CN112839358B - 基于rlc协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，将网络侧RLC层分解为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分，并分别为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分设置独立的数据缓冲器；在报文传输的生命周期内，RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分能够以并行模式异步处理同一报文，并将RLC协议中规定的功能与服务按照实时性与非实时性的范式进行划分，将划分后的功能与服务分别部署于RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分上，最终使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分共同完成RLC协议预先定义的完整功能。本发明能够适应实时/非实时业务分离的网络架构中的传输网络要求和数据处理时延要求。

Description

基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法。
背景技术
在4G/5G的3GPP标准协议中，RLC协议被设计为单一实体，适用于集中式架构。
随着云计算的日益发展，传统的无线接入网功能可以被分拆为实时/非实时业务，允许非实时业务部署在标准化云计算平台/节点上，以实现更好的伸缩性，更低的单位运算成本，以及更高的可靠性。基于3GPP标准协议栈的RLC实体无法直接适用在上述实时/非实时分离网络架构中。即使3GPP在5G技术中推出了CU/DU分割，但是兼具实时/非实时业务的RLC实体仍然被定义在了DU侧，无法获得云计算的增益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，能够适应实时/非实时业务分离的网络架构中的传输网络要求、数据处理时延要求等各种性能指标。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，将网络侧RLC层分解为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分，并分别为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分设置独立的数据缓冲器，并将所述数据缓冲器在RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分之间进行串联；在报文传输的生命周期内，为RLC实时实体部分的数据缓冲器与RLC非实时实体部分的数据缓冲器分别保留同一报文的不同形态的备份，使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分能够以并行模式异步处理同一报文，并将RLC协议中规定的功能与服务按照实时性与非实时性的范式进行划分，将划分后的功能与服务分别部署于RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分上，最终使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分共同完成RLC协议预先定义的完整功能。
所述RLC实时实体部分用于接收RLC非实时实体部分递送的下行RLC数据PDU和下行状态PDU并通过数据缓冲器进行缓存；向MAC层发送RLC实时实体部分的缓存状态指示；在接收MAC层调度指示后，对下行RLC数据PDU重分段，将数据缓冲器中缓存的未发送的下行状态PDU、下行RLC数据PDU和重分段后未发送的下行RLC数据PDU分段递送至MAC层；在下行状态PDU和完整的下行RLC数据PDU被递送至MAC层后，将该下行状态PDU从RLC实时实体部分的数据缓冲器中删除；接收MAC层递送的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段，并通过数据缓冲器进行缓存；将RLC实时实体部分的数据缓冲器中缓存的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段递送至RLC非实时实体部分，并将递送完成的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段从RLC实时实体部分的数据缓冲器中删除；接收MAC递送的上行RLC状态PDU，并递送至RLC非实时实体部分。
所述RLC非实时实体部分用于接收PDCP层递送的下行PDCP数据PDU并作为下行RLCSDU通过数据缓冲器进行缓存；将RLCSDU组装成下行RLC数据PDU，将下行RLC数据PDU通过数据缓冲器进行缓存，并将对应的下行RLCSDU从数据缓冲器中删除，更新发送窗口；将数据缓冲器中未发送的下行RLC数据PDU及确认模式下需重传的下行RLC数据PDU分段递送至RLC实时实体部分；对于非确认模式的已发送下行RLC数据PDU，从数据缓冲器中删除；在RLC确认模式下，根据接收窗口状态组装下行RLC状态PDU，并递送至RLC实时实体部分；接收RLC实时实体部分递送的上行RLC数据PDU，取出完整或分段的RLCSDU，向PDCP层提交、或置入缓存或合并后丢弃，并更新接收窗口。
所述RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分使用相同的配置参数。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明仅增加了有限的系统复杂度，同时无需对网络侧RRC层和MAC层和PDCP层做任何修改，移动终端设备亦不受任何影响，使接入网非实时业务可完整部署于云计算平台上，在系统伸缩性，单位运算成本，可靠性等维度获得显著增益。
