CN1667991A - 一种数据单元重传的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据单元重传的方法，适用于包括发送实体和接收实体的通信系统中，该方法包含：接收到需要重传数据单元的状态报告后，判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足所述重传条件，如果是，则调度需要重传的数据单元并进行重传，然后初始化所述数据单元的重传条件；否则，等待需要重传的数据单元的条件满足设定的重传条件后，调度需要重传的数据单元并进行重传。根据本发明提出的方法，能够有效避免冗余数据的传输，提高通信链路的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输技术，特别是指一种数据单元重传的方法。
背景技术
通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile TelecommunicationsSystem)是采用宽带码分多址接入(WCDMA，Wideband Code DivisionMultiple Access)空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也称为WCDMA通信系统。UMTS采用了与第二代移动通信系统相类似的结构，包括无线接入网络(RAN，Radio Access Network)和核心网络(CN，Core Network)。其中，RAN实现所有与无线有关的功能，由于采用UMTS的陆地无线接入网络(UTRA)技术，因此可称为通用陆地无线接入网络(UTRAN，UniversalTerrestrial Radio Access Network)；CN与其他网络进行连接，实现用户设备(UE，User Equipment)的通信，并且对UE进行管理。CN从逻辑上可分为电路交换域(CS，Circuit Switched Domain)和分组交换域(PS，PacketSwitched Domain)，其中，电路域是基于电路交换网络的，用于提供语音等电路型业务，需要建立和释放链路，通信过程中独占链路的方式保证了电路域的通信质量；分组域是基于分组交换网络的，信令和数据都是以数据包形式在分组网络中进行传输的，能够更加有效地利用网络资源，提供更高的传输速度。UTRAN、CN和UE构成了整个UMTS。
图1为UTRAN的无线接口协议结构图，如图1所示，WCDMA的无线接口分为物理层(L1)、数据链路层(L2)和网络层(L3)，其中，层二(L2)包括媒介接入控制(MAC，Medium Access Control)子层、无线链路控制(RLC，Radio Link Control)子层、广播/组播控制(BMC，Broadcast/Multicast Control)子层和分组数据汇聚协议(PDCP，Packet DataConvergence Protocol)子层，层三(L3)包括无线资源控制(RRC，RadioResource Control)子层。物理层通过业务接入点(SAP，Service Access Point)与层二的MAC子层和层三的RRC子层相连，物理层提供不同的传输信道到MAC子层，MAC子层通过不同逻辑信道向高层提供服务。传输信道特性由无线接口上传输信道的物理特性进行描述，逻辑信道特性由传输消息的不同类型进行描述。在频分双工(FDD，Frequency Division Duplex)制式中，物理信道特性由码域、频率域确定。
层二的RLC子层支持透明模式(TM，Transparent Mode)、非确认模式(UM，Unacknowledged Mode)和确认模式(AM，Acknowledged Mode)三种模式，实现分段、级联、填充、重组、差错控制、流量控制、重复性检测等功能。
图2为RLC AM实体功能模型示意图，如图2所示，RLC AM采用滑动窗口协议，RLC AM的发送实体对来自高层的RLC业务数据单元(SDU，Service Data Unit)进行分段/级联处理，还可能进行填充处理，然后组装确认模式数据(AMD，Acknowledged Mode Data)的协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)，通过设置长度指示(LI，Length Indicator)域，定义AMD PDU内的RLC SDU边界。
