專利名稱：基于演進架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳輸系統(tǒng)，尤其涉及無線傳輸系統(tǒng)中一種基于演進架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法。
背景技術(shù)：
UMTS在空中接口上采用WCDMA無線傳輸技術(shù)，在R6中分為L1、L2和L3這3個協(xié)議層，分別對應(yīng)于OSI參考模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，其中L2又被分為媒體接入控制(MAC)、無線鏈路控制(RLC)、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議(PDCP)及廣播/組播控制協(xié)議(BMC)，其協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示。
MAC位于UMTS地面無線接入網(wǎng)(UTRAN)空中接口的物理層之上，是數(shù)據(jù)鏈路層L2的一個子層，它屏蔽了物理傳輸媒質(zhì)的特性，為高層提供了使用物理介質(zhì)的手段。高層通過MAC提供的邏輯信道來傳輸數(shù)據(jù)和信令信息，MAC根據(jù)物理介質(zhì)的特性將這些信息映射到物理層提供的傳輸信道上，并為每一個傳輸信道選擇合適的傳輸格式。另外，在必要的情況下，MAC還會進行邏輯信道到傳輸信道的復(fù)用。
MAC子層提供邏輯信道上數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。針對不同類型的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，協(xié)議中定義了一組不同類型的邏輯信道，每一種邏輯信道類型都是根據(jù)它所傳輸?shù)男畔⒌念愋投x的傳輸控制信息的信道稱為控制信道，包括廣播控制信道(BCCH)，尋呼控制信道(PCCH)，專用控制信道(DCCH)，公共控制信道(CCCH)和共享信道控制信道(SHCCH)；傳輸業(yè)務(wù)信息的信道稱為業(yè)務(wù)信道，包括專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)和公共業(yè)務(wù)信道(CTCH)兩種。
物理層提供給上層的服務(wù)接入點表現(xiàn)為一系列傳輸信道，MAC層負(fù)責(zé)這些傳輸信道的調(diào)度和使用，具體協(xié)議功能的執(zhí)行是由MAC實體來完成的。根據(jù)所處理的傳輸信道的不同，MAC實體可以分為MAC-b、MAC-c/sh/m、MAC-d、MAC-hs、MAC-e/es。MAC-b負(fù)責(zé)處理廣播信道(BCH)；MAC-c/sh/m負(fù)責(zé)處理公共及共享傳輸信道，包括尋呼信道(PCH)，前向接入信道(FACH)隨機接入信道(RACH)，TDD模式下的下行共享信道(DSCH)與上行共享信道(USCH)；MAC-d只負(fù)責(zé)處理專用傳輸信道(DCH)；MAC-hs負(fù)責(zé)處理高速下行共享信道(HS-DSCH)；MAC-e/es負(fù)責(zé)處理增強上行專用信道(E-DCH)，用戶終端(UE)面的MAC體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
無線鏈路控制協(xié)議(RLC)位于UTRAN空中接口的第二層，利用MAC子層提供的邏輯信道為高層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，其位置和作用相當(dāng)于OSI參考模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，是無線接口上保證服務(wù)質(zhì)量(QoS)的一個重要環(huán)節(jié)。由于無線電傳播環(huán)境中的信道狀況及其惡劣，傳輸誤碼率極高，因此保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸是一項很艱巨的任務(wù)。所以，第三代移動通信系統(tǒng)在RLC子層引入了許多新的自動重發(fā)請求(ARQ)機制，以適應(yīng)高服務(wù)質(zhì)量的要求。
根據(jù)不同級別的QoS要求，RLC可以提供3種模式的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)透明、非確認(rèn)和確認(rèn)。透明模式的服務(wù)質(zhì)量最低，非確認(rèn)模式次之，確認(rèn)模式的服務(wù)質(zhì)量是最高的。自動重傳機制僅僅體現(xiàn)在確認(rèn)模式的RLC實體中。
RLC為用戶數(shù)據(jù)和控制信息提供分段和重組功能。每一個RLC實體由無線資源控制(RRC)配置，并對其執(zhí)行情況進行監(jiān)督和控制。在用戶平面上，RLC子層向上層提供的業(yè)務(wù)稱為無線承載(RB)；在控制平面上，RLC子層向上層提供的業(yè)務(wù)稱為信令無線承載(SRB)。這兩種承載在RLC子層是統(tǒng)一編號的，SRB可以被認(rèn)為是一種特殊的RB。
下面，參照圖3描述與本發(fā)明相關(guān)的一個現(xiàn)有技術(shù)的方案。
