支持数据预处理的用户设备和方法与流程

根据35u.s.c.§119(e)，本发明要求如下优先权：编号为62/544100，申请日为2017年8月11日，名称为“bsrfor5gnrpreprocessing”的美国专利申请；编号为62/523344，申请日为2017年6月22日，名称为“userequipmentandmethodtosupportdatapreprocessing”的美国专利申请；编号为62/520786，申请日为2017年6月16日，名称为“userequipmentandmethodtosupportdatapreprocessing”的美国专利申请。上述美国专利申请在此一并作为参考。

背景技术：

本发明涉及移动通信中的方法与装置。特别地，本发明涉及缓冲区状态报告(bufferstatusreport，bsr)的生成和传输。

以下是可在说明书和/或附图中找到的缩写列表。

5gnb5g基站

5gran5g无线接入网

ack确认字符

arq自动重传请求

as接入层

bler误块率

bsr缓冲区状态报告

ce控制元件

cqi信道质量指示符

dc双连接

dl下行链路

d-sack重复选择性确认

enb节点b(lte基站)

en-dclte和nr双连接

gnbgnodeb(5g基站)

harq混合自动重传请求

ip互联网协议

l2第2层(数据链路层)

lcg逻辑信道组

lte长期演进

mac介质访问控制

nas非接入层

nr新无线电(5g)

nsa非独立组网

nw网络

pdcp分组数据汇聚协议

pdu协议数据单元

phy物理层

ran无线接入网

rlc无线链路控制

rlf无线链路失败

rlm无线链路监控

rs参考信号

sdap服务数据适应协议

sdu服务数据单元

tb传输块

tcp传输控制协议

tti时间传输间隔

ue用户设备

ul上行链路

在移动通信系统中，例如移动通信装置的ue可以与网络元件建立链接，其中，该网络元件可例如为被称作用于lte的enb或用于5g的gnb的蜂窝基站。ue通过发送或接收语音和/或数据信号与网络元件进行通信。

ue通常包含用户平面协议栈，该用户平面协议栈具有从上层协议层到下层协议层的多个协议层，例如pdcp、rlc和mac。在从ue到网络元件的上行链路传输期间，ue内的数据从上层协议层流向下层协议层。通常来讲，来自/去往高协议层的数据实体称为服务数据单元(sdu)，去往/来自低协议层的相应实体称为协议数据单元(pdu)。图1描述了ue的用户平面协议栈中的示例性数据流的示意图，其中，ue作为使用lte技术的移动通信系统的一部分。在上行链路传输期间，pdcp以pdcpsdu的形式处理从高协议层(在图1中示为ip层)接收的数据，如执行加密和/或报头压缩。然后，pdcp生成并添加携带解密信息的pdcp报头。pdcp以pdcppdu的形式输出，并转发给rlc。rlc接收来自pdcp的输出rlcsdu，并执行rlcsdu的级联和/或分段并添加rlc报头。rlcpdu被转发到mac层，mac层复用多个rlcpdu并附加mac报头以形成用于由ue在物理层中传输的传输块。在每个pdcp、rlc和mac层中，处理的数据都是包含在该层中生成的报头的相应pdu。

在lte中，当存在可用于传输到网络元件的数据时，ue可以执行缓冲区状态报告进程以提供有关ue内在ul缓冲区中传输的可用数据量的信息。缓冲区状态报告(bsr)可由ue生成并且被发送到蜂窝基站enb以提供此类信息。在lte中，根据如3gppts36.322v14.0.0和ts36.323v14.1.0，可用于传输的数据的计算包括rlc层和pdcp层中的已处理和未处理的数据。

当ue向enb发送传输请求时，enb可与上行链路(ul)授权进行响应，从而授权enb的传输。ul授权提供信息(例如，用于ue分配的多个资源)，以在特定传输时间发送所请求的数据。

技术实现要素：

根据一些实施例，本发明提供一种用户设备在移动通信系统中发送数据的方法。该方法包括：基于处理数据量确定第一值，其中，该处理数据包括具有分组数据汇聚协议(pdcp)报头的至少一个协议数据单元(pdu)；生成包含该第一值的缓冲区状态报告(bsr)；以及将该bsr传输到网络元件。

