专利名称：下行传输同步化方法及无线存取网络中数据缓冲大小决定方法
技术领域：
本发明是关于无线通讯的下行数据传输同步对策，尤其是关于无线存取网络中的下行数据传输同步及数据缓冲大小的算法。
背景技术：
无线连结传输是一种同步传输。经由帧偏移(frame offset)的使用，服务的无线网络控制器(S-RC)建立和广播频道(BCH)相关的被传输数据用的一时间线，此时间线被当成时间参考使用。连接的帧数(CFN)并未在空气接口上被传输。相反地，借着使用L1帧计数器及一帧偏移，其藉由L1(空气接口)被对应至系统帧数(SFN)。此SFN由L1在BCH中被广播。数据帧在一特定CFN上的传输用的时间上在L1上必须是存在的。这需要每一网络点与其间之数据路径上之传输连结的正确以及协调的时间。希望提供一种系统及方法可用以处理下行数据传输及用以适当决定与传输同步相关的数据缓冲器的大小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线存取网络(RNC)中，尤其是，通用行动电讯系统(UMTS)中之无线存取网络，下行数据传输同步及相关缓冲器大小的方法。本发明也可适用于其它传输系统。本发明处理紧凑的抵达时间(tight ofarrival，下简称TOA)，紧凑的缓冲器大小，经由时间调整之下行数据传输时间之微调等参数，以及使用服务品质(QoS)输入的无线存取网络帧数(RFN)/连结帧数(CFN)偏移调整的先进方法。
本发明提供下行数据传输同步用的简单及有效率的实施对策，避免QoS中之数据掉落及相关的退化。说明在传输乘载层(bearer)设定的CFN初始化以及后续时间调整处理，提供有效的TOA窗口参数设定，缓冲器设计规则，以及具有包围(wrap-around)限制的TOA计算实施。此外，提供一种使用QoS输入，TOA取样，传输乘载层多任务以及处理容量多任务信息之RFN/CFN偏移调整用之先进方法。包含使用时间对齐程序之RFN/CFN偏移之微调。
一种无线通讯系统中传输数据帧的方法，藉由产生一抵达时间(TOA)窗口而开始，包括一窗口起始(WS)及一窗口终点(W)。决定在空气中传输的数据帧的TOA，且依据数据帧相对于TOA窗口之抵达时间而采取其它行动。此帧数据(1)如果此TOA在WS之前则此数据帧被缓冲，(2)如果此TOA在TOA窗口之内则此数据帧被传输，(3)如果此TOA在WE之后则此数据帧被丢弃。
一种无线通讯系统中调整数据帧传输时间的方法，藉由接收包含该数据帧的一抵达时间(TOA)值的一时间调整控制帧而开始，基于该TOA值计算一偏移值，获得该数据帧的一目标连结帧数(CFN)，施加该偏移值至该目标CFN以获得一调整的CFN，该数据帧在对应该调整的CFN的时间被传输。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1是从一无线网络控制器(RNC)至一无线传输/接收单元(WTRU)的下行传输时间线；图2是表示抵达时间(TOA)窗口以及相关参数的图式；图3是计算TOA的方法的流程图；图4是计算TOA的另一方法的流程图；图5A及5B是计算一初始CFN值的方法流程图；以及图6是计算RFN/CFN偏移调整用的方法的流程图；以及图7是调整媒体存取控制(MAC)用的RNC中的目标CFN值的方法的流程图。
具体实施例方式
以下，无线传输/接收单元(WTRU)包括，但不限于使用者设备，行动站，固定或行动用户单元，呼叫器，或能够在无线环境中操作的任何其它型态的装置，当参照下文时，基地台包括但不限于，点B，位置控制器，存取点，或能够在无线环境中操作得任何其它型态的接口装置，要说明的是，说明书中所提供的数字范围及数值是用以例示之用，且本发明的概念均等适用于其它数字范围及数值。
图1是从RNC至WTRU的下行(downlink，DL)传输时间图。
1.RNC内部处理延迟，其从时间调整方面而言，包括帧协议(FP)以及此RNC中在FP之下的其它数据路径上的RNC次层。此处理延迟定义假设MAC协议数据单元(PDU)被准备且已准备被传输至FP入口。因此，在被考虑的传输频道(或是协调的传输频道，如果仅有专用频道(DCHs)的话)之传输时间区间(TTI)边界上，假设MAC流程已经开始且已经执行编码合成用的传输格式结合指针(TFCI)选择，于其中使传输频道被多路传输(multiplex)。此外，MAC已经从无线连结控制(RLC)缓冲器要求数据且此数据已经可被MAC使用。
2.Iur/Iub延迟，其代表Iur/Iub接口上之帧的传播时间。
3.节点B处理延迟，TprocB，其包括FP处理队列，多余检查(CRC)计算(标头及DCHs用之选择性的酬载(payload))以及路由处理之帧的等待时间。
4.节点B-单元接口延迟，其代表单元与节点B之间的帧的传播时间。
5.单元处理延迟，TprocC，其代表单元上整体的处理时间，包括下降至LI处理器之单元处理之间的数据传输。
时间调整的需求来自整体DL延迟中存在变着化(抖动(jitter))的事实。时间调整被用以调整RNC传输时间，因此每一数据帧在于空气接口上传输的时间存在于L1上。由于延迟的不同来源，帧需要于一特定时间内在每一处理阶段上抵达，以便在传输时间内存在于L1上。
