CN100459483C

CN100459483C - 一种控制状态报告发送频率的方法

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Publication number: CN100459483C
Application number: CNB2004100573546A
Authority: CN
Inventors: 杨学志; 许炳; 曲秉玉; 丁颖哲
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: CN1741438A; WO2006021159A1

Abstract

本发明公开了一种控制状态报告发送频率的方法，该方法首先针对被接收实体正确接收的协议数据单元PDU设定肯定确认ACK发送条件，使得包含ACK的状态报告的发送频率大于包含否定确认NACK的状态报告的发送频率；接收实体每次向发送实体发送状态报告之前，判断当前是否符合针对正确接收的PDU设置的ACK发送条件，如果不符合，则在状态报告中不包含ACK；否则，允许在状态报告中包含ACK；接收实体将该状态报告发送给发送实体。本发明使得状态报告中允许包含的ACK与NACK的频率不同，使得ACK可以较快地发送，从而减少了冗余状态报告的发送，并进而减少了冗余的重传PDU，提高了通信链路的利用率。

Description

一种控制状态报告发送频率的方法

技术领域

本发明涉及数据单元状态报告技术领域，更确切地说是涉及在无线通信系统的自动重传请求机制中控制状态报告发送频率的方法。

背景技术

通用移动通信系统(UMTS)是采用宽带码分多址(WCDMA)空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也称作WCDMA系统。

WCDMA的无线接口分为物理层、数据链路层和网络层。数据链路层中的无线链路控制(RLC)支持透明模式(TM)、非确认模式(UM)和确认模式(AM)三种模式，实现分段、级联、填充、差错控制、流量控制、重复性检测等功能。其中，RLC AM实体包括发送实体和接收实体，发送实体和接收实体对网络层发送来的数据单元进行处理，并将处理后的数据单元再发送给网络层。由发送实体和接收实体组成的RLC AM实体的功能模型参见图1，对应的处理过程则参见图2。其中，发送实体通过以下步骤进行数据单元处理：

步骤201、发送实体在收到网络层传送来的RLC业务数据单元(SDU)时，首先对该协议数据单元(PDU)进行分段/级联处理。

根据实际需要，发送实体还可能需要对分段/级联处理后的RLC PDU进行填充处理。

步骤202、组装确认模式数据(AMD)PDU，并将组装后的AMD PDU发送给发送缓冲器。

步骤203、发送实体中的发送缓冲器对自身保存的AMD PDU进行调度。

步骤204、调度到的PDU如果可以发送，则根据网络层配置的规则设置查询比特，然后将处理后的AMD PDU提交给底层发送到接收实体。

在步骤204中，对于新组装的AMD PDU来说，还要设置序列号域，之后对AMD PDU进行加密。

接收实体通过以下步骤进行数据单元处理：

步骤205、接收实体对正确接收到的AMD PDU进行解密，并将解密得到的数据放到接收缓冲器。

步骤206、对该AMD PDU进行解析，以判断能否重组出RLC SDU，如果能够重组出完整的RLC SDU，则进行重组操作，并将重组得到的RLCSDU提交到高层。

在上述步骤206中，接收实体在对解密后的AMD PDU进行解析之前，还需要根据AMD PDU中查询比特的值，以及网络层在接收实体中配置的状态报告机制，判断当前AMD PDU的传输是否准确，也即，判断向发送实体发送的状态报告中应该包含用于重传数据的NACK还是用于确定AMDPDU被正确接收的ACK，接收实体根据该判断组装相应的状态报告，并将该状态报告发送到底层，底层则将该状态报告发送给发送实体。

如果该状态报告中包含的是NACK，则发送实体中的重传缓冲器根据收到的状态报告缓存需要重传的AMD PDU。在这种情况下，上述步骤203中发送缓冲器调度的AMD PDU不但有新组装的AMD PDU，还包括保存在重传缓冲器中等待重传的AMD PDU。这种重传数据单元的机制称为自动重传请求(ARQ)机制。当然，如果该状态报告中包含的是ACK，则发送实体可以确认相应的PDU已被正确地传输了。

