CN1829187A - 一种保持分组数据协议汇聚子层序列号同步的方法 - Google Patents
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Abstract
一种保持PDCP序列号同步的方法，应用于RLC工作在丢弃方式时，包括下列步骤：发送方RLC检查到丢弃过程时，将待丢弃的SDU的序列号信息发送给接收方RLC并接收返回的响应消息；接收方RLC根据所述SDU的序列号信息确定实际丢弃的SDU的总个数并发送给接收方PDCP，由接收方PDCP将当前PDCP序列号直接增加该个数。所述SDU的序列号信息包括当前丢弃过程中，每一个待丢弃的SDU的序列号信息，该序列号信息是指每一个SDU最后分段对应的RLC PDU序列号，通过显示丢弃信令发送。应用本发明所述方法在RLC工作在丢弃方式时支持无损迁移。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种宽带码分多址接入(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)空中接口技术中，RLC丢弃方式下保持PDCP序列号同步的方法。
背景技术
通用移动通信系统(UMTS，Universal Mobile Telecommunications System)是采用宽带码分多址接入(WCDMA，Wideband Code Division Multiple 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。WCDMA通信系统包括无线接入网络(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，通常也称为通用陆地无线接入网络(UTRAN，Universal Terrestrial Radio Access Network)。UTRAN的无线接口分为物理层、数据链路层和网络层，其中，网络层包括无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)子层，数据链路层包括媒介接入控制(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 Data Convergence Protocol)子层，物理层通过业务接入点(SAP，Service Access Point)与数据链路层的MAC子层和网络层的RRC子层相连。
PDCP子层主要完成分组业务数据传输、IP头压缩和无损迁移。为了提高带宽的利用率，PDCP子层发送或接收的数据包中一般不携带表示数据包顺序的信息(即PDCP序列号)，如图1所示，图1描述了PDCP和RLC之间的数据交互过程。首先介绍两个名词——SDU和PDU，收到来自上层的数据称为服务数据单元(SDU，Server Data Unit)，发往下层的数据称为协议数据单元(PDU，ProtocolData Unit)。以下行数传为例说明PDCP序列号同步过程：UTRAN的PDCP子层维护了一个下行发送PDCP序列号，UE(User Equipment用户设备)的PDCP子层相应维护了一个下行接收PDCP序列号。在初始状态的时候，两个序列号都设置为0，开始数据传输以后，UTRAN的PDCP子层向下层RLC每发送一个PDCP PDU，即将下行发送方PDCP序列号加1；而UE的PDCP子层每收到一个来自下层RLC的RLC SDU，即将下行接收方PDCP序列号加1；通过这种方法，可以使两端的PDCP序列号达到一致。
无线链路控制层(RLC)层支持确认模式(AM，Acknowledge Mode)、非确认模式(UM，Un-Acknowledge Mode)和透明模式(Transparent Mode TM，)三种工作方式，主要完成数据传输、流量控制、加解密等功能。由于数据业务的服务属性(Qos，Quality of Service)一般要求保证数据的可靠性，因此在数据业务中通常使用RLC的AM模式。如图2所示，在AM模式下，RLC收到来自PDCP的PDU后，首先根据配置的确认模式数据PDU(AMD PDU，AM Data PDU)的大小进行分段和级联；然后填充RLC协议头组装成RLC PDU，每一个RLC PDU包括该RLC PDU的序列号；最后完成加密等操作后通过无线信道发送给数据接收方RLC，接收方RLC每接收到一个RLC PDU，根据设定的状态报告机制向接收方RLC返回确认消息，如果一个RLC SDU的所有RLC PDU已经收到，则将这些收到的RLC PDU重组为一个完整的RLC SDU后提交到高层。
