CN1852076A - 一种数据重传方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据重传方法，应用于宽带码分多址接入WCDMA系统中进行高速下行共享信道HS－DSCH切换时的数据重传，包括：无线网络控制器RNC获取应重传给用户终端的无线链路控制分组数据单元RLC PDU；RNC根据预先设定的或物理层每次实际能够传输的RLC PDU数量，将应重传给用户终端的RLC PDU，按照序列号从小到大的顺序分批次发送到切换后的目标小区基站的高速媒体接入控制MAC－hs队列中，重传给用户终端。采用本发明方法，减小了RNC重复发送数据的几率和MAC－hs队列中的数据冗余，避免了由此引起的TRB复位，以及由TRB复位导致的掉话现象的发生。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种应用于宽带码分多址接入WCDMA系统中进行高速下行共享信道(High Speed Downlink Shared Channel，HS-DSCH)切换时的数据重传方法。
背景技术
WCDMA系统中的高速下行共享信道能够提供高速率的下行分组数据传输速率，它以2ms为周期来选择调度各个用户发送数据。用户需要发送的数据，先从无线网络控制器(Radio Net Controller，RNC)的无线链路控制层(RadioLink Control，RLC)实体，通过RNC到小区基站NodeB的接口Iub到达NodeB的高速媒体接入控制(Medium Access Control High Speed，MAC-hs)队列，然后被存储起来，在用户被调度时，再将数据发送出去。如果用户要达到所期望的高速率，那么在MAC-hs队列中就必须预先存储大量足够的数据，以备在被调度时充分满足底层的需求。如果MAC-hs队列中存储的数据不足，那么调度资源就被浪费，同时也不能达到所期望的传输速率。
因此，每个用户通常在MAC-hs中存储了大量的数据以满足传输速率的需求。但是如果发生HS-DSCH信道的切换，这些已经存储于原NodeB的MAC-hs队列中还没有被发送的数据不可能跟随HS-DSCH信道迁移到目标NodeB，结果导致这些存储于原NodeB的MAC-hs队列中的数据被丢弃。由于数据业务对数据的准确性要求非常高，这些数据只有通过RNC的RLC实体在确认模式(Acknowledgement Mode，AM)下进行重发，才能使数据业务有效。
在协议3GPP TS25.322中描述的RLC机制下，如果HS-DSCH发生大量数据丢弃，在AM模式下很容易导致业务无线承载(Traffic Radio Bearer，TRB)复位而出现掉话。AM模式下对丢失的分组数据单元(Packet Data Unit，PDU)的重发过程为：
1、如果有序列号为0、1、2、3、......、n的RLC PDU丢失，并且用户终端没有状态报告上报，那么RNC的RLC实体将会在本端的轮询定时器(Timer_Poll)或者周期轮询定时器(Timer_Poll_Periodic)超时后发起一次轮询，根据协议规定，携带轮询请求的RLC PDU将是最后一个没有被确认的RLCPDU，即序列号为n的RLC PDU；
2、用户终端收到序列号为n的RLC PDU后，根据轮询要求，将发送状态报告，即对序列号n以前的RLC PDU的接受状况进行报告；报告的结果是：未确认(Non Acknowledgement，NACK)的RLC PDU序列号是：0、1、2、3、......、(n-1)，确认(Acknowledgement，ACK)的RLC PDU的序列号是：n；
3、RNC的RLC实体将对用户终端上报的NACK的RLC PDU进行重发，RNC第一次向切换后的目标NodeB的MAC-hs队列重发的RLC PDU的序列号有：0、1、2、3、......、(n-1)；
4、如果在每个用户终端返回状态报告的周期内，物理层每次只能传输部分RLC PDU，那么在序列号为n以前的仍没有被正确接收到的RLC PDU都将被报告为NACK，那么RNC的RLC实体每次接收到状态报告后都会重发这些RLC PDU。假设每个用户终端返回状态报告周期中，物理层能够传输m个RLC PDU，那么每次RNC的RLC实体向目标NodeB的MAC-hs队列重传的RLC PDU的序列号依次是：
第二次重传：m、(m+1)、(m+2)、......、(n-1)；
第三次重传：2m、(2m+1)、(2m+2)、......、(n-1)；
第四次重传：3m、(3m+1)、(3m+2)、......、(n-1)；
……
