專利名稱：一種用于LTE-advanced網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)上的ROHC混合工作方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于LTE-advanced (LTE-A, Long-term Evolution advanced, 3GPP LTE的進(jìn)一步演進(jìn))網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)上的ROHC (Robust Header Compression,穩(wěn)健性頭標(biāo)壓縮)混合工作方式。
背景技術(shù)：
在未來的LTE-advanced網(wǎng)絡(luò)中，VoIP (Voice over IP)等多媒體傳輸是最重要的應(yīng) 用之一。但是類似于VoIP這樣的應(yīng)用有一個(gè)非常重要的問題——協(xié)議報(bào)文頭標(biāo)開銷過大。 在一般情況下，VoIP的音頻數(shù)據(jù)包較小(如20字節(jié)左右)，而承載此VoIP音頻數(shù)據(jù)的 IP/UDP/RTP的協(xié)議報(bào)文頭標(biāo)將至少是40字節(jié)。在這種情況下，協(xié)議報(bào)文頭標(biāo)開銷將占有 60%多甚至更高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層采用IPv6協(xié)議的時(shí)候，由于IPv6地址長(zhǎng)度的增長(zhǎng)，這種頭標(biāo)開 銷將更大。為了解決這個(gè)問題，LTE在PDCP層次上規(guī)范了頭標(biāo)壓縮功能，用來處理過大的 頭標(biāo)開銷問題。同時(shí)，3GPP組織還選擇了穩(wěn)健性頭標(biāo)壓縮R0HC (R0bust Header Compression)協(xié)議作為具體的頭標(biāo)壓縮應(yīng)用協(xié)議。
頭標(biāo)壓縮可以對(duì)冗余的協(xié)議報(bào)文頭標(biāo)進(jìn)行處理，由壓縮端和解壓縮端組成。壓縮數(shù)據(jù) 在壓縮端和解壓縮端之間進(jìn)行傳輸。R0HC頭標(biāo)壓縮的原理圖如圖l所示。
圖l中包含兩個(gè)功能實(shí)體壓縮端和解壓縮端。這些功能實(shí)體在LTE網(wǎng)絡(luò)中可以為UE (User Equipment,用戶設(shè)備)或者eNodeB (Enhanced NodeB，基站，可縮寫為eNB)。在 R0HC協(xié)議中，壓縮端首先將數(shù)據(jù)流的協(xié)議報(bào)文頭標(biāo)信息保存在上下文關(guān)聯(lián)(Context)中， 并將包含報(bào)文頭標(biāo)信息的上下文關(guān)聯(lián)發(fā)送給解壓縮端。當(dāng)解壓縮端收到此信息后，可以構(gòu) 建解壓縮的上下文關(guān)聯(lián)，并利用此信息來解壓傳輸過來壓縮后的數(shù)據(jù)報(bào)文。只有壓縮端和 解壓縮端中的上下文關(guān)聯(lián)信息一致的時(shí)候，解壓縮端才可以對(duì)頭標(biāo)壓縮后的報(bào)文進(jìn)行正確 的解壓。從這里也可以看到，無論是壓縮端還是解壓縮端，為了能夠進(jìn)行正確的頭標(biāo)壓縮 功能，都要完成兩部分工作 一部分是頭標(biāo)壓縮狀態(tài)的維護(hù)，另一部分是對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文頭標(biāo) 的壓縮和解壓縮處理。
在LTE-advanced中，Relay (中繼)技術(shù)將作為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中很有可能采用的一種重要 的候選技術(shù)，可以用來增加原有小區(qū)的覆蓋范圍，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下還可以增加系統(tǒng)容量。 在中繼節(jié)點(diǎn)(Relay Node, RN)引入后，UE和eNodeB之間的數(shù)據(jù)傳輸將會(huì)要通過中繼節(jié) 點(diǎn)。當(dāng)此數(shù)據(jù)需要采用頭標(biāo)壓縮時(shí)(如VoIP應(yīng)用)，中繼節(jié)點(diǎn)的引入將會(huì)影響頭標(biāo)壓縮的工作方式。
