專利名稱：無線通信網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)包進行處理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)包的處理。
背景技術(shù)：
隨著HSDPA和增強的上行鏈路的發(fā)展，3GPP無線接入技術(shù)在未來的幾年內(nèi)仍然會保持強勁的競爭力。3GPP長期演進的重要項目包括減少延遲、提高用戶數(shù)據(jù)速率、優(yōu)化分組服務(wù)支持、提高系統(tǒng)容量和覆蓋、降低運營成本以及系統(tǒng)的復雜度。為了實現(xiàn)這些演進項目，無線接口(或稱之為空中接口)和無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在E-UTRAN和UTRAN的研究項目中被
^慮ο圖1示出了現(xiàn)有的UTRAN的無線接口的協(xié)議架構(gòu)，其中層2包括PDCP、RLC和MAC 三個子層。UTRAN協(xié)議架構(gòu)和實際協(xié)議的簡化被期待，例如一些不再適用的功能，如壓縮模式、鏈接到電路交換域的功能，希望被去掉；更少的RRC狀態(tài)、更少的傳輸信道類型；測量步驟應(yīng)該被簡化/優(yōu)化；提高激活狀態(tài)下電池的耐久力；MAC架構(gòu)應(yīng)當被簡化等；最后， E-UTRAN將復雜度保持在一個合理的水平。E-UTRAN的用戶層面協(xié)議棧仍舊保持了 UTRAN 的結(jié)構(gòu)，即包含了終止預(yù)UE的E-UTRA用戶面(PDCP/RLC/MAC/PHY)和控制面(RRC)協(xié)議。然而，為了保持3GPP在長時間內(nèi)的一個競爭優(yōu)勢，更加扁平、和簡化的無線接入?yún)f(xié)議架構(gòu)需要被研究。在3GPP的E-UTRAN的協(xié)議層和功能的討論中，Nokia (R2-051857)提出了一種無線接口協(xié)議層和功能劃分，如圖2所示，無線接口被分為三層物理層(Li)、無線鏈路層(L2)和基于IP的網(wǎng)絡(luò)層(L3，超出無線接口協(xié)議的范圍)；其中無線鏈路層被劃分為如下的子層MAC(Medium Access Control，媒體介質(zhì)接入控制)，RRC(Radio Resource Control，無線資源控制)和IPCS(IP Convergence Sublayer，IP匯聚子層，與目前UTRAN中的PDCP對應(yīng))。目前UTRAN中的RLC層的功能和服務(wù)分布在MAC、RRC和IPCS中。無線鏈路層分為控制層面和用戶層面。RRC位于控制層面，向下與物理層和MAC接口，向上與IPCS 接口。IPCS的控制層面與基于IP的控制協(xié)議接口以支持IP安全、移動性和Qos配置。在用戶層面，IPCS直接與MAC接口。IPCS的控制層面被看作是增強的PDCP，具有基于IP的 Qos支持。圖3示出了 NTT DoCoMo (R2-051826)提出的E-UTRAN的無線接口協(xié)議架構(gòu)。無線接口被分為物理層(Li)、數(shù)據(jù)鏈路層(U)和網(wǎng)絡(luò)層(U)。數(shù)據(jù)鏈路層被分為如下的子層 MAC和PDCP。為了減少處理時間以獲得要求的時延，NTT DoCoMo建議將移除無線鏈路控制層，將無線鏈路層的功能移到其它層，例如MAC層。無線資源控制層是控制層面的L3協(xié)議。NTT DoCoMo和Nokia提出的方案的特點在于1)在層2保留了 PDCP的功能；2)雖然名義上RLC層去除了，但是RLC的所有功能都被移到了 MAC層中；3)用戶數(shù)據(jù)的傳輸支持AM、UM和TM數(shù)據(jù)傳輸，步驟負載，ARQ仍然保留。顯然，與現(xiàn)有的層2的結(jié)構(gòu)相比，上述兩個方案最重要的改進在于將RLC和MAC層合并起來，但是由于層2的全部功能幾乎保留，因此實質(zhì)上并無大的簡化或優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種優(yōu)化的扁平的無線接口協(xié)議架構(gòu)位于IP之下的MAC。據(jù)此提出了對數(shù)據(jù)包的處理方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例，提供了一種無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的方法，包括在MAC層進行的以下步驟_接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包；-為所述數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識；-將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理層。根據(jù)本發(fā)明的另一個具體實施例，提供了一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的方法，包括以下步驟_接收來自核心網(wǎng)待發(fā)送至基站的數(shù)據(jù)包；-對所述數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密；-將經(jīng)過所述頭壓縮和加密處理的數(shù)據(jù)包發(fā)送至基站。