CN1964560A - 在小区切换中防止数据丢失的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在小区切换中防止数据丢失的方法，该方法由无线网络控制器(RNC)向节点B(Node B)发送并缓存数据流中的数据单元；所述Node B接收到切换通知时向RNC发送携带回退报告的消息，该回退报告包含数据流中需要重新发送的数据单元的信息；以及RNC根据所述数据单元的信息，从数据流对应的缓存区读取对应的数据单元发送到切换后的目标Node B。本发明还同时公开了一种RNC和一种Node B，包括存储模块、第一处理模块和第二处理模块。

Description

在小区切换中防止数据丢失的方法及其装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及在小区切换中防止数据丢失的方法及其装置。

背景技术

从Release 5开始，3GPP提供高速下行分组接入机制(HSDPA)，用以提供下行分组在空中接口的高速传输。它由高速下行共享传输信道(HS-DSCH)、高速下行物理共享信道(HS-PDSCH)、高速下行共享控制信道(HS-SCCH)和HS-DSCH专用上行物理控制信道(HS-DPCCH)互相作用来实现。并由在Node B中的MAC-hs(处理高速下行分组接入的MAC层，即HSDPA的调度实体)对HS-DSCH无线资源进行调度，将调度信息(指定HS-PDSCH及其调制方式)在HS-SCCH上发送给用户设备(UE)，UE在指定的HS-PDSCH上接收数据，并在HS-DPCCH上反馈接收结果和无线信道状态，Node B根据反馈信息决定下一次HS-DSCH和HS-PDSCH的参数。

由于MAC-hs在Node B，不需要同RNC交互调度信息；同时，HS-DSCHTTI为2ms，而且HS-DPCCH的反馈信息也在物理层(反应快)，所以可以做到快速调度；又由于HS-PDSCH物理信道可以根据在HS-DPCCH上反馈的信道状态指示(CQI)而选择不同的调制方式(比如16QAM)，所述可以大大提高传输带宽。

服务HS-DSCH小区的切换没有软切换，其硬切换流程如图1所示：

初始时候，无线网络控制器(RNC)发送媒体接入控制专用部分协议数据单元(MAC-d PDU)到源Node B，后者进行缓存并在源小区的HS-DSCH上调度发送这些MAC-d PDU。

步骤1、UE测量到最好小区变换事件，并发送1D测量报告给RNC。

步骤2、RNC决定发起服务HS-DscH小区切换。通过无线链路重配置(Radio Link Reconfiguration)，通知源Node B将该UE在源小区中的相关HS-DSCH信息删除，源小区停止在HS-DSCH上给该UE发送数据；

步骤3、通过无线链路重配置，通知目标Node B为该UE建立HS-DSCH相关信息。

步骤4、通过无线承载重配置(Radio Bearer Reconfiguration)，通知UE服务HS-DSCH小区切换，并告知目标小区及其HS-DSCH的配置信息。

步骤5、UE返回无线链路重配置成功应答后，服务HS-DSCH小区切换完毕。此后，RNC就可以将数据通过目标小区的HS-DSCH发送给UE。

经过上述步骤之后，服务HS-DSCH小区切换完毕，RNC开始将MAC-dPDU发送到目标Nod B，由目标Node B进行缓存并在目标小区HS-DSCH上调度发送。

由于Node B对MAC-d PDU进行了缓存再在HS-DSCH上调度发送，当切换发生时，源Node B上缓存的MAC-d PDU可能还没有来得及调度出去。如果MAC-d PDU中承载的是RLC UM PDU，这些RLC UM PDU将丢失，导致上层应用质量下降，比如话音中断等，因为RNC没有做缓存。如果MAC-d PDU中承载的是RLC AM PDU，将等到RLC AM超时后由RNC重新发送，端到端的时延就会增加，这也会导致上层应用质量下降，比如文件下载变慢或WWW浏览变慢。

