CN103108407A - 基于gprs系统的协议层间数据分段、重组处理方法和装置 - Google Patents

基于gprs系统的协议层间数据分段、重组处理方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于GPRS系统的协议层间数据分段、重组处理方法和装置，通过增加对SNDCP层的分组数据包的本层分段长度的设定，SNDCP层不再以LLC层分组数据长度作为依据，不会受到下层LLC分组数据参数的反向制约，降低SNDCP层与LLC层的耦合度，从而实现了各层之间保持独立，保证了较强的灵活性，使系统的协议层间符合了传统定义的协议功能构架。

Description

基于GPRS系统的协议层间数据分段、重组处理方法和装置
技术领域
本发明设计移动通信领域，尤其涉及一种基于GPRS系统的协议层间数据分段、重组的处理方法，以及分段/重组处理装置。
背景技术
GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)业务是在现有的GSM(Global System for Mobile Communication，全球移动通信系统)基础上发展起来的一种移动分组数据业务。GPRS通过在GSM数字移动通信网络中引入分组交换的功能实体，以完成用分组方式进行的数据传输，完成GPRS业务，原GSM网络则完成话音功能。GPRS系统可以看作是对原有的GSM电路交换系统的基础上进行的业务扩充，以支持移动用户利用分组数据移动终端接入Internet或其他分组数据网络的需求。
GPRS系统的基本网络结构如图1所示。在GPRS系统中，MS(MobileStation，移动台)和BSS(Base Station Subsystem，基站子系统)之间的Um接口以及BSS和SGSN(Serving GPRS Support Node，GPRS服务支持节点)之间的Gb接口的无线协议栈结构包含了多种协议，GPRS系统的无线数据面协议栈结构如图2所示。其中SNDCP协议(Subnetwork Dependent Convergence Protocol，子网相关汇聚协议)针对数据面进行数据的分段/重组、头部和数据部分的压缩/解压缩等功能，目的在于将不同的网络层协议汇聚到空口进行传输，节约了终端和核心网之间的无线接口的无线带宽资源，提高了数据的传输效率。
但是在SNDCP层协议之中，并无指示该层分段具体大小，具体分段大小是由更下一层的LLC(Logical Link Control，逻辑链路控制)分段大小来限制的。如果LLC为确认帧，即应答模式下，则每段大小不超过1520Bytes；如果LLC为非确认帧，即无应答模式下，则每段大小不超过500Bytes。所以出现了上层协议层受制于下层协议层的情况，上层协议层与下层协议层之间耦合度较大，不能相互独立。而按照传统的协议功能描述，上层协议的实现需要下层给其提供相应的服务，所以与传统定义的协议功能架构也不相符。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种基于GPRS系统的协议层间数据分段、重组的处理方法，以及基于GPRS系统的协议层数据分段/重组处理装置，以解决了协议间耦合过紧的问题。
本发明提供一种基于GPRS系统的协议层间数据分段处理方法，包括以下步骤：设定SNDCP层的分组数据包长度，将IP层的IP报文传送到SNDCP层；按照设定的SNDCP层分组数据包长度对所述IP报文进行分段，并将各分段加上SNDCP字头，构成分段SN PDU报文；将SNDCP层的所述分段SN PDU报文传送到LLC层；按照LLC层分组数据包长度对的所述分段SN PDU报文进行分段，并将各分段加上LLC字头，构成LLC PDU报文。
进一步的，所述SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
进一步的，所述将各分段加上SNDCP字头为将各分段加上包括：空闲比特字段、第一个分段指示符字段、是否为最后一个分段指示符字段、PDU编号字段、非应答模式下的分段编号字段、以及分组数据包长度字段。
对于第一个分段SN PDU报文，所述SNDCP字头还包括：数据压缩编码字段和协议控制信息压缩编码字段。
进一步的，所述将各分段加上LLC字头为将各分段加上包括：地址域字段、控制域字段和帧校验字段。
本发明提出了一种基于GPRS系统的协议层间数据重组处理方法，包括以下步骤：将LLC层的分段LLC PDU报文去除LLC字头后得到SN PDU报文，并将其发送到SNDCP层；解析各SN PDU报文的SNDCP字头，将各SN PDU报文去除SNDCP字头后得到IP数据段，并对所述IP数据段进行排序组合，每个排序组合的大小不超过设定的SNDCP层分组数据包长度，将组合后的IP报文传送到IP层；IP层对接收到的IP报文进行重组。
进一步的，所述SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
进一步的，所述对所述IP数据段进行排序组合具体为：解析SN PDU报文的字头，获取字头中的报文顺序号，根据所述报文顺序号对所述IP数据段进行排序组合。
