第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法

摘要

本发明涉及一种第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法，下行数据处理包括物理层接收底层传输数据信息、进行零拷贝分析处理操作、进行硬件加速拼装处理操作得到用户传输数据信息，上行数据处理包括点对点协议PPP层接收用户传输数据信息、进行硬件加速转换处理操作、进行零拷贝加工处理操作得到底层传输数据信息。采用该种第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法，大大降低了零拷贝处理过程的复杂度，同时在某些关键环节加快了数据的处理速度，大大降低了用户在数据传输过程当中所耗费的系统资源，加快数据处理的过程，适用范围较为广泛，为第三代移动通信业务的传输技术的发展奠定了坚实的基础。

说明书

技术领域

本发明涉及第三代移动通信领域，特别涉及第三代移动通信终端多业务数据传输技术领域，具体是指一种第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法。

背景技术

在WCDMA、TD-SCDMA技术领域，通讯技术的发展和用户需求的提高，促使多种业务并发传输成为可能，如一个移动终端用户可能需要同时传输数据、语言等业务流。

而且随着速率的不端提高，数据传输过程中所耗费的系统资源将越来越多。此时需要考虑一个优化的数据传输处理流程。

目前在现有技术中，不同层都需要对数据进行拷贝，这直接加大了数据处理过程所占CPU的开销，直接影响到了移动台的性能，现有的处理器已经开始无法满足用户高速数据传输与多媒体应用的业务要求。

采用一种新的数据处理技术已经迫在眉睫，由此孕育而生零拷贝技术，零拷贝的技术精髓就是减少数据量的拷贝次数，而达到去除拷贝内存的开销。但是由于3G数据传输过程当中牵涉到多层的处理，包括媒体访问控制MAC层、无线链路控制RLC层、分组数据集中协议PDCP层、点对点协议PPP层，这样零拷贝的管理复杂度将非常庞大，从而使得管理起来耗费资源。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效降低零拷贝处理操作的复杂度、在关键环节能够加快数据处理速度、过程简单实用、工作性能稳定可靠、适用范围较为广泛的第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法。

为了实现上述的目的，本发明的第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法如下：

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法，其特征在于，所述的方法包括下行数据处理和上行数据处理，所述的下行数据处理包括以下步骤：

(1)系统的物理层(PHY层)接收底层传输数据信息；

(2)系统对接收到的底层传输数据信息进行零拷贝分析处理操作；

(3)系统对经过分析处理的底层传输数据信息进行硬件加速拼装处理操作，得到用户传输数据信息；

所述的上行数据处理，包括以下步骤：

(1)系统的点对点协议PPP层接收用户传输数据信息；

(2)系统对接收到的用户传输数据信息进行硬件加速转换处理操作；

(3)系统对经过转换处理的用户传输数据信息进行零拷贝加工处理操作，得到底层传输数据信息。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的进行零拷贝分析处理操作，包括以下步骤：

(11)系统的物理层将缓存中所接收到的底层传输数据信息的地址提交至媒体访问控制MAC层；

(12)MAC层对该底层传输数据信息进行数据分析，并将分析结果提交至无线链路控制RLC层；

(13)RLC层对该底层传输数据信息进行数据分析；

(14)系统将MAC层和RLC层的分析结果送至物理层；

(15)物理层根据分析结果直接利用硬件完成底层传输数据信息的解密、拷贝操作；

(16)物理层直接将已处理后的底层传输数据信息发送至RLC层；

(17)RLC层将该底层传输数据信息存放于接收窗口之内。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的MAC层对该底层传输数据信息进行数据分析，包括以下步骤：

(121)MAC层根据传输信道类型和当前的系统配置进行数据分析，并确定传输块信息；

(122)判断透明模式(TM)的传输块是否开启加密；

(123)如果是，则将传输块的解密信息存放在相应传输块分析结果当中；

(124)定位每一个传输块所包含的RLC协议数据单元在内存中的确定位置。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的传输块信息包括接收块标识、传输块大小和传输块数量。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的RLC层对该底层传输数据信息进行数据分析，包括以下步骤：

(131)RLC层根据MAC层的分析结果进行数据分析，获得RLC协议数据单元的头信息和解密信息；

(132)RLC层为每个RLC协议数据单元分配足够的目的空间。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的进行硬件加速拼装处理操作得到用户传输数据信息，包括以下步骤：

