CN102711056A - 媒体接入控制层协议数据单元帧复用及解复用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种媒体接入控制层协议数据单元帧复用方法，包括以下步骤：S110：选取一个即时通信用户作为基本用户；S120：根据所述基本用户媒体接入控制层协议数据单元帧中填充域的大小，选取一个或多个填充用户；S130：在所述基本用户的填充域中复用所述一个或多个填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧。本发明利用即时通信业务突发应用层IP小包在MAC PDU产生的大量填充域复用多个相同调制编码方式等级相同的即时通信用户的MAC PDU，可以提高物理资源利用率。

Description

媒体接入控制层协议数据单元帧复用及解复用方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种媒体接入控制层协议数据单元帧复用及解复用方法。
背景技术
随着移动互联网业务的不断发展，通过移动通信网络使用即时通信(IM，Instant Message)业务的用户数量不断增长，在中国以腾迅公司的QQ业务最为典型，占据IM业务的绝大部分份额。根据腾讯公司官方统计，目前手机QQ注册用户已达2亿，其中活跃用户1亿，同时在线用户数高达2000万，QQ业务巨大的应用需求对移动通信网络产生了极大的挑战。在长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中，对IM业务提供高效率和高服务质量支持是R11标准化一个重要研究工作。2011年5月3GPP RAN2第74次会议启动了新的工作项目：Diverse Data Applications。
IM业务具备小数据包和不连续传输两项基本特征。(1)小数据包传输：虽然目前IM客户端可以提供的应用类型非常多样，包括语音、视频聊天、图片、文件传输等，但是其主要应用还是文字类信息的传送(即普通聊天)，尤其是在手机终端上。在聊天过程中，每次传输可能只是几十个字节，数据包非常小。(2)不连续传输：如图1所示，用户在使用IM业务时，传输的信息主要来源于三个方面。第一，心跳消息，在没有数据发送时，智能终端会以固定的周期给服务器发送心跳数据包，以告知服务器该用户在线的状态；第二，好友状态更新通知，当好友状态发生改变时发送；第三，应用层数据，即用户的聊天信息、文件传输等。
智能手机的上述业务特性决定了智能终端会给移动网络带来相当大的信令负荷开销和物理资源浪费。因为，一般网络侧分配带宽远大于传输小数据包的需求，因而存在大量媒体接入控制(MAC，Medium Access Control)层协议数据单元(PDU，Packet Data Unit)帧结构中的数据填充(padding)，这将造成网络资源利用不充分，传输效率低。因此，绝大部分RAN2与会公司都认同，有必要在R11中研究和评估一些新的增强技术，以满足大量处于无线资源控制连接(RRC_CONNECTED)状态的IM用户的资源效率需求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种媒体接入控制层协议数据单元帧复用及解复用方法，以达到提高物理资源利用率的目的。
(二)技术方案
为解决上述问题，一方面，本发明提供了一种媒体接入控制层协议数据单元帧复用方法，包括以下步骤：
S110：选取一个即时通信用户作为基本用户；
S120：根据所述基本用户媒体接入控制层协议数据单元帧中填充域的大小，选取一个或多个填充用户；
S130：在所述基本用户的填充域中复用所述一个或多个填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧。
优选地，在所述步骤S120中，选择与所述基本用户具有相同的调制编码方式等级的即时通信用户作为所述填充用户。
优选地，所述步骤S110具体包括以下步骤：
S111：基站在每个下行时隙进行即时通信用户调度，产生即时通信用户优先级队列；
S112：选择当前用户队列中优先级最高的即时通信用户作为基本用户。
优选地，所述步骤S120具体包括以下步骤：
S121：计算所述基本用户的调制编码方式等级及待封装的媒体接入控制层协议数据单元帧的大小；
S122：计算所述基本用户封装后的媒体接入控制层协议数据单元帧填充域中可以复用的填充用户的个数；
S123：在所述即时通信用户优先级队列中选择与所述基本用户具有相同调制编码方式等级的即时通信用户作为填充用户。
优选地，所述步骤S120和S130之间还包括，将选取的填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧子头中增加该填充用户的扩展标识的步骤。
