CN1913534A - 一种数据处理方法及通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种分组数据汇聚协议层与无线链路控制层的数据处理方法及通信设备。该方法包括：步骤1、PDCP层对压缩上下文数据或者来自上层的PDCP SDU进行处理后生成PDCP PDU，并将该PDCP PDU发送到RLC层；步骤2、RLC层对来自PDCP层的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCP PDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC层。在头压缩有效时，步骤1进一步包括，PDCP层将未压缩报头发送到RLC层；步骤2进一步包括，RLC层对所述未压缩报头进行缓存。通过本发明的方法，可以减小CPU的处理负担以及减少内存的使用，提高系统的处理能力。

Description

一种数据处理方法及通信设备
技术领域
本发明涉及无线通信系统，特别是涉及一种在无线通信系统中分组数据汇聚协议层与无线链路控制层的数据处理方法及通信设备。
背景技术
目前，在无线通信系统中引入了通用移动通信系统(UMTS)，它主要由三部分组成：核心网络(CN)、通用陆地无线接入网络(UTRAN)和终端(UE)。在UE和UTRAN之间通过空中接口(Uu)进行连接。
空中接口分为三层：物理层、数据链路层和网络层。分组数据汇聚协议(PDCP)层和无线链路控制(RLC)层位于数据链路层。PDCP层主要完成数据传输、报头压缩、序列号同步和无损迁移功能。RLC层主要完成数据传输、流量控制、加解密等功能，其支持确认模式(AM)、非确认模式(UM)和透明模式(TM)三种工作模式。在透明模式下，RLC层不对数据进行任何处理，只是进行透传，在实现中RLC层实际上是不存在的；在确认模式和非确认模式下，PDCP层和RLC层做为分组交换(PS)域业务的组成部分，同时产生并同时释放，不会出现一个存在而另一个不存在的情况。
以下介绍在PDCP层和RLC层同时存在的情况下PDCP层和RLC层对下行数据的处理。来自通用分组无线业务(GPRS)隧道协议用户面(GTPU)的PS数据，即PDCP服务数据单元(SDU)，或者PDCP层自身产生的压缩上下文数据首先在PDCP层缓存，PDCP层对缓存的数据进行处理后生成PDCP协议数据单元(PDU)发送给RLC层。其中，PDCP层对缓存的数据的处理为：在头压缩有效时，对高层数据进行报头压缩并添加PDCP协议头；在头压缩无效时，不进行处理或添加PDCP协议头。RLC层收到的PDCP PDU即为RLC SDU，RLC层首先将RLC SDU进行缓存，再将其分段或级联后添加RLC协议头，生成RLC PDU发送给对端RLC层。在确认模式下，RLC层在接收到对端RLC层发送的确认消息时，删除缓存中对应的RLC SDU，并发送确认消息到PDCP层，PDCP层在接收到RLC层发送的确认消息时，删除缓存中对应的PDCP SDU或压缩上下文数据。在非确认模式下，PDCP层将PDCP PDU发送出去时，删除缓存中对应的PDCP SDU或压缩上下文数据，RLC将RLC PDU发送出去时，删除缓存中对应的RLC SDU。
PDCP层之所以对PDCP SDU或压缩上下文数据进行缓存，是出于无损迁移和流量控制的目的，RLC层之所以对RLC SDU进行缓存，是出于重传和流量控制的目的。而为了缓存数据，PDCP层与RLC层需要分别申请缓存，数据在PDCP层缓存后再发送到RLC层，存在一次数据拷贝，这增加了CPU的处理负担。
另外，在头压缩无效时，PDCP层和RLC层缓存的数据(指高层数据)是相同的；在头压缩有效时，PDCP层和RLC层缓存的数据(指高层数据)的区别仅仅在于分组报文的报头，PDCP层由于无损迁移的需要，缓存的是没有经过报头压缩的报文，而RLC层缓存的是经过报头压缩的报文。显然，不论头压缩是否有效，PDCP层与RLC层缓存的数据大部分是相同的，相同的数据重复缓存就造成了内存的浪费。例如对于高层数据为TCP/IPV4报文的情况，整个报文长度一般为1500字节，其中报头长度为40字节(IPV4头部20字节，TCP头部20字节)，这样剩余的的1460字节的报文净荷在PDCP层和RLC层重复缓存。
综上所述，由于PDCP层和RLC层都对数据进行缓存，这增加了CPU的处理负担，并造成了内存的浪费，从而限制了系统的处理能力。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种PDCP层与RLC层的数据处理方法，以减小CPU的处理负担以及减少内存的使用，提高系统的处理能力。
