CN1859763A - 在小区切换过程中提高分组数据单元传输效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在小区切换过程中提高分组数据单元PDU传输效率的方法,在用户设备UE当前所属的无线网络控制器RNC的无线链路控制RLC子层设置定时器,该方法还包括:A.UE当前所属的RNC检测到UE切换到目标小区基站NodeB,启动定时器在设定的时长内接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告,根据所述状态报告将自身发送窗口中已经发送的未返回确认ACK的PDU的确认状态设定为NACK;B.UE当前所属的RNC的RLC子层将自身发送窗口中的确认状态为NACK的PDU发送给UE目标小区基站NodeB。该方法避免了在UE切换到目标NodeB后,UE当前所属的RNC的RLC子层倒序发送PDU的问题,提高向UE发送PDU的效率。

Description

在小区切换过程中提高分组数据单元传输效率的方法
技术领域
本发明涉及在小区切换过程中传输分组数据单元(PDU)的技术,特别涉及一种在小区切换过程中提高PDU传输效率的方法。
背景技术
在宽带码分多址(WCDMA)系统的版本(Realse)5规范中引入了高速下行分组接入(HSDPA)技术,该技术为用户设备(UE)提供了高速传输下行数据的服务,该技术采用2毫秒(ms)的短帧进行数据调度,理论上传输下行数据的传输速率可以达到12.779兆比特/秒(Mbps)。
采用HSDPA技术的WCDMA系统在为UE发送数据时,将数据封装在分组数据单元(PDU)中发送给UE,具体发送过程可以参见3GPP TS325.322June,2004的标准文件,在此仅简单介绍。
UE当前所属的无线网络控制器(RNC)的无线链路控制(RLC)子层在确认模式(AM)下能够提供有正确性保证的PDU传输。UE当前所属的RNC的RLC子层将要发送给UE的PDU缓存在UE当前所属小区基站(NodeB)的高速媒体接入控制(MAC-hs)中,由UE当前所属NodeB依次将所缓存的PDU发送给UE。
UE当前所属的RNC的RLC子层的发送端维护一个发送窗口,假设发送窗口的长度为N,进入发送窗口的要发送给UE的PDU将进行顺序编号,设置编号为序列号(SN)。这样,就可以有最多N个SN连续的要发送给UE的PDU进入到发送窗口进行发送,在正常情况下,发送窗口的PDU将按照SN的顺序依次缓存到UE当前所属NodeB的MAC-hs中后,由UE当前所属NodeB将所缓存的PDU依次发送给UE。
目前,为了得知PDU的接收情况,UE当前所属的RNC的RLC子层根据所设置的轮询触发方式在某个要发送的PDU中设置1比特(bit)的轮询标识,用于触发UE返回状态报告,UE返回的状态报告中对已经接收的多个PDU的接收状况进行报告:对正确接收到的PDU,UE将通过所属NodeB向UE当前所属的RNC的RLC子层返回已收到确认(ACK);对于未收到或错误收到的PDU,UE将通过所属NodeB向UE当前所属的RNC的RLC子层返回未收到确认(NACK)。UE已经接收的多个PDU是指从携带本次轮询标识的PDU(包括携带本次轮询标识的PDU)到发送窗口下沿的PDU为止的SN连续的多个PDU。
触发轮询的方式有:每发送若干个(用Poll PDU表示)PDU触发一次轮询;一个PDU被发送若干时间(用Timer Poll表示)后UE还未返回ACK,则触发一次轮询或者周期触发轮询等。
当UE当前所属的RNC的RLC子层接收到UE返回的状态报告后,根据状态报告对发送窗口的PDU进行确认:如果从发送窗口中的具有最小SN的PDU起,连续m个(N>m>0)PDU返回的都为ACK,则这些PDU将被UE当前所属的RNC的RLC子层丢弃后,发送窗口将按照SN的大小顺序滑动m个要发送给UE的PDU,使后续PDU进入到发送窗口进行发送;如果从发送窗口中的具有最小SN的PDU起,到连续m个PDU,有一些PDU返回的为NACK,则不移动发送窗口,在下个发送时刻内重新顺序发送发送窗口中的返回NACK的PDU。
采用这种方式能够保证将要发送给UE的PDU都成功发送给UE。但是,这种方式也存在缺点,具体体现如下所述。
采用HSDPA技术的WCDMA系统的小区只支持硬切换,当UE的目标小区与当前小区属于不同NodeB间的切换时,UE切换前所属NodeB中缓存的要发送给UE的PDU将全部丢弃,这部分丢弃的PDU将由UE当前所属的RNC的RLC子层重新缓存在UE目标NodeB的MAC-hs中,由UE目标NodeB重新发送给UE。
