CN102469509A - 一种数据传输方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法、装置及系统。其中数据传输方法包括：将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧之间交互的数据报文。本发明可以实现降低成本、提高传输速率，解决现有技术中数据传输速率要求比较高的业务很难得到保障或者造成成本升高的技术缺陷。

Description

一种数据传输方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域技术，尤其涉及一种数据传输方法、装置及系统。 

背景技术

随着移动通信业务的发展，用户对数据业务传输速率有越来越高的要求。距离基站比较近的用户信道质量比较理想，可以通过多天线复用技术(MIMO，多输入多输出)或者高阶调制编码方式，提高传输速率，满足用户业务需求。对于距离基站比较远的用户，或者处于障碍物较多的环境中的用户，信道质量不理想，可以利用多天线分集或小区间协作技术提高用户通信质量，或者利用中继站(Type1 relay)进行扩展覆盖，保障数据传输的可靠性。 

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中提高信道质量的方式虽然能够满足数据传输的可靠性，但是都存在一些问题：例如，对于小区间协作技术，多个基站向同一个用户传送相同的内容，资源浪费较严重，成本较高。对于中继技术，用户与基站之间通过中继站交互，部署中继站的成本同样较高。另外，对于数据传输速率要求比较高的业务很难得到保障或者造成成本升高。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种数据传输方法、装置及系统，实现降低成本、提高信道质量、传输速率。 

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种数据传输方法，应用于无线通信系统中，包括： 

将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点； 

所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧之间交互的数据报文。 

其中，所述第一类用户终端与所述第二类用户终端通过辅通信链路转发数据报文；所述第一类用户终端通过主通信链路与网络侧交互，转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文。 

其中，第一类用户终端与所述第二类用户终端通过辅通信链路转发数据报文的操作具体包括：确定所述辅通信链路的通道传输协议；所述第二类用户终端根据所述通道传输协议发送包含协议层标识的数据报文到所述第一类用户终端；所述第一类用户终端根据所述协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。 

另外，第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文的操作具体包括： 

所述第一类用户终端将所述第二类用户终端对应的终端标识加入到所述数据报文中，并将包含终端标识的数据报文转发到网络侧。 

具体地，所述第一类用户终端在所述上行MAC PDU或PDCP PDU中、所述网络侧在其返回的下行MAC PDU或PDCP PDU中添加所述第二类用户终端对应的无线网络临时标识C-RNTI，并进行封装。 

另外，第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文的操作具体包括：所述第一类用户终端通过所述第二类用户终端特有的数据无线承载或者逻辑信道转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文。 

其中，主通信包括UMTS、CDMA、LTE中的一种或者多种；所述辅通信包括无线局域网通信、无线蓝牙通信、红外通信的一种或者多种；所述无线局域网通信包括802.11x WLAN。 

为实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供一种用户终端，作为被服务用户节点，包括： 

报文生成模块，用于生成数据报文； 

发送模块，用于将所述数据报文发送到中继用户终端或基站； 

接收模块，用于接收所述中继用户终端转发的数据报文。 

其中，报文生成模块，还用于根据用户终端和中继用户终端之间的通道传输协议生成包含协议层标记的数据报文。 

另外，所述报文生成模块，还用于生成包含无线承载标识的数据报文。 

优选地，该终端还包括：缓存状态信息上报模块，用于上报所述用户终端的数据缓存状态信息到所述中继用户终端或基站。 

更优地，该终端还包括：重传请求生成模块，用于当所述用户终端未收到所述中继用户终端下行MAC PDU或PDCP PDU时，生成自动重传请求(ARQ)通知所述中继用户终端重传。 

为实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供一种用户终端，作为中继用户终端，包括： 

接收模块，用于接收被服务用户终端和基站之间交互的数据报文； 

中继转发模块，用于转发所述被服务用户终端和基站之间交互的数据报文。 

其中，该终端还包括：数据处理模块，用于根据被服务用户终端发送的数据报文中的协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。 

另外，该终端还包括：报文处理模块，用于将所述被服务用户终端对应的终端标识加入到所述数据报文中；所述中继转发模块，用于转发包换所述终端标识的数据报文到基站或相应的被服务用户终端。 

优选地，该终端还包括：缓存状态信息上报模块，用于上报所述用户终端的数据缓存状态信息以及所述被服务用户终端数据缓存状态信息到基站。 

更优地，该终端还包括：重传请求生成模块，用于当所述用户终端未收到所述被服务用户终端发送的上行MAC PDU或PDCP PDU时，通过混合自动重传请求(HARQ)通知所述被服务用户终端重传。 

更优地，该终端还包括信道分配模块，其中：所述数据处理模块，用于将不同被服务用户终端的发送的MAC PDU或PDCP PDU封装后的MACPDU或PDCP PDU分块或串联，生成一个RLC PDU；信道分配模块，用于当所述被服务用户终端已经接入到网络侧，并且已经分配了相应的逻辑信道时，分配所述已分配的逻辑信道；对于所述RLC PDU，分配增加的逻辑信道。 