本发明的另一目的是提供一种通信设备。
本发明的PDCP层与RLC层的数据处理方法包括以下步骤：
A.PDCP层对压缩上下文数据或者来自上层的PDCP SDU进行处理后生成PDCP PDU，并将该PDCP PDU发送到RLC层；
B.RLC层对来自PDCP层的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCP PDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC层。
在头压缩有效时，步骤A进一步包括，PDCP层将未压缩报头发送到RLC层；步骤B进一步包括，RLC层对所述未压缩报头进行缓存。
在头压缩有效且RLC层当前的工作模式为确认模式时，步骤A进一步包括，PDCP层将未压缩报头发送到RLC层；步骤B进一步包括，RLC层对所述未压缩报头进行缓存。
PDCP层在需要进行数据转发时，在步骤B之后还包括：从RLC层的缓存中取出PDCP SDU的报文净荷以及未压缩报头，并将所述报文净荷和所述未压缩报头组合后生成PDCP SDU发送给上层。
RLC层当前的工作模式为确认模式时，在步骤B之后还包括：RLC层在接收到对端RLC层发送的接收到RLC PDU的确认消息时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
RLC层当前的工作模式为非确认模式时，在步骤B之后还包括：RLC层在将RLC PDU发送出去时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
在步骤B中，RLC层对PDCP层发送来的数据进行缓存后，进一步将该数据的相关信息保存到MUI中，PDCP层与RLC层通过MUI中的相关信息来访问缓存中的数据。
本发明的通信设备，包括PDCP实体和RLC实体，其中：
PDCP实体用于对压缩上下文数据或者PDCP SDU进行处理后生成PDCPPDU，并将该PDCP PDU发送到RLC实体；
RLC实体用于对来自PDCP实体的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCPPDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC实体。
所述通信设备为终端UE，或者无线网络控制器RNC。
所述通信设备为RNC；PDCP实体进一步用于在头压缩有效时，将未压缩报头发送到RLC实体；RLC实体进一步用于对所述未压缩报头进行缓存。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于数据不在PDCP层缓存，只在RLC层缓存，使得数据从PDCP层传送到RLC层的过程中减少了一次内存拷贝，从而减小了CPU的处理负担。在头压缩有效时，PDCP层发送到RLC层的数据除了PDCPPDU外，进一步包括未压缩报头，在PDCP层需要进行数据转发时，将报文净荷和未压缩报头进行组合生成PDCP SDU进行发送，从而在满足数据的处理需要的同时减少了内存的使用。内存拷贝次数的减少以及内存的节约使得系统的处理能力得到了一定程度的提高。同时，PDCP层和RLC层数据都在RLC层缓存，也能满足流量控制的需要。
附图说明
图1为本发明的数据处理方法的流程图；
图2为本发明的数据处理方法中RLC_SDU_DATA类型的数据在RLC层的缓存示意图；
图3为本发明的数据处理方法中RLC_SDU_COMP类型的数据在RLC层的缓存示意图；
图4为本发明的数据处理方法中RLC_SDU_CONTX类型的数据在RLC层的缓存示意图。
具体实施方式
以下参照附图，具体说明本发明。
本发明适用于采用空中接口协议的无线通信系统，该系统可以是宽带码分多址(WCDMA)通信系统。
请参阅图1，其为本发明的数据处理方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤1、PDCP层对压缩上下文数据或者来自上层的PDCP SDU进行处理后生成PDCP PDU，并将该PDCP PDU发送到RLC层。
PDCP层对压缩上下文数据的处理为：添加PDCP协议头。PDCP层对PDCP SDU的处理为：在头压缩有效时，对PDCP SDU进行报头压缩并添加PDCP协议头；在头压缩无效时，不进行处理或添加PDCP协议头。
步骤2、RLC层对来自PDCP层的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCPPDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC层。
