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CN1202643C - 具有无线电链路控制层的无线电通信系统和数据处理方法 - Google Patents

具有无线电链路控制层的无线电通信系统和数据处理方法 Download PDF

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CN1202643C
CN1202643C CNB011310111A CN01131011A CN1202643C CN 1202643 C CN1202643 C CN 1202643C CN B011310111 A CNB011310111 A CN B011310111A CN 01131011 A CN01131011 A CN 01131011A CN 1202643 C CN1202643 C CN 1202643C
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radio communications
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Abstract

揭示了一种无线电链路控制实体和在实体中的数据处理方法。RLC实体包括：发送数据存储模块，存储对应于从第一上层发送的SDU的PDU，并按照SDU单元输出所存储的PDU：加密模块，对发送数据存储模块中存储的PDU进行加密，并把加密的PDU发送到第一RLC实体；解密模块，对从第二RLC实体发送的加密的PDU进行解密；和接收数据存储模块，存储解密的PDU并按照SDU单元把PDU输出到第二上层。

Description

具有无线电链路控制层的无线电通信系统和数据处理方法
技术领域
本发明涉及具有无线电链路控制(RLC)层的无线电通信系统和在该系统中的数据处理方法。
背景技术
已经投入了大量努力来开发和研究允许多媒体访问而没有时空限制的通信技术。
最近，数字数据处理和传输技术的发展使得使用卫星和组合的无线和有线通信能够实现实时全球数据通信系统。
因此，数字数据处理和传输技术的这种发展使得能够自由使用信息，而不必考虑话音通信，基于网络的静止图像，通过无线或有线通信装置的运动图像实时传输。
IMT-2000将是其中的一种技术。
RLC层是3GPP(第三代移动通信合作伙伴计划)的第二层，作为一个用于控制数据链路的对应于OSI(开放系统互联)7层模型第二层的协议层。而且，3GPP中使用的RLC种类主要分为Tr(透明)模式和NTR(非透明模式)，Tr模式中不添加RLC首部，NTR模式中添加RLC首部。
NTr模式被细分为UM模式(非确认模式)和AM模式(确认模式)，UM模式没有来自接收级的ACK(确认)信号，AM模式具有来自接收级的ACK信号。
因此，RLC当前使用三种模式Tr，UM和AM，其中AM实体结构示于图1。
图1表示根据现有技术的RLC AM实体结构的方框图。参见图1，在发送侧的AM实体中，通过块101进行分段和级连，以便把从上层逐步下降(stepping down)的SDU(服务数据单元)改变为大小均匀的协议数据单元(SDU)，并通过块102把包含序列号SN的首部添加到PDU。
把添加了首部的PDU向下发送，并存储在重发缓冲器103中，用于以后使用，例如用于将来可能发生的重发。对通过多路复用器104向下流动的PDU通过块105进行数据安全加密，然后被临时存储在发送缓冲器106中，以便发送到设置字段块107。
在设置字段块107中，设置除了RLC首部的序列号SN以外的其它字段，例如DC和轮训字段等等，然后把它们发送到对应于接收侧的另一个AM实体。
这种从上层逐步下降的PDU承载数据称为AMD(AM数据)PDU，其结构示于图2。图2表示AMD PDU的结构。
