数据包中可选字段的传输方法及其系统

摘要

本发明涉及移动通信技术，公开了一种数据包中可选字段的传输方法及其系统，使得在不增加额外字段的前提下可以正确指示数据包中可选字段是否存在。本发明中，以填充字段的不同填充方式指示可选字段是否存在。典型的填充方式为全0或全1。可以根据填充字段中的全部或部分比特识别填充方式。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及数据包中可选字段的传输。

背景技术

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System，通用移动通信系统)是目前全球主要的第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)体制之一。UMTS系统由三部分组成，即核心网(Core Network，简称“CN”)、通用移动通信系统地面无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)和用户设备(User Equipment，简称“UE”)组成。CN与UTRAN的接口定义为Iu接口，UTRAN与UE的接口定义为Uu接口。

UMTS最早的协议版本是R99，在该版本中，上行和下行业务的承载都是基于专用信道，能够达到的数据传输速率均为384Kbps。但是随着用户对传输高速数据的需求越来越高，UMTS标准制定组织随后陆续推出了R4、R5、R6三个阶段的网络协议，引入了高速下行分组接入(High Speed DownlinkPacket Access，简称“HSDPA”)技术与高速上行分组接入(High Speed UplinkPacket Access，简称“HSUPA”)技术，分别能够提供高达14.4Mbps和5.76Mbps的峰值速率，同时，也大大提高了频谱效率。

在R6版本中HSUPA的主要特点包括：采用2ms短帧或10ms帧，在物理层采用混合自适应重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request，简称“HARQ”)，上行基站快速调度技术等。为了实现用户上行数据的高效率传输，HSUPA要求为用户新增两个上行物理信道，一个是传输数据的增强专用物理数据信道(Enhanced-Dedicated Physical Data Channel，简称“E-DPDCH”)，另一个是传输伴随物理层信令的增强专用物理控制信道(Enhanced-Dedicated Physical Control Channel，简称“E-DPCCH”)。除了物理层增加信道之外，为了配合HSUPA，再在媒体访问控制(MediumAccess Control，简称“MAC”)层中引入MAC-e(e指增强)和MAC-es两个子层，以支持HARQ和快速调度，同时，可以利用MAC-e协议数据单元(MAC-e Protocol Data Unit，简称“MAC-e PDU”)承载信令并在基站的MAC-e层将这个信令读取出来。在MAC-e子层中形成MAC-e PDU时，可以复用信令MAC-es PDU，也就是将多个MAC-es PDU整合成MAC-e PDU。MAC-e和MAC-es处于物理层和MAC-d(d指专用)之间。

具体地说，在无线空中接口(Uu接口)上与E-DCH相关的协议主要涉及物理层、MAC层以及相应的无线资源控制层(Radio Resource Control，简称“RRC”)层。其中，E-DCH的MAC层又包括MAC-e、MAC-es和MAC-d三个MAC子层。在UTRAN侧，MAC-e实体在Node B中，MAC-es实体在服务无线网络控制器(Serving Radio Network Controller，简称“SRNC”)中，而在UE侧，没有区分MAC-e和MAC-es，它们存在于同一功能单元中。

如图1所示，在E-DCH的发送端即UE侧，来自无线链路控制(Radio LinkControl，简称“RLC”)层的逻辑信道专用业务信道(Dedicated Traffic Channel，简称“DTCH”)和专用控制信道(Dedicated Control Channel，简称“DCCH”)首先进入MAC-d形成MAC-d协议数据单元(Protocol Data Unit，简称“PDU”)，同一逻辑信道的MAC-d PDU再经MAC-es形成MAC-es PDU，MAC-es PDU又在MAC-e中进一步形成MAC-e PDU，最后经E-DCH传输信道映射到物理层。

其中，MAC-es PDU包含头部和净荷部分，其结构如图2所示，MAC-esPDU的净荷部分由N个来自同一逻辑信道的相同大小的MAC-es SDU即MAC-d PDU顺序级联而成，MAC-d PDU的大小由参数数据描述指示(DDI)所指示。MAC-es PDU的头部只有一个长度为6个比特传输序号(TSN)字段，利用该字段接收端可以恢复原有的各MAC-es PDU时间先后顺序，从而保证信息的顺序传输。

MAC-e PDU同样有头部和净荷部分，其结构如图3所示，MAC-e PDU的净荷部分包括多个复用在一起形成MAC-es PDU，可选的用于上行快速分组调度的长度为18比特的调度信息(SI)，以及可能的填充字段，用于使MAC-e PDU的长度等于指定的E-DCH传输块长度，MAC-e PDU的头部则由各MAC-es PDU相应的参数DDI字段和N字段构成，这两个字段的长度均为6比特，另外，MAC-e PDU的头部还包括可选的DDI0字段。

