利用高速下行分组接入HSDPA或者高速上行分组接入HSUPA来提供电路交换CS业务的方法

摘要

公开了终端和提供无线通信业务的无线(无线)通信系统、并公开了通用移动通信系统(UMTS)中的分组数据汇聚协议(PDCP)实体的操作方法，更具体地说，涉及以下这种操作方法，即，通过在数据块中添加连接帧号(CFN)而由发送侧(发射机)发送(多个)数据块，使得接收侧(接收机)能够按照基准时间来处理接收到的各个数据块，该操作方法用作利用高速下行分组接入(HSDPA)或者高速上行分组接入(HSUPA)技术来提供电路交换(CS)业务的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及终端和提供无线通信业务的无线(无线)通信系统、并涉及通用移动通信系统(UMTS)中的分组数据汇聚协议(PDCP)实体的操作方法，更具体地说，涉及以下这种操作方法，即，通过在数据块中添加连接帧号(CFN：connection frame number)而由发送侧(发射机)发送(多个)数据块，使得接收侧(接收机)能够按照基准时间来处理接收到的各个数据块，该操作方法用作利用高速下行分组接入(HSDPA)或者高速上行分组接入(HSUPA)技术来提供电路交换(CS)业务的方法。

背景技术

图1示出了通用移动通信系统(UMTS)的示例性网络结构。UMTS系统通常包括终端(即，用户设备(UE))、UMTS无线连接网(UMTS陆地无线接入网(UTRAN))和核心网(CN)。UTRAN包括一个或更多个无线网络子系统(RNS)，并且每个RNS包括无线网络控制器(RNC)以及由RNC所管理的一个或更多个基站(Node B)。一个eNode B中可具有一个或更多个小区。

图2示出了用于UMTS的无线协议的示例性结构。这些无线协议结构层在终端与UTRAN之间成对地存在，并通过无线接口来处理处理数据传输。下面介绍各个无线协议层。首先，物理层(层1)使用各种无线传输技术、经由无线接口来发送数据。物理层经由传输信道连接到称作介质访问控制(MAC)层的上层。根据信道是否共享，将传输信道划分成专用传输信道和公共传输信道。

第二层包括各种层，诸如MAC、RLC、PDCP和BMC层。首先，介质访问控制(MAC)层执行从各种逻辑信道到各种传输信道的映射，并且通过将若干个逻辑信道映射到单个传输信道上来执行逻辑信道复用。MAC层经由逻辑信道连接到称作无线链路控制(RLC)层的上层。根据所发送的信息的类型，将逻辑信道划分成发送控制面的信息的控制信道和发送用户面的信息的业务信道。根据要管理的传输信道的类型，可将MAC层划分成MAC-b子层、MAC-d子层、MAC-c/sh子层、MAC-hs子层和MAC-e子层。MAC-b子层管理广播信道(BCH)，该广播信道是处理对系统信息的广播的传输信道。MAC-c/sh子层管理公共传输信道，诸如前向接入信道(FACH)或下行共享信道(DSCH)，该公共传输信道由多个终端共享。MAC-d子层管理专用信道(DCH)，该专用信道是用于特定终端的专用传输信道。此外，为了支持上行/下行高速数据传输，MAC-hs子层管理高速下行共享信道(HS-DSCH)，该高速下行共享信道是用于高速下行数据传输的传输信道。MAC-e子层管理增强型专用信道(E-DCH)，该增强型专用信道是用于高速上行数据传输的传输信道。

无线资源控制(RLC)层用于确保各个无线承载(RB)及数据传输所要求的各种QoS(Quality of service，服务质量)。各个RB具有一个或两个独立的RLC实体，以针对各个RB确保唯一的QoS，并且RLC层提供了三种运行模式，即，TM(Transparent Mode，透明模式)、UM(Unacknowledged Mode，不确认模式)和AM(Acknowledged Mode，确认模式)，以支持各种QoS。此外，RLC层将从上层接收到的数据进行分段和/或串联、以调整数据尺寸，使得下层能够将该数据合适地发送给无线接口。