R6的用戶面協(xié)議棧中，RLC層位于無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)，MAC層位于基站(NodeB)，NodeB與RNC之間有標(biāo)準(zhǔn)接口Iub。在有數(shù)據(jù)交互時，RLC層與MAC層之間通過Iub接口交互。
參照圖4，對R6中下行鏈路UTRAN面分組業(yè)務(wù)的處理流程進行描述。
■頭壓縮對數(shù)據(jù)流進行頭壓縮。
■分割級聯(lián)將上層來的數(shù)據(jù)分割級聯(lián)成等大小的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU，Protocol data unit)。
■重傳緩存及管理(ARQ)RLC層自動重傳。
■加密對協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)進行加密。
■傳輸信道類型切換在專用傳輸信道、公共傳輸信道及共享傳輸信道之間切換。
■流量控制控制NodeB與RNC之間的流量，防止數(shù)據(jù)溢出。
■調(diào)度在同一用戶的不同數(shù)據(jù)流間或不同用戶的數(shù)據(jù)流間進行調(diào)度。
■混和自動重傳請求(HARQ)物理層混合自動重傳。
■物理層處理在物理層對傳輸塊加上循環(huán)冗余校驗后經(jīng)由空中物理信道發(fā)送至UE。
如圖4所示，在UTRAN中，RNC包括依次相連的PDCP單元、RLC單元和MAC-d單元，NodeB包括相連的MAC-hs單元和物理層處理單元。在RNC上，PDCP單元包括頭壓縮模塊，RLC單元包括分割級聯(lián)模塊、ARQ模塊和加密模塊，MAC-d單元包括傳輸信道類型切換模塊和流量控制模塊。在NodeB上，MAC-hs單元包括調(diào)度模塊和HARQ模塊。
參照圖5，對R6中下行鏈路UE面分組業(yè)務(wù)的處理流程進行描述。
■物理層處理從物理層接收來自基站的傳輸塊，并進行循環(huán)冗余校驗。
■混和自動重傳請求(HARQ)物理層混合自動重傳。
■重排隊列分布將數(shù)據(jù)根據(jù)隊列號路由到對應(yīng)的重排緩存中。
■重排根據(jù)傳輸序列號對數(shù)據(jù)進行重排。
■分解對數(shù)據(jù)進行分解，取出頭信息及填充。
■解密對數(shù)據(jù)進行解密。
■ARQRLC層自動重傳。
■重組把分解后的數(shù)據(jù)進行重組。
■解頭壓縮對數(shù)據(jù)流進行解頭壓縮。
如圖5所示，UTRAN中的UE包括依次相連的物理層處理單元、MAC-hs單元、MAC-d單元、RLC單元和PDCP單元。其中，MAC-hs單元包括HARQ模塊、重排隊列分布模塊、重排模塊和分解模塊，RLC單元包括解密模塊、ARQ模塊和重組模塊，PDCP單元包括頭壓縮模塊。
首先，從協(xié)議層次架構(gòu)上看，RLC層與MAC層分別位于不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點NodeB與RNC上，它們數(shù)據(jù)交互需通過Iub接口，這樣必將帶來不必要的時延。
而且，當(dāng)它們位于不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時，由于上層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是不知道下層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的具體數(shù)據(jù)發(fā)送情況的，即RNC是不知道NodeB具體數(shù)據(jù)發(fā)送信息，這樣在RLC重傳的情況下，很容易導(dǎo)致RLC的無效重傳。因為根據(jù)當(dāng)前RLC重傳機制，RNC的RLC層會把沒收到確認(rèn)的PDU再次發(fā)送給NodeB，在數(shù)據(jù)量大時，NodeB中部分從RNC中重傳過來數(shù)據(jù)沒有及時發(fā)送出去，UE會反饋非確認(rèn)信息，這樣RNC根據(jù)UE的非確認(rèn)信息會重傳這些數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可能在NodeB中還沒發(fā)送出去，這樣就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的無效重傳，同時也浪費了Iub口的帶寬。
其次，在R6中分割級聯(lián)是在RLC層做的，而RLC層位于RNC，是很難知道空口情況的，這樣分割級聯(lián)出來的數(shù)據(jù)很難和空口允許的傳輸塊匹配，且勢必導(dǎo)致很多不必要的填充(padding)。
最后，RLC層和MAC層的功能冗余及重復(fù)，比如這兩層都有級聯(lián)功能、自動重傳功能、加密功能等；而且有些功能在長期演進架構(gòu)(LTE)中可能是不需要的，如動態(tài)傳輸信道類型切換，透明傳輸模式等。這些多余的功能給現(xiàn)有的協(xié)議帶來了復(fù)雜性和額外的處理時延。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的若干缺陷，本發(fā)明提供一種基于演進架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法，以便在現(xiàn)有協(xié)議基礎(chǔ)上對其中一些功能進行整合，去除不必要的功能，且將某些功能移植到最合適的地方。
