推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法及裝置的製作方法
2023-12-07 05:05:36
專利名稱：推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信系統中包數據的傳輸控制方法，具體地說涉及如何推動無線鏈路控制層(RLC)協議數據單元(PDU)發送窗口快速滑動的方法。
背景技術：
在HSDPA(高速下行包數據接入)體系結構中，MAC-hs(高速媒體接入層)和無線鏈路控制層的對等關係和層間關係參考圖1。由於RLC層在MAC-hs層之上，當發送端RLC向接收端RLC發送PDU時，需要通過MAC-hs層才能實現。當發送端RLC向MAC-hs發送其發送窗口中的PDU時，MAC-hs將接收到PDU封裝到傳輸時間間隔(TTI)對應的傳輸塊組(TBS)中，由高速下行共享信道(HS-DSCH)傳送到接收端。接收端MAC-hs對每個正確接收的TTI數據塊返回一個確認信息(ACK)，同時將解碼後的PDU發送給RLC。接收端RLC主動或被動地將正確PDU的序號通過PDU確認(STATUS PDU)消息通知發送端RLC，觸發其PDU發送窗口向後滑動。
接收端MAC-hs地反饋信息(ACK)是針對每個TTI數據塊的，由於多信道傳輸得到的TTI數據塊確認順序可能與發送順序不一致，為使TTI的確認不受其數據塊接收亂序和所包含的PDU類型的影響，可以在發送端MAC-hs對TTI按發送順序進行唯一標識，比如給每個TTI加上一個傳輸序列號(TSN)。接收端如果正確接收到某個TTI的數據塊，則在它反饋的確認消息中標明該TTI的TSN，發送端MAC-hs即知道該TTI的數據已成功接收。由於發送端了解每個TTI與PDU之間的封裝對應關係，所以TTI的TSN與PDU也就有了唯一對應關係。
發送端獲知TTI數據塊被放棄有兩種情況一是多次收到明確的失敗確認消息，且次數超過最大允許的重傳次數；二是基於約定的超時機制，將指定時間內未收到的成功確認消息的TTI數據塊標誌為失敗。如果TTI數據塊被標誌為失敗，則其對應的PDU也被放棄，被放棄的的PDU將被告知RLC，使RLC的PDU發送窗口強制向後滑動。
由於MAC-hs層和RLC層都需要向發送端提供反饋信息。一個是對TTI數據塊的確認，另一個是對PDU的確認。由於TTI數據塊與PDU具有封裝對應關係，TTI數據塊的正確接收就意味著其攜帶的PDU的正確接收，TTI數據塊被放棄意味著其攜帶的PDU沒有被接收，因而上述兩層確認消息實際上重複。而且，RLC之間的確認消息需要經過延遲較大的Iur/Iub接口(無線網絡控制器之間的接口/無線網絡控制器與基站之間的接口)，並經過有誤碼的無線傳輸後，造成了發送端PDU發送窗口控制的滯後，因而導致了耗費信道資源和數據傳輸的延遲。基於上述原因，PDU確認消息只在定時或發送端請求的條件下才發送，這樣，少量PDU的成功接收無法及時觸發發送端的PDU發送窗口滑動，進一步加大了信道資源的浪費以及數據傳輸的非連續性和延遲。
發明內容
本發明的目的在於提供一種推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法及裝置，使用該方法或裝置能夠提高系統數據的傳輸效率，改善傳輸性能，以及減少信道資源的浪費。
為達到上述目的，本發明提供的推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法包括
(1)發送端記錄高速媒體接入層(MAC-hs)順序接收的PDU與各TTI(傳輸時間間隔)中傳送的數據塊集(簡稱TTI數據塊)之間的對應關係；
(2)發送端MAC-hs按TTI的發送序列號(TSN)的順序建立一個TTIACK(確認)隊列，用於緩存接收端將要反饋的TT I確認信息；
