CN1193564C - 分组交换数据传输中的数据分组编号 - Google Patents

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CN1193564C CNB018050387A CN01805038A CN1193564C CN 1193564 C CN1193564 C CN 1193564C CN B018050387 A CNB018050387 A CN B018050387A CN 01805038 A CN01805038 A CN 01805038A CN 1193564 C CN1193564 C CN 1193564C
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Abstract

一种用于在分组交换电信系统中为数据分组编号的方法，所述电信系统使用确认型传输并且其电信协议包括用于将用户数据分组转换成为会聚协议分组的会聚协议层，以及用于将会聚协议分组作为数据单元传输和用于确认传输的链路层。由一个计数器来为要被发送的会聚协议分组定义一个数据分组号并且在没有数据分组号的情况下，要被发送的会聚协议分组被传输到链路层用于传输。还利用计数器为接收的会聚协议分组定义一个数据分组号并且接收的会聚协议分组的确认被传输到发送机。

Description

分组交换数据传输中的数据分组编号
技术领域
本发明涉及分组交换数据传输，并且更具体而言涉及数据分组编号的优化，尤其是与确认型数据传输有关。
背景技术
称作UMTS(通用移动通信系统)以及IMT-2000(国际移动电话系统)的第三代移动通信系统的开发目的之一是尽可能与诸如GSM系统(全球移动通信系统)的第二代移动通信系统兼容。例如，UMTS系统的核心网被设计建立在GSM核心网的基础上，从而允许现有网络尽可能有效的使用。另一个目的是使得第三代移动台能够在UMTS和GSM系统之间执行切换。这也可以应用于分组交换数据传输，特别是在UMTS和设计用于GSM系统的分组无线网GPRS(通用分组无线业务)之间。
在分组交换数据传输中，我们能够采用可靠的(即确认型)传输或者不可靠的(即非确认型)传输。在确认型数据传输中，接收机将接收的数据分组PDU(协议数据单元)的确认发送到发送机，从而发送机可以重新发送丢失的或被破坏的分组。当SGSN(服务GPRS支持节点)间切换被在GPRS系统中执行时，数据传输的可靠性被利用附加到数据分组并且用于检查哪些数据分组被传输到接收机的8比特N-PDU(网络PDU)号而保证。在根据当前规范的UMTS系统中，分组数据协议的RLC(无线链路控制)层的12比特RLC序号被用于保证在分组交换数据传输中服务支持节点之间切换的可靠性。
在从GPRS到UMTS的切换中，UMTS系统负责切换的可靠性。该可靠性被利用GPRS的N-PDU号检查，所述N-PDU号被用于产生用在UMTS中的切换过程的识别号。当执行从UMTS到GPRS的切换时，GPRS系统负责切换，在这种情况下，可靠性被根据包括在UMTS中的数据分组的识别数据而检查。为此目的，一个8比特数据分组号被设计用于UMTS系统，其被添加作为属于UMTS数据分组协议的会聚协议层PDCP(分组数据会聚协议)的一个数据分组的额外字节。这样，这个PDCP-PDU号形成逻辑地对应于GPRS的N-PDU号的数据分组号并且据此来检查在切换过程中，是否所有数据分组都被可靠地发送。还可能通过从12比特RLC序号中去掉四个最高有效位来形成8比特PDCP-PDU号。相应的PDCP-PDU，即N-PNU编号也可以用在UMTS的无线网络子系统之间的内部切换(SRNS再分配)中。数据分组PDU被插入到一个缓存器中以等待直到切换已经被执行到另一个系统的服务支持节点SGSN或者在UMTS中的内部切换中到一个新的服务无线网络子系统SRSN，并且当从接收机接收到被接收的数据分组的确认时，可以将被发送的数据分组从缓存器中清除。
涉及上述方案的一个问题是将PDCP-PDU号形成的额外字节添加到会聚协议层PDCP中的每个数据分组的头字段中。由于额外的字节被在每个数据分组中传输，所以这增加了数据传输中的负荷。在标准数据传输中，UMTS数据分组业务对于PDCP-PDU号没有作用，它只用于UMTS和GPRS之间的切换中以及UMTS中的内部切换中。
