CN1964362A - 一种移动通信系统及其空口数据传输方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种移动通信系统及其中的空口数据传输的方法。本发明中,发送方发送数据时,将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道,将TCP控制PDU ACK承载在第二逻辑信道;对于承载在第一逻辑信道的数据,接收方采用按序的方式进行接收;对于承载在第二逻辑信道的数据,接收方采用非顺序的方式进行接收。本发明还提供移动通信系统中的数据发送装置和数据接收装置。本发明可以提高空口数据传输的效率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术,尤其涉及一种移动通信系统及其空口数据传输方法和装置。
背景技术
随着通信技术的发展,特别是3G(3rd Generation,第三代移动通信)技术的发展,终端用户可以方便地通过无线承载来随时随地接入Internet(互联网)。而现有的Internet上的很多业务和应用通过TCP/IP(Transmit ControlProtocol/Internet Protocol,传输控制协议/互联网协议)来进行组网并完成数据的传输。因此,对于运营商和设备商来说,需要使TCP协议在无线承载上获得尽可能好的传输性能。例如,针对全球移动通信系统(UMTS,UniversalMobile Telecommunications System)来说,在相同的空口资源下,在满足要求的QoS(Quality of Service,服务质量)下,需要尽可能提高TCP下载和上传数据的效率。
请参阅图1,是现有技术的WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)系统中移动终端(MS,Mobile Station)和UMTS地面无线接入网(UTRAN,UMTS Terrestrial Radio Access Network)的协议层的结构示意图。
MS 110和UTRAN 120之间的接口为Uu接口,即所谓的空中接口。现有技术中,当进行上行数据或者下行数据的数据发送时,PDCP层111、121主要完成数据的汇聚发送和TCP/IP头的压缩功能,在PDCP层111、121,IP数据包的TCP和IP数据头部都是可见的。RLC层112、122的主要功能是完成数据的分割和组装,保证链路的QoS。MAC层113、123主要是完成逻辑信道到物理信道的映射,并按照指定的传输格式对数据进行调度和发送。
针对UMTS系统,现有技术中存在一些提高空口RLC层数据传输的效率的方案。一种现有技术中,让RLC的状态报告单独映射一个逻辑信道,其方案包括:一个AM RLC单位(Entity)可以配置为使用一个或两个逻辑信道以发送或接收DPDU(Data Packet Data Unit,数据分组数据单元)和控制PDU(Control PDU)。如果配置两个逻辑信道,他们具有相同的类型(DCCH或者DTCH)。在上行方向配置两个逻辑信道时,AM数据PDU在第一逻辑信道传输,控制PDU在第二逻辑信道传输。在下行方向配置两个逻辑信道时,AM数据PDU和控制PDU可以在任一逻辑信道传输。
该现有技术将数据PDU和控制PDU分别使用不同的逻辑信道进行处理,可以提高空口数据传输的效率。但是,该现有技术中,并没有考虑TCP数据在空口进行传输的特点,因此存在一些不足之处。
在UMTS的空口不可避免的会在上行和下行产生误码,而这些误块很多是RLC层112或122的PDU。虽然这些误块会被空口进行重传,但是会直接导致数据在接收方乱序,即后发先到,进而对TCP数据传输产生影响:
如果是TCP数据PDU的乱序,会导致接收方反馈多余的ACK响应给发送方,增加反向链路的负荷;
并且,因为第一次发送的数据包并没有丢失而是在空口重传,则前述产生的多余的ACK响应会导致发送方增加不必要的数据包重传,加重链路的负荷。
另一现有技术中,可以在QoS中要求数据的发送和接收是否按序。如果要求数据按序传输,则可以适应TCP数据PDU在空口传输的特点,克服前述的不利影响。但是该现有技术会带来新的问题。
由于现有技术中网络侧和MS侧的PDCP层主要的功能是TCP/IP头部的压缩功能,不能对数据PDU和控制PDU ACK进行分流,导致无论按序和非顺序都是针对所有的PDU而言,而如果要求TCP控制PDU的ACK响应按序发送,也会因为空口误码的存在而不能及时到达发送方,这样一方面导致TCP的吞吐量下降,特别是对于HSDPA等高速的下载业务;另一方面也导致发送方因不能及时收到ACK而导致重传定时器超时,从而增加不必要的重传。
也就是说,现有技术中,没有考虑到由于空口误码的存在,TCP的数据PDU和控制PDU ACK的发送是否按序对数据传输的效率具有较大的影响,且控制PDU ACK和非控制PDU ACK的PDU对于是否按序具有不同的要求,因此缺少相应的技术手段来提高TCP数据的数据传输效率。
发明内容
本发明提供一种移动通信系统及其空口数据传输方法和装置,以减少由于空口误码引起的数据传输效率的下降。
根据本发明的一个方面,一种移动通信系统中空口数据传输的方法,包括:
