CN102790659B - 一种移动通信系统中数据包的传输方法 - Google Patents
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Abstract
一种移动通信系统中数据包的传输方法，将业务数据单元SDU进行分段并经处理生成一段或多段协议数据单元PDU,再将PDU按字节对齐分成分别可正好通过一个无线帧中分配的物理信道资源传输的一段或相同长度的多段传输块，当最后一个分段的数据净荷不足以填满整个分段时，在该分段的末尾增加填充比特，使该分段的长度与其它分段相同，并采用一个统一的数据包头来指示这些传输块的传输格式。本发明用于移动通信系统，特别用于窄带通信系统中传输数据包时，可通过较少的指示信息，完成完整的数据传输，占用物理传输资源较少，可有效提升数据传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是一种移动通信系统中数据包的传输方法。
背景技术
在数字移动通信系统中，除了支持传统的语音通信外，还支持数据通信。由于数据包的长度一般为变长，时延要求也没有语音业务高，因此其传输方法与语音传输有所区别，需要单独考虑。对于高层数据包，当物理层每次提供的物理资源不够传输整个数据包时，需要对数据包进行分段，在对数据包进行分段时，可能不是每个分段都能正好匹配物理层提供的传输比特长度，因此需要对某些分段添加填充比特。对于变长数据包的传输，为了方便接收方进行处理，一般除了传输数据净荷外，还需要传输一个数据包头，数据包头中包含对数据净荷的控制信息，如净荷长度、填充比特长度等等。
对于宽带系统，由于每次传输的数据包通常比较长，因此一般是在每次传输时，都包含一个数据包头和一个数据净荷块，接收方根据数据包头指示进行数据包的接收处理。
对于窄带移动通信系统，由于物理层每帧能传输的比特数一般较少，当传输数据包时，如果还每次传输都包括一个数据包头，则传输效率会很低，无法保证数据在较短的时间内传完。因此对于窄带数字移动通信系统，可采用一个数据包头指示多次数据传输的方法，减少由于数据包头控制信息对物理资源的占用，提升数据传输效率。在ETSI提出的数字对讲系统DMR标准中，对于数据包的传输，采用了数据包头和多个数据净荷分段相结合的传输方式，一个数据包头可以指示多个传输的数据净荷分段，在数据包头中，指示传输的分段数，以及填充比特数。对于每个分段的编码格式及长度，则通过嵌入式指令来指示。但由于嵌入式信令需要占用物理传输资源，因此会导致数据传输效率降低，处理也较复杂。
发明内容
本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种可通过较少的指示信息，完成完整的数据传输，占用物理传输资源较少，可有效提升数据传输效率的移动通信系统中数据包的传输方法。
本发明采用如下技术方案：
一种移动通信系统中数据包的发送方法，将业务数据单元SDU进行分段并经处理生成一段或多段协议数据单元PDU,再将PDU按字节对齐分成分别可正好通过一个无线帧中分配的物理信道资源传输的一段或相同长度的多段传输块，当最后一个分段的数据净荷不足以填满整个分段时，在该分段的末尾增加填充比特，使该分段的长度与其它分段相同，并采用一个统一的数据包头来指示这些传输块的传输格式。
进一步地，具体包括以下步骤：
①将业务数据单元SDU进行分段；
②对SDU分段加CRC校验，生成PDU;
③根据一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度，计算该PDU所需的填充比特，将PDU进行分段，分为一个或多个长度相同的传输块；
④生成数据包头，对数据包头、传输块进行物理层处理后发送出去。
进一步地，当业务数据单元SDU长度LSDU大于数据链路层L2定义的一个分组数据包最大长度L时，对SDU进行分段，每个分段按字节对齐，每段长度小于等于L；否则，SDU只有一个分段，所述L小于等于PDU最大长度Max_LPDU。
进一步地，将SDU分段后，对每个SDU分段进行CRC校验，并将CRC校验位附加在该SDU分段的末尾，生成协议数据单元PDU，该PDU长度LPDU=该SDU分段长度LSDU+CRC校验长度LCRC。
进一步地，当PDU长度LPDU大于一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度LTB时，将PDU进一步分成长度为LTB的多个长度相等的传输块，每个传输块由一个无线帧对应的物理信道资源传输，若最后一个分段长度小于LTB，则在该段PDU末尾增加填充比特使增加填充比特后该段长度为LTB；否则，只有一个传输块，且当LPDU小于LTB时，在PDU末尾增加填充比特，使增加填充比特后该段长度为LTB，且当需要在PDU末尾增加填充比特时，填充比特总是整字节增加。
进一步地，所述一个无线帧结构包括有多个时隙，每个时隙中包括有导频段和数据段，导频段用于承载导频序列，数据段用于承载信令、语音或数据信息，所述传输块装载于数据段内进行传输。
