CN101227411B - 保证终端并发业务中的语音业务质量的方法、装置以及用户终断 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种保证终端并发业务中的语音业务质量的方法、装置以及用户终端，其中的装置包括：第一处理实体，用于对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d协议数据单元MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位；第二处理实体，用于接收和转发第一处理实体的处理结果，以及处理DCH业务；所述第一处理实体处理移位操作的过程与所述第二处理实体处理DCH的过程发生冲突时，优先处理DCH业务。本发明通过将UE侧的MAC层协议重新划分为MACHS实体和MACD实体，在HSDPA业务和语音业务并发时，优先处理语音业务，从而保证了通话质量。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及高速下行分组接入(High SpeedDownlink Packet Access，HSDPA)系统中，终端用户设备中，在HSDPA业务和语音业务并发时，保证语音业务质量的方法和装置。
背景技术
HSDPA技术是第三代移动通信合作伙伴组织3GPP在其Release 5版本规范中提出的下行增强技术，该技术大大提高了第三代无线系统的下行数据传输速率和无线资源利用效率，显著降低了数据传输时延，对于支持视频、流媒体和下载等对流量和迟延要求较高的数据业务非常有利。
为了达到提高下行分组数据速率和减少时延的目的，HSDPA引入了AMC(自适应编码调制)、HARQ(快速混合自动重传)和Node-B快速调度等关键技术。在无线接口的结构定义中，为HSDPA定义了新的高速下行共享信道(High Speed Downlink Shared Channel，HS-DSCH)，用于承载高速下行数据；同时在媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层引入高速下行分组接入媒体接入控制(Media Access Control for HSDPA，MAC-hs)实体，用于控制HS-DSCH信道上数据的发送和接收。
增加MAC-hs实体后用户设备(User Equipment，UE)侧MAC层结构如图1所示，MAC-hs实体的引入增加了与MAC-d实体的数据接口以及与MACControl的控制接口，对MAC-公共/共享(MAC-c/sh)实体没有影响。
基于上述架构的UE MAC层HSDPA数据通路如图2所示，MAC-hs层位于物理层和MAC-专用(MAC-d)层之间，和物理层之间的连接是HS-DSCH，和MAC-d层之间的连接是MAC-d flow。每个终端最多有8个MAC-d flow，每个MAC-d flow的数据可以分布在一个或多个MAC-hs重排队列(MAC-hsreordering queue)上，所有MAC-hs reordering queue都通过HARQ进程(HARQprocess)承载在HS-DSCH上。上层逻辑信道通过MAC-d层的C/T复用(C/TMultiplex)映射到MAC-d flow上，一个MAC-d flow最多支持15个逻辑信道的复用。
对应于网络侧的MAC-hs实体的功能：HS-DSCH流控、HS-DSCH调度(包括多个UE间共享物理资源的调度和每个UE内部不同优先级逻辑信道的调度)、传输格式选择及生成MAC-hs协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)、HARQ重传请求处理，相应地，UE侧MAC-hs实现的功能有：HARQ响应，用于根据接收正确与否生成肯定应答ACK或否定应答NACK、MAC-hs重排队列分发、每个队列内部基于传输序列号(Transmission Sequence Number，TSN)重排序、解析MAC-hs PDU得出MAC-d PDU递交给上层。
HS-DSCH上承载的数据是MAC-hs PDU，分为MAC-hs头信息MAC-hsheader和MAC-hs载荷MAC-hs payload两部分，格式如图3所示。MAC-hsheader中版本标识VF用于指示当前使用的协议版本，目前都设置为0；QueueID说明该PDU所属的MAC-hs reordering queue，相应地，TSN说明该PDU在此队列上传输序列号；SID、N和F成组出现，SID用于指示MAC-hs payload中一系列连续MAC-hs SDU的长度，N指示这一系列MAC-hs SDU中，每组等长的MAC-hs SDU的个数，F则指示后续是另一组(SID，N，F)还是MAC-hspayload。MAC-hs payload中包含多组长度不同的MAC-hs SDU，分别与MAC-hs header中的一组SID和N对应。MAC-hs PDU中的所有MAC-hs SDU属于同一个MAC-d flow，每个MAC-hs SDU等同于该MAC-d flow上的一个MAC-d PDU。