涉及上述方案的另一个问题是PDCP-PDU号从RLC序号中的产生。RLC序号被为RLC层的数据单元RLC-PDU连续定义。由于系统中的延迟，缓存器中含有大量的数据单元RLC-PDU。如果RLC序号超过255(它是可以由8比特表示的最大十进制数)，则由于四个最高有效位被从RLC序号的12个比特中去掉，所以两个或多个数据分组可能接收到相同的PDCP-PDU号。在这种情况下，接收机无法根据所接收分组的PDCP-PDU号来清楚地确定要被确认的数据分组，并且切换的可靠性无法再被保证。
PICP层中数据分组传输的可能复用还构成一个问题，因为PDCP层以下的RLC层同时从几个连接接收数据分组。由于切换的可靠性是根据连接来确定的，所以为几个同时连接确定RLC序号是非常困难的，并且考虑到切换也是不可靠的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的方法以及实现该方法以最小化上述缺点的设备。利用独立权利要求中所公开的特征的方法和设备来达到本发明的目的。本发明的优选实施例在从属权利要求中被公开。
本发明基于使用由PDCP层中的数据分组编号中的计数器所维护的‘虚拟’数据分组编号。发送PDCP和接收PDCP都利用计数器来监视要被传输的分组，并且接收PDCP利用计数器优选地以对应于标准确认的数据传输的方式读来确认接收的数据分组，在这种情况下，数据分组号不需要与数据分组一起传输。根据本发明的一个优选实施例，一个数据分组号可以被在差的传输条件中添加到数据分组上或者由于系统的限制而在确定的间隔中添加到数据分组上。数据分组号不被添加到每个数据分组上，但是数据分组计数器仍可以被同步。
本发明方法和设备的一个优点是在最佳传输情况中，无需传输任何数据分组号就能够保证确认型数据传输。在非最佳传输条件中，数据分组号被在非常少的数据分组中传输。另一个优点是能够清楚地确定要被确认以及从缓存器中清除的数据分组。再一个优点是根据本发明的方法不仅应用于UMTS的无线网络子系统之间的内部切换，还应用于UMTS与GPRS之间的切换，只要相应的虚拟数据分组编号也被引入到未来的GPRS方案中。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于在分组交换电信系统中传输数据分组的方法，该电信系统的电信协议包括一个用于将用户数据分组转换成为会聚协议分组的会聚协议层，以及一个用于将会聚协议分组作为数据单元传输并且用于确认传输的链路层，所述方法包括：由一个发送机计数器为要被发送的会聚协议分组定义一个数据分组号，将要被发送的会聚协议分组传送到链路层以便进行传输，由接收机计数器为所接收的会聚协议分组定义一个数据分组号，以及确认所接收的会聚协议分组，其特征在于：响应于电信系统的一个预定过程的执行而将发送机计数器定义的数据分组号添加到要被发送的会聚协议分组上，以及更新接收机计数器的值以对应于所述发送机计数器定义的数据分组号。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括一个终端和一个固定网的分组交换电信系统，包括支持分组交换数据传输的网元，数据分组被安排来在电信系统中的终端和网元之间发送，并且电信系统的电信协议包括用于将用户数据分组转换成为会聚协议分组的会聚协议层以及用于传输作为数据单元的会聚协议分组和用于确认传输的链路层，所述系统包括：一个发送机计数器，用于定义一个要被发送的会聚协议分组的数据分组号，把要被发送的会聚协议分组发送到链路层以便进行传输的装置，一个接收机计数器，用于定义接收的会聚协议分组的数据分组号，确认接收的会聚协议分组的装置，其特征在于所述系统还包括：响应于电信系统的一个预定过程的执行而将由发送机计数器定义的数据分组号添加到要被发送的会聚协议分组上的装置，以及更新接收机计数器的值以对应于所述数据分组号的装置。
附图说明
现在参考附图利用优选实施例来更详细地描述本发明，其中：
图1是GSM/GPRS系统的结构框图；
图2是UMTS系统的结构框图；
图3a和3b说明在GPRS和UMTS中的用户数据连接的协议栈；
图4是说明现有技术的从UMTS到GPRS系统的切换过程的信令图；
图5是说明在PDCP数据传输中的确认型数据传输以及数据分组的确认的信令图；
图6是说明PDCP层的功能模型的框图；
图7是说明使用根据本发明的数据分组编号方式的确认型数据传输以及在PDCP数据传输中的数据分组的确认的信令图；
图8是说明用于本发明的数据分组的结构；以及
图9a、9b和9c说明用于本发明的不同数据分组的结构。
具体实施方式