在E-DCH的接收端，即UTRAN侧，如图4所示，来自E-DCH传输信道的MAC-e PDU首先经存在于Node B中的MAC-e去复用处理形成MAC-esPDU，之后传输到SRNC中由MAC-es首先进行宏分集选择、重排序等处理后，再分解出各MAC-d PDU并送至MAC-d单元，最后经逻辑信道DTCH和DCCH送至RLC层。

在UE侧到UTRAN侧的传输中，用于上行快速分组调度的SI包含于MAC-e PDU的净荷部分，其长度为18比特。根据3GPP协议规范TS25.321v6.7.0，当UE处于不允许发送数据的状态(服务授权参数SG为特殊的值“Zero Grant”或者所有的HARQ过程均处于非活跃状态)而上行数据缓冲区中有新的数据到来需要发送时，以及当UE处于允许发送数据的状态时，触发SI的报告。通常，在这两种状态下主要是基于一定的周期触发SI的，而该触发周期的典型值是2ms、4ms、10ms、20ms、50ms、100ms、200ms、500ms、1000ms等值。

现有技术中，根据是否传输SI以及剩余比特数D的不同，MAC-e PDU的格式具有以下四种结构。其中，剩余比特数D为E-DCH传输块长度减去MAC-e PDU所含的n个MAC-es PDU及其在MAC-e PDU头部中包含的相应的n个DDI和N字段的长度所剩余的比特数。

第一种情况为MAC-e PDU单独传输SI时，如图5所示，整个MAC-e PDU由该18比特长的SI构成。

当剩余比特数D小于18比特时，如图6所示，不传输SI，剩余比特作为填充比特。

当剩余比特数D等于或大于18比特，但小于24比特时，如图7所示，将SI直接级联在MAC-es PDU的最后，其余的0-5比特作为填充比特。

当剩余比特数D等于或大于24比特时，如图8所示，将SI级联在MAC-esPDU的最后，并在MAC-e PDU头部的最后附加特殊的DDI即DDI0＝“111111”，用于指示SI的存在，其余的比特为填充比特。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：UE发送多余的SI，增加UE和Node B的不必要的处理负担。

造成这种情况的主要原因在于，在现有MAC-e PDU格式中，当E-DCH传输块长度减去MAC-e PDU所含的n个MAC-es PDU及其在MAC-e PDU头部中包含的相应的n个DDI和N字段的长度所剩余的比特数等于或大于18比特时，无论SI是否需要发送，SI字段都必须包括在MAC-es PDU。因此，在SI正常触发以外的时间，由于MAC-e PDU格式的限定，UE必须向Node B发送SI报告，为了发送SI报告，UE需要更新SI报告，而Node B需要根据这些多余的SI报告重新评估上行资源状况并进行资源的分配，增加UE和Node B的不必要的处理负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种数据包中可选字段的传输方法及其系统，使得在不增加额外字段的前提下可以正确指示数据包中可选字段是否存在。

为实现上述目的，本发明提供了一种数据包中可选字段的传输方法，包含以下步骤：

在发送方，如果待发送的数据包中的指定可选字段存在，则以第一填充方式对该数据包中填充字段进行填充，否则以第二填充方式对该数据包中填充字段进行填充；

在接收方，识别所收到的数据包中填充字段的填充方式，如果是第一填充方式，则对所述可选字段进行解析，如果是第二填充方式，则忽略对所述可选字段的解析。

其中，所述数据包为高速上行分组接入中的MAC-e协议数据单元，所述可选字段是调度信息字段。

此外在所述方法中，在发送方，如果D≥24，则在MAC-e协议数据单元的头部和净荷部分之间设置用于表示头部结束的标志；

在接收方，根据所述标志区分MAC-e协议数据单元的头部和净荷部分；

其中，D为增强的专用信道传输块长度减去MAC-e协议数据单元所含的所有MAC-es协议数据单元及其在MAC-e协议数据单元头部中包含的相应的数据描述指示和N字段的长度后所剩余的比特数。

此外在所述方法中，所述标志长6比特，其中每个比特全部填为1。

此外在所述方法中，当D＝18时，在所述MAC-e协议数据单元中一定包含所述可选字段。

此外在所述方法中，当D＜18时，数据包中不包含所述调度信息字段，以第二填充方式对该数据包中填充字段进行填充。

此外在所述方法中，所述第一填充方式为将填充字段中每个比特全部填为1；

所述第二填充方式为将填充字段中每个比特全部填为0。

此外在所述方法中，所述接收方根据所述填充字段中的全部或部分内容识别填充方式。

本发明还提供了一种数据包中可选字段的传输系统，在发送方包含：

填充字段生成模块，用于根据预置填充方式对待发送数据包中的填充字段进行填充；

可选字段判断模块，用于判断所述数据包中的指定可选字段是否存在，如果存在则指示所述填充字段生成模块以第一填充方式对该数据包中填充字段进行填充，否则以第二填充方式对该数据包中填充字段进行填充；

