CN101447855B - 在无线接入网络中移动接收窗口的方法 - Google Patents
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Abstract
在无线移动电信系统中移动接收窗口的方法,其中发送方的AMRLC发送最后丢弃的SDU的信息,而不管丢弃的SDU的连续性。接收方的AM?RLC校验是否成功接收到从接收窗口起始点直到最后丢弃的SDU的所有SDU,发送成功接收到的SDU至较高层,并只丢弃那些未成功接收到的SDU。
Description
本申请是2005年2月16日提交的申请号为200380100650.3(国际申请日为2003年11月6日,国际申请号为PCT/KR03/02367),发明名称为“在无线接入网络中移动接收窗口的方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及UMTS(通用移动电信系统)中的无线链路控制(RLC)数据传输,更特别地,涉及在无线接入网络中移动接收窗口的方法。
背景技术
通用移动电信系统(UMTS)是第三代的移动电信系统,从称为全球移动电信系统(GSM)的标准演化而来。此标准是欧洲标准,旨在基于GSM核心网络和宽带码分多址(W-CDMA)技术提供改进的移动通信服务。
通用移动电信系统(UMTS)是第三代的移动电信系统,从称为全球移动电信系统(GSM)的欧洲标准演化而来,旨在基于GSM核心网络和宽带码分多址(W-CDMA)无线连接技术提供改进的移动通信服务。
在1998年12月,欧洲的ETSI、日本的ARIB/TTC、美国的T1及韩国的TTA组成了第三代移动通信伙伴项目(3GPP),该组织正在创建UMTS技术的详细规范。
在3GPP内,为了实现UMTS技术快速高效的发展,通过考虑到网络元素及其操作的独立性,创建了五个技术规范部(TSG)来实现UMTS的标准化。
每个TSG开发、审批并管理相关领域内的标准规范。在这些部中,无线接入网络(RAN)部(TSG-RAN)开发UMTS陆地无线接入网络(UTRAN)功能、需求和接口的标准,UTRAN是UMTS中支持W-CDMA接入技术的新的无线接入网络。
图1展示在终端和UTRAN之间符合3GPP无线接入网络标准的无线接口协议的结构。
参考图1,无线接口协议具有水平的层(包括物理层、数据链路层和网络层),并具有垂直的平面(包括发送用户数据的用户平面和发送控制信息的控制平面)。
用户平面是处理用户流量信息,如语音和互联网协议(IP)包的区域,而控制平面是处理用于网络接口呼叫的维护和管理等控制信息的区域。
图1中的协议层可以基于开放系统互连(OSI)标准模型的三个较低层划分为第一层(L1)、第二层(L2)和第三层(L3)。下面对每个层进行详细说明。
第一层(L1),即物理层,通过使用各种无线传输技术对较高层提供信息传输服务。物理层通过传输通道连接到称为媒体访问控制(MAC)层的较高层。MAC层和物理层通过传输通道互相发送和接收数据。
第二层(L2)包括MAC层、无线链路控制(RLC)层、广播/多播控制(BMC)层和包数据会聚协议(PDCP)层。
MAC层提供用于分配和再分配无线资源的MAC参数的分配服务。MAC层通过逻辑通道连接到称为无线链路控制(RLC)层的较高层。
根据发送的信息类型提供各种逻辑通道。总的来说,当发送控制平面信息时,使用控制通道。当发送用户平面信息时,使用流量通道。
RLC层支持可靠的数据传输,并对从较高层提交的多个RLC服务数据单元(RLC SDU)执行分段和连接功能。当RLC层从较高层接收RLC SDU时,RLC层考虑到处理能力以适当方式调整每个RLC SDU的大小,然后创建具有添加到其上的报头信息的特定数据单元。创建的数据单元称为协议数据单元(PDU),然后通过逻辑通道将它们传输到MAC层。RLC层包括用于存储RLC SDU和/或RLC PDU的RLC缓冲。
PDCP(包数据会聚协议)层,作为RLC层的较高层,允许通过网络协议(如IPv4和IPv6)发送的数据在具有相对小带宽的无线接口上有效地发送。为了实现此目标,PDCP层执行减少用于有线网络的不必要的控制信息的功能,此类功能被称为报头压缩。
BMC(广播/多播控制)层通过无线接口发送从核心网络传输到终端的小区广播消息(此后简写为“CB消息”)。对此,BMC层执行存储、调度和发送CB消息的功能。
无线资源控制(RRC)层存在于L3层的最低部分。RRC层只在控制平面中定义,并相对于无线承载电路的设置、重设置和释放来处理逻辑通道、传输通道和物理通道的控制。无线承载电路服务指第二层(L2)提供用于在终端和UTRAN之间进行数据传输的服务,且设置无线承载电路通常指定义协议层和提供特定服务所需通道的通道特性,并相应地设置实际参数和操作方法。
作为参考,PDCP和BMC层仅存在于用户平面,而MAC和RLC层根据连接到其上的较高层可以存在于用户平面或控制平面。即,当RLC层对RRC层提供服务时,MAC和RLC层存在于控制平面。反之,它们存在于用户平面。
再者,其他的第二层(MAC层除外)具有多个适合于每个无线承载电路(RB)的实体来确保QoS(服务质量)。即,多个实体可以存在于一个层中,且每个实体提供独立的服务。
下面将更详细地说明RLC层。RLC层的基本功能是确保每个RB及其对应的数据传输的QoS。因为RB服务是无线协议的第二层向较高层提供的服务,整个第二层都影响QoS,特别地,RLC层对QoS有显著影响。
RLC对每个RB提供独立的RLC实体以确保RB的特定QoS,并提供三种RLC模式,即,透明模式(TM)、不确认模式(UM)和确认模式(AM)以支持各种类型的QoS。由于三种RLC模式(TM、UM、AM)各自支持不同的QoS需求,它们在操作和具体功能上有所不同。因此,必须详细考虑RLC的每种操作模式。每种模式的特定RLC将称为TM RLC、UM RLC和AM RLC。