进一步地，所述数据包头中设置有用于指示当前数据传输模式的TM字段、用于指示传输块调制编码格式的MCS字段、用于指示当前发送的SDU分段是否是SDU的最后一个分段的EF字段、用于指示当前发送的SDU分段的序号的SSN字段、用于指示当前发送的PDU字节长度的LI字段及分别用于指示发送设备地址和接收设备地址的SID字段和TID字段。
进一步地，所述传输模式包括有需要接收设备反馈传输块接收状态的确认模式AM和不需要接收设备反馈传输块接收状态的非确认模式UM。
进一步地，为保证数据包头可靠传输，还需对数据包头进行CRC校验和FEC编码。
一种移动通信系统中数据包的接收方法，接收设备接收到数据包头后，可根据MCS字段所指示的传输块调制编码格式，确定出物理层一次传输的原始比特数，即传输块长度LTB，再结合LPDU，可计算出本次传输PDU包括的传输块数C和最后一个传输块包括的填充比特长度LPAD，所述C通过对LPDU/LTB所得数值上取整得到，所述LPAD=C*LTB-LPDU。
进一步地，根据PDU包括的传输块数和最后一个传输块包括的填充比特长度，接收设备接收完一个PDU中包括的所有传输块后，将这些传输块进行级联并去除填充比特，恢复出发送方发送的PDU，并通过CRC校验，将PDU末尾长度为LCRC的CRC校验位去除，恢复出SDU分段，如果一个SDU在发送时分成了多个分段，则接收设备还需要根据用于指示当前发送的SDU分段序号的SSN字段和用于指示当前发送的SDU分段是否是SDU最后一个分段的EF字段的指示，将所有的SDU分段都接收完成后，级联恢复原始的SDU。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：将业务数据单元SDU进行分段并经处理生成一段或多段协议数据单元PDU,再将PDU按字节对齐分成分别可正好通过一个无线帧中分配的物理信道资源传输的一段或相同长度的多段传输块，当最后一个分段的数据净荷不足以填满整个分段时，在该分段的末尾增加填充比特，使该分段的长度与其它分段相同，并采用一个统一的数据包头来指示这些传输块的传输格式，用于移动通信系统，特别用于窄带通信系统中传输数据包时，可通过较少的指示信息，完成完整的数据传输，占用物理传输资源较少，可有效提升数据传输效率。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的TDMA通信系统的帧结构示意图；
图2是本发明具体实施方式的时隙结构示意图；
图3是本发明具体实施方式的数据包头格式示意图；
图4是本发明具体实施方式对SDU进行分段并生成数据包头的方法示意图；
图5是本发明具体实施方式的移动通信系统中数据包的发送方法的流程图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
参照图3、图4和图5，一种移动通信系统中数据包的发送方法，将业务数据单元SDU进行分段并经处理生成一段或多段协议数据单元PDU,再将PDU按字节对齐分成分别可正好通过一个无线帧中分配的物理信道资源传输的一段或相同长度的多段传输块，当最后一个分段的数据净荷不足以填满整个分段时，在该分段的末尾增加填充比特，使该分段的长度与其它分段相同，并采用一个统一的数据包头来指示这些传输块的传输格式。具体包括以下步骤：
①将业务数据单元SDU进行分段；
②对SDU分段加CRC校验，生成PDU;
③根据一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度，计算该PDU所需的填充比特，将PDU进行分段，分为一个或多个长度相同的传输块；
④生成数据包头，对数据包头、传输块进行物理层处理后发送出去。
参照图4和图5，当业务数据单元SDU长度LSDU大于数据链路层L2定义的一个分组数据包最大长度L时，对SDU进行分段，每个分段按字节对齐，每段长度小于等于L；否则，SDU只有一个分段，所述L小于等于PDU最大长度Max_LPDU。
参照图4和图5，将SDU分段后，对每个SDU分段进行CRC校验，并将CRC校验位附加在该SDU分段的末尾，生成协议数据单元PDU，该PDU长度LPDU=该SDU分段长度LSDU+CRC校验长度LCRC。
参照图4和图5，当PDU长度LPDU大于一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度LTB时，将PDU进一步分成长度为LTB的多个长度相等的传输块，每个传输块由一个无线帧对应的物理信道资源传输，若最后一个分段长度小于LTB，则在该段PDU末尾增加填充比特使增加填充比特后该段长度为LTB；否则，只有一个传输块，且当LPDU小于LTB时，在PDU末尾增加填充比特，使增加填充比特后该段长度为LTB，且当需要在PDU末尾增加填充比特时，填充比特总是整字节增加。
