CN101222479A - 一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法 - Google Patents

Abstract

一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法，发送侧RLC层接收上层的SDU，生成PDU并将其加入发送队列，然后将重传队列和发送队列中的PDU向逻辑信道逐一发送，并为每一个发送的PDU启动重传定时器；如果重传定时器超时也没有从对端的状态报告中得到其对应PDU的肯定应答，则复位重传定时器，再判断该PDU是否超过最大重传次数，如没有，将该PDU挂入重传队列进行主动重传；接收侧RLC层在接收PDU时，周期性地向发送侧发送状态报告，若丢失PDU，则发送否定应答的状态报告并报告丢失的PDU的序号，如无丢失，则发送肯定应答的状态报告。本发明继承R6版本，在不影响性能的基础上，简化了R6版本中复杂的Polling机制。

Description

一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及第三代移动通信系统中一种主动重传和周期应答的无线链路控制(RLC)层实现方法。

背景技术

随着用户对移动环境下的速率需求日益提高和移动通讯技术的不断发展，高数据速率分组业务HSPA技术越来越受到人们关注和重视。对于分组业务，数据的完整性要求较高，因此HSPA业务需要无线链路层差错重传能力。

RLC协议有三种模式：透明模式TM(Transparent Mode)，非确认模式UM(Unacknowledged Mode)和确认模式AM(Acknowledged Mode)；其中AM采用了差错重传技术，适用于分组业务的传输，因此HSPA一般需要采用AM模式。然而，AM模式下，数据传输速率受RLC PDU(Protocol DataUnit，协议数据单元)长度，环回时间RTT和RLC窗口大小的限制。通过增加RLC PDU长度可以提高HSPA的峰值速率，但是它降低了小区的覆盖，同时因为填充字节的增加，导致负荷效率降低；RTT受多个网元制约，RTT时间很难降低；增加RLC层窗口大小，能有效的提高峰值速率。

但是RLC窗口大小是有限的，在第三代移动通信伙伴项目组织3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)TS 25.321 R6版本协议中(以下简称R6版本)，AM模式PDU序号SN(Sequence Number)用12Bit标识，也就是SN的范围是0～4095(2¹²-1)，通常RLC的窗口不能超过最大SN的一半(2048)。因此，即使空口无差错传输，RLC AM的最大速率为：MaxTput＝2048*PDU_SIZE/RTT，其中RTT是环回时间，按保守计算，RTT＝50ms，PDU_SIZE＝320Bit；RLC AM的最大速率仅为13.1Mbps。

在R6版本中使用了轮询Polling机制，发送侧通过设置Polling位等于1，要求接收侧回复接收窗口内收的PDU的状态报告，其中Polling机制非常复杂。

为了在高速下行分组接入HSDPA和高速上行分组接入HSUPA的基础上进一步提高数据速率和频谱效率，3GPP提出了高速分组接入HSPA演进项目(简称HSPA+)。在该项目中，提出了简化无线链路控制层的需求，同时提出可变长度无线链路控制层协议数据单元的方案，该方案的主要思想为：AM模式支持灵活的PDU长度；媒体接入控制层MAC-hs实体支持对无线链路控制层协议数据单元的分段；媒体接入控制层MAC-e和MAC-es是否支持对无线链路控制层协议数据单元的分段待进一步研究。

可变长度RLC数据单元的生成原则是：为协议数据单元的数据部分定义一个最大长度限制，当服务数据单元SDU的长度小于所述最大长度限制时，一个协议数据单元由一个上层服务数据单元和头信息组成；当上层服务数据单元的长度大于所述最大长度限制时，对服务数据单元按照所述最大长度限制分段后加上头信息生成一个协议数据单元；采用可变长度数据单元，RLC层可以不支持服务数据单元串接，对服务数据单元串接的支持待MAC层进一步研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是提供一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法，该方法在主体继承R6版本的基础上，在不影响性能的基础上，简化了R6版本中复杂的Polling机制。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法，包括：

(a)发送侧RLC层接收上层的服务数据单元SDU，对SDU进行处理，生成协议数据单元PDU并将其加入发送队列；

(b)发送侧RLC层将重传队列和发送队列中的PDU向逻辑信道逐一发送，并为每一个发送的PDU启动重传定时器；

如果重传定时器超时也没有从对端的状态报告中得到其对应PDU的肯定应答，则复位重传定时器，再判断该PDU是否超过最大重传次数，如没有，记录重传次数，将该PDU挂入重传队列进行主动重传；