一方面，提出一種基于演進架構(gòu)的基站的數(shù)據(jù)發(fā)射方法。包括以下步驟A、在媒體接入控制MAC層對數(shù)據(jù)進行分割級聯(lián)；B、給分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；C、在物理層給傳輸塊加上校驗位后發(fā)送至終端。
上述方法還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟對傳輸塊進行物理層緩存及重傳(HARQ)。
上述步驟A還包括步驟對到達MAC層的數(shù)據(jù)或分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)進行高層緩存及重傳(ARQ)。
上述步驟A還包括以下步驟中至少一個在各個數(shù)據(jù)流之間進行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；對數(shù)據(jù)進行加密。
上述方法還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
上述方法還包括在步驟A中所述分割級聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
上述方法還包括在步驟A之前執(zhí)行的步驟在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層對數(shù)據(jù)流進行頭壓縮。
上述方法還包括在所述頭壓縮之前或在步驟A中所述分割級聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
另一方面，提出一種基于演進架構(gòu)的終端的數(shù)據(jù)接收方法。包括以下步驟A、在物理層對來自基站的傳輸塊進行校驗后發(fā)送至媒體接入控制MAC層；B、通過去掉數(shù)據(jù)頭來分解傳輸塊；C、對分解后的數(shù)據(jù)進行排序；D、重組排序后的數(shù)據(jù)；
E、在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
上述步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟對傳輸錯誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進行物理層反饋，請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述方法還包括在步驟B中所述分解傳輸塊之后或在步驟D中所述重組數(shù)據(jù)之后執(zhí)行的步驟對傳輸錯誤的數(shù)據(jù)進行高層反饋，請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述方法還包括在步驟C中所述排序之后或在步驟E中所述解頭壓縮之前執(zhí)行的步驟對數(shù)據(jù)進行解密。
上述方法還包括在步驟D中所述重組之后或在步驟E中所述解頭壓縮之后或在步驟E之后執(zhí)行的步驟對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行解復(fù)用。
上述步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊列中。
再一方面，提出一種基于演進架構(gòu)的基站。該基站包括相連的物理層處理單元和媒體接入控制MAC單元。媒體接入控制MAC單元包括分割級聯(lián)模塊，用于對數(shù)據(jù)進行分割級聯(lián)；傳輸塊生成模塊，用于給分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；物理層處理單元，用于給傳輸塊加上校驗位后發(fā)送至終端。
上述MAC單元或物理層處理單元還包括混和自動重傳(HARQ)模塊，用于對傳輸塊進行物理層緩存及重傳。
上述MAC單元還包括重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對MAC單元收到的數(shù)據(jù)或分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)進行高層緩存及重傳。
上述MAC單元還包括以下模塊中至少一個調(diào)度模塊，用于在各個數(shù)據(jù)流之間進行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；加密模塊，用于對數(shù)據(jù)進行加密。
上述MAC單元或物理層處理單元還包括傳輸格式選擇模塊，用于為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
上述MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對MAC單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
上述基站還包括連接到MAC單元上的分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元，該PDCP單元包括頭壓縮模塊，用于對數(shù)據(jù)流進行頭壓縮。
上述PDCP單元或MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對其所在單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