但是,当UE发生不同NodeB间的切换时,UE当前所属的RNC的RLC子层并不能实时检测到UE切换前所属NodeB的MAC-hs中缓存的要发送给UE的PDU已经丢弃,而是在收到以下2种情况触发的状态报告后才能够检测到:第一种情况,在切换过程种被丢弃的PDU还没有将UE当前所属的RNC的RLC子层的发送窗口占完,在切换后发送窗口将后续PDU通过UE目标NodeB发送给UE并触发轮询,使UE返回后续PDU以及之前的PDU的状态报告,从而通过状态报告检测到;第二种情况,被丢弃的PDU所对应的Timer Poll超时,触发UE当前所属的RNC的RLC子层通过UE目标NodeB发送未收到ACK的最后一个PDU并携带轮询标识,使UE返回未收到ACK的最后一个PDU以及之前的PDU的状态报告,从而通过状态报告检测到。
由于当UE发生不同NodeB间的切换时,UE当前所属的RNC的RLC子层并不能实时检测到UE切换前所属NodeB中缓存的要发送给UE的PDU已经丢弃,所以会导致UE当前所属的RNC的RLC子层倒序发送PDU,使SN在后面的PDU先收到UE返回的ACK。因此,在此后的每一次状态报告中UE都会对SN最大的PDU以及之前的PDU进行状态报告,这将会导致大量PDU的多次NACK报告,从而使UE当前所属的RNC的RLC子层多次向UE目标NodeB缓存相同SN的PDU,导致发送PDU的效率下降。
举一个具体的实施例进行说明。假设UE在切换前,UE当前所属的RNC的RLC子层的发送窗口中具有未返回ACK的SN为1~100的PDU,未发送的SN为101~120的PDU。UE发生切换,UE切换前所属NodeB将所缓存的SN为1~100的PDU丢弃,假设UE每收到10个PDU就通过目标NodeB向UE当前所属的RNC的RLC子层返回一次确认报告,UE当前所属的RNC的RLC子层的发送窗口根据确认报告确定下一个发送时间点要缓存到UE目标NodeB的PDU的SN。整个PDU传输过程如表1所示:
发送时间点 RNC发送给UE目标NodeB的PDU的SN UE目标NodeB缓存PDU的SN UE目标NodeB发送PDU的SN  UE收到PDU的SN UE返回状态报告NACK的PDU的SN
 1  101~120  101~120  101~110  101~110  1~100
 2  1~10  111~120,1~10  111~120  111~120  1~100
 3  1~10  1~10,1~10  1~10  1~10  11~100
 4  11~20  1~10,11~20  1~10  1~10  11~100
 5  11~20  11~20,11~20  11~20  11~20  21~100
 6  21~30  11~20,21~30  11~20  11~20  21~100
 7  21~30  21~30,21~30  21~30  21~30  31~100
 8  31~40  21~30,31~40  21~30  21~30  31~100
 9  31~40  31~40,31~40  31~40  31~40  41~100
 …  …  …  …  …  …
 20  91~100  81~90,91~100  81~90  81~90  91~100
 21  91~100  91~100,91~100  91~100  91~100
 22  121~130  91~100,121~130  91~100  91~100
 23  131~140  121~130,131~140  121~130  121~130
 …  …  …  …  …
                                   表1
从表1可以看出,当到达第22个发送时间点时,UE目标NodeB才能够将UE切换前所属NodeB丢弃的PDU发送完。另外,UE目标NodeB倒序发送的PDU会触发返回两次相同的状态报告,在理想流控过程中,UE切换前所属NodeB丢弃的PDU都被重新发送了两次。如果UE切换前所属NodeB丢弃的PDU越多,UE目标NodeB倒序发送的PDU也越多,那么UE切换前所属NodeB丢弃的PDU被重复发送的次数就更多。PDU发送的效率就低。
表1所示的过程是理想流控过程,在正序发送时,每次缓存到UE目标NodeB的PDU数量等于UE目标NodeB发送的PDU数量。如果流控算法每次缓存到UE目标NodeB的PDU数量远远大于UE目标NodeB发送的PDU数量,使UE目标NodeB缓存的PDU越来越多,这样就会缓存更多SN重复的PDU,进而导致更多的无效状态报告返回和重复PDU的发送。
发明内容
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种在小区切换过程中提高PDU传输效率的方法,该方法能够避免在UE切换到目标NodeB后,由于UE切换前所属NodeB丢弃未发送的PDU而导致UE当前所属的RNC的RLC子层倒序发送PDU的问题,提高向UE发送PDU的效率。
根据上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种在小区切换过程中提高分组数据单元PDU传输效率的方法,设置定时器,该方法还包括:
