CN105871747B - 通信系统下行数据传输方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通信系统下行数据传输方法和系统，其中，所述通信系统下行数据传输方法包括如下步骤：接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧的数据包；对数据缓存区中的数据包进行检测，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。通过上述技术方案，本发明的通信系统下行数据传输方法和系统，能够优先处理优先级较高的数据包，优化了数据传输性能，有效地提高了数据传输效率。

Description

通信系统下行数据传输方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种通信系统下行数据传输方法和系统。
背景技术
在移动通信技术领域，基站承载了大量用户的上网需求，商用无线环境和回传网络有线环境都存在诸多不确定性，主要反映到无线环境质量、有线回传质量的波动、时好时坏方面，保证客户数据体验成为基站应有职责。
目前数据传输优化方案多是基于传统LTE(Long Term Evolution，长期演进)协议内容来实现的，比如，LTE制式基站中通过MAC(Media Access Control，媒体访问控制)调度算法或者PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)处理来优化数据传输，如图1所示，图1为传统的LTE制式基站的数据传输方法示意图。具体说明如下：
(1)S1协议的相关处理：S1承接基站网络侧数据，基于终端用户的因特网协议(Internet Protocol，IP)数据包，S1添加相应的头部信息，打包后即发往网络侧；反向同理，接收来自网络侧的数据，剔除S1相应头部信息，发往基站下游的PDCP模块。
(2)PDCP协议的相关处理：PDCP层属于无线接口协议栈的第二层，主要用于处理控制平面的无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)消息以及用户平面的因特网协议(Internet Protocol，IP)包。在用户平面上，PDCP子层接收来自上层的IP数据分组包，并对IP数据分组包进行头压缩和加密，然后递交到无线链路控制(Radio Link Control，RLC)子层；反向同理，PDCP子层接收来自RLC子层的数据，并经过头部解压缩和解密处理，还原用户的IP包，并将所述IP包发往上游的S1模块。
(3)RLC/MAC/PHY协议相关处理：RLC层位于MAC层之上，属于L2的一部分，主要功能是为用户和控制数据提供分段和重传业务；MAC(Media Access Control，介质访问控制)层，由16进制的数字组成，分为前24位和后24位，主要功能是根据MAC地址将接收的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧，含有数据包调度、无线资源分配等涉及均衡多用户速率的处理环节；PHY(Physical Layer，物理层)，主要功能是定义了数据的传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并为MAC层设备提供标准接口。
但是，上述的LTE制式基站的数据传输方法仍存在传输数据的效率较低的缺陷，比如：对于PDCP层不处理用户传输层数据内容，上述方案对终端TCP传输层数据内容保持透明，而传输层数据收发中蕴含着大量有用信息，深入挖掘可以极大拓宽PDCP层对数据的处理效率；另外，PDCP层不解析用户TCP/IP分组内容，无法感知不同数据包对终端的不同重要性，在数据传输方面也无法给予考虑；而且在某些极端情况表现的甚至有些机械盲目，比如重传包很可能最后才传输，而终端又苦苦等待此包数据的到来。
综上所述，传统的LTE制式基站的数据传输方法的传输效率较低。
发明内容
基于此，有必要针对传统的LTE制式基站的数据传输方法的传输效率较低的技术问题，提供一种通信系统下行数据传输方法和系统。
一种通信系统下行数据传输方法，包括如下步骤：
接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧的数据包；
对数据缓存区中的数据包进行检测，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；
按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；
根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。
一种通信系统下行数据传输系统，包括：
数据缓存模块，用于接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧的数据包；
数据检测及重排序模块，用于对数据缓存区中的数据包进行检测，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；
数据编号模块，用于按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；
数据发送模块，用于根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。
上述通信系统下行数据传输方法和系统，通过对数据缓存区中的数据包进行检测，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；再按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；最后，根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。通过上述技术方案，本发明的通信系统下行数据传输方法和系统，能够优先处理优先级较高的数据包，优化了数据传输性能，有效地提高了数据传输效率。
