WO2011072529A1 - 一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法 - Google Patents

一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法 Download PDF

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WO2011072529A1
WO2011072529A1 PCT/CN2010/075370 CN2010075370W WO2011072529A1 WO 2011072529 A1 WO2011072529 A1 WO 2011072529A1 CN 2010075370 W CN2010075370 W CN 2010075370W WO 2011072529 A1 WO2011072529 A1 WO 2011072529A1
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WO
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rlc
pdu
entity
relay terminal
mac
Prior art date
Application number
PCT/CN2010/075370
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
王坚
Original Assignee
中兴通讯股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/155—Ground-based stations

Definitions

  • the present invention relates to a long term evolution (LTE) in the field of wireless communications, and more particularly to a system and method for transmitting data between a serving gateway and a relay terminal in an advanced long term evolution system (LTE-A, LTE Advanced).
  • LTE-A long term evolution system
  • LTE Advanced Advanced long term evolution system
  • the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) determines that the architecture of LTE is a flattened evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network (e-UTRAN) structure.
  • the user plane is mainly composed of an evolved Node B (eNB) and a service-gateway (12).
  • the eNB is connected to the s-GW through the base station-gateway interface S1, and the eNBs are connected through the base station indirect port X2, and the user equipment (UE, User Equitmemt) is connected to the eNB through the wireless air interface Uu.
  • UE User Equitmemt
  • 3GPP introduced a new network element-relay node (RN, Relay Node) in the R10 version of LTE, ie, the LTE-A version.
  • the RN 13 is deployed between the UE and the eNB.
  • the connection between the eNB and the RN is called a backhauling link
  • the connection between the UE and the RN is called an access link
  • the eNB controlling the RN is called a donor eNB (Donor eNB).
  • the UE directly controlled by the Donor eNB is referred to as a Macro UE (Macro UE) 15, and the UE directly controlled by the RN is referred to as a Relay UE (Relay UE) 16.
  • the introduction of Relay leads to a new interface between the Donor eNB and Rn, called the Un interface.
  • the modification and improvement are not excluded when the Uu interface between the original eNB and the UE is applied between the RN and the UE.
  • the new air interface Un requires the use of frequency resources. If the same band resources as the direct eNB-to-UE link are used, the Un interface and the Uu interface will have co-channel interference. If a different band resource than the direct eNB-to-UE link is used, the frequency utilization is reduced, and the deployment cost of the Relay Node is increased.
  • the former method becomes an in-band method, and the latter method is called an out-band method.
  • the In-band method can use the following methods to avoid the same frequency, that is, Relay
  • the node sends the uplink in the backhauling link, and the access link does not perform uplink transmission. In the subframe that the downlink is accepted by the backhauling link, the access link does not perform downlink reception.
  • a special subframe mode needs to be arranged for the Relay Node.
  • the result of the current standard conference discussion is that the MB SFN (Multimedia Broadcast Single Frame Network) sub- ⁇ is used as the backhauling link, and the other sub- ⁇ is used for the access link.
  • the relay node performs the operation of the Un interface through the MBSFN subframe, and forwards the downlink data from the network to the plurality of Relay UEs directly controlled by the Relay Node, and forwards the uplink data of the Relay UE to the network.
  • the relay can be divided into a layer 1 relay (L1 relay), a layer 2 relay (L2 relay), and a layer 3 relay (L3 relay).
  • L1 relay layer 1 relay
  • L2 relay layer 2 relay
  • L3 relay layer 3 relay
  • the LI relay forwards the physical signal, which has the advantage of low delay.
  • the disadvantage is that it amplifies the noise interference, the signal to interference and noise ratio (SINR) has no gain, and there is no power control mechanism.
  • the L2 relay forwards the media access control (MAC) protocol data unit (PDU), the radio link control (RLC), or the packet data convergent protocol (PDCP).
  • MAC media access control
  • RLC radio link control
  • PDCP packet data convergent protocol
  • the MAC PDU will be forwarded, if there is an RLC layer, the RLC PDU is forwarded, and if there is a PDCP layer, the PDCP PDU is forwarded.
  • the L3 relay has the same protocol stack structure as the eNB, and its Un user plane includes LI, L2 (MAC, RLC, PDCP), Internet Protocol (IP) layer, User Data Protocol (UDP) layer and
  • the general wireless packet tunneling (GTP) layer has the advantage of being able to directly use SI, ⁇ 2 signaling, without amplifying noise, but the disadvantages are also obvious, with large delay and large air interface overhead.
  • L2 Relay has the advantage of no noise forwarding, and the delay is relatively small compared to L3 Relay, and the proper selection of forwarded protocol packets can avoid security problems.
  • the prior art does not give a specific solution for how to introduce L2 Relay. Summary of the invention
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a system and method for transmitting data between a serving gateway and a relay terminal, and to ensure reliable transmission of IP data packets between the Relay UE and the S-GW after the introduction of the RN.
  • the present invention provides a service gateway that transmits data to a relay terminal.
  • Methods including:
  • the PDCP service data unit SDU is formed into a PDCP PDU and then multiplexed to form a radio link control RLC PDU, and the RLC PDUs of the relay terminals are multiplexed to form one relay medium access control R-MAC PDU and then sent to the relay node; All RLC PDUs of the terminal are multiplexed to form one medium access control MAC PDU and then sent to the corresponding relay terminal.
  • the E-RAB connection includes a general packet radio service technology tunnel user plane protocol GTP-U tunnel between the serving gateway and the donor eNB, and a data radio bearer connection between the donor eNB and the relay terminal;
  • a correspondence between the identifier of the GTP-U tunnel and the identifier of the data radio bearer connection is established at the donor eNB.
  • the extracted PDCP is to be extracted.
  • the SDU forms a packet data convergence protocol PDU and then multiplexes to form an RLC PDU, and the RLC PDUs of each relay terminal are multiplexed to form an R-MAC PDU.
  • the steps include:
  • the donor eNB After receiving the GTP-U data from the GTP-U tunnel, the donor eNB obtains the PDCP SDU after removing the general packet radio service technology tunneling protocol GTP header, the UDP header, and the Internet Protocol IP header, and performs header compression and encryption on the PDCP SDU. Forming a PDCP PDU; the donor eNB concatenates the PDCP PDUs into RLC PDUs after allocating physical resources for each data radio bearer connection, and concatenates all RLC PDUs of each relay terminal to form an R-MAC PDU;
  • the R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLC PDUs, and each RLC PDU belonging to the same relay terminal is sequentially arranged after the identifier of the relay terminal, and each RLC PDU corresponds to data of one logical channel.
  • the R-MAC header contains an identifier for each logical channel.
  • the steps of multiplexing all the RLC PDUs of the same relay terminal to form one MAC PDU and then transmitting the same to the corresponding relay terminal include: After receiving the R-MAC PDU, the relay node extracts all RLC PDUs corresponding to the relay terminal according to the identifier of the relay terminal, and performs RLC in each RLC PDU according to physical resources allocated for the logical channel.
  • the SDU performs re-segmentation and concatenation to form a new RLC PDU, and the new RLC PDU is concatenated to form a MAC PDU and processed by the physical layer and then sent to the relay terminal.
  • the identifier of the relay terminal is a cell radio network temporary identifier C-RNTI media access control unit.
  • the present invention also provides a method for a relay terminal to transmit data to a serving gateway, comprising: establishing an evolved global terrestrial radio access bearer E-RAB connection between the relay terminal and the serving gateway, and the relay node receives the relay terminal After the transmitted transport block, each radio link control RLC protocol data unit PDU is extracted, and all RLC PDUs of each relay terminal are multiplexed to form a relay medium access control R-MAC PDU, and then sent to the donor evolved node B. (eNB); and
  • the donor eNB extracts the RLC PDUs of the relay terminals from the R-MAC PDUs, and sends the RLC PDUs of the relay terminals to the serving gateway on the corresponding E-RAB connection.
  • the method before the step of receiving, by the relay node, a transport block sent by the relay terminal, the method further includes:
  • the application layer of the relay terminal delivers an IP data packet to the PDCP layer of the packet data convergence protocol, and the IP data packet is compressed and encrypted by the header of the PDCP entity to form a PDCP PDU, which is delivered to the RLC entity, and the RLC entity is based on the physicality of the relay node.
  • the resource condition in the layer L1 scheduling instruction and the logical channel prioritization algorithm configured by the relay terminal itself concatenate and/or split the PDCP PDU to form an RLC PDU, and the RLC PDU is multiplexed into the MAC PDU and processed by the physical layer.
  • a transport block is formed.
  • the E-RAB connection includes a general packet radio service technology tunnel user plane protocol GTP-U tunnel between the serving gateway and the donor eNB, and a data radio bearer connection between the donor eNB and the relay terminal;
  • the identifier of the GTP-U tunnel is bound to the identifier of the data radio bearer at the donor eNB.
  • the step of the relay node extracting each RLC PDU after receiving the transport block sent by the relay terminal, and multiplexing all the RLC PDUs of each relay terminal to form an R-MAC PDU includes: receiving by the relay node After the transmission block from the relay terminal, after decoding, the relay terminal is obtained.
  • the MAC PDU extracts, from the MAC PDU, each RLC PDU corresponding to the relay terminal, allocates physical resources for each logical channel according to the uplink resource and the logical channel prioritization algorithm allocated by the eNB, and pairs the RLC SDU according to the allocated physical resources. Performing concatenation and/or splitting to form a new RLC PDU; and multiplexing the formed new RLC PDU into an R-MAC PDU;
  • the R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLC PDUs, and each RLC PDU belonging to the same relay terminal is sequentially arranged after the identifier of the relay terminal, and each RLC PDU corresponds to data of one logical channel.
  • the R-MAC header contains an identifier for each logical channel.
  • the step eNB extracts the RLC PDUs of the relay terminals from the R-MAC PDU, and sends the RLC PDUs of the relay terminals to the serving gateway on the corresponding E-RAB connection, including:
  • the eNB After receiving the R-MAC PDU, the eNB extracts all RLC PDUs of the relay terminal according to the identifier of each relay terminal, and determines a logical channel to which each RLC PDU belongs according to the logical channel identifier, and according to local storage.
  • the correspondence between the identifier of the GTP-U tunnel and the identifier of the data radio bearer connection is obtained by the GTP-U tunnel bound to the radio bearer connection, and then the RLC SDU of the RLC PDU is extracted and decrypted and decompressed by the PDCP entity.
  • the IP data packet is obtained, and the IP data packet is transmitted to the service gateway on the GTP-U tunnel by using the GTP-U protocol.
  • the identifier of the relay terminal is a cell radio network temporary identifier C-RNTI media access control unit.