优选地，所述增加填充用户扩展标识的具体步骤为：将填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧子头中的2比特保留字段R标识作为所述填充用户的扩展标识。
另一方面，本发明还提供了一种媒体接入控制层协议数据单元帧的解复用方法，包括以下步骤：
S201：在PDCCH DCI1中增加扩展比特，所述扩展比特与上述的填充用户的扩展标识对应；
S202：基本用户和填充用户分别通过各自的小区无线网络临时标识监听PDCCH信道，获得下行资源；
S203：基本用户在监听到未包含所述扩展比特的PDCCH DCI1时，接收媒体接入控制层协议数据单元帧后，忽略其中的填充字节；
填充用户监听到包含所述扩展比特的PDCCH DCI1时，接收到媒体接入控制层协议数据单元帧后，从其中的填充域中按照填充用户扩展标识解码各自的媒体接入控制层协议数据单元帧。
(三)有益效果
本发明利用即时通信业务突发应用层IP小包在MAC PDU产生的大量填充域复用多个相同调制编码方式等级相同的即时通信用户的MAC PDU，可以提高物理资源利用率。
附图说明
图1为现有技术中IM业务模型示意图；
图2为根据本发明实施例复用方法的步骤流程示意图；
图3为根据本发明实施例复用方法步骤S110的具体步骤流程示意图；
图4为根据本发明实施例复用方法步骤S120的具体步骤流程示意图；
图5是现在技术中，LTE MAC PDU的帧结构；
图6为根据本发明实施例复用方法中复用后的LTE MAC PDU的帧结构示意图；
图7a和7b是现有技术中，LTE MAC PDU子头的帧结构；
图8为根据本发明实施例解复用方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
实施例一：
本实施例记载了一种媒体接入控制层协议数据单元(MAC PDU)帧复用方法。在本实施例中，为了叙述方便，假设所有即时通信(IM)用户每个下行时隙待发送的数据包都只有L个字节(Byte)，每个MACPDU的子头占M byte。
如图2所示，本实施例的复用方法包括以下步骤：
S110：选取一个即时通信用户作为基本用户(Primary UE)。
如图3所示，所述步骤S110具体包括以下步骤：
S111：基站在每个下行时隙进行即时通信用户调度，产生即时通信用户优先级队列；
其中所述即时通信用户调度基于一定的调度算法，典型的调度算法有：轮询(RR，Round Robin)、最大载干比(MAX C/I)和比例公平(Proportional Fairness)。
本实施例中，基站(eNodeB)按照所述优先级队列的顺序依据即时通信用户反馈的下行信道条件按照一定的子载波比特功率分配算法依次为即时通信用户分配物理资源，直到所述即时队列中每一个即时通信用户都已分配物理资源或物理资源已经被完全分配完。
S112：选择当前用户队列中优先级最高的即时通信用户作为基本用户。
S120：根据所述基本用户媒体接入控制层协议数据单元帧中填充域的大小，选取一个或多个填充用户(Padding UE)。
如图4所示，所述步骤S120具体包括以下步骤：
S121：计算所述基本用户的调制编码方式等级及待封装的媒体接入控制层协议数据单元帧的大小。
本实施例中，基站依次选择优先级最高的即时通信用户作为基本用户封装MAC PDU。其MAC PDU的字节数由资源分配算法中决定的调制编码方式(MCS，Modulation and Coding Scheme)查表决定传输块(TB，Transmission Block)的字节数决定，具体的映射表见TS36.213表7.1.7.2.1-1。
S122：计算所述基本用户封装后的媒体接入控制层协议数据单元帧填充域中可以复用的填充用户的个数。
本实施例中基站计算基本用户的MAC PDU可以复用的填充用户的个数
Figure BDA0000143080790000051
S123：在所述即时通信用户优先级队列中选择与所述基本用户具有相同调制编码方式等级的即时通信用户作为填充用户。
本实施例中，基站在即时通信用户优先级队列中搜索与基本用户具有相同MCS等级的N个填充用户(这些填充用户的MCS等级同样是由子载波比特功率分配算法决定)，封装成如照图5所示的MACPDU帧结构。
S130：在所述基本用户的填充(Padding)域中复用所述一个或多个填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧。
如图6所示，为本实施例在基本用户的填充域中复用了4个填充用户的MAC PDU之后基本用户的LTE MAC PDU的帧结构示意图。