(3)根據發送端MAC-hs接收到的TTI確認信息標記在所述TTI ACK隊列中；
(4)當所述TTI ACK隊列的自第一個被確認的TTI數據塊及其後連續的N-1個(N＞0)TTI數據塊均被確認時，統計所述第一個被確認的TTI數據塊及其後連續的N-1個TTI數據塊中封裝的PDU數量，生成包含該數量的上報信令，信令中的類型標誌設置為確認所上報的PDU，然後由發送端MAC-hs直接上報給發送端RLC；
(5)當所述TTI ACK隊列的第一個TTI在經過最大允許次數的重傳之後仍未得到確認信息時，對該元素作與上述步驟(4)相同的上報處理，但將上報信令中的類型標誌改為放棄所上報的PDU。
(6)RLC根據所述上報信令對相應PDU(協議數據單元)進行確認並觸發它的PDU發送窗口滑動，，將已確認的PDU移出PDU發送窗口。
所述方法還包括
創建PDU與TTI TSN(傳輸序號)之間的對照表，用於記錄MAC-hs接收的PDU數據與各TTI數據塊之間的對應關係，以便將接收到的TTI數據塊的確認信息轉換為PDU的確認信息。
在RLC創建PDU下發順序記錄表，用於記錄RLC下發PDU的順序，這個順序與MAC-hs接收到的PDU的順序一致，以便根據所述上報信令中的成功PDU的數量在RLC發送隊列中找到成功發送的PDU本身，使MAC-hs不需要了解PDU在RLC層的序列號，只根據PDU的下發順序就可以完成PDU到TTI數據塊的映射，並保證TTI的確認信息可以正確地映射到RLC中的PDU本身，使MAC-hs的所述上報信令不受RLC層PDU重傳等亂序因素的影響。
由MAC-hs的確認信息上報控制單元保存最近一次上報的信令參數，以備上報信令傳輸失敗、誤碼或RLC判斷PDU數量非法時進行重新發送。
在一次上報操作完成後，對所述TTI ACK隊列和所述TSN-PDU對照表進行刷新，將已經映射為PDU確認信息並且已經上報的前N個元素從所述隊列和所述對照表中刪除，以便從所述隊列和所述對照表的原來第N+1個元素開始處理。
本發明同時還提供了一種推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的裝置，所述裝置包括
RLC中的PDU隊列模塊，該模塊包括PDU發送窗口，用於存儲和發送待發送的PDU；
TSN-PDU對照表模塊用於記錄高速媒體接入層順序接收的PDU與各TTI數據塊之間的對應關係，以便將接收到TTI的確認信息轉換成PDU的確認信息；
TTI ACK隊列模塊用於將非連續接收的TTI確認信息轉換為連續的TTI確認信息，進而得到連續的PDU確認信息，使高速媒體接入層在向RLC上報PDU確認或放棄信息時只需提供需要上報的PDU的數目，而不需要提供每個PDU的序列號，以顯著減少上報信令的規模，同時提高每次上報觸發RLC的PDU發送窗口滑動的概率；
確認信息(ACK)上報控制模塊執行將MAC-hs接收到的TTI數據塊確認信息保存到TTI ACK隊列模塊中的操作；控制TTI ACK隊列到TSN-PDU對照表的映射；將映射得到的PDU確認信息生成為上報信令，控制所述上報信令的發送和重發，以及執行所述TTI ACK隊列和TSN-PDU對照表的更新；
PDU發送順序記錄模塊用於記錄RLC下發PDU的順序，使之與MAC-hs接收到的PDU的順序一致，以便根據上報信令包含的PDU數目找到RLC發送隊列中的需要確認或放棄的PDU本身。
由於本發明充分利用了MAC-hs層既有的TTI數據塊確認信息和已知的PDU與TTI數據塊的對應關係，使由發送端MAC-hs可以直接向RLC發送PDU的確認消息，既省略了接收端RLC層的PDU確認信令，又提高了對PDU數據確認的頻率，加速了發送端RLC的PDU發送窗口的滑動；同時，將PDU確認機制從接收端移至發送端，對於以下行為主的HSDPA業務可以減少對移動臺的複雜度要求，適用於更大範圍的移動用戶；由於本發明能夠減少高層信令，因此可以提高數據發送速率和減小接收造成的發送延遲，能夠改善系統數據傳輸性能，減少信道資源的浪費。
