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CN1139225C - 在电信系统中的数据分段方法及其电信系统 - Google Patents

在电信系统中的数据分段方法及其电信系统 Download PDF

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Abstract

一种在电信系统中的数据分段方法，其特征在于，该方法包括步骤：将较高协议层的较大第一数据单元分段成可以由较低协议层的较小第二数据单元所容纳的多个数据段，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，当所述第二数据单元包含两个或更多的数据段时，向所述第二数据单元提供分段长度信息，利用所述分段长度信息的预定值来指示关于所述第一数据单元的特定信息，所述分段长度信息的值不同于指示数据长度的所述预定值，将所述第二数据单元传送到接收端，在接收端借助于所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成所述第一数据单元。

Description

在电信系统中的数据分段方法及其电信系统
技术领域
本发明涉及数据传输中的数据分段或者电信系统中的信令，特别是涉及在电信系统中的数据分段方法。
背景技术
无线通信系统通常是指在用户和网络之间实现无线通信的任何电信系统。在移动通信系统中用户能够在该系统的服务区域内移动。一个典型的移动通信系统就是公共陆地移动网(PLMN)。
目前正在开发诸如通用移动通信系统(UMTS)和稍后更名为IMT-2000(国际移动电信2000)的未来公共陆地移动电信系统(FPLMTS)之类的第三代移动系统。UMTS是ETSI(欧洲电信标准学会)中的标准，然而ITU(国际电信联盟)定义了IMT2000系统。无线接口可能是基于一种宽带CDMA(码分多址)的，因此第三代系统常常是指宽带CDMA系统(WCDMA)。这些未来的系统基本上是非常相似的。
图1表示一种简化的UMTS结构，它具有对UMTS陆上无线接入网(UTRAN)的外部参考点和接口。UTRAN包括通过接口lu连接到核心网CN上的一组无线接入网RAN(也称为无线网络子系统RNS)。这些无线网络子系统可以通过互连点(参考点)lur互连。接口lu(lu组)和lur是逻辑接口。在RAN之间或者经任何适当的传送网，可以通过物理的直接连接来传送lur。每个RAN负责它的网孔组的资源。对于移动台MS和UTRAN之间的每个连接，一个RAN就是服务RAN。一个RAN由一个无线网络控制器RNC和多个基站BS组成。RNC负责切换判断，那需要发信令到MS。基站通过lub接口连接到RNC。核心网CN是被修改来有效地利用无线通信中的UTRAN的一个传统或者未来的电信网络。被认为是适合的核心网的那些电信网络是诸如GSM，ISDN(综合业务数字网，B-ISDN(宽带ISDN)，PDN(分组数据网络)ATM等等之类的第二代移动通信系统(PSTN)。
图2给出了第三代系统中假想的协议环境的一概述。绝对地，我们可以找到ISO/OSI分层模型  (国际标准组织/开放系统互连International Standards organization/Open SystemsInterconnection)的三层：物理层(层1，L1)，数据链路层(层2，L2)，以及网络层(层3，L3)。在图2中，层L3包括无线资源控制(RRC)协议和上级用户平面协议。RRC考虑所有的无线资源管理。它商议对一个承载业务的服务质量QoS并且在它的基础上选择所需要的传送格式(组)，(比特率，编码类型，物理层复合)，执行分配(码等等)，对于MS：s和承载业务分配标识符，把全部这些参数发信号到MS，并检查所有的切换。用户平面协议涉及任意上级层传输以及信令协议。正如在此处所使用的，虽然链路接入协议LAC也可以说是一L2协议，但是术语L3协议也可以包括设置在MS和核心网CN之间的LAC。LAN提供用户数据的一个对等传送。
层L2的功能包括无线电链路控制(RLC)协议和媒体接入控制MAC。RLC通过无线电路径提供一依靠无线解决方案的可靠链路。它考虑通过无线电路径传输前与传输后的层3数据的分段和组合。在RLC之下，MAC功能控制进入物理层中的物理信道的RLC协议数据单元(RLC PDU)的映射。物理层包括在无线电波道上用于进行可能的通信的所有设备和装置。这些装置包括，例如，调制，功率控制，编码和定时。
