CN101425884A - 无线通信中上行链路的数据传输方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法，当需要对MAC－es SDU分割处理时，终端侧MAC－es协议实体对MAC－es SDU进行分割；终端侧MAC－es协议实体进行混合自动重传HARQ。本发明的实施例还提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法，包括：接收来自网络侧MAC－e协议实体发送的MAC－es PDU；网络侧MAC－es协议实体检测到MAC－esPDU中包含经分割的MAC－es SDU分段；对MAC－es PDU进行重排序、宏分集合并；对MAC－es SDU分段进行分段组装；对MAC－es SDU进行解复用。通过分割和分段组装，可以解决终端MAC－es协议实体只支持固定的有限的几种RLC PDU大小，以及不具备RLC PDU的分割功能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及无线通信中上行链路的数据传输方法和装置。
背景技术
典型的通信系统按照分层协议进行开发，最底层即层一，为物理层(PHY，Physical)，层二由无线链路控制子层(RLC，Radio LinkControl)和媒体接入控制层(MAC，Medium Access Control)组成。在3GPP目前的研究中，无线侧下行峰值速率以及层二的下行传输效率已经得到相当程度的提高，而无线侧上行链路增强技术正在3GPP的研究日程上，“增强层二上行”成为其研究中的一个焦点。
现行标准中，在终端侧，媒体接入控制层的两种增强专用传输信道协议实体MAC-es协议实体和MAC-e协议实体放置在一起，在逻辑上是分开的，它们主要实现增强专用传输信道(E-DCH，Enhanced Dedicated TransportChannel)的数据复用和发送序列号(TSN，Transmission SequenceNumber)设置、增强专用传输信道传输格式组合(E-TFC，E-DCHTransport Format Combination)选择以及混合自动重传(HARQ，HybridAutomatic Repeat Request)等功能。终端侧MAC-e/MAC-es协议实体结构图如图1所示，MAC-e/MAC-es协议实体将专用介质接入控制(MAC-d，MAC-dedicated)协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)经数据复用和TSN设置、E-TFC选择后，再进行HARQ处理，以备发送。其中，数据复用功能首先把来自于同一个逻辑信道的多个MAC-d PDU复用到一个MAC-esPDU中，再把多个MAC-es PDU复用到一个MAC-e PDU中。其中，MAC-es协议实体支持固定的几种MAC-es SDU大小，借助MAC-es/MAC-e PDU头中的数据描述指示(DDI，Data Description Indicator)域来标识。
在网络侧，MAC-es协议实体和MAC-e协议实体通常处于不同的网元中，逻辑上也是分开的。MAC-e协议实体通常位于NODE B中，主要负责HARQ传输以及数据解复用等。在收到一个MAC-e PDU后，MAC-e协议实体首先把该MAC-e PDU解复用为多个MAC-es PDU，然后通过相应的MAC-dflow将各个MAC-es PDU发送到服务RNC(SRNC)中的MAC-es协议实体做进一步的处理。MAC-es协议实体通常位于SRNC中，主要完成数据解复用、重排序以及宏分集合并等功能，MAC-es协议实体的结构图如图2所示。接收到MAC-es PDU后，MAC-es协议实体会进行重排序、宏分集合并等操作，最后把经上述操作后的MAC-es PDU解复用为MAC-d PDU并发送到MAC-d。MAC-d协议实体通常处于RNC中，负责终端专用传输信道数据的处理。
在实际应用中，普通环境下，当RLC PDU过大时，终端MAC-es协议实体不具备分割功能，网络侧MAC-es协议实体不具备分段组装功能，使上行传输速度和准确度受到挑战，可能导致较高HARQ残余错误率。尤其是终端在移动过程中，会不可避免的遇到无线环境改变的情况。当无线环境改变特别是由好变坏导致RLC重传时，因为MAC-es协议实体支持固定的几种MAC-es服务数据单元(SDU，Service Data Unit)大小，不支持可变RLC PDU大小，也不具备分割RLC PDU功能，可能存在较高的HARQ残余错误率。
