WO2011054259A1 - 一种数据传输方法、设备和系统 - Google Patents

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WO2011054259A1
WO2011054259A1 PCT/CN2010/078060 CN2010078060W WO2011054259A1 WO 2011054259 A1 WO2011054259 A1 WO 2011054259A1 CN 2010078060 W CN2010078060 W CN 2010078060W WO 2011054259 A1 WO2011054259 A1 WO 2011054259A1
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WO
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data packet
header
application
packet
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Application number
PCT/CN2010/078060
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English (en)
French (fr)
Inventor
卢磊
梁文亮
张锦芳
Original Assignee
华为技术有限公司
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Publication date
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Priority to US13/465,438 priority patent/US9055471B2/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H04L12/5601—Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5638—Services, e.g. multimedia, GOS, QOS
    • H04L2012/5646—Cell characteristics, e.g. loss, delay, jitter, sequence integrity
    • H04L2012/5652—Cell construction, e.g. including header, packetisation, depacketisation, assembly, reassembly

Definitions

  • the protocol stack header of the data packet occupies a considerable portion of resources, and this part of the resources does not actually belong to the valid data required by the user application.
  • Figure 1 a schematic diagram of a structure of a RTP video service protocol stack carried by a wireless network is shown.
  • the packet payload that the user really needs is only 22% of the entire packet, and most of the other is the data protocol header information.
  • the transmission of protocol packet header information in the wireless air interface must be reduced to improve the effectiveness of air interface transmission.
  • the Robust Header Compression (R0HC) mechanism provides a header compression mechanism for high bit error rate and long latency links.
  • the R0HC mechanism is a stream-based header compression scheme.
  • the R0HC mechanism takes a reference packet in a certain stream, and only sends a packet with respect to the reference packet change in the header field for other packets. Information, in order to achieve the purpose of compression, thereby saving packet header overhead and making more efficient use of bandwidth.
  • the R0HC mechanism also makes the ROHC mechanism highly efficient and reasonable robust by controlling the frequency and number of feedback messages, detecting the asynchronous logic, and error checking.
  • the existing header compression mechanism is for 1? /110? (/1 ⁇ >) / 1 ⁇ ? Mainly based on the idea of hierarchical division, compressing the protocol header information of different levels.
  • This compression mechanism does not consider the redundancy of data between layers, especially between other layers and application layers, and the compression effect is very limited;
  • This compression mechanism is designed for wired networks. It does not take into account the characteristics of wireless networks. When using this compression mechanism in wireless networks to improve the efficiency of air interface transmission, the desired effect cannot be achieved and the user's needs cannot be met.
  • embodiments of the present invention provide a data transmission method, device, and system, which can greatly reduce the amount of data transmitted by air interfaces, significantly improve the efficiency of air interface transmission, and save air interface resources.
  • the embodiment of the invention provides a data transmission method, including:
  • a network device includes: a downlink data packet obtaining unit, configured to acquire a downlink data packet sent to the terminal, where the downlink data packet does not have a high layer protocol stack packet header;
  • a sending unit configured to send the downlink data packet acquired by the downlink data packet acquiring unit to the terminal by using an air interface.
  • An uplink data packet generating module configured to generate an uplink data packet sent to the access network, where the uplink data packet does not have a high layer protocol stack header;
  • a data sending unit configured to send the uplink data packet generated by the uplink data packet generating module to the access network through an air interface.
  • a data receiving unit configured to receive an uplink data packet from the terminal, where the uplink data packet does not have a high layer protocol stack header
  • a protocol information recovery unit configured to encapsulate a corresponding upper layer protocol stack header for the uplink data packet received by the data receiving unit
  • a forwarding unit configured to forward an uplink data packet encapsulated by the protocol information recovery unit with a high layer protocol stack header.
  • the embodiment of the present invention further provides a communication system, where the system includes a network device located in an access network, where the network device is configured to acquire a downlink data packet sent to the terminal, where the downlink data packet does not have a high layer protocol stack.
  • the first data packet is sent to the terminal through the air interface; or, the uplink data packet is received from the terminal, the uplink data packet does not have a high layer protocol stack header; and the corresponding high layer protocol stack is encapsulated for the uplink data packet. a header; forwarding the upstream packet encapsulated with a header of a higher layer protocol stack.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack headers; and when the access network transmits data to the core network, the access network can recover the upper layer protocol stack header of the upstream data packet.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, and is beneficial to the enrichment and development of the wireless service, and satisfies User needs.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a radio network bearer RTP video service protocol stack in the prior art
  • FIG. 2 is a schematic structural diagram of an ultra-flattening protocol stack according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic flowchart of a data transmission method according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flowchart of a data transmission method according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic flowchart of a data transmission method according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a UE network access negotiation process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a classifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a schematic diagram of an application auxiliary layer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8B is a schematic diagram of an application auxiliary packet header according to an embodiment of the present invention.
  • 8C is a schematic diagram of a MAC packet header according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A is a schematic diagram of an APP-MAC CS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a schematic diagram of still another APP-MAC CS according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a schematic flowchart of a context maintenance and retransmission mechanism of a TCP packet header according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of recovery and context maintenance of an RTP packet header according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic structural diagram of a network device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a schematic structural diagram of a terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a schematic structural diagram of another network device according to an embodiment of the present invention.
  • the technical solutions in the embodiments of the present invention are clearly and completely described in the following with reference to the accompanying drawings in the embodiments of the present invention. It is obvious that the described embodiments are only a part of the embodiments of the present invention, and not all of them. Example. All other embodiments obtained by a person of ordinary skill in the art based on the embodiments of the present invention without departing from the inventive scope are the scope of the present invention.
  • the technical idea of the embodiments of the present invention mainly focuses on flattening the existing protocol stack by using the point-to-point characteristic transmitted in the wireless network and the context information maintained by the network side for the terminal. Since the terminal and the access node have a single-hop feature, no additional routing mechanism is required, so unnecessary protocol header information units are removed during air interface transmission, so that data packets during air interface transmission are greatly reduced;
  • the side entity maintains the context information of the terminal.
  • the QoS information/classifier information has a lot of protocol stack related information, such as an IP quintuple, and the corresponding protocol stack information is recovered on the wireless network side.
  • the technical solution of the embodiment of the invention can greatly improve the transmission efficiency of the air interface, save the air interface resources, and facilitate the enrichment and development of the wireless service.
  • the embodiment of the present invention implements an ultra-flattened protocol stack architecture on the wireless network side and the corresponding terminal side.
  • PHY physical layer
  • MAC medium access control layer
  • the access network for the downlink transmission, after receiving the downlink data packet from the core network, the access network updates the context information maintained by the access network as needed. , removing the protocol protocol of the Internet Protocol/User Datagram Protocol (Transmission Control Protocol)/Real-Time Transport Protocol IP/UDP (TCP)/RTP of the data packet, and mapping the application of the downlink data packet to the corresponding air interface or air interface channel On, and maintain the corresponding context information. Then, after the access network directly or adds the necessary information to the downlink data packet, the bearer is transmitted to the user equipment (UE) on the internal tunnel of the access network and the air interface of the access network or the air interface channel. After receiving the downlink data packet, the UE removes the PHY and the MAC header and transmits the data packet to the corresponding application.
  • UE user equipment
  • the UE maps the generated application of the uplink data packet to the corresponding air interface connection, and the uplink number According to the package, the data packet supporting the ultra-flat protocol stack is supported. Then, the UE directly transmits the uplink data packet to the access network in the access network air interface and the access network internal channel (when the channel exists), or the UE adds the necessary information, and then carries the uplink data packet in the uplink data packet.
  • the access network air interface and the access network internal channel (when the channel exists) are transmitted to the access network.
  • the access network After obtaining the uplink data packet, the access network recovers or regenerates the corresponding protocol stack data packet header information according to the context information of the corresponding application of the UE, and encapsulates the corresponding information into an IP/UDP (TCP)/RTP data packet, which is carried in the On the wired link, it is sent to the core network.
  • TCP IP/UDP
  • the embodiment of the present invention can remove the IP/UDP (TCP) / RTP protocol header from the air interface to implement an ultra-flat protocol stack structure.
  • the data transmission method provided by the first embodiment of the present invention includes the following steps:
  • Step 31 Obtain a downlink data packet sent to the terminal, where the downlink data packet does not have a high layer protocol stack packet header.
  • Step 32 Send the downlink data packet to the terminal by using an air interface.
  • step 31 to step 32 may be implemented by related network elements and functional entities in the access network, such as e-NodeB, GateWay, and application proxy/application functions.
  • the embodiments of the present invention require that both the access network and the terminal support the ultra-flattening protocol stack in the downlink data transmission.
  • the access network may receive the downlink data packet with the high-layer protocol stack header sent by the core network, remove the high-layer protocol stack header of the downlink data packet, and send the packet to the terminal; and/or, for accessing the same connection
  • the access network uses the data packet as the downlink data packet. Send to another terminal.
  • the above high layer protocol stack header includes at least one of the following or a combination thereof: an IP header, a UDP header, a TCP header, and an RTP header.
  • an IP header When the access network removes the high-layer protocol stack header, all IP/UDP/RTP headers can be removed as needed, or all IP/TCP/RTP headers can be removed, or only the IP header can be removed, or only the IP header can be removed. And UDP headers or just remove IP headers and TCP headers.
  • the context information related to the high layer protocol stack header may also be maintained according to the data packet type and the related policy. The maintained context information is primarily used for recovery of the high layer protocol stack headers of upstream packets supporting the ultra-flattening protocol. For different headers, the corresponding context information is also different.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack headers.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • the data transmission method provided by the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, includes the following steps:
  • Step 41 Generate an uplink data packet sent to the access network, where the uplink data packet does not have a high layer protocol stack packet header.
  • Step 42 Send the uplink data packet to the access network through an air interface.
  • Step 41 and step 42 of Embodiment 2 of the present invention may be implemented by a terminal, such as a UE.
  • the embodiments of the present invention require that both the access network and the terminal support the ultra-flattening protocol stack in the uplink data transmission.
  • the above high layer protocol stack header includes at least one of the following or a combination thereof: an IP header, a UDP header, a TCP header, and an RTP header.
  • an IP header When the terminal generates a data packet, it may not generate all IP/UDP/RTP headers, or all IP/TCP/RTP headers, or only generate IP headers, or only generate IP headers and UDP headers or only generate IPs. Header and TCP headers, etc.
  • the terminal may generate the uplink data packet sent to the access network by using at least one of the following manners or a combination thereof:
  • the application data packet is directly encapsulated into a media access control MAC data packet to generate the uplink data packet; or the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet.
  • the application data packet is directly encapsulated into a media access control MAC data packet to generate the uplink data packet; or the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet.
  • the application data packet is first encapsulated into a UDP/TCP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet, and the "/" indicates or, that is, the application data packet is first encapsulated into a UDP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet.
  • the application data packet is first encapsulated into an IP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet; or
  • the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet and a UDP/TCP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet;
  • the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet and an IP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet;
  • the application data packet is first encapsulated into a UDP/TCP data packet and an IP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack headers.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • the data transmission method provided in Embodiment 3 of the present invention, as shown in FIG. 5, includes the following steps:
  • Step 51 Receive an uplink data packet from the terminal, where the uplink data packet does not have a high layer protocol stack header;
  • Step 53 Forward the uplink data packet encapsulated with a high layer protocol stack header.
  • step 51 to step 53 may be implemented by related network elements and functional entities in the access network, such as e-NodeB, GateWay, and application proxy/application functions.
  • the embodiments of the present invention require that both the access network and the terminal support the ultra-flattening protocol stack in the downlink data transmission.
  • the access network utilizes the context information of the high-level protocol stack headers maintained, such as the context information of the high-layer protocol stack header recorded during the downlink data transmission, and the context information of the related applications maintained in the network to recover the high-layer protocol stack header.
  • the access network cannot independently recover the corresponding high-layer protocol stack header information
  • the terminal sends the first related protocol stack data packet, such as a TCP data packet
  • the terminal sends and carries the complete high-layer protocol stack header.
  • the data packet so that the access network knows the information of the header of the upper layer protocol stack, and uses the information for the recovery of the header of the subsequent uplink packet.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and removes the unnecessary data packet when the air interface is transmitted between the access network and the terminal.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • the ultra-flattening protocol stack structure provided by the embodiment of the present invention can be implemented only in the uplink direction, or the ultra-flattened protocol stack structure provided by the embodiment of the present invention can be implemented only in the downlink direction;
  • the ultra-flattened protocol stack structure provided by the embodiment of the present invention is implemented in the row direction.
