Способ и устройство для передачи/приема пакетных данных с использованием индикатора предопределенной длины в системах мобильной связи
Изобретение относится к системам мобильной связи. Обеспечиваются способ и устройство для обеспечения эффективного использования радиоресурсов при помощи уменьшения размера протокольного блока данных (PDU) уровня управления линией радиосвязи (RLC) в системе мобильной связи, поддерживающей голосовые услуги поверх пакетной сети. Уровень RLC формирует PDU RLC без вставки информации, обозначающей начало и конец блока данных услуги (SDU) или указывающей использование или неиспользование дополнения до требуемого размера. Уровень RLC устанавливает поле индикатора длины (LI) в заголовке для того, чтобы указать включение промежуточного сегмента SDU в поле данных PDU RLC. Таким образом, результирующее уменьшение избыточных данных, возникающих при пакетной передаче, обеспечивает эффективное использование ограниченных радиоресурсов, что является техническим результатом. 4 н. и 14 з.п. ф-лы. 10 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к системам мобильной связи, поддерживающим пакетные услуги. А именно настоящее изобретение относится к способу и устройству, которые эффективно используют радиоресурсы при помощи уменьшения размера заголовка протокольного блока данных (PDU), передаваемого по линии радиосвязи.
Описание предшествующего уровня техники
Современные системы мобильной связи развиваются в высокоскоростные и высококачественные беспроводные системы связи с пакетной передачей данных. Эти системы способны обеспечить услуги передачи данных и мультимедийные услуги в дополнение к стандартным голосовым услугам. Третье поколение систем мобильной связи, использующее широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA), базирующийся на европейской глобальной системе мобильной связи (GSM) и на пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS), универсальной системе мобильной связи (UMTS), обеспечивает подвижных абонентов или компьютерных пользователей стандартной услугой по пакетной передаче текста, оцифрованного голоса, видео- и мультимедийных данных на скоростях от 2 Мбит/с и выше, в не зависимости от их местоположения. С появлением концепции виртуального адреса UMTS системы позволяют в любое время подключиться к любой оконечной точке в сети. Виртуальный адрес относится к доступу с коммутацией пакетов с использованием протокола, подобного межсетевому протоколу (IP).
Что касается голосовых услуг, то организация по стандартизации для UMTS, проект партнерства в области систем связи третьего поколения (3GPP), обсуждает передачу речи поверх IP (VoIP). VoIP представляет собой технологию для отправки голосовых блоков данных, генерируемых аудиокодером и декодером (кодеком) в форме пакета IP/протокола пользовательских дейтаграмм (UDP)/транспортного протокола реального времени (RTP). VoIP упрощает предоставление голосовых услуг в пакетной сети.
На Фиг.1 показана конфигурация обычной системы мобильной связи, поддерживающей VoIP.
Со ссылкой на Фиг. 1, абонентское оборудование (UE) 100 содержит кодек 105 для преобразования голосового сигнала в блок голосовых данных, уровень 104 IP/UDP/RTP для преобразования блока голосовых данных в блок данных IP/UDP/RTP, уровень 103 протокола конвергенции пакетных данных (PDCP) для сжатия заголовка IP/UDP/RTP-пакета, уровень 102 управления линией радиосвязи (RLC) для конвертации IP/UDP/RTP-пакета со сжатым заголовком в форму, пригодную для передачи по радиоканалу, и уровень 101 управления доступом к среде передачи (MAC)/физический уровень (PHY) для передачи выходных данных от уровня RLC по радиоканалу.
Радиоданные от UE 100 доставляются контроллеру радиосети (RNC) 120 через уровень PHY (не показан) узла В (Node B) (110) по радиоканалу. Подобно UE 100, RNC 120 устроен аналогично UE 100, так как он содержит уровень MAC 121, уровень RLC 122 и уровень PDCP 123 для преобразования радиоданных в исходный IP/UDP/RTP-пакет и отправки этого пакета в базовую сеть (CN) 130. IP/UDP/RTP-пакет отправляется к другой стороне, например к принимающему UE (не показано), через сеть 140 IP. Принимающее UE имеет структуру уровней, аналогичную структуре уровней у передающего UE 100, и восстанавливает исходный голосовой сигнал при помощи обработки IP/UDP/RTP-пакета в обратном порядке. Уровни RLC 102 и 122 функционируют следующим образом.
В общем случае уровень RLC работает в режиме без квитирования (UM), в режиме с квитированием (AM) и в прозрачном режиме (TM). VoIP работает в RLC UM.
В передатчике уровень RLC UM сегментирует, объединяет или дополняет до требуемого размера блоки данных услуги (SDU) RLC, полученные от более высокого уровня, до размера, пригодного для передачи по радиоканалу. Уровень RLC UM формирует PDU RLC, пригодный для передачи по радиоканалу, при помощи вставки информации о сегментировании/объединении/дополнении до требуемого размера и порядковом номере в выходные данные и передает PDU RLC более низкому уровню.
В приемнике уровень RLC UM восстанавливает данные, интерпретируя порядковый номер и информацию о сегментации/объединении/дополнении до требуемого размера из PDU RLC, полученного от более низкого уровня, и восстанавливает SDU RLC с помощью объединения или сегментирования данных, в соответствии с работой передатчика. Восстановленный SDU RLC передается более высокому уровню. Приведение SDU RLC, полученного от более высокого уровня, к размеру, пригодному для передачи по радиоканалу, называется RLC-кадрированием.
Фиг.2А иллюстрирует традиционную схему RLC кадрирования в передатчике.
На Фиг.2 уровень 210 RLC кадрирует данные, полученные от более высокого уровня 205, до размера, пригодного для передачи по радиоканалу. Более низкий уровень 215 отправляет кадрированные данные к приемнику по радиоканалу. Более высокий уровень 205 соответствует уровню PDCP, а более низкий уровень 215 соответствует уровню MAC. Данные, передаваемые между уровнем 210 RLC и более высоким уровнем 205, являются SDU RLC, а данные, передаваемые между уровнем 210 RLC и более низким уровнем 215, представляют собой PDU RLC.