PDCP层位于RLC层之上。PDCP层执行用于减小不必要的控制信息的报头压缩功能，使得能够经由带宽较小的无线接口来高效地发送采用互联网协议(IP)分组(诸如IPv4分组或IPv6分组)而传送的数据。因此，报头压缩通过允许数据的报头部分仅发送必要的信息来提高无线接口之间的传输效率。因为报头压缩功能基本上设置在PDCP层中，所以PCDP层仅存在于PS域中。在单个RB中存在单个PDCP实体，以向各个PS业务提供高效的报头压缩功能。

层2(L2)的广播/组播控制(BMC)层位于RLC层之上。BMC层对小区广播(CB)消息进行调度，并向位于特定小区或多个小区中的终端广播该CB消息。

位于层3最低部的无线资源控制(RRC)层仅定义在控制面中。RRC层用于针对无线承载(RB)的建立(配置)、重新设置及释放相关联地对层1和层2的参数进行控制，并对逻辑信道、传输信道和物理信道进行控制。这里，RB是指由无线协议的层1和层2所提供的、用于在移动终端与UTRAN间传送数据的逻辑通路。通常，RB的建立是指以下过程，即，规定提供特定数据业务所需的无线协议层及信道的特征，并且设置相应的详细参数和操作方法。

宽带码分多址(WCDMA)系统采用高速下行分组接入(HSDPA)和高速上行分组接入(HUSPA)技术。具体而言，采用这两种技术来有效地支持分组交换(PS)业务。HSDPA和HSUPA也称作HSPA。

电路交换(CS)方案是通过在发送侧与接收侧之间建立通信电路来交换数据的方案。在CS方案中，预先在期望彼此进行通信的两个站点之间设置专用通信通路，并且该专用通信通路包括用于相继地连接各个节点的链路。各个物理链路由单个信道进行连接，因此，各个物理链路能够适当且容易地用在数据交换中，这需要相对无缝的流，诸如电话、传感器、遥测输入等。在数据传输期间，CS方案经由所建立的通信电路来传输数据。因此，这适于发送较大数据量或较长消息(例如，文件传输)时。时分电路交换采用了数字通信电路中的数字交换技术及脉冲编码调制的复用，由此对于高质量的高速数据传输非常高效。在此方案中，在两个端点中的各个端点之间分配了专用(固定)物理电路，由此使得从生成数据的时间点至开始数据传输的时间点之间的传输延迟最小化。此外，因为使用了专用(固定)电路，所以，在各个数据中不存在传输次序反向现象(transmission order reversal phenomenon)。

分组交换(PS)方案是在发送侧分组交换机中将具有特定长度的数据传输单元存储为分组格式的方案。PS方案根据接收侧的地址来选择适当的通信通路，然后，将其发送给接收侧分组交换机。在PS方案中，按照长度较短的数据块单元(称作“分组”)来发送数据。通常，分组的长度被限制为大约1000个字节。各个分组由表示用户数据的部分和表示分组的控制信息的部分组成。这里，分组的控制信息应当至少包括在网络内设置该分组的通路所需要的信息，以使得能够将该分组发送至接收侧。一旦各个节点经由传输通路接收到分组，则首先存储这些分组，然后将其发送至下一个节点。继续这种存储过程、直到将分组传送至接收侧为止，接着，重复对下一个节点的传输处理。在此方案中，特定终端并不持续地占据特定通路，相反，只在需要的时候占据并使用特定通路，由此使得电路的使用效率最大化。此外，可以通过不同通路来发送各个数据单元，因此，各个数据所经历的传输延迟量彼此不同。

近来，开发了多种移动通信业务，以使得支持分组业务(诸如互联网浏览等)的效率最大化。在这些移动通信业务中，语音通信业务被视为移动通信中最重要的业务，并且主要通过电路交换业务来提供语音通信业务。

