CN101166193B - 一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法，用于解决现有技术中传输的媒体接入控制协议数据单元(MAC PDU)的头开销较大和由于MAC PDU无法同时携带无线链路控制协议数据单元(RLC PDU)和MAC控制PDU造成资源浪费的问题。本方法中MAC PDU采用以下格式：MAC PDU包括MAC头域和MAC负荷域，针对每个传送RLC PDU的逻辑信道，所述MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述逻辑信道的标识信息，所述信息指示域保存所述逻辑信道传送的所有RLCPDU的信息。本发明还公开了一种媒体接入控制协议数据单元的传输系统。采用本发明，节省了MAC PDU的头开销，并减少了资源浪费。

Description

一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法和系统。

背景技术

第三代移动通信标准化伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，3GPP)的长期演进(Long Term Evolution，LTE)架构包括无线链路控制(Radio LinkControl，RLC)层、媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层和物理层，，进入RLC层的RLC服务数据单元(Serving Data Unit，SDU)经过RLC层封装处理后形成RLC协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)，不同的RLC PDU可以对应不同的业务类型，业务类型相同的RLC PDU通过同一逻辑通道进入MAC层，进入MAC层的RLC PDU经过封装处理后形成MAC PDU，MAC PDU通过物理通道进入物理层，同时MAC层自身会有需要发送到对等层的MAC控制PDU。

在3GPP的LTE架构下，为了实现系统最大的吞吐量，尽可能的减少MACPDU和RLC PDU中无用的比特，以及尽量减少空中接口层二的控制PDU是非常关键的。同时，在未来的传输控制协议(Transformation Control Protocol，TCP)业务中，当出现混合自动请求重传时，在某个非常短的时间内，可能会出现多个长度比较小的TCP确认包。基于这些考虑，以下几点已基本达成共识：

1)多个逻辑信道可以复用同一个MAC PDU以减少填充(Padding)域比特；

2)RLC执行RLC SDU的分段和级连以减小MAC PDU的头域大小；

3)MAC执行RLC PDU的复用和级连；

4)RLC PDU的大小取决于MAC的调度和RLC SDU的大小和数量，不再需要高层配置，而是完全动态化。

基于以上几点，现有技术中将MAC PDU传输到物理层时该MAC PDU所采用的格式如图1所示，MAC PDU包括MAC头域MAC HD和MAC负荷域MAC PL，其中MAC头域中针对每一RLC PDU包含一逻辑信道标识域RLCID、属性域LI和指示域F，其中RLC ID域用来保存传送该RLC PDU的逻辑信道标识信息，LI域保存RLC PDU的长度信息，F域保存标识该域后面是RLCID域或MAC SDU域的信息；MAC PDU的MAC负荷域中针对每一RLC PDU包含一MAC SDU域，该域用来保存RLC PDU，若MAC PDU还有未用完的比特数，MAC负荷域中最后一个MAC SDU域后面还有一填充域PD。

上述MAC PDU格式，虽然能够实现多个逻辑信道在一个MAC PDU上复用，但它有以下几个缺点：

1)当一个逻辑信道有多个RLC PDU需要传送时，因为从同一逻辑信道传送的RLC PDU的RLC ID域相同，在MAC头域中会有多个相同的RLC ID域，使得MAC头域开销较大；

2)若MAC层同时有RLC PDU和MAC控制PDU需要发送，即使MACPDU中的填充域足够大，也无法通过该MAC PDU捎带MAC控制PDU，只能通过另一MAC PDU传输该MAC控制PDU，造成资源的浪费。

发明内容

本发明提供一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法和系统，用于解决现有技术中传输MAC PDU时资源浪费的问题。

本发明提供的一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法，应用于第三代移动通信标准化伙伴项目3GPP的长期演进LTE框架中，在该框架中，RLC层通过逻辑信道将无线链路控制RLC层中的RLC协议数据单元PDU发送到媒体接入控制MAC层，MAC层将RLC PDU封装成MAC PDU后发送到物理层，所述MAC PDU包括MAC头域和MAC负荷域，针对每个传送RLC PDU的逻辑信道，所述MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述逻辑信道的标识信息，所述信息指示域保存所述逻辑信道传送的所有RLC PDU的信息；