附图说明
图1为传统的LTE制式基站的数据传输方法示意图；
图2为本发明的LTE制式基站的数据传输方法示意图；
图3为本发明的一个实施例的通信系统下行数据传输方法流程图；
图4为本发明的另一个实施例的通信系统下行数据传输方法对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序的方法流程图；
图5为本发明的一个实施例的通信系统下行数据传输系统的结构示意图；
图6为本发明的另一个实施例的通信系统下行数据传输系统的数据监控及重排序模块的结构示意图。
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。
如图2所示，图2为本发明的LTE制式基站的数据传输方法示意图，LTE基站的PDCP(分组数据汇聚协议)层对来自网络侧的数据包进行监控和重排序，具体方法如图3所示。
如图3所示，图3为本发明的一个实施例的通信系统下行数据传输方法流程图，包括如下步骤：
步骤S101：接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧的数据包；
在本步骤中，通过接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区，用于后续步骤对所述数据包进行相关处理。
步骤S102：对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；
在传输数据包的过程中，当用户传输层链路的质量较差时，极易导致网络拥塞。当通信系统的网络发生拥塞时，缓存于数据缓存区的数据包就会出现乱序情况，产生发送顺序和接收顺序不一致的失序数据包。失序数据包的出现会给正常的通信系统带来很大影响，比如，产生不必要的传输层重传，浪费带宽，降低网络利用率等等。
为了防止失序数据包对正常的通信传输带来影响，在本步骤中，通过对数据缓存区中的数据包进行监控，若发现失序数据包，则将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包，从而确保数据包的发送顺序和接收顺序保持一致，有效地提高了数据传输效率和网络利用率。
步骤S103：按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；
在实际的通信系统中，用户端设备可以根据自身对网络侧发送的数据包优先级别，对网络侧发送的有序数据包进行编号，这样编号靠前的数据包就会越早发送至用户侧设备。通过根据有序数据包的优先级进行编号，保障了优先级较高的有序数据尽快发送至用户侧设备，进一步优化了通信系统的数据传输性能。
步骤S104：根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。
在本步骤中，根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备，保障了优先级较高的有序数据尽快发送至用户侧设备，进一步优化了通信系统的数据传输性能。
上述通信系统下行数据传输方法，通过对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；再按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；最后，根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。通过上述技术方案，本发明的通信系统下行数据传输方法，能够优先处理优先级较高的数据包，优化了数据传输性能，有效地提高了数据传输效率。
如图4所示，图4为本发明的另一个实施例的通信系统下行数据传输方法对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序的方法流程图，包括：
步骤S1021：对所述数据缓存区中的数据包进行检索，找出所述数据缓存区中的TCP数据包；
步骤S1022：将所述TCP数据包根据源IP地址、目标IP地址、源TCP端口、目标TCP端口划分线程归属，将不同线程的TCP数据包做区分标记，并获取各个线程中的TCP数据包的TCP序号；
步骤S1023：判断所述数据缓存区中的TCP数据包是否全部被检索；
步骤S1024：当所述数据缓存区中的TCP数据包全部被检索后，将各个线程中的TCP数据包按照传输层TCP序号进行重新排序。
上述通信系统下行数据传输方法，通过将TCP数据包按序传输的特性融入到PDCP数据优先编号、优化发送的处理过程中，减少终端传输层对失序数据包的等待时间，从而加快数据传输节奏，提升客户体验。
在其中一个实施例中，本发明的通信系统下行数据传输方法，在所述判断所述数据缓存区中的TCP数据包是否全部被检索的步骤S1023之后，还包括：
若所述数据缓存区中的TCP数据包没有全部被检索，则返回步骤S1023对所述数据缓存区中的TCP数据包进行检索。
上述通信系统下行数据传输方法，通过对数据缓存区中的TCP数据包再次进行检索，直到将数据缓存区中的TCP数据包全部检索出来，再通过前序步骤所获取TCP数据包的TCP序号，将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序，得到有序数据包，有效地提高了数据传输效率和网络利用率。
在其中一个实施例中，本发明的通信系统下行数据传输方法，在所述将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序的步骤之后，还可以包括：
步骤S1025：判断已划分线程归属的TCP数据包是否全部被排序；若否，则返回执行将各个线程中的数据包按照TCP序号进行重新排序的步骤。
