CN101282164A - 一种减少无线通讯业务时延的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少无线通讯业务时延的方法及装置，通过在无线链路控制/媒体接入控制RLC/MAC头中增加临时流标识TFI字段，并将TFI与无线数据块中的块序列号BSN建立对应关系，将至少一个临时块流TBF的无线链路控制RLC数据块映射到同一无线块时把该RLC/MAC头中相应位置填入该TBF对应的TFI，利用接收端接收时读取的TFI的不同区分出不同的业务，实现了减少业务时延的目的。同时本发明公开了的装置，可以实现多对TFI字段数据块的生成、发送与接收，实现了减少通讯业务时延的目的。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种减少无线通讯业务时延的方法及装置。
背景技术
目前，低速数据在无线通信传输过程中主要有IP语音(VoIP VoiceOver IP)数据、即时消息、分辨率较低的视频流以及确认反馈信息等。这些数据都有一个共同点，即单个的数据包的大小都比较小，且对时延的要求又比较高。
现就VOIP业务为例介绍低速数据的传输，现在的VOIP业务是使用自适应多速率(AMR，Adaptive Multi Rate)语音编码作为信源编码。现有技术中AMR语音编码的语音速率主要有4.75Kbps、5.90Kbps、7.95Kbps和12.20Kbps几种。一个AMR话音帧到达无线链路控制(RLC，Radio LinkControl)层的大小分别为25比特、28比特、33比特、43比特左右。这些送到RLC层的数据叫作逻辑链路控制(LLC，Logical Link Control)帧。根据LLC帧的大小和RLC块大小的比例不同，可能是一个LLC帧分在几个RLC块传输，也可能是几个LLC帧放在一个RLC块内传输。而RLC块的大小也是不固定的，可以有多种不同的大小，会随着信道条件的改变而改变，当信道条件较好时，可以发送大的RLC块，当信道条件不好时，就需要发送小的RLC块。当信道条件好时，一个无线块可以放2个RLC块，当信道条件不好时，一个无线块只能放一个RLC块。图1为目前已经应用的共有9种无线块，这些无线块根据划分方式不同可以分为三个族，即A族、B族和C族，其中A族有可分为两组。对这9种无线块的调制编码方式(MCS，Modulation Coding Scheme)分类进行编号后可以得出MCS-3、MCS-6和MCS-9为A族，对于B族，C族以及A族中的变换方式可以根据图推断得出。随着信道条件状况的递增，依次可以选择更高编号的MCS。图中MCS-1到MCS-9，依次的一个无线块的大小是逐渐增大的，最大的MCS-9为148比特，由2个RLC块组成(每个74字节)。箭头指示的是一个RLC块的大小。
在低速数据的VOIP业务中，一个LLC帧可能包括1个或多个AMR话音帧，一个LLC帧可能分在几个RLC块上传输，也可能是几个LLC帧在一个RLC块上传输。1个或2个RLC数据块放在一个无线块上，经过编码调制就可以在无线信道上发出去了。以AMR为4.75kbps和取MCS-9为例来分析一下发送的过程，图2为AMR为4.75kbps和取MCS-9时一个AMR语音帧映射到无线块的流程，可以看出一个MCS-9的无线块最多可以容纳5个AMR帧(148比特除以25比特后取整)。
图3为MCS-9的无线链路控制/媒体接入控制(RLC，Radio LinkControl)/(MAC，Medium Access Control)头结构图，事实上，一个无线块传输的内容根据接收到的信号的内容的不同而发生相应的改变，并非只传输AMR的话音帧信息，各种其他数据最终也会被封装成LLC帧通过无线块传输出去。接收端通过RLC/MAC头中的临时流标识(TFI，TemporaryFlow Identi)来获取接收到的RLC数据块是否是属于自己应该接收的那个，甚至可以得知是属于自身的哪一个业务流的数据。为了实现数据块的分类获取就需要通过本结构图中的TFI来实现。每个临时块流(TBF，TemporaryBlock Flow)能够代表一个或一组业务质量(QoS，Quality of Service)相近的业务，每个TBF都用一个TFI标识。
