CN101795494B - 一种lte-a***内的数据分流方法、装置及*** - Google Patents

一种lte-a***内的数据分流方法、装置及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LTE-A***内的数据分流方法，该方法为：网络节点的RLC层接收PDCP层下发的若干RLC SDU，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据；所述RLC层按照预设的调度策略将接收的若干RLCSDU分配到各载波上，并将分配后的若干RLC SDU通过本层以下各协议层发往所述通信对端。这样，相对于LTE***，便不需要对各网络节点内的RLC层以下各协议层的协议设计和设备实现进行改动，从而很大程度上节省了LTE-A***的研发成本。本发明同时公开了一种通信装置和一种LTE-A***。

Description

一种LTE-A***内的数据分流方法、装置及***
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种LTE-A***内的数据分流方法、装置及***。 
背景技术
随着技术的发展，无线通信***对提高数据速率的需求持续增长。在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)中，为了满足日益增长的数据速率需求，作为长期演进(Long Term Evolution，LTE)***的演进版本，长期演进-高级(Long Term Evolution-Advance LTE-A)***需要支持最大100MHz的带宽。目前，针对这一目标，LTE-A***在考虑合理的UE复杂度的前提下，采用载波聚合技术来实现带宽扩展，所谓载波聚合技术，即是对多个现有的LTE载波进行聚合，从而实现连续频谱和不连续频谱的同时使用。在LTE-A***内采用载波聚合技术，可以使针对同一UE的数据在多个载波上同时传输，因而在发送数据前，必须进行数据分流。 
现有技术下，LTE-A***内存在两种数据分流方式，下面进行详细介绍。 
参阅图1所示，第一种数据分流方式为：在物理层(Physical Layer，PHY)进行数据分流。 
所谓在PHY层进行数据分流，是指在数据传输至MAC层时，将归属于同一UE的数据基于所有载波构成一个传输块(Transport Block，TB)(采用空间复用技术时为两个TB)，接着，当数据传输至PHY层时，将归属于同一UE的数据，采用相同的调制编码方式映射至各个载波内分配给该UE的资源块(Resource Block，RB)上，其中，一个资源块包含至少一个子载波，通常情况下，一个资源块由多个子载波组成。 
参阅图2所示，第二种数据分流方式为：在媒介接入控制子层(Media Access Control，MAC)进行数据分流。 
所谓在MAC层进行数据分流，是指在数据传输至MAC层时，将归属于同一UE的数据在每个载波上构成一个单独的传输块，接着，当数据传输至PHY层时，在每一个载波内，将归属于同一UE的数据，采用相同的调制编码方式映射至该载波内分配给该UE的资源块上。此外，在各个载波内，归属于不同UE的数据可以采用不同的调制编码方式进行资源映射。 
如图1和图2所示，现有技术下，在LTE-A***内，无论采用PHY层数据分流方式，还是MAC层数据分流方式，都需要对LTE标准中无线链路控制子层(Radio Link Control，RLC)以下的协议设计和设备实现进行相应修改，例如，采用PHY层数据分流方式时，需要对资源块的最大值进行重新定义；而采用MAC层数据分流方式时，需要修改RLC层数据缓存设备的容量。显然，这些操作都会在一定程度上增加设备研制和开发的成本，从而给LTE-A***日后的发展带来了一定的不便。 
发明内容
本发明实施例提供一种LTE-A***内的数据分流方法、装置及***，用以减少LTE-A***的研发成本。 
本发明实施例提供的具体技术方案如下： 
一种LTE-A***内的数据分流方法，包括： 
网络节点的RLC层接收PDCP层下发的若干RLC SDU，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据； 
所述RLC层按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，并将分配后的若干RLC SDU加入RLC包头形成若干无线链路控制协议数据单元RLC PDU，并将其送入MAC层； 