在中繼節(jié)點(diǎn)引入后，現(xiàn)有的頭標(biāo)壓縮工作方式可以擴(kuò)展為兩種點(diǎn)到點(diǎn)的工作方式和 端到端的工作方式。1)點(diǎn)到點(diǎn)的工作方式是在UE和中繼節(jié)點(diǎn)以及中繼節(jié)點(diǎn)和eNodeB之間 分別建立頭標(biāo)壓縮會(huì)話，這種工作方式會(huì)帶來對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的重復(fù)壓縮和解壓；2)端到端的 方案直接在UE和eNodeB之間建立頭標(biāo)壓縮會(huì)話，這種工作方式在頭標(biāo)壓縮報(bào)文發(fā)生錯(cuò)誤 時(shí)，需要重新從初始?jí)嚎s端獲取原始數(shù)據(jù)，具有較大的解壓縮出錯(cuò)恢復(fù)開銷。兩種工作方 式的工作示意圖分別見圖2和圖3。
本發(fā)明考慮了中繼節(jié)點(diǎn)的作用，同時(shí)結(jié)合了頭標(biāo)壓縮方案中點(diǎn)到點(diǎn)工作方式和端到端 工作方式的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種用于中繼節(jié)點(diǎn)上頭標(biāo)壓縮的混合工作方式。本發(fā)明在使用單 次數(shù)據(jù)報(bào)文壓縮和解壓縮過程的基礎(chǔ)上，采用在中繼節(jié)點(diǎn)上按需重傳的方式，改善了端到 端方式中的錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)LTE-advanced網(wǎng)絡(luò)中引入中繼節(jié)點(diǎn)后，中繼節(jié)點(diǎn)上無論是采用點(diǎn)到點(diǎn)的工作方式還 是端到端的工作方式，都在性能和開銷上存在缺陷。本發(fā)明在分析頭標(biāo)壓縮功能的前提下， 為了能夠克服兩種已有頭標(biāo)壓縮工作方式的缺陷，提出了一種應(yīng)用于中繼節(jié)點(diǎn)上的R0HC 混合工作方式。
由于頭標(biāo)壓縮功能實(shí)體包括兩部分工作ROHC狀態(tài)的維護(hù)和壓縮數(shù)據(jù)報(bào)文的處理。本 發(fā)明利用了這點(diǎn)，在中繼節(jié)點(diǎn)上維護(hù)UE和eNodeB之間的R0HC會(huì)話的狀態(tài)以及相應(yīng)的 Context信息，但是并不對(duì)頭標(biāo)壓縮后的報(bào)文進(jìn)行解壓縮處理。同時(shí)，中繼節(jié)點(diǎn)上還維護(hù) 有一定的報(bào)文緩存，當(dāng)ROHC數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)時(shí)，中繼節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)自身的華態(tài)按需轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng) 的緩存報(bào)文，而不必從初始?jí)嚎s端再度獲取數(shù)據(jù)，從而節(jié)省了有限的無線鏈路帶寬。在中 繼節(jié)點(diǎn)上的ROHC混合工作方式中， 一般情況下，頭標(biāo)壓縮的數(shù)據(jù)報(bào)文只會(huì)在中繼節(jié)點(diǎn)上進(jìn) 行轉(zhuǎn)發(fā)，而不會(huì)執(zhí)行報(bào)文的壓縮和解壓縮操作；只有在數(shù)據(jù)處理出錯(cuò)的情況下，中繼節(jié)點(diǎn) 才會(huì)根據(jù)出錯(cuò)時(shí)的狀態(tài)，來重傳緩沖的報(bào)文。在這種混合工作模式中，UE和eNodeB之間 的中繼節(jié)點(diǎn)只需要進(jìn)行一次數(shù)據(jù)報(bào)文頭標(biāo)的壓縮和解壓縮過程，同時(shí)采用按需重傳緩存報(bào) 文的方式，減少了頭標(biāo)壓縮過程中出錯(cuò)時(shí)的無線鏈路報(bào)文開銷。