圖1是HSDPA體系結構中的MAC-hs和RLC的關係圖2是本發明所述方法的實施例流程圖3是本發明所述裝置的實施例框圖；具體實現方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的描述。
根據現有技術的狀況，本發明的解決方案的基本思想是發送方MAC-hs根據接收到的PDU與TTI數據塊之間的對應關係，將接收到的對TTI數據塊的確認信息轉換為PDU的確認信息，並直接上報給發送方RLC，發送方RLC在確認PDU已被接收後迅速移動滑窗，下發新的數據。
為此，本發明提供了推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法和裝置。圖2是本發明所述方法的實施例流程圖。按照圖2實施，本發明首先在發送端RLC創建PDU發送順序記錄表，用於記錄RLC下發PDU的順序，使之與MAC-hs接收的PDU的順序一致，以便根據所述上報信令中的PDU的數目找到需要確認或放棄的的PDU本身。
在圖2所述方法的步驟1，發送端MAC-hs記錄MAC-hs依次接收的PDU與各TTI數據塊之間的對應關係，將這種對應關係按TTI的傳輸序列號(TSN)的順序記錄在TSN-PDU對照表中。並將TTI ACK隊列所報告的TTI確認信息轉換為對照表中該TTI TSN所對應的各PDU的確認信息。
在步驟2，將從接收方反饋的TTI ACK信息存入所述TTI ACK隊列中，即對與該TTI具有相同TSN值的隊列元素賦予「確認」的標識。由於TTI ACK隊列是按TSN的順序排列的，所以非連續接收的TTI確認信息在隊列中被排列成連續的TTI確認信息；
在步驟3，對所述TTI ACK隊列進行判斷，當所述TTI ACK隊列的第一個TTI獲得確認，且其後連續的N-1個(N＞0)TTI均被確認時，將N值通知TSN-PDU對照表；
在步驟4，TSN-PDU對照表將根據TTI ACK隊列通知的N值，統計對照表中的前N個TTI數據塊對應的PDU的數量，生成包含所述PDU數量的上報信令上報給RLC；
在步驟5，RLC根據所述上報信令中的PDU數目(假設為M)查找PDU發送順序記錄，並找到前M個PDU的序列號，並在PDU發送隊列中對相應PDU進行確認標識，然後觸發發送窗口的向後滑動。
在本發明的其他實施例中，上述步驟4還可以保存最近一次上報信令，以備上報信令傳輸失敗、誤碼或RLC判斷PDU數量非法時進行重新發送。步驟4還可以包括在發送上報信令的同時，對所述TTI ACK隊列和所述TSN-PDU對照表進行刷新，以將隊列和對照表中前N個已經上報的元素刪除，以便從原來第N+1個元素開始新一輪的處理。
下面是一個應用本發明所述方法的實例
假設發送端的RLC PDU隊列如下，共有9個PDU待發送，發送窗口中有8個PDUPDU1到PDU8
發送端RLC對PDU的發送順序如下記錄，即RLC發送PDU的順序為第2、3、4、1、5、6、7、8號PDU
儘管RLC向MAC-hs發送數據包的順序不是連續的，MAC-hs只按接收順序對PDU進行內部標識，即MAC-hs認為接收的PDU是下面這樣的連續且有序的數據序列
p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8
發送端MAC-hs根據PDU到TTI的封裝映射關係建立如下的PDU對照表
這個對照表按TTI的TSN順序排列，同時，按相同的順序生成TTIACK隊列。MAC-hs將接收到的TTI確認信息保存到所述TTI ACK隊列後，該TTI ACK隊列的內容如下
