CN1223221C - 用于gprs的数据传输控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种GPRS的数据传输方法包括：估计传输窗口停止的可能性；如果估计出传输窗口接近停止状态，则向网络发送传输窗口的停止状态警报信号；并根据是否收到来自网络的对停止状态警报信号的ACK信号，控制数据传输。在传输窗口可能停止之前向网络通知两次，从而可以减少传输窗口停止状态的发生次数，因而可以将因停止状态中执行的重发而引起的网络资源的浪费最小化。

Description

用于GPRS的数据传输控制方法
技术领域
本发明涉及通用分组无线业务(GPRS)，具体而言，涉及GPRS中的数据传输方法。
背景技术
GPRS是在全球移动通信系统(GSM)网络上实现的用于分组数据传输的叠加网络系统，GSM网络是基于电路交换的第二代无线通信网络标准。
因此，为了在GSM网络上传输基于分组的数据，需要新的网元、接口和协议来处理分组业务。
GPRS逻辑上通过增加两个网络节点作为GSM的核心网络(CN)的网元，即服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN)而实现，且用于处理分组业务的分组控制单元(PCU)应安装在基站控制器(BSC)中，软件也应升级。
在如上构造的GPRS系统中，从GPRS终端传输的话音或数据业务通过空中接口传输至BTS，然后以相同的方式由BTS传输至BSC。但是，在BSC的输出侧，业务被分为话音业务和数据业务，话音业务作为标准GSM业务传输至移动交换中心(MSC)，数据业务通过PCU传输至SGSN。
GPRS使用称为临时块流(TBF)的物理信道在终端和网络之间传输数据。TBF在分组空闲模式中终端的高层有LLC PDU传输请求时被设置。当设置了TBF时，将终端切换至分组传输模式。
在RLC确认模式和RLC未确认模式中提供LLC PDU传输服务，且当上行和下行方向的LLC PDU传输终止时，释放相应的TBF。随着TBF在分组传输模式中被释放，终端返回分组空闲模式。
图1显示了GPRS系统中采用的协议层。
如图1所述，数据链路层包括逻辑链路控制(LLC)、无线链路控制(RLC)和媒质接入控制(MAC)子层，它提供对上层协议的服务并接收来自物理层的服务。
LLC子层提供保证两对等实体之间可靠性的逻辑信道，而位于LLC子层之下的RLC子层将要传输的LLC协议数据单元(PDU)分段为RLC/MAC块并重新装配接收到的RLC/MAC块。位于RLC子层之下的MAC子层允许多个移动终端共享物理信道。
在确认模式中，RLC/MAC块被分类为RLC数据块和RLC/MAC控制块。RLC/MAC控制块优先于RLC数据块。
RLC/MAC块包括MAC头和RLC数据块，后者包括RLC头、RLC数据单元和备用位。
图2显示了根据现有技术的包含GPRS系统中采用的MAC头的上行RLC数据块的格式。
如图2所示，MAC头包含：载荷类型域，指示RLC/MAC块中携带的数据类型；倒计数值域，指示终端传输的倒计数值(CV)，以使网络计算当前剩余给上行TBF的RLC数据块的数目；停止标志(SI)位，指示终端的RLC传输窗口是否可以前进；和重试(R)位，指示终端是否在最近一次信道访问期间已经发送了多于一次的CHANNELREQUEST消息或PACKET CHANNEL REQUEST消息。
上行RLC数据块包括：设为“0”的备用位；PFI标志(PI)，指示是否有分组流标识符(PFI)；可选项；TLLI标志(TI)位，指示是否有用于检查RLC数据块所属的TBF的临时流身份(TFI)域或者指示是否有TLLI域；可选项；BSN域，指示块序列号(BSN)；长度标志(LI)，用于确定RLC数据块的LLC PDUs的界限；更多(M)位，指示RLC数据块中是否存在紧跟的LLC PDU；和扩展(E)位，指示RLC PDU中是否有可选的八位字节。
在上行TBF操作过程中，终端通过各个分配的上行数据块传输RLC/MAC块，且网络在必要时向终端发送PACKET UPLINKACK/NAK消息。
