDU存储在第二存储器，在比第一周期长的第二周期期间监视第二存储器，并且每隔第二周期更新存储在第二存储器中的PDU的数量并将中断信号发送到重排队列分配器；和重排队列分配器，用于一旦从HSDPA控制器接收到中断信号就从包含在第二存储器中的控制表中读取PDU的位置和信息数量，并将存储在第二存储器中的PDU发送到上层。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在HSDPA(高速下行分组接入)通信系统中将经物理(PHY)层接收的至少一个PDU(协议数据单元)发送到MAC(介质访问控制)层的方法，包括步骤基于PDU的位置和信息数量，在第二存储器中执行重排队列操作以存储包含PDU的位置和信息数量的控制表；每隔第一周期对PDU解码，并将解码的PDU存储在第一存储器中，在所述第一周期期间从PHY层接收PDU；从第一存储器读取PDU，将读取的PDU存储在第二存储器中，在比第一周期长的第二周期期间监视第二存储器，并且每隔第二周期更新存储在第二存储器中的PDU的信息数量并将中断信号发送到重排队列分配器；和根据中断信号更新控制表中的PDU的位置和信息数量，并将存储在第二存储器中的PDU发送到上层。
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特点和其他优点将会变得更加清楚，其中图1是示出传统的UMTS通信系统的方框图；图2是示出在使用HSDPA方案的CDMA通信系统中使用的UE的MAC-hs层配置的示意图；图3是示出根据本发明优选实施例的用于处理PDU(协议数据单元)的装置的方框图；图4是示出根据本发明优选实施例的使用HS-DSCH解码器处理PDU的方法的流程图；图5是示出根据本发明优选实施例的使用HSDPA控制器处理PDU的方法的流程图；和图6是示出根据本发明优选实施例的使用重排队列分配器处理PDU的方法的流程图。
具体实施例方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中，即使相同或相似的部件在不同的附图中被描述，它们也被表示为相同的标号。在下面的描述中，当其中结合的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题模糊时，该详细描述将被省略。
假如HSDPA MAC-hs解码链以硬件装置的形式被配置并可在预定的时间周期期间执行缓冲操作，那么作为上层的MAC层不需要以2ms的最大间隔读取MAC-hs PDU。由于所需门电路数量的增加，在通过在其本身的硬件块中增加内部空间或第一存储器来执行这样的缓冲操作方面，传统技术有困难，因此，这种实现方法通常不合要求。本发明包括外部或第二存储器以缓冲MAC-hs PDU而不执行内部缓冲操作，从而不需要增加门电路的数量。由于外部存储器的使用，因此相当大尺寸的存储器可适合于本发明以将MAC-hsPDU存储于此。MAC层每隔10ms同时处理接收的MAC-hs PDU，而不是每隔2ms处理这些MAC-hs PDU，从而减小了由频繁中断操作引起的不必要的负担。
下面将参照图3描述使用HSDPA通信系统更有效地处理高速数据的存储器接口。图3是示出根据本发明优选实施例的用于处理PDU(协议数据单元)的装置的方框图。
参照图3，PDU包括HS-DSCH解码单元300、内部存储器302、HSDPA控制块304、外部存储器306和重排队列分配块308。尽管优选实施例描述了内部存储器和外部存储器，但是本发明不局限于物理上位于PDU本身的内部和外部的存储器。在描述本发明之前，假设在本发明中互最小TTI间隔被确定为由“互最小TTI间隔＝1”表示的特定值1，还假设在接收的MAC-hs PDU中没有CRC差错，即最大的数据接收操作被执行，尽管在实施的系统中可能出现这样的差错。