在现有3GPP标准中[1][2]，可以通过采用同步无线链路重配置方式，延长源Node B切换时间，让源Node B在这个延长时间内尽量发送这些缓存的MAC-d PDU。但这将使切换时延变长，可能导致上层呼叫掉话；而且也不能保证源Node B能够将缓存的MAC-d PDU发送完毕，同样存在切换过程中数据丢失的问题。

发明内容

本发明提供一种小区切换中防止数据丢失的方法及其装置，以解决现有技术在小区切换过程中处理数据丢失时存在切换时延变长的问题；进一步解决现有技术仍然可能存在数据丢失的问题。

本发明提供以下技术方案：

一种在小区切换中防止数据丢失的方法，应用于WCDMA或TD-SCDMA；

该方法包括如下步骤：

无线网络控制器(RNC)向节点B(Node B)发送并缓存数据流中的数据单元；

所述Node B接收到小区切换通知时向RNC发送携带回退报告的消息，该回退报告包含数据流中需要重新发送的数据单元的信息；以及

RNC根据所述数据单元的信息，从数据流对应的缓存区读取对应的数据单元发送到切换后的目标Node B。

其中：

所述小区切换为服务高速下行共享信道(HS-DSCH)小区变换；或者，所述小区切换为专用信道(DCH)下的小区硬切换。

携带回退报告的消息为无线链路重配置请求消息、无线链路重配置准备消息或其他Node B应用部分消息。

RNC分别为每个数据流设置一个缓存队列，并且各数据流中的数据单元按其发送到Node B的顺序依次进入队列。

所述缓存队列为先进先出队列；并且，数据流中先发送的数据单元先进入队列。

所述需要重新发送的数据单元的信息为Node B未发送的数据单元的数量；RNC按该数量从相应的先进先出缓存队列的入口端向下读取相同数量的数据单元，并将这些数据单元发送给目标Node B。

所述需要重新发送的数据单元的信息为数据流中自Node B首个发送未成功的数据单元开始，到Node B未发送的数据单元的所有数据单元的数量；RNC按该数量从相应的先进先出缓存队列的入口端向下读取相同数量的数据单元，并将这些数据单元发送给目标Node B。

所述回退报告中包含数据流中自Node B首个发送未成功的数据单元到其后发送成功的数据单元之间的单元个数、数据流中在发送未成功的数据单元之后连续发送成功的数据单元个数以及Node B未发送的数据单元的数量；并且按发送未成功的数据单元、发送成功的数据单元和未发送的数据单元在数据流中的顺序分段指示其数量；RNC根据分段指示的数量从相应的缓存队列入口开始读取相应数量的Node B未发送的数据单元，以及跳过发送成功的数据单元后读取Node B发送未成功的数据单元，并将这些数据单元发送给目标Node B。

所述队列中已存满数据并且有新数据入队列时，最先进入队列的数据出队列并丢弃该数据。

所述数据流为MAC-d流；所述数据单元为媒体接入控制专用(MAC-d)流中的媒体接入控制专用部分协议数据单元(MAC-d PDU)。

一种Node B，包括：

存储模块，用于存储接收的数据流中的数据单元；

第一处理模块，用于从所述存储模块提取并发送数据单元；

第二处理模块，用于根据第一处理模块未发送成功的数据单元和/或未发送的数据单元的信息构造并发送回退报告。

所述第二处理模块将所述回退报告携带在发送给无线网络控制器的无线链路重配置请求消息、无线链路重配置准备消息或其他Node B应用部分消息中。

一种网络控制器，包括：

存储模块，用于存储数据流中的数据单元；

第一处理模块，用于发送数据流中的数据单元并将其缓存到所述存储模块；

第二处理模块，根据接收到的回退报告，从所述存储模块中提取数据流的数据单元，并发送该数据单元到目标Node B。

本发明有益效果如下：

1、在服务HS-DSCH小区切换过程中，由源Node B将未发送的数据和/或未发送成功的数据上报到RNC，由RNC重新向目标Node B发送这些数据，因而能够实现无数据丢失。

