CN1157890C - 柔性无线电链路控制协议 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于移动通信系统的柔性无线电链路控制(RLC)协议，由此定义多个不同的RLC功能。这些不同的RLC功能可按多种不同的方式进行组合，形成完备的、实用的、比现有协议更具柔性的RLC协议。例如，制定了一组新的规则，用以确定如何和/或何时为自动重复请求(ARQ)轮询或发送状态报告(14)。因此，对于特定的服务配置可以采用一组规则，而对于另一不同的服务配置可以采用另一组规则。如此，可使这些规则适当地与所涉及的服务类型一致。

Description

柔性无线电链路控制协议
与有关申请的相互参照
本申请要求享有于99年4月9日提交的同时待审的系列号为60/128,663的美国临时专利申请的优先权，并包括该专利申请公开的全部内容作为参考。
发明背景
发明的技术领域
本发明一般涉及远程通信，具体地说，涉及用于移动通信系统的柔性无线电链路控制(RLC)协议。
相关技术说明
数据在远程通信网络的节点间传送时，采用某些算法以从节点间传输链路上错误数据的传输以及数据丢失状态得到恢复。一种通常用于从错误数据传输中恢复的算法称为自动重复请求(ARQ)协议。
现有的ARQ协议包括两个经传输链路互相通信的对等层实体。每个实体包括接收器与发送器。在对等层实体之间传送的数据单元通常称为协议数据单元(PDU)。ARQ协议包括某些发送与接收PDU的规则以及关于PDU结构的规则。
接收器可通知发送器哪些PDU被正确接收(即接收器确认正确接收到的PDU)和/或哪些PDU未被正确接收。发送器接收到该信息时，重发“丢失”的PDU。换言之，ARQ协议是一组规则，它允许在通信系统中的发送端与接收端之间使用有效的重发机制。这些规则规定PDU如何构成、以何种形式构成，以便接收端能正确解释传送的PDU并作出相应的响应。
有三种主要的信息单元(PDU)可在两个ARQ对等层实体之间传送，它们是用户数据、错误校正控制数据和公共控制数据。这三种类型的PDU可在全部现有的ARQ协议中出现。用户数据PDU至少包含用户数据和顺序号。错误校正控制数据PDU包含错误校正所需的不同数量的控制信息、以及诸如肯定应答与否定应答等控制功能。公共控制数据PDU包含公共控制数据。请注意，本文中将那些包含用户数据和至少一个顺序号的PDU称为数据PDU(D-PDU)，而那些包含错误控制/校正所需的控制数据的PDU被称为状态PDU(S-PDU)。
在作为许多现有的ARQ协议之基础的众所周知的高级数据链路控制(HDLC)协议中，上述三种类型的PDU分别称为信息帧(I帧)、监控帧(S帧)与无编号帧(U帧)。用于现有的通用分组无线电服务(GPRS)和所谓的第三代蜂窝式通信系统中的RLC协议，即为一种从HDLC导出的ARQ协议。
在大多数通信系统中，用户数据在对等层实体之间双向传送。ARQ协议中的一个共同特点在于，有可能在用户数据PDU中包括错误控制信息。这种能力通称为“附带载送”(piggybacking)。例如，在从HDLC导出的协议的所有I帧(即D-PDU)中包括确认字符。该确认字符通知对等层实体关于最后(按序)被正确接收的PDU的顺序号。
第三代合伙项目(3GPPTM)已在所谓的第三代数字蜂窝式远程通信系统中制定了一个用于无线接入网(RAN)的RLC协议规格。该系统也被称为通用移动式远程通信系统(UMTS)、UMTS地面无线接入(UTRA)系统和国际移动远程通信-2000(IMT-2000)系统。因此，根据第三代系统的RLC协议规格，RLC子层提供三种不同的数据传送服务方式(适用于RLC层向上层提供服务的方式)：(1)透明数据传送；(2)未确认数据传送；以及(3)确认数据传送。透明数据传送服务，不在PDU中加入任何协议信息地将上层PDU发送给对等层实体。未确认数据传送服务将上层PDU发送给对等层实体，但不保证向有关对等层实体交付。