下面使用UMTS和GPRS系统中的一个分组无线业务作为例子来描述本发明。不过，本发明并不限于这些系统，而是可以应用于任何需要以下面描述的方式确认数据分组的分组交换数据传输方法中。本发明尤其适用于在UMTS和GPRS之间的确认型切换以及UMTS中的无线网络子系统之间的内部切换(SRNS再分配)。这样，在前面的情况中，用在本说明书中的术语接收PDCP可以被GPRS的相应功能(即SNDCP)替换。
图1说明GPRS系统如何建立在GSM系统的基础之上。GSM系统包括与基地收发信台BTS通过无线路径通信的移动台MS。几个基地收发信台BTS被连接到控制可用于基地收发信台的射频和信道的基站控制器BSC。基站控制器BSC通过A接口与负责连接建立/确立和呼叫到正确地址的路由的移动业务交换中心MSC通信。MSC由两个数据库帮助，这两个数据库包括关于移动用户的信息：含有关于移动通信网的所有用户以及这些用户定购的服务的信息的归属位置寄存器HLR，以及含有关于访问某个移动业务交换中心MSC的区域的移动台的信息的拜访位置寄存器VLR。移动业务交换中心MSC与其它移动业务交换中心通过一个网关移动业务交换中心GMSC通信并且与一个公共交换电话网PSTN通信。至于GSM系统的更多细节描述，可以参考ETSI/GSM规范以及全球移动通信系统，M.Mouly和M.Pautet，Palaiseau，法国，1992，ISBN：2-957190-07-7。
连接到GSM网络的一个GPRS系统包括两个几乎独立的功能，即网关GPRS支持节点GGSN和服务GPRS支持节点SGSN。GPRS网络可以包括几个服务支持节点和网关支持节点，并且通常几个服务支持节点SGSN连接到一个网关支持节点GGSN。SGSN节点和GGSN节点都用作路由器，这些路由器支持移动台的移动性并且控制移动通信系统和将数据分组路由到移动台而不管它们的位置和所使用的协议。服务支持节点SGSN通过移动通信网与移动台MS通信。到移动通信网的连接(Gb接口)通常或者通过基地收发信台BTS或者通过基站控制器BSC建立。服务支持节点SGSN的功能是检测具有在其区域中分组无线连接功能的移动台，发送数据分组到这些移动台并从这些移动台接收数据分组，并且监视移动台在其服务区域中的位置。此外，服务支持节点SGSN与移动业务交换中心MSC拜访位置寄存器VLR通过信令接口Gs通信并且与归属位置寄存器HLR通过Gr接口通信。归属位置寄存器HLR还含有涉及分组无线业务的GPRS记录并且包括用户特定的数据分组协议的内容。
网关支持节点GGSN起到GPRS网络与一个外部数据网PDN(分组数据网)之间的网关的作用。外部数据网包括另一个网络运营者的GPRS网、互联网、X.25网或专用局域网。网关支持节点GGSN与这些数据网通过Gi接口通信。要在网关支持节点GGSN与服务支持节点SGSN之间传输的数据分组总是被根据GPRS标准封装。网关支持节点GGSN还含有GPRS移动台的PDP地址(分组数据协议)以及路由数据，即SGSN地址。这样，路由数据被用于在外部数据网与服务支持节点SGSN之间链接数据分组。网关支持节点GGSN与服务支持节点SGSN之间的GPRS核心网是使用IP协议，优选地是IPv6(互联网协议版本6)的网络。
在分组交换数据传输中，由电信网在一个终端和一个网络地址之间提供的连接一般称作一个上下文(context)。这是指目的地址之间的一条逻辑链路，数据分组经由该逻辑链路而在目的地址之间传输。即使没有分组被传输，这个逻辑链路也存在，在这种情况下，它不使用系统容量，该容量可以被保留用于其它连接。因此，上下文区别于例如电路交换连接。
图2以简化方式表示第三代UMTS网络如何被连同一个高级GSM核心网而构建。在核心网中，移动服务交换中心/拜访位置寄存器3G-MSC/VLR与归属位置寄存器HLR通信并且最好还与智能网的服务控制点SCP通信。到服务支持节点3G-SGSN的连接被经由Gs’接口建立并且到公共交换电话网PSTN/ISDN，如上连同GSM所述的。以与在GPRS系统中同样的方式，从服务支持节点3G-SGSN建立到外部数据网PDN的一条连接，即经由Gn接口到连接到外部数据网PDN的网关支持节点3G-GGSN。移动服务交换中心3G-MSC/VLR与服务支持节点3G-SGSN都与无线网UTRAN(UMTS陆地无线接入网)经由Iu接口通信，考虑到GSM/GPRS系统，其组合了A和Gb接口的功能。Iu接口还可以被提供全新的功能。无线网UTRAN包括几个无线网子系统RNS，其由无线网络控制器RNC和与无线网络控制器通信的基站BS(也称作节点Bs)构成。基站与用户设备UE，典型地与移动台MS经由无线路径通信。