還有一方面，提出一種基于演進架構(gòu)的終端。該終端包括依次相連的物理層處理單元、媒體接入控制MAC單元、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元。其中，物理層處理單元用于從物理層接收來自基站的傳輸塊并進行校驗，媒體接入控制MAC單元包括分解模塊，用于通過去掉數(shù)據(jù)頭來分解傳輸塊；重排模塊，用于對分解后的數(shù)據(jù)進行排序；重組模塊，用于重組排序后的數(shù)據(jù)，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元包括解頭壓縮模塊，用于將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
上述MAC單元還包括混和自動重傳(HARQ)模塊，用于對到達MAC單元的傳輸錯誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進行物理層反饋并請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述MAC單元還包括連接到分解模塊或重組模塊上的重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對傳輸錯誤的數(shù)據(jù)進行高層反饋并請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
上述MAC單元或PDCP單元還包括解密模塊，用于對數(shù)據(jù)進行解密。
上述MAC單元或PDCP單元或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的解復(fù)用模塊，用于對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行解復(fù)用。
上述MAC單元還包括傳輸塊隊列分布模塊，用于將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊列中后發(fā)送至分解模塊。
本發(fā)明主要的優(yōu)點和特點如下
1.把RLC層下移到NodeB后，它與MAC層的交互更加緊密，原來的MAC層與RLC層的交互時延可以有效避免。
2.本發(fā)明使得分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)更好地與空口匹配，減少開銷(overhead)及填充(padding)，增加空口的效率。
3.整合了兩層的功能，減少了不必要的功能及重復(fù)功能，使得協(xié)議簡化了復(fù)雜度，減少數(shù)據(jù)處理時延。
4.對于原有協(xié)議中，在RLC重傳時由RLC重傳機制引起的無效重傳可以有效避免。
5.通過NodeB的調(diào)度功能保證重傳數(shù)據(jù)的優(yōu)先級及保證業(yè)務(wù)的QoS。


圖1示出現(xiàn)有的無線接口協(xié)議結(jié)構(gòu)；圖2是UE面MAC體系結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出R6的用戶面協(xié)議棧；圖4示出R6中下行鏈路UTRAN面分組業(yè)務(wù)處理流程；圖5示出R6中下行鏈路UE面分組業(yè)務(wù)處理流程；圖6示出作為本發(fā)明實施例1-6所述方案的基礎(chǔ)的協(xié)議架構(gòu)；圖7示出本發(fā)明實施例1所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖8示出本發(fā)明實施例1所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖9示出本發(fā)明實施例4所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖10示出本發(fā)明實施例4所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖11示出作為本發(fā)明實施例7-12所述方案的基礎(chǔ)的協(xié)議架構(gòu)；圖12示出本發(fā)明實施例7所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖13示出本發(fā)明實施例7所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖14示出本發(fā)明實施例10所述的UTRAN面下行鏈路業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程；圖15示出按照本發(fā)明實施例10所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程。
具體實施例方式
在LTE中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、協(xié)議架構(gòu)、信道結(jié)構(gòu)等都將進行改進。而且LTE最根本的一點就是只有分組域業(yè)務(wù)，即所有業(yè)務(wù)都將用包進行傳輸，這也意味著在LTE中不會存在專用傳輸信道。隨著多媒體廣播組播業(yè)務(wù)(MBMS)的引入，BMC也將被取消。
