專利名稱：實現(xiàn)跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信技術，特別是指一種實現(xiàn)跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳方法。
背景技術：
長期演進(LTE， Long Term Evolution)分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)(EPS, Evolved PacketSystem)中，包含有增強型接入網(wǎng)絡(E-UTRAN， Evolved UTRAN)以及演進的分組核 心網(wǎng)絡(EPC， Evolved Packet Core) 。 EPS實現(xiàn)了無線通信系統(tǒng)由傳統(tǒng)分級結構向扁平化 結構的轉變，大大簡化了信令流程和系統(tǒng)復雜度。 用戶設備(UE，User Equipment)在切換時的數(shù)據(jù)傳輸是一項關鍵的技術問題。為 了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無損傳輸，節(jié)約空口的無線資源，在切換過程中需要將源側基站尚未發(fā)送的 數(shù)據(jù)轉交給目標側基站處理，該操作稱為數(shù)據(jù)轉發(fā)或數(shù)據(jù)反傳(Data Forwarding)。
對上行數(shù)據(jù)流來說，切換發(fā)生時，源側基站(eNB， evolved Node B)的分組數(shù)據(jù)匯 聚協(xié)議(PDCP， Packet Data Convergence Protocol)層將成功接收到的有序的上行PDCP 服務數(shù)據(jù)單元(SDU， Service Data Unit)發(fā)送給服務網(wǎng)關(S_GW， Serving Gateway);而將 接收到的亂序的上行PDCP SDU轉發(fā)到目標側基站，上行PDCP SDU向服務網(wǎng)關的按序遞交 由目標側基站PDCP層的重排序功能來完成。 對下行數(shù)據(jù)流來說，切換發(fā)生時，源側基站會將以下幾種報文轉發(fā)到目標側基 站 PDCP層未發(fā)送成功的PDCP協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU， Protocol Data Unit)所對應 的SDU，并攜帶PDCP序列號(SN)。其中，未發(fā)送成功是指無線鏈路控制(RLC， Radio Link Control)層未發(fā)送、或確認模式(AM， Acknowledged Mode)下未收到UE的確認消息。
已經(jīng)過PDCP層的處理，但當切換發(fā)生時還未來得及發(fā)送的PDCP PDU所對應的 SDU，并攜帶PDCP序列號。 來自核心網(wǎng)絡Sl接口的下行原始數(shù)據(jù)以及用戶面通用無線分組業(yè)務(GPRS)隧道 協(xié)議(GTPU，GPRS Tunnelling Protocol for User Plane)層未來得及發(fā)送的PDU，即該報 文未經(jīng)PDCP層處理，此時，不攜帶PDCP序列號。 現(xiàn)有技術中，進行切換時，源側基站的各層將需要反傳的數(shù)據(jù)向高層匯報并通過 反向處理，最終得到GTPU層的反傳報文。具體處理過程如下進行切換時，源側基站將未完 成向UE發(fā)送的數(shù)據(jù)，分別在PDCP層和RLC層處理后，交給GTPU層，最終通過反傳隧道發(fā)送 至目標側基站。未完成向UE發(fā)送的數(shù)據(jù)包括PDCP層未傳輸給RLC層的PDCP PDU ;RLC層 未發(fā)送給UE的用戶面RLC層的PDU ;以及采用AM模式時未得到UE確認的RLC PDU。
為了在切換過程中向目標側基站反傳這些報文，必須將報文由低層向高層提交， 經(jīng)過高層協(xié)議層的反向解析，然后通過傳輸網(wǎng)絡層(TNL， TransportNetwork Layer)的 GTPU層發(fā)送至目標側基站，此時，報文的流向剛好與下行數(shù)據(jù)流相反。 這樣處理的問題在于數(shù)據(jù)在反傳時需要通過回退處理、反向解析，使得數(shù)據(jù)處理路徑過長，大大增加了切換中的時延。以RLC層未收到UE接收確認消息的報文為例，該報 文進行反傳時，首先需要經(jīng)過PDCP層的去PDCP包頭、解密、頭解壓縮等才能交給GTPU層進 行反傳。 而用戶面PDCP層的加解密和頭解壓縮算法十分耗時，經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，頭壓縮等算 法的的引入會帶來用戶面的性能至少下降30%。此外，各協(xié)議層間的報文復制也是不可避 免的。因此，重復的協(xié)議處理和層間數(shù)據(jù)復制大大增加了切換處理的時延。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種實現(xiàn)跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳方 法，有效縮短跨基站切換中的處理時延。 