如果传输状态变量V(S)等于确认状态变量V(A)和传输窗口尺寸(WS)对SNS的模之和(即V(S)＝V(A)+WS mod SNS)，则终端判断传输窗口处于停止状态。然后，终端将每一传输的上行RLC块的停止标志设为“1”，以向网络通知停止状态，直至传输窗口脱离停止状态为止。
但是，在终端在传输窗口处于停止状态后使用其后的数据块向网络通知停止状态的情况下，终端一直重发未被网络确认的RLC数据块，直至接收到来自网络的PACKET UPLINK ACK/NACK消息并脱离停止为止，且如果停止状态拖长，则大大浪费了无线资源。
结合以上参考得到其他细节、特征和/或技术背景的适当介绍。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供一种数据传输控制方法，可以通过估计终端传输窗口处于停止的可能性并依此在它发生前通知网络，从而将RLC数据块重发引起的公用资源的浪费最小化。
为了至少达到上述目标的全部或部分，提供一种GPRS的数据传输方法，包括：估计传输窗口处于停止的可能性；如果估计出传输窗口将进入停止状态，则向网络发送停止状态警报信号；以及根据是否收到来自网络的对停止状态警报信号的ACK信号，控制数据传输。
当发送状态变量V(S)等于确认状态变量V(A)和传输窗口尺寸(WS)对SNS(序列号间隔)的模之和时，传输窗口进入停止状态。
在发送停止状态警报信号的步骤中，发送第一停止状态警报信号，判断是否接收到对第一停止状态警报信号的ACK，如果在预定时间点之前接收到对第一停止状态警报信号的ACK，则通知网络接收到了对第一停止状态警报信号的ACK，并根据接收的ACK信号更新传输窗口。
如果在预定的时间点之前没有接收到对第一停止状态警报信号的ACK，则发送第二停止状态警报信号，判断是否在传输窗口停止之前接收到对第二停止状态警报信号的ACK，且如果接收到对第二停止状态警报信号的ACK，则通知网络接收到了对第二停止状态警报信号的ACK，并根据接收的ACK信号更新传输窗口。
但是，如果没有接收到对第二停止状态警报信号的ACK，则通知网络传输窗口停止，并执行重发程序。
当还剩余的要传输的RLC/MAC块数目为到传输窗口停止时分配的上行时间片的二倍时，发送第一停止状态警报信号；而当剩余的FLC/MAC块的数目与到传输窗口停止而未接收到对第一停止状态警报信号的ACK时分配的上行时间片相同时，发送第二停止状态警报信号。
传输窗口的停止状态警报信号根据RLC数据块的RLC发送停止警报(RTSA)域的设置来确定。对应第一停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域被设置为“01”，而对应第二停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域被设置为“10”。
在接收到对第一和第二停止状态警报信号的ACK后发送的第一RLC数据块的RTSA域被设置为“11”，其后的RLC数据块的RTSA域被设置为“00”。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中部分说明，并且本技术领域的人员通过对下面的内容仔细研习可以部分理解，或者可以从对本发明的实践中懂得。根发明的目标和优点可以如所附权利要求中特别指出的那样实现并得到。
附图说明
下面详细参考附图说明本发明，附图中类似的附图标记代表类似的元件，附图中：
图1显示了GPRS系统中采用的协议层；
图2显示了包含MAC头的上行RLC数据块的格式；
图3显示了分配给多槽12类(multislot class 12)终端的上行和下行信道的帧结构；
图4显示了包含本发明优选实施例的数据传输方法采用的MAC头的上行RLC数据块的格式；和
图5是根据本发明的GPRS中数据传输控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将通过在支持多时间片的多槽12类终端中的信道分配的例子，描述根据本发明的数据传输方法。
GPRS无线帧包括8个时间片。12类终端的每一上行和下行链路的可分配数为4，最大上行和下行链路之和为5。考虑到传播延迟，上行帧比下行帧晚开始3个时间片。
图3显示了分配给多槽12类终端的上行和下行信道的帧结构。