為了更好地讓L2適用于LTE，在現(xiàn)有協(xié)議基礎(chǔ)上需對其中一些功能進行整合，去除不必要的功能，如原有協(xié)議中MAC層某些用來處理電路域業(yè)務(wù)的功能，且把相應(yīng)的功能移植到最合適的地方發(fā)揮更好的性能。同時對現(xiàn)有協(xié)議的架構(gòu)進行調(diào)整，讓MAC層與RLC層之間更好地交互，減少不必要的時延、無效重傳、開銷(overhead)及填充(padding)等，增強LTE的性能。
基于LTE低時延，高速率，分組優(yōu)化的需求，需要對現(xiàn)有協(xié)議架構(gòu)做后面實施例所述的各方面改進。
下面給出本發(fā)明的實施例1，參照圖6描述該實施例的協(xié)議架構(gòu)。
RLC層下移到NodeB而且與MAC層合并為MAC+層，且位于NodeB，PDCP層位于核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，取消RNC。
參照圖7，對圖6協(xié)議架構(gòu)下UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程進行描述。
■頭壓縮對數(shù)據(jù)流進行頭壓縮。
■基于QoS的復(fù)用對相同QoS屬性的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
■調(diào)度根據(jù)QoS屬性及用戶的優(yōu)先級進行調(diào)度。
■分割級聯(lián)根據(jù)空口允許的傳輸塊大小進行分割級聯(lián)。
■重傳緩存及管理(ARQ)在HARQ錯誤傳輸時進行高層重傳，重傳的是分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)，即PDU。對時延敏感型業(yè)務(wù)及組播、廣播業(yè)務(wù)不適用，僅適用于單播業(yè)務(wù)中時延不敏感型業(yè)務(wù)。
■加密對分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)進行加密。
■生成傳輸塊給PDU加上必要的頭信息及填充生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層。
■ 混和自動重傳請求(HARQ)物理層重傳。只適用于單播業(yè)務(wù)，不適用于組播及廣播業(yè)務(wù)。
■物理層處理在物理層對傳輸塊加上循環(huán)冗余校驗后經(jīng)由空中物理信道發(fā)送至UE。
如圖7所示，在UTRAN中，核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)包括PDCP單元，基站(NodeB)包括相連的MAC+單元和物理層處理單元。在核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上，PDCP單元包括頭壓縮模塊。在NodeB上，MAC+單元包括基于服務(wù)質(zhì)量的復(fù)用模塊、調(diào)度模塊、分割級聯(lián)模塊、ARQ模塊、加密模塊、傳輸塊生成模塊和HARQ模塊。
參照圖8，對圖6協(xié)議架構(gòu)下UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程進行描述。
■物理層處理從物理層接收來自基站的傳輸塊，并進行循環(huán)冗余校驗。
■HARQ物理層混合自動重傳。
■傳輸塊隊列分布把數(shù)據(jù)流根據(jù)服務(wù)質(zhì)量屬性路由到對應(yīng)的隊列中。
■分解去掉底層的數(shù)據(jù)頭及填充。
■重傳緩存及管理(ARQ)高層自動重傳。
■重排按數(shù)據(jù)的序列號排列。
■解密對數(shù)據(jù)進行解密。
■重組把數(shù)據(jù)重組成完整的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU，Service data unit)。
■基于QoS的解復(fù)用對于具有同一QoS屬性的數(shù)據(jù)流進行解復(fù)用。
■解頭壓縮對數(shù)據(jù)流進行解頭壓縮。
如圖8所示，用戶終端(UE)包括依次相連的物理層處理單元、MAC+單元、PDCP單元、以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元，比如IP單元。其中，MAC+單元包括HARQ模塊、傳輸塊隊列分布模塊、分解模塊、ARQ模塊、重排模塊、解密模塊、重組模塊和基于服務(wù)質(zhì)量的解復(fù)用模塊，PDCP單元包括解頭壓縮模塊?？梢?，終端上這些功能模塊與基站上各個功能模塊一一對應(yīng)。
對流程和模塊進行上述安排和配置主要為了以下目的1.MAC與RLC整合后，都位于NodeB，在數(shù)據(jù)處理流程中避免了原有的RLC與MAC之間的接口時延。
2.把分割級聯(lián)移到MAC中執(zhí)行，由于MAC層靠近空口，可以根據(jù)信道質(zhì)量條件好壞來對數(shù)據(jù)包進行分割級聯(lián)，而分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)包可以更好地匹配空口傳輸能力，避免了冗余的填充比特，增強了傳輸效率。