附图说明
图1是本发明实施方式中RLC实时实体部分/RLC非实时实体部分的分离架构图；
图2是本发明实施方式中RLC实时实体部分与非实时实体部分的功能示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，如图1所示，将网络侧RLC层分解为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分，并分别为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分设置独立的数据缓冲器，并将所述数据缓冲器在RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分之间进行串联。
在报文传输的生命周期内，为RLC实时实体部分的数据缓冲器与RLC非实时实体部分的数据缓冲器分别保留同一报文的不同形态的备份，使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分能够以并行模式异步处理同一报文，并将RLC协议中规定的功能与服务按照实时性与非实时性的范式进行划分，将划分后的功能与服务分别部署于RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分上，最终使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分共同完成RLC协议预先定义的完整功能。
本实施方式中RLC层虽被重构为RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分，为保证同一无线承载对应的RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分不因分离而导致上下文不一致的场景，因此RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分使用相同的配置参数。
不难发现，本实施方式为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分设置各自的缓冲区，在保证RLC协议功能与性能的同时，适配了实时/非实时业务分离的网络架构。
如图2所示，所述RLC实时实体部分用于接收RLC非实时实体部分递送的下行RLC数据PDU和下行状态PDU并通过数据缓冲器进行缓存；向MAC层发送RLC实时实体部分的缓存状态指示；在接收MAC层调度指示后，对下行RLC数据PDU重分段，将数据缓冲器中缓存的未发送的下行状态PDU、下行RLC数据PDU和重分段后未发送的下行RLC数据PDU分段递送至MAC层；在下行状态PDU和完整的下行RLC数据PDU被递送至MAC层后，将该下行状态PDU从RLC实时实体部分的数据缓冲器中删除；接收MAC层递送的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段，并通过数据缓冲器进行缓存；将RLC实时实体部分的数据缓冲器中缓存的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段递送至RLC非实时实体部分，并将递送完成的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段从RLC实时实体部分的数据缓冲器中删除；接收MAC递送的上行RLC状态PDU，并递送至RLC非实时实体部分。
所述RLC非实时实体部分用于接收PDCP层递送的下行PDCP数据PDU并作为下行RLCSDU通过数据缓冲器进行缓存；将RLCSDU组装成下行RLC数据PDU，将下行RLC数据PDU通过数据缓冲器进行缓存，并将对应的下行RLCSDU从数据缓冲器中删除，更新发送窗口；将数据缓冲器中未发送的下行RLC数据PDU及确认模式下需重传的下行RLC数据PDU分段递送至RLC实时实体部分；对于非确认模式的已发送下行RLC数据PDU，从数据缓冲器中删除；在RLC确认模式下，根据接收窗口状态组装下行RLC状态PDU，并递送至RLC实时实体部分；接收RLC实时实体部分递送的上行RLC数据PDU，取出完整或分段的RLCSDU，向PDCP层提交、或置入缓存或合并后丢弃，并更新接收窗口。
3GPP对RLC定义的服务模式包括：透明模式、非确认模式和确认模式。对RLC定义的服务和功能主要包括：传送高层提交的数据包；为非确认传输模式与确认传输模式提供序列号；为确认模式提供ARQ重传功能；为非确认模式和确认模式提供数据包分段功能；为确认模式提供数据包再分段功能；为非确认模式与确认模式提供分段合并功能；重复检测；为非确认模式与确认模式提供数据包丢弃功能。
其中，仅于RLC下行传输数据的功能中，向MAC层递交数据的步骤需限制于MAC层发送调度结果之后与物理层处理数据之前，换言之，该步骤属于实时性任务。受此约束条件所限，该业务必须与MAC一同被部署于同一实时计算节点。
此外，为最大化利用MAC层所分配的数据传输空间，将RLC确认模式下再分段功能部署于与MAC同一节点，亦为较优的选择。
在本实施方式中，使用了将RLC确认模式再分段功能部署于与MAC同一节点的技术方案。但本申请对该对应功能的具体部署选择不做任何限制。
以此为基础，如图2所示，RLC功能中向MAC提交数据的业务与再分段业务被部署于实时节点之中，与MAC一致。RLC功能中其他业务可被部署于其他节点中，譬如云计算平台。
为避免因RLC架构重组对与RLC存在连动关系的RRC，PDCP，MAC造成影响，仅由RLC实时实体向MAC提供接口，仅由RLC非实时实体向RRC，PDCP提供接口。