根據(jù)本發(fā)明的又一個具體實施例，提供了一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置，包括在MAC層運行的第一接收裝置，接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包；添加裝置，用于為所述數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識；第一發(fā)送裝置，用于將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理層。根據(jù)本發(fā)明的再一個具體實施例，提供了一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置，包括第三接收裝置，用于接收來自核心網(wǎng)待發(fā)送至基站的數(shù)據(jù)包； 壓縮加密裝置，用于對所述數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密；第三發(fā)送裝置，用于將經(jīng)過所述頭壓縮和加密處理的數(shù)據(jù)包發(fā)送至基站。通過本發(fā)明的方法和裝置，使得無線接口協(xié)議架構(gòu)更加簡單和優(yōu)化，協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式也很簡單，MAC調(diào)度、HARQ、緩存和數(shù)據(jù)處理的流程更加靈活、簡單。用戶面數(shù)據(jù)傳輸時延將進一步減小，以及用于切換、協(xié)作傳輸時數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至其它基站的效率進一步增加。


通過閱讀以下參照附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯。圖1為現(xiàn)有的UTRAN的無線接口的協(xié)議架構(gòu)；圖2為Nokia提出了一種無線接口協(xié)議層和功能劃分示意圖；圖3為NTT DoCoMo提出的E-UTRAN的無線接口協(xié)議架構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的優(yōu)化的扁平化的無線接口的協(xié)議架構(gòu)示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的無線接口的層2的功能模塊示意圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的應(yīng)用場景示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中在層2中對待發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行處理的方法流程圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中在層2中對接收到的數(shù)據(jù)包進行處理的方法流程圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置900的結(jié)構(gòu)示意圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置100的結(jié)構(gòu)框圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的MAC控制單元的子頭的格式示意圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的MAC填充段的三個字節(jié)的子頭的格式示意圖；圖14(a)和(b)分別為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的具有5比特的SN或者 10比特的SN的MAC數(shù)據(jù)單元示意圖；其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的步驟特征或裝置(模塊)。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的優(yōu)化的扁平化的無線接口的架構(gòu)。 無線接口被分為三層物理層(Li)，數(shù)據(jù)鏈路層(U)和網(wǎng)絡(luò)層(U)。其中層2僅包括一個子層MAC層。為了簡化協(xié)議架構(gòu)、減少處理時間以獲得要求的時延，RLC和PDCP層不再出現(xiàn)；RLC中的必要功能移到MAC中；RRC是控制層面的L3協(xié)議。出于簡化無線接入和在共享信道上的傳輸?shù)目紤]，以及可靠的IP QoS特性，RLC層被優(yōu)化，其中部分功能合并到MAC 層，另外的部分功能被去除。其中，MAC的主要功能包括業(yè)務(wù)量測量、優(yōu)先級處理、動態(tài)調(diào)度和數(shù)據(jù)包填充。 RLC的一些重要功能將由MAC來實現(xiàn)，這些功能包括分割和重裝、級聯(lián)、順序傳送至網(wǎng)絡(luò)層、重復數(shù)據(jù)包檢測和SDU丟棄。目前UTRAN中RLC實現(xiàn)的ARQ和重分割功能去除掉。PDCP的一些功能，如頭壓縮和解壓縮、IP層加密和解密完整性設(shè)置和完整性保護和驗證等，將不再放在層2來實現(xiàn)。對于基站而言，這些功能可由網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)。對于用戶終端而言，這些功能可由網(wǎng)絡(luò)層，即層3來實現(xiàn)。本發(fā)明的協(xié)議架構(gòu)和功能簡單且被優(yōu)化適于分組通信。