MAC层根据各载波在单位时间内能够传输的数据量大小，对分配至各载 波的RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的RLC PDU分配至各个载波内对应的资源块上； 
所述MAC层将分配后的若干RLC PDU加入MAC包头形成若干传输块TB，并通过PHY层将所述若干TB发往通信对端。 
一种LTE-A***内的通信装置，包括： 
分组调度模块，归属于RLC层，用于接收PDCP层下发的若干RLC SDU，并按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，其中，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据； 
RLC层功能模块，归属于RLC层，用于将分配后的若干RLC SDU加入RLC包头形成若干RLC PDU，并将其送入MAC层；归属于MAC层的资源调度模块根据各载波在单位时间内能够传输的数据量大小，对分配至各载波的RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的RLC PDU分配至各个载波内对应的资源块上；MAC层功能模块将分配后的若干RLC PDU加入MAC包头形成若干TB，并通过PHY层将所述若干TB发往通信对端。 
一种LTE-A***，包括多个通信装置，其中，所述通信装置包括： 
分组调度模块，归属于RLC层，用于接收PDCP层下发的若干RLC SDU， 
并按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，其中，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据； 
RLC层功能模块，归属于RLC层，用于将分配后的若干RLC SDU加入RLC包头形成若干RLC PDU，并将其送入MAC层；归属于MAC层的资源调度模块根据各载波在单位时间内能够传输的数据量大小，对分配至各载波的RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的RLC PDU分配至各个载波内对应的资源块上；MAC层功能模块将分配后的若干RLC PDU加入MAC包头形成若干TB，并通过PHY层将所述若干TB发往通信对端。 
本发明实施例中，在LTE-A***内，通过在各网络节点的RLC层增设一个分组调度模块，来实现基于RLC的数据分流，这样，相对于LTE***，便 不需要对各网络节点内的RLC层以下各协议层的协议设计和设备实现进行改动，从而可以最大程度的重用LTE***已有的协议设计和设备实现，这在很大程度上节省了LTE-A***的研发成本。 
附图说明
图1为现有技术下PHY层数据分流方式示意图； 
图2为现有技术下MAC层数据分流方式示意图； 
图3为本发明实施例中通信***体系架构图； 
图4为本发明实话例中基站功能结构图； 
图5为本发明实施例中RLC层数据分流方式流程图； 
图6为本发明实施例中针对多UE的RLC层数据分流示意图； 
图7为本发明实话例中UE对接收的下行数据进行重排序示意图。 
具体实施方式
为了节省LTE-A***的研发成本，本发明实施例中，在LTE-A***内，网络节点的无线链路控制子层(Radio Link Control，RLC)接收分组数据集中协议子层(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)下发的若干无线链路控制服务数据单元(Radio Link Control：RLC Service Data Unit，RLC SDU)，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据；所述RLC层按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，并将分配后的若干RLC SDU通过本层以下各协议层发往所述通信对端。 
从上述描述可以看出，本发明实施例的发明点包括：在RLC层进行数据分流，即在网络节点的RLC层将归属于同一通信对端的数据映射至各个载波内相应的资源块上，本实施例中，以通信对端是用户终端(UE)为例进行介绍。 
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。 
参阅图3所示，本实施例中，LTE-A***包括多个网络节点和多个用户终端，其中，网络节点通过***内的各个载波向各用户终端发送下行数据，网络节点可以为基站、基站控制器等等网络侧网元。 