上述通信系统下行数据传输方法，通过对已划分线程归属的TCP数据包进行检测，判断已划分线程归属的TCP数据包是否全部被排序，直到将数据缓存区中的已划分线程归属的TCP数据包全部进行排序，否则，返回执行将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序的步骤，有效地提高了数据传输效率和网络利用率。
如图5所示，图5为本发明的通信系统下行数据传输系统的结构示意图，包括：
数据缓存模块101，用于接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧的数据包；
在数据缓存模块101中，通过接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区，用于后续步骤对所述数据包进行相关处理，并将其发送至用户侧设备。
数据监控及重排序模块102，用于对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；
在传输数据包的过程中，当用户传输层链路的质量较差时，极易导致网络拥塞。当通信系统的网络发生拥塞时，缓存于数据缓存区的数据包就会出现乱序情况，产生发送顺序和接收顺序不一致的失序数据包。失序数据包的出现会给正常的通信系统带来很大影响，比如，产生不必要的传输层重传，浪费带宽，降低网络利用率等等。
为了防止失序数据包对正常的通信传输带来影响，在数据检测及重排序模块102中，通过对数据缓存区中的数据包进行监控，若发现失序数据包，则将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包，从而确保数据包的发送顺序和接收顺序保持一致，有效地提高了数据传输效率和网络利用率。
数据编号模块103，用于按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；
在实际的通信系统中，用户端设备可以根据自身对网络侧发送的数据包优先级别，对网络侧发送的有序数据包进行编号，这样编号靠前的数据包就会越早发送至用户侧设备。通过根据有序数据包的优先级进行编号，保障了优先级较高的有序数据尽快发送至用户侧设备，进一步优化了通信系统的数据传输性能。
数据发送模块104，用于根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。
在数据发送模块104中，根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备，保障了优先级较高的有序数据尽快发送至用户侧设备，进一步优化了通信系统的数据传输性能。
上述通信系统下行数据传输系统，通过对数据缓存区中的数据包进行检测，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；再按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；最后，根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。通过上述技术方案，本发明的通信系统下行数据传输系统，能够优先处理优先级较高的数据包，优化了数据传输性能，有效地提高了数据传输效率。
如图6所示，图6为本发明的通信系统下行数据传输系统的数据检测及重排序模块的结构示意图，包括：
数据检索单元1021，用于对所述数据缓存区中的数据包进行检索，找出所述数据缓存区中的TCP数据包；
数据划分单元1022，用于将所述TCP数据包根据源IP地址、目标IP地址、源TCP端口、目标TCP端口划分线程归属，将不同线程的TCP数据包做区分标记，并获取各个线程中的TCP数据包的TCP序号；
判断单元1023，用于判断所述数据缓存区中的TCP数据包是否全部被检索；
排序单元1024，用于当所述数据缓存区中的TCP数据包全部被检索后，将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序。
上述通信系统下行数据传输系统，通过将TCP数据包按序传输的特性融入到PDCP数据优先编号、优化发送的处理过程中，减少终端传输层对失序数据包的等待时间，从而加快数据传输节奏，提升客户体验。
在其中一个实施例中，本发明的通信系统下行数据传输系统的数据检测及重排序模块，还可以用于：
当判断所述数据缓存区中的TCP数据包没有全部被检索时，返回所述数据检索单元1021。
上述通信系统下行数据传输方法，通过对数据缓存区中的TCP数据包再次进行检索，直到将数据缓存区中的TCP数据包全部检索出来，再通过前序步骤所获取TCP数据包的TCP序号，将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序，得到有序数据包，有效地提高了数据传输效率和网络利用率。
在其中一个实施例中，本发明的通信系统下行数据传输系统的数据检测及重排序模块，还可以用于：
判断已划分线程归属的TCP数据包是否全部被排序；若否，返回所述排序单元1024。
上述通信系统下行数据传输系统，通过对已划分线程归属的TCP数据包进行检测，判断已划分线程归属的TCP数据包是否全部被排序，直到将数据缓存区中的已划分线程归属的TCP数据包全部进行排序，否则，返回所述排序单元1024对将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序，有效地提高了数据传输效率和网络利用率。
在其中一个实施例中，本发明的通信系统下行数据传输系统，所述数据发送模块104，进一步用于：
根据编号顺序将对应的有序数据包，依次通过无线链路控制子层、媒体访问控制层和物理层发送至用户侧设备；
其中，所述无线链路控制子层对所述有序数据包进行分段和重传处理；所述媒体访问控制层对所述有序数据包进行转发和无线资源分配；所述物理层对所述有序数据包的传送与接收方式进行预定义，并将所述有序数据包发送至用户侧设备。
