CN102938679B

CN102938679B - 检测无线传输差错的方法

Info

Publication number: CN102938679B
Application number: CN201110232568.2A
Authority: CN
Inventors: 郑宗佑
Original assignee: Acer Inc
Current assignee: Acer Inc
Priority date: 2011-08-15
Filing date: 2011-08-15
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-08-15
Also published as: CN102938679A

Abstract

本发明公开了一种检测无线传输差错的方法，包含：传输端依据特定传输模式来处理特定数据以产生加密数据；依据该特定传输模式来产生验证码；再依据该加密数据和该验证码来提供协议数据单元；在传输协议数据单元后，接收端解码协议数据单元，并判断该协议数据单元的解码数据和该验证码是否相符合，进而检测无线传输差错。

Description

检测无线传输差错的方法

技术领域

本发明涉及一种检测无线传输差错的方法。

背景技术

第三代移动通信系统采用宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)的无线接入方式，可提供高频谱使用率、无远弗届的覆盖率及高品质、高速率的多媒体数据传输，能同时满足各种不同要求的服务品质(Quality of Service，QoS)，提供具有弹性的多样化双向传输服务，并提供较佳的通信品质以有效地降低掉话率(Call Drop)。

关于多媒体广播及组播服务，第三代移动通信联盟(the 3rdGeneration partnership Project，3GPP)已在相关规范中详细定义其运作方式，以下仅简单说明。首先，以通用移动通信系统(UniversalMobile Telecommunications System，UMTS)而言，第三代移动通信系统包含用户设备(User Equipment，UE)、UMTS陆地无线接入网络(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)及核心网络(Core Network，CN)三大部分。在WCDMA系统中，无线接口的协议结构包含了物理层(Physical Layer)L1，数据链路层(Data LinkLayer)L2，以及网络层(Network Layer)L3。在其第二层数据链路层L2使用的通信协议包括接入层(Access Stratum，AS)和非接入层(Non-Access Stratum，NAS)。接入层包含无线资源控制(RadioResource Control，RRC)、无线链路控制(Radio Link Control，RLC)、媒体接入控制(Media Access Control，MAC)、分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)、广播及多播控制(Broadcast/Multicast Control，BMC)等数个功能不同的子层。数据在各个子层中进行相对应的封装，子层从上层收到的数据视为此子层的服务数据单元(Service Data Unit，SDU)，经过子层封装后成为协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)，再传递给下一个子层。接收端接收的处理程序大致与传送端反向，子层会对数据进行相对应的处理以解封装。上述相关各子层的功能与运作为业界所公知，在此不另加赘述。

RLC通信协议的主要功能为提供第三代移动通信系统不同的传输品质处理，依据不同的传输品质要求，针对所传输的数据或控制指令，进行不同的切割、传送、重传与组合处理。在第三代移动通信系统中，定义了会话(Conversational)、流(Streaming)、交互(Interactive)与背景(Background)等四种不同的传输品质等级。RLC层以下列3种方式来进行分组的切割分封处理，以满足不同传输品质要求：

1、透明模式(Transparent Mode，TM)：根据分组长度直接进行切割分封，不做任何其他处理。透明模式适用于对即时传输要求较高的服务，如语音电话。

2、非确认模式(Unacknowledged Mode，UM)：除了切割分封外，在每个分组前另加适当的标头(Header)，以协助接收端进行分组次序的检查与差错分组的丢弃。非确认模式适用于对即时传输及分组次序皆有要求的服务，如网络协议语音(Voice over Internet Protocol，VoIP)通信或视频电话(VideoPhone)等。

3、确认模式(Acknowledged Mode，AM)：除了切割分封与附加分组次序标头外，在接收端更需针对每个分组进行次序检查、重复检测及重传处理，以确保所有封包都能正确地到达接收端。确认模式适用于对即时传输要求不高，但数据正确性要求很高的服务，如网页浏览、电子邮件或文件传输等服务。