参照图1和图2，本发明所采用的一种TDMA通信系统的帧结构包括7个时隙和一个保护时间间隔GP。各个时隙可根据需要配置为上行或下行，一种可用的配置为Slot0、1、2、3配置为下行方向，Slot4、5、6配置为上行方向。本发明的一种通用的时隙结构为每个时隙中包括2个导频段和3个数据段。导频段承载导频序列，数据段用于承载信令、语音或数据信息，所述传输块装载于数据段内进行传输。导频段固定采用π/4DQPSK调制方式，对于数据段，当用于承载系统广播信息、控制信令或语音信息时，采用π/4DQPSK调制方式，当用于承载数据信息时，可采用π/4DQPSK调制方式或π/8D8PSK调制方式，具体采用何种调制方式，通过控制信令指示。本发明基于但不限于这种帧结构，同时本发明的方法也适用于其他数字移动通信系统。
参照图1和图2，通信设备间的数据通信总是基于事先分配的物理信道资源进行传输，在物理信道资源确定的情况下，一帧中能传输的数据长度，与采用的调制方式和编码率有关。对于上述TDMA通信系统的帧结构，若一个时隙数据段总符号数位为S，当采用π/4DQPSK调制方式时，一个时隙能承载的比特数为2*S，当采用π/8D8PSK调制方式时，一个时隙能承载的比特数为3*S。当采用的信道编码率为R时，则一个时隙所能承载的信道编码前数据比特长度为2*S*R或3*S*R。
参照图3，所述数据包头中设置有用于指示当前数据传输模式的TM字段、用于指示传输块调制编码格式的MCS字段、用于指示当前发送的SDU分段是否是SDU的最后一个分段的EF字段、用于指示当前发送的SDU分段的序号的SSN字段、用于指示当前发送的PDU字节长度的LI字段及分别用于指示发送设备地址和接收设备地址的SID字段和TID字段。所述传输模式包括有需要接收设备反馈传输块接收状态的确认模式AM和不需要接收设备反馈传输块接收状态的非确认模式UM。为保证数据包头可靠传输，还需对数据包头进行CRC校验和FEC编码。
参照图3、图4和图5，一种移动通信系统中数据包的接收方法，接收设备接收到数据包头后，可根据MCS字段所指示的传输块调制编码格式，确定出物理层一次传输的原始比特数，即传输块长度LTB，再结合LPDU，可计算出本次传输PDU包括的传输块数C和最后一个传输块包括的填充比特长度LPAD，所述C通过对LPDU/LTB所得数值上取整得到，所述LPAD=C*LTB-LPDU。根据PDU包括的传输块数和最后一个传输块包括的填充比特长度，接收设备接收完一个PDU中包括的所有传输块后，将这些传输块进行级联并去除填充比特，恢复出发送方发送的PDU，并通过CRC校验，将PDU末尾长度为LCRC的CRC校验位去除，恢复出SDU分段，如果一个SDU在发送时分成了多个分段，则接收设备还需要根据用于指示当前发送的SDU分段序号的SSN字段和用于指示当前发送的SDU分段是否是SDU最后一个分段的EF字段的指示，将所有的SDU分段都接收完成后，级联恢复原始的SDU。
参照图4和图5，本发明的一种移动通信系统中数据包的发送方法流程如下：
①接收应用层请求发送的原始数据包SDU，然后到流程②；
②判断原始数据包SDU长度LSDU是否大于数据链路层L2定义的一个分组数据包最大长度L，L小于等于协议数据单元PDU最大长度Max_LPDU，如果LSDU>L，则到流程③，否则，SDU只有一个分段，跳到流程④；
③对SDU进行分段，每个分段按字节对齐，每段长度LiSDU小于等于L，设总共分成了I个分段，设置i=0，然后到流程④；
④对第i个SDU分段进行CRC校验，并将CRC校验位附加在SDU分段的末尾，CRC校验长度为LCRC，生成长度为LPDU=LiSDU+LCRC的PDU，然后到流程⑤；
⑤判断PDU长度LPDU是否大于一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度LTB，如果LPDU>LTB，则到流程⑥，否则，只有一个传输块，若LPDU=LTB，则跳到流程⑦，若LPDU<LTB，则在PDU末尾增加LTB-LPDU个填充比特后，跳到流程⑦；
⑥对PDU进行分段，分成多个等长的传输块，每块长度为LTB，若LPDU/LTB的余数不为0，则需要在PDU末尾增加填充比特，使加上填充比特后PDU可等分为多个长度为LTB的传输块，传输块数C和填充比特长度LPAD的计算公式如下：
C=ceil（LPDU/LTB），其中ceil()为上取整，
LPAD=C*LTB-LPDU，
然后到流程⑦；
⑦生成数据包头，对数据包头和每个传输块进行物理层处理后发送，然后到流程⑧；
⑧判断是否还有未发送的SDU分段，如果有，i=i+1，若i<I，则跳到流程④，否则，该数据包发送完成，回到流程①，开始新的数据包发送。
上述仅为本发明的一个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (11)