在TM中,使用TM RLC,没有协议开销增加到从较高层传输的RLC SDU。由于RLC使得SDU“透明地”通过,此模式被称为透明模式(TM)。因此,用户平面和控制平面执行下面的功能。在用户平面,由于RLC处的数据处理时间较短,对实时电路数据传输(如语音和电路服务域(CS域)中的流)进行处理。在控制平面中,由于在RLC内没有协议开销,对RRC消息从未指定终端(UE)的上行传输和RRC消息广播到小区内所有终端(UE)的下行传输进行处理。
同时,与透明模式不同,在RLC处增加协议开销的模式称为非透明模式。非透明模式分为不接收对所传输数据的确认的不确认模式(UM),和具有确认的确认模式(AM)。在UM中,使用UM RLC,将包括序列号(SN)的PDU报头增加到每个PDU,然后再传输它们,以允许接收方识别哪些PDU在传输过程中丢失。同样,在UM中(使用UM RLC),用户平面处理广播/多播数据传输或实时包数据传输,如包服务域(PS域)中的语音(例如VoIP)和流。在控制平面中,处理发送到小区区域内的特定终端或终端组的所有RRC消息中的那些不需要确认响应的RRC消息的传输。
如在UM中那样,在AM(使用AM RLC)中,增加包含SN的PDU报头来构建PDU。然而,不像在UM中,在AM中,接收方提供从发送方发送的PDU的接收确认。在AM中,接收方提供确认以请求重发送未正确接收到的任何PDU。这种重发送的功能是AM RLC中最特别的特征。因此,AM RLC的目标是通过重发送确保无错误的数据传输。为了在AM中(使用AM RLC)实现此目标,在PS域中非实时包数据,如TCP/IP的发送由用户平面处理,而在发送到特定终端的所有RRC消息中绝对需要确认的RRC消息的发送由控制平面处理。
考虑数据通信的方向,TM RLC和UM RLC用在单向通信中,而AM RLC用在双向通信中,因为需要来自接收方的反馈(确认)。双向通信主要用在点对点通信中,从而AM RLC只使用专门的逻辑通道。考虑结构差异,在AM RLC中,单个RLC实体执行发送和接收,而在TM RLC和UM RLC中,发送方存在一个RLC实体,而接收方也存在RLC实体。
由于重发送功能,AM RLC需要更复杂的结构和数据处理技术。在AM RLC中,除了发送缓冲还需要重发送缓冲来管理重发送。AMRLC执行各种功能,如使用“发送/接收窗口”用于流控制,执行“轮询”(其中发送方从接收方的对等RLC实体请求状态信息),提供“状态报告”(其中接收方向发送方的对等RLC实体报告其缓冲状态),创建携带状态信息的“状态PDU”,执行“附带(piggyback)”(其中将状态PDU插入数据PDU来增加数据发送效率)等等。再者,AMRLC需要各种协议参数、状态变量及定时器来支持它的各种功能。
RLC的一个主要功能是SDU丢弃功能,通过它丢弃发送方RLC实体中存储的SDU中的特定的RLC SDU(如“旧的”SDU),以防止RLC缓冲超负荷。SDU丢弃功能在确保由RLC提供的RB服务的QoS中扮演重要角色。通常,发送方通过使用定时器的方案或使用有限重发送次数的方案来丢弃特定SDU。
定时器方案用在所有三种RLC模式(TM、UM和AM)中。发送方RLC实体操作定时器(如,丢弃时间)以测量每个RLC SDU保留在RLC层、从较高层接收每个RLC SDU的时间(时长)。如果在由定时器设置的时间段到期时未能正确发送特定的SDU,则丢弃该SDU,且同时也丢弃从发送窗口开始和对应的SDU之间的所有SDU。
有限重发次数方案仅用在AM RLC中。如果特定RLC PDU的发送和重发送持续不成功且达到重发送的最大(极限)次数,则发送方RLC实体丢弃包括对应RLC PDU的至少一部分的任何SDU。下面更详细地说明此操作。
将在发送方向下发送到AM RLC层的RLC SDU转换为存储在缓冲内的RLC PDU。此时,对每个RLC PDU的发送次数进行计数的计数器(如,VT(DAT))开始其计数操作。VT(DAT)在每次发送(该VT(DAT)所负责的)RLC PDU时递增1。如果特定RLC PDU的发送持续不成功,且VT(DAT)达到重发送的最大(极限)次数(MaxDAT),则AM RLC丢弃包含在对应PDU的至少部分中的所有SDU,及发送窗口开始和对应SDU之间的所有SDU。
在发送方AM RLC丢弃了至少一个RLC SDU的情况下,向接收方AM RLC通知这样的丢弃,以便移动接收方的接收窗口。可以移动接收窗口,因为接收方不再需要闲置并等待那些现已被丢弃并因此不发送的SDU。在此,这种类型的操作可以称为“移动接收窗口(MRW)”功能。
发送方发送MRW消息到接收方以移动接收窗口。在此,MRW命令并不指定接收窗口实际上应该移动到的位置,而是仅提供已在发送方丢弃特定SDU的信息。在接收到MRW消息时,接收方基于丢弃的SDU的信息适当地移动接收窗口。
移动接收窗口的过程称为MRW。MRW处理包括下面的步骤:从发送方发送MRW命令、由接收方移动接收窗口并发送接收窗口移动信息到发送方,及在发送方移动发送窗口。下面详细说明这些步骤中每一个的操作。为了更好地理解,说明开始于由发送方从较高层接收到SDU时执行的步骤。
从SDU构建PDU
一旦从较高层提交SDU,发送方AM RLC对这些SDU(它们可能为不同的大小)执行分段和连接以构建有预定大小的AM数据(AMD)PDU。AMD PDU包括增加有效载荷的报头。有效载荷由SDU的部分或至少一个或多个SDU组成。报头由PDU的序列号(SN)和表示SDU边界(若存在那样的边界)位置长度的标志(LI)组成。
图2展示如何通过SDU构建PDU的例子。