参阅图4所示，本实施例中，网络节点内的数据链路层接受物理层(Physical Layer，PHY)的服务，并向网络层提供服务，数据链路层包含媒质接入子层(Media Access Control，MAC)、无线链路控制子层(RLC)和分组数据集中协议子层(PDCP)，网络节点内包括功能模块1、分组调度模块10、功能模块2、资源调度模块11和功能模块3，其中： 
分组调度模块10，归属于RLC层，用于接收PDCP层下发的若干RLCSDU，并按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，其中，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据； 
功能模块2，归属于RLC层，用于将分配后的RLC SDU通过本层以下各协议层发往所述通信对端。 
其他功能模块的具体作用将在以下实施例中进行详细阐述。 
本实施例中，以一个用户终端(以下称为UE 1)为例进行介绍，那么，参阅图5所示，网络节点在本地RLC层对UE 1的下行数据进行分流的详细流程如下： 
步骤500：UE1的下行数据经过PDCP层时，PDCP层内的功能模块1对其进行IP分组头的压缩和加密，形成到达RLC层的若干RLC SDU。 
步骤510：功能模块1将形成的若干RLC SDU发送至RLC层内的分组调度模块10。 
步骤520：分组调度模块10按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各个载波上，即将接收的若干RLC SDU缓存在各个载波内相应的队列中。 
本实施例中，分组调度模块10采用的调度策略包含但不限于：随机分配策略、轮询分配策略和负载均衡策略等等。 
另一方面，若存在多个UE的下行数据，那么，在一个载波内，可以设置所有UE的下行数据共享一个队列，也可以设置每个UE的下行数据具有不同队列，还可以设置每个UE使用的不同业务的下行数据具有不同队列，在此不再赘述。 
步骤530：RLC层内的功能模块2给分配至各载波的若干RLC SDU，加入RLC包头形成若干无线链路控制协议数据单元(Radio Link Control Protocol Data Unit，RLC PDU)，并将其送入MAC层。 
如图4所示，在LTE-A***中，网络节点在本地MAC层内，针对每个载波设置一个独立的资源调度模块11，用于对各载波上的资源块进行分配；因此，相应地，在步骤530中，在每个子帧内(子帧是LTE-A***的最小时间调度单元，通常将其时长设置为1ms)，功能模块2需要根据MAC层的资源调度模块11的指示，决定从各个载波缓存队列内取出的RLC SDU的数目，并对其进行加入RLC包头的后续操作。 
步骤540：MAC层内的资源调度模块11对接收的各个载波上的若干RLCPDU进行级联或/和分割，并将其分配至各个载波内对应的资源块上。 
以载波i为例，i∈[1，L]，在每个子帧内，载波i上的资源调度模块11接收载波i上的功能模块2传送的若干RLC PDU，并根据载波i在相应子帧内能够传输的数据量大小对上述若干RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的若干RLC PDU分配至载频i内相应的资源块上；所谓级联即将多个RLC PDU聚合在一起，所谓分割即将一个RLC PDU分成多个。 
步骤550：MAC层内的功能模块3给接收到的若干RLC PDU加入MAC包头形成传输块(Transport Block，TB)， 
步骤560：MAC层内的功能模块3将各个载波上的TB送入PHY层进行传输，以发送到UE1。 
基于上述实施例，参阅图6所示，若存在N个UE，分别为UE 1、......UE N，同时，存在L个载波，分别为载波1、......载波L，那么，网络节点通 过上述步骤500-步骤560记载的流程就可以将N个UE的下行数据分别分流至L个载波上，使得可以通过L个载波同时向N个UE传输下行数据，从而在很大程度上提高了数据的传输速率。 
从上述实施例可以看出，在LTE-A***内，只需要在RLC层增设一个分组调度模块10，即可以基于RLC层实现UE下行数据的分流，而RLC层以下各层的协议设计和设备实现相对于LTE***不需要进行改动，这样做可以最大程度的重用LTE***已有的协议设计和设备实现，在很大程度上节省了LTE-A***的研发成本。 
基于以上实施例，在LTE-A***内，网络节点在传输下行数据的过程中，可以通过基于RLC层的自动重复请求(Automatic Retransmission Request：ARQ)和基于MAC层的混合自动重复请求(Hybrid Automatic Retransmission.Request，HARQ)的设计，来保证到达UE1的下行数据，在被UE1解析为RLCSDU后，可以按照设定顺序到达UE1内的PDCP层的。 