1.一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：将业务数据单元SDU进行分段并经处理生成一段或多段协议数据单元PDU,再将PDU按字节对齐分成分别可正好通过一个无线帧中分配的物理信道资源传输的一段或相同长度的多段传输块，当最后一个分段的数据净荷不足以填满整个分段时，在该分段的末尾增加填充比特，使该分段的长度与其它分段相同，并采用一个统一的数据包头来指示这些传输块的传输格式。
2.如权利要求1所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
①将业务数据单元SDU进行分段；
②对SDU分段加CRC校验，生成PDU；
③根据一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度，计算该PDU所需的填充比特，将PDU进行分段，分为一个或多个长度相同的传输块；
④生成数据包头，对数据包头、传输块进行物理层处理后发送出去。
3.如权利要求2所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：当业务数据单元SDU长度LSDU大于数据链路层L2定义的一个分组数据包最大长度L时，对SDU进行分段，每个分段按字节对齐，每段长度小于等于L；否则，SDU只有一个分段，所述L小于等于PDU最大长度Max_LPDU。
4.如权利要求3所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：将SDU分段后，对每个SDU分段进行CRC校验，并将CRC校验位附加在该SDU分段的末尾，生成协议数据单元PDU，该PDU长度LPDU＝该SDU分段长度LSDU+CRC校验长度LCRC。
5.如权利要求4所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：当PDU长度LPDU大于一个无线帧对应的物理信道资源承载比特长度LTB时，将PDU进一步分成长度为LTB的多个长度相等的传输块，每个传输块由一个无线帧对应的物理信道资源传输，若最后一个分段长度小于LTB，则在该段PDU末尾增加填充比特使增加填充比特后该段长度为LTB；否则，只有一个传输块，且当LPDU小于LTB时，在PDU末尾增加填充比特，使增加填充比特后该段长度为LTB，且当需要在PDU末尾增加填充比特时，填充比特总是整字节增加。
6.如权利要求5所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：所述一个无线帧结构包括有多个时隙，每个时隙中包括有导频段和数据段，导频段用于承载导频序列，数据段用于承载信令、语音或数据信息，所述传输块装载于数据段内进行传输。
7.如权利要求6所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：所述数据包头中设置有用于指示当前数据传输模式的TM字段、用于指示传输块调制编码格式的MCS字段、用于指示当前发送的SDU分段是否是SDU的最后一个分段的EF字段、用于指示当前发送的SDU分段的序号的SSN字段、用于指示当前发送的PDU字节长度的LI字段及分别用于指示发送设备地址和接收设备地址的SID字段和TID字段。
8.如权利要求7所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：所述传输模式包括有需要接收设备反馈传输块接收状态的确认模式AM和不需要接收设备反馈传输块接收状态的非确认模式UM。
9.如权利要求7所述的一种移动通信系统中数据包的发送方法，其特征在于：为保证数据包头可靠传输，还需对数据包头进行CRC校验和FEC编码。
10.一种与权利要求4至9所述的移动通信系统中数据包的发送方法相对应的数据包的接收方法，其特征在于：接收设备接收到数据包头后，可根据MCS字段所指示的传输块调制编码格式，确定出物理层一次传输的原始比特数，即传输块长度LTB，再结合LPDU，可计算出本次传输PDU包括的传输块数C和最后一个传输块包括的填充比特长度LPAD，所述C通过对LPDU/LTB所得数值上取整得到，所述LPAD＝C*LTB-LPDU。
11.如权利要求10所述的一种移动通信系统中数据包的接收方法，其特征在于：根据PDU包括的传输块数和最后一个传输块包括的填充比特长度，接收设备接收完一个PDU中包括的所有传输块后，将这些传输块进行级联并去除填充比特，恢复出发送方发送的PDU，并通过CRC校验，将PDU末尾长度为LCRC的CRC校验位去除，恢复出SDU分段，如果一个SDU在发送时分成了多个分段，则接收设备还需要根据用于指示当前发送的SDU分段序号的SSN字段和用于指示当前发送的SDU分段是否是SDU最后一个分段的EF字段的指示，将所有的SDU分段都接收完成后，级联恢复原始的SDU。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20170419 Termination date: 20180718 |