專利名稱：基于演進(jìn)架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線傳輸系統(tǒng)，尤其涉及無(wú)線傳輸系統(tǒng)中一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法。
背景技術(shù)：
UMTS在空中接口上采用WCDMA無(wú)線傳輸技術(shù)，在R6中分為L(zhǎng)1、L2和L3這3個(gè)協(xié)議層，分別對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，其中L2又被分為媒體接入控制(MAC)、無(wú)線鏈路控制(RLC)、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)及廣播/組播控制協(xié)議(BMC)，其協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示。
MAC位于UMTS地面無(wú)線接入網(wǎng)(UTRAN)空中接口的物理層之上，是數(shù)據(jù)鏈路層L2的一個(gè)子層，它屏蔽了物理傳輸媒質(zhì)的特性，為高層提供了使用物理介質(zhì)的手段。高層通過(guò)MAC提供的邏輯信道來(lái)傳輸數(shù)據(jù)和信令信息，MAC根據(jù)物理介質(zhì)的特性將這些信息映射到物理層提供的傳輸信道上，并為每一個(gè)傳輸信道選擇合適的傳輸格式。另外，在必要的情況下，MAC還會(huì)進(jìn)行邏輯信道到傳輸信道的復(fù)用。
MAC子層提供邏輯信道上數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，協(xié)議中定義了一組不同類型的邏輯信道，每一種邏輯信道類型都是根據(jù)它所傳輸?shù)男畔⒌念愋投x的傳輸控制信息的信道稱為控制信道，包括廣播控制信道(BCCH)，尋呼控制信道(PCCH)，專用控制信道(DCCH)，公共控制信道(CCCH)和共享信道控制信道(SHCCH)；傳輸業(yè)務(wù)信息的信道稱為業(yè)務(wù)信道，包括專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)和公共業(yè)務(wù)信道(CTCH)兩種。
物理層提供給上層的服務(wù)接入點(diǎn)表現(xiàn)為一系列傳輸信道，MAC層負(fù)責(zé)這些傳輸信道的調(diào)度和使用，具體協(xié)議功能的執(zhí)行是由MAC實(shí)體來(lái)完成的。根據(jù)所處理的傳輸信道的不同，MAC實(shí)體可以分為MAC-b、MAC-c/sh/m、MAC-d、MAC-hs、MAC-e/es。MAC-b負(fù)責(zé)處理廣播信道(BCH)；MAC-c/sh/m負(fù)責(zé)處理公共及共享傳輸信道，包括尋呼信道(PCH)，前向接入信道(FACH)隨機(jī)接入信道(RACH)，TDD模式下的下行共享信道(DSCH)與上行共享信道(USCH)；MAC-d只負(fù)責(zé)處理專用傳輸信道(DCH)；MAC-hs負(fù)責(zé)處理高速下行共享信道(HS-DSCH)；MAC-e/es負(fù)責(zé)處理增強(qiáng)上行專用信道(E-DCH)，用戶終端(UE)面的MAC體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
無(wú)線鏈路控制協(xié)議(RLC)位于UTRAN空中接口的第二層，利用MAC子層提供的邏輯信道為高層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，其位置和作用相當(dāng)于OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，是無(wú)線接口上保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。由于無(wú)線電傳播環(huán)境中的信道狀況及其惡劣，傳輸誤碼率極高，因此保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸是一項(xiàng)很艱巨的任務(wù)。所以，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)在RLC子層引入了許多新的自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ)機(jī)制，以適應(yīng)高服務(wù)質(zhì)量的要求。
根據(jù)不同級(jí)別的QoS要求，RLC可以提供3種模式的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)透明、非確認(rèn)和確認(rèn)。透明模式的服務(wù)質(zhì)量最低，非確認(rèn)模式次之，確認(rèn)模式的服務(wù)質(zhì)量是最高的。自動(dòng)重傳機(jī)制僅僅體現(xiàn)在確認(rèn)模式的RLC實(shí)體中。
RLC為用戶數(shù)據(jù)和控制信息提供分段和重組功能。每一個(gè)RLC實(shí)體由無(wú)線資源控制(RRC)配置，并對(duì)其執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督和控制。在用戶平面上，RLC子層向上層提供的業(yè)務(wù)稱為無(wú)線承載(RB)；在控制平面上，RLC子層向上層提供的業(yè)務(wù)稱為信令無(wú)線承載(SRB)。這兩種承載在RLC子層是統(tǒng)一編號(hào)的，SRB可以被認(rèn)為是一種特殊的RB。
下面，參照?qǐng)D3描述與本發(fā)明相關(guān)的一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的方案。
R6的用戶面協(xié)議棧中，RLC層位于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，MAC層位于基站(NodeB)，NodeB與RNC之間有標(biāo)準(zhǔn)接口Iub。在有數(shù)據(jù)交互時(shí)，RLC層與MAC層之間通過(guò)Iub接口交互。
參照?qǐng)D4，對(duì)R6中下行鏈路UTRAN面分組業(yè)務(wù)的處理流程進(jìn)行描述。