针对每个RLC PDU，所述MAC负荷域中包含一媒体接入控制服务数据单元MAC SDU域，该域保存所述RLC PDU。

所述MAC头域中针对每个逻辑信道标识域包含一结束标识域，该结束标识域保存标识该域后面是逻辑信道标识域或是MAC SDU域的信息。

所述RLC PDU的信息至少包括该RLC PDU的长度信息。

如果MAC层有需要发送的MAC控制PDU，并且所述MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则所述MAC头域包含特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

如果所述MAC头域包含特殊信道标识域，则所述MAC负荷域包含控制信息域，该域保存所述MAC控制PDU。

一种媒体接入控制协议数据单元的传输系统，该系统包括：

一个以上的承载单元，用于将RLC PDU传送到封装单元；

封装单元，包括第一封装单元和第二封装单元，所述第一封装单元用于封装MAC PDU的MAC头域，针对每个传送RLC PDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述承载单元的标识信息，所述信息指示域保存所述承载单元传送的所有RLC PDU的信息；第二封装单元，用于封装MAC PDU的MAC负荷域，针对每个RLC PDU，MAC负荷域包含一MAC SDU域，该域保存所述RLC PDU；

传输单元，用于将所述MAC PDU发送到物理单元；

物理单元，用于接收传输单元发来的MAC PDU。

所述RLC PDU的信息至少包括该RLC PDU的长度信息。

所述第一封装单元包括：

第一判断单元，用于当MAC层有需要发送的MAC控制PDU时，判断MAC PDU是否可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，如果MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则在所述MAC头域中添加特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

所述第二封装单元包括：

第二判断单元，用于判断所述MAC头域中是否包含特殊信道标识域，如果所述MAC头域中包含特殊信道标识域，则在所述MAC负荷域中添加控制信息域，该域保存MAC控制PDU。

一种封装装置，与承载单元相连，该封装装置包括：

封装单元，包括第一封装单元和第二封装单元；

所述第一封装单元，用于封装MAC PDU的MAC头域，针对每个传送RLCPDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述承载单元的标识信息，所述信息指示域保存所述承载单元传送的所有RLC PDU的信息；

所述第二封装单元，用于封装MAC PDU的MAC负荷域，针对每个RLCPDU，MAC负荷域包含一MAC SDU域，该域保存所述RLC PDU。

所述第一封装单元包括：

第一判断单元，用于当MAC层有需要发送的MAC控制PDU时，判断MAC PDU是否可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，如果MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则在所述MAC头域中添加特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

所述第二封装单元包括：

第二判断单元，用于判断所述MAC头域中是否包含特殊信道标识域，如果所述MAC头域中包含特殊信道标识域，则在所述MAC负荷域中添加控制信息域，该域保存所述MAC控制PDU。

与现有技术相比，本发明的MAC PDU的MAC头域中针对每个传送RLCPDU的逻辑信道仅有一逻辑信道标识域，并引入了表示本MAC PDU中携带有MAC控制PDU的特殊信道标识域和控制信息域，减少了MAC PDU的头开销，同时节省了资源。

附图说明

图1为现有技术中MAC PDU的格式示意图；

图2为本发明中MAC PDU的格式示意图；

图3为本发明中实施例一的MAC PDU的示意图；

图4为本发明中实施例二的MAC PDU的示意图；

图5为本发明中实施例三的MAC PDU的示意图；

图6为本发明中的系统结构示意图；

图7为本发明中封装装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法，应用于3GPP的LTE框架中，本方法中，如图2所示，MAC PDU包括MAC头域MAC HD和MAC负荷域MAC PL，其中，针对每个传送RLC PDU的逻辑信道，MAC头域MAC HD中包含一逻辑信道标识域DDI、信息指示域和结束标识域F2，其中逻辑信道标识域DDI保存该逻辑信道的标识信息，信息指示域保存该逻辑信道传送的所有RLC PDU的信息，结束标识域F2保存标识该域后面是逻辑信道标识域DDI或是MAC SDU域的信息；所述信息指示域中针对每个通过该逻辑信道传送的RLC PDU包含一第一指示域LI和第二指示域F1，其中第一指示域LI保存该RLC PDU的长度，第二指示域F1保存标识该域后面是第一指示域LI或是结束标识域F2的信息；