太晚抵达的帧将被单元或节点B舍弃，因此降低QoS。太早抵达的帧将被缓冲保存。在后者的情况中，如果缓冲器中没有空间，亦即在溢位(overflow)情况，帧也可能被舍弃。抖动数值(尤其是在Iur/Iub接口上)，且因此DL传输延迟，可被视为具有特定机率分布之随机变量。Iur/Iub接口上之抖动在某种程度上依据所使用之数据链路技术而定；例如，异步传输模式(ATM)技术很可能具有比以太网络技术多的抖动。
抵达时间(TOA)是测量抖动的一个随机变量。一控制窗口可以特定的信心水平被设计在想要的帧抵达时间附近。此窗口，称为一TOA窗口，之特性由二端点形成，TOA窗口起始(TOAWS)及TOA窗口终点(TOAWE)。TOAWS及TOAWE由RNC决定并于传输乘载层之重新构形期间被发出讯号给节点B。
这些定义被图标于图2。举例而言，假设选择99％信心水平做为一设计参数。以窗口的小心设计，99％的被传输数据帧将落入所希望的窗口中，留下1％的被传输数据帧具有被舍弃的可能性。此被舍弃帧之百分比可以TOAWE上之最后抵达时间(LTOA)边限(margin)的补偿效应以及较早帧之缓冲而被进一步降低。随后藉由执行时间调整而进行处理此趋势之校正。
虽然时间调整控制程序已在3GPP规格中指明，TOA窗口参数设计用之指导原则并不存在。没有TOA计算的指示(CFN连续播放考虑(wrap-aroundconsideration))或是应用于在RNC(MAC)之数据传输之调整的决定，当一时间调整控制帧从节点B而被接收时。
算法I.节点B帧协议位置及时间调整处理。
在3GPP，节点B-单元接口未被标准化，且假设节点B及单元二者实体上位于相同的硬件上。然而，一供应者可以选择一单元与节点B位于不同位置的架构且因此在不同件的硬件上。在此种情况中，在Iub接口之节点B-单元侧上，FP入口之位置可影响DL传输时间控制。FP入口用的二个可能的位置被检查，在节点B及单元上。
如果FP入口在节点B上被实施，TOA计算将不直接考虑节点B-单元接口延迟，尤其是在频道设立上。在此情况中，一种方式是设定具有额外边限(margin)之单元处理时间以计算节点B-单元接口延迟。此设计选择的缺点在于快速反应节点B-单元接口上之抖动以及在单元侧所产生之具有无法接受之服务延迟之较大的缓冲器的建立的困难度。此困难可以藉由执行类似在节点B-单元接口上之时间调整而被克服。在来自单元之时间调整控制帧之接收上，存在二种可能性(a)节点B传送时间调整控制帧至RNC；或(b)节点B自动改变将被使用于未来TOA计算之单元处理时间值之评估。
虽然选择(b)也将导致由节点B所产生之时间调整帧，从实施及性能的角度来看，以及时式(just-in-time)对策为依据之选择(a)比较清晰且需要维护的参数较少。同样以选择(a)，不需要在单元处理参数(TprocC)上加上一额外的边限，且因此，单元侧之缓冲器大小可藉由小的服务延迟而相当地小。如果SFN与BFN(节点B帧数)二者未互相锁定，存在着长期时脉漂移的可能性，这增加时间调整处理的困难，当此FP被实施于节点B上的时候。但是，如果单元被对应到具有限制的处理容量之硬件，则可能希望藉由实施在节点B上的FP处理而解除单元的负载。
如果FP入口在单元上实施，在Iur/Iub接口及节点B-单元接口二者上之延迟被结合且直接被列入TOA计算中的考虑。此处理时间评估严格地对并单元上的处理时间，其从时间调整的方面来看产生较佳的方法。同时，SFN直接可用且不需要具有从BFN至SFN之额外的转换步骤。
如此处所述，FP入口在节点B的控制下位于被集积于和单元相同之平台的节点B上，其中节点B与单元二者经由一高速总线在硬件准位上通讯，和二点经由类似插槽接口互相传输之结构相反。
II.抵达时间窗口及缓冲器大小设计考虑窗口大小的设计目标在于使FP帧在以下的时间抵达节点B1.当评估的Iur/Iub延迟在最大值时，不晚于参考时间(TOA＝0)。
2.当评估的Iur/Iub延迟在最小值时，不早于TOA＝TOAWS。
TOA，TOAWS及TOAWE的关系可参考图2。TOA及TOAWE具有不同的原点。TOAWE之原点是LTOA且从右至左计算，亦即，TOAWE总是一个正值。TOA的原点是TOAWE，且从TOAWE至左边被正值地计算而从TOAWE至右边被负值地计算。
对传输而言太晚的帧(TOA-TOAWE；如图2所示TOAWE与LTOA之间的交叉黑影线区域)将被视为缓冲之用，且将在包含于此帧标头内之目标CFN由RNC传输。此缓冲器大小大于或等于(TOAWS+TOAWE)/TTI，且以和TOAWS及TOAWE相同的单位被表示。
太晚到达之一帧(TOA＜-TOAEW；如图2所示至LTOA的右边)将被舍弃。
TOAEW被用以提供LTOA上之一额外的边限，因此晚到的帧依然可被处理。因此，TOAWE可被设定为有效的任意值。然而，从有效的时间调整处理角度而言，TOAWE应该被设定至小的数目(TTI的1或2倍)。如果TOAEW是一个大数值，则缓冲器大小也必须是大的。这可能导致一数据帧之大的缓冲器延迟，其将导致帧冲突(二不同的数据帧具有相同的目标CFN)以及最终的帧掉落，在目标CFN被向后调整以处理帧太早被接收的情况的方案中。