在无线传输的过程中，用户数据与某些信令信息容易受干扰而发生差错，因此必须透过数据加密来保护。在公知的第三代移动通信系统中，在移动设备(Mobile Equipment)与无线网络控制器(RadioNetwork Controller)间会透过加密(Ciphering)运算来对相关数据进行加密。图1为公知的第三代移动通信系统进行数据加密与解密的示意图。虚线左侧代表传输端，其首先将加密金钥(Ciphering Key)CK、计数(Count)COUNT-C、承载标识(Bearer Identifier)BEARER、方向标识(Direction Identifier)DIRECTION及长度指示(LengthIndicator)LENGTH等参数透过F8算法求出多个金钥串区块(Keystream Block)KEYSTREAM，再对金钥串区块KEYSTREAM与明文(Plain Text)区块PLAIN-TEXT进行异或(exclusive-OR)运算以得到密文(Cipher Text)区块CIPHER-TEXT。虚线右侧代表接收端，其可对金钥串区块KEYSTREAM与所接收的密文区块CIPHER-TEXT进行异或运算以解密出原始明文区块PLAIN-TEXT。

在语音通话时，无线通信装置是在透明模式下，此时加密数据后所产生的协议数据单元仅包含语音数据，而无其它附加信息，接收端无法验证收到的数据是否正确。若在传送过程中受到干扰，或是用户端和网络端之间有不同步的情形，使用者在通话时可能会一直听到噪音。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种检测无线传输差错的方法，以改善通信品质。

为解决上述技术问题，本发明提供一种检测无线传输差错的方法，包含：在特定传输模式下，处理特定数据以产生加密数据；依据该特定传输模式产生验证码；依据该加密数据和该验证码来提供协议数据单元；以及在传输该协议数据单元后，解码该协议数据单元，并判断该协议数据单元的解码数据和该验证码是否相符合。

本发明可应用于宽带码分多址系统中，RLC层会在协议数据单元内另加入帧校验序列域，用来储存与加密数据有关的信息，以供接收端验证传输数据的内容是否正确，因此能在检测到无线传输差错时执行相对应的差错控制程序，进而改善通信品质。

附图说明

图1是公知的第三代移动通信系统进行数据加密与解密的示意图。

图2是本发明中一种检测无线传输差错的方法的流程图。

图3A～3C是本发明宽带码分多址中RLC层运作时的示意图。

其中，附图标记说明如下：

TM_PDU 透明模式协议数据单元

UM_PDU 非确认模式协议数据单元

AM_PDU 确认模式协议数据单元

210～250 步骤

具体实施方式

图2为本发明中一种检测无线传输差错的方法的流程图，其包含下列步骤：

步骤210：传输端处理特定数据以产生加密数据。

步骤220：传输端依据加密数据和验证码提供协议数据单元，再将协议数据单元传送至接收端。

步骤230：在收到协议数据单元后，接收端解码协议数据单元，并判断解码数据的内容是否符合其验证码；若是，执行步骤240；若否，执行步骤250。

步骤240：接收端执行差错控制程序。

步骤250：结束。

在本发明中，传输端和接收端可分别为用户端或网络端。也即，本发明可检测用户端和用户端之间、网络端和网络端之间，或用户端和网络端之间的无线传输差错。

在步骤210中，传输端可依据运作模式来对特定数据进行处理，以产生相对应的加密数据。举例来说，在透明模式下，数据处理可包含对上一层传来的服务数据单元进行切割分封以产生加密数据；在非确认模式下，数据处理可包含对上一层传来的服务数据单元进行切割分封以产生加密数据，以及序列号码(sequence number)、长度指示、补位(padding，PAD)等相对应的附加信息；在确认模式下，数据处理可包含对上一层传来的服务数据单元进行切割分封以产生加密数据，以及序列号码、长度指示、补位或状态协议数据单元(status PDU)等相对应的附加信息。