UE收到来自网络的数据后，首先检验数据是否正确并给出相应的ACK或NACK反馈，然后对正确接收的数据进行MAC-hs header解析，得到其中各个参数域的值，根据QID和TSN判断该数据包在其所属队列内是否为按序接收；如果是按序接收，则进一步根据QID找到所属的MAC-d flow，通过SID和N值判断出MAC-hs payload中数据部分包含的MAC-d PDU长度和个数，进而得到每一个MAC-d PDU数据块，递交给MAC-d层处理。
MAC-d PDU的格式如图4所示，如果该MAC-d flow上只有一个逻辑信道，C/T域不存在；如果有多个逻辑信道复用，C/T域必须存在，不同的C/T值用于区分不同的逻辑信道。对于多个逻辑信道复用的情况，MAC-d层需要解析出C/T域的值，进而找到相应的逻辑信道，然后将数据向上递交给RLC层。
以上提到的MAC-hs header和MAC-d header长度都不是整字节(8比特)的倍数，而RLC层用于承载HSDPA业务的AM(Acknowledged Mode)和UM(Unacknowledged Mode)方式都要求数据长度以字节为单位；同时C语言编译器中提供的内存操作函数，例如memcpy，也都是以字节为单位，因此在实现MAC-hs实体的功能时，终端要进行大量的比特移位操作，用于移除MAC-hsheader和MAC-d header(当MAC-d flow上有多个逻辑信道复用时)，得到字节对齐的上层数据。
实际上，由于体积、耗电、成本等方面的限制，终端的处理能力通常都是受限的，当传统语音业务和HSDPA业务并发时，由于MAC-d实体和MAC-hs实体处于操作系统的同一个任务中，MAC-d实体可能需要同时处理HSDPA业务和语音业务，而上述移位操作就可能占据大量的CPU处理时间，使得终端来不及处理承载语音业务的DCH传输信道，错过空中接口的发送时刻，无法保证按照语音业务需要的20毫秒为周期均匀地发送和接收数据，最终导致语音通话质量下降，影响用户使用。
发明内容
为了在语音业务和HSDPA业务并发时，使语音业务具有较高的处理优先级，保证语音通话质量，本发明提供了一种保证终端并发业务中的语音业务质量的方法，包括：
第一处理实体，用于对高速下行分组接入媒体接入控制协议数据单元MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-专用协议数据单元MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位；
第二处理实体，用于接收和转发第一处理实体的处理结果，以及处理DCH业务；
所述第一处理实体处理移位操作的过程与所述第二处理实体处理DCH的过程发生冲突时，优先处理DCH业务。
所述第一处理实体优先级低，所述第二处理实体优先级高。
所述MAC-hs PDU中的SID用于判断是否存在逻辑信道复用，所述SID指示的长度等于8比特的整数倍加4，说明MAC-d PDU中存在多个逻辑信道复用，所述SID指示的MAC-d PDU长度为8比特的整数倍，说明MAC-d PDU只包含一个逻辑信道的数据。
所述第一处理实体和所述第二处理实体通过数据接口交互数据，所述数据接口以MAC-d flow ID和C/T域为索引。
本发明还提供了一种保证终端并发业务中的语音业务质量的方法，包括：
第一处理实体对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位的步骤；
第二处理实体接收和转发第一处理实体的处理结果的步骤；以及
第二处理实体处理DCH业务的步骤；
所述第一处理实体处理移位操作与第二处理实体处理DCH业务发生冲突时，优先处理DCH业务。
所述第一处理实体对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位的步骤具体包括：
步骤11，对MAC-hs PDU进行解析得到MAC-hs header并将其移除；