发送方发送数据时,将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道,将TCP控制PDUACK承载在第二逻辑信道;
对于承载在第一逻辑信道的数据,接收方采用按序的方式进行接收;对于承载在第二逻辑信道的数据,接收方采用非顺序的方式进行接收。
根据本发明的另一方面,一种移动通信系统,包括:
发送方,用于发送数据,将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道,将TCP控制PDU ACK承载在第二逻辑信道;
接收方,用于接收数据,对于承载在第一逻辑信道的数据,采用按序的方式进行接收;对于承载在第二逻辑信道的数据,采用非顺序的方式进行接收。
根据本发明的又一方面,一种移动通信系统中的数据发送装置,包括分组数据汇聚协议PDCP层实体和无线链路控制RLC层实体,所述PDCP层实体用于对TCP数据进行分析,分别标记TCP控制PDU ACK和TCP非控制PDUACK的PDU,并发送至RLC层实体;所述RLC层实体,用于将来自PDCP层的TCP非控制PDU ACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
根据本发明的再一方面,一种移动通信系统中的数据接收装置,包括无线链路控制RLC层实体和分组数据汇聚协议PDCP层实体,所述RLC层实体用于采用按序的方式将承载在第一逻辑信道的数据递交至PDCP层实体;采用非顺序的方式将承载在第二逻辑信道的数据递交至PDCP层实体。
本发明在发送数据时,区分TCP的控制PDU ACK和非控制PDU,将其承载在不同的逻辑信道中,接收方根据数据承载的不同逻辑信道,对数据的处理采取不同的工作方式(按序或非顺序),从而适应TCP控制PDU ACK和非控制PDU ACK的PDU在空口传输的不同特点。由于非控制PDU ACK的PDU按序处理,因此可以减少重传的次数,降低链路的负荷;由于TCP控制PDUACK非顺序处理,因此可以保证及时接收,提高TCP的吞吐量,减少不必要的重传。总之,可以充分克服因为空口误码而导致的数传效率降低的问题,可以在有限的资源上尽可能的提高用户的感受,使运营商和设备商得到收益。
附图说明
图1是现有技术的WCDMA系统中MS和UTRAN的协议层的示意图;
图2是本发明的实施例中移动通信系统的框图;
图3是本发明的数据传输方法的实施例的流程图;
图4是本发明的实施例中发送方进行数据传输的流程图;
图5是本发明的系统中数据发送装置的实施例的框图;
图6是本发明的系统中数据接收装置的实施例的框图。
具体实施方式
本发明致力于尽量减少因为空口误码导致的数传效率下降,其具体实施方式中,结合UMTS的空口特点,考虑到按序发送或非顺序发送的方式对于数据PDU和控制PDU ACK的影响是不同的,对TCP的数据PDU和控制PDUACK进行区别处理。
在区分数据PDU和控制PDU ACK的基础上,将其分别承载在不同的逻辑信道上。对于TCP的数据PDU,在空口的RLC层接收方采用按序递交的方式递交到高层;对于控制PDUACK,则在RLC层接收方采取组装后马上递交的方式(不一定按照顺序),可以及时将确认数据包递交到高层。
请参阅图2,移动通信系统中包括发送方210和接收方220。发送方210和接收方220之间通过空口进行通信。其中,数据传输过程包括:发送方210侧高层的TCP数据在空口上先后经过PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol,分组数据汇聚协议)层实体211、RLC(Radio Link Control,无线链路控制)层实体212和MAC(Medium Access Control,媒体访问控制)层实体213处理后经过基站NODEB(图未示)转变为空口物理无线信号;接收方220接收到无线信号后,经过物理层的处理再分别经过MAC层实体223、RLC层实体222和PDCP层实体221的逆处理,将数据传送给的高层TCP层实体224。
发送方210可以为UTRAN,则此时接收方为MS,数据传输过程可称之为下行数据的数据传输。当然,接收方也可以是MS,则此时接收方为UTRAN,数据传输过程可称之为上行数据的数据传输。
需要说明的是,发送方和接收方是相对的,因为实际上RLC和PDCP都是双工的工作模式,同时负责发送和接收。也就是说,对于下行数据的数据传输来说,网络侧的PDCP和RLC负责数据发送,MS侧的PDCP和RLC负责数据接收;而对于上行数据,MS侧的PDCP和RLC负责数据发送,网络侧的PDCP和RLC负责数据接收。PDCP和RLC的数据发送和接收可以同时双向进行。
请参阅图3,是本发明的数据传输方法的实施例的流程图。
步骤S310,发送方的PDCP层实体对TCP数据进行分析,将TCP控制PDUACK和TCP非控制PDUACK的PDU分别标记并发送到RLC层实体;
步骤S320,发送方的RLC层实体同时映射到两个逻辑信道,一个逻辑信道承载TCP非控制PDU ACK的PDU,另外一个逻辑信道承载TCP的控制PDUACK;