在此情况下，AMD PDU的格式被构建为首部和LI(长度指示符)组，数据，及PAD(填充)或捎带确认状态(piggybacked status)PDU。
首部包括：序列号，作为一个代表各自AMP PDU的顺序号的字段；1比特D/C字段，通知对应的AMD PDU承载的是数据信息还是控制信息；1比特轮询字段(P字段)，询问接收侧的状态报告；2比特HE(首部扩展)字段，通知下一个数据是数据还是LI和E比特；以及1比特E(扩展)字段，通知下一个字段是数据还是LI和E比特。
AMD PDU中的LI部分被构建为LI和E比特，其中LI是一个表示当PDU包括多个SDU时各个SDU的边界的字段。每个LI代表从数据部分的第一八比特组到各自SDU的最后八比特组的八比特组计数，PDU中包含的SDU的各个LI被称为LI组。
包括至少一个SDU的数据部分是一个对应于从上层逐步下降的SDU的字段。因为数据部分的大小是可变的，因此进行填充以使整个PDU的大小按照八比特组对齐。
在AMD PDU上进行前述加密。在此情况下，作为包括序列号的首部部分的前两个八比特组不被加密。因此，对其余部分进行加密。
在AM实体中，存在控制PDU以及AMD PDU。控制PDU包括用于承载状态信息的状态PDU，用于重置AM实体的重置PDU，和用于通知重置PDU的确认(ACK)的重置ACK PDU。
图3表示状态PDU的结构，图4表示用于解释重置和重置ACKPDU的重置ACK PDU结构。
从RLC控制单元产生的控制PDU被发送到设置字段块而不经历加密，设置D/C和PDU类型字段，然后被发送到对应于接收侧的RLCAM实体。
即，在设置字段块107中，对于AMD PDU把D/C字段设置为1，而对于控制PDU把D/C字段设置为0。当AMD PDU中有空位未能用数据填满时，对其进行填充(PAD)。
当AMD PDU中有这种PAD时，设置字段块107使得能够发送状态PDU而不是PAD，以便提高数据传输效率。在此情况下，状态PDU被称为捎带确认状态PDU。
如上面解释中所述，对应于接收侧的RLC AM实体接收从对应于发送侧的RLC AM实体发送的AM实体的PDU，以如下方式处理AMDPDU。
首先，多路分解/路由选择部分108检查D/C字段。如果D/C字段值是0，因为0对应于控制PDU，那么把控制PDU立刻向上发送到RLC控制单元100。如果D/C字段值是1，因为1对应于AMD PDU，那么把AMD PDU立刻向上发送到接收缓冲器109。
RLC AM实体使得能够使用一个或两个逻辑信道用于一个无线电承载信道(radio bearer)设置。
在图1中，实线和虚线分别表示使用一个或两个逻辑信道的情况。
如图1所示，在使用两个逻辑信道时确定数据和控制信道。因此，AMD PDU被立即发送到接收缓冲器109，通过多路分解/路由选择部分108把控制PDU发送到RLC控制单元100。
接收缓冲器109检查各个AMD PDU的接收状态，当存在未接收的AMD PDU时，通过向发送侧发送NACK信号要求发送侧重发未接收的PDU。
已经存储在接收缓冲器109中的PDU会一直存储于其中，直到完全接收了构建一个完整SDU的所有PDU。在接收了所有对应PDU之后，接收缓冲器109按照SDU单元向上发送PDU。
然后，由解密部分110对PDU进行解密，仅通过在块111中从各个PDU中除去RLC首部和捎带确认信息来提取数据。因此，利用通过块111的纯数据构建SDU。
随后，通过重组部分112把SDU向上发送到上层。
不幸的是，现有技术在发送AMD PDU时存在以下问题。
为了使发送侧发送捎带确认状态PDU，设置字段块检查AMDPDU中是否存在捎带确认状态PDU输入的PAD。当AMD PDU中存在捎带确认状态PDU输入的PAD时，必须用捎带确认状态PDU代替PAD。
同时，因为AMD PDU已经被加密，必须在设置字段块中对加密的AMD PDU进行解密，以便知道PAD的确切位置和PAD是否存在。
