CN101072069B - 媒体接入控制层构架及其实体的配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信系统接入网中的媒体接入控制层MAC构架及其实体的配置方法，所述方法包括步骤：将所述MAC层从平面上分为管理和控制平面、业务平面以及广播平面，其中所述广播平面为多媒体广播组播业务提供专门的控制和传输，所述管理和控制平面传送网络控制信息和本地控制信息；在所述管理和控制平面上配置协作管理器实体，其中所述协作管理器具有无线资源管理、子系统内MAC层适配功能，用于融合多种无线接入技术，并且根据网络信息和高层信令信息对MAC层中各个实体提供控制信息，为物理层传递高层控制参数；其中所述协作管理器的控制信令具有最高的优先级，由专用的管理信道进行传输。

Description

媒体接入控制层构架及其实体的配置方法

技术领域

本发明涉及超三代(B3G)等未来移动通信系统，尤其涉及一种新型的支持异构、多模传输技术的MAC层构架及其实体配置方法。 

背景技术

未来的信息社会将会强调对用户友好的、高效的业务提供以及对人性化交互方式的支持。未来的人们将会被大量的智能设备所包围，这些智能设备将嵌入到周边各种各样的对象中去，而由这些智能设备构成的环境将能无缝地、和谐地识别并响应具体的个人。这样的愿景要求未来的网络在表现形式上将呈现出异构性和多样性，而不同网络的实现技术、组织方式、控制机制等存在巨大差异；同时网络的泛在化和多样性造成用户将频繁地变换网络归属和管理域.传统中心控制的单归属、单管理域的网络在处理能力和应变力上会力不从心，因此网络环境体现出用户的多归属性和多管理域以及网络动态变化的特点。 

因此，对于应用于未来的移动通信网络，如何设计使之能符合互通和融合这一无线网络技术的发展方向，符合未来网络的需求呢？首先网络的组织管理上应具有自主性、可协同性的特点；其次，未来网络体系结构应具有可扩展性、包容性、适变性等特征，从而解决网络的复杂性和应用的多样性与用户需求的便捷性之间的矛盾，让这些异构的无线网络协同工作，就能够将它们各自的优势结合在一起，在包容异构性的基础上对异构特点加以利用，使各种无线网络形成合力。网络的融合能够突破单一网络技术的限制，弥合不同网络共存的隔阂，实现不同网络资源的协同配合和最有效利用，为移动通信产业链上的所有利益相关者带来新的发展机遇。

同时多媒体广播组播业务(MBMS)业务的提出也为当前网络中无线资源管理以及MAC层的适配功能提出了挑战和更高的要求，因为MBMS具有大流量、高速率、传输时延小、高QoS需求以及可能存在的多系统、多基站广播的特点，使得接入系统中必须设置专门的业务传输和处理机制才能满足其QoS需求。 

对于B3G等未来移动通信系统中的MAC层架构设计，为了减少MAC层数据传输时延，降低设计复杂度，进一步降低成本，国内外的研究机构和学者都做了大量的工作，并取得了一些成果，对2G、3G系统的MAC层结构进行了简化和功能增强，但是针对未来移动通信系统中支持异构、多模传输需求的MAC层设计，目前相关的研究工作比较少，本发明针对未来移动通信系统支持异构、多模传输的发展趋势和技术需求，提出了新型的MAC层结构，包括MAC实体及其功能定义。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超三代(B3G)等未来移动通信系统的MAC层构架及其实体配置方法，其能够适应未来移动通信系统的泛在化和异构性的趋势，能够在MAC层支持多种接入网络结构、不同频段的数据传输和多种传输模式的通信需求，提高无线资源利用率，降低数据的传输时延，满足用户便捷性通信的QoS保证。 

根据本发明的一个方面，提供了一种移动通信系统接入网中的媒体接入控制层MAC构架及其实体的配置方法，所述方法包括步骤： 

将所述MAC层从平面上分为管理和控制平面、业务平面以及广播平面，其中所述广播平面为多媒体广播组播业务提供专门的控制和传输，所述管理和控制平面传送网络控制信息和本地控制信息； 

在所述管理和控制平面上配置协作管理器，其中所述协作管理器具有无线资源管理、子系统内MAC层适配功能，用于融合多种无线接入技术，并且根据网络信息和高层信令信息对MAC层中各个实体提供控制信息，为物理层传递高层控制参数； 