Фиг.2В иллюстрирует традиционное RLC-кадрирование в приемнике.
По Фиг.2В уровень 212 RLC восстанавливает исходные данные из данных, полученных от более низкого уровня 217, и передает восстановленные данные более высокому уровню 207. Более высокий уровень 207 соответствует уровню PDCP, а более низкий уровень 217 соответствует уровню MAC. Данные, передаваемые между уровнем 212 RLC и более высоким уровнем 207, являются SDU RLC, а данные, передаваемые между уровнем 212 RLC и более низким уровнем 217, представляют собой PDU RLC.
Фиг.2С иллюстрирует традиционную операцию формирования PDU RLC с помощью кадрирования блоков SDU RLC на уровне RLC передатчика.
По Фиг.2С уровень RLC передатчика принимает PDU 255 RLC конкретного размера, например IP-пакет размером в 100 байт от более высокого уровня. Если размер данных для передачи по радиоканалу составляет 40 байт, то уровень RLC сегментирует SDU RLC на три PDU 230, 235 и 240 RLC. Каждый PDU RLC может иметь длину в 40 байт. Также каждый PDU RLC содержит заголовок 245 RLC.
Заголовок 245 RLC содержит порядковый номер (SN) 250, E-поле 255 и, по меньшей мере, одну из множества пар поля 260 индикатора длины (LI) и E-поля 265. Поле 260 LI добавляется вследствие сегментации. Поле 250 SN обозначает 7-битный SN, который монотонно возрастает на 1 для каждого PDU RLC. SN обозначает порядок PDU 230, 235 и 240 RLC. E-поле 255, длиной в один бит, показывает, является ли следующее поле полем данных или полем пары LI-E.
Поле 260 LI имеет размер в 7 или 15 бит, в зависимости от RLC-кадрирования. Оно обозначает позицию сегмента SDU 255 RLC в поле 270 данных в PDU RLC. Поле 260 LI обозначает начало и конец SDU 255 RLC в пределах поля данных 270 PDU RLC. Поле 260 LI может также указывать, используется ли дополнение до требуемого размера. Поле 260 LI равно значению, выраженному в байтах, обозначающему количество байт до конца SDU RLC от заголовка RLC. Для простоты предположим, что поле 260 LI равно 7 битам.
В первом байте первого PDU 230 RLC SN установлен в предопределенное значение 'x' и первое E установлено в '1', что означает, что в следующем байте расположена пара LI-E. Во втором байте PDU 230 RLC поле LI показывает, что SDU 255 RLC начинается с первого байта поля данных PDU 230 RLC. Это позволяет использовать поле LI не только для обозначения позиции последнего байта SDU RLC. Такое поле LI называется предопределенным полем LI. Предопределенные поля LI обсуждаются ниже.
'1111 100': первый байт поля данных PDU RLC является первым байтом в SDU RLC.
'0000 000': хотя последний байт SDU RLC содержится в предыдущем PDU RLC, поле LI показывает, что он не содержится в предыдущем PDU RLC.
'1111 111': оставшаяся часть поля данных PDU RLC является битами, соответствующими дополнению до требуемого размера.
Таким образом, первое поле LI устанавливается в предопределенное поле LI '1111 100' и '0' вставляется во второе E-поле, чтобы показать, что следующий байт принадлежит полю данных в PDU 230 RLC. Соответственно 38-байтное поле данных 40-байтного PDU 230 RLC, за исключением первых двух байт, используется для передачи первых 38 байт SDU 255 RLC.
Во втором PDU 235 RLC SN равен 'x+1' и E установлено в '0', что означает, что следующий байт относится к данным в первом байте. Так как PDU 235 RLC не содержит первого байта или последнего байта SDU 225 RLC, нет необходимости включать поле LI. Таким образом, оставшиеся 39 байт поля данных переносят 39 байт SDU 255 RLC, с байта 39 по байт 77.
В третьем PDU 240 RLC SN равен 'x+2' и E установлено в '1', что означает, что следующий байт является парой LI-E в первом байте, поле LI равно '0010 111(=23)', что означает, что последний байт SDU 225 RLC соответствует 23-ему байту ('100'-'77') поля данных и E-поле установлено в '1'. Поле данных PDU 240 RLC все еще имеет пространство для передачи данных после загрузки последнего сегмента 100-байтного SDU 255 RLC. Соответственно второе E-поле установлено в '1' и второе поле LI установлено в '1111 111', что подразумевает, что биты, следующие за позицией, указанной в первом поле LI, соответствуют дополнению до требуемого размера. Третье E-поле установлено в '0'. Соответственно поле данных PDU 240 RLC заполнено последними 23 байтами SDU 225 RLC и 14-байтным дополнением до требуемого размера.
В соответствии с описанной выше работой уровня RLC в передатчике уровень RLC приемника работает следующим образом.
Уровень RLC приемника принимает блоки PDU 230, 235 и 240 RLC и последовательно упорядочивает их на основе их номеров SN. А именно уровень RLC определяет, что поле данных первого PDU 230 RLC соответствует первому сегменту SDU 255 RLC, относящемуся к полю LI PDU 230 RLC, и поле данных второго PDU 235 RLC соответствует второму сегменту SDU 255 RLC, относящемуся к полю LI PDU 235 RLC, таким образом, получается, что восстановление SDU 235 RLC еще не завершено. Затем уровень RLC определяет из первого поля LI PDU 240 RLC, что 23 байта поля данных PDU 240 RLC являются последним сегментом SDU 225 RLC, и завершает восстановление SDU 225 RLC объединением сегментов, извлеченных из трех PDU 230, 235 и 240 RLC. В этом процессе уровень RLC распознает из второго поля LI, что оставшиеся биты поля данных PDU 240 RLC являются битами, соответствующими дополнению до требуемого размера.