通過使用本發(fā)明的協(xié)議架構(gòu)，分組交換功能的復雜度大大降低，且增加了分組交換的靈活性。下面將對層2實現(xiàn)的功能進行分別討論。1.頭壓縮/解壓縮為了在分組交換域提供語音服務(wù)，需要對用于VoIP語音傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包頭進行壓縮，例如IP/UDP/RTP頭或者TCP/IP頭。對于載荷為32字節(jié)的VoIP數(shù)據(jù)包，對于IPv6，其頭部開銷將是60個字節(jié)；對于IPv45，其頭部開銷將是40個字節(jié)，長度增幅分別是188%和 125%。通過ROHC的方式，頭壓縮實體初始化后，頭部開銷可壓縮到4到6個字節(jié)，因此，壓縮后的長度增幅是12. 5%到18.8%。頭壓縮最重要的應(yīng)用場景是VoIP。但是對于視頻IP數(shù)據(jù)包，其載荷可達1500字節(jié)，因此，對于IPv6和IPv45，頭部開銷增幅僅是4%和2. 67%，這對于高速率數(shù)據(jù)傳輸來說是可以接受的。為了簡化層2的架構(gòu)，因此建議對于非VoIP數(shù)據(jù)包，不進行數(shù)據(jù)包的頭壓縮；對于VoIP數(shù)據(jù)包，頭壓縮可由基站上面的數(shù)據(jù)包來做，例如⑶P隧道的入口節(jié)點設(shè)備。2.加密根據(jù)SA3的推薦，數(shù)據(jù)包的IP層加密/解密功能應(yīng)由基站以上的節(jié)點來完成，這意味著加密/解密應(yīng)放置在高于HARQ的協(xié)議層中。根據(jù)架構(gòu)討論的結(jié)果，有兩種選擇一種是在MAC以上的子層中來實現(xiàn)IP層加密/解密；另一種是在獨立于基站的網(wǎng)關(guān)中來實現(xiàn) IP層加密/解密。3.完整性保護目前UTRAN中，由PDCP中用到的完整性保護算法和密鑰是由RRC層配置，并且完整性保護功能由RRC層激活。在安全激活后，完整性保護功能應(yīng)用到所有的數(shù)據(jù)包，包括 RRC指示的數(shù)據(jù)包。因此，該功能可移至RRC層來執(zhí)行，以減少與層2的交互。4.分割和級聯(lián)在UTRAN中，一個RLC實體可以被配置為以以下三種模式來傳輸數(shù)據(jù)透明模式 (TM)、非確認模式(UM)或確認模式(AM)。在TM傳輸模式下，RLC實體對經(jīng)過其的協(xié)議數(shù)據(jù)單元是透明的，也即RLC不執(zhí)行任何功能，也不增加任何RLC頭開銷。在UM/AM傳輸模式下， RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的大小是由MAC層根據(jù)無線信道條件和可獲取的傳輸資源來決定并通知 RLC層的。因此，上層數(shù)據(jù)單元的分割和級聯(lián)是必需的。不同于UMTS，在LTE中，RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的分割和級聯(lián)都是由MAC來觸發(fā)的，因此協(xié)議數(shù)據(jù)單元的分割和級聯(lián)可由MAC來實現(xiàn)。5.重排序/重復數(shù)據(jù)包檢測/重裝由于MAC中的HARQ操作使用多個HARQ進程，因此亂序接收是不可避免的。處于 UM傳輸模式時，RLC如接收到亂序的協(xié)議數(shù)據(jù)單元則對它們進行重排序。如果HARQ的ACK 被誤作為NACK，則不必要的MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的重傳會導致RLC層數(shù)據(jù)包的重復。在重排序的過程中，通過檢測數(shù)據(jù)包的序列號確定的重復的RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元都將被丟棄。與分割和級聯(lián)相對應(yīng)，重裝功能被執(zhí)行以便以RLC序列號升序的方式將RLC服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳送到上層。由此可見，重排序/重復數(shù)據(jù)包檢測/重裝是必須的，同分割和級聯(lián)類似，這些功能可放在MAC中實現(xiàn)。6. ARQRLC層在AM傳輸模式下最重要的功能是數(shù)據(jù)包的重傳。在重傳中，如果MAC層指示一個比原來的RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元更小的尺寸，則重傳器會將待重傳的RLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元分割為更小的協(xié)議數(shù)據(jù)單元。在LTE中，層2被設(shè)計為雙ARQ協(xié)議結(jié)構(gòu)以為上層提供足夠的可靠性RLC層的 ARQ和MAC層的HARQ。HARQ是隨著HSDPA技術(shù)的引入而被引入到UMTS中的。為了最小化對UMTS的影響，只有基站中的MAC被重構(gòu)而增加了 HARQ，ARQ被保留在RNC中。繼而在LTE 和LTE以后的設(shè)計中，ARQ/HARQ皆位于基站中，因此ARQ/HARQ的架構(gòu)可以進一步被優(yōu)化。 具體的方案是去除ARQ，僅用MAC中的HARQ取代原來的雙ARQ。7. SN由于在HARQ中不執(zhí)行順序傳送，因此對于HARQ存在的情形下，需要維持一個協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號以支持數(shù)據(jù)包的重裝，以便以順序的方式將數(shù)據(jù)包傳送至上層。對于每個業(yè)務(wù)流(類似于傳輸信道)，都應(yīng)當維持一個SN計數(shù)，SN應(yīng)當是隨著協(xié)議數(shù)據(jù)單元的增加而增加。8.流標識流標識與給定的業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)或信號流數(shù)據(jù)相關(guān)，流標識等效于原UTRAN/E-UTRAN