(21)RLC层将多个RLC协议数据单元通过硬件加速器拼装成完整的RLC服务数据单元(SDU)；

(22)RLC层将完整的RLC SDU提交给分组数据集中协议(PDCP)层；

(23)PDCP层进行TCP/IP头解压缩、计算IP校验和，并使用硬件加速器计算TCP校验和；

(24)如果TCP校验和与头信息中的TCP校验和相同，则将该数据提交至点对点协议PPP层。

(25)PPP层使用硬件加速器进行字符转义并同时生成CRC码，得到用户传输数据信息。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的进行硬件加速转换处理操作，具体为：

PPP层使用硬件加速器对接收到的用户传输数据信息进行去转义以及CRC校验。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的进行零拷贝加工处理操作得到底层传输数据信息，包括以下步骤：

(31)PPP层将已经去转义的用户传输数据信息发送给PDCP层；

(32)PDCP层对该用户传输数据信息进行头压缩，并发送给RLC层；

(33)RLC层将该用户传输数据信息存放在发送窗口；

(34)RLC层将当前发送窗口的数据量告知MAC层；

(35)MAC层根据传输帧号，执行传输格式组合(TFC)最优的选择，并将传输块组合信息提交给RLC层；

(36)RLC层根据当前被选择的TFC，从传输窗口中获得相应的RLC协议数据单元；

(37)RLC层将相应的RLC协议数据单元发送给物理层；

(38)物理层对接收到的RLC协议数据单元进行数据加密、拷贝操作，得到底层传输数据信息。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法中的传输块组合信息包括传输块大小、传输块数量和TM加密信息。

采用了该发明的第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法，由于其中将零拷贝处理操作和硬件加速器进行混合使用，从而大大降低了零拷贝处理过程的复杂度，同时在某些关键环节加快了数据的处理速度，大大降低了用户在数据传输过程当中所耗费的系统资源，加快数据处理的过程，适用范围较为广泛，为第三代移动通信业务的传输技术的发展奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明的第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法的用户面下行数据处理过程交互示意图。

图2为本发明的第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法的用户面上行数据处理过程交互示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

该第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法，其中包括下行数据处理和上行数据处理，请参阅图1所示，所述的下行数据处理包括以下步骤：