而且，应该对加密的AMD PDU进行解密，以发送AMD PDU，这造成在设置字段块中不必要地进行解密/加密。
此外，如上所述，当向上发送PDU时，必须从接收缓冲器把对应于接收侧的RLC AM实体向上发送到上层。
在此情况下，已被发送侧加密的、存储在接收缓冲器中的PDU必须被解密，以便知道每个PDU属于哪个SDU。
因此，接收缓冲器也需要一个不必要的PDU解密功能。
如上所述，重复的加密/解密降低了处理速度和AMD PDU数据的效率，并进一步降低了系统性能。
在RLC的功能中，有一个用于防止缓冲器溢出的SDU舍弃功能。
在使用该功能时，必须把对应于要从发送缓冲器和接收缓冲器舍弃的SDU的PDU舍弃。因为所有加密的PDU都被存储在发送和接收缓冲器中，因此发送和接收缓冲器通常需要解密功能。
图5表示根据现有技术的RLC UM实体的结构。
参见图5，通过块122进行分段和级连，以便把通过UM-SAP从上层逐步下降的SDU(服务数据单元)改变为大小均匀的协议数据单元(PDU)。
随后，加密部分123对PDU进行数据安全加密。然后，RLC首部部分124把包含序列号SN的首部添加到PDU，以便构造UMD(非确认模式数据)PDU。
发送缓冲器125存储UMD PDU并将其发送到对应于接收侧的RLC UM实体。
在RLC层中，存在UMD PDU(未确认PDU)和AMD PDU(确认PDU)，当从接收侧接收到PDU后不需要到发送侧的ACK信号时使用UMD PDU，当需要ACK信号时使用AMD PDU。
如图6所示，AMD PDU的格式被构建为首部和LI(长度指示符)组，数据，及PAD(填充)。
首部包括：序列号字段，用于代表各个PDU的顺序号；和1比特E(扩展)字段，用于通知下一个字段是数据，LI还是扩展比特。
数据部分包括至少一个SDU，是一个对应于从上层逐步下降的SDU的字段。由于数据部分的大小是可变的，要进行填充，以便按照八比特组调整全部PDU的大小。
以与AMD PDU相同的方式，UMD PDU中的LI部分被构建为LI和E比特，其中LI字段表示当PDU包括多个SDU时各个SDU的边界。每个LI代表从数据部分的第一八比特组到各个SDU的最后一个八比特组的八比特组计数，PDU中包括的SDU的各个LI被称为LI组。
如上所述，UMD PDU的结构等同于图6中的结构，其中第一八比特组是包括序列号的首部，并且首部没有被加密。因此，其余部分被加密。
RLC UM实体将发送的UMD PDU存储在接收缓冲器130中。当完全接收到构建一个完整SDU的所有PDU时，把所存储的PDU按照SDU单元发送到块129。
然后，在块129中除去PDU的首部，并由解密部分128对PDU进行解密。因此，通过重组部分126把解密的PDU发送到上层。
不幸的是，现有技术在使用RLC UM实体发送UMD PDU时存在以下问题。
如上所述，按照SDU单元把PDU从接收缓冲器发送到上层。在此情况下，PDU已经被加密。此外，必须进行解密，以便知道每个PDU属于哪个SDU。
因此，接收缓冲器需要一个不必要的解密功能。
在RLC的功能中，有一个用于防止缓冲器溢出的SDU舍弃功能。当使用该功能时，必须舍弃对应于要从发送和接收缓冲器中舍弃的SDU的PDU。
由于所有加密的PDU被存储在发送和接收缓冲器中，发送和接收缓冲器通常需要解密功能。
发明内容
因此，本发明致力于一种具有RLC层的无线电通信系统和在该系统中的数据处理方法，能够实质上消除由于现有技术的局限和缺点造成的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种具有RLC层的无线电通信系统，使得能够更有效地进行PDU的发送和接收。
本发明的另一个目的是提供一种在具有RLC层的无线电通信系统中的数据处理方法，使得能够在RLC实体中快速处理PDU。