图3a和3b分别说明GPRS和UMTS的协议栈。根据这些协议的定义被用在有关的系统中的用户数据的传输。图3a表示用于在GPRS系统中的移动台MS与网关支持节点GGSN之间传输用户数据的协议栈。在GSM网络的移动台MS与基站系统BSS之间，数据被根据标准GSM协议通过Um接口传输。在基站系统BSS与服务支持节点SGSN之间的Gb接口，最低协议层是开发的，并且ATM协议或帧中继协议用于第二层。第二层之上的BSSGP层(基站系统GPRS协议)为要被传输的数据分组增加了路由和服务质量以及涉及数据分组的确认的定义和Gb接口的管理。
移动台MS与服务支持节点SGSN之间的直接通信被定义在两个协议层中，即在SNDCP(子网相关会聚协议)和LLC(逻辑链路层)中。要被传输的用户数据被在SNDCP层中分段成为一个或多个SNDC数据单元，在这种情况下，如果需要，则涉及它的TCP/IP或UDP/IP头字段被压缩。SNDC数据单元被在LLC帧中传输，涉及数据传输的地址和控制信息已经被添加到所述LLC帧中，并且其中SNDC数据单元能够被加密。LLC层的功能是维护移动台MS与服务支持节点SGSN之间的数据传输连接并且重传被破坏的帧。服务支持节点SGSN负责将从移动台MS到达的数据分组进一步路由到正确的网关支持节点GGSN。隧道传输(tunnelling)协议(GTP，GPRS隧道传输协议)被用在这个连接上，用于封装和隧道传输经由GPRS核心网传输的所有的用户数据和信令。GTP协议运行于由GPRS核心网使用的IP之上。
用于在UMTS中的分组交换用户数据传输的根据图3b的协议栈在很大程度上对应于GPRS协议栈，但是有一些重要例外。如图3b所示，在UMTS中，服务支持节点3G-SGSN不直接与诸如移动台MS的用户设备在任何协议层中通信，但是所有数据都经由无线网UTRAN传输。在这种情况下，服务支持节点3G-SGSN主要起到根据GTP协议将数据分组传输到无线网UTRAN的路由器的作用。在无线网UTRAN与用户设备UE之间的Uu接口，UE较低级数据传输根据WCDMA或TD-CDMA协议在物理层中进行。关于它们的功能，在物理层之上的RLC和MAC层类似GSM的相应层；不过，LLC层的某些功能已经被转移到UMTS的RLC层。在这些之上的PDCP层主要代替GPRS系统的SNDPC层，并且PDCP层的功能几乎类似于SNDP层的功能。
图4中的信令图说明从UMTS到GPRS的现有技术切换。当移动台MS在分组数据传输过程中从UMTS小区到使用一个不同的服务支持节点SGSN的GSM/GPRS小区移动时，执行这种切换。在这种情况下，移动台MS和/或无线网BSS/UTRAN确定切换(步骤400)。移动台发送一个路由选择区域更新请求(RA更新请求，402)到一个新的服务支持节点2G-SGSN。服务支持节点2G-SGSN发送一个定义移动台的移动性管理的SGSN上下文请求(404)和一个PDP上下文到旧的服务支持节点3G-SGSN。服务支持节点3G-SGSN发送一个SRNS上下文请求(406)到已经负责分组数据连接的无线网络子系统SRNS(服务RNS)，更确切地到系统的无线网络控制器SRNC(服务RNC)。响应于该请求，SRNS停止发送数据分组到移动台MS，将要被传输的数据分组插入到一个缓存器中并发送一个响应(SRNS上下文响应，408)到服务支持节点3G-SGSN。在这个连接中，无线网络子系统SRNS为要插入到缓存器中的数据分组例如定义PDCP-PDU号，即N-PDU号。接收到移动台MS的移动性管理数据和PDP上下文数据之后，服务支持节点3G-SGSN将它们传送到服务支持节点2G-SGSN(SGSN上下文响应，410)。
如果需要，则服务支持节点2G-SGSN可以根据归属位置寄存器HLR来鉴权移动台(安全功能，412)。新的服务支持节点2G-SGSN通知旧的服务支持节点3G-SGSN它准备好接收被激活的PDP上下文的数据分组(SGSN上下文确认，414)。响应于此，服务支持节点3G-SGSN请求无线网络子系统SRNS(SRNS上下文确认，416a)将插入到其缓存器中的数据分组转发到服务支持节点3G-SGSN(转发分组，416b)，其将它们转发到服务支持节点2G-SGSN(转发分组，418)。服务支持节点2G-SGSN用网关支持节点GGSN根据GPRS系统更新一个PDP上下文(更新PDP上下文请求/响应，420)。在此之后，服务支持节点2G-SGSN将新的服务支持节点通知归属位置寄存器HLR(更新GPRS位置，422)，在这种情况下，由旧的服务支持节点3G-SGSN和无线网络子系统SRNS建立的连接被断开(424a，424b，424c，424d)，必要的用户数据被传输到新的服务支持节点2G-SGSN(426a，426b)，并且归属位置寄存器HLR确认新的服务支持节点2G-SGSN(更新GPRS位置确认，428)。