具有相同目标CFNs之之前传送的帧可能依然在节点B-单元侧缓冲器内等待，为在空气接口上传输用，造成冲突。
TOAWS值是RNC与节点B之间一预定信心准位之DL传输延迟之变化的测量。RNC与节点B之间的DL传输延迟可使用机率分布，例如正规分布(normaldistribution)而被形成模型。DL延迟值之样本可藉由使用点同步程序而被收集。为此目的，此点同步程序在一高优先权频道与一个一般流量频道上被执行。在高优先权频道上之点同步程序之执行被用以评估节点B时脉与RNC时脉之间的时间差异，就目前在二位置之帧数而言。时脉之间的差异是容易决定的，因为假设在高优先权频道上没有延迟。此被评估的时间差异随后被用以当成对于在一个一般流量频道(其具有延迟)上所收集之DL延迟统计之校正因子，以便偏移测量的时间差异成份。虽然此点同步程序在3GPP中有描述，其于时间调整及DL延迟评估之支持方面则留给供应者实施。
TOAWS可被设定为k×σ，其中k为依据想要的信心准位而定之一整数而σ为DL传输分布之标准偏移。因为TOA数值范围是{-1280MS，+1279.875MS}，加上TOAWS T_CFN/2＝1.28sec的限制是合理的。(或20.48秒，对实体频道(PCH))。此CFN范围是从0至255，亦即CFN周期延续256帧，每一帧是10ms宽。T_CFN是CFN周期长度，其为2560ms。
假设服务端点至端点延迟以及TOAWS与DL传输延迟强列相关，加上TOAWS＜α×ADJ的限制是合理的，其中ADJ代表Iub/Iur接口上于DL上的可接受延迟抖动，假设整体延迟对此型态的服务而言是可接受的，而α是{0，1}之间的系数。此延迟抖动是延迟内出现的变化，非延迟本身。由于系统中变化的流量准位，RNC与节点B之间的延迟不是固定的。此变化的延迟是使用TOA窗口的理由；如果延持不固定，此窗口将不被需要因为TOA的帧将总是为已知。
ADJ及α二者可以是可构形的参数，且机率分布(正规分布)的参数必须被选择，因此TOAWS＝(k×σ)＜(α×ADJ)。此设计的目的类似TOAWE在于TOAWS值应该被设定，因此缓冲器延迟是小的。尤其是对实时(real time，RT)服务而言，TOAWS可被设定为大于100ms。对习知的声音及视讯服务而言，较佳的端点对端点的延迟大约是150ms。
节点B-单元侧上的缓冲器应该大到足以维持所有TOAWE＜TOA TOAWS之数据帧。负的TOAEW数值将包含此窗口内的任何帧以及晚到的帧(亦即如图2所示任何TOAWS与LTOA之间的帧)。这产生如下的缓冲器大小 程序(1)在变化的TTI情况中，使用最小的TTI。较早抵达节点B之数据(TOA＞TOAWS)依然可被缓冲，但缓冲器的大小被设计为仅保持具有TOAWE＜TOA TOAWS的帧。关于施加于TOAWS上之较佳设计限制，缓冲器大小可被定义为 程序(2)在RT服务的情况中此边界可以是一个固定的边界，尤其是如果TOAWE被适当地选择，并可以藉由避免使用机率模型而提供设计利益。
III.TOA计算TOA被计算为节点B上之FP处理的一部份。ScheduleCFN是被包含于从RNC接收之帧中的CFN值，且CurrentCFN为对应从RCN接收之帧之抵达时间之CFN数目(相对于SFN计数器)。
定义以下的参数1.ScheduleSFN是数据应该于其上由L1在空气传输之SFN。
2.CurrentSFN为目前的SFN。
3.SFNtime为对应时间轴上表现在1/8ms单位之一预定CFN的时间。
4.CFNtime为对应时间轴上表现在1/8ms单位之一预定CFN的时间。
TOA值在Iub接口上以1/8ms分辨率被传输。TOA随后可被表示为一个整数(非PCH之16位以及PCH频道之20位)。其计算系使用以下的假设为基础TOAWS及TOAWE使用系基于它们在NBAP规格中的定义(TS 25.433，3GPPTechnical Specification Group Radio Access NetworkURTAN Iub InterfaceNBAP Signaling，Section 9.2.1.61 for TOAWS and section 9.2.1.60 forTOAWE)。TOAWE是相对于接收窗口之端点之一正的相对值，而TOAWE系相对于时间轴上之LTOA点之一正的相对值。
在传输乘载层设定或重新构形上，TOAWS及TOAWE在1/8ms单位中被储存于于一数据库中。
Tproc是单元上之处理时间与储存于1/8ms单位中之节点B-单元接口延迟之评估。
CurrentBFNtime，对应目前节点B帧数之时间，经由一API呼叫被接收至一定时器图书库并被表示于在1/8MS单元中。
CurrentSFNtime＝CurrentBFNtime+SFN_BFN_Offset。SFN_BFN_Offset为SFN与BFN之间的差异且在此范围内{-40959.875ms×8，...0，+40959.875ms×8}＝{-327679，...0，...+327679}在1/8ms单位分辨率中。
无线帧周期＝10ms×8＝80，在1/8ms单位中。