参考图2,假设已成功发送由第1到第20个PDU携带的第1到第32个SDU。当接下来的SDU向下发送到AM RLC时,AM RLC对这些SDU(它们可能有不同大小)执行分段或连接来构建预定大小的AMD PDU。在图2中,只展示了第33到第39个SDU。然而,应理解可以继续提交附加的SDU且AM RLC对后面的SDU继续构建附加的PDU。进一步来说,AM RLC将PDU的SN附加到AMD PDU报头。如果SDU的边界存在于已构建的PDU内,则也将表示边界位置的标志LI增加到AMD PDU报头。
图3为例子示意图,展示在图2中的已构建的AMD PDU中第21到第23个AMD PDU的处理。
参考图2和图3,可知第21个PDU由第33个SDU(SDU33)的部分构成,从而在第21个PDU内不存在第33个SDU(SDU33)的边界。因此,第21个PDU简单地由(报头中的)SN和SDU33的部分构成。接下来,第22个PDU由SDU33的结束部分、整个SDU34和SDU35的开始部分构成,从而在第22个PDU内存在两个SDU边界。因此,增加表示相应SDU边界的两个LI字段(LI33和LI34)到报头中。对第23个PDU,由于SDU35和SDU36之间的一个边界存在于第23个PDU内,增加对应的LI字段到报头。
PDU存储
每个已构建的AMD PDU存储在AM RLC的发送缓冲内,并同时存储在重发送缓冲内,以用于可能在晚些时候发生的重发送。发送和重发送缓冲之间的区别在于从发送缓冲内移除已被发送过一次的PDU但仍然将其存储在重发送缓冲内,直到已成功发送该PDU。图4展示AM RLC如何构建AMD PDU并将其存储在发送和重发送缓冲内的例子。
PDU发送
发送方AM RLC将已构建的PDU发送到对等AM RLC实体的接收方AM RLC。当发送方AM RLC发送AMD PDU时,并不一次发送所有PDU,因为只有发送窗口内的那些PDU可以被发送。AM RLC使用发送窗口和接收窗口来发送和接收PDU的原因是管理那些需要重发送的PDU。鉴于此,发送方只发送那些在发送窗口内的PDU,而接收方只接收那些在接收窗口内的PDU。在此,“窗口”表示PDU SN值的范围,从而接收窗口内的PDU引用SN值在对应于接收窗口的PDUSN值范围内的那些PDU。
发送/接收窗口的大小在创建RLC实体时设置,且其范围(SN值范围)在发送和接收PDU时变化。发送窗口和接收窗口的起点和终点(即,边界)按如下进行定义:
发送窗口
起点:按顺序下一个应从接收方接收其ACK的第一个PDU的SN。
终点:不能被发送的PDU中的第一个PDU的SN。
接收窗口
起点:按顺序下一个必须接收的第一个PDU的SN。
终点:不能被接收的PDU中的第一个PDU的SN。
通过上述定义可知,发送方仅发送那些SN在从起点到终点前一个点(“终点—1”)的范围内的PDU。SN在终点和之后的PDU仅在更新发送窗口之后才可以发送。发送窗口的更新在从接收方接收序列中的第一个PDU的ACK时发生。
以类似的方式,接收方仅接收那些SN在从起点到终点前一个点(“终点—1”)的范围内的PDU。如果接收到SN在这样的范围之外的PDU,则接收方立即丢弃这样的PDU。接收窗口的更新在成功接收到序列中的第一个PDU时发生。
应注意发送窗口和接收窗口的大小定义为起点和终点之间的间隔(大小)。例如,假设发送/接收窗口的大小是10且已成功发送第1到第20个PDU,则发送窗口的范围是21至31,同时,接收窗口的范围是21至31。
在发送方,因为第21个PDU是应按顺序接收其ACK的第一个PDU,仅当确认第21个PDU的成功发送时才更新发送窗口。类似地,在接收方,因为第21个PDU是接收序列中的第一个PDU,仅当确认第21个PDU的成功接收时才更新接收窗口。
如果发送/接收窗口的终点为31,则发送方只可以发送第21至第30个PDU。因此,接收方也只可以接收第21至第30个PDU。一接收到这样的PDU,接收方就立即丢弃任何SN超出范围的PDU。如图5所示,在发送/接收AMD PDU时连续地执行发送窗口和接收窗口的更新。
图5展示发送/接收AMD PDU并更新发送窗口和接收窗口的例子,其中假设成功发送了直到第20个PDU的所有PDU且发送窗口和接收窗口两者的范围均为21至31。
参考图5,发送方使用较高层提供的SDU构建PDU并发送已构建的PDU到接收方。在此,发送窗口的范围是21至31,从而只发送那些在此范围内的PDU。根据它们的SN按顺序发送已构建的PDU,且可以在一个发送时间间隔(TTI)内发送一个或多个PDU。虽然在图5中只展示了第21到第28个PDU,PDU发送持续发生,从而可以进一步发送附加的PDU,如果它们的SN落在该范围内。
接收方用范围在21至31的接收窗口等待PDU接收。对那些PDU该范围内的,可可以正确接收。然而,如果接收到超出该范围的PDU,则接收方将这样的PDU视为错误并因此立即丢弃这样的PDU。由于发送方顺序地发送PDU,接收方也顺序地接收这些PDU。一旦正确接收到第21个PDU,接收方就将接收窗口范围更新为22至32。随后,在正确接收第22个PDU时,接收方将接收窗口更新为23至33。即,接收窗口的更新只在正确接收到应按顺序接收的PDU时发生。
然而,如果当接收窗口已更新为23至33时接收到第24个PDU,接收窗口将不进一步进行更新。因此,接收方在接收窗口固定在范围23至33时接收后面的PDU。图5展示了其中第23、第26和第27个PDU在发送中丢失的例子。接收方发送有关接收到的PDU的状态报告到发送方。在此,假设状态报告在接收到第28个PDU时发送。报告的状态信息表明,在第21到第28个PDU中,还未正确接收到第23、第26和第27个PDU,而已正确接收到其他PDU。