Традиционная схема, в которой последний байт SDU RLC указывается полем LI, эффективна в случае, если один SDU RLC сегментирован на множество PDU RLC, или множество SDU RLC объединяется в один PDU RLC. Тем не менее один конкретный SDU RLC часто соответствует одному PDU RLC без какой-либо сегментации/объединения/дополнения до требуемого размера, в свете особенностей VoIP-пакетов.
В случае использования распространенного в 3GPP адаптивного мультискоростного (AMR) кодека на 12,2 Кбит/с этот AMR-кодек создает 7-байтные или 32-байтные голосовые кадры каждые 20 миллисекунд. Этот голосовой кадр инкапсулируется в заголовок IP/UDP/RTP, в отношении него выполняется сжатие заголовка на уровне PDCP и затем доставляется на уровень RLC. Размер сжатого заголовка, как правило, составляет 3 байта или иногда от 4 до 12 байт.
Соответственно размер SDU RLC варьируется от 10 до 19 байт или от 35 до 44 байт. Этот SDU RLC передается на уровень RLC передатчика каждые 20 миллисекунд. Уровень RLC переформировывает один конкретный SDU RLC в один PDU RLC и передает его по радиоканалу. Как отмечалось выше, так как сжатый заголовок имеет размер в 3 байта, то большинство SDU RLC имеют длину от 10 до 35 байт. Соответственно предпочтительно определить размер PDU RLC таким образом, чтобы блоки SDU RLC наиболее часто встречающегося размера обрабатывались наиболее эффективным образом.
Если размер PDU RLC определяется на основе наиболее часто встречающегося размера SDU RLC, то большая часть блоков SDU RLC кадрируется в PDU RLC без сегментации/объединения/дополнения до требуемого размера. В этом случае традиционная схема кадрирования является неэффективной.
Фиг.3 иллюстрирует проблему, возникающую при традиционном кадрировании.
По Фиг.3 создается 35-байтный SDU 305 RLC, и размер PDU 310 RLC равен 38 байтам. SDU 305 RLC кадрируется в один PDU 310 RLC. В PDU 310 RLC первое поле 315 LI установлено в '1111 100', что означает, что первый байт SDU 305 RLC соответствует первому байту поля данных 325 и второе поле 320 LI установлено в '0100 011', что означает, что последний байт SDU 305 RLC соответствует 35-му байту поля данных 325. Поле данных 325 переносит весь 35-байтный SDU 305 RLC.
Передача 35 байт сопровождается избыточной передачей 3 байт, два байта из которых соответствуют полям LI.
Как описано выше, по сравнению с обычной пакетной передачей данных, пакетные данные должны обрабатываться в реальном времени и один SDU RLC создается через каждый предопределенный интервал времени в случае VoIP. А именно один SDU RLC преобразуется в один PDU RLC без сегментации или объединения в случае VoIP-связи. Однако традиционное RLC-кадрирование требует, по меньшей мере, двух полей LI, то есть поле LI, обозначающее начало SDU RLC и другое поле LI, обозначающее окончание SDU RLC, для PDU RLC. Когда это необходимо, может быть добавлено поле LI, указывающее, дополнено ли поле данных до требуемого размера.
Таким образом, традиционное RLC-кадрирование ведет к неэффективному использованию ограниченных радиоресурсов в VoIP из-за использования ненужных полей LI.
Соответственно существует необходимость в улучшенных системе и способе для эффективного использования радиоресурсов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспект примерных реализаций настоящего изобретения заключается в устранении, по меньшей мере, упомянутых выше проблем и недостатков и обеспечении, по меньшей мере, описанных ниже преимуществ. Соответственно, аспект примерных реализаций настоящего изобретения заключается в обеспечении способа и устройства для эффективного использования радиоресурсов благодаря уменьшению размера заголовка PDU RLC на уровне RLC в системах мобильной связи, поддерживающих пакетные услуги.
Примерная реализация настоящего изобретения также обеспечивает способ и устройство для сегментирования пакета более высокого уровня на множество блоков PDU RLC.
В соответствии с одним аспектом примерной реализации настоящего изобретения, в способе передачи данных с использованием заранее заданного поля LI в системе мобильной связи принимают SDU от более высокого уровня и выполняют определение того, может ли этот SDU быть размещен в одном PDU. Если SDU не может быть размещен в одном PDU, то SDU сегментируют на множество сегментов в соответствии с размером передаваемого PDU. Формируют множество блоков PDU, которые содержат упомянутые сегменты в полях данных. Каждый PDU имеет заголовок с полем SN, по меньшей мере однобитным полем, указывающим наличие поля LI, и полем LI. Поле LI в PDU с промежуточным сегментом SDU в поле данных устанавливают в предопределенное значение, обозначающее наличие этого промежуточного сегмента. Такие PDU отправляются передатчику.
В соответствии с другим аспектом примерной реализации настоящего изобретения PDU принимают от передатчика в способе приема данных с использованием заранее заданного поля LI в системе мобильной связи. Поле SN и однобитное поле, показывающее наличие или отсутствие следующего поля LI, обнаруживаются из заголовка PDU. Если однобитное поле показывает наличие LI поля, то следующее поле LI обнаруживают из заголовка PDU. Выполняют определение того, установлено ли поле LI в предопределенное значение, указывающее включение промежуточного сегмента SDU в поле данных PDU. Если поле LI установлено в это предопределенное значение, PDU сохраняют до тех пор, пока PDU не сможет быть собран с предыдущим и следующим сегментами. SDU формируют с помощью объединения промежуточного сегмента из поля данных PDU с, по меньшей мере, одним предыдущим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного предыдущего PDU, и, по меньшей мере, одним следующим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного следующего PDU.
