CN104836648B - 一种rlc am模式的快速重传和反馈的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无线链路控制确认(RLC AM)模式的快速重传和反馈的方法，发送端RLC层向MAC层下发数据时，将RLC数据信息一并通知给MAC层，MAC层将所述RLC数据信息和当前发送使用的混合自动重传请求HARQ进程标识号进行信息绑定；发送端MAC层执行HARQ进程发送数据，若收到肯定确认ACK，根据所述HARQ进程的标识号，将所述HARQ进程所绑定的RLC数据信息上报给RLC层；若进行到最大HARQ重传仍然收到否定确认NACK，根据所述HARQ进程的标识号，将所述HARQ进程所绑定的RLC数据信息上报给RLC层；发送端的RLC层收到来自接收端RLC层反馈的肯定确认ACK后，将该事件和对应的RLC数据信息通知给MAC层。

Description

一种RLC AM模式的快速重传和反馈的方法

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线链路控制（RLC，Radio LinkControl)确认（AM）模式的快速重传和反馈的方法。

背景技术

在3G/4G无线通信系统中，基站和核心网接收过来的数据包先经过分组数据汇聚协议（PDCP，Packet Data Convergence Protocol)）层，经过IP包头压缩和加密后，转到RLC层，按照媒体接入控制（MAC，Media Access Control）层的传输需求进行分段和串接后，再转到MAC层，最终从空口形成无线信号发送出去。

根据业务传输的特点和需求，数据传输分为有连接确认保证机制的传输和无连接确认保证的传输。对于有连接确认保证的传输，就是发送端发送数据包后，接收端需要根据接收的情况反馈确认包，通知发送端是否接收正确，发送端以此来决定是否需要进行重传发送。该机制同时存在正向的业务数据传输和反向的反馈确认数据传输，通过双向链路的建立，可以在很大程度上保证数据传输的可靠性。在3G/4G系统中基站侧，该机制是通过RLC层来实现的。

RLC AM模式采用的反馈确认和重传机制简述如下：

设置固定大小的发送窗口VT(A)-VT(MS)和接收窗口VR(R)-VR(MR)。RLC AM模式发送窗口和相应状态变量如图1a所示，发送端每发送一个协议数据单元（PDU，Protocol DataUnit）则会按照发送的序号缓存在发送窗口中，而发送窗口的起始位置VT(A)总是更新到第一个待反馈确认接收成功的数据包的缓存位置，所以只有不断收到接收端反馈的接收正确消息才会清空相应的缓存包，并有机会向后推进。一旦发送窗口缓存PDU满，VT(S)=VT(MS)，则不会发送新的数据PDU。RLC AM模式接收窗口和相应状态变量如图1b所示。接收端也同样是接收窗口的起始位置VR(R)保持在第一个没有接收成功数据包的缓存位置，只有确认包接收成功才会递交给高层，并清空该缓存和有机会向后推移。

接收端进行反馈状态的发送有几种情况：

1）发送端每发送一定数量数据包后发送轮询消息给接收端，请求接收端发送状态反馈信息。

2）接收端也同时设置接收重排序定时器（T_reordering），每当接收重排序定时器超时后也会主动向发送端发送状态反馈信息。

具体实现过程如下：RLC协议中当接收重排序定时器启动时，使用状态变量VR(X)更新到当前接收窗口中最后一个接收数据包的下一个位置，即VR(X)=VR(H)。接收重排序定时器就是检查VR(MS)到VR(X)之间数据包的丢失情况。一旦接收重排序定时器超时，则该区间内还没有收到的PDU认定为传输丢失，此时VR(MS)更新到VR(X)，进行状态反馈PDU发送，指示到VR(MS)为止的接收端数据丢失情况。

3）发送端当发送某数据包后发现后续没有数据可供传输了，或发现发送窗口满了，则发送端会主动选择某些包进行ARQ重传，同时携带轮询消息给接收端，请求接收端发送状态反馈信息，并启动轮询定时器（polling），轮询定时器超时则继续主动重传并携带轮询消息。接收端根据上述条件和自身接收窗口中RLC层数据包的接收情况来产生状态反馈信息，所述状态反馈信息并不是高层发送的数据包，而是RLC层产生的控制包，不参与RLC进行的分段和串接操作。状态反馈包中显式携带每个已确认丢失的RLC PDU的SN序号或RLCPDU分段的SN序号，SOstart域（指示RLC PDU的数据域内的RLC PDU分段的第一个字节在原始RLC PDU数据域中的位置）和SOend域（指示RLC PDU的数据域内的RLC PDU分段的最后一个字节在原始RLC PDU数据域中的位置），以及最后一个没有得到确认丢失情况的RLC PDU序号（即VR(MS)），其余没有指明的PDU则隐含表示接收正确。状态反馈PDU由于不参与分段和串接操作，所以只能根据空口质量来在一帧数据包中携带反馈内容。而发送端则根据状态反馈PDU中的内容来决定是否进行RLC层的ARQ重传包的发送。