在从接收方接收到状态报告时,发送方从重发送缓冲内删除成功发送的PDU,然后更新发送窗口,并准备重发送那些发送失败的PDU。即,在从重发送缓冲内删除第21、第22、第24、第25和第28个PDU(即,正确发送的PDU)之后,发送方将第23、第26和第27个PDU保持在重发送缓冲内并准备重发送它们。在图5中,假设在已正确发送那些PDU(直到第28个PDU)之后附加构建了一些PDU(直到第34个PDU)。由于PDU的发送是顺序发生的,重发送第23、第26和第27个PDU,然后再第一次发送第29至第32个PDU。在此,由于第33和第34个PDU在发送窗口范围之外,将它们存储在发送缓冲内并等待接下来的发送。
遵循上述流程,接收方顺序接收PDU。如果接收到第23个PDU(作为从发送方重发送的结果),接收窗口的起点移至将按顺序第一个接收的PDU的SN(即,SN=26),因为已正确接收到第24和第25个PDU。即,接收到第23个PDU时,接收窗口更新为26至36。一旦接收到第26个PDU,接收窗口再次更新为27至37。
然而,如果此后未接收到第27个PDU,却接收到第29个PDU,则接收窗口的范围保持在27至37并且不进行更新。图5表明,在直到第32个PDU的PDU中,未收到第27、第30和第31个PDU。具体地,第27个PDU两次发送失败(即,一次重发送失败)。在接收到第32个PDU时,假设接收方发送状态报告,接收方已接收到直到第32个PDU的PDU,它将发送表示接收第27、第30和第31个PDU失败的状态报告。
丢弃SDU
假设第23个PDU的发送持续失败,如果用图2中的SDU构建如图5所示的PDU,则第23个PDU发送失败意味着第35和第36个SDU也将发送失败。SDU的丢弃对定时器方案和对有限重发次数方案有所不同,因此下面将对此进行更详细的解释。
在从较高层接收到SDU时,AM RLC立即操作SDU的丢弃定时器。在此,丢弃定时器对每个SDU进行操作。成功发送SDU且分配给该SDU的丢弃定时器被去除(到期)时,丢弃定时器停止操作。在此,“成功发送”指从接收方接收到(通知已成功接收到所有包含SDU至少部分的PDU的)ACK信号。由于SDU是按顺序提供给RLC的,丢弃定时器也按顺序到期。在图2中,如果在第35个SDU的丢弃定时器到期时仍未成功发送第23个PDU,则在丢弃定时器到期时丢弃第35个SDU。
在此,注意很重要的一点是丢弃SDU而不是PDU。由于PDU是用分段和/或连接的SDU构建的,一个SDU可以完整地包含在一个PDU中或一个SDU可以跨越几个PDU。在任何一种情况下,丢弃SDU意味着从包含该SDU的任何部分的所有PDU中丢弃SDU的所有对应部分。
例如,回到图2,即使成功发送了第22个PDU,第23个PDU发送失败也会导致丢弃第35个SDU。因此,也丢弃第35个SDU在第22个PDU中的部分。再者,注意也很重要的一点是即使丢弃了第35个SDU也不丢弃第23个PDU。由于它包含第36个SDU的部分和第35个SDU的部分,继续重发送第23个PDU直到第36个SDU的丢弃定时器到期。即使在丢弃了第35个SDU时重发送第23个PDU,重发送也不排除第35个SDU的部分。重发送的PDU的构建应该和初始发送的PDU相同。
当从较高层向下提交SDU时,尽管是顺序提交的,它们还是可能同时下传。如果几乎同时提交第35和第36个SDU,第35和第36个SDU的丢弃定时器可能几乎同时到期。在这样的情况下,几乎同时丢弃第35和第36个SDU,且中断第23个PDU及包括第36个SDU的第24个PDU的重发送。由于第25个PDU包含第37个SDU的部分,而第37个SDU的丢弃定时器尚未到期,继续重发送第25个PDU直到第37个SDU的丢弃定时器到期。如上所述,重发送的第25个PDU的构建和初始发送的PDU相同。
使用定时器方案的丢弃方法使用丢弃定时器的到期执行SDU的丢弃,SDU丢弃通过丢弃定时器顺序发生。然而,在有限重发送次数方案中,如果未能成功发送已重发送(重发送方案允许的最大(极限)次数)的PDU,则丢弃SDU。因此,不像定时器方案,包含对应PDU的至少部分的所有SDU根据有限重发送次数方案同时丢弃。
例如,如图2所示,如果当达到最大(极限)重发送次数时仍未能正确发送第23个PDU,则同时丢弃第35和第36个SDU。然而,由于此方案也用于丢弃SDU,其后的处理和定时器方案相同,因为两个SDU是几乎同时丢弃的。即,由于第36个SDU的丢弃而丢弃第22个PDU的对应部分,同时由于第36个SDU的丢弃而丢弃第24个PDU,尽管事实上由于仍未达到最大(极限)重发送次数第24个PDU的重发送仍未完成。然而,继续重发送在其中包含第37个SDU的第25个PDU,直到达到最大(极限)重发送次数。
SDU丢弃信息的发送
下面说明直接涉及本发明的MRW处理。在丢弃SDU之后,发送方AM RLC通过移动接收窗口的MRW命令向接收方通知丢弃的SDU。在此情况,MRW命令不直接表示接收窗口应移动到的位置,而是只通知SDU丢弃信息,从而接收方基于丢弃信息将接收窗口移动到适当的位置。
表示发送方丢弃的SDU最后部分的信息包括在由发送方发送的MRW命令中。为了表示SDU的最后部分,MRW命令应包括涉及“SDU的最后部分属于哪个PDU”和“SDU的最后部分属于该PDU中的哪个部分”的信息。因此,MRW命令由丢弃的SDU的最后部分所属的PDU的SN和表示丢弃的SDU在PDU中的终点的标志组成。
当至少丢弃了两个SDU时,MRW命令携带有关最后丢弃的SDU的信息。这是因为接收窗口必须移动到的位置位于最后丢弃的SDU终点之后。再者,如上所述,当丢弃特定的SDU时,也丢弃发送窗口起点和对应的SDU之间的所有SDU。因此,接收方仅接收最后丢弃的SDU的信息,从而可以知道在发送方已丢弃哪些SDU。
当较高层请求有关其他丢弃的SDU的信息,及有关最后丢弃的SDU的信息时,MRW可以可选地传达这样的信息。然而,对其他SDU,而不是最后的SDU,传达PDU的SN(丢弃的SDU的最后部分存在于其中),但不传达表示对应SDU在PDU中的终点的标志。这是因为有关其他丢弃的SDU的信息不影响接收窗口的移动,并且因为其他SDU是连续地丢弃的。
