CN102098725B - 一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法，该方法包括，建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载连接，当施方演进节点B收到服务网关发来的数据后，将提取出的分组数据会聚协议服务数据单元形成分组数据会聚协议协议数据单元后复用形成无线链路控制协议数据单元，并将各中继终端的RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制协议数据单元后发送至中继节点；中继节点从所述R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，并将同一中继终端的所有RLC PDU复用形成一个媒体接入控制协议数据单元后发送至对应的中继终端。采用本发明，实现了引入中继节点以及减少成本、提高效率的目的。

Description

一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域之长期演进系统(LTE，long term evolution)，尤其涉及高级长期演进系统(LTE-A，LTE Advanced)中一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法。
背景技术
第三代移动通信伙伴计划(3GPP，The 3rd Generation Partnership Project)确定LTE的架构为扁平化的演进陆地无线接入网(e-UTRAN，evolved UMTSTerrestrial Radio Access Network)结构。如图1所示，其用户面主要由演进节点B(eNB，evolved Node B)和服务网关(s-GW，serving-gateway)两部分构成。eNB与s-GW通过基站-网关接口S1连接，eNB之间通过基站间接口X2连接，用户设备(UE，User Equitmemt)与eNB通过无线空中接口Uu连接。
为了进一步提高覆盖和容量，3GPP在LTE的R10版本即LTE-A版本中引入了新的网元-中继节点(RN，Relay Node)。如图1所示，RN部署在UE和eNB之间。eNB与RN之间的连接称为回程链接(backhauling link)，UE与RN之间的连接称为访问链接(access link)，控制RN的eNB称为施方eNB(Donor eNB，即施方演进节点B)，由Donor eNB直接控制的UE称为宏UE(Macro UE)，由RN直接控制的UE称为中继UE(Relay UE)。Relay的引入导致Donor eNB和Rn之间的新的接口，称为Un接口。同时原来的eNB与UE之间的Uu接口应用到RN和UE之间时也不排除作修改和改进。
新的空中接口Un需要使用频率资源，如果使用与直接eNB-to-UE链路相同的频带资源，则Un接口和Uu接口将发生同频干扰。如果使用与直接eNB-to-UE链路不同的频带资源，则降低了频率的利用率，增加了Relay Node的部署成本。前一种方式成为频内(in-band)方式，后一种方式称为频外(out-band)方式。In-band方式可以采用以下方法来避免同频干扰，即，RelayNode在backhauling link进行上行发送的子帧，access link不进行上行发送；在backhauling link进行下行接受的子帧，access link不进行下行接收。为了实现上述方法，需要为Relay Node布置特殊的子帧模式。目前标准会议讨论的结果是将多媒体广播单频网(MBSFN，Multimedia broadcast single framenetwork)子帧用作backhauling link，而其它子帧用于access link。Relay Node通过MBSFN子帧进行Un接口的操作，一方面将来自网络的下行数据转发给Relay Node所直接控制的众多的Relay UE，另一方面也将Relay UE的上行数据转发给网络。
根据RN转发的协议数据包的类型不同，可以将Relay分为层1中继(L1relay)，层2中继(L2relay)和层3中继(L3relay)。其中，L1relay转发物理信号，优点是低延迟，缺点是放大噪音干扰，SINR没有增益，没有功率控制机制。L2relay转发媒体接入控制(MAC，media access control)协议数据单元(PDU，protocol data unit)，无线链路控制(RLC，radio link control)PDU或者分组数据会聚协议PDCP(Package data convergent protocol)PDU，根据协议栈的子层配置而定，如果仅有L2仅有MAC层，那么将转发MAC PDU，如果有RLC层，那么转发RLC PDU，如果有PDCP层，那么转发PDCP PDU。L3relay具有和eNB相同的协议栈结构，其Un用户面包括L1，L2(MAC，RLC，PDCP)，因特网协议(IP，internet protocol)层，用户数据包协议(UDP，user data protocol)层和通用无线分组隧道(GTP，GPRS tunneling protocol)层，优点是可以直接使用S1，X2信令，不放大噪声，但是缺点也很明显，具有较大时延，同时空口开销较大。L2Relay具有噪声不转发的优点，而且时延相对于L3Relay较小，并且恰当的选择转发的协议数据包，可以避免安全问题。但现有技术对于如何引入L2Relay却没有给出具体的方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法，实现了引入RN后保证Relay UE和S-GW之间完成IP数据包的可靠传输。
