CN101861737B - 发送数据的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种传输压缩报头的系统和方法。优选实施例包括定义常规报头和压缩报头的基站，压缩报头的字节数比常规报头少，基站将压缩报头与较小的净荷连接，以及将常规报头与较大的净荷连接。

Description

发送数据的方法和设备
本专利申请要求2008年1月18日提交的第61/022,257号美国临时专利申请“用于在无线通信系统中传输报头的方法和设备”的优先权以及2009年1月15日提交的第12/354,654号美国专利申请的优先权。因此，这些申请以引用的方式并入本文中。 
技术领域
总的来说，本发明涉及发送数据的系统和方法，具体涉及在无线通信系统中发送具有压缩报头的数据报文的系统和方法。 
发明背景 
一般情况下，发射机发送带有报头的数据报文。此报头包含与净荷相关的信息，如净荷类型、净荷内容信息、净荷的目的地址和/或与净荷相关的其他参数。所述报头是所传输的数据报文的重要部分。 
然而，不管实际传输的数据量是多少，本报头通常有一个相对静态的大小。对于较小的净荷，如IP承载语音(VoIP)，实际数据量可能很少，由此导致报头在所传输数据中占相当大的比例。对于较小的净荷，如果包括报头，则将使整个报文的大小成倍增长，从而需要更多的带宽发送报文。 
发明概述 
上述问题可以通过本发明提供的多个压缩报头的实施例来解决或规避，并达到相应的技术效果。 
根据本发明的实施例，一种发送数据的方法包括： 
通过将第一报头与第一净荷连接，形成第一报文，所述第一报头具有第一大小； 
通过将第二报头与第二净荷连接，形成第二报文，所述第二报头具有第二大小，小于所述第一大小； 
向移动台无线发送所述第一报文；以及 
在发送第二报文前发送启用第二报头的指示； 
向所述移动台无线发送所述第二报文； 
通过报头关联消息通知所述移动台第一报文使用的报头类型，和/或通过报头关联消息通知所述移动台第二报文使用的报头类型。 
根据本发明的另一个实施例，一种接收数据的方法包括： 
接收包括第一报头的第一报文，所述第一报头具有第一字节数；以及 
接收指示启用第二报头的信息； 
接收包括第二报头的第二报文，所述第二报头具有第二字节数，比所述第一字节数少； 
接收基站通过报头关联消息发送的所述第一报文使用的报头类型，和/或所述第二报文使用的报头类型。 
本发明的优选实施例的有益效果之一是当报文较小时通过使用压缩报头可以降低对带宽的需求。 
附图说明
为了更全面理解本发明及其优点，此处引用以下描述及附图，其中： 
图1为本发明实施例中无线通信网络的示意图； 
图2为本发明实施例中无线通信网络的基站和移动台的示意图； 
图2A为本发明实施例中可以分配给移动台的不同类型的连接标识符的示意图； 
图3-6为本发明实施例中正交频分多址(OFDMA)时频无线资源集的示例图； 
图7为本发明实施例中为4个移动台进行OFDMA分配的示意图； 
图8为本发明实施例中分配消息示例图； 
图9为本发明实施例中报文的一种结构示意图； 
图10为本发明实施例中报文的另一种结构示意图； 
图11为本发明实施例中将连接标识符与报头类型相关联的消息示意图； 
图12为本发明实施例中分配消息的示意图； 
图13为本发明实施例的BS操作流程示意图；以及 
图14为本发明实施例的移动台操作流程示意图。 
具体实施方式
下面将对本发明实施例的实施和应用进行详细介绍。然而，应意识到本发明提供的一些概念可以被应用到各种具体的场景中。所讨论的具体实施例仅仅是说明实施和应用本发明的具体方式，不能用于限制本发明的范围。 
下面将通过应用在具体场景中的实施例(即在无线通信系统中传输报头)来描述本发明。不过，除了实施例描述的场景外，本发明还可以适用于其他数据传输系统。 
如图1所示，无线通信网络通常包括多个基站(BS)110，BS 110用于向多个移动台(MS)120提供语音和/或数据无线通信服务。BS 110也可以 被其他的网络实体代替，如接入网(AN)、接入点(AP)、Node-B等，该BS110用于向MS 120发送下行(downlink，DL)信息，同时从MS 120接收上行(uplink，UL)信息。 
每个BS 110通常具有相应的覆盖区130，表示每个BS 110能传输数据的范围。然而，可以理解的是，相邻BS 110的覆盖区130通常有一些重叠，以支持MS 120从一个覆盖区域进入到另外一个覆盖区域时发生的切换，由于这些为公知常识，所以没有必要在图1中示出。每个BS 110通常也包括调度器140，用于给MS 120分配无线资源。 