步骤12，判断MAC-hs header中的SID所指示的MAC-d PDU的长度，如果该长度为8比特的整数倍加4，则存在逻辑信道复用，执行步骤13，如果该长度为8比特的整数倍，则不存在逻辑信道复用，执行步骤15；
步骤13，解析MAC-d PDU得到MAC-d header并将其移除；
步骤14，将MAC-d header中C/T域相同的MAC-d PDU归为一组；
步骤15，将MAC-d PDU递交给上层。
本发明还提供了一种用户终端，包括保证终端并发业务中的语音业务质量的装置，所述保证终端并发业务中的语音业务质量的装置包括：
第一处理实体，用于对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位；
第二处理实体，用于接收和转发第一处理实体的处理结果，以及用于处理DCH业务；
所述第一处理实体处理移位操作的过程与所述第二处理实体处理DCH的过程发生冲突时，优先处理DCH业务。
所述第一处理实体优先级低，所述第二处理实体优先级高。
所述MAC-hs PDU中的SID用于判断是否存在逻辑信道复用，所述SID指示的长度等于8比特的整数倍加4，说明MAC-d PDU中存在多个逻辑信道复用，所述SID指示的MAC-d PDU长度为8比特的整数倍，说明MAC-d PDU中只包含一个逻辑信道的数据。
所述第一处理实体和所述第二处理实体通过数据接口交互数据，所述数据接口以MAC-d flow ID和C/T域为索引。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过将UE侧的MAC层协议重新划分为MACHS实体和MACD实体，利用MACHS实体完成MAC-hs header和MAC-d header的移除，从而能够将MACD实体的任务优先级定义为较高而将MACHS实体的任务优先级定义为较低，在HSDPA业务和语音业务并发时，
(1)对于语音业务，能保证不受HSDPA业务的影响，只要语音业务的发送或接收时刻到达，终端能够马上响应，从而确保实时性；
(2)对于HSDPA业务，虽然其处理过程可能被抢占，但由于语音业务处理只需要很短的CPU时间，同时语音业务的帧间隔为20毫秒，因此20毫秒内剩余的时间仍然足以完成HSDPA业务的处理；
(3)从用户体验角度而言，一方面语音业务实时性不受影响，保证了通话的质量；另一方面，HSDPA业务均为分组域业务，对实时性要求相对较低，有少许延迟也不易察觉。
附图说明
图1为现有HSDPA系统中UE MAC层结构示意图；
图2为现有HSDPA系统中UE MAC层数据通路示意图；
图3为MAC-hs PDU结构示意图；
图4为MAC-d PDU结构示意图；
图5为本发明中的UE MAC层结构示意图；
图6为本发明中MACHS部分数据处理示意图；
图7为本发明的MACHS实体处理数据的流程图。
具体实施方式
本发明通过将现有UE侧MAC层的MAC-hs、MAC-d和MAC-c/sh实体重新划分为第一处理实体，定义为MADHS实体和第二处理实体，定义为MACD实体，将现有MAC-d的移除MAC-d header的功能放到MACHS实体中实现，并将MADHS实体和MACD实体分别定义为较低和较高的处理优先级中。这样，在HSDPA业务和语音业务并发时，能够保证优先处理语音业务，从而保证了通话质量。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
如图5所示，图5为本发明中的UE MAC层结构示意图。本发明在UE侧采用基于优先级的抢占式嵌入式操作系统，例如Vxworks，来负责任务切换和调度。协议功能根据分层和重要程度，分别在不同优先级的任务中实现。简单起见，图5中不包含MAC-c/sh实体相关的传输信道和逻辑信道，因为该部分对本发明没有影响。
高层通过MAC Control配置MAC层HSDPA业务参数时，将MAC-hs实体相关的内容，包括HARQ信息、MAC-hs reordering queue信息等，配置到MACHS；将MAC-d实体相关的内容，主要是逻辑信道到MAC-d flow的映射关系，配置到MACD。
将MACHS实体和MACD实体分别定义为操作系统中两个不同的任务，MACHS优先级较低，MACD优先级较高。
MACHS实体实现现有的MAC-hs实体的功能以及由现有的MAC-d完成的比特移位操作功能，其中，MAC-hs实体的移位操作包括移除MAC-hsheader，MAC-d实体的移位操作包括：当MAC-d flow上有多个逻辑信道复用时移除MAC-d header。MACD实体实现MAC-c/sh实体的功能以及MAC-d实体除去MACHS覆盖部分以外的所有功能，即，由于移除MAC-d header的操作由MACHS执行，因此，对于物理层递交上来的HSDPA数据，MACD只需要处理逻辑信道到MAC-d flow的映射。