■頭壓縮對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行頭壓縮。
■分割級(jí)聯(lián)將上層來(lái)的數(shù)據(jù)分割級(jí)聯(lián)成等大小的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU，Protocol data unit)。
■重傳緩存及管理(ARQ)RLC層自動(dòng)重傳。
■加密對(duì)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)進(jìn)行加密。
■傳輸信道類型切換在專用傳輸信道、公共傳輸信道及共享傳輸信道之間切換。
■流量控制控制NodeB與RNC之間的流量，防止數(shù)據(jù)溢出。
■調(diào)度在同一用戶的不同數(shù)據(jù)流間或不同用戶的數(shù)據(jù)流間進(jìn)行調(diào)度。
■混和自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)物理層混合自動(dòng)重傳。
■物理層處理在物理層對(duì)傳輸塊加上循環(huán)冗余校驗(yàn)后經(jīng)由空中物理信道發(fā)送至UE。
如圖4所示，在UTRAN中，RNC包括依次相連的PDCP單元、RLC單元和MAC-d單元，NodeB包括相連的MAC-hs單元和物理層處理單元。在RNC上，PDCP單元包括頭壓縮模塊，RLC單元包括分割級(jí)聯(lián)模塊、ARQ模塊和加密模塊，MAC-d單元包括傳輸信道類型切換模塊和流量控制模塊。在NodeB上，MAC-hs單元包括調(diào)度模塊和HARQ模塊。
參照?qǐng)D5，對(duì)R6中下行鏈路UE面分組業(yè)務(wù)的處理流程進(jìn)行描述。
■物理層處理從物理層接收來(lái)自基站的傳輸塊，并進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。
■混和自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)物理層混合自動(dòng)重傳。
■重排隊(duì)列分布將數(shù)據(jù)根據(jù)隊(duì)列號(hào)路由到對(duì)應(yīng)的重排緩存中。
■重排根據(jù)傳輸序列號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重排。
■分解對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，取出頭信息及填充。
■解密對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
■ARQRLC層自動(dòng)重傳。
■重組把分解后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重組。
■解頭壓縮對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解頭壓縮。
如圖5所示，UTRAN中的UE包括依次相連的物理層處理單元、MAC-hs單元、MAC-d單元、RLC單元和PDCP單元。其中，MAC-hs單元包括HARQ模塊、重排隊(duì)列分布模塊、重排模塊和分解模塊，RLC單元包括解密模塊、ARQ模塊和重組模塊，PDCP單元包括頭壓縮模塊。
首先，從協(xié)議層次架構(gòu)上看，RLC層與MAC層分別位于不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)NodeB與RNC上，它們數(shù)據(jù)交互需通過(guò)Iub接口，這樣必將帶來(lái)不必要的時(shí)延。
而且，當(dāng)它們位于不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，由于上層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是不知道下層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的具體數(shù)據(jù)發(fā)送情況的，即RNC是不知道NodeB具體數(shù)據(jù)發(fā)送信息，這樣在RLC重傳的情況下，很容易導(dǎo)致RLC的無(wú)效重傳。因?yàn)楦鶕?jù)當(dāng)前RLC重傳機(jī)制，RNC的RLC層會(huì)把沒(méi)收到確認(rèn)的PDU再次發(fā)送給NodeB，在數(shù)據(jù)量大時(shí)，NodeB中部分從RNC中重傳過(guò)來(lái)數(shù)據(jù)沒(méi)有及時(shí)發(fā)送出去，UE會(huì)反饋非確認(rèn)信息，這樣RNC根據(jù)UE的非確認(rèn)信息會(huì)重傳這些數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可能在NodeB中還沒(méi)發(fā)送出去，這樣就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的無(wú)效重傳，同時(shí)也浪費(fèi)了Iub口的帶寬。
其次，在R6中分割級(jí)聯(lián)是在RLC層做的，而RLC層位于RNC，是很難知道空口情況的，這樣分割級(jí)聯(lián)出來(lái)的數(shù)據(jù)很難和空口允許的傳輸塊匹配，且勢(shì)必導(dǎo)致很多不必要的填充(padding)。
最后，RLC層和MAC層的功能冗余及重復(fù)，比如這兩層都有級(jí)聯(lián)功能、自動(dòng)重傳功能、加密功能等；而且有些功能在長(zhǎng)期演進(jìn)架構(gòu)(LTE)中可能是不需要的，如動(dòng)態(tài)傳輸信道類型切換，透明傳輸模式等。這些多余的功能給現(xiàn)有的協(xié)議帶來(lái)了復(fù)雜性和額外的處理時(shí)延。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的若干缺陷，本發(fā)明提供一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法，以便在現(xiàn)有協(xié)議基礎(chǔ)上對(duì)其中一些功能進(jìn)行整合，去除不必要的功能，且將某些功能移植到最合適的地方。