通常，无线通信网络包括但不限于正交频分多址(orthogonalfrequency division multiple access，OFDMA)网络、演进的通用陆地无线接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access，E-UTRA)网络、超移动宽带(UltraMobile Broadband，UMB)网络或IEEE 802.16网络。然而，本领域的技术人员应明白所列出的网络仅仅是举例，并不仅限于此。该方案适用于任何采用多路接入方案的网络，如频分多址(frequency division multiplex access，FDMA)网络(其中时频资源划分成某个时间间隔上的频率间隔)、时分多址(time division multiplex access，TDMA)网络(其中时频资源划分成某个频率间隔上的时间间隔)、码分多址(code division multiplex access，CDMA)网络(其中资源划分成某个时频间隔上的正交或伪正交编码)或其他类似网络。 
图2为图1所示的无线通信网络中具有一个BS 110和多个MS 120情况的示意图。图1所示的覆盖区130通常划分成三个小的覆盖区270，其中一个小的覆盖区270通过图2示出。图1所示的6个MS 120在覆盖区270中单独标示，即MS0 200，MS1 210，MS2 220，MS3 230，MS4 240，和MS5250。BS 110通常为这些MS 120分配一个或多个连接标识符(CID)(或其他类似标识符)，以便时频资源的分配。可以通过控制信道将分配的CID从BS 110发送到MS0 200，MS1 210，MS2 220，MS3 230，MS4 240和MS5250，可选地，也可以在MS 120永久存储分配的CID，或根据MS 120或BS 110的参数获取分配的CID。 
图2A示出可以分配给MS 120(如，MS5 250)的各种连接标识符，但这仅是举例，因为这些或其他连接标识符可以分配给小覆盖区270内的 任一MS 120。在本发明优选实施例中，MS5 250具有5个连接标识符(CID)，即基本CID 251、主要CID 252、次要CID 253及两个传输CID(传输CID1 254和传输CID2 255)。这些不同的连接标识符可与不同的控制类型、服务类型质量、流量类型等相关联。例如，基本CID 251通常用于传输控制信息，CID1 254通常用于VoIP(voice over internetprotocol)电话，而CID2 255通常用于互联网会话。除基本CID 251以外的CID通常被认为是补充连接标识符。补充连接标识符还可以指站点标识符、MAC地址、MS标识符等。 
图3-6示出OFDMA时频无线资源的优选实施例。在OFDMA系统中，时频资源通常划分成OFDM符号320和OFDM子载频，以通过BS110调度器140分配给MS 120。例如，在某一OFDMA系统中，OFDM子载频相隔约10kHz，而每个OFDM符号的持续时间约为100μs。 
如图3所示，时频资源通常对应时分双工(time division duplex，TDD)系统，如IEEE 802.16e标准定义的TDD系统。在本实施例中，时间域(由x轴表示)中的资源被划分成两个相等的部分；用下行链路(DL)和上行链路(UL)表示。DL和UL进一步划分成24个OFDM符号320。第一个DLOFDM符号320通常分配给前导，被MS 120用来进行计时和频率同步。第二个DL OFDM符号320及第三个DL OFDM符号320通常用于传输控制信息。第24个DL OFDM符号320通常被分配为保护时间。 
在频率域(由y轴表示)中，第4个到第11个DL OFDM符号320通常进一步划分成8个OFDM子信道330。OFDM子信道330含48个可用的OFDM子载频(如，可用以数据传输的子载频)，可以在较大带宽上连续分布或离散分布。 
如图3所示的优选实施例中，第4个到第11个DL OFDM符号320被分配为区域300，一般划分成各种不同时频资源分配的组合。这些不同的时频资源分配通常指节点，如图3-6所示，每个节点都具有单独的编号，如图3所示的节点0。 