根据一些实施例，本发明提出一种在移动通信系统中发送数据的移动通信装置。该移动通信装置包含至少一个处理器和至少一个具有指令的存储器，在处理器执行该指令期间，该指令使移动通信装置执行用于通过移动通信装置向网络元件发送数据的方法。该方法包括：基于处理数据量确定第一值，其中，该处理数据包括具有分组数据汇聚协议(pdcp)报头的至少一个协议数据单元(pdu)；生成包含该第一值的缓冲区状态报告(bsr)；以及将该bsr传输到网络元件。

根据一些实施例，本发明提供一种用户设备在移动通信系统中发送数据的方法。该方法包括从网络元件接收用于发送第一数量的数据的上行链路(ul)授权；确定预处理数据的第二数量是否小于第一数量。该方法还包括当确定第二数量小于第一数量时，随着预处理数据发送填充位，以及发送未处理数据可用于传输到网络元件的指示。

附图说明

将参考以下附图描述各个方面和实施例。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的数字表示。为清楚起见，并非每个组件都会在图中标记。

图1是ue的用户平面协议栈中的示例性数据流的示意图，其中，ue作为使用lte技术的移动通信系统的一部分；

图2是与5gnr中的gnb通信的ue的用户平面协议架构中的示例性数据流200的示意图；

图3是根据本发明实施例描述的移动通信系统300的示意图；

图4a是根据本发明实施例描述的用于在移动通信系统中发送数据的方法400的流程图；

图4b是根据本发明实施例描述的用于在移动通信系统中发送数据的方法500的流程图；

图5a是根据本发明实施例描述的示例性短格式bsr600的示意图；

图5b是根据本发明实施例描述的示例性长格式bsr700的示意图；

图6是缓冲区大小级别索引和缓冲区字节大小之间的查找表；

图7是描述了具有偏移的双连接场景中的预处理的示意图；

图8是根据本发明实施例描述的用于在移动通信系统中发送数据的方法800的流程图。

具体实施方式

本发明公开了一种支持移动通信系统中数据预处理的方法和移动通信装置，具体来说，公开了一种如在使用5gnr技术时报告指示预处理数据的缓冲区状态的方法和移动通信装置。

与lte相比，5gnr有望提供更高的数据速率和更低的延迟。因此，为了ue在用户平面协议栈中将来自较高层中的sdu的数据处理为用于较低层的pdu数据，相比于lte，可以预期在5gnr中接收ul授权的时间与数据传输时间之间的间隔会明显缩短。在高数据传输速率的情况下，ue可能没有足够的处理时间来准备处理数据，以在传输时间之前填充ul授权的完整分配数据量，并且将浪费无线电资源。发明人已经意识到并且承认需要简化nr中的l2协议功能以缩短用户平面协议层内的处理时间。缩短处理时间的一种方法是在接收ul授权之前，启用可用于传输的部分或全部数据的预处理。

图2是与5gnr中的gnb通信的ue的用户平面协议架构中的示例性数据流200的示意图。如图2所示，ue的用户平面协议包括子层sdap、pdcp、rlc和mac，其中“h”表示每层中处理的pdu的pdcp报头202、rlc报头204、mac报头206和mac子报头208。例如，pdcppdu212可以是具有pdcp报头202的处理数据。rlcpdu214可以是具有rlc报头204以及从上面的pdcp层接收的rlcsdu的pdcp报头的处理数据。macpdu216可以是具有mac报头206以及从上面的rlc层接收的macsdu的rlc报头与pdcp报头的处理数据。macpdu216还可以具有一个或多个mac子报头208。

参照图2，通过将来自rbx的两个rlcpdu214和来自rby的一个rlcpdu215级联，mac生成macpdu216作为传输块。来自rbx的两个rlcpdu214的每一个对应于一个ip分组(n和n+1)，以及来自rby的rlcpdu215是ip分组(m)的一部分。发明人已经意识到，在ue接收ul授权之前，可以针对协议栈的所有层(从pdcp到mac)启用预处理。根据本发明的一方面，为了缩短用户平面协议层内的处理时间，ue可以执行预处理以生成预处理数据，其中，该预处理数据至少包括一个具有pdcp报头的pdu，或一个具有pdcp报头和rlc报头的pdu，或一个具有pdcp报头、rlc报头和mac报头的pdu。对于5gnr来说，若如图2所示将级联从rlc层移除，ue必须为每个ip(或更高层)分组生成mac、rlc和pdcp报头。在5gnr的示例中，预处理数据指的是处理macpdu集合，其中，在处理macpdu中已经生成了pdcp、rlc与mac报头。