(c)接收侧RLC层在接收PDU的过程中，周期性地向发送侧发送状态报告，若该周期内丢失PDU，则发送否定应答的状态报告并报告丢失的PDU的序号，如无丢失，则发送肯定应答的状态报告。

进一步地，上述无线链路控制层实现方法还可具有以下特点：所述步骤(a)进一步分为

(a1)发送侧RLC层接收上层的SDU；

(a2)若SDU小于等于配置的最大分割长度，RLC层在SDU加上2BYTE头信息生成一个协议数据单元PDU，SF标志为等于“00”；若SDU大于最大分割长度，RLC层将SDU按最大分割长度分割，每个分割后的数据分别加上2BYTE头信息生成PDU，其中第一个分段SF标志为“10”，最后一个分段SF标志为“01”，其余的中间分段SF标志为“11”；

(a3)发送侧RLC层将生成的PDU加入发送队列；

接收侧根据PDU的头信息中的SF标志判断其中的SDU是否分割过，如果分割过，进一步识别出其中的SDU属于第一个分段、最后一个分段还是中间分段，重组得到完整的SDU。

进一步地，上述无线链路控制层实现方法还可具有以下特点：

所述步骤(b)RLC层优先从重传队列中取PDU发送，如果重传队列中无PDU，从发送队列中取PDU，将当前发送窗口内的PDU向逻辑信道逐一发送。

进一步地，上述无线链路控制层实现方法还可具有以下特点：

所述步骤(b)中，RLC层在判断该PDU是否超过最大重传次数时，如已超过最大重传次数，则发起RLC层复位过程。

进一步地，上述无线链路控制层实现方法还可具有以下特点：

所述步骤(b)中，如果重传定时器在超时之前收到对端的状态报告且在该状态报告中该重传定时器对应的PDU被肯定应答，则将该重传定时器复位，此时如果该PDU前所有的PDU都被肯定应答，则将当前发送窗口前沿滑动到该PDU序号加1的位置。

进一步地，上述无线链路控制层实现方法还可具有以下特点：所述步骤(c)进一步包括以下步骤：

(c1)RLC层收到新的PDU时，启动周期应答定时器；

(c2)周期应答定时器超时之前，如收到对端的PDU，则执行步骤(c3)，否则，执行步骤(c5)；

(c3)判断接收到的PDU的序号是否连续，若不连续，则记录“接收状态变量”到“期待的最大状态变量”之间丢失的PDU序号；

(c4)周期应答定时器超时，重新启动该定时器并发送状态报告给发送侧：在该周期内，若收到的PDU的序号不连续，则发送否定应答的状态报告并报告记录的PDU序号；若收到的PDU的序号连续，则发送肯定应答的状态报告，返回步骤(c2)；

(c5)周期应答定时器超时仍未收到新的PDU时，立即停止该定时器，返回步骤(c1)。

进一步地，上述无线链路控制层实现方法还可具有以下特点：

所述步骤(c4)中，接收侧发送状态报告给发送侧时，是通过SUFI类型为LIST的状态包向对端报告序号不连续的PDU。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种发送侧主动重传的无线链路控制层实现方法，该方法在主体继承R6版本的基础上，在不影响性能的基础上，简化了R6版本中复杂的Polling机制。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种发送侧主动重传的无线链路控制层实现方法，包括：

(a)发送侧RLC层接收上层的服务数据单元SDU，对SDU进行处理，生成协议数据单元PDU并将其加入发送队列；

(b)发送侧RLC层将重传队列和发送队列中的PDU向逻辑信道逐一发送，并为每一个发送的PDU启动重传定时器；

如果重传定时器超时也没有从对端的状态报告中得到其对应PDU的肯定应答，则复位重传定时器，再判断该PDU是否超过最大重传次数，如没有，记录重传次数，将该PDU挂入重传队列进行主动重传。

本发明要解决的又一技术问题是提供一种接收侧周期应答的无线链路控制层实现方法，该方法在主体继承R6版本的基础上，在不影响性能的基础上，简化了R6版本中复杂的Polling机制。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种接收侧周期应答的无线链路控制层实现方法，接收侧无线链路控制层，即RLC层在接收PDU的过程中，周期性地向发送侧发送状态报告，若该周期内丢失PDU，则发送否定应答的状态报告并报告丢失的PDU的序号，如无丢失，则发送肯定应答的状态报告。

