CN101841852B - 一种跨基站切换时的上行数据传输方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种跨基站切换时的上行数据传输方法：源基站在向终端下发切换命令后，在用户面分组数据汇聚协议层将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文；所述终端在切换到目的基站后，在用户面分组数据汇聚协议层将确认模式下未得到所述源基站确认应答的上行报文和未来得及发送的上行报文传递给目的基站；所述目的基站接收所述终端传递来的上行报文，在用户面分组数据汇聚协议层将所述上行报文按序连续传递给服务网关。该方法大大简化了跨基站切换时的处理流程，减少了切换时在源基站和目的基站之间建立、维护和释放上行数据反传通道的开销。

Description

一种跨基站切换时的上行数据传输方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及第三代移动通信伙伴关系项目(The 3rdGeneration Partnership Project，简称3GPP)提出的移动通信系统长期演进(Long Time Evolution，简称LTE)/系统架构演进(System ArchitectureEvolution，简称SAE)下一种跨演进基站(Evolved NodeB，简称eNodeB)切换时的上行数据传输方法。

背景技术

随着网络架构扁平化的发展以及多种高速宽带可移动接入方式的出现，使得演进的无线通信系统能够提供更高的传输速率，更短的传输延时，更低的成本，同时支持第三代移动通信伙伴关系项目(The 3rd GenerationPartnership Project，简称3GPP)内部接入系统之间的移动性，以及3GPP接入系统和非3GPP接入系统之间的移动性等等，促使移动通信网络提出了移动通信系统长期演进(Long Time Evolution，简称LTE)/系统架构演进(System Architecture Evolution，简称SAE)的下一代架构理念。

LTE系统中无线协议层包含用户面和控制面，其中，控制面为所有LTE特定的控制信令使用，它包含应用协议和用于传输应用协议消息的信令承载；用户面用于传输所有用户发送和接收的信息，包括数据流和用于数据流的数据承载。其中用户面协议架构按照由下而上的顺序依次分为以下几个子层：媒体接入控制(Medium Access Control，简称MAC)层，无线链路控制(Radio Link Control，简称RLC)层和分组数据汇聚(Packet DataConvergence Protocol，简称PDCP)层。

在LTE系统中，跨演进基站(Evolved NodeB，简称eNodeB)切换时的数据传输是一项关键技术，为了实现在切换过程中上下行数据的无损传输，在目前协议定义的实现里，切换过程中需要把发生切换时源eNodeB尚未向核心网或终端UE完成投递的数据交给目的eNodeB处理，这一操作被称之为数据转发或者数据反传。

现有技术中进行数据反传时，需要在源eNodeB和目的eNodeB之间至少需要建两条GTP-U(GPRS Tunnel Protocol User Plane，用户面GPRS(General Packet Radio Service)通道协议)通道，用以分别反传上行数据和下行数据，如图1所示。而这两条GTP-U通道的建立和释放、数据的同步流程都较为复杂。

发明内容

本发明提出一种跨基站切换时的上行数据传输方法、装置及系统，可以在保证数据不丢失和按序发送的前提下，简化整个数据反传过程。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种跨基站切换时的上行数据传输方法，包括：

源基站在向终端下发切换命令后，在用户面分组数据汇聚协议层将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从所述第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文；

所述终端在切换到目的基站后，在用户面分组数据汇聚协议层将确认模式下未得到所述源基站确认应答的上行报文和未来得及发送的上行报文传递给目的基站；

所述目的基站接收所述终端传递来的上行报文，在用户面分组数据汇聚协议层将所述上行报文按序连续传递给服务网关。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述源基站还将所述第一个未收到的上行报文的序号发送给所述目的基站；

所述目的基站还根据由所述源基站发送来的所述序号，在用户面分组数据汇聚协议层将所述终端传递来的上行报文中序号在该序号之前的上行报文丢弃，将为该序号以及在该序号之后的上行报文按序连续传递给服务网关。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：

所述源基站在向所述终端下发切换命令后，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基站，包含切换命令下发模块、分组数据汇聚协议判断单元和分组数据汇聚协议处理单元，其中，在所述基站作为跨基站切换时的源基站时：