图3所示的第1个最大的时频资源分配301，标识为节点0，同时也是最大的时频资源分配301。尽管时频资源分配301可以使用任意适当数量的OFDM符号和OFDM子载频，但通常情况下，时频资源分配301是 8个OFDM符号，对应384个可用的OFDM子载频。 
图4示出含两个时频资源分配的实施例：第2个时频资源分配401及第3个时频资源分配402，分别标识为节点1和节点2。由于只有两个时频资源分配，第2个时频资源分配401和第3个时频资源分配402是仅次于第1个时频资源分配301(如图3所示)的两个最大时频资源分配。本实施例中，尽管可以使用任意适当数量的OFDM符号320和OFDM子载频，但通常情况下，第2个时频资源分配401及第3个时频资源分配402是8个OFDM符号320，对应192个可用OFDM子载频。 
图5示出含4个时频资源分配的实施例：第4个时频资源分配503、第5个时频资源分配504、第6个时频资源分配505及第7个时频资源分配506，同时分别标识为节点3、节点4、节点5和节点6。在具有4个时频资源分配的情况下，第4个时频资源分配503、第5个时频资源分配504、第6个时频资源分配505及第7个时频资源分配506是仅次于第2个时频资源分配401和第3个时频资源分配402的4个最大的时频资源分配。本实施例中，尽管可以使用任意适当数量的OFDM符号320和可用OFDM子载频，但通常情况下，第4个时频资源分配503、第5个时频资源分配504、第6个时频资源分配505及第7个时频资源分配506是8个OFDM符号320，对应96个可用的OFDM子载频。 
图6示出含8个时频资源分配的实施例：第8个时频资源分配607、第9个时频资源分配608、第10个时频资源分配609、第11个时频资源分配610、第12个时频资源分配611、第13个时频资源分配612、第14个时频资源分配613及第15个时频资源分配614，同时分别标识为节点7、节点8、节点9、节点10、节点11、节点12、节点13和节点14。在具有8个时频资源分配的情况下，第8个时频资源分配607、第9个时频资源分配608、第10个时频资源分配609、第11个时频资源分配610、第12个时频资源分配611、第13个时频资源分配612、第14个时频资源分配613及第15个时频资源分配614是仅次于第4个时频资源分配503、第5个时频资源分配504、第6个时频资源分配505及第7个时频资源分配506的8个最大的时频资源分配。本实施例中，尽管可以使用任意适当数量的OFDM符号320及可用的OFDM子载频，但通常情况下，对于第8 个时频资源分配607、第9个时频资源分配608、第10个时频资源分配609、第11个时频资源分配610、第12个时频资源分配611、第13个时频资源分配612、第14个时频资源分配613及第15个时频资源分配614，均是8个OFDM符号320，对应48个可用OFDM子载频。 
如图3-6所示，每个节点(如，节点0-14)通常对应整个系统时频资源的逻辑表示。每项逻辑时频资源(如第1个时频资源分配301)通常与物理时频资源相映射。逻辑时频资源与物理时频资源的映射有一部分至少取决于使用的哪种子载频映射方式，如IEEE 802.16标准定义的子载频映射方式。任一适合的子载频映射方式都可以使用。此外，逻辑时频资源与物理时频资源的映射可随时间变化，还可能取决于系统定义的一个或多个参数。在一些实施例中，可能有缺省的子载频映射方式，BS110和MS120会一直采用缺省的子载频映射方式(用于BS 110和MS 120)，直到BS110发送控制信道消息更改子载频映射方式。只要BS 110和MS 120都知道从逻辑时频资源到物理时频资源的映射方式，则该映射方式就可以被使用。例如，在一种子载频映射方式中，逻辑时频节点7可以映射为物理OFDM符号4-11和物理OFDM子载频0-47，此种映射方式称为连续映射方式；而在另外一种子载频映射方式中，可以将逻辑时频节点7映射为物理OFDM符号4-11和物理OFDM子载频0、8、16、24......376，此种映射方式称为分布式排列。 
此外，尽管上述所有时频资源分配都只与其同样大小的时频资源分配放置在一起(如，第8个时频资源分配607和与其大小相等的第13个时频资源分配612放置在一起)，但所属领域的技术人员应认识到，时频资源分配并不限于本示例。在这些时频资源分配中，每个不同大小的时频资源分配均可以与任一或所有其他大小的时频资源分配组合，本发明的范围包括不同大小的时频资源分配的任何适当组合。例如，第11个时频资源分配610和第12个时频资源分配611可以与第3个时频资源分配402和第4个时频资源分配503组合。 
