CN1671220A

CN1671220A - 一种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法

Info

Publication number: CN1671220A
Application number: CN 200410008938
Authority: CN
Inventors: 丁颖哲; 杨学志
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: CN100433611C

Abstract

本发明公开了一种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法，包括：A.发送实体决定发送状态报告请求；B.发送实体在发送缓冲区当中，选择一个发送次数小于预先设定的最大传输次数的数据单元；C.发送实体在被选择的数据单元中设置状态报告请求信息，并将该数据单元发送给接收实体。应用本发明，能够使接收方对发送方传送的数据单元及时返回状态报告，避免造成大的传送时延，减少数据单元丢弃。

Description

一种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法

技术领域

本发明涉及通信系统中对数据单元的调度方法，特别涉及一种通信系统调度状态报告请求数据单元的方法。

背景技术

通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)是采用宽带码分多址(WCDMA)空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也将它称为WCDMA系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络(Radio Access Network，RAN)和核心网络(Core Network，CN)。其中无线接入网络处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(Circuit SwitchedDomain，CS)和分组交换域(Packet Switched Domain，PS)。UTRAN(UMTS的陆地无线接入网络)、CN与用户设备(User Equipment，UE)一起构成了整个UMTS系统。

其中，WCDMA无线接口的协议结构如图1所示，图1为无线接口的协议结构示意图，其分为物理层、数据链路层、网络层。物理层又称为层一(L1)；数据链路层又称为层二(L2)，包括介质访问控制(MAC)子层、无线链路控制(RLC)子层、分组数据压缩协议(PDCP)子层和广播/多播控制(BMC)子层；网络层又称为层三(L3)，包括无线资源控制(RRC)子层。

物理层通过业务接入点SAPs与L2的MAC子层和L3的RRC子层连接，提供不同的传输信道到MAC层，MAC层通过不同逻辑信道给高层提供服务。传输信道特性由无线接口上传输信道物理特性进行描述；逻辑信道特性由传输消息的不同类型描述；物理信道特性在频分复用(FDD)制式中由码域、频率域确定。

数据链路层的RLC支持三种传输模式：透明模式(TM)、非确认模式(UM)、确认模式(AM)，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。其中，AM模式具有自动请求重发(ARQ)机制，且RLC AM模式可采用滑动窗口协议。

AM模式的ARQ机制包括两个对等实体：RLC AM的发送实体和接收实体，发送实体用于调度和发送数据单元；接收实体负责发送状态报告到发送实体，报告数据单元的接收状况，状态报告中包含针对所接收数据单元的肯定确认或否定确认，肯定确认表示相应数据单元被正确接收，否定确认表示相应数据单元错误或丢失。触发接收实体发送状态报告的机制之一是由发送实体发送查询请求，该查询请求要求接收实体发送状态报告，是通过设置数据单元的查询比特域来实现的，这种用于请求状态报告的数据单元可以被称为状态报告请求数据单元。

具体实现过程参见图2，图2为RLC AM功能实体模型的工作原理示意图。其工作过程包括：

RLC AM的发送实体接收高层发来的协议数据单元(PDU)；对所收到的RLC业务数据单元(SDU)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)的PDU，设置长度指示(LI)域来定义AMD PDU内SDU的边界；同时，重传缓冲器根据自身当前的存储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和要重传的AMD PDU进行调度；调度到的PDU如果允许发送，则根据高层配置的规则设置查询比特，如果是新的AMD PDU，还要设置序列号(SN)域，之后对调度到的AMD PDU进行加密，提交给底层发送出去。

RLC AM的接收实体对正确接收到的AMD PDU进行解密，放到接收缓冲区中；接收实体根据高层配置的状态报告触发机制以及AMD PDU中查询比特的值判断是否需要发送状态报告，如果需要发送，则组装状态报告发送到底层；然后判断解析出的AMD PDU能否能重组出RLC SDU，如果能重组出完整的RLC SDU，则进行重组操作，并将组装后的PDU提交到高层。