至此，8個PDU完成了從RLC PDU隊列映射到TTI隊列的過程。4個TTI經過多個子信道傳輸後得到了3個ACK信息。由於TTI隊列的隊首元素被確認，所以觸發TTI隊列到PDU對照表的映射，從TTI ACK隊列第一個元素開始的連續被確認的TTI數目N＝2。這個數值被通知TSN-PDU對照表。TSN-PDU對照表查出前面兩個TTI對應的PDU數據是p1、p2、p3、p4，於是生成上報信令，所述信令的內容為「信令類型＝1(確認所上報的PDU)，PDU數目＝4」。RLC接到上報信令後，在PDU發送順序記錄中查到前4個發送的PDU是PDU2、PDU3、PDU4、PDU1，則在原始的PDU隊列中將這四個PDU標記為「成功確認」。然後觸發RLC滑窗前沿後移至PDU5，如下圖所示
PDU發送順序記錄的內容更新為5，6，7，8。
MAC-hs中的確認信息上報控制單元將TSN-PDU對照表刷新為
同樣，將TTI ACK隊列刷新為
圖3是本發明所述裝置的實施例框圖。圖中所示的推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的裝置包括
RLC中的PDU隊列模塊A1，該模塊包括PDU發送窗口，用於存儲和發送待發送的PDU；
TSN-PDU對照表模塊A4用於記錄高速媒體接入層順序接收的PDU與各TTI數據塊之間的對應關係，以便將接收到TTI的確認信息轉換成PDU的確認信息；
TTI ACK隊列模塊A5用於將非連續接收的TTI確認信息轉換為連續的TTI確認信息，進而得到連續的PDU確認信息，使高速媒體接入層在向RLC上報PDU確認或放棄信息時只需提供需要上報的PDU的數目，而不需要提供每個PDU的序列號，以顯著減少上報信令的規模，同時提高每次上報觸發RLC的PDU發送窗口滑動的概率；
確認信息(ACK)上報控制模塊A3執行將MAC-hs接收到的TTI數據塊確認信息保存到TTI ACK隊列模塊中的操作；控制TTI ACK隊列到TSN-PDU對照表的映射；將映射得到的PDU確認信息生成為上報信令，控制所述上報信令的發送和重發，以及執行所述TTI ACK隊列和TSN-PDU對照表的更新；
PDU發送順序記錄模塊A2用於記錄RLC下發PDU的順序，使之與MAC-hs接收到的PDU的順序一致，以便根據上報信令包含的PDU數目找到RLC發送隊列中的需要確認或放棄的PDU本身。
所述模塊中，PDU隊列模塊A1和PDU發送順序記錄模塊A2工作於數據發送端的RLC層，ACK控制模塊A3、TSN-PDU對照表模塊A4和TTIACK隊列模塊A5工作於數據發送端的MAC-hs層。
上述模塊在實現本發明的過程中涉及以下四個主要過程
1)TTI ACK信息在ACK隊列中的緩存過程；
2)TTI ACK到PDU ACK的映射過程；
3)PDU ACK信息的上報過程；
4)RLC對PDU的確認及觸發滑窗移動的過程；
所述TTI ACK信息在ACK隊列中的緩存過程由ACK上報控制模塊執行。之所以要緩存TTI ACK信息而不是直接將其映射為PDU ACK上報，是因為多信道傳輸得到的TTI確認順序可能其發送順序不一致。ACK隊列可以用下面方法將無序TTI數據塊確認信息轉換為有序TTI數據塊確認信息ACK隊列為每個TTI數據塊按其傳輸序列號(TSN)依次預留ACK空間。當某TTI數據塊的ACK返回時，根據該TTI數據塊的TSN值在ACK隊列相應位置上打上確認標記。每次ACK上報只針對從ACK隊首開始的連續被確認的TTI數據塊，即僅當ACK隊首的TTI已被確認，且其後連續N-1(N＞0)個TTI均被確認時，才觸發TTI ACK到PDU ACK的映射過程，將成功PDU上報給RLC。
從上述過程可知，每次ACK上報的時間間隔(TTI數據塊的數目)和所確認PDU的數目都不是固定的，但上報時機卻是最早可能觸發RLC層PDU發送窗口滑動的時刻，因為只有隊首TTI數據塊的確認才能導致先下發PDU的確認。這些PDU最有可能在RLC層PDU發送窗口中位置靠前或者是被重傳的PDU，它們對發送窗口移動的影響最大。