但是，目前通常会出现接收实体向发送实体发送多次针对同一PDU、且包含的确认信息为NACK的状态报告，而发送实体多次向接收实体重传同一个PDU。也就是说，目前通常会造成系统需要传输很多的冗余数据，而这显然浪费了数据传输资源，并且接收实体和发送实体都要在传输冗余数据上浪费较多的时间。

另外，由于发送实体在将PDU发送给接收实体之后，还要等待接收实体返回状态报告，接收实体返回的状态报告中如果包含的是ACK，则发送实体不需要向接收实体再次发送该PDU，如果包含的是NACK，则该发送实体还应该向接收实体再次发送该PDU。发送实体在整个过程中的等待时间为时延。如果发送实体收到接收实体返回的多个包含NACK的状态报告，则发送实体在从第一次发送PDU到最后一次重传PDU的这段时间都为针对该PDU的时延，显然，这段时延的时间较长，占用了发送实体的资源，并且也会对发送实体的工作造成一定的影响。现有技术目前也没有解决这个问题。

上述问题不仅是出现在WCDMA系统的ARQ机制中，也出现在时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统和CDMA 2000的ARQ机制中。对于WCDMA和TD-SCDMA系统来说，ARQ机制是在RLC协议的确认模式(AM)中；对于CDMA 2000系统来说，ARQ机制则是在链路接入控制(LAC)协议的ARQ子层中。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种控制状态报告发送频率的方法，以避免系统传送冗余的状态报告及数据单元。

为达到以上目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种控制状态报告发送频率的方法，适用于包括发送实体和接收实体的通信系统，且发送实体与接收实体之间采用自动重传机制进行通信，该方法包括以下步骤：

a.针对被接收实体正确接收的协议数据单元PDU设定肯定确认ACK发送条件，使得包含ACK的状态报告的发送频率大于包含否定确认NACK的状态报告的发送频率；

b.接收实体每次向发送实体发送状态报告之前，判断当前是否符合所述针对正确接收的PDU设置的ACK发送条件，如果不符合，则在状态报告中不包含ACK；否则，允许在状态报告中包含ACK；

c.接收实体将该状态报告发送给发送实体。

所述步骤c可以进一步包括：初始化为PDU设置的ACK发送条件。

所述步骤a中，所述为PDU设定的ACK发送条件为：判断是否存在处于正常工作状态的ACK定时装置，如果存在，则不符合ACK发送条件；否则，符合ACK发送条件。

所述步骤c可以进一步包括：初始化所述ACK发送条件；所述初始化ACK发送条件为：判断是否存在针对PDU的ACK定时装置，如果存在，则直接初始化该ACK定时装置；否则，设置ACK定时装置并启动。

该方法可以进一步包括：为每个被检测出没有正确接收的PDU设定否定确认NACK发送条件；

所述步骤c之前进一步包括：判断本状态报告考察范围内每个没有被本接收实体正确接收的PDU，判断当前是否符合为该PDU设定的NACK发送条件，如果不符合，则在状态报告中不包含该PDU的NACK；否则，允许在状态报告中包含该PDU的NACK。

所述为每个被检测出没有正确接收的PDU设定的NACK发送条件为同一个NACK发送条件；

所述NACK发送条件设定为：判断是否存在处于正常工作状态的NACK定时装置，如果存在，则不符合NACK发送条件；否则，符合NACK发送条件；

所述步骤c进一步包括：初始化NACK发送条件；

所述初始化NACK发送条件为：如果当前存在所述NACK定时装置，则直接启动该定时装置；否则，设定一个NACK定时装置，并启动该定时装置。

所述发送条件设定为：首先判断当前是否为针对PDU第一次发送NACK发送状态报告，如果第一次发送，则符合NACK发送条件；如果不是第一次发送，则进一步判断是否存在与该PDU对应、且处于正常工作状态的NACK定时装置，如果存在，则不符合NACK发送条件，如果不存在，则符合NACK发送条件；