本发明方法有如下有益效果：

1)简化了RLC层的实现，用主动重传和周期应答的方式取代R6版本中复杂的Polling机制；

2)使用了可变长度RLC PDU，可以不支持串接方式，采用2BIT的SF来标识PDU是否被分段，简化了RLC的功能。

3)在不增加头开销的同时，扩展了RLC的序号(Sequence Number在R6版本中是12BIT表示，本发明去掉Polling位后，13BIT表示SequenceNumber)，扩展后的序号是原序号范围的2倍。

4)提供了高速分组接入HSPA演进项目中对确认模式RLC PDU实现所需要解决问题的方案。

附图说明

图1现有技术R6版本中RLC Data PDU结构；

图2本发明实施例的RLC Data PDU结构。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，为现有技术R6版本中RLC Data PDU结构。在该PDU结构中，使用了轮询Polling(P)位，发送侧通过设置Polling位等于1，要求接收侧回复接收窗口内收的PDU的状态报告，其中Polling机制非常复杂。

本发明的主要思想是：结合HSPA协议层的特点，从可变长度无线链路控制层和简化实现的角度，提出了一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法，该方法在主体继承R6版本的基础上，提出可以不支持RLC串接功能，简化了Polling和错误PDU报告方式，扩展了RLC序号范围。

在HSPA中，空口协议(Uu口协议，是3G中无线网络与终端的接口协议)具有以下几个显著特点：

1)MAC层引入了HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重发请求)机制，采用重传合并技术，显著提高了物理层重传效率，大大减少了RLC层重传，因此HSPA+中RLC层ARQ(自动重发请求)机制可以简化；

2)如果MAC层重传失败，必然导致RLC连续差错，因此状态包错误报告过程中，可以只考虑适合连续差错的错误报告方式，从而简化状态包处理；

3)采用可变长度的PDU，不存在R6版本中的PADDING信息(R6版本中块长度是固定的，内容不够长度加填充Padding位)，因此RLC层可以不支持SDU串接功能。

针对以上特点，本实施例数据PDU结构如图2所示，其中头信息包括以下字段：D/C、Sequence Number(SN)和SF共占用2个BYTE；其中D/C为1BIT，用于表示传递的PDU是数据还是控制信息；SN为13 BIT，用于表示传递的PDU的序号；SF为2BIT，用于表示SDU生成PDU时的分段信息，如下表所示：

值	描述
		00	表示由一个完整的SDU生成的PDU
01	表示由分割方式生成的PDU最后一个分段
		10	表示由分割方式生成的PDU第一个分段
11	表示由分割方式生成的PDU中间分段

发送侧(可以是无线网络侧或终端)生成PDU的过程如下：

步骤A，RLC层接收上层的SDU；

步骤B，若SDU小于等于最大分割长度(最大分割长度由高层配置)，RLC层在SDU加上2BYTE头信息生成一个协议数据单元PDU，SF标志为等于“00”；若SDU大于最大分割长度，RLC层将SDU按最大分割长度分割，每个分割后的数据分别加上2BYTE头信息生成PDU，其中第一个分段SF标志为“10”，最后一个分段SF标志为“01”，其余的中间分段SF标志为“11”；

步骤C，RLC层将生成的PDU加入发送队列。

发送PDU时，RLC层优先从重传队列中取PDU发送，如果重传队列中无PDU，从发送队列中取PDU，将当前发送窗口内的PDU向逻辑信道逐一发送，并为每一个发送的PDU启动重传定时器Timer_Retransmit；

对每个重传定时器Timer_Retransmit，

如果在超时之前收到对端的状态报告且在该状态报告中该重传定时器Timer_Retransmit对应的PDU被肯定应答，则将该重传定时器Timer_Retransmit复位，再判断该PDU前面所有PDU是否都被肯定应答，如果是，再将当前发送窗口前沿滑动到该PDU序号加1的位置。

如果重传定时器Timer_Retransmit超时也没收到其对应PDU的肯定应答(有可能没有收到对端的状态报告或其对应PDU在状态报告中被否定应答)，则复位重传定时器Timer_Retransmit，再判断该PDU是否超过最大重传次数(MaxDAT，由高层配置)，如果是，发起RLC层复位(RLC Reset)过程，否则将该PDU挂入重传队列。