所述TTI ACK到PDU ACK的映射過程由TTI ACK隊列模塊和TSN-PDU對照表模塊執行。TSN-PDU的對照關係在MAC-hs進行PDU分裝和TBS到TTI的分配時就已經確定。TTI ACK到PDU ACK的映射在兩個條件下被觸發，一是ACK隊首元素被確認，需要上報發送成功的PDU時；二是ACK隊首元素超時未被確認，需要上報被放棄PDU時。
ACK隊列和TSN-PDU隊列都是按TTI數據塊的TSN順序排列的，因此映射關係很簡單，ACK隊列將自隊首開始的連續被確認TTI數目「N」通知TSN-PDU對照表，TSN-PDU對照表從表頭開始統計每個TSN對應的PDU數目，全部累加直至第N組。這些PDU即是被確認或被放棄的PDU，並且是最早由RLC發送的一批。被確認PDU的數量由TSN-PDU隊列模塊通知ACK上報控制模塊，生成上報信令。
每次TTI ACK到PDU ACK的映射完畢，ACK隊列模塊和TSN-PDU對照表模塊必須將前N個元素刪除，並將隊首和表頭分別指向原來第N+1個元素的位置。上述對ACK隊列和TSN-PDU對照表的刷新是同步的，也是必不可少的，因為ACK上報的是發送成功的PDU數量而非序號，是一種相對信息。
對於隊首TTI數據塊發送失敗的情況，它所對應的PDU將被放棄。刷新完畢的ACK隊首和TSN-PDU表頭分別指向原第2位的元素。由於新隊首元素有可能是已被確認的，所以需要再次執行TTI ACK到PDU ACK的映射過程。所以，TTI ACK隊列在一次映射完成後，其隊首指針總是指向下一個未確認ACK預留空間。
所述PDU ACK信息的上報過程由ACK上報控制模塊完成。它接收到TSN-PDU對照表模塊傳來的發送成功的PDU數量後，用一條NBAP信令發送給RLC。信令有效內容可以為兩部分，一部分為Type標識，說明上報的PDU是發送成功還是放棄；另一部分標記上報的PDU的總數。
ACK上報控制模塊將保存最近一次上報的信令內容(包括信令類型和PDU數量)，以備上報信令傳輸失敗、誤碼或RLC判斷PDU數目非法時進行重發。
所述RLC對PDU的確認及觸發滑窗移動的過程，當RLC接收ACK上報信令後，先查找PDU發送順序記錄。假設上報信令通知的PDU數量為k，則在PDU發送順序記錄中查找前k個發送的PDU的序列號，並在RLCPDU隊列中將這些PDU標記為確認或放棄。標記完成後，觸發PDU隊列的滑窗移動，將已確認的PDU移出窗口。
除上述過程外，還需要有PDU上報信令的生成、發送和重發過程；ACK隊列、TSN-PDU對照表和PDU發送順序記錄的生成、刷新和其它維護過程。
權利要求
1、一種推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法，該方法包括
(1)發送端記錄高速媒體接入層(MAC-hs)順序接收的PDU與各TTI(傳輸時間間隔)中傳送的數據塊集之間的對應關係；
(2)發送端MAC-hs按TTI的發送序列號(TSN)的順序建立一個TTIACK(確認)隊列，用於緩存接收端將要反饋的TTI確認信息；
(3)根據發送端MAC-hs接收到的TTI確認信息標記在所述TTI ACK隊列中；
(4)當所述TTI ACK隊列的自第一個被確認的TTI數據塊及其後連續的N-1個(N＞0)TTI數據塊均被確認時，統計所述第一個被確認的TTI數據塊及其後連續的N-1個TTI數據塊中封裝的PDU數量，生成包含該數量的上報信令，信令中的類型標誌設置為確認所上報的PDU，然後由發送端MAC-hs直接上報給發送端RLC；
(5)當所述TTIACK隊列的第一個TTI在經過最大允許次數的重傳之後仍未得到確認信息時，對該元素作與上述步驟(4)相同的上報處理，但將上報信令中的類型標誌改為放棄所上報的PDU。
(6)RLC根據所述上報信令對相應PDU(協議數據單元)進行確認並觸發它的PDU發送窗口滑動，，將已確認的PDU移出PDU發送窗口。