一方面，提出一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站的數(shù)據(jù)發(fā)射方法。包括以下步驟A、在媒體接入控制MAC層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)；B、給分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；C、在物理層給傳輸塊加上校驗(yàn)位后發(fā)送至終端。
上述方法還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟對(duì)傳輸塊進(jìn)行物理層緩存及重傳(HARQ)。
上述步驟A還包括步驟對(duì)到達(dá)MAC層的數(shù)據(jù)或分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層緩存及重傳(ARQ)。
上述步驟A還包括以下步驟中至少一個(gè)在各個(gè)數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
上述方法還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
上述方法還包括在步驟A中所述分割級(jí)聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
上述方法還包括在步驟A之前執(zhí)行的步驟在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行頭壓縮。
上述方法還包括在所述頭壓縮之前或在步驟A中所述分割級(jí)聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
另一方面，提出一種基于演進(jìn)架構(gòu)的終端的數(shù)據(jù)接收方法。包括以下步驟A、在物理層對(duì)來(lái)自基站的傳輸塊進(jìn)行校驗(yàn)后發(fā)送至媒體接入控制MAC層；B、通過(guò)去掉數(shù)據(jù)頭來(lái)分解傳輸塊；C、對(duì)分解后的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；D、重組排序后的數(shù)據(jù)；
E、在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
上述步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟對(duì)傳輸錯(cuò)誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進(jìn)行物理層反饋，請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述方法還包括在步驟B中所述分解傳輸塊之后或在步驟D中所述重組數(shù)據(jù)之后執(zhí)行的步驟對(duì)傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層反饋，請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述方法還包括在步驟C中所述排序之后或在步驟E中所述解頭壓縮之前執(zhí)行的步驟對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
上述方法還包括在步驟D中所述重組之后或在步驟E中所述解頭壓縮之后或在步驟E之后執(zhí)行的步驟對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解復(fù)用。
上述步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊(duì)列中。
再一方面，提出一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站。該基站包括相連的物理層處理單元和媒體接入控制MAC單元。媒體接入控制MAC單元包括分割級(jí)聯(lián)模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)；傳輸塊生成模塊，用于給分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；物理層處理單元，用于給傳輸塊加上校驗(yàn)位后發(fā)送至終端。
上述MAC單元或物理層處理單元還包括混和自動(dòng)重傳(HARQ)模塊，用于對(duì)傳輸塊進(jìn)行物理層緩存及重傳。
上述MAC單元還包括重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對(duì)MAC單元收到的數(shù)據(jù)或分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層緩存及重傳。
上述MAC單元還包括以下模塊中至少一個(gè)調(diào)度模塊，用于在各個(gè)數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；加密模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
上述MAC單元或物理層處理單元還包括傳輸格式選擇模塊，用于為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
上述MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對(duì)MAC單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
上述基站還包括連接到MAC單元上的分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元，該P(yáng)DCP單元包括頭壓縮模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行頭壓縮。
上述PDCP單元或MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對(duì)其所在單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