RLC能够把较高的层PDU节段。分段允许较大较高层(例如L3，LAC)数据单元被分裂到较低层(RLC)上的较小单元(段)中。当使用分段时，发送端将向接收端指示相同的较高层单元是否将在下一较低层单元继续或者是否将在下一较低层单元中开始一个新的较高级单元。在接收机(或者移动台(MS)或者网络(NW))中需要这个信息以便正确地组合分段数据。
在一个现有技术方法中，已经在每个较低层数据段中使用了一个单独的标志来指示较高层单元是否在当前数据段中开始、结束或者继续。可能的数值可以如下：11开始 &结束；10开始 &继续；00继续；以及01继续直到结束。现有技术方法的缺点是这个额外字段使用了协议信令中的额外空间并从而引起额外开销。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分段方法，从而使由分段信息引起的开销以及性能的其它损耗最小化。
根据本发明的一个方面，提供了一种在电信系统中的数据分段方法，其特征在于，该方法包括步骤：
将较高协议层的较大第一数据单元分段成可以由较低协议层的较小第二数据单元所容纳的多个数据段，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，
当所述第二数据单元包含两个或更多的数据段时，向所述第二数据单元提供分段长度信息，
利用所述分段长度信息的预定值来指示关于所述第一数据单元的特定信息，所述分段长度信息的值不同于指示数据长度的所述预定值，
将所述第二数据单元传送到接收端，
在接收端借助于所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成所述第一数据单元。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电信系统，其特征在于，
包括第一数据单元(SDU)的上级协议层(L3，RRC；LAC)，
较低协议层(L2，RLC)，包括具有比所述第一数据单元(SDU)小的有效载荷大小的第二数据单元(PDU)，
将所述第一数据单元分段成可以由所述第二数据单元所容纳的多个数据段，用以插入到所述第二数据单元的装置，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，
在所述第二数据单元包含两个或更多的第一数据单元时，在所述第二数据单元中插入分段长度信息的装置，
用于在所述分段长度信息中给定一个预定值，以便向接收机提供关于所述第一数据单元的特定信息的装置，所述分段长度信息的值不同于指示数据长度的所述预定值，
在接收端借助于所述第二数据单元中的所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成分段的所述第一数据的装置。
优选地，所述分段长度信息的预定值向接收机指示所述第二数据单元的剩余部分包含填充比特，直到下一个分段长度信息或者到下一个第二数据单元。
优选地，所述分段长度信息的预定值向接收机指示当前第二数据单元中所携带的所述第一数据单元继续到下一个第二数据单元。
优选地，准确指示所述第二数据单元的结尾的分段长度信息向接收机定义所述第一数据单元结束。
优选地，每个第二数据单元中两个或多个预定长度的有效载荷单元，所述预定长度的有效载荷单元携带所述分段后的第一数据单元，所述有效载荷单元是使所用重发协议中最小的单元，
在所述第二数据单元中的一个或者多个有效载荷单元的开始处的一个分段指示符字段，
在所述第二数据单元的标题中指示哪个或者哪些有效载荷包含所述分段长度信息的至少一个指示符。
根据本发明的再一个方面，提供了一种移动站，其特征在于，
所述移动站被配置成支持包括第一数据单元的上级协议层，
所述移动站被配置成支持包括第二数据单元的低级协议层，其中所述第二数据单元具有小于所述第一数据单元的有效载荷大小，
将所述第一数据单元分段成可以由所述第二数据单元所容纳的多个数据段，用以插入到所述第二数据单元的装置，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，
在所述第二数据单元包含来自两个或多个第二数据单元的数据时，在所述第二数据单元中插入分段长度信息的装置，
用于向所述分段长度信息给定一个预定值，以便向接收机提供关于所述第一数据单元的特定信息的装置，所述分段长度信息的值不同于指示所述数据段的长度的所述预定值，
在接收端借助于所述第二数据单元中的所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成分段后的所述第一数据单元的装置。
在本发明中，当必要时，使用分段长度信息的具体数值来表示有关上级层数据单元的特定信息，例如上级层数据单元是否在较低层PDU中的当前数据段中结束或者是否继续到下一较低层PDU之类的。因此，避免了使用在现有技术中的一单独的标志字段。