3.高層重傳，即ARQ放在MAC層執(zhí)行，可以共享利用底層重傳的信息，同時可以確切知道基站的緩存狀態(tài)信息，這樣就能更好地避免無效重傳的發(fā)生。例如在RNC向基站發(fā)出請求重傳的數(shù)據(jù)后，由于空口傳輸能力限制，基站只能發(fā)送部分需要重傳的數(shù)據(jù)，部分需要重傳的數(shù)據(jù)仍緩存在基站緩存中，而在一定時間內(nèi)用戶沒有收到這些數(shù)據(jù)就會發(fā)送狀態(tài)報告，請求這些數(shù)據(jù)重傳，這樣RNC就會再次發(fā)送這些數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可能還緩存在基站緩存中。把ARQ放在MAC層就能避免這種情況發(fā)生。
4.把ARQ放在分割級聯(lián)后，即重傳的是分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)包。如果放在分割級聯(lián)前，那么ARQ緩存及重傳的將是高層下來的整個SDU，對于一個大SDU，進行分割級聯(lián)后得到多個PDU，只要其中一個PDU沒有傳對，那么就要重傳整個SDU，效率是很低的。而把ARQ放在分割級聯(lián)后就能避免這種情況。
5.從上述架構(gòu)圖可以看出在重傳時也支持對重傳的數(shù)據(jù)的再次分割級聯(lián)。由于信道質(zhì)量是不斷變化的，因此在數(shù)據(jù)重傳時，如果傳輸塊大小大于空口允許的傳輸能力，則會出現(xiàn)數(shù)據(jù)塊發(fā)送不了的情況，如果傳輸塊小于空口的傳輸能力，則需要添加冗余的填充比特，浪費了資源。而對數(shù)據(jù)重傳時進行再次分割級聯(lián)就會避免這種情況的發(fā)生。
實施例2是取消NodeB中的加密，加密在核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中頭壓縮之后執(zhí)行，則相應(yīng)的UE面的解密在解頭壓縮之前執(zhí)行，其它同實施例1。
實施例3是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，其它同實施例1。
實施例4的協(xié)議架構(gòu)與實施例1的相同，該實施例所述的UTRAN面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程如圖9所示。高層重傳與分割級聯(lián)互換后，高層重傳是緩存及重傳高層下來的SDU，對于重傳的數(shù)據(jù)，發(fā)送端只需維護較少的分割級聯(lián)信息，相應(yīng)的接收端重組也比較簡單。與UTRAN面相對應(yīng)，該實施例所述的UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程如圖10所示。
實施例5是取消NodeB中的加密，加密在核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中頭壓縮之后執(zhí)行，則UE面解密在解頭壓縮之前執(zhí)行，其它同實施例4。
實施例6是將UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，其它同實施例4。
實施例7的協(xié)議架構(gòu)如圖11所示，PDCP層下移到NodeB，MAC層與RLC層合并為MAC+層而且位于NodeB，RNC取消。
圖12和13分別示出在圖11協(xié)議架構(gòu)下UTRAN面和UE面下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程。
參照圖12，基站(NodeB)包括依次相連的PDCP單元、MAC+單元和物理層處理單元。其中，PDCP單元包括頭壓縮模塊，MAC+單元包括基于服務(wù)質(zhì)量的復(fù)用模塊、調(diào)度模塊、分割級聯(lián)模塊、ARQ模塊、加密模塊、傳輸塊生成模塊和HARQ模塊。
參照圖13，用戶終端(UE)包括依次相連的物理層處理單元、MAC+單元、PDCP單元、以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元，比如IP單元。其中，物理層處理單元用于對物理信道上收到的傳輸塊進行循環(huán)冗余校驗。MAC+單元包括HARQ模塊、傳輸塊隊列分布模塊、分解模塊、重傳緩存及管理模塊、重排模塊、解密模塊、重組模塊和基于服務(wù)質(zhì)量的解復(fù)用模塊。PDCP單元包括解頭壓縮模塊。
實施例8是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層的上層執(zhí)行，其它同實施例7。
實施例9是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到PDCP層頭壓縮之前執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層解頭壓縮之后執(zhí)行，其它同實施例7。
實施例10是UTRAN面高層重傳與分割級聯(lián)互換，下行業(yè)務(wù)在各個模塊間的處理流程如圖14和15所示。
實施例11是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層的上層執(zhí)行，其它同實施例10。