为实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供一种基站，包括： 

接收模块，用于接收所述中继用户终端转发的数据报文； 

解复用模块，用于对所述数据报文进行解复用； 

来源确定模块，用于根据所述数据报文中的终端标识确定所述数据报文的来源； 

处理模块，用于根据所述数据报文的来源确定在相应的逻辑信道上处理所述数据报文。 

优选地，该基站还包括： 

资源分配模块，用于根据中继用户终端上报的数据缓存状态信息，或根据被服务用户终端上报的数据缓存状态信息为每个所述被服务用户终端分配资源，并将将资源分配的结果发送给所述中继用户终端。 

为实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供一种数据传输系统，包含上述的第二类用户终端、第一类用户终端以及基站，其中： 

将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点； 

所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧之间交互的数据报文。 

本发明各实施例的数据传输方法、装置和系统，由于利用终端作为中继进行数据传输，将信道质量好的第一类用户终端作为信道质量差的第二类用户终端的中继，从而转发第二类终端与网络侧的数据，可以提高数据传输的吞吐量及传输速率，且避免现有技术的资源浪费，提高资源利用效率、降低成本。 

本发明不仅适用于UMTS、CDMA、LTE一种或多种主通信系统；还适用第一类用户终端与第二类用户终端进行辅通信，如包括无线局域网通信、无线蓝牙通信、红外通信等一种或多种技术，还可以利用802.11x WLAN等成熟的无线局域网转发数据。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 

附图说明

图1是本发明数据传输方法实施例的流程图； 

图2是本发明数据传输方法及系统的应用场景实施例示意图； 

图3a和图3b分别是本发明中TCP和UDP报文结构示意图； 

图4是本发明IP报文结构示意图； 

图5是本发明IP802.11帧控制域结构示意图； 

图6是本发明通过MAC协议层传输数据的示意图； 

图7是本发明通过PDCP协议层传输数据的示意图； 

图8是本发明添加终端标识的MAC PDU的示意图； 

图9是本发明添加DRB的MAC PDU的示意图； 

图10是本发明添加终端标识的PDCP PDU的示意图； 

图11是本发明添加DRB的PDCP PDU的示意图； 

图12是本发明基站侧PDCP PDU封装的协议栈结构示意图； 

图13是本发明中继用户节点侧PDCP PDU封装的协议栈结构示意图； 

图14是本发明作为被服务用户节点的用户终端实施例的结构图； 

图15是本发明作为中继用户节点的用户终端实施例的结构图。 

图16是本发明基站实施例的结构图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 

方法实施例

本发明的数据传输方法，应用于无线通信系统中，首先将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；之后，所述第二类用户终端通过所述第一类用户终端将数据报文转发到所述网络侧。 

图1为本发明数据传输方法实施例的流程图，如图1所示，本实施例包括以下步骤： 

步骤S102：将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点； 

步骤S104：第一类用户终端与第二类用户终端通过辅通信链路转发数据； 

步骤S106：第一类用户终端通过主通信链路与网络侧交互，转发第二类用户终端与网络侧交互的数据。 

本实施例对无线通信系统中信道质量不理想用户的传输速率不高问题提出的一种数据传输解决方法，主要利用信号质量好的第一类终端做中继进行 传输，提高吞吐量和资源利用效率(主要应用场景：信号较差，但是需要高速率数据传输)。 

图2为本发明数据传输方法及系统的应用场景实施例示意图，如图2所示，本实施例提出了用户之间通过辅通信链路，如802.11x无线局域网协议或者蓝牙通信、红外等为例，来实现互相转发数据，可以有效提高无线通信系统中信道质量不理想用户的传输速率。本实施例中的主通信技术可以是UMTS、CDMA和LTE等；辅通信技术可以是8021.11x、蓝牙和超宽带等通信技术，也可以是主通信技术如LTE等， 

在无线通信系统中，在基站覆盖范围之内，分布着信道质量不同的用户，且用户之间存在辅通信技术的无线接口，比如802.11x和蓝牙无线接口，用户之间可以通过辅通信技术的无线接口转发用户和基站之间的数据。信道质量不理想的用户可以利用该用户附近的信道质量比较理想的用户作为中继，实现数据到基站的中继传输。在这里把信道质量或信号质量比较差(且需要中继服务的用户定义为被服务用户节点，也就是本文所称的第二类用户终端，如用户终端1，用户终端4；把能够提供中继服务的用户定义为中继用户节点，也就是本文所称的第一类用户终端，如用户终端2。这样第二类用户终端和网络侧基站之间的数据可以通过中继用户节点进行转发。中继用户节点同基站之间的数据和普通节点同基站之间的数据仍采用标准的主通信技术无线接口传输，比如UMTS、CDMA和LTE等。 

下面将以LTE系统中用户终端之间采用802.11x WLAN传输数据为例，该本发明中进行说明。其它的蓝牙无线、红外等技术可以采用类似的思想和方式来进行中继数据转发。 