如果MAC层自身有需要发送到对等层的MAC控制PDU，并且MAC PDU大小与MAC头域大小、特殊信道标识域大小和各个RLC PDU大小之和的差值大于或等于MAC控制PDU的大小，则说明MAC PDU可以同时携带RLCPDU和MAC控制PDU，则在MAC头域中最后一结束标识域F2后面还有一特殊信道标识域DDI0，该域保存标识本MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息；

针对每个RLC PDU，MAC PDU的MAC负荷域MAC PL中包含一MACSDU域，该域用来保存RLC PDU；

如果MAC头域中包含特殊信道标识域DDI0，则在MAC负荷域中最后一MAC SDU域后面有一控制信息域SI，该域保存MAC控制PDU；

如果MAC PDU中还有未用完的比特数，即该MAC PDU的大小大于MAC头域大小与MAC负荷域大小之和，则在MAC负荷域中最后一MAC SDU域或控制信息域SI后面还有一填充域PD，该域为可选域opt。

下面结合三个实施例对本发明提供的方法进行说明：

实施例一：MAC层中同时有四个RLC PDU需要传输到物理层，这四个RLC PDU分别为重传的AMD PDU1、新产生的AMD PDU2、STATUS PDU和AMD PDU3，其中AMD PDU1、AMD PDU2和STATUS PDU均具有业务类型1，AMD PDU3具有业务类型2。

本实施例中，具有相同业务类型的AMD PDU1、AMD PDU2和STATUSPDU均通过逻辑信道1进入MAC层，AMD PDU3通过逻辑信道2进入MAC层，MAC层将这四个RLC PDU封装成MAC PDU后传输到物理层，如图3所示，该MAC PDU包括MAC头域MAC HD和MAC负荷域MAC PL，其中MAC头域MAC HD中针对逻辑信道1包含逻辑信道标识域DDI1、信息指示域和结束标识域F2，其中DDI1域保存逻辑信道1的标识信息，F2域保存标识该域后面是DDI2域的信息。在该信息指示域中针对AMD PDU1、AMDPDU2和STATUS PDU分别包含有第一指示域LI和第二指示域F1，其中AMDPDU1对应的第一指示域LI1保存AMD PDU1的长度信息，第二指示域F1保存标识该域后面是LI2域的信息；AMD PDU2对应的第一指示域LI2保存AMDPDU2的长度信息，第二指示域F1保存标识该域后面是LI3域的信息；STATUSPDU对应的第一指示域LI3保存STATUS PDU的长度信息，第二指示域F1保存标识该域后面是F2域的信息。

MAC头域MAC HD中还针对逻辑信道2包含逻辑信道标识域DDI2、信息指示域和结束标识域F2，其中DDI2域保存逻辑信道2的标识信息，F2域保存标识该域后面是MAC SDU1域的信息。在该信息指示域中针对AMDPDU3包含第一指示域LI1和第二指示域F1，其中LI1域保存AMD PDU3的长度信息，F1域保存标识该域后面是F2域的信息。

MAC负荷域MAC PL中针对AMD PDU1、AMD PDU2、STATUS PDU和AMD PDU3分别包含一MAC SDU域，其中MAC SDU1域保存AMD PDU1，MAC SDU2域保存AMD PDU2，MAC SDU3域保存STATUS PDU，MAC SDU4 域保存AMD PDU3。