根据本发明的具有RLC实体的无线电通信系统中的数据发送模块在发送缓冲器之后执行加密步骤作为最后处理步骤。而且，具有RLC实体的无线电通信系统的数据接收模块在接收缓冲器之前执行解密步骤作为第一处理步骤。根据本发明的RLC实体包括一个RLC AM实体和一个RLC UM实体。
本发明的其它优点，目的和特征将部分地在以下说明中提出，部分地可以由本领域技术人员在审看了以下说明后理解或者可以通过本发明的实践获得。本发明的目的和优点可以通过说明书所附权利要求和附图中特别指出的结构实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点，并根据本发明的目的，如这里所实施和广义描述的，根据本发明的数据发送模块包括：发送数据存储模块，用于存储对应于从第一上层发送的SDU的PDU并按照SDU单元输出所存储的PDU；加密模块，用于对存储在发送数据存储模块中的PDU进行加密并把加密的PDU发送到第二RLC实体；解密模块，用于对从第一RLC实体发送的加密PDU进行解密；和接收数据存储模块，用于存储解密的PDU并按照SDU单元把PDU输出到第二上层。
本发明的另一个方面，在具有发送缓冲器的RLC实体中，一种RLC实体中的数据处理方法包括以下步骤：在发送缓冲器中把从第一上层逐步下降的SDU存储为PDU；对发送缓冲器中存储的PDU进行加密；和把加密的PDU发送到对应于接收侧的第二RLC实体。
本发明的另一个方面，在具有接收缓冲器的RLC实体中，一种RLC实体中的数据处理方法包括以下步骤：从对应于发送侧的第一RLC实体接收PDU并进行解密；把解密的PDU存储在接收缓冲器中；和重组接收缓冲器中存储的PDU，然后把重组数据发送到第二上层。
本发明的另一个方面，一种具有无线链路控制层的无线电通信系统的发送设备，包括：分段和/或级连模块，其把从上层通过接入点(SAP)接收的服务数据单元(SDU)分段和/或级联用于形成至少一个协议数据单元(PDU)；首部添加模块，把至少一个首部添加到形成至少一个PDU的分段和/或级连的SDU；数据存储模块，存储添加了首部的至少一个PDU；以及加密模块，对至少一个PDU的分段的和/或级连的SDU进行加密，然后通过用于发送的多个信道中的至少一个将该结果发送到下层。
本发明的另一个方面，一种具有无线链路控制层的无线电通信系统的接收设备，包括：解密模块，对从接收设备的下层通过多个信道的至少一个接收的无线链路控制层的加密PDU进行解密；数据存储模块，其存储解密的PDU；首部去除模块，其从PDU中去除首部；以及重组模块，其把从首部去除模块输出的PDU重组为服务数据单元(SDU)，然后通过接入点将其发送到上层。
本发明的另一个方面，一种具有RLC层的无线电通信系统的发送设备，包括：数据存储模块，存储从上层通过接入点接收的服务数据单元(SDU)；分段和/或级连模块，用于分段和/或级连存储的SDU，用于形成至少一个协议数据单元(PDU)；首部添加模块，把至少一个首部添加到至少一个PDU上；以及加密模块，对从首部添加模块输出的至少一个PDU的分段和/或级连的SDU进行加密，然后将结果通过多个用于传送的信道中的至少一个发送到下层。
本发明的另一个方面，一种在具有无线链路控制层的无线电通信系统中发送数据的方法，包括：把从上层通过接入点接收的服务数据单元(SDU)进行分段和/或级连，用于形成至少一个协议数据单元(PDU)；把至少一个首部添加到分段和/或级连的SDU以形成至少一个PDU；把添加了至少一个首部的至少一个PDU存储在数据存储缓冲器中；对至少一个PDU的分段和/或级连的SDU进行加密；和将结果通过多个用于传输的信道中的至少一个发送到下层。
本发明的另一个方面，一种在具有无线链路控制层的无线电通信系统中接收数据的方法，包括：对通过多个信道中的至少一个从下层接收的无线链路控制层的加密的PDU进行解密；把解密的PDU存储在数据存储缓冲器中；从PDU中去除首部；把去除了首部的PDU重组为服务数据单元(SDU)；和把重组的SDU通过接入点发送到上层。