另外，为了支持以上LTE系统用户基于无线局域网互相转发数据的方法，需要在每一步传输过程中增加相应的标识，以完成整个数据中继过程， 

上述步骤S104具体包括： 

确定辅通信链路的通道传输协议； 

第二类用户终端根据通道传输协议发送包含协议层标识的数据报文到第一类用户终端； 

第一类用户终端根据所述协议层标识，将数据报文在相应的协议层处理。 

以下分别对TCP/UDP的socket、标准IP或802.11x三种通道传输协议 的数据报文进行具体描述。 

图3a和图3b分别为TCP和UDP报文结构示意图。如图3a和图3b所示，对于TCP/UDP的socket通道传输协议，通过定义TCP协议和UDP协议报文段首部中的2个字节的源端口和2个字节的目的端口字段，在中继用户节点可以指示TCP/UDP携带的数据该提交到上层哪个协议栈。在中继用户节点向被服务用户节点下发数据时，他们的源端口号和目的端口号互换。 

图4为IP报文结构示意图。如图4所示，标准IP通道传输协议，IP报文段头部的8比特“协议”字段指出此数据报携带的数据是使用何种协议，为了让接收端的IP层知道将数据提交到哪个上层协议处理，这里对“协议”字段需要进行定义，对于上行数据和下行数据定义不同的“协议”字段值，只要和已经使用的“协议”字段值不同即可。 

图5为IP802.11帧控制域结构示意图。对于802.11x通道传输协议，802.11帧控制域结构中有2比特的“类型”字段和4比特的“子类型”字段来表示帧的类型，使用预留的“类型”字段(11)结合“子类型”域，可以指示数据该提交到上一层的哪个协议。对于上行数据和下行数据定义相同的“类型”字段和不同的“子类型”字段，这样上行数据到达中继用户节点，被提交到中继用户节点RLC层，下行数据到达被服务用户节点被提交到被服务用户节点的MAC层。例如，定义类型字段的“11”表示是WLAN与LTE模块之间的通信类型，而子类型的一个比特“1”表示递交到RLC层，“0”表示递交到MAC层。 

另外，由于一个中继用户节点可以为多个被服务用户节点服务，一个被服务用户节点也可以同时被多个中继用户节点服务。中继用户节点将被服务用户节点对应的终端标识加入到数据报文中，并将包含终端标识的数据报文转发到网络侧。例如，中继用户节点为被服务用户节点提供中继数据传输服务的时候，需要提供无线局域网的IP地址，该IP地址用于在无线局域网内区分不同的用户。同时该IP地址应该与被服务用户节点在LTE系统中的网络标识C-RNTI有对应的关系，该对应关系可以存储在LTE基站或者中继用户节点处。从而被服务用户节点的LTE系统中的IP地址，C-RNTI和无线局域网中的IP地址建立了相应的对应关系。 

本实施例中，可以不在数据报文中添加终端标识，而使得网络侧的知道 接收到的数据报文的来源。例如，中继用户节点通过被服务用户节点特有的数据无线承载或者逻辑信道转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文。由于通信系统或者基站可能为各个终端指定相应的数据无线承载或者逻辑信道用于数据传输，中继用户节点通过这些数据无线承载或者逻辑信道为被服务节点传输数据，网络侧就可以清楚地得知所传输的数据报文的来源。 

通过在数据报文中加入该被服务终端的标识，基站能够区分该数据报文究竟是哪个终端发送的进一步提高了中继用户终端转发数据的准确性以及基站处理数据报文的准确性。 

另外，本实施例中，网络侧基站在接收到中继用户节点转发的数据报文后，还包括：基站通过指定或者专用的逻辑信道或数据无线承载将需要发送被服务用户节点的数据报文下发中继用户节点；中继用户节点根据所述逻辑信道或数据无线承载将数据报文转发给对应的被服务用户节点。 

另外，本实施例中，基站还可以下发包含被服务用户节点对应的终端标识的数据报文到中继用户节点；中继用户节点根据所述终端标识将所述数据报文转发给对应的被服务用户节点。 

中继用户节点将数据报文转发给被服务用户节点的操作包括：中继用户节点根据预先确定的与被服务用户节点之间的通道传输协议发送包含协议层标识的数据报文到被服务用户节点；被服务用户节点根据所述协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。 

以下分别以通过MAC协议层和PDCP协议层传输数据为例，对终端作为中继用户节点的数据传输方式进行具体说明。 

图6是通过MAC协议层传输数据的示意图。如图6所示， 

上行数据被封装在MAC PDU中，上行MAC PDU由被服务用户节点通过822.11x WLAN发送到中继用户节点，根据被服务用户节点与中继用户节点之间的通道传输协议，对上行MAC PDU进行相应的处理，即如上所述的在上行MAC PDU加入协议层标识；中继用户节点接收到上行MAC PDU后，根据所述通道传输协议进行解封装；将解封装后的数据通过LTE通道发送到基站，可以置于RLC层数据进行数据的分割、重组后依此通过MAC层、物理层发送给基站；也可以直接置于MAC层，然后由物理层发送出去。 

其中，被服务用户节点的上行数据通过隧道到达中继用户节点的RLC层；被服务用户节点的下行数据通过隧道到达被服务用户节点的MAC层或MAC层。中继用户节点和被服务用户节点均使用左侧的协议模块用来传输被服务用户节点和基站之间的MAC层数据或信令，形成了传输被服务用户节点和基站之间MAC协议数据单元(Protocol Data Unit，简称PDU)或RLCPDU的传输通道。 