为了解决上述问题，本发明提供了一种服务网关向中继终端传输数据的方法，包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载(E-RAB)连接，当施方演进节点B(Donor eNB)收到服务网关发来的数据后，将提取出的分组数据会聚协议服务数据单元(PDCP SDU)形成分组数据会聚协议协议数据单元(PDCP PDU)后复用形成无线链路控制协议数据单元(RLC PDU)，并将各中继终端的RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制协议数据单元(R-MAC PDU)后发送至中继节点；
所述中继节点从所述R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，并将同一中继终端的所有RLC PDU复用形成一个媒体接入控制协议数据单元(MACPDU)后发送至对应的中继终端。
进一步地，所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
在Donor eNB处建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
进一步地，所述Donor eNB从GTP-U隧道接收GTP-U数据后去掉GTP首部、UDP首部和IP首部后得到PDCP SDU，并对所述PDCP SDU进行头压缩和加密形成PDCP PDU，所述Donor eNB还为各无线承载分配物理资源后将PDCP PDU串接形成RLC PDU，之后将各中继终端的所有RLC PDU串接形成R-MAC PDU；
所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
进一步地，所述中继节点收到所述R-MAC PDU后，先根据中继终端的标识提取出该中继终端对应的所有RLC PDU，以及根据为逻辑信道分配的物理资源，对各RLC PDU内的RLC SDU进行重新分割和串接形成新的RLCPDU，之后将所述新的RLC PDU串接形成MAC PDU并经物理层处理后发送给所述中继终端。
进一步地，所述中继终端的标识为C-RNTI媒体接入控制单元。
本发明还提供一种中继终端向服务网关传输数据的方法，包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载(E-RAB)连接，中继节点收到中继终端发来的传输块后提取出各无线链路控制协议数据单元(RLC PDU)，并将各中继终端的所有RLC PDU复用形成中继媒体接入控制协议数据单元(R-MAC PDU)后发送至施方演进节点B(DonoreNB)；
所述Donor eNB从R-MAC PDU中提取出各中继终端的RLC PDU，并将各中继终端的RLC PDU在对应的E-RAB连接上发送至服务网关。
进一步地，所述中继终端的应用层向分组数据会聚协议(PDCP)层递交IP数据包，所述IP数据包经过PDCP实体的头压缩和加密后形成分组数据会聚协议协议数据单元(PDCP PDU)递交给RLC实体，RLC实体根据中继节点L1/L2调度指令内的资源情况和逻辑信道优先化算法将所述PDCPPDU串接和/或分割后形成RLC PDU，所述RLC PDU复用到MAC PDU后经过物理层处理形成传输块。
进一步地，所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符在Donor eNB处绑定。
进一步地，中继节点接收到来自中继终端的传输块后，经过解码后得到该中继终端的MAC PDU，从MAC PDU中提取出中继终端对应的各RLCPDU，根据Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，为各逻辑信道分配物理资源，并根据分配的物理资源对RLC SDU进行调整，串接和/或者分割后形成新的RLC PDU；之后将形成的新的RLC PDU复用为R-MACPDU；
所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
进一步地，Donor eNB收到所述R-MAC PDU后，根据各中继终端的标识提取出该中继终端的所有RLC PDU，以及根据逻辑信道标识符确定各RLC PDU所属的逻辑信道，并根据本地存储的GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的GTP-U，然后将RLC PDU的RLC SDU提取出来经过PDCP实体的解密和解压得到IP数据包，使用GTP-U协议将IP数据包在GTP-U隧道上传输至服务网关。
进一步地，所述中继终端的标识为C-RNTI媒体接入控制单元。
本发明提供一种服务网关向中继终端传输数据的系统，包括中继终端、中继节点、施方演进节点B(Donor eNB)及服务网关；
所述Donor eNB，用于当中继终端与服务网关之间的E-RAB连接后从所述服务网关接收数据，并将提取出的分组数据会聚协议服务数据单元(PDCP SDU)串接形成分组数据会聚协议协议数据单元(PDCP PDU)后复用形成无线链路控制协议数据单元(RLC PDU)，还用于将各中继终端的所有RLC PDU复用形成一个R-MAC PDU后发送至中继节点；
所述中继节点，用于从所述R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，以及将同一中继终端的所有RLC PDU复用形成一个媒体接入控制协议数据单元(MAC PDU)后发送至对应的中继终端。
进一步地，所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