重传缓冲器根据状态报告缓存需要重传的AMD PDU。发送缓冲器对新组装的AMD PDU和需要重传的AMD PDU进行调度，如果允许调度到的AMD PDU发送，则根据高层配置的规则对即将发送的AMD PDU设置查询比特，如果是新组装的AMD PDU，则还需要设置序列号(SN，SequenceNumber)域，经过以上处理后，加密即将发送的AMD PDU，然后通过底层将AMD PDU发送给接收实体。
RLC AM的接收实体对接收到的AMD PDU进行解密，然后将解密后的存放至接收缓冲器中。接收实体对AMD PDU进行解析，根据AMD PDU中的查询比特，判断是否需要向接收实体发送状态报告，如果是，则根据高层配置的状态报告触发机制，在允许发送状态报告时，组装状态报告并发送至底层，通过底层将状态报告发送给发送实体；并且，接收实体还需判断是否能够根据已经收到的AMD PDU重组出RLC SDU，如果是，则组装AMDPDU并提交至高层，否则，等待后续AMD PDU的到来，重组出RLC SDU。
图3为RLC AM滑动窗口示意图，如图3所示，在RLC AM模式数据接收和发送的过程中，发送窗口和接收窗口会有相应变化。状态变量VT(A)、VT(S)、VT(MS)、VR(R)、VR(H)和VR(MR)的取值范围可为0至4095。
发送窗口中，VT(A)至VT(MS)之间的长度为发送窗口的大小，单位为AMD PDU的数量；VT(A)之前为已经按照顺序正确确认的AMD PDU；VT(A)至VT(S)之间为已经至少发送过一次、但还没有收到接收实体正确接收状态报告的AMD PDU；VT(S)至VT(MS)之间为允许发送的AMDPDU。有新的AMD PDU发送时，VT(S)向后移动；来自接收实体的状态报告表明序列号为VT(A)的AMD PDU已被正确接收时，VT(A)向后移动，VT(MS)也相应地向后移动。
接收窗口中，VR(R)至VR(MR)之间的长度为接收窗口大小，单位为AMD PDU的数量；VR(R)之前为已经正确接收的AMD PDU；VR(H)至VR(MR)之间为允许接收的AMD PDU。接收到序列号为VR(H)至VR(MR)之间的AMD PDU时，VR(H)向后移动；接收到序列号为VR(R)的AMD PDU时，VR(R)向后移动，VR(MR)也相应地向后移动。
在上述的数据传输过程中，发送实体根据来自实体发送的状态报告，判断是否需要重传AMD PDU，如果是，则重传传输过程中出错或被丢弃的AMD PDU，以此保证数据单元的正确传输。
当前协议规定了多种状态报告的触发机制，允许灵活配置。为适应不同的业务要求，RLC支持多种状态查询和状态报告的触发机制。
发送实体触发状态查询的机制包括：
发送缓冲器中最后一个首次被发送的AMD PDU被第一次发送时，触发状态查询；
发送缓冲器中最后一个被重传的AMD PDU被发送时，触发状态查询；
预先设定的定时器超时时，触发状态查询；
预先设定数值m，每发送m个AMD PDU时，触发状态查询；
预先设定数值n，每发送n个RLC SDU时，触发状态查询；
基于窗口触发状态查询，如当发送窗口中的AMD PDU超过预先设定的数值时，触发状态查询；
周期性触发状态查询，预先设定每个周期的时间长度，一个周期结束时，触发状态查询。
接收实体触发状态报告的机制包括：
接收到发送实体发送的查询请求时，触发状态报告；
检测到一个或几个未成功接收的AMD PDU时，触发状态报告；
周期性触发状态报告，预先设定每个周期的时间长度，一个周期结束时，触发状态报告。
发送实体接收到状态报告后，为保证数据的时延性能，当前协议规定需要重传的AMD PDU比第一次发送的AMD PDU的优先级高，即优先发送需要重传的AMD PDU。
自动重传请求(ARQ，Automatic Repeat Control)机制中，接收实体通过状态报告发送对AMD PDU的肯定确认(ACK)和否定确认(NACK)。肯定确认表明相应序列号的AMD PDU已被正确接收，否定确认表明相应序列号的AMD PDU未被正确接收，需要发送实体对相应序列号的AMD PDU进行重传。在环路传输的通信系统中，AMD PDU和状态报告的传输都需要时间，发送实体在发送一个AMD PDU后，最短会在环路时间(RTT，RoundTrip Time)后收到接收实体的状态报告，确定接收实体是否正确接收相应序列号的AMD PDU。在多种状态报告触发机制的共同作用下，会出现接收实体在比较短的时间间隔内连续发送状态报告的情况。这会导致冗余数据的传输，具体过程如图4所示：
步骤401～步骤403：发送实体向接收实体第一次发送某AMD PDU，该AMD PDU在传输过程中出错；接收实体检测到该AMD PDU出错，向发送实体第一次发送否定确认。
步骤404：发送实体收到接收实体发送的否定确认，向接收实体第一次重传该AMD PDU。