本发明的另一个方面，一种用于通信系统的设备，其包括：用于对从下层通过多个信道的至少一个接收的加密协议数据单元(PDU)进行解密的装置；用于缓冲解密的PDU的装置；以及该服务数据单元通过接入点被发送到上层。
应当知道，本发明的上述的一般说明和以下的详细说明都是示例和解释性的，并且是为了对请求保护的本发明进行进一步的解释。
附图说明
包括在这里以提供对本发明的进一步理解，并且结合于本说明书和构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与说明一同用于解释本发明的原理。
附图中：
图1表示根据现有技术的具有RLC AM实体的无线电通信系统的方框图；
图2表示AMD PDU的结构；
图3表示状态PDU的结构；
图4表示重置ACK PDU的结构，用于解释重置和重置ACK PDU；
图5表示根据现有技术的具有RLC UM实体的无线电通信系统的结构；
图6表示UMD PDU的结构；
图7A表示根据本发明第一实施例的具有RLC AM实体的无线电通信系统的结构；
图7B详细表示图7A的方框图；
图8A表示根据本发明第二实施例的具有RLC UM实体的无线电通信系统的结构；
图8B详细表示图8A的方框图；
图8C表示图8A的另一个应用的方框图；
图8D表示图8C的详细方框图。
具体实施方式
下面参考附图中显示的例子对本发明的优选实施例进行详细说明。
根据本发明的主要特征，在具有RLC层的无线电通信系统的数据发送设备中，发送数据重组模块把从上层接收的服务数据单元(SDU)重组为协议数据单元(PDU)。然后，首部添加模块把RLC层的首部添加到PDU。然后，发送数据存储模块存储已经添加了首部的PDU。加密模块对已经添加了首部的PDU进行加密，然后把加密的PDU发送到下层。
根据本发明的主要特征，在具有RLC层的无线电通信系统的数据接收设备中，解密模块对通过下层从发送侧发送的RLC层的加密PDU进行解密。然后，接收数据存储模块存储解密的PDU。RLC首部去除模块从PDU中去除RLC层的首部。重组模块把从RLC首部去除模块输出的PDU重组为服务数据单元(SDU)，然后将其发送到上层。
第一实施例
图7A表示根据本发明第一实施例的RLC AM实体的结构，图7B详细表示图7A的方框图。
参见图7A，第一实施例的RLC AM实体主要构建为发送模块210，接收模块220，和RLC控制模块230。
对应于发送侧的RLC AM实体的发送模块210之构成含有：第一数据处理模块201，把通过AM-SAP 207从上层发送的SDU转换为PDU；发送数据存储模块(或发送缓冲器)202，存储AMD PDU；加密模块203，根据RLC控制模块230的控制把发送缓冲器202中存储的PDU设置为预定字段并对PDU加密。通过信道DCCH和DTCH把加密的PDU发送到对应于接收侧的RLC AM实体。
RLC AM实体的接收模块220之构成含有：解密模块204，发送通过DCCH和DTCH信道从对应于发送侧的RLC AM实体发送的加密AMD PDU的控制PDU并仅对AMD PDU解密；接收数据存储模块(或接收缓冲器)205，存储解密的AMD PDU；和第二数据处理模块206，按照SDU单元重组接收数据存储模块(或接收缓冲器)205中存储的AMD PDU，然后通过AM-SAP(确认模式-业务接入点)207把AMDPDU发送到上层。
优选地，RLC AM实体中的发送缓冲器202按照SDU单元处理数据。
而且，RLC AM实体的加密模块203在对PDU加密之前检查D/C字段。D/C字段检查使得AMD PDU仅在PDU中被加密，而控制PDU不被加密。
如果RLC AM实体中的AMD PDU包括捎带确认状态PDU，那么捎带确认状态PDU被加密，而状态PDU不经加密被发送。