2、根據權利要求1所述的無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法，其特徵在於該方法還包括創建PDU與TTI TSN(傳輸序號)之間的對照表，用於記錄MAC-hs接收的PDU數據與各TTI數據塊之間的對應關係，以便將接收到的TTI數據塊的確認信息轉換為PDU的確認信息。
3、根據權利要求1所述的無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法，其特徵在於該方法還包括在RLC創建PDU下發順序記錄表，用於記錄RLC下發PDU的順序，這個順序與MAC-hs接收到的PDU的順序一致，以便根據所述上報信令中的成功PDU的數量在RLC發送隊列中找到成功發送的PDU本身。
4、根據權利要求1所述的RLC發送窗口快速滑動的方法，其特徵在於該方法還包括由MAC-hs的確認信息上報控制單元保存最近一次上報的信令參數，以備上報信令傳輸失敗、誤碼或RLC判斷PDU數量非法時進行重新發送。
5、根據權利要求1所述的RLC發送窗口快速滑動的方法，其特徵在於該方法還包括在一次上報操作完成後，對所述TTI ACK隊列和所述TSN-PDU對照表進行刷新，將已經映射為PDU確認信息並且已經上報的前N個元素從所述隊列和所述對照表中刪除，以便從所述隊列和所述對照表的原來第N+1個元素開始處理。
6、一種推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的裝置，包括RLC中的PDU隊列模塊，該模塊包括PDU發送窗口，用於存儲和發送待發送的PDU；其特徵在於所述裝置還包括
TSN-PDU對照表模塊用於記錄高速媒體接入層順序接收的PDU與各TTI數據塊之間的對應關係，以便將接收到TTI的確認信息轉換成PDU的確認信息；
TTIACK隊列模塊用於將非連續接收的TTI確認信息轉換為連續的TTI確認信息，進而得到連續的PDU確認信息，使高速媒體接入層在向RLC上報PDU確認或放棄信息時只需提供需要上報的PDU的數目，而不需要提供每個PDU的序列號，以顯著減少上報信令的規模，同時提高每次上報觸發RLC的PDU發送窗口滑動的概率；
確認信息(ACK)上報控制模塊執行將MAC-hs接收到的TTI數據塊確認信息保存到TTI ACK隊列模塊中的操作；控制TTI ACK隊列到TSN-PDU對照表的映射；將映射得到的PDU確認信息生成為上報信令，控制所述上報信令的發送和重發，以及執行所述TTI ACK隊列和TSN-PDU對照表的更新；
PDU發送順序記錄模塊用於記錄RLC下發PDU的順序，使之與MAC-hs接收到的PDU的順序一致，以便根據上報信令包含的PDU數目找到RLC發送隊列中的需要確認或放棄的PDU本身。
全文摘要
本發明公開了一種推動無線鏈路控制層數據發送窗口快速滑動的方法，該方法在發送端記錄MAC－hs順序接收的PDU與各TTI數據塊之間的對應關係，並將收到的對TTI數據塊的確認信息按TTI的發送序列號的順序緩存在一個TTI ACK隊列中，當隊列的第一個TTI數據塊及其後連續的N－1個TTI數據塊均被確認時，統計前N個TTI對應的PDU數目，生成上報信令上報給RLC，RLC標明PDU發送順序，找到前面M個PDU的實際序列號，然後在PDU隊列中進行確認或放棄的標記，並觸發PDU發送窗口向後滑動。上述方法能夠省略接收方RLC層的PDU確認信令，提高給發送端的PDU確認頻率，加速發送端RLC的PDU發送窗口的滑動，改善以HSDPA系統的數據傳輸性能。
文檔編號H04L12/56GK1411227SQ01142270
公開日2003年4月16日 申請日期2001年9月25日 優先權日2001年9月25日
發明者張萍, 池振濤 申請人:華為技術有限公司