  • the radio access network and the UE need to know each other's support capabilities for the ultra-flattening protocol stack.
  • the ultra-flattening protocol stack capability is for the access network or the terminal. Support for high-level protocol stack headers and/or ways to implement the missing high-level protocol stack headers. .
  • the UE needs to negotiate with the wireless side for the ultra-flattened protocol stack supported by the UE or the profile corresponding to the ultra-flattened protocol stack, so as to super-flatten the support of the UE.
  • the protocol stack capability informs the radio access network.
  • Different profiles correspond to the definition of different ultra-flat protocol stacks.
  • the Profile indicates the high-level protocol stack header that the packet can not have and other information needed to apply the profile. See Table 1 below for an example of a profile set. Table 1
  • the access network informs the UE of its ability to support the ultra-flattened protocol stack through system broadcast messages.
  • the e-NodeB broadcasts its supported ultra-flattening protocol stack capability to the UE in its periodic system broadcast message.
  • the e-NodeB can carry the supported ultra-flat protocol stack in the system message.
  • Profile broadcasts the UE's supported ultra-flattened protocol stack capabilities. The UE can learn the support of the radio access network pair by broadcasting the message through the system.
  • IP/UDP/RTP The high-level protocol stack structure of IP/UDP/RTP is described as an example, but it is not limited to this protocol stack structure.
  • Step ⁇ The e-NodeB sends a system broadcast message to the UE to inform the UE of the ultra-flattened protocol stack capability supported by the access network.
  • Step T2 During the network access process, the UE notifies the access network of the UE's ultra-flat protocol stack capability through the capability negotiation message during the capability negotiation process.
  • the access network determines a profile set that the UE is allowed to use according to the capabilities of the UE, the subscription information of the user, and its own capabilities.
  • the profile set may include one or more profiles.
  • the UE and the access network can learn each other's ultra-flattening protocol stack capability, and on the basis of this, data transmission is implemented between the UE and the access network.
  • Step T3 After completing the basic network access process, the UE establishes a corresponding service flow or bearer binding (Bearer Binding) and obtains a corresponding IP address.
  • Step T4 The access network, such as a gateway, establishes related context information of the UE, in particular, information related to the IP protocol, such as the IP address and version number of the UE.
  • Step T5 When the UE needs to use a specific application, complete the negotiation process with the application of the core network (or other UE) through application layer signaling.
  • Step T6 In the process of establishing the application, if the access network does not have the protocol stack information context related to the application or the original protocol stack context information changes, the access network will associate the relevant protocol stack information, such as UDP. /TCP information, RTP information, and application information are added or updated to the UE context, such as UDP port number, TCP port number and serial number, RTP timestamp and serial number, and so on.
  • the relevant protocol stack information such as UDP. /TCP information, RTP information, and application information are added or updated to the UE context, such as UDP port number, TCP port number and serial number, RTP timestamp and serial number, and so on.
  • Step T7 The access network establishes the relevant bearer of the application for the UE, and binds the application to a newly created or existing bearer.
  • Step T8 Perform data transmission, mainly including the following processing:
  • the access network When the access network receives data from the core network, the corresponding high-layer protocol stack header is removed, for example
  • the IP/UDP (TCP)/RTP header directly carries the application layer data on the internal and the air interface of the access network, and sends the data to the UE through the air interface .
  • the application layer data When the UE sends data to the access network, the application layer data is directly sent on the air interface.
  • the application layer data is directly transmitted inside the access network, and the access network recovers the corresponding IP/UDP (TCP) according to the context information of the UE and the application data packet information (which may be application data packet header information or application data information). /RTP header, and transmitted to the corresponding core network.
  • Embodiment 5 of the present invention adopts an ultra-flattened protocol stack structure, and the application data packet is directly carried on an air interface connection (such as a MAC connection), and one MAC connection can carry one or more applications.
  • Embodiment 3 of the present invention provides a method for classifying aggregation of application data, so as to carry an application on a corresponding MAC connection.
  • the application-air interface aggregation sublayer can be set in the protocol stack structure supported by the terminal and the access network, such as setting the application-media access control aggregation layer (APP-MAC Convergence Sublayer, APP-MAC CS) access network to utilize the new setting.
  • the application-air interface aggregation sub-layer categorizes the relevant application data, or it can be implemented by other devices in the access network.
  • APP-MAC CS defines a series of classifiers, which parse the application data packets in the downlink data packet to obtain the corresponding application information (for the uplink data packet, the terminal can directly know the corresponding application information). Determining the classification of the application by using a predetermined rule, and when the bearer is established, mapping the application to the air interface connection according to the classification of the application.
  • the air interface connection is used as a medium access control (MAC) connection as an example, but is not limited thereto.
  • MAC medium access control
  • the air interface connection may also be another suitable wireless connection. .
  • MAC medium access control
  • the predetermined rule may be to map each application to a different MAC connection according to different types of applications, or to map each application to a different MAC connection according to the size and running time of the application; or to combine applications by multiple factors at the same time. Map to different MAC connections.
  • the predetermined rule may be an IP quintuple, or the deep packet detection technology may be directly used to implement the classification and aggregation function.
  • the classifier is based on the type of application, such as video, audio, streaming, hypertext transfer (HTTP) service, file transfer (FTP) service, etc., and application characteristics such as the application.
  • the required quality of service (QoS) requirements and application identification, etc. classify the application and carry the application to the corresponding MAC connection. According to the number of applications carried on the MAC connection, the method of mapping the application to the MAC connection is described in two cases.
  • the first case MAC connection and application one-to-one mapping
  • the corresponding air interface connection identifier of the MAC connection is directly associated with the application, or the air interface connection identifier and the access network internal channel identifier (when present This internal channel is associated with the application.
  • the access network associates the air interface connection identifier and/or the access network internal channel identifier with the application according to the classification of the application, to transmit the application data on the corresponding access network internal channel and/or MAC connection.
  • the UE associates the air interface connection identifier and/or the access network internal channel identifier with the application according to the classification of the application, to transmit the application data in the corresponding MAC connection and/or the access network internal channel. package.
  • the second case MAC connection and application one-to-many mapping
  • the UE or the access network sets the connection indication identifier and the application identifier in the air interface connection identifier. For example, the number of bits in the air interface connection identifier is divided into the connection indication identifier and the remaining bits are divided into application identifiers, where the connection indication identifier is used. Indicates that a specific air interface carries a MAC connection; an application identifier is used to map a specific application carried on the MAC connection.
  • an application auxiliary layer is added between the application layer and the MAC layer (Appl icat ion Assi stant
  • the application auxiliary header is used to indicate the correspondence between the application and the MAC connection and the corresponding context information.
  • the extended radio access control header such as the MAC header, the RLC header
  • the extension identifier is set by using a number of bits in the MAC header or the RLC header, and the extension identifier is used to indicate the application.
  • the correspondence with the MAC connection and the corresponding context information is used to indicate the application.
  • the specific data content is combined with the context information of the application of the UE maintained by the access network to determine the MAC connection of the application.
  • FIG. 9A and FIG. 9B the embodiment of the present invention provides two possible locations of the APP-MAP CS in the protocol stack structure, and FIGS. 9A and 9B use the second mode to apply the APP-MAP CS in the protocol stack.
  • the structure is explained as an example. It will be appreciated that the application assist layer of Figures 9A and 9B can be removed when the second mode is not employed.
  • the APP-MAC CS is located above the application auxiliary layer, that is, for the application data packet, the protocol stack first classifies the application data, maps it to a specific MAC connection, and then extracts the application-related RTP/UDP (/ TCP) The context information required for the /IP layer of air interface transmission.
  • the APP-MAC CS is located under the application auxiliary layer, that is, first extracts the context information required for the air interface transmission of the application-related RTP/UDP (/TCP)/IP layer, and then classifies the application data packet. , mapped to a specific MAC connection.
  • the data transmission method provided by the embodiment of the present invention is mainly described by taking the removal and recovery of the IP/UDP (TCP) / RTP header as an example.
  • the access network In the downlink direction, for some protocol stack headers, the access network removes the corresponding header in the data packet and maintains the corresponding context information of the packet header, such as using the application proxy/application function to maintain the information in the IP header, the information in the UDP header. Context information in the TCP packet header and the information in the RTP packet header.
  • the access network recovers the packet header according to the maintained context information, or the access network directly generates and restores the corresponding packet header. For some specific applications, the access network may also obtain the relevant context of IPAJDP (TCP) according to the header of the first data packet (the header carrying the complete protocol stack information) sent by the UE in the uplink direction. Information, used to restore the high-level protocol stack header.
  • IPAJDP TCP
  • each packet header The processing methods of each packet header are described below. See Table 2 for a schematic diagram of the structure of the IP header.
  • the information in the IP header such as the recording source/destination IP address, is recorded and maintained.
  • assembly processing is required.
  • the IP header is restored, the source/destination IP address is restored according to the maintenance context, and the IP packet is properly fragmented as needed. For example, when the access network receives multiple large-capacity at the same time. In the case of an IP packet, the IP packet is fragmented and then forwarded.
  • the access network may obtain corresponding information, such as version, header length, service type, total length, according to the specific information of the received uplink data packet. Identification, sharding, sharding offset, time to live, protocol, checksum, options, and padding.
  • the information in the UDP header such as the recording source/destination port number, is recorded and maintained.
  • the source/destination IP address is restored according to the recorded source/destination port number, and corresponding information in Table 3 is obtained according to the specific information of the received uplink data packet, for example, a datagram. Length and check value.
  • URG emergency bit
  • ACK acknowledgment bit
  • PSH urgency bit
  • RST reset bit
  • SYN sync bit
  • FIN stop bit.
  • the network side needs to perform necessary assistance, such as network side assistance to recover the source/destination port number and serial number.
  • necessary assistance such as network side assistance to recover the source/destination port number and serial number.
  • the source/destination port number for example, serial number, acknowledgment number, header length, reserved bit, emergency bit, acknowledgment bit, urgency bit, reset bit, sync bit, stop bit, window
  • the specific content of size, checksum, emergency pointer, options, padding, etc. the access network can be known according to the specific information of the received uplink data packet.
  • a schematic diagram of a flow of a context maintenance and retransmission mechanism of a TCP packet header includes the following steps: Step 1: In the uplink direction, during an application establishment process, the access network maintains TCP after receiving or generating a corresponding TCP packet header.
  • the context information of the header for example, the access network uses its application proxy/application function to establish context information for the TCP protocol header.
  • the access network encapsulates the data packet according to the maintained context information, and restores the TCP packet header, which may include the following methods:
  • Manner 1 The application context/application function generates the relevant context of TCP to implement TCP encapsulation.
  • the source/destination port number, the initial number of the sequence number, the length of the header, the length of the header, the URG, the ACK, the PSH, the RST, the SYN, the FIN, the window size, etc. in the TCP header are generated by the application proxy/application function.
  • Manner 2 The relevant context of the TCP is generated by the UE to implement TCP encapsulation.
  • the UE For the first uplink TCP packet, the UE sends a complete TCP packet header, and the access network records the information in the TCP packet header, and uses the information for subsequent TCP header recovery;
  • the application auxiliary layer is set, and the UE sends a TCP packet with the TCP packet header removed from the access network, where the TCP packet has an application auxiliary packet header, and carries the source port number, the initial value of the serial number, the length of the header, and the length of the header in the application auxiliary packet header.
  • Step 2 In the downlink direction, when the access network receives the TCP packet from the core network, it records and updates the current source port number, serial number, acknowledgment number, header length, URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN, window size, etc., remove the corresponding TCP protocol header.
  • Step 3 The access network directly carries the corresponding application data to the internal channel and the air interface of the access network, and transmits the data on the air interface. If the application proxy/application function does not implement the combination of TCP retransmission and MAC ARQ retransmission, then the application proxy/application function records the sequence number (SN) corresponding to the current application, and performs step 4; if the application proxy/application function implements TCP retransmission In combination with the MAC ARQ retransmission, the retransmission process of the user TCP data packet is initiated by the application proxy/application function instead of the UE.
  • Step 4 The access network determines whether the current application packet transmission status is successful or failed according to the ACK/NACK information fed back by the relevant data packet expired on the air interface ARQ lifetime (l ifetime). Step 4 can be implemented by the e-NodeB of the access network, or can be implemented by the GW.