MACHS和MACD的任务之间增加接口用于递交数据，接口的定义以MAC-d flow ID和C/T域为索引，每次交互承载某一个逻辑信道的数据。
MACHS收到来自底层的MAC-hs PDU后，首先进行MAC-hs实体中定义的处理，包括HARQ反馈、队列分发和重排序、对按序接收的数据解析并移除MAC-hs header。
然后根据MAC-hs header中的SID判断是否存在逻辑信道复用：如果SID指示的MAC-d PDU长度为8比特的整数倍，说明MAC-d PDU中没有C/T域，只有一个逻辑信道，MAC SDU等同于RLC PDU；如果SID指示的长度等于8比特的整数倍加4(C/T为4比特)，则说明MAC-d PDU中存在C/T域，存在多个逻辑信道复用。对于没有C/T域的情况，MACHS不需要其他处理，按照MACHS和MACD之间定义的接口将每个MAC-d flow的数据递交给MACD即可；对于存在C/T域的情况，MACHS需要对每个MAC-d PDU进行解析并移除MAC-d header，将C/T域取值相同的MAC-d PDU分别归为一组，再按照MACHS和MACD之间定义的接口递交数据到MACD。
对于存在C/T域的情况，MACHS处理MAC-d PDU的过程如图6所示，图6为本发明中MACHS部分数据处理示意图。图6中，来自HS-DSCH的原始数据部分包括多组MAC-d PDU数据，MAC-d header即C/T域，其长度为4比特。MAC-hs载荷中包括多个C/T＝1的MAC SDU，多个C/T＝2的MAC SDU等数据。利用本发明的对MAC-d PDU处理的方法，MACHS对每个MAC-dPDU进行解析和移除MAC-d header后，将C/T＝1的MAC SDU归为一组，将C/T＝2的MAC SDU归为一组，即，将C/T域取值相同的MAC-d PDU归为一组。
在接口数据中，C/T＝1或C/T＝2等C/T域放入长度为8比特的单元中，当然也可以放入长度更大的单元中，只要该单元的长度为8的整数倍即可，这样的目的是为了在MACHS实体中将MAC SDU处理成为符合RLC层要求的数据，使递交到MACD的数据不再需要移位处理。
MACD收到来自MACHS的数据后，根据高层的配置检查MAC-d flow上是否存在复用：如果不存在，则所有数据属于同一个逻辑信道；如果存在，则根据C/T域的值区分相应的逻辑信道，将各逻辑信道数据分别向上递交给RLC层。
终端进行并发业务时，MACHS和MACD协同处理HSDPA业务，传统语音业务由MACD处理，分为以下几种情况进行处理：
第一种情况：在MACHS处理HSDPA数据、进行队列排序和比特移位等操作过程中，如果底层发送消息给MACD，指示DCH发送时刻到达或DCH收到下行数据，此时MACHS和MACD发生冲突，由于MACD所在任务优先级较高，操作系统可以调度MACD抢占MACHS所在任务，暂时中断HSDPA数据处理，优先进行DCH上语音业务数据的发送或接收；DCH操作完成后，操作系统恢复MACHS所在任务，继续HSDPA数据处理。
第二种情况：除了MACHS正在处理数据的同时有DCH发送或接收数据的情况，其他都可以归结到第二种情况中，即，MACD任务对来自MACHS的HSDPA数据和来自物理层的DCH数据按照到达时间先后按序处理，例如，只有DCH发送或接收数据，此时就由MACD处理DCH的数据，或只有MACHS处理数据的情况，处理完成后将数据递交给MACD，由MACD转发给DCCH/DTCH。
由于对UE侧MAC层协议的功能重新进行了划分，可以利用基于优先级的操作系统来区分和定义MAC实体的优先级，使得终端在HSDPA业务和语音、信令等具有较高优先级的业务并发时，优先处理优先级高的业务，从而保证了通话质量。
在终端业务并发时，保证通话质量的方法包括以下步骤：
第一处理实体对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位的步骤；
该步骤具体又包括以下步骤，如图7所示：
步骤11，对MAC-hs PDU进行解析得到MAC-hs header并将其移除；
步骤12，判断MAC-hs header中的SID所指示的MAC-d PDU的长度，如果该长度为8比特的整数倍加4，则存在逻辑信道复用，执行步骤13，如果该长度为8比特的整数倍，则不存在逻辑信道复用，执行步骤15；
步骤13，解析MAC-d PDU得到MAC-d header并将其移除；
步骤14，将MAC-d header中C/T域相同的MAC-d PDU归为一组；