当前，UMTS系统基于对CS业务进行了优化的R99版本WCDMA，另外地采用了R5HSDPA和R6HSUPA来支持PS业务。也就是说，当前系统支持用于CS业务的CS网络和支持PS业务的PS网络这两者。但是，从网络运营的角度来看，将会出现安装CS网络和PS网络、以及独立地管理这两个网络的成本问题。

为了解决这个问题，期望只运营PS网络，而逐步地减少对CS网络的支持。为此，需要一种用PS业务来取代全部CS业务的方法，或者一种在PS网络中有效地提供CS业务的方法。

具体而言，需要一种在PS网络(即，在采用了HSDPA和HSUPA技术的HSPD网络)中支持代表CS业务的CS语音业务的方法。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于，提供一种在PS网络中或在只支持PS业务的无线协议中有效地发送在CS业务中所生成的数据的方法。

为了实现这些目的和其它优点，并且根据本发明的目的，如在此具体实施和广泛描述的，提供了一种在无线通信系统中提供数据的方法，该方法包括以下步骤：从上层接收至少一个业务数据单元SDU；向接收到的所述至少一个业务数据单元SDU添加报头，以生成协议数据单元PDU，其中，所述报头包括定时信息；以及将所生成的协议数据单元传送到下层。

优选的是，所述定时信息是连接帧号CFN。

优选的是，在分组数据汇聚协议PDCP层中将所述定时信息添加到报头中。

优选的是，在介质访问控制MAC层中将所述定时信息添加到报头中。

优选的是，所述定时信息是电路交换CS计数器。

优选的是，所述定时信息与连接帧号CFN有关。

优选的是，在分组业务PS或电路业务CS中提供所述数据。

优选的是，所述上层是无线链路控制RLC实体，并且，所述下层是物理实体。

附图说明

图1示出了作为现有技术及本发明所应用的移动通信系统的演进型通用陆地无线接入网(E-UTRAN)的示例性网络结构；

图2是示出了用于UMTS中的无线协议的示例性架构的图；

图3是示出了用于在发射机与接收机之间进行数据交换的电路交换(CS)方案和分组交换(PS)方案的示例图；

图4是示出了将CS业务应用于基于高速分组接入(HSPA)技术的方法的示例图；

图5是示出了在介质访问控制(MAC)实体中所生成的数据块的示例图；

图6是示出了根据本发明的、包括在协议数据单元(PDU)中的“子流组合索引(subflow combination index)”指示符的示例图；

图7是示出了根据本发明的、在对多个子流进行复用时的PDU格式的示例图；以及

图8是示出了根据本发明的、与子流复用有关的分组数据汇聚协议(PDCP)的结构的示例图。

具体实施方式

本发明的一个方面在于，由本发明人所认识到的有关上述现有技术中存在的问题和缺点，并且将在后面具体介绍。基于这种认识，开发了本发明的各个特征。

本发明可应用于3GPP通信技术(具体而言，UMTS系统、通信装置和通信方法)。但是，本发明并不限于UMTS系统，而是还可以应用于可应用本发明的技术范围的全部有线/无线通信中。

本发明在概念上涉及一种在无线通系统中提供数据的方法，该方法包括以下步骤：从上层接收至少一个业务数据单元SDU；向接收到的所述至少一个业务数据单元SDU添加报头，以生成协议数据单元PDU，其中，所述报头包括定时信息；以及将所生成的协议数据单元传送到下层；并且，本发明涉及一种能实现这种方法的无线移动通信终端或网络。

如上所述，本发明提供一种在PS网络中或在只支持PS业务的无线协议中有效地发送在CS业务中所生成的数据的方法。具体而言，本发明提议通过向CS业务数据包含定时信息来发送CS业务数据，以保持在CS业务中所生成的数据的顺序(次序)，并且解决在CS业务数据传输期间由于不同的传输时延所造成的问题。