所述步骤c进一步包括：接收实体分别初始化状态报告中的每个NACK对应PDU的NACK发送条件；

所述初始化NACK发送条件为：如果当前存在与所述PDU对应的NACK定时装置，则直接启动该定时装置；否则，为该PDU设定一个NACK定时装置并启动。

所述定时装置为定时器；所述定时装置处于正常工作状态为：定时器已经启动且尚未超时。

所述定时装置为计数器；所述定时装置处于正常工作状态为：计数器处于计数状态。

该方法可以进一步包括：设置计数器计数范围的上限和下限，设置计数器的初始值为计数范围的上限，且将计数器设置为：每隔一定的时间间隔计数器将当前的计数值减一；

所述计数器处于计数状态为：计数器当前数值大于计数器计数范围的下限。

该方法还可以进一步包括：设置计数器计数范围的上限和下限，设置计数器的初始值为计数范围的下限，且将计数器设置为：每隔一定的时间间隔，计数器将当前的计数值加一；

所述计数器处于计数状态为：计数器当前数值小于计数器计数范围的上限。

所述计数器根据MAC发送来MAC状态指示原语的次数进行计数。

所述自动重传请求机制位于宽带码分多址WCDMA或时分同步码分多址TD-SCDMA系统中无线链路控制RLC协议的确认模式AM；或位于CDMA 2000系统中链路接入控制LAC协议的自动重传请求ARQ子层。

本发明通过设置针对包含ACK的状态报告的发送条件，使得状态报告中允许包含的ACK与NACK的频率不同，使得ACK可以较快地发送，而NACK可以较慢地发送，从而减少了冗余状态报告的发送，并进而减少了冗余的重传PDU，提高了通信链路的利用率，同时还保证了及时的肯定确认，避免了发送窗口的堵塞。

附图说明

图1为现有技术中RLC AM实体的功能模型示意图；

图2为现有技术中发送实体将PDU发送给接收实体的实现流程示意图；

图3为本发明方案一种实施例的实现流程图；

图4为本发明方案另一种实施例的实现流程图。

具体实施方式

经分析得到，之所以会出现冗余数据传输的问题，主要有两方面的原因。一方面是因为通信系统中PDU和状态报告的传输都存在延时，发送实体在发送一个PDU之后，最少也需要一个环路时间(RTT)才能获得该接收实体是否正确接收到PDU的信息。由于延时的存在，因此会出现下述步骤中的情况：

步骤A、发送实体第一次发送PDU，该PDU在传输过程中出现了错误，即没有发送到接收实体；

步骤B、接收实体检测到该PDU丢失，向发送实体发送包含NACK的状态报告；

步骤C、发送实体收到针对该PDU的状态报告后，第二次将该PDU传输给接收实体，即重传该PDU；

步骤D、由于存在延时，在收到发送实体重传的PDU之前，接收实体再次向发送方发送包含NACK的状态报告；

步骤E、在再次发出状态报告后，接收实体收到了发送实体重传来的PDU，之后向发送实体发送包含ACK的状态报告；

步骤F、由于存在延时，在接收到接收实体发送的包含ACK的状态报告之前，发送实体首先收到接收实体在步骤D中发送的包含NACK的状态报告，因此第三次向接收实体传输该PDU。

显然，上述过程造成了冗余数据的传输。

出现冗余数据传输的另一方面原因是：为适应不同的业务要求，RLC支持多种状态查询和状态报告的触发机制。状态查询机制允许接收实体根据不同的机制灵活地进行状态查询，状态报告的触发机制允许接收实体根据不同的机制灵活地配置状态报告，对于发送实体来说，只需要根据状态报告中的信息选择需要重传的PDU即可。但是，如果接收实体根据多种不同的机制发送针对同一PDU的状态报告，则可能会出现接收实体在较短的时间间隔内连续发送状态报告的情况，这就会导致状态报告到达发送实体的频率较高，从而可能会出现冗余的PDUs重传，进而浪费空口资源。