RLC层对PDCP PDU的处理为：对PDCP PDU进行分段或级联，并添加RLC协议头。
由于在头压缩有效的情况下，有可能需要进行无损迁移，而在进行无损迁移时，PDCP层需要将PDCP SDU转发给上层，所以需要对重组PDCP SDU所需的未压缩报头进行缓存。因此，在本发明中，PDCP层进一步将未压缩报头发送到RLC层，RLC层进一步对所述未压缩报头进行缓存。而在头压缩无效时，由于不存在无损迁移的情况，PDCP层不需要进一步发送未压缩报头到RLC层。
需要说明的是，在头压缩有效的情况下，只有在RLC层当前的工作模式为确认模式时才支持无损迁移，因而在本发明中，也可以限定只有在RLC层当前的工作模式为确认模式时，PDCP层才发送未压缩报头到RLC层，并由RLC层进行缓存。
在RLC层对未压缩报头进行缓存之后，PDCP层在需要进行数据转发时，从RLC层的缓存中取出PDCP SDU的报文净荷以及未压缩报头，并将所述报文净荷和所述未压缩报头组合后生成PDCP SDU发送给上层。
针对不同工作模式的RLC，缓存中数据的删除有不同的时机，具体如下：
在非确认模式下，RLC层在将RLC PDU发送出去时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据，且所述与该RLC PDU对应的数据为PDCP PDU以及在头压缩有效时的未压缩报头。在确认模式下，RLC层在接收到对端RLC层发送的接收到RLC PDU的确认消息时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据，且所述与该RLC PDU对应的数据为PDCP PDU以及未压缩报头。
为便于更好地理解本发明的数据处理方法，以下针对不同类型的PDCPPDU及其在RLC层中缓存的数据进行详细介绍。
1)无协议头PDCP PDU(PDCP-No-Header PDU)类型
此类型不使用PDCP协议头部，不支持头压缩，因此PDCP层的PDU与SDU相同。且此类型不支持无损迁移，因而只需在RLC层缓存一份PDCPPDU，以满足PDCP层和RLC层的流量控制的需要。
2)数据PDCP PDU(PDCP Data PDU)类型
此类型头压缩有效，PDCP PDU为经过头压缩后的数据。但此类型不支持无损迁移，因而只需在RLC层缓存一份PDCP PDU，以满足PDCP层和RLC层的流量控制的需要。
3)序列号PDCP PDU(PDCP SeqNum PDU)类型
此类型头压缩有效，相比于类型2)，只是增加了PDCP序列号，该序列号包括在PDCP协议头中。由于此类型支持无损迁移，为了同时满足PDCP层与RLC层的处理需要，将高层数据分为两部分：报文净荷与未压缩报头，RLC层在缓存PDCP PDU时，同时保存未压缩报头。PDCP层在需要进行数据转发时，将报文净荷与未压缩报头组合后生成PDCP SDU发送给上层，以满足无损迁移的需要；缓存中保存有PDCP PDU，同时能够满足RLC层的数据重传以及PDCP和RLC层的流量控制的需要。
4)压缩上下文数据类型
此类型不同于以上三种类型，它是PDCP层对PDCP SDU进行头压缩时产生的，用于记录与头压缩相关的信息。该压缩上下文数据必须发送到对端PDCP层，对端PDCP层根据它对接收到的其它PDCP PDU进行解压缩。PDCP层对压缩上下文数据的处理只是添加了PDCP协议头，RLC层只需缓存PDCPPDU就能满足RLC层的数据重传以及PDCP和RLC层的流量控制的需要。
在本发明的数据处理方法中，RLC层对PDCP层发送来的数据进行缓存后，进一步将该数据的相关信息保存到消息单元标识(MUI)中，PDCP层与RLC层通过MUI中的相关信息来访问缓存中的数据，并根据需要对该缓存中的数据进行相应的处理。比如，PDCP层从缓存中取出数据组合后生成PDCPSDU转发给上层；RLC层从缓存中取出PDCP PDU并进行处理后生成RLCPDU进行重发。
所述MUI包括以下标识：
ucSeqNubFlag：该标识用于标识PDCP SeqNum PDU类型是否有效，在本发明中，值为1表示有效，值为0表示无效；
usCompHdrLen：该标识用于标识压缩报头长度；
usOrigHdrLen：该标识用于标识未压缩报头长度；
usDataLen：该标识用于标识报文净荷长度；
ucSduType：该标识用于标识缓存的数据类型；
pucSdu：该标识用于标识缓存的起始地址。
在RLC层缓存的数据可以分为以下三种类型：
无线链路控制_服务数据单元_数据(RLC_SDU_DATA)类型：缓存中存储的数据为PDCP-No-Header PDU；