В соответствии с еще одним аспектом примерной реализации настоящего изобретения в устройстве для передачи данных с использованием заранее заданного поля LI в системе мобильной связи буфер передачи принимает SDU от более высокого уровня, определяет, может ли этот SDU быть размещен в одном PDU, и переформировывает SDU в, по меньшей мере, один сегмент в соответствии с размером передаваемого PDU. Средство вставки заголовка формирует, по меньшей мере, один PDU, содержащий упомянутый, по меньшей мере, один сегмент в поле данных и содержащий поле SN и однобитное поле в заголовке. Средство установки однобитного поля устанавливает однобитное поле упомянутого, по меньшей мере, одного PDU для обозначения наличия или отсутствия следующего поля LI. Средство вставки поля LI вставляет поле LI после однобитного поля в упомянутом, по меньшей мере, одном PDU, если SDU не может быть включен в один PDU, и устанавливает поле LI в предопределенное значение, обозначающее включение промежуточного сегмента в PDU, содержащий промежуточный сегмент SDU в поле данных. Передатчик передает упомянутый, по меньшей мере, один PDU, полученный от средства вставки поля LI, на приемник.
В соответствии с еще одним аспектом примерной реализации настоящего изобретения в устройстве для приема данных с использованием заранее заданного поля LI в системе мобильной связи буфер приема принимает PDU от передатчика и сохраняет этот PDU. Контроллер повторной сборки обнаруживает поле SN и однобитное поле, обозначающее наличие или отсутствие следующего поля LI, из заголовка PDU и интерпретирует следующее поле LI из заголовка PDU, если однобитное поле показывает наличие поля LI. Контроллер повторной сборки также управляет буфером приема так, чтобы он сохранял PDU до тех пор, пока PDU не сможет быть собран с предыдущим сегментом и следующим сегментом, если поле LI установлено в предопределенное значение, указывающее включение промежуточного сегмента SDU в поле данных PDU. Если однобитное поле показывает наличие поля LI, то средство для удаления заголовка и поля LI извлекает промежуточный сегмент из поля данных PDU при помощи удаления поля SN, однобитного поля и поля LI. Средство повторной сборки принимает промежуточный сегмент от средства удаления заголовка и поля LI и формирует SDU, объединяя промежуточный сегмент с, по меньшей мере, одним предыдущим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного предыдущего PDU, и, по меньшей мере, одним следующим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного следующего PDU.
Другие цели, преимущества и характерные признаки настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области техники из нижеследующего подробного описания, которое вместе с сопроводительными чертежами раскрывает примерные реализации настоящего изобретения.
ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ
Описанные выше и другие примерные цели, признаки и преимущества определенных примерных реализаций настоящего изобретения будут более понятны из следующего подробного описания, рассматриваемого совместно с сопроводительными чертежами, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует конфигурацию традиционной системы мобильной связи, поддерживающей VoIP;
Фиг.2А иллюстрирует традиционную операцию передачи;
Фиг.2В иллюстрирует традиционную операцию приема;
Фиг.2С иллюстрирует традиционную операцию формирования блоков PDU RLC с SDU RLC при помощи RLC-кадрирования в передатчике;
Фиг.3 иллюстрирует проблему, возникающую при традиционном RLC-кадрировании;
Фиг.4 иллюстрирует структуру PDU RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения;
Фиг.5А иллюстрирует структуру PDU RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения, в случаях когда SDU RLC соответствует PDU RLC без сегментации/объединения/дополнения до требуемого размера;
Фиг.5В иллюстрирует структуру PDU RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения, в случаях когда SDU RLC кадрируется в PDU RLC при помощи сегментации/объединения/дополнения до требуемого размера;
Фиг.6А иллюстрирует сегментацию одного SDU RLC во множество блоков PDU RLC при помощи традиционного RLC-кадрирования;
Фиг.6В иллюстрирует сегментацию одного SDU RLC во множество блоков PDU RLC при помощи нового заранее заданного поля LI в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения;
Фиг.7 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая операцию отправки PDU RLC на уровне RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения;
Фиг.8 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая операцию приема PDU RLC на уровне RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения;
Фиг.9 - блок-схема передатчика в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения; и
Фиг.10 - блок-схема приемника в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
На чертежах одинаковые ссылочные номера обозначают одинаковые элементы, блоки и структуры.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ РЕАЛИЗАЦИЙ
Раскрытия, рассмотренные в описании, такие как подробное устройство и элементы, приведены, для того чтобы помочь в полном понимании реализаций изобретения. Соответственно специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные изменения и модификации в описанных здесь реализациях могут быть сделаны без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения. Также описание широко известных функций и устройств не приводится из соображений простоты и ясности.
Примерные реализации настоящего изобретения направлены на кадрирование для эффективного использования радиоресурсов в системе мобильной связи для предоставления пакетных услуг.
Примерные реализации настоящего изобретения будут описаны в контексте работы уровня RLC, а именно работы RLC UM в UMTS-системе, которыми примерная реализация настоящего изобретения не ограничивается. Для простоты, заголовок RLC определен таким образом, что он содержит поле SN, первое E-поле и, по меньшей мере, одну пару LI-E в PDU RLC с пакетными данными от более высокого уровня. Таким образом, остаток PDU RLC, за исключением поля данных, представляет собой заголовок RLC.
В соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения будут рассмотрены два типа кадрирования. Кадрирование первого типа - это когда уровень RLC кадрирует SDU RLC наиболее часто встречающегося размера в PDU RLC без использования какого-либо поля LI, а второй тип - это когда уровень RLC кадрирует SDU RLC любого другого размера в один или несколько PDU RLC с использованием поля LI.
Первое кадрирование не использует поле LI. Оно используется, когда размер SDU RLC равен размеру поля данных в PDU RLC и, таким образом, нет необходимости в сегментации/объединении/дополнении до требуемого размера.
Второй способ кадрирования требует наличия поля LI. Он используется, когда размер SDU RLC отличается от размера поля данных PDU RLC и, таким образом, требуется сегментация/объединение/дополнение до требуемого размера.
Таким образом, разные схемы кодирования могут быть применены к каждому пакету более высокого уровня. Передатчик уведомляет приемник о схеме кадрирования, используемой для пакета.
В примерной реализации настоящего изобретения схема кадрирования, применяемая для PDU RLC, обозначается одним битом в заголовке RLC, а именно одним битом в первом E-поле. Первое E-поле называется F-полем, чтобы отличать его от других E-полей.