在步骤220中，传输端会依据加密数据和验证码来提供协议数据单元。在本发明实施例中，可依据循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)来产生帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS)以作为验证码。帧校验序列可依据不同运作模式的数据加密方式来产生，例如包含加密数据内容、长度指示或补位等信息。帧校验序列通常为多比特的循环冗余校验码，可用来验证协议数据单元的数据域或标头域是否正确。循环冗余校验的详细运算为相关领域具有通常知识者所熟知，在此不另加赘述。

依据第三代移动通信联盟所制定的规范，透明模式的协议数据单元包含数据域，而非确认模式和确认模式的协议数据单元包含数据域和标头域。图3A～3C是本发明中RLC层运作时的示意图。图3A显示了透明模式协议数据单元TM_PDU，图3B显示了非确认模式协议数据单元UM_PDU，而图3C显示了确认模式协议数据单元AM_PDU。

在图3A中，步骤220传送的透明模式协议数据单元TM_PDU包含数据域DATA和帧校验序列域FCS。在透明模式下接收到上一层传来的服务数据单元后，会将数据切割分封后的加密数据存入数据域DATA，并将包含数据加密信息的验证码存入帧校验序列域FCS。

在图3B中，步骤220传送的非确认模式协议数据单元UM_PDU包含数据域DATA、标头域UM_Header和帧校验序列域FCS。在非确认模式下接收到上一层传来的服务数据单元后，会将数据切割分封后的加密数据存入数据域DATA，将序列号码、长度指示或补位等附加信息存入相对应的标头域UM_Header，并将包含数据加密信息的验证码存入帧校验序列域FCS。

在图3C中，步骤220传送的确认模式协议数据单元AM_PDU包含数据域DATA、标头域AM_Header和帧校验序列域FCS。在确认模式下接收到上一层传来的服务数据单元后，会将数据切割分封后的加密数据存入数据栏位域DATA，将序列号码、长度指示、补位或状态协议数据单元等附加信息存入标头域AM_Header，并将包含数据加密信息的验证码存入帧校验序列域FCS。

在步骤230中，接收端会解码协议数据单元，并判断解码数据的内容是否符合其验证码。在透明模式下，接收端可依据MAC层通信协议来解码协议数据单元；在非确认模式或确认模式下，接收端可依据RLC层通信协议来解码协议数据单元。

若判定协议数据单元的解码数据和验证码彼此不符时，接收端会执行步骤240以执行差错控制程序。本发明可使用无线通信领域常见的差错控制程序，例如前向纠错(Forward Error Correction，FEC)、自动重传请求(Automatic Repeat Request，ARQ)或混合式自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ)等。前向纠错是单一方向的差错控制机制，当接收端收判定数据错时会将其自行纠正，如果无法纠正回来时则将其丢弃，并不会通知传输端。自动重传请求则为双向传输的差错控制机制，当接收端发现数据差错时，会通知传输端并要求重传此数据，因此可以提供较高的可靠度。混合式自动重传请求则结合前述两者的优点，在确保传输可靠度的同时，也能避免在无线环境中因过度的重传而降低整体系统效能。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种检测无线传输差错的方法，包含：

在特定传输模式下，处理特定数据以产生加密数据；

依据该特定传输模式产生验证码；

依据该加密数据和该验证码来提供协议数据单元；以及

在传输该协议数据单元后，解码该协议数据单元，并判断该协议数据单元的解码数据和该验证码是否相符合，其中﹕

该特定传输模式是依据无线链路控制层通信协议的透明模式、非确认模式或确认模式中的一种；且

该特定数据是上一层传来的服务数据单元。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含：

使用循环冗余校验来产生帧校验序列以作为该验证码。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该验证码包含依据该特定传输模式所产生的加密数据内容、长度指示或补位的信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含：

若该解码数据和该验证码不符合时，执行差错控制程序。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该差错控制程序包含纠正该解码数据或要求重传数据。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该特定传输模式是该透明模式时，该方法依据媒体接入控制层通信协议来解码该协议数据单元。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当该特定传输模式是该非确认模式或该确认模式时，该方法依据该无线链路控制层通信协议来解码该协议数据单元。