  • Step 5 The UE directly encapsulates the application data on the air interface bearer and sends the data to the access network.
  • Step 6 The access network checks whether the relevant application data packet is correct according to the corresponding ARQ information (CRC), and determines the location of the application layer data packet in the application layer data packet according to the relevant ARQ SN, and combines the access network.
  • CRC ARQ information
  • the application context maintained, determining the current TCP serial number.
  • the TCP sequence number of the currently correctly received downlink data packet is used as the acknowledgment number; otherwise, according to the application data packet transmission information recorded in step 4, Set the acknowledgment number to the TCP sequence number of the last successfully transmitted packet + TCP packet payload length / TCP block length + 1, where the TCP sequence number, TCP packet length, and TCP data in the equation
  • the block length is the TCP sequence number of the last correctly transmitted downlink data packet, the TCP packet payload length, and the TCP data block length, that is, the acknowledgment number is the suffix of the TCP sequence number plus the TCP packet payload length and the TCP block length.
  • the header length, URG, ACK, PSH, RST, SYN, FIN, window size, and the like are determined, thereby recovering the TCP header.
  • Step 7 The access network sends the TCP packet that has recovered the TCP packet header to the core network. See Table 5 for a schematic diagram of the structure of the RTP header. Where P represents the padding, X represents the extension, and CC represents the number of contributing cells (CSRC count). M stands for the marker (Marker).
  • the synchronization source identifier and the contribution source identifier may exist at the same time, or only the synchronization source identifier or the contribution source identifier may exist. table 5
  • the information in the RTP header in the downlink direction is recorded and maintained, and the information includes the corresponding synchronization source identifier and/or the contribution source identifier.
  • the RTP header is restored according to the information in the recorded RTP header.
  • the RTP packet header recovery and context maintenance diagram includes the following steps: Step 1: In the uplink direction, during the application establishment process, the access network maintains the context of the RTP header after receiving or generating the corresponding RTP header. Information, for example, the access network uses its application proxy/application function to establish context information for the RTP protocol header, and records and maintains the synchronization source identifier and/or contribution source identifier in the RTP header.
  • the access network encapsulates the data packet according to the maintained context information, and restores the RTP header, which may include the following methods:
  • Manner 1 The RTP context is generated by the application proxy/application function to implement RTP encapsulation.
  • Manner 2 The RTP context is generated by the UE to implement RTP encapsulation.
  • the UE For the first uplink RTP data packet, the UE sends a complete RTP packet header, and the access network records the information in the RTP packet header, and uses the information for subsequent RTP packet header recovery;
  • the application auxiliary layer is set, and the UE sends the RTP packet with the RTP packet header removed from the access network, where the RTP data packet has an application auxiliary packet header, and the corresponding auxiliary sequence header carries the corresponding serial number and timestamp.
  • Step 2 In the downlink direction, when the access network receives the RTP data packet from the core network, it records and updates. The previous serial number and timestamp.
  • Step 3 The access network removes the RTP protocol header and parses the RTP type. For the data packet that needs RTP information, you can use the serial number and timestamp information attached to the application auxiliary header.
  • Step 4 The access network directly carries the application data packet (the optional application auxiliary packet header with SN and t imestamp information) directly in the internal channel and air interface of the access network, and sends it to the corresponding UE.
  • the application data packet the optional application auxiliary packet header with SN and t imestamp information
  • the access network utilizes the context information of the maintained RTP header in the uplink direction.
  • the process of restoring the RTP header includes the following steps:
  • the uplink bandwidth of the UE is not allocated by the access network. That is, when the UE needs to send uplink data, it needs to apply for the bandwidth of the data to be sent to the access network.
  • Step 5 When the UE generates an RTP packet, it sends a bandwidth request.
  • Step 6 If there is no difference between the generation period of the RTP data packet of the UE and the bandwidth request time, that is, the UE generates the RTP data packet and sends the bandwidth request through step 5, the access network determines the relevant RTP data according to the time of the bandwidth request. The timestamp of the packet; if there is a certain difference between the generation period of the RTP data packet of the UE and the bandwidth request time, that is, the UE sends the bandwidth request through the step 5 after the RTP data packet is generated after a certain time, and then negotiates when the service is established. The difference, the access network determines the timestamp of the RTP based on the time of the bandwidth request and the difference.
  • Step 7 The UE sends the application data to the access network directly on the air interface bearer by using the bandwidth requested by the bandwidth request.
  • Step 8 The access network determines the sequence number according to the timestamp determined in step 6, and determines the sequence number according to the size and number of the application data packet, and encapsulates the corresponding RTP data packet;
  • the uplink bandwidth of the UE is fixedly allocated by the access network, that is, the access network allocates uplink bandwidth for the UE to send uplink data according to a certain period.
  • the UE sends the application data directly to the access network (not shown) on the air interface bearer using the periodically allocated bandwidth.
  • the access network determines the timestamp according to the bandwidth allocation period and the difference; if the bandwidth allocation period and the RTP generation period are not The difference, the access network determines the timestamp according to the bandwidth allocation period. At the same time, the access network determines the sequence number according to the size and number of the application data packet, and encapsulates the corresponding RTP data packet.
  • Step 9 The access network sends the corresponding RTP data packet to the core network.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack header; when the access network transmits data to the core network, the upper layer protocol stack header of the upstream packet is restored.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • the seventh embodiment of the present invention provides a network device. As shown in FIG. 12, the network device includes: a downlink data packet obtaining unit 121, configured to acquire a downlink data packet sent to the terminal, where the downlink data packet does not have a high layer. Protocol stack header
  • the sending unit 122 is configured to send the downlink data packet acquired by the downlink data packet acquiring unit 121 to the terminal by using an air interface.
  • the downlink data packet obtaining unit 121 includes a first acquiring module and/or a second acquiring module, where the first acquiring module is configured to receive a downlink data packet that is sent to the terminal, where the downlink data packet has a high layer protocol. a stack header; a high-level protocol stack header in the downlink data packet is removed, and the downlink data packet sent to the terminal is obtained; the second acquiring module is configured to receive an uplink data packet from another terminal, where the uplink The data packet does not have a high layer protocol stack header; the uplink data packet is used as a downlink data packet sent to the terminal.
  • the first acquisition module may further include a protocol information removal unit, where the IP header is removed, and the foregoing information is recorded and maintained.
  • Information in the IP header, the information in the IP header includes a downlink/destination IP address, and the IP packet of the existing fragment is assembled, and/or
  • the high layer protocol stack header includes at least one of the following headers or a combination thereof: Internet Protocol IP header, User Datagram Protocol UDP header, Real-Time Transport Protocol RTP header or Transmission Control Protocol TCP header.
  • the network device further includes:
  • An application classification module configured to parse the downlink data packet, obtain corresponding application information, and determine a classification of the application by using a predetermined rule
  • the bearer mapping module is configured to map the application to the air interface connection according to the classification of the application determined by the application classification module.
  • the bearer mapping module is specifically configured to set a connection indication identifier and an application identifier in the air interface connection identifier, where the connection indication identifier is used to indicate an air interface connection, and the application identifier is used to indicate an application corresponding to the air interface connection; Or, an application auxiliary packet header is set in the downlink data packet, where the application auxiliary packet header indicates a correspondence between the application and the air interface connection; or, an extension identifier is set in the radio access control packet header of the downlink data packet, where the extension identifier indicates the application and the air interface connection. Corresponding relationship; or, performing deep packet inspection on the downlink data packet, and determining an air interface connection corresponding to the application of the downlink data packet;
  • the air interface connection carries at least two applications, and the air interface connection may be a MAC connection.
  • the bearer mapping module of the network device may directly associate the air interface connection identifier and/or the access network internal channel identifier with the application to map the application to the air interface connection.
  • each functional module and unit in the device embodiment of the present invention refers to the method embodiment of the present invention.
  • the functional modules and units in the device embodiment of the present invention may be implemented separately or integrated in one or more units.
  • the foregoing network device may be implemented by an e- NodeB, a GW, or may be implemented by an application proxy/application function of the access network, or a combination thereof.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack header; when the access network transmits data to the core network, the upper layer protocol stack header of the upstream packet is restored.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • the eighth embodiment of the present invention provides a terminal. As shown in FIG. 13, the terminal includes: an uplink data packet generating unit 131, configured to generate an uplink data packet sent to an access network, where the uplink data packet does not have a high layer. Protocol stack header
  • the data sending unit 132 is configured to send the uplink data packet of the high layer protocol stack header generated by the uplink data packet generating unit 131 to the access network through an air interface.
  • the uplink data packet generating unit 131 includes an encapsulating module, configured to generate the uplink data packet sent to the access network by using at least one of the following methods or a combination thereof:
  • the application data packet is directly encapsulated into a media access control MAC data packet to generate the uplink data packet; or the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet.
  • the application data packet is directly encapsulated into a media access control MAC data packet to generate the uplink data packet; or the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet.
  • the application data packet is first encapsulated into a UDP/TCP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet;
  • the application data packet is first encapsulated into an IP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet;
  • the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet and a UDP/TCP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet;
  • the application data packet is first encapsulated into an RTP data packet and an IP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet;
  • the application data packet is first encapsulated into a UDP/TCP data packet and an IP data packet, and then encapsulated into a MAC data packet to generate the uplink data packet.
  • the terminal further includes:
  • the terminal may further include a second bearer unit, configured to negotiate with the access network to determine a mapping relationship between the application and the air interface connection, so that the application directly carries the uplink data packet in the corresponding air interface connection. on.
  • the bearer mapping module of the terminal may directly associate the air interface connection identifier and/or the access network internal channel identifier with the application to map the application to the air interface connection.
  • the terminal further includes:
  • a data receiving unit configured to receive a downlink data packet from the access network, where the downlink data packet does not have a high layer protocol stack header.
  • each functional module and unit in the device embodiment of the present invention refers to the method embodiment of the present invention.
  • the functional modules and units in the device embodiment of the present invention may be implemented separately or integrated in one or more units.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack header; When the access network transmits data to the core network, it restores the upper layer protocol stack header of the upstream packet.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • the ninth embodiment of the present invention further provides a network device. As shown in FIG. 14, the network device includes: a data receiving unit 141, configured to receive an uplink data packet from the terminal, where the uplink data packet does not have a high layer protocol stack. Baotou
  • the protocol information recovery unit 142 is configured to encapsulate a corresponding high layer protocol stack header for the uplink data packet received by the data receiving unit 141;
  • the forwarding unit 143 is configured to forward the uplink data packet encapsulated by the protocol information recovery unit 142 by the high layer protocol stack header.
  • the protocol information recovery unit 142 is specifically configured to encapsulate an IP header for the uplink data packet by using the maintained IP header information, where the IP header information includes a downlink/destination IP address, and when needed, Fragment processing of received IP packets; and/or
  • the RTP header information is used to encapsulate the RTP header for the uplink data packet, and the information in the RTP header includes a synchronization source identifier and/or a contribution source identifier.
  • each functional module and unit in the device embodiment of the present invention refers to the method embodiment of the present invention.
  • the functional modules and units in the device embodiments of the present invention may be implemented separately or integrated in one or more units.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried. Unnecessary high-level protocol stack header; When the access network transmits data to the core network, the access network uses the maintained context information to recover the upper layer protocol stack header of the upstream packet.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of air interface transmission, saves air interface resources, facilitates enrichment and development of wireless services, and satisfies the needs of users.
  • network devices provided in Embodiments 7 and 9 of the present invention may be implemented in one device, or may be implemented separately.
  • the network device and the terminal may be implemented by newly added devices or functions that implement the foregoing functions. It can also be attached to existing devices or functions to be compatible with the original system and protocol stack structure.
  • the embodiment of the present invention further provides a communication system, where the system includes the network device, configured to acquire a downlink data packet sent to the terminal, where the downlink data packet does not have a high layer protocol stack packet header; Sending to the terminal through an air interface; or receiving an uplink data packet from the terminal, the uplink data packet does not have a high layer protocol stack packet header; and encapsulating a corresponding upper layer protocol stack header for the uplink data packet; forwarding the encapsulated high layer The upstream packet of the protocol stack header.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention utilizes the point-to-point feature transmitted in the wireless network to flatten the existing protocol stack, and the data packet transmitted when the air interface is transmitted between the access network and the terminal does not need to be carried.
  • the access network When the access network transmits data to the core network, the access network recovers the upper layer protocol stack header of the upstream data packet.