AMD PDU的格式如图3所示，其中：D/C域表示是数据PDU还是控制PDU，1表示是数据PDU，0表示是控制PDU；SN表示RLC PDU序列号，初始状态下RLC PDU序列号设置为0，每发送一个PDU，RLC PDU序列号加1；P表示是否需要对端返回状态报告，1为是，0为否；HE和E表示下一个字节是LengthIndicator还是数据；Length Indicator表示RLC SDU的最后一个分段在当前PDU的结束位置；如果当前PDU中不包含SDU的最后分段，则不存在Length Indicator域，如果当前PDU中包含多个SDU的最后分段，则存在多个Length Indicator域。
另一方面，由于IP/UDP/RTP(Internet Protocol网际协议；User DataProtocol用户报文协议；Real-time Transport Protocol实时传输协议)视频流业务在WCDMA系统移动通信中的应用日益增加，而这些视频流业务对于实时性的要求非常高，在保证数据可靠性的同时，为了尽可能的满足业务实时性的要求，现有协议中，RLC在AM模式下提出了一种基于显式信令的丢弃机制，丢弃的触发包括超时丢弃和重传丢弃两种方式，在超时丢弃机制中，发送方RLC收到一个来自PDCP的数据后启动定时器T，如果在T超时后还没有收到对端正确接收该SDU的确认消息，则触发丢弃；在重传丢弃机制下，如果一个RLC PDU经过发送方多次重传仍然没有被对端正确接收，则触发丢弃。
显式信令的丢弃机制流程如图4所示，发送方触发丢弃后，可以通过空中接口向接收方发送一条显式丢弃信令(MRWSUFI)，其中携带发送方丢弃的SDU(Server Data Unit)的序列号信息，即SDU最后分段所对应的RLC PDU序列号；而接收方收到这条丢弃信令后，可以根据MRW SUFI中的信息发起丢弃过程并返回丢弃响应消息(MRW ACK SUFI)，该消息中可以携带接收方期望接收的下一个RLC PDU序列号，接收方收到该丢弃响应消息后，根据其中携带的信息决定发送的下一个RLC PDU，结束丢弃过程。
在现有技术中，在发生丢弃的时候发送方发送的数据包个数可能比接收方接收的数据包个数多，现有技术协议中虽然规定了上述显示丢弃信令，但是并没有提供应用该丢弃信令保证无损迁移的具体方法，因此按照3GPP 25323中定义的现有技术无法保证序列号同步，从而在丢弃模式下不支持无损迁移。
发明内容
本发明提出了一种在配置RLC丢弃模式的情况下保证PDCP序列号同步的方法，以支持无损迁移。
一种保持PDCP序列号同步的方法，应用于RLC工作在丢弃方式时，包括下列步骤：
发送方RLC检查到丢弃过程时，将待丢弃的SDU的序列号信息发送给接收方RLC并接收返回的响应消息；
接收方RLC根据所述SDU的序列号信息确定实际丢弃的SDU的总个数并发送给接收方PDCP，由接收方PDCP将当前PDCP序列号直接增加该个数。
所述SDU的序列号信息包括当前丢弃过程中，每一个待丢弃的SDU的序列号信息。
所述的方法中：当接收方RLC已经收到了发送方RLC待丢弃的SDU中的某个或某些，所述的接收方RLC确定的实际丢弃的SDU的总个数是指：发送方RLC待丢弃的SDU的总个数减去该待丢弃的SDU中已经被接收方RLC收到的SDU的个数，并且，接收方RLC向PDCP递交所述已经收到的SDU中还未递交的SDU；或者，当接收方RLC没有收到发送方RLC待丢弃的所有SDU中的任何一个时，所述的接收方RLC确定的实际丢弃的SDU的总个数是指：发送方RLC待丢弃的SDU的总个数。
所述SDU的序列号信息是指每一个SDU最后分段对应的RLC PDU序列号；并且，所述的响应消息中包括接收方RLC期望接收的下一个RLC PDU的序列号。
所述待丢弃的SDU最后分段对应的RLC PDU的序列号通过显示丢弃信令发送。
所述方法还包括：在RRC发送的RLC配置参数消息中，增加一个指示信息，通过该指示信息指示数据发送方RLC在发送的所述显示丢弃信令中包括每一个待丢弃的SDU的序列号信息，数据接收方RLC相应返回所述响应消息。
一种保持PDCP序列号同步的方法，应用于RLC工作在丢弃方式时，包括下列步骤：发送方RLC检查到丢弃过程时，指示发送方PDCP在下一个数据包中携带对应该数据包的发送PDCP序列号；由接收方PDCP根据所述数据包中携带的发送PDCP序列号更新接收PDCP序列号。
所述方法在发送方RLC指示发送方PDCP发送携带发送PDCP序列号的数据包之前还包括下列步骤：发送方RLC向接收方RLC发送显示丢弃信令并接收返回的响应消息；当接收方RLC收到所述显示丢弃信令时，将已经收到但还未递交的SDU递交给PDCP后返回所述响应消息；所述的响应消息中包括接收方RLC期望接收的下一个RLC PDU的序列号。
通过应用本发明所述方法，在配置RLC丢弃模式下维持PDCP序列号同步，取消了现有协议对于无损迁移的限制，大大扩展了无损迁移的应用范围。
附图说明
图1为PDCP和RLC之间的数据交互过程示意图；
图2为RLC AM工作模式图；
图3为AMD PDU格式图；
图4为基于显示信令的SDU丢弃模式示意图；
图5为MRW SUFI格式示意图；
图6为MRW ACK SUFI格式示意图；
图7实施例二流程图；
图8为携带PDCP序列号数据包的格式示意图。
具体实施方式