发明人已经意识到，当nr依靠预处理来应对ul授权接收和传输之间的明显缩短的处理时间时，ue无法在发送bsr以及接收ul授权的时间内，对pdcp层上可用的所有分组进行预处理。在一种情况下，当实际上突发讯务时，ue可能无法在一段时间内均匀地分散预处理负载并且无法及时预处理这样的突发分组。在另一种情况下，由于处理负载与多个分组有关，因此当ul讯务由大部分小型分组组成时，ue处理要求会变得具有挑战性。由于ue在nr中为每个pdcpsdu添加rlc和mac报头，因此处理负载是生成的pdcppdu的数量的函数。因此，当ul讯务由大部分小型分组、大量的pdcpsdu及相应的大量的rlc和mac报头组成以需要ue预处理时，这将对ue的处理能力提出挑战。

当ue例如通过在bsr中报告包含处理数据和未处理数据的数据总量，指示全缓冲区bsr时，由于未预处理的数据无法及时传输，gnb可能会过度调度无线电资源。在nr的情况下，ue可能只完成了可用于传输的部分数据的预处理。如果gnb提供了与所请求的bsr相等的授权，那么ue可能无法及时处理报头(对于未处理数据)，以满足上行链路传输的最后期限。通过填充ul授权，ue不仅浪费无线电资源，而且可能向gnb发送缓冲区为空的错误信号。

根据本发明的一方面，发明人已经意识到并承认，为了避免过度分配，ue可被配置为基于在bsr中可用于传输的预处理数据量来确定第一值。在一个实施例中，预处理数据量是包含一组已经生成pdcp、rlc和mac报头的pdu的处理数据的数量。根据本发明的另一方面，仅报告预处理数据量可能导致在实际传输瞬间可用于传输的数据报告不足。由于接收到bsr的时间和ue需要传输的时间之间存在一定的延迟，因此在这段时间内，希望ue将能够预处理额外的数据。在一些实施例中，ue可用来估计第一时间可用的预处理数据的数量，然后发送包含预处理数据量估计值的bsr到gnb。例如，第一时间可以是数据首次可由ue进行传输的时间。

图3是根据本发明实施例描述的移动通信系统300的示意图。在图3中，根据一些实施例，移动通信系统300包括ue100和网络元件110及二者之间的连接120。ue100可以是包含一个或多个处理器102和一个或多个存储器104的移动通信装置。至少存在一个存储器104用来存储由至少一个处理器102执行的指令或代码，如本发明所述，使得ue100执行用于与网络元件110发送或接收信号的方法。至少存在一个存储器104还被配置为存储要发送到网络元件或从网络元件接收的数据。网络元件110可以是gnb或enb。尽管仅描述了一个网络元件110与ue100连接，但是应当理解的是，本发明的各方面不限于单个连接场景，并且还适用于其他场景，例如与enb和gnb的任意组合的双连接或多连接。

图4a是根据本发明实施例描述的在移动通信系统中发送数据的方法400的流程图。如图4a所示，在步骤402中，方法400包括基于处理数据量确定第一值，其中，该处理数据至少包括具有pdcp报头的一个pdu。在一些实施例中，包括具有pdcp报头的至少一个pdu的处理数据量是ue中的预处理数据量。应当认识到，任何可用于计算用户平面中数据量的合适方法可以用来计算预处理数据量并且基于该计算量来确定该值。在步骤404，方法400包括生成包含第一值的bsr。可选地，在步骤406，方法400还包括基于ue中可用于传输的数据的总量来确定第二值，其中，bsr包含第二值，从而使得bsr可向网络元件指示预处理数据量和可用数据的总量。在步骤408，方法400包含将bsr传输到网络元件。

图4b是根据本发明实施例描述的在移动通信系统中发送数据的方法500的流程图。方法500与图4a中所示的方法400在许多方面相似，并且将相似步骤标示相同的参考编号。方法500与方法500的不同之处在于，在步骤501，方法500包括第一时间确定处理数据的估计量。在步骤502，方法500包括根据估计的处理数据量确定第一值，其中，该处理数据包括带有pdcp报头的至少一个pdu。

