CN108616462A - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输方法及装置，包括在预设时间内接收多个用户数据；将接收到的多个用户数据汇聚在同一条消息中发送，不同用户数据采用不同的标识进行区分。通过本发明的数据传输方法的汇聚处理后，有效数据和控制信息开销的比例增大，也就是说，控制信息开销占用的比例降低，这样，减少了底层协议的控制信息开销，提升了有效数据的占用率，实现了资源的合理利用。

Description

一种数据传输方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤指一种数据传输方法及装置。

背景技术

第五代(5G)移动通信***物联网(IoT，Internet of Things)特点是高密度、大连接，空口和基站与核心网间的S1口都将面对大量的用户数据。对于S1口来说，IoT的单一用户数据量一般较小，但是，如果大量用户并发会造成S1口识别用户的开销剧增，尤其在CP方案下即通过非接入层(NAS)消息承载用户数据而没有专门的数据承载的方式下。

目前，S1口信令使用的S1应用协议(S1AP，S1Application Protocol)消息只承载一个特定用户的数据，使用用户终端标识(UE ID)来区分，比如：长期演进(LTE)架构中的UES1AP ID、MME S1AP ID等。在大量用户并发的情况下，尤其是IoT场景，每个用户本身的有效数据很小，但是用于S1传输协议即底层协议的数据包控制信息开销就会占很大比例，这些海量的连接累积起来的开销所占的资源不容忽视。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种数据传输方法及装置，能够减少底层协议的控制信息开销，提升有效数据的占用率，实现资源的合理利用。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种数据传输方法，包括：

在预设时间内接收多个用户数据；

将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送，不同用户数据采用不同的标识进行区分。

可选地，该方法还包括：

从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据。

可选地，所述预设时间为预设时间窗。

可选地，该方法还包括：

根据***的通信时延控制所述时间窗的上限窗口的大小；

和/或，根据数据量关键业务指标KPI动态调整所述时间窗的窗口大小。

可选地，所述同一消息为S1应用协议S1AP消息；所述将接收到的多个用户数据汇聚在所述同一消息中发送包括：

采用通用的编码方式，以及利用二级编码识别不同的用户和用户数据，将接收到的多个用户数据汇聚在所述S1AP消息中发送。

可选地，所述利用二级编码识别不同的用户和用户数据包括：

利用所述二级编码中的一级编码区分不同的用户，利用所述二级编码中的另一级编码区分同一用户的不同用户数据。

本发明还提供了一种数据传输方法，包括：从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据。

可选地，该方法还包括：

在预设时间内接收到多个用户数据；

将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送，不同用户数据采用不同的标识进行区分。

可选地，所述不同的标识包括：

用于区分不同的用户的一级编码；以及，

用于区分同一用户的不同用户数据的二级编码。

可选地，所述一级编码为用户终端标识UE ID；所述二级编码为协议数据单元标识PDU ID；

所述根据不同的标识识别出不同的用户数据包括：

根据所述UE ID识别出不同用户的用户数据，根据所述PDU ID识别出同一用户的多个不同用户数据；

通过空口将识别出的用户数据发送给对应的用户；或者，将识别出的用户数据发送给核心网相应节点。

可选地，所述接收到的同一消息为S1AP消息。

本发明又提供了一种数据传输装置，包括接收模块、汇聚模块；其中，

接收模块，用于在预设时间内接收多个用户数据；

汇聚模块，用于将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送；不同用户数据采用不同的标识进行区分。

可选地，该装置还包括：

解析模块，用于从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据并发送。

可选地，所述接收模块，具体用于在预设时间窗内接收到多个用户数据。

可选地，所述配置模块还用于：根据***的通信时延控制时间窗的上限窗口的大小；和/或，根据数据量关键业务指标KPI动态调整时间窗的窗口大小。

可选地，所述同一消息为S1应用协议S1AP消息；所述汇聚模块具体用于：

采用通用的编码方式，以及利用二级编码识别不同的用户和用户数据，将接收到的多个用户数据汇聚在所述S1AP消息中发送；

其中，一级编码用于区分不同的用户；另一级编码用于区分同一用户的不同用户数据。

本发明再提供了一种数据传输装置，包括用于从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据并发送。

可选地，还包括接收模块、汇聚模块；其中，

接收模块，用于在预设时间内接收到多个用户数据；

汇聚模块，用于将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送；不同用户数据采用不同的标识进行区分。