本发明提出的RLC丢弃模式下实现PDCP序列号同步的方法由WCDMA移动通信系统中的PDCP和RLC子层共同完成。
RLC丢弃模式下，当RLC检测到丢弃发生时，向接收方RLC发送丢弃显示信令，其中携带有待丢弃的SDU的序列号信息，接收方RLC根据SDU的序列号信息完成丢弃过程并返回丢弃响应消息，上述待丢弃的SDU的信息也可以通过自定义的交互信令完成。在这种工作模式下，本发明提供两种方法将PDCP序列号维持到同步。实施例一是在丢弃显示信令中携带所有待丢弃的SDU的序列号信息由接收方根据该信息确定出实际丢弃的SDU的个数将PDCP序列号调整到和发送方一致；实施例二是在丢弃过程结束后，由发送方PDCP子层主动发送一个携带PDCP序列号的数据包，接收方根据该数据包中的PDCP序列号更新本地维护的PDCP序列号，从而达到双方的序列号同步。
实施例一：由接收方的RLC和PDCP子层配合完成PDCP序列号同步
首先在RRC(无线资源控制器Radio Resource Controller)发送给RAN和UE侧的RLC参数配置消息中增加配置信元“Send MRW”，当该信元设置为TRUE时，表示当发生丢弃的时候，发送方发送的显式丢弃信令MRW SUFI中需要携带每一个丢弃SDU最后一个分段对应的RLC PDU序列号信息。
MRW SUFI可以采用如图5所示的格式，其中：LENGTH表示当前MRWSUFI中SN_MRW的个数；SN_MRWi表示MRW SUFI中每一个丢弃SDU最后分段对应的RLC PDU序列号，Nlenght和SN_MRWlength一起表示最后一个丢弃的SDU的结束位置，其中SN_MRWlength表示最后一个丢弃SDU的最后分段对应的RLC PDU序列号，接收方可以根据每一个丢弃SDU最后分段对应的RLC PDU序列号判断发送方待丢弃的SDU，根据当前接收到但还没有递交的SDU进一步确定出待丢弃的SDU中实际没有接收到部分。
MRW ACK SUFI可以采用如图6所示的格式，其中：N表示该SDU的最后分段对应该RLC PDU中的哪一个Length Indicator；SN_ACK表示当前接收的最后一个RLC PDU的序列号的下一个，即下一个期望接收的RLC PDU序列号；N和SN_ACK一起确定当前的丢弃过程是否结束，当满足下列条件之一时，说明丢弃过程已经结束：
1、SN_ACK等于SN_MRWlength，且N等于Nlenght；
2、SN_ACK大于SN_MRWlength，且N等于0；
这样，发送方根据SN ACK指示的序列号发送下一个RLC PDU；
发送方在发送MRW SUFI的时候启动定时器T(T由RRC层配置)，如果T超时后没有收到MRW ACK SUFI或者收到的MRW ACK SUFI不满足上述任意一个条件，则发送方重新发送MRW SUFI，如果发送N(N由RRC层配置)次仍然得不到正确的MRW ACK SUFI，发送方将发起复位过程。
接收方的RLC收到发送方的MRW SUFI后，遍历每一个待丢弃的SDU，如果其中发送方待丢弃的某个或某些SDU已经被接收方收到，在这些已经接收到的SDU中，可能还有部分因为不连续而没有递交给PDCP子层，则将这些SDU直接递交给上层PDCP，PDCP相应地增加接收序列号；记录还没有递交给上层PDCP的SDU个数，即真正被丢弃的SDU个数；然后将实际丢弃的SDU个数发送给上层PDCP，PDCP收到丢弃的SDU个数后，更新PDCP序列号(SN+＝实际丢弃的SDU个数)。
如果接收方RLC没有收到所有发送方RLC待丢弃的SDU时，则将发送方RLC待丢弃的SDU的总个数作为实际丢弃的SDU的总个数发送给上层PDCP。
同时，接收方的RLC向发送方RLC返回一个MRW ACK SUFI，发送方RLC根据其中携带的信息决定下一个待发送的PDU序列号。
完成上述操作后，双方的PDCP序列号达到同步。
实施例二：由PDCP发送携带PDCP序列号的数据包完成序列号同步
由于PDCP的PDU中可以携带PDCP序列号，为了支持丢弃模式下的无损迁移，当发送方的RLC收到接收方RLC返回的MRW ACK SUFI后，向PDCP发送一个丢弃指示，要求PDCP在下一个发送的数据包中携带对应的PDCP序列号，接收方PDCP收到这个带序列号的数据包后，不管当前维护的PDCP序列号是什么，都按照接收到的PDCP PDU中携带的序列号更新当前维护的PDCP序列号。
具体过程如图7所示：接收方RLC收到MRW SUFI后，将所有当前收到的还未递交的SDU递交给PDCP后，向发送方的RLC返回MRW ACK SUFI，MRWACK SUFI中包括接收方RLC期望接收的下一个RLC PDU的序列号；当发送方的RLC收到接收方RLC返回的MRW ACK SUFI后，向PDCP发送序列号同步指示消息，格式如“PDCP SEQ SYN IND”，PDCP收到指示消息后，在下一个数据包中携带本地维护的PDCP序列号，格式为“PDCP SEQ DATA PDU”，RLC收到该数据包后，通过分段、级联等操作(假设分段为N个AMD PDU)，将其发送给接收方的RLC，接收方RLC收到该N个AMD PDU后，重组为SDU后递交给PDCP，接收方PDCP根据该数据包中的序列号更新当前的接收序列号，从而完成PDCP序列号的同步。