  • the present invention provides a system for a serving gateway to transmit data to a relay terminal, including a relay terminal, a relay node, a donor evolved Node B (eNB), and a serving gateway;
  • a serving gateway to transmit data to a relay terminal, including a relay terminal, a relay node, a donor evolved Node B (eNB), and a serving gateway;
  • eNB donor evolved Node B
  • the donor eNB is configured to receive data from the serving gateway after the E-RAB connection between the relay terminal and the serving gateway is established, and concatenate the extracted packet data convergence protocol PDCP service data unit SDU to form a PDCP PDU. After multiplexing, forming a radio link control RLC PDU, and multiplexing all RLC PDUs of each relay terminal to form one relay medium access control R-MAC PDU, and transmitting the R-MAC PDU to the relay node;
  • the relay node is configured to extract each RLC PDU from the R-MAC PDU, and multiplex all RLC PDUs of the same relay terminal to form one medium access control MAC protocol data unit PDU, and then send the corresponding to the corresponding Relay terminal.
  • the E-RAB connection includes a general packet radio service technology tunnel user plane protocol GTP-U tunnel between the serving gateway and the donor eNB, and a data radio bearer connection between the donor eNB and the relay terminal;
  • the donor eNB includes a relay entity, and the relay entity is configured to locally establish a correspondence between an identifier of the GTP-U tunnel and an identifier of a data radio bearer connection.
  • the Donor eNB includes a GTP-U tunnel entity located on the S1 interface side, a UDP/IP entity, and a PDCP entity, an RLC entity, and an R-MAC entity located on the Un interface side; the donor eNB includes the S1 interface side. a GTP-U tunnel entity, a UDP/IP entity, and a PDCP entity, an RLC entity, and an R-MAC entity located on the Un interface side;
  • the GTP-U tunnel entity of the donor eNB is configured to: remove the received GTP-U data from the UDP/Internet Protocol IP entity sent to the donor eNB after removing the GTP header of the general packet radio service technology tunneling protocol;
  • the UDP/IP entity of the donor eNB is configured to send the PDCP SDU after the received data is removed from the UDP header and the IP header to the PDCP entity of the donor eNB;
  • the PDCP entity of the donor eNB is configured to perform header compression and encryption on the PDCP SDU to form a PDCP PDU, and then send the RLC entity to the donor eNB;
  • the RLC entity of the donor eNB is configured to concatenate the received PDCP PDUs into an RLC PDU, and send the RLC PDU to an R-MAC entity of the donor eNB;
  • the R-MAC entity of the donor eNB is configured to multiplex the received RLC PDUs of each relay terminal into an R-MAC PDU; the R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLC PDUs, Each RLC PDU belonging to the same relay terminal is sequentially arranged after the identifier of the relay terminal, and each RLC PDU corresponds to data of one logical channel, and the R-MAC header includes an identifier of each logical channel.
  • the relay node includes a forwarding entity, an R-MAC entity located on the Un interface side, and a MAC entity and an RLC entity located on the Uu interface side;
  • the R-MAC entity of the relay node is configured to extract each RLC PDU from the received R-MAC PDU, and send the RLC PDU to the RLC entity corresponding to the Uu interface side of the relay node by the forwarding entity. ;
  • the RLC entity on the Uu interface side of the relay node is configured to re-segment and concatenate the RLC SDU in the RLC PDU according to the physical resource allocated by the MAC entity to form a new RLC.
  • the MAC entity of the relay node is set to A physical resource is allocated to the RLC entity, and after receiving the new RLC PDU, the MAC PDU is formed in tandem and sent to the corresponding relay terminal by the physical layer entity.
  • the present invention also provides a system for transmitting data to a serving gateway by a relay terminal, including a relay terminal, a relay node, a donor evolvement node B (Door eNB), and a service gateway;
  • a relay terminal including a relay terminal, a relay node, a donor evolvement node B (Door eNB), and a service gateway;
  • Door eNB donor evolvement node B
  • the relay node is configured to: after the evolved global terrestrial radio access bearer E-RAB connection between the relay terminal and the serving gateway is established, receive a transport block sent by the relay terminal, and extract each radio link control RLC protocol data unit PDU, and multiplexing all RLC PDUs of each relay terminal to form a relay medium access control R-MAC PDU, and then transmitting to the eNB;
  • the donor eNB is configured to extract the RLC PDUs of the relay terminals from the R-MAC PDUs, and send the RLC PDUs of the relay terminals to the serving gateway on the corresponding E-RAB connection.
  • the E-RAB connection includes a general packet radio service technology tunnel user plane protocol GTP-U tunnel between the serving gateway and the donor eNB, and a data radio bearer connection between the donor eNB and the relay terminal;
  • the donor eNB includes a relay entity, and the relay entity is configured to locally establish a correspondence between an identifier of the GTP-U tunnel and an identifier of a data radio bearer connection.
  • Media access control MAC entity
  • the PDCP entity of the relay terminal is configured to perform header compression and encryption on the Internet Protocol IP data packet sent by the application layer entity to form a PDCP PDU, and then send the RLC entity to the relay terminal; the RLC entity setting of the relay terminal a MAC entity that is sent to the relay terminal after the PDCP PDU is concatenated and/or split to form an RLC PDU;
  • the MAC entity of the relay terminal is configured to multiplex each RLC PDU to form a MAC PDU and then send it to the relay node via the physical layer entity.
  • the relay node includes a MAC entity located on the Uu interface side and is located at the Un interface.
  • the MAC entity of the relay node is configured to extract, from the received MAC PDU, each RLC PDU corresponding to the relay terminal, and send the extracted RLC PDU to the RLC entity corresponding to the relay node located on the Un interface side;
  • the uplink resource and the logical channel prioritization algorithm allocated by the eNB allocate physical resources for each RLC PDU in the MAC PDU;
  • the RLC entity of the relay node located on the Un interface side is configured to: concatenate and/or split the RLC SDU according to the allocated physical resources to form a new RLC PDU; and send the formed new RLC PDU to the relay node.
  • R-MAC entity
  • the R-MAC entity of the relay node is configured to multiplex the received RLC PDUs of each relay terminal to form an R-MAC PDU;
  • the R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLC PDUs, and each RLC PDU belonging to the same relay terminal is sequentially arranged after the identifier of the relay terminal, and each RLC PDU corresponds to data of one logical channel.
  • the R-MAC header contains an identifier for each logical channel.
  • the donor eNB further includes an R-MAC entity located on the Un interface side, an RLC entity, a PDCP entity, and a GTP-U tunnel entity located on the S1 interface side;
  • the R-MAC entity of the donor eNB is configured to extract, from the received R-MAC PDU, the RLC PDU of the relay terminal according to the identifier of the relay terminal, and send the RLC PDU to the RLC entity of the donor eNB. ;
  • the RLC entity of the donor eNB is configured to extract each RLC SDU from the received RLC PDU and send it to the PDCP entity of the donor eNB;
  • the PDCP entity of the donor eNB is configured to decrypt and decompress the received RLC SDU to obtain an IP data packet, and send the IP data packet to the relay entity;
  • the relay entity is further configured to: find, according to the identifier of the logical channel, a correspondence between the identifier of the locally stored GTP-U tunnel and the identifier of the data radio bearer connection to obtain a GTP bound to the data radio bearer connection. a U tunnel entity, and sending an IP packet to the found GTP-U tunnel entity;
  • the GTP-U tunnel entity is configured to transmit the IP data packet to a serving gateway using a GTP-U protocol.
  • the present invention provides a system and method for transmitting data between a serving gateway and a relay terminal, and achieves the purpose of introducing an RN, reducing costs, and improving efficiency.
  • the PDCP layer is placed on the UE side and the Donor eNB side, which avoids bringing security parameters into the RN, thereby avoiding the introduction of new non-secure domains. Only one MAC entity is used in the Un interface, which reduces the consumption of signaling, so that the resource scheduling of the RN is similar to the macro UE.
  • the present invention makes the greatest use of the existing R8 protocol, the modified R-MAC compatible MAC protocol, and the R-MAC has little change to the MAC.
  • Figure 1 shows the LTE-A network structure with Relay introduced
  • FIG. 2 is a structural diagram of an LTE-A system in which the RN is introduced according to the present invention
  • FIG. 3 is a forwarding mechanism of the RN of the present invention for automatically adjusting an RLC PDU
  • C-RNTI cell radio network temporary identifier
  • Figure 4b is a MAC PDU structure for multiplexing/demultiplexing across UEs
  • Figure 4c is an example of MAC multiplexing/demultiplexing across UEs
  • FIG. 5 is a flow chart of Embodiment 1 of the method of the present invention.
  • FIG. 6 is a flow chart of Embodiment 2 of the method of the present invention. Preferred embodiment of the invention
  • This embodiment provides a system for transmitting data between a serving gateway and a relay terminal, as shown in FIG. 2, including a Relay UE 21, an RN 22, a Donor eNB 23, and an S-GW 24;
  • the Relay UE is connected to the RN through the Uu interface, the RN is connected to the Donor eNB through the Un interface, and the Donor eNB is connected to the s-GW through the S1 interface.
  • the Relay UE includes an APP (application layer) entity, an IP entity, a PDCP entity, an RLC entity, a MAC entity, and an L1 (physical layer entity);
  • the RN includes an RLC entity, a MAC entity, and L1.
  • the RN includes an RLC entity, an R-MAC (Relay Media Access Control) entity, and an LI.
  • the RN further includes a forwarding entity. ;
  • the Donor eNB On the Un interface side, the Donor eNB includes a PDCP entity, an RLC entity, an R-MAC entity, and L1. On the SI interface side, the Donor eNB includes a General Packet Radio Service Technology (GPRS) tunnel user plane protocol (GTP-U, GPRS tunneling protocol for User plane ) tunnel entity, UDP/IP entity, L2 and LI, Donor eNB also includes a relay entity;
  • GPRS General Packet Radio Service Technology
  • s-GW includes APP entity, IP entity, GTP-U tunnel entity, UDP/IP entity, L2 and
  • the Donor eNB is configured to receive data from the s-GW after the E-RAB (E-Utran Radio Access Bearer) between the Relay UE and the s-GW is connected, and extract the data.
  • the PDCP SDUs are multiplexed to form a PDCP PDU, and then multiplexed to form an RLC PDU, and all RLC PDUs of each Relay UE are multiplexed to form one R-MAC PDU, and then sent to the intermediate RN;
  • the RN is configured to extract each RLC PDU from the R-MAC PDU, and multiplex all RLC PDUs of the same Relay UE to form one MAC PDU, and then send it to the corresponding Relay UE.