此外，在增强随机接入信道(RACH，Random Access Channel)的情况下，对于初次传输的MAC-e PDU，终端解决竞争冲突的问题也较严峻，但目前的MAC-e PDU中不能区分各终端。同时，目前上行链路传输中，不支持公共控制信道(CCCH，Common Control Channel)到增强专用传输信道(E-DCH，Enhanced Dedicated Transport Channel)的映射。这样，终端不仅在空闲即IDLE模式，CELL_FACH态，CELL_PCH态和URA_PCH态下存在较大的控制面时延，也不利于支持增强RACH的终端实现上行传输信道的统一化。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种无线通信中上行链路的数据传输方法和装置，从而可以灵活适应无线环境的变化。
本发明的实施例提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法，当需要对MAC-es SDU分割处理时，终端侧MAC-es协议实体对MAC-es SDU进行分割；终端侧MAC-es协议实体进行混合自动重传HARQ。
本发明的实施例提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法，包括：接收来自网络侧MAC-e协议实体发送的MAC-es PDU；网络侧MAC-es协议实体检测到MAC-es PDU中包含经分割的MAC-es SDU分段；对MAC-esPDU进行重排序、宏分集合并；对MAC-es SDU分段进行分段组装；对MAC-es SDU进行解复用。
本发明的实施例还提供了一种移动终端，包括MAC-es和MAC-e协议实体，所述MAC-es和MAC-es协议实体包含：
E-TFC选择模块，用于增强专用传输信道的传输格式组合；
数据复用和TSN设置模块，与E-TFC选择模块相连，用于在进行增强专用传输信道的传输格式组合后，进行数据复用和发送序列号的设置；
HARQ模块，用于对TSN设置后的数据进行混合自动重传；
上述数据复用和TSN设置模块中还包括，数据分割模块，用于对MAC-es进行分割。
本发明的实施例还提供了一种无线网络控制器，包含MAC-es协议实体，所述MAC-es协议实体包含：重排序模块和宏分集合并模块；
解复用模块，与宏分集合并相连，用于对宏分集合并后MAC-es PDU进行解复用。
MAC-es协议实体还包含分段组合模块，与宏分集合并模块或解复用模块相连接；或与宏分集合并模块和解复用模块分别相连。
本发明实施例还提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法，将终端标识域放置在MAC-e PDU载荷中，用来指示终端标识域是否存在。
本发明实施例还提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法，在上行增加CCCH到E-DCH的映射。在终端侧，来自CCCH的RLC PDU经过MAC-c，协议实体，然再到达MAC-e/MAC-es协议实体进行进一步的组包发送。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过终端侧对MAC-esSDU的分割和网络侧对MAC-es SDU的分段组装，可以解决终端MAC-es协议实体只支持固定的有限的几种RLC PDU大小，以及不具备RLC PDU的分割功能的问题。同时，配合网络侧对MAC-es SDU分段进行有效的分段组装，可使上行传输灵活适应无线环境的变化，减少HARQ残余错误率，使上行能够支持可变的RLC PDU大小，以及支持无线环境改变后的高效RLC重传。本发明通过对于初次传输的MAC-e PDU携带终端标识等控制信息，能够解决在增强RACH的情况下，终端解决竞争冲突的问题，又能降低额外的比特开销，同时保证MAC PDU头的字节对齐。本发明通过在上行增加CCCH到E-DCH的映射，能够降低UE在I DLE模式，CELL_FACH，CELL_PCH和URA_PCH态下的控制面时延。
附图说明
图1为现有技术终端侧MAC-e/MAC-es协议实体结构图。
图2为现有技术网络侧MAC-es协议实体结构图。
图3为本发明实施例提供的终端侧MAC-e/MAC-es协议实体结构图。
图4为本发明实施例提供的终端侧MAC-es SDU分割示意图。
图5为本发明实施例提供的网络侧MAC-es协议实体结构图。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种无线通信中上行链路的数据传输方法和装置。
实施例一中，在终端侧，MAC-es协议实体引入分割功能，如图3所示。终端侧MAC-es协议实体可以根据具体的无线环境以及E-TFC选择结果，在RLC PDU较大或RLC重传时，先对RLC PDU进行分割，然后再进行数据复用和TSN设置，最后进行HARQ后以备发送。因为MAC层本身能够感知无线环境的改变，终端侧MAC-es实体在调度发送上行数据时，根据具体的无线环境以及E-TFC选择结果来判断来自逻辑信道的MAC-es SDU的大小是否合适。如果MAC-es SDU太大，则进行分割处理。这里的RLC PDU，对应到MAC层即为MAC层的SDU，SDU经封装后成为MAC PDU送往层一。
上述步骤的顺序，也可以为在进行数据复用后，对RLC PDU进行分割，最后进行HARQ后以备发送，总之是在HARQ之前，E-TFC选择之后，根据当前无线环境和E-TFC选择结果，视是否需要对RLC PDU进行分割。