實施例12是UTRAN面基于QoS的復(fù)用移到PDCP層頭壓縮之前執(zhí)行，則UE面基于QoS的解復(fù)用在PDCP層解頭壓縮之后執(zhí)行，其它同實施例10。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，流程的安排和模塊的配置可以根據(jù)需要進行調(diào)整。例如UTRAN面的調(diào)度或加密，既可以在ARQ之前或之后進行，也可以在分割級聯(lián)之前或之后進行，而其它步驟不變。特別是，還可以在實施例1-12中任何一個的流程中增加傳輸格式選擇步驟，為特定業(yè)務(wù)選擇合適的傳輸格式。傳輸格式選擇既可以在MAC+層生成傳輸塊之后執(zhí)行，也可以在物理層執(zhí)行。此外，實施例1～12中任何一個的HARQ處理都可以移到物理層執(zhí)行。UE面要隨UTRAN面的改變對模塊和步驟作相應(yīng)調(diào)整。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于演進架構(gòu)的基站的數(shù)據(jù)發(fā)射方法，包括以下步驟A、在媒體接入控制MAC層對數(shù)據(jù)進行分割級聯(lián)；B、給分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；C、在物理層給傳輸塊加上校驗位后發(fā)送至終端。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟對傳輸塊進行物理層緩存及重傳(HARQ)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟A還包括步驟對到達MAC層的數(shù)據(jù)或分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)進行高層緩存及重傳(ARQ)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于步驟A還包括以下步驟中至少一個在各個數(shù)據(jù)流之間進行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；對數(shù)據(jù)進行加密。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟B或C中執(zhí)行的步驟為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟A中所述分割級聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在步驟A之前執(zhí)行的步驟在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層對數(shù)據(jù)流進行頭壓縮。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于還包括在所述頭壓縮之前或在步驟A中所述分割級聯(lián)之前執(zhí)行的步驟對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
9.一種基于演進架構(gòu)的終端的數(shù)據(jù)接收方法，包括以下步驟A、在物理層對來自基站的傳輸塊進行校驗后發(fā)送至媒體接入控制MAC層；B、通過去掉數(shù)據(jù)頭來分解傳輸塊；C、對分解后的數(shù)據(jù)進行排序；D、重組排序后的數(shù)據(jù)；E、在分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟對傳輸錯誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進行物理層反饋，請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于還包括在步驟B中所述分解傳輸塊之后或在步驟D中所述重組數(shù)據(jù)之后執(zhí)行的步驟對傳輸錯誤的數(shù)據(jù)進行高層反饋，請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括在步驟C中所述排序之后或在步驟E中所述解頭壓縮之前執(zhí)行的步驟對數(shù)據(jù)進行解密。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于還包括在步驟D中所述重組之后或在步驟E中所述解頭壓縮之后或在步驟E之后執(zhí)行的步驟對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行解復(fù)用。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟B還包括在所述分解傳輸塊之前執(zhí)行的步驟將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊列中。
15.一種基于演進架構(gòu)的基站，包括相連的物理層處理單元和媒體接入控制MAC單元，其特征在于媒體接入控制MAC單元包括分割級聯(lián)模塊，用于對數(shù)據(jù)進行分割級聯(lián)；傳輸塊生成模塊，用于給分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至物理層；物理層處理單元，用于給傳輸塊加上校驗位后發(fā)送至終端。
16.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于MAC單元或物理層處理單元還包括混和自動重傳(HARQ)模塊，用于對傳輸塊進行物理層緩存及重傳。