图6是MRW命令结构的概念示意图,其中“N”是由MRW命令携带的丢弃的SDU信息的数量,且当前的UMTS标准设置此数字最多为15。
参考图6,基本的MRW命令包含有关第N个丢弃的SDU的最后部分的信息。另外,可以可选地加入另一个有关1到N—1之间的SDU(即,SDU1到SDU(N—1))的丢弃信息。
在图6中,最上面的字段是包括在MRW命令中的PDU SN的数量并且等于“N”。重要的是注意N不是实际上在发送方丢弃的SDU的数量,而是在对应的MRW命令中携带的SDU丢弃信息的数量。
即,如果MRW命令包括第N个SDU最后部分所在的PDU的SN,则该MRW命令包括一个SDU丢弃信息,因此计数为1。当包括第1个到第N个SDU的所有丢弃信息时,MRW命令包括N个SDU丢弃信息因此该数量为N。为何传达值N的原因是,在接收MRW命令时,通知接收方是否存在可选的1至(N—1)的SDU丢弃信息。同时,表示第N个SDU的最后部分位于PDU内何处的标志信息总是包括在MRW命令的最后。
参考图2和图5,下面说明例子MRW命令实际上是如何构成的。首先,假设未连续地或在一段延长的时间内成功发送第23个PDU,从而同时丢弃第35和第36个SDU。在此情况,发送窗口的起点如上所述为第23个PDU。在此情况,MRW命令配置为如图7所示。
即,如果由于第23个PDU发送失败而丢弃第35和第36个SDU,此情况下的MRW命令由第35个SDU的丢弃信息PDU SN=23、第36个SDU的丢弃信息PDU SN=25和表示第36个SDU终点的标志组成。在此,如上所述,可选地由较高层的请求插入第35个SDU的丢弃信息并对应地调整最上面的PDU SN的计数(数量)字段值。
移动接收窗口和发送移动信息
在接收到MRW命令时,接收方丢弃由MRW通知的从存在于接收窗口起点的SDU到最后的SDU的所有SDU,并相应地移动接收窗口。接收窗口移动的位置取决于是否接收到那些PDU(包括在丢弃的SDU之后的SDU)而不同。
在任何情况下,基本原则是接收窗口起点移动到除去丢弃的SDU之后按顺序第一个接收的PDU的SN。因此,接收窗口移动的位置可以是由MRW命令通知的包括最后丢弃的SDU的最后部分的PDU或已成功接收到后面的PDU之后跟随的PDU。接收方从接收窗口起点开始的连续地丢弃SDU以符合MRW命令,移动接收窗口,然后通知发送方接收窗口移动的位置。在此情况,接收窗口的起点是按顺序第一个接收的PDU的SN。
参考图7中的MRW命令作为例子说明接收窗口移动的位置。回到图5,接收方成功地接收直到第22个PDU的所有PDU,但是未能接收第23个PDU,从而接收窗口的起点是第23个PDU。假设第24到第28个PDU成功地接收,如果接收到图7中展示的MRW命令,接收方丢弃从接收窗口起点直到最后丢弃的SDU的所有SDU。即,丢弃从对应于接收窗口起点的第35个SDU直到第36个SDU(由MRW命令通知的最后的PDU)的所有SDU。具体地,在图2中,丢弃第22个PDU的最后部分(包括第35个SDU),未能接收到第23个PDU,整个丢弃第24个PDU,并丢弃第25个PDU的开始部分(包括第36个SDU)。
此后,成功地接收直到第28个PDU,从而接收窗口起点移动到按顺序第一个接收的第29个PDU。然后接收方通知发送方接收窗口已移至第29个PDU。
在特殊情况下,接收窗口的位置可能已经超出由MRW命令指定的PDU。这样的情况在ACK信息在发送过程中丢失,甚至接收方已正确接收PDU并发送ACK信息到发送方的时候发生。在此情况,接收方成功地接收PDU并相应地更新接收窗口。发送方仍然未能接收已发送的PDU的ACK信息,从而不能更新其接收窗口。因此,接收窗口的起点落后于发送窗口的起点。
例如,参考图7,接收方成功接收直到第28个PDU的所有PDU并更新接收窗口起点为第29个PDU。然而,第23个PDU的ACK信息在发送过程中连续地丢失,从而发送窗口起点保持在第23个PDU。在此情况,如果发送方丢弃第35和第36个SDU,并发送SDU丢弃信息到接收方,则SDU丢弃信息没有用处,因为接收方的接收窗口已经移至第29个PDU。
因此,当接收窗口已经移动,即,当将成功接收的SDU提交给较高层之后接收到对应的SDU的丢弃信息时,接收方忽略此信息并通知发送方接收窗口的当前位置。然而,接收方不丢弃由发送方丢弃的SDU。即,如果已接收到成功接收并提交给较高层的SDU的丢弃信息,则不能丢弃对应的SDU,因为对应的SDU已提交给较高层。接收方可以只向较高层提供在发送方丢弃对应SDU的信息。
发送窗口移动
在从接收方接收到窗口移动信息时,发送方将发送窗口起点移动到和接收窗口起点相同的位置。可能在接收到窗口移动信息之前已经发送了对应于发送窗口起点的PDU。在此情况,发送方不发送对应的PDU并等待来自接收方的ACK/NACK状态报告。如果未事先发送对应于发送窗口起点的PDU,发送方从对应的PDU开始发送。
在相关技术方法中,在接收到MRW命令之后,接收方丢弃从接收窗口起点直到由MRW命令通知的最后丢弃的SDU的所有SDU,从而在发送方不连续地丢弃SDU时产生各种问题。
图8A为示意图,说明在正常的数据发送和接收中不连续的SDU丢弃如何发生。
首先,假设成功发送了直到第20个PDU的PDU,发送和接收窗口的起点可能均位于第21个PDU。如果将SDU提交给发送方RLC同时保持这样的状态,那么RLC对SDU进行分段和/或连接来构建PDU,然后发送已构建的PDU到接收方。
图8A是从发送方发送第21到第28个PDU的示意图。在此情况,实际上可以发送直到第30个PDU的PDU。然而,SDU是向下顺序提交给RLC的。因此,假设在从发送方进行发送时尚未构建第29个PDU之后的PDU。