根据本发明的一方面，配置ue通过将bsr传输到gnb以指示可用于传输的数据总量以及预处理的数据量。利用“详细的”bsr，gnb可以更好地了解ue的缓冲区状态，并可以相应地调度ul授权。

图5a是根据本发明实施例描述的示例性短格式bsr600的示意图。短格式bsr600包括3位lcgid字段、用来指示总缓冲区大小的6位字段以及另一个用来指示预处理缓冲区大小的6位字段。应当理解的是，bsr600中的八位字节数和每个字段的位长仅用于说明目的，本发明不限于这些值。在一些实施例中，基于总缓冲区大小或预处理缓冲区大小的值的位长可以是3、4、5、6、7、8、至少5、至少6或者bsr中任何用于传输的其他合适的位长。根据本发明的一方面，预处理的缓冲区大小字段包括基于处理数据量的第一值，总缓冲区大小字段包括基于ue中可用于传输的数据总量的第二值。

图5b是根据本发明实施例描述的示例性长格式bsr700的示意图。长格式bsr700可用于指示多个逻辑信道的缓冲区大小。如图5b所示，bsr700包括八位字节2(oct2)中指示lcgid0的总缓冲区大小的八位字段，和八位字节3(oct3)中指示lcgid0的预处理缓冲区大小的八位字段。bsr700还包括八位字节3(oct3)中指示lcgid1的总缓冲区大小的八位字段，和八位字节4(oct4)中指示lcgid1的预处理缓冲区大小的八位字段。bsr700还包括八位字节6(oct6)中指示lcgid2的总缓冲区大小的八位字段，和八位字节7(oct7)中指示lcgid2的预处理缓冲区大小的八位字段。应当理解的是，bsr700中的lcgid的数量、八位字节的数量和每个字段的位长仅用于说明目的，本发明不限于这些值。在一些实施例中，基于总缓冲区大小或预处理缓冲区大小的值的位长可以是3、4、5、6、7、8、至少5、至少6或者bsr中任何用于传输的其他合适的位长。根据本发明的一方面，每个预处理缓冲区大小字段包括基于给出逻辑信道的处理数据量的第一值，并且每个总缓冲区大小字段包括基于ue中可用于传输的数据总量的第二值。

再次参考图5a，应当理解的是，可以将任何合适的方式用于存储在“预处理缓冲区大小”字段中的值以指示预处理的数据量。该值可以是预处理数据量的直接数值表示。在一些实施例中，根据图6所示的查找表的非限制示例，可以使用映射索引，使“预处理缓冲区大小”字段中的值是基于预处理数据量的字节大小的索引。

根据本发明的其他方面，可以进一步增强附加bsr，使gnb能够更好地预测由ue处理的数据量。在本发明的一方面，ue可以报告其在每个tti能预处理的数据量。gnb调度器可以使用此信息来决定提供多少ul授权。在本发明的另一方面，ue可以报告其在n+t1处理的数据，其中n对应于bsr发送时的子帧，t1是某种预先配置的时间段(例如，1毫秒或2毫秒)。基于这些信息，gnb可以估计ue的每个tti的处理能力，并相应地进行调度。在本发明的另一方面，ue可以报告预期完成未处理数据的预处理的时间(n+t2)。

本发明的方面涉及用于双连接或多连接场景的bsr增强。在ul分离承载场景中，当数据低于阈值时，可以采用如上所述的单连接的类似解决方案。根据一方面，当数据高于dc的阈值时，ue可以具有针对每个链路的相同数据不同地预处理的两个版本。当在一个链路上已经发送sdu时，可以移除用于另一链路的sdu的预处理版本，并且不再在那里发送(除非配置了分组复制)。应当认识到，该解决方案可在传输期间产生rlcsn间隙，这将延迟接收端的分组接收。通过在nrrlc中添加pdu丢弃函数，可以进一步改善这一点。在检测到触发pdu丢弃的事件时(如检测到上述示例中已在另一链路中成功发送了sdu)，rlc发送器应该可以向rlc接收器指示这样的丢弃信息，如在下一次发送pdu的rlc报头中或通过特定的rlc消息。在收到丢弃信息后，rlc接收器应将这些pdu视为已接收且不再等待它们。此实施例可以在等待不会到达的pdu的方面节省rlc接收器的较大延迟。