  • the E-RAB connection includes a GTP-U tunnel between the s-GW and the Donor eNB, and a data radio bearer connection between the Donor eNB and the relay node;
  • the relay entity is set to establish a correspondence between the identifier of the GTP-U tunnel and the identifier of the data radio bearer connection locally.
  • the Donor eNB's GTP-U tunnel entity is set to remove the received GTP-U data from the GTP header and send it to the UDP/IP entity.
  • the Donor eNB's UDP/IP entity is set to send the received data to the PDCP entity after removing the UDP header and the IP header.
  • the Donor eNB's PDCP entity is set to , header compression and encryption of the PDCP SDU.
  • the PDCP PDU is sent to the RLC entity
  • the RLC entity of the Donor eNB is configured to concatenate the received PDCP PDUs into RLC PDUs, and send the RLC PDUs to the R-MAC entity;
  • the R-MAC entity of the Donor eNB is configured to multiplex the received RLC PDUs of each terminal to form an R-MAC PDU; as shown in FIG. 4b, the R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLCs.
  • PDU and MAC CE and padding, each RLC PDU belonging to the same relay terminal is sequentially arranged in the identifier of the relay terminal, each RLC PDU corresponds to data of one logical channel, and the R-MAC header contains an identifier of each logical channel.
  • the identifier of the relay terminal is a Cell Radio Network Temporary Identity (C-RNTI) MAC control unit, and its format is a 2-byte C-RNTI.
  • C-RNTI Cell Radio Network Temporary Identity
  • the L1 of the RN is set to decode the transport block (TB) sent by the received Donor eNB, obtain the R-MAC PDU, and send it to the R-MAC entity;
  • the R-MAC entity of the RN is set to extract each RLC from the received R-MAC PDU.
  • the PDU, and the RLC PDU is sent to the RLC entity corresponding to the Uu interface side by the forwarding entity; the RLC entity corresponding to the Uu interface side refers to the RLC entity corresponding to the logical channel where the RLC PDU is located.
  • the RLC entity on the Uu interface side of the RN is configured to re-segment and concatenate the RLC service data unit (SDU) in the RLC PDU according to the physical resource allocated by the MAC entity to form a new RLC PDU, and send the new RLC PDU to the a MAC entity corresponding to the relay terminal;
  • SDU RLC service data unit
  • the MAC entity of the RN is configured to allocate physical resources to the RLC entity, and after receiving the new RLC PDU, serially form a MAC PDU and send it to L1;
  • L1 on the Uu interface side of the RN is set to process the MAC PDU and send it to the corresponding relay terminal.
  • the RN is configured to: after the E-RAB connection between the relay terminal and the s-GW is established, receive the transport block sent by the relay terminal, extract each RLC PDU, and multiplex all RLC PDUs of each relay terminal. Forming an R-MAC PDU and transmitting it to the Donor eNB;
  • the Donor eNB is configured to extract the RLC PDUs of the relay terminals from the R-MAC PDUs, and send the RLC PDUs of the respective relay terminals to the s-GW on the corresponding E-RAB connection.
  • the E-RAB connection includes a GTP-U tunnel between the s-GW and the Donor eNB, and a data radio bearer connection between the Donor eNB and the relay node;
  • the relay entity of the Donor eNB is set to establish the identifier of the GTP-U tunnel locally and Correspondence of identifiers of data radio bearer connections.
  • the PDCP entity of the relay terminal is configured to perform header compression and encryption on the IP data packet sent by the application layer entity to form a PDCP PDU, and then send the data to the RLC entity.
  • the RLC entity of the relay terminal is configured to: after the PDCP PDU is concatenated and/or split to form an RLC PDU, and then sent to the MAC entity;
  • the MAC entity of the relay terminal is configured to multiplex each RLC PDU into a MAC PDU and send it to the physical layer entity;
  • the L1 of the relay terminal is set to process the MAC PDU to form a transport block and then send it to the RN.
  • the L1 of the Uu side of the RN is set to decode the received transport block to obtain a MAC PDU, and send the MAC PDU to the MAC entity;
  • the MAC entity of the RN is configured to extract, from the MAC PDU, each RLC PDU corresponding to the relay terminal, and send the RLC PDU to the RLC entity corresponding to the RN side by the forwarding entity, and the uplink resource and the logical channel priority allocated according to the Donor eNB.
  • the RLC entity of the RLC PDU is allocated to the RLC PDU in the MAC PDU.
  • the RLC entity corresponding to the RN interface side refers to the RLC entity corresponding to the logical channel where the RLC PDU is located.
  • the RLC entity on the RN interface side of the RN is configured to adjust the RLC SDU according to the allocated physical resources, form a new RLC PDU after concatenation and/or splitting, and send the formed new RLC PDU to the R-MAC entity;
  • the R-MAC entity of the RN is configured to: multiplex each received RLC PDU of each relay terminal into an R-MAC PDU;
  • the R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLC PDUs, and each RLC PDU belonging to the same relay terminal is sequentially arranged after the identifier of the relay terminal, and each RLC PDU corresponds to a logic.
  • the data of the channel, the R-MAC header contains the identifier of each logical channel.
  • the L1 of the Un interface side of the Donor eNB is set to decode the received transport block to obtain an R-MAC PDU, and send the R-MAC PDU to the R-MAC entity;
  • the R-MAC entity of the Donor eNB is configured to extract the RLC PDU of the relay terminal according to the identifier of the relay terminal from the R-MAC PDU, and send the extracted RLC PDU to the corresponding RLC entity;
  • the RLC entity of the Donor eNB is configured to extract each RLC SDU from the received RLC PDU and send it to the corresponding PDCP entity;
  • the PDCP entity of the Donor eNB is configured to decrypt and decompress the received RLC SDU to obtain an IP data packet, and send the IP data packet to the relay entity;
  • the relay entity is configured to: find, according to the identifier of the logical channel, a correspondence between the identifier of the locally stored GTP-U tunnel and the identifier of the data radio bearer connection to obtain a GTP-U tunnel bound to the radio bearer connection, and Sending an IP packet to the discovered GTP-U tunnel entity;
  • the GTP-U tunnel entity is set to transmit received IP packets to the s-GW using the GTP-U protocol.
  • the above protocol stack framework lays out the functions of the Relay UE, RN, Doner eNB and S-GW to achieve the purpose of introducing RN and reducing cost and efficiency.
  • the functional relationship between the Relay UE and the Donor eNB is the same as that between the Macro UE and the Donor eNB.
  • the security protection, compression, and transmission functions of the PDCP SDU are mainly implemented.
  • the reliable transmission of IP packets is completed between the Relay UE and the S-GW.
  • the PDCP PDU is sent and received between the Relay Node and the Relay UE, and the PDCP PDU is sent and received between the Relay Node and the Donor eNB.
  • the embodiment provides a method for a serving gateway to transmit data to a relay terminal, the method comprising: establishing an evolved global terrestrial radio access bearer E-RAB connection between the relay terminal and the serving gateway, when the donor evolves the node B
  • the eNB extracts the packet data convergence protocol PDCP service data unit SDU into a packet data convergence protocol protocol data unit PDU and multiplexes it to form a radio link control RLC protocol data unit PDU, and Multiple RLC PDUs of each relay terminal are multiplexed to form one relay medium access control R-MAC protocol data unit PDU, and all RLC PDUs transmitted to the same relay terminal are multiplexed to form one medium access control MAC protocol data unit PDU.
  • the specific process can be seen in Figure 4c.
  • Embodiment 1 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • the method for receiving the user plane data from the s-GW by the Relay UE is as shown in FIG. 5, and includes the following steps:
  • Step 501 Establish an E-RAB connection between the Relay UE and the s-GW.
  • the E-RAB connection includes establishing a GTP-U tunnel (SI bearer) between the s-GW and the Donor eNB, and establishing a data radio bearer (DRB) between the Donor eNB and the Relay UE bound to the GTP-U tunnel. Data radio bearer) connection.
  • the identifier of the GTP-U tunnel is the downlink tunnel endpoint identifier (DL TEID)
  • the identifier of the DRB connection is the radio bearer identifier (RB Identity), which are bound at the Donor eNB, that is, in the Donor eNB.
  • RB Identity radio bearer identifier
  • one logical channel corresponds to one E-RAB connection, or multiple logical channels may correspond to one E-RAB connection.
  • Step 502 The Donor eNB receives the GTP-U data on the GTP-U tunnel.
  • one UE corresponds to one MAC entity, and one logical channel corresponds to one
  • the Donor eNB removes the GTP header, the UDP header and the IP header from the GTP-U data from the S-GW to obtain the PDCP SDU.
  • the PDCP entity in which the PDCP SDU is located is identified by the RB Identity, and the RB Indentiy represents a certain UE ID. Corresponding logical channel LCH.
  • the PDCP entity performs header compression and encryption on the PDCP SDU to form a PDCP PDU and sends it to the RLC entity.
  • Step 503 The Donor eNB multiplexes the RLC PDU.
  • the Donor eNB allocates physical resources to the RLC entity corresponding to the RB (ie, the logical channel), and the RLC entity serially loads the RLC SDU, that is, the PDCP PDU, into the RLC PDU according to the physical resource, and divides the PDCP PDU that cannot be completely loaded into a logic.
  • the data of the channel corresponds to one RLC PDU, and then the formed RLC PDU is multiplexed to form an R-MAC PDU. If the RLC PDU is the first RLC PDU of the UE to which the R-MAC is loaded, the UE is added before the first RLC PDU.
  • the R-PDU of each UE that is sent to the same RN forms an R-MAC PDU.
  • One R-MAC PDU includes the R-MAC Header and one or After the RLC PDUs of the same UE are sequentially arranged in the identifier of the UE, each RLC PDU corresponds to data of one logical channel, and the R-MAC header includes an identifier LCID of each logical channel.
  • Step 504 The Donor eNB transmits backhauling data to the RN.
  • the Donor eNB processes the formed R-MAC PDU through the physical layer and then places it on the MBSFN subframe as downlink data to the RN.
  • the RN monitors the layer 1/layer 2 signaling (L1/L2 signaling) of the Donor eNB in the MBSFN, and receives the corresponding transport block (TB, transmission when receiving the downlink data command). Block), and decode to R-MAC PDIL
  • Step 505 The RN demultiplexes and adjusts the RLC PDU.
  • the RN extracts each RLC PDU from the received R-MAC PDU, and finds the MAC entity corresponding to the UE according to the C-RNTI control element, and finds according to the logical channel identifier (LCID) in the R-MAC header.
  • LCID logical channel identifier
  • RLC entity corresponding to the logical channel As shown in FIG. 3, each RLC PDU is adjusted according to the physical resource allocated by the MAC entity for the logical channel, that is, the RLC SDU in each RLC PDU is performed. Re-segmentation and concatenation to accommodate the physical resources of the logical channel.