通常，TOA被定义为TOA＝(ScheduleTime-Tproc-TOAWE)-CurrentTime程序(3)在SFN参考中，TOA被表示为TOA＝(ScheduleSFNtime-Tproc-TOAWE)-CurrentSFNtime 程序(4)在CFN标记中，TOA也可被表示为TOA＝(ScheduleCFNtime-Tproc-TOAWE)-CurrentCFNtime 程序(5)
也就是TOA=(ScheduleCFN-CurrentCFN)×80-(CurrentSFNtime-]]> 程序(6)程序(3)-(6)不考虑被维持在{0，255)之间的CFN值的包围(wrap-around)效应。这些程序也不考虑TOA范围是{-1280ms，1279.875ms}的事实。这些限制藉由以下讨论的额外步骤被列入考虑。
为计算性能上的节省，程序(7)所示之品质 程序(7)应该仅被评估一次，且随后在CurrentCFN及TOA程序中被再次使用。CurrentCFN以下列的公式计算对于专用频道(DCH)及DL共享频道(DSCH) 程序(8)对前向存取频道(FACH)， 程序(9)对PCH， 程序(10)IV.具有CFN连续播放限制之TOA计算对于DCH，DSCH，或FACH而言，CFN位于{0，255}范围内，而TOA位于{-1280，1279.875ms}范围内，亦即{-10240，10239}在1/8ms单位范围内。
对于PCH而言，CFN位于{0，4095}范围内而TOA位于{-20480ms，+20479.875ms}，亦即{-163840，+163839}在1/8单位范围内。
CFN上之包围限制此可藉由简单的确保TOA在以上所述之范围内而被列入考虑。图3表示计算DCH，DSCH或FACH之TOA之方法300。方法300藉由取得CurrentBFNtime而开始(步骤302)。随后，CurrentSFNtime依据程序(11)而被计算CurrentSFNtime＝(CurrentBFNtime+SFN_BFN_Offset) 程序(11)SFN_BFN_Offset被表示在1/8ms单位中。同样在L1，SFN＝(BFN+SFN_BFN_Offset)的关系被用于SFN_BFN_Offset偏移的计算。
CurrentCFN依据程序(8)或(9)被计算(步骤306)。接着，TOA依据程序(6)被计算(步骤308)。
此TOA值随后被评估(步骤310)。如果TOA 10240，则TOA＝TOA＝TOA-20480(步骤312)。此方法随后回到步骤310以评估被调整的TOA值。如果TOA＜-10240(步骤310)，则TOA＝TOA+20480(步骤314)。此方法随后回到步骤310以评估被调整的TOA值。如果-10240 TOA 10239(步骤310)，则不对TOA值做任何改变(步骤316)且此方法结束(步骤318)。如果被计算的TOA值在预定的范围外则执行步骤312或314，并执行调整以尝试将TOA值带回此范围内。
以方法300之例，假设Tproc＝0ms；TOAWE＝0ms；帧偏移＝0；ScheduleCFN＝0；以及CurrrentSFNtime＝2550ms，亦即20400单元(在1/8ms内)。CurrentCFN＝floor(20400/80)mod 256＝255。基于这些值及预先的计算，TOA＝(0-255)×80-0-(0+0)＝-20400
因为TOA＜-10240，所以TOA＝-20400+20480＝+10ms。
图4表示计算PCH之TOA的方法400。方法400藉由取得CurrentBFNtime而开始(步骤402)。随后，CurrentSFNtime依据程序(12)而被计算CurrentSFNtime＝(CurrentBFNtime+SFN_BFN_Offset)×1/8 程序(12)CurrentCFN依据程序(8)或(9)被计算(步骤406)。接着，TOA依据程序(6)被计算(步骤408)。
此TOA值随后被评估(步骤410)。如果TOA 163840，则TOA＝TOA＝TOA-327680(步骤412)。此方法随后回到步骤410以评估被调整的TOA值。如果TOA＜-163840(步骤410)，则TOA＝TOA+327680(步骤414)。此方法随后回到步骤410以评估被调整的TOA值。如果-163840 TOA 163839(步骤410)，则不对TOA值做任何改变(步骤416)且此方法结束(步骤418)。如果被计算的TOA值在预定的范围外则执行步骤412或414，并执行调整以尝试将TOA值带回此范围内。
V.目标CFN初始化CFN初始化包括计算将被传输之第一传输区块集合(TBS)之目标CFN。CFN与由L2传送至L1之每一TBS相关(MAC)。传输频道同步程序被用以初始化此CFN，亦即一预定连结之第一TBS之传输时间。一旦一CFN被指派给一帧，该帧于该CFN上被传送，因此指派一CFN是重要的因此帧可以在传输之前被适当地处理。例如，如果目标CFN是80，在帧号码78传送帧可能导致缓冲而在帧号码82传送帧可能导致帧掉落。此传输频道同步程序也可被用以执行时间调整支持内之TOA取样。
第5A及5B图表示目标CFN初始化之方法500。方法500藉由设定一计数定时器而开始(步骤502)，其每10ms，亦即一无线帧之长度，作用一次。用以寻找一目标CFN值之一初始值N依据以下程序被设定(步骤504)
