CN102820957A - 一种数据状态反馈包及其应用 - Google Patents

Abstract

一种数据状态反馈包的字段结构，包括消息类型部，用于指示当前传输的消息类型；SDU数据分段序列号部，用于指示数据包所属的SDU分段的序列号；状态指示字段部，用于指示接收到的数据包的状态响应；SN部，用于指示接收到的数据包的序列号。本发明的一个状态反馈包中可包括多个数据包的状态响应，还设置了一个Nu部，用于指示当前状态反馈包中包括的有效状态比特数。本发明的一种数据状态反馈包及其应用是基于一种新的帧结构传输数字状态反馈包的方法，利用前向信令与反向信令时分复用物理信道的方法，传输状态反馈包，能有效提升信道利用率和传输效率。

Description

一种数据状态反馈包及其应用

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的数据传输领域，特别是一种用于接收设备向发送设备反馈数据包的接收状态的数据状态反馈包及其应用。

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。对于数据传输，一般存在两种传输模式，即确认模式（AM）和非确认模式（UM），当数据采用确认模式传输时，要求接收方针对每个接收的包，反馈接收状态，即针对是否正确接收到发送方发送的数据包，向发送方反馈接收正确（ACK）或接收错失（NACK）状态信息，发送方根据接收方反馈的状态信息，对于没有正确接收到的数据包进行重传。当数据传输采用非确认模式发送时，则接收方不需要反馈接收状态信息，发送方也无需对接收方没有正确接收到的数据进行重传。一般来说，对于要求可靠传输的数据，一般采用确认模式。

当采用确认模式传输数据包时，由于接收方需要反馈数据包接收状态信息，因此需要占用物理信道资源。如图1所示的DMR通信系统，一帧包含2个时隙（信道），时隙间GP为保护时间。当传输确认模式的数据包时，存在两种配置。

配置1：如图2所示，两个信道（时隙）均用于传输，其中信道1用于源MS传输前向数据包，信道2配置为反向信道，用于目的MS传输状态包反馈信息，即目的MS接收到源MS发送的数据包后，对接收到的信息进行处理，判断每个数据包是否正确接收，对接收正确的数据包，通过反向信道回应ACK，对接收错误的数据包，通过反向信道回应NACK。

配置2：如图3所示，只有一个信道用于传输，例如源MS采用信道1来传输数据包，当一组数据包传输完成后，源MS暂停传输，此时信道1配置为反向信道，目的MS采用信道1来传输状态反馈包，即目的MS接收到源MS发送的数据包后，对接收到的信息进行处理，判断每个数据包是否正确接收，对接收正确的数据包，通过反向信道回应ACK，对接收错误的数据包，通过反向信道回应NACK。

对于配置1，两个信道均被占用，传输效率低，导致信道浪费，无法支持更多的用户同时通信，对于配置2，由于发送方发送完一组数据后，需要等接收方采用相同信道反馈状态信息，导致数据发送时延大。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中，对于数据包状态反馈包，要么占用额外的业务信道传输，要么需要发送方发送完一组数据包后，等待接收方利用相同的信道发送状态反馈包，才能进行重传或传输新的数据包的缺点，提出一种的数据状态反馈包及其应用，基于一种新的帧结构，采用反向信令信道传输状态比特，能有效提升信道利用率和传输效率。

本发明采用如下技术方案：

一种数据包传输的帧结构，其特征在于：包括有两个短时隙和两个长时隙，其中一短时隙作为起始时隙，长时隙位于短时隙尾部且每个长时隙尾部设有保护时隙

进一步的，所述短时隙可用于传输前向信令或反向信令。

一种采用上述的任一帧结构传输数字状态反馈包的方法：以N帧为周期，其中的M帧的短时隙用于传输前向信令（M<N），N-M帧用于传输反向信令，在用于传输反向信令的N-M帧中，使用K帧（K≤N-M）来传输数据状态反馈包。