可选地，所述不同的标识包括：用于区分不同的用户的一级编码；以及，用于区分同一用户的不同用户数据的二级编码。

可选地，所述一级编码为用户终端标识UE ID；所述二级编码为协议数据单元标识PDU ID；

所述解析模块具体用于：

根据UE ID识别出不同用户的用户数据，根据PDU ID识别出同一用户的多个不同用户数据；

当所述装置设置在基站侧时，通过空口将识别出的用户数据发送给对应的用户；当所述装置设置在核心网时，将识别出的用户数据发送给核心网相应节点。

可选地，所述接收到的同一消息为S1AP消息。

与现有技术相比，本申请技术方案包括：在预设时间内接收多个用户数据；将接收到的多个用户数据汇聚在同一条消息中发送，不同用户数据采用不同的标识进行区分。通过本发明的数据传输方法的汇聚处理后，有效数据和控制信息开销的比例增大，也就是说，控制信息开销占用的比例降低，这样，减少了底层协议的控制信息开销，提升了有效数据的占用率，实现了资源的合理利用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例数据传输方法的流程图；

图2为本发明实施例S1AP消息格式的示意图；

图3为本发明实施例实现数据传输的功能示意图；

图4为本发明实施例数据传输装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请发明人发现，S1AP属于上层协议，在S1口传输消息时还会增加底层协议控制头，S1AP消息承载的有效数据越少，控制头开销占用的比例就越大。如果将小包汇聚成大包后，S1AP层的有效数据变大，相应地就会减少底层协议的控制信息开销。这里仅是以S1应用协议为例进行说明，类似S1应用协议同样存在上面分析的问题，包括如5G协议等。

图1为本发明实施例数据传输方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤100：在预设时间内接收多个用户数据。

由于IoT用户对时延不敏感，基站或核心网在处理多用户并发数据时，可以采用时间窗的方式控制数据采集时间。本步骤中的预设时间可以通过设置时间窗来实现，这样，通过时间窗控制了采集参与汇聚的用户数据的时间，进而控制了汇聚的用户数据量。

进一步地，本发明实施例方法还包括：

根据实际需求设置时间窗的大小，即本发明实施例提供对时间窗的用户配置：用户数据量较大时，可以适当缩小时间窗的窗口；用户数据量较小时，可以适当放大时间窗的窗口。进一步地，

根据***的通信时延控制时间窗的上限窗口的大小；

和/或，根据数据量关键业务指标(KPI)动态调整时间窗的窗口大小。

步骤101：将接收到的多个用户数据汇聚在同一条消息中发送；不同用户数据采用不同的标识进行区分。

本步骤中的同一条消息为S1应用协议消息，或类似S1应用协议的消息，如5G消息等，本发明实施例的技术方案并不局限于S1应用协议。

本发明实施例方法可以在基站侧实现，也可以在核心网实现。特别是在多用户并发数据的情况下，对于上行数据，基站侧进行用户数据的汇聚处理，核心网对接收到的用户数据进行解析；对于下行数据，核心网进行用户数据的汇聚处理，基站侧对接收到的用户数据进行解析。

以S1应用协议为例，本步骤具体包括：

采用通用的编码方式，以及利用二级编码识别不同的用户和用户数据，将接收到的多个用户数据汇聚在同一条S1AP消息中发送。

其中，一级编码用于区分不同的用户，可以使用新增信元UE-Data List来实现；另一级编码用于区分同一用户的不同用户数据，可以使用新增信元NAS-PDU List来实现。比如：相同用户采用同一个UE ID标识，不同用户采用不同的UE ID；同一用户的多个用户数据之间采用不同的协议数据单元(PDU)ID。