RLC层设置有最大重传次数，一旦重传到最大次数仍然没有收到接收端的反馈确认接收成功，则会引发异常处理。对于RLC层是上报异常事件给基站侧的RRC层，引发RRC进行接入层的空口链路重建。这些都会导致业务传输的中断和延迟，严重的甚至导致丢包。另一方面，RLC的发送窗口都有长度限制，如果收到反馈确认包延迟，也会造成发送窗口满而卡住，进而引发数据发送停止。由上分析可知，对于高可靠性业务传输时，采用有反馈确认的双向链路传输需要正向和反向链路都具有较小的时延和可靠的传输性能，正向业务数据PDU传输和反向反馈状态PDU传输的丢失都会导致RLC的ARQ重传，进而容易导致发送窗口满并影响业务速率。而反向反馈状态PDU传输的时延同样也会导致发送端发送窗口满无法发送新的PDU，影响业务速率。

发明内容

本申请提供了一种RLC AM模式的快速重传和反馈的方法，可以提高RLC AM模式下的链路可靠性和传输稳定性。

本申请实施例提供的一种RLC AM模式的快速重传和反馈的方法，包括：

A、发送端RLC层向MAC层下发数据时，将RLC数据信息一并通知给MAC层，MAC层将所述RLC数据信息和当前发送使用的混合自动重传请求HARQ进程标识号进行信息绑定；

B、发送端MAC层执行HARQ进程发送数据，若收到肯定确认ACK，根据所述HARQ进程的标识号，将所述HARQ进程所绑定的RLC数据信息上报给RLC层；若进行到最大HARQ重传仍然收到否定确认NACK，根据所述HARQ进程的标识号，将所述HARQ进程所绑定的RLC数据信息上报给RLC层；

C、发送端的RLC层收到来自接收端RLC层反馈的肯定确认ACK后，将该事件和对应的RLC数据信息通知给MAC层。

较佳地，步骤C之后进一步包括：

D、发送端MAC层查询正在处于传输/重传的HARQ进程中是否存在第一HARQ进程所绑定的RLC数据信息与RLC层通知的RLC数据信息相同，若是，则停止第一HARQ进程的传输，释放第一HARQ进程。

较佳地，该方法进一步包括：

E、发送端RLC层收到来自MAC层HARQ进程的RLC协议数据单元PDU或分段的否定确认NACK后，并不立刻触发ARQ主动重传，而是针对该RLC PDU或分段启动一个主动重传定时器：

F、发送端RLC层收到来自接收端RLC层发送的状态反馈PDU后，发现其中指示了该PDU传输NACK或ACK信息，且发送端该PDU的主动重传定时器仍在运行，则停止该定时器；主动重传定时器超时，则将该定时器对应的RLC PDU或分段放入重传缓存。

较佳地，步骤F包括：

F1、判断主动重传定时器是否超时，若是，将所述HARQ进程对应的RLC PDU放入RLC重传缓存中，再执行步骤F2，否则直接执行步骤F2；

F2、判断RLC对端反馈的状态反馈PDU中指示有对应的主动重传定时器正在运行，若是，停止该主动重传定时器，再执行步骤F3，否则直接执行步骤F3；

F3、判断RLC对端反馈的状态反馈PDU指示RLC PDU是否为肯定确认ACK，若是，执行步骤F4，否则执行步骤F6；

F4、若RLC对端反馈的状态反馈PDU指示RLC PDU为肯定确认ACK，判断该RLC PDU是否正在进行HARQ传输，若是，停止并释放该HARQ进程，再执行步骤F5，否则直接执行步骤F5；