所述Donor eNB包括中继实体，用于在本地建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
进一步地，所述Donor eNB包括位于S1接口侧的GTP-U隧道实体、UDP/IP实体以及位于Un接口侧的PDCP实体、RLC实体和R-MAC实体；
所述GTP-U隧道实体，用于将接收的GTP-U数据去掉GTP首部后发送至UDP/IP实体；
所述UDP/IP实体，用于将接收的数据去掉UDP首部和IP首部后的PDCP SDU发送至所述PDCP实体；
所述PDCP实体，用于对所述PDCP SDU进行头压缩和加密形成PDCPPDU后发送至所述RLC实体；
所述RLC实体，用于将接收的各PDCP PDU串接形成RLC PDU，以及将所述RLC PDU发送至R-MAC实体；
所述R-MAC实体，用于将接收的各终端的RLC PDU复用形成R-MACPDU；所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
进一步地，所述中继节点包括转发实体、位于Un接口侧的R-MAC实体以及位于Uu接口侧的MAC实体和RLC实体；
所述R-MAC实体，用于从收到的R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，并将所述RLC PDU经转发实体发送至Uu接口侧对应的RLC实体；
所述Uu接口侧的RLC实体，用于根据MAC实体分配的物理资源对RLC PDU内的RLC SDU进行重新分割和串接形成新的RLC PDU，还用于将所述新的RLC PDU发送至中继终端对应的MAC实体；
所述MAC实体，用于为RLC实体分配物理资源，以及收到所述新的RLC PDU后串接形成MAC PDU后经物理层实体发送至对应的中继终端。
本发明还提供一种中继终端向服务网关传输数据的系统，包括中继终端、中继节点、施方演进节点B(Donor eNB)及服务网关；
所述中继节点，用于当中继终端与服务网关之间的E-RAB连接建立后，接收中继终端发来的传输块，并提取出各无线链路控制协议数据单元(RLCPDU)，以及将各中继终端的所有RLC PDU复用形成R-MAC PDU后发送至Donor eNB；
所述Donor eNB，用于从R-MAC PDU中提取出各中继终端的RLCPDU，并将各中继终端的RLC PDU在对应的E-RAB连接上发送至服务网关。
进一步地，所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
所述Donor eNB包括中继实体，用于在本地建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
进一步地，所述中继终端包括分组数据会聚协议(PDCP)实体、RLC实体及MAC实体；
所述PDCP实体，用于将应用层实体发来的IP数据包进行头压缩和加密形成分组数据会聚协议协议数据单元(PDCP PDU)后发送至RLC实体；
所述RLC实体，用于将所述PDCP PDU串接和/或分割后形成RLC PDU后发送至MAC实体；
所述MAC实体，用于将各RLC PDU复用形成MAC PDU后经物理层实体发送至中继节点。
进一步地，所述中继节点包括位于Uu接口侧的MAC实体以及位于Un接口侧的RLC实体和R-MAC实体；
所述MAC实体，用于从接收的MAC PDU中提取出中继终端对应的各RLC PDU，并将提取的RLC PDU发送至Un接口侧对应的RLC实体；还用于根据Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，为MAC PDU内的各RLC PDU分配物理资源；
所述RLC实体，用于根据分配的物理资源将RLC SDU进行调整，串接和/或者分割后形成新的RLC PDU；还用于将形成的新的RLC PDU发送至R-MAC实体；
所述R-MAC实体，用于将接收的各中继终端的各RLC PDU复用形成R-MAC PDU；
所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
进一步地，所述Donor eNB还包括位于Un接口侧的R-MAC实体、RLC实体、PDCP实体以及位于S1接口侧的GTP-U隧道实体；
所述R-MAC实体，用于从接收的R-MAC PDU中根据中继终端的标识提取该中继终端的RLC PDU，并将所述RLC PDU发送至对应的RLC实体；
所述RLC实体，用于从接收的RLC PDU中提取各RLC SDU并发送至对应的PDCP实体；
所述PDCP实体，用于对接收的RLC SDU进行解密和解压得到IP数据包，以及将所述IP数据包发送至中继实体；
所述中继实体，还用于根据逻辑信道的标识符查找本地存储的GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的GTP-U隧道，以及将IP数据包发送至查找到的GTP-U隧道实体；
所述GTP-U隧道实体，用于使用GTP-U协议将所述IP数据包传输至服务网关。
综上所述，本发明提供一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法，实现了引入RN以及减少成本、提高效率的目的。且将PDCP层放在UE侧和Donor eNB侧，避免了将安全参数带入RN，也就避免了引入新的非安全域。在Un接口中只使用一个MAC实体，减少了信令的消耗，使得RN的资源调度类似于macro UE。由于RN上不部署PDCP层，没有必要进行加解密，完整性保护和压缩解压缩处理，因此时延较小。同时本发明对于现有的R8协议做了最大程度的利用，修改的R-MAC兼容MAC协议，R-MAC对MAC的改动很小。
附图说明