程序(13)随后一TOA_min之初始值被设定(步骤506)。依据3GPP规格，TOA系位于{-1280ms，...+1279.875ms}范围内。因此可设定一任意的绝对低的边界于TOA上成为TOA_min＝-2560×80，以1/8ms单位表示。TOA_min被设定因此将被执行的取样将允许最大TOA值的收集，其将大于TOA_min。不需要使CFN边界与RFN边界对齐；此目的在于使CFN边界与SFN边界对齐。
一DL同步控制帧被传输，以目标CFN等于在步骤504获得的N(步骤508)。为执行此取样，其被执行以获得目标CFN用之较佳的评估，该DL同步控制帧被传送一预定次数(n)，每次具有一不同的目标CFN值。在一例示的实施例中，n的默认值为2。接着一计数器(i)被初始化且被用以计算所收集之样本的数目，而一TOA统计收集旗标(TOA_Stat_Collection)被设定为”on”以表示TOA统计应该被收集(步骤510)。在这些变量已经被初始化之后，此方法处于一个预备状态，等待对来自系统之一行动的响应(步骤512)。
如果此行动是已经从定时器收到定时器报时(tick)(步骤514)，决定此系统是否正在收集TOA统计(TOA_Stat_Collection旗标是否被设定为”on”；步骤516)。如果系统目前未收集TOA统计，则此方法返回预备状态(步骤512)。如果TOA统计正被收集(步骤516)，则数值N于定时器的每10ms的报时增加1(步骤518)。接着，具有目标CFN等于N的增加数值之DL同步控制帧被传送(步骤520)且使方法返回预备状态(步骤512)。
如果此行动为一上行(UL)同步控制帧被接收(步骤522)，这表示节点B已经接收之前传送的DL同步控制帧并传送此UL控制帧至RNC，其包括对应被接收帧之节点B帧数。因为方法500被用以计算目标CFN，DL帧数及UL帧数应该不同。DL控制帧之TOA也在步骤522被计算。样本计数器随被增加1(步骤524)。
决定目前的TOA值是否大于TOA_min(步骤526)。如果TOA不大于TOA_min，则不改变TOA_min(步骤528)，且此方法返回预备状态(步骤512)。如果TOA大于TOA_min(步骤526)，则TOA_min被设定为目前的TOA值(步骤530)。随后决定是否所有的预定数目的样本已被收集(i＞n；步骤532)。如果所有的样本未被收集，则此方法返回预备状态(步骤512)。如果所有的样本已被收集(步骤532)，则TOA统计收集被关闭(步骤534)。
方法500的第一部份(至步骤534为止)被用以收集计算目标CFN用之统计，而方法500的第二部份(从步骤536开始)决定将被使用的真实目标CFN值。方法500接着依据二种方式中的一种计算一RFN_CFN_Offset数值(步骤536)。
在第一种方式中，TOA窗口的端点被设定为目标，其中在空气接口上传输之数据帧正好实时抵达节点B-单元，因此不需要初始数据缓冲。藉由规定TOA窗口的端点目标，缓冲器延迟被降低且帧在节点B于其被排定之传输时间之前太早被收到的风险被降到最小。从时间调整角度而言，希望可以使缓冲器的延迟降至最小以避免帧太早抵达节点B。以一较晚的执行时间调整比以一早的帧执行时间调整好。在此方式中，此偏移被定义为 程序(14)第二种方法是设定TOA窗口的中间的目标，这是一个比较保守的方法。数据帧在窗口的中间抵达，降低帧太早或太晚抵达的机率。然而，缓冲延迟增加，因为数据将在传输前被缓冲。此方法也增加点对点的延迟，这使得第一个方法事较佳的。如果TOA＝TOAWS/2(亦即正好在窗口的中间)，则RFL_CFN_Offset＝0，因为不需要进行调整，因为窗口的中间已经被设定目标。否则，此偏移被设定为 程序(15)注意的是，虽然用以计算偏移的程序是相同的，偏移的效应依据TOA_min的数值而定。
如果TOA_min 0，这表示帧是晚的，且偏移的应用教藉由提供额外的延迟设定窗口的启始的目标值已达成想要的帧数。
如果TOA_min＞TOAWS，这表示帧太早抵达且过度评估延迟。此偏移被用以降低此延迟以达成窗口端点的目标。
如果0＜TOA_min＜TOAWS/2，这表示帧在窗口的第一半抵达。此偏移被用以设定窗口的第二半的目标，朝向窗口的开始。因为正值从TOAWE朝向TOAWS被计算，窗口的第一半具有较低的TOA值，即使将如图2所示出现在TOAWS的右边。
如果TOAWS/2＜TOA_min＜TOAWS，这表示帧在窗口的第二半抵达。此偏移被用以设定窗口的第一半的目标，朝向窗口的结束。
在RFN_CFN_Offset已经被计算之后，在步骤502设定之来自计数定时器的下一个报时的时候，初始CFN被设定(步骤538)Initial_CFN＝N+RFN_CFN_Offset 程序(16)然后设定CurrentSchedule-Based_Target_CFN＝Initial_CFN(步骤540)。自此开始，CurrentSchedule-Based_Target_CFN在CFN计数定时器的每一个报时增加1(步骤542)。CurrentSchedule-Based_Target_CFN是被排定时程的目标CFN，包括任何偏移；一旦此变量被设定，其被当成一计数器使用，因为它代表目前的目标CFN。