F5、判断RLC重传缓存中是否已有该RLC PDU，若是，从RLC重传缓存中删除该RLCPDU，并返回步骤A，否则直接返回步骤A；

F6、判断RLC重传缓存中是否已有该RLC PDU，若是，直接返回步骤A，否则将该RLCPDU放入RLC重传缓存中，并返回步骤A。

较佳地，所述RLC层向MAC层下发的数据为RLC服务数据单元SDU，所述RLC数据信息为序列号。

较佳地，所述RLC层向MAC层下发的数据为RLC SDU分段，所述RLC数据信息为序列号、SOstart域和SOend域。

较佳地，该方法进一步包括：

接收端RLC层每收到一个来自MAC层的RLC PDU，启动重排序定时器。

较佳地，接收端如果收到一个包导致接收窗口的起始位置VR(R)更新，使VR（X）落在窗口外则立刻触发状态PDU反馈。

从以上技术方案可以看出，通过对原有协议中相关状态变量处理的优化，以及通过MAC和RLC跨层信息交互驱动RLC重传包主动快速发送，并通过MAC HARQ传输状况和RLC状态反馈情况联合筛选RLC重复重传以及HARQ反馈ACK/NACK错检情况，不仅可以快速推进收发双发窗口，避免RLC状态反馈PDU发送延迟以及状态反馈PDU传输失败导致的发送窗口满，以及RLC重传延迟的问题，还可以有效减少重复的RLC重传包发送，并纠正MAC层的HARQ反馈错检，有利于提高RLC AM模式下链路的可靠性和传输稳定性。

附图说明

图1a为RLC AM模式发送窗口和相应状态变量示意图；

图1b为RLC AM模式接收窗口和相应状态变量示意图；

图2为本申请实施例提供的发送端的处理流程示意图。

具体实施方式

本申请提供的RLC AM模式快速重传和反馈的方法，通过发送端和接收端两方面进行优化设计。发送端从MAC和RLC两个层面交互，进行RLC重传数据的主动识别和主动重传，并对RLC重传缓存进行校验避免重传重复发送。接收端从RLC层的状态变量处理优化，优化重排序定时器的启动和加快状态反馈的发送。

为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。

本申请技术方案的第一个方面，涉及发送端RLC和MAC层进行RLC PDU信息交互

1）RLC SN号和MAC HARQ进程号关联

当RLC向MAC层下发数据时，将其RLC数据信息一并通知给MAC，即如果为RLC SDU则将其SN号，如果为RLC SDU分段，则将其SN号，SOstart域和SOend域，指示给MAC层。MAC层将其和当前发送使用的HARQ进程ID号进行信息绑定。

2）MAC HARQ ACK和最大重传NACK事件上报给RLC

MAC进行HARQ数据发送，收到ACK后，根据该进程的ID号，将该进程所绑定对应的RLC数据信息上报给RLC层

MAC进行HARQ数据发送，当进行到最大HARQ重传仍然收到NACK后，则认定其在MAC层丢弃，则根据该进程ID号，将该进程所绑定对应的RLC数据信息上报给RLC层

3）RLC状态反馈ACK事件通知给MAC

为防止HARQ的反馈ACK被错检成NACK，导致多余地发送重传包。当发送端收到来自接收端RLC反馈的状态反馈PDU后，将该事件和对应的RLC数据信息通知给MAC。

本申请技术方案的第二个方面，涉及发送端ARQ主动重传定时器操作。

RLC层收到来自MAC层的某个RLC PDU或分段的NACK指示后，并不立刻触发ARQ主动重传，而是针对该RLC PDU或分段启动一个主动重传定时器：收到来自接收端RLC层发送的状态反馈PDU后，发现其中指示了该PDU传输NACK或ACK信息，且发送端该PDU的主动重传定时器仍在运行，则停止该定时器。

这样做的目的一是为了避免主动重传和RLC反馈的状态确认PDU指示为NACK的重传重叠，发送重复的重传包；二是当HARQ反馈的ACK错检成NACK，导致主动重传和RLC反馈的状态确认PDU指示为ACK的情况相冲突时，可以利用RLC反馈的ACK对HARQ的反馈信道错检进行纠正。

本申请技术方案的第三个方面，涉及发送端RLC重传操作。

主动重传定时器超时，则将该定时器对应的RLC PDU或分段放入重传缓存。

收到来自接收端RLC层发送的状态反馈PDU后，发现其中指示了某PDU传输NACK信息，则检查重传缓存，如果该PDU不存在，则将其放入重传缓存，否则说明之前因为RLC反馈状态PDU过于频繁或由于主动ARQ重传定时器超时已经放入重传缓存了，则不再重复放入。

收到来自接收端RLC层发送的状态反馈PDU后，发现其中指示了某PDU传输ACK信息，则检查重传缓存，如果该PDU存在，则说明之前由于HARQ反馈ACK错检成NACK导致主动ARQ重传定时器超时将其放入了重传缓存，则将其从重传缓存中删除。