還有一方面，提出一種基于演進(jìn)架構(gòu)的終端。該終端包括依次相連的物理層處理單元、媒體接入控制MAC單元、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元。其中，物理層處理單元用于從物理層接收來(lái)自基站的傳輸塊并進(jìn)行校驗(yàn)，媒體接入控制MAC單元包括分解模塊，用于通過(guò)去掉數(shù)據(jù)頭來(lái)分解傳輸塊；重排模塊，用于對(duì)分解后的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；重組模塊，用于重組排序后的數(shù)據(jù)，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元包括解頭壓縮模塊，用于將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
上述MAC單元還包括混和自動(dòng)重傳(HARQ)模塊，用于對(duì)到達(dá)MAC單元的傳輸錯(cuò)誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進(jìn)行物理層反饋并請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述MAC單元還包括連接到分解模塊或重組模塊上的重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對(duì)傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層反饋并請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述MAC單元或PDCP單元還包括解密模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
上述MAC單元或PDCP單元或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的解復(fù)用模塊，用于對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解復(fù)用。
上述MAC單元還包括傳輸塊隊(duì)列分布模塊，用于將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊(duì)列中后發(fā)送至分解模塊。
本發(fā)明主要的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)如下
1.把RLC層下移到NodeB后，它與MAC層的交互更加緊密，原來(lái)的MAC層與RLC層的交互時(shí)延可以有效避免。
2.本發(fā)明使得分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)更好地與空口匹配，減少開(kāi)銷(overhead)及填充(padding)，增加空口的效率。
3.整合了兩層的功能，減少了不必要的功能及重復(fù)功能，使得協(xié)議簡(jiǎn)化了復(fù)雜度，減少數(shù)據(jù)處理時(shí)延。
4.對(duì)于原有協(xié)議中，在RLC重傳時(shí)由RLC重傳機(jī)制引起的無(wú)效重傳可以有效避免。
5.通過(guò)NodeB的調(diào)度功能保證重傳數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)及保證業(yè)務(wù)的QoS。


圖1示出現(xiàn)有的無(wú)線接口協(xié)議結(jié)構(gòu)；圖2是UE面MAC體系結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出R6的用戶面協(xié)議棧；圖4示出R6中下行鏈路UTRAN面分組業(yè)務(wù)處理流程；圖5示出R6中下行鏈路UE面分組業(yè)務(wù)處理流程；圖6示出作為本發(fā)明實(shí)施例1-6所述方案的基礎(chǔ)的協(xié)議架構(gòu)；圖7示出本發(fā)明實(shí)施例1所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖8示出本發(fā)明實(shí)施例1所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖9示出本發(fā)明實(shí)施例4所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖10示出本發(fā)明實(shí)施例4所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖11示出作為本發(fā)明實(shí)施例7-12所述方案的基礎(chǔ)的協(xié)議架構(gòu)；圖12示出本發(fā)明實(shí)施例7所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖13示出本發(fā)明實(shí)施例7所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖14示出本發(fā)明實(shí)施例10所述的UTRAN面下行鏈路業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程；圖15示出按照本發(fā)明實(shí)施例10所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程。
具體實(shí)施例方式
在LTE中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議架構(gòu)、信道結(jié)構(gòu)等都將進(jìn)行改進(jìn)。而且LTE最根本的一點(diǎn)就是只有分組域業(yè)務(wù)，即所有業(yè)務(wù)都將用包進(jìn)行傳輸，這也意味著在LTE中不會(huì)存在專用傳輸信道。隨著多媒體廣播組播業(yè)務(wù)(MBMS)的引入，BMC也將被取消。