图7是通过PDCP协议层传输数据的示意图。如图7所示， 

上行数据被封装在PDCP PDU中，上行MAC PDU由被服务用户节点通过822.11x WLAN发送到中继用户节点，根据被服务用户节点与中继用户节点之间的通道传输协议，对上行PDCP PDU进行相应的处理，即如上所述的在上行PDCP PDU加入协议层标识；中继用户节点接收到上行PDCP PDU后，根据所述通道传输协议进行解封装；将解封装后的数据通过LTE通道发送到基站，可以置于RLC层数据进行数据的分割、重组后依此通过PDCP层、物理层发送给基站；也可以直接置于PDCP层，然后由物理层发送出去。 

其中，被服务用户节点的上行数据通过隧道到达中继用户节点的PDCP层；被服务用户节点的下行数据通过隧道到达被服务用户节点的PDCP层。中继用户节点和被服务用户节点均使用左侧的协议模块用来传输被服务用户节点和基站之间的PDCP层数据或信令，形成了传输被服务用户节点和基站之间PDCP PDU的传输通道。 

本实施例中，中继用户节点和被服务用户节点协议栈中右侧的协议栈为LTE标准协议栈，中继用户节点和被服务用户节点协议栈中左侧的协议栈底层为802.11x WLAN协议栈。 

下面对使用MAC层传输数据时，对相关细节进行具体说明。 

由于中继用户节点需要在MAC PDU加入终端标识，以便基站接收到中继用户节点转发的被服务用户节点的上行MAC PDU时，能够区分MAC PDU属于哪个被服务用户节点；中继用户节点收到基站发送的被服务用户节点的下行MAC PDU时，需要区分MAC PDU属于哪个被服务用户节点。如图8所示，在MAC PDU之前添加一个标识字段，例如标志字段设置为该MACPDU所属用户的小区无线网络临时标识C-RNTI。 

另外，被服务用户节点发往中继用户节点的MAC PDU在到达中继用户节点时，需要数据无线承载(DRB)信息以便送到正确的逻辑信道处理，然而C-RNTI信息可以通过IP地址或802.11x WLAN地址获得，头部中无需添加。如图9所示，在MAC PDU之前添加标志字段，标识字段设置为DRB信息。 

优选地，中继用户节点MAC层和基站MAC层除了要维护处理普通节点和中继用户节点的逻辑信道外，还需要增加处理被服务用户节点的逻辑信道： 

a)当被服务用户节点一开始已经接入到LTE基站，并且已经分配了相应的逻辑信道，在进行中继服务的时候，这些逻辑信道仍然被沿用； 

b)对于来自不同被服务用户节点的MAC PDU，经过封装后，作为RLCSDU(服务数据单元)使用增加的逻辑信道进行缓存。RLC层收到MAC层资源指示后，将不同被服务用户节点的封装后的MAC PDU分块或串联，生成一个RLC PDU。这样就可以支持多用户复用，即多被服务用户节点复用。 

更优地，基站需要为中继用户节点缓存的被服务用户节点上行数据分配资源，资源分配采用如下处理方式： 

A)被服务用户节点MAC发送的MAC PDU不包含缓冲状态报告控制信息单元(BSR)信息，被服务用户节点MAC PDU发送由802.11x根据发送能力触发。中继用户节点周期性的利用MAC CE向基站汇报数据缓存状态，包括缓存的被服务用户节点数据。 

B)被服务用户节点MAC发送的MAC PDU包含BSR信息，基站分配资源之后，将资源分配结果指示给中继用户节点，由中继用户节点使用这部分资源发送被服务用户节点数据。 

对于上行数据，被服务用户节点的MAC PDU将复用到中继用户节点的MAC PDU中，当中继用户节点未收到被服务用户节点的上行MAC PDU时，通过混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request，简称HARQ)通知被服务用户节点重传，以保证数据传输的可靠性。被服务用户节点生成MAC PDU将不使用HARQ通道，而只是将MAC PDU经由802.11x WLAN发送到中继用户节点。 

被服务用户节点RLC使用轮询(polling)方式，当被服务用户节点未收 到中继用户节点下行MAC PDU时，通过自动重传请求(Automatic Repeat Request，简称ARQ)通知中继用户节点重传，从而保障QoS要求。 

基站接收到复用了被服务用户节点的MAC PDU时，首先基站MAC层对来自中继用户节点的MAC PDU进行解复用，并区分数据是来自被服务用户节点还是中继用户节点。对于中继用户节点数据，由处理中继用户节点的逻辑信道进行处理之后，往上层提交；对于被服务用户节点的数据，使用增加的对应的逻辑信道进行处理，包括去分块和去串联，就得到了封装后的被服务用户节点MAC PDU，进行解封装，往上层提交。这时候基站得到的就是来自被服务用户节点的MAC PDU，可以使用LTE中处理方式进行处理。 