(1)系统的物理层(PHY层)接收底层传输数据信息；

(2)系统对接收到的底层传输数据信息进行零拷贝分析处理操作，包括以下步骤：

(a)系统的物理层将缓存中所接收到的底层传输数据信息的地址提交至媒体访问控制MAC层；

(b)MAC层对该底层传输数据信息进行数据分析，并将分析结果提交至无线链路控制(RLC)层，包括以下步骤：

(i)MAC层根据传输信道类型和当前的系统配置进行数据分析，并确定传输块信息；该传输块信息包括接收块标识、传输块大小和传输块数量；

(ii)判断透明模式(TM)的传输块是否开启加密；

(iii)如果是，则将传输块的解密信息存放在相应传输块分析结果当中；

(iv)定位每一个传输块所包含的RLC协议数据单元在内存中的确定位置；

(c)RLC层对该底层传输数据信息进行数据分析，包括以下步骤：

(i)RLC层根据MAC层的分析结果进行数据分析，获得RLC协议数据单元的头信息和解密信息；

(ii)RLC层为每个RLC协议数据单元分配足够的目的空间；

(d)系统将MAC层和RLC层的分析结果送至物理层；

(e)物理层根据分析结果直接利用硬件完成底层传输数据信息的解密、拷贝操作；

(f)物理层直接将已处理后的底层传输数据信息发送至RLC层；

(g)RLC层将该底层传输数据信息存放于接收窗口之内；

(3)系统对经过分析处理的底层传输数据信息进行硬件加速拼装处理操作，得到用户传输数据信息，包括以下步骤：

(a)RLC层将多个RLC协议数据单元通过硬件加速器拼装成完整的RLC服务数据单元(SDU)；

(b)RLC层将完整的RLC SDU提交给分组数据集中协议PDCP层；

(c)PDCP层进行TCP/IP头解压缩、计算IP校验和，并使用硬件加速器计算TCP校验和；

(d)如果TCP校验和与头信息中的TCP校验和相同，则将该数据提交至点对点协议PPP层。

(e)PPP层使用硬件加速器进行字符转义并同时生成CRC码，得到用户传输数据信息；

在实际使用当中，所述的下行数据处理的过程中使用了零拷贝技术：

(1)下行数据处理过程中，物理层提供Cache中所接收到的数据地址给MAC层；

(2)MAC层根据传输信道类型、以及当前的配置，进行数据分析，通过分析可以确定传输块(TB)的信息，包括接收块标识(RB Identity)、传输块大小(TB Size)、传输块数量(Number of TBs)，并可以判断TM模式的TB是否开启加密，如果加密开启则将TB的解密信息存放在相应TB分析结果当中、定位每一个TB所包含的RLC协议数据单元(PDU)在内存中的确定位置，此过程中MAC没有执行任何拷贝操作，只是对源数据进行了分析而已，分析完成之后，提交给RLC层；

(3)RLC层根据MAC分析结果，继续进行数据分析，并可以获得RLC PDU的头信息、RLC PDU的解密信息、并为每个RLC PDU分配足够的目的空间。

(4)将MAC层、RLC层的分析结果告知PHY层。

(5)PHY层根据分析结果，可得知该接收下行数据块中包含了多少个TB，某个TB是否需要解密、TB的大小、以及存放该TB的目的空间地址，物理层直接操作硬件，完成数据的解密、拷贝操作。

(6)PHY层处理完成之后，直接将已处理好的数据发送给RLC层。

(7)RLC层将接收到的下行PDU存放于接收窗口之内。

现有技术的方法是物理层到MAC需要拷贝一次，解密又需要进行内存搬移一次，通过本发明的方法的使用，有效降低了数据拷贝的开销以及解密的开销。

然而RLC层接收窗口内储存的是离散的RLC PDU信息，如果将多个RLC PDU组合成一个RLC SDU继续采用零拷贝技术，那么零拷贝的复杂度将会加大，从而使得零拷贝管理的开销加大。如果在此用传统软件的方法将多个离散的RLC PDU合成一个RLC SDU，开销也将非常大，鉴于此，本发明中采用了硬件加速器，通过硬件加速器将多个RLC PDU合成一个RLC SDU(PDCP PDU)，大大的减小了数据处理的开销。

同时，在下行数据处理过程中所使用的硬件加速器包括以下步骤：

(1)RLC层将多个RLC PDU通过硬件加速器拼装成一个完整的RLC SDU；

(2)RLC将完整的RLC SDU递交给PDCP层；

信息；

(f)RLC层根据当前被选择的TFC，从传输窗口中获得相应的RLC协议数据单元；

(g)RLC层将相应的RLC协议数据单元发送给物理层；

(h)物理层对接收到的RLC协议数据单元进行数据加密、拷贝操作，得到底层传输数据信息。

在实际使用当中，在上行数据传输过程当中，也可以混合使用硬件加速器与零拷贝技术，来降低数据传输所占用的系统开销。

在上行数据处理过程中所使用零拷贝技术如下：

(1)PPP层将已经去转义的数据递交给PDCP层；

(2)PDCP层对该数据进行头压缩，并递交给RLC层，所有的操作都是对原始数据地址操作，并不涉及内存的搬移；

(3)RLC层将其存放在发送窗口，所有的操作都是对原始数据地址操作，并不涉及内存的搬移；

(4)RLC层将当前发送窗口的数据量告知MAC层；

(5)MAC层根据TFC选择一个最优的TF组合，并告知RLC层(包含TB Size、NumberofTBs、TM加密信息)；

(6)RLC层根据当前被选择的TFC，从传输窗口中获得这些RLC PDU；

(7)RLC将其数据发送给PHY层；

(8)物理层执行数据加密、拷贝操作。

由上述流程可知，真正的数据拷贝只发生在物理层，并且数据加密与拷贝是同时完成的，通过该零拷贝技术的使用，减少了数据搬移所占用的开销。

同时，上行数据处理过程中使用硬件加速器，具体如下：

PPP层使用硬件加速器对接收到的PPP数据包进行去转义以及CRC校验。

采用了上述的第三代移动通信系统中移动终端用户面数据传输的方法，由于其中将零拷贝处理操作和硬件加速器进行混合使用，从而大大降低了零拷贝处理过程的复杂度，同时在某些关键环节加快了数据的处理速度，大大降低了用户在数据传输过程当中所耗费的系统资源，加快数据处理的过程，适用范围较为广泛，为第三代移动通信业务的传输技术的发展奠定了坚实的基础。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。