所述切换命令下发模块在向所述终端下发切换命令后，激活所述分组数据汇聚协议判断单元和所述分组数据汇聚协议处理单元；

所述分组数据汇聚协议判断单元，判断在分组数据汇聚协议层上的上行报文的序号是否连续；

所述分组数据汇聚协议处理单元，与所述分组数据汇聚协议判断单元相连，在用户面分组数据汇聚协议层将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从所述第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文。

进一步地，上述基站还可具有以下特点：

所述分组数据汇聚协议处理单元还将所述分组数据汇聚协议判断单元判断出的所述第一个未收到的上行报文的序号发送给所述目的基站。

进一步地，上述基站还可具有以下特点：

其中所述基站还包含无线链路控制处理单元：

所述切换命令下发模块在向所述终端下发切换命令后，激活所述无线链路控制处理单元；

所述无线链路控制处理单元，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种跨基站切换时的上行数据传输系统，包括源基站、目的基站和终端，其中：

所述源基站，用于在向终端下发切换命令后，判断在用户面分组数据汇聚协议层的上行报文的序号是否连续，并将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文；

所述终端，用于在切换到目的基站后，在用户面分组数据汇聚协议层将确认模式下未得到所述源基站确认应答的上行报文和未来得及发送的上行报文传递给目的基站；

所述目的基站，用于接收所述终端传递来的上行报文，在用户面分组数据汇聚协议层将所述上行报文按序连续传递给服务网关。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：

所述源基站还在判断出所述第一个未收到的上行报文的序号后，将该序号发送给所述目的基站；

所述目的基站还根据由所述源基站发送来的所述序号，在用户面分组数据汇聚协议层将所述终端传递来的上行报文中序号在该序号之前的上行报文丢弃，将为该序号以及在该序号之后的上行报文按序连续传递给服务网关。

进一步地，上述系统还可具有以下特点：

所述上行报文包含上行服务数据单元或者上行协议数据单元；

所述源基站在向所述终端下发切换命令后，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

本发明提供的一种跨基站切换时的上行数据传输方法、装置及系统，大大简化了跨eNodeB切换时的处理流程，减少了切换时在源eNodeB和目的eNodeB之间建立、维护和释放上行数据反传通道的开销。

附图说明

图1是现有技术上行数据反传的数据流向示意图；

图2是本发明实施例一种跨eNodeB切换时的上行数据传输方法流程图；

图3是本发明应用实例一种跨eNodeB切换时的上行数据传输方法流程图；

图4是本发明实施例跨eNodeB切换时的上行数据传输系统方框图；

图5是本发明实施例一种基站组成结构图。

具体实施方式

本发明提出一种跨基站切换时的上行数据传输方法、装置及系统，其基本构思是：充分利用PDCP层对RLC层确认模式下的数据具有重传功能，省略源eNodeB和目的eNodeB之间进行上行数据反传的过程，从而有效地简化了跨eNodeB切换时的处理流程，减少了切换时在源eNodeB和目的eNodeB之间建立、维护、释放上行数据反传通道的开销。

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

参考图2，该图示出了本发明一种跨eNodeB切换时的上行数据传输方法，具体包含下述步骤：

步骤S201：源eNodeB向UE下发切换命令后，在源eNodeB用户面RLC层上发起重建立流程；

步骤S202：源eNodeB在其用户面RLC层启动重建立流程，将上行已经收到的协议数据单元(Protocol Data Unit，简称PDU)组成服务数据单元(Service Data Unit，简称SDU)并向上传递至其用户面PDCP协议层，传递过程中，将因上行报文缺失而无法组成一个完整的SDU的PDU丢弃；

对某一个协议层而言，它的上层投递给它的数据报文，对应本协议层单元SDU。PDU是在不同节点的对等协议层实体之间为了实现该层协议而交换的信息单元。在上行网络层，RLC收到的下层传过来的报文，该报文对应RLC层的PDU，经RLC层处理后组成RLC层的SDU；将RLC层的SDU向上层PDCP投递，PDCP层收到下层RLC传递过来的报文作为PDCP的PDU，之后经PDCP层处理组成PDCP层的SDU。