图7所示为4个MS 120的OFDMA分配：即上文描述的关于图2的MS0 200，MS1 210，MS2 220，MS3 230，MS4 240，和MS5 250。对于每个帧，调度器140确定哪个MS 120将分配时频资源及所分配资源的大小，然后 将分配的相关信息发送到MS 120。例如，如图7所示，假定调度器140已确定将节点3分配给MS1 712，节点9分配给MS0 714，节点10分配给MS4 716，节点2分配给MS5 718。调度器140使用在控制信道上传输的分配消息将这些分配信息发送到MS 120，然后MS 120将确定各自的时频资源。 
参见图8所示，举例说明了分配消息810的字段。分配消息810中包含一个16比特的字段，表示MS 120的连接标识符812，其中连接标识符812对应一个或多个MS 120。此外，分配消息810还包含8比特的信道标识符字段813，其中信道标识符标识了预定义的时频资源(如图3-6描述的时频资源)以及两比特的混合自动重发请求(HARQ)字段815，其中HARQ字段含HARQ进程相关信息，如子报文标识符。分配消息810通常还包含4比特的调制/编码字段816，表示解码发送的数据所需的调制和编码信息。 
然而，所属领域的技术人员应认识到，上述分配消息810仅仅是本发明的一个说明性实施例。并不是所有描述的参数都必须用在所有实施例中。一些参数可依据其他参数值被省略，而一些实施例中也有可能会包含另一些参数。例如，MS 120可使用调制/编码字段816及信道标识符字段813的组合来确定传输信息的累计大小。 
图9为较大报文900的结构示意图，如现有技术中的描述，该报文900是从BS 110发送到MS 120的，用于传输比较大的数据，如互联网传输。较大报文900通常包括报头910、净荷920、填充比特925和循环冗余校验(CRC)930。净荷920通常包括要在BS 110和MS 120之间传输的数据。 
CRC 930通常用来检查传输过程中可能出现的任何错误或变更。CRC930通常是由发射机根据报头910、净荷920和填充比特925的值产生的的一个16比特的值。MS 120可以对报头910、净荷920及填充比特925执行同样的操作，由此产生接收的CRC 930，同时通过传输的报文中的CRC比特位获取发送的CRC 930。如果接收的CRC 930与发送的CRC930匹配，则MS 120可确定其已正确地接收报头910、净荷920和填充比特925。上述CRC 930为含16比特的字段，但可选地，也可以适当地设 置为任意大小。 
如果在无线通信系统中净荷920、报头910及CRC 930的组合与支持的报文大小不匹配，则填充比特925就会被添加到报文中。而且，填充比特925由BS 110添加，其数量会因报头910、CRC 930和净荷920的大小而变化。一旦MS 120接收到较大报文900，MS 120会在处理净荷920之前根据已知的净荷920的大小删除填充比特925。 
通常情况下，报头910进一步划分成连接标识符字段(CID)940及其他控制信息950。在现有技术中，报头910的大小通常固定为48比特，相对于小报文900(如VoIP报文)来说是一个巨大的开销。因此，对于某些应用(如VoIP)，通常压缩报头910。而对于较大报文900，则可以保持48比特的报头910。 
图10示出优选的压缩报文1000，其包括压缩的报头1010，以及压缩的净荷1020、填充比特1025和CRC 1030。其中，除了大小不同之外，压缩的净荷1020、填充比特1025及CRC 1030通常与如图9所示的净荷920、填充比特925及CRC 930相似。压缩报头1010通常具有根据如图9所示报头910压缩得到的字节数。压缩报头1010通常删除了CID指示940及其他控制信息950，仅包含压缩的净荷1020大小的指示信息。删除后，压缩报头1010将只有8比特，包括7比特的长度1040和1个填充比特1050。 
然而，上述压缩报头1010更适用于较小报文900，如VoIP报文。同样，在优选实施例中，BS 110通常定义常规报头910及压缩报头1010。常规报头910及压缩报头1010通常与适当大小的报文一起使用。例如，压缩报头1010可与较小报文1000(如VoIP报文)一起使用，而常规报头910可用在较大报文900(如互联网传输)中。 