Фиг.4 иллюстрирует структуру PDU RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
По Фиг.4 PDU RLC содержит поле 405 SN, F-поле 410, поле 415 LI, E-поле 420, поле 425 данных и дополнение 430. Поле 415 LI, E-поле 420 и дополнение 430 могут не быть включены в зависимости от ситуации. Тем не менее, поле 405 SN, F-поле 410 и поле 425 данных существуют всегда. Поле 405 SN, поле 415 LI, E-поле 420, поле 425 данных и дополнение 430 могут иметь функции, аналогичные традиционному PDU RLC.
F-поле 410 обозначает схему кадрирования, используемую в PDU RLC, такую как наличие или отсутствие поля 415 LI. F-поле 410 также обозначает, был ли SDU RLC кадрирован в PDU 415 RLC без сегментирования/объединения/дополнения до требуемого размера. Если F-поле 410 установлено в '0', PDU 415 RLC не имеет поля 415 LI и поле 425 данных соответствует одному конкретному SDU RLC. Если F-поле 410 установлено в '1', то PDU 415 RLC имеет поле 415 LI и размер поля 425 данных не равен размеру SDU RLC. Таким образом, поле 415 LI обозначает начало или окончание SDU RLC.
Фиг.5А иллюстрирует структуру PDU RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения, в случае, когда SDU RLC соответствует PDU RLC без сегментирования/объединения/дополнения до требуемого размера.
По Фиг.5А, когда передатчик (уровень RLC в передатчике) может кадрировать один конкретный SDU RLC в один PDU RLC без сегментирования/объединения/дополнения до требуемого размера, он устанавливает F-поле в '0' и вставляет SDU RLC в поле данных PDU RLC.
Если F-поле в принятом PDU RLC установлено в '0', приемник извлекает поле данных из PDU RLC, считая, что поле данных следует за F-полем, и передает поле данных как SDU RLC более высокому уровню.
Фиг.5В иллюстрирует структуру PDU RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения, в случае, когда SDU RLC кадрирован в PDU RLC с использованием сегментирования/объединения/дополнения до требуемого размера.
По Фиг.5В, когда передатчику необходимо выполнить сегментирование/объединение/дополнение до требуемого размера для RLC-кадрирования, он формирует PDU RLC, включающий в себя F-поле, установленное в '1', а также поля LI и поле дополнения, которые необходимы для сегментирования/объединения/дополнения до требуемого размера.
Если F-поле принятого PDU RLC установлено в '1', приемник определяет, что поле LI и E-поле расположены в одном байте, следующем за F-полем, и восстанавливает один или более SDU RLC из поля данных PDU RLC в соответствии со значением поля LI.
Требования для использования традиционного первого E-поля в качестве F-поля обсуждаются ниже.
Как правило, если PDU RLC содержит сегмент SDU RLC и начало и окончание этого SDU RLC не содержатся в PDU RLC, то PDU RLC не содержит поля LI.
В качестве альтернативы поле LI не используется, когда SDU RLC кадрируется в один PDU RLC без сегментирования/объединения/дополнения до требуемого размера. Необходимо отметить, что PDU RLC не содержит одного конкретного SDU RLC, и, таким образом, не содержит начала или окончания SDU RLC на Фиг.5А.
Фиг.6А иллюстрирует сегментирование одного SDU RLC на множество блоков PDU RLC с помощью традиционного RLC-кадрирования.
По Фиг.6А, SDU 605 RLC сегментирован на три PDU 610, 615 и 620 RLC с SN, равными 'x', 'x+1' и 'x+2', соответственно. Поле LI с предопределенным значением '1111 100' вставляется в первый PDU 610 RLC, тем самым показывая, что первый байт поля данных PDU 610 RLC соответствует первому байту SDU 605 RLC.
Так как начало и конец SDU 605 RLC не включены во второй PDU 615 RLC, первое E-поле второго SDU 615 RLC устанавливается в '0', а поле LI не вставляется. Значение поля LI '0100 010', например, вставляется в третий PDU 620 RLC, для того чтобы указать, что конец SDU 605 RLC соответствует 34-му байту поля данных PDU 620 RLC.
Для PDU 615 RLC без поля LI из-за отсутствия начала или окончания SDU RLC приемник не может определить, является ли сегмент в поле данных PDU 615 RLC одним конкретным SDU RLC или образует один конкретный SDU RLC вместе с предшествующими и следующими блоками PDU RLC. Таким образом, в примерной реализации настоящего изобретения определено новое значение поля LI для указания того, что PDU RLC не содержит начала или окончания SDU RLC (далее такой блок называется промежуточным PDU). Новое поле LI может быть, например, '1111 110'. PDU RLC с новым значением LI поля рассматривается как промежуточный PDU RLC. Поле данных промежуточного PDU RLC содержит сегмент SDU RLC между началом или окончанием SDU RLC.
Фиг.6В иллюстрирует сегментирование одного SDU RLC на множество блоков PDU RLC с использованием нового заранее заданного поля LI в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
По Фиг.6В SDU 625 RLC сегментирован на три PDU 630, 635 и 640 RLC с SN, равными 'x', 'x+1' и 'x+2' соответственно. F-поле устанавливается в '1' и предопределенное значение LI вставляется в первый PDU 630 RLC, тем самым показывая, что первый байт поля данных PDU RLC соответствует первому байту SDU 625 RLC. Так как ни начало, ни конец SDU 625 RLC не содержатся во втором PDU 635 RLC, то F-поле второго PDU 635 RLC устанавливается в '0' и поле LI с новым предопределенным значением '111 110' вставляется во второй PDU 635 RLC, тем самым показывая, что PDU 635 RLC является промежуточным PDU RLC.
Значение поля LI '0100 011', например, вставляется в третий PDU 640 RLC, что служит индикацией того, что конец SDU 625 RLC соответствует 35-му байту поля данных PDU 640 RLC.