图1是引入了Relay的LTE-A网络结构；
图2是本发明引入了RN的LTE-A系统结构图；
图3是本发明RN自动调整RLC PDU的转发机制；
图4-a是本发明Relay UE的C-RNTI control Element格式示意图；
图4-b是跨UE复用/解复用的MAC PDU结构；
图4-c是跨UE的MAC复用/解复用示例；
图5是本发明方法实施例1的流程图；
图6是本发明方法实施例2的流程图。
具体实施方式
本实施例提供一种服务网关与中继终端间传输数据的系统，如图2所示，包括Relay UE、RN、Donor eNB及s-GW；
Relay UE通过Uu接口与RN连接，RN通过Un接口与Donor eNB连接，Donor eNB通过S1接口与s-GW连接；
Relay UE包括APP(应用层)实体、IP实体、PDCP实体、RLC实体、MAC实体及L1(物理层实体)；
在Uu接口侧，RN包括RLC实体、MAC实体及L1，在Un接口侧，RN包括RLC实体、R-MAC(中继媒体接入控制，Relay Media Access Control)实体及L1，RN还包括转发实体；
在Un接口侧，Donor eNB包括PDCP实体、RLC实体、R-MAC实体及L1，在S1接口侧，Donor eNB包括GTP-U(GPRS隧道用户面协议GPRStunneling protocol for user plane)隧道实体、UDP/IP实体、L2及L1，DonoreNB还包括中继实体；
s-GW包括APP实体、IP实体、GTP-U隧道实体、UDP/IP实体、L2及L1；
(A)服务网关向中继终端传输数据的情形
Donor eNB，用于当Relay UE与s-GW之间的E-RAB(演进全球陆上无线接入承载，E-Utran Radio access Bearer)连接后从s-GW接收数据，并将提取出的PDCP SDU串接形成PDCP PDU后复用形成RLC PDU，还用于将各Relay UE的所有RLC PDU复用形成一个R-MAC PDU后发送至中RN；
RN，用于从R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，以及将同一Relay UE的所有RLC PDU复用形成一个MAC PDU后发送至对应的Relay UE。
E-RAB连接包括s-GW与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及DonoreNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
中继实体用于在本地建立GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
Donor eNB的GTP-U隧道实体，用于将接收的GTP-U数据去掉GTP首部后发送至UDP/IP实体；
Donor eNB的UDP/IP实体，用于将接收的数据去掉UDP首部和IP首部后的PDCP SDU发送至PDCP实体；
Donor eNB的PDCP实体，用于对PDCP SDU进行头压缩和加密形成PDCP PDU后发送至RLC实体；
Donor eNB的RLC实体，用于将接收的各PDCP PDU串接形成RLCPDU，以及将RLC PDU发送至R-MAC实体；
Donor eNB的R-MAC实体，用于将接收的各终端的RLC PDU复用形成R-MAC PDU；如图4b所示，R-MAC PDU包括R-MAC header及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC header包含各逻辑信道的标识符。
如图4a所示，中继终端的标识为C-RNTI MAC控制单元，其格式为2个字节的C-RNTI。
RN的L1用于对接收的Donor eNB发来的TB进行解码得到R-MACPDU后发送至R-MAC实体；
RN的R-MAC实体，用于从收到的R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，并将RLC PDU经转发实体发送至Uu接口侧对应的RLC实体；所述Uu接口侧对应的RLC实体指RLC PDU所在逻辑信道对应的RLC实体。
RN的Uu接口侧的RLC实体，用于根据MAC实体分配的物理资源对RLC PDU内的RLC SDU进行重新分割和串接形成新的RLC PDU，还用于将新的RLC PDU发送至中继终端对应的MAC实体；
RN的MAC实体，用于为RLC实体分配物理资源，以及收到新的RLCPDU后串接形成MAC PDU后发送至L1；
RN的Uu接口侧的L1用于对MAC PDU进行处理后发送至对应的中继终端。
(B)中继终端向服务网关传输数据的情形
RN，用于当中继终端与s-GW之间的E-RAB连接建立后，接收中继终端发来的传输块，并提取出各RLC PDU，以及将各中继终端的所有RLC PDU复用形成R-MAC PDU后发送至Donor eNB；
Donor eNB，用于从R-MAC PDU中提取出各中继终端的RLC PDU，并将各中继终端的RLC PDU在对应的E-RAB连接上发送至s-GW。
E-RAB连接包括s-GW与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及DonoreNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
Donor eNB的中继实体用于在本地建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
中继终端的PDCP实体，用于将应用层实体发来的IP数据包进行头压缩和加密形成PDCP PDU后发送至RLC实体；