根据上面介绍的无线据块结构图可以得知，因为一个无线块中只有一个TFI，所以每个无线块中的2个RLC数据块只能属于一个TBF。而当这样的一个无线块上进行低速数据的数据传送时，由于低速数据的特性，一般均被分为较多的小数据包进行传送，结果一个无线块上会容纳很多个的小数据包，当发送端需要发送该低速数据时，就必须对一个无线块上的所有属于同一个需要发送的数据进行全部获取后才能打包发出，造成严重的延时。还是以AMR语音业务为例，一个AMR语音信息一般会以多个AMR语音帧的形式进行发送，而这些AMR语音帧一般都是陆续到达的，这样，为了组成一个无线块，就必须提取多个属于同一ARM语音信息的AMR语音帧，从而为提取这些AMR话音帧而造成较长的等待时延，完成打包的延时也会相应增加，最后导致业务的总的时延也会增长，从而影响了AMR语音信息的实时传送。
例如，一般情况下一个AMR语音帧的时延是20ms，当采用了MCS-9这种编码方式时，最多时一个无线块可以容纳5个AMR语音帧，这样需要接收到全部这5个AMR语音帧，第一个AMR帧的等待时间将是100ms(20ms乘以5)了，这样的时延对于对时延要求较为敏感的AMR语音业务来说是不能被接收的。同样的，在其他类似的业务中，这样高的时延也是无法满足实际使用需要的。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无线通讯业务减少时延的方法，通过采用本发明实施例中揭示的方法，可以减小一个无线块中容纳的来自上层相同业务数据包的数量，从而减少上层数据包的打包时延。
本发明的另一个主要目的在于提供一种能够减少无线通讯业务时延的装置，通过采用本发明实施例中揭示的服务器，可以实现减小无线块中来自上层相同业务数据包的数量，从而降低数据打包发送等待时间。
为了实现上述发明目的的第一方面，本发明提供了一种无线通讯业务减少时延的方法包括步骤：
在无线块中的无线链路控制/媒体接入控制RLC/MAC头中增加至少一个临时流标识TFI字段；
设定RLC数据块中的块序列号BSN与所述RLC数据块所属的临时块流TBF的所述TFI的对应关系；
将至少一个TBF的RLC数据块映射到同一无线块，并在所述无线块的RLC/MAC头中填入所述TBF对应的TFI；
发送所述无线块。
为了实现上述发明目的的第二方面，本发明提供了一种减少无线通讯业务时延的装置，包括
用于编辑头结构的编辑模块，用于发送头结构的发送模块组成；
该用于编辑头结构的编辑模块用于对发送出去的无线块的头结构进行增加TFI处理；
该用于发送头结构的发送模块用于对从所述编辑模块处接收到的改变头结构的无线块进行对外发送。
本发明提供的一种无线通讯业务减少时延的方法及装置，通过在无线块头中增加TFI，实现了一个无线块中的不同数据块可以属于不同的TBF，减小了一个无线块中容纳的来自上层相同业务数据包的数量，从而实现了减小打包时延的目的，还可以实现一个无线数据块上对同一用户实现多业务同时实现。
附图说明
图1为现有技术中将无线块分类的9种不同方式的分类结构图；
图2为现有技术中AMR为4.75kbps且采用MCS-9时AMR语音帧映射到无线块的流程图；
图3为现有技术中MCS-9的RLC/MAC头结构图；
图4为本发明提供的无线通讯业务减少时延的方法就上行时的流程图；
图5为未经修改的上行RLC/MAC头的结构示意图；
图6为经过修改后的上行RLC/MAC头的结构示意图；
图7为未经修改的下行RLC/MAC头的结构示意图；
图8为经过修改后的下行RLC/MAC头的结构示意图；
图9为本发明提供的一种技术演进后的RLC/MAC头的结构示意图；
图10为本发明提供的另一种技术演进后的RLC/MAC头的结构示意图；
图11为本发明提供的一种减少无线通讯业务时延的装置的结构框图；
图12为本发明提供的一种减少无线通讯业务时延的装置的另一种结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
参见图4，图4为本发明的无线通讯业务减少时延的方法的流程图，该流程包括如下步骤：
S401，在RLC/MAC头中增加一个或多个TFI字段。
总的TFI字段的个数不受对应无线数据块包含的RLC数据块的个数限制。新增的TFI字段可以利用上行RLC/MAC头中的空闲位(Spare)，如果不足，可以适当增大RLC/MAC头的大小或通过增加RLC/MAC头的大小来增加TFI字段。
在本步骤中，对增加的TFI进行编号可根据步骤S401中对原有的TFI编号进行递增或递减，例如当原有TFI编号为2，对新增的TFI进行编号递增时为从3开始依次编号，递减时为从1开始依次递减，当采用递减时存在一个新增TFI的编号数值小于0时改为采用递增方式编号。