如果在RLC缓冲器中具有数据(在系统处理之后)则开始数据传输并且被指派一个CFN＝CurrentSchedule-Based_Target_CFN(步骤544)。变量Update_To_RFN_CFN_Offset_Adustment被设定为0(步骤546)，且被用以追踪对RFN_CFN_Offset的调整，如以下所述。此方法随后结束(步骤530)。
正确的CFN初始化避免RLC缓冲器中不需要的初始数据的建立。因此，CFN初始化程序应该在传输载体建立完成时即开始。希望在将被传输的数据出现在RLC缓冲器之前就已经完成此程序。此CFN初始化可以藉由执行做为背景处理之TOA之周期的取样而被加速。在典型的商业系统中，传输乘载层被用支持同的QoS阶层。TOA的取样应该为每一QoS领域中之传输乘载层而执行。一旦一传输乘载层被设立，可以使用经由TOA取样收集之现存的TOA信息而达成正确的CFN初始化。此等参数n，亦即执行CFN初始化所需之TOA样本的数目(在传输乘载层之建立之后)随后可以是小的以便获得适当的正确初始CFN。例如，CFN初始化算法所使用的TOA_min可以是传输乘载层建立之后被计算之TOA-min加权的平均(步骤502-510)，以及经由背景取样所获得之TOA_min。
如果初始RFN_CFN_Offset调整计算在MAC之外的程序中执行(例如在RRC中)，当此MAC施加此初始调整以获得初始CFN时，初始CFN数值可具有一个帧的偏移误差，除非此MAC流程已存取由定时器在步骤502中设定所提供之报时计数以及对应的CFN计数器(来自步骤504或518之N的目前数值)。
VI.在CFN初始化之后之RFN_CFN_Offset调整图6表示计算RFN_CFN_Offset调整之方法600。在方法600被执行之前，假设以上所述之程序已经完成，且数据传输已经开始。由于系统中延迟变化的本性，RFN_CFN_Offset的正确值是未知的。本发明所计算之评估经常被调整以反应此情况。
此调整计算可由RRC流程实施或通过至MAC流程，或可直接在MAC流程中执行。在一较佳实施例中，此调整计算藉由RRC流程执行且为帧的整数。方法600藉由决定数据帧是否抵达TOA窗口内而开始(步骤602)。如果数据帧抵达TOA窗口内，则不需要调整，且此方法结束(步骤604)。
当一数据帧在节点B抵达TOA窗口之外时(步骤602)，一时间调整控制帧以此TOA值被传送至RNC(步骤606)。此时间调整控制帧包括一TOA值，其对RNC指示在其抵达节点B时此帧的TOA是如何的不正确。此机制允许节点B上的FP且因此L1返回指示该RNC(FP及MAC)调整DL传输时间的必要性。此时间调整(亦即改变RFN_CFN_Offset)被执行以控制并使传输延迟以及在空气上传输用之缓冲时间最小。
在例示的实施例中，依据一帧是否在节点B-单元太晚被接收(TOA＜0)，太晚(TOA＜-TOAWE)，或太早(TOA＞TOAWS)而施加不同的调整至RFN_CFN_Offset。在一实施例中，RNC施加此调整至目标CFN而非在RNC的传输时间。因此，以下提供的调整计算公式产生RFN_CFN_Offset调整做为帧之整数，因此使用分割因子80。包括在FP数据帧标头中之目标CFN也被表示为帧的整数。即使在施加调整至RNC传输时间的情况中，依然希望令此调整被表示为帧之一整数；不然引导CFN计数报时之定时器必须被重新重置到时间轴上可能需要与核网络同步之不同的启始点。
如果一帧在节点B-单元太晚被接收，亦即，TOA＜-TOAWE，这表示此偏移被低估。此偏移因此应该被增加并以窗口的中间为目标。这是一个保守的方法，并协助降低帧掉落的风险。对RFL_CFN_Offset的调整被计算为 程序(17)太晚抵达的帧表示流量负载中巨大的突然增加，假设TOA窗口参数之设计相当正确。时间调整算法随后必须快速响应以校正此情况并避免潜在的服务品质的降低。
如果帧太晚在节点B-单元被接收，亦即-TOAWE TOA＜0，此帧依然可以被处理并经由空气接口传输。
程序(18)藉由向前移动目标CFN(相对于RFN)TOA/80帧(因为TOA在此情况中是负的，此调整为一正值)，此帧应该在窗口端点抵达，假设流量情况维持相同。藉由以窗口端点为目标，帧较不可能被缓冲或去掉，因为此帧将依然被处理。窗口的结束点因为这些理由而为理想的目标CFN。此处的推论在于所使用的先前暗示的RFN_CFN偏移被引导至帧晚TOA个数时间单元抵达的情况。此偏移中的增加可被视为在RNC端较早传输帧。
如果一帧太早在节点B-单元上被接收，亦即TOA＞TOAWS，这表示初始偏移太大，且New_RFN_Relative_Adustment被计算为如程序(18)所示。藉由使目标CFN向后(相对于RFN)移动TOA/80帧(TOA在此情况中为正值)，此帧应该在窗口的端点抵达，假设流量情况维持相同。在New_RFN_Relative_Adustment被计算之后(步骤608)，其被传送至MAC(步骤610)，而此方法结束(步骤604)。基于方法600所做之调整，CurrentSchedule_Based_Target_CFN也将改变，因为其系以偏移值为基础。