实施例二：MAC层中只有一个RLC PDU即AMD PDU1需要传输到物理层，同时MAC层有需要发送到对等层的MAC控制PDU。

本实施例中，AMD PDU1通过逻辑信道1进入MAC层，MAC层将该AMDPDU1和MAC控制PDU封装成MAC PDU后传输到物理层，如图4所示，该MAC PDU包括MAC头域MAC HD和MAC负荷域MAC PL，其中MAC头域MAC HD中针对逻辑信道1包含逻辑信道标识域DDI1、信息指示域和结束标识域F2，其中DDI1域保存逻辑信道1的标识信息，F2域保存标识该域后面是DDI0域的信息。在该信息指示域中针对AMD PDU1包含有第一指示域LI和第二指示域F1，其中LI1保存AMD PDU1的长度信息，第二指示域F1保存标识该域后面是F2域的信息。因为MAC层自身有需要发送的MAC控制PDU，并且MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则MAC头域中F2域后面还包含特殊信道标识域DDI0，该域保存标识本MACPDU中携带有MAC控制PDU的信息。

MAC负荷域MAC PL中针对AMD PDU1包含MAC SDU1域，该MACSDU1域保存AMD PDU1。因为MAC头域中有特殊信道标识域DDI0，则在MAC负荷域中MAC SDU1域后面包含控制信息域SI，该域保存该MAC控制PDU。

实施例三：MAC层中没有RLC PDU需要发送，但MAC层自身有MAC控制PDU需要发送。

本实施例中，MAC层中只有MAC控制PDU需要发送，如图5所示，MACPDU的MAC头域中只有一标识本MAC PDU中携带MAC控制PDU的特殊信道标识域DDI0；MAC负荷域中只有一控制信息域SI，该域保存MAC控制PDU。

参见图6，本发明提供一种媒体接入控制协议数据单元的传输系统，该系统包括一个以上的承载单元61、封装单元62、传输单元63和物理单元64，其 中，承载单元61，用于将RLC PDU发送到封装单元；封装单元62，用于将RLC PDU封装成包括MAC头域和MAC负荷域的MAC PDU，针对每个传送RLC PDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，其中逻辑信道标识域保存该承载单元的标识信息，信息指示域保存该承载单元传送的所有RLC PDU的信息；传输单元63，用于将MAC PDU发送到物理单元；物理单元64，用于接收传输单元发来的MAC PDU。

封装单元62包括第一封装单元621和第二封装单元622，其中第一封装单元621，用于封装所述MAC头域，针对每个传送RLC PDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，其中逻辑信道标识域保存该承载单元的标识信息，信息指示域保存该承载单元传送的所有RLC PDU的信息；第二封装单元622，用于封装所述MAC负荷域，针对每个RLC PDU，MAC负荷域包含一媒体接入控制服务数据单元MAC SDU域，该域保存该RLCPDU。

第一封装单元621包括第一判断单元6211，用于当MAC层有需要发送的MAC控制PDU时，判断MAC PDU是否可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，如果MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则在MAC头域中添加特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。第二封装单元622包括第二判断单元6221，用于判断MAC头域中是否包含特殊信道标识域，如果MAC头域中包含特殊信道标识域，则在MAC负荷域中添加控制信息域，该域保存MAC控制PDU。

参见图7，本发明提供一种封装装置，与承载单元相连，可以应用于媒体接入控制协议数据单元的传输系统中，该封装装置包括封装单元71，用于将承载单元发来的RLC PDU封装成包括MAC头域和MAC负荷域的MAC PDU，针对每个传送RLC PDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，其中逻辑信道标识域保存该承载单元的标识信息，信息指示域保存该承载单元传送的所有RLC PDU的信息。

封装单元71包括第一封装单元711和第二封装单元712，其中第一封装单元711，用于封装所述MAC头域，针对每个传送RLC PDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，其中逻辑信道标识域保存该承载单元的标识信息，信息指示域保存该承载单元传送的所有RLC PDU的信息；第二封装单元712，用于封装所述MAC负荷域，针对每个RLC PDU，MAC负荷域包含一媒体接入控制服务数据单元MAC SDU域，该域保存该RLCPDU。

第一封装单元711包括第一判断单元7111，用于当MAC层有需要发送的MAC控制PDU时，判断MAC PDU是否可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，如果MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则在MAC头域中添加一特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