可以在MAC-es PDU头中增加分段指示(SI，Segment Indication)域来指示MAC-es SDU的分割情况，即某个MAC-es PDU中是否仅有单独完整的MAC-es SDU，或者当一个MAC PDU中包含多个MAC SDU时，其中是否包含某个被分割的SDU的首分段、末分段或是所有SDU分段仅为中间段。表1列出了某种指示方式。显而易见的是，采用表一之外的其它类型的标识，只要能区分表1中的四种不同含义，都是本实施例的替代方案。
| SI域值 | 含义含义 |
| 00 | MAC-es PDU中的第一个MAC-es SDU不是分段；MAC-es PDU中的最后一个MAC-es SDU不是分段； |
| 01 | MAC-es PDU中的第一个MAC-es SDU是分段；如果MAC-es PDU中包含的MAC-es SDU多于一个，那么最后一个MAC-es SDU不是分段。 |
| 10 | MAC-es PDU中的最后一个MAC-es SDU是分段；如果MAC-es PDU中包含的MAC-es SDU多于一个，那么第一个MAC-es SDU不是分段。 |
| 11 | MAC-es PDU中的第一个MAC-es SDU是分段；MAC-es PDU中的最后一个MAC-es SDU是分段 |
表1，SI域定义
当某个MAC-es SDU太大，需要进行分割处理，此时MAC-es协议实体根据具体的无线环境以及E-TFC选择结果将该MAC-es SDU分割成大小合适的分段。每个传输时间间隔(TTI，Transmission Time Interval)对应传输一个MAC-es PDU。如图4所示，TTI1中包含某个MAC-es SDU的第一段，剩余部分将在下一个TTI即TTI2继续顺序发送，直到TTI3将该MAC-es SDU的最后一段也包含进去，TTI3的SI标识为01。值得一提的是，SI＝11时，含该TTI既包含末分段、又包含首分段的情况、仅包含一个SDU中间段的情况，以及包含末分段、完整SDI和首分段的情形。可替换的，在MAC-es PDU末尾甚至中间段设置SI域的相应值同样可以起标识作用。
在网络侧，对网络侧MAC-es协议实体引入分段组装功能。
网络侧MAC-e协议实体接收到终端侧发来的MAC-e PDU后，会在把MAC-e PDU解复用为MAC-es PDU后，通过MAC-d flow送到MAC-es协议实体做进一步的处理。
图5所示，当检测到MAC-es PDU中包含经分割的MAC-es SDU时，在MAC-es协议实体收到MAC-e协议实体发送的MAC-es PDU后，首先进行重排序、完成宏分集合并，再进行MAC-es SDU分段组装以及解复用的工作。检测可在接收到MAC-es PDU后做出，也可在宏分集合并后做出。
需要注意的是，MAC-es SDU分段组装的工作，最佳是在MAC-es协议实体完成宏分集合并之后进行，因为经过宏分集合并之后，传输正确的数据已经生成，此时只需对传输正确的数据再进行分段组装，可以极大的提高分段组装的效率和成功率。而解复用可以在分段组装之前进行，也可以在分段组装之后进行。
网络侧MAC-es协议实体进行MAC-es SDU分段组装时，需要首先根据MAC-es PDU中SI域的值来了解具体的分段情况，通常为MAC-es PDU头中SI域的值，然后才能进一步正确处理分段和组装分段。如果一个MAC-esSDU分段是末分段，则需要把该MAC-es SDU分段和缓存中保存的MAC-esSDU分段组装到一起并递交到分解模块继续处理；如果一个MAC-es SDU分段是首分段，则需要清空缓存然后保存该MAC-es SDU分段；如果一个MAC-es SDU分段是中间分段，则需要把该MAC-es SDU分段和缓存中保存的MAC-es SDU分段组装到一起并继续保存在缓存中；对于非MAC-es SDU分段，则只需要递交到分解模块继续处理。
需要强调的是，只有每个MAC-es SDU分段的TSN连续，才能组装在一起。一个MAC-es SDU组装完成的标志，应该是各分段TSN连续且同时包含首分段、末分段以及中间段(如有中间段)。上述分段组装过程中，也可以在一个MAC-es SDU组装完成时即清空缓存，即遇到一个MAC-es SDU分段是末分段，且将缓存中的同一MAC-es SDU的其它各分段组合后清空。
通过终端侧对MAC-es SDU的分割和网络侧对MAC-es SDU的分段组装，可以解决终端MAC-es协议实体只支持固定的有限的几种RLC PDU大小，而无法支持可变RLC PDU大小，以及不具备RLC PDU的分割功能的问题。同时，配合网络侧对MAC-es SDU分段进行有效的分段组装，可使上行传输灵活适应无线环境的变化，减少HARQ残余错误率，使上行能够支持可变的RLC PDU大小，以及支持无线环境改变后的高效RLC重传。