而且，RLC AM实体的接收缓冲器按照SDU单元处理数据。
图7B详细表示图7A的方框图。
参见图7B，RLC AM实体的发送模块210之构成含有：分段/级连模块211，对从上层逐步下降的SDU执行分段和级连；RLC首部模块212，通过把序列号SN添加到分段和级连的SDU来形成PDU；重发缓冲器/管理模块213，存储添加了首部的PDU以用于重发和管理；多路复用器(或多路复用模块)214，输出RLC首部模块212和重发缓冲器/管理模块213的输出信号之一；发送缓冲器(或存储模块)215，把从多路复用器214输出的PDU存储为未加密的PDU；设置字段块(或设置字段模块)216，把D/C字段和其它字段设置为适当值；和加密模块217，对从设置字段块216输出的PDU进行加密并把加密的PDU发送到接收侧。
优选地，加密模块217在加密之前检查AMD PDU的首部D/C字段，然后根据D/C字段的值，不对控制PDU加密，而仅对包括捎带确认状态PDU的AMD PDU加密。
而且，加密模块217检查AMD PDU。如果AMD PDU中存在PAD，那么用捎带确认状态的PDU代替AMD PDU。
参见图7B，RLC AM实体的接收模块220之构成含有：多路分解/路由选择模块221，把从其它实体的发送模块210接收的PDU的控制PDU发送到RLC控制单元230，并把AMD PUD发送到解密块222；解密模块222，对AMD PDU进行解密；接收缓冲器223，存储解密的AMD PDU并按照SDU单元输出所存储的PDU；首部/捎带确认信息去除模块224，从按照SDU单元接收的PDU中去除RLC首部和捎带确认信息；和重组模块225，重组仅由数据构建的SDU，然后将其发送到上层。
优选地，通过D/C字段检查，接收模块220的多路分解/路由选择模块221检查发送的PDU是控制PDU还是AMD PDU。
而且，接收缓冲器223按照SDU单元把存储的PDU发送到上层。
如上所述，本发明的第一实施例引入了一个新RLC AM实体，使得能够克服现有技术的加密/解密的问题。
在RLC AM实体结构中，实体的发送模块210在设置字段块之后进行加密步骤来作为最后阶段，实体的接收模块220在接收缓冲器之前进行解密步骤来作为初始阶段。
下面将参考图7A和7B对根据本发明第一实施例在RLC AM实体中处理AMD PDU的步骤进行详细说明。
如图7A和7B所示，可以把一个或两个逻辑信道应用于RLC AM实体。
当应用两个逻辑信道时，UTRAN使得能够指令第一逻辑信道用于数据PDU，而第二逻辑信道用于控制PDU。
如果UTRAN未能给出指令，可以通过两个信道之一发送数据和控制PDU，对逻辑信道映射的指令由RRC发信号。
对于发送模块210，通过分段/级连模块211对从上层逐步下降的SUD进行分段和级连。即，把SDU分段成具有固定长度的PDU和按此PDU级连。PDU的长度在无线电承载信道(radio bearer)重组和一个可由RRC通过承载信道重组改变的半静态值中确定。
随后，SDU被输入到RLC首部模块212，在此把包括序列号在内的首部添加到SDU，以便形成PDU。把添加了首部的PDU立刻发送到多路复用器214，并同时存储在重发缓冲器/管理模块213中。
为了级连和填充，把长度指示符和扩展的信息比特插入到包括SDU边界的PDU的开始部分中。
多路复用器214输出RLC首部模块212和重发缓冲器/管理模块213的输出之一。
即，多路复用器214确定选择那些PDU，以及何时将把PDU发送到MAC。通过完成RLC PDU首部和用捎带确认状态信息代替填充的功能来发送PDU。
通过多路复用器214发送的PDU被作为未加密状态存储在发送缓冲器215中，然后把存储在发送缓冲器215中的PDU发送到设置字段块216。
在设置字段块216中，把D/C字段和其它字段设置为适当值，并且如果AMD PDU中存在PAD，那么用捎带确认状态PDU代替AMDPDU。