从以上过程可看出，序列号为(n-1)的RLC PDU很容易达到最大重传次数，依据RLC机制，将出现TRB复位，甚至发生拆离链路而掉话。在被丢弃的数据越多，物理层的传输速率越低的情况下越容易出现TRB复位，甚至拆离链路而掉话。该问题依据现有的RLC机制不能解决。
针对上述问题，现有技术提供了一种解决方案，即在某用户将要发生HS-DSCH信道切换时，增加该用户的调度机会，以期望在切换之前尽量多地传输该用户的数据，减小在切换发生时存储于原NodeB MAC-hs队列中的数据量。
但是，上述方法，在用户将要发生切换时，用户一般处于小区的边缘，其信道质量比较差，传输相同的数据，需要花费更多的功率资源。如果增加该用户的传输速率，将会使系统的频谱效率降低，系统吞吐率降低，同时也占用了其他用户的调度机会，其他用户的传输质量受到一定的影响。
现有技术还提供了另一种解决方案，即在决定对某用户进行HS-DSCH信道切换时，目标NodeB中的无线链路启用有一个激活时间，可以通过配置略长的激活时间来使原NodeB中的数据多传输一段时间，来减小被丢弃的数据。
但是，采用增大目标NodeB中的无线链路的激活时间的方法，将会导致切换时间的增大。如果用户移动速率比较快，那么原NodeB链路的质量下降非常快，可能原链路已掉话而目标链路还没有激活，直接导致掉话。
发明内容
本发明提供一种数据重传方法，用以解决现有技术中进行HS-DSCH信道切换时，当被丢弃RLC PDU数据量大时，由于一部分RLC PDU的重传次数会超过允许的最大重转次数，而导致用户掉话的问题。
本发明方法包括：
A、无线网络控制器RNC获取应重传给用户终端的无线链路控制分组数据单元RLC PDU；
B、RNC按照正常的RLC PDU发送方式，将应重传给用户终端的RLC PDU分批次发送到切换后的目标小区基站的高速媒体接入控制MAC-hs队列中，重传给用户终端。
根据本发明的上述方法，RNC根据预先设定的或物理层每次实际能够传输的RLC PDU数量，将应重传给用户终端的RLC PDU按照序列号从小到大的顺序分批次发送。
所述步骤A包括：
A1、RNC发送一个未被用户终端确认接收状况的序列号最小的RLC PDU，并携带轮询请求；
A2、用户终端收到所述轮询请求后，根据本地已经正确接收到的RLC PDU的最大序列号，返回序列号小于该最大序列号的RLC PDU的接收状态报告；
A3、RNC将返回的状态报告中接收状况为未确认(NACK)的RLC PDU，以及已发送的序列号大于所述接收到的最大序列号的RLC PDU确定为应重传给用户终端的RLC PDU。
根据本发明的上述方法，若返回的状态报告中不包含接收状况为NACK的RLC PDU，则RNC仅将已发送的序列号大于所述接收到的最大序列号的RLC PDU重发。
根据本发明的上述方法，所述步骤A1中，RNC将所述携带轮询请求的RLC PDU发送到切换后目标小区基站的MAC-hs队列中；由切换后目标小区向用户终端发送该携带轮询请求的RCL PDU。或者
所述步骤A1中，RNC将所述携带轮询请求的RLC PDU发送到切换前原小区基站的高优先级MAC-hs队列中；由切换前原小区向用户终端发送该携带轮询请求的RLC PDU。
所述高优先级MAC-hs队列为原小区基站已有的高优先级MAC-hs队列；或者RNC在原小区基站新配置一个高优先级的MAC-hs队列；
所述高优先级MAC-hs队列中存储的RLC PDU优先发送。
根据本发明的上述方法，所述步骤A1中，RNC发送所述携带轮询请求的RLC PDU后，如果在规定时间内没有收到用户终端返回的状态报告，则RNC再次向该用户终端发送该携带轮询请求的RLC PDU。
根据本发明的上述方法，所述步骤A包括：
在HS-DSCH切换后，RNC获取所有已发送的未被用户终端确认接收状况的RLC PDU，确定为应重传给用户终端的RLC PDU。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明方法中，RNC获取应重传给用户终端的RLC PDU后，按照正常的RLC PDU发送方式，将应重传给用户终端的RLC PDU分批次发送到切换后的目标小区基站的MAC-hs队列中，重传给用户终端。因此避免了现有技术中AM模式下，RNC每次将用户终端上报的所有未确认的RLC PDU都发送到目标NodeB的MAC-hs队列进行重传，从而导致部分RLC PDU很容易达到最大重传次数而引起TRB复位的问题，避免了由TRB复位引起的掉话现象的发生；并且减小了MAC-hs队列中的数据冗余。
(2)本发明方法中，RNC通过向用户终端发送未被确认的序列号最小的携带轮询请求的RLC PDU，获取用户终端实际已正确接收的RLC PDU的状态报告，对该部分已正确接收的RLC PDU不再重传，减少了发送的数据量，提高了数据发送效率。