RLC的滑动窗口如图3所示。图3为RLC滑动窗口示意图。在RLC AM模式数据收发过程中，发送窗口和接收窗口也做相应的变化。状态变量VT(A)、VT(S)、VT(MS)、VR(R)、VR(H)、VR(MR)的取值从0到4095。VT(A)到VT(MS)的距离为发送窗口大小，单位为AMD PDU个数；VR(R)到VR(MR)的距离为接收窗口的大小，单位为AMD PDU个数。VT(A)之前为已经按顺序确认的AMD PDU，VT(A)到VT(S)之间为已经至少发送过一次但还没有收到正确接收确认状态报告的AMD PDU，VT(S)到VT(MS)之间为允许发送的AMD PDU；VR(R)之前为已经按顺序正确接收到的AMDPDU，VR(H)到VR(MR)之间为允许接收的AMD PDU。

在发送端，当有新的AMD PDU发送时，VT(S)向后移动，当状态报告表明序列号为VT(A)的AMD PDU已经被正确接收到了，则VT(A)做相应移动。在接收端，当接收到VR(H)和VR(MR)之间的AMD PDU时，VR(H)向后移动；当接收到序列号为VR(R)的AMD PDU时，VR(R)向后移动。

从以上的滑动窗口机制中可以看到，RLC发送实体接收到RLC接收实体发送的状态报告(Status Report)后才会重传错误或丢失的AMD PDU，以及移动VT(A)，所以RLC的状态报告触发机制对RLC性能有很大影响，同时，为了适应不同的业务和无线环境，当前的协议规定了多种Status Report的触发机制。这些机制可以分为接收实体主动触发和根据发送实体的查询请求触发两类，有十几个相关参数需要有选择性的配置。只有恰当的配置StatusReport的触发机制才能保证RLC协议的性能，如果配置不当会导致RLC吞吐量、时延等性能下降，甚至死锁。所谓死锁就是指：窗口满、或由于VT(S)后无数据，无法触发状态报告的发送而导致VT(A)无法移动。

发送实体的轮流检测(Polling)机制-Poll Timer机制，是目前为了避免死锁常用的一种状态报告触发机制，其原理是：当包含有查询比特的AMDPDU被发送到底层时，发送实体启动定时器Timer_Poll，当满足准则：所有序列号小于等于状态变量VT(S)值减1的AMD PDU都被肯定性的确认，或序列号等于状态变量VT(S)值减1的AMD PDU被否定性的确认时，定时器Timer_Poll将被终止。如果定时器超时而未收到满足上述准则的状态报告，则重新查询一次，同时重启定时器，并保存新的VT(S)值。

采用Poll Timer机制虽然能避免死锁，但在下述情况下，会出现延时较大的问题：

当状态变量VT(A)不等于VT(S)，发送缓冲区中最后一个新的AMDPDU被发送出去，同时发送查询比特，此时启动了定时器Timer_Poll。如果携带查询比特的该AMD PDU在传输过程中丢失或出错了，或者接收实体回应该查询的状态报告在传输过程中丢失或出错了，则显然该定时器会超时。此时，又没有新的AMD PDU或重传的AMD PDU可以调度，按照目前的方法，处理如下：

如果配置的发送窗口大小大于等于2048：--调度序列号等于VT(S)-1的AMD PDU；

否则，如果配置的发送窗口大小小于2048：--调度序列号等于VT(S)-1的AMD PDU；或者，--调度没有被对等实体确认的任何AMD PDU。

同时发送实体对调度到的AMD PDU的重传次数变量VT(DAT)加1，每个AMD PDU的VT(DAT)在其第一次发送前被置0，该变量每重传一次加1。

如果VT(DAT)没有达到最大传输次数MaxDAT，则通知底层准备发送数据；

如果VT(DAT)等于MaxDAT，则根据配置初始化丢弃过程或复位过程。

可以看到，如果根据上面的方法调度到的AMD PDU达到最大传输次数MaxDAT，则会初始化丢弃过程或复位过程，会导致一些AMD PDU被丢弃；同时，此种情况下不会再发送该PDU到底层，因此定时器Timer_Poll也就不会启动，这样就不会再触发状态报告的发送，除非有新的AMD PDU被调度到，也就是剩下的没有被确认的AMD PDU需要等到高层有新的数据到达，有新的AMD PDU被组装、发送出去时才有可能触发状态报告的发送。