一种数据状态反馈包的字段结构，其特征在于：包括

消息类型部，用于指示当前传输的消息类型；

SDU数据分段序列号部，用于指示数据包所属的SDU分段的序列号；

状态指示字段部，用于指示接收到的数据包的状态响应；

SN部，用于指示接收到的数据包的序列号。

进一步的，所述消息类型部用于指示当前发送的消息是数据状态反馈包或是其它反向信令。

进一步的，所述状态指示部用于指示接收到的多个数据包的状态响应，每个比特对应一个数据包的状态响应，0为接收正确，1为接收错误。

进一步的，还包括有Nu部，用于指示所述状态指示字段部中的有效的状态响应位数。

进一步的，所述SN部是用于指示状态反馈包中首个状态响应的数据包的序列号。

一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，假设在传输数据净荷前，第一通信设备和第二通信设备已经建立了链接，包括如下步骤

1）、第一通信设备对高层数据进行数据分段，并将数据分段添加序列号后生成数据包，在分配的前向业务信道上发送数据包；

2）、第二通信设备检测业务信道，接收数据包，并对数据包进行处理，判断接收是否正确，并产生接收正确或接收错误的状态响应；

3）、第二通信设备根据需要反馈状态响应的各个数据包的状态响应，生成数据状态反馈包，在配置的可用于传输反向信令的帧中传输数据状态反馈包；

4）、第一通信设备在对应的帧中，检测反向信令，接收第二通信设备发送的数据状态反馈包，进行处理后提取出针对已发送的数据包的状态响应，对于状态响应为接收正确数据包，无需重传，对于状态响应为接收错误的数据包，需要进行重传；

5）、第一通信设备选择合适的帧，重传状态响应为错误的数据包。

进一步的，在步骤2)中，在对数据包进行处理，判断接收是否正确时，若数据包接收正确，则针对该帧数据包，产生‘ACK’响应，若数据包接收错误，则产生‘NACK’响应。

进一步的，在步骤3)中第二通信设备根据数据包发送的顺序关系，结合前后接收正确的数据包的序列号，判断出接收错误的数据包的序列号。

进一步的，在步骤4）中，可用于传输反向信令的帧包括有两个短时隙和两个长时隙，其中一短时隙作为起始时隙，每个长时隙尾部设有保护时隙，其中的短时隙可用于传输所述数据状态反馈包。

进一步的，以N帧为周期，其中的M帧的短时隙用于传输前向信令（M<N），N-M帧用于传输反向信令，在用于传输反向信令的N-M帧中，使用K帧（K≤N-M）来传输所述数据状态反馈包。

进一步的，所述数据状态反馈包包括

消息类型部，用于指示当前传输的消息类型；

SDU数据分段序列号部，用于指示数据包所属的SDU分段的序列号；

状态指示字段部，用于指示接收到的数据包的状态响应；

SN部，用于指示状态反馈包中首个状态响应的数据包的序列号。

进一步的，所述消息类型部用于指示当前发送的消息是数据状态反馈包或是其它反向信令。

进一步的，所述状态指示部用于指示接收到的多个数据包的状态响应，每个比特对应一个数据包的状态响应，0为接收正确，回应为‘ACK’，1为接收错误，回应为‘NACK’。

进一步的，还包括有Nu部，用于指示所述状态指示字段部中的有效的状态响应位数。

进一步的，在步骤4）中，第一通信设备对数据状态反馈包进行处理后提取出针对已发送的数据包的状态响应，对于状态响应为‘ACK’的数据包，无需重传，对于状态响应为‘NACK’的数据包，需要进行重传。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的一个状态反馈包中可包括多个数据包的状态响应，通过数据包序列号和比特映射方式来指示对应的数据包；由于每个状态包反馈的数据包状态响应数可能不同，为了方便发送方判断接收到的接收方发送的状态反馈包中包含了对几个数据包的状态响应，在状态反馈包中，还设置了一个Nu部，用于指示当前状态反馈包中，包括的有效状态比特数；SN部，用于指示状态反馈包中首个状态响应的数据包的序列号，接收方可根据数据包发送的顺序关系，结合前后接收正确的数据包的分段序列号，判断出接收错误的数据包的分段序列号。本发明基于一种新的帧结构传输数字状态反馈包的方法，利用前向信令与反向信令时分复用物理信道的方法，传输状态反馈包，能有效提升信道利用率和传输效率。