  • Step 506 The Donor RN transmits downlink data to the Relay UE.
  • the RLC PDU of the UE is adjusted and concatenated to form a MAC PDU, and the MAC PDU is processed by the physical layer and then sent to the UE.
  • the normal MAC layer hybrid automatic retransmission reQuest (HARQ) process is entered.
  • the UE receives the corresponding TB, obtains the MAC entity after decoding, extracts the corresponding RLC PDU, and extracts the RLC SDU, and obtains the downlink data sent by the s-GW after decryption and decompression by the PDCP.
  • HARQ hybrid automatic retransmission reQuest
  • the present invention also provides a method for a relay terminal to transmit data to a serving gateway, the method comprising: establishing an evolved global terrestrial radio access bearer E-RAB connection between the relay terminal and the serving gateway, the relay node receiving After the transport block sent by the relay terminal, each radio link control RLC protocol data unit PDU is extracted, and all RLC PDUs of each relay terminal are multiplexed to form a relay medium access control R-MAC protocol data unit PDU, and then sent.
  • E-RAB evolved global terrestrial radio access bearer
  • Embodiment 2 To the eNB eNodeB (eNB); and the eNB extracts the RLC PDUs of the relay terminals from the R-MAC PDU, and sends the RLC PDUs of the relay terminals on the corresponding E-RAB connection To the service gateway; the specific process can be seen in Figure 4c.
  • Embodiment 2
  • Step 601 Establish an E-RAB connection between the Relay UE and the s-GW.
  • the E-RAB connection includes establishing a GTP-U tunnel (S1 bearer) between the s-GW and the Donor eNB, and establishing a DRB connection between the Donor eNB and the Relay UE bound to the GTP-U tunnel.
  • the identifier of the GTP-U tunnel is the DL TEID
  • the identifier of the DRB connection is the RB identifier (identity), which are bound at the Donor eNB, that is, the identifier of the GTP-U tunnel and the identifier of the DRB are established at the Donor eNB.
  • Step 602 The uplink data sent by the Relay UE is received by the RN.
  • the application layer of the Relay UE delivers the IP data packet to the PDCP layer.
  • the IP data packet is compressed and encrypted by the header of the PDCP entity to form a PDCP PDU, which is delivered to the RLC entity.
  • the RLC entity schedules the resources in the instruction according to the physical layer L1 of the RN and the UE itself.
  • the configured logical channel prioritization algorithm concatenates and/or splits the PDCP PDU to form an RLC PDU.
  • the RLC PDUs are multiplexed to form a MAC PDU and processed by the physical layer to form a transport block TB to be sent to the RN, that is, the RLC PDUs of the logical channels of the UE are multiplexed to form a MAC PDU, which is a MAC PDU.
  • Step 603 The RN adjusts and multiplexes the RLC PDU.
  • the RN receives the TB from the Relay UE, and obtains the MAC PDU of the UE after decoding, extracts each RLC PDU corresponding to the UE from the MAC PDU, and according to the uplink resource and logical channel prioritization algorithm allocated by the Donor eNB, each of the UEs
  • the logical channel LCH allocates physical resources.
  • the physical resources allocated at this time may be different from the physical resources allocated to the logical channels at the Uu interface. Therefore, the RLC PDUs corresponding to the logical channels need to be adjusted, as shown in FIG.
  • the RLC SDU is extracted from each RLC PDU, and the RLC SDU is adjusted according to the allocated physical resources, that is, serialized and/or splitted to form a new RLC PDU.
  • the formed new RLC PDUs are multiplexed to form R-MAC PDUs, and the multiplexing method is to sequentially load the RLC PDUs into the R-MAC PDUs according to the order of the UE. If the RLC PDUs are the first RLC PDUs of the UE, then The C-RNTI MAC control element of the UE is loaded before the first RLC PDU.
  • the structure is as shown in FIG. 4b.
  • An R-MAC PDU includes an R-MAC header and one or more RLC PDUs. Each RLC PDU belonging to the same UE is sequentially arranged after the identifier of the UE, and each RLC PDU corresponds to one logical channel.
  • the data, R-MAC Header contains the identifier LCID of each logical channel.
  • Step 604 The RN transmits backhauling data to the Donor eNB.
  • the RN performs the physical layer processing on the R-MAC PDU to form a TB to be transmitted to the Donor eNB on the MBSFN subframe.
  • the Donor eNB receives the TB on the MBSFN subframe and decodes it to form an R-MAC PDU.
  • Step 605 The Donor eNB demultiplexes the RLC PDU.
  • the Donor eNB extracts the RLC PDUs of the UEs from the R-MAC PDUs.
  • the UE to which the RLC PDU belongs is determined according to the C-RNTI included in the C-RNTI MAC control element in the R-MAC PDU, and the logical channel to which the RLC PDU belongs is according to the corresponding R-MAC header of the R-MAC PDU.
  • the LCID determines that the R-MAC header contains the LCID of all RLC PDUs.
  • Step 606 The Donor RN transmits the S1 user plane data to the S-GW.
  • the Donor eNB obtains the RB identity according to the UE ID, that is, the C-RNTI and the LCID, and obtains the TEID of the GTP-U bound to the RB Identity by searching the mapping between the locally stored RB Identity and the TEID.
  • the IP data packet generated by the UE side is obtained through the decryption and decompression of the PDCP entity, and the IP data packet is transmitted to the S-GW through the TEID tunnel using the GTP-U protocol.
  • the RN achieves the purpose of reducing cost and improving efficiency.
  • the PDCP layer is placed on the UE side and the Donor eNB side to avoid bringing security parameters into the RN, thereby avoiding the introduction of new non-secure domains.
  • only one MAC entity is used in the Un interface, which reduces the consumption of signaling, so that the resource scheduling of the RN is similar to that of the macro UE. Since the PDCP layer is not deployed on the RN, encryption, decryption, integrity protection, and compression and decompression processing are not necessary, so the delay is small.