对于突发性强的数据业务而言，数据突发之间的时间间隔一般会比较长，当上述情景发生时，前一数据突发的数据要等到下一突发的数据到达时才能再继续发送，从而造成前以突发的数据包会有较大的时延。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信系统中数据单元的调度方法，使得接收方对发送方传送的数据单元及时进行确认，避免造成大的传送时延，减少数据单元的丢弃。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法，该方法包括以下步骤：

A、发送实体决定发送状态报告请求；

B、发送实体在发送缓冲区当中，选择一个发送次数小于预先设定的最大传输次数的数据单元；

C、发送实体在被选择的数据单元中设置状态报告请求信息，并将该数据单元发送给接收实体。

所述步骤B可以进一步包括：当发送缓冲区当中所有数据单元的发送次数都等于最大传输次数时，从所有尚未被确认的数据单元中选择一个。

所述步骤C可以进一步包括：如果被选择的数据单元的发送次数大于最大传输次数，则丢弃该数据单元。

所述数据单元的发送次数可以在数据单元第一次发送前置为0，每次发送该数据单元时，发送次数加1；所述最大传输次数是预先设置的发送次数的阈值。

所述通信系统可以为WCDMA系统、或为TD-SCDMA系统。

在所述通信系统的无线链路控制协议的确认模式下启动自动重传机制。

所述自动重传机制中发送实体收到接收实体发送的状态报告后重传错误或丢失的数据单元；该状态报告可以采用Poll Timer状态报告触发机制触发。

所述步骤A前进一步包括：发送实体判断Timer_Poll定时器是否超时，如果超时则执行步骤A，否则等待接收实体发送的状态报告；

所述步骤C进一步包括：发送实体在发送被选择的数据单元时启动Timer_Poll定时器。

步骤C所述在该数据单元中设置状态报告请求的方法可以为：在数据单元中设置查询比特。

所述通信系统还可以为CDMA2000系统。

在所述通信系统的链路接入控制协议的自动重传请求子层中启动自动重传机制。

由上述的技术方案可见，本发明的这种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法，优先调度一个发送次数小于最大传输次数的数据单元来发送状态报告请求。这样，接收方收到该数据单元后就能及时地对发送方传送的数据单元返回状态报告，能够避免造成大的传送时延。同时由于优先调度对等实体尚未确认的数据单元来发送状态报告请求，减少了其重传次数达到最大值的机会，从而减少了数据单元的丢弃。

附图说明

图1为无线接口的协议结构示意图；

图2为RLC AM功能实体模型的工作原理示意图；

图3为RLC滑动窗口示意图；

图4为本发明一个较佳实施例调度发送查询比特的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明的这种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法，适用的通信系统由包含发送实体的发送节点和包含接收实体的接收节点组成。其主要思想是：发送实体在决定发送状态报告请求后，优先调度一个发送次数小于最大传输次数的数据单元，在该数据单元中设置状态报告请求，并将其发送给接收实体。

本发明的一个较佳实施例是在启动了自动请求重传机制ARQ的WCDMA通信系统中RLC协议的AM模式下实现的。该模式下，触发接收实体发送状态报告的机制之是由发送实体发送查询请求，该查询请求是通过设置数据单元的查询比特域实现的。

本实施例发送实体在决定发送状态报告请求后，在发送缓冲区当中选择一个发送次数小于或等于预先设定的最大传输次数的数据单元；在被选择的数据单元中设置状态报告请求信息，并将该数据单元发送给接收实体。

该实施例具体包括4个步骤：

步骤1，当AMD PDU大于最大传输次数MaxDAT时，发送实体进行丢弃或复位；AMD PDU的发送次数可以在数据单元第一次发送前置为0，每次发送该数据单元时，发送次数加1；最大传输次数是预先设置的发送次数的阈值。

步骤2，当Timer_Poll超时时发送实体决定发送状态报告请求：判断发送缓冲区当中是否有尚未被确认且将要重传的AMD PDU或将要发送的新AMD PDU，如果是，则在其中选择一个数据单元执行步骤4；否则，执行步骤3；