Теперь будет приведено описание работы и структуры устройства в соответствии с примерными реализациями настоящего изобретения. Так как объединение в уровне RLC выходит за рамки объема примерных реализаций настоящего изобретения, описание работы и структуры устройства, связанные с объединением, не будут рассмотрены. Понятно, что в случае объединения, если первое E-поле (т.е. F-поле) равно '1', то существует, по меньшей мере, одно поле LI.
На Фиг.7 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу RLC в передатчике в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
По Фиг.7 по приему, по меньшей мере, одного SDU RLC от более высокого уровня на этапе 705 уровень RLC передатчика уведомляет более низкий уровень о количестве и размере упомянутого, по меньшей мере, одного SDU RLC на этапе 710. Более низкий уровень может быть уровнем MAC. Когда LI равен '0000 000' для передачи SDU RLC, уровень RLC уведомляет более низкий уровень о размере SDU RLC + 1.
На этапе 715 уровень RLC ждет до тех пор, пока более низкий уровень не сообщит о количестве и размере блоков PDU RLC, которые должны быть переданы в следующем интервале передачи. Более низкий уровень определяет наиболее эффективный размер PDU RLC на основе принятой информации об SDU RLC и состоянии радиоканала для следующего интервала передачи и уведомляет уровень RLC о размере PDU RLC.
На этапе 720 уровень RLC определяет, соответствует ли сообщенный размер PDU RLC размеру SDU RLC. Одновременно, уровень RLC определяет, равен ли LI '0000 000' в текущем PDU RLC, в соответствии с тем, имел ли предыдущий PDU RLC значение поля LI, указывающее последний байт предыдущего SDU RLC. Если размер PDU RLC соответствует размеру SDU RLC и нет необходимости посылать LI, равный '0000 000', то уровень RLC переходит к этапу 725. Когда сумма размера SDU RLC и максимального размера заголовка RLC равна или приблизительно равна размеру PDU RLC, но не больше, чем размер PDU RLC, говорится, что размер SDU RLC соответствует размеру PDU RLC. Другими словами, когда первое E-поле (F-поле) в PDU RLC установлено в '0' и поля LI, указывающие начало и конец SDU RLC, не используются, то весь SDU RLC передается в поле данных PDU RLC.
LI='0000 000', когда конец предыдущего PDU RLC точно соответствует концу предыдущего SDU RLC, и поле LI, обозначающее конец предыдущего SDU RLC, не включено в предыдущий PDU RLC.
Уровень RLC устанавливает F-поле текущего PDU RLC в '0' на этапе 725, вставляет весь SDU RLC в поле данных PDU RLC без включения поля LI на этапе 730, и отправляет PDU RLC более низкому уровню, для передачи приемнику на этапе 735.
Альтернативно, если размер PDU RLC не соответствует размеру SDU RLC или LI равен '0000 000', уровень RLC устанавливает бит F текущего PDU RLC в '1', на этапе 740. На этапе 745 уровень RLC определяет, имеется ли промежуточный PDU RLC, сформированный из SDU RLC. Если существует промежуточный PDU RLC, то единственное поле LI этого промежуточного PDU RLC устанавливается в новое предопределенное значение '1111 110'. Новое предопределенное значение поля LI выбирается системой или разработчиком. На этапе 750 уровень RLC посылает PDU RLC более низкому уровню для передачи приемнику.
На Фиг.8 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу RLC в приемнике, в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
По Фиг.8, уровень RLC приемника принимает PDU RLC от более низкого уровня на этапе 805 и проверяет первое E-поле (F-поле) в PDU RLC на этапе 810. Если F-поле равно '1', то уровень RLC переходит к этапу 820. Если F-поле равно '0', то уровень RLC переходит на этап 815.
Если F-поле равно '0', это значит, что сегментирование/объединение/дополнение до требуемого размера не применено по отношению к PDU RLC. Таким образом, уровень RLC убирает заголовок RLC (например, SN и F) из PDU RLC и восстанавливает один конкретный SDU RLC из оставшегося поля данных на этапе 815. Поле данных PDU RLC становится одним конкретным SDU RLC. На этапе 850 уровень RLC передает SDU RLC более высокому уровню.
Если F-поле равно '1', это означает, что сегментирование/объединение/дополнение до требуемого размера применялись в отношении PDU RLC и существует, по меньшей мере, одно поле LI. На этапе 820 уровень RLC буферизует PDU RLC в соответствии с его SN в буфере приема.
На этапе 825 уровень RLC выполняет проверку, для того чтобы определить, равно ли первое поле LI в PDU RLC новому предопределенному значению '1111 110'. В случае если LI='1111 110', уровень RLC переходит к этапу 830. В противном случае уровень RLC переходит к этапу 835. Уровень RLC определяет, что PDU RLC содержит промежуточный сегмент SDU RLC на этапе 830 и определяет, может ли SDU RLC быть повторно собран, например, восстановлен с помощью проверки номеров SN и индикаторов LI блоков PDU RLC, буферизованных в буфере приема на этапе 835. Если n блоков PDU RLC (n - целое число, большее чем 1) среди буферизованных блоков PDU RLC с последовательными номерами SN удовлетворяет следующим условиям, то SDU RLC может быть повторно собран.
Условие 1: Последнее поле LI первого из n блоков PDU RLC обозначает начало нового SDU RLC.
Условие 2: блоки PDU RLC со второго по (n-1)-ый содержат одно поле LI, установленное в '1111 110'.
Условие 3: Первое поле LI в последнем (например, n-ном) PDU RLC показывает положение последнего байта SDU RLC.
Если существует n буферизованных блоков PDU RLC, удовлетворяющих приведенным выше условиям, то уровень RLC переходит к этапу 840, в противном случае он переходит к этапу 845 и ждет приема нового PDU RLC.
Уровень RLC повторно собирает SDU RLC, обращаясь к номерам SN и индикаторам LI в PDU RLC на этапе 840, и передает SDU RLC более высокому уровню на этапе 850.