进一步的，对同一承载，RLC实时实体与RLC非实时实体各自提供的服务需具有一致性。为实现此目的，在承载建立/删除之时，需RLC非实时实体与RLC实时实体双方建立/删除相对应的上下文。显而易见的，RRC非实时实体的承载上下文与RRC实时实体的承载上下文可定义为主从关系。
具体的，在RRC向RLC非实时实体请求建立承载时，RRC向RLC非实时实体提供RLC配置参数。进一步的，在RLC非实时实体请求RLC实时实体建立承载上下文时，RLC非实时实体向RLC实时实体提供RLC配置参数。
此外，为确保RLC实时实体能实时发送数据，除应用程序需部署于实时计算节点上，还需于实时计算节点之中或者于与实时计算节点直接连接的同步存储器中，部署实时数据缓存器，缓存适量的RLC数据包以供RLC实时实体使用。在本实施方式中，RLC实时实体对应的数据缓存器被部署于实时计算节点中。本申请对该数据缓存区的具体部署选择不做任何限制。
同时，RLC非实时实体亦需配置数据缓存器，用于缓存未转化为下行RLCSDU的下行PDCPPDU，以及未发送至RLC实时实体的下行RLC数据PDU，以及确认模式下已发送但未得到终端侧确认的RLC数据PDU，以及未递交至上层的上行RLC数据PDU。
进一步的，RLC非实时实体对应之数据缓存器，与RLC实时实体对应的数据缓存器，为相互传输数据，需建立双向连接通路。本申请对连接通路的形式与具体实现不做任何限制。在本实施方式中，采用自定义数据包格式承载于UDP/IP/ETH链路的解决方案。其中自定义数据包格式使用承载上下文身份标志号+RLC数据PDU。本申请对双向连接通路使用的服务质量控制算法不做任何限制。
不难发现，本发明仅增加了有限的系统复杂度，同时无需对网络侧RRC层和MAC层和PDCP层做任何修改，移动终端设备亦不受任何影响，使接入网非实时业务可完整部署于云计算平台上，在系统伸缩性，单位运算成本，可靠性等维度获得显著增益。

Claims (4)

1.一种基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，其特征在于，将网络侧RLC层分解为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分，并分别为RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分设置独立的数据缓冲器，并将所述数据缓冲器在RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分之间进行串联；在报文传输的生命周期内，为RLC实时实体部分的数据缓冲器与RLC非实时实体部分的数据缓冲器分别保留同一报文的不同形态的备份，使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分能够以并行模式异步处理同一报文，并将RLC协议中规定的功能与服务按照实时性与非实时性的范式进行划分，将划分后的功能与服务分别部署于RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分上，最终使RLC实时实体部分与RLC非实时实体部分共同完成RLC协议预先定义的完整功能。
2.根据权利要求1所述的基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，其特征在于，所述RLC实时实体部分用于接收RLC非实时实体部分递送的下行RLC数据PDU和下行状态PDU并通过数据缓冲器进行缓存；向MAC层发送RLC实时实体部分的缓存状态指示；在接收MAC层调度指示后，对下行RLC数据PDU重分段，将数据缓冲器中缓存的未发送的下行状态PDU、下行RLC数据PDU和重分段后未发送的下行RLC数据PDU分段递送至MAC层；在下行状态PDU和完整的下行RLC数据PDU被递送至MAC层后，将该下行状态PDU从RLC实时实体部分的数据缓冲器中删除；接收MAC层递送的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段，并通过数据缓冲器进行缓存；将RLC实时实体部分的数据缓冲器中缓存的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段递送至RLC非实时实体部分，并将递送完成的上行RLC数据PDU和上行RLC数据PDU分段从RLC实时实体部分的数据缓冲器中删除；接收MAC递送的上行RLC状态PDU，并递送至RLC非实时实体部分。
3.根据权利要求1所述的基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，其特征在于，所述RLC非实时实体部分用于接收PDCP层递送的下行PDCP数据PDU并作为下行RLC SDU通过数据缓冲器进行缓存；将RLC SDU组装成下行RLC数据PDU，将下行RLC数据PDU通过数据缓冲器进行缓存，并将对应的下行RLC SDU从数据缓冲器中删除，更新发送窗口；将数据缓冲器中未发送的下行RLC数据PDU及确认模式下需重传的下行RLC数据PDU分段递送至RLC实时实体部分；对于非确认模式的已发送下行RLC数据PDU，从数据缓冲器中删除；在RLC确认模式下，根据接收窗口状态组装下行RLC状态PDU，并递送至RLC实时实体部分；接收RLC实时实体部分递送的上行RLC数据PDU，取出完整或分段的RLC SDU，向PDCP层提交、或置入缓存或合并后丢弃，并更新接收窗口。
4.根据权利要求1所述的基于RLC协议网络侧实体的两层串联数据缓冲方法，其特征在于，所述RLC实时实体部分和RLC非实时实体部分使用相同的配置参数。
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