由RLC协议提供的确认数据传送服务将上层PDU发送给对等层实体并保证交付。如果RLC子层不能正确交付(例如，无错误交付)这些数据，则发送端的RLC用户会被告知出错，并且数据被重新发送。因此，根据RLC协议，确认数据传送方式可提供(通过重新发送保证的)无错误交付。换言之，接收端RLC对等层实体只提供无错误SDU给上层。确认数据传送方式还提供唯一交付(即RLC子层只向接收端上层交付一次SDU)、以及按序和无序交付(即RLC子层以跟发送端上层实体向RLC子层发送时相同或不同的次序向接收端上层实体交付SDU)。
现有RLC协议中存在的重大问题是只给协议规定了一种配置。因此，该协议就不容易适应现存的和将来的多服务系统中可能发生的数量相对较大的不同的服务状态。然而，如下文详述，本发明可使这一问题及其相关课题成功地得到解决。
发明概述
根据本发明的最佳实施例，提出了一种用于移动通信系统的柔性RLC协议，通过该协议可定义多个不同的RLC功能。这些不同的RLC功能以不同的方式组合可以产生一个完备的、实用的、但比现有协议更具柔性的RLC协议。例如，为了确定如何和/或何时轮询或发送一个用于ARQ的状态报告而制定了一组新的规则。因此，对于一种特定的服务配置，可以采用一组规则；而对于一种不同的服务配置，则可采用另一组规则。这样，就可使规则适当地与所涉及的服务类型一致。例如，对于一种服务以采用周期性轮询为好，而对另一种服务则可以不作轮询。本发明的协议允许逐个服务项目地进行灵活配置。本发明的技术优势在于，提供了一种柔性RLC协议，该协议可以容易地适应在多服务通信系统中可能发生的种种不同的服务状态。
附图的简单说明
通过下文结合附图所作的详细说明，可以对本发明的方法与装置有一个更为全面的了解，附图中：
图1为用以说明一种关于RLC协议的确认方式数据传送方法的简图，该方法可用来实施本发明的最佳实施例。
附图的详细说明
参照图1可更好地理解本发明的最佳实施例及其优点，不同的附图中凡相同与相应的部件均采用相同的编号。
这里，主要依据本发明的最佳实施例，提出一种用于移动通信系统的柔性RLC协议，通过该协议可定义多个不同的RLC功能。这些不同的RLC功能以不同的方式组合可以产生一个完备的、功能性的但比现有协议更具柔性的RLC协议。例如，为了确定如何和/或何时轮询或发送一个用于ARQ的状态报告而提供一组新的规则。因此，对于一种特定的服务配置，可以采用一组规则；而对于一种不同的服务配置，则可采用另一组规则。这样，就可使规则适当地与所涉及的服务类型一致。例如，对于一种服务以采用周期性轮询为好，而对另一种服务则可以不作轮询。本发明的协议允许逐个服务项目地进行灵活配置。
具体地说，图1为用以说明确认方式数据传送方法的简图，该方法可用来实施本发明的最佳实施例。虽然只示出了一种确认方式数据传送方法，但是本发明的范围并不以此为限，本发明可以涵盖其他的数据传送方法或其他的数据重发协议。如上所示，确认方式数据传送方法可用于以确认方式工作的两个对等层实体之间传送数据。根据现有的RLC协议，该方法可以或者由用户设备(UE)或者由UTRA网(UTRAN)起动。因此，在UE或UTRAN中的发送器发送一个或多个确认方式数据PDU(AMD PDU)至UTRAN或UE中的接收器。AMD PDU用来传送按序编号的包含RLC SDU数据的PU。当工作在所述确认方式时，所述RLC使用AMD PDU。该AMD PDU包括：具有一个或多个SDU的段；(表示D-PDU的)D/C字段；序号；轮询位；信头扩展位；以及一个或多个长度指示字段。
对于这一示范性实施例，RLC功能分为两组：发射(发送)端功能和接收端功能。所有这些功能均由UE(例如，移动台)或UTRAN加以实现。对于每个确认方式实体，一项发送或接收RLC功能的使用可为强制的或任选的。如果一项这样的功能为强制功能，则无需(例如，来自无线电资源控制(RRC)的)显式信令来启动该项功能。
关于RLC发送功能，如果在发送实体端应用一种轮询机制，则下表(1)给出了用以控制何时发射机可轮询对等层实体状态报告的一些功能。因此，采用一种S-PDU传送方法在工作于确认方式的两个RLC对等层实体之间进行状态信息传送。该方法可以或者由UE或者由UTRAN起动。
      触发器     存在方式
缓冲器中最后的PDU     强制