本发明还提供了一种基于GPRS系统的协议层间数据分段/重组处理装置，包括：下层收发模块、上层收发模块、分段/重组模块；所述分段/重组模块，用于设置SNDCP层的分组数据包长度；并用于通过上层收发模块接收IP报文，按照设定的SNDCP层分组数据包长度对IP报文进行分段处理后通过下层收发模块转发到LLC层；还用于通过下层收发模块接收SN PDU报文，按照设定的SNDCP层分组数据包长度对SN PDU报文进行重组处理后通过上层收发模块转发到IP层。
进一步的，所述SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
本发明通过预先设定SNDCP层分组数据包长度，不再受限于LLC层，降低SNDCP层与LLC层的耦合度，从而实现了各层之间保持独立，保证了较强的灵活性，使系统的协议层间符合了传统定义的协议功能构架。
附图说明
图1为现有GPRS系统的基本网络结构示意图；
图2为现有GPRS系统的无线数据面协议结构示意图；
图3为本发明的SNDCP PDU分段/重组示意图；
图4为本发明实施例一中数据分段处理方法流程图；
图5为本发明实施例二中数据重组处理方法流程图；
图6为本发明实施例三中分段/重组处理装置结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明的主要构思是通过增加SNDCP层的分组数据包的本层分段长度的定义，使得SN PDU(Subnetwork Protocol Data Unit，子网协议数据单元)分段的长度只受限于本层的数据参数制约，而不在受到下层LLC层的数据参数的反向制约。
按照传统的协议功能描述，上层协议的实现需要下层给其提供相应的服务。PDU在上下层协议间传输时需要执行分段/重组流程。
以太网和802.3对协议数据单元传输时的长度都有一个限制，其最大值分别是1500字节和1492字节。这个最大传输长度称作MTU(Maximum TransmitUnit，最大传输单元)，不同类型的网络大多数都有一个上限。
如果IP层有一个数据报要传，而且数据的长度比链路层的MTU还大，那么IP层就需要进行分段，把数据包分成若干段，这样每一段都小于MTU。分组数据在经过GPRS网络时，同样也需要在各协议层之间进行分段/重组流程。
实施例一
如图4所示为本发明数据分段处理方法中一实施例流程图，所述具有数据分段处理方法包括：
步骤101，预先对SNDCP层的分组数据包长度进行设定，并将上层的IP层的IP报文出送到SNDCP层；
步骤102，SNDCP层按照本层已经设定好的分组数据包长度对发送来的IP报文进行分段，并给IP报文的每个分段加上SNDCP字头，构成了分段SN PDU报文；
步骤103，将SNDCP层分段好的所述分段SN PDU报文传送到下层的LLC层；
步骤104，LLC层收到所述分段SN PDU报文后，按照LLC层的分组数据包长度对其进行分那段，并将各分段加上LLC字头，构成分段LLC PDU报文。
现有技术中的SNDCP字头中增加的字段对于应答模式和非应答模式是不同的(参见3GPP TS 44.065协议)。如表1所示，对于应答模式，增加的字段包括：空闲比特(X)、第一个分段指示符(F)、SN PDU报文类型(T)、是否最后一个分段指示符(M)以及PDU编号(N-PDU number)；其中对于第一个分段SN PDU报文，SNDCP字头还包括：数据压缩编码字段(DCOMP)和协议控制信息压缩编码(PCOMP)字段。如表2所示，对于非应答模式，增加的字段包括：空闲比特(X)、第一个分段指示符(F)、SN PDU报文类型(T)、是否最后一个分段指示符(M)以及PDU编号(N-PDU number)、分段编号(Segment number)；其中对于第一个分段SN PDU报文，SNDCP字头还包括：数据压缩编码字段(DCOMP)和协议控制信息压缩编码(PCOMP)字段。其中的SN PDU报文类型字段用来指示为应答模式或非应答模式。
表1
Figure BDA0000106754430000061
表2
Figure BDA0000106754430000062
如表3所示，本发明在SNDCP字头中由于不再区分应答模式和非应答模式，不再需要SN PDU报文类型字段，在分段SN PDU报文中的SNDCP字头中增加了一个字段SN-PDU LI，用来指示本层报文的长度。其中对于第一个分段SN PDU报文，SNDCP字头还包括：数据压缩编码字段(DCOMP)和协议控制信息压缩编码(PCOMP)字段。
表3
对于设定SNDCP层的分组数据包长度的大小，因为SNDCP层不再以LLC层分组数据长度作为依据，删除了SNDCP字头中用来指示应答或无应答模式的T字段，因此SNDCP层分组数据长度不再区分模式，即应答模式和无应答模式，所以建议SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。又因LLC层数据分段长度在应答和无应答模式下分别为1520或500，且上述已描述SNDCP不分模式，所以建议SN-PDU的分段大小不小于1520，如表3所示，SN-PDU LI字段占11位，可以指示1520以上的长度。
对于在LLC层进行分段的分段SN PDU报文添加LLC字头时，所加的字头可以包括：地址域字段、控制域字段和帧校验字段。
实施例二
如图5所示为数据重组处理方法中一实施例流程图，所述具有数据重组处理方法包括：