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的 —種實現(xiàn)跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳方法，該方法包括用戶面接收數(shù)據(jù)，在高 層存儲報文的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU，并通知低層對報文進行協(xié)議處理；報文發(fā)送成功后，高層 根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU ;進行切換時，源側基站的高層向目標側基站發(fā)送存 儲的、需要反傳的報文的PDU。 所述用戶面接收數(shù)據(jù)，包括逐層建立用戶面通用無線分組業(yè)務隧道協(xié)議GTPU 層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層、無線鏈路控制RLC層的報文之間的映射關系。
所述在高層存儲報文的PDU并通知低層對報文進行協(xié)議處理，包括GTPU層對本 層報文的GTPU PDU進行存儲，并通知PDCP層進行報文處理；PDCP層讀取GTPU層的GTPU PDU，記錄下該GTPU PDU在GTPU層緩沖池中的索引值，將GTPU PDU轉換為PDCP PDU并存 儲，通知RLC層進行報文處理；RLC層將PDCP PDU組裝為RLC PDU，根據(jù)PDCP層的邊界報 告，記錄PDCPPDU的邊界范圍，然后將RLC PDU發(fā)送至下層。 所述高層根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU，包括RLC層觸發(fā)PDCP層刪除PDCP PDU ;PDCP層根據(jù)RLC層的觸發(fā)和映射關系，對存儲的、已成功發(fā)送的PDCP PDU進行刪除， 并觸發(fā)GTPU層刪除GTPU PDU ;GTPU層根據(jù)PDCP層的觸發(fā)和映射關系，對存儲的、已成功發(fā) 送的GTPU PDU進行刪除。 所述源側基站的高層向目標側基站發(fā)送存儲的、需要反傳的報文的PDU，包括 PDCP層觸發(fā)GTPU層的反傳動作，根據(jù)所述映射關系上報需要反傳的GTPU PDU的索引值及 對應的PDCP序列號；GTPU層根據(jù)PDCP層的觸發(fā)，檢索本層存儲的GTPU PDU，將對應于所述 索引值的GTPU PDU封裝成反傳數(shù)據(jù)，然后通過X2接口隧道發(fā)送至目標側基站。
所述通過X2接口隧道發(fā)送至目標側基站，進一步包括將對應的PDCP序列號攜帶 在GTPU的擴展頭中提供給目標基站。 該方法進一步包括GTPU層將進行切換時未來得及通知PDCP層處理的GTPU PDU 發(fā)送至目標側基站。 該方法進一步包括GTPU層將來自于核心網(wǎng)絡的原始數(shù)據(jù)直接發(fā)送至目標側基站。 本發(fā)明提供的方案中，用戶面接收數(shù)據(jù)，在高層存儲報文的PDU，并通知低層對報 文進行協(xié)議處理；報文發(fā)送成功后，高層根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU ;進行切換 時，源側基站的高層向目標側基站發(fā)送存儲的、需要反傳的報文的PDU，這樣，數(shù)據(jù)需要反傳時，通過高層與低層的聯(lián)動，直接由高層將數(shù)據(jù)發(fā)送至目標側基站，大大縮短了數(shù)據(jù)處理路 徑，進而大幅度降低跨基站切換中的處理時延。 在遵循現(xiàn)有協(xié)議規(guī)定的前提下，將切換時的數(shù)據(jù)反傳操作上移至TNL的GTPU層， 既能實現(xiàn)切換時的數(shù)據(jù)無損傳輸，又能有效減少數(shù)據(jù)反傳時延，大大減少重復的協(xié)議處理 及層間數(shù)據(jù)復制，有效縮短了用戶面數(shù)據(jù)反傳的時延。


圖1為本發(fā)明中跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳流程圖；
圖2為本發(fā)明中切換前源側基站處理流程圖；
圖3為本發(fā)明中進行切換時源側基站處理流程圖；
圖4A為現(xiàn)有跨基站切換時報文處理路徑示意圖；