HS-DSCH解码单元330每隔2ms将MAC-hs PDU输出到内部存储器302。HSDPA控制器304每隔2ms从数据被写入的内部存储器302读取MAC-hs PDU，并将读取的MAC-hs PDU拷贝到外部存储器306中。来自多个拷贝索引中的初始拷贝索引的信息以及在10ms的预定时间期间接收的MAC-hs PDU的数量被更新。HSDPA控制器304每隔10ms通知重排队列分配器308将由外部存储器306处理的MAC-hs PDU集合(即最大5个MAC-hsPDU集合)的出现。外部存储器306包括每个都具有预定大小(即最大MAC-hsPDU大小)的512项。此外，外部存储器306还包括包含在最近的10ms时间期间拷贝到外部存储器306中的初始MAC-hs PDU的位置和信息数量的控制表。一旦每隔10ms从HSDPA控制器304接收到信息消息，重排队列分配器308就基于包含在外部存储器306的控制表中的MAC-hs PDU位置和信息数量来更新用于执行重排队列操作的重排控制表的信息。在这种情况下，重排控制表的最大数量被设为8。拷贝在外部存储器306中的MAC-hs PDU在预定的1024ms(＝64×8×2)时间之内被处理，并被发送到高于RLC的上层。
下面，将参照图4至图6描述使用图3中显示的HS-DSCH解码单元300、HSDPA控制块304和重排队列分配器308处理数据的单独的方法。
下面将参照图4描述使用HS-DSCH解码单元300处理数据的方法。图4是示出根据本发明优选实施例的使用HS-DSCH解码器300处理PDU的方法的流程图。
在步骤400，HS-DSCH解码单元300保持等待模式，并在步骤402确定经HS-PDSCH是否接收到数据。在步骤402，如果确定经HS-PDSCH已接收到数据，那么在步骤404，HS-DSCH解码单元对数据解码，并在步骤406检查CRC。
在步骤406，如果确定没有CRC差错，那么在步骤408，HS-DSCH解码单元300确定正常数据接收被执行，将ACK信号发送到对方，并将解码的数据输出到内部存储器302。在步骤406，如果确定已发现了CRC差错，那么HS-DSCH解码单元300将NACK信号发送到对方以请求从对方重传，并根据HARQ类型信息将接收的数据存储在外部存储器306或者从外部存储器306中删除相同数据。
图5是示出根据本发明优选实施例的使用HSDPA控制器304处理PDU的方法的流程图。参照图5，在步骤500，HSDPA控制器304保持等待模式，并在步骤502确定最初解码的数据是否出现。在步骤502，如果确定最初解码的数据出现，那么在步骤504，HSDPA控制器304将存储在内部存储器302中的解码的数据移动到外部存储器306。HSDPA控制器304每隔10ms执行中断计数操作。在操作502，如果确定最初解码的数据没有出现，那么在步骤508，HSDPA控制器304将存储在内部存储器302中的解码的数据移动到外部存储器306。在步骤510，HSDPA控制器304确定10ms时间是否过去。在步骤510，如果确定10ms时间已过去，那么在步骤512，HSDPA控制器304向包含在MAC层中的重排队列分配器306发送由“PHY-HS-DATA-IND”表示的消息。换言之，HSDPA控制器304将存储在内部存储器302中的解码的数据移动到外部存储器306，从而可防止以2ms的最大间隔更新的内部存储器被重写。在步骤502，如果最初解码的数据出现，则HSDPA控制器304每隔10ms执行中断操作。HSDPA控制器304每隔10ms将消息“PHY-HS-DATA-IND”发送到MAC层的重排队列分配器308。
图6是示出根据本发明的优选实施例的使用重排队列分配器308来处理PDU的方法的流程图。
参照图6，一旦从HSDPA控制器304接收到消息“PHY-HS-DATA-IND”，重排队列分配器处理在最近的10ms期间新近存储在外部存储器306中的多个MAC-hs PDU，并更新重排控制表以执行最大8个重排队列功能。
如上所述，本发明使用外部或第二存储器以缓冲MAC-hs PDU的接收，从而可使作为上层的MAC层能够每隔10ms处理MAC-hs PDU。
从以上描述是明显的，由于本发明使外部存储器适用于缓冲多个MAC-hs PDU的接收，因此本发明不执行硬件缓冲操作，从而可防止门电路数量的增加。由于外部存储器的使用，本发明可使相当大尺寸的存储器适用于能够存储MAC-hs PDU。HSDPA控制器将接收的MAC-hs PDU拷贝到外部存储器，从而可同时执行由CPU(中央处理单元)操作的其他层的命令。另外，MAC层每隔10ms同时处理接收的MAC-hs PDU，而不必不得不每隔2ms处理MAC-hs PDU。本发明的实现减小了由频繁中断操作引起的不必要的负担。此外，由外部存储器缓冲的单独的MAC-hs PDU由于重排控制表处理结果而执行重排操作，并被共同使用在MAC和RLC层中，从而减少了在MAC和RLC层之间的不必要的拷贝-粘贴操作的数量。