A、UE当前所属的RNC检测到UE切换到目标小区基站NodeB,启动定时器在设定的时长内接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告,根据所述状态报告将自身发送窗口中已经发送的未返回确认ACK的PDU的确认状态设定为NACK;
B、UE当前所属的RNC的RLC子层将自身发送窗口中的确认状态为NACK的PDU发送给UE目标小区基站NodeB。
在步骤A所述的设定时长内,UE当前所属的RNC的RLC子层执行挂起操作;
在步骤B之前,该方法还包括:UE当前所属的RNC的RLC子层由挂起状态恢复到发送状态。
在步骤B之后,该方法还包括:
C、UE目标NodeB将接收到的确认状态为NACK的PDU按顺序缓存在高速媒体接入控制MAC-hs中,由UE目标NodeB将所缓存的所述PDU依次发送给UE。
该方法进一步包括:
D、UE当前所属的RNC的RLC子层通过自身发送窗口经UE目标NodeB发送要发送给UE的后续未发送的PDU,直到发送完所有要发送给UE的PDU。
步骤A所述检测到UE切换到目标NodeB的过程为:
UE切换到目标NodeB,通过目标NodeB向UE当前所属的RNC发送物理信道重配置完成消息,UE当前所属的RNC接收到该消息后确认UE切换到目标NodeB。
在步骤A所述启动定时器在设定的时长内之后,接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告之前,该方法还包括:
UE当前所属的RNC的RLC子层判断在设定的时长内是否接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告,如果是,执行步骤A所述根据所述状态报告将自身发送窗口中已经发送的未返回确认ACK的PDU的确认状态设定为NACK和步骤B;如果不是,将自身发送窗口中已经发送的PDU的确认状态设定为NACK,执行步骤B。
所述设定的时长为通信系统专用信道环回时延RTT的一半与UE处理状态报告所用时间的时间和。
所述的UE目标NodeB与UE在进行小区切换前所属的NodeB不相同,并且两者之间所缓存的要发送给UE的PDU不能搬移。
所述的UE目标NodeB与UE在进行小区切换前所属的NodeB相同,但不具有UE缓存在所属切换前小区的MAC-hs中的PDU的搬移到UE目标小区中的MAC-hs的功能。
所述的定时器设置在用户设备UE当前所属的无线网络控制器RNC的无线链路控制RLC子层。
从上述方案可以看出,本发明当UE切换到目标NodeB时,UE当前所属的RNC的RLC子层启动定时器等待设定的时长,接收UE通过目标NodeB返回的接收PDU的状态报告,根据该状态报告获取到UE在切换过程中UE切换前所属NodeB丢弃要发送给UE的PDU的情况,从而不会发生由于UE切换前所属NodeB丢弃未发送的PDU而导致UE当前所属的RNC的RLC子层倒序传输PDU,避免了由于倒序发送PDU而产生的无效状态报告返回和重复PDU的发送。提高了向UE发送PDU的效率。
附图说明
图1为本发明UE当前所属的RNC的RLC子层向UE发送PDU的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下举具体实施例并参照附图,对本发明进行进一步详细的说明。
导致在UE切换到目标NodeB后,UE当前所属的RNC的RLC子层倒序发送PDU的原因是由于UE切换前所属NodeB丢弃了所缓存的PDU而UE当前所属的RNC的RLC子层并没有检测到,因此,为了在UE切换到目标NodeB后,防止UE当前所属的RNC的RLC子层倒序发送PDU,提高发送PDU的效率,本发明在UE当前所属的RNC的RLC子层设置定时器,在UE切换到目标NodeB后,启动定时器等待所设定的时长,等待接收UE通过目标NodeB返回的状态报告,从而将UE切换前所属NodeB丢弃的PDU重新按照SN的顺序发送。
本发明的定时器也可以不设置在UE当前所属的RNC的RLC子层中,而是设置在其他地方,如RNC其他的子层中或WCDMA中的其他网络实体中,只要UE切换到目标NodeB后,UE当前所属的RNC可以启动该定时器即可。
在本发明中,定时器所设定的时长可以为通信系统专用信道状态时环回时延(RTT)的一半与UE处理状态报告所用时间的时间和,约为80ms。在等待定时器所设定的时长内,UE当前所属的RNC的RLC执行挂起操作。该挂起操作在现有技术中的TS25.322标准中进行了描述。
图1为本发明UE当前所属的RNC的RLC子层向UE发送PDU的流程图,其具体步骤为:
步骤100、UE当前所属的RNC检测到UE进行了NodeB间的切换,当UE切换到目标NodeB后,启动定时器等待所设定的时长,UE当前所属的RNC的RLC子层执行挂起操作。