同时，加密模块217对从设置字段块216输出的AMD PDU进行加密，然后把加密的AMD PUD发送到对应于接收侧的另一个RLC AM实体。
在此情况下，在进行加密之前，检查AMD PDU的首部D/C字段。根据D/C字段的值，仅对包括捎带确认状态PDU的AMD PDU执行加密。但是，对于诸如状态、重置、重置确认PDU(重置ACK PDU)之类的控制PDU则不进行加密。
当应用捎带确认机制时，用控制信息代替填充，以便提高传输效率和使得同级实体之间的消息交换更快。捎带确认控制信息不能由任何重发缓冲器保存。
捎带确认控制信息被包括在捎带确认状态PDU中，捎带确认状态PDU被包括在AMD PDU中。捎带确认状态PDU具有可变大小，以便与AMD PDU中自由空间的总量匹配。
重发缓冲器213接收来自接收侧的确认信号，指令PDU的重发，并指令何时从重发缓冲器213删除一个PDU。
同时，接收模块通过一个逻辑信道从MAC子层接收AMD PDU。
RLC PDU被扩展到分离的PDU，并提取潜在的捎带确认状态信息。PDU被定位在接收缓冲器205中，直到接收了一个完整SDU。接收缓冲器205通过向同级实体(或对应于发送方的RLC实体)发送否定确认信号来请求对应PDU的重发。
即，当通过上述步骤从另一个实体的发送模块210接收PDU时，接收模块220的多路分解/路由选择模块221通过D/C字段检查来判断所发送的PDU是控制PDU还是AMD PDU。
多路分解/路由选择模块221把所接收的PDU(如果它们是控制PDU)发送到RLC控制模块230，或者把接收的PDU(如果它们是AMDPDU)发送到解密模块222。
在此情况下，解密的AMD PDU被存储在接收缓冲器/重发管理模块223中。而且，接收缓冲器/重发管理模块223按照SDU单元把所接收的PDU发送到上部模块。
即，首部和捎带确认信息去除模块224通过从按照SDU单元接收的PDU中去除RLC首部和捎带确认信息来构建包括纯数据的SDU。
在从PDU中去除了首部并把PDU重组为一个SDU后，把SDU发送到上层。
即，重组模块225把由纯数据构建的PDU重组为SDU，然后通过AM-SAP 207把SDU发送到上层。
同时，把确认信号传送到对应于发送侧的RLC实体的发送模块。
如上所述，在本发明的AM实体中，PDU的加密在发送模块的最后阶段进行，并且在接收模块的初始阶段进行PDU的解密。因此，PDU以未加密状态存储在发送和接收缓冲器中。因此，发送和接收缓冲器在存储PDU时不需要解密功能。因此，由于发送缓冲器，设置字段块，和接收缓冲器不需要加密和解密功能，减少了用于在RLC层中处理PDU所花费的时间。
而且，在本发明中可以容易地处理难以处理的捎带确认状态PDU。
此外，由于未加密(即解密)的PDU被存储在接收缓冲器中，能够有效地利用按照SDU单元处理的RLC的其它功能。因此，提高了RLC中的数据处理速度，而且AM实体能够更稳定地工作。
此外，在对PDU解密时，通过检查D/C字段，仅对AMD PDU解密，而不对控制PDU解密，从而能够减少处理PDU所需的时间。
第二实施例
下面参考图8A和图8B对根据本发明第二实施例的RLC UM(未确认模式)实体及其操作进行说明。
图8A表示根据本发明第二实施例的RLC UM实体的结构，图8B详细表示图8A的方框图。
图8A和图8B中显示的RLC UM实体的特征在于，一个在发送缓冲器之后执行加密步骤的发送模块，和一个在接收缓冲器之前执行解密步骤的接收模块。
图8A中的RLC UM实体的发送模块310之构成含有：第一数据处理模块301，把从上层逐步下降的SDU转换为可发送的PDU；发送数据存储模块(或发送缓冲器)302，存储PDU；和加密模块303，对发送数据存储模块305中存储的PDU进行加密，并把加密的PDU发送到对应于接收侧的RLC UM实体。