中继终端的RLC实体，用于将PDCP PDU串接和/或分割后形成RLCPDU后发送至MAC实体；
中继终端的MAC实体，用于将各RLC PDU复用形成MAC PDU后发送至物理层实体；
中继终端的L1，用于对MAC PDU进行处理形成传输块后发送至RN。
RN的Uu侧的L1，用于对接收的传输块进行解码得到MAC PDU，并将MAC PDU发送至MAC实体；
RN的MAC实体，用于从MAC PDU中提取出中继终端对应的各RLCPDU，并将RLC PDU经转发实体发送至RN侧对应的RLC实体，以及根据Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，为MAC PDU内的各RLC PDU分配物理资源；所述RN接口侧对应的RLC实体指RLC PDU所在逻辑信道对应的RLC实体。
RN的RN接口侧的RLC实体，用于根据分配的物理资源将RLC SDU进行调整，串接和/或者分割后形成新的RLC PDU；还用于将形成的新的RLCPDU发送至R-MAC实体；
RN的R-MAC实体，用于将接收的各中继终端的各RLC PDU复用形成R-MAC PDU；
如图4b所示，R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
Donor eNB的Un接口侧的L1，用于对接收的传输块进行解码得到R-MAC PDU，并将R-MAC PDU发送至R-MAC实体；
Donor eNB的R-MAC实体，用于从R-MAC PDU中根据中继终端的标识提取该中继终端的RLC PDU，并将提取的RLC PDU发送至对应的RLC实体；
Donor eNB的RLC实体，用于从接收的RLC PDU中提取各RLC SDU并发送至对应的PDCP实体；
Donor eNB的PDCP实体，用于对接收的RLC SDU进行解密和解压得到IP数据包，以及将IP数据包发送至中继实体；
中继实体，用于根据逻辑信道的标识符查找本地存储的GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的GTP-U隧道，以及将IP数据包发送至查找到的GTP-U隧道实体；
GTP-U隧道实体，用于使用GTP-U协议将接收的IP数据包传输至s-GW。
以上的协议栈框架将Relay UE，RN、Doner eNB和S-GW的功能进行了布局以达到引入RN以及减少成本、提高效率的目的。Relay UE和DonoreNB之间的功能关系和Macro UE与Donor eNB之间的关系相同，主要完成PDCP SDU的安全性保护、压缩功能和传输功能。Relay UE和S-GW之间完成IP数据包的可靠传输。Relay Node与UE之间的完成PDCP PDU的收发，Relay Node和Donor eNB之间完成PDCP PDU的收发。
本实施例提供一种服务网关与中继终端间传输数据的方法；
实施例一：
Relay UE接收来自s-GW的用户面数据的方法如图5所示，包括以下步骤：
步骤501：建立Relay UE与s-GW之间的E-RAB连接。
包括建立s-GW与Donor eNB之间的GTP-U隧道(S1承载)，以及建立与该GTP-U隧道绑定的位于Donor eNB和Relay之间的数据无线承载(DRB，data radio bearer)连接。GTP-U隧道的标识符为下行隧道端点标识符(DL TEID，downlink Tunnel Endpoint Identifier)，DRB连接的标识符为无线承载标识(RB Identity)，两者在Donor eNB处绑定，即在Donor eNB处建立GTP-U隧道的标识符与DRB的标识符的对应关系。
可以是一个逻辑信道对应一个E-RAB连接，也可以是多个逻辑信道对应一个E-RAB连接。
步骤502：Donor eNB在GTP-U隧道上接收到GTP-U数据。
在Donor eNB处一个UE对应一个MAC实体，一个逻辑信道对应一个RLC实体以及对应一个PDCP实体；
Donor eNB将来自S-GW的GTP-U数据去掉GTP首部(GTP header)，UDP header和IP header后得到PDCP SDU，该PDCP SDU所在的PDCP实体由RB Identity标识，RB Indentiy即表示某个UE ID对应的逻辑信道LCH。PDCP实体对PDCP SDU进行头压缩和加密，形成PDCP PDU后发送至RLC实体。
步骤503：Donor eNB复用RLC PDU。
Donor eNB为该RB(即逻辑信道)对应的RLC实体分配物理资源，RLC实体根据物理资源，将RLC SDU即PDCP PDU串接装入RLC PDU，对不能完整装入的PDCP PDU进行分割，一个逻辑信道的数据对应一个RLCPDU，然后将形成的RLC PDU复用形成R-MAC PDU，如果该RLC PDU是所属UE装入R-MAC的首个RLC PDU，则在该首个RLC PDU之前加入UE的标识(即C-RNTI control Element)，发向同一个RN的各UE的RLC PDU形成一个R-MAC PDU，其结构如图4b所示，一个R-MAC PDU包括R-MACHeader及一个或多个RLC PDU，属于同一UE的各RLC PDU依次排列在该UE的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC Header包含各逻辑信道的标识符LCID。
步骤504：Donor eNB向RN传输backhauling数据。
Donor eNB将形成的R-MAC PDU经过物理层处理后放在MBSFN子帧上作为下行数据向RN发送。RN在MBSFN监听Donor eNB的层1/层2信令(L1/L2信令)，当接收到下行数据指令时，接收对应的传输块(TB，transmission block)，并解码为R-MAC PDU。