本实施例中，在所述步骤S120和S130之间还包括，将选取的填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧子头中增加该填充用户的扩展标识的步骤。
如图7a和7b所示为两个即时通信用户MAC PDU子头(subheader)的帧结构示意图，其中包括2比特保留字段R。本实施例中，将填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧子头中的2比特保留字段R标识作为所述填充用户的扩展标识。由图7a和7b可以看出，一个基本用户的MAC PDU中最多只能复用4个填充用户的MACPDU。
实施例二：
如图8所示，一种媒体接入控制层协议数据单元帧的解复用方法，包括以下步骤：
S201：在PDCCH DCI(下行控制信号)1中增加扩展比特，所述扩展比特与所述权利要求5或6中所述的填充用户的扩展标识对应；
基站通过PDCCH对基本用户和填充用户进行下行资源指示。本实施例中，对于基本用户，基站通过PDCCH DCI1指示。对于填充用户，基站通过在PDCCH DCI1中增加2bit的扩展比特，作为填充用户的扩展用户标识。
S202：基本用户和填充用户分别通过各自的小区无线网络临时标识(C-RNTI)监听PDCCH信道，获得下行资源；
S203：基本用户在监听到未包含所述扩展比特的PDCCH DCI1时，接收媒体接入控制层协议数据单元帧后，忽略其中的填充字节；
填充用户监听到包含所述扩展比特的PDCCH DCI1时，接收到媒体接入控制层协议数据单元帧后，从其中的填充域中按照填充用户扩展标识解码各自的媒体接入控制层协议数据单元帧。
本发明利用即时通信业务突发应用层IP小包在MAC PDU产生的大量padding复用多个相同调制编码方式等级相同的即时通信用户的MAC PDU，可以提高物理资源利用率。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种媒体接入控制层协议数据单元帧复用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S110：选取一个即时通信用户作为基本用户；
S120：根据所述基本用户媒体接入控制层协议数据单元帧中填充域的大小，选取一个或多个填充用户；
S130：在所述基本用户的填充域中复用所述一个或多个填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧。
2.如权利要求1所述的复用方法，其特征在于，在所述步骤S120中，选择与所述基本用户具有相同的调制编码方式等级的即时通信用户作为所述填充用户。
3.如权利要求1所述的复用方法，其特征在于，所述步骤S110具体包括以下步骤：
S111：基站在每个下行时隙进行即时通信用户调度，产生即时通信用户优先级队列；
S112：选择当前用户队列中优先级最高的即时通信用户作为基本用户。
4.如权利要求3所述的复用方法，其特征在于，所述步骤S120具体包括以下步骤：
S121：计算所述基本用户的调制编码方式等级及待封装的媒体接入控制层协议数据单元帧的大小；
S122：计算所述基本用户封装后的媒体接入控制层协议数据单元帧填充域中可以复用的填充用户的个数；
S123：在所述即时通信用户优先级队列中选择与所述基本用户具有相同调制编码方式等级的即时通信用户作为填充用户。
5.如权利要求1至4中任一项所述的复用方法，其特征在于，所述步骤S120和S130之间还包括，将选取的填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧子头中增加该填充用户的扩展标识的步骤。
6.如权利要求5所述的复用方法，其特征在于，所述增加填充用户扩展标识的具体步骤为：将填充用户的媒体接入控制层协议数据单元帧子头中的2比特保留字段R标识作为所述填充用户的扩展标识。
7.一种经权利要求5或6中任一项所述复用方法复用的媒体接入控制层协议数据单元帧的解复用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S201：在PDCCH DCI1中增加扩展比特，所述扩展比特与权利要求5或6中所述的填充用户的扩展标识对应；
S202：基本用户和填充用户分别通过各自的小区无线网络临时标识监听PDCCH信道，获得下行资源；
S203：基本用户在监听到未包含所述扩展比特的PDCCH DCI1时，接收媒体接入控制层协议数据单元帧后，忽略其中的填充字节；
填充用户监听到包含所述扩展比特的PDCCH DCI1时，接收到媒体接入控制层协议数据单元帧后，从其中的填充域中按照填充用户扩展标识解码各自的媒体接入控制层协议数据单元帧。
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