为解决在增强RACH的情况下，终端解决竞争冲突的问题，对于初次传输的MAC-e PDU，可以通过携带终端标识来解决竞争冲突。另一个实施例中，把终端标识域放置在MAC-e PDU载荷中(采用类似于调度信息域的方式)，并通过增加1比特的标志域来指示终端标识域是否存在。这样，在MAC-e PDU不需要携带终端标识域的情况下，减少了终端标识域产生的额外比特开销，并且降低加入终端标识域对MAC-e PDU头字节对齐带来的影响。
终端标识域既可以随其他MAC-es PDU在MAC-e PDU中一起发送，也可以单独发送，当随其他MAC-es PDU在MAC-e PDU中一起发送时，需要在增加填充比特之前把终端标识域附加在最后一个MAC-es PDU之后。这里不限制终端标识的具体类型，可以是小区无线网络临时标识(C-RNTI)、随机ID、国际移动用户识别码(IMSI)、临时移动台标识(TMSI)或者分组TMSI(P-TMSI)等等。
在另一实施例中，随着业务需求和技术的发展，更多的MAC控制信息也可能需要被包含在MAC信息中，如终端标识、信道质量指示(ChannelQuality Indicator)、释放指示等信息。为了以一种统一的方式携带终端标识、调度信息(Scheduling Information)等控制信息，可以在增强MAC-e即MAC-i PDU中引入MAC控制单元。其中每一个控制单元都可用于携带一个控制信息。每个MAC控制单元既可以同时发送，也可以单独发送。相应的，可以在MAC-I PDU头(MAC-i PDU header)中增加MAC控制单元头来标识是否携带了某个控制信息。例如，8个字节的MAC控制单元头结构可以如表2所示。
| 特殊的逻辑信道标识 | 标识 | 标识 | 标识 | 标识 |
表2 MAC-e控制单元头结构
其中，前4比特长度的特殊逻辑信道标识用来标识区分该部分头是MAC控制单元头而不是数据单元头，后4个标识比特可以用来指示4个MAC控制单元是否存在，例如特殊逻辑信道标识用‘1111’标识，标识比特‘0’表示存在某控制信息，‘1’表示不存在某控制信息。控制信息所对应的标识比特的位置可以根据需要设定，即可设定第一个标识比特对应终端标识，第二个标识比特对应调度信息，也可以设定第一个标识比特对应信道质量指示，第三个标识比特对应终端标识。MAC-i控制单元头的结构，也可以用后4个比特放置特殊逻辑信道标识，前4个比特设为标识比特。
将MAC控制单元头放在MAC-I PDU头中，并将MAC控制单元头设置为8个字节，并将MAC控制单元放置在MAC-i PDU的载荷部分，这样可以保证MAC-i PDU头的字节对齐。当需要标识多于4个控制信息时，可以将MAC控制单元头设置为16个字节，同样的，用前4个字节做特殊逻辑信道标识用来标识区分该部分头是MAC控制单元头而不是数据单元头，后面字节作为扩展，可最多标识12个控制单元是否存在。
通过引入MAC控制单元，可以以一种统一的方式携带终端标识、调度信息、信道质量指示和/或释放指示等控制信息，有效的降低了额外的比特开销，同时保证了MAC-i PDU头的字节对齐。
为了降低UE在IDLE模式，CELL_FACH态，CELL_PCH态和URA_PCH态下的控制面时延，可以在上行增加CCCH到E-DCH的映射。相应的在终端侧，来自CCCH的RLC PDU首先经过公共介质接入控制(MAC-c，MediumAccess Control-Common)协议实体，然后再到达MAC-e/MAC-es协议实体进行进一步的组包发送，如图3和图5所示。由于MAC-e PDU头中包含逻辑信道ID域可以用来标识CCCH，因此当CCCH映射到E-DCH上时，不需要包含额外的MAC-c头，如下表3所示。
| MAC-e | MAC SDU |
表3 CCCH映射到E-DCH上时对应的MAC PDU格式
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1、一种无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，
当需要对MAC-es SDU分割处理时，终端侧MAC-es协议实体对MAC-esSDU进行分割；
终端侧MAC-es协议实体进行混合自动重传HARQ。
2、如权利要求1所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述需要对MAC-es SDU分割处理包括，MAC-es协议实体检测到当前MAC-es SDU过大；或者为当无线环境发生改变，导致RLC重传时，MAC-es协议实体检测到当前MAC-es SDU过大。
3、如权利要求1所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述对MAC-es SDU进行分割进一步包括，在MAC-es PDU中对分段进行指示。
4、如权利要求3所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述在MAC-es PDU中对分段进行指示为，在MAC-es PDU头中包含分段指示SI：