17.如權(quán)利要求16所述的基站，其特征在于MAC單元還包括重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對MAC單元收到的數(shù)據(jù)或分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)進行高層緩存及重傳。
18.如權(quán)利要求15、16或17所述的基站，其特征在于MAC單元還包括以下模塊中至少一個調(diào)度模塊，用于在各個數(shù)據(jù)流之間進行基于服務(wù)質(zhì)量QoS的調(diào)度；加密模塊，用于對數(shù)據(jù)進行加密。
19.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于MAC單元或物理層處理單元還包括傳輸格式選擇模塊，用于為不同業(yè)務(wù)的傳輸塊選擇合適的傳輸格式。
20.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對MAC單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
21.如權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于還包括連接到MAC單元上的分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元，所述PDCP單元包括頭壓縮模塊，用于對數(shù)據(jù)流進行頭壓縮。
22.如權(quán)利要求21所述的基站，其特征在于PDCP單元或MAC單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的復(fù)用模塊，用于對其所在單元收到的服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行復(fù)用。
23.一種基于演進架構(gòu)的終端，包括依次相連的物理層處理單元、媒體接入控制MAC單元、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元，其中物理層處理單元用于從物理層接收來自基站的傳輸塊并進行校驗，其特征在于媒體接入控制MAC單元包括分解模塊，用于通過去掉數(shù)據(jù)頭來分解傳輸塊；重排模塊，用于對分解后的數(shù)據(jù)進行排序；重組模塊，用于重組排序后的數(shù)據(jù)，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP單元包括解頭壓縮模塊，用于將數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。
24.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元還包括混和自動重傳(HARQ)模塊，用于對到達MAC單元的傳輸錯誤的傳輸塊或丟失的傳輸塊進行物理層反饋并請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
25.如權(quán)利要求24所述的終端，其特征在于MAC單元還包括連接到分解模塊或重組模塊上的重傳緩存及管理(ARQ)模塊，用于對傳輸錯誤的數(shù)據(jù)進行高層反饋并請求基站重傳相應(yīng)數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元或PDCP單元還包括解密模塊，用于對數(shù)據(jù)進行解密。
27.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元或PDCP單元或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高層處理單元還包括基于服務(wù)質(zhì)量QoS的解復(fù)用模塊，用于對服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流進行解復(fù)用。
28.如權(quán)利要求23所述的終端，其特征在于MAC單元還包括傳輸塊隊列分布模塊，用于將服務(wù)質(zhì)量QoS相同的數(shù)據(jù)流路由到同一隊列中后發(fā)送至分解模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于演進架構(gòu)的基站和終端及其數(shù)據(jù)發(fā)射和接收方法?；景ㄏ噙B的物理層處理單元和MAC單元。MAC單元中，分割級聯(lián)模塊對數(shù)據(jù)進行分割級聯(lián)；傳輸塊生成模塊給分割級聯(lián)后的數(shù)據(jù)加上頭信息生成傳輸塊并發(fā)送至物理層。物理層處理單元給傳輸塊加上校驗位后發(fā)送至終端。終端包括依次相連的物理層處理單元、MAC單元、PDCP單元和IP單元。物理層處理單元對來自基站的傳輸塊進行校驗。MAC單元中，分解模塊去掉數(shù)據(jù)頭以分解傳輸塊；重排模塊對分解后的數(shù)據(jù)進行排序；重組模塊重組排序后的數(shù)據(jù)。PDCP單元將重組后的數(shù)據(jù)解頭壓縮后送往高層。該方案使MAC層與RLC層之間更好地交互，減少了不必要的時延、開銷及填充。
文檔編號H04Q7/32GK101026410SQ20061000791
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月22日
發(fā)明者邵飛 申請人:華為技術(shù)有限公司