步骤3，如果所有尚未被确认的AMD PDU的重传次数都等于最大传输次数MaxDAT，则选择任何一个尚未被确认的AMD PDU；

否则，从尚未被确认而且重传次数小于最大传输次数MaxDAT的AMDPDU中选择任何一个PDU；

步骤4，发送实体调度被选择的AMD PDU，在该AMD PDU中设置查询比特，并将其发送给接收实体。发送实体在发送AMD PDU时启动Timer_Poll定时器。

上述步骤中，步骤1的处理方法很简单，与现有技术相同，这里不在赘述。步骤2-4的具体过程参见图4，图4为本发明一个较佳实施例调度发送查询比特的流程图。其具体包括以下步骤：

步骤401，发送实体检测Timer_Poll是否超时，如果是则执行步骤402，否则等待接收实体通过状态报告返回的确认或不确认信息。

步骤402，判断是否有AMD PDU被调度来传送或重传，如果是则执行步骤408；否则执行步骤403。

步骤403，判断是否发送窗口内所有AMD PDU都等于最大传输次数MaxDAT，如果是则执行步骤404，否则执行步骤405。

步骤404，在发送窗口内选择任何一个尚未被确认的AMD PDU；执行步骤407。

步骤405，在发送窗口内选择一个尚未被确认的AMD PDU。

步骤406，判断选择的AMD PDU是否等于最大传输次数MaxDAT，如果是则返回步骤405，否则执行步骤407。

步骤407，调度选择的AMD PDU，并设置其中的查询比特。

步骤408，发送该携带查询比特的AMD PDU，发送该AMD PDU时启动Timer_Poll定时器，将该AMD PDU的重传次数加1。

本实施例在现有的Poll Timer机制基础上，改进了发送查询比特的AMDPDU的调度方法，当Timer_Poll触发了查询，而且查询没有被禁止的情况下，如果没有AMD PDU可以被调度到来发送或重传时，不象现有技术中那样等待下一个突发的数据AMD PDU被调度时随该AMD PDU发送查询比特，而是直接调度一个重传次数没有达到最大传输次数的AMD PDU来发送查询比特，使得接收方能收到该查询比特并及时地对发送方传送的数据单元进行确认，能够避免造成大的传送时延。同时由于先对尚未被对等实体确认的数据单元进行调度，减少了其重传次数达到最大值的机会，从而减少了数据单元的丢弃。

本实施中的通信系统是WCDMA系统，对于TD-SCDMA系统、或是CDMA2000系统同样适用。如果是WCDMA系统或TD-SCDMA系统，可以在在RLC协议的AM模式下启动自动重传请求机制；对于CDMA2000系统，则可以在在链路接入控制(LAC)协议的ARQ子层中启动自动重传请求机制。

由上述的实施例可见，本发明的这种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法，使得接收方对发送方传送的数据单元及时返回状态报告，避免造成大的传送时延，减少数据单元的丢弃。而且，不需要对硬件设备作任何的改动，实现简单。

Claims

1、一种通信系统中调度状态报告请求数据单元的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、发送实体决定发送状态报告请求；

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：当发送缓冲区当中所有数据单元的发送次数都等于最大传输次数时，从所有数据单元中选择一个。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果数据单元的发送次数大于预先设定的最大传输次数，则丢弃该数据单元。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述数据单元的发送次数在数据单元第一次发送前置为0，每次发送该数据单元时，发送次数加1；所述最大传输次数是预先设置的发送次数的阈值。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述通信系统为WCDMA系统、或为TD-SCDMA系统。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于：在所述通信系统的无线链路控制协议的确认模式下启动自动重传机制。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述自动重传机制中发送实体收到接收实体发送的状态报告后重传错误或丢失的数据单元；该状态报告采用Poll Timer状态报告触发机制触发。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤A前进一步包括：发送实体判断Timer_Poll定时器是否超时，如果超时则执行步骤A，否则等待接收实体发送的状态报告；

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤C所述在该数据单元中设置状态报告请求的方法为：在数据单元中设置查询比特。

10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信系统为CDMA2000系统。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述通信系统的链路接入控制协议的自动重传请求子层中启动自动重传机制。