因为BS 110同时定义了常规报头910和压缩报头1010，BS 110会通知MS 120哪个报头在哪个报文中使用。为了通知MS 120哪个报文使用常规报头910还是压缩报头1010，BS 110可以使用如图11所示的报头关联消息1110在连接标识符812(如上文图8所示)和报头类型(压缩报头1010或常规报头910)之间建立联系。 
如图11所示，报头关联消息1110通常包含连接标识符1112和报头类 型1113。连接标识符1112通常包含16比特的字段及类似信息，如上文图8所示的连接标识符812。报头类型1113通常包括2比特的报头类型(压缩报头1010或常规报头910)的指示信息。例如，报头类型1113的状态‘00’可与常规报头910映射，而状态‘01’可与压缩报头1010映射，尽管任意合适的状态均可表示任何期望的报头类型。剩下两个状态(‘10’和‘11’)通常留作将来使用。 
一旦连接标识符1112和报头类型1113之间具有联系后，则MS 120将具有处理针对具体连接标识符1112的报文所需的信息。MS 120通常使用报头关联消息1110确定每个报文的连接标识符1112。 
图12示出本发明的另一实施例，指配消息1210中不仅包括如图11所示的连接标识符1112，还包括报头类型(压缩报头1010或常规报头910)，报头类型通过报头类型字段1217表示。在本实施例中，含连接标识符1212、信道标识符1213、HARQ字段1215及调制/编码字段1216的分配消息1210的其余部分通常与上述图8所示的分配消息810类似。通过在分配消息1210内包括报头类型1217字段，BS 110可更加灵活地在压缩报头1010和常规报头910之间进行切换。以此方式，BS 110可以确定是否为发送的每个单个报文使用压缩报头1010。 
图13为本发明实施例中BS 110的操作流程示意图。在步骤1310中，BS 110向MS 120发送启用压缩报头1010的指示。压缩报头1010包含净荷1020字节数的指示信息。在一些实施例中，净荷1020字节数的指示通常为7比特的字段，另外，也可以在7比特字段的基础上再增加一个比特。 
启用压缩报头1010的指示通常在建立会话的过程中与上文图11所示的连接标识符1112一起发送。然而，在其他实施例中，启用压缩报头1010的指示可与时频资源分配一起发送。例如，启用压缩报头的指示可以因报文的不同而不同，该压缩报头的指示还可以使用如上文图12所示的分配消息1210进行传输。可选地，也可以使用任何适当的传输来启用压缩报头1010。通常情况下，一旦启用压缩报头1010的指示发送到MS120，MS 120会通过能力属性告知BS 110其是否支持压缩报头1010。 
在步骤1320中，BS 110通常将压缩报头1010、净荷1020及0个或更 多填充字节1025连接起来，形成压缩报文1000。在步骤1330中，BS 110将编码压缩报文1000。在步骤1340中，基站将向MS 120发送编码的压缩报文1000。 
图14示出根据本发明中一个实施例的MS 120优选操作流程。在步骤1410中，MS 120通常从BS 110接收启用压缩报头1010的指示。在本实施例中，压缩报头1010包含净荷1020字节数的指示。在步骤1420中，MS 120从BS 110接收编码的报文。在步骤1430中，MS 120处理编码的报文以确定压缩报头1010、净荷1020和0个或多个填充字节1025的连接情况。在步骤1440中，MS 120使用压缩报头1010确定净荷1020的字节数。在步骤1450中，MS 120根据净荷1020确定的字节数从压缩报头1010、净荷1020和0个或多个填充字节1025的连接中获取净荷1020。在步骤1460中，MS 120处理获取的净荷1020。 
虽然已经详细描述了本发明及其优点，但应明白此处可以做出各种改变、替代和更改都属于本发明的权利要求定义的精神和范围。例如，移动台和基站的角色可以反过来。然而，基站通常控制是否使用压缩报头。例如，如果基站启用了压缩报头，当移动台向基站发送报文时，移动台将使用压缩报头。 
此外，本专利申请的范围并不限于说明书具体实施例中描述的流程、装置、产品、物质组成、方式、方法和步骤。所属领域的技术人员将从本发明的公开内容中迅速了解当前存在或以后开发的流程、装置、产品、物质组成、方式、方法或步骤，它们与此处描述的根据本发明使用的相应实施例执行的功能或取得的结果大体上相同。因此，附加的权利要求范围将涉及这些流程、装置、生产、物质成分、方式、方法或步骤。 