尽管为了说明目的已公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种更改、添加和替换。
权利要求
1.一种用于在高速下行分组接入通信系统中将经物理层接收的至少一个协议数据单元发送到介质访问控制层的设备，包括高速下行共享信道解码器，用于每隔第一周期对协议数据单元解码并将解码的协议数据单元存储在第一存储器中，在该第一周期期间从物理层接收协议数据单元；第二存储器，用于存储包含协议数据单元的位置和数量信息的控制表，并基于协议数据单元的位置和数量信息执行重排队列操作；高速下行分组接入控制器，用于从第一存储器读取协议数据单元，将读取的协议数据单元存储在第二存储器中，在比第一周期长的第二周期期间监视第二存储器，并且每隔第二周期更新存储在第二存储器中的协议数据单元的数量并将中断信号发送到重排队列分配器；和重排队列分配器，用于一旦从高速下行分组接入控制器接收到中断信号就从控制表中读取协议数据单元的位置和数量信息，并将存储在第二存储器中的协议数据单元发送到上层。
2.如权利要求1所述的设备，其中，第二周期是10ms以及10ms的整数倍中的一个。
3.如权利要求1所述的设备，其中，如果出现最初解码的协议数据单元，则高速下行分组接入控制器将存储在第一存储器中的解码的协议数据单元移动到第二存储器。
4.如权利要求1所述的设备，其中，如果在将存储在第一存储器中的解码的协议数据单元发送到第二存储器时第二周期到来，那么高速下行分组接入控制器发送用于通知上层的重排队列分配器第二周期的到来的原语信息。
5.如权利要求4所述的设备，其中，重排队列分配器从高速下行分组接入控制器接收所述原语信息，确定在最近的第二周期期间哪些协议数据单元被新添加到第二存储器，并更新控制表以执行重排队列功能。
6.一种用于在高速下行分组接入通信系统中将经物理层接收的至少一个协议数据单元发送到介质访问控制层的方法，包括以下步骤a)在第二存储器中执行重排队列操作以存储包含协议数据单元的位置和数量信息的控制表，重排队列操作基于所述协议数据单元的位置和数量信息；b)每隔第一周期对协议数据单元解码，并将解码的协议数据单元存储在第一存储器中，在所述第一周期期间从物理层接收协议数据单元；c)从第一存储器读取协议数据单元，将读取的协议数据单元存储在第二存储器中，在比第一周期长的第二周期期间监视第二存储器，并每隔第二周期更新存储在第二存储器中的协议数据单元的数量并将中断信号发送到重排队列分配器；和d)根据该中断信号更新控制表中的协议数据单元的位置和数量信息，并将存储在第二存储器中的协议数据单元发送到上层。
7.如权利要求6所述的方法，其中，第二周期是10ms以及10ms的整数倍中的一个。
8.如权利要求6所述的方法，其中，步骤(b)包括步骤b1)如果最初解码的协议数据单元出现，则将存储在第一存储器中的协议数据单元移动到第二存储器，并对第二周期计时。
9.如权利要求8所述的方法，还包括步骤e)如果在将存储在第一存储器中的协议数据单元发送到第二存储器时第二周期建立，那么发送用于通知上层第二周期的到来的原语信息。
10.如权利要求9所述的方法，其中，原语信息由PHY-HS-DATA-IND表示。
11.如权利要求6所述的方法，其中，步骤(c)包括步骤c1)一旦接收到原语信息，就确定在最近的第二周期期间哪些协议数据单元被新添加到第二存储器，并更新控制表以执行重排队列功能。
全文摘要
公开了一种用于在HSDPA通信系统中处理MAC－hs PDU的方法，包括HS－DSCH解码器，用于每隔第一周期对PDU解码并将该PDU存储在第一存储器中；第二存储器，用于存储包含所述PDU的位置和数量信息的控制表，并基于位置和数量信息执行重排队列操作；HSDPA控制器，用于读取PDU，将读取的PDU存储在第二存储器，在第二周期期间监视第二存储器，并每隔第二周期更新存储在第二存储器中的PDU的数量，并将中断信号发送到重排队列分配器；和重排队列分配器，用于一旦从HSDPA控制器接收到中断信号就读取PDU的位置和数量信息，并将PDU发送到上层。
文档编号H04L12/56GK1765086SQ200480007822
公开日2006年4月26日 申请日期2004年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者李冈奎, 朴晟旭, 蔡尚勋, 吴镇泳 申请人:三星电子株式会社