在图8A中,接收方在通过上述处理发送的第21到第28个PDU中由于发送过程中发生丢失未能接收到第23、第26和第27个PDU并成功接收余下的PDU。在成功接收第21和第22个PDU之后,接收方更新接收窗口起点为第23个PDU。然而,由于仍未接收到第23个PDU,没有发生附加的接收窗口更新。一旦接收方发送第21到第28个PDU的状态信息到发送方,发送方就从缓冲内删除第21、第22、第24、第25和第28个PDU、更新发送窗口起点为第23个PDU,然后等待后面的发送。
图8B为示意图,说明发送方更新发送窗口为23至33然后执行后面的发送的处理。在此,PDU按第23、第26、第27、第29、第30、第31和第32个PDU的顺序发送,其中第23、第26和第27个PDU需要重发送。应注意,即使已经构建了第33个PDU之后的PDU,由于发送窗口的大小限制,它们也不能被发送。
假设接收方在已发送的第23到第32个PDU中仍然未能接收到第23和第27个PDU,并进一步未能接收第30和第31个PDU。由于未接收到第23个PDU,接收窗口如图8B所示保持其当前的范围23至33。
一旦第23到第32个PDU的状态信息被发送到发送方,发送方就从缓冲内删除成功发送的PDU。然而,由于未接收到第23个PDU的ACK,象在接收方那样,不能更新发送窗口。因此,如图8C所示,发送方重发送第23、第27、第30和第31个PDU同时保持发送窗口的范围在23至33。
如果接收方始终不能接收第23和第27个PDU,由于第23和第27个PDU保持在发送窗口的范围内,发送方也不能发送附加的PDU,并只重发送第23和第27个PDU。此后,假设继续重发送第23个和第27个PDU,但最终未能正确发送,由于SDU的丢弃定时器到期或达到最大(极限)重发送次数,发送方就丢弃对应的SDU。
图9是由于第23和第27个PDU的发送失败不连续地丢弃的第35、第36、第38和第39个SDU的示意图。参考图9,在不连续地丢弃SDU的情况下,为了使用MRW处理移动接收窗口,使用下述两种方法之一。
A.按连续丢弃的SDU的集合数量顺序地执行MRW处理达相同 次数的方法
当不连续地丢弃SDU时,此方法将连续地丢弃的SDU看作一个集合,并对每个连续丢弃的SDU的集合执行一次MRW处理,以顺序地移动接收窗口。即,参考图9,发送方将第35和第36个SDU看作一个集合,而将第38和第39个SDU看作另一个集合,然后对两个集合中的每一个执行MRW处理。由于MRW处理在任何时间都是逐一执行的,它们不能同时执行而是一个接一个地顺序执行。参考图10更详细地说明这样的处理。
首先,发送方在发送窗口处于23至33之间时执行第一个MRW处理。发送方丢弃从发送窗口起点到第36个SDU的所有SDU,并使用MRW命令发送这样的信息到接收方(S1、S2)。接收方丢弃从接收窗口起点到由接收到的MRW命令通知的最后丢弃的SDU(即,第36个SDU)的所有SDU,然后移动接收窗口到27至37(S3)。
此后,接收方通知发送方接收窗口的移动位置(S4)。然后发送方终止第一个MRW处理,并移动发送窗口到27至37以对应接收窗口移动的位置。然后发送方执行第二个MRW处理以移动接收窗口到第39个SDU之后(S5)。
在第二个MRW处理中发送的另一个MRW命令包括第39个SDU的丢弃信息,它是第二个不连续的丢弃的SDU集合中最后丢弃的SDU。应注意,由于发送窗口在第二个MRW处理正在进行时移动到27至37,可以发送第33到第36个PDU(S6)。在丢弃从接收窗口起点到由接收的MRW命令通知的最后丢弃的SDU的所有SDU(即第36个SDU)之后,接收方移动接收窗口的起点到33至37之间的“适当”位置(S7)。在此情况,在执行了第二个MRW处理时可以发送第33到第36个PDU,从而接收窗口的位置可以称为是“适当的”,因为这样的位置取决于是否接收到这些PDU而不同。
例如,如果在第二个MRW处理正在进行时没有附加的PDU接收,接收窗口更新为33至43。如果接收到所有第33至第36个PDU,接收窗口更新为37至47。即,可以在MRW处理期间发送那些可发送的PDU,从而接收这样的PDU会改变(更新)接收窗口的位置。这和在第一个MRW处理中的情况相同。然而,由于在图8的例子中在接收窗口范围23至33中除了第23和第27个PDU没有可发送的PDU,将接收窗口的起点定义为27。
在移动接收窗口的起点到适当位置之后,接收方发送发送窗口移动信息到发送方(S8)。发送方在接收发送窗口移动信息后终止第二个MRW处理并移动发送窗口起点以和接收窗口对应(S9)。然后使用发送方窗口从发送窗口起点处的PDU继续发送(S10)。
B.丢弃不连续地丢弃的SDU之间的所有PDU的方法
图11是在发生如图9所示的不连续的SDU丢弃时使用此方法(方法B)移动接收窗口的流程图。
在方法B中,当不连续地丢弃SDU时,发送方丢弃从对应于发送窗口起点一个SDU直到最后一个丢弃的SDU的所有SDU,而不管发送成功与否,以使得连续地丢弃从发送窗口起点直到最后的SDU的SDU。即,如果如图9所示不连续地丢弃SDU,则发送方丢弃从发送窗口起点第35个SDU直到最后丢弃的SDU第39个SDU的所有的SDU,并发送这样的信息到接收方(S11、S12)。在此情况,丢弃第37个SDU而不管已成功发送。接收方接收MRW命令之后将从接收窗口起点直到第39个SDU的所有SDU看作是丢弃的,以丢弃这些对应的SDU,然后将接收窗口移至第39个SDU之外(S13)。在此情况,丢弃第37个SDU而不管在发送方已发送成功。
其后,接收方通知发送方接收窗口的移动位置(S14)。发送方接收移动位置后终止MRW处理并移动发送窗口到33至44(S15)。然后发送方从发送窗口起点的第33个PDU开始发送(S16)。
如上所述,当发生不连续的SDU丢弃时,通过使用相关技术中的方法A或B两种方法中的一种来移动接收窗口。然而,相关技术方法A和B有下面的问题或缺点。