S402，设定RLC数据块中的块序列号(BSN，Block sequence number)与TFI的对应关系。
每个数据块的BSN是该数据块在同一TBF的所有数据块中的排序序号。每个TFI可以和一个或多个BSN建立对应关系，但一个BSN只能和一个TFI建立对应关系。
S403，将不同或相同TBF的RLC数据块映射到同一无线块中，并在RLC/MAC头中填入各自TBF的TFI。
该步骤中，在RLC数据块有多个，且这些RLC数据块属于不同的TBF的情况下，无线块中的TFI则会有多个。
S404，将步骤S403得到的无线块经编码调制后在无线信道上发送出去。
在接收端，当上述无线块被接收后，接收端需要读取所有的该无线块的TFI，并根据自己所分配的TBF的TFI来判断自身应该接收该无线块中的哪些RLC数据块。
上述新的RLC/MAC头结构由无线通信设备RLC/MAC层负责生成并赋值，RLC层在用数据块生成无线块时，可以将不同TBF的数据块放入同一无线块。
图5为未经过修改的上行RLC/MAC头结构示意图。
经过修改后的上行RLC/MAC头的结构示意图如图6所示，经过比较可以很容易发现头结构修改之处。
图7为没有经过修改的下行RLC/MAC的头结构示意图，对应的图8为经过修改后的下行RLC/MAC的头结构示意图。针对下行进行改进的流程与上行的流程相似，唯一的区别点在于下行头中由于不存在空闲位(Spare)，在进行引入一个新的TFI时会增大数据头的大小，但是这种改变是基于头容量上的。
上述对无线块结构的改变方法对上、下行时均可使用，流程不变。
无线通讯技术的发展趋势提出了对无线通讯时的数据量有了很大的提高，通过无线空口传播的数据比现有的无线技术会有成倍的提高，在这样的发展趋势下，以后的无线通讯必然会采用更大的无线数据块来实现，一个无线块中包含4个或4个以上的RLC数据块也将成为一种可能，但是每个RLC数据块的大小和现有的MCS-9的一个RLC数据块的大小不会有多少改变，采用相同的情况也是可以的。如果这4个以上的RLC数据块都用来承载同一TBF的数据包，这就会导致更长的打包时延，此时为了避免发生这种情况的发生，采用本发明提供的方法，可以很好的解决此类问题，其具体的头结构结构图如图9所示。在图9所示的结构中，采用一个TFI对应两个BSN作为一组，采用这种方式可以有效缩短一半的延时时间。同样的，还可以采用图10所示的这种头结构，在这种结构中，包含四个TFI，每个TFI分别对应一个BSN，这种头结构方式可以有效缩短延时时间到原来的四分之一左右。当然，这种头结构还可以继续增加TFI的数量，随着TFI的数量的增加，相应的时间延迟就会越短。
图9和图10中，相同影印部分的TFI和BSN是对应关系，即BSN必须是对应TFI标识的TBF的数据块的序号。
现有RLC/MAC头中的一些字段，如果在现有技术中是和TFI关联的，那么新的头结构中，这些字段可以新增相应的数量以便每个TFI都有关联的对应字段，也可以只和其中的一个TFI关联，而其他的TFI没有这些对应的内容。
本发明实施例中介绍的方法同样也可以使用在其他无线块划分的不同方式之中，具体地说就是在MCS-1到MCS-8这几种情况下同样也可以使用本发明实施例中的方法来降低时延。
图11为本发明提供的一种减少无线通讯业务时延的装置的结构框图，该装置由用于编辑头结构的编辑模块以及用于发送头结构的发送模块组成。
该编辑模块用于对需要发送的无线块的头结构进行增加TFI处理，该编辑模块将该增加TFI后的无线块发送给发送模块；
该发送模块用于将接收到该编辑模块增加TFI后的无线块发送出去。
该用于编辑头结构的编辑模块还包括，用于编辑头结构的编辑模块包括，用于为无线块增加TFI的增加子模块，用于为BSN与TFI编号并建立对应关系的编号子模块，用于将TBF的RLC数据块映射到同一无线块中的映射子模块；
该用于为无线块增加TFI的增加子模块用于为RLC/MAC头中增加一个或多个TFI字段，将增加TFI字段后的无线块发送给用于为BSN与TFI编号并建立对应关系的编号子模块；
该用于为BSN与TFI编号并建立对应关系的编号子模块用于为每个TFI及BSN进行编号并将TFI与BSN建立对应关系后将该完成编号后的无线块发送给用于将TBF的RLC数据块映射到同一无线块中的映射子模块；
该用于将TBF的RLC数据块映射到同一无线块中的映射子模块用于将同一或不同TBF的RLC数据块映射到同一无线块中。