轮询定时器     强制
每个X PDU     任选
每个X PDU     任选
发送窗口的X％     任选
基于定时器     任选
T禁止     任选
表1图解说明可以控制发射机向接收机查询状态报告的时间的一些功能。其中的一个触发事件出现于缓冲器中最后的PDU被发送时。如表1所示，对于本实施例，当已经开始轮询时，在发射机缓冲器功能中最后的PDU的发送对于发送端为强制功能。
可以控制发射机向接收机查询状态报告的时间另一项功能通过轮询定时器实现。当向对等层实体发出轮询时，该轮询定时器即开始计时。如果发送端实体在轮询定时器计时终了前还未接收到状态报告，则发射机就发出新的轮询给接收机。定时器的值由来自RRC的信号决定。对于本实施例，如果已经开始轮询，则所述轮询定时器功能对于发送端为强制功能。
发送端也可每个X PDU都向对等层实体轮询状态报告。X的值由来自RRC的信号决定。对于本实施例，此项功能对于发送端为任选功能。同样地，发送端可以每个X SDU都向对等层实体轮询状态报告。此外，X的值由来自RRC的信号决定，此项功能对于发送端为任选功能。
发送端也可在发送窗口达到X％时向对等层实体轮询状态报告。X的值由来自RRC的信号决定，此项功能对于发送端为任选功能。
另一项可控制发射机向接收机轮询状态报告的时间的功能基于定时器的使用。换言之，发送端周期性地向对等层实体轮询状态报告。定时器周期的值(持续时间)由来自RRC的信号决定。对于发送端该项功能为任选功能。
T禁止功能可用来控制发送端被允许向对等层实体轮询状态报告的频度。T禁止定时器在向对等层实体发出轮询时开始计时。因此，当T禁止定时器运行时，发送端实体不允许向对等层实体轮询。定时器的值(持续时间)由来自RRC的信号决定。对于发送端该项功能为任选功能。
表2示出依据本发明的最佳实施例可控制一个实体如何对接收到的状态报告作出反应的一些功能的表格。控制发送端对状态报告作出反应的功能，就是根据状态报告中获得的信息对发送窗口进行调整或更新。对于发送端该项功能为强制功能。
    触发器     存在方式
调整发送窗口     强制
重发PDU     强制
真实性核对     任选
另一项用以控制发送端对接收到状态报告的反应的功能，就是发送端重发该状态报告已请求的AM PDU。如果还未应用真实性核对功能，则所请求的AM PDU被立即重发并具有高于较新的AM PDU的优先权。对于发送端此项功能为强制功能。上述的真实性核对是可用于对发送端在接收到状态检查后作出的反应加以控制的另一项功能。实质上，真实性核对确定状态报告的内容是否合理。该功能可禁止或延迟状态报告中请求的重发。例如，状态报告可包含对一些在状态报告被发送前尚未到达接收机的PDU的否定应答。因此，发射机不应重发这些PDU。对于发送端，该功能为任选功能。
现依据本最佳实施例，就接收端的这些RLC功能进行说明。如果接收端收到查询，则接收端发送状态报告至发送端实体。状态报告被立即发送至发送端，除非估计PDU计数器(EPC)在运行。EPC是这样一种计数器，每个传输时间间隔它按照估计在该时间间隔内应发送的PU数递减。如果接收机检测到丢失的PDU，则该接收机发送S-PDU至发射机，并将EPC设为跟请求的PU数相等。EPC定时器用以控制在该EPC开始倒计数之前必须等待的最大时间量。当EPC定时器计数到零而并非全部请求的PU被正确接收时，一个新的S-PDU便被发送，并且EPC被相应地重新设定。然后EPC定时器被重新启动。由此，依据本最佳实施例，如果EPC计数器使用并运行着，则EPC计数器计数终了时，状态报告便被发送至发送端。对于接收端，此项功能为强制功能。
表3示出了这样一些功能：依据本发明的最佳实施例，这些功能可控制接收端实体何时向发送端发送状态报告。在接收端的这种控制功能之一就是查询的接收。由此，一接收到查询，接收端就发送状态报告至对等层实体。该状态报告被立即发送至发送端，除非这时EPC计数器在运行。如果EPC计数器正使用并运行着，则在EPC计数器计数终了后接收端才发送状态报告。对于接收端，此项功能为强制功能。
    触发器     存在方式
接收查询     强制