目前协议中定义的定时器状态禁止定时器(Timer_Status_Prohibit)和查询禁止定时器(Timer_Poll_Prohibit)，可以通过设置特定的时间段，将状态报告的发送频率限定在一定的范围内。以Timer_Status_Prohibit为例，该定时器只有在使用了状态报告禁止功能时才被启动，如果Timer_Status_Prohibit处于正常工作状态，则接收实体不能发送包含NACK或ACK的状态报告。当接收实体针对STATUS PDU的状态报告发送后启动该定时器，并且在该定时器超时前不能发送NACK或ACK的新状态报告。

虽然可以通过设置特定的时间段将状态报告的发送频率限定在一定的范围内，或者说，虽然通过设置较大的Timer_Status_Prohibit和Timer_Poll_Prohibit可以控制状态报告的发送频率，并减少或消除冗余数据的传输，但是，这种方法存在缺陷。这是由于ARQ机制对于ACK和NACK的发送频度要求不同：ACK的频度越高，则发送实体就可以及时清除发送缓冲器中缓存的PDU，从而可以降低发送窗口的阻塞概率、提高链路的利用率、且减少对内存的需求；由于冗余数据单元传送的问题，发送NACK的频率不能太高。也就是说，现有的技术方案不能同时满足ACK和NACK的要求，且不能很好地杜绝冗余数据单元传送的问题。

由于发送实体需要根据ACK来确认数据，因此，为尽量提高包含ACK的状态报告的发送频率，从而使得发送实体可以及时清除发送缓冲器中缓存的PDU，尽量减少冗余数据单元的传输，本发明方案主要是在现有技术的基础上，为PDU设置ACK发送条件，事实上，是针对所有PDU设置同一个ACK发送条件。这样，接收实体在发送状态报告之前，首先针对被接收实体正确接收的PDU，判断当前是否符合针对PDU设置的ACK发送条件，如果不符合，则在状态报告中不包含针对该PDU的ACK；否则，允许在该状态报告中包含针对该PDU的ACK。

下面对针对PDU设置ACK发送条件的情况进行详细说明。参见图3，对应的解决方案包括以下步骤：

步骤301、为PDU设置ACK发送条件。

所设置的ACK发送条件为：判断是否存在处于正常工作状态下的ACK定时装置，如果存在，即为不符合发送条件，则不能在状态报告中包含ACK；否则，为符合发送条件，因此允许在状态报告中包含ACK。

在本实施例中，该定时装置即为定时器，定时装置处于工作状态即为定时器被启动且尚未超时。当然，为便于处理，该定时装置适合设置在接收实体中。

步骤302～304、接收实体在需要发送状态报告时，判断是否存在处于正常工作状态的ACK定时装置，如果没有，则进入步骤305；否则，结束本处理流程。

步骤305、接收实体在状态报告中包含ACK。

由于接收实体所发送的状态报告中会包含本考察范围内已被正确接收、且可以发送ACK的PDU的相应信息，因此发送实体在收到该状态报告后，即可根据该信息确定已被正确接收的PDU了。

通过上述步骤，即可实现对包含ACK的状态报告的发送频率进行控制。

当然，接收实体在处理完状态报告、并将该状态报告发送给发送实体时，为便于下一次发送状态报告时针对ACK进行判断，还应该初始化该ACK发送条件。具体来说，初始化ACK发送条件时，首先应判断当前是否存在针对PDU的ACK定时装置，如果存在，则直接初始化该ACK定时装置，否则，设置ACK定时装置，并启动该定时装置。当然，初始化ACK定时装置具体可以是在接收实体将状态报告发送给发送实体时，也可以是在将ACK设置在状态报告时。

另外，所设置的定时装置还可以是计数器，并将该计数器设置为根据一定的时间间隔进行计数。由于MAC以固定的时间间隔向RLC发送用于通知RLC能够发送到MAC的数据速率，也即，在一定时间内RLC可以发送到MAC的PDU的数量，因此，可以将该计数器设置为根据MAC发送来的MAC状态指示原语(MAC_Status_Ind)进行计数。还要设置计数器计数范围的上限和下限，其中，将计数器的初始值设置为计数范围的上限。且计数器在启动后，每隔一定的时间间隔，即将自身的计数值减一。对于根据MAC_Status_Ind进行计数的情况来说，则为每收到MAC发送来的MAC_Status_Ind一次，则将自身的计数值减一。