接收侧接收PDU的处理过程包括以下步骤：

步骤I，RLC层收到新的PDU时，启动周期应答定时器Timer_Status_Periodic(定时长度由高层配置)；

步骤II，周期应答定时器Timer_Status_Periodic超时之前，如收到对端的PDU，则执行步骤III，否则，执行步骤V；

步骤III，判断接收到的PDU的序号(SN)是否连续，若序号不连续，则记录“接收状态变量”(VR(R)，Receive state variable)到“期待的最大状态变量”(VR(H)，Highest expected state variable)之间丢失的PDU序号；

VR(R)和VR(H)的定义可参见现有协议。

步骤IV，周期应答定时器Timer_Status_Periodic超时，重新启动该定时器，并发送状态报告给对端：若该周期内接收到的PDU的序号不连续，则发送否定应答的状态报告给对端，报告从VR(R)到VR(H)之间丢失的PDU的序号；若该周期内接收到的PDU的序号连续，则发送肯定应答的状态报告给对端，然后返回步骤II；

接收侧检测到SN丢失，发送状态报告给对端时，通过SUFI(SUperFIeld)类型为LIST的状态包向对端报告序号不连续的PDU，与现有协议相同，状态包所报告的PDU的序号范围是确定的，因此发送侧可以得知哪些PDU被肯定应答；HSPA中，接收侧一般为连续的SN的丢失，因此状态报告可以不支持位图BITMAP和RLIST。

步骤V，周期应答定时器Timer_Status_Periodic超时仍未收到新的PDU，立即停止该定时器，返回步骤I；

根据协议数据单元PDU的头信息中的SF标志，接收侧可以判断其中的SDU是否分割过，如果分割过，进一步识别出其中的SDU属于第一个分段、最后一个分段还是中间分段，从而可以重组得到完整的SDU。

本实施例中，R6版本中跟Polling相关的机制都可以删除，包括Timer_Poll、Timer_Poll_Prohibit、Timer_Poll_Period、Poll_PDU、Poll_SDU、Poll_Window等。

Claims (13)

1.一种主动重传和周期应答的无线链路控制层实现方法，包括：

(a)发送侧RLC层接收上层的服务数据单元SDU，对SDU进行处理，生成协议数据单元PDU并将其加入发送队列；

(b)发送侧RLC层将重传队列和发送队列中的PDU向逻辑信道逐一发送，并为每一个发送的PDU启动重传定时器；

如果重传定时器超时也没有从对端的状态报告中得到其对应PDU的肯定应答，则复位重传定时器，再判断该PDU是否超过最大重传次数，如没有，记录重传次数，将该PDU挂入重传队列进行主动重传；

(c)接收侧RLC层在接收PDU的过程中，周期性地向发送侧发送状态报告，若该周期内丢失PDU，则发送否定应答的状态报告并报告丢失的PDU的序号，如无丢失，则发送肯定应答的状态报告。

2.如权利要求1所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：所述步骤(a)进一步分为

(a1)发送侧RLC层接收上层的SDU；

(a2)若SDU小于等于配置的最大分割长度，RLC层在SDU加上2BYTE头信息生成一个协议数据单元PDU，SF标志为等于“00”；若SDU大于最大分割长度，RLC层将SDU按最大分割长度分割，每个分割后的数据分别加上2BYTE头信息生成PDU，其中第一个分段SF标志为“10”，最后一个分段SF标志为“01”，其余的中间分段SF标志为“11”；

(a3)发送侧RLC层将生成的PDU加入发送队列；

接收侧根据PDU的头信息中的SF标志判断其中的SDU是否分割过，如果分割过，进一步识别出其中的SDU属于第一个分段、最后一个分段还是中间分段，重组得到完整的SDU。

3.如权利要求1所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：

所述步骤(b)RLC层优先从重传队列中取PDU发送，如果重传队列中无PDU，从发送队列中取PDU，将当前发送窗口内的PDU向逻辑信道逐一发送。

4.如权利要求1所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：

所述步骤(b)中，RLC层在判断该PDU是否超过最大重传次数时，如已超过最大重传次数，则发起RLC层复位过程。

5.如权利要求1所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：

所述步骤(b)中，如果重传定时器在超时之前收到对端的状态报告且在该状态报告中该重传定时器对应的PDU被肯定应答，则将该重传定时器复位，此时如果该PDU前所有的PDU都被肯定应答，则将当前发送窗口前沿滑动到该PDU序号加1的位置。