  • the present invention makes the greatest use of the existing R8 protocol, the modified R-MAC is compatible with the MAC protocol, and the R-MAC has little change to the MAC.

Description

一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域之长期演进系统 (LTE, long term evolution), 尤 其涉及高级长期演进系统（ LTE-A, LTE Advanced ) 中一种服务网关与中继 终端间传输数据的系统及方法。 背景技术
第三代移动通信伙伴计划（3GPP, The 3rd Generation Partnership Project) 确定 LTE的架构为扁平化的演进陆地无线接入网（e-UTRAN, evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)结构。 如图 1所示， 其用户面主要由演进节 点 B ( eNB, evolved Node B ) 11和服务网关 (s-GW, serving-gateway)12两部 分构成。 eNB与 s-GW通过基站-网关接口 S1连接， eNB之间通过基站间接 口 X2连接， 用户设备 ( UE , User Equitmemt )与 eNB通过无线空中接口 Uu 连接。
为了进一步提高覆盖和容量， 3GPP在 LTE的 R10版本即 LTE-A版本中 引入了新的网元一中继节点 （RN, Relay Node ) 。 如图 1所示， RN13部署 在 UE和 eNB之间。 eNB与 RN之间的连接称为回程链接 (backhauling link) , UE与 RN之间的连接称为访问链接 (access link), 控制 RN的 eNB称为施方 eNB(Donor eNB, 即施方演进节点 B)14, 由 Donor eNB直接控制的 UE称为 宏 UE(Macro UE)15 , 由 RN直接控制的 UE称为中继 UE(Relay UE)16。 中继 ( Relay ) 的引入导致 Donor eNB和 Rn之间的新的接口， 称为 Un接口。 同 时原来的 eNB与 UE之间的 Uu接口应用到 RN和 UE之间时也不排除作修改 和改进。
新的空中接口 Un需要使用频率资源， 如果使用与直接 eNB-to-UE链路 相同的频带资源， 则 Un接口和 Uu接口将发生同频干扰。 如果使用与直接 eNB-to-UE链路不同的频带资源，则降低了频率的利用率，增加了 Relay Node 的部署成本。 前一种方式成为频内（in-band)方式， 后一种方式称为频外 (out-band)方式。 In-band方式可以釆用以下方法来避免同频干 4尤， 即， Relay Node在 backhauling link进行上行发送的子顿 , access link不进行上行发送； 在 backhauling link进行下行接受的子帧， access link不进行下行接收。为了实 现上述方法， 需要为 Relay Node布置特殊的子帧模式。 目前标准会议讨论的 结果是将多媒体广播单频网（MB SFN , Multimedia broadcast single frame network )子†贞用作 backhauling link , 而其它子†贞用于 access link。 Relay Node 通过 MBSFN子帧进行 Un接口的操作，一方面将来自网络的下行数据转发给 Relay Node所直接控制的众多的 Relay UE,另一方面也将 Relay UE的上行数 据转发给网络。
根据 RN转发的协议数据包的类型不同， 可以将 Relay分为层 1中继 (L1 relay), 层 2中继 (L2 relay)和层 3中继 (L3 relay)。 其中， LI relay转发物理信 号， 优点是低延迟， 缺点是放大噪音干扰， 信干噪比（SINR )没有增益， 没 有功率控制机制。 L2 relay转发媒体接入控制 (MAC, media access control)协 议数据单元 (PDU, protocol data unit), 无线链路控制（RLC, radio link control) PDU或者分组数据会聚协议 PDCP(Package data convergent protocol) PDU,根 据协议栈的子层配置而定， 如果 L2仅有 MAC层， 那么将转发 MAC PDU, 如果有 RLC层，那么转发 RLC PDU,如果有 PDCP层，那么转发 PDCP PDU。
L3 relay具有和 eNB相同的协议栈结构， 其 Un用户面包括 LI , L2 ( MAC, RLC, PDCP ) , 因特网协议 (IP, internet protocol)层， 用户数据包协议 (UDP, user data protocol)层和通用无线分组隧道 (GTP , GPRS tunneling protocol)层， 优点是可以直接使用 SI , Χ2信令， 不放大噪声， 但是缺点也很明显， 具有 较大时延， 同时空口开销较大。 L2 Relay具有噪声不转发的优点， 而且时延 相对于 L3 Relay较小， 并且恰当的选择转发的协议数据包， 可以避免安全问 题。 但现有技术对于如何引入 L2 Relay却没有给出具体的方案。 发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种服务网关与中继终端间传输数据的 系统及方法，实现了引入 RN后保证 Relay UE和 S-GW之间完成 IP数据包的 可靠传输。
为了解决上述问题， 本发明提供了一种服务网关向中继终端传输数据的 方法， 包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载 E-RAB 连 接， 当施方演进节点 B ( eNB ) 收到服务网关发来的数据后， 将提取出的分 组数据会聚协议 PDCP服务数据单元 SDU形成 PDCP PDU后复用形成无线 链路控制 RLC PDU, 并将各中继终端的 RLC PDU复用形成一个中继媒体接 入控制 R-MAC PDU后发送至中继节点； 以及 终端的所有 RLC PDU复用形成一个媒体接入控制 MACPDU后发送至对应的 中继终端。
优选地， 所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线 服务技术隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间 的数据无线承载连接；
在建立中继终端与服务网关之间的 E-RAB连接的步骤中， 在施方 eNB 处建立所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
优选地，所述当施方 eNB收到服务网关发来的数据后，将提取出的 PDCP
SDU形成分组数据会聚协议 PDU后复用形成 RLC PDU , 并将各中继终端的 RLC PDU复用形成一个 R-MAC PDU的步骤包括：
所述施方 eNB从 GTP-U隧道接收 GTP-U数据后去掉通用分组无线服务 技术隧道协议 GTP首部、 UDP首部和网际协议 IP首部后得到 PDCP SDU, 并对所述 PDCP SDU进行头压缩和加密形成 PDCP PDU; 所述施方 eNB为 各数据无线承载连接分配物理资源后将 PDCP PDU串接形成 RLC PDU,并将 各中继终端的所有 RLC PDU串接形成 R-MAC PDU;
所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对 应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。 同一中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个 MAC PDU后发送至对应的中 继终端的步骤包括： 所述中继节点收到所述 R-MAC PDU后， 根据中继终端的标识提取出该 中继终端对应的所有 RLC PDU, 以及根据为逻辑信道分配的物理资源， 对各 RLC PDU内的 RLC SDU进行重新分割和串接形成新的 RLC PDU,并将所述 新的 RLC PDU串接形成 MAC PDU并经物理层处理后发送给所述中继终端。
优选地， 所述中继终端的标识为小区无线网络临时标识 C-RNTI媒体接 入控制单元。
本发明还提供一种中继终端向服务网关传输数据的方法， 包括： 建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载 E-RAB 连 接， 中继节点收到中继终端发来的传输块后提取出各无线链路控制 RLC协议 数据单元 PDU, 并将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成中继媒体接入控 制 R-MAC PDU后发送至施方演进节点 B ( eNB ) ； 以及
所述施方 eNB从 R-MAC PDU中提取出各中继终端的 RLC PDU, 并将 各中继终端的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至服务网关。
优选地， 在所述中继节点收到中继终端发来的传输块的步骤之前， 所述 方法还包括：
所述中继终端的应用层向分组数据会聚协议 PDCP层递交 IP数据包， 所 述 IP数据包经过 PDCP实体的头压缩和加密后形成 PDCP PDU递交给 RLC 实体， RLC实体根据中继节点的物理层 L1调度指令内的资源情况和中继终 端自身配置的逻辑信道优先化算法将所述 PDCP PDU 串接和 /或分割后形成 RLC PDU, 所述 RLC PDU复用到 MAC PDU后经过物理层处理形成传输块。
优选地， 所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线 服务技术隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间 的数据无线承载连接；
所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符在施方 eNB处 绑定。
优选地， 所述中继节点收到中继终端发来的传输块后提取出各 RLC PDU, 并将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成 R-MAC PDU的步骤包括： 中继节点接收到来自中继终端的传输块后， 经过解码得到该中继终端的 MAC PDU, 从 MAC PDU中提取出中继终端对应的各 RLC PDU, 根据施方 eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法， 为各逻辑信道分配物理资源， 并根据分配的物理资源对 RLC SDU进行串接和 /或者分割形成新的 RLC PDU; 并将形成的新的 RLC PDU复用为 R-MAC PDU;
所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对 应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
优选地， 所述施方 eNB从 R-MAC PDU 中提取出各中继终端的 RLC PDU , 并将各中继终端的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至服务网关 的步骤包括：
施方 eNB收到所述 R-MAC PDU后 ,根据各中继终端的标识提取出该中 继终端的所有 RLC PDU , 以及根据逻辑信道标识符确定各 RLC PDU所属的 逻辑信道，并根据本地存储的 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标 识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的 GTP-U隧道， 然后将 RLC PDU的 RLC SDU提取出来经过 PDCP实体的解密和解压得到 IP数据包， 使 用 GTP-U协议将 IP数据包在 GTP-U隧道上传输至服务网关。
优选地， 所述中继终端的标识为小区无线网络临时标识 C-RNTI媒体接 入控制单元。
本发明提供一种服务网关向中继终端传输数据的系统， 包括中继终端、 中继节点、 施方演进节点 B ( eNB )及服务网关；
所述施方 eNB设置为， 当中继终端与服务网关之间的 E-RAB连接建立 后从所述服务网关接收数据， 并将提取出的分组数据会聚协议 PDCP服务数 据单元 SDU串接形成 PDCP PDU后复用形成无线链路控制 RLC PDU, 以及 将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制 R-MAC PDU 后发送至中继节点；
所述中继节点设置为， 从所述 R-MAC PDU中提取出各 RLC PDU , 以及 将同一中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个媒体接入控制 MAC协议数据 单元 PDU后发送至对应的中继终端。 优选地 , 所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线 服务技术隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间 的数据无线承载连接；
所述施方 eNB 包括中继实体， 所述中继实体设置为在本地建立所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