2、在专用信道(DCH)硬切换过程中，由源Node B将未发送的数据和/或未发送成功的数据上报到RNC，由RNC重新向目标Node B发送这些数据，因而能够实现无数据丢失。

3、由于本发明不延长小区切换时间，因而可以提高HSDPA承载的实时业务的质量以及DCH承载非实时业务的质量。

4、由于发送的RLC AM的数据不用等待超时重传，而是在切换过程中由RNC倒到目标Node B进行及时发送，因此在小区切换过程中，可以缩短HSDPA承载的RLC AM数据传输的时延。

5、本发明由RNC缓存和重新发送的数据流，因此实现简单，不会增加系统的复杂性。

附图说明

图1为现有技术中服务的HS-DSCH小区切换的流程图；

图2A、图2B分别为本发明中服务的HS-DSCH小区切换的示意图和流程图；

图3为本发明中三种描述数据单元回退数目方式的示意图。

图4为本发明中Node B结构示意图；

图5为本发明中RNC的结构示意图。

具体实施方式

为了在WCDMA或TD-SCDMA系统的小区切换过程，不延长小区切换时间和防止数据丢失，本发明中在无线网络控制器(RNC)向Node B发送数据流中的数据单元时缓存这些数据单元；在Node B接收到切换通知时向RNC发送携带回退报告的消息，该回退报告包含数据流中需要重新发送的数据单元的信息；在小区切换完成后，RNC根据所述数据单元的信息，从数据流对应的缓存区读取对应的数据单元发送到切换后的Node B。所述小区切换为服务高速下行共享信道(HS-DSCH)小区变换；或者，所述小区切换为专用信道(DCH)下的小区硬切换。

本实施例以WCDMA中RNC向Node B发送MAC-d PDU，以及Node B在HS-DSCH上调度发送这些媒体接入控制专用部分协议数据单元(MAC-d PDU)为例进行说明。

在RNC中，为每个媒体接入控制专用(MAC-d)流设置一个缓冲区，较佳的方式是该缓冲区采用一个先进先出的队列，称为回退队列。RNC发送到Node B MAC-d流中的MAC-d PDU都要复制一份并按顺序进入对应MAC-d流的队列，该顺序是先发送给MAC-hs的MAC-d PDU先进入队列。回退队列中的最先进入的MAC-d PDU在该回退队列满并且有新MAC-d PDU要入队列的时候出队列。

源Node B在收到切换通知的时候，向RNC报告每个MAC-d流(MAC-dFlow)中未发出的MAC-d PDU的数目和/或未发送成功的MAC-d PDU的数目，该报告命名为回退报告。RNC收到回退报告后，从对应MAC-d流的回退队列的入口端提取相应数目的MAC-d PDU，发送到目标Node B。

回退报告可以在如下两个NBAP消息中携带：无线链路重配置请求(RadioLink Reconfiguration Request)或无线链路重配置准备(Radio LinkReconfiguration Prepare)；也可以单独成立一个新的NBAP消息-回退报告消息来携带；也可以在其他NBAP消息中携带。

参阅图2A、图2B所示，在Node B进行小区切换过程处理数据的过程如下(以回退报告中仅有未发送的RNCMAC-d PDU为例)：

步骤200、RNC将装载着MAC-d PDU的HS-DSCH FP发送到源Node B的MAC-hs上。

步骤210、RNC将发送的RNC MAC-d PDU复制一份并入回退队列。

MAC-d PDU按发送的先后顺序进入回退队列。

步骤220、RNC指示源Node B进行小区切换。

步骤230、源Node B发送回退报告，报告每个MAC-d流的未发送MAC-dPDU数目，称为回退数目L(每个MAC-d流有一个独立的L)给RNC；

步骤240、RNC从各个MAC-d流的回退队列中取出最顶端的L个MAC-dPDU，发送给目标Node B。

因为回退队列是先进先出队列，而源Node B中MAC-hs调度发送缓存的MAC-d PDU也是按照MAC-d流的先进先出的顺序进行的。所以这L个MAC-dPDU就是在源Node B中未发送的对应MAC-d流中的MAC-d PDU。