6.如权利要求1所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：所述步骤(c)进一步包括以下步骤：

(c1)RLC层收到新的PDU时，启动周期应答定时器；

(c2)周期应答定时器超时之前，如收到对端的PDU，则执行步骤(c3)，否则，执行步骤(c5)；

(c3)判断接收到的PDU的序号是否连续，若不连续，则记录“接收状态变量”到“期待的最大状态变量”之间丢失的PDU序号；

(c4)周期应答定时器超时，重新启动该定时器并发送状态报告给发送侧：在该周期内，若收到的PDU的序号不连续，则发送否定应答的状态报告并报告记录的PDU序号；若收到的PDU的序号连续，则发送肯定应答的状态报告，返回步骤(c2)；

(c5)周期应答定时器超时仍未收到新的PDU时，立即停止该定时器，返回步骤(c1)。

7.如权利要求6所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：

所述步骤(c4)中，接收侧发送状态报告给发送侧时，是通过SUFI类型为LIST的状态包向对端报告序号不连续的PDU。

8.一种发送侧主动重传的无线链路控制层实现方法，包括：

(a)发送侧RLC层接收上层的服务数据单元SDU，对SDU进行处理，生成协议数据单元PDU并将其加入发送队列；

(b)发送侧RLC层将重传队列和发送队列中的PDU向逻辑信道逐一发送，并为每一个发送的PDU启动重传定时器；

如果重传定时器超时也没有从对端的状态报告中得到其对应PDU的肯定应答，则复位重传定时器，再判断该PDU是否超过最大重传次数，如没有，记录重传次数，将该PDU挂入重传队列进行主动重传。

9.如权利要求8所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：所述步骤(a)进一步分为

(a1)发送侧RLC层接收上层的SDU；

(a2)若SDU小于等于配置的最大分割长度，RLC层在SDU加上2BYTE头信息生成一个协议数据单元PDU，SF标志为等于“00”；若SDU大于最大分割长度，RLC层将SDU按最大分割长度分割，每个分割后的数据分别加上2BYTE头信息生成PDU，其中第一个分段SF标志为“10”，最后一个分段SF标志为“01”，其余的中间分段SF标志为“11”；

(a3)发送侧RLC层将生成的PDU加入发送队列；

接收侧根据PDU的头信息中的SF标志判断其中的SDU是否分割过，如果分割过，进一步识别出其中的SDU属于第一个分段、最后一个分段还是中间分段，重组得到完整的SDU。

10.如权利要求8所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：

所述步骤(b)RLC层优先从重传队列中取PDU发送，如果重传队列中无PDU，从发送队列中取PDU，将当前发送窗口内的PDU向逻辑信道逐一发送。

11.如权利要求8所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：

所述步骤(b)中，RLC层在判断该PDU是否超过最大重传次数时，如已超过最大重传次数，则发起RLC层复位过程；

所述步骤(b)中，如果重传定时器在超时之前收到对端的状态报告且在该状态报告中该重传定时器对应的PDU被肯定应答，则将该重传定时器复位，此时如果该PDU前所有的PDU都被肯定应答，则将当前发送窗口前沿滑动到该PDU序号加1的位置。

12.一种接收侧周期应答的无线链路控制层实现方法，接收侧无线链路控制层，即RLC层在接收PDU的过程中，周期性地向发送侧发送状态报告，若该周期内丢失PDU，则发送否定应答的状态报告并报告丢失的PDU的序号，如无丢失，则发送肯定应答的状态报告。

13.如权利要求12所述的无线链路控制层实现方法，其特征在于：所述步骤(c)进一步包括以下步骤：

(c1)RLC层收到新的PDU时，启动周期应答定时器；

(c2)周期应答定时器超时之前，如收到对端的PDU，则执行步骤(c3)，否则，执行步骤(c5)；

(c3)判断接收到的PDU的序号是否连续，若不连续，则记录“接收状态变量”到“期待的最大状态变量”之间丢失的PDU序号；

(c4)周期应答定时器超时，重新启动该定时器并发送状态报告给发送侧：在该周期内，若收到的PDU的序号不连续，则发送否定应答的状态报告并报告记录的PDU序号；若收到的PDU的序号连续，则发送肯定应答的状态报告，返回步骤(c2)；

(c5)周期应答定时器超时仍未收到新的PDU时，立即停止该定时器，返回步骤(c1)。

Images