第二封装单元712包括第二判断单元7121，用于判断MAC头域中是否包含特殊信道标识域，如果MAC头域中包含特殊信道标识域，则在MAC负荷域中添加控制信息域，该域保存MAC控制PDU。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种媒体接入控制协议数据单元的传输方法，应用于第三代移动通信标准化伙伴项目3GPP的长期演进LTE框架中，在该框架中，无线链路控制RLC层通过逻辑信道将RLC层中的RLC协议数据单元PDU发送到媒体接入控制MAC层，MAC层将RLC PDU封装成MAC PDU后发送到物理层，所述MAC PDU包括MAC头域和MAC负荷域，其特征在于：

针对每个传送RLC PDU的逻辑信道，所述MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述逻辑信道的标识信息，所述信息指示域保存所述逻辑信道传送的所有RLC PDU的信息；

针对每个RLC PDU，所述MAC负荷域中包含一媒体接入控制服务数据单元MAC SDU域，该域保存所述RLC PDU。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC头域中针对每个逻辑信道标识域包含一结束标识域，该结束标识域保存标识该域后面是逻辑信道标识域或是MAC SDU域的信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RLC PDU的信息至少包括该RLC PDU的长度信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果MAC层有需要发送的MAC控制PDU，并且所述MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则所述MAC头域包含特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述MAC头域包含特殊信道标识域，则所述MAC负荷域包含控制信息域，该域保存所述MAC控制PDU。

6.一种媒体接入控制协议数据单元的传输系统，其特征在于，该系统包括：

一个以上的承载单元，用于将无线链路控制协议数据单元RLC PDU传送到封装单元；

封装单元，包括第一封装单元和第二封装单元，所述第一封装单元用于封装媒体接入控制协议数据单元MAC PDU的MAC头域，针对每个传送RLCPDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述承载单元的标识信息，所述信息指示域保存所述承载单元传送的所有RLC PDU的信息；第二封装单元，用于封装MAC PDU的MAC负荷域，针对每个RLC PDU，MAC负荷域包含一媒体接入控制服务数据单元MAC SDU域，该域保存所述RLC PDU；

传输单元，用于将所述MAC PDU发送到物理单元；

物理单元，用于接收传输单元发来的MAC PDU。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述RLC PDU的信息至少包括该RLC PDU的长度信息。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一封装单元包括：

第一判断单元，用于当MAC层有需要发送的MAC控制PDU时，判断MAC PDU是否可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，如果MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则在所述MAC头域中添加特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二封装单元包括：

第二判断单元，用于判断所述MAC头域中是否包含特殊信道标识域，如果所述MAC头域中包含特殊信道标识域，则在所述MAC负荷域中添加控制信息域，该域保存MAC控制PDU。

10.一种封装装置，与承载单元相连，其特征在于，该封装装置包括：

封装单元，包括第一封装单元和第二封装单元；

所述第一封装单元，用于封装媒体接入控制协议数据单元MAC PDU的MAC头域，针对每个传送无线链路控制协议数据单元RLC PDU的承载单元，MAC头域中包含一逻辑信道标识域和信息指示域，所述逻辑信道标识域保存所述承载单元的标识信息，所述信息指示域保存所述承载单元传送的所有RLCPDU的信息；

所述第二封装单元，用于封装MAC PDU的MAC负荷域，针对每个RLCPDU，MAC负荷域包含一媒体接入控制服务数据单元MAC SDU域，该域保存所述RLC PDU。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一封装单元包括：

第一判断单元，用于当MAC层有需要发送的MAC控制PDU时，判断MAC PDU是否可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，如果MAC PDU可以同时携带RLC PDU和MAC控制PDU，则在所述MAC头域中添加特殊信道标识域，该域保存标识MAC PDU中携带有MAC控制PDU的信息。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二封装单元包括：

第二判断单元，用于判断所述MAC头域中是否包含特殊信道标识域，如果所述MAC头域中包含特殊信道标识域，则在所述MAC负荷域中添加控制信息域，该域保存所述MAC控制PDU。

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