首先,在方法A中,顺序执行几次MRW处理来通知接收方不连续的SDU丢弃,从而在处理后面的SDU时会发生一定的延时。即,在图9和图10的例子中,在已执行第二个MRW处理之后,第37个PDU后面的PDU将变得可以发送,从而在第二个MRW处理中包括的SDU会存储在RLC缓冲中达一定的时间。通常,完成一个MRW处理至少需要150毫秒。如果根据方法A移动接收窗口,那么MRW处理会非预期地中断高速度数据通信。当使用基于定时器方案的SDU丢弃方法时,在最坏的情况下,SDU不能被发送并持续地被丢弃。
再者,使用方法B时,当不连续地丢弃SDB时,接收方也丢弃成功发送的SDU,这不期望地降低了发送效率。即,在图9的例子中,只不必要地丢弃了第37个SDU,因此发送效率没有降低很多。然而,在其他极端的例子中,如果对应于发送窗口起点和终点的SDU被丢弃,那么发送窗口中的所有SDU也会被丢弃,这显著地降低了发送效率。
本发明揭示的内容
因此,本发明涉及在无线移动电信系统中移动接收窗口的方法,该方法本质上排除了由于现有相关技术的限制和缺点造成的一个或多个问题。
本发明的一个目标是提供在无线移动电信系统中移动接收窗口的方法,以减少在如果不连续地丢弃SDU时移动接收窗口的情况下发生的发送延时。
本发明的另一个目标是提供在无线移动电信系统中移动接收窗口的方法,以减少在不连续地丢弃SDU移动接收窗口时产生的发送效率降低。
本发明的附加优点、目标和特性将部分地在后面的说明中阐明并部分地对那些有一般技术水平的人在研究下面内容后理解或可以通过本发明的实践学习得到。本发明的目标和其他优点可以通过在写出的说明和权利要求及附图中特别指出的结构来实现和获取。
为了实现这些目标和其他优点并符合本发明的目的,如所实现和在此概括说明的那样,符合本发明的数据通信方法包括,接收移动接收窗口(MRW)命令,及提交从当前接收窗口的起点到由MRW命令表示的位置的数据单元中成功接收的服务数据单元(SDU)到较高层。
较佳地,通过无线环境发送MRW命令。
较佳地,数据单元为数据链路层的服务数据单元(SDU)。
较佳地,数据单元为无线链路控制(RLC)SDU。
较佳地,SDU由SDU边界标志来标识。
较佳地,SDU边界标志包括在数据链路层的协议数据单元(PDU)中。
较佳地,丢弃仍未成功接收到的SDU。
较佳地,由MRW命令表示的位置表示将最后丢弃的SDU的终点。
较佳地,以接收-响应模式执行那些步骤。
较佳地,MRW命令包括具有最后丢弃的SDU终点的协议数据单元(PDU)的序列号;及表示SDU在PDU中的终点的终点标志。
较佳地,所述方法进一步包括移动接收窗口到由MRW命令表示的位置。
较佳地,在数据链路层执行接收窗口的移动。
在本发明的另一方面,在无线移动电信系统中移动接收窗口的方法包括从发送方接收最后丢弃的服务数据单元(SDU)的信息、校验是否成功接收到最后丢弃的服务数据单元之前的SDU,及提交成功接收到的SDU到较高层并根据此信息移动接收窗口。
较佳地,SDU为无线链路控制SDU。
较佳地,最后丢弃的SDU的信息包括具有最后丢弃的SDU终点的协议数据单元(PDU)的序列号;及表示SDU在PDU中的终点的终点标志。较佳地,在数据链路层执行接收窗口的移动。
较佳地,接收窗口移动到包括最后丢弃的SDU终点的PDU。
较佳地,SDU由SDU终点标志来标识。
较佳地,校验步骤包括将从一个SDU终点标志表示的部分到相邻的SDU终点标志表示的部分的数据标识为一个SDU,及如果接收到所标识的SDU的所有部分,则判定成功接收到对应的SDU。
应理解,本发明的上述一般性说明和羡慕的详细说明两者是示范性和解释性的,旨在对如权利要求所述的本发明提供进一步的说明。
附图说明
附图包括在此以提供对本发明的进一步理解并包括在此组成本申请的一部分,附图展示本发明的实施例并且和说明一起用于解释本发明的原理。在附图中:
图1为方框图,展示终端和UTRAN之间基于3GPP无线接入网络标准的无线接口协议的架构;
图2为示意图,展示通过SDU构建PDU的例子;
图3为示意图,展示图2中已构建的AMD PDU中的第21到第23个AMD PDU;
图4为示意图,展示AM RLC如何构建存储在发送和重发送缓冲内的AM PDU;
图5为示意图,展示发送/接收AMD PDU和更新发送/接收窗口的例子;
图6为示意图,展示构建MRW命令的概念;
图7为示意图,展示MRW命令格式;
图8A到图8C为示意图,展示在正常的数据发送/接收中不连续的SDU丢弃如何发生;
图9为示意图,展示不连续地丢弃SDU的例子;
图10为流程图,展示根据相关技术在不连续地丢弃SDU时使用第一种方法移动接收窗口的处理;
图11为流程图,展示根据相关技术在不连续地丢弃SDU时用第二种方法移动接收窗口的处理;及
图12为流程图,展示根据本发明在不连续地丢弃SDU时移动接收窗口的方法。
实现较佳实施例的模式
现详细说明本发明的较佳实施例,在附图中展示它们的例子。
本发明实现在移动电信系统中,如由3GPP开发的UMTS(通用移动电信系统)。然而,本发明可以进一步应用于在其他标准下工作的通信系统。
在本发明中,当丢弃SDU时,发送方的AM RLC传输最后丢弃的SDU的信息,而不管丢弃的SDU的连续性。然后发送方的AM RLC分别校验是否接收到从接收窗口起点到最后丢弃的SDU的那些SDU,并提交成功接收的SDU到较高层,导致最少的延时和最小的发送效率降低,即使发生不连续的SDU丢弃。
本发明的详细实施例应用于在其中根据图9丢弃SDU的情况。在此情况,假设SDU发送/接收处理根据图8A到图8C所述正在进行中。
图12为流程图,展示根据本发明在不连续地丢弃SDU时移动接收窗口的方法。
首先,如果根据图9丢弃SDU,发送方RLC执行MRW处理,然后将第39个SDU(最后丢弃的SDU)的信息增加到MRW命令,并将其发送到接收方RLC(S20、S21)。在此情况,发送窗口位于第23个PDU和第33个PDU之间。