7中的邏輯信道標識。9.數(shù)據(jù)包填充在HARQ重傳時填充是必須的，取決于以何種粒度指示物理層的傳輸塊尺寸是方便的。以上對無線接口的層2所實現(xiàn)的功能進行了討論，下文對數(shù)據(jù)包的處理流程進行詳細說明。在網(wǎng)關(guān)30接收到來自核心網(wǎng)帶發(fā)送至基站的數(shù)據(jù)包時，網(wǎng)關(guān)30對數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密處理，然后網(wǎng)關(guān)將經(jīng)頭壓縮和加密處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送給基站20。這樣，頭壓縮和IP層加密功能由網(wǎng)關(guān)30執(zhí)行完畢。具體地，如何進行頭壓縮解壓縮、IP層力口解密，請參考 IETF RFC 3095 “ RObust Header Compression(ROHC) =Framework and four profiles :RTP，UDP, ESP and uncompressed" . IETF RFC 4996 “ RObust Header Compression(ROHC) :A Profile for TCP/IP(ROHC-TCP) “ ·3GPP TS 33.401 “ 3GPP System Architecture Evolution :Security Architecture"。網(wǎng)關(guān)30與基站20之間的接口稱為Iu接口?；?0在Iu接口接收來自網(wǎng)關(guān)30 傳送的數(shù)據(jù)包。在網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中，基站20確定來自Iu接口的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包；如果該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則根據(jù)無線資源控制需求，產(chǎn)生新的一個或多個信令數(shù)據(jù)包，并對該一個或多個新的信令數(shù)據(jù)包進行完整性設(shè)置之后發(fā)送至MAC層。需要說明的是，根據(jù)來自Iu接口的信令的不同，基站20產(chǎn)生的新的一個或多個數(shù)據(jù)包的發(fā)送時間也有所不同，詳細可參閱3GPP TS 36. 331 “ Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) Radio Resource Control (RRC) ；Protocol Specification"。圖5中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的無線接口的層2的結(jié)構(gòu)模型。圖 6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的應(yīng)用場景示意圖。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中在層2中對待發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行處理的方法流程圖。無線接口設(shè)備包括基站20和用戶終端10。以下結(jié)合圖5和圖7，對位于圖6中基站20在層2對待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的處理流程進行詳細說明。圖7所示的是基站在層2對待發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行處理的流程圖，如圖4所示，層2僅包括MAC層，圖7所示的也即是基站在MAC層對待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的進行處理的過程。首先，在步驟S701中，基站20接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包。接著，在步驟S702中，基站20為所述數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識。最后，在步驟S703中，基站20將添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識的數(shù)據(jù)包發(fā)送