由于MAC-hs可以用多个处理器来调度发送一个MAC-d流中的PDU，每个处理器按照先进先出顺序进行调度。由于每个处理器都是独立进行发送的，可能出现MAC-d流中在前的PDU没有发送成功，但在后的PDU却发送成功了。如果回退数目L只包含未发送成功的在MAC-d流中前面的PDU以及未发送的PDU，在RNC中将无法从回退队列中提取出正确的MAC-d PDU，因为回退队列是一个简单的先进先出队列，无法从单一的回退数目L中取出这么复杂的信息。为此采用以下三种方式：

(1)回退报告中同时包含发送未成功的在先MAC-d PDU、发送成功的在后MAC-d PDU以及未发送的MAC-d PDU。

虽然这种方式会导致发送成功的在后的MAC-d PDU被重新发送到目标Node B，UE将收到两次同样的PDU。但这个问题可以通过上层(RLC或更高的应用层)来整理并避免数据重复。

(2)回退报告只包含未发送的MAC-d PDU数目。这种方式在有发送未成功的MAC-d PDU时，这部分数据将丢失。

(3)将回退数目L分割成多个部分，按顺序分别指示这三种MAC-d PDU的数目。

上种方式如图3所示，当采用第一种方式和第二种方式时，回退报告中只要包含一个整数L即可，RNC收到回退报告后，再对应的MAC-d流的回退队列中取出最顶部的整数L个MAC-d PDU，发送给目标Node B。

当采用第三种方式时，回退报告中要包含如下定义的字段，

字段名称	数组长度	字段类型和取值范围	说明
				回退报告	1
>回退信息	0...<最多MAC-d流个数>
				>>MAC-d Flow ID		整数(0...7)	MAC-d流的ID号，用于标识MAC-d流对应的回退队列
>>L_N	1	整数(0..65535)	未发送的MAC-d数目
				>>回退分段	0...<最多分段数目>
>>>L_S	1	整数(0..65535)	发送成功的MAC-d PDU数目
				>>>L_U	1	整数(0..65535)	发送不成功的MAC-d PDU数目

回退报告包含该UE所有的MAC-d流对应的回退信息(目前一个UE最多具有8个MAC-d流)，每个MAC-d流对应的回退信息包括一个未发送的MAC-dPDU的数目(L_N)和多个回退分段(是MAC-hs中处理器的数目的一半并向上取整。目前处理器的最大数目为7，所以最多回退分段数目目前为4个)，每个回退数目分段包含一个发送成功的MAC-d PDU数目(L_S)和一个发送不成功的MAC-d PDU数目(L_U)。因为图2中的处理器的数目可能多于2个，所以发送成功和不成功的MAC-d PDU数目可能多次交错存在。所以会有多个回退数目分段。在回退报告中，回退数目分段按照对应MAC-d PDU在MAC-d流中的顺序进行排列。

RNC收到这个回退报告后，先在回退队列中取出最顶部的L_N个MAC-dPDU，接着跳过第一个L_S个MAC-d PDU，再顺序往下取出第一个L_U个MAC-d PDU，再跳过第2个L_S....一直处理完所有的回退分段中的L_S和L_U。将所有取出的MAC-d PDU重新发送给目标Node B。

相应的，实现上述方法的Node B结构如图4所示，包括存储模块400、第一处理模块410和第二处理模块420，其中：

存储模块400用于存储接收的MAC-d流中的MAC-d PDU。

第一处理模块410，与所述存储模块400具有逻辑上的连接关系，用于从所述存储模块400提取并发送MAC-d流中的MAC-d PDU。

第二处理模块420，与存储模块400和第一处理模块410具有逻辑上的连接关系，用于根据第一处理模块未发送成功的MAC-d PDU和/或未发送的MAC-d PDU的数量构造并发送回退报告。