步骤405：接收实体在收到发送实体重传的AMD PDU之前，再次向发送实体发送否定确认。
步骤406：发送实体收到接收实体第二次发送的否定确认，向接收实体第二次重传该AMD PDU。
步骤407：接收实体收到发送实体第一次重传的AMD PDU，向发送实体发送肯定确认。
由于接收实体在步骤405中再次向发送实体发送否定确认，发送实体根据该否定确认，再次向接收实体重传AMD PDU，导致传输的AMD PDU为冗余数据。
为避免上述情况的发生，在当前协议中，对接收实体设置Timer_Status_Prohibit，保证接收实体连续发送两个状态报告的时间间隔不小于Timer_Status_Prohibit；或对发送实体设置Timer_Poll_Prohibit，保证发送实体连续发送两个查询请求的时间间隔不小于Timer_Poll_Prohibit，这两种机制取得的效果基本是相同的，通过对Timer_Status_Prohibit或Timer_Poll_Prohibit设置合理的数值，可将状态报告的发送频率限定在一定范围内。
虽然通过设置较大的Timer_Status_Prohibit或Timer_Poll_Prohibit，能够控制状态报告的发送频率，减少或消除冗余数据的传输，但是由于ARQ机制对肯定确认发送频率和否定确认发送频率的要求是不同的：肯定确认的发送频率高，发送实体才能够及时消除重传缓冲器中存放的AMD PDU，降低发送窗口的阻塞概率，提高通信链路的利用率，减少对内存的需求；如果否定确认的发送频率高，则会传输大量的冗余数据，对通信链路资源造成浪费。因此，如果根据肯定确认的发送频率设置状态报告的发送频率，虽然能够降低发送窗口的阻塞概率，却会导致大量冗余数据的传输；如果根据否定确认的发送频率设置状态报告的发送频率，通过限制否定确认的发送频率，限制发送实体重传AMD PDU的频率，虽然会避免冗余数据的传输，却会大大提高发送窗口的阻塞概率。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数据单元重传的方法，避免冗余数据的传输，提高通信链路的利用率。
为了达到上述目的，本发明提供了一种数据单元重传的方法，设定数据单元的重传条件，适用于包括发送实体和接收实体的通信系统中，该方法包含：
A、接收到需要重传数据单元的状态报告后，判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足所述重传条件，如果是，则执行步骤C，否则，执行步骤B；
B、等待需要重传的数据单元的条件满足设定的重传条件，然后执行步骤C；
C、调度需要重传的数据单元并进行重传。
所述步骤C之后进一步包括：初始化所述数据单元的重传条件。
设定数据单元重传的Timer_Send_Prohibit定时器，数据单元被第一次发送时启动该数据单元的Timer_Send_Prohibit定时器；
步骤A中所述判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件为：判断对应于需要重传的数据单元的Timer_Send_Prohibit定时器是否超时，如果Timer_Send_Prohibit定时器超时，则满足所述重传条件，否则，不满足所述重传条件。
所述初始化所述数据单元的重传条件为：重新启动所述数据单元的Timer_Send_Prohibit定时器。
ARQ机制中，所述Timer_Send_Prohibit定时器的计时长度不小于ARQ对等实体间的环回时间。
设置计数器、该计数器计数范围的上限和下限，数据单元被第一次发送时启动该数据单元的计数器；
如果所述计数器为减法计数器，则步骤A中所述判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件为：判断对应于需要重传的数据单元的计数器是否小于或等于所述计数范围的下限，如果所述计数器小于或等于所述计数范围的下限，则满足所述重传条件，否则，不满足所述重传条件；
如果所述计数器为加法计数器，则步骤A中所述判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件为：判断对应于需要重传的数据单元的计数器是否小于或等于所述计数范围的上限，如果所述计数器大于或等于所述计数范围的上限，则满足所述重传条件，否则，不满足所述重传条件。
所述初始化所述数据单元的重传条件为：重新启动所述计数器。
ARQ机制中，所述计数范围的上限为环回时间与设定的时间间隔的比值。
每过所述时间间隔，计数器减1。
所述时间间隔为RLC子层接收MAC-Status-Ind原语的时间间隔。
设置计数器计数范围的下限为0。