然后，服务支持节点2G-SGSN检查移动台MS的用户权利及其位置，并且在服务支持节点2G-SGSN与移动台MS之间建立一条逻辑链路，之后，移动台MS的路由选择区域更新请求可以被接受(RA更新接受，430)。在这个连接中，移动台MS还被通知由移动台MS发送到UMTS的无线网络子系统SRNS的哪些数据分组在切换过程开始之前已经被成功接收。这些数据分组被用如上所产生的PDCP-PDU号所标识。移动台MS确认路由选择区域更新请求(RA更新完成，432)的接受，并且同时服务支持节点2G-SGSN被通知由服务支持节点3G-SGSN经由无线网络子系统SRNS传输的哪些数据分组被在切换过程开始之前已经由移动台MS成功接收。之后，新的服务支持节点2G-SGSN可以启动经由基站系统BSS的数据分组的传输(434)。
下表说明从RLC序号产生8比特PDCP-PDU号以及由此引起的问题。
比特号 12  11  10  9  8  7  6  5  4  3  2  1
 94350606862  0000  0000  0011  0101  0000  1111  0000  1111  1111  1111  1111  0000
从该表中可以看出，例如，如何利用上述方法将12比特十进制数94、350、606和862转换成为8比特数。由于在转换中只考虑8个最低有效位，所以所有上述数字得到相同的8比特二进制表示。这样，如果缓存器含有接近900个数据单元RLC-PDU，则含有上述RLC序号的数据单元得到相同的8比特表示。当接收机向发送机确认成功接收的数据分组时，发送机无法根据确认的8比特数来明确地知道哪个数据分组能够被从缓存器中清除。
图5表示当确认的传输被使用在PDCP数据传输中时，数据传输如何被确认以及数据分组如何传输。一个PDCP实体接收对于从用户发送数据分组的请求以及与该请求一起的数据分组PDCP-SDU(服务数据单元)(PDCP-DATA.request，500)。作为网络层数据分组，这些分组也称作N-SDU。PDCP实体压缩数据分组的头字段并且将所得的数据分组与无线链路的标识数据一起发送到PDCP-PDU RLC层(RLC-AM-DATA.request，502)。RLC层负责发送(send，504)数据分组PDCP-PDU和确认成功的发送(send ack，506，)。在PDCP实体中，数据分组N-SDU被插入到一个缓存器中，它们不被从中清除直到从RLC层接收到数据分组到接收机的成功发送为止。接收PDCP接收从RLC层发送PDCP-PDU(RLC-AM-DATA.indication，510)，在这种情况下，PDCP实体解压缩数据分组PDCP-PDU。这样，初始的数据分组N-SDU可以被恢复并且转发到用户(PDCP-DATA.indication，512)。
图6表示其中为每个无线承载定义一个PDCP实体的PDCP层的功能模型。由于在现有系统中，为每个无线承载定义一个单独的PDP上下文，所以也为每个PDP上下文定义一个PDCP实体，并且这样某个RLC实体被为RLC层中的实体定义。在GPRS系统中，根据PDP上下文来执行N-PDU编号，因此，同样的原理还可以被建议用于UMTS系统。在那种情况下，PDCP层将根据PDCP实体来执行数据分组的相应编号。如果类似的编号被既用于GPRS中也用于UMTS中，则在系统之间的切换中应当没有问题。不过，这需要对于每个PDCP数据分组的额外一个字节，其使用UMTS系统的传输容量，尤其是因为该额外的字节只有在UMTS与GPRS之间切换以及UMTS的无线网络子系统之间的内部切换中才被需要。
原则上，PDCP层的功能也可以利用在PDCP层中复用几个PDP上下文而实现，在这种情况下，低于PDCP层的RLC层中的一个RLC实体同时从几个无线承载接收数据分组。在那种情况下，根据PDCP实体定义的数据分组号被在RLC层中混合并且难以将来自几个无线承载的数据分组彼此分开，尤其是如果根据RLC序号编号而对数据分组编号时。
在使用确认型传输的可靠数据传输中需要其中数据分组在切换过程中不被丢失的无损耗切换。这对于UMTS系统的RLC层设置了一些需求：RLC层必须在确认模式中并且RLC必须能够以正确顺序发送数据分组。如果满足这些条件，则可以根据本发明的优选实施例执行从GPRS到UMTS的可靠切换，而无需传输任何数据分组号。