如图3所示，每帧分配四个上行时间片TS0、TS1、TS2和TS3(块周期，block period)以及一个下行时间片TS0，终端通过上行时间片TS0、TS1、TS2和TS3向网络发送RLC数据块，在发送了与传输窗口(WS)一样多的RLC数据块后，终端通过下行时间片TS0接收分组上行ACK/NACK消息。
在这个过程中，如果检查到传输窗口(WS)处于停止状态，则终端将上行RLC数据块的SI位设置为“1”，并向网络通知终端的RLC传输窗口处于停止状态。如果传输窗口不处于停止状态，将SI位设置为“0”。
当终端的发送状态变量V(S)等于确认状态变量V(A)与WS对SNS(序列号间隔)128的模时(即，如果V(S)＝V(A)+WS mod SNS)，其中V(A)指示最早从网络被动接收的RLC数据块的BSN值，则终端判断传输窗口处于停止状态。
接下来将发送的RLC数据块的序列号V(S)在“0”处具有SNS-1值。无论何时发送RLC数据块，当TBF开始时，V(S)都从“0”开始并与BSN(块序列号)一起增加1。
确认状态变量V(A)提供关于确认状态阵列V(B)对SNS的模的索引，其由一个从网络接收的分组上行ACK/NACK消息的接收块位图(RBB)的值更新。确认状态阵列V(B)是SNS因数的阵列，SNS因数通知传输窗口尺寸(WS)的确认状态，而RBB是WS因数的二进制值阵列。
如果判断传输窗口处于停止状态，则终端发送具有在V(B)中含PENDING_ACK值的因数的最早的RLC数据块(即，在发送每一RLC数据块时设置的V(B)中的对应于相关RLC数据块的因数的值)，然后发送次最早的RLC数据块。
在发送了所有具有在V(B)中有PENDING_ACK值的相应因数的RLC数据块后，终端以相同方式从最早的RLC数据块重复发送。发送最早的具有在V(B)中含PENDING_ACK值的相应因数的最早的RLC数据块的程序一直继续到V(S)＝V(A)+WS mod SNS被释放。
因此，如果从网络接收的分组上行ACK/NACK值是负的，或者如果没有接收到分组上行ACK/NACK消息，则将传输窗口保持在停止状态，从而重复对具有在V(B)中含PENDING_ACK值的相应因数的最早的RLC数据块的重发，浪费了公用资源。
因此，本发明旨在通过让终端预测停止状态并在传输窗口停止之前通知网络，将因重发而对公用资源的浪费最小化。
图4显示了包含本发明优选实施例的数据传输方法采用的MAC头的上行RLC数据块的格式。
如图4所示，根据本发明的上行RLC数据块使用现有技术中的备用位作为RLC发送停止警报(RTSA)位。
在本发明的数据传输方法中，在传输窗口停止之前，终端已预测到，从而通过使用上行RLC数据块的RTSA位通知网络，并请求分组上行ACK/NACK消息。
在传输窗口停止之前尝试终端的分组上行ACK/NACK消息请求。
具体的，当剩余的RLC/MAC块数目二倍于到传输窗口停止时分配的上行时间片时，终端向网络发送RTSA位设置为“01”的RLC/MAC块。当接收到来自网络的响应于第一RTSA位的分组上行ACK/NACK消息时，终端向网络发送RTSA位设置为“11”的RLC/MAC块，以通知接收到分组上行ACK/NACK消息。
同时，如果没有从网络接收到对于第一RTSA位的分组上行ACK/NACK消息，则在剩余的RLC/MAC块数目等于到传输窗口停止时分配的上行时间片时，终端向网络发送RTSA位设置为“10”的RLC/MAC块。
如果接收到来自网络的响应第二RTSA位的分组上行ACK/NACK消息，则终端向网络发送RTSA位设置为“11”的RLC/MAC块，以通知接收到分组上行ACK/NACK。但是，如果没有从网络接收到第二RTSA的分组上行ACK/NACK消息，则传输窗口停止。
表1定义了RTSA位的各个值。
表1
    RTSA位
    00   无效
    01   请求分组上行ACK/NACK(第一)
    10   请求分组上行ACK/NACK(第二)
    11   接收到分组上行ACK/NACK
图5是根据本发明的GPRS中数据传输控制方法的流程图。
参考图5，当在RLC确认模式中设置上行TBF时，终端通过各分配的上行数据块在传输窗口中传输RLC/MAC块(步骤S101)。当传输RLC/MAC块时，终端监控Ns，即对应分配的ULTS的数目的RLC/MAC块的数目，并判断它是否满足2Ns＝Nt的条件(步骤S102)。