步骤15，将MAC-d PDU递交给上层。
第二处理实体接收和转发第一处理实体的处理结果的步骤；以及
第二处理实体处理DCH业务的步骤；
所述第一处理实体处理移位操作与第二处理实体处理DCH业务发生冲突时，优先处理DCH业务。
在第一处理实体处理数据的过程中，第二处理实体收到处理语音业务的信号时，优先处理语音业务。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种保证终端并发业务中的语音业务质量的装置，其特征在于，包括：
第一处理实体，用于对高速下行分组接入媒体接入控制协议数据单元MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-专用协议数据单元MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位；
第二处理实体，用于接收和转发第一处理实体的处理结果，以及处理DCH业务；
所述第一处理实体处理移位操作的过程与所述第二处理实体处理DCH的过程发生冲突时，优先处理DCH业务。
2.如权利要求1所述的一种保证终端并发业务中的语音业务质量的装置，其特征在于，所述第一处理实体优先级低，所述第二处理实体优先级高。
3.如权利要求1所述的一种保证终端并发业务中的语音业务质量的装置，其特征在于，所述MAC-hs PDU中的SID用于判断是否存在逻辑信道复用，所述SID指示的长度等于8比特的整数倍加4，说明MAC-d PDU中存在多个逻辑信道复用，所述SID指示的MAC-d PDU长度为8比特的整数倍，说明MAC-d PDU只包含一个逻辑信道的数据。
4.如权利要求1所述的一种保证终端并发业务中的语音业务质量的装置，其特征在于，所述第一处理实体和所述第二处理实体通过数据接口交互数据，所述数据接口以MAC-d flow ID和C/T域为索引。
5.一种保证终端并发业务中的语音业务质量的方法，其特征在于，包括：
第一处理实体对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位的步骤；
第二处理实体接收和转发第一处理实体的处理结果的步骤；以及
第二处理实体处理DCH业务的步骤；
所述第一处理实体处理移位操作与第二处理实体处理DCH业务发生冲突时，优先处理DCH业务。
6.如权利要求5所述的保证终端并发业务中的语音业务质量的方法，其特征在于，所述第一处理实体对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位的步骤具体包括：
步骤11，对MAC-hs PDU进行解析得到MAC-hs header并将其移除；
步骤12，判断MAC-hs header中的SID所指示的MAC-d PDU的长度，如果该长度为8比特的整数倍加4，则存在逻辑信道复用，执行步骤13，如果该长度为8比特的整数倍，则不存在逻辑信道复用，执行步骤15；
步骤13，解析MAC-d PDU得到MAC-d header并将其移除；
步骤14，将MAC-d header中C/T域相同的MAC-d PDU归为一组；
步骤15，将MAC-d PDU递交给上层。
7.一种用户终端，包括保证终端并发业务中的语音业务质量的装置，其特征在于，所述保证终端并发业务中的语音业务质量的装置包括：
第一处理实体，用于对MAC-hs PDU执行移位操作得到MAC-d PDU，并在所述MAC-d PDU存在C/T域时对所述MAC-d PDU执行移位；
第二处理实体，用于接收和转发第一处理实体的处理结果，以及用于处理DCH业务；
所述第一处理实体处理移位操作的过程与所述第二处理实体处理DCH的过程发生冲突时，优先处理DCH业务。
8.如权利要求7所述的用户终端，其特征在于，所述第一处理实体优先级低，所述第二处理实体优先级高。
9.如权利要求7所述的用户终端，其特征在于，所述MAC-hs PDU中的SID用于判断是否存在逻辑信道复用，所述SID指示的长度等于8比特的整数倍加4，说明MAC-d PDU中存在多个逻辑信道复用，所述SID指示的MAC-dPDU长度为8比特的整数倍，说明MAC-d PDU中只包含一个逻辑信道的数据。
10.如权利要求7所述的用户终端，其特征在于，所述第一处理实体和所述第二处理实体通过数据接口交互数据，所述数据接口以MAC-d flow ID和C/T域为索引。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20100421 Termination date: 20180203 |