(3)本发明提供的另一种方法中，RNC不向用户终端轮询，而是将未被用户终端确认的RLC PDU都按照正常的RLC PDU发送方式，分批次发送到切换后的目标小区基站的MAC-hs队列中，重传给用户终端；该方法减少了轮询的信令交互过程，节省了通信资源的占用。
附图说明
图1为本发明RNC通过向用户终端轮询以确定应重传的RLC PDU并进行重传的流程示意图；
图2为本发明RNC不经过向用户终端轮询而直接重传RLC PDU的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供两种方式重传因HS-DSCH切换而丢失的未被用户终端确认的RLC PDU。
方式一：RNC首先发送未被用户终端确认的最小序列号的RLC PDU，并携带轮询请求，获取用户终端的状态报告；RNC根据状态报告来确定应重传的RLC PDU，重传到目标NodeB的MAC-hs队列，再发送到用户终端。
具体信令流程如图1所示，包括如下步骤(假定该用户终端未向RNC的RLC实体确认序列号在m～n之间的RLC PDU是否正确接收，其中m≤n)：
1、当用户终端发生HS-DSCH信道切换时，RNC首先将RLC实体挂起，然后依次重配置原NodeB和目标NodeB的无线链路，NodeB完成重配置后再向用户终端发送物理信道重配置消息(Physical Channel Reconfiguration)；
2、用户终端向RNC报告物理信道重配置完成消息(Physical ChannelReconfiguration Complete)和新的链路已激活启用；
3、新链路启用后，目标NodeB的MAC-hs此时为空，请求RNC的RLC实体发送数据，并向RNC报告RNC每次可以向NodeB发送的最大数据量，RNC的RLC实体重新进入数据发送状态；
4、RNC首先向用户终端发送未被确认接收状况的序列号最小的RLCPDU，即：发送序列号为m的RLC PDU，携带轮询请求；
5、用户终端在HS-DSCH切换成功后，首先收到序列号为m的并携带轮询请求的RLC PDU，于是向RNC上报状态报告，报告该用户终端序列号为m之前(包括m)的数据的接收情况，若该用户终端已正确接收的RLC PDU的序列号为k(m＜k)，则向RNC上报该用户终端序列号为k(包括k)之前的RLC PDU的实际接收情况。该状态报告包括该用户终端实际已正确接收(ACK)的数据和未正确接收(NACK)的数据；用户终端上报的状态报告有四种典型的情况，如表一所示；
表一：
| 用户终端上报内容 | 说明 | |
| 情况1 | ACK：0～m(m＜n) | 用户终端已正确接收的RLC PDU的最大序列号为m，且序列号为m及m之前的RLC PDU均正确接收 |
| 情况2 | ACK：0～k(m＜k＜n) | 用户终端已正确接收的RLC PDU的最大序列号为k，且序列号为k及k之前的RLC PDU均正确接收 |
| 情况3 | ACK：0～h-1，h+1～i-1，i+1～kNACK：h，i(m＜h＜i＜k＜n) | 用户终端已正确接收的RLC PDU的最大序列号为k，但k之前有序列号为h和i的RLC PDU未正确接收 |
| 情况4 | ACK：0～n | 用户终端已正确接收的RLC PDU的最大序列号为n，且序列号为n及n之前的RLC PDU均正确接收 |
若在RNC向用户终端发送携带轮询请求的序列号为m的RLC PDU后，RNC端的轮询定时器(Timer_Poll)或者周期轮询定时器(Timer_Poll_Periodic)超时(即RNC在规定时间内未收到用户终端上报的状态报告)，则RNC重新向用户终端发送序列号为m的RLC PDU，携带轮询请求，直到RNC收到用户终端上报的状态报告；
6、RNC收到用户终端的状态报告后，根据用户终端上报的实际数据接收情况来确定应向用户终端发送哪些RLC PDU；若状态报告仅包含ACK信息，则RNC将用户终端上报的ACK的最大序列号之后的RLC PDU认为是该用户终端未正确接收的RLC PDU，需要重传；若状态报告还包含NACK信息，则这些NACK的RLC PDU也需要重传；针对表一所示的用户终端的状态报告的各种情况，RNC确定的需重传的RLC PDU如表二所示；
表二：
| 用户终端上报内容 | RNC确定的需重传的RLC PDU | |
| 情况1 | ACK：0～m(n＜m) | 序列号从m+1到n的RLC PDU |
| 情况2 | ACK：0～k(m＜k＜n) | 序列号从k+1到n的RLC PDU |
| 情况3 | ACK：0～h-1，h+1～i-1，i+1～kNACK：h，i(m＜h＜i＜k＜n) | 序列号为h，i，以及序列号从k+1到n的RLC PDU |
| 情况4 | ACK：0～n | 没有重传的RLC PDU |