通过这样的设置，接收实体在发送状态报告时，如果检测出存在与某个PDU对应的计数器，则还需要判断针对该PDU所对应的计数器是否为计数范围的下限，如果是，则在该状态报告中包含针对该PDU的ACK，否则，不在该状态报告中包含针对该PDU的ACK。

上述是将计数器计数范围的初始值设置为计数范围的上限，类似地，还可以将初始值设置为计数范围的下限，则计数器在启动后，每收到MAC发送来的MAC_Status_Ind一次，则将当前的计数值加一。这样，接收实体在发送状态报告时，如果检测出存在与某个PDU对应的计数器，则还需要判断针对某个被检测出没有正确接收的PDU所对应的计数器是否为设置的计数范围上限，如果是，则在状态报告中包含针对该PDU的ACK，否则，不在状态报告中包含针对该PDU的ACK。

在初始化ACK发送条件时，如果定时装置为计数器则重新初始化计数器即为重新设置计数器的初始值。对于初始化计数器来说，如果当前存在与该PDU对应的计数器，则直接启动该计数器即可；否则，为该PDU设定一个计数器，并启动该计数器。

通过上述方案，如果接收实体已经针对PDU启动了ACK定时装置，则接收实体即可在该定时装置超时的情况下，向发送实体发送针对PDU的ACK。也就是说，接收实体根据专门用于确定ACK发送的定时装置来发送包含ACK的状态报告，从而实现了发送包含ACK的状态报告时，不用考虑NACK的发送情况，使得发送实体可以尽早地得知PDU已被正确接收。

上述为针对PDU设置ACK发送条件，实际上，还可以进一步针对每个被检测出没有正确接收的PDU设置NACK发送条件，当然，也可以是针对所有没有正确接收的PDU设置相同的NACK发送条件，从而使得接收实体能够控制包含NACK的状态报告的发送频率。

下面首先对针对PDU设置ACK发送条件、且针对每个被检测出没有正确接收的PDU设置NACK发送条件的情况进行详细说明。参见图4，本实施例以对PDU(n)进行设置为例，且所设置的定时装置为定时器，对应的解决方案包括以下步骤：

步骤401、为每个被检测出没有正确接收的PDU设置NACK发送条件，并为所有PDU设置ACK发送条件。

所设置的ACK发送条件为：判断是否存在处于正常工作状态的ACK定时装置，如果存在，则不能在状态报告中包含ACK；否则，允许在状态报告中包含ACK。

所设置的NACK发送条件为：如果当前是针对某个PDU第一次发送NACK状态报告，则可以在状态报告中设置针对该PDU的NACK；如果之前已针对该PDU发送过NACK状态报告，或者说，当前需要发送的NACK状态报告不是第一次，则还需要判断是否存在与该PDU对应、且处于正常工作状态的NACK定时装置，如果存在这样的定时装置，则不能在状态报告中设置针对该PDU的NACK；否则，可以在状态报告中设置针对该PDU的NACK。

如果是针对所有被检测出没有正确接收的PDU设置相同的NACK发送条件，则该NACK发送条件为：判断是否存在处于正常工作状态的NACK定时装置，如果是，则不符合NACK发送条件；否则，符合NACK发送条件。

在本实施例中，该定时装置同样为定时器，定时装置处于工作状态即为定时器被启动且尚未超时。

步骤402～403、接收实体在需要发送状态报告时，首先判断ACK定时装置是否处于正常工作状态，如果没有处于正常工作状态，则进入步骤404；否则，进入步骤405。

步骤404、接收实体在状态报告中包含ACK，之后进入步骤405。

步骤405、接收实体判断是否需要发送针对PDU(n)的NACK，如果是，则进入步骤406；否则，进入步骤408。

步骤406、接收实体判断是否存在针对本PDU(n)、且处于正常工作状态的NACK定时装置，如果是，则确定不符合NACK发送条件，之后进入步骤408；否则，确定符合NACK发送条件，之后进入步骤408。