在dc的备选实施例中，ue开始针对每个链路顺序地从ul缓冲区中的不同点预处理数据。第一链路开始从ul缓冲区的原点(数据首先进入)预处理数据并跳转到偏移量(如off1)以进行下一个预处理操作。第二链路最初从ul缓冲区的偏移(如off2，可能与off1不同)开始预处理数据，并且跳过另一个偏移(如off3，可能与off1或off2不同)以进行下一个预处理操作。图7是描述了具有偏移的双连接场景中的预处理的示意图。

本发明的另一方面，涉及一种由ue提供填充位的方法以向gnb提供ue无法及时处理报头以满足收到的ul授权中指示的上行链路传输截止时间的通知。应该认识到，ue会因填充ul授权浪费无线电资源。ue还可能因发送其缓冲区为空的(错误)信号混淆gnb调度器。为了缓解这些问题，可以允许ue提供填充的原因。ue可以明确地指出，填充是为了响应不能及时处理的报头，而不是其缓冲区为空。根据一方面，不同的逻辑信道id可用于不同目的的填充bsr。ue可以根据填充原因在mac子报头中选择lcid。如果填充bsr的原因是由于ue无法及时处理数据，则ue应使用与用于正常填充不同的lcid。

图8是根据本发明实施例描述的在移动通信系统中发送数据的方法800的流程图。如图8所示，在步骤802中，方法800包括从网络元件接收用于发送第一数量的数据的ul授权。在步骤804，方法800包括确定预处理数据的第二数量。在步骤806，方法800包括比较第二数量与第一数量。如果比较结果是正值，则该方法前进到步骤808，步骤808包括随着预处理数据发送填充位，以及发送未处理数据可用于传输到网络元件的指示。

因此，已经描述了本发明的至少一个实施例的若干方面，可以理解的是，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。

例如，虽然在上述讨论中使用了在5gnr技术背景下可传输数据的预处理，但本发明的各方面不仅限于5gnr，还可以应用于在lte等其他技术下运行的移动通信系统。在lte中的一个非限制性示例中，可以由ue生成并发送bsr，以指示处理具有pdcp报头的pdu的数量。bsr还包含由ue重新传输的一组rlcpdu的数量。在lte中的另一示例中，配置ue估计处理数据的数量，其中，该处理数据的pdcp报头在最早可能发送的时间形成，并且bsr用来指示该数据的估计数量。

在不脱离本发明的精神和范围内，这些改变、修改和改进皆属于本发明的涵盖范围。此外，尽管指出了本发明的优点，但应该理解的是，并非本文描述的技术的每个实施例都包括所述的每个优点。一些实施例可以不实现在此描述为有利的任何特征。因此，前面的描述和附图仅是示例性的。

本发明的各方面可单独使用、组合使用或在上述实施例中未详尽描述的各种布置中使用，因此，其应用不限于在上文所述或在附图中示出的部件的细节和布置。例如，一个实施例中描述的各方面可以以任何方式与其他实施例中描述的各方面组合。

此外，本发明还可以作为提供了示例的一种方法加以体现。各步骤作为方法的一部分可按照合适的顺序执行。因此，可构造实施例，其中各步骤的执行顺序不同于图示，即使在图示中显示为顺序步骤，也可能包括同时执行这些步骤。

在不脱离本发明的精神和范围内，这些改变、修改和改进皆属于本发明的涵盖范围。此外，尽管指出了本发明的优点，但应该理解的是，并非本文描述的技术的每个实施例都包括所述的每个优点。一些实施例可以不实现在此描述为有利的任何特征。因此，前面的描述和附图仅是示例性的。

像“第一”、“第二”、“第三”等在权利要求书中修饰元件的序词并不意味着自身具有任何优先权、优先级或者一个元件的等级高于另一个元件或者方法执行的时间顺序，而仅仅作为标号用于区分一个具有确切名称的元件与具有相同名称(除了修饰序词)的另一元件。

此外，这里使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本发明中“包括”、“包含”、“具有”或“涉及”及其变化形式的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。