  • the technical solution of the embodiment of the invention minimizes the amount of data transmitted by the air interface, significantly improves the efficiency of the air interface transmission, saves the air interface resources, facilitates the enrichment and development of the wireless service, and satisfies the needs of the user. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be implemented by means of software plus the necessary general hardware platform. Based on such understanding, the technical solution of the present invention, which is essential or contributes to the prior art, may be embodied in the form of a software product, which may be stored in a storage medium, such as
  • ROM/RAM read-only memory
  • diskette diskette
  • optical disk etc.
  • a computer device which may be a personal computer, server, or network device, etc.
  • a computer device which may be a personal computer, server, or network device, etc.
  • any person skilled in the art can easily think of changes or substitutions within the technical scope of the present invention. It should be covered by the scope of the present invention. Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined by the scope of the claims.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

一种 传输 ¾¾、 设备和系统 本申请要求于 2009年 11月 9日提交中国专利局、 申请号为 200910180157. 6、发明 名称为 "一种数据传输方法、 设备和系统"的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过 引用结合在本申请中。 技术领域 本发明涉及无线网络技术领域， 尤其涉及一种数据传输方法、 设备和系统。 背景技术 随着对无线业务需求的不断增加， 各式各样的业务纷纷涌现， 如数据业务、 音 /视 频业务、移动博客等，从而对数据传输的效率， 即数据传输的有效性提出了更高的要求。 同时， 移动通信网和互连网的融合趋势也倍受关注。
在未来的无线互联网应用中， 终端作为业务源的可能性大大增加， 对上行传输资 源的需求也进一步增加。 然而， 由于无线频谱资源本身存在着稀缺性， 如果运营商选择 使用更多的频谱资源， 会导致运营成本的增加； 如果通过使用更高阶的调制方式来增加 通信数据的传输量， 这要求更高信噪比， 导致基站和终端需要更高的发射功率， 增加了 能耗， 不利于绿色通信的开展。 目前， 如何提高空口传输的有效性， 已成为制约无线业 务发展规模的关键因素之一。
在无线上承载数据业务时， 数据包的协议栈头占据了相当一部分资源， 而这部分资 源其实并不属于用户应用所需要的有效数据。 参见图 1， 显示了无线网络承载 RTP视频 业务协议栈结构示意图。 例如， 一个 IPv6 语音通信分组， 用户真正需要的分组净荷往 往只占整个分组的 22%， 其他很大一部分都是数据协议包头信息。 必须减少协议数据包 头信息在无线空口的传输， 以提高空口传输的有效性。
现有技术提供了多种头压缩机制来减少协议数据包头信息在无线空口的传输。 例 如， 鲁棒性头标压缩 （Robust Header Compression , R0HC) 机制提供了一种应用于高 误码率和长时延链路的头标压缩机制。 R0HC机制是一种基于流的头标压缩方案。 R0HC机 制在某个流中取一个参考分组，对于其他分组仅仅发送头标域中相对参考分组变化的信 息， 以达到压缩目的， 从而节省分组头标开销， 更加有效地利用带宽。 同时， R0HC机制 还通过控制反馈消息的频率和数量、检测不同步的逻辑以及差错校验等手段，使该 R0HC 机制具有高度的有效性和合理的鲁棒性。
在实现本发明的过程中， 发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有的头压缩机制针对1? /110? (/1^>) / 1^？， 主要基于层次划分的思想， 对不同的 层次的协议头信息进行压缩， 这种压缩机制未考虑层次之间， 特别是其它层与应用层之 间数据的冗余性， 压缩效果十分有限； 并且， 这种压缩机制是针对有线网络设计的， 没 有考虑到无线网络的特性， 在无线网络中使用这种压缩机制以提高空口传输效率时， 无 法达到所期望的效果， 不能满足用户的需要。 发明内容 为解决现有技术中存在的问题， 本发明的实施例提供了一种数据传输的方法、 设备 和系统， 能够大大降低空口传输的数据量， 显著提高空口传输的效率， 节省空口资源。
为达到上述目的， 本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供了一种数据传输方法， 包括：
获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协议栈包头； 将所述下行数据包通过空口发送至所述终端。
本发明实施例提供的又一种数据传输方法， 包括：
生成向接入网发送的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 将所述上行数据包通过空口发送至接入网。
本发明实施例提供的又一种数据传输方法， 包括：
接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头；
为所述上行数据包封装相应的高层协议栈包头；
转发所述封装有高层协议栈包头的上行数据包。
本发明实施例提供的一种网络设备， 包括： 下行数据包获取单元， 用于获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有 高层协议栈包头；
发送单元，用于将所述下行数据包获取单元获取到的下行数据包通过空口发送至所 述终端。
本发明实施例提供的一种终端， 包括：
上行数据包生成模块， 用于生成向接入网发送的上行数据包， 所述上行数据包不具 有高层协议栈包头；
数据发送单元，用于将由所述上行数据包生成模块生成的上行数据包通过空口发送 至接入网。
本发明实施例提供的又一种网络设备， 包括：
数据接收单元， 用于接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议 栈包头；
协议信息恢复单元，用于为所述数据接收单元接收到的上行数据包封装相应的高层 协议栈包头；
转发单元， 用于转发由所述协议信息恢复单元封装了高层协议栈包头的上行数据 包。
本发明实施例还提供了一种通信系统， 所述系统包括位于接入网的网络设备， 所述网络设备， 用于获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协 议栈包头； 将所述下行数据包通过空口发送至所述终端； 或者， 接收来自终端的上行数 据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 为所述上行数据包封装相应的高层协议 栈包头； 转发所述封装有高层协议栈包头的上行数据包。
本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协 议栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必 要的高层协议栈包头； 而当接入网向核心网传送数据时， 接入网能够恢复上行数据包的 高层协议栈包头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显 著提高了空口传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足了 用户的需要。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现有 技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还 可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1为现有技术中无线网络承载 RTP视频业务协议栈结构示意图；
图 2为本发明实施例提供的超扁平化协议栈的架构示意图；
图 3为本发明实施例一提供的数据传输方法流程示意图；
图 4为本发明实施例二提供的数据传输方法流程示意图；
图 5为本发明实施例三提供的数据传输方法流程示意图；
图 6为本发明实施例提供的 UE入网协商过程流程图；
图 7为本发明实施例提供的分类器示意图；
图 8A为本发明实施例提供的应用辅助层示意图；
图 8B为本发明实施例提供的应用辅助包头示意图；
图 8C为本发明实施例提供的 MAC包头示意图；
图 9A为本发明实施例提供的一种 APP-MAC CS的示意图；
图 9B为本发明实施例提供的又一种 APP-MAC CS的示意图；
图 10为本发明实施例提供的 TCP包头的上下文维护和重传机制流程示意图。 图 11为本发明实施例提供的 RTP包头的恢复和上下文维护示意图；
图 12为本发明实施例提供的一种网络设备结构示意图；
图 13为本发明实施例提供的终端的结构示意图；
图 14为本发明实施例提供的另一种网络设备结构示意图。 具体实肺式 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整 地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
由于无线网络向扁平化的发展趋势日益明显， 如长期演进网络 （LTE/LTE+) 中将相 关功能实体下移到演进的基站 （e-NodeB) ， 功能实体之间联系的增强， 使 e-NodeB功 能实体 /层次界限的模糊化， 从而使得无线网络超扁平化协议栈， 即根据无线网络特性， 移除所有不需要的协议层次结构， 成为可能。
本发明实施例的技术构思主要在于利用无线网络中传输的点到点特性和网络侧为 终端维护的上下文信息， 对现有协议栈进行扁平化处理。 由于终端和接入节点之间具有 单跳特性， 不需要额外的路由机制， 因此在空口传输时移除不必要的协议头信息单元， 使得空口传输时的数据包大大减小； 而由于无线网络侧实体维护着终端的上下文信息， 例如， QoS信息 /分类器信息中有很多协议栈相关信息， 如 IP五元组等， 在无线网络侧 恢复出相应的协议栈信息。 本发明实施例的技术方案可以大大提高空口的传输效率， 节 省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展。
本发明实施例在无线网络侧和相应的终端侧实现了超扁平化的协议栈架构示意图， 参见图 2， 即在空口传输时， 在物理层 （PHY) 和媒体访问控制层 （MAC) 之上， 直接承 载应用层 （Appl ication ) 数据， 以节省空口资源。
在本发明实施例提供的通信系统中， 对于下行传输， 接入网 （Access Network ) 在 接收到来自核心网 （Core Network) 的下行数据包后， 根据需要， 更新接入网所维护的 上下文信息， 移除数据包的互联网协议 /用户数据报协议（传输控制协议） /实时传送协 议 IP/UDP (TCP) /RTP等协议头，将该下行数据包的应用映射到相应的空口连接或空口信 道上， 并维护相应的上下文信息。 然后， 接入网对该下行数据包直接或增加必要的信息 后， 承载在接入网内部隧道和接入网空口连接或空口信道上传输给用户设备 （UE) 。 UE 接收到该下行数据包后， 移除 PHY和 MAC头后， 将该数据包传送到相应的应用。
对于上行传输， UE将生成的上行数据包的应用映射到相应的空口连接上，该上行数 据包为支持超扁平化协议栈的数据包。然后， UE直接将该上行数据包承载在接入网空口 和接入网内部通道 （当存在该通道时） 上传输至接入网， 或 UE增加必要的信息后， 将 该上行数据包承载在接入网空口和接入网内部通道（当存在该通道时）上传输至接入网。 接入网获得该上行数据包后， 根据 UE对应应用的上下文信息恢复出或是重新生成相应 的协议栈数据包头信息， 将相应的信息封装为 IP/UDP (TCP) /RTP数据包， 承载在有线链 路上， 发送到核心网。
其中， 在上述的空口传输中， 由于 UE和基站 （BS) 之间是点对点的空口连接， BS 和网关 （GateWay, GW)之间是点对点的隧道， 可以不需要 IP提供路由信息； 接入网维 护的分类器信息中有相关的 UDP/TCP信息， 可以不需要 UDP/TCP提供相关数据包的端口 信息等； 且对于 RTP， 由于终端作为业务源时， 无线调度具有有序性， 因此相关的序列 号 （SN) 和时间戳 （timestamp ) 等信息具有可预测性。 因此， 本发明实施例能够在空 口传输中移除 IP/UDP (TCP) /RTP协议包头， 实现超扁平化的协议栈结构。 本发明实施例一提供的数据传输方法， 如图 3所示， 包括如下步骤：