如果RLC设置为向接收方通知所有丢弃的SDU,MRW命令携带其他SDU及第39个SDU的丢弃信息。在此情况,成功发送了第37个SDU且未丢弃它。因此,MRW命令不携带第37个SDU的丢弃信息。
在接收到MRW命令时,接收方抽取位于MRW命令携带的SDU丢弃信息最后部分中的SDU丢弃信息。通过校验第一个PDU SN计数字段,可以获取包含最后丢弃的SDU的信息的那部分。在图9的例子中,通过MRW命令,接收方得到发送方丢弃SDU直到第28个PDU的第一部分的信息。
接收方校验从作为接收窗口起点的第23个PDU直到由MRW命令通知的第28个PDU的所有PDU以确定是否正确地接收了那些SDU,然后选择性地丢弃特定SDU(S22)。接收方确定已通过使用边界标志成功接收了哪些SDU,边界标志即包含在PDU报头中的长度标志(LI)。
由于长度标志(LI)表示SDU之间的边界,接收方把两个相邻LI之间的部分视为一个SDU。如果两个LI之间存在不同SDU的部分,则接收方确定当前的SDU失败。在本发明的一个实施例中,由于接收方以和图9所示相同的方式接收PDU,未接收到第23和第27个PDU。因此,接收方按如下进行确定。
未能接收到第23个PDU,接收方将第22个PDU的后面部分直到第25个PDU的开始部分视为(识别为)一个SDU。由于未能接收对应于已识别的SDU中的第23个PDU的部分,接收方将其丢弃。接收方确定成功地接收后面对应于第37个PDU的部分并因此不丢弃它。同样,接收方将第26个PDU的开始部分直到第28个PDU的开始部分识别为一个SDU。丢弃这个已识别的SDU,因为未能正确接收对应于第27个PDU的部分。
重要的是注意如果MRW命令仅包含最后丢弃的SDU的信息,那么接收方在计算丢弃的SDU总数时不同于发送方。即,发送方在图9的例子中丢弃四个SDU。然而接收方认为只丢弃了两个SDU。
这样的处理在某些情况下会带来问题。因此,当配置AM RLC以使得所有丢弃的SDU信息由MRW命令提交或不由它提交时,如果RLC设置为提交所有丢弃的SDU信息,则发送方携带有关每个丢弃的SDU的信息。在此情况,接收方知道丢弃的SDU的终点各自存在于第23、第25、第27和第28个PDU中,从而可以看到在发送方丢弃了四个SDU。
MRW命令不直接提交丢弃的SDU的数量,而是传达具有丢弃的SDU的最后部分的PDU的SN。这用于通知接收方丢弃的SDU的位置。即,在图9的例子中,接收方认为丢弃了包括第35和第36个SDU的部分及第38和第39个SDU的其他部分的两个SDU组。如果不通知每个丢弃的SDU的最后部分,而是通知丢弃的SDU的数量,那么接收方就不知道前面和后面部分存在几个丢弃的SDU。例如,接收方会认为在前面部分有一个丢弃的SDU,在后面部分有三个丢弃的SDU或在前面部分和后面部分各有两个丢弃的SDU。这涉及丢弃的SDU的序列。丢弃序列对某些较高层是有意义的。因此,MRW命令传达表示每个丢弃的SDU的最后部分存在于何处的PDU SN。
当MRW命令传达最后丢弃的SDU的信息或所有丢弃的SDU的信息时,接收方丢弃对应于第35、第36、第38和第39个SDU的部分并提交第37个SDU到较高层。同样,接收方的RLC移动接收窗口起点到按顺序第一个接收的第33个PDU。
其后,接收方发送移动后的接收窗口起点的信息到发送方(S23)。发送方在接收到这样的信息后,确定成功执行了MRW处理、移动发送窗口到和接收窗口相同的位置,然后开始后面的PDU发送(S24、S25)。
本发明的一个实施例提供在无线接入网络中通过使用发送窗口的发送端和丢弃触发器丢弃服务数据单元的方法。此方法包括下面的步骤:校验开始于位于发送窗口较低边缘的第一个服务数据单元直到由丢弃触发器丢弃的最后的服务数据单元的所有服务数据单元,及丢弃那些未经确认的已校验的服务数据单元。
在此,校验步骤可以进一步包括确认任何已成功发送到接收端的服务数据单元的步骤。
而且,上述方法可以进一步包括发送移动接收窗口的命令和最后的服务数据单元的信息到接收端的步骤。
本发明的另一个实施例提供在无线接入网络中由使用接收窗口的接收端丢弃服务数据单元的方法。此方法包括下面的步骤:接收移动接收窗口的命令、校验开始于位于接收窗口较低边缘的第一个服务数据单元直到在命令中表示的最后的服务数据单元的所有服务数据单元,及丢弃那些未成功接收的已校验的服务数据单元。
在此,上述方法可以进一步包括向发送方确认任何已成功接收的服务数据单元的步骤。
如上所述,本发明的接收方校验是否成功接收到从接收窗口起点直到最后丢弃的SDU的所有SDU,然后提交成功接收的SDU到较高层,并只丢弃那些未成功接收到的SDU。
根据本发明移动接收窗口的方法克服了根据现有相关技术即使是在不连续地丢弃SDU的情况下,移动接收窗口产生的SDU发送延时的问题。
再者,本发明克服了相关技术方法B产生的SDU发送效率降低的问题,从而能进行改进的高速数据通信,并最大化数据发送效率。
上述实施例只是示范性的并且不应视为限制本发明。本发明可以容易应用于其他类型的装置。本发明说明书仅为示意性,并不限制权利要求的范围。很多替换、修改和变化对本领域的普通技术的人显而易见。
Claims (1)
1.一种在无线通信系统中移动接收窗口的方法,所述方法包括:
通过接收方接收来自发送方的协议数据单元PDU,其中每个PDU具有序列号;
通过所述接收方接收来自所述发送方的用于移动所述接收窗口的移动接收窗口消息MRW消息,其中当先前发送的数据已经被丢弃时,由所述发送方发送所述MRW消息;
将具有序列号低于由所述MRW消息指示的序列号的任何成功接收的SDU传递到较高层;以及
响应于所述MRW消息,将所述接收窗口的开始值设定为与传递到所述较高层的最后SDU相对应的序列号的下一值。
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