根据本发明，在发送PDCP和接收PDCP/SDNCP中，为分组数据连接的第一个数据分组定义一个PDCP-PDU序号，并且将一个预定数值(例如0)设置作为计数器中这个号的初始值。本发明可以有利地应用于UMTS与GPRS之间的可靠切换和UMTS中的无线网络子系统之间的内部切换(SRNS再分配)。在前面的情况中，用于本说明书中的术语接收PDCP被GPRS的相应功能，即SNDCP替换。
将参考图7来描述根据本发明的方法。当发送PDCP接收到(700)来自发送机的数据分组PDCP-SDU时，它就将数据分组PDCP-PDU插入到缓存器中并且逻辑地添加一个PDCP-PDU序号(702)到该数据分组。发送PDCP将数据分组PDCP-PDU和逻辑地附加到其上的PDCP-PDU序号发送到RLC层(704)，并且将确定PDCP-PDU序号的值的计数器加一(706)。RLC层还可选地定义数据分组的PDCP-PDU序号与最后的RLC序号之间的比，并且将它存储在存储器中(708)。RLC层负责PDCP-PDU数据分组在发送机和接收机之间的传输(710)、数据分组PDCP-PDU分成用于传输并且以RLC序号编号的数据单元RLC-PDU。当接收PDCP接收到(712)来自RLC层的一个数据分组PDCP-PDU时，它就将用于定义PDCP-PDU序号的值的计数器加一(714)，并且将数据分组PDCP-SDU发送到下一层(716)。成功接收数据分组的确认被在RLC层发送到发送机(718)，并且发送的RLC将该确认发送到发送PDCP(720)。响应于该确认，发送PDCP将所讨论的数据分组PDCP-SDU从缓存器中清除(722)。最好是利用逻辑地附加到数据分组上的PDCP-PDU序号确定要被清除的正确的数据分组PDCP-SDU。
这样，根据本发明的数据分组编号方式最好是虚拟地执行，这意味着没有独立的数据分组号被增加到数据分组上，但是发送的数据分组被根据计数器更新并且接收PDCP和发送PDCP可以根据计数器值来确定数据分组的成功发送。因此，在最佳情况中，根据本发明的数据分组的确认还可以对应于上述普通PDCP数据传输中的数据分组的确认。实际的切换过程可以根据如上连同图4所述的现有技术被执行。应当指出，即使本发明在上面被连同切换过程描述，但是根据本发明的‘虚拟’数据分组编号也可以用于其中发送机和接收机相同然而在切换过程中只有一方改变的普通确认型数据传输。
在某些干扰情况中，例如当网络拥塞或者在无线路径上有干扰时，RLC层无法保证确认型数据传输。典型地为发送的RLC定义一个最大值，其或者是重传的数量或者是在其中发送的RLC尝试重传同一数据分组的周期。如果最大值被超过，则RLC层将此通知接收PDCP。发送PDCP连同下一个成功的数据分组发送而将相应的数据分组从缓存器中清除。当几个连续的数据分组丢失时也出现这种情况。当接收到下一个成功发送的数据分组的确认时，丢失的数据分组被从缓存器中清除。如果RLC能够通知PDCP层所有丢失的数据分组，则接收PDCP就能够正确地更新PDCP-PDU序号，因此发送PDCP以及接收PDCP的序号计数器保持同步。不过，在某些干扰情况中，RLC层无法保证PDCP层被通知丢失的数据分组，在这种情况下，PDCP-PDU序号计数器在发送PDCP和接收PDCP中可以变成异步。
根据本发明的一个优选实施例，可以通过在某些间隔发送一个与数据分组PDCP-PDU的PDCP-PDU序号来校正这个异步。当接收PDCP接收到一个发送的数据分组PDCP-PDU和附加到其上的PDCP-PDU序号时，它就将PDCP-PDU序号与计数器值相比较，并且如果需要，则更新计数器值以对应于所接收数据分组的PDCP-PDU序号。PDCP-PDU序号附加到数据分组PDCP-PDU最好是在系统设置中定义，在这种情况下，PDCP-PDU序号可以附加到例如每第十个或每第一百个数据分组PDCP-PDU。还可能规定PDCP-PDU序号总是连同某个过程(例如在上述的在RLC层中丢弃数据分组或者在切换过程之后)而附加到数据分组PDCP-PDU上。这样，即使在差的传输条件中，PDCP-PDU序号也不需要附加到每个数据分组，但是系统的再同步最好是通过只在一些，最好是在非常少的数据分组中发送PDCP-PDU序号而被保证。自然，因为数据分组可能消失，所以数据传输在上述情况中是不可靠的，但是因为发送机和接收机被快速同步，所以数据分组的传输可以继续。