步骤505：RN解复用并调整RLC PDU。
RN从接收到的R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，并根据C-RNTIcontrol Element找到UE对应的MAC entity，根据R-MAC header中的逻辑信道标识符(LCID，logical channel Identity)来找到逻辑信道对应的RLC实体(RLC entity)。如图3所示，根据MAC实体(MAC entity)为逻辑信道分配的物理资源，对各RLC PDU进行调整，也就是对各RLC PDU内的RLC SDU进行重新分割和串接，以适应该逻辑信道的物理资源。
步骤506：Donor RN向Relay UE传输下行数据。
将UE的RLC PDU调整后串接形成MAC PDU，将MAC PDU进行物理层处理后，发送给UE。这时进入正常的MAC层混合自动重传请求(HARQ，hybrid automatic Retransmission reQuest)过程。UE接收到对应的TB，解码后得到MAC entity，提取出对应的RLC PDU，进而提取出RLC SDU，经过PDCP的解密和解压后得到步骤1中s-GW发送的下行数据。
实施例二：
Relay UE发送用户面数据给s-GW的方法如图6所示，包括以下步骤：
步骤601：建立Relay UE与s-GW之间的E-RAB连接。
包括建立s-GW与Donor eNB之间的GTP-U隧道(S1承载)，以及建立与该GTP-U隧道绑定的位于Donor eNB和Relay之间的DRB连接。GTP-U隧道的标识符为DL TEID，DRB连接的标识符为RB Identity，两者在Donor eNB处绑定，即在Donor eNB处建立GTP-U隧道的标识符与DRB的标识符的对应关系。
步骤602：Relay UE发送的上行数据被RN接收。
Relay UE的应用层向PDCP层递交IP数据包，IP数据包经过PDCP实体的头压缩和加密后形成PDCP PDU递交给RLC实体，RLC实体根据RN
L1/L2调度指令内的资源情况和逻辑信道优先化算法将PDCP PDU串接和/或者分割后形成RLC PDU。该RLC PDU复用形成MAC PDU并经过物理层处理后形成传输块TB发送给RN，即将该UE的各逻辑信道的RLC PDU复用形成一个MAC PDU，该TB即一个MAC PDU。
步骤603：RN调整并复用RLC PDU。
RN接收到来自Relay UE的TB，经过解码后得到该UE的MAC PDU，从MAC PDU中提取出UE对应的各RLC PDU，根据Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，该UE的各逻辑信道LCH分配物理资源，此时分配的物理资源有可能不同于Uu口处为各逻辑信道分配的物理资源，因此需要对各逻辑信道对应的RLC PDU进行调整，如图3所示，具体为，从各RLC PDU中提取出RLC SDU，根据分配的物理资源将RLC SDU进行调整，即进行串接和/或者分割后形成新的RLC PDU。
之后将形成的新的RLC PDU复用形成R-MAC PDU，复用的方法是按照UE的顺序将RLC PDU依次装入R-MAC PDU，如果RLC PDU是UE的首个RLC PDU，则在该首个RLC PDU之前先装入该UE的C-RNTI MACcontrol element。其结构如图4b所示，一个R-MAC PDU包括R-MAC Header及一个或多个RLC PDU，属于同一UE的各RLC PDU依次排列在该UE的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC Header包含各逻辑信道的标识符LCID。
步骤604：RN向Donor eNB传输backhauling数据。
RN将R-MAC PDU进行物理层的处理后形成TB在MBSFN子帧上向Donor eNB发送。Donor eNB在MBSFN子帧上接收到TB，经解码后形成R-MAC PDU。
步骤605：Donor eNB解复用RLC PDU。
Donor eNB从R-MAC PDU中提取出各UE的RLC PDU。RLC PDU所属的UE根据R-MAC PDU中C-RNTI MAC control element中包含的C-RNTI确定，RLC PDU所属的逻辑信道根据R-MAC PDU的R-MAC Header中对应的LCID确定，R-MAC Header中包含了所有RLC PDU的LCID。
步骤606：Donor RN向S-GW传输S1用户面数据。
Donor eNB根据UE ID即C-RNTI和LCID得到RB identity，并通过查找本地存储的RB Identity与TEID的对应关系得到与该RB Identity绑定的GTP-U的TEID。将RLC PDU的RLC SDU提取出来后经过PDCP实体的解密和解压，得到步骤1中UE侧生成的IP数据包，使用GTP-U协议将IP数据包在TEID隧道上传输给S-GW。

Claims (20)

1.一种服务网关向中继终端传输数据的方法，包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载E-RAB连接，当施方演进节点 B Donor eNB收到服务网关发来的数据后，将提取出的分组数据会聚协议服务数据单元PDCP SDU形成分组数据会聚协议协议数据单元PDCP PDU后复用形成无线链路控制协议数据单元RLC PDU，并将各中继终端的RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制协议数据单元R-MAC PDU后发送至中继节点；