EPC     任选
检测丢失PDU     任选
每个X SDU     任选
每个X PDU     任选
接收窗口的X％     任选
基于定时器     任选
T禁止     任选
对于本实施例，当向对等层实体发送状态报告时EPC计数器即被启动。如果在接收端收到全部被请求重发的AM PDU之前EPC计数器计数终了，则发送端发送一新的状态报告至对等层实体。对于接收端，此EPC计数器功能为任选功能。
另一项控制何时接收端向发送端发送状态报告的功能，就是对丢失PDU的检测。如果接收端检测到丢失的AM PDU，接收端就立即发送状态报告，除非此时EPC计数器在运行。如果EPC计数器处在使用状态并正在运行，则在EPC计数器计数完了后接收端才向发送端发送状态报告。对于接收端，此项功能为任选功能。
接收端也可每个X SDU发送状态报告给其对等层实体。X的值由来自RRC的信号决定。对于本实施例，此项功能对于发送端是任选功能。同样地，接收端可每个X PDU发送状态报告给对等层实体。还有，X的值由来自RRC的信号决定，对于接收端此项功能为任选功能。
接收端也可在发送窗口达到X％时发送状态报告。该X的值由来自RRC的信号决定，对于接收端此项功能为任选功能。
另一项可控制何时接收端向其对等层实体发送状态报告的功能基于定时器的使用。换言之，就是接收端周期性地发送状态报告给对等层实体。该时间周期的值(持续时间)由来自RRC的信号决定。对于接收端，此项功能为任选功能。
T禁止功能也可用来控制接收端被允许发送状态报告给对等层实体的频度。当向对等层实体发送状态报告时，T禁止功能即被启动。因此，在T禁止定时器运行期间，不允许接收端向对等层实体发送状态报告。定时器的值由来自RRC的信号决定。对于接收端，此项功能为任选功能。
根据本最佳实施例，上述RLC功能的不同组合能以一种比现有的协议所能实现的更为灵活的方式满足ARQ协议的重发要求。例如，为了能以更灵活的方式实现在现有的RLC协议中规定的重发方案，可由RRC以信号方式发出如下(例如，关于确认方式的)设定：(1)应使用轮询；(2)每次SDU(X＝1)轮询对等层实体；(3)T禁止应被用于发送端；以及(4)一旦检测到一个或多个丢失PDU，状态报告即被发送。此外，隐含地提供以下功能(因为它们是强制的)：(1)当发射机缓冲器中的最后的PDU已被发送时进行轮询；(2)应使用轮询定时器；(3)发送端根据接收到的状态报告对发送窗口进行调整；(4)发送端根据所接收的状态报告重发AM PDU；以及(5)接收端在接收到查询后立即用状态报告应答。
以下为同样依据本最佳实施例的另一示例，说明上述RLC功能跟现有协议所实现的相比、如何以更灵活的方式满足ARQ协议的重发要求。为了用EPC计数器以一种更灵活的方式实现重发方案，可由RRC以信号方式发出如下(例如，关于确认方式的)设定：(1)应使用轮询；(2)当发送端达到发送窗口的X％后开始轮询；(3)接收端应使用EPC计数器机制；以及(4)一旦检测到丢失PDU，状态报告即被发送，除非此时EPC计数器正在运行。此外，隐含地提供以下功能(因为它们是强制的)：(1)当发射机缓冲器中的最后的PDU已被发送时进行轮询；(2)应使用轮询定时器；(3)发送端根据接收到的状态报告对发送窗口进行调整；(4)发送端根据所接收的状态报告重发AMPDU；(5)接收端在接收到查询后立即用状态报告应答，除非此时EPC计数器正在运行。
虽然在附图中已图解说明并且在以上详细的说明中已经描述了本发明的方法与装置的最佳实施例，但是，显然本发明的范围并不限于所公开的实施例，本发明可作各种各样的重新配置、修改与替换而不至于偏离后附的权利要求书中给出与规定的本发明的精神实质。

Claims (18)

1.一种使多个对等层实体之间的无错误数据传送得以实现的方法，它包括以下步骤：
提供对应于多种不同服务配置的一组具适应能力的规则，所述具适应能力的一组规则用于确定何时轮询或发送一个用于ARQ目的的轮询请求(14)；
发送端对等层实体(10，12)向接收端对等层实体(12，10)发送所述轮询请求，所述轮询请求索要状态报告；以及