7、RNC确定需要重传的RLC PDU后，将这些RLC PDU按照序列号从小到大的顺序分批发送到目标NodeB的MAC-hs队列。RNC每批发送的RLCPDU数量为RNC发送窗口的RLC PDU数量(发送窗口的RLC PDU发送数量是预先配置的)，或者RNC根据步骤3中获得的RNC每次能够向NodeB发送的最大数据量设置每批发送的数量，或者取上述两者的最小值作为每批发送的RLC PDU数量。针对表二中的需要重传的RLC PDU，RNC分批将这些RLCPDU发送到目标NodeB的MAC-hs队列的情况如表三所示：
表三：
| 用户终端上报内容 | 需重传的RLC PDU | RNC向目标NodeB MAC-hs重传RLCPDU的过程(假定每次传输m个RLCPDU) | |
| 情况1 | ACK：0～m(n＜m) | 序列号从m+1到n的RLC PDU | 第一次重传的序列号：m+1～2m第二次重传的序列号：2m+1～3m ...... |
| 情况2 | ACK：0～k(m＜k＜n) | 序列号从k+1到n的RLC PDU | 第一次重传的序列号：k+1～k+m第二次重传的序列号：k+m+1～k+2m ...... |
| 情况3 | ACK：0～h-1，h+1～i-1，i+1～kNACK：h，i(m＜h＜i＜k＜n) | 序列号为h，i，以及序列号从k+1到n的RLC PDU | 第一次重传的序列号：h，i，k+1～k+m-2第二次重传的序列号：k+m-1～k+2m-2...... |
| 情况4 | ACK：0～n | 没有重传的RLCPDU |
RNC将需要重传的RLC PDU发送完后，恢复发送新数据，按照RNC发送窗口的发送数量将新的需要发送的RLC PDU发送到目标NodeB的MAC-hs队列。
8、当用户终端被调度时，这些存储于目标NodeB的MAC-hs队列中需重传的RLC PDU首先被发送到用户终端。
上述方式一中RNC向用户终端进行轮询的步骤发生在HS-DSCH切换后，该步骤也可以发生在HS-DSCH切换前，即在HS-DSCH信道切换时，RNC将RLC实体挂起时刻，RNC发送未被用户终端确认的序列号最小的携带轮询请求的RLC PDU到用户终端，然后依次重配置原NodeB和目标NodeB的无线链路。在此过程中，RNC要将该携带轮询请求的序列号最小的RLC PDU发送到原NodeB的高优先级的MAC-hs队列。若原NodeB不存在高优先级队列，RNC要为用户终端配置一条高优先级的MAC-hs队列，再将该携带轮询请求的RLC PDU发送到新配置的高优先级的MAC-hs队列。
将序列号最小的携带轮询请求的RLC PDU通过高优先级队列发送，可以避免只用1条队列发送RLC PDU而造成该携带轮询请求的序列号最小的RLCPDU进入该MAC-hs队列后，被放在队列的末尾，有可能在切换时还没来得及发送就被丢弃；而高优先级队列中的数据首先被发送，同时，在高优先级队列中只放入该序列号最小的RLC PDU，不会对切换时延造成太大的影响，能够保证该携带轮询请求的RLC PDU在切换前被发送到用户终端。
RNC收到用户终端返回的状态报告的步骤可能发生在HS-DSCH信道切换前也可能发生在HS-DSCH信道切换后，视切换时延而定。RNC根据用户终端上报的状态报告确定重传的RLC PDU，以及重传RLC PDU的过程同上述流程。
方式二：RNC的RLC实体不向用户终端轮询，而直接将未被用户终端确认接收状况的RLC PDU进行重传(本实施例中假定该用户终端未向RNC的RLC实体确认序列号在m～n之间的RLC PDU是否正确接收，其中m≤n)，具体流程如图2所示，包括：
1、当用户终端发生HS-DSCH信道切换时，RNC首先将RLC实体挂起，然后依次重配置原NodeB和目标NodeB的无线链路，NodeB完成重配置后再向用户终端发送物理信道重配置消息(Physical Channel Reconfiguration)；
2、用户终端向RNC报告物理信道重配置完成消息(Physical ChannelReconfiguration Complete)和新的链路已激活启用；
3、新链路启用后，目标NodeB的MAC-hs此时为空，请求RNC的RLC实体发送数据，RNC的RLC实体重新进入发送数据状态；
4、RNC将序列号从m到n(包括m和n)的RLC PDU确定为需要重传的RLC PDU；
5、RNC将确定为需要重传的RLC PDU按照序列号从小到大的顺序分批发送到目标NodeB的MAC-hs队列。RNC每批发送的RLC PDU数量为RNC发送窗口的RLC PDU数量(发送窗口的RLC PDU发送数量是预先配置的)和NodeB请求的最大数据量的最小值。