Claims (17)

1.一种发送数据的方法，其特征在于，包括：
通过将第一报头与第一净荷连接，形成第一报文，所述第一报头具有第一大小；
通过将第二报头与第二净荷连接，形成第二报文，所述第二报头具有第二大小，小于所述第一大小；
向移动台无线发送所述第一报文；以及
在发送第二报文前发送启用第二报头的指示；
向所述移动台无线发送所述第二报文；
通过报头关联消息通知所述移动台第一报文使用的报头类型，和/或通过报头关联消息通知所述移动台第二报文使用的报头类型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启用第二报头的指示与时频资源分配一起发送。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启用第二报头的指示与分配消息一起发送。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二报头包含净荷大小的指示。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述净荷大小的指示是一个7比特的字段。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成第二报文包括：将一个或多个填充字节或填充比特与第二报头和第二净荷连接。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二报头包含7比特的信息和1比特的填充。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在向移动台发送第一报文前编码第一报文，以及在向移动台发送第二报文前编码第二报文。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述报头关联消息包括连接标识符和报头类型，所述连接标识符对应一个或多个移动台。
10.一种接收数据的方法，其特征在于，包括：
接收包括第一报头的第一报文，所述第一报头具有第一字节数；以及
接收指示启用第二报头的信息；
接收包括第二报头的第二报文，所述第二报头具有第二字节数，比所述第一字节数少；
接收基站通过报头关联消息发送的所述第一报文使用的报头类型，和/或所述第二报文使用的报头类型。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在接收第一报文后且在接收第二报文前接收所述启用第二报头的信息。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收指示启用第二报头的信息的步骤至少有一部分在建立会话的期间执行。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述接收指示启用第二报头的信息的步骤至少有一部分与接收时频资源分配同时进行。
14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，第二报头包括净荷字节数的指示。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括处理第二报文以确定第二报头和净荷的连接。
16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括确定第二报头净荷的字节数。
17.一种基站，其特征在于，所述基站包括：
第一单元，用于通过将第一报头与第一净荷连接，形成第一报文，所述第一报头具有第一大小；
第二单元，用于通过将第二报头与第二净荷连接，形成第二报文，所述第二报头具有第二大小，小于所述第一大小；
第三单元，用于向移动台无线发送所述第一报文；以及
第五单元，用于在发送第二报文前发送启用第二报头的指示；所述启用第二报头的指示与时频资源分配一起发送或与分配消息一起发送；
第四单元，用于向所述移动台无线发送所述第二报文；
第六单元，用于通过报头关联消息通知所述移动台第一报文使用的报头类型，和/或通过报头关联消息通知所述移动台第二报文使用的报头类型；所述报头关联消息包括连接标识符和报头类型，所述连接标识符对应一个或多个移动台。
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