附图说明

图1为现有的DMR通信系统图；

图2为采用确认模式传输数据的配置1；

图3为采用确认模式传输数据的配置2；

图4为本发明的一种数据包传输的帧结构示意图；

图5为本发明的一种数据状态反馈包的字段结构；

图6为本发明的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法的步骤流程图；

图7为本发明一种数据状态反馈包传输的具体实施例。

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4，一种数据包传输的帧结构，包括4个时隙，由2个短时隙和2个长时隙组成。设时隙编号从0开始，Slot0为一个无线帧中的起始时隙，位于无线帧的帧头。slot0和slot1配对使用，slot2和slot3配对使用。在每个长时隙的尾部，均保留长度为T_GP的保护时隙GP，用于通信设备的射频完成接收/发送转换和抵消通信设备间的空间传播时延，减少由于不同步或多径时延导致的时隙间干扰。短时隙可以用于前向信令和反向信令传输，前向信令和反向信令传输可以采用时分复用的方式，通过配置或信令约定。

本发明一种采用上述帧结构传输数字状态反馈包的方法，利用前向信令和反向信令时分复用短时隙的方法，通过设置一定前向信令和反向信令的时分复用周期，在短时隙用于发送反向信令的无线帧中，使用部分或全部帧来传输状态反馈包。具体如下，以N帧为周期，其中的M帧的短时隙用于传输前向信令（M<N），N-M帧用于传输反向信令，在用于传输反向信令的N-M帧中，使用K帧（K≤N-M）来传输数据状态反馈包。例如：设N为4帧，2帧用于前向信令，2帧用于反向信令，在反向信令的2帧中，1帧用于传输数据状态反馈包，1帧用于传输其他反向信令。

对于数据通信，第一通信设备（发送方）需要传输的数据可能是短信，也可能是IP分组数据，数据长度可能总是变化的。为了匹配物理信道的传输能力，在通信协议中，一般数据链路层（L2）会对接收到的高层业务数据单元（SDU）进行处理，分成多个SDU分段（即PDU），并根据物理信道传输能力，对PDU再进行分段，每个分段形成一个数据包，保证每个数据包正好被物理信道传输。在AM传输模式下，第二通信设备（接收方）需要向第一通信设备反馈每个接收到的数据分段是否接收正确，为了便于第一通信设备和第二通信设备能正确的识别一个数据分段，第一通信设备需要针对每个PDU分段进行编号，在发送前，将每个数据分段的编号和该数据分段组合在一起，生成数据包，每个数据包能正好匹配物理信道的承载能力，在一帧中发送出去。第二通信设备在反馈数据包的状态响应时，在状态响应包中附上PDU数据分段的序列号SN，收发两方设备即可唯一标识出对应的数据分段。

在一个反馈状态包中，可以包括对接收到的多个数据包的状态响应，如果把每个数据包的SN都包含在状态包中，则会导致传输比特过多，物理信道无法承载或传输性能恶化。由于状态包反馈的是连续的数据包的状态响应，因此，可以在状态包中包括一个长度为L个比特的STATUS字段，每个比特指示一个数据包的接收状态，当数据包接收正确时，该数据包对应的比特位置“0”，表示接收正确，回应为“ACK”，当数据包接收错误时，该数据包对应比特位置“1”，表示接收错误，回应为“NACK”。通过该字段连续的比特位来指示连续多个数据包的状态响应，这样只需在状态包中包含本次反馈的数据包中序列号排在最前面（首位）的数据包的SN。例如，设STATUS字段最高位为第一个比特，对应第一个数据包（即序列号为SN的数据包）的状态响应，后续比特依次表示序列号为SN+1，SN+2，……，SN+L-1的数据包状态响应。此外，由于每个状态包反馈的数据包状态响应数可能不同，为了方便第一通信设备判断接收到的第二通信设备发送的状态包中，包含了对几个数据包的响应，在状态包中，还需要设置一个Nu字段，用于指示当前状态包中，包括的有效状态比特数。

如图5所示为本发明提出的一种数据状态反馈包的字段结构，其中MT为消息类型部，用于接收方判定当前发送的消息是状态包还是其他反向信令；字段SSN为SDU数据分段序列号部即为高层业务数据单元SDU分段的序列号，在第一通信设备开始发送数据包前，通过数据包头发送给第二通信设备，用于指示当前数据包中包含的数据分段，是属于哪个高层业务数据单元SDU，以便接收方收齐所有属于该序列号SDU的数据分段后，重组该SDU；字段SN部为用于指示接收到的数据包所包含的首位数据包的序列号，是当前状态包反馈的数据包中最小序列号；STATUS为状态指示字段部，采用比特映射的方式指示每个数据包的状态响应；字段Nu部，用于指示当前状态包中指示有效状态位数目。图5中各字段的意义具体描述如下表：