RNC将需要重传的RLC PDU发送完后，按照RNC发送窗口的发送数量将新的需要发送给用户终端的RLC PDU发送到目标NodeB的MAC-hs队列。
6、当用户终端被调度时，这些存储于目标NodeB的MAC-hs队列中需重传的RLC PDU首先被发送到用户终端。
综上所述，本发明方法中，RNC获取应重传给用户终端的RLC PDU后，按照正常的RLC PDU发送方式，将应重传给用户终端的RLC PDU分批次发送到切换后的目标小区基站的MAC-hs队列中，重传给用户终端。因此避免了现有技术中AM模式下，RNC每次将用户终端上报的所有未确认的RLC PDU都发送到目标NodeB的MAC-hs队列进行重传，从而导致部分RLC PDU很容易达到最大重传次数而引起TRB复位的问题，避免了由TRB复位引起的掉话现象的发生；并且减小了MAC-hs队列中的数据冗余。
本发明方式一中，RNC通过向用户终端发送未被确认的序列号最小的携带轮询请求的RLC PDU，获取用户终端实际已正确接收的RLC PDU的状态报告，对该部分已正确接收的RLC PDU不再重传，减少了发送的数据量，提高了数据发送效率。
本发明方式二中，RNC不向用户终端轮询，而是将未被用户终端确认的RLC PDU都按照正常的RLC PDU发送方式，分批次发送到切换后的目标小区基站的MAC-hs队列中，重传给用户终端；该方法减少了轮询的信令交互过程，节省了通信资源的占用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1、一种数据重传方法，应用于宽带码分多址接入WCDMA系统中进行高速下行共享信道HS-DSCH切换时的数据重传，其特征在于，包括：
A、无线网络控制器RNC获取应重传给用户终端的无线链路控制分组数据单元RLC PDU；
B、RNC按照正常的RLC PDU发送方式，将应重传给用户终端的RLC PDU分批次发送到切换后的目标小区基站的高速媒体接入控制MAC-hs队列中，重传给用户终端。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，RNC根据预先设定的或物理层每次实际能够传输的RLC PDU数量，将应重传给用户终端的RLC PDU按照序列号从小到大的顺序分批次发送。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
A1、RNC发送一个未被用户终端确认接收状况的序列号最小的RLC PDU，并携带轮询请求；
A2、用户终端收到所述轮询请求后，根据本地已经正确接收到的RLC PDU的最大序列号，返回序列号小于该最大序列号的RLC PDU的接收状态报告；
A3、RNC将返回的状态报告中接收状况为未确认(NACK)的RLC PDU，以及已发送的序列号大于所述接收到的最大序列号的RLC PDU确定为应重传给用户终端的RLC PDU。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，若返回的状态报告中不包含接收状况为NACK的RLC PDU，则RNC仅将已发送的序列号大于所述接收到的最大序列号的RLC PDU重发。
5、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A1中，RNC将所述携带轮询请求的RLC PDU发送到切换后目标小区基站的MAC-hs队列中；由切换后目标小区向用户终端发送该携带轮询请求的RCLPDU。
6、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A1中，RNC将所述携带轮询请求的RLC PDU发送到切换前原小区基站的高优先级MAC-hs队列中；由切换前原小区向用户终端发送该携带轮询请求的RLC PDU。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高优先级MAC-hs队列为原小区基站已有的高优先级MAC-hs队列；或者
RNC在原小区基站新配置一个高优先级的MAC-hs队列；
所述高优先级MAC-hs队列中存储的RLC PDU优先发送。
8、如权利要求3-7任意权项所述的方法，其特征在于，所述步骤A1中，RNC发送所述携带轮询请求的RLC PDU后，如果在规定时间内没有收到用户终端返回的状态报告，则RNC再次向该用户终端发送该携带轮询请求的RLCPDU。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：
在HS-DSCH切换后，RNC获取所有已发送的未被用户终端确认接收状况的RLC PDU，确定为应重传给用户终端的RLC PDU。
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