收到来自接收端RLC层发送的状态反馈PDU后，发现其中指示了某PDU传输ACK信息，并将其通告给MAC。MAC查询其正在处于传输/重传的HARQ进程，发现其绑定的RLC信息刚好为RLC层指示已收到状态反馈ACK的，则说明该HARQ进程是因为HARQ反馈错检或RLC状态反馈过于频繁而进行了RLC PDU的重复发送，则停止HARQ传输，释放该HARQ进程。

收到来自MAC层的某个RLC PDU或分段的ACK指示后，为防止HARQ反馈NACK错检成ACK，所以并不触发RLC发送窗口推进，而是检查RLC重传缓存，如果该缓存存在该PDU，则说明由于RLC状态反馈太频繁导致没能携带最新的接收端接收信息，导致发送端HARQ还未真正丢弃就状态反馈NACK，这种情况下则将其从重传缓存中删除。

本申请技术方案的第四个方面，涉及接收端重排序定时器操作和状态反馈PDU发送。

1）接收端RLC层每收到一个来自MAC层递交的RLC PDU，无论该RLC PDU重复检测结果是否为重复包，都启动T_reordering定时器。

2）接收端如果收到一个包导致VR(R)更新，使VR（X）落在窗口外则也立刻触发状态PDU反馈。VR（X）是重排序检测上边界。

本申请实施例提供的发送端的处理流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤201：无线帧号SFN++，基站RLC层检测当前无线帧MAC传输和RLC状态反馈。

步骤202：判断是否收到MAC层的HARQ反馈情况上报，若是，执行步骤203，否则转至步骤208。

步骤203：判断是否HARQ反馈为肯定确认ACK，若是，执行步骤204，否则执行步骤205。

步骤204：判断RLC重传缓存中是否存在该HARQ传输对应的RLC PDU，若是执行步骤206，否则执行步骤208。

步骤205：判断是否到达HARQ最大重传次数，若是执行步骤207，否则执行步骤208。

步骤207：该HARQ进程对应的RLC PDU的主动重传定时器开启。

步骤208：判断主动重传定时器是否超时，若是执行步骤209，否则执行步骤210。

步骤209：将该HARQ进程对应的RLC PDU放入重传缓存中。

步骤210：判断是否收到RLC对端反馈的状态反馈卡PDU，若是，执行步骤211，否则继续执行步骤210。

步骤211：判断是否状态反馈中指示的RLC PDU有对应的主动重传定时器正在运行，若是，执行步骤212，否则执行步骤213。

步骤212：停止该主动重传定时器，然后执行步骤213。

步骤213：状态反馈指示某RLC PDU为ACK，若是执行步骤214，否则执行步骤218。

步骤214：判断该RLC PDU是否正在进行HARQ传输，若是执行步骤215，否则执行步骤216。

步骤215：停止并释放该HARQ进程，然后执行步骤216。

步骤216：判断是否RLC重传缓存中已有该RLC PDU？若是，执行步骤217，否则返回步骤201。

步骤217：从RLC重传缓存中删除该PDU，然后返回步骤201。

步骤218：判断是否RLC重传缓存中已有该RLC PDU，若是，返回步骤201，否则执行步骤219。

步骤219：将该RLC PDU放入RLC重传缓存中，然后返回步骤201。

本申请提出的RLC AM模式快速重传和反馈的方法，通过对原有协议中相关状态变量处理的优化，以及通过MAC和RLC跨层信息交互驱动RLC重传包主动快速发送，并通过MACHARQ传输状况和RLC状态反馈情况联合筛选RLC重复重传以及HARQ反馈ACK/NACK错检情况，不仅可以快速推进收发双发窗口，避免RLC状态反馈PDU发送延迟以及状态反馈PDU传输失败导致的发送窗口满，以及RLC重传延迟的问题，还可以有效减少重复的RLC重传包发送，并纠正MAC层的HARQ反馈错检，有利于提高RLC AM模式下链路的可靠性和传输稳定性。具体地说，本申请技术方案可以实现如下几个方面的有益效果：

发送端RLC层通过识别MAC层HARQ进程的最大重传失败事件来推断RLC层PDU发送失败事件，并通知RLC层主动进行ARQ重传，可灵活地指示单个RLC PDU包传输失败情况，既避免了频繁反馈状态反馈PDU对传输带宽的占用，也可以避免状态反馈PDU传输失败对RLC重传造成影响，使发送窗更快的推进；