為了更好地讓L2適用于LTE，在現(xiàn)有協(xié)議基礎(chǔ)上需對(duì)其中一些功能進(jìn)行整合，去除不必要的功能，如原有協(xié)議中MAC層某些用來(lái)處理電路域業(yè)務(wù)的功能，且把相應(yīng)的功能移植到最合適的地方發(fā)揮更好的性能。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有協(xié)議的架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，讓MAC層與RLC層之間更好地交互，減少不必要的時(shí)延、無(wú)效重傳、開(kāi)銷(overhead)及填充(padding)等，增強(qiáng)LTE的性能。
基于LTE低時(shí)延，高速率，分組優(yōu)化的需求，需要對(duì)現(xiàn)有協(xié)議架構(gòu)做后面實(shí)施例所述的各方面改進(jìn)。
下面給出本發(fā)明的實(shí)施例1，參照?qǐng)D6描述該實(shí)施例的協(xié)議架構(gòu)。
RLC層下移到NodeB而且與MAC層合并為MAC+層，且位于NodeB，PDCP層位于核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，取消RNC。
參照?qǐng)D7，對(duì)圖6協(xié)議架構(gòu)下UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程進(jìn)行描述。
■頭壓縮對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行頭壓縮。
■基于QoS的復(fù)用對(duì)相同QoS屬性的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
■調(diào)度根據(jù)QoS屬性及用戶的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度。
■分割級(jí)聯(lián)根據(jù)空口允許的傳輸塊大小進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)。
■重傳緩存及管理(ARQ)在HARQ錯(cuò)誤傳輸時(shí)進(jìn)行高層重傳，重傳的是分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)，即PDU。對(duì)時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)及組播、廣播業(yè)務(wù)不適用，僅適用于單播業(yè)務(wù)中時(shí)延不敏感型業(yè)務(wù)。
■加密對(duì)分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
■生成傳輸塊給PDU加上必要的頭信息及填充生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層。
■ 混和自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)物理層重傳。只適用于單播業(yè)務(wù)，不適用于組播及廣播業(yè)務(wù)。
■物理層處理在物理層對(duì)傳輸塊加上循環(huán)冗余校驗(yàn)后經(jīng)由空中物理信道發(fā)送至UE。
如圖7所示，在UTRAN中，核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包括PDCP單元，基站(NodeB)包括相連的MAC+單元和物理層處理單元。在核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上，PDCP單元包括頭壓縮模塊。在NodeB上，MAC+單元包括基于服務(wù)質(zhì)量的復(fù)用模塊、調(diào)度模塊、分割級(jí)聯(lián)模塊、ARQ模塊、加密模塊、傳輸塊生成模塊和HARQ模塊。
參照?qǐng)D8，對(duì)圖6協(xié)議架構(gòu)下UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程進(jìn)行描述。
■物理層處理從物理層接收來(lái)自基站的傳輸塊，并進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。
■HARQ物理層混合自動(dòng)重傳。
■傳輸塊隊(duì)列分布把數(shù)據(jù)流根據(jù)服務(wù)質(zhì)量屬性路由到對(duì)應(yīng)的隊(duì)列中。
■分解去掉底層的數(shù)據(jù)頭及填充。
■重傳緩存及管理(ARQ)高層自動(dòng)重傳。
■重排按數(shù)據(jù)的序列號(hào)排列。
■解密對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
■重組把數(shù)據(jù)重組成完整的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU，Service data unit)。
■基于QoS的解復(fù)用對(duì)于具有同一QoS屬性的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解復(fù)用。
■解頭壓縮對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解頭壓縮。
如圖8所示，用戶終端(UE)包括依次相連的物理層處理單元、MAC+單元、PDCP單元、以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元，比如IP單元。其中，MAC+單元包括HARQ模塊、傳輸塊隊(duì)列分布模塊、分解模塊、ARQ模塊、重排模塊、解密模塊、重組模塊和基于服務(wù)質(zhì)量的解復(fù)用模塊，PDCP單元包括解頭壓縮模塊?？梢?jiàn)，終端上這些功能模塊與基站上各個(gè)功能模塊一一對(duì)應(yīng)。
對(duì)流程和模塊進(jìn)行上述安排和配置主要為了以下目的1.MAC與RLC整合后，都位于NodeB，在數(shù)據(jù)處理流程中避免了原有的RLC與MAC之間的接口時(shí)延。
2.把分割級(jí)聯(lián)移到MAC中執(zhí)行，由于MAC層靠近空口，可以根據(jù)信道質(zhì)量條件好壞來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)，而分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)包可以更好地匹配空口傳輸能力，避免了冗余的填充比特，增強(qiáng)了傳輸效率。