如果满足条件2Ns＝Nt，终端将传输的RLC数据块的RTSA位设置为“01”，请求来自网络的分组UL ACK/NACK(第一分组ULACK/NACK请求)(步骤S103)，并等待网络响应的分组UL ACK/NACK消息(步骤S104)。
当终端从网络接收到响应于第一分组UL ACK/NACK请求的分组UL ACK/NACK时，终端将RTSA位设置为“11”并向网络通知接收到分组UL ACK/NACK，然后将接下来的RLC数据块的RTSA位设置为“00”。
同时，如果没有接收到来自网络的对第一分组UL ACK/NACK请求的分组UL ACK/NACK，则终端判断是否满足条件Ns＝Nt(步骤S105)。如果满足该条件，则终端将RLC数据块的RTSA位设置为“10”并请求来自网络的分组UL ACK/NACK(第二分组ULACK/NACK请求)(步骤S106)，并等待网络响应的分组UL ACK/NACK消息(步骤S107)。
当从网络接收到响应于第二分组UL ACK/NACK请求的分组ULACK/NACK消息时，终端将RTSA位设为“11”并向网络通知接收到分组UL ACK/NACK，然后将接下来的RLC数据块的RTSA位设置为“00”。
但是如果没有从网络接收到对第二分组UL ACK/NACK请求的分组UL ACK/NACK，则终端判断传输窗口是否到达停止状态(步骤S108)，如果是，则终端执行重发程序。
在重发程序期间，终端监控对分组UL ACK/NACK的接收。当终端接收到分组UL ACK/NACK消息时，将RTSA位设置为“11”并向网络通知接收到分组UL ACK/NACK，然后将接下来的RLC数据块的RTSA位设置为“00”(步骤S111)。
同时，在步骤S102中如果不满足条件2Ns＝Nt，则终端判断是否开始了倒数程序。如果还没有开始倒数程序，则终端将RLC/MAC的发送保持在传输窗口内，然后当倒数程序开始时，终端发送最后的RLC数据块(步骤S113)并释放上行TBF。
如上所述，根据本发明的数据传输方法具有以下优点。
即，有可能在传输窗口停止发生之前向网络通知两次，从而可以减少传输窗口停止状态的发生次数，因而可以将由在停止状态中执行的重发而引起的网络资源的浪费最小化。
前面的实施例和优点只是示范性的，不是对本发明的限制。给出的启示很容易应用于其它类型的设备。本发明的说明书是描述性的，不是对权利要求的范围的限制。对于本技术领域的人员很显然可以看到多种替换、改进和变动。在权利要求书中，装置加功能条款将涵盖这里描述的结构。

Claims (23)

1.一种GPRS数据传输方法，包括：
估计传输窗口的停止状态入口；
当估计出停止状态入口时发送停止状态警报信号；和
根据响应于停止状态警报信号的反馈信号控制数据传输。
2.如权利要求1的方法，其特征在于停止状态入口在发送状态变量V(S)变得同确认状态变量V(A)与窗口尺寸(WS)对序列号间隔(SNS)求模之和相等时发生。
3.如权利要求1的方法，其特征在于发送包括：
发送第一停止状态警报信号；和
发送第二停止状态警报信号。
4.如权利要求3的方法，其特征在于在要发送的RLC数据块的数目(Nt)是对应于到传输窗口停止(Nt＝2Ns)时分配的时间片数的RLC数据块的数目(Ns)的二倍时发送第一停止状态警报信号。
5.如权利要求3的方法，其特征在于在要发送的RLC数据块的数目等于对应于到传输窗口停止(Nt＝Ns)时分配的时间片数的RLC数据块的数目时发送第二停止状态警报信号。
6.如权利要求3的方法，其特征在于在要发送的RLC数据块的数目(Nt)是对应于到传输窗口停止(Nt＝2Ns)时分配的时间片数的RLC数据块的数目(Ns)的二倍时发送第一停止状态警报信号，且在要发送的RLC数据块的数目等于对应于到传输窗口停止(Nt＝Ns)时分配的时间片数的RLC数据块的数目时发送第二停止状态警报信号。
7.如权利要求6的方法，其特征在于停止状态警报信号通过RLC数据块的RLC传输停止警报RTSA域发送。
8.如权利要求7的方法，其特征在于将第一停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“01”。