圖4B為本發(fā)明中跨基站切換時報文處理路徑示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明中，用戶面接收數(shù)據(jù)，在高層存儲報文的PDU，并通知低層對報文進行協(xié)議 處理；報文發(fā)送成功后，高層根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU;進行切換時，源側基站 的高層向目標側基站發(fā)送存儲的、需要反傳的報文的PDU。 圖l為本發(fā)明中跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳流程圖，如圖l所示，跨基站切換的 用戶面數(shù)據(jù)反傳的實現(xiàn)過程包括以下步驟 步驟101 :用戶面接收數(shù)據(jù)時，逐層建立GTPU層、PDCP層、RLC層的報文之間的映 射關系。不同廠家生產的基站，建立映射關系的具體方式會有所不同。 逐層建立報文之間的映射關系，可以為高層協(xié)議實體存儲報文的PDU，并通知低 層對報文進行處理，同時將該報文在緩沖池的位置索引也附帶在報文信息中；低層協(xié)議實 體接收報文后，記錄該位置索引，并與處理后的本層PDU相關聯(lián)。該實現(xiàn)方式中，各層協(xié)議 實體可以建立報文間映射關系。高層實體的緩沖池中保存了低層SDU的副本，可隨時用于 切換時的反傳。 逐層建立報文之間的映射關系，也可以為低層在處理報文時，如果需要建立層間 報文的映射關系，通過調用層間接口根據(jù)位置指針獲取對應的高層報文的信息；低層發(fā)送 完畢后，刪除低層的無用PDU，同時調用層間接口觸發(fā)高層協(xié)議實體的報文刪除操作，將對 應的報文進行刪除。該實現(xiàn)方式中，在建立映射關系的同時，可使各層協(xié)議實體的報文刪除 操作達到同步，確保不需要反傳的副本不再被保存。 步驟102 :進行切換時，GTPU層根據(jù)映射關系向目標基站發(fā)送需要反傳的GTPU PDU。 步驟103 :GTPU層直接向目標側基站發(fā)送來自核心網(wǎng)絡的原始數(shù)據(jù)，由于該原始 數(shù)據(jù)在GTPU層上發(fā)送，因此即為GTPU PDU。 步驟104 :目標側基站對于來自源側基站GTPU層的GTPU PDU進行接收。 圖2為本發(fā)明中切換前源側基站處理流程圖，如圖2所示，切換前源側基站的具體
處理包括以下步驟 步驟201 :GTPU層對本層報文的GTPU PDU進行存儲，并通知下層PDCP層進行報文
5處理。 步驟202 :PDCP層讀取GTPU層的GTPU PDU，記錄下該GTPU PDU在GTPU層緩沖池 中的索引值；將GTPU PDU轉換為PDCP PDU并存儲；通知下層RLC層進行報文處理。
步驟203 :RLC層將PDCP PDU組裝為RLC PDU，根據(jù)PDCP層的邊界報告，記錄PDCP PDU的邊界范圍，以確定RLC PDU在報文PDCP PDU中的具體位置，然后將RLC PDU發(fā)送至下層。 步驟204 步驟206 :確定發(fā)送成功，RLC層觸發(fā)PDCP層刪除PDCP PDU ;PDCP層根 據(jù)RLC層的觸發(fā)和映射關系，對存儲的、已成功發(fā)送的PDCP PDU進行刪除，并觸發(fā)GTPU層 刪除GTPU PDU ;GTPU層根據(jù)PDCP層的觸發(fā)和映射關系，對存儲的、已成功發(fā)送的GTPU PDU 進行刪除。 圖3為本發(fā)明中進行切換時源側基站處理流程圖，如圖3所示，進行切換時源側基 站的具體處理包括以下步驟 步驟301 :切換發(fā)生時，PDCP層觸發(fā)GTPU層的反傳動作，根據(jù)映射關系上報需要反 傳的GTPU PDU的索引值及對應的PDCP序列號。 步驟302 :GTPU層根據(jù)PDCP層的觸發(fā)，檢索本層存儲的GTPU PDU，將對應于索引 值的GTPU PDU封裝成反傳數(shù)據(jù)，然后通過X2接口隧道發(fā)送至目標側基站，并將對應的PDCP 序列號攜帶在GTPU的擴展頭中提供給目標基站。 步驟303 :GTPU層將進行切換時未來得及通知PDCP層處理的GTPU PDU通過X2接 口隧道發(fā)送至目標側基站。 步驟304 :源側基站的GTPU層將來自于核心網(wǎng)絡SI接口的原始數(shù)據(jù)直接通過 GTPU層的X2接口隧道發(fā)送至目標側基站。 通過現(xiàn)有圖4A、圖4B將現(xiàn)有方案與本發(fā)明的實現(xiàn)方式進行比較，能夠充分突出本 發(fā)明方案的優(yōu)越性。 在現(xiàn)有技術中，如圖4A所示，GTPU層的反傳報文的獲得要經(jīng)過各協(xié)議層的逆向處 理，數(shù)據(jù)處理路徑過長。以RLC層未收到UE接收確認消息的報文為例，要經(jīng)過PDCP層的去 PDCP包頭，解密，頭解壓縮等才能交給GTPU層進行反傳。用戶面PDCP層的加解密和頭壓 縮算法十分耗時，經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，頭壓縮等算法的引入會帶來用戶面至少30%的性能下降。 此外各協(xié)議層間的報文復制也是不可避免的。因此，重復的協(xié)議處理和層間數(shù)據(jù)復制大大 增加了切換處理時延。 本發(fā)明實施方案中，如圖4B所示，通過建立層間報文的映射關系，將切換時的數(shù) 據(jù)反傳操作上移至TNL的GTPU層，并通過PDCP與GTPU的聯(lián)動處理，有效地縮短了反傳數(shù) 據(jù)的處理路徑，避免了層間數(shù)據(jù)復制及逆向協(xié)議處理，從而能夠有效縮短跨基站切換時的 數(shù)據(jù)反傳時延，加快切換流程，增強用戶體驗。 以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