发送模块，用于发送所述数据包；

在接收方包含：

接收模块，用于接收所述数据包；

解析模块，用于解析所述数据包中各字段；

填充方式识别模块，用于识别所述接收模块所收到的数据包中填充字段的填充方式，如果是第一填充方式，则指示所述解析模块对所述可选字段进行解析，如果是第二填充方式，则指示所述解析模块忽略对所述可选字段的解析。

其中，所述系统应用于增强上行专用信道，所述数据包为MAC-e协议数据单元，所述可选字段是调度信息字段。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，以填充字段的不同填充方式指示可选字段是否存在。典型的填充方式为全0或全1。可以根据填充字段中的全部或部分比特识别填充方式。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即提供了一种新的指示数据包中可选字段是否存在的方法。应用于E-DCH的MAC-e PDU时，可以解决现有技术中E-DCH的MAC-e PDU结构存在的必须发送多余的SI报告的问题，UE可以根据需要灵活选择发送或不发送SI报告，从而避免多余SI报告造成的对UE和Node B处理负担的增加。

附图说明

图1是现有技术中UE侧E-DCH MAC结构示意图；

图2是现有技术中UTRAN侧E-DCH MAC结构示意图；

图3是现有技术中MAC-es PDU的结构示意图；

图4是现有技术中MAC-e PDU的结构示意图；

图5是现有技术中只发送SI的情况下MAC-e PDU的结构示意图；

图6是现有技术中D小于18比特时MAC-e PDU的结构示意图；

图7是现有技术中D大于等于18比特小于24比特时MAC-e PDU的结构示意图；

图8是现有技术中D大于等于24比特时MAC-e PDU的结构示意图；

图9是根据本发明第一实施方式数据包中可选字段的传输方法中UE侧的方法流程图；

图10是根据本发明第一实施方式数据包中可选字段的传输方法中基站侧的方法流程图；

图11是根据本发明第二实施方式数据包中可选字段的传输系统结构图。

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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的核心在于，发送方决定待发送的数据包中的指定可选字段是否需要存在，如果指定可选字段存在，则以第一填充方式对该数据包中填充字段进行填充，否则以第二填充方式对该数据包中填充字段进行填充。接收方收到数据包后，识别该数据包中填充字段的填充方式，如果是第一填充方式，则对可选字段进行解析，如果是第二填充方式，则忽略对可选字段的解析。

下面根据本发明的原理，对本发明的第一实施方式数据包中可选字段的传输方法进行说明。本实施方式中，数据包为HSUPA中的MAC-e PDU，可选字段是SI字段，其长度为18比特。

UE根据MAC-e PDU中剩余比特数D的大小，以及是否包含SI，对待发送的MAC-e PDU进行设置。

如图9所示，在步骤910中，UE设E-DCH传输块长度减去MAC-e PDU所含的所有MAC-es PDU及其在MAC-e PDU头部中包含的相应的数据描述指示和N字段的长度后所剩余的比特数为D，判断D是否大于等于24，如果大于等于24，则进入步骤920，否则直接进入步骤930。

在步骤920中，UE在MAC-e PDU的头部和净荷部分之间设置DDI0。具体地说，为了区分MAC-e PDU的头部和净荷部分，UE在MAC-e PDU头部和净荷部分之间设置用于表示头部结束的标志DDI0，DDI0长6比特，其中每个比特全部填为1。接着进入步骤930。

在步骤930中，UE判断D是否等于18，如果等于18，则进入步骤940，否则进入步骤950。

在步骤940中，D等于18时，MAC-e PDU中一定包含SI，且无剩余比特，不存在需填充的字段，不进行填充。

在步骤950中，在D不等于18的情况下，UE继续判断D是否小于18，如果小于18，则直接进入步骤970，否则进入步骤960。

在步骤960中，D大于18，UE判断待发送的MAC-e PDU中是否包含SI，如果包含SI，则进入步骤980，否则进入步骤970。

在步骤970中，当D小于18无法包含SI，或者D大于18但不包含SI时，UE将E-DCH传输块中，除了MAC-e PDU所含的所有MAC-es PDU及其在MAC-e PDU头部中包含的相应的数据描述指示和N字段外，所剩余的D个比特全部填为0，表示待发送的MAC-e PDU中不包含SI。