步骤S330,接收方的RLC层实体同样映射两个逻辑信道,对应承载TCP非控制PDU ACK的PDU的逻辑信道,RLC层实体采用按序递交的方式将数据递交至高层;对应承载TCP控制PDU ACK的逻辑信道,RLC层实体采用非顺序递交的方式将数据递交至高层。
请参阅图4,是本发明的实施例中发送方进行数据传输的流程图。
步骤S410,PDCP层实体在收到高层的数据后,对数据包进行解析,判断是否TCP控制PDU ACK;如果是,则进入步骤S420,如果否,则进入步骤S430。
判断是否TCP控制PDU ACK的过程可以根据数据包的TCP头中包含的相应字段来进行,此不赘述。
步骤S420,将TCP控制PDUACK标识为ACK数据包;转入步骤S440。
步骤S430,将数据包标识为非ACK数据包;转入步骤S440。
步骤S420和S430所述的标识过程具体可以是:在构造待发送给RLC层的消息包时,增加一个数据包类型指示的字段。
步骤S440,进行PDCP层实体的其他功能处理,如头压缩,正常的数据处理等。
随后,PDCP层实体向RLC层实体发送原语中增加是否为ACK数据包的数据包类型指示的Data Request(数据请求)。
RLC层实体收到PDCP层实体的数据请求指示后,根据数据包类型指示分别进行处理。
步骤S450,RLC层实体根据收到的数据请求指示,判断数据包的类型是否为ACK数据包;如果否,则进入步骤S460;如果是,则进入步骤S470。
步骤S460,将非ACK数据包承载到第一逻辑信道上进行处理;转到步骤S480。
步骤S470,将ACK数据包承载到第二逻辑信道上进行处理;转到步骤S480。
步骤S480,将数据从RLC层实体发送到MAC层实体,进行MAC层处理后发送出去。
从而,发送方保证TCP的控制PDU ACK和其他非控制PDU ACK的PDU可以分别从两个通路达到接收方。
此外,也可以配置两个逻辑信道通路为不同的优先级,以保证数据调度的不同优先级。也就是说,根据需要配置第一逻辑信道或第二逻辑信道的优先级,使得优先级较高的逻辑信道上承载的数据得到优先处理。
请参阅图5,是本发明的系统中数据发送装置的实施例的框图。
数据发送装置包括分组数据汇聚协议PDCP层实体510和无线链路控制RLC层实体520。
PDCP层实体510用于对TCP数据进行分析,分别标记TCP控制PDU ACK和TCP非控制PDU ACK的PDU,并发送至RLC层实体520。
RLC层实体520用于将来自PDCP层实体510的TCP非控制PDU ACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
在一个实施例中,PDCP层实体510包括:数据分析单元511,用于对TCP数据进行分析,确定数据的类型是TCP控制PDU ACK或TCP非控制PDUACK的PDU;标记单元512,用于在数据请求中增加数据包类型指示,将TCP控制PDUACK标识为ACK数据包,将TCP非控制PDU ACK的PDU标识为非ACK数据包;数据请求发送单元513,用于向RLC层实体520发送携带有是否为ACK数据包的数据包类型指示的数据请求。
RLC层520实体包括:数据包类型确定单元521,用于根据来自PDCP层实体510的数据请求中的数据包类型指示确定是ACK数据包还是非ACK数据包;数据处理单元522,用于将非ACK数据包和ACK数据包分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
请参阅图6,是本发明的系统中数据接收装置的实施例的框图。
数据接收装置包括无线链路控制RLC层实体620和分组数据汇聚协议PDCP层实体610。
RLC层实体620用于采用按序的方式将承载在第一逻辑信道的数据递交至PDCP层实体610;采用非顺序的方式将承载在第二逻辑信道的数据递交至PDCP实体层610。
在一个实施例中,RLC层实体620包括:
逻辑信道识别单元621,用于识别承载数据的逻辑信道;
数据递交单元622,用于将承载在第一逻辑信道的数据按序递交至PDCP层实体610;将承载在第二逻辑信道的数据非顺序递交至PDCP层实体610。
本发明中,在进行数据传输时区分TCP的控制PDU ACK和非控制PDU,接收方RLC层对此采取不同的工作方式,从而可以充分克服因为空口误码而导致的数传效率降低的问题,可以在有限的资源上尽可能的提高用户的感受,使运营商和设备商得到收益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,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,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种移动通信系统中空口数据传输的方法,其特征在于,包括:
发送方发送数据时,将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道,将TCP控制PDU ACK承载在第二逻辑信道;
对于承载在第一逻辑信道的数据,接收方采用按序的方式进行接收;对于承载在第二逻辑信道的数据,接收方采用非顺序的方式进行接收。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述发送方发送数据,包括:分组数据汇聚协议PDCP层实体对TCP数据进行分析,分别标记TCP控制PDU ACK和TCP非控制PDU ACK的PDU,并发送到无线链路控制RLC层实体;
