一种移动通信系统及其空口数据传输方法和装置

摘要

本发明提供一种移动通信系统及其中的空口数据传输的方法。本发明中，发送方发送数据时，将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道，将TCP控制PDU ACK承载在第二逻辑信道；对于承载在第一逻辑信道的数据，接收方采用按序的方式进行接收；对于承载在第二逻辑信道的数据，接收方采用非顺序的方式进行接收。本发明还提供移动通信系统中的数据发送装置和数据接收装置。本发明可以提高空口数据传输的效率。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其涉及一种移动通信系统及其空口数据传输方法和装置。

背景技术

随着通信技术的发展，特别是3G(3rd Generation，第三代移动通信)技术的发展，终端用户可以方便地通过无线承载来随时随地接入Internet(互联网)。而现有的Internet上的很多业务和应用通过TCP/IP(Transmit ControlProtocol/Internet Protocol，传输控制协议/互联网协议)来进行组网并完成数据的传输。因此，对于运营商和设备商来说，需要使TCP协议在无线承载上获得尽可能好的传输性能。例如，针对全球移动通信系统(UMTS，UniversalMobile Telecommunications System)来说，在相同的空口资源下，在满足要求的QoS(Quality of Service，服务质量)下，需要尽可能提高TCP下载和上传数据的效率。

请参阅图1，是现有技术的WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess，宽带码分多址)系统中移动终端(MS，Mobile Station)和UMTS地面无线接入网(UTRAN，UMTS Terrestrial Radio Access Network)的协议层的结构示意图。

MS 110和UTRAN 120之间的接口为Uu接口，即所谓的空中接口。现有技术中，当进行上行数据或者下行数据的数据发送时，PDCP层111、121主要完成数据的汇聚发送和TCP/IP头的压缩功能，在PDCP层111、121，IP数据包的TCP和IP数据头部都是可见的。RLC层112、122的主要功能是完成数据的分割和组装，保证链路的QoS。MAC层113、123主要是完成逻辑信道到物理信道的映射，并按照指定的传输格式对数据进行调度和发送。

针对UMTS系统，现有技术中存在一些提高空口RLC层数据传输的效率的方案。一种现有技术中，让RLC的状态报告单独映射一个逻辑信道，其方案包括：一个AM RLC单位(Entity)可以配置为使用一个或两个逻辑信道以发送或接收DPDU(Data Packet Data Unit，数据分组数据单元)和控制PDU(Control PDU)。如果配置两个逻辑信道，他们具有相同的类型(DCCH或者DTCH)。在上行方向配置两个逻辑信道时，AM数据PDU在第一逻辑信道传输，控制PDU在第二逻辑信道传输。在下行方向配置两个逻辑信道时，AM数据PDU和控制PDU可以在任一逻辑信道传输。

该现有技术将数据PDU和控制PDU分别使用不同的逻辑信道进行处理，可以提高空口数据传输的效率。但是，该现有技术中，并没有考虑TCP数据在空口进行传输的特点，因此存在一些不足之处。

在UMTS的空口不可避免的会在上行和下行产生误码，而这些误块很多是RLC层112或122的PDU。虽然这些误块会被空口进行重传，但是会直接导致数据在接收方乱序，即后发先到，进而对TCP数据传输产生影响：

如果是TCP数据PDU的乱序，会导致接收方反馈多余的ACK响应给发送方，增加反向链路的负荷；

并且，因为第一次发送的数据包并没有丢失而是在空口重传，则前述产生的多余的ACK响应会导致发送方增加不必要的数据包重传，加重链路的负荷。

另一现有技术中，可以在QoS中要求数据的发送和接收是否按序。如果要求数据按序传输，则可以适应TCP数据PDU在空口传输的特点，克服前述的不利影响。但是该现有技术会带来新的问题。

由于现有技术中网络侧和MS侧的PDCP层主要的功能是TCP/IP头部的压缩功能，不能对数据PDU和控制PDU ACK进行分流，导致无论按序和非顺序都是针对所有的PDU而言，而如果要求TCP控制PDU的ACK响应按序发送，也会因为空口误码的存在而不能及时到达发送方，这样一方面导致TCP的吞吐量下降，特别是对于HSDPA等高速的下载业务；另一方面也导致发送方因不能及时收到ACK而导致重传定时器超时，从而增加不必要的重传。

也就是说，现有技术中，没有考虑到由于空口误码的存在，TCP的数据PDU和控制PDU ACK的发送是否按序对数据传输的效率具有较大的影响，且控制PDU ACK和非控制PDU ACK的PDU对于是否按序具有不同的要求，因此缺少相应的技术手段来提高TCP数据的数据传输效率。