优选地， 所述 Donor eNB 包括位于 S1 接口侧的 GTP-U 隧道实体、 UDP/IP实体以及位于 Un接口侧的 PDCP实体、 RLC实体和 R-MAC实体； 所述施方 eNB包括位于 S1接口侧的 GTP-U隧道实体、 UDP/IP实体以 及位于 Un接口侧的 PDCP实体、 RLC实体和 R-MAC实体；
所述施方 eNB的 GTP-U隧道实体设置为，将接收的 GTP-U数据去掉通 用分组无线服务技术隧道协议 GTP首部后发送至施方 eNB的 UDP/网际协议 IP实体；
所述施方 eNB的 UDP/IP实体设置为， 将接收的数据去掉 UDP首部和 IP首部后的 PDCP SDU发送至所述施方 eNB的 PDCP实体；
所述施方 eNB的 PDCP实体设置为， 对所述 PDCP SDU进行头压缩和 加密形成 PDCP PDU后发送至所述施方 eNB的 RLC实体；
所述施方 eNB的 RLC实体设置为，将接收的各 PDCP PDU串接形成 RLC PDU, 以及将所述 RLC PDU发送至施方 eNB的 R-MAC实体；
所述施方 eNB的 R-MAC实体设置为，将接收的各中继终端的 RLC PDU 复用形成 R-MAC PDU; 所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识 后， 每个 RLC PDU对应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道 的标识符。
优选地， 所述中继节点包括转发实体、位于 Un接口侧的 R-MAC实体以 及位于 Uu接口侧的 MAC实体和 RLC实体；
所述中继节点的 R-MAC实体设置为， 从收到的 R-MAC PDU中提取出 各 RLC PDU, 并将所述 RLC PDU经转发实体发送至中继节点的 Uu接口侧 对应的 RLC实体； 所述中继节点的 Uu接口侧的 RLC实体设置为， 根据 MAC实体分配的 物理资源对 RLC PDU 内的 RLC SDU进行重新分割和串接形成新的 RLC 所述中继节点的 MAC实体设置为， 为 RLC实体分配物理资源， 以及收 到所述新的 RLC PDU后串接形成 MAC PDU并经物理层实体发送至对应的 中继终端。
本发明还提供一种中继终端向服务网关传输数据的系统，包括中继终端、 中继节点、 施方演进节点 B ( Donor eNB )及服务网关；
所述中继节点设置为， 当中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线 接入承载 E-RAB连接建立后， 接收中继终端发来的传输块， 并提取出各无线 链路控制 RLC协议数据单元 PDU, 以及将各中继终端的所有 RLC PDU复用 形成中继媒体接入控制 R-MAC PDU后发送至施方 eNB；
所述施方 eNB设置为， 从 R-MAC PDU 中提取出各中继终端的 RLC PDU,并将各中继终端的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至服务网关。
优选地， 所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线 服务技术隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间 的数据无线承载连接；
所述施方 eNB 包括中继实体， 所述中继实体设置为在本地建立所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。 媒体接入控制 MAC实体；
所述中继终端的 PDCP实体设置为， 将应用层实体发来的网际协议 IP数 据包进行头压缩和加密形成 PDCP PDU后发送至中继终端的 RLC实体； 所述中继终端的 RLC实体设置为， 将所述 PDCP PDU串接和 /或分割后 形成 RLC PDU后发送至中继终端的 MAC实体；
所述中继终端的 MAC实体设置为， 将各 RLC PDU复用形成 MAC PDU 后经物理层实体发送至中继节点。
优选地， 所述中继节点包括位于 Uu接口侧的 MAC实体以及位于 Un接 口侧的 RLC实体和 R-MAC实体；
所述中继节点的 MAC实体设置为， 从接收的 MAC PDU中提取出中继 终端对应的各 RLC PDU, 并将提取的 RLC PDU发送至中继节点位于 Un接 口侧对应的 RLC实体； 以及根据施方 eNB分配的上行资源和逻辑信道优先 化算法 , 为 MAC PDU内的各 RLC PDU分配物理资源；
所述中继节点位于 Un接口侧的 RLC实体设置为， 根据分配的物理资源 将 RLC SDU进行串接和 /或者分割后形成新的 RLC PDU; 以及将形成的新的 RLC PDU发送至中继节点的 R-MAC实体；
所述中继节点的 R-MAC 实体设置为， 将接收的各中继终端的各 RLC PDU复用形成 R-MAC PDU;
所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对 应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
优选地， 所述施方 eNB还包括位于 Un接口侧的 R-MAC实体、 RLC实 体、 PDCP实体以及位于 S1接口侧的 GTP-U隧道实体；
所述施方 eNB的 R-MAC实体设置为， 从接收的 R-MAC PDU中根据中 继终端的标识提取该中继终端的 RLC PDU, 并将所述 RLC PDU发送至施方 eNB的 RLC实体；
所述施方 eNB的 RLC实体设置为， 从接收的 RLC PDU中提取各 RLC SDU并发送至施方 eNB的 PDCP实体；
所述施方 eNB的 PDCP实体设置为， 对接收的 RLC SDU进行解密和解 压得到 IP数据包， 以及将所述 IP数据包发送至中继实体；
所述中继实体还设置为， 根据逻辑信道的标识符查找本地存储的 GTP-U 隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述数据无线 承载连接绑定的 GTP-U隧道实体， 以及将 IP数据包发送至查找到的 GTP-U 隧道实体；
所述 GTP-U隧道实体设置为， 使用 GTP-U协议将所述 IP数据包传输至 服务网关。 综上所述， 本发明提供一种服务网关与中继终端间传输数据的系统及方 法， 实现了引入 RN以及减少成本、 提高效率的目的。 且将 PDCP层放在 UE 侧和 Donor eNB侧 , 避免了将安全参数带入 RN, 也就避免了引入新的非安 全域。 在 Un接口中只使用一个 MAC实体， 减少了信令的消耗， 使得 RN的 资源调度类似于 macro UE。 由于 RN上不部署 PDCP层， 没有必要进行加解 密， 完整性保护和压缩解压缩处理， 因此时延较小。 同时本发明对于现有的 R8协议做了最大程度的利用， 修改的 R-MAC兼容 MAC协议， R-MAC对 MAC的改动艮小。 附图概述
图 1是引入了 Relay的 LTE-A网络结构；
图 2是本发明引入了 RN的 LTE-A系统结构图；
图 3是本发明 RN自动调整 RLC PDU的转发机制；
图 4a是本发明 Relay UE的小区无线网络临时标识（ C-RNTI )控制单元 ( control Element )格式示意图；
图 4b是跨 UE复用 /解复用的 MAC PDU结构；
图 4c是跨 UE的 MAC复用 /解复用示例；
图 5是本发明方法实施例 1的流程图；
图 6是本发明方法实施例 2的流程图。 本发明的较佳实施方式
本实施例提供一种服务网关与中继终端间传输数据的系统，如图 2所示， 包括 Relay UE21、 RN22、 Donor eNB23及 S-GW24;
Relay UE通过 Uu接口与 RN连接， RN通过 Un接口与 Donor eNB连接， Donor eNB通过 S 1接口与 s-GW连接；
Relay UE包括 APP (应用层） 实体、 IP实体、 PDCP实体、 RLC实体、 MAC实体及 L1 (物理层实体） ； 在 Uu接口侧， RN包括 RLC实体、 MAC实体及 L1 , 在 Un接口侧， RN 包括 RLC实体、 R-MAC (中继媒体接入控制， Relay Media Access Control ) 实体及 LI , RN还包括转发实体；
在 Un接口侧， Donor eNB包括 PDCP实体、 RLC实体、 R-MAC实体 及 L1 , 在 SI接口侧， Donor eNB包括通用分组无线服务技术（ GPRS ) 隧 道用户面协议 ( GTP-U, GPRS tunneling protocol for user plane ) 隧道实体、 UDP/IP实体、 L2及 LI , Donor eNB还包括中继实体；
s-GW包括 APP实体、 IP实体、 GTP-U隧道实体、 UDP/IP实体、 L2及
L1 ;
( A )服务网关向中继终端传输数据的情形
Donor eNB设置为， 当 Relay UE与 s-GW之间的 E-RAB (演进全球陆上 无线接入 7 载， E-Utran Radio access Bearer )连接后从 s-GW接收数据, 并将 提取出的 PDCP SDU串接形成 PDCP PDU后复用形成 RLC PDU , 以及将各 Relay UE的所有 RLC PDU复用形成一个 R-MAC PDU后发送至中 RN;
RN设置为，从 R-MAC PDU中提取出各 RLC PDU,以及将同一 Relay UE 的所有 RLC PDU复用形成一个 MAC PDU后发送至对应的 Relay UE。
E-RAB连接包括 s-GW与 Donor eNB间的 GTP-U隧道，以及 Donor eNB 和中继节点之间的数据无线承载连接；
中继实体设置为在本地建立 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的 标识符的对应关系。
Donor eNB的 GTP-U隧道实体设置为， 将接收的 GTP-U数据去掉 GTP 首部后发送至 UDP/IP实体；
Donor eNB的 UDP/IP实体设置为， 将接收的数据去掉 UDP首部和 IP首 部后的 PDCP SDU发送至 PDCP实体；
Donor eNB的 PDCP实体设置为 , 对 PDCP SDU进行头压缩和加密形成
PDCP PDU后发送至 RLC实体；
Donor eNB的 RLC实体设置为， 将接收的各 PDCP PDU串接形成 RLC PDU , 以及将 RLC PDU发送至 R-MAC实体； Donor eNB的 R-MAC实体设置为， 将接收的各终端的 RLC PDU复用形 成 R-MAC PDU; 如图 4b所示， R-MAC PDU包括 R-MAC 首部 （header ) 及一个或多个 RLC PDU及 MAC CE和 padding，属于同一中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对应一个逻辑信道的 数据， R-MAC header包含各逻辑信道的标识符。
如图 4a所示，中继终端的标识为小区无线网络临时标识（ C-RNTI ) MAC 控制单元， 其格式为 2个字节的 C-RNTI。
RN 的 L1设置为， 对接收的 Donor eNB发来的传输块（ TB )进行解码 得到 R-MAC PDU后发送至 R-MAC实体；
RN 的 R-MAC 实体设置为， 从收到的 R-MAC PDU 中提取出各 RLC
PDU, 并将 RLC PDU经转发实体发送至 Uu接口侧对应的 RLC实体； 所述 Uu接口侧对应的 RLC实体指 RLC PDU所在逻辑信道对应的 RLC实体。
RN 的 Uu接口侧的 RLC实体设置为， 根据 MAC实体分配的物理资源 对 RLC PDU内的 RLC服务数据单元（ SDU )进行重新分割和串接形成新的 RLC PDU, 以及将新的 RLC PDU发送至中继终端对应的 MAC实体；
RN 的 MAC实体设置为，为 RLC实体分配物理资源，以及收到新的 RLC PDU后串接形成 MAC PDU后发送至 L1；
RN 的 Uu接口侧的 L1设置为， 对 MAC PDU进行处理后发送至对应的 中继终端。
( B ) 中继终端向服务网关传输数据的情形
RN设置为， 当中继终端与 s-GW之间的 E-RAB连接建立后， 接收中继 终端发来的传输块， 并提取出各 RLC PDU, 以及将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成 R-MAC PDU后发送至 Donor eNB;
Donor eNB设置为， 从 R-MAC PDU中提取出各中继终端的 RLC PDU , 并将各中继终端的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至 s-GW。
E-RAB连接包括 s-GW与 Donor eNB间的 GTP-U隧道，以及 Donor eNB 和中继节点之间的数据无线承载连接；
Donor eNB的中继实体设置为， 在本地建立所述 GTP-U隧道的标识符与 数据无线承载连接的标识符的对应关系。
中继终端的 PDCP实体设置为， 将应用层实体发来的 IP数据包进行头压 缩和加密形成 PDCP PDU后发送至 RLC实体；
中继终端的 RLC实体设置为， 将 PDCP PDU串接和 /或分割后形成 RLC PDU后发送至 MAC实体；
中继终端的 MAC实体设置为，将各 RLC PDU复用形成 MAC PDU后发 送至物理层实体；
中继终端的 L1设置为，对 MAC PDU进行处理形成传输块后发送至 RN。
RN的 Uu侧的 L1设置为，对接收的传输块进行解码得到 MAC PDU,并 将 MAC PDU发送至 MAC实体；
RN的 MAC实体设置为，从 MAC PDU中提取出中继终端对应的各 RLC PDU , 并将 RLC PDU经转发实体发送至 RN侧对应的 RLC实体， 以及根据 Donor eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法，为 MAC PDU内的各 RLC PDU分配物理资源； 所述 RN接口侧对应的 RLC实体指 RLC PDU所在逻辑 信道对应的 RLC实体。