携带序列号的数据包的格式可以如图8所示，其中：PDU type表示当前PDU的类型，001表示是一个带序列号的PDU，000表示不带序列号的PDU；PID表示头压缩的包类型；Sequence number表示当前PDCP的序列号，该域只有在PDUtype为001时才存在。
上述两种方法都利用显示丢弃信令机制来维持PDCP序列号同步，当采用实施例一的方法时，接收方RLC需要知道发送方待丢弃的SDU的详细信息，因此显示丢弃信令需要携带每一个待丢弃的SDU的序列号信息；而采用实施例二的方法时，接收方RLC并不需要知道发送方待丢弃的SDU的详细信息，因此显示丢弃信令可以不携带每一个待丢弃的SDU的序列号信息。
在RLC丢弃模式下，通过使用MRW SUFI携带每一个待丢弃的SDU的信息，可以在RLC配置丢弃模式情况下支持无损迁移和序列号同步；或者直接通过发送序列号数据包的方法来保证序列号同步。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，显示丢弃信令也只是数据发送方和接收方交互丢弃的SDU信息的一种方式，也可以通过自定义的交互信令完成，显示丢弃信令并不限定保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种保持分组数据协议汇聚子层(PDCP)序列号同步的方法，应用于无线链路控制子层(RLC)工作在丢弃方式时，其特征在于，包括下列步骤：
发送方RLC检查到丢弃过程时，将待丢弃的服务数据单元(SDU)的序列号信息发送给接收方RLC并接收返回的响应消息；
接收方RLC根据所述SDU的序列号信息确定实际丢弃的SDU的总个数并发送给接收方PDCP，由接收方PDCP将当前PDCP序列号直接增加该个数。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SDU的序列号信息包括当前丢弃过程中，每一个待丢弃的SDU的序列号信息。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：
当接收方RLC已经收到了发送方RLC待丢弃的SDU中的某个或某些时，所述的接收方RLC确定的实际丢弃的SDU的总个数是指：发送方RLC待丢弃的SDU的总个数减去该某个或某些SDU的个数，并且，接收方RLC向PDCP递交该某个或某些SDU；或者，
当接收方RLC没有收到发送方RLC待丢弃的所有SDU中的任何一个时，所述的接收方RLC确定的实际丢弃的SDU的总个数是指：发送方RLC待丢弃的SDU的总个数。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述SDU的序列号信息是指每一个SDU最后分段对应的无线链路控制子层协议数据单元(RLC PDU)序列号；并且，所述的响应消息中包括接收方RLC期望接收的下一个RLC PDU的序列号。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待丢弃的SDU最后分段对应的RLC PDU的序列号通过显示丢弃信令发送。
6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在无线资源控制子层(RRC)发送的RLC配置参数消息中，增加一个指示信息，通过该指示信息指示数据发送方RLC在发送的所述显示丢弃信令中包括每一个待丢弃的SDU的序列号信息，数据接收方RLC相应返回所述响应消息。
7、一种保持分组数据协议汇聚子层(PDCP)序列号同步的方法，应用于无线链路控制子层(RLC)工作在丢弃方式时，其特征在于，包括下列步骤：
发送方RLC检查到丢弃过程时，指示发送方PDCP在下一个数据包中携带对应该数据包的发送PDCP序列号；
由接收方PDCP根据所述数据包中携带的发送PDCP序列号更新接收PDCP序列号。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，在发送方RLC指示发送方PDCP发送携带发送PDCP序列号的数据包之前还包括下列步骤：发送方RLC向接收方RLC发送显示丢弃信令并接收返回的响应消息。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，当接收方RLC收到所述显示丢弃信令时，将已经收到但还未递交的SDU递交给PDCP后返回所述响应消息。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述的响应消息中包括接收方RLC期望接收的下一个RLC PDU的序列号。
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