至物理層。上述步驟S701至S703是最簡單的一種情形，數(shù)據(jù)包無需根據(jù)優(yōu)先級進行調(diào)度，如在TM傳輸模式下，VoIP數(shù)據(jù)包的傳輸就無需根據(jù)優(yōu)先級進行調(diào)度。可選地，在一個實施例中，如數(shù)據(jù)包具有不同的優(yōu)先級別，基站20根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級將數(shù)據(jù)包調(diào)度發(fā)送至物理層。可選地，根據(jù)無線信道條件和可獲取的傳輸資源的大小，基站20在為數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識之前，對數(shù)據(jù)包進行分割，或者將數(shù)據(jù)包與其它數(shù)據(jù)包進行級聯(lián)。在物理層將數(shù)據(jù)包發(fā)送至另一無線接口設(shè)備，即用戶終端10后，如果基站20接收到來自另一無線接口設(shè)備，即用戶終端10的指示數(shù)據(jù)包接收錯誤的消息，則基站20還進行數(shù)據(jù)包的重傳。以上對基站20在層2對待發(fā)送至用戶終端10的數(shù)據(jù)包的處理過程進行了詳細說明。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中在層2中對接收到的數(shù)據(jù)包進行處理的方法流程圖。以下結(jié)合圖5和圖8，對位于圖6中基站20在層2對接收到的數(shù)據(jù)包的處理流程進行詳細說明。首先，在步驟S801中，基站20接收來自物理層的多個數(shù)據(jù)包。然后，在步驟S802中，基站20對屬于同一個流的多個數(shù)據(jù)包進行排序。接著，在步驟S803中，基站20去除排序后的多個數(shù)據(jù)包的流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號。最后，在步驟S804中，基站20將去除流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號的所述多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)層。接著，在網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中，基站20確定接收到的來自MAC層的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包，如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則對該數(shù)據(jù)包進行完整性檢測和驗證。基站20通過Iu接口將數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)關(guān)30。網(wǎng)關(guān)30在接收到來自基站至核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)包后，對該數(shù)據(jù)包進行IP層解密以及頭解壓縮處理，最后將經(jīng)解密和頭解壓縮處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至核心網(wǎng)。用戶終端10中對待發(fā)送和接收到數(shù)據(jù)包的處理過程與上述基站20的處理過程基本相同，唯一不同的是頭壓縮/解壓縮和IP加/解密由用戶終端10在網(wǎng)絡(luò)層完成。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置900的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖9中，裝置900包括在MAC層運行的第一接收裝置901、添加裝置902、第一發(fā)送裝置903 ；在網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中運行的第一確定裝置904、產(chǎn)生裝置905、設(shè)置發(fā)送裝置906 ；在MAC層運行的第二接收裝置 907、排序裝置908、去除裝置909、第二發(fā)送裝置910 ；在網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中運行的第二確定裝置911和檢測驗證裝置912。如圖6所示，無線接口設(shè)備包括基站和用戶終端，以下結(jié)合圖5和圖6，對于位于基站20或者用戶終端10中的裝置900對數(shù)據(jù)包的處理過程進行詳細描述。 首先，第一確定裝置904確定待傳輸至MAC層的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包；如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則產(chǎn)生裝置905根據(jù)無線資源控制需求，產(chǎn)生新的一個或多個信令數(shù)據(jù)包；然后，設(shè)置發(fā)送裝置906對該新的一個或多個信令數(shù)據(jù)包進行完整性設(shè)置之后發(fā)送至MAC層。接著，第一接收裝置901接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包。然后，添加裝置902用于為該數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識。接著，第一發(fā)送裝置903將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送至