RN的 RN接口侧的 RLC实体设置为，根据分配的物理资源将 RLC SDU 进行调整， 串接和 /或者分割后形成新的 RLC PDU; 以及将形成的新的 RLC PDU发送至 R-MAC实体；
RN的 R-MAC实体设置为， 将接收的各中继终端的各 RLC PDU复用形 成 R-MAC PDU;
如图 4b所示， R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后，每个 RLC PDU对应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
Donor eNB的 Un接口侧的 L1设置为， 对接收的传输块进行解码得到 R-MAC PDU, 并将 R-MAC PDU发送至 R-MAC实体；
Donor eNB的 R-MAC实体设置为，从 R-MAC PDU中根据中继终端的标 识提取该中继终端的 RLC PDU,并将提取的 RLC PDU发送至对应的 RLC实 体； Donor eNB的 RLC实体设置为，从接收的 RLC PDU中提取各 RLC SDU 并发送至对应的 PDCP实体；
Donor eNB的 PDCP实体设置为，对接收的 RLC SDU进行解密和解压得 到 IP数据包， 以及将 IP数据包发送至中继实体；
中继实体设置为，根据逻辑信道的标识符查找本地存储的 GTP-U隧道的 标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑 定的 GTP-U隧道， 以及将 IP数据包发送至查找到的 GTP-U隧道实体；
GTP-U 隧道实体设置为， 使用 GTP-U协议将接收的 IP数据包传输至 s-GW。
以上的协议栈框架将 Relay UE, RN、 Doner eNB和 S-GW的功能进行了 布局以达到引入 RN以及减少成本、提高效率的目的。 Relay UE和 Donor eNB 之间的功能关系和 Macro UE与 Donor eNB之间的关系相同，主要完成 PDCP SDU的安全性保护、 压缩功能和传输功能。 Relay UE和 S-GW之间完成 IP 数据包的可靠传输。 Relay Node与 Relay UE之间完成 PDCP PDU的收发， Relay Node和 Donor eNB之间完成 PDCP PDU的收发。
本实施例提供一种服务网关向中继终端传输数据的方法， 该方法包括： 建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载 E-RAB连接， 当 施方演进节点 B ( eNB ) 收到服务网关发来的数据后， 将提取出的分组数据 会聚协议 PDCP服务数据单元 SDU形成分组数据会聚协议协议数据单元 PDU 后复用形成无线链路控制 RLC协议数据单元 PDU, 并将各中继终端的 RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制 R-MAC协议数据单元 PDU后发送至中 同一中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个媒体接入控制 MAC协议数据单 元 PDU后发送至对应的中继终端， 具体流程可参见图 4c。
实施例一：
Relay UE接收来自 s-GW的用户面数据的方法如图 5所示， 包括以下步 骤：
步骤 501： 建立 Relay UE与 s-GW之间的 E-RAB连接。 该 E-RAB连接包括建立 s-GW与 Donor eNB之间的 GTP-U隧道（ SI承 载）， 以及建立与该 GTP-U隧道绑定的位于 Donor eNB 和 RelayUE之间的 数据无线承载 (DRB, data radio bearer)连接。 GTP-U隧道的标识符为下行隧道 端点标识符（DL TEID, downlink Tunnel Endpoint Identifier ) , DRB连接的标 识符为无线承载标识 (RB Identity), 两者在 Donor eNB处绑定， 即在 Donor eNB处建立 GTP-U隧道的标识符与 DRB的标识符的对应关系。
可以是一个逻辑信道对应一个 E-RAB连接，也可以是多个逻辑信道对应 一个 E-RAB连接。
步骤 502: Donor eNB在 GTP-U隧道上接收到 GTP-U数据。
在 Donor eNB处一个 UE对应一个 MAC实体， 一个逻辑信道对应一个
RLC实体以及对应一个 PDCP实体；
Donor eNB将来自 S-GW的 GTP-U数据去掉 GTP首部 (GTP header), UDP header和 IP header后得到 PDCP SDU, 该 PDCP SDU所在的 PDCP实体由 RB Identity标识， RB Indentiy即表示某个 UE ID对应的逻辑信道 LCH。 PDCP 实体对 PDCP SDU进行头压缩和加密，形成 PDCP PDU后发送至 RLC实体。
步骤 503: Donor eNB复用 RLC PDU。
Donor eNB为该 RB (即逻辑信道 )对应的 RLC实体分配物理资源 , RLC 实体根据物理资源， 将 RLC SDU即 PDCP PDU串接装入 RLC PDU, 对不能 完整装入的 PDCP PDU进行分割 , 一个逻辑信道的数据对应一个 RLC PDU, 然后将形成的 RLC PDU复用形成 R-MAC PDU,如果该 RLC PDU是所属 UE 装入 R-MAC的首个 RLC PDU,则在该首个 RLC PDU之前加入 UE的标识（即 C-RNTI control Element ) , 发向同一个 RN的各 UE的 RLC PDU形成一个 R-MAC PDU, 其结构如图 4b所示， 一个 R-MAC PDU包括 R-MAC Header 及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 UE的各 RLC PDU依次排列在该 UE的 标识后， 每个 RLC PDU对应一个逻辑信道的数据， R-MAC Header包含各逻 辑信道的标识符 LCID。
步骤 504: Donor eNB向 RN传输 backhauling数据。
Donor eNB将形成的 R-MAC PDU经过物理层处理后放在 MBSFN子帧 上作为下行数据向 RN发送。 RN在 MBSFN监听 Donor eNB的层 1/层 2信令 (L1/L2信令)， 当接收到下行数据指令时，接收对应的传输块 (TB, transmission block), 并解码为 R-MAC PDIL
步骤 505: RN解复用并调整 RLC PDU。
RN从接收到的 R-MAC PDU中提取出各 RLC PDU, 并根据 C-RNTI control Element找到 UE对应的 MAC entity, 根据 R-MAC header中的逻辑信 道标识符 (LCID , logical channel Identity)来找到逻辑信道对应的 RLC实体 (RLC entity)„ 如图 3所示， 根据 MAC实体 (MAC entity)为逻辑信道分配的物理资 源， 对各 RLC PDU进行调整， 也就是对各 RLC PDU内的 RLC SDU进行重 新分割和串接， 以适应该逻辑信道的物理资源。
步骤 506: Donor RN向 Relay UE传输下行数据。
将 UE的 RLC PDU调整后串接形成 MAC PDU , 将 MAC PDU进行物理 层处理后， 发送给 UE。 这时进入正常的 MAC层混合自动重传请求 (HARQ, hybrid automatic Retransmission reQuest)过程。 UE接收到对应的 TB, 解码后 得到 MAC entity,提取出对应的 RLC PDU,进而提取出 RLC SDU,经过 PDCP 的解密和解压后得到 s-GW发送的下行数据。
本发明还提供了一种中继终端向服务网关传输数据的方法，该方法包括： 建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载 E-RAB连接， 中 继节点收到中继终端发来的传输块后提取出各无线链路控制 RLC协议数据单 元 PDU, 并将各中继终端的所有 RLC PDU 复用形成中继媒体接入控制 R-MAC协议数据单元 PDU后发送至施方演进节点 B ( eNB ) ； 以及所述施 方 eNB从 R-MAC PDU中提取出各中继终端的 RLC PDU, 并将各中继终端 的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至服务网关；具体流程可参见图 4c。 实施例二：
Relay UE发送用户面数据给 s-GW的方法如图 6所示， 包括以下步骤： 步骤 601： 建立 Relay UE与 s-GW之间的 E-RAB连接。
该 E-RAB连接包括建立 s-GW与 Donor eNB之间的 GTP-U隧道（ S1 承载 ) , 以及建立与该 GTP-U隧道绑定的位于 Donor eNB 和 RelayUE之间 的 DRB连接。 GTP-U隧道的标识符为 DL TEID, DRB连接的标识符为 RB 标 识（ Identity ) , 两者在 Donor eNB处绑定， 即在 Donor eNB处建立 GTP-U隧 道的标识符与 DRB的标识符的对应关系。 步骤 602: Relay UE发送的上行数据被 RN接收。
Relay UE的应用层向 PDCP层递交 IP数据包， IP数据包经过 PDCP实体 的头压缩和加密后形成 PDCP PDU递交给 RLC实体， RLC实体根据 RN 的 物理层 L1调度指令内的资源情况和 UE自身所配置的逻辑信道优先化算法将 PDCP PDU串接和 /或者分割后形成 RLC PDU。 该 RLC PDU复用形成 MAC PDU并经过物理层处理后形成传输块 TB发送给 RN, 即将该 UE的各逻辑信 道的 RLC PDU复用形成一个 MAC PDU, 该 TB即一个 MAC PDU。
步骤 603: RN调整并复用 RLC PDU。
RN接收到来自 Relay UE的 TB , 经过解码后得到该 UE的 MAC PDU, 从 MAC PDU中提取出 UE对应的各 RLC PDU, 根据 Donor eNB分配的上 行资源和逻辑信道优先化算法， 该 UE的各逻辑信道 LCH分配物理资源， 此 时分配的物理资源有可能不同于 Uu口处为各逻辑信道分配的物理资源，因此 需要对各逻辑信道对应的 RLC PDU进行调整， 如图 3所示， 具体为， 从各 RLC PDU中提取出 RLC SDU, 根据分配的物理资源将 RLC SDU进行调整， 即进行串接和 /或者分割后形成新的 RLC PDU。
之后将形成的新的 RLC PDU复用形成 R-MAC PDU,复用的方法是按照 UE的顺序将 RLC PDU依次装入 R-MAC PDU,如果 RLC PDU是 UE的首个 RLC PDU, 则在该首个 RLC PDU之前先装入该 UE的 C-RNTI MAC control element。 其结构如图 4b所示， 一个 R-MAC PDU包括 R-MAC Header及一个 或多个 RLC PDU, 属于同一 UE的各 RLC PDU依次排列在该 UE的标识后， 每个 RLC PDU对应一个逻辑信道的数据， R-MAC Header包含各逻辑信道的 标识符 LCID。
步骤 604: RN向 Donor eNB传输 backhauling数据。
RN将 R-MAC PDU进行物理层的处理后形成 TB在 MBSFN子帧上向 Donor eNB发送。 Donor eNB在 MBSFN子帧上接收到 TB, 经解码后形成 R-MAC PDU。
步骤 605: Donor eNB解复用 RLC PDU。
Donor eNB从 R-MAC PDU中提取出各 UE的 RLC PDU。 RLC PDU所属 的 UE根据 R-MAC PDU中 C-RNTI MAC control element中包含的 C-RNTI确 定， RLC PDU所属的逻辑信道根据 R-MAC PDU的 R-MAC Header中对应的 LCID确定， R-MAC Header中包含了所有 RLC PDU的 LCID。
步骤 606: Donor RN向 S-GW传输 S1用户面数据。
Donor eNB根据 UE ID即 C-RNTI和 LCID得到 RB identity,并通过查找 本地存储的 RB Identity与 TEID 的对应关系得到与该 RB Identity绑定的 GTP-U的 TEID。 将 RLC PDU的 RLC SDU提取出来后经过 PDCP实体的解 密和解压，得到 UE侧生成的 IP数据包，使用 GTP-U协议将 IP数据包在 TEID 隧道上传输给 S-GW。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。
工业实用性
本发明提供的服务网关与中继终端间传输数据的系统及方法， 通过引入
RN, 实现了减少成本、提高效率的目的； 并且将 PDCP层放在 UE侧和 Donor eNB侧， 避免了将安全参数带入 RN, 从而避免了引入新的非安全域。 同时， 在 Un接口中只使用一个 MAC实体， 减少了信令的消耗， 使得 RN的资源调 度类似于宏 UE。 由于 RN上不部署 PDCP层， 没有必要进行加解密、 完整性 保护和压缩解压缩处理， 因此时延较小。 另外， 本发明对于现有的 R8协议做 了最大程度的利用， 修改的 R-MAC兼容 MAC协议， R-MAC对 MAC的改 动很小。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种服务网关向中继终端传输数据的方法， 包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载 E-RAB 连 接， 当施方演进节点 B ( eNB ) 收到服务网关发来的数据后， 将提取出的分 组数据会聚协议 PDCP服务数据单元 SDU形成 PDCP协议数据单元 PDU后 复用形成无线链路控制 RLC PDU, 并将各中继终端的 RLC PDU复用形成一 个中继媒体接入控制 R-MAC PDU后发送至中继节点； 以及 终端的所有 RLC PDU复用形成一个媒体接入控制 MAC PDU后发送至对应 的中继终端。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其中：