或者，在同一载波上传送的归属于UE 1的下行数据会按照预设的顺序排列，而在不同载波上传送的归属于UE 1的下行数据会按照预设的顺序发送，以保证UE 1接收到的下行数据是顺序的。 
例如，如图7所示，在载波1上，UE 1的下行数据中PDCP序号为6、7、8的RLC SDU按照其序号从小到大的顺序排列，而在载波2上，UE 1的数据中PDCP序号为9、10和11的RLC SDU也按照其序号从小到大的顺序排列；在向UE 1时，网络节点先通过载波1向UE 1发送PDCP序号为6、7、8的RLC SDU，在间隔设定时长(如，100毫秒)后，再通过载波2向UE 1发送PDCP序号为9、10、11的RLC SDU，从而使UE 1接收到的RLC SDU的顺序为6、7、8、9、10；以此类推，通过上述方式便可以在一定程度上保证UE1按照预设顺序接收RLC SDU。 
实际应用中，由于网络环境复杂，各载波有时未必会按照设定的顺序到达，这样，便会使UE 1接收到乱序的下行数据，从而影响其后续操作。那么，为 了避免这一情况，进一步保证UE 1接收的下行数据的质量，本实施例中，UE1在本地的PDCP层对接收的RLC SDU进行重新排序，这样便可以进一步保证UE 1按照预设顺序接收RLC SDU。 
参阅表1所示，为了实现数据的重新排序，需要设定部分参数，其内容如下： 
表1 
 变量/常量名   意义
 Last_Submitted_PDCP_RX_SN   变量，重排序窗口的下界，即起始值
 Reordering Window   常量，重排序窗口的大小
 Maximum_PDCP_SN   常量，PDCP序号的最大值
从上述表1中可以看出，本实施例中，UE 1使用重排序窗口在本地的PDCP层内对接收的RLC SDU进行重排序，即是预留出一定的存储空间(如，缓存)，并设定该存储空间的存储量，即重排序窗口大小(Reordering Window)，以及设定重排序窗口超始值(Last_Submitted_PDCP_RX_SN)和RLC SDUPDCP序号的最大值(Maximum_PDCP_SN)，接着，UE 1便可以按照这些设置参数对接收的RLC SDU进行重排序了。 
例如，重排序窗口大小为5，重排序窗口起始值为1，所能接收的RLCSDUPDCP序号的最大值为5，即说明，重排序窗口最多只能容纳五个RLCSDU，并且当前只接收PDCP序号为1、2、3、4和5的RLC SDU，不符合该条件的RLC SDU将被丢弃(网络节点会在稍后重发)。在接收上述5个RLCSDU的过程中，将这5个RLC SDU按照其PDCP序号从小到大的顺序进行排列并保存，并在接收完毕后将其发往上层；接着，重排序窗口起始值由1变为6，所能接收的RLC SDUPDCP序号的最大值由5变为10，重排序窗口大小仍为5，那么，此时，重排序窗口就可以继续接收PDCP序号为6、7、8、9、10的RLC SDU，并对其进行重排序和上传了，以此类推。 
当然，PDCP序号的编号方式是有规定的，不能无限增加，PDCP序号的最大值为重排序窗口长度的两倍。目前，到了10，下一个RLC SDU的PDCP序号就需要重新从1开始编号；同理，如果所能接收的RLC SDUPDCP序号的最大值大于10，则也需要重新从1开始编号。 
例如：重排序窗口起始值为8，则所能接收的RLC SDUPDCP序号的最大值为8+5-10＝3，即说明重排序窗口当前只能接收PDCP序号为8、9、10的RLC SDU，如果接收到PDCP序号为6的RLC SDU，则将其落在重排序窗口之外，进行丢弃。待重排序窗口接收完PDCP序号为10的RLC SDU后，重新将起始始值设置为1，以及将RLC SDUPDCP序号的最大值设置为5，这样，重排序窗口便可以进入下一轮RLC SDU接收，重新从PDCP序号为1的RLCSDU开始接收后续传送到的RLC SDU了，以此类推，UE 1便可以按照设定顺序对解析出的全部RLC SDU进行重排序，从而提高了自身接收的下行数据的正确率，在此不再赘述。 
显然，本领域的技术人员可以对本发明中的实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明实施例中的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明中的实施例也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (8)

1.一种LTE-A***内的数据分流方法，其特征在于，包括：