物理層?？蛇x地，在可選地，根據(jù)無線信道條件和可獲取的傳輸資源的大小，在添加裝置 902為數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識之前，裝置900還包括一個分割級聯(lián)裝置(為簡明起見，圖9中未示出)，該分割級聯(lián)裝置對數(shù)據(jù)包進行分割，或者將數(shù)據(jù)包與其它數(shù)據(jù)包進行級聯(lián)?？蛇x地，如數(shù)據(jù)包具有不同的優(yōu)先級別，第一發(fā)送裝置903根據(jù)數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級將數(shù)據(jù)包調(diào)度發(fā)送至物理層。在物理層將數(shù)據(jù)包發(fā)送至另一無線接口設(shè)備后，如果第二接收裝置907接收到來自另一無線接口設(shè)備的指示數(shù)據(jù)包接收錯誤的消息，則第一發(fā)送裝置903還進行數(shù)據(jù)包的重傳。如裝置900位于用戶終端10中，則此處所述的另一無線接口設(shè)備即為基站20。如裝置900位于基站20中，則此處所述的另一無線接口設(shè)備即為用戶終端10。以上對裝置900在層3和層2對待發(fā)送至另一無線接口設(shè)備的數(shù)據(jù)包的處理過程進行了詳細說明。下面對裝置900在層2和層3對接收到的來自另一無線接口設(shè)備的數(shù)據(jù)包的處理過程進行詳細說明。首先，第二接收裝置907接收來自物理層的多個數(shù)據(jù)包；然后，排序裝置908對屬于同一個流的多個數(shù)據(jù)包進行排序；接著，去除裝置909去除排序后的多個數(shù)據(jù)包的流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號；最后，第二發(fā)送裝置910將去除流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號后的所述多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)層。第二確定裝置911確定MAC層發(fā)送的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包；如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則檢測驗證裝置912對該數(shù)據(jù)包進行完整性檢測和驗證。如裝置900位于用戶終端10中，則裝置900還可包括在網(wǎng)絡(luò)層運行的頭壓縮裝置、IP層加密裝置、IP層解密裝置和頭解壓縮裝置(圖9中未示出)。其中，頭壓縮裝置對待發(fā)送至MAC層的數(shù)據(jù)包進行頭壓縮，然后IP層加密裝置對數(shù)據(jù)包進行IP層加密處理；IP 層解密裝置對數(shù)據(jù)包進行IP層解密處理，然后頭解壓縮裝置對接收到的來自MAC層的數(shù)據(jù)包進行頭解壓縮處理。如裝置900位于基站20中，則數(shù)據(jù)包的頭壓縮/解壓縮、IP層加密/解密由網(wǎng)關(guān) 30來完成。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置100的結(jié)構(gòu)框圖。在圖10中，裝置100包括第三接收裝置101、壓縮加密裝置102、第三發(fā)送裝置103、第四接收裝置104、解密解壓縮裝置105和第四發(fā)送裝置 106。以下結(jié)合圖6，對于位于網(wǎng)關(guān)30中的裝置100對數(shù)據(jù)包的處理過程進行詳細描述。第三接收裝置101接收來自核心網(wǎng)待發(fā)送至基站20的數(shù)據(jù)包；然后，壓縮加密裝置102對所述數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密；最后第三發(fā)送裝置103將經(jīng)過所述頭壓縮和加密處理的數(shù)據(jù)包發(fā)送至基站20。第四接收裝置104接收來自基站20至核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)包；接著，解密解壓縮裝置 105對所述數(shù)據(jù)包進行IP層解密以及頭解壓縮處理；最后，第四發(fā)送裝置106將所述解密和頭解壓縮處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至核心網(wǎng)。以上對數(shù)據(jù)包的處理過程進行了詳細描述，下文對MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式進行介紹。一個MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元可包括零個或多個MAC控制單元，可選地，填充段和零個或一個MAC數(shù)據(jù)單元。如圖11所示。
—個MAC控制單元包括一個字節(jié)的子頭和固定長度的控制元素，控制單元的子頭的格式如圖12所示。MAC控制單元總是放置在MAC數(shù)據(jù)單元之前。其中，R為保留比特， FLID表示邏輯信道標識，用于標識業(yè)務(wù)流的用戶業(yè)務(wù)實例，或者是MAC控制元素的類型或者填充段的類型。除了要填充一個字節(jié)或兩個字節(jié)外，通常，填充段包括三個字節(jié)的子頭和零個或多個填充字節(jié)，三個字節(jié)的子頭的格式如圖13所示。其中，L表示填充的字節(jié)的長度。填充段位于MAC控制單元和MAC數(shù)據(jù)單元之間。填充的字節(jié)可以取值，但是用戶終端應(yīng)該忽略這些取值。當要填充一個字節(jié)或兩個字節(jié)時，與保留的FLID對應(yīng)的一個或者兩個MAC控制單元的子頭被插入到MAC數(shù)據(jù)單元之前。如果沒有MAC數(shù)據(jù)單元，則插入到最后的MAC控制