所述ARQ机制在RLC子层的AM模式中实现，或在LAC协议的ARQ子层实现。
所述通信系统为WCDMA通信系统，或TD-SCDMA通信系统，或CDMA2000系统。
本发明中，通过设定数据单元的重传条件，在需要重传的数据单元的当前条件满足设定的重传条件后，才会重传该数据单元，在通过数据单元重传进行出错控制的通信系统中，有效避免冗余数据的传输，提高通信链路的有效使用率。根据本发明，在保证业务时延等性能要求的同时，保证了通信链路的使用效率，通过了通信链路的利用率。
另外，根据本发明，由于数据单元的重传是由发送实体根据重传条件进行控制的，在ARQ机制中，即使按照肯定确认的发送频率设置状态报告的发送频率，也不再会有冗余数据的传输。
附图说明
图1为UTRAN的无线接口协议结构图；
图2为RLC AM实体功能模型示意图；
图3为RLC AM滑动窗口示意图；
图4为冗余数据传输过程示意图；
图5为数据单元重传流程图；
图6为本发明一实施例示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明中，设定数据单元的重传条件，在需要重传数据单元，判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件，如果是，则重传该数据单元；否则，等待该数据单元的条件满足设定的重传条件后，重传该数据单元。根据本发明，能够有效避免冗余数据的传输，提高通信链路的有效使用率。
图5为数据单元重传流程图，如图5所示，数据单元重传的实现过程包括以下步骤：
步骤501～步骤502：发送实体接收来自接收实体的状态报告，判断是否需要重传AMD PDU，如果是，则执行步骤503；否则，执行步骤508。状态报告中携带有数据单元的序列号，发送实体根据状态报告的类型判断是否需要重传数据单元，如果为肯定确认的状态报告，则不需要重传数据单元；如果为否定确认的状态报告，则需要重传与序列号相对应的数据单元。
步骤503：发送实体判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件，如果是，则执行步骤506；否则，执行步骤504。
步骤504～步骤505：处理其他数据单元，并等待该数据单元的条件满足设定的重传条件；该数据单元的当前条件满足重传条件后，调度该数据单元并进行重传，然后执行步骤507。
步骤506：调度数据单元并进行重传。
步骤507：初始化重传数据单元的重传条件。
步骤508：处理其他数据单元。
图6为本发明一实施例示意图，如图6所示，本实施例中，AMD PDU重传的实现过程包括以下步骤：
步骤601～步骤602：发送实体接收来自接收实体的状态报告，判断是否需要重传AMD PDU，如果是，则执行步骤603；否则，执行步骤608。
步骤603：发送实体判断需要重传的AMD PDU的Timer_Send_Prohibit定时器是否已超时，如果是，则执行步骤606；否则，执行步骤604。
步骤604～步骤605：处理其他AMD PDU，并等待该AMD PDU的Timer_Send_Prohibit定时器超时；该AMD PDU的Timer_Send_Prohibit定时器超时后，调度该AMD PDU并进行重传，然后执行步骤607。
步骤606：调度AMD PDU并进行重传。
步骤607：重新启动重传AMD PDU的Timer_Send_Prohibit定时器。
步骤608：处理其他AMD PDU。
为有效避免冗余数据的传输，以上所述的Timer_Send_Prohibit定时器的计时长度应不小于ARQ对等实体间的环回时间T。如果发送实体在T1时刻向接收实体发送一个AMD PDU，接收实体在T2时刻接收到该AMD PDU，并在T3时刻发送对应于该AMD PDU的状态报告，发送实体在T4时刻接收到该状态报告，则T＝T2-T1+T4-T3。
另外，数据单元的重传条件也可设置为计数器N为预先设定的值a，当计数器N大于a时，为数据单元的重传条件不满足，只有当计数器N＝a时，才满足相应数据单元的重传条件，允许相应的数据单元进行重传。例如，引入计数器N对MAC子层发送给RLC子层的MAC-Status-Ind原语进行计数，MAC-Status-Ind原语用于MAC子层通知RLC子层其向MAC子层发送数据的速率，即RLC子层在设定的时间单位内能够向MAC子层发送的AMDPDU的数量；将计数器N初始化为Nmax，RLC子层每收到一个MAC-Status-Ind原语，就将计数器N减1，计数器N大于0时，不满足AMDPDU的重传条件，只有当计数器N＝0时，才满足AMD PDU的重传条件，允许相应的AMD PDU进行重传，Nmax可设置为环回时间与发送MAC-Status-Ind原语的时间间隔的比值。