本发明提供的一种减少无线通讯业务时延的装置还可以包括一用于对接收到的改变结构后的无线块进行解读的解读模块；图12为包含该解读模块的装置的结构框图。
该解读模块用于对接收到的改变头结构的无线块进行解读，该解读模块接收到无线块后对该无线块进行解读。
本发明提供的装置可以在服务器端侧也可以在终端侧。
通过本发明中的实施例，可以实现无线通讯业务减少时延的目的，尤其适合于对数据发送间隔较长但是对时延要求较高的业务。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1. 一种无线通讯业务减少时延的方法，其特征在于，该方法包括步骤：
在无线块中的无线链路控制/媒体接入控制RLC/MAC头中增加至少一个临时流标识TFI字段；
设定RLC数据块中的块序列号BSN与所述RLC数据块所属的临时块流TBF的所述TFI的对应关系；
将至少一个TBF的RLC数据块映射到同一无线块，并在所述无线块的RLC/MAC头中填入所述TBF对应的TFI；
发送所述无线块。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加的TFI字段的数量上限为无线块中的RLC数据块的数量。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述增加的TFI被放入所述RLC/MAC头中的空闲位内。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述RLC/MAC头中的空闲位不足时，通过增加所述RLC/MAC头的大小来实现增加所述TFI。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定BSN与TFI对应关系的方法为：
对原有的TFI和所述增加的TFI进行编号；
采用所述编号来实现所述BSN与所述TFI的对应关系。
6. 根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：
一个TFI和至少一个BSN建立对应关系；
一个BSN只能和一个TFI建立对应关系。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送所述携带多个TFI的无线块之后还包括步骤：
接收端读取接收的所述无线块中的所有TFI，并根据所述无线块中分配的TBF的TFI，判断接收哪些RLC数据块。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加TFI后的RLC/MAC头的新头结构是由无线通信设备RLC/MAC层负责生成并赋值；RLC层在用数据块生成无线块时，将相同或不同TBF的数据块放入同一无线块。
9. 一种减少无线通讯业务时延的装置，其特征在于，包括，用于编辑头结构的编辑模块，用于发送头结构的发送模块组成；
所述用于编辑头结构的编辑模块用于对发送出去的无线块的头结构进行增加TFI处理；
所述用于发送头结构的发送模块用于对从所述编辑模块处接收到的改变头结构的无线块进行对外发送。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述用于编辑头结构的编辑模块包括：
用于为无线块增加TFI的增加子模块，用于为BSN与TFI编号并建立对应关系的编号子模块，用于将TBF的RLC数据块映射到同一无线块中的映射子模块；
所述用于为无线块增加TFI的增加子模块用于为RLC/MAC头中增加一个或多个TFI字段；
所述用于为BSN与TFI编号并建立对应关系的编号子模块用于为每个TFI及BSN进行编号并将TFI与BSN建立对应关系；
所述用于将TBF的RLC数据块映射到同一无线块中的映射子模块用于将同一或不同TBF的RLC数据块映射到同一无线块中。
11. 根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一用于解读头结构的解读模块；
所述用于解读头结构的解读模块用于对接收到的改变头结构的无线块进行解读。
12. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置是服务器或终端。
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