上述通信系统下行数据传输系统，通过对数据缓存区中的数据包进行检测，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；再按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；最后，根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备。通过上述技术方案，本发明的通信系统下行数据传输系统，能够优先处理优先级较高的数据包，优化了数据传输性能，有效地提高了数据传输效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种通信系统下行数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧发送的数据包；
对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；
按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；
根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备；
其中，所述对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序的步骤包括：
对所述数据缓存区中的数据包进行检索，得到TCP数据包；
将所述TCP数据包根据源IP地址、目标IP地址、源TCP端口、目标TCP端口划分线程归属，将不同线程的TCP数据包做区分标记，获取各个线程中的TCP数据包的TCP序号；
判断所述数据缓存区中的TCP数据包是否全部被检索；
当所述数据缓存区中的TCP数据包全部被检索后，将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序；所述将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序包括：对于各个线程，将同一线程内的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序；
若所述数据缓存区中的TCP数据包没有全部被检索，则返回执行对所述数据缓存区中的TCP数据包进行检索的步骤。
2.根据权利要求1所述的通信系统下行数据传输方法，其特征在于，在所述将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序的步骤之后，还包括：
判断已划分线程归属的TCP数据包是否全部被排序；若否，则返回执行将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序的步骤。
3.根据权利要求1所述的通信系统下行数据传输方法，其特征在于，所述根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备的步骤包括：
根据编号顺序将对应的有序数据包，依次通过无线链路控制子层、媒体访问控制层和物理层发送至用户侧设备；
其中，所述无线链路控制子层对所述有序数据包进行分段和重传处理；所述媒体访问控制层对所述有序数据包进行转发和无线资源分配处理；所述物理层对所述有序数据包的传送与接收方式进行预定义，并将所述有序数据包发送至用户侧设备。
4.一种通信系统下行数据传输系统，其特征在于，包括：
数据缓存模块，用于接收S1层发送的数据包，并将所述数据包缓存至数据缓存区；其中，所述数据包是S1层承接基站网络侧的数据包；
数据检测及重排序模块，用于对数据缓存区中的数据包进行监控，将同一线程内的失序数据包进行重新排序，得到有序数据包；
数据编号模块，用于按照分组数据汇聚协议的要求，对所述有序数据包按照优先级进行编号；
数据发送模块，用于根据编号顺序将对应的有序数据包依次发送至用户侧设备；
其中，所述数据检测及重排序模块，包括：
数据检索单元，用于对所述数据缓存区中的数据包进行检索，得到TCP数据包；
数据划分单元，用于将所述TCP数据包根据源IP地址、目标IP地址、源TCP端口、目标TCP端口划分线程归属，将不同线程的TCP数据包做区分标记，并获取各个线程中的TCP数据包的TCP序号；
判断单元，用于判断所述数据缓存区中的TCP数据包是否全部被检索；
排序单元，用于当所述数据缓存区中的TCP数据包全部被检索后，将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序；所述将各个线程中的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序包括：对于各个线程，将同一线程内的TCP数据包按照TCP序号进行重新排序；
当判断所述数据缓存区中的TCP数据包没有全部被检索时，返回所述数据检索单元。
5.根据权利要求4所述的通信系统下行数据传输系统，其特征在于，所述数据检测及重排序模块，还用于：
判断已划分线程归属的TCP数据包是否全部被排序；若否，则返回所述排序单元。
6.根据权利要求4所述的通信系统下行数据传输系统，其特征在于，所述数据发送模块，进一步用于：
根据编号顺序将对应的有序数据包，依次通过无线链路控制子层、媒体访问控制层和物理层发送至用户侧设备；
其中，所述无线链路控制子层对所述有序数据包进行分段和重传处理；所述媒体访问控制层对所述有序数据包进行转发和无线资源分配处理；所述物理层对所述有序数据包的传送与接收方式进行预定义，并将所述有序数据包发送至用户侧设备。
7.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时可实现如权利要求1至3中任一项所述的通信系统下行数据传输方法。
8.一种终端设备，包括存储介质，处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至3中任一项所述的通信系统下行数据传输方法。
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