步骤201，去除LLC层的分段LLC PDU报文的LLC字头，获得SN PDU报文，并将其发送到上层的SNDCP层；
步骤202，解析SN PDU报文的SNDCP字头，将各SN PDU报文去除SNDCP字头后得到IP数据段，并对所述IP数据段进行排序组合，其组合的大小不得超过SNDCP层设定的分组数据包长度，经过组合后的IP数据段便是IP报文，并将IP报文传送到IP层；
步骤203，IP层将接收到的IP报文再次进行重组。
在数据重组处理方法中对SNDCP层的分组数据包长度大小的设定，与在数据分段处理方法对SNDCP层的分组数据包长度大小的设定情况类似，同样建议SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
在上述的方法中对IP数据段进行排列组合可具体用以下方法：首先将收到的SN PDU报文的SNDCP字头进行解析，通过解析得到了SNDCP字头中的报文顺序号，最后根据所获得的报文顺序号对所述IP数据段进行排列组合。
实施例三
如图6所示为数据分段/重组处理装置中一实施例结构示意图，本发明装置包括：下层收发模块、上层收发模块、分段/重组模块。
所述分段/重组模块，用于设置SNDCP层的分组数据包长度；并用于通过上层收发模块接收IP报文，按照设定的SNDCP层分组数据包长度对IP报文进行分段处理后通过下层收发模块转发到LLC层；还用于通过下层收发模块接收SNPDU报文，按照设定的SNDCP层分组数据包长度对SN PDU报文进行重组处理后通过上层收发模块转发到IP层。
在本发明装置中，用于设置SNDCP层的分组数据包长度的分段/重组模块，其对SNDCP层的分组数据包长度的设定建议大于等于所述LLC层分组数据包长度。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明；因此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于GPRS系统的协议层间数据分段处理方法，其特征在于，包括以下处理过程：
设定SNDCP层的分组数据包长度，将IP层的IP报文传送到SNDCP层；
按照设定的SNDCP层分组数据包长度对所述IP报文进行分段，并将各分段加上SNDCP字头，构成分段SN PDU报文；
将SNDCP层的所述分段SN PDU报文传送到LLC层；
按照LLC层分组数据包长度对所述分段SN PDU报文进行分段，并将各分段加上LLC字头，构成分段LLC PDU报文。
2.根据权利要求1所述的基于GPRS系统的协议层间数据分段处理方法，其特征在于，所述SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
3.根据权利要求1或2所述的基于GPRS系统的协议层间数据分段处理方法，其特征在于，所述将各分段加上SNDCP字头为将各分段加上包括：空闲比特字段、第一个分段指示符字段、是否为最后一个分段指示符字段、PDU编号字段、非应答模式下的分段编号字段、以及分组数据包长度字段。
4.根据权利要求3所述的基于GPRS系统的协议层间数据分段处理方法，其特征在于，对于第一个分段SN PDU报文，所述SNDCP字头还包括：数据压缩编码字段和协议控制信息压缩编码字段。
5.根据权利要求1或2所述的基于GPRS系统的协议层间数据分段处理方法，其特征在于，所述将各分段加上LLC字头为将各分段加上包括：地址域字段、控制域字段和帧校验字段。
6.一种基于GPRS系统的协议层间数据重组处理方法，其特征在于，包括以下处理过程：
将LLC层的分段LLC PDU报文去除LLC字头后得到SN PDU报文，并将其发送到SNDCP层；
解析各SN PDU报文的SNDCP字头，将各SN PDU报文去除SNDCP字头后得到IP数据段，并对所述IP数据段进行排序组合，每个排序组合的大小不超过设定的SNDCP层分组数据包长度，将组合后的IP报文传送到IP层；
IP层对接收到的IP报文进行重组。
7.根据权利要求6所述的基于GPRS系统的协议层间数据重组处理方法，其特征在于，所述SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
8.根据权利要求6或7所述的基于GPRS系统的协议层间数据重组处理方法，其特征在于，对所述IP数据段进行排序组合具体为：解析SN PDU报文的字头，获取字头中的报文顺序号，根据所述报文顺序号对所述IP数据段进行排序组合。
9.一种基于GPRS系统的协议层间数据分段/重组处理装置，其特征在于，包括：下层收发模块、上层收发模块、分段/重组模块；
所述分段/重组模块，用于设置SNDCP层的分组数据包长度；并用于通过上层收发模块接收IP报文，按照设定的SNDCP层分组数据包长度对IP报文进行分段处理后通过下层收发模块转发到LLC层；还用于通过下层收发模块接收SN PDU报文，按照设定的SNDCP层分组数据包长度对SN PDU报文进行重组处理后通过上层收发模块转发到IP层。
10.根据权利要求9所述的基于GPRS系统的协议层间数据分段/重组处理装置，其特征在于，所述的SNDCP层的分组数据包长度大于等于所述LLC层分组数据包长度。
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