当SI值为00时，表示该MAC-es PDU中只含有完整的MAC-es SDU；
当SI值为01时，表示该MAC-es PDU中含有MAC-es SDU末分段，且不含MAC-es SDU首分段；
当SI值为10时，表示该MAC-es PDU中含有MAC-es SDU首分段，且不含MAC-es SDU末分段；
当SI值为11时，表示该MAC-es PDU中至少含有MAC-es SDU首分段和末分段；或仅含有MAC-es SDU中分段。
5、一种无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，
接收来自网络侧MAC-e协议实体发送的MAC-es PDU；网络侧MAC-es协议实体检测到MAC-es PDU中包含经分割的MAC-es SDU分段；对MAC-esPDU进行重排序、宏分集合并；对MAC-es SDU分段进行分段组装；对MAC-es SDU进行解复用。
6、如权利要求5所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述检测到PDU中包含经分割的MAC-es SDU分段为，网络侧MAC-es协议实体检测到MAC-es PDU头中包含分段指示SI；所述对MAC-es SDU分段进行分段组装为：
当一个MAC-es SDU分段是首分段时，缓存该MAC-es SDU分段；
当一个MAC-es SDU分段是中分段时，把该MAC-es SDU分段和缓存中保存的MAC-es SDU分段组装到一起并继续保存在缓存中；
当一个MAC-es SDU分段是末分段时，把该MAC-es SDU分段和缓存中保存的MAC-es SDU分段组装到一起并递交到分解模块继续处理，删除缓存；
对于非MAC-es SDU分段，递交到分解模块继续处理。
7、一种移动终端，包括MAC-es和MAC-e协议实体，所述MAC-es和MAC-es协议实体包含：
E-TFC选择模块，用于增强专用传输信道的传输格式组合；
数据复用和TSN设置模块，与E-TFC选择模块相连，用于在进行增强专用传输信道的传输格式组合后，进行数据复用和发送序列号的设置；
HARQ模块，用于对TSN设置后的数据进行混合自动重传；
其特征在于，数据复用和TSN设置模块中还包括，数据分割模块，用于对MAC-es进行分割。
8、一种无线网络控制器，包含MAC-es协议实体，所述MAC-es协议实体包含：
重排序模块和宏分集合并模块；
解复用模块，与宏分集合并相连，用于对宏分集合并后MAC-es PDU进行解复用；
其特征在于，还包含分段组合模块，与宏分集合并模块或解复用模块相连接；或与宏分集合并模块和解复用模块分别相连。
9、一种无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，将终端标志域包含在MAC-e PDU载荷中，用来指示终端标识域是否存在。
10、如权利要求9所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述终端标识域既可以随其他MAC-es PDU在MAC-e PDU中一起发送，也可以单独发送；
当随其他MAC-es PDU在MAC-e PDU中一起发送时，在增加填充比特之前把终端标识域附加在最后一个MAC-es PDU之后。
11、如权利要求9或10所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述终端标识的具体类型为，小区无线网络临时标识C-RNTI、随机ID、国际移动用户识别码IMSI、临时移动台标识TMSI或者分组TMS。
12、一种无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，用MAC控制单元头指示MAC控制单元是否存在；所述MAC控制单元中含有MAC控制信息。
13、如权利要求12所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，将所述MAC控制单元头包含在MAC PDU头中，将所述MAC控制单元包含在MAC PDU载荷中。
14、如权利要求12或13所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，进一步包括，在所述MAC控制单元头中，设置特殊逻辑信道标识来标识所述MAC控制单元头，设置标识比特来标识所述MAC控制单元是否存在。
15、如权利要求12所述的无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，所述MAC控制信息包含，终端标识、调度信息、释放指示和/或信道质量指示。
16、一种无线通信中上行链路的数据传输方法，其特征在于，在上行增加CCCH到E-DCH的映射；在终端侧，来自CCCH的RLC PDU经过MAC-c，协议实体，然后到达MAC-e/MAC-es协议实体进行进一步的组包发送。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090506 |