步骤 31 : 获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协议栈包头； 步骤 32: 将所述下行数据包通过空口发送至所述终端。
在本发明实施例中， 步骤 31至步骤 32可以由接入网中的相关网元和功能实体， 如 e-NodeB, GateWay和应用代理 /应用功能等实现。 本发明实施例要求在下行方向的数据 传输中接入网和终端都支持超扁平化协议栈。
在步骤 31 中， 接入网可以接收核心网发送的具有高层协议栈包头的下行数据包， 移除该下行数据包的高层协议栈包头后发送给终端； 和 /或， 对于接入同一个接入网的 两个终端，当支持本地传输时，一个终端向接入网发送不具有高层协议栈包头的数据包， 接入网接收到该数据包后， 将该数据包作为上述的下行数据包发送至另一个终端。
上述的高层协议栈包头包括下述的至少一种或其组合： IP包头、 UDP包头、 TCP包 头和 RTP包头。 当接入网移除高层协议栈包头时， 根据需要可以全部移除 IP/UDP/RTP 包头，或者全部移除 IP/ TCP/RTP包头，也可以只移除 IP包头，或只移除 IP包头和 UDP 包头或者只移除 IP包头和 TCP包头等。 在本发明实施例中， 当接入网移除高层协议栈包头时， 还可以根据数据包类型和 相关策略维护所述高层协议栈包头相关的上下文信息。所维护的上下文信息主要用于对 支持超扁平化协议的上行数据包的高层协议栈包头的恢复。 对于不同的包头， 相应的上 下文信息也不同。
本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空口传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足 了用户的需要。 本发明实施例二提供的数据传输方法， 如图 4所示， 包括如下步骤：
步骤 41 :生成向接入网发送的上行数据包，所述上行数据包不具有高层协议栈包头; 步骤 42 : 将所述上行数据包通过空口发送至接入网。
本发明实施例二的步骤 41和步骤 42可以由终端， 如 UE， 实现。本发明实施例要求 在上行方向的数据传输中接入网和终端都支持超扁平化协议栈。
上述的高层协议栈包头包括下述的至少一种或其组合： IP包头、 UDP包头、 TCP包 头和 RTP包头。 终端在生成数据包时， 根据需要可以不生成全部的 IP/UDP/RTP包头， 或者全部的 IP/ TCP/RTP包头， 也可以只生成 IP包头， 或只生成 IP包头和 UDP包头或 者只生成 IP包头和 TCP包头等。
具体地， 终端可以通过下述的至少一种方式或其组合生成向接入网发送的所述上行 数据包：
将应用数据包直接封装为媒体接入控制 MAC数据包，以生成所述上行数据包；或者， 将应用数据包先封装为 RTP数据包，再封装为 MAC数据包，以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先封装为 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数 据包， "/"表示或者， 即将应用数据包先封装为 UDP数据包， 再封装为 MAC数据包， 或 将应用数据包先封装为 TCP数据包， 再封装为 MAC数据包； 或者， 将应用数据包先封装为 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生 成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 UDP/TCP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包。
本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空口传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足 了用户的需要。 本发明实施例三提供的数据传输方法， 如图 5所示， 包括如下步骤：
步骤 51 : 接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 步骤 52: 为所述上行数据包封装相应的高层协议栈包头；
步骤 53: 转发所述封装有高层协议栈包头的上行数据包。
在本发明实施例中， 步骤 51至步骤 53可以由接入网中的相关网元和功能实体， 如 e-NodeB, GateWay和应用代理 /应用功能等实现。 本发明实施例要求在下行方向的数据 传输中接入网和终端都支持超扁平化协议栈。
接入网利用所维护的各高层协议栈包头的上下文信息， 如在下行数据包传输时已记 录的高层协议栈包头的上下文信息， 以及网络中的维护的相关应用的上下文信息恢复高 层协议栈包头； 或者， 对于特定应用， 当接入网无法独立恢复出相应高层协议栈包头信 息时， 终端在发送第一个相关协议栈的数据包时， 如 TCP数据包， 终端发送携带完整高 层协议栈包头的数据包， 以便接入网获知该高层协议栈包头的信息， 并将该信息用以后 续相关上行数据包的包头的恢复。 本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时移除了数据包不必要的高层协议 栈包头； 接入网向核心网传送数据时， 恢复出上行数据包的高层协议栈包头。 本发明实 施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空口传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足了用户的需要。
可以理解， 根据需要， 可以仅在上行方向上实现本发明实施例提供的超扁平化协议 栈结构， 或者， 仅在下行方向上实现本发明实施例提供的超扁平化协议栈结构； 或者， 在上下行方向上同时实现本发明实施例提供的超扁平化协议栈结构。
下面对本发明实施例四提供的数据传输方法进行详细说明。
为了保证超扁平化协议栈架构下数据的正常传输， 首先无线接入网和 UE需要获知 彼此对超扁平化协议栈的支持能力，所述超扁平化协议栈能力为接入网或终端对可不具 备的高层协议栈包头和 /或实现所述高层协议栈包头缺失的方式的支持能力。。
在本发明实施例中， UE在入网过程中， 需要与无线侧协商其所支持的超扁平化协议 栈或者该超扁平化协议栈所对应的档次 （Profile), 以将 UE所支持超扁平化协议栈能 力告知无线接入网。 不同的 Profile对应了不同的超扁平协议栈的定义。 Profile指示 了数据包能够不具备的高层协议栈包头以及应用该 Profile时所需的其它信息。参见下 表 1， 给出了一种 Profile集的示例。 表 1
档次索引 档次内容
(Profile Index) (Profile Content)
1 移除 IP/UDP/RTP 层
2 移除 IP/ TCP/RTP 层
3 移除 IP/UDP/RTP, 并增加应用辅助层
4 移除 IP层
5 移除 IP/UDP (/ TCP) 层 接入网通过系统广播消息将其对超扁平化协议栈的支持能力告知 UE。例如， e-NodeB 在其周期性系统广播消息中， 向 UE 广播其所支持的超扁平化协议栈能力， 可选的， e-NodeB可以通过在系统消息中携带所支持的超扁平协议栈的 Profile, 向 UE广播其所 支持的超扁平化协议栈能力。 UE通过该系统广播消息可以获知无线接入网对的支持。
参见图 6， 对 UE 和无线接入网之间的入网协商过程进行详细描述， 其中以
IP/UDP/RTP的高层协议栈结构为例进行说明， 但不局限与这种协议栈结构。
步骤 Π : e-NodeB向 UE发送系统广播消息， 告知 UE接入网所支持的超扁平化协议 栈能力。
步骤 T2: 入网过程中， UE在能力协商过程中， 通过能力协商消息， 将 UE的超扁平 化协议栈能力告知接入网。 接入网根据 UE的能力、 用户的签约信息和自身的能力， 决 定允许 UE使用的 Profile集， 该 Profile集可以包括一个或多个 Profile。
通过上述步骤 Π和 T2， UE和接入网可以获知彼此的超扁平化协议栈能力， 在此基 础上， 在 UE和接入网之间实现数据的传输。
步骤 T3: UE 完成基本的入网过程后， 建立相应的业务流或者承载绑定 （Bearer Binding)， 并获取相应的 IP地址。
步骤 T4: 接入网， 如网关， 建立 UE的相关上下文信息， 特别是 IP协议相关信息， 如 UE 的 IP地址、 版本号等信息。
步骤 T5: UE需要使用特定的应用时， 通过应用层信令， 完成与核心网 （或者其他 UE) 的应用协商建立过程。
步骤 T6:在上述应用建立的过程中，如果接入网还没有该应用相关的协议栈信息上 下文或是原来的协议栈上下文信息发生了改变， 则接入网将相关的协议栈信息， 如 UDP/TCP信息、 RTP信息和应用信息增加或更新到 UE上下文中去， 如 UDP端口号， TCP 端口号和序列号， RTP的时间戳和序列号等。
步骤 T7: 接入网为 UE建立上述应用的相关承载， 并将该应用绑定到某个新建的或 是已经存在的承载上。
步骤 T8: 执行数据传输， 主要包括如下处理：
接入网接收到来自核心网的数据时， 移除相应的高层协议栈包头， 例如 IP/UDP (TCP) /RTP头， 在接入网内部和空口上直接承载应用层数据， 通过空口将该数据 发送至 UE; UE 向接入网发送数据时， 直接在空口上发送应用层数据， 应用层数据在接 入网内部直接传输， 由接入网根据 UE的上下文信息和应用数据包信息 （可以是应用数 据包头信息， 也可以是应用数据信息）恢复相应的 IP/UDP (TCP) /RTP头， 并传输到相应 的核心网。 本发明实施例五提供的数据传输方法， 采用了超扁平化的协议栈结构， 将应用的数 据包直接承载在空口连接（如 MAC连接）上，而一个 MAC连接可以承载一个或多个应用。 为保证数据的正常传输， 本发明实施例三提供了一种对应用数据进行分类汇聚的方法， 以将应用承载在相应的 MAC连接上。
可以在终端和接入网支持的协议栈结构中设置应用-空口汇聚子层， 如设置应用-媒 体接入控制汇聚子层 （APP-MAC Convergence Sublayer, APP-MAC CS ) 接入网利用新设 置的应用-空口汇聚子层对相关的应用数据进行分类汇聚， 或者， 也可由由接入网中的 其它设备来实现该功能。
APP-MAC CS定义了一系列的分类器 （Class ifier ), 该分类器解析下行数据包中的 应用数据包，获知相应的应用信息（对于上行数据包，终端可直接获知相应的应用信息）， 利用预定规则确定所述应用的分类， 建立承载时， 根据所述应用的分类， 将所述应用映 射到空口连接上。 在本发明实施例中， 以该空口连接为媒体接入控制 ( MAC ) 连接为例 进行描述， 但不局限于此， 根据具体的网络结构和应用场景该空口连接也可以是其它合 适的无线连接。 相同描述同样适用于下文的相关内容。
该预定规则可以是根据应用的不同类型将各应用映射到不同的 MAC连接上， 或者是 根据应用的大小、 运行时间将各应用映射到不同的 MAC连接； 或是同时结合多种因素将 各应用映射到不同的 MAC连接。 例如， 该预定规则可以为 IP五元组， 或者， 也可以直 接利用深度报文检测技术来实现分类汇聚功能。
例如， 参见图 7， 分类器根据应用的类型， 如视频 （Video)、 音频 （Audio)、 流媒 体、 超文本传输 （HTTP ) 业务、 文件传输 （FTP ) 业务等， 以及应用的特性如该应用所 要求的服务质量 （QoS ) 需求以及应用标识等对应用进行分类， 并将应用承载到相应的 MAC连接上。 根据 MAC连接上承载的应用的数量， 分为两种情况对将应用映射到 MAC连 接的方法进行说明。
第一种情况： MAC连接与应用一对一映射
这种情况下， MAC连接上仅承载了一个应用， 根据应用的分类， 直接将 MAC连接相 应的空口连接标识符与应用关联， 或者将空口连接标识符和接入网内部通道标识符（当 存在该内部通道时） 都与应用进行关联。
在下行方向上， 接入网根据应用的分类， 将空口连接标识符和 /或接入网内部通道 标识符与应用关联， 以在对应的接入网内部通道和 /或 MAC连接上传输该应用数据包； 在上行方向上， UE根据应用的分类， 将空口连接标识符和 /或接入网内部通道标识符与 应用关联， 以在对应的 MAC连接和 /或接入网内部通道传输该应用数据包。
第二种情况： MAC连接与应用一对多映射
这种情况下， MAC连接上承载了多个应用， 为了标识该 MAC连接上的多个应用， 可 至少通过下述三种方式实现：
第一种方式、
UE或接入网在空口连接标识符中设置连接指示标识和应用标识，例如，将空口连接 标识符中的若干 bit划分为连接指示标识和剩余 bit划分为应用标识， 其中， 连接指示 标识， 用于指示特定的空口承载 MAC连接； 应用标识， 用于映射该 MAC连接上承载的特 定应用。
第二种方式、
参见图 8A， 在应用层和 MAC层之间增加一个应用辅助层 （Appl icat ion Assi stant
Layer ) , 用于辅助实现超扁平协议栈， 即在 MAC包头和应用数据及包头 （Appl icat ion Data & Header ) 之间增加应用辅助包头 （Appl ication Ass i stant Header ) , 如图 8B 所示。 该应用辅助包头用以指示应用和 MAC连接的对应关系以及相应的上下文信息。
第三种方式、
参见图 8C， 通过扩展无线接入控制包头， 如 MAC包头、 RLC包头， 以辅助实现超扁 平协议栈， 例如， 在 MAC包头或 RLC包头中利用若干比特设置扩展标识， 该扩展标识用 以指示应用和 MAC连接的对应关系以及相应的上下文信息。 第四种方式、