相应的，实现上述方法的RNC结构如图5所示，包括存储模块500、第一处理模块510和第二处理模块520，其中：

存储模块500，用于存储发送给Node B的MAC-d流中的MAC-d PDU。

第一处理模块510，与所述存储模块500具有逻辑上的连接关系，用于从发送MAC-d流中的MAC-d PDU，并将其缓存到存储模块500。

第二处理模块520，根据Node B发送的回退报告，从所述存储模块500中提取相应的MAC-d PDU，并将其发送给切换后的Node B。

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，倘若对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 (15)

1、一种在小区切换中防止数据丢失的方法，应用于WCDMA或TD-SCDMA；其特征在于，包括如下步骤：

无线网络控制器(RNC)向节点B(Node B)发送并缓存数据流中的数据单元；

所述Node B接收到小区切换通知时向RNC发送携带回退报告的消息，该回退报告包含数据流中需要重新发送的数据单元的信息；以及

RNC根据所述数据单元的信息，从数据流对应的缓存区读取对应的数据单元发送到切换后的目标Node B。

2、如权利要求1所述的方法，所述小区切换为服务高速下行共享信道(HS-DSCH)小区变换；或者，所述小区切换为专用信道(DCH)下的小区硬切换。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，携带回退报告的消息为无线链路重配置请求消息、无线链路重配置准备消息或其他Node B应用部分消息。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，RNC分别为每个数据流设置一个缓存队列，并且各数据流中的数据单元按其发送到Node B的顺序依次进入队列。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缓存队列为先进先出队列；并且，数据流中先发送的数据单元先进入队列。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述需要重新发送的数据单元的信息为Node B未发送的数据单元的数量；RNC按该数量从相应的先进先出缓存队列的入口端向下读取相同数量的数据单元，并将这些数据单元发送给目标Node B。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述需要重新发送的数据单元的信息为数据流中自Node B首个发送未成功的数据单元开始，到Node B未发送的数据单元的所有数据单元的数量；RNC按该数量从相应的先进先出缓存队列的入口端向下读取相同数量的数据单元，并将这些数据单元发送给目标Node B。

8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述回退报告中包含数据流中自Node B首个发送未成功的数据单元到其后发送成功的数据单元之间的单元个数、数据流中在发送未成功的数据单元之后连续发送成功的数据单元个数以及Node B未发送的数据单元的数量；并且按发送未成功的数据单元、发送成功的数据单元和未发送的数据单元在数据流中的顺序分段指示其数量；RNC根据分段指示的数量从相应的缓存队列入口开始读取相应数量的Node B未发送的数据单元，以及跳过发送成功的数据单元后读取Node B发送未成功的数据单元，并将这些数据单元发送给目标Node B。

9、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述队列中已存满数据并且有新数据入队列时，最先进入队列的数据出队列并丢弃该数据。

10、如权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述数据流为MAC-d流；所述数据单元为媒体接入控制专用(MAC-d)流中的媒体接入控制专用部分协议数据单元(MAC-d PDU)。

11、一种Node B，其特征在于，包括：

存储模块，用于存储接收的数据流中的数据单元；

第一处理模块，用于从所述存储模块提取并发送数据单元；

第二处理模块，用于根据第一处理模块未发送成功的数据单元和/或未发送的数据单元的信息构造并发送回退报告。

12、如权利要求11所述的Node B，其特征在于，所述第二处理模块将所述回退报告携带在发送给无线网络控制器的无线链路重配置请求消息、无线链路重配置准备消息或其他Node B应用部分消息中。

13、如权利要求11或12所述的Node B，其特征在于，所述数据流为MAC-d流；所述数据单元为MAC-d流中的MAC-d PDU。

14、一种网络控制器，其特征在于，包括：

存储模块，用于存储数据流中的数据单元；

第一处理模块，用于发送数据流中的数据单元并将其缓存到所述存储模块；

第二处理模块，根据接收到的回退报告，从所述存储模块中提取数据流的数据单元，并发送该数据单元到目标Node B。

15、如权利要求14所述的网络控制器，其特征在于，所述数据流为MAC-d流；所述数据单元为MAC-d流中的MAC-d PDU。

Images