RLC层存在两种模式：确认模式(Acknowledged Model，简称AM)和非确认模式(Unacknowledged Model，简称UM)。就确认模式而言，对于一个发送端已发送的报文，接收端必须给发送端回送确认应答，发送端在RLC层收到接收端的确认应答后才可认为该报文发送成功，并同步通知到PDCP层；就非确认模式而言，只要发送端发送完一个报文，就可认为发送过程已终结，不需要接收端给出确认应答，即可通知PDCP层。RLC层对确认模式下的数据具有重传功能，在发送端向接收端发送一AM模式的报文，但未收到接收端的确认应答时，发送端可以在RLC层向接收端重新发送该报文。

在正常情况下，在RLC层可保证确认模式下的数据按序连续且不重复地传递至上层PDCP层，但是在切换发生时，会在RLC层发起重建立流程，在重建过程中，在RLC层会直接将组包完成的所有的SDU向上传递至PDCP层，虽然仍是按序传递，但不能保证连续。此时则需要在PDCP层上保证上行数据的连续性。

步骤S203：源eNodeB在用户面PDCP层持续判断接收到的上行SDU的序号，将出现在第一个未收到的上行SDU序号之前的序号连续的上行SDU传递给服务网关(Service GateWay，简称SGW)；

步骤S204：源eNodeB在用户面PDCP层从所述第一个未收到的上行SDU序号开始，丢弃该序号之后的上行报文；

在跨eNodeB切换时，源eNodeB除了在用户面PDCP层执行步骤S203中按序传递RLC AM模式的数据至SGW，以及步骤S204中上行报文丢弃处理外，源eNodeB还对用户面数据进行头压缩和解压缩，以及对RLC层AM模式下的数据进行重复包检查、加解密等处理。

步骤S205：UE切换到目的eNodeB后，该UE在用户面PDCP层将未得到源eNodeB确认应答的上行报文以及未来得及发送的上行报文传递给目的eNodeB；

由于PDCP层对RLC层确认模式下的数据具有重传功能，因此在UE侧上行报文的传递也有两种不同的方式，具体表现在：UM模式下，切换完成后UE会开始传递新的上行报文；AM模式下，切换完成后UE侧会优先传递切换前没有得到源eNodeB确认应答的上行报文，待传递完所述切换前没有得到源eNodeB确认应答的上行报文后再开始传递未来的及发送的上行报文。

步骤S206：目的eNodeB接收该UE发送来的上行报文，并在用户面PDCP层将所述上行报文按序连续传递给SGW。

采用上述步骤S201至S206进行跨eNodeB切换时，无须建立源eNodeB和目的eNodeB之间的上行数据反传通道；对于目的eNodeB来说，也无须对源eNodeB反传的上行数据和UE重传的上行数据进行重排序处理，简化了处理流程，提高了处理效率。

本发明实施例还可以是，在执行上述步骤S204的同时，源eNodeB还可以在用户面PDCP层将所述第一个未收到的上行SDU的序号发送给目的eNodeB；在执行上述步骤S206时，目的eNodeB在PDCP层中根据源eNodeB发送来的所述第一个未收到的上行SDU的序号判断上行SDU，将序号在该序号之前的上行报文丢弃，将该序号以及该序号之后的上行报文按序连续传递给SGW。由于UE重传给目的eNodeB的上行报文中序号在所述第一个未收到的SDU的序号之前的上行报文已经由源eNodeB发送给SGW，因此，可以采用上述方法，从而可以进一步提高处理效率。

下面以一应用实例来说明本发明技术方案：

一UE，从源eNodeB向目的eNodeB进行切换，假设在切换前该UE仅建立了一条AM模式的业务信道L1。在切换发生时，该UE在其用户面PDCP层已发送了序号为0到40的上行报文，序号为40到50的报文还没有来得及发送，而源eNodeB在用户面RLC层已收到的多个RLC PDU中，已包含序号为0到19、序号为21到40的多个上行PDCP报文，但没有收到序号为20的上行PDCP报文的上行RLC PDU。序号为40到50的上行报文因UE侧还没有发送，源eNodeB自然也未曾收到。那么，在发生跨eNodeB切换时，上行数据的传输方法如图3所示，包含下述步骤：