下面对使用PDCP层传输数据时，对相关细节进行具体说明。 

基站接收到中继用户节点转发的被服务用户节点的上行PDCP PDU时，要求基站能够区分PDCP PDU属于哪个被服务用户节点；中继用户节点收到基站发送的被服务用户节点的下行PDCP PDU时，需要区分PDCP PDU属于哪个被服务用户节点。因此中继用户节点和被服务用户节点之间的PDCPPDU需要做封装，如图10所示，添加一个标志字段，标志字段设置为该MACPDU所属用户的小区无线网络临时标识C-RNTI。 

被服务用户节点发往中继用户节点的PDCP PDU在到达中继用户节点时，需要DRB)信息以便送到正确的RLC逻辑信道处理，然而C-RNTI信息可以通过IP地址或802.11x WLAN地址获得，头部中无需添加。如图11所示，添加标志字段，标识字段设置为DRB信息。 

中继用户节点PDCP层和基站PDCP层除了要维护处理普通节点和中继用户节点的逻辑信道外，还需要增加处理被服务用户节点的逻辑信道。 

当被服务用户节点一开始已经接入到LTE基站，并且已经分配了相应的逻辑信道，在进行中继服务的时候，这些逻辑信道仍然被沿用。 

中继用户节点对于来自不同被服务用户节点的PDCP PDU，经过封装后，作为RLC SDU使用增加的逻辑信道进行缓存。RLC层收到PDCP层资源指示后，将不同被服务用户节点的封装后的RLC SDU分块或串联，生成一个RLC PDU(协议数据单元)。这样就可以支持多用户复用，即多被服务用户节点复用。 

为了减少对PDCP层和RLC层的改动，对于PDCP PDU的封装可以通过增加一个专门负责PDCP包封装的模块实现，定义为PDCP Tunneling模块。那么基站侧和中继用户节点侧协议栈可以采用如图12和图13所示的格式。 

在被服务用户节点侧，不使用中继时，PDCP Tunneling将PDCP PDU透传给RLC层；使用中继时，PDCP Tunneling将PDCP PDU按照图13所示格式封装后，通过802.11x WLAN发送到中继用户节点。而当接收到802.11xWLAN侧来的数据后，被服务用户节点按照图13所示格式解封出PDCP包，然后提交给PDCP层。 

在中继用户节点侧，PDCP Tunneling将PDCP层来的PDCP PDU透传给RLC层；对WLAN侧来的数据，首先从包中提取出被服务用户节点的DRB信息及PDCP PDU，然后对PDCP PDU按照图12所示格式封装后送至中继用户节点RLC层新增加的对应逻辑信道；对于中继用户节点RLC层来的数据，如果为PDCP PDU，透传给中继用户节点PDCP层，若为图12所示格式封装的数据，取出其中的PDCP PDU并按图13所示格式封装然后，经802.11xWLAN发送到被服务用户节点。 

在基站侧，相应用户不采用中继服务时，PDCP Tunneling直接透传PDCPPDU到基站RLC层；相应用户使用中继时，PDCP Tunneling将PDCP PDU按照图12所示格式封装提及到基站RLC层新增加的逻辑信道。基站PDCPTunneling收到RLC层数据后，如果是PDCP PDU，透传到基站PDCP层，如果是图12所示格式封装后的数据，解封装提取出PDCP PDU后提交到基站PDCP层。 

本实施例中，用户之间使用802.11x WLAN转发数据，可以有效提高信道质量比较差用户的传输速率，满足对数据速率要求比较高的业务的QoS。使用MAC传输通道，实现简单，可行性好。可以通过为转发的数据设置新的逻辑信道，通过定义不同的优先级可以为被服务用户节点业务提供QoS保证，同时可以实现多用户复用中继。 

由于网络侧基站下发数据报文到被服务用户节点的过程为上述上报数据报文流程的逆过程，数据传输方式基本相同，在此不再对基站下发数据的流程进行赘述。本发明中，可以仅通过中继用户节点上报数据报文或仅通过中继用户节点下发数据报文，也可以将上下行数据报文均通过中继用户节点转 发。 

为了实现本发明中的方法，需要对充当中继用户节点的第一类用户终端、需要服务的第二类用户终端和基站进行相应改进以实现本发明方法中的交互。 

终端实施例一

如图14所示，本发明作为被服务用户节点的用户终端实施例包括： 

报文生成模块202，用于生成数据报文； 

发送模块204，用于将所述数据报文发送到中继用户终端。 

接收模块206，用于接收所述中继用户终端转发的数据报文。 

其中，报文生成模块202，还用于根据用户终端和中继用户终端之间的通道传输协议生成包含协议层标记的数据报文。具体地，当所述用户终端和中继用户终端之间的通道传输协议为TCP/UDP的socket通道传输协议时，生成段首中加入协议层标记的TCP/UDP报文，所述协议层标记定义源端口和目的端口字段；或当所述第一类用户终端和第二类用户终端之间的通道传输协议为标准IP通道协议时，生成段首中的协议字段加入协议层标记的IP报文，所述协议层标记定义该IP报文携带的数据所使用的协议；或当所述第一类用户终端和第二类用户终端之间的通道传输协议为802.11x通道传输协议时，生成类型字段和子类型字段加入协议层标记的802.11x帧控制域，所述协议层标记定义所述802.11x帧控制域携带的数据所使用的协议； 