例如：如图5所示的数据状态反馈PDU结构，设状态反馈包中，STATUS字段长度为4比特，则在一个状态包中，可指示4个接收到的数据包的状态响应，设Nu字段长度为2比特，假设当前需要反馈3个数据包的状态响应，数据包的SN依次为100，101，102，假设序列号为101的数据包接收错误，其他两个数据包接收正确，则在状态包中，SN字段设置为100，STATUS字段从高位开始，对应比特设置为0100（二进制表示），最后一比特无效，设置为0，字段Nu的取值为3，表示当前状态包中包含了3个数据包的状态响应，即字段STATUS的高3比特有效。

参照图6，本发明的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，具体步骤如下：

设在传输数据净荷前，第一通信设备和第二通信设备已经建立了链接，

1）、第一通信设备对高层数据进行数据分段，并将数据分段添加分段序列号后生成数据包，在分配的前向业务信道上发送数据包；

2）、第二通信设备检测业务信道，接收数据包，并对数据包进行处理，判断接收是否正确，如果数据包接收正确，则针对该帧数据包，产生‘ACK’响应，若数据包接收错误，则产生‘NACK’响应；

3）、若数据包接收错误，第二通信设备根据数据包发送的顺序关系，结合前后接收正确的数据包的序列号，判断出接收错误的数据包的序列号；

4）、第二通信设备根据需要反馈状态响应的各个数据包的状态响应，生成数据状态反馈包，在配置的可用于传输反向信令的帧中，使用短时隙来传输数据状态反馈包。数据状态反馈包中包括一个或多个针对已接收到的数据包的状态响应，即‘ACK’或‘NACK’响应；

5）、第一通信设备在对应的帧中，检测反向信令，接收第二通信设备发送的数据状态反馈包，进行处理后提取出针对已发送的数据包的‘ACK’或‘NACK’响应，对于响应为ACK的数据包，表示第二通信设备接收正确，无需重传，对于响应为NACK的数据包，表示第二通信设备没有正确接收到，需要进行重传；

6）、第一通信设备选择合适的帧，重传响应为‘NACK’的数据包。

其中，在步骤4）中，参照图4可用于传输反向信令的帧包括有两个短时隙和两个长时隙，其中一短时隙作为起始时隙，每个长时隙尾部设有保护时隙，其中的短时隙可用于传输所述数据状态反馈包。具体的数据状态反馈包参照图5的一种数据状态反馈包的字段结构。

数据状态反馈包的传输，以N帧为周期，其中的M帧的短时隙用于传输前向信令（M<N），N-M帧用于传输反向信令，在用于传输反向信令的N-M帧中，使用K帧（K≤N-M）来传输所述数据状态反馈包。具体地，参照图7所示为一个具体实施例，在该实施例中，设N为4帧，2帧用于前向信令，2帧用于反向信令，在反向信令的2帧中，1帧用于传输数据状态反馈包，1帧用于传输其他反向信令。

1）、从n帧开始，第一通信设备MS1开始在时隙1上连续发送数据包，在时隙0上发送前向信令；

2）、第n+2帧，第二通信设备在时隙0上发送反向信令，第n+3帧，第二通信设备在时隙0发送数据状态包，指示第n、n+1、n+2帧数据包的状态响应。

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 (18)

1.一种数据包传输的帧结构，其特征在于：包括有两个短时隙和两个长时隙，其中一短时隙作为起始时隙，长时隙位于短时隙尾部且每个长时隙尾部设有保护时隙。

2.如权利要求1所述的一种数据包传输的帧结构，其特征在于：所述短时隙可用于传输前向信令或反向信令。

3.一种采用权利要求1至2所述的任一帧结构传输数字状态反馈包的方法：以N帧为周期，其中的M帧的短时隙用于传输前向信令（M<N），N-M帧用于传输反向信令，在用于传输反向信令的N-M帧中，使用K帧（K≤N-M）来传输数据状态反馈包。