На Фиг.9 представлена блок-схема передатчика, действующего как передающий уровень RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
По Фиг.9 передатчик содержит буфер 905 передачи, средство 910 вставки заголовка RLC, средство 915 вставки поля LI, секцию 920 передачи, средство 925 установки F-поля и контроллер 930 размера PDU.
Буфер 905 передачи буферизует, по меньшей мере, один SDU RLC, полученный от буфера более высокого уровня, и уведомляет контроллер 930 размера PDU о размере и количестве упомянутого, по меньшей мере, одного SDU RLC. Контроллер 930 размера PDU определяет размер PDU RLC так, чтобы гарантировать наивысшую эффективность, и уведомляет буфер 905 передачи о размере PDU RLC.
Буфер 905 передачи реконструирует упомянутый, по меньшей мере, один SDU RLC до размера PDU RLC. Если размер SDU RLC равен размеру поля данных PDU RLC, то буфер 905 передачи просто передает SDU RLC средству 910 вставки заголовка RLC без какой-либо обработки. Средство 925 установки F-поля управляет средством 910 вставки заголовка RLC так, чтобы оно установило F-поле PDU RLC в '0', если размер SDU RLC равен размеру поля данных. Средство 910 вставки заголовка RLC вставляет F-поле и SN в данные, принятые от буфера 905 передачи, под управлением средства 925 установки F-поля. Если F-поле установлено в '0', то средство 915 вставки поля LI не вставляет поле LI в данные, принятые от средства 910 вставки заголовка RLC. Альтернативно, если F-поле установлено в '1', то устройство 915 вставки поля LI вставляет поле LI. Секция 920 передачи посылает блоки PDU RLC, созданные описанной выше процедурой, по радиоканалу.
На Фиг.10 представлена блок-схема приемника, работающего как принимающий уровень RLC в соответствии с примерной реализацией настоящего изобретения.
По Фиг.10 приемник содержит секцию 1020 приема, буфер 1015 приема, средство 1010 удаления заголовка RLC и поля LI, средство 1005 повторной сборки и контроллер 1025 повторной сборки.
Секция 1020 приема передает PDU RLC, полученный от более низкого уровня, буферу 1015 приема. Буфер 1015 приема буферизует PDU RLC до тех пор, пока не будет повторно собран SDU RLC. Контроллер 1025 повторной сборки определяет, возможна ли повторная сборка SDU RLC, при помощи интерпретации F-полей и полей LI блоков PDU RLC, буферизованных в буфере 1015 приема, и управляет буфером 1015 приема так, чтобы он передал PDU RLC, который может быть повторно собран, средству 1010 удаления заголовка RLC и поля LI.
Средство 1010 удаления заголовка RLC и поля LI удаляет заголовок RLC и поле (поля) LI из PDU RLC. Если PDU RLC имеет F-поле, установленное в '0', что означает, что полей LI нет, то удаляется только заголовок RLC.
Средство повторной сборки 1005 повторно собирает SDU RLC с использованием PDU RLC, из которого удалены заголовок RLC и поле (поля) LI, и передает SDU RLC более высокому уровню. Для PDU RLC, у которого F-поле установлено в '0', средство 1005 повторной сборки формирует один конкретный SDU RLC с данными, извлеченными из поля данных PDU RLC. Для PDU RLC, у которого F-поле установлено в '1' и только одно поле LI установлено в '1111 110', средство 1005 повторной сборки формирует один SDU RLC при помощи объединения промежуточного сегмента SDU, извлеченного из поля данных PDU RLC с сегментами SDU, извлеченными из предыдущего и следующего PDU RLC.
Как было описано выше, примерные реализации настоящего изобретения обеспечивают эффективное использование ограниченных ресурсов радиопередачи, при помощи устранения необходимости вставки дополнительной информации, обозначающей начало/окончание/дополнение до требуемого размера SDU RLC, посредством использования однобитной информации, указывающей наличие одного конкретного SDU RLC в поле данных PDU RLC. Так как поле LI с новым предопределенным значением устанавливается в PDU RLC, содержащем только промежуточный сегмент SDU RLC, упрощается сегментация SDU RLC.
Хотя настоящее изобретение было представлено и описано со ссылками на некоторые примерные реализации, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть внесены различные изменения в форме и деталях без выхода за пределы сущности и объема настоящего изобретения, которые определяются нижеследующей формулой изобретения.
1. Способ передачи данных с использованием заранее заданного индикатора длины (LI) в системе мобильной связи, включающий в себя этапы, на которых:
принимают блок данных услуги (SDU) от более высокого уровня и определяют, может ли этот SDU быть размещен в одном протокольном блоке данных (PDU);
сегментируют SDU на множество сегментов в соответствии с размером предаваемого PDU, если SDU не может быть размещен в одном PDU;
формируют множество блоков PDU, содержащих упомянутые сегменты в полях данных, причем каждый PDU содержит заголовок с полем порядкового номера (SN), по меньшей мере однобитным полем, показывающим наличие, по меньшей мере, одного поля LI, и упомянутым, по меньшей мере, одним полем LI, и поле LI из состава PDU с промежуточным сегментом SDU в поле данных устанавливают в значение, показывающее наличие этого промежуточного сегмента; и
передают упомянутые блоки PDU приемнику.
2. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором формируют PDU, содержащий SDU в поле данных и поле SN и однобитное поле, показывающее отсутствие поля LI в заголовке, если SDU может быть размещен в одном PDU.
3. Способ по п. 1, в котором определение включает в себя этапы, на которых, если размер PDU, исключая поле SN и однобитное поле для следующего интервала передачи, соответствует размеру SDU, определяют размер PDU в соответствии с размером SDU и состоянием радиоканала, определяют, что SDU может быть размещен в одном PDU.
4. Способ по п. 1, в котором поля LI блоков PDU, содержащих первый и последний сегменты SDU в полях данных, устанавливаются в значения, показывающие включение первого сегмента SDU и включение последнего сегмента SDU.
5. Способ по п. 1, в котором SDU представляет собой пакет межсетевого протокола (IP).