由接入网对所述下行数据包进行深度报文检测，确定所述下行数据包的应用所对应 的 MAC连接。
在接入网中设置应用代理 （Appl ication Proxy ) /应用功能 （Appl ication Function), 利用应用代理 /应用功能对应用数据包进行深度包检测， 通过对应用数据包 的分析， 检测应用数据包的具体数据内容， 结合接入网维护的 UE的应用的上下文信息， 确定该应用的 MAC连接。
参见图 9A和 9B，本发明实施例给出了 APP-MAP CS在协议栈结构中的两种可能位置， 图 9 A和 9B以采用上述第二种方式时对 APP-MAP CS在协议栈中的结构为例进行说明。 可以理解， 当不采用第二种方式时， 可以移除图 9A和 9B中的应用辅助层。
在图 9A中， APP-MAC CS位于应用辅助层之上， 即对应用数据包， 协议栈先对应用 数据进行分类， 映射到特定的 MAC连接上， 然后提取该应用相关的 RTP/UDP (/TCP) /IP 层次的空口传输时所需的上下文信息。
在图 9B 中， APP-MAC CS 位于应用辅助层之下， 即先提取该应用相关 RTP/UDP (/TCP) /IP 层次的空口传输时所需的上下文信息， 然后对该应用数据包进行分 类， 映射到特定的 MAC连接上。 在本发明实施例六中， 主要以对 IP/UDP (TCP) /RTP包头的移除和恢复为例说明本发 明实施例提供的数据传输方法。
在下行方向上， 对于一些协议栈包头， 接入网移除数据包中相应的包头并维护该包 头相应的上下文信息， 如利用应用代理 /应用功能维护包括 IP包头中的信息、 UDP包头 中的信息、 TCP包头中的信息、 RTP包头中的信息在内的上下文信息； 在上行方向上， 接入网根据维护的上下文信息， 恢复数据包的包头， 或者接入网直接生成并恢复相应的 包头。 对于一些特定的应用， 接入网也可以根据在 UE入网过程中， 或 UE在上行方向发 送的第一个数据包的包头（携带完整协议栈信息的包头），获得 IPAJDP (TCP)的相关上下 文信息， 用以高层协议栈包头的恢复。
下面分别对各个包头的处理方法进行描述。 参见表 2， 为 IP包头的结构示意图。 其中， 版本指示用于传输数据的 IP版本， 大 小为 4比特位； 头部长度用于规定报头长度； 服务类型用于设置数据传输的优先权或者 优先级， 大小为 8比特位； 总长度用于指出数据报的总长， 数据报总长 =报头长度 +数据 长度， 大小为 16比特位； 标识用于标识所有的分段， 大小为 16比特位； 分段标志用于 确定一个数据报是否可以分段， 同时也指出当前分段后面是否还有更多分段， 大小为 3 比特位； 分段偏移量用于查找分段在整个数据报中的位置， 大小为 13 比特位； 生存时 间用于设置数据报可以经过的最多路由器数， 长度为 8比特位； 协议指示用于创建数据 字段中的数据的上层协议， 大小为 8比特位； 校验和用于检查所传输数据的完整性， 大 小为 16比特位； 源地址指示源 IP地址， 字段长度为 32比特位； 目标地址指示目标 IP 地址， 字段长度为 32 比特位； 选项并不是一个必须的字段， 该字段长度具体取决于所 选择的 IP选项。
表 2
Figure imgf000016_0001
在下行方向上移除 IP包头时， 记录并维护所述 IP包头中的信息， 如记录源 /目的 IP地址， 对于存在的分片的 IP包 （移除了 IPID信息）， 需要进行组装处理。 在上行方 向上， 恢复 IP包头时， 根据维护的上下文， 恢复源 /目的 IP地址,并根据需要对 IP包 进行合理的分片处理， 例如， 当接入网同时收到多个容量较大的 IP包时， 将该 IP包进 行分片处理后再转发。
其中， 对于表 2中除上述源 /目的 IP地址以外的信息， 接入网可根据接收到的上行 数据包的具体信息， 获知相应的信息， 如版本、 头部长度、 服务类型、 总长度、 标识、 分片标志、 分片偏移量、 生存时间、 协议、 校验和、 选项和填充等。
参见表 3， 为 UDP包头的结构示意图。 表 3
Figure imgf000017_0001
在下行方向上移除 UDP包头时， 记录并维护所述 UDP包头中的信息， 如记录源 /目 的端口号。 在上行方向上， 恢复 UDP包头时， 根据所记录源 /目的端口号， 恢复源 /目的 IP地址， 并根据接收到的上行数据包的具体信息， 获知表 3中相应的信息， 例如， 数据 报长度和校验值。
对于某个应用， 其上下行的源端口号和目标端口号的相反的。 因此， 可利用位于接 入网的应用代理 /应用功能记录下行数据包的源端口号和目标端口号作为该应用的上下 文， 当收到上行的应用数据包时， 可以根据应用数据包的大小计算出 Length, 然后通过 上行目标端口号=下行源端口号， 上行源端口号 =下行目标端口号， 恢复出相应的 UDP协 议头信息。
参见表 4， 为 TCP包头的结构示意图。
表 4
Figure imgf000017_0002
其中， URG代表紧急位， ACK代表确认位， PSH代表急迫位， RST代表重置位， SYN 代表同步位， FIN代表终止位。 在下行方向上移除 TCP包头时， 记录下行方向上的所述 TCP包头中的信息，该信息 包括相应的源 /目的端口号记录和维护， 对应的上下行序列号和确定号的维护， 重传上 下文信息等。在上行方向上，恢复 TCP包头时，根据所记录 TCP包头中的信息，恢复 TCP 包头。
其中， 在恢复 TCP包头时， 需要网络侧进行必要的辅助， 如需要网络侧辅助以恢复 源 /目标端口号和序列号。 而对于表 4中除源 /目标端口号之外的信息， 例如， 序列号、 确认号、 首部长度、 保留位、 紧急位、 确认位、 急迫位、 重置位、 同步位、 终止位、 窗 口大小、 校验和、 紧急指针、 选项和填充等的具体内容， 接入网可以根据接收到的上行 数据包的具体信息获知。
参见图 10， 为 TCP包头的上下文维护和重传机制流程示意图， 具体包括如下步骤： 步骤 1 : 上行方向， 在应用的建立过程中， 接入网在接收或生成相应的 TCP包头后， 维护 TCP包头的上下文信息， 例如， 接入网利用其应用代理 /应用功能建立起 TCP协议 头的上下文信息。
接入网根据所维护的上下文信息对数据包进行封装， 恢复 TCP包头， 可包括如下方 式：
方式一： 由应用代理 /应用功能生成 TCP的相关上下文， 实现 TCP的封装。
这种方式下， 由应用代理 /应用功能生成 TCP包头中的源 /目标端口号、 序列号初始 值、 首部长度、 URG、 ACK、 PSH、 RST、 SYN、 FIN, 窗口大小等。
方式二： 由 UE生成 TCP的相关上下文， 实现 TCP的封装。
对于第一个上行 TCP数据包， UE发送完整的 TCP包头，接入网记录该 TCP包头中的 信息， 并将该信息用于后续 TCP包头的恢复；
或者， 设置应用辅助层， UE 向接入网发送移除了 TCP包头的 TCP数据包， 该 TCP 数据包具有应用辅助包头，在应用辅助包头中携带源端口号，序列号初始值、首部长度、 URG、 ACK、 PSH、 RST、 SY 、 FIN、 窗口大小等。
步骤 2 : 下行方向上， 当接入网接收到来自核心网的 TCP数据包后， 记录并更新当 前的源端口号， 序列号、 确认号、 首部长度、 URG、 ACK、 PSH、 RST、 SYN、 FIN, 窗口大 小等， 移除相应的 TCP协议头。
下面对于上行方向， 对 TCP包头中确认号和序列号的恢复方法进行具体说明。 步骤 3: 接入网将对应的应用数据直接承载到接入网内部通道和空口上， 在空口上 进行传输。 如果应用代理 /应用功能没有实现 TCP重传和 MAC ARQ重传结合， 那么应用 代理 /应用功能记录当前应用对应的序列号（SN)， 执行步骤 4; 如果应用代理 /应用功能 实现了 TCP重传和 MAC ARQ重传结合，那么由应用代理 /应用功能代替 UE发起对用户 TCP 数据包的重传过程。
步骤 4: 接入网根据空口上 ARQ生存周期 （l ifetime ) 到期的相关数据包所反馈的 ACK/NACK信息，确定当前应用数据包的发送状态是成功还是失败。步骤 4可由接入网的 e-NodeB实现， 也可以由 GW实现。
步骤 5: UE直接在空口承载上封装应用数据， 发送到接入网。
步骤 6: 接入网根据相应的 ARQ信息（CRC)校验相关的应用数据包是否正确， 根据 相关的 ARQ SN判断该应用层数据包在应用层数据包中所处的位置， 结合接入网维护的 应用上下文， 确定当前的 TCP序列号。
对应用代理 /应用功能实现 TCP重传和 MAC ARQ重传结合的情况， 将当前正确接收 到的下行数据包的 TCP序列号作为确认号； 否则， 根据步骤 4中记录的应用数据包传输 信息， 将确认号设置为正确传输的最后一个成功传输的数据包的 TCP序列号 + TCP数据 包负荷长度 /TCP数据块长度 + 1， 其中， 该式中的 TCP序列号、 TCP数据包长度和 TCP 数据块长度为最后一个正确传输的下行数据包的 TCP序列号、 TCP数据包负荷长度和 TCP 数据块长度， 即该确认号为 TCP序列号加上 TCP数据包负荷长度与 TCP数据块长度的商 的和再加 1。然后根据 UE的 TCP上下文信息， 确定首部长度、 URG、 ACK、 PSH、 RST、 SYN、 FIN, 窗口大小等， 从而恢复出 TCP包头。
步骤 7: 接入网将恢复了 TCP包头的 TCP数据包发送到核心网。 参见表 5， 显示了 RTP包头的结构示意图。 其中， P代表了填充位 （Padding), X代表了扩展位 （Extension), CC代表了贡献信元的个数（CSRC count )。 M代表了标志 位 （Marker )。 同步源标识和贡献源标识可以同时存在， 也可以只存在同步源标识或者 贡献源标识。 表 5
Figure imgf000020_0001
在下行方向上移除 RTP包头时， 记录并维护下行方向上所述 RTP包头中的信息，该 信息包括相应的同步源标识和 /或贡献源标识。 在上行方向上， 恢复 RTP包头时， 根据 所记录 RTP包头中的信息， 恢复 RTP包头。
在恢复 RTP包头时， 需要网络侧进行必要的辅助， 如需要网络侧辅助以恢复时间戳 和序列号。 参见图 11， 为 RTP包头的恢复和上下文维护示意图， 具体包括如下步骤： 步骤 1 : 上行方向， 在应用的建立过程中， 接入网在接收或生成相应的 RTP包头后， 维护 RTP包头的上下文信息， 例如， 接入网利用其应用代理 /应用功能建立起 RTP协议 头的上下文信息， 记录并维护 RTP包头中的同步源标识和 /或贡献源标识。
接入网根据所维护的上下文信息对数据包进行封装， 恢复 RTP包头， 可包括如下方 式：
方式一： 由应用代理 /应用功能生成 RTP的相关上下文， 实现 RTP的封装。
这种方式下， 由应用代理 /应用功能生成 RTP包头中的时间戳和序列号等。
方式二： 由 UE生成 RTP的相关上下文， 实现 RTP的封装。
对于第一个上行 RTP数据包， UE发送完整的 RTP包头，接入网记录该 RTP包头中的 信息， 并将该信息用于后续 RTP包头的恢复；
或者， 设置应用辅助层， UE 向接入网发送移除了 RTP包头的 RTP数据包， 该 RTP 数据包具有应用辅助包头， 在应用辅助包头中携带了相应的序列号和时间戳等。
步骤 2 : 下行方向上， 当接入网接收到来自核心网的 RTP数据包后， 记录并更新当 前的序列号和时间戳。
步骤 3 : 接入网移除 RTP协议头， 解析 RTP type类型， 对于解码需要 RTP信息的数 据包， 可以使用应用辅助包头附带的序列号和时间戳等信息。
步骤 4: 接入网将应用数据包（可选的应用辅助包头附带 SN和 t imestamp信息）直 接承载在接入网内部通道和空口， 发送到相应的 UE。
接入网在上行方向上利用已维护的 RTP包头的上下文信息， 恢复 RTP包头的处理包 括如下步骤：
第一种情况： UE的上行带宽不是由接入网固定分配， 即当 UE有上行数据需要发送 时， 需要向接入网申请发送数据的带宽。
步骤 5 : UE生成 RTP数据包时， 发送带宽请求。
步骤 6 :如果 UE的 RTP数据包的生成周期与带宽请求时间无差值，即 UE—生成 RTP 数据包就通过步骤 5发送带宽请求， 则接入网根据上述带宽请求的时间， 确定相关 RTP 数据包的时间戳； 如果 UE的 RTP数据包的生成周期与带宽请求时间有一定的差值， 即 UE在 RTP数据包生成后在一定的时间后通过步骤 5发送带宽请求，则在业务建立时协商 该差值， 接入网根据带宽请求的时间和该差值确定 RTP的时间戳。
步骤 7 : UE使用带宽请求申请到的带宽直接在空口承载上发送应用数据到接入网。 步骤 8 : 接入网根据步骤 6中确定的时间戳， 以及根据应用数据包对应的大小和个 数确定序列号， 封装相应的 RTP数据包；
第二种情况： UE的上行带宽由接入网固定分配， 即接入网按照一定的周期为 UE分 配上行带宽供其发送上行数据。
这种情况下， UE使用周期性分配到的带宽直接在空口承载上发送应用数据到接入网 (图中未示出）。
如果带宽分配的周期与 RTP生成周期具有一定的差值，则在业务建立时协商该差值， 接入网根据带宽分配周期和该差值确定时间戳； 如果带宽分配的周期与 RTP生成周期没 有差值， 则接入网根据带宽分配周期确定时间戳。 同时， 接入网根据应用数据包对应的 大小和个数确定序列号， 封装相应的 RTP数据包。
步骤 9 : 接入网将相应的 RTP数据包发送端到核心网。 本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头； 而当接入网向核心网传送数据时， 恢复上行数据包的高层协议栈包 头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空口 传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足了用户的需要。 本发明实施例七提供了一种网络设备， 如图 12所示， 所述网络设备包括： 下行数据包获取单元 121， 用于获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不 具有高层协议栈包头；