附图说明
在下面，参考附图通过优选实施例将更详细地描述本发明，附图中：
图1表示一简化的UMTS结构，
图2阐明一可以使用在UMTS系统中的协议结构的实例，
图3阐明RLC协议数据单元(PDU)的结构，
图4A、4B以及4C阐明了把上级层服务数据单元(SDU)分裂为有效载荷单元(PU)以及RLC PDU中的PU的堆栈(packing)，以及
图5阐明了一个具有分段长度标志的PU格式。
具体实施方式
在下面描述在UMTS系统中实现的本发明的优选实施例。本发明适用于使用在需要把较大的上级协议层数据单元分段到较低协议层上的较小单元的任何电信系统中。
作为在此处使用的术语，分段是指把较高层(例如L3，LAC)的一较大数据单元分裂到可以由较低层(RLC)协议数据单元(PDU)容纳的较小单元(段)中。作为一个结果，一较低层PDU的一数据字段可以包含一较高层数据单元的一个段，或者两个或者多个段，每个段包含来自不同的一个上级层数据单元或者填充比特(padding)的数据。在当前上级层数据单元结束时以及一新的上级层数据单元开始时或者在较低级PDU中需要填充比特时，则在较低层PDU中需要一个分段信息。分段信息是这样一个信息，其包括在较低层协议单元中以便向接收端指示在PDU中如何执行这个分段，即使有的话。
分别参考图1和2描述一个UMTS接入网的结构和简化协议结构的例子。
RLC可以按照确定、不确定以及透明方式操作。在透明方式中没有开销被加到数据上并且没有上级层分段被保持。在确定和不确定的模式中，上级层PDU的分段和组合被维持。在确定模式中，还要利用选择性的重发ARQ来纠正差错。
在确定模式中，RLC PDU具有一个控制标题和一个由一个或多个有效载荷单元(PU)组成的数据部分，如图3所示。PU是在发送端与接收端之间使用的用于纠错的重发协议的最小单元。重发是基于PU的确认和/或基于对接收端所丢失的或者扭曲的(distorted)PU的发送重发请求。PU的大小是恒量，无线载体特性，并且它在L3载体建立协商中被确定。只有通过一个L3载体重新配置才可以改变PU的大小。如果同时需要服务低数据速率或者如果需要一个紧扫描的比特率的话，则对于高数据速率应用好几个PU。
正常的控制标题包括PDU中的第一有效载荷单元的14位序列号(SN)和两个1比特扩展标记E和D。如果设置了扩展标记E，则使用一被扩展的标题，即，接下来的两个八比特组包含具有新扩展标记E和D的一个新的序列号SN。第二扩展标记D用于表示由各自的序列号来标记的PU以分段信息开始。SN字段表示RLC PDU中的一个有效载荷单元PU的序列号。在正常的确定模式中，RLC PDU标题它是PDU中的第一PU的序列号。如果PU不在序列中时，则可以通过使用被扩展的标题来分别地表示每个PU的一个序列号。而且如果第一PU以外的其它的PU包含分段信息的话，则通过使用被扩展的标题来分别地表示各个PU(组)的序列号。
如果只有RLC PDU中的第一PU包含分段信息，则设置PDU标题的八比特组2中的扩展标记D(第一SN是指第一PU)。如果在PDU中好几个PU包含分段信息，则在PDU标题中依靠具有设置的D标记的各自的PU序列号来表示每一个这样的PU。如果在RLC PDU中没有PU包含分段信息，则没有D标记被设置在PDU标题中。
图4A和4B阐明在此处称为服务数据单元SDU的上级层(例如L3，LAC)数据单元41是如何被分裂为较小单元42，即有效载荷单元PU的。如图4B所示，两个连续的SDU之间的边界可以利用两个连续的PU之间边界来定位，或者它可以发生在PU的中间。然后PU42被堆栈入RLC PDU中，如图4C所示。按照在此处使用的术语，图4C中的RLC PDU1仅仅包含一个数据段，即n个PU的每一个包含仅仅来自一个上级层数据单元的数据，即SDU1。然而，图4C中的RLCPDU2包含两个数据段，即，PU n-5...n包含来自SDU1的数据并从而提供第一数据段，而来自n+1前向的PU包含来自SDU2的数据并从而提供第二数据段。
必要时，分段信息由包括在至少一个PU中的一个可变数目的长度标志来提供。长度标志是一个(例如7比特)数值，它的主要目的是按照八比特组(8比特)表示数据段的长度。然而，在一RLC-UPDU中的所有PU不需要含有分段字段。假定长度标志(例如7比特字段)能够寻址整个RLC PDU的所有分段因此长度标志通常仅仅包括在一RLC PDU的第一PU中。这应归于这样一个事实：希望一RLC-U PDU数据段的最大大小(大约是40个八比特组)比长度标志(128个八比特组)可寻址的最大数目小许多。而且，命令发射机和接收机已知PDU和PU的长度。从L3业务参数中可知PU长度并且通过接收层1实体识别RLC PDU长度。