所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线服务技术 隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间的数据无 线承载连接；
在建立中继终端与服务网关之间的 E-RAB连接的步骤中， 在施方 eNB 处建立所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
3、 如权利要求 2所述的方法， 其中：
所述当施方 eNB收到服务网关发来的数据后，将提取出的 PDCP SDU形 成分组数据会聚协议 PDU后复用形成 RLC PDU, 并将各中继终端的 RLC PDU复用形成一个 R-MAC PDU的步骤包括：
所述施方 eNB从 GTP-U隧道接收 GTP-U数据后去掉通用分组无线服务 技术隧道协议 GTP首部、 UDP首部和网际协议 IP首部后得到 PDCP SDU, 并对所述 PDCP SDU进行头压缩和加密形成 PDCP PDU; 所述施方 eNB为 各数据无线承载连接分配物理资源后将 PDCP PDU串接形成 RLC PDU,并将 各中继终端的所有 RLC PDU串接形成 R-MAC PDU;
所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对 应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
4、 如权利要求 3所述的方法， 其中， 所述中继节点从所述 R-MAC PDU 中提取出各 RLC PDU, 并将同一中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个 MAC PDU后发送至对应的中继终端的步骤包括：
所述中继节点收到所述 R-MAC PDU后， 根据中继终端的标识提取出该 中继终端对应的所有 RLC PDU, 以及根据为逻辑信道分配的物理资源， 对各 RLC PDU内的 RLC SDU进行重新分割和串接形成新的 RLC PDU,并将所述 新的 RLC PDU串接形成 MAC PDU并经物理层处理后发送给所述中继终端。
5、 如权利要求 3所述的方法， 其中：
所述中继终端的标识为小区无线网络临时标识 C-RNTI媒体接入控制单 元。
6、 一种中继终端向服务网关传输数据的方法， 包括：
建立中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线接入承载 E-RAB 连 接， 中继节点收到中继终端发来的传输块后提取出各无线链路控制 RLC协议 数据单元 PDU, 并将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成中继媒体接入控 制 R-MAC PDU后发送至施方演进节点 B ( eNB ) ； 以及
所述施方 eNB从 R-MAC PDU中提取出各中继终端的 RLC PDU, 并将 各中继终端的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至服务网关。
7、 如权利要求 6所述的方法， 其中， 在所述中继节点收到中继终端发来 的传输块的步骤之前， 所述方法还包括：
所述中继终端的应用层向分组数据会聚协议 PDCP层递交 IP数据包， 所 述 IP数据包经过 PDCP实体的头压缩和加密后形成 PDCP PDU递交给 RLC 实体， RLC实体根据中继节点的物理层 L1调度指令内的资源情况和中继终 端自身配置的逻辑信道优先化算法将所述 PDCP PDU 串接和 /或分割后形成 RLC PDU, 所述 RLC PDU复用到 MAC PDU后经过物理层处理形成传输块。
8、 如权利要求 6所述的方法， 其中：
所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线服务技术 隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间的数据无 线承载连接； 所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符在施方 eNB处 绑定。
9、 如权利要求 6所述的方法， 其中， 所述中继节点收到中继终端发来的 传输块后提取出各 RLC PDU, 并将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成 R-MAC PDU的步骤包括：
中继节点接收到来自中继终端的传输块后， 经过解码得到该中继终端的 MAC PDU, 从 MAC PDU中提取出中继终端对应的各 RLC PDU, 根据施方 eNB分配的上行资源和逻辑信道优先化算法， 为各逻辑信道分配物理资源， 并根据分配的物理资源对 RLC SDU进行串接和 /或者分割形成新的 RLC PDU; 并将形成的新的 RLC PDU复用为 R-MAC PDU;
所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对 应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
10、 如权利要求 9所述的方法， 其中， 所述施方 eNB从 R-MAC PDU中 提取出各中继终端的 RLC PDU, 并将各中继终端的 RLC PDU在对应的
E-RAB连接上发送至服务网关的步骤包括：
施方 eNB收到所述 R-MAC PDU后 ,根据各中继终端的标识提取出该中 继终端的所有 RLC PDU , 以及根据逻辑信道标识符确定各 RLC PDU所属的 逻辑信道，并根据本地存储的 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标 识符的对应关系得到与所述无线承载连接绑定的 GTP-U隧道， 然后将 RLC PDU的 RLC SDU提取出来经过 PDCP实体的解密和解压得到 IP数据包， 使 用 GTP-U协议将 IP数据包在 GTP-U隧道上传输至服务网关。
11、 如权利要求 9所述的方法， 其中：
所述中继终端的标识为小区无线网络临时标识 C-RNTI媒体接入控制单 元。
12、 一种服务网关向中继终端传输数据的系统， 包括中继终端、 中继节 点、 施方演进节点 B ( eNB )及服务网关； 其中：
所述施方 eNB设置为， 当中继终端与服务网关之间的 E-RAB连接建立 后从所述服务网关接收数据， 并将提取出的分组数据会聚协议 PDCP服务数 据单元 SDU串接形成 PDCP PDU后复用形成无线链路控制 RLC PDU, 以及 将各中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个中继媒体接入控制 R-MAC PDU 后发送至中继节点；
所述中继节点设置为， 从所述 R-MAC PDU中提取出各 RLC PDU , 以及 将同一中继终端的所有 RLC PDU复用形成一个媒体接入控制 MAC协议数据 单元 PDU后发送至对应的中继终端。
13、 如权利要求 12所述的系统， 其中：
所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线服务技术 隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间的数据无 线承载连接；
所述施方 eNB 包括中继实体， 所述中继实体设置为在本地建立所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
14、 如权利要求 12所述的系统， 其中：
所述施方 eNB包括位于 S1接口侧的 GTP-U隧道实体、 UDP/IP实体以 及位于 Un接口侧的 PDCP实体、 RLC实体和 R-MAC实体；
所述施方 eNB的 GTP-U隧道实体设置为，将接收的 GTP-U数据去掉通 用分组无线服务技术隧道协议 GTP首部后发送至施方 eNB的 UDP/网际协议 IP实体；
所述施方 eNB的 UDP/IP实体设置为， 将接收的数据去掉 UDP首部和
IP首部后的 PDCP SDU发送至所述施方 eNB的 PDCP实体；
所述施方 eNB的 PDCP实体设置为， 对所述 PDCP SDU进行头压缩和 加密形成 PDCP PDU后发送至所述施方 eNB的 RLC实体；
所述施方 eNB的 RLC实体设置为，将接收的各 PDCP PDU串接形成 RLC PDU, 以及将所述 RLC PDU发送至施方 eNB的 R-MAC实体；
所述施方 eNB的 R-MAC实体设置为，将接收的各中继终端的 RLC PDU 复用形成 R-MAC PDU; 所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识 后， 每个 RLC PDU对应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道 的标识符。
15、 如权利要求 13所述的系统， 其中：
所述中继节点包括转发实体、 位于 Un接口侧的 R-MAC 实体以及位于 Uu接口侧的 MAC实体和 RLC实体；
所述中继节点的 R-MAC实体设置为， 从收到的 R-MAC PDU中提取出 各 RLC PDU, 并将所述 RLC PDU经转发实体发送至中继节点的 Uu接口侧 对应的 RLC实体；
所述中继节点的 Uu接口侧的 RLC实体设置为， 根据 MAC实体分配的 物理资源对 RLC PDU 内的 RLC SDU进行重新分割和串接形成新的 RLC 所述中继节点的 MAC实体设置为， 为 RLC实体分配物理资源， 以及收 到所述新的 RLC PDU后串接形成 MAC PDU并经物理层实体发送至对应的 中继终端。
16、 一种中继终端向服务网关传输数据的系统， 包括中继终端、 中继节 点、 施方演进节点 B ( eNB )及服务网关； 其中：
所述中继节点设置为， 当中继终端与服务网关之间的演进全球陆上无线 接入承载 E-RAB连接建立后， 接收中继终端发来的传输块， 并提取出各无线 链路控制 RLC协议数据单元 PDU, 以及将各中继终端的所有 RLC PDU复用 形成中继媒体接入控制 R-MAC PDU后发送至施方 eNB;
所述施方 eNB设置为， 从 R-MAC PDU 中提取出各中继终端的 RLC PDU,并将各中继终端的 RLC PDU在对应的 E-RAB连接上发送至服务网关。
17、 如权利要求 16所述的系统， 其中：
所述 E-RAB连接包括服务网关与施方 eNB间的通用分组无线服务技术 隧道用户面协议 GTP-U隧道， 以及所述施方 eNB和中继终端之间的数据无 线承载连接；
所述施方 eNB 包括中继实体， 所述中继实体设置为在本地建立所述 GTP-U隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系。
18、 如权利要求 16所述的系统， 其中：
所述中继终端包括分组数据会聚协议 PDCP实体、 RLC实体及媒体接入 控制 MAC实体；
所述中继终端的 PDCP实体设置为， 将应用层实体发来的网际协议 IP数 据包进行头压缩和加密形成 PDCP PDU后发送至中继终端的 RLC实体； 所述中继终端的 RLC实体设置为， 将所述 PDCP PDU串接和 /或分割后 形成 RLC PDU后发送至中继终端的 MAC实体；
所述中继终端的 MAC实体设置为， 将各 RLC PDU复用形成 MAC PDU 后经物理层实体发送至中继节点。
19、 如权利要求 18所述的系统， 其中：
所述中继节点包括位于 Uu接口侧的 MAC 实体以及位于 Un接口侧的 RLC实体和 R-MAC实体；
所述中继节点的 MAC实体设置为， 从接收的 MAC PDU中提取出中继 终端对应的各 RLC PDU, 并将提取的 RLC PDU发送至中继节点位于 Un接 口侧对应的 RLC实体； 以及根据施方 eNB分配的上行资源和逻辑信道优先 化算法 , 为 MAC PDU内的各 RLC PDU分配物理资源；
所述中继节点位于 Un接口侧的 RLC实体设置为， 根据分配的物理资源 将 RLC SDU进行串接和 /或者分割后形成新的 RLC PDU; 以及将形成的新的 RLC PDU发送至中继节点的 R-MAC实体；
所述中继节点的 R-MAC 实体设置为， 将接收的各中继终端的各 RLC
PDU复用形成 R-MAC PDU;
所述 R-MAC PDU包括 R-MAC首部及一个或多个 RLC PDU, 属于同一 中继终端的各 RLC PDU依次排列在该中继终端的标识后 , 每个 RLC PDU对 应一个逻辑信道的数据， R-MAC首部包含各逻辑信道的标识符。
20、 如权利要求 17所述的系统， 其中：
所述施方 eNB还包括位于 Un接口侧的 R-MAC实体、 RLC实体、 PDCP 实体以及位于 S1接口侧的 GTP-U隧道实体； 所述施方 eNB的 R-MAC实体设置为， 从接收的 R-MAC PDU中根据中 继终端的标识提取该中继终端的 RLC PDU, 并将所述 RLC PDU发送至施方 eNB的 RLC实体；
所述施方 eNB的 RLC实体设置为， 从接收的 RLC PDU中提取各 RLC SDU并发送至施方 eNB的 PDCP实体；
所述施方 eNB的 PDCP实体设置为， 对接收的 RLC SDU进行解密和解 压得到 IP数据包， 以及将所述 IP数据包发送至中继实体；
所述中继实体还设置为， 根据逻辑信道的标识符查找本地存储的 GTP-U 隧道的标识符与数据无线承载连接的标识符的对应关系得到与所述数据无线 承载连接绑定的 GTP-U隧道实体， 以及将 IP数据包发送至查找到的 GTP-U 隧道实体；
所述 GTP-U隧道实体设置为， 使用 GTP-U协议将所述 IP数据包传输至 服务网关。
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