发送单元 122， 用于将所述下行数据包获取单元 121获取到的下行数据包通过空口 发送至所述终端。
进一步的， 所述下行数据包获取单元 121包括第一获取模块和 /或第二获取模块， 所述第一获取模块， 用于接收向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包具有高层 协议栈包头； 移除所述下行数据包中的高层协议栈包头， 得到所述向终端发送的下行数 据包； 所述第二获取模块， 用于接收来自另一终端的上行数据包， 所述上行数据包不具 有高层协议栈包头； 将所述上行数据包作为向所述终端发送的下行数据包。
其中，在移除高层协议栈包头时，可以根据需要可以维护该包头的相关上下文信息， 所述第一获取模块还包括协议信息移除单元， 具体用于移除 IP包头， 记录并维护所述 IP包头中的信息， 所述 IP包头中的信息包括下行源 /目的 IP地址， 并且， 对存在的分 片的 IP包进行组装处理，； 和 /或
移除 UDP包头， 记录并维护所述 UDP包头中的信息， 所述 UDP包头中的信息包括下 行源 /目标端口号； 和 /或
移除 TCP包头， 记录并维护所述 TCP包头中的信息， 所述 TCP包头中的信息包括下 行序列号和下行源 /目标端口号； 和 /或
移除 RTP包头， 记录并维护所述 RTP包头中的信息， 所述 RTP包头中的信息包括同 步源标识和 /或贡献源标识；
其中， 所述高层协议栈包头包括下述的至少一种包头或其组合： 因特网协议 IP包头、 用户数据报协议 UDP包头、 实时传输协议 RTP包头或传输控 制协议 TCP包头。
进一步的， 所述网络设备还包括：
应用分类模块， 用于解析所述下行数据包， 获知相应的应用信息， 利用预定规则确 定所述应用的分类；
承载映射模块， 用于建立承载时， 根据所述应用分类模块确定的应用的分类， 将 所述应用映射到空口连接上。
其中， 所述承载映射模块， 具体用于在空口连接标识符中设置连接指示标识和应 用标识， 该连接指示标识用以指示空口连接， 该应用标识用以指示所述空口连接所对应 的应用； 或者， 在下行数据包中设置应用辅助包头， 该应用辅助包头指示应用和空口连 接的对应关系； 或者， 在下行数据包的无线接入控制包头中设置扩展标识， 该扩展标识 指示应用和空口连接的对应关系； 或者， 对所述下行数据包进行深度报文检测， 确定所 述下行数据包的应用所对应的空口连接；
其中， 所述空口连接承载至少两个应用， 该空口连接可以为 MAC连接。
当空口连接仅承载一个应用时， 上述网络设备的承载映射模块可以直接将空口连接 标识符和 /或接入网内部通道标识符与应用直接进行关联， 以将所述应用映射到空口连 接上。
本发明装置实施例中各功能模块和单元的具体工作方式参见本发明方法实施例。本 发明装置实施例中各功能模块和单元可以单独实现， 也可以集成在一个或多个单元中实 现。 上述的网络设备可以由 e-NodeB、 GW实现， 也可以由接入网的应用代理 /应用功能， 或由其组合实现。
本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头； 而当接入网向核心网传送数据时， 恢复上行数据包的高层协议栈包 头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空口 传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足了用户的需要。 本发明实施例八提供了一种终端， 如图 13所示， 所述终端包括： 上行数据包生成单元 131， 用于生成向接入网发送的上行数据包， 所述上行数据包 不具有高层协议栈包头；
数据发送单元 132， 用于将由所述上行数据包生成单元 131生成的高层协议栈包头 的上行数据包通过空口发送至接入网。
具体地， 所述上行数据包生成单元 131包括封装模块， 用于通过下述的至少一种方 式或其组合生成向接入网发送的所述上行数据包：
将应用数据包直接封装为媒体接入控制 MAC数据包，以生成所述上行数据包；或者， 将应用数据包先封装为 RTP数据包，再封装为 MAC数据包，以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先封装为 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数 据包； 或者，
将应用数据包先封装为 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生 成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 UDP/TCP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包。
进一步的， 所述终端还包括：
第一承载单元， 用于利用预定规则确定所述上行数据包对应的应用的分类； 建立承载时， 根据所述应用分类模块确定的应用的分类， 将所述应用映射到媒体接入控 制空口连接上； 或者， 所述终端还可包括第二承载单元， 用于与接入网进行协商以确定 应用和空口连接的映射关系， 使所述应用直接将所述上行数据包承载在相应的空口连接 上。 这时， 只要某应用产生的数据包都放在某空口连接上， 则该应用和空口连接的映射 关系是由接入网和终端协商确定的。 当空口连接仅承载一个应用时， 上述终端的承载映射模块可以直接将空口连接标识 符和 /或接入网内部通道标识符与应用直接进行关联， 以将所述应用映射到空口连接上。
当在下行方向上， 也采用超扁平化协议栈的结构时， 所述终端还包括：
数据接收单元， 用于接收来自接入网的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协 议栈包头。
本发明装置实施例中各功能模块和单元的具体工作方式参见本发明方法实施例。本 发明装置实施例中各功能模块和单元可以单独实现，也可以集成在一个或多个单元中实 现。
本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头； 接入网向核心网传送数据时， 恢复上行数据包的高层协议栈包头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空口传输 的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发展， 满足了用户的需要。 本发明实施例九还提供了一种网络设备， 如图 14所示， 所述网络设备包括： 数据接收单元 141， 用于接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层 协议栈包头；
协议信息恢复单元 142， 用于为所述数据接收单元 141接收到的上行数据包封装相 应的高层协议栈包头；
转发单元 143， 用于转发由所述协议信息恢复单元 142封装了高层协议栈包头的上 行数据包。
其中， 所述协议信息恢复单元 142， 具体用于利用所维护的 IP包头信息， 为所述上 行数据包封装 IP包头， 所述 IP包头信息包括下行源 /目的 IP地址， 并且， 当需要时， 对接收到的 IP包进行分片处理； 和 /或
利用所维护的 UDP包头信息， 为所述上行数据包封装 UDP包头， 所述 UDP包头信息 包括下行源 /目标端口号； 和 /或
利用所维护的 TCP包头信息， 为所述上行数据包封装 TCP包头， 所述 TCP包头信息 包括下行序列号和下行源 /目标端口号； 和 /或
利用所维护的 RTP包头信息， 以为所述上行数据包封装 RTP包头， 所述 RTP包头中 的信息包括同步源标识和 /或贡献源标识。
本发明装置实施例中各功能模块和单元的具体工作方式参见本发明方法实施例。本 发明装置实施例中各功能模块和单元可以单独实现， 也可以集成在一个或多个单元中实 现。
本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头； 接入网向核心网传送数据时， 接入网利用维护的上下文信息恢复上 行数据包的高层协议栈包头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的 数据量， 显著提高了空口传输的效率， 节省了空口资源， 有利于无线业务的丰富化和发 展， 满足了用户的需要。
可以理解， 本发明实施例七和九提供的网络设备可以集成在一个设备中实现， 也可 以分别单独实现， 上述的网络设备和终端可以由新增设的仅实现上述功能的设备或功能 实现， 也可以依附在已有的设备或功能上， 以兼容原有的系统和协议栈结构。 本发明实施例还提供了一种通信系统， 所述系统包括所述网络设备， 用于获取向终 端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协议栈包头； 将所述下行数据包通过 空口发送至所述终端； 或者， 接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层 协议栈包头； 为所述上行数据包封装相应的高层协议栈包头； 转发所述封装有高层协议 栈包头的上行数据包。 本发明实施例提供的技术方案， 利用了无线网络中传输的点到点特性， 对现有协议 栈进行扁平化处理，接入网和终端之间进行空口传输时所传输的数据包不需携带不必要 的高层协议栈包头； 接入网向核心网传送数据时， 接入网恢复上行数据包的高层协议栈 包头。 本发明实施例的技术方案， 最大限度地降低了空口传输的数据量， 显著提高了空 口传输的效率，节省了空口资源，有利于无线业务的丰富化和发展，满足了用户的需要。 本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的 方式来实现。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的 部分可以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品可以存储在存储介质中， 如
ROM/RAM, 磁碟、 光盘等， 包括若干指令用以使得一台计算机设备 （可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等） 执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。 以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到变化或替换， 都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求
1、 一种数据传输方法， 其特征在于， 所述方法包括：
获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协议栈包头； 将所述下行数据包通过空口发送至所述终端。
2、 根据权利要求 1所述的数据传输方法， 其特征在于， 所述获取向终端发送的下 行数据包具体包括：
接收向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包具有高层协议栈包头； 移除所述下 行数据包中的高层协议栈包头， 得到所述向终端发送的下行数据包；
禾口 /或，
接收来自另一终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 将所述 上行数据包作为向所述终端发送的下行数据包。
3、 根据权利要求 2所述的数据传输方法， 其特征在于， 当移除所述下行数据包中 的高层协议栈包头， 得到所述向终端发送的下行数据包时， 所述方法还包括：
移除所述下行数据包的高层协议栈包头时，维护所述高层协议栈包头相关的上下文
I Ή自、
4、 根据权利要求 3所述的数据传输方法， 其特征在于， 所述不具有的高层协议栈 包头包括下述的至少一种包头或其组合：
因特网协议 IP包头、 用户数据报协议 UDP包头、 实时传输协议 RTP包头或传输控 制协议 TCP包头；
所述移除所述下行数据包的高层协议栈包头时， 维护所述高层协议栈包头相关的上 下文信息具体包括：
移除 IP包头， 记录并维护所述 IP包头中的信息， 所述 IP包头中的信息包括下行 源 /目的 IP地址， 所述 IP包头中的信息属于所述上下文信息； 或者， 移除 UDP包头， 记录并维护所述 UDP包头中的信息， 所述 UDP包头中的信息包括下 行源 /目标端口号， 所述 UDP包头中的信息属于所述上下文信息；
或者，
移除 TCP包头， 记录并维护所述 TCP包头中的信息， 所述 TCP包头中的信息包括下 行序列号和下行源 /目标端口号， 所述 TCP包头中的信息属于所述上下文信息； 或者， 移除 RTP包头， 记录并维护所述 RTP包头中的信息， 所述 RTP包头中的信息包括同 步源标识和 /或贡献源标识， 所述 RTP包头中的信息属于所述上下文信息。
5、 根据权利要求 1所述的数据传输方法， 其特征在于， 在将所述下行数据包通过 空口发送至所述终端之前还包括：
解析所述下行数据包， 获知相应的应用信息；
利用预定规则确定所述应用的分类；
建立承载时， 根据所述应用的分类， 将所述应用映射到空口连接上。
6、 根据权利要求 1所述的数据传输方法， 其特征在于， 在将所述下行数据包通过 空口发送至所述终端之前还包括：
设置应用-空口汇聚子层；
利用所述应用-空口汇聚子层解析所述下行数据包， 获知相应的应用信息， 利用预 定规则确定所述应用的分类， 建立承载时， 根据所述应用的分类， 将所述应用映射到空 口连接上。
7、 根据权利要求 5或 6所述的数据传输方法， 其特征在于， 所述建立承载时， 根 据所述应用的分类， 将所述应用映射到空口连接上包括：
利用所述应用的分类， 将空口连接标识符和 /或接入网内部通道标识符与应用直接 进行关联， 以将所述应用映射到空口连接上， 其中， 所述空口连接仅承载该应用； 或者， 利用所述应用的分类， 将至少两个应用分别关联到所述空口连接上， 其中所述空 口连接承载至少两个应用。