图5阐明了在第一PU中具有N个长度标志的一个PU格式。分段的总数为0，每个都是M个八比特组长。长度标志中的标记E表示在随后的八比特组中是(标记E＝1)否(标记E＝0)有另外一个长度标志。
在大多数简单的情况中，在此PU包含仅仅来自一个SDU的数据，并且在PU中的不需要分段信息。换言之，一个没有任何分段信息的PU意味着该PU是连续的，而且是来自一个SDU并且该相同的SDU继续直到包含分段信息的下一个PU。不需要用于表示SDU是否继续的单独的标志。如果RLC PDU中的所有的PU包含来自相同SDU的数据，则在该PDU中不需要分段信息。做为选择，可以提供给PDU中的第一PU一个具有一预定义数值的长度标志，其表示在这PDU中的SDU在下一个RLC PDU中继续。这样的一个数值例如可以是1111110。如果在当前的PDU结尾处该SDU结束，由准确指出该PDU的结尾的一个长度标志数值表示这一点。
在第二种情形中，当前的SDU没有完全地填充该PU并且把来自下一个SDU中的数据插入该PU中的剩余空间中。提供给第一PU一个长度标志，该长度标志给出包含来自当前SDU中的数据的八比特组的数目，即该长度标志间接地指出了当前分段和SDU结束的地方的八比特组。还把与第一长度标志相关的标记E置1来表示这里有另外一个长度标志。如果新的SDU继续到下一个PDU，则一个特定的数值，例如11111110，被用于第二长度标志中来表示这一点。如果该新的SDU在当前PDU的结尾处结束，则由准确指出该PDU结尾的一个长度标志数值来表示这一点。
在第三种情况中，当前SDU在PDU中结束，并且，由于在发射机缓存中没有更多的SDU，所以PDU的剩余部分或者它的部分包含填充比特。同样，提供给第一PU一个长度标志，该长度标志给出包含来自当前SDU中的数据的八比特组的数目，即该长度标志间接地指出了当前分段和SDU结束的地方的八比特组。还把与第一长度标志相关的标记E置1来表示这里有另外一个长度标志。第二长度标志具有一个特性数值，例如1111111，用来表示这里有填充比特直到下一个长度标志出现(在相同的PDU中或者下一PDU中)。
例如，根据上面的规则通过使用并解释长度标志的某些特性数值，不需要用于标记SDU继续与否的单独的标志。
一种用于标记SDU继续或者结束的长度标志的特性数值的使用的选择性的方法，可以为了该目的在长度标志中使用一个比特。可是，这个方法有一个缺点。当使用一个分段长度标志时，最长的可能数据段的长度很大程度上取决于一个长度标志中可以容纳的比特的数目。从实施观点来看，保持八位字节定位是理想的，因此需要在相同的八比特组中容纳额外信息的数目限制了长度标志的大小。利用7比特，可以编址128八比特组的一个分段，正如所知的。如果巧取一个比特用作结束指示的目的，则利用剩余的6比特仅仅可以编址64八比特组。如上所述，通过使用长度标志的特性数值也将避免这个缺点。
依靠优选实施例，在上面已经描述了本申请以便阐明本发明的原理。关于细节，在随后的权利要求书的范围和精神之内，本发明可以改变。

Claims (15)

1.一种在电信系统中的数据分段方法，其特征在于，该方法包括步骤：
将较高协议层的较大第一数据单元分段成可以由较低协议层的较小第二数据单元所容纳的多个数据段，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，
当所述第二数据单元包含两个或更多的数据段时，向所述第二数据单元提供分段长度信息，
利用所述分段长度信息的预定值来指示关于所述第一数据单元的特定信息，所述分段长度信息的值不同于指示数据长度的所述预定值，
将所述第二数据单元传送到接收端，
在接收端借助于所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成所述第一数据单元。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述特定信息包含指示所述第一数据单元是否在当前第二数据单元中结束，或者是否在下一个第二数据单元中继续的指示。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，包括步骤：
利用所述分段长度信息的预定值指示所述第二数据单元的剩余部分包含填充比特，直到下一个分段长度信息或者到下一个第二数据单元。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：