VII.在时间调整控制帧接收时延迟或加速数据传输之策略给予RNC与节点B-单元之间的数据传输路径上之Iur/Iub延迟及处理延迟，RFN_CFN偏移值可由二个主要变量形成特征RNC上的传输时间(MAC被视为参考传输点)及单元上的目标CFN(藉由L1的传输时间)。实际上，对RFN_CFN_Offset的调整可藉由移动在RNC的传输时间或移动目标CFN而进行。
如果所选择的策略是移动RNC上的传输时间，提早抵达节点B-单元之帧暗示未来将被传输的帧也将在RNC上延迟。这表示遗失节点B之数据传输用之潜在的有价值无线帧且将导致RNC缓冲器中不需要的数据建立，潜在的点对点的延迟增加，且最后导致由于帧掉落所致之QoS的衰退。对于及时(real time，RT)服务而言，延迟数据传输导致数据的缓冲，其可能和相关的QoS需求冲突，由于严格的点对点延迟需求。但是，如果与核网络之时间对齐程序被支持，延迟数据传输时间之能力可被用以微调时间调整。同时，对于非及时(NRT)服务，数据帧可有利于RT服务而被延迟。
如果一帧晚抵达或太晚抵达节点B-单元，则数据必须提早被传送。此处的困难在于传输时间不能向后移动，因为显然地，时间的流逝不能复原。在此情况中，传输特定帧是太晚的。这些帧将在RNC当地被丢弃或将朝向节点B而被传输且将很可能在节点B-单元端被丢弃，导致产生一连串时间调整控制帧的可能性。
如果策略在于移动目标CFN，则未来将被传输之帧的目标CFNs被向前或向后移动，视帧是否太早或太晚被接收而定。此选项的缺点在于，于CFN被向后调整以延迟数据传输之方案中，可能有包含于具有之前传送之帧的目标CFNs之一未来帧内之目标CFNs之重叠，导致单元上的帧冲突并造成帧的掉落。此副作用可藉由以使数据刚好及时抵达以便在空气接口上传输之设计目的在单元侧具有一紧密的缓冲器以及一好的目标CFN初始化而受到限制。本发明较佳者应用第二策略，调整目标CFN。
VIII.基本方法在计算对RFN_CFN_Offset所需之更新(藉由RRC或MAC)之后，MAC调整未来将被传输之帧的目标CFN，如同图7所示之方法700所指示。在CFN初始化，控制CFN计数器增加量之定时器被初始化且之后开始运作，提供每10ms一个报时。因为此调整是对目标CFN，不需要重新初始化此定时器至时间轴上不同的启始点。
方法700开始于MAC接收一定时器讯号至CFN以增加CFN计数器(步骤702)且Current_Based_Target_CFN变量增加1(步骤704)。
决定Update_To_RFN_CFN_Offset_Adjustment是否等于1，其表示从RFN_CFN_Offset最后更新开始，新的RFN_CFN_Offset_Adustment值是否已经被接收(步骤706)。如果Update_To_RFN_CFN_Offset_Adjustment等于1，则New_Schedule_Based_Target_CFN被计算(步骤708)如下New_Schedule_Based_Target_CFN＝(CurrentSchedule_Based_Target_CFN+New_RFN_CFN_Offset_Relative_Adjustment/80)mod 256程序(19)CurrentSchedule_Based_Target_CFN随后被设定至New_Schedule_Based_Target_CFN(步骤710)。此变量Update_To_RFN_CFN_Offset_Adjustment被设定至0(步骤712)，以指示从最后更新开始RFN_CFN_Offset没有改变。之后TFCI选择继续且将被传输之数据是RLC缓冲器中的数据(步骤714)，且此方法结束(步骤716)。
IX.先进的方法在相同乘载层上之数个使用者的多任务情况中(例如，属于共享相同ATM虚拟频道之数个使用者之一数据帧)或相同处理装置资源之竞争中，对一使用者的调整可能负面地影响其它使用者。一先进的方法可被实施如下1.使用以上所述的基本方法。
2.基于QoS特征(服务型态及可接受的端点对端点延迟)及TOA统计，特定使用者的数据可能由于基本方法所做的调整而被延迟或提早。这假设有经由传输频道同步程序之周期的执行之TOA样本的背景收集。
3.计算如方法600所描述之调整且依据方法700而使用这些调整。在NRT服务中，此调整可被施加至传输时间而非目标CFN。例如，在帧提早抵达的情况中，RNC可以缓冲数据且集中处理能量以及其它系统资源在RT服务上，假设已符合NRT服务的QoS。
X.RNC上之时间对齐程序延伸-核网络接口(Iu)如以上所述，RFN_CFN_Offset调整可被施加至RNC传输时间或目标CFN。在RNC之数据传输时间之时脉可藉由指示核网络提前数据传输的延迟而被调整。尤其是对于小的RFN_CFN_Offset值(例如小于一个无线帧)而言，时间调整可结合以上所述之方法而被使用。在以小TOA值抵达节点B之一帧的情况中，此时间调整可以排它地由RNC使用以指示核网络因此提前数据传输或延迟数据传输。核网络中之数据传输的延迟暗示不需要UTRAN中的缓冲(在RNC侧或节点B-单元侧)。在较大的TOA情况中，对目标CFN之调整可以一帧的大小为基础，接续使用时间调整程序微调此调整。