3.高層重傳，即ARQ放在MAC層執(zhí)行，可以共享利用底層重傳的信息，同時(shí)可以確切知道基站的緩存狀態(tài)信息，這樣就能更好地避免無(wú)效重傳的發(fā)生。例如在RNC向基站發(fā)出請(qǐng)求重傳的數(shù)據(jù)后，由于空口傳輸能力限制，基站只能發(fā)送部分需要重傳的數(shù)據(jù)，部分需要重傳的數(shù)據(jù)仍緩存在基站緩存中，而在一定時(shí)間內(nèi)用戶沒(méi)有收到這些數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)送狀態(tài)報(bào)告，請(qǐng)求這些數(shù)據(jù)重傳，這樣RNC就會(huì)再次發(fā)送這些數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可能還緩存在基站緩存中。把ARQ放在MAC層就能避免這種情況發(fā)生。
4.把ARQ放在分割級(jí)聯(lián)后，即重傳的是分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)包。如果放在分割級(jí)聯(lián)前，那么ARQ緩存及重傳的將是高層下來(lái)的整個(gè)SDU，對(duì)于一個(gè)大SDU，進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)后得到多個(gè)PDU，只要其中一個(gè)PDU沒(méi)有傳對(duì)，那么就要重傳整個(gè)SDU，效率是很低的。而把ARQ放在分割級(jí)聯(lián)后就能避免這種情況。
5.從上述架構(gòu)圖可以看出在重傳時(shí)也支持對(duì)重傳的數(shù)據(jù)的再次分割級(jí)聯(lián)。由于信道質(zhì)量是不斷變化的，因此在數(shù)據(jù)重傳時(shí)，如果傳輸塊大小大于空口允許的傳輸能力，則會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)塊發(fā)送不了的情況，如果傳輸塊小于空口的傳輸能力，則需要添加冗余的填充比特，浪費(fèi)了資源。而對(duì)數(shù)據(jù)重傳時(shí)進(jìn)行再次分割級(jí)聯(lián)就會(huì)避免這種情況的發(fā)生。
實(shí)施例2是取消NodeB中的加密，加密在核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中頭壓縮之后執(zhí)行，則相應(yīng)的UE面的解密在解頭壓縮之前執(zhí)行，其它同實(shí)施例1。
實(shí)施例3是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，其它同實(shí)施例1。
實(shí)施例4的協(xié)議架構(gòu)與實(shí)施例1的相同，該實(shí)施例所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程如圖9所示。高層重傳與分割級(jí)聯(lián)互換后，高層重傳是緩存及重傳高層下來(lái)的SDU，對(duì)于重傳的數(shù)據(jù)，發(fā)送端只需維護(hù)較少的分割級(jí)聯(lián)信息，相應(yīng)的接收端重組也比較簡(jiǎn)單。與UTRAN面相對(duì)應(yīng)，該實(shí)施例所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程如圖10所示。
實(shí)施例5是取消NodeB中的加密，加密在核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中頭壓縮之后執(zhí)行，則UE面解密在解頭壓縮之前執(zhí)行，其它同實(shí)施例4。
實(shí)施例6是將UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，其它同實(shí)施例4。
實(shí)施例7的協(xié)議架構(gòu)如圖11所示，PDCP層下移到NodeB，MAC層與RLC層合并為MAC+層而且位于NodeB，RNC取消。
圖12和13分別示出在圖11協(xié)議架構(gòu)下UTRAN面和UE面下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程。
參照?qǐng)D12，基站(NodeB)包括依次相連的PDCP單元、MAC+單元和物理層處理單元。其中，PDCP單元包括頭壓縮模塊，MAC+單元包括基于服務(wù)質(zhì)量的復(fù)用模塊、調(diào)度模塊、分割級(jí)聯(lián)模塊、ARQ模塊、加密模塊、傳輸塊生成模塊和HARQ模塊。
參照?qǐng)D13，用戶終端(UE)包括依次相連的物理層處理單元、MAC+單元、PDCP單元、以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元，比如IP單元。其中，物理層處理單元用于對(duì)物理信道上收到的傳輸塊進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)。MAC+單元包括HARQ模塊、傳輸塊隊(duì)列分布模塊、分解模塊、重傳緩存及管理模塊、重排模塊、解密模塊、重組模塊和基于服務(wù)質(zhì)量的解復(fù)用模塊。PDCP單元包括解頭壓縮模塊。
實(shí)施例8是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層的上層執(zhí)行，其它同實(shí)施例7。
實(shí)施例9是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到PDCP層頭壓縮之前執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層解頭壓縮之后執(zhí)行，其它同實(shí)施例7。
實(shí)施例10是UTRAN面高層重傳與分割級(jí)聯(lián)互換，下行業(yè)務(wù)在各個(gè)模塊間的處理流程如圖14和15所示。
實(shí)施例11是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層的上層執(zhí)行，其它同實(shí)施例10。