除此之外，該方法還包括如下兩個(gè)組成部分(以UE為壓縮端，eNodeB為解壓縮端作 為例子)
中繼節(jié)點(diǎn)如何維護(hù)R0HC會(huì)話對(duì)應(yīng)的狀態(tài)
中繼節(jié)點(diǎn)為了能夠完成對(duì)可能出錯(cuò)的報(bào)文解壓縮的功能，需要維護(hù)對(duì)應(yīng)R0HC會(huì)話的狀態(tài)信息。這里的狀態(tài)信息維護(hù)從收到壓縮端的初HCr初始化報(bào)文開始，一直持續(xù)到此ROHC 會(huì)話結(jié)束。 一個(gè)完整的狀態(tài)同步過程描述如下。
1、 中繼節(jié)點(diǎn)收到UE發(fā)送給eNodeB的R0HC協(xié)議IR (Initiation and Refresh,初始 化和刷新)報(bào)文，從中分析出上下文標(biāo)識(shí)符CID (Context Idetification)，并創(chuàng)建一個(gè) 和此CID相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)；
2、 中繼節(jié)點(diǎn)獲取ROHC報(bào)文中的分組類型信息。由于分組類型信息對(duì)應(yīng)著ROHC端的特 定狀態(tài)，所以中繼節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)此值來更新中繼節(jié)點(diǎn)上的會(huì)話狀態(tài)信息，見圖4所示；
3、 同時(shí)，中繼節(jié)點(diǎn)還對(duì)eNodeB發(fā)送的ACK和NACK分組報(bào)文進(jìn)行處理。其中ACK表示 壓縮狀態(tài)正常，需要提升一個(gè)壓縮解壓等級(jí)，NACK則表示當(dāng)前解壓縮發(fā)生了錯(cuò)誤，需要降 低一個(gè)壓縮解壓等級(jí)。中繼節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)此信息來更新自己當(dāng)前的狀態(tài)；
4、 當(dāng)錯(cuò)誤無法恢復(fù)時(shí)(如壓縮端發(fā)送的數(shù)據(jù)本身是錯(cuò)誤的)，則將狀態(tài)調(diào)整到初始化 狀態(tài)。由于同時(shí)刪除了中繼節(jié)點(diǎn)中所有的緩存報(bào)文，所以并不會(huì)影響到出錯(cuò)報(bào)文的校驗(yàn)。
最終，中繼節(jié)點(diǎn)上為每個(gè)ROHC會(huì)話維護(hù)了相應(yīng)的狀態(tài)信息。此狀態(tài)信息主要用于出錯(cuò) 報(bào)文的解壓縮處理以及R0HC端狀態(tài)的同步。 中繼節(jié)點(diǎn)如何進(jìn)行錯(cuò)誤處理
在頭標(biāo)壓縮過程中，由于某些如超時(shí)等的原因，壓縮端和解壓端之間的數(shù)據(jù)發(fā)生了錯(cuò) 誤。此時(shí)，eNodeB將無法正確地解壓接收到的R0HC數(shù)據(jù)，于是向中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送NACK報(bào) 文，中繼節(jié)點(diǎn)收到此NACK報(bào)文后，對(duì)相應(yīng)的緩存中的壓縮報(bào)文進(jìn)行解壓縮和校驗(yàn)。如果校 驗(yàn)結(jié)果出錯(cuò)，則需要從初始?jí)嚎s端UE獲取數(shù)據(jù)；如果校驗(yàn)結(jié)果正確，則將當(dāng)前UE狀態(tài)和 原始報(bào)文發(fā)送給解壓端eNodeB。具體過程見圖5所示。
對(duì)于頭標(biāo)壓縮運(yùn)行過程中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，如果錯(cuò)誤是在RN-eNodeB (解壓端)之間產(chǎn)生， 則不用從初始?jí)嚎s端上來獲取原始的R0HC數(shù)據(jù)。
在這種R0HC混合工作方式中，中繼節(jié)點(diǎn)參與到了頭標(biāo)壓縮狀態(tài)維護(hù)的過程中，但是卻 沒有帶來更多的額外處理開銷，只是在需要的時(shí)候傳遞緩存數(shù)據(jù)。UE和eNodeB之間僅僅 進(jìn)行了單次的壓縮和解壓縮，同時(shí)使用中繼節(jié)點(diǎn)重傳的方式改善了錯(cuò)誤處理機(jī)制。