发明内容

本发明提供一种移动通信系统及其空口数据传输方法和装置，以减少由于空口误码引起的数据传输效率的下降。

根据本发明的一个方面，一种移动通信系统中空口数据传输的方法，包括：

发送方发送数据时，将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道，将TCP控制PDUACK承载在第二逻辑信道；

对于承载在第一逻辑信道的数据，接收方采用按序的方式进行接收；对于承载在第二逻辑信道的数据，接收方采用非顺序的方式进行接收。

根据本发明的另一方面，一种移动通信系统，包括：

发送方，用于发送数据，将传输控制协议TCP非控制分组数据单元PDU响应ACK的PDU承载在第一逻辑信道，将TCP控制PDU ACK承载在第二逻辑信道；

接收方，用于接收数据，对于承载在第一逻辑信道的数据，采用按序的方式进行接收；对于承载在第二逻辑信道的数据，采用非顺序的方式进行接收。

根据本发明的又一方面，一种移动通信系统中的数据发送装置，包括分组数据汇聚协议PDCP层实体和无线链路控制RLC层实体，所述PDCP层实体用于对TCP数据进行分析，分别标记TCP控制PDU ACK和TCP非控制PDUACK的PDU，并发送至RLC层实体；所述RLC层实体，用于将来自PDCP层的TCP非控制PDU ACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。

根据本发明的再一方面，一种移动通信系统中的数据接收装置，包括无线链路控制RLC层实体和分组数据汇聚协议PDCP层实体，所述RLC层实体用于采用按序的方式将承载在第一逻辑信道的数据递交至PDCP层实体；采用非顺序的方式将承载在第二逻辑信道的数据递交至PDCP层实体。

本发明在发送数据时，区分TCP的控制PDU ACK和非控制PDU，将其承载在不同的逻辑信道中，接收方根据数据承载的不同逻辑信道，对数据的处理采取不同的工作方式(按序或非顺序)，从而适应TCP控制PDU ACK和非控制PDU ACK的PDU在空口传输的不同特点。由于非控制PDU ACK的PDU按序处理，因此可以减少重传的次数，降低链路的负荷；由于TCP控制PDUACK非顺序处理，因此可以保证及时接收，提高TCP的吞吐量，减少不必要的重传。总之，可以充分克服因为空口误码而导致的数传效率降低的问题，可以在有限的资源上尽可能的提高用户的感受，使运营商和设备商得到收益。

附图说明

图1是现有技术的WCDMA系统中MS和UTRAN的协议层的示意图；

图2是本发明的实施例中移动通信系统的框图；

图3是本发明的数据传输方法的实施例的流程图；

图4是本发明的实施例中发送方进行数据传输的流程图；

图5是本发明的系统中数据发送装置的实施例的框图；

图6是本发明的系统中数据接收装置的实施例的框图。

具体实施方式

本发明致力于尽量减少因为空口误码导致的数传效率下降，其具体实施方式中，结合UMTS的空口特点，考虑到按序发送或非顺序发送的方式对于数据PDU和控制PDU ACK的影响是不同的，对TCP的数据PDU和控制PDUACK进行区别处理。

在区分数据PDU和控制PDU ACK的基础上，将其分别承载在不同的逻辑信道上。对于TCP的数据PDU，在空口的RLC层接收方采用按序递交的方式递交到高层；对于控制PDUACK，则在RLC层接收方采取组装后马上递交的方式(不一定按照顺序)，可以及时将确认数据包递交到高层。

请参阅图2，移动通信系统中包括发送方210和接收方220。发送方210和接收方220之间通过空口进行通信。其中，数据传输过程包括：发送方210侧高层的TCP数据在空口上先后经过PDCP(Packet Data ConvergenceProtocol，分组数据汇聚协议)层实体211、RLC(Radio Link Control，无线链路控制)层实体212和MAC(Medium Access Control，媒体访问控制)层实体213处理后经过基站NODEB(图未示)转变为空口物理无线信号；接收方220接收到无线信号后，经过物理层的处理再分别经过MAC层实体223、RLC层实体222和PDCP层实体221的逆处理，将数据传送给的高层TCP层实体224。

发送方210可以为UTRAN，则此时接收方为MS，数据传输过程可称之为下行数据的数据传输。当然，接收方也可以是MS，则此时接收方为UTRAN，数据传输过程可称之为上行数据的数据传输。

需要说明的是，发送方和接收方是相对的，因为实际上RLC和PDCP都是双工的工作模式，同时负责发送和接收。也就是说，对于下行数据的数据传输来说，网络侧的PDCP和RLC负责数据发送，MS侧的PDCP和RLC负责数据接收；而对于上行数据，MS侧的PDCP和RLC负责数据发送，网络侧的PDCP和RLC负责数据接收。PDCP和RLC的数据发送和接收可以同时双向进行。