以LTE S1AP协议为例，现有的上行非接入层传输(Uplink NAS Transport)信元格式、下行非接入层传输(Downlink NAS Transport)信元格式如表1所示：

表1

从表1可见，现有的S1AP消息只能承载1个用户的用户数据(NAS-PDU)。表1中，M表示强制的，该项的取值还可以是可选择的(Optional)即O、有条件的(Conditional)即C。

本发明实施例优化后的上行非接入层传输(Uplink NAS Transport)信元格式、下行非接入层传输(Downlink NAS Transport)信元格式如表2所示：

表2

如表2所示，新增信元UE-Data List可以用于设置N个不同用户的标识；新增信元NAS-PDU List可以用于设置N个同一用户下的多个用户数据的标识。通过优化后表2所示的S1AP消息可见，优化后的S1AP消息可以承载多个用户的数据(NAS-PDU)。

本实施例还包括：

接收到来自外部的S1AP消息，从来自外部的S1AP消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据。

具体地，根据UE ID识别出不同用户的用户数据，根据PDU ID识别出同一用户的多个不同用户数据；

具体地，当本发明实施例装置设置在基站侧时，通过空口将识别出的用户数据发送给对应的用户；当本发明实施例装置设置在核心网时，将识别出的用户数据发送给核心网相应节点。

图2为本发明实施例中S1AP消息格式的示意图，如图2上图所示，是汇聚前S1AP消息的结构，如图2下图所示，是汇聚处理后的S1AP消息，经过本发明实施例的数据传输方法的汇聚处理后，有效数据和控制信息开销的比例增大，也就是说，控制信息开销占用的比例降低，这样，减少了底层协议的控制信息开销，提升了有效数据的占用率，实现了资源的合理利用。

图3为本发明实施例实现数据传输的功能示意图，如图3所示，在S1接口的上层如S1AP层，将多个单一用户的小包数据如NAS PDU，汇聚成大包数据，实现大管道数据传输。上行在基站侧完成汇聚，核心网则进行解析；下行在核心网完成汇聚，基站侧进行解析。汇聚时通过S1AP编码整合用户数据的信息，在解析时解码分离，采用不同的标识区分不同的用户以及同一用户的不同用户数据。

下面结合图3对本发明的实施例进行详细描述。

比如：结合图3所示，以下行数据传输为例，假设用户1在一段时间内依次发送上行数据块(NAS PDU)1、上行数据块4、上行数据块5，基站在一段时间内先后接收到携带上述数据块的三条上行NAS消息；基站侧根据预先设定的时间窗，进行用户数据接收，假设在时间窗内收到用户1的用户数据1、用户数据4、用户数据5，对接收到的用户数据进行汇聚处理，将用户数据1、用户数据4、用户数据5整合并编码到同一条S1AP消息中，并采用不同的PDUID区分用户1的用户数据1、用户数据4和用户数据5，采同一个UE ID对来自用户1的用户数据进行标识，最后发送该S1AP消息。相应地，

在核心网，对接收到的S1AP消息进行用户数据解析，将用户数据1、用户数据4、用户数据5从S1AP消息中解码提取出来，并根据UE ID确定出接收到的用户数据都是用户1的用户数据，并根据PDU ID区分用户数据1、用户数据4和用户数据5，之后发送给核心网相应节点即可。

再如：结合图3所示，以下行数据传输为例，假设用户1、用户2和用户3分别发送上下行数据块(NAS PDU)1、下行数据块2、下行数据块3，核心网在一段时间内先后接收到携带上述数据块的三条下行NAS消息；网络侧根据预先设定的时间窗，进行用户数据接收，假设在时间窗内收到用户数据1、用户数据2和用户数据3，对接收到的用户数据进行汇聚处理，将用户数据1、用户数据2和用户数据3整合并编码到同一条S1AP消息中，并采用不同的UEID标识区分不同的用户，最后发送该S1AP消息。相应地，