圖1 R0HC頭標(biāo)壓縮原理示意圖2 R0HC點(diǎn)到點(diǎn)的工作方式；
圖3 R0HC端到端的工作方式；
圖4混合工作方式中的狀態(tài)創(chuàng)建；圖5混合工作方式中的錯(cuò)誤處理。
具體實(shí)施例方式
在本專利提出的中繼節(jié)點(diǎn)上的ROHC混合工作方式中，中繼節(jié)點(diǎn)采用了單次的壓縮和解 壓縮過程，并在處理出錯(cuò)的時(shí)候按需重傳緩存報(bào)文。具體的工作過程描述如下(繼續(xù)以圖 2中UE向eNodeB發(fā)送壓縮數(shù)據(jù)為例，其中，UE為壓縮端，eNodeB為解壓端)
參UE向eNodeB發(fā)送的數(shù)據(jù)需要使用R0HC頭標(biāo)壓縮功能。UE經(jīng)過中繼節(jié)點(diǎn)向eNodeB 發(fā)送ROHC協(xié)議中的IR (Initiation and Refresh,初始化和刷新)報(bào)文，用來指示eNodeB 建立一個(gè)新的R0HC會(huì)話。其中，IR報(bào)文中包含CID (Context Idetification，上下文標(biāo) 識(shí)符)；
參中繼節(jié)點(diǎn)收到此IR報(bào)文后，獲取報(bào)文中的CID值，并使用此值創(chuàng)建一個(gè)ROHC會(huì)話 的狀態(tài)，維護(hù)相應(yīng)的Context,監(jiān)聽UE和eNodeB之間ROHC會(huì)話；
參eNodeB收到IR報(bào)文后，同樣的獲取CID值并建立一個(gè)為數(shù)據(jù)報(bào)文解壓縮的上下文 環(huán)境，用來解壓縮以后UE發(fā)送的壓縮報(bào)文；
參當(dāng)UE和eNodeB之間的ROHC會(huì)話建立之后，UE可以發(fā)送壓縮后的數(shù)據(jù)，而eNodeB 則可以根據(jù)CID來解壓數(shù)據(jù)；
參對(duì)于UE和eNodeB之間傳遞的報(bào)文分組，中繼節(jié)點(diǎn)可以獲取其中的報(bào)文類型信息， 并根據(jù)CID更新自身維護(hù)的對(duì)應(yīng)ROHC會(huì)話狀態(tài)。對(duì)于UE發(fā)送給eNodeB的壓縮數(shù)據(jù)，中繼 節(jié)點(diǎn)緩存其部分報(bào)文，為以后錯(cuò)誤恢復(fù)使用；
參在數(shù)據(jù)解壓發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)(如壓縮端和解壓端之間的狀態(tài)不同步)，eNodeB向UE發(fā)送 一個(gè)NACK分組，指示當(dāng)前解壓縮數(shù)據(jù)發(fā)生了錯(cuò)誤；
參中繼節(jié)點(diǎn)收到NACK類型的報(bào)文后，獲取CID，并根據(jù)CID獲取對(duì)應(yīng)的ROHC會(huì)話狀 態(tài)信息s
參中繼節(jié)點(diǎn)在對(duì)應(yīng)的ROHC會(huì)話狀態(tài)信息下解壓縮緩存的ROHC報(bào)文分組，并對(duì)恢復(fù)后 的數(shù)據(jù)進(jìn)行Checksum校驗(yàn)。如果校驗(yàn)的結(jié)果正確，表示報(bào)文在RN-eNodeB之間出錯(cuò)，中繼 節(jié)點(diǎn)將緩存的報(bào)文進(jìn)行重傳；否則，表示UE-RN鏈路階段就己經(jīng)產(chǎn)生了錯(cuò)誤，中繼節(jié)點(diǎn)存 儲(chǔ)的報(bào)文也是不正確的。中繼節(jié)點(diǎn)繼續(xù)將NACK轉(zhuǎn)發(fā)給UE，并刪除緩存的錯(cuò)誤報(bào)文。
權(quán)利要求