在现有技术中,当UE切换到目标NodeB时,会通过目标NodeB向UE当前所属的RNC的RLC子层发送物理信道重配置完成消息,UE当前所属的RNC根据该消息就可以判断出UE切换到目标NodeB了。
步骤101、UE当前所属的RNC的RLC子层判断是否在定时器设定的时长到时之内已收到UE返回的状态报告,如果是,执行步骤102;否则,执行步骤103。
步骤102、UE当前所属的RNC的RLC子层根据收到的UE返回的状态报告更新发送窗口中的PDU的确认状态:将返回NACK的PDU的确认状态设定为NACK,将返回ACK的PDU的确认状态设定为ACK,将发送窗口中已经发送但是在该状态报告中没有被报告的PDU的确认状态设定为NACK,执行步骤104。
步骤103、UE当前所属的RNC的RLC子层将发送窗口中已经发送的,但未收到ACK的PDU的确认状态设定为NACK,执行步骤104。
步骤104、UE当前所属的RNC的RLC子层由挂起状态恢复到发送PDU状态,在UE当前所属的RNC的RLC子层可以向UE目标NodeB发送PDU时,首先将发送窗口中的确认状态为NACK的PDU发送给UE目标NodeB,通过此方法,发送窗口中的确认状态为NACK的PDU将按照SN的顺序缓存到的MAC-hs中,然后由UE目标NodeB依次发送给UE。
步骤105、UE当前所属的RNC的RLC子层按照现有技术通过发送窗口发送要发送给UE的后续PDU,直到发送完所有要发送给UE的PDU。
本发明之所以要设定定时器等待设定的时长,是因为在现有技术中的协议25.321规定,当缓存发送给UE的PDU的MAC-hs复位(reset)时,将会触发UE向该UE当前所属的RNC的RLC子层发送该UE所接收PDU的状态报告,这时,UE当前所属的RNC的RLC子层就可以执行步骤102及后续步骤完成本发明,从而避免在UE切换后重新发送UE已经接收到的PDU。如果UE没有按照协议25.321规定,在RNC命令UE的MAC-hs reset后向该UE当前所属的RNC的RLC子层返回状态报告,这时,UE当前所属的RNC的RLC子层就可以执行步骤103及后续步骤完成本发明,UE当前所属的RNC的RLC子层最多也只会重复1次UE已经接收到但是未返回ACK的PDU。
以下举一个具体的实施例说明本发明。
假设UE在切换前,UE当前所属的RNC的RLC子层的发送窗口中具有未返回ACK的SN为1~100的PDU,未发送的SN为101~120的PDU。UE发生切换,UE切换前所属NodeB将所缓存的SN为1~100的PDU丢弃,UE已经收到的PDU的SN为1~10。假设UE每收到10个PDU就通过目标NodeB向UE当前所属的RNC的RLC子层返回一次确认报告,UE当前所属的RNC的RLC子层的发送窗口根据确认报告确定下一个发送时间点要缓存到UE目标NodeB的PDU的SN。整个PDU传输过程如表2所示:
发送时间点 RNC发送给UE目标NodeB的PDU的SN UE目标NodeB缓存PDU的SN UE目标NodeB发送PDU的SN UE收到PDU的SN UE返回状态报告的PDU的SN
 1  1~10ACK,no NACK
 2  11~20  11~20  11~20  11~20  11~20ACK,no NACK
 3  21~30  21~30  21~30  21~30  21~30ACK,no NACK
 4  31~40  31~40  31~40  31~40  31~40ACK,no NACK
 5  41~50  41~50  41~50  41~50  41~50ACK,no NACK
 6  51~60  51~60  51~60  51~60  51~60ACK,no NACK
 7  61~70  61~70  61~70  61~70  61~70ACK,no NACK
 8  71~80  71~80  71~80  71~80  71~80ACK,no NACK
 9  81~90  81~90  81~90  81~90  81~90ACK,no NACK
 10  91~100  91~100  91~100  91~100  91~100 ACK,no NACK
 ……
                                  表2
从表2可以看出,由于在UE发生切换时,UE当前所属的RNC的RLC子层等待了设定的时长,从而获取到UE通过目标NodeB返回的所接收PDU的状态报告,再根据UE返回的所接收PDU的状态报告确定给UE目标NodeB缓存的要发送给UE的PDU,不会出现倒序发送PDU的情况并且避免了由于倒序发送PDU而产生的无效状态报告返回和重复PDU的发送。
在本发明中,UE在切换前后所属的小区属于不同NodeB,并且不同NodeB之间所缓存的PDU不能搬移,即在UE切换前所属NodeB的MAC-hs中缓存的要发送给UE的PDU不能搬移到UE目标NodeB的MAC-hs中进行缓存;或者UE在切换前后所属的小区属于同一NodeB,即UE切换前所属NodeB与UE目标NodeB是同一NodeB,但是在同一NodeB中没有实现UE切换前的缓存在MAC-hs的PDU的搬移功能。