所述中继节点从所述R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，并将同一中继终端的所有RLC PDU复用形成一个媒体接入控制协议数据单元MAC PDU后发送至对应的中继终端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
在Donor eNB处建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述Donor eNB从GTP-U隧道接收GTP-U数据后去掉GTP首部、UDP首部和IP首部后得到PDCP SDU，并对所述PDCP SDU进行头压缩和加密形成PDCP PDU，所述Donor eNB还为各无线承载分配物理资源后将PDCP PDU串接形成RLC PDU，之后将各中继终端的所有RLC PDU串接形成R-MAC PDU；
所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述中继节点收到所述R-MAC PDU后，先根据中继终端的标识提取出该中继终端对应的所有RLC PDU，以及根据为逻辑信道分配的物理资源，对各RLC PDU内的RLC SDU进行重新分割和串接形成新的RLC PDU，之后将所述新的RLC PDU串接形成MAC PDU并经物理层处理后发送给所述中继终端。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述中继终端的标识为C-RNTI媒体接入控制单元。
6.一种中继终端向服务网关传输数据的方法，包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载E-RAB连接，中继节点收到中继终端发来的传输块后提取出各无线链路控制协议数据单元RLC PDU，并将各中继终端的所有RLC PDU复用形成中继媒体接入控制协议数据单元R-MAC PDU后发送至施方演进节点 B Donor eNB；
所述Donor eNB从R-MAC PDU中提取出各中继终端的RLC PDU，并将各中继终端的RLC PDU在对应的E-RAB连接上发送至服务网关。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述中继终端的应用层向分组数据会聚协议PDCP层递交IP数据包，所述IP数据包经过PDCP实体的头压缩和加密后形成分组数据会聚协议协议数据单元PDCP PDU递交给RLC实体，RLC实体根据中继节点L1/L2调度指令内的资源情况和逻辑信道优先化算法将所述PDCP PDU串接和/或分割后形成RLC PDU，所述RLC PDU复用到MAC PDU后经过物理层处理形成传输块。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符在Donor eNB处绑定。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
中继节点接收到来自中继终端的传输块后，经过解码后得到该中继终端的MAC PDU，从MAC PDU中提取出中继终端对应的各RLC PDU，根据Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，为各逻辑信道分配物理资源，并根据分配的物理资源对RLC SDU进行调整，串接和/或者分割后形成新的RLC PDU；之后将形成的新的RLC PDU复用为R-MAC PDU；
所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
Donor eNB收到所述R-MAC PDU后，根据各中继终端的标识提取出该中继终端的所有RLC PDU，以及根据逻辑信道标识符确定各RLC PDU所属的逻辑信道，并根据本地存储的GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的GTP-U，然后将RLC PDU的RLC SDU提取出来经过PDCP实体的解密和解压得到IP数据包，使用GTP-U协议将IP数据包在GTP-U隧道上传输至服务网关。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述中继终端的标识为C-RNTI媒体接入控制单元。
12.一种服务网关向中继终端传输数据的系统，包括中继终端、中继节点、施方演进节点 B Donor eNB及服务网关；其特征在于：
所述Donor eNB，用于当中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载E-RAB连接后从所述服务网关接收数据，并将提取出的分组数据会聚协议服务数据单元PDCP SDU串接形成分组数据会聚协议协议数据单元PDCP PDU后复用形成无线链路控制协议数据单元RLC PDU，还用于将各中继终端的所有RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制协议数据单元R-MAC PDU后发送至中继节点；
所述中继节点，用于从所述R-MAC PDU中提取出各RLC PDU，以及将 同一中继终端的所有RLC PDU复用形成一个媒体接入控制协议数据单元MAC PDU后发送至对应的中继终端。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于：
所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
所述Donor eNB包括中继实体，用于在本地建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