请参阅图3，是本发明的数据传输方法的实施例的流程图。

步骤S310，发送方的PDCP层实体对TCP数据进行分析，将TCP控制PDUACK和TCP非控制PDUACK的PDU分别标记并发送到RLC层实体；

步骤S320，发送方的RLC层实体同时映射到两个逻辑信道，一个逻辑信道承载TCP非控制PDU ACK的PDU，另外一个逻辑信道承载TCP的控制PDUACK；

步骤S330，接收方的RLC层实体同样映射两个逻辑信道，对应承载TCP非控制PDU ACK的PDU的逻辑信道，RLC层实体采用按序递交的方式将数据递交至高层；对应承载TCP控制PDU ACK的逻辑信道，RLC层实体采用非顺序递交的方式将数据递交至高层。

请参阅图4，是本发明的实施例中发送方进行数据传输的流程图。

步骤S410，PDCP层实体在收到高层的数据后，对数据包进行解析，判断是否TCP控制PDU ACK；如果是，则进入步骤S420，如果否，则进入步骤S430。

判断是否TCP控制PDU ACK的过程可以根据数据包的TCP头中包含的相应字段来进行，此不赘述。

步骤S420，将TCP控制PDUACK标识为ACK数据包；转入步骤S440。

步骤S430，将数据包标识为非ACK数据包；转入步骤S440。

步骤S420和S430所述的标识过程具体可以是：在构造待发送给RLC层的消息包时，增加一个数据包类型指示的字段。

步骤S440，进行PDCP层实体的其他功能处理，如头压缩，正常的数据处理等。

随后，PDCP层实体向RLC层实体发送原语中增加是否为ACK数据包的数据包类型指示的Data Request(数据请求)。

RLC层实体收到PDCP层实体的数据请求指示后，根据数据包类型指示分别进行处理。

步骤S450，RLC层实体根据收到的数据请求指示，判断数据包的类型是否为ACK数据包；如果否，则进入步骤S460；如果是，则进入步骤S470。

步骤S460，将非ACK数据包承载到第一逻辑信道上进行处理；转到步骤S480。

步骤S470，将ACK数据包承载到第二逻辑信道上进行处理；转到步骤S480。

步骤S480，将数据从RLC层实体发送到MAC层实体，进行MAC层处理后发送出去。

从而，发送方保证TCP的控制PDU ACK和其他非控制PDU ACK的PDU可以分别从两个通路达到接收方。

此外，也可以配置两个逻辑信道通路为不同的优先级，以保证数据调度的不同优先级。也就是说，根据需要配置第一逻辑信道或第二逻辑信道的优先级，使得优先级较高的逻辑信道上承载的数据得到优先处理。

请参阅图5，是本发明的系统中数据发送装置的实施例的框图。

数据发送装置包括分组数据汇聚协议PDCP层实体510和无线链路控制RLC层实体520。

PDCP层实体510用于对TCP数据进行分析，分别标记TCP控制PDU ACK和TCP非控制PDU ACK的PDU，并发送至RLC层实体520。

RLC层实体520用于将来自PDCP层实体510的TCP非控制PDU ACK的PDU和TCP控制PDU ACK分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。

在一个实施例中，PDCP层实体510包括：数据分析单元511，用于对TCP数据进行分析，确定数据的类型是TCP控制PDU ACK或TCP非控制PDUACK的PDU；标记单元512，用于在数据请求中增加数据包类型指示，将TCP控制PDUACK标识为ACK数据包，将TCP非控制PDU ACK的PDU标识为非ACK数据包；数据请求发送单元513，用于向RLC层实体520发送携带有是否为ACK数据包的数据包类型指示的数据请求。

RLC层520实体包括：数据包类型确定单元521，用于根据来自PDCP层实体510的数据请求中的数据包类型指示确定是ACK数据包还是非ACK数据包；数据处理单元522，用于将非ACK数据包和ACK数据包分别承载在第一逻辑信道和第二逻辑信道。

请参阅图6，是本发明的系统中数据接收装置的实施例的框图。

数据接收装置包括无线链路控制RLC层实体620和分组数据汇聚协议PDCP层实体610。

RLC层实体620用于采用按序的方式将承载在第一逻辑信道的数据递交至PDCP层实体610；采用非顺序的方式将承载在第二逻辑信道的数据递交至PDCP实体层610。

在一个实施例中，RLC层实体620包括：

逻辑信道识别单元621，用于识别承载数据的逻辑信道；

数据递交单元622，用于将承载在第一逻辑信道的数据按序递交至PDCP层实体610；将承载在第二逻辑信道的数据非顺序递交至PDCP层实体610。

本发明中，在进行数据传输时区分TCP的控制PDU ACK和非控制PDU，接收方RLC层对此采取不同的工作方式，从而可以充分克服因为空口误码而导致的数传效率降低的问题，可以在有限的资源上尽可能的提高用户的感受，使运营商和设备商得到收益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。