9.如权利要求7的方法，其特征在于将第二停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“10”。
10.如权利要求7的方法，其特征在于将第一停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“01”，将第二停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“10”。
11.如权利要求10的方法，其特征在于将在接收到对第一和第二停止状态警报信号的ACK之后传输的第一个RLC数据块的RTSA被设置为“11”，而将在第一个RLC数据块后的RLC数据块的RTSA域设置为“00”。
12.如权利要求7的方法，其特征在于发送第一停止状态警报信号包括：
确定是否在预定时间之前接收到响应于第一停止状态警报信号的确认信号；
在接收到所述确认时向网络通知接收到对第一停止状态警报信号的确认信号；和
根据所述确认信号更新传输窗口。
13.如权利要求7的方法，其特征在于发送第二停止状态警报信号包括：
确定是否在传输窗口停止之前接收到响应于第二停止状态警报信号的确认信号；
在接收到第二停止状态警报信号的确认时向网络通知接收到对第二停止状态警报信号的确认信号；和
根据所述确认信号更新传输窗口。
14.如权利要求13的方法，其特征在于如果没有接收到响应于第二停止状态警报信号的确认信号，则传输窗口进入停止状态。
15.如权利要求1的方法，其特征在于发送包括：
向网络发送第一停止状态警报信号；
确认是否接收到响应于第一停止状态警报信号的确认；
在接收到确认时向网络通知接收到对第一停止状态警报信号的确认，并根据确认更新传输窗口；
如果在预定时间点之前没有接收到响应于第一停止状态警报信号的确认，则发送第二停止状态警报信号；
在传输窗口停止之前，确定是否收到响应于第二停止状态警报信号的确认；
在接收到响应于第二停止状态警报信号的确认时向网络通知接收到确认，并根据接收的确认更新传输窗口；
如果没有接收到响应于第二停止状态警报信号的确认，则向网络通知传输窗口停止；和
执行重发程序。
16.如权利要求15的方法，其特征在于第一停止状态警报信号的传输时间点是在要发送的RLC数据块的数目(Nt)是对应于直至传输窗口停止时所分配的时间片数的RLC数据块的数目(Ns)的二倍(Nt＝2Ns)的时候。
17.如权利要求15的方法，其特征在于第二停止状态警报信号的传输时间点是在要发送的RLC数据块的数目等于对应于直至传输窗口停止时所分配的时间片数的RLC数据块的数目(Nt＝Ns)的时候。
18.如权利要求15的方法，其特征在于在要发送的RLC数据块的数目(Nt)是对应于到传输窗口停止时所分配的时间片数的RLC数据块的数目(Ns)的二倍(Nt＝2Ns)的时候发送第一停止状态警报信号，且在要发送的RLC数据块的数目等于对应于到传输窗口停止时所分配的时间片数的RLC数据块的数目(Nt＝Ns)的时候发送第二停止状态警报信号。
19.如权利要求18的方法，其特征在于通过RLC数据块的RLC传输停止警报RTSA域发送停止状态警报信号。
20.如权利要求19的方法，其特征在于将第一停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“01”。
21.如权利要求19的方法，其特征在于将第二停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“10”。
22.如权利要求19的方法，其特征在于将第一停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“01”且将第二停止状态警报信号的RLC数据块的RTSA域设置为“10”。
23.如权利要求22的方法，其特征在于在接收到对第一和第二停止状态警报信号的ACK之后将第一RLC数据块的RTSA域设置为“11”，并将第一RLC数据块之后的RLC数据块的RTSA域设置为“00”。
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