图8表示根据本发明的PDCP层数据分组PDCP-PDU的结构。当PDCP-PDU序号被从数据分组中省略并且当它被在由系统规定的某些间隔中添加时，根据本发明的数据分组PDCP-PDU可以被使用。数据分组PDCP-PDU的第一个字节包括其值表示一个PDCP-PDU序号是否将被添加到数据分组PDCP-PDU的一个比特(N)。比特O表示一个最优化算法是否被用于形成一个数据分组PDCP-PDU。如果比特O得到值1，则使用最优化，并且它被用一个12比特最优化字段(OPT)来更精确地定义，所述12比特最优化字段包含来自数据分组PDCP-PDU的第一个字节的四个比特以及第二字节的所有比特。最优化字段的值被用于例如确定头字段的压缩算法以及数据分组类型。根据最优化字段值，接收PDCP可以对数据分组执行相反的过程，诸如头字段的解压缩。对于最优化字段没有预定值，但是发送机和接收机总是在PDCP参数的协商中独立地决定它们。含有一个字节(即8比特)的PDCP-PDU序号字段是可选的并且如果比特N得到值1，则该字段被使用。在这种情况下，PDCP-PDU序号被添加到数据分组PDCP-PDU上。要在数据分组中传输的实际用户数据被在这些定义之后添加。
上述数据分组结构只是根据本发明的一个PDCP-PDU数据分组被如何形成的一个例子。可替代地，包括在从上部应用级层到达的数据分组PDCP-SDU中的信息可以被从PDCP层使用三种不同的数据分组PDCP-PDU而转发：PDCP-No-Header-PDU、PDCP-Data-PDU和PDCP-SeqNum-PDU，它们分别在图9a、9b和9c中示出。
根据图9a，PDCP-No-Header-PDU只包括数据，即同样从上层接收PDCP-SDU。这样，PDCP层不添加任何信息到PDCP-SDU，在这种情况下，整个PDCP-PDU被用于传输有效负荷。因此，PDCP-No-Header-PDU可以优选地用于上述确认的数据传输，其中数据分组编号被利用计数器维持。
一个字节(8比特)已经被添加到图9b的PDCP-Data-PDU，以表示所讨论的PDU类型以及要应用到PDCP-SDU的头字段的压缩方法。实际上，PDCP层的任务包括涉及信道容量提高的典型地根据利用各种压缩算法进行的数据分组头字段的最优化的功能。
图9c的PDCP-SeqNum-PDU还包括用于表示PDU类型和应用于PDCP-SDU头字段的压缩方法的相应额外字节。除此之外，具有两个字节(即16比特)长度的一个PDCP-PDU序号也被添加到其上。在PDCP-Data-PDU和PDCP-SeqNum-PDU中，PDU类型都是用三个比特表示的，这样，它就将PDCP-Data-PDU与PDCP-SeqNum-PDU分开了。要使用的压缩方法被用五个比特表示。
PDCP层的功能之一是传输数据分组PDCP-PDU，并且如果需要，也传输涉及在UMTS中的无线网络子系统之间的内部切换(SRNS再分配)中到新的无线网络子系统的分组的PDCP序号。在切换过程中，上述干扰情况可以致使数据分组计数器异步并且引起这样一种情况，即发送PDCP已经发送了一个数据分组(例如PDCP-No-Header-PDU)，但是它并没有被传送到新的接收PDCP。当重传的最大值被超过时，数据分组的丢弃功能被终止在RLC层。发送的RLC将此通知发送PDCP，并且发送PDCP将所讨论的数据分组从缓存器中清除。结果，接收PDCP就会等待一个不再存在于发送PDCP的缓存器中的数据分组，这样，数据分组计数器就无法被同步。这种错误情况可能导致无线承载的释放。
根据一个优选实施例，使发送PDCP发送一个与缓存器中的第一个数据分组一起的数据分组号，即PDCP-SeqNum-PDU数据分组被使用。因此，接收PDCP将其数据分组计数器与使用发送的数据分组号的发送PDCP同步，这是获得同步的最快的可能的方式。此外，一旦计数器已经被同步，则数据传输就能够继续，并且不需要可能导致更大的信息损失的无线承载的释放。在同步之后，可以使用为无线承载定义的数据分组格式来继续数据传输，例如PDCP-No-Header-PDCP数据分组。
对于本领域的技术人员来说显然，随着技术的进步，本发明的概念可以用各种方式来实现。因此，本发明及其实施例并不局限于上述例子而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (15)

1.一种用于在分组交换电信系统中传输数据分组的方法，该电信系统的电信协议包括一个用于将用户数据分组转换成为会聚协议分组的会聚协议层，以及一个用于将会聚协议分组作为数据单元传输并且用于确认传输的链路层，所述方法包括：