无线链路控制_服务数据单元_压缩(RLC_SDU_COMP)类型：缓存中存储的数据为PDCP Data PDU，或者为PDCP SeqNum PDU和未压缩报头；
无线链路控_制服务数据单元_上下文(RLC_SDU_CONTX)类型：缓存中存储的数据为压缩上下文数据和PDCP协议头。
ucSduType值为0、1、2时，分别与上述三种类型相对应。
对于RLC_SDU_DATA类型的数据，RLC层的缓存如图2所示，其中：
阴影部分表示该域对本类型数据无效。
对于RLC_SDU_COMP类型的数据，RLC层的缓存如图3所示，其中：
pdcp header：标识保存PDCP协议头使用的内存区；
compressed header：标识保存压缩报头使用的内存区；
data：标识保存报文净荷使用的内存区；
uncompressed header：标识保存未压缩报头使用的内存区。
ucSeqNumFlag和ucSduType共同决定了pdcp header的长度；ucSeqNumFlag决定了是否需要使用uncompressed header，在其值为0时，不使用uncompressed header，在其值为1时，使用uncompressed header。容易理解的是缓存中compressed header与uncompressed header所占的缓存区可以对换，不影响功能。
对于RLC_SDU_CONTX类型的数据，RLC层的缓存如图4所示，其中：
pdcp header：标识保存PDCP协议头使用的内存区；
context state packet：标识保存压缩上下文数据使用的内存区；
阴影部分表示该域对本类型数据无效。
以下对本发明的通信设备进行描述。
本发明的通信设备包括PDCP实体和RLC实体，PDCP实体和RLC实体分别实现上述方法中PDCP层和RLC层的功能。具体来说，PDCP实体用于对压缩上下文数据或者PDCP SDU进行处理后生成PDCP PDU，并将该PDCP PDU发送到RLC实体；RLC实体用于对来自PDCP实体的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCP PDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC实体。
其中，所述通信设备为UE或者无线网络控制器(RNC)，所述RNC位于UTRAN中。由于数据转发只是在RNC中进行，在UE中不需要进行数据转发。因而，在RNC中，在头压缩有效时，PDCP实体进一步用于将未压缩报头发送到RLC实体；RLC实体进一步用于对所述未压缩报头进行缓存。
需要说明的是，在头压缩有效的情况下，只有在RLC实体当前的工作模式为确认模式时才支持无损迁移，因而在RNC中，也可以限定只有在RLC实体当前的工作模式为确认模式时，PDCP实体才发送未压缩报头到RLC实体，并由RLC实体进行缓存。PDCP实体在需要进行数据转发时，从RLC实体的缓存中取出PDCP SDU的报文净荷以及未压缩报头，将所述报文净荷和所述未压缩报头组合后生成PDCP SDU发送出去。
进一步，RLC实体当前的工作模式为确认模式时，RLC实体在接收到对端RLC实体发送的接收到RLC PDU的确认消息时，删除缓存中与该RLCPDU对应的数据；RLC实体当前的工作模式为非确认模式时，RLC实体在将RLC PDU发送出去时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
本领域技术人员应当理解，上述实施方式仅起解释本发明的作用，而不应当理解为对其作出的任何限制。

Claims (16)

1.一种分组数据汇聚协议层与无线链路控制层的数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.分组数据汇聚协议PDCP层对压缩上下文数据或者来自上层的PDCP服务数据单元SDU进行处理后生成PDCP协议数据单元PDU，并将该PDCPPDU发送到无线链路控制RLC层；
B.RLC层对来自PDCP层的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCP PDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在头压缩有效时，步骤A进一步包括，PDCP层将未压缩报头发送到RLC层；
步骤B进一步包括，RLC层对所述未压缩报头进行缓存。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在头压缩有效且RLC层当前的工作模式为确认模式时，步骤A进一步包括，PDCP层将未压缩报头发送到RLC层；