如果UE在切换前后所属的小区属于同一NodeB,并且该NodeB具有UE切换前的缓存在MAC-hs的PDU的搬移功能,则按照现有技术该NodeB将所缓存的未发送给UE的PDU依次发送给UE。
因此,采用本发明提供的方法,在UE切换后及时返回状态报告的情况下,UE当前所属的RNC的RLC子层可以获取到UE在切换过程中UE切换前所属NodeB丢弃PDU的情况,从而不会发生PDU倒序传输,进一步避免了由于倒序发送PDU而产生的无效状态报告返回和重复PDU的发送;在UE切换后未及时返回状态报告的情况下,UE当前所属的RNC的RLC子层最多也只是将发送窗口中的PDU再重新发送给UE目标NodeB,从而只是导致发送窗口中的PDU重新发送了一次,而不会发生PDU倒序传输,进一步避免了由于倒序发送PDU而产生的无效状态报告返回和重复PDU的发送。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种在小区切换过程中提高分组数据单元PDU传输效率的方法,其特征在于,设置定时器,该方法还包括:
A、UE当前所属的RNC检测到UE切换到目标小区基站NodeB,启动定时器在设定的时长内接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告,根据所述状态报告将自身发送窗口中已经发送的未返回确认ACK的PDU的确认状态设定为NACK;
B、UE当前所属的RNC的RLC子层将自身发送窗口中的确认状态为NACK的PDU发送给UE目标小区基站NodeB。
2、如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤A所述的设定时长内,UE当前所属的RNC的RLC子层执行挂起操作;
在步骤B之前,该方法还包括:UE当前所属的RNC的RLC子层由挂起状态恢复到发送状态。
3、如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤B之后,该方法还包括:
C、UE目标NodeB将接收到的确认状态为NACK的PDU按顺序缓存在高速媒体接入控制MAC-hs中,由UE目标NodeB将所缓存的所述PDU依次发送给UE。
4、如权利要求3所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:
D、UE当前所属的RNC的RLC子层通过自身发送窗口经UE目标NodeB发送要发送给UE的后续未发送的PDU,直到发送完所有要发送给UE的PDU。
5、如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤A所述检测到UE切换到目标NodeB的过程为:
UE切换到目标NodeB,通过目标NodeB向UE当前所属的RNC发送物理信道重配置完成消息,UE当前所属的RNC接收到该消息后确认UE切换到目标NodeB。
6、如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤A所述启动定时器在设定的时长内之后,接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告之前,该方法还包括:
UE当前所属的RNC的RLC子层判断在设定的时长内是否接收到UE通过目标NodeB返回的接收PDU状态报告,如果是,执行步骤A所述根据所述状态报告将自身发送窗口中已经发送的未返回确认ACK的PDU的确认状态设定为NACK和步骤B;如果不是,将自身发送窗口中已经发送的PDU的确认状态设定为NACK,执行步骤B。
7、如权利要求1或6所述的方法,其特征在于,所述设定的时长为通信系统专用信道环回时延RTT的一半与UE处理状态报告所用时间的时间和。
8、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的UE目标NodeB与UE在进行小区切换前所属的NodeB不相同,并且两者之间所缓存的要发送给UE的PDU不能搬移。
9、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的UE目标NodeB与UE在进行小区切换前所属的NodeB相同,但不具有UE缓存在所属切换前小区的MAC-hs中的PDU的搬移到UE目标小区中的MAC-hs的功能。
10、如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的定时器设置在用户设备UE当前所属的无线网络控制器RNC的无线链路控制RLC子层。
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