发送模块204，将TCP/UDP报文、IP报文或802.11x帧控制域发送到中继用户终端。 

本实施例的用户终端，利用其他终端作为中继进行数据传输，不仅提高信道质量差的用户终端的传输速率，满足对速率要求较高的业务的Qos，还进一步提高了中继用户终端转发数据的准确性以及基站处理数据报文的准确性。 

另外，报文生成模块202，还用于生成包含无线承载标识的数据报文。以便中继服务节点能够将被服务用户节点的数据报文发送到正确的逻辑信道处理。 

优选地，本实施例还包括：缓存状态信息上报模块208，用于上报所述用户终端的数据缓存状态信息到所述中继用户终端或基站。基站可以根据数 据缓存状态信息为各个被服务用户节点分配相应的资源。进一步提高信被服务用户终端的传输速率，满足对速率要求较高的业务的Qos。 

更优地，本实施例还包括：重传请求生成模块210，用于当所述用户终端未收到所述中继用户终端下行MAC PDU或PDCP PDU时，生成自动重传请求通知所述中继用户终端重传，进一步提高了数据传输的可靠性，保证对数据传输的Qos要求。 

具体被服务用户节点的交互可参见方法实施例的相关说明。 

终端实施例二

如图15所示，本发明作为中继用户节点的用户终端实施例包括： 

接收模块301，用于接收被服务用户终端和基站之间交互的数据报文； 

中继转发模块302，用于转发所述被服务用户终端和基站之间交互的数据报文。 

本实施例中，利用终端作为中继进行数据传输，将信道质量好的第一类用户终端作为信道质量差的第二类用户终端的中继，从而转发第二类终端与网络侧的数据，可以提高数据传输的吞吐量及传输速率，且避免现有技术的资源浪费，提高资源利用效率、降低成本。 

优选地，本实施例还包括： 

报文处理模块304，用于将所述第二类用户终端对应的终端标识加入到所述数据报文中。由于中继用户终端可以同时为多个被服务用户终端提供中继服务，因此，中继用户终端转发数据报文时，在数据报文中加入该被服务终端的标识，这样基站能够区分该数据报文究竟是哪个终端发送的，进一步提高了中继用户终端转发数据的准确性以及基站处理数据报文的准确性。中继转发模块302，用于转发包换终端标识的数据报文到基站或相应的被服务用户终端。 

本实施例还包括：数据处理模块306，用于根据被服务用户终端发送的数据报文中的协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。 

另外，数据处理模块306，进一步根据被服务用户终端发送的TCP/UDP报文的目的端口字段、IP报文的协议字段或802.11x帧控制域的类型字段和子类型字段，将所述TCP/UDP报文、IP报文或802.11x帧控制域所携带的数 据提交到相应的协议栈进行处理。 

数据处理模块306，还用于在被服务用户终端发送上行MAC PDU或PDCP PDU中添加所述被服务用户终端发送对应的无线网络临时标识C-RNTI，并进行封装。 

数据处理模块306，还用于根据被服务用户终端发送的数据报文中的无线承载标识，将所述数据报文在相应的信道上处理。 

优选地，本实施例还包括：缓存状态信息上报模块308，用于上报所述用户终端的数据缓存状态信息以及所述被服务用户终端数据缓存状态信息到基站。基站可以根据数据缓存状态信息为各个被服务用户节点分配相应的资源。进一步提高信被服务用户终端的传输速率，满足对速率要求较高的业务的Qos。 

更优地，本实施例还包括：重传请求生成模块310，用于当所述用户终端未收到所述被服务用户终端发送的上行MAC PDU或PDCP PDU时，通过混合自动重传请求(HARQ)通知所述被服务用户终端重传，进一步提高了数据传输的可靠性，保证对数据传输的Qos要求。 

更优地，本实施例还包括信道分配模块312，其中：数据处理模块306，用于将不同被服务用户终端的发送的MAC PDU或PDCP PDU封装后的MAC PDU或PDCP PDU分块或串联，生成一个RLC PDU；信道分配模块312，用于当所述被服务用户终端已经接入到网络侧，并且已经分配了相应的逻辑信道时，分配所述已分配的逻辑信道；对于所述RLC PDU，分配增加的逻辑信道。 

具体中继服务节点的交互可参见方法实施例的相关说明。 

基站实施例 

如图16所示，本发明基站实施例包括： 

接收模块402，用于接收所述中继用户终端转发的数据报文； 

解复用模块404，用于对所述数据报文进行解复用； 

来源确定模块406，用于根据所述数据报文中的终端标识确定所述数据报文的来源； 

处理模块408，用于根据所述数据报文的来源确定在相应的逻辑信道上 处理所述数据报文。 

优选地，本实施例还包括：资源分配模块410，用于根据中继用户终端上报的数据缓存状态信息，或根据被服务用户终端上报的数据缓存状态信息为每个所述被服务用户终端分配资源，并将将资源分配的结果发送给所述中继用户终端。 