步骤B进一步包括，RLC层对所述未压缩报头进行缓存。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，PDCP层在需要进行数据转发时，在步骤B之后还包括以下步骤：
从RLC层的缓存中取出PDCP SDU的报文净荷以及未压缩报头，并将所述报文净荷和所述未压缩报头组合后生成PDCP SDU发送给上层。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，RLC层当前的工作模式为确认模式时，在步骤B之后还包括以下步骤：
RLC层在接收到对端RLC层发送的接收到RLC PDU的确认消息时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，RLC层当前的工作模式为非确认模式时，在步骤B之后还包括以下步骤：
RLC层在将RLC PDU发送出去时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
7.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于：
在步骤B中，RLC层对PDCP层发送来的数据进行缓存后，进一步将该数据的相关信息保存到消息单元标识MUI中，PDCP层与RLC层通过MUI中的相关信息来访问缓存中的数据。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述MUI包括以下标识：
用于标识序列号PDCP PDU类型是否有效的标识；
用于标识压缩报头长度的标识；
用于标识未压缩报头长度的标识；
用于标识报文净荷长度的标识；
用于标识缓存的数据类型的标识；
用于标识缓存的起始地址的标识。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述缓存的数据类型为无线链路控制_服务数据单元_数据RLC_SDU_DATA类型、无线链路控制_服务数据单元_压缩RLC_SDU_COMP类型或无线链路控制_服务数据单元_上下文RLC_SDU_CONTX类型；
在所述缓存的数据类型为RLC_SDU_DATA类型时，缓存中存储的数据为无协议头PDCP PDU；
在所述缓存的数据类型为RLC_SDU_COMP类型时，缓存中存储的数据为数据PDCP PDU，或者为序列号PDCP PDU和未压缩报头；
在所述缓存的数据类型为RLC_SDU_CONTX类型时，缓存中存储的数据为压缩上下文数据和PDCP协议头。
10.一种通信设备，包括PDCP实体和RLC实体，其特征在于：
PDCP实体用于对压缩上下文数据或者PDCP SDU进行处理后生成PDCPPDU，并将该PDCP PDU发送到RLC实体；
RLC实体用于对来自PDCP实体的PDCP PDU进行缓存，并对该PDCPPDU进行处理后生成RLC PDU发送到对端RLC实体。
11.如权利要求10所述的通信设备，其特征在于：
所述通信设备为终端UE，或者无线网络控制器RNC。
12.如权利要求11所述的通信设备，其特征在于：
所述通信设备为RNC；
PDCP实体进一步用于在头压缩有效时，将未压缩报头发送到RLC实体；
RLC实体进一步用于对所述未压缩报头进行缓存。
13.如权利要求11所述的通信设备，其特征在于：
所述通信设备为RNC；
PDCP实体进一步用于在头压缩有效且RLC实体当前的工作模式为确认模式时，将未压缩报头发送到RLC实体；
RLC实体进一步用于对所述未压缩报头进行缓存。
14.如权利要求12或13所述的通信设备，其特征在于：
PDCP实体进一步用于在需要进行数据转发时，从RLC实体的缓存中取出PDCP SDU的报文净荷以及未压缩报头，并将所述报文净荷和所述未压缩报头组合后生成PDCP SDU发送出去。
15.如权利要求10至12任一项所述的通信设备，其特征在于：
RLC实体进一步用于在当前的工作模式为确认模式，并且在接收到对端RLC实体发送的接收到RLC PDU的确认消息时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
16.如权利要求10至12任一项所述的通信设备，其特征在于：
RLC实体进一步用于在当前的工作模式为非确认模式，并且在将RLCPDU发送出去时，删除缓存中与该RLC PDU对应的数据。
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