基站对接收到的S1AP消息进行用户数据解析，将用户数据1、用户数据2、用户数据3从S1AP消息中解码提取出来，并根据UE ID识别出用户数据1是用户1的用户数据，用户数据2是用户2的用户数据，用户数据3是用户3的用户数据，之后分别将用户数据1、用户数据2、用户数据3分别发送给用户1、用户2、用户3。

又如：结合图3所示，以下行数据传输为例，假设用户1、用户2和用户3分别发送上行数据块(NAS PDU)1、上行数据块2、上行数据块3、上行数据块4、上行数据块5，基站在一段时间内先后接收到携带上述数据块的5条上行NAS消息；基站侧根据预先设定的时间窗，进行用户数据接收，在时间窗内收到用户数据1、用户数据2、用户数据3、用户数据4、用户数据5，对接收到的用户数据进行汇聚处理，将用户数据1、用户数据2、用户数据3、用户数据4、用户数据5整合并编码到同一条S1AP消息中，并采用不同的PDU ID区分用户1的用户数据1、用户数据4和用户数据5，采同一个UE ID对来自用户1的用户数据进行标识，最后发送该S1AP消息。相应地，

在核心网，对接收到的S1AP消息进行用户数据解析，将用户数据1、用户数据2、用户数据3、用户数据4、用户数据5从S1AP消息中解码提取出来，并根据PDU ID区分用户1的用户数据1、用户数据4和用户数据5，根据UE ID识别出用户数据1、用户数据4和用户数据5是用户1的用户数据，用户数据2是用户2的用户数据，用户数据3是用户3的用户数据，之后发送给核心网相应节点即可。

图4为本发明实施例数据传输装置的组成结构示意图，如图4所示，至少包括接收模块、汇聚模块；其中，

接收模块，用于在预设时间内接收到多个用户数据；

汇聚模块，用于将接收到的多个用户数据汇聚在同一条消息中发送；不同用户数据采用不同的标识进行区分。

进一步地，本发明实施例装置还包括：

解析模块，用于接收到来自外部的一消息如S1AP消息，从来自外部的S1AP消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据并发送；

具体地，根据UE ID识别出不同用户的用户数据，根据PDU ID识别出同一用户的多个不同用户数据；

具体地，当本发明实施例装置设置在基站侧时，通过空口将识别出的用户数据发送给对应的用户；当本发明实施例装置设置在核心网时，将识别出的用户数据发送给核心网相应节点。

可选地，

接收模块，具体用于在预设时间窗内接收到多个用户数据。

进一步地，本发明实施例装置还包括配置模块，用于根据实际需求设置时间窗的大小。

进一步地，配置模块还用于：根据***的通信时延控制时间窗的上限窗口的大小；和/或，根据数据量关键业务指标(KPI)动态调整时间窗的窗口大小。

可选地，

第一消息为S1AP消息；

汇聚模块具体用于：采用通用的编码方式，以及利用二级编码识别不同的用户和用户数据，将接收到的多个用户数据汇聚在同一条S1AP消息中发送。其中，一级编码用于区分不同的用户；另一级编码用于区分同一用户的不同用户数据。

当然，本发明实施例数据传输装置也可以至少包括上述的解析模块。进一步地，还包括上述接收模块和汇聚模块。进一步地，还包括上述配置模块。

本发明实施例上述任一种实现数据传输的装置，可以作为内部功能模块设置在基站中、核心网的某网元中，也可以作为独立实体单独部署。

其中，核心网的某网元可以是NAS层数据处理对应的网元，如MME等。接收模块与业务相关，实际应用中可以部署在业务处理单元(单板)中；汇聚模块和解析模块在网口协议栈之上，可以部署在信令处理单元(逻辑上信令处理单元也属于业务处理单元)中。基站和MME侧是对应的。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行本发明任一项的实现数据传输的方法。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种数据传输方法，其特征在于，包括：