其中所述协作管理器的控制信令具有最高的优先级，由专用的管理信道进行传输。 

其中所述移动通信系统接入网的构架包括控制域和接入点，所述控制域具有联合资源管理功能，用于融合其他无线接入技术完成子系统间的频谱共享、无线资源管理以及负载平衡； 

接入点在控制域的协调下，具有子系统内其控制区域的无线资源管理、功率控制、业务调度功能，并完成数据无线帧与有线帧之间的转换过程。 

其中所述控制域的实体可以单独与核心网相连，也可以与所述接入点位于相同的实体内。 

其中所述移动通信系统接入网构架的协议栈结构由汇聚层、安全层、MAC层、物理层组成， 

其中所述汇聚层处理各种网络的数据，所述安全层负责对数据信息的加密和安全功能，所述MAC层完成无线资源管理、数据的组包/分割、包调度功能，所述物理层提供物理介质中比特流传输所需要的功能。 

其中所述协议管理器的无线资源管理包括联合无线资源管理的协助功能、频谱共享。 

其中在所述管理和控制平面上配置上还配置MAC控制实体，用于接受网络对用户的控制信息，根据所述协作管理器的配置信息，对用户层面数据进行整体控制，并且与MAC层的其它实体进行信令交换。 

其中在所述业务平面上还配置以下实体： 

分类/组装/分割实体，用于接受高层数据，根据所述协作管理器的配置信息进行分类，并且将数据包分割组装成大小合适的MPDU； 

优先级处理实体，用于调度用户业务信息进缓存器，根据协作管理器的配置信息得到合适的传输集，并且接受MAC控制实体的控制信令完成业务优先级的处理； 

复用实体，根据所述管理和控制平面上的协作管理器和MAC控 制实体的控制信息进行合适的信道复用，为用户业务数据和控制数据提供合适的复用机制； 

混合自动重传请求(HARQ)实体，根据协作管理器和MAC控制实体的控制信息进行合适的HARQ机制。 

其中在所述广播平面上配置以下实体： 

广播实体，用于处理多媒体广播信息，并且提供多用户广播组播服务。 

根据本发明的基本构思，首先给出移动通信系统接入网的网络架构。接入网的构架由两部分组成：控制域(CD)和接入点(AP)。CD具有联合资源管理(CRRM)的功能，能够融合其他无线接入技术完成子系统间的频谱共享、无线资源管理以及负载平衡等控制过程。AP点具有子系统内其控制区域的无线资源管理、功率控制、业务调度等功能，并完成数据无线帧与有线帧之间的转换过程。CD的实体可以单独与核心网相连，也可以与AP位于相同的实体内。 

其次给出移动通信系统接入网的协议栈结构，其中汇聚子层(Convergence sub-layer)负责处理各种网络的数据，安全子层(Security sub-layer)负责对数据信息的加密和安全功能，MAC层完成无线资源管理、数据的组包/分割、包调度等功能，物理层提供物理介质中比特流传输所需要的功能。 

根据移动通信系统MAC层的设计需求给出MAC层的结构，MAC层从平面上分为管理和控制平面、业务平面、广播平面，管理和控制平面传送网络控制信息和本地控制信息，业务平面完成数据信息的处理，广播平面是针对未来移动通信MBMS业务而提出，是根据MBMS业务的特点而提供的一个专门的控制和传输平面。MAC层各实体组成如下：协作管理器(Cooperative manager)，MAC控制实体(MAC Controlling Entity)，分类/组装/分割(Classify/Resemble/Segmentation)实体，优先级处理(Priorityhandling)实体，广播(Broadcasting)实体，复用(Multiplexing)实体，HARQ实体。协作管理器的控制信令具有最高的优先级，可以 设置专门的管理信道进行信令传输。 

根据本发明的方法结合移动通信系统的发展趋势，该MAC结构提供了一种将MAC层分为三个平面的配置方法，同时设置协作管理器对不同的接入网络和传输模式进行适配和控制，设置专用的管理信道传输器控制信令，该方法达到了网络控制与用户数据分离，用户控制与业务数据分离，多用户广播与单用户服务相分离，尽可能减少不同数据之间的交互，根据不同的物理层参数和高层信息由控制实体改变其它实体可用参数和可用流程机制，能够满足未来移动通信网络泛在、融合的需求。根据本发明，简化了MAC结构，降低了信息传输时延，提供了高层控制MAC结构与PHY层通信的控制实体，提高信令交互效率，为跨层设计提供了接口。 