步骤S301：源eNodeB向该UE下发切换命令后，在源eNodeB用户面RLC层上发起重建立流程；

步骤S302：源eNodeB在其用户面RLC层启动重建立流程，将从业务信道L1收到的上行PDU组成SDU并向上传递这些SDU至PDCP层，把其他无法组包的PDU丢弃，在本应用实例中所组成的上行SDU的序号分别为0到19，以及21到40；

步骤S303：源eNodeB在用户面PDCP层将出现在第一个未收到的上行SDU之前的序号连续的上行SDU，即序号0到19的SDU传递给SGW；

步骤S304：源eNodeB在用户面PDCP层从第一个未收到的上行SDU的序号20开始，将该序号之后的上行报文，即21到40的SDU丢弃，同时将第一个未收到的上行SDU的序号20发送给目的eNodeB；

步骤S305：该UE完成跨eNodeB切换后，该UE在其用户面PDCP层将未得到源eNodeB应答的上行报文，即序号0到40的上行报文，以及未来得及发出的上行报文即序号为40到50的上行报文传递给目的eNodeB；

步骤S306：目的eNodeB收到UE传递的报文后，在用户面PDCP层将序号在20之前的上行报文丢弃；

步骤S307：目的eNodeB在用户面PDCP层收到序号为20的上行报文后，可以判定上行报文已经连续，此时将序号为20的上行报文以及序号为20的上行报文之后的上行报文连续按序传递给SGW。

由上述应用实例可知，在跨eNodeB切换时，无须建立源eNodeB和目的eNodeB之间的上行数据反传通道；对于目的eNodeB来说，也无须对源eNodeB反传的上行数据和UE重传的上行数据进行重排序处理，简化了处理流程，提高了处理效率。

为了实现本发明实施例一种跨基站切换时的上行数据传输方法，还提出一种跨基站切换时的上行数据传输系统，参考图4，包含：源基站41、目的基站42和终端43，其中：

所述源基站41，用于在向终端43下发切换命令后，判断在用户面分组数据汇聚协议层的上行报文的序号是否连续，并将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文。

所述终端43，用于在切换到目的基站42后，在用户面分组数据汇聚协议层将确认模式下未得到所述源基站41确认应答的上行报文和未来得及发送的上行报文传递给目的基站42。

所述目的基站42，用于接收所述终端43传递来的上行报文，在用户面分组数据汇聚协议层将所述上行报文按序连续传递给服务网关。

所述源基站41还在判断出所述第一个未收到的上行报文的序号后，将该序号发送给所述目的基站42；所述目的基站42还根据由所述源基站41发送来的所述序号，在用户面分组数据汇聚协议层将所述终端43传递来的上行报文中序号在该序号之前的上行报文丢弃，将为该序号以及在该序号之后的上行报文按序连续传递给服务网关。

所述上行报文包含上行服务数据单元或者上行协议数据单元。所述源基站41在向所述终端43下发切换命令后，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

由图4可知，采用本发明实施例一种跨基站切换时的上行数据传输系统，在进行跨基站切换时，只需要在源eNodeB和目的eNodeB之间建立一条下行反传通道，大大简化了跨eNodeB切换时的处理流程，减少了切换时在源eNodeB和目的eNodeB之间建立、维护和释放上行数据反传通道的开销。

参考图5，本发明实施例还提出一种基站，包含切换命令下发模块51、分组数据汇聚协议判断单元52和分组数据汇聚协议处理单元53，其中，在所述基站作为跨基站切换时的源基站时：

所述切换命令下发模块51在向所述终端下发切换命令后，激活所述分组数据汇聚协议判断单元52和所述分组数据汇聚协议处理单元53；

所述分组数据汇聚协议判断单元52，判断在分组数据汇聚协议层上的上行报文的序号是否连续。

所述分组数据汇聚协议处理单元53，与所述分组数据汇聚协议判断单元52相连，在用户面分组数据汇聚协议层将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从所述第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文。