一種實現(xiàn)跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳方法，其特征在于，該方法包括用戶面接收數(shù)據(jù)，在高層存儲報文的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU，并通知低層對報文進行協(xié)議處理；報文發(fā)送成功后，高層根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU；進行切換時，源側基站的高層向目標側基站發(fā)送存儲的、需要反傳的報文的PDU。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述用戶面接收數(shù)據(jù)，包括逐層建立用戶面通用無線分組業(yè)務隧道協(xié)議GTPU層、分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP層、無線鏈路控制RLC層的報文之間的映射關系。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述在高層存儲報文的PDU并通知低層對報文進行協(xié)議處理，包括GTPU層對本層報文的GTPU PDU進行存儲，并通知PDCP層進行報文處理；PDCP層讀取GTPU層的GTPU PDU，記錄下該GTPU PDU在GTPU層緩沖池中的索引值，將GTPU PDU轉換為PDCP PDU并存儲，通知RLC層進行報文處理；RLC層將PDCP PDU組裝為RLC PDU，根據(jù)PDCP層的邊界報告，記錄PDCP PDU的邊界范圍，然后將RLC PDU發(fā)送至下層。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述高層根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU，包括:RLC層觸發(fā)PDCP層刪除PDCP PDU ;PDCP層根據(jù)RLC層的觸發(fā)和映射關系，對存儲的、已成功發(fā)送的PDCP PDU進行刪除，并觸發(fā)GTPU層刪除GTPU PDU ;GTPU層根據(jù)PDCP層的觸發(fā)和映射關系，對存儲的、已成功發(fā)送的GTPUPDU進行刪除。
5. 根據(jù)權利要求2至4任一所述的方法，其特征在于，所述源側基站的高層向目標側基站發(fā)送存儲的、需要反傳的報文的PDU，包括PDCP層觸發(fā)GTPU層的反傳動作，根據(jù)所述映射關系上報需要反傳的GTPU PDU的索引值及對應的PDCP序列號；GTPU層根據(jù)PDCP層的觸發(fā)，檢索本層存儲的GTPU PDU，將對應于所述索引值的GTPUPDU封裝成反傳數(shù)據(jù)，然后通過X2接口隧道發(fā)送至目標側基站。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述通過X2接口隧道發(fā)送至目標側基站，進一步包括將對應的PDCP序列號攜帶在GTPU的擴展頭中提供給目標基站。
7. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括GTPU層將進行切換時未來得及通知PDCP層處理的GTPU PDU發(fā)送至目標側基站。
8. 根據(jù)權利要求1或7所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括GTPU層將來自于核心網(wǎng)絡的原始數(shù)據(jù)直接發(fā)送至目標側基站。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實現(xiàn)跨基站切換的用戶面數(shù)據(jù)反傳方法，用戶面接收數(shù)據(jù)，在高層存儲報文的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU，并通知低層對報文進行協(xié)議處理；報文發(fā)送成功后，高層根據(jù)低層的觸發(fā)刪除對應報文的PDU；進行切換時，源側基站的高層向目標側基站發(fā)送存儲的、需要反傳的報文的PDU，這樣，數(shù)據(jù)需要反傳時，通過高層與低層的聯(lián)動，直接由高層將數(shù)據(jù)發(fā)送至目標側基站，大大縮短了數(shù)據(jù)處理路徑，進而大幅度降低跨基站切換中的處理時延。在遵循現(xiàn)有協(xié)議規(guī)定的前提下，將切換時的數(shù)據(jù)反傳操作上移至TNL的GTPU層，既能實現(xiàn)切換時的數(shù)據(jù)無損傳輸，又能有效減少數(shù)據(jù)反傳時延，大大減少重復的協(xié)議處理及層間數(shù)據(jù)復制，有效縮短了用戶面數(shù)據(jù)反傳的時延。
文檔編號H04L12/56GK101754304SQ20081022471
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月9日 優(yōu)先權日2008年12月9日
發(fā)明者侯小安, 湯德龍, 王波 申請人:中興通訊股份有限公司