在步骤980中，D在大于18并包含SI时，UE将E-DCH传输块中，除了MAC-e PDU所含的所有MAC-es PDU、SI及其在MAC-e PDU头部中包含的相应的数据描述指示和N字段外，所剩余的(D-18)个比特全部填为1，表示待发送的MAC-e PDU中包含SI。通过对剩余填充字段的不同填充方式，有效解决现有技术中E-DCH的MAC-e PDU结构存在的必须发送多余的SI报告的问题，UE可以根据需要灵活选择发送或不发送SI报告，从而避免多余SI报告造成的对UE和Node B处理负担的增加。

基站收到来自UE的MAC-e PDU后，对其进行解析。

如图10所示，在步骤1001中，基站根据已知的DDI和N字段的长度，顺序确定MAC-e PDU头部的每个MAC-es PDU的DDI和N字段。

在步骤1002中，基站判断当前的DDI是否为表示头部结束的标志DDI0，若是，则直接进入步骤1008，反之则进入步骤1003。

在步骤1003中，基站计算MAC-e PDU中，未经比较的剩余的比特数D。接着进入步骤1004。

在步骤1004中，基站判断D是否大于24，如果大于24，则返回步骤1002，判断下一个DDI是否为DDI0，反之，如果小于等于24，则进入步骤1005。

在步骤1005中，在D小于等于24的情况下，基站继续判断D是否大于18，如果大于18，则进入步骤1007，反之，则进入步骤1006。

在步骤1006中，在D不大于18的情况下，基站继续判断D是否等于18，如果等于18，则MAC-es PDU中一定包含SI，进入步骤1010，反之，则进入步骤1011。

在步骤1007中，基站判断MAC-es PDU的倒数(D-24)个比特的是否全部填充为0，如果是全0，则MAC-es PDU中不包含SI，进入步骤1011，如果全部填充为1，则MAC-es PDU中包含SI，进入步骤1012。

在步骤1008中，基站根据步骤1002中找到的标志DDI0，区分MAC-ePDU的头部和净荷部分。之后进入步骤1009。

在步骤1009中，与步骤1007相同，基站判断MAC-es PDU的倒数(D-24)个比特的是否全部填充为0，如果是全0，则MAC-es PDU中不包含SI，进入步骤1011，如果全部填充为1，则MAC-es PDU中包含SI，进入步骤1012。

在步骤1010中，由于D等于18，因此基站确定这D个比特为SI信息，分解各MAC-es PDU并提取SI，完成MAC-e PDU的解析。

在步骤1011中，由于MAC-es PDU的倒数(D-24)个比特的是否全部填充为0，因此基站确定MAC-es PDU中不包含SI，从而分解各MAC-esPDU，并丢弃剩余的填充比特，完成MAC-e PDU的解析。

在步骤1012中，由于MAC-es PDU的倒数(D-24)个比特的是否全部填充为1，因此基站确定MAC-es PDU中包含SI，从而分解各MAC-es PDU并提取SI，丢弃剩余的填充比特，完成MAC-e PDU的解析。

本发明的第一实施方式对数据包中可选字段的传输方法进行了说明，下面对本发明的第二实施方式数据包中可选字段的传输系统进行详细介绍。本系统应用于HSUPA，其数据包为MAC-e PDU，可选字段是SI字段。

如图11所示，在数据包中可选字段的传输系统的发送方即UE中，包含用于根据预置填充方式对待发送数据包中的填充字段进行填充的填充字段生成模块，用于判断数据包中的指定可选字段是否存在的可选字段判断模块，用于发送数据包的发送模块。在接收方即基站中，包含用于接收数据包的接收模块，用于解析数据包中各字段的解析模块，用于识别接收模块所收到的数据包中填充字段的填充方式的填充方式识别模块。

UE通过可选字段判断模块判断待发送的数据包中是否存在指定可选字段SI，如果存在则指示填充字段生成模块以第一填充方式对该数据包中填充字段进行填充，即将剩余的填充字段全部填为1，否则以第二填充方式对该数据包中填充字段进行填充，将剩余的填充字段全部填为0。之后，通过发送模块将数据包发送给基站。

基站通过接收模块接收来自UE的数据包，由填充方式识别模块对数据包中填充字段的填充方式进行识别，如果是第一填充方式，即全部填充为1，则表明数据包中包含可选字段SI，从而指示解析模块对SI进行解析，如果是第二填充方式，即全部填充为0，则表明数据包中不包含可选字段SI，从而指示解析模块忽略对可选字段SI的解析。

本发明第三实施方式数据包中可选字段的传输方法与第一实施方式大致相同，其区别仅在于第一实施方式中第一填充方式为将填充字段中所有比特全部填为1，第二填充方式为将填充字段中所有比特全部填为0，本实施方式中第一填充方式为将填充字段中所有比特全部填为1，或全部填为0，第二填充方式为将填充字段中所有比特不全填为1，或不全填为0。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。