4.一种数据状态反馈包的字段结构，其特征在于：包括

消息类型部，用于指示当前传输的消息类型；

SDU数据分段序列号部，用于指示数据包所属的SDU分段的序列号；

状态指示字段部，用于指示接收到的数据包的状态响应；

SN部，用于指示接收到的数据包的序列号。

5.如权利要求4所述的一种数据状态反馈包的字段结构，其特征在于：所述消息类型部用于指示当前发送的消息是数据状态反馈包或是其它反向信令。

6.如权利要求4或5所述的一种数据状态反馈包的字段结构，其特征在于：所述状态指示部用于指示接收到的多个数据包的状态响应，每个比特对应一个数据包的状态响应，0为接收正确，1为接收错误。

7.如权利要求6所述的一种数据状态反馈包的字段结构，其特征在于：还包括有Nu部，用于指示所述状态指示字段部中的有效的状态响应位数。

8.如权利要求7所述的一种数据状态反馈包的字段结构，其特征在于：所述SN部是用于指示状态反馈包中首个状态响应的数据包的序列号。

9.一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，假设在传输数据净荷前，第一通信设备和第二通信设备已经建立了链接，包括如下步骤

1）、第一通信设备对高层数据进行数据分段，并将数据分段添加分段序列号后生成数据包，在分配的前向业务信道上发送数据包；

2）、第二通信设备检测业务信道，接收数据包，并对数据包进行处理，判断接收是否正确，并产生接收正确或接收错误的状态响应；

3）、第二通信设备根据需要反馈状态响应的各个数据包的状态响应，生成数据状态反馈包，在配置的可用于传输反向信令的帧中传输数据状态反馈包；

4）、第一通信设备在对应的帧中，检测反向信令，接收第二通信设备发送的数据状态反馈包，进行处理后提取出针对已发送的数据包的状态响应，对于状态响应为接收正确数据包，无需重传，对于状态响应为接收错误的数据包，需要进行重传；

5）、第一通信设备选择合适的帧，重传状态响应为错误的数据包。

10.如权利要求9所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：在步骤2)中，在对数据包进行处理，判断接收是否正确时，若数据包接收正确，则针对该帧数据包，产生‘ACK’响应，若数据包接收错误，则产生‘NACK’响应。

11.如权利要求9所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：在步骤3)中第二通信设备根据数据包发送的顺序关系，结合前后接收正确的数据包的分段序列号，判断出接收错误的数据包的分段序列号。

12.如权利要求9所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：在步骤4）中，可用于传输反向信令的帧包括有两个短时隙和两个长时隙，其中一短时隙作为起始时隙，每个长时隙尾部设有保护时隙，其中的短时隙可用于传输所述数据状态反馈包。

13.如权利要求12所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：以N帧为周期，其中的M帧的短时隙用于传输前向信令（M<N），N-M帧用于传输反向信令，在用于传输反向信令的N-M帧中，使用K帧（K≤N-M）来传输所述数据状态反馈包。

14.如权利要求9所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：所述数据状态反馈包包括

消息类型部，用于指示当前传输的消息类型；

SDU数据分段序列号部，用于指示数据包所属的SDU分段的序列号；

状态指示字段部，用于指示接收到的数据包的状态响应；

SN部，用于指示状态反馈包中首个状态响应的数据包的序列号。

15.如权利要求14所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：所述消息类型部用于指示当前发送的消息是数据状态反馈包或是其它反向信令。

16.如权利要求14或15所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：所述状态指示部用于指示接收到的多个数据包的状态响应，每个比特对应一个数据包的状态响应，0为接收正确，回应为‘ACK’，1为接收错误，回应为‘NACK’。

17.如权利要求16所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：还包括有Nu部，用于指示所述状态指示字段部中的有效的状态响应位数。

18.如权利要求9所述的一种移动通信系统中的数据状态反馈包的传输方法，其特征在于：在步骤4）中，第一通信设备对数据状态反馈包进行处理后提取出针对已发送的数据包的状态响应，对于状态响应为‘ACK’的数据包，无需重传，对于状态响应为‘NACK’的数据包，需要进行重传。

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