网络节点的无线链路控制子层RLC接收分组数据集中协议子层PDCP下发的若干无线链路控制服务数据单元RLC SDU，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据；
所述RLC层按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，并将分配后的若干RLC SDU加入RLC包头形成若干无线链路控制协议数据单元RLC PDU，并将其送入MAC层；
MAC层根据各载波在单位时间内能够传输的数据量大小，对分配至各载波的RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的RLC PDU分配至各个载波内对应的资源块上；
所述MAC层将分配后的若干RLC PDU加入MAC包头形成若干传输块TB，并通过PHY层将所述若干TB发往通信对端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的调度策略包括随机分配策略、轮询分配策略或负载均衡策略。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通信对端接收到所述网络节点发送的若干RLC SDU后，在本地的PDCP层内对所述若干RLCSDU进行重新排序。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通信对端在本地PDCP层内对接收的若干RLC SDU进行重新排序包括：
所述PDCP层将接收的若干RLC SDU的PDCP序号与预设条件进行比较，获得比较结果；
所述PDCP层根据所述比较结果将符合所述预设条件的RLC SDU进行保存，并按照保存的RLC SDU的PDCP序号从小到大的顺序对其进行排序；
所述PDCP层确定保存的RLC SDU的数目达到设定阈值时，将其发往本层以上各协议层。
5.一种LTE-A***内的通信装置，其特征在于，包括：
分组调度模块，归属于RLC层，用于接收PDCP层下发的若干RLC SDU，并按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，其中，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据；
RLC层功能模块，归属于RLC层，用于将分配后的若干RLC SDU加入RLC包头形成若干RLC PDU，并将其送入MAC层；归属于MAC层的资源调度模块根据各载波在单位时间内能够传输的数据量大小，对分配至各载波的RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的RLC PDU分配至各个载波内对应的资源块上；MAC层功能模块将分配后的若干RLC PDU加入MAC包头形成若干TB，并通过PHY层将所述若干TB发往通信对端。
6.一种LTE-A***，其特征在于，包括多个通信装置，其中，所述通信装置包括：
分组调度模块，归属于RLC层，用于接收PDCP层下发的若干RLC SDU，
并按照预设的调度策略将接收的若干RLC SDU分配到各载波上，其中，所述RLC SDU中包含至少一个通信对端的通信数据；
RLC层功能模块，归属于RLC层，用于将分配后的若干RLC SDU加入RLC包头形成若干RLC PDU，并将其送入MAC层；归属于MAC层的资源调度模块根据各载波在单位时间内能够传输的数据量大小，对分配至各载波的RLC PDU进行级联或/和分割，以及将经过级联或/和分割的RLC PDU分配至各个载波内对应的资源块上；MAC层功能模块将分配后的若干RLC PDU加入MAC包头形成若干TB，并通过PHY层将所述若干TB发往通信对端。
7.如权利要求6所述的***，其特征在于，还包括：
通信对端，用于接收到所述网络节点发送的若干RLC SDU后，在本地的PDCP层内对所述若干RLC SDU进行重新排序。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，所述通信对端在本地PDCP层内对接收的若干RLC SDU进行重新排序时，将接收的RLC SDU的PDCP序号与预设条件进行比较，获得比较结果，接着，根据所述比较结果将符合所述预设条件的RLC SDU进行保存，并按照保存的RLC SDU的PDCP序号从小到大的顺序对其进行排序；以及在确定保存的RLC SDU的数目达到设定阈值时，将其发往本层以上各协议层。
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