3GPP规格中所描述的时间对齐程序或任何类似的程序可被用以指示核网络(GSM AMR语音合成器，SMS中心，等等)以延迟或提前其下行数据传输时间。
虽然本发明之特征及组件系于特定实施例中以特定结合而被描述，每一特征或组件可单独被使用(不使用较佳实施例之其它特征及组件)或使用或不使用本发明其它特征及组件之组合。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种无线通讯系统中传输数据帧的方法，其特征在于包括以下步骤产生一抵达时间窗口，包括一窗口起始及一窗口终点；决定该数据帧在空气接口传输用的抵达时间；如果该抵达时间在该窗口起始之前，则缓冲该数据帧；如果该抵达时间在该抵达时间窗口之内，则传输该数据帧；以及如果该抵达时间在该窗口终点之后，则丢弃该数据帧。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该缓冲步骤是只在一缓冲器够大足以储存该数据帧时方被执行。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该缓冲器大小至少与该窗口起始值加上该窗口终点值的总和一样大，该总和是以该传输时间区间值分割。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于在该窗口终点之后存在长度窗口终点的一边限，使得在该边限中具有一抵达时间的一数据帧被传输。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该决定步骤包括获得该数据帧应被传送的一时程表的时间；评估该数据帧的处理时间；藉以从下列程序决定该抵达时间抵达时间＝(时程表的时间-处理时间-窗口终点)-目前时间)。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于如该数据帧具有一相关的系统帧数，则该抵达时间由以下程序决定抵达时间＝(系统帧数原始被安排的传输时程的时间-处理时间-窗口终点)-目前的系统帧数时间。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于如该数据帧具有一相关的连结帧数，则该抵达时间由以下程序决定抵达时间＝(连结帧数原始被安排的传输时程的时间-处理时间-窗口终点)-目前的连结帧数时间。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于还包括步骤评估被计算的抵达时间值；以及如果该抵达时间值在一预定范围之外则调整该抵达时间值。
9.一种无线通讯系统中调整数据帧传输时程的方法，其特征在于包括以下步骤接收包括该数据帧的一抵达时间(抵达时间)值的一时程调整控制帧；基于该抵达时间值计算一偏移值；获得该数据帧的一目标连结帧数；施加该偏移值至该目标连结帧数，以获得一调整的连结帧数；以及在对应该调整的连结帧数的时间传输该数据帧。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括步骤施加该偏移值至用于后续数据帧的目标连结帧数值。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括步骤施加一额外的调整至该偏移值以计算服务品质的特性。
12.一种无线通讯系统中计算数据帧的目标连结帧数的方法，其特征在于包括以下步骤a)收集有关该无线通讯系统中一控制帧的一传输延迟的统计；b)基于该统计计算一基本连结帧数；c)决定该控制帧的一抵达时间(抵达时间)值；d)基于该抵达时间值计算一偏移值；以及e)基于该基本连结帧数及该偏移值计算该目标连结帧数。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于步骤(c)包括基于复数控制帧决定一平均抵达时间值。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于该目标连结帧数是用以传输一预定抵达时间窗口中的数据帧。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于步骤(d)包括计算该偏移值以达到该抵达时间窗口的终点的目标。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于步骤(d)包括计算该偏移值以达到该抵达时间窗口的中间的目标。
全文摘要
一种无线通讯系统中传输数据帧之方法，藉由产生一抵达时间(TOA)窗口而开始，包括一窗口起始(WS)及一窗口终点(WE)。决定在空气中传输的数据帧的TOA，且依据数据帧相对于TOA窗口的抵达时间而采取其它行动。当此TOA在WS之前，则缓冲此数据帧，当此TOA在TOA窗口之内，则传输此数据帧，而当此TOA在WE之后，则丢弃此数据帧。
文档编号H04B7/185GK1810053SQ200480017432
公开日2006年7月26日 申请日期2004年6月24日 优先权日2003年6月25日
发明者巴斯卡·艾杰佩尔, 雷努卡·拉卡, 卡尔·王 申请人:美商内数位科技公司