更具体地说，如果特定协议实体从CS业务应用接收到业务数据单元(SDU)，则该协议实体处理该SDU，然后将处理后的SDU(即，协议数据单元(PDU))传送至下方的协议实体。这里，建议在PDU中包括关于SDU或PDU的定时信息。这里，该协议实体可以是分组数据汇聚协议(PDCP)实体、无线资源控制(RRC)实体、无线链路控制(RLC)实体或者介质访问控制MAC实体。此外，该定时信息可以是连接帧号(CFN)、CFN的一部分、或者与CFN有关的信息。该定时信息可指示SDU生成的时刻或CFN，或者可以通知有关的信息。该定时信息可指示PDU生成的时刻或者CFN，或者可以通知有关的信息。此外，该定时信息可指示发送侧从高层接收到SDU的时刻或者CFN，或者通知有关的信息。该定时信息可指示接收侧应当处理SDU或PDU的时刻或CFN，或者通知有关的信息。此外，该定时信息可指示用于指示发送侧处理SDU或PDU的时刻或者CFN，或者可通知有关的信息，或者可以指示接收侧传送SDU或PDU至高层的时刻或CFN，或者可通知有关的信息。此外，该定时信息可指示发送侧对SDU或PDU加密的时刻或CFN，或在加密期间所应用的序列号，或者可通知有关的信息。该定时信息可指示接收侧应当对SDU或PDU执行解密的时刻或者CFN，或者在解密期间需应用的序列号，或者通知有关的信息。此外，该定时信息可以是CS计数器，并且，可以将该CS计数器的值设置为已经从高层接收到分组时的CFN的第1LSB至第5LSB。

下面，将参照附图来介绍根据本发明的优选实施方式的结构和操作。

首先，介绍与本发明有关的连接帧号(CFN)。CFN是由处于RRC连接状态中的基站和终端所管理的定时信息。CFN在各个终端中唯一设置，并且可以是数据生成时刻或数据处理时刻的基准。CFN可以是在MAC实体中对MAC SDU进行加密或解密时所使用的序列号值。此外，CFN随着时间的增加而增大。例如，假设CFN在0.000秒时为0，则CFN在0.020秒时CFN变为1，在0.040秒时变为2。在经过特定时间段的各个时刻，CFN增大，而与是否在特定时间点发送数据无关。在这种情况下，CFN是在经过了特定时间段时而增大的值，而与是否实际发送或接收数据无关。CFN字段表示如下这种CFN：在该CFN处，已经由MAC对TM RLC PDU进行处理，并且该CFN用于在发送实体中进行加密、并且用于在接收实体中进行解密及对序列进行去抖动(de-jittering)。

这种CFN信息表示定时信息，诸如，生成特定数据的时间点、特定数据从上方实体到达特定实体的时间点、将特定数据发送至下方实体的时间点、将特定数据传送到上方实体的时间点、或者处理特定数据的时间点等。CFN还可以是用于对发送实体和接收实体在特定时刻应当执行的操作进行定义的时间点信息。

图4是示出了将CS业务应用于基于高速分组接入(HSPA)技术的方法的示例图。如图4所示，MAC实体根据本发明而使用与CFN有关的信息。也就是说，与现有技术相比，本发明在HSPA技术中使用CS方案的RLC TM模式，并且在MAC数据块的MAC报头中包括与CFN有关的信息。

通常，当终端(或UE)从非HSPA小区移动到HSPA小区中时，如果CS用户面数据被映射到RLC UM，则需要从RLC TM到RLC UM的无线承载的重新配置。这里，可以使用RB释放和RB建立消息来完成RB的重新配置。RNC需要等待、直到接收到无线承载建立完成(RadioBearer Setup Complete)消息为止，以获得用于加密的STRAT值。在本发明中，建议将CS用户面数据映射到RLC TM，而不是RLC UM。因此，不需要通过诸如RB释放和RB建立的过程来进行RLC模式转换。RRC可以重新配置传输信道类型，而不是转换RLC模式。通过这种方式，可以缩短从非HSPA小区到HSPA小区的切换的过程。因为使用同一时间基准，所以这也使得能够在DCH与HSPA之间进行无缝转换。