實(shí)施例12是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到PDCP層頭壓縮之前執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層解頭壓縮之后執(zhí)行，其它同實(shí)施例10。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，流程的安排和模塊的配置可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。例如UTRAN面的調(diào)度或加密，既可以在ARQ之前或之后進(jìn)行，也可以在分割級(jí)聯(lián)之前或之后進(jìn)行，而其它步驟不變。特別是，還可以在實(shí)施例1-12中任何一個(gè)的流程中增加傳輸格式選擇步驟，為特定業(yè)務(wù)選擇合適的傳輸格式。傳輸格式選擇既可以在MAC+層生成傳輸塊之后執(zhí)行，也可以在物理層執(zhí)行。此外，實(shí)施例1～12中任何一個(gè)的HARQ處理都可以移到物理層執(zhí)行。UE面要隨UTRAN面的改變對(duì)模塊和步驟作相應(yīng)調(diào)整。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站的數(shù)據(jù)發(fā)射方法，包括以下步驟A、在媒體接入控制MAC層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)；B、給分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；C、在物理層給傳輸塊加上校驗(yàn)位后發(fā)送至終端。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟對(duì)傳輸塊進(jìn)行物理層緩存及重傳(HARQ)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟A還包括步驟對(duì)到達(dá)MAC層的數(shù)據(jù)或分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層緩存及重傳(ARQ)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于步驟A還包括以下步驟中至少一個(gè)在各個(gè)數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟A中所述分割級(jí)聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟A之前執(zhí)行的步驟在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行頭壓縮。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括在所述頭壓縮之前或在步驟A中所述分割級(jí)聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
9.一種基于演進(jìn)架構(gòu)的終端的數(shù)據(jù)接收方法，包括以下步驟A、在物理層對(duì)來(lái)自基站的傳輸塊進(jìn)行校驗(yàn)后發(fā)送至媒體接入控制MAC層；B、通過(guò)去掉數(shù)據(jù)頭來(lái)分解傳輸塊；C、對(duì)分解后的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；D、重組排序后的數(shù)據(jù)；E、在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟對(duì)傳輸錯(cuò)誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進(jìn)行物理層反饋，請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包括在步驟B中所述分解傳輸塊之后或在步驟D中所述重組數(shù)據(jù)之后執(zhí)行的步驟對(duì)傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層反饋，請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括在步驟C中所述排序之后或在步驟E中所述解頭壓縮之前執(zhí)行的步驟對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括在步驟D中所述重組之后或在步驟E中所述解頭壓縮之后或在步驟E之后執(zhí)行的步驟對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解復(fù)用。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊(duì)列中。
15.一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站，包括相連的物理層處理單元和媒體接入控制MAC單元，其特征在于媒體接入控制MAC單元包括分割級(jí)聯(lián)模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)；傳輸塊生成模塊，用于給分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；物理層處理單元，用于給傳輸塊加上校驗(yàn)位后發(fā)送至終端。
16.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于MAC單元或物理層處理單元還包括混和自動(dòng)重傳(HARQ)模塊，用于對(duì)傳輸塊進(jìn)行物理層緩存及重傳。
17.如權(quán)利要求16所述的基站，其特征在于MAC單元還包括重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對(duì)MAC單元收到的數(shù)據(jù)或分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層緩存及重傳。