14.如权利要求12所述的系统，其特征在于：
所述Donor eNB包括位于S1接口侧的GTP-U隧道实体、UDP/IP实体以及位于Un接口侧的PDCP实体、RLC实体和R-MAC实体；
所述GTP-U隧道实体，用于将接收的GTP-U数据去掉GTP首部后发送至UDP/IP实体；
所述UDP/IP实体，用于将接收的数据去掉UDP首部和IP首部后的PDCP SDU发送至所述PDCP实体；
所述PDCP实体，用于对所述PDCP SDU进行头压缩和加密形成PDCP PDU后发送至所述RLC实体；
所述RLC实体，用于将接收的各PDCP PDU串接形成RLC PDU，以及将所述RLC PDU发送至R-MAC实体；
所述R-MAC实体，用于将接收的各终端的RLC PDU复用形成R-MAC PDU；所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
15.如权利要求13所述的系统，其特征在于：
所述中继节点包括转发实体、位于Un接口侧的R-MAC实体以及位于Uu接口侧的MAC实体和RLC实体；
所述R-MAC实体，用于从收到的R-MAC PDU中提取出各RLC PDU， 并将所述RLC PDU经转发实体发送至Uu接口侧对应的RLC实体；
所述Uu接口侧的RLC实体，用于根据MAC实体分配的物理资源对RLC PDU内的RLC SDU进行重新分割和串接形成新的RLC PDU，还用于将所述新的RLC PDU发送至中继终端对应的MAC实体；
所述MAC实体，用于为RLC实体分配物理资源，以及收到所述新的RLC PDU后串接形成MAC PDU后经物理层实体发送至对应的中继终端。
16.一种中继终端向服务网关传输数据的系统，包括中继终端、中继节点、施方演进节点 B Donor eNB及服务网关；其特征在于：
所述中继节点，用于当中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载E-RAB连接建立后，接收中继终端发来的传输块，并提取出各无线链路控制协议数据单元RLC PDU，以及将各中继终端的所有RLC PDU复用形成中继媒体接入控制协议数据单元R-MAC PDU后发送至Donor eNB；
所述Donor eNB，用于从R-MAC PDU中提取出各中继终端的RLC PDU，并将各中继终端的RLC PDU在对应的E-RAB连接上发送至服务网关。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于：
所述E-RAB连接包括服务网关与Donor eNB间的GTP-U隧道，以及所述Donor eNB和中继节点之间的数据无线承载连接；
所述Donor eNB包括中继实体，用于在本地建立所述GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于：
所述中继终端包括分组数据会聚协议PDCP实体、RLC实体及MAC实体；
所述PDCP实体，用于将应用层实体发来的IP数据包进行头压缩和加密形成分组数据会聚协议协议数据单元PDCP PDU后发送至RLC实体；
所述RLC实体，用于将所述PDCP PDU串接和/或分割后形成RLC PDU后发送至MAC实体；
所述MAC实体，用于将各RLC PDU复用形成MAC PDU后经物理层实体发送至中继节点。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于：
所述中继节点包括位于Uu接口侧的MAC实体以及位于Un接口侧的RLC实体和R-MAC实体；
所述MAC实体，用于从接收的MAC PDU中提取出中继终端对应的各RLC PDU，并将提取的RLC PDU发送至Un接口侧对应的RLC实体；还用于根据Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，为MAC PDU内的各RLC PDU分配物理资源；
所述RLC实体，用于根据分配的物理资源将RLC SDU进行调整，串接和/或者分割后形成新的RLC PDU；还用于将形成的新的RLC PDU发送至R-MAC实体；
所述R-MAC实体，用于将接收的各中继终端的各RLC PDU复用形成R-MAC PDU；
所述R-MAC PDU包括R-MAC首部及一个或多个RLC PDU，属于同一中继终端的各RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个RLC PDU对应一个逻辑信道的数据，R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
20.如权利要求17所述的系统，其特征在于：
所述Donor eNB还包括位于Un接口侧的R-MAC实体、RLC实体、PDCP实体以及位于S1接口侧的GTP-U隧道实体；
所述R-MAC实体，用于从接收的R-MAC PDU中根据中继终端的标识提取该中继终端的RLC PDU，并将所述RLC PDU发送至对应的RLC实体；
所述RLC实体，用于从接收的RLC PDU中提取各RLC SDU并发送至对应的PDCP实体；
所述PDCP实体，用于对接收的RLC SDU进行解密和解压得到IP数据包，以及将所述IP数据包发送至中继实体；
所述中继实体，还用于根据逻辑信道的标识符查找本地存储的GTP-U隧 道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的GTP-U隧道，以及将IP数据包发送至查找到的GTP-U隧道实体；
所述GTP-U隧道实体，用于使用GTP-U协议将所述IP数据包传输至服务网关。
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