1、一種用于LTE-advanced網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn)上的ROHC混合工作方法，其特征在于，中繼節(jié)點(diǎn)上維護(hù)UE和eNodeB之間ROHC會(huì)話的狀態(tài)信息和上下文環(huán)境，而不需要對(duì)頭標(biāo)壓縮報(bào)文進(jìn)行壓縮和解壓縮處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在解壓端頭標(biāo)壓縮報(bào)文處理出錯(cuò)的時(shí)候，中繼節(jié)點(diǎn)根 據(jù)自身的狀態(tài)和相應(yīng)的緩存壓縮報(bào)文的檢測(cè)結(jié)果，按需重傳緩存的壓縮報(bào)文。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，中繼節(jié)點(diǎn)在收到ROHC協(xié)議中的初始化和刷新IR報(bào)文 后，從中分析出ROHC的會(huì)話標(biāo)識(shí)符CID，并建立一個(gè)和此CID相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)。在中繼節(jié) 點(diǎn)在為R0HC會(huì)話建立相關(guān)聯(lián)的會(huì)話狀態(tài)信息之后，將根據(jù)R0HC協(xié)議報(bào)文中的分組類型信息 更新中繼節(jié)點(diǎn)上的會(huì)話狀態(tài)信息。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)ROHC協(xié)議中的ACK和NACK分組報(bào)文進(jìn)行處理，為按需重傳緩存報(bào)文的方法提供依據(jù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，中繼節(jié)點(diǎn)上緩存部分為轉(zhuǎn)發(fā)的頭標(biāo)壓縮報(bào)文；中繼節(jié) 點(diǎn)在對(duì)頭標(biāo)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)后，如果校驗(yàn)出錯(cuò)，將NACK報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給初始?jí)嚎s端；而如果 校驗(yàn)成功，則表示頭標(biāo)壓縮數(shù)據(jù)是在中繼節(jié)點(diǎn)和解壓縮端發(fā)生了錯(cuò)誤，由于中繼節(jié)點(diǎn)上維護(hù) 了部分頭標(biāo)壓縮報(bào)文的緩存，直接轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的緩存報(bào)文到解壓縮端。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，在頭標(biāo)壓縮報(bào)文處理出錯(cuò)時(shí)，解壓縮端將會(huì)發(fā)送一個(gè) NACK報(bào)文；當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)收到此類型報(bào)文后，對(duì)相應(yīng)的頭標(biāo)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮和校驗(yàn)，并按 需轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的緩存報(bào)文。
全文摘要
本發(fā)明在LTE-advanced網(wǎng)絡(luò)中提供了一種中繼節(jié)點(diǎn)上使用的ROHC混合工作方式的方法。在該方法中，考慮了中繼節(jié)點(diǎn)的作用，同時(shí)結(jié)合了頭標(biāo)壓縮方案中點(diǎn)到點(diǎn)工作方式和端到端工作方式的優(yōu)點(diǎn)，在單次數(shù)據(jù)報(bào)文壓縮和解壓縮過程的基礎(chǔ)上，采用在中繼節(jié)點(diǎn)上按需重傳緩存報(bào)文的方式，改善了端到端方式中的錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制，減少了頭標(biāo)壓縮過程中出錯(cuò)時(shí)的無線鏈路報(bào)文開銷。
文檔編號(hào)H04W28/02GK101605355SQ200910086600
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者偉 周, 洪佩琳, 薛開平, 鐵曉磊 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)