18.如權(quán)利要求15、16或17所述的基站，其特征在于MAC單元還包括以下模塊中至少一個(gè)調(diào)度模塊，用于在各個(gè)數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；加密模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。
19.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于MAC單元或物理層處理單元還包括傳輸格式選擇模塊，用于為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
20.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對(duì)MAC單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
21.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于還包括連接到MAC單元上的分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元，所述PDCP單元包括頭壓縮模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行頭壓縮。
22.如權(quán)利要求21所述的基站，其特征在于PDCP單元或MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對(duì)其所在單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行復(fù)用。
23.一種基于演進(jìn)架構(gòu)的終端，包括依次相連的物理層處理單元、媒體接入控制MAC單元、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元，其中物理層處理單元用于從物理層接收來(lái)自基站的傳輸塊并進(jìn)行校驗(yàn)，其特征在于媒體接入控制MAC單元包括分解模塊，用于通過(guò)去掉數(shù)據(jù)頭來(lái)分解傳輸塊；重排模塊，用于對(duì)分解后的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；重組模塊，用于重組排序后的數(shù)據(jù)，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元包括解頭壓縮模塊，用于將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
24.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元還包括混和自動(dòng)重傳(HARQ)模塊，用于對(duì)到達(dá)MAC單元的傳輸錯(cuò)誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進(jìn)行物理層反饋并請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求24所述的終端，其特征在于MAC單元還包括連接到分解模塊或重組模塊上的重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對(duì)傳輸錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行高層反饋并請(qǐng)求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元或PDCP單元還包括解密模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。
27.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元或PDCP單元或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的解復(fù)用模塊，用于對(duì)服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進(jìn)行解復(fù)用。
28.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元還包括傳輸塊隊(duì)列分布模塊，用于將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊(duì)列中后發(fā)送至分解模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種基于演進(jìn)架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法?；景ㄏ噙B的物理層處理單元和MAC單元。MAC單元中，分割級(jí)聯(lián)模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分割級(jí)聯(lián)；傳輸塊生成模塊給分割級(jí)聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并發(fā)送至物理層。物理層處理單元給傳輸塊加上校驗(yàn)位后發(fā)送至終端。終端包括依次相連的物理層處理單元、MAC單元、PDCP單元和IP單元。物理層處理單元對(duì)來(lái)自基站的傳輸塊進(jìn)行校驗(yàn)。MAC單元中，分解模塊去掉數(shù)據(jù)頭以分解傳輸塊；重排模塊對(duì)分解后的數(shù)據(jù)進(jìn)行排序；重組模塊重組排序后的數(shù)據(jù)。PDCP單元將重組后的數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。該方案使MAC層與RLC層之間更好地交互，減少了不必要的時(shí)延、開(kāi)銷及填充。
文檔編號(hào)H04Q7/32GK101026410SQ20061000791
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
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