具体基站的交互可参见方法实施例的相关说明。 

基站也可以不接收中继用户节点转发的数据报文，仅下发数据报文到中继用户节点，由中继用户节点转发至相应的被服务用户节点。 

系统实施例

如图1和图2所示，本发明的数据传输系统包括：作为被服务用户节点的第二类用户终端，作为中继用户节点的第一类用户终端以及基站，其中： 

将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点； 

所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧之间交互的数据报文。 

被服务用户节点、中继用户节点以及基站之间的具体交互可参见方法实施例的相关说明，在此不再赘述。 

可通过各种手段实施本文描述的技术。举例来说，这些技术可实施在硬件、固件、软件或其组合中。对于硬件实施方案，用于解析模块、中继配置、选择模块等可实施在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子装置、其它经设计以执行本文所描述的功能的电子单元或其组合内。 

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制 本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (31)

1.一种数据传输方法，应用于无线通信系统中，其特征在于，包括：

将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；

所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧之间交互的数据报文。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，

所述第一类用户终端与所述第二类用户终端通过辅通信链路转发数据报文；

所述第一类用户终端通过主通信链路与网络侧交互，转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文。

3.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述第一类用户终端与所述第二类用户终端通过辅通信链路转发数据报文的操作具体包括：

确定所述辅通信链路的通道传输协议；

所述第二类用户终端根据所述通道传输协议发送包含协议层标识的数据报文到所述第一类用户终端；

所述第一类用户终端根据所述协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，

当所述第一类用户终端和第二类用户终端之间的通道传输协议为TCP/UDP的socket通道传输协议时，第二类用户终端在TCP/UDP报文字段中指出该TCP/UDP报文携带的数据使用的协议，将该TCP/UDP报文发送至所述第一类用户终端；

或

当所述第一类用户终端和第二类用户终端之间的通道传输协议为标准IP通道协议时，第二类用户终端在IP报文的字段指出该IP报文携带的数据所使用的协议，将该IP报文发送至所述第一类用户终端；

或当所述第一类用户终端和第二类用户终端之间的通道传输协议为802.11x通道传输协议时，第二类用户终端在802.11x帧控制域结构的字段中指出所述802.11x帧控制域携带的数据所使用的协议，将该802.11x帧控制域发送至所述第一类用户终端；

所述第一类用户终端根据所述TCP/UDP报文的字段定义、所述IP报文的协议字段或所述802.11x帧控制域的字段定义，将所述TCP/UDP报文、IP报文或802.11x帧控制域所携带的数据提交到相应的协议栈进行处理。

5.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，

所述第二类用户终端的上行数据报文MAC PDU到达所述第一类用户终端的RLC层或MAC层；所述第一类用户终端返回的下行数据报文MAC PDU或RLC PDU到达所述第二类用户终端的MAC层；

或

所述第二类用户终端和第一类用户终端之间的数据报文PDCP PDU到达各自的PDCP层。

6.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文的操作具体包括：

所述第一类用户终端将所述第二类用户终端对应的终端标识加入到所述数据报文中，并将包含终端标识的数据报文转发到网络侧。

7.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，所述第一类用户终端将所述第二类用户终端对应的终端标识加入到所述数据报文中的操作具体包括：

所述第一类用户终端在所述上行MAC PDU或PDCP PDU中、所述网络侧在其返回的下行MAC PDU或PDCP PDU中添加所述第二类用户终端对应的无线网络临时标识C-RNTI，并进行封装。

8.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文的操作具体包括：

所述第一类用户终端通过所述第二类用户终端专有的或系统为所述第二类用户终端的数据指定的数据无线承载或者逻辑信道，转发所述第二类用户终端与网络侧交互的数据报文。

9.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，

所述第二类用户终端发送的数据报文中还包含无线承载标识；

所述第一类用户终端根据所述无线承载标识，将所述数据报文在相应的信道上处理。

10.根据权利要求9所述的数据传输方法，其特征在于，

当所述第二类用户终端已经接入到网络侧，并且已经分配了相应的逻辑信道时，在通过所述第一类用户终端转发MAC PDU或PDCP PDU的时候，使用已分配的逻辑信道；或

所述第一类用户终端对于不同第二类用户终端的发送的MAC PDU或PDCP PDU使用系统指定或者分配的为转发第二类用户数据专用的逻辑信道或数据无线承载进行传输。

11.根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述网络侧根据所述第一类用户终端上报的自身及其服务的第二类用户终端的数据缓存状态信息为所述第一类用户终端和第二类用户终端分配资源；

将资源分配的结果发送给所述第一类用户终端；

所述第一类用户终端根据所述资源分配的结果为所述第二类用户终端的数据报文的传输分配资源。

12.根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述网络侧接收到所述第一类用户终端转发的上行MAC PDU或PDCPPDU后，进行解复用，根据所述上行MAC PDU或PDCP PDU中的终端标识确定所述上行MAC PDU或PDCP PDU的来源；

所述网络侧对于所述第一类用户终端自身发送的数据，在相应的逻辑信道进行处理；

所述网络侧对于所述第一类用户终端转发的数据，使用已经为第二类终端的数据指定的的数据无线承载或者逻辑信道接收并解析出该数据，得到封装后的所述第二类用户终端的MAC PDU或PDCP PDU，进行解封装后进行处理。