8、 根据权利要求 7所述的数据传输方法， 其特征在于， 所述利用所述应用的分类， 将至少两个应用分别关联到所述空口连接上， 其中， 所述空口连接承载至少两个应用具 体包括：
在空口连接标识符中设置连接指示标识和应用标识， 该连接指示标识用以指示空口 连接， 该应用标识用以指示所述空口连接所对应的应用； 或者，
在下行数据包中设置应用辅助包头， 该应用辅助包头指示应用和空口连接的对应关 系； 或者，
在下行数据包的无线接入控制包头中设置扩展标识， 该扩展标识指示应用和空口连 接的对应关系； 或者，
对所述下行数据包进行深度报文检测，确定所述下行数据包的应用所对应的空口连 接。
9、 根据权利要求 1所述的数据传输方法， 其特征在于， 在将所述下行数据包通过 空口发送至所述终端之前还包括：
通过系统广播消息将接入网所支持的超扁平化协议栈能力告知终端； 或者， 在建立承载的过程中，通过承载建立请求消息将接入网所支持的超扁平化协议栈能 力告知终端；
其中， 所述超扁平化协议栈能力为接入网对可不具备的高层协议栈包头和 /或实现 所述高层协议栈包头缺失的方式的支持能力。
10、 一种数据传输方法， 其特征在于， 所述方法包括：
生成向接入网发送的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 将所述上行数据包通过空口发送至接入网。
11、 根据权利要求 10所述的数据传输方法， 其特征在于， 通过下述的至少一种方 式或其组合生成向接入网发送的所述上行数据包：
将应用数据包直接封装为媒体接入控制 MAC数据包，以生成所述上行数据包；或者， 将应用数据包先封装为 RTP数据包，再封装为 MAC数据包，以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先封装为 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数 据包； 或者，
将应用数据包先封装为 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生 成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 UDP/TCP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包。
12、 根据权利要求 10所述的数据传输方法， 其特征在于， 在所述将所述上行数据 包通过空口发送至接入网之前还包括：
利用预定规则确定所述上行数据包所对应的应用的分类， 建立承载时， 根据所述应 用的分类， 将所述应用映射到空口连接上；
或者， 与接入网进行协商以确定应用和空口连接的映射关系， 所述应用直接将所述 上行数据包承载在相应的空口连接上。
13、 根据权利要求 10所述的数据传输方法， 其特征在于， 在所述将所述上行数据 包通过空口发送至接入网之前还包括：
设置应用-空口汇聚子层；
利用所述应用-空口汇聚子层由预定规则确定所述上行数据包所对应的应用的分 类， 建立承载时， 根据所述应用的分类， 将所述应用映射到空口连接上。
14、 根据权利要求 10所述的数据传输方法， 其特征在于， 在将所述上行数据包通 过空口发送至接入网之前还包括：
向接入网发送能力协商消息，所述能力协商消息中指示终端所支持的超扁平化协议 栈能力；
其中， 所述超扁平化协议栈能力为终端对可不具备的高层协议栈包头和 /或实现所 述高层协议栈包头缺失的方式的支持能力。
15、 一种数据传输方法， 其特征在于， 所述方法包括：
接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 为所述上行数据包封装相应的高层协议栈包头；
转发所述封装有高层协议栈包头的上行数据包。
16、 根据权利要求 15所述的数据传输方法， 其特征在于， 所述为所述上行数据包 封装相应的高层协议栈包头包括：
利用所维护的 IP包头信息， 为所述上行数据包封装 IP包头， 所述 IP包头信息包 括下行源 /目的 IP地址； 和 /或
利用所维护的 UDP包头信息， 为所述上行数据包封装 UDP包头， 所述 UDP包头信息 包括下行源 /目标端口号； 和 /或
利用所维护的 TCP包头信息， 为所述上行数据包封装 TCP包头， 所述 TCP包头信息 包括下行序列号和下行源 /目标端口号； 和 /或
利用所维护的 RTP包头信息， 为所述上行数据包封装 RTP包头， 所述 RTP包头中的 信息包括同步源标识和 /或贡献源标识。
17、 根据权利要求 16所述的数据传输方法， 其特征在于，
当利用所维护的 IP包头信息， 为所述上行数据包封装 IP包头时， 具体包括： 为所述上行数据包封装包括下述信息的 IP包头： 版本、 头部长度、 服务类型、 总 长度、 标识、 分片标志、 分片偏移量、 生存时间、 协议、 校验和、 源 /目的 IP地址、 选 项和填充； 其中， 将所述下行目的 IP地址设置为所述上行数据包的源 IP地址， 将所述 下行源 IP地址设置为所述上行数据包的目的 IP地址; 当利用所维护的 UDP包头信息， 为所述上行数据包封装 UDP包头时， 具体包括： 为所述上行数据包封装包括下述信息的 UDP包头： 源 /目标端口号、 数据报长度和 校验值； 其中， 将所述下行目标端口号设置为所述上行数据包的源端口号， 将所述下行 源端口号设置为所述上行数据包的目标端口号； 当利用所维护的 TCP包头信息， 为所述上行数据包封装 TCP包头时， 具体包括： 为所述上行数据包封装包括下述信息的 TCP包头： 源 /目标端口号、 序列号、 确认 号、 首部长度、 保留位、 紧急位、 确认位、 急迫位、 重置位、 同步位、 终止位、 窗口大 小、 校验和、 紧急指针、 选项和填充；
其中， 将所述下行目标端口号设置为所述上行数据包的源端口号， 将所述下行源端 口号设置为所述上行数据包的目标端口号； 和
根据相应的自动重传请求信息， 结合相关应用的上下文信息， 确定所述上行数据包 的 TCP序列号； 以及
当 TCP重传和无线接入层次自动重传结合时， 将正确接收到的下行数据包的所述下 行序列号作为所述上行数据包的确认号； 当 TCP重传和自动重传未结合时， 通过如下方 式设置所述上行数据包的确认号：
确认号 =TCP序列号 +TCP数据包负荷长度+ TCP数据块长度 + 1
其中， 上式中的 TCP序列号、 TCP数据包长度和 TCP数据块长度为最后一个正确传 输的下行数据包的 TCP序列号、 TCP数据包负荷长度和 TCP数据块长度； 当利用所维护的 RTP包头信息， 为所述上行数据包封装 RTP包头时， 具体包括： 为所述上行数据包封装包括下述信息的 RTP包头： 版本、 填充位、 扩展位、 贡献信 元的个数、 标志位、 负荷类型、 序列号、 时间戳以及同步源标识和 /或贡献源标识； 其 中，
当 UE的上行带宽由接入网固定分配时， 如果带宽分配的周期与 RTP生成周期无差 值， 则根据带宽分配周期确定时间戳； 如果带宽分配的周期与 RTP生成周期存在差值， 则在业务建立时协商该差值 /或在本次传输中指示该差值， 根据带宽分配周期和该差值 确定时间戳；
当 UE的上行带宽不是由接入网固定分配时， 如果 RTP数据包的生成周期与带宽请 求时间无差值， 则根据带宽请求的时间， 确定相关 RTP数据包的时间戳； 如果 RTP数据 包的生成周期与带宽请求时间存在差值， 则在业务建立时协商该差值或在本次传输中指 示该差值， 根据带宽请求的时间和该差值确定 RTP的时间戳； 以及
根据应用数据包对应的大小和个数确定序列号。
18、 一种网络设备， 其特征在于， 所述网络设备包括：
下行数据包获取单元， 用于获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有 高层协议栈包头；
发送单元，用于将所述下行数据包获取单元获取到的下行数据包通过空口发送至所 述终端。
19、 根据权利要求 18所述的网络设备， 其特征在于， 所述下行数据包获取单元包 括第一获取模块和 /或第二获取模块，
所述第一获取模块， 用于接收向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包具有高层 协议栈包头； 移除所述下行数据包中的高层协议栈包头， 得到所述向终端发送的下行数 据包；
所述第二获取模块， 用于接收来自另一终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有 高层协议栈包头； 将所述上行数据包作为向所述终端发送的下行数据包。
20、 根据权利要求 19所述的网络设备， 其特征在于， 所述第一获取模块还包括协 议信息移除单元，
所述协议信息移除单元，具体用于移除 IP包头，记录并维护所述 IP包头中的信息， 所述 IP包头中的信息包括下行源 /目的 IP地址； 和 /或 移除 UDP包头， 记录并维护所述 UDP包头中的信息， 所述 UDP包头中的信息包括下 行源 /目标端口号； 和 /或
移除 TCP包头， 记录并维护所述 TCP包头中的信息， 所述 TCP包头中的信息包括下 行序列号和下行源 /目标端口号； 和 /或
移除 RTP包头， 记录并维护所述 RTP包头中的信息， 所述 RTP包头中的信息包括同 步源标识和 /或贡献源标识；
其中， 所述高层协议栈包头包括下述的至少一种包头或其组合：
因特网协议 IP包头、 用户数据报协议 UDP包头、 实时传输协议 RTP包头或传输控 制协议 TCP包头。
21、 根据权利要求 18所述的网络设备， 其特征在于， 所述网络设备还包括： 应用分类模块， 用于解析所述下行数据包， 获知相应的应用信息， 利用预定规则确 定所述应用的分类；
承载映射模块， 用于建立承载时， 根据所述应用分类模块确定的应用的分类， 将 所述应用映射到空口连接上。
22、 根据权利要求 21所述的网络设备， 其特征在于，
所述承载映射模块， 具体用于在空口连接标识符中设置连接指示标识和应用标识， 该连接指示标识用以指示空口连接， 该应用标识用以指示所述空口连接所对应的应用； 或者，
在下行数据包中设置应用辅助包头， 该应用辅助包头指示应用和空口连接的对应关 系； 或者，
在下行数据包的无线接入控制包头中设置扩展标识， 该扩展标识指示应用和空口连 接的对应关系； 或者，
对所述下行数据包进行深度报文检测，确定所述下行数据包的应用所对应的空口连 接；
其中， 所述空口连接承载至少两个应用。
23、 一种终端， 其特征在于， 所述终端包括：
上行数据包生成单元， 用于生成向接入网发送的上行数据包， 所述上行数据包不具 有高层协议栈包头；
数据发送单元，用于将由所述上行数据包生成单元生成的上行数据包通过空口发送 至接入网。
24、 根据权利要求 23所述的终端， 其特征在于， 所述上行数据包生成单元包括封 装模块，
所述封装模块，用于通过下述的至少一种方式或其组合生成向接入网发送的所述上 行数据包：
将应用数据包直接封装为媒体接入控制 MAC数据包，以生成所述上行数据包；或者， 将应用数据包先封装为 RTP数据包，再封装为 MAC数据包，以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先封装为 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数 据包； 或者，
将应用数据包先封装为 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 UDP/TCP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 RTP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生 成所述上行数据包； 或者，
将应用数据包先依次封装为 UDP/TCP数据包和 IP数据包， 再封装为 MAC数据包， 以生成所述上行数据包。
25、 根据权利要求 23所述的终端， 其特征在于， 所述终端还包括：
第一承载单元， 用于利用预定规则确定所述上行数据包对应的应用的分类； 建立承 载时，根据所述应用分类模块确定的应用的分类，将所述应用映射到空口连接上；或者， 第二承载单元， 用于与接入网进行协商以确定应用和空口连接的映射关系， 使所述 应用直接将所述上行数据包承载在相应的空口连接上。
26、 一种网络设备， 其特征在于， 所述网络设备包括：
数据接收单元， 用于接收来自终端的上行数据包， 所述上行数据包不具有高层协议 栈包头；
协议信息恢复单元，用于为所述数据接收单元接收到的上行数据包封装相应的高层 协议栈包头；
转发单元， 用于转发由所述协议信息恢复单元封装了高层协议栈包头的上行数据 包。
27、 根据权利要求 26所述的网络设备， 其特征在于，
所述协议信息恢复单元， 具体用于利用所维护的 IP包头信息， 为所述上行数据包 封装 IP包头， 所述 IP包头信息包括下行源 /目的 IP地址； 和 /或
利用所维护的 UDP包头信息， 为所述上行数据包封装 UDP包头， 所述 UDP包头信息 包括下行源 /目标端口号； 和 /或
利用所维护的 TCP包头信息， 为所述上行数据包封装 TCP包头， 所述 TCP包头信息 包括下行序列号和下行源 /目标端口号； 和 /或
利用所维护的 RTP包头信息， 为所述上行数据包封装 RTP包头， 所述 RTP包头中的 信息包括同步源标识和 /或贡献源标识。
28、 一种通信系统， 其特征在于， 所述系统包括位于接入网的网络设备， 所述网络设备， 用于获取向终端发送的下行数据包， 所述下行数据包不具有高层协 议栈包头； 将所述下行数据包通过空口发送至所述终端； 或者， 接收来自终端的上行数 据包， 所述上行数据包不具有高层协议栈包头； 为所述上行数据包封装相应的高层协议 栈包头； 转发所述封装有高层协议栈包头的上行数据包。
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