以上所述的数据单元重传的实现过程，可应用于WCDMA通信系统、TD-SCDMA通信系统或CDMA2000系统中。以上所述的ARQ机制在RLC子层的AM模式中实现，或在LAC协议的ARQ子层实现。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (13)
1、一种数据单元重传的方法，适用于包括发送实体和接收实体的通信系统中，其特征在于，设定数据单元的重传条件，该方法包含以下步骤：
A、接收到需要重传数据单元的状态报告后，判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足所述重传条件，如果是，则执行步骤C，否则，执行步骤B；
B、等待需要重传的数据单元的条件满足设定的重传条件，然后执行步骤C；
C、调度需要重传的数据单元并进行重传。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C之后进一步包括：初始化所述数据单元的重传条件。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
设定数据单元重传的Timer_Send_Prohibit定时器，数据单元被第一次发送时启动该数据单元的Timer_Send_Prohibit定时器；
步骤A中所述判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件为：判断对应于需要重传的数据单元的Timer_Send_Prohibit定时器是否超时，如果Timer_Send_Prohibit定时器超时，则满足所述重传条件，否则，不满足所述重传条件。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述初始化所述数据单元的重传条件为：重新启动所述数据单元的Timer_Send_Prohibit定时器。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，ARQ机制中，所述Timer_Send_Prohibit定时器的计时长度不小于ARQ对等实体间的环回时间。
6、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
设置计数器、该计数器计数范围的上限和下限，数据单元被第一次发送时启动该数据单元的计数器；
如果所述计数器为减法计数器，则步骤A中所述判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件为：判断对应于需要重传的数据单元的计数器是否小于或等于所述计数范围的下限，如果所述计数器小于或等于所述计数范围的下限，则满足所述重传条件，否则，不满足所述重传条件；
如果所述计数器为加法计数器，则步骤A中所述判断需要重传的数据单元的当前条件是否满足设定的重传条件为：判断对应于需要重传的数据单元的计数器是否小于或等于所述计数范围的上限，如果所述计数器大于或等于所述计数范围的上限，则满足所述重传条件，否则，不满足所述重传条件。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述初始化所述数据单元的重传条件为：重新启动所述计数器。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，ARQ机制中，所述计数范围的上限为环回时间与设定的时间间隔的比值。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：每过所述时间间隔，计数器减1。
10、根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述时间间隔为RLC子层接收MAC-Status-Ind原语的时间间隔。
11、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，设置计数器计数范围的下限为0。
12、根据权利要求5或8所述的方法，其特征在于，所述ARQ机制在RLC子层的AM模式中实现，或在LAC协议的ARQ子层实现。
13、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通信系统为WCDMA通信系统，或TD-SCDMA通信系统，或CDMA2000系统。
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