附图说明

下面参照附图结合优选实施例进一步描述本发明.其中： 

图1示出了根据本发明的AP侧MAC层配置方法的示意图。 

具体实施方式

图1表示了根据本发明的AP侧MAC层配置方法的示意图。如图1所示，根据本发明的MAC层配置方法首先将MAC层分为三个平面：管理和控制平面、业务平面、广播平面，管理和控制平面传送网络控制信息和本地控制信息，业务平面完成数据信息的处理，广播平面是针对未来移动通信MBMS业务而提出，是根据MBMS业务的特点而提供的一个专门的控制和传输平面。该方法达到了网络控制与用户数据分离，用户控制与业务数据分离，多用户广播与单用户服务相分离，尽可能减少不同数据之间的交互，根据不同的物理层参数和高层信息由控制实体改变其它实体可用参数和可用流程机制，能够满足未来移动通信网络泛在、融合的需求。 

以下详细介绍根据本发明的MAC层配置方法。AP侧MAC层各实体组成及其功能定义如下：

协作管理器(Cooperative manager)，具有无线资源管理(包括CRRM、频谱共享)、子系统内MAC层适配等控制功能，能够融合多种无线接入技术，根据网络信息和高层信令信息对MAC层各实体提供控制信息，为物理层传递高层控制参数；协作管理器的控制信令具有最高的优先级，由专门的管理信道进行传输；MAC控制实体(MACControlling Entity)，接受网络对用户控制信息，根据Cooperativemanager的配置信息，对用户层面数据进行整体控制，与MAC层其它实体进行信令交换；分类/组装/分割(Classify/Resemble/Segmentation)实体，接受高层数据，根据Cooperative manager和MAC Controlling Entity的配置信息进行分类，将数据包分割组装成合适大小的MAC协议数据单元(MPDU)；优先级处理(Priority handling)实体，调度用户业务信息进缓存器，根据有关的控制信息，得到合适的传输集；广播(Broadcasting)实体，为MBMS业务提供专用传输机制，提供多用户多播服务；复用(Multiplexing)实体，根据Cooperative manager和MAC ControllingEntity的控制信息进行合适的信道复用，为用户业务数据和控制数据提供合适的复用机制；HARQ实体：根据协作管理器和MACControlling Entity的控制信息进行合适HARQ机制。

Claims (8)

1.一种移动通信系统接入网中的媒体接入控制层MAC构架及其实体的配置方法，所述方法包括步骤：

将所述MAC层从平面上分为管理和控制平面、业务平面以及广播平面，其中所述广播平面为多媒体多播/组播业务提供专门的控制和传输，所述管理和控制平面传送网络控制信息和本地控制信息；

在所述管理和控制平面上配置协作管理器，其中所述协作管理器具有无线资源管理、子系统内MAC层适配功能，用于融合多种无线接入技术，并且根据网络信息和高层信令信息对MAC层中各个实体提供控制信息，为物理层传递高层控制参数；

其中所述协作管理器的控制信令具有最高的优先级，由专用的管理信道进行传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动通信系统接入网的构架包括控制域和接入点，所述控制域具有联合资源管理功能，用于融合其他无线接入技术完成子系统间的频谱共享、无线资源管理以及负载平衡；

接入点在控制域的协调下，具有子系统内其控制区域的无线资源管理、功率控制、业务调度功能，并完成数据无线帧与有线帧之间的转换过程。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述控制域的实体可以单独与核心网相连，也可以与所述接入点位于相同的实体内。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动通信系统接入网构架的协议栈结构由汇聚子层、安全子层、MAC层、物理层组成，

其中所述汇聚子层处理各种网络的数据，所述安全子层负责对数据信息的加密和安全功能，所述MAC层完成无线资源管理、数据的组包/分割、包调度功能，所述物理层提供物理介质中比特流传输所需要的功能。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述协议管理器的无线资源管理包括联合无线资源管理的协助功能、频谱共享。

6.根据权利要求1所述的方法，在所述管理和控制平面上还配置MAC控制实体，用于接受网络对用户的控制信息，根据所述协作管理器的配置信息，对用户层面数据进行整体控制，并且与MAC层的其它实体进行信令交换。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述业务平面上还配置以下实体：

分类/组装/分割实体，用于接受高层数据，根据所述协作管理器的配置信息进行分类，并且将数据包分割组装成大小合适的MPDU；

优先级处理实体，用于调度用户业务信息进缓存器，根据协作管理器的配置信息得到合适的传输集，并且接受MAC控制实体的控制信令完成业务优先级的处理；

复用实体，根据所述管理和控制平面上的协作管理器和MAC控制实体的控制信息进行合适的信道复用，为用户业务数据和控制数据提供合适的复用机制；

HARQ实体，根据协作管理器和MAC控制实体的控制信息进行合适的HARQ机制。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述广播平面上配置以下实体：

广播实体，用于处理多媒体广播信息，并且提供多用户广播组播服务。

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