所述分组数据汇聚协议处理单元53还将所述分组数据汇聚协议判断单元52判断出的所述第一个未收到的上行报文的序号发送给所述目的基站。

所述基站还包含无线链路控制处理单元54。所述切换命令下发模块51在向所述终端下发切换命令后，激活所述无线链路控制处理单元54，所述无线链路控制处理单元54，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。所述上行报文包含上行服务数据单元或者上行协议数据单元。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种跨基站切换时的上行数据传输方法，包括：

源基站在向终端下发切换命令后，在用户面分组数据汇聚协议层将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从所述第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文；

所述终端在切换到目的基站后，在用户面分组数据汇聚协议层将确认模式下未得到所述源基站确认应答的上行报文和未来得及发送的上行报文传递给目的基站；

所述目的基站接收所述终端传递来的上行报文，在用户面分组数据汇聚协议层将所述上行报文按序连续传递给服务网关。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述源基站还将所述第一个未收到的上行报文的序号发送给所述目的基站；

所述目的基站还根据由所述源基站发送来的所述序号，在用户面分组数据汇聚协议层将所述终端传递来的上行报文中序号在该序号之前的上行报文丢弃，将为该序号以及在该序号之后的上行报文按序连续传递给服务网关。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

所述源基站在向所述终端下发切换命令后，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

4.一种基站，包含切换命令下发模块、分组数据汇聚协议判断单元和分组数据汇聚协议处理单元，其中，在所述基站作为跨基站切换时的源基站时：

所述切换命令下发模块在向所述终端下发切换命令后，激活所述分组数据汇聚协议判断单元和所述分组数据汇聚协议处理单元；

所述分组数据汇聚协议判断单元，判断在分组数据汇聚协议层上的上行报文的序号是否连续；

所述分组数据汇聚协议处理单元，与所述分组数据汇聚协议判断单元相连，在用户面分组数据汇聚协议层将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从所述第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文。

5.如权利要求4所述的基站，其中：

所述分组数据汇聚协议处理单元还将所述分组数据汇聚协议判断单元判断出的所述第一个未收到的上行报文的序号发送给目的基站。

6.如权利要求4或5所述的基站，其中所述基站还包含无线链路控制处理单元：

所述切换命令下发模块在向所述终端下发切换命令后，激活所述无线链路控制处理单元；

所述无线链路控制处理单元，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

7.一种跨基站切换时的上行数据传输系统，包括源基站、目的基站和终端，其中：

所述源基站，用于在向终端下发切换命令后，判断在用户面分组数据汇聚协议层的上行报文的序号是否连续，并将出现在第一个未收到的上行报文序号之前的序号连续的上行报文传递给服务网关，从第一个未收到的上行报文的序号开始，丢弃该序号之后的上行报文；

所述终端，用于在切换到目的基站后，在用户面分组数据汇聚协议层将确认模式下未得到所述源基站确认应答的上行报文和未来得及发送的上行报文传递给目的基站；

所述目的基站，用于接收所述终端传递来的上行报文，在用户面分组数据汇聚协议层将所述上行报文按序连续传递给服务网关。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述源基站还在判断出所述第一个未收到的上行报文的序号后，将该序号发送给所述目的基站；

所述目的基站还根据由所述源基站发送来的所述序号，在用户面分组数据汇聚协议层将所述终端传递来的上行报文中序号在该序号之前的上行报文丢弃，将为该序号以及在该序号之后的上行报文按序连续传递给服务网关。

9.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于：

所述上行报文包含上行服务数据单元或者上行协议数据单元；

所述源基站在向所述终端下发切换命令后，在用户面无线链路控制层启动重建立流程，将从业务信道收到的上行协议数据单元组成上行服务数据单元，并向上传递所述上行服务数据单元至用户面分组数据汇聚协议层，将其他无法组包的上行协议数据单元丢弃。

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