发送端RLC层针对检测HARQ发送失败事件设置主动重传定时器，定时器超时才重传，避免主动重传和RLC反馈的状态确认PDU指示的重传重叠，发送重复的重传包。同时也给HARQ反馈ACK错检成NACK的发现纠正留出时间；

设计主动重传定时器根据RLC对端的状态反馈信息停止机制，防止重传包重复放入重传缓存，并对MAC层的HARQ反馈ACK错检成NACK的情况进行纠正。

发送端RLC层通过识别MAC层HARQ进程传输正确事件，检查和删除RLC重传缓存中可能存在的同样的待重传数据包，避免发送重复的重传包；

发送端RLC层通过对端状态反馈中指示的ACK事件，检查和删除RLC重传缓存中可能存在的待重传数据包，对MAC层的HARQ反馈ACK错检成NACK的情况进行纠正，避免发送重复的重传包；

发送端MAC层通过识别RLC层收到的对端状态反馈中指示的ACK事件，及时清空相应正在传输的HARQ进程，对MAC层的HARQ反馈ACK错检成NACK的情况进行纠正，避免发送重复的重传包；

接收端RLC层通过优化VR（MS）、VR（X）等状态变量的处理，更快地启动重排序定时器和发送状态反馈PDU，可以更快地对发送端进行确认，加快RLC重传速度。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种无线链路控制确认RLC AM模式的快速重传和反馈的方法，其特征在于，包括：

A、发送端无线链路控制RLC层向媒体接入控制MAC层下发数据时，将RLC数据信息一并通知给MAC层，MAC层将所述RLC数据信息和当前发送使用的混合自动重传请求HARQ进程标识号进行信息绑定；

B、发送端MAC层执行HARQ进程发送数据，若收到肯定确认ACK，根据所述HARQ进程的标识号，将所述HARQ进程所绑定的RLC数据信息上报给RLC层；若进行到最大HARQ重传仍然收到否定确认NACK，根据所述HARQ进程的标识号，将所述HARQ进程所绑定的RLC数据信息上报给RLC层；

C、发送端的RLC层收到来自接收端RLC层反馈的肯定确认ACK事件后，将该事件和对应的RLC数据信息通知给MAC层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C之后进一步包括：

D、发送端MAC层查询正在处于传输/重传的HARQ进程中是否存在第一HARQ进程所绑定的RLC数据信息与RLC层通知的RLC数据信息相同，若是，则停止第一HARQ进程的传输，释放第一HARQ进程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

E、发送端RLC层收到来自MAC层HARQ进程的RLC协议数据单元PDU或分段的否定确认NACK后，并不立刻触发ARQ主动重传，而是针对该RLC PDU或分段启动一个主动重传定时器：

F、发送端RLC层收到来自接收端RLC层发送的状态反馈PDU后，发现其中指示了该PDU传输NACK或ACK信息，且发送端该PDU的主动重传定时器仍在运行，则停止该定时器；主动重传定时器超时，则将该定时器对应的RLC PDU或分段放入重传缓存。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤F包括：

F1、判断主动重传定时器是否超时，若是，将所述HARQ进程对应的RLC PDU放入RLC重传缓存中，再执行步骤F2，否则直接执行步骤F2；

F2、判断RLC对端反馈的状态反馈PDU中指示有对应的主动重传定时器正在运行，若是，停止该主动重传定时器，再执行步骤F3，否则直接执行步骤F3；

F3、判断RLC对端反馈的状态反馈PDU指示RLC PDU是否为肯定确认ACK，若是，执行步骤F4，否则执行步骤F6；

F4、若RLC对端反馈的状态反馈PDU指示RLC PDU为肯定确认ACK，判断该RLC PDU是否正在进行HARQ传输，若是，停止并释放该HARQ进程，再执行步骤F5，否则直接执行步骤F5；

F5、判断RLC重传缓存中是否已有该RLC PDU，若是，从RLC重传缓存中删除该RLC PDU，并返回步骤A，否则直接返回步骤A；

F6、判断RLC重传缓存中是否已有该RLC PDU，若是，直接返回步骤A，否则将该RLC PDU放入RLC重传缓存中，并返回步骤A。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RLC层向MAC层下发的数据为RLC服务数据单元SDU，所述RLC数据信息为序列号。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RLC层向MAC层下发的数据为RLC SDU分段，所述RLC数据信息为序列号、SOstart域和SOend域。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

接收端RLC层每收到一个来自MAC层的RLC PDU，启动重排序定时器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，接收端如果收到一个包导致接收窗口的起始位置VR(R)更新，使VR(X)落在窗口外则立刻触发状态PDU反馈。