兀素之后。一個MAC數(shù)據(jù)單元包括一個可變長度的子頭，一個或多個可變長度的數(shù)據(jù)。MAC數(shù)據(jù)單元可由RRC配置使用5比特的SN或者10比特的SN，如圖14(a)和(b)所示。當MAC 數(shù)據(jù)單元中有多個數(shù)據(jù)域時，除最后一個數(shù)據(jù)域外，其它每個數(shù)據(jù)域都有一個E字段和LI 字段，其中E字段為1個比特，表示緊跟其后的LI字段后是數(shù)據(jù)域還是其它的E和LI字段。任何不背離本發(fā)明精神的技術(shù)方案均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。此外，不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求；“包括”一詞不排除其它權(quán)利要求或說明書中未列出的裝置或步驟；裝置前的“一個”不排除多個這樣的裝置的存在；在包含多個裝置的設(shè)備中，該多個裝置中的一個或多個的功能可由同一個硬件或軟件模塊來實現(xiàn)；“第一”、“第二”、“第三”等詞語僅用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.一種無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的方法，包括在MAC層進行的以下步驟-接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包； -為所述數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識； -將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述添加步驟之前還包括以下步驟 -對所述數(shù)據(jù)包進行分割，或與其它數(shù)據(jù)包進行級聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括以下步驟-接收到來自另一無線接口設(shè)備指示所述數(shù)據(jù)包錯誤接收的消息； -進行所述數(shù)據(jù)包的重傳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)送步驟包括以下步驟 -根據(jù)所述數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級將所述數(shù)據(jù)包調(diào)度發(fā)送至物理層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括在位于網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中進行的以下步驟-確定待發(fā)送至MAC層的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包；-如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則根據(jù)無線資源控制需求，產(chǎn)生新的一個或多個信令數(shù)據(jù)包，并對該一個或多個新的信令數(shù)據(jù)包進行完整性設(shè)置之后發(fā)送至MAC層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，還包括在MAC層進行的以下步驟 -接收來自物理層的多個數(shù)據(jù)包；-對屬于同一個流的多個數(shù)據(jù)包進行排序；-去除排序后的多個數(shù)據(jù)包的流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號；-將去除流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號的所述多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，還包括在位于網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中以下步驟-確定接收到的來自MAC層的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包； -如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則對該數(shù)據(jù)包進行完整性檢測和驗證。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無線接口設(shè)備為用戶終端，所述方法還包括在網(wǎng)絡(luò)層進行的以下步驟-對待發(fā)送至MAC層所述數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密；以及 -對接收到的來自MAC層的數(shù)據(jù)包進行IP層解密以及頭解壓縮處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線接口設(shè)備包括基站和用戶終端。
10.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的方法，包括以下步驟 -接收來自核心網(wǎng)待發(fā)送至基站的數(shù)據(jù)包；-對所述數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密； -將經(jīng)過所述頭壓縮和加密處理的數(shù)據(jù)包發(fā)送至基站。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，還包括以下步驟 -接收來自基站至核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)包；-對所述數(shù)據(jù)包進行IP層解密以及頭解壓縮處理； -將所述解密和頭解壓縮處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至核心網(wǎng)。