通过在映射到HSPA(MAC-hs、MAC-ehs或E-DCH)的MAC TM报头中包含CFN或与CFN有关的信息，可以在MAC实体中完成针对RLC TM的CS U面数据的加密/解密。这还能消除在使用RLC UM模式时由于分组丢失(或者，尤其是用于未检测到的错误)而导致的、任何可能的加密不同步(de-synchronization)问题(这在以前已被发现)。

图5是示出了在介质访问控制(MAC)实体中所生成的数据块的示例图。更具体地说，图5示出了在MAC-d中所生成的PDU。MAC-PDU可以由MAC报头和MAC业务数据单元(MAC SDU)组成，并且MACSDU可具有可变尺寸。MAC SDU的尺寸可以取决于RLC PDU的尺寸，RLC PDU的尺寸在建立过程中进行定义。

图5示出的CFN可指示在生成MAC-d PDU时的CFN的值，并且可用于接收侧的去抖动处理。这里，抖动是指当将按照均匀时间间隔而连续生成的各个数据块发送至接收侧时、没有按照各个数据块的最初的生成时间间隔到达的现象。为了解决这个问题，接收侧将接收到的数据块进行重新排列，然后按照特定的时间间隔逐个对重排后的数据块进行处理。在本发明中，建议在去抖动过程中，接收侧应当根据CFN的次序(即，CFN信息)(CFN的次序基于包含在接收到的PDU中的定时信息)来对接收到的PDU进行重排，然后，基于CFN的值、按照特定的时间间隔来对PDU或包含在PDU中的SDU进行处理，这里，去抖动缓冲器可用于去抖动处理。在上述处理中，只对除了CFN以外的部分进行加密或解密。但是，在该处理中，将CFN包含在全部MAC数据块中可能会是一种浪费。例如，语音数据是按照每20ms而生成，如果CFN是12比特，则这将覆盖与81秒对应的时间。这么长的CFN造成了无线接口的浪费，因此，在以上处理中，本发明可以在MAC数据块只包括CFN中的较低部分的比特。

根据AMR编解码器(codec)的特性，本发明还支持子流。3GPP将称作“AMR”的编解码器用于CS语音业务。在AMR编解码器中，要使用的编解码器的数据速率根据无线环境而可变地变化。具体而言，在AMR编解码器中生成3个数据流A、B和C。因为每次在各个子流中所生成的数据尺寸不同，所以发送侧应当将在各个子流中所生成的数据量有效地通知给接收侧。

因此，本发明建议在所生成的PDU内包含称为“子流组合索引”的指示符。这是由终端和基站预先设置的值，并且用于指示在当前生成的PDU内的A子流、B子流和C子流的各个比特的数量。例如，可将图6所示的子流组合索引应用于本发明。也就是说，每次生成PDU时，发送侧对包含在各个PDU中的各个子流的数据量进行检查，搜索适合于该数据量的组合的索引，然后，通过将该索引包含在PDU中来发送该PDU。接收侧对包含在接收到的PDU中的子流组合索引进行检查，并根据该索引的指示来提取与来自PDU的各个子流相对应的数量的比特，从而传送给各个子流。

作为另一种方法，根据在AMR中当前定义且允许的、每子流的比特数的组合，并不存在如下这种索引，在该索引中与各个组合中的各个子流对应的数据的总和相同。因此，如果使用了接收到的PDU的索引和尺寸，则可以获知与PDU中的各个子流对应的相应索引和数据量。因此，本发明建议接收侧应当根据接收到的PDU的尺寸、从PDU中提取预先指定数量的比特，并将所提取的比特传送到各个子流。在这种情况下，DPCP PDU可以只包括数据，而不包括报头。图7是示出了根据本发明的、在对多个子流进行复用时的PDU的格式的示例图。这里，由PDCP实体来完成对多个子流的复用。

图8是示出了根据本发明的、用于CS域的子流的分组数据汇聚协议(PDCP)子层的结构的示例图。如果将图8中的PDCP用于传输CS语音，则在各个方向上将PDCP映射到3个TM承载。图8示出了由PDCP实体完成对各个子流的复用的情况。这里，当CS业务经由PDCP实体而接入到基于PS的无线技术(诸如，HSDPA或HSUPA)时，使用复用。