响应于所述轮询请求，所述接收端对等层实体向所述发送端对等层实体发送所述状态报告(14)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发送端对等层实体在传输缓冲器中的最后一个PDU被发送时发送所述轮询请求。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述发送端对等层实体未接收到状态报告并且轮询定时器已计时终了时，所述发送端对等层实体发送所述轮询请求。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述发送端对等层实体已发送预定数量的PDU时，所述发送端对等层实体发送所述轮询请求。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述发送端对等层实体已发送预定数量的SDU时，所述发送端对等层实体发送所述轮询请求。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述发送端对等层实体已在发送窗口的预定部分完成发送时，所述发送端对等层实体发送所述轮询请求。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述发送端对等层实体已在预定时段内完成发送时，所述发送端对等层实体发送所述轮询请求。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发送端对等层实体延迟一段预定的时段发送所述轮询请求。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发送端对等层实体响应接收所述状态.报告而调整发送窗口参数。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述发送端对等层实体响应接收所述状态报告而重发至少一个PDU。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：如果所述状态报告是合理的，所述发送端对等层实体响应于接收所述状态报告而重发至少一个PDU。
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：如果估计PDU计数器未计数，则所述接收端对等层实体向所述发送端对等层实体发送所述状态报告；如果所述估计PDU计数器正在计数，则所述接收端对等层实体不向所述发送端对等层实体发送所述状态报告。
13.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：如果所述接收端对等层实体检测到至少一个丢失或未正确接收的PDU，则所述接收端对等层实体向所述发送端对等层实体发送所述状态报告。
14.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当接收到预定数量的PDU时，所述接收端对等层实体向所述发送端对等层实体发送所述状态报告。
15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当接收到预定数量的SDU时，所述接收端对等层实体向所述发送端对等层实体发送所述状态报告。
16.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述发送端对等层实体已经在发送窗口的预定部分完成发送时，所述接收端对等层实体向所述发送端对等层实体发送所述状态报告。
17.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收端对等层实体在预定时段发送所述状态报告。
18.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述接收端对等层实体延迟一段预定时段发送所述状态报告。
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