所述RLC层实体将TCP非控制PDUACK的PDU和TCP控制PDUACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述分别标记TCP控制PDU ACK和非控制PDU ACK的PDU,为:在PDCP层实体发送给RLC层实体的数据请求中增加是否为ACK数据包的数据包类型指示,将TCP控制PDUACK标识为ACK数据包,将TCP非控制PDU ACK的PDU标识为非ACK数据包。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述RLC层实体将TCP非控制PDU ACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道之前,还包括:RLC层实体收到PDCP层实体的数据请求后,根据数据包类型指示确定是ACK数据包还是非ACK数据包。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:配置第一和第二逻辑信道通路为不同的优先级,以保证数据调度的不同优先级。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述接收方采用按序的方式进行接收,为:对应承载TCP非控制PDU ACK的PDU的逻辑信道,接收方的RLC层实体采用按序递交的方式将数据递交至接收方的PDCP层实体;
所述接收方采用非顺序的方式进行接收,为:对应承载TCP控制PDU ACK的逻辑信道,接收方的RLC层实体采用非顺序递交的方式将数据递交至接收方的PDCP层实体。
7.一种移动通信系统,其特征在于,包括:
发送方,用于发送数据,将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道,将TCP控制PDU ACK承载在第二逻辑信道;
接收方,用于接收数据,对于承载在第一逻辑信道的数据,采用按序的方式进行接收;对于承载在第二逻辑信道的数据,采用非顺序的方式进行接收。
8.根据权利要求7所述的移动通信系统,其特征在于,所述发送方包括:
分组数据汇聚协议PDCP层实体,用于对TCP数据进行分析,分别标记TCP控制PDUACK和TCP非控制PDUACK的PDU,并发送;
无线链路控制RLC层实体,用于将来自PDCP层实体的TCP非控制PDUACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
9.根据权利要求7或8所述的移动通信系统,其特征在于,所述接收方包括:RLC层实体和PDCP层实体;
所述RLC层实体用于:对应承载TCP非控制PDUACK的PDU的逻辑信道,采用按序递交的方式将数据递交至PDCP层实体;对应承载TCP控制PDUACK的逻辑信道,采用非顺序递交的方式将数据递交至PDCP层。
10.一种移动通信系统中的数据发送装置,包括分组数据汇聚协议PDCP层实体和无线链路控制RLC层实体,其特征在于,
所述PDCP层实体用于对TCP数据进行分析,分别标记TCP控制PDUACK和TCP非控制PDUACK的PDU,并发送至RLC层实体;
所述RLC层实体,用于将来自PDCP层的TCP非控制PDU ACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
11.根据权利要求10所述的数据发送装置,其特征在于,所述PDCP层实体包括:数据分析单元,用于对TCP数据进行分析,确定数据的类型是TCP控制PDU ACK或TCP非控制PDU ACK的PDU;
标记单元,用于在数据请求中增加是否为ACK数据包的数据包类型指示,将TCP控制PDU ACK标识为ACK数据包,将TCP非控制PDU ACK的PDU标识为非ACK数据包;
数据请求发送单元,用于向RLC层实体发送携带有是否为ACK数据包的数据包类型指示的数据请求。
12.根据权利要求11所述的数据发送装置,其特征在于,所述RLC层实体包括:数据包类型确定单元,用于根据来自PDCP层实体的数据请求中的数据包类型指示确定是ACK数据包还是非ACK数据包;
数据处理单元,用于将非ACK数据包和ACK数据包分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。
13.一种移动通信系统中的数据接收装置,包括无线链路控制RLC层实体和分组数据汇聚协议PDCP层实体,其特征在于:
所述RLC层实体用于采用按序的方式将承载在第一逻辑信道的数据递交至PDCP层实体;采用非顺序的方式将承载在第二逻辑信道的数据递交至PDCP层实体。
14.根据权利要求13所述的数据接收装置,其特征在于,所述RLC层实体包括:逻辑信道识别单元,用于识别承载数据的逻辑信道;
数据递交单元,用于将承载在第一逻辑信道的数据按序递交至PDCP层实体;将承载在第二逻辑信道的数据非顺序递交至PDCP层实体。
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