利用准确指出所述第二数据单元的结尾的分段长度信息来指示所述第一数据单元结束。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：
利用所述分段长度信息的预定值来指示携带在当前第二数据单元中的所述第一数据单元继续到下一个第二数据单元。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：
将分段信息从第二数据单元中去除，其中所述第二数据单元由来自其中一个所述第一数据单元的数据填充。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：
在第二数据单元中提供分段信息，其中所述第二数据单元包含仅来自其中一个所述第一数据单元的数据以及填充比特。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：
向每个第二数据单元提供两个或多个预定长度的有效载荷单元，所述有效载荷单元是使所用重发协议中最小的单元，
在所述有效载荷单元中携带所述分段后的第一数据单元，
在所述第二数据单元中的一个或者多个有效载荷单元的开始处提供一个分段指示符字段，
在所述第二数据单元的标题中指示哪个或者哪些有效载荷包含所述分段长度信息。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括步骤：
在所述第一有效载荷单元的开始处提供一个分段指示符字段，用以指示所述第二数据单元中所有分段的分段信息。
10.一种电信系统，其特征在于，
包括第一数据单元(SDU)的上级协议层(L3，RRC；LAC)，
较低协议层(L2，RLC)，包括具有比所述第一数据单元(SDU)小的有效载荷大小的第二数据单元(PDU)，
将所述第一数据单元分段成可以由所述第二数据单元所容纳的多个数据段，用以插入到所述第二数据单元的装置，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，
在所述第二数据单元包含两个或更多的第一数据单元时，在所述第二数据单元中插入分段长度信息的装置，
用于在所述分段长度信息中给定一个预定值，以便向接收机提供关于所述第一数据单元的特定信息的装置，所述分段长度信息的值不同于指示数据长度的所述预定值，
在接收端借助于所述第二数据单元中的所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成分段的所述第一数据的装置。
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述分段长度信息的预定值向接收机指示所述第二数据单元的剩余部分包含填充比特，直到下一个分段长度信息或者到下一个第二数据单元。
12.如权利要求10或11所述的系统，其特征在于，所述分段长度信息的预定值向接收机指示当前第二数据单元中所携带的所述第一数据单元继续到下一个第二数据单元。
13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，准确指示所述第二数据单元的结尾的分段长度信息向接收机定义所述第一数据单元结束。
14.如权利要求10所述的系统，其特征在于，
每个第二数据单元中两个或多个预定长度的有效载荷单元，所述预定长度的有效载荷单元携带所述分段后的第一数据单元，所述有效载荷单元是使所用重发协议中最小的单元，
在所述第二数据单元中的一个或者多个有效载荷单元的开始处的一个分段指示符字段，
在所述第二数据单元的标题中指示哪个或者哪些有效载荷包含所述分段长度信息的至少一个指示符。
15.一种移动站，其特征在于，
所述移动站被配置成支持包括第一数据单元的上级协议层，
所述移动站被配置成支持包括第二数据单元的低级协议层，其中所述第二数据单元具有小于所述第一数据单元的有效载荷大小，
将所述第一数据单元分段成可以由所述第二数据单元所容纳的多个数据段，用以插入到所述第二数据单元的装置，每个第二数据单元包括一个或多个数据段，并且每个数据段包含来自其中一个不同的所述第一数据单元的数据，
在所述第二数据单元包含来自两个或多个第二数据单元的数据时，在所述第二数据单元中插入分段长度信息的装置，
用于向所述分段长度信息给定一个预定值，以便向接收机提供关于所述第一数据单元的特定信息的装置，所述分段长度信息的值不同于指示所述数据段的长度的所述预定值，
在接收端借助于所述第二数据单元中的所述分段长度信息，将所接收的第二数据单元组装成分段后的所述第一数据单元的装置。
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