各个CS域RAB与一个PDCP实体相关联。PDCP实体与对应于RAB的子流数量的、具有透明模式的多个RLC相关联。提供CS业务的PDCP实体并不使用报头压缩。

本发明具有的效果在于，通过以下这种操作方法，即，在利用高速下行分组接入(HSDPA)或高速上行分组接入(HSUPA)技术来提供电路交换(CS)业务时，由发送侧发送包含在数据块中的连接帧号，使得接收侧能够按照基准时间来处理接收到的各个数据块，来高效地支持HSPA网络中的CS业务。

本发明可提供一种在无线通信系统中提供数据的方法，该方法包括以下步骤：从上层接收至少一个业务数据单元(SDU)；向接收到的所述至少一个业务数据单元(SDU)添加报头，以生成协议数据单元(PDU)，其中，所述报头包括定时信息；将所生成的协议数据单元传送到下层；其中，所述定时信息是连接帧号(CFN)；所述定时信息被添加到分组数据汇聚协议(PDCP)层的报头中；所述定时信息被添加到介质访问控制MAC层的报头中；所述定时信息是电路交换CS计数器；所述定时信息与连接帧号(CFN)有关。在分组业务(PS)或电路业务(CS)中提供所述数据；并且所述上层是无线链路控制RLC实体，并且，下层是物理实体。

虽然本发明是在移动通信的环境下进行描述的，但是本发明还可以在使用移动设备(例如配备有无线通信能力(即，接口)的PDA和笔记本计算机)的任何无线通信系统中使用。此外，用来描述本发明的术语的使用并不是要将本发明的范围限制为特定类型的无线通信系统。本发明还适用于使用不同空中接口和/或物理层的其它无线通信系统，例如TDMA、CDMA、FDMA、WCDMA、OFDM、EV-DO、Wi-Max、Wi-Bro等。

示例性实施方式可以作为使用标准编程和/或工程技术的方法、装置或制品来执行以产生软件、固件、硬件或它们的任意组合。这里使用的“制品”一词涉及在硬件逻辑中实现的代码或逻辑(例如，集成电路芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、特定用途集成电路(ASIC)等)或计算机可读介质(例如，磁存储介质(例如，硬盘驱动器、软盘、磁带等)、光存储器(CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储设备(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑等))。

计算机可读介质中的代码可以由处理器访问和运行。另外，还可以通过传输介质或从网络上的文件服务器来得到其中体现了示例性实施方式的代码。在这种情况下，其中执行该代码的制品可以包括传输介质，例如网络传输线、无线传输介质、空间信号传播、无线电波、红外信号等。当然，本领域技术人员将明了，在不脱离本发明的范围的情况下可以对该配置做出多种修改，并且制品可以包括本领域中已知的任何信息传递介质。

在本说明书中，任何“一个实施方式”、“实施方式”、“示例性实施方式”等的表述均表示结合该实施方式而介绍的具体功能、结构或特性包括在本发明的至少一个实施方式中。这些用语在说明书的不同位置并不一定表示同一实施方式。此外，当结合任一实施方式而介绍了具体功能、结构或特征时，应当认为，能够在本领域技术人员的能力范围内结合其它实施方式来实现这种功能、结构或特征。

虽然已经参照多个示例性实施方式介绍了实施方式，但是应当了解的是，本领域技术人员能够构想出落入本发明原则的精神和范围内的多种其它变型和实施方式。更具体地说，在本说明书、附图和所附权利要求的范围内，可以对构成部件和/或相关组合结构的结构进行各种变型和修改。除了构成部件和/或结构的变型和修改以外，对于本领域技术人员来说替换使用也是显而易见的。

因为可以在不偏离本发明的精神或实质特征的情况下按照各种形式来实施本发明，所以还应当理解，除非另有说明，否则上述实施方式并不限于前述说明的任何细节，而是应当在所附权利要求所定义的精神和范围内进行广义的理解。因此，所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。