12.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)的無線接口設(shè)備中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置，包括在 MAC層運行的第一接收裝置，接收來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包； 添加裝置，用于為所述數(shù)據(jù)包添加協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號和流標識； 第一發(fā)送裝置，用于將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送至物理層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，還包括在位于網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中運行的第一確定裝置，用于確定待傳輸至MAC層的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包； 產(chǎn)生裝置，用于如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則根據(jù)無線資源控制需求，產(chǎn)生新的一個或多個信令數(shù)據(jù)包；設(shè)置發(fā)送裝置，用于對該新的一個或多個信令數(shù)據(jù)包進行完整性設(shè)置之后發(fā)送至MAC層。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，還包括在MAC層運行的 第二接收裝置，用于接收來自物理層的多個數(shù)據(jù)包；排序裝置，用于對屬于同一個流的多個數(shù)據(jù)包進行排序； 去除裝置，用于去除排序后的多個數(shù)據(jù)包的流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號； 第二發(fā)送裝置，用于將去除流標識和協(xié)議數(shù)據(jù)單元序列號后的所述多個數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，還包括在位于網(wǎng)絡(luò)層的無線資源控制單元中運行的第二確定裝置，用于確定MAC層發(fā)送的數(shù)據(jù)包是否為信令數(shù)據(jù)包；檢測驗證裝置，用于如該數(shù)據(jù)包為信令數(shù)據(jù)包，則對該數(shù)據(jù)包進行完整性檢測和驗證。
16.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)中用于對數(shù)據(jù)包進行處理的裝置，包括 第三接收裝置，用于接收來自核心網(wǎng)待發(fā)送至基站的數(shù)據(jù)包；壓縮加密裝置，用于對所述數(shù)據(jù)包進行頭壓縮以及IP層加密； 第三發(fā)送裝置，用于將經(jīng)過所述頭壓縮和加密處理的數(shù)據(jù)包發(fā)送至基站。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，還包括 第四接收裝置，用于接收來自基站至核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)包；解密解壓縮裝置，用于對所述數(shù)據(jù)包進行IP層解密以及頭解壓縮處理； 第四發(fā)送裝置，用于將所述解密和頭解壓縮處理后的數(shù)據(jù)包發(fā)送至核心網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種優(yōu)化的扁平的無線接口協(xié)議架構(gòu)位于IP之下的MAC。無線接口被分為三層物理層(L1)，數(shù)據(jù)鏈路層(L2)和網(wǎng)絡(luò)層(L3)。其中層2僅包括一個子層MAC層。為了簡化協(xié)議架構(gòu)、減少處理時間以獲得要求的時延，RLC和PDCP層不再出現(xiàn)；RLC中的必要功能移到MAC中；RRC是控制層面的L3協(xié)議。據(jù)此提出了無線通信網(wǎng)絡(luò)中對數(shù)據(jù)包進行處理的方法及裝置，使得無線接口協(xié)議架構(gòu)更加簡單和優(yōu)化，協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式也很簡單，MAC調(diào)度、HARQ、緩存和數(shù)據(jù)處理的流程更加靈活、簡單。用戶面數(shù)據(jù)傳輸時延將進一步減小，以及用于切換、協(xié)作傳輸時數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至其它基站的效率進一步增加。
文檔編號H04L1/18GK102547687SQ20101061091
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者汪勇剛 申請人:上海貝爾股份有限公司