步骤407、在状态报告中添加针对该PDU(n)的NACK，之后进入步骤408。

步骤408、接收实体判断下一个PDU是否需要发送NACK。

通过上述步骤，即可实现对包含ACK和NACK的状态报告发送频率的控制。

另外，接收实体在处理完状态报告、并将该状态报告发送给发送实体时，如果该状态报告中包含了ACK，则应重新初始化该ACK定时装置；如果该状态报告中包含了NACK，则应重新初始化针对该PDU(n)以及该状态报告中其他NACK所对应的PDU的定时器。当然，接收实体也可以在将这些ACK或NACK加入状态报告后，立即重新初始化对应的定时器。对于初始化定时器来说，如果当前存在ACK定时器以及与该PDU对应的NACK定时器，则直接启动该定时器即可；否则，需要设定一个ACK定时器，并为该PDU设定一个NACK定时器，并启动所设定的定时器。

同样，上述定时器也可以为计数器，相应的处理与前述相同，因此不再赘述。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims

1、一种控制状态报告发送频率的方法，适用于包括发送实体和接收实体的通信系统，且发送实体与接收实体之间采用自动重传机制进行通信，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a.针对被接收实体正确接收的协议数据单元PDU设定肯定确认ACK发送条件，为每个被检测出没有正确接收的PDU设定否定确认NACK发送条件，使得状态报告中允许包含的ACK与NACK的频率不同，使得ACK能够较快地发送，而NACK能够较慢地发送；

b.接收实体每次向发送实体发送状态报告之前，判断当前是否符合所述针对被接收实体正确接收的PDU设定的ACK发送条件，如果不符合，则在状态报告中不包含ACK；否则，允许在状态报告中包含ACK；判断本状态报告考察范围内每个没有被本接收实体正确接收的PDU是否符合所述NACK发送条件，如果不符合，则在状态报告中不包含该PDU的NACK；否则，允许在状态报告中包含该PDU的NACK；

c.接收实体将该状态报告发送给发送实体。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括：初始化所述ACK发送条件。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤a中，所述设定ACK发送条件为：判断是否存在处于正常工作状态的ACK定时装置，如果存在，则不符合ACK发送条件；否则，符合ACK发送条件。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括：初始化所述ACK发送条件；所述初始化ACK发送条件为：判断是否存在针对正确接收的PDU的ACK定时装置，如果存在，则直接初始化该ACK定时装置；否则，设置ACK定时装置并启动。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为每个被检测出没有正确接收的PDU设定的NACK发送条件为同一个NACK发送条件；

所述步骤c进一步包括：初始化NACK发送条件；

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NACK发送条件设定为：首先判断当前是否为针对PDU第一次发送NACK发送状态报告，如果第一次发送，则符合NACK发送条件；如果不是第一次发送，则进一步判断是否存在与该PDU对应、且处于正常工作状态的NACK定时装置，如果存在，则不符合NACK发送条件，如果不存在，则符合NACK发送条件；

初始化所述NACK发送条件为：如果当前存在与PDU对应的NACK定时装置，则直接启动该定时装置；否则，为该PDU设定一个NACK定时装置并启动。

7、根据权利要求3、5或6所述的方法，其特征在于，所述定时装置为定时器；所述定时装置处于正常工作状态为：定时器已经启动且尚未超时。

8、根据权利要求3、5或6所述的方法，其特征在于，所述定时装置为计数器；所述定时装置处于正常工作状态为：计数器处于计数状态。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：设置计数器计数范围的上限和下限，设置计数器的初始值为计数范围的上限，且将计数器设置为：每隔一定的时间间隔计数器将当前的计数值减一；

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：设置计数器计数范围的上限和下限，设置计数器的初始值为计数范围的下限，且将计数器设置为：每隔一定的时间间隔，计数器将当前的计数值加一；

11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述计数器根据MAC发送来MAC状态指示原语的次数进行计数。

12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动重传请求机制位于宽带码分多址WCDMA或时分同步码分多址TD-SCDMA系统中无线链路控制RLC协议的确认模式AM；或所述自动重传请求机制位于CDMA 2000系统中链路接入控制LAC协议的自动重传请求ARQ子层。