6. Способ приема данных с использованием заранее заданного индикатора длины (LI) в системе мобильной связи, включающий в себя этапы, на которых:
принимают протокольный блок данных (PDU) от передатчика и обнаруживают поле с последовательным номером (SN) и однобитное поле, показывающее, по меньшей мере, одно из наличия и отсутствия следующего поля LI, из заголовка этого PDU;
обнаруживают это следующее поле LI из заголовка PDU, если однобитное поле показывает наличие поля LI, и определяют, установлено ли это поле LI в значение, показывающее включение промежуточного сегмента блока данных услуги (SDU) в поле данных PDU;
сохраняют PDU до тех пор, пока PDU не сможет быть собран с предыдущим сегментом и следующим сегментом, если поле LI установлено в упомянутое значение; и
формируют SDU посредством объединения промежуточного сегмента из поля данных PDU с, по меньшей мере, одним предыдущим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного предыдущего PDU, и, по меньшей мере, одним следующим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного следующего PDU.
7. Способ по п. 6, дополнительно включающий в себя этап, на котором получают один конкретный SDU из поля данных PDU, если однобитное поле показывает отсутствие поля LI.
8. Способ по п. 6, в котором сохранение включает в себя этап, на котором сохраняют PDU в буфер приема, в соответствии с полем SN PDU.
9. Способ по п. 8, в котором формирование включает в себя этапы, на которых формируют SDU посредством объединения сегментов, извлеченных из полей данных набора блоков PDU, сохраненных в буфере приема, если первый из этих блоков PDU содержит поле LI, показывающее включение первого сегмента SDU, если, по меньшей мере, один промежуточный PDU среди упомянутых блоков PDU содержит поле LI, установленное в упомянутое значение, и если первое поле LI последнего из упомянутых блоков PDU показывает позицию последнего байта SDU.
10. Устройство для передачи данных с использованием заранее заданного индикатора длины (LI) в системе мобильной связи, содержащее:
буфер передачи для приема блока данных услуги (SDU) от более высокого уровня, определения того, может ли этот SDU быть размещен в одном протокольном блоке данных (PDU), и переформирования данного SDU в, по меньшей мере, один сегмент в соответствии с размером предаваемого PDU;
средство вставки заголовка для формирования, по меньшей мере, одного PDU, содержащего упомянутый, по меньшей мере, один сегмент в поле данных и содержащего поле порядкового номера (SN) и однобитное поле в заголовке;
средство установки однобитного поля для установки однобитного поля упомянутого, по меньшей мере, одного PDU для указания, по меньшей мере, одного из присутствия и отсутствия следующего поля LI;
средство вставки поля LI для вставки поля LI после однобитного поля в упомянутом, по меньшей мере, одном PDU, если SDU не может быть размещен в одном PDU, и установки поля LI в значение, показывающее включение промежуточного сегмента в PDU, содержащий промежуточный сегмент SDU в поле данных; и
передатчик для отправки упомянутого, по меньшей мере, одного PDU, принятого от средства вставки поля LI, к приемнику.
11. Устройство по п. 10, в котором если SDU не может быть размещен в одном PDU, средство вставки поля LI передает PDU, содержащий поле SN и однобитное поле, показывающее отсутствие поля LI в заголовке, и содержащий весь SDU в поле данных, передатчику.
12. Устройство по п. 10, в котором, если размер PDU, исключая поле SN и однобитное поле для следующего интервала передачи, соответствует размеру SDU, размер PDU определяется в соответствии с размером SDU и состоянием радиоканала, при этом буфер передачи определяет, что SDU может быть размещен в одном PDU.
13. Устройство по п. 10, в котором средство вставки поля LI устанавливает поля LI блоков PDU, содержащих первый и последний сегменты SDU в полях данных, в значения, обозначающие включение первого сегмента SDU и включение последнего сегмента SDU.
14. Устройство по п. 10, в котором SDU представляет собой пакет межсетевого протокола (IP).
15. Устройство для приема данных с использованием заранее заданного индикатора длины (LI) в системе мобильной связи, содержащее: буфер приема для приема протокольного блока данных (PDU) от передатчика и сохранения этого PDU;
контроллер повторной сборки для обнаружения поля порядкового номера (SN) и однобитного поля, указывающего, по меньшей мере, одно из наличия и отсутствия следующего поля LI, из заголовка PDU, интерпретации этого следующего поля LI из заголовка PDU, если однобитное поле указывает наличие поля LI, и управления буфером приема так, чтобы он сохранял PDU до тех пор, пока PDU не сможет быть собран с предыдущим сегментом и следующим сегментом, если поле LI установлено в значение, показывающее включение промежуточного сегмента блока данных услуги (SDU) в поле данных PDU;
средство удаления заголовка и поля LI для извлечения промежуточного сегмента из поля данных PDU посредством удаления поля SN, однобитного поля и поля LI, если однобитное поле показывает наличие LI поля; и
средство повторной сборки для получения упомянутого промежуточного сегмента от средства удаления заголовка и поля LI и формирования SDU посредством объединения упомянутого промежуточного сегмента с, по меньшей мере, одним предыдущим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного предыдущего PDU, и, по меньшей мере, одним следующим сегментом, извлеченным из поля данных, по меньшей мере, одного следующего PDU.
16. Устройство по п. 15, в котором средство удаления заголовка и поля LI удаляет поле SN и однобитное поле из PDU и передает PDU как SDU, если однобитное поле показывает отсутствие поля LI.
17. Устройство по п. 15, в котором буфер приема сохраняет PDU в соответствии с полем SN PDU.
18. Устройство по п. 17, в котором средство повторной сборки формирует SDU посредством объединения сегментов, извлеченных из полей данных набора блоков PDU, хранящихся в буфере приема, если первый из упомянутых блоков PDU содержит поле LI, показывающее включение первого сегмента SDU, если, по меньшей мере, один промежуточный PDU среди упомянутых блоков PDU содержит поле LI, установленное в упомянутое значение, и если первое поле LI последнего из упомянутых блоков PDU показывает позицию последнего байта SDU.