在预设时间内接收多个用户数据；

将所述接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送，不同用户数据采用不同的标识进行区分。

2.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，该方法还包括：

从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据。

3.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述预设时间为预设时间窗。

4.根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，该方法还包括：

根据***的通信时延控制所述时间窗的上限窗口的大小；

和/或，根据数据量关键业务指标KPI动态调整所述时间窗的窗口大小。

5.根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述同一消息为S1应用协议S1AP消息；所述将接收到的多个用户数据汇聚在所述同一消息中发送包括：

采用通用的编码方式，以及利用二级编码识别不同的用户和用户数据，将接收到的多个用户数据汇聚在所述S1AP消息中发送。

6.根据权利要求5所述的数据传输方法，其特征在于，所述利用二级编码识别不同的用户和用户数据包括：

利用所述二级编码中的一级编码区分不同的用户，利用所述二级编码中的另一级编码区分同一用户的不同用户数据。

7.一种数据传输方法，其特征在于，包括：从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在预设时间内接收到多个用户数据；

将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送，不同用户数据采用不同的标识进行区分。

9.根据权利要求7所述的数据传输方法，其特征在于，所述不同的标识包括：

用于区分不同的用户的一级编码；以及，

用于区分同一用户的不同用户数据的二级编码。

10.根据权利要求9所述的数据传输方法，其特征在于，所述一级编码为用户终端标识UE ID；所述二级编码为协议数据单元标识PDU ID；

所述根据不同的标识识别出不同的用户数据包括：

根据所述UE ID识别出不同用户的用户数据，根据所述PDU ID识别出同一用户的多个不同用户数据；

通过空口将识别出的用户数据发送给对应的用户；或者，将识别出的用户数据发送给核心网相应节点。

11.根据权利要求7所述的数据传输方法，其特征在于，所述接收到的同一消息为S1AP消息。

12.一种数据传输装置，其特征在于，包括接收模块、汇聚模块；其中，

接收模块，用于在预设时间内接收多个用户数据；

汇聚模块，用于将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送；不同用户数据采用不同的标识进行区分。

13.根据权利要求12所述的数据传输装置，其特征在于，该装置还包括：

解析模块，用于从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据并发送。

14.根据权利要求12所述的数据传输装置，其特征在于，所述接收模块，具体用于在预设时间窗内接收到多个用户数据。

15.根据权利要求14所述的数据传输装置，其特征在于，所述配置模块还用于：根据***的通信时延控制时间窗的上限窗口的大小；和/或，根据数据量关键业务指标KPI动态调整时间窗的窗口大小。

16.根据权利要求12所述的数据传输装置，其特征在于，所述同一消息为S1应用协议S1AP消息；所述汇聚模块具体用于：

采用通用的编码方式，以及利用二级编码识别不同的用户和用户数据，将接收到的多个用户数据汇聚在所述S1AP消息中发送；

其中，一级编码用于区分不同的用户；另一级编码用于区分同一用户的不同用户数据。

17.一种数据传输装置，其特征在于，包括用于从接收到的同一消息中解析出不同的用户数据，根据不同的标识识别出不同的用户数据并发送。

18.根据权利要求17所述的数据传输装置，其特征在于，还包括接收模块、汇聚模块；其中，

接收模块，用于在预设时间内接收到多个用户数据；

汇聚模块，用于将接收到的多个用户数据汇聚在同一消息中发送；不同用户数据采用不同的标识进行区分。

19.根据权利要求17所述的数据传输装置，其特征在于，所述不同的标识包括：用于区分不同的用户的一级编码；以及，用于区分同一用户的不同用户数据的二级编码。

20.根据权利要求19所述的数据传输装置，其特征在于，所述一级编码为用户终端标识UE ID；所述二级编码为协议数据单元标识PDU ID；

所述解析模块具体用于：

根据UE ID识别出不同用户的用户数据，根据PDU ID识别出同一用户的多个不同用户数据；

当所述装置设置在基站侧时，通过空口将识别出的用户数据发送给对应的用户；当所述装置设置在核心网时，将识别出的用户数据发送给核心网相应节点。

21.根据权利要求17所述的数据传输装置，其特征在于，所述接收到的同一消息为S1AP消息。