13.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述网络侧通过主通信链路中的指定或者专用的逻辑信道或数据无线承载，将需要发送所述第二类用户终端的数据报文下发所述第一类用户终端；

所述第一类用户终端根据所述逻辑信道或数据无线承载将所述数据报文通过辅通信链路转发给对应的第二类用户终端。

14.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，

所述网络侧通过主通信链路下发包含所述第二类用户终端对应的终端标识的数据报文到所述第一类用户终端；

所述第一类用户终端根据所述终端标识将所述数据报文通过辅通信链路转发给对应的第二类用户终端。

15.根据权利要求13或14所述的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述第一类用户终端根据预先确定的与第二类用户终端之间的通道传输协议发送包含协议层标识的数据报文到所述第二类用户终端；

所述第二类用户终端根据所述协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。

16.根据权利要求1至14中任意一项所述的数据传输方法，其特征在于，

所述主通信包括UMTS、CDMA、LTE中的一种或者多种，或者其他移动通信传输技术；所述辅通信包括无线局域网通信、无线蓝牙通信、红外通信的一种或者多种，或者LTE等其他无线传输技术；所述无线局域网通信包括802.11x WLAN。

17.一种用户终端，其特征在于，作为被服务用户终端，包括：

报文生成模块，用于生成数据报文；

发送模块，用于将所述数据报文发送到中继用户终端或基站；

接收模块，用于接收所述中继用户终端转发的数据报文。

18.根据权利要求17所述的用户终端，其特征在于，

所述报文生成模块，还用于根据用户终端和中继用户终端之间的通道传输协议生成包含协议层标记的数据报文。

19.根据权利要求17所述的用户终端，其特征在于，

所述报文生成模块，还用于生成包含无线承载标识的数据报文。

20.根据权利要求17所述的用户终端，其特征在于，还包括：

缓存状态信息上报模块，用于上报所述用户终端的数据缓存状态信息到所述中继用户终端或基站。

21.根据权利要求17所述的用户终端，其特征在于，还包括：

重传请求生成模块，用于当所述用户终端未收到所述中继用户终端下行MAC PDU或PDCP PDU时，生成自动重传请求(ARQ)通知所述中继用户终端重传。

22.一种用户终端，其特征在于，作为中继用户终端，包括：

接收模块，用于接收被服务用户终端和基站之间交互的数据报文；

中继转发模块，用于转发所述被服务用户终端和基站之间交互的数据报文。

23.根据权利要求22所述的用户终端，其特征在于，还包括：

数据处理模块，用于根据所述数据报文中的协议层标识，将所述数据报文在相应的协议层处理。

24.根据权利要求23所述的用户终端，其特征在于，还包括：

报文处理模块，用于将所述被服务用户终端对应的终端标识加入到所述数据报文中；

所述中继转发模块，用于转发包换所述终端标识的数据报文到基站或相应的被服务用户终端。

25.据权利要求23所述的用户终端，其特征在于，所述数据处理模块，还用于根据接收到的数据报文中的无线承载标识，将所述数据报文在相应的信道上处理。

26.根据权利要求22所述的用户终端，其特征在于，还包括：缓存状态信息上报模块，用于上报所述用户终端的数据缓存状态信息以及所述被服务用户终端数据缓存状态信息到基站。

27.根据权利要求22所述的用户终端，其特征在于，还包括：

重传请求生成模块，用于当所述用户终端未收到所述被服务用户终端发送的上行MAC PDU或PDCP PDU时，通过混合自动重传请求(HARQ)通知所述被服务用户终端重传。

28.根据权利要求22所述的用户终端，其特征在于，还包括信道分配模块，其中：

所述数据处理模块，用于将不同被服务用户终端的发送的MAC PDU或PDCP PDU封装后的MAC PDU或PDCP PDU分块或串联，生成一个RLCPDU；

信道分配模块，用于当所述被服务用户终端已经接入到网络侧，并且已经分配了相应的逻辑信道时，分配所述已分配的逻辑信道；对于所述RLCPDU，分配增加的逻辑信道。

29.一种基站，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收所述中继用户终端转发的数据报文；

解复用模块，用于对所述数据报文进行解复用；

来源确定模块，用于根据所述数据报文中的终端标识确定所述数据报文的来源；

处理模块，用于根据所述数据报文的来源确定在相应的逻辑信道上处理所述数据报文。

30.根据权利要求29所述的基站，其特征在于，还包括：

资源分配模块，用于根据中继用户终端上报的数据缓存状态信息，或根据被服务用户终端上报的数据缓存状态信息为每个所述被服务用户终端分配资源，并将资源分配的结果发送给所述中继用户终端。

31.一种数据传输系统，其特征在于，包含权利要求17-21任一项所述的第二类用户终端，权利要求22-28任一项所述的第一类用户终端，以及权利要求29或30所述的基站，其中：

将第一类用户终端作为第二类用户终端与网络侧的中继用户节点；

所述第一类用户终端转发所述第二类用户终端与网络侧之间交互的数据报文。

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