由一个发送机计数器为要被发送的会聚协议分组定义一个数据分组号，
将要被发送的会聚协议分组传送到链路层以便进行传输，
由接收机计数器为所接收的会聚协议分组定义一个数据分组号，以及
确认所接收的会聚协议分组，其特征在于：
响应于电信系统的一个预定过程的执行而将发送机计数器定义的数据分组号添加到要被发送的会聚协议分组上，以及
更新接收机计数器的值以对应于所述发送机计数器定义的数据分组号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
响应于链路层无法保证会聚协议分组的确认型传输而在预定间隔执行将数据分组号添加到要在链路层发送的一个会聚协议分组上，
将接收机计数器的值与接收的会聚协议分组的数据分组号相比较，以及
响应于所述值不相等而更新接收机计数器的值以对应于所述发送机计数器定义的数据分组号。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：
所述电信系统的预定过程是一个数据分组的丢弃或切换。
4.根据前面任何一个权利要求的方法，其特征在于：
响应于接收机将对应于在未确认用户数据分组之后发送的用户数据分组的会聚协议分组的接收的确认发送到发送机而将未确认的用户数据分组从缓存器中清除。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于：
响应于在链路层中定义的重传的最大值被超过之后，至少一个未确认用户数据分组已经被从发送机的缓存器中清除而执行所述将发送机计数器定义的数据分组号添加到发送机缓存器中第一个会聚协议分组上。
6.根据权利要求1-3中的任何一个权利要求的方法，其特征在于：
所述电信系统是一个使用确认型传输的分组交换移动通信系统。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：
所述方法被应用于通用移动通信系统和通用分组无线业务之间的切换。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于：
所述方法被应用于通用移动通信系统中的无线网络子系统之间的切换。
9.一种包括一个终端和一个固定网的分组交换电信系统，包括支持分组交换数据传输的网元，数据分组被安排来在电信系统中的终端和网元之间发送，并且电信系统的电信协议包括用于将用户数据分组转换成为会聚协议分组的会聚协议层以及用于传输作为数据单元的会聚协议分组和用于确认传输的链路层，所述系统包括：
一个发送机计数器，用于定义一个要被发送的会聚协议分组的数据分组号，
把要被发送的会聚协议分组发送到链路层以便进行传输的装置，
一个接收机计数器，用于定义接收的会聚协议分组的数据分组号，
确认接收的会聚协议分组的装置，其特征在于所述系统还包括：
响应于电信系统的一个预定过程的执行而将由发送机计数器定义的数据分组号添加到要被发送的会聚协议分组上的装置，以及
更新接收机计数器的值以对应于所述数据分组号的装置。
10.根据权利要求9的电信系统，其特征在于所述系统还包括：
一个装置，该装置用于将接收机计数器的值与接收的会聚协议分组的数据分组号相比较，从而
所述用于将由发送机计数器定义的数据分组号添加到要被发送的会聚协议分组上的装置被安排来响应于链路层无法保证会聚协议分组的确认型传输而在预定间隔执行所述添加，以及
所述用于更新的装置被安排来响应于所述值被互相比较时不相等而更新接收机计数器的值以对应于所述发送机计数器定义的数据分组号。
11.根据权利要求9的电信系统，其特征在于：
所述电信系统的预定过程是数据分组的丢弃或切换。
12.根据权利要求9到11中的任何一个的电信系统，其特征在于所述系统还包括：
一个装置，用于响应于对于对应于在未确认的用户数据分组之后发送的用户数据分组的一个会聚协议分组的接收的确认被从接收机发送到发送机而把未确认的用户数据分组从缓存器中清除。
13.根据权利要求9到11中的任何一个的电信系统，其特征在于：
所述电信系统是一个使用确认型传输的分组交换移动通信系统。
14.根据权利要求13的电信系统，其特征在于所述计数器被安排来在通用移动通信系统与通用分组无线业务之间的切换中定义会聚协议分组的数据分组号。
15.根据权利要求13的电信系统，其特征在于所述计数器被安排来在通用移动通信系统的无线网络子系统之间的切换中定义会聚协议分组的数据分组号。
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