图8A中的RLC UM实体的接收模块320之构成含有：解密模块304，对从对应于发送侧的RLC UM实体发送的PDU进行解密；接收数据存储模块(或接收缓冲器)305，存储解密的PDU；和第二数据处理模块306，通过UM-SAP 307把接收数据存储模块305中存储的PDU按照SDU单元发送到上层。
对于UM实体的发送模块310，接收信号处理模块利用PDU构建从上层逐步下降的SDU并把首部添加到PDU。发送缓冲器存储着UMDPUD。加密模块对发送缓冲器中存储的UMD PDU进行加密。
通过诸如CCCH，DCCH，DTCH，SHCCH和CTCH之类的信道把加密的UMD PDU发送到对应于接收侧的另一个UM实体。在此情况下，RLC实体通过这些信道把UMD PDU传送到MAC。信道CCCH和SHCCH仅在下行链路上用于UM。使用何种信道取决于上层是位于一个控制平面(control plane)还是位于一个用户平面(user plane)。
如果上层位于控制平面上，那么使用信道CCCH，DCCH，和SHCCH。如果上层位于用户平面上，那么使用信道CTCH和DTCH。
此外，发送缓冲器按照SDU单元处理数据。
对于RLC UM实体的接收模块，当通过一个逻辑信道从对应于发送侧的另一个UM实体接收到加密的UMD PDU时，解密部分307对接收的UMD PDU进行解密，并且接收缓冲器308存储该解密的UMDPDU。
RLC首部去除部分309从接收缓冲器308中存储的UMD PDU中去除RLC首部。重组部分310把从RLC首部去除部分309输出的UMDPDU重组为RLC SDU，然后通过UM-SAP把重组的UMD PDU发送到上层。
而且，RLC UM实体的接收缓冲器按照SDU单元处理数据。
图8B详细表示图8A的方框图。
参见图8B，RLC AM实体的发送模块310之构成含有：分段/级连模块331，对通过UM-SAP 307从上层发送的SDU进行分段和级连；RLC首部模块332，通过把序列号SN添加到被分段的数据来形成PDU；发送数据存储模块(或发送缓冲器)333，存储PDU；和加密模块334，对发送数据存储模块333中存储的PDU进行加密，并把加密的PDU发送到对应于接收侧的RLC UM实体。
图8B中的分段/级连模块331和RLC首部模块332等同于图8A中的第一数据处理模块301。
参见图8B，接收模块320之构成含有：解密模块335，对从对应于发送侧的RLC UM实体发送的PDU进行解密；接收数据存储模块(或接收缓冲器)337，存储解密的PDU；RLC首部去除模块336，从PDU中去除RLC首部；和重组模块338，通过重组从RLC首部去除模块337输出的PDU来形成SDU，并通过UM-SAP 307将其发送到上层。
图8B中的RLC首部去除模块336和重组模块338等同于图8A中的第二数据处理模块306。
下面将参考图8B对根据本发明第二实施例在RLC UM实体中发送和接收UMD PDU的一系列步骤进行说明。
在分段/级连模块331中对通过UM-SAP 307从上层发送的SDU进行分段和级连，然后将其输入到RLC首部模块332。
RLC首部模块332通过把包括序列号SN在内的首部添加到来自分段/级连模块331的分段数据来形成PDU。
发送缓冲器333存储PDU，然后以PDU单元输出PDU。同时，加密模块334对发送缓冲器333中存储的PDU进行加密，然后把加密的PDU发送到对应于接收侧的RLC UM实体。
而且，对应于接收侧的RLC UM实体的解密模块335对通过信道发送的PDU进行解密，接收缓冲器337存储该解密的PDU。然后，接收缓冲器337按照SDU单元输出PDU，并且RLC首部去除模块336从PDU中去除首部。
重组模块338通过重组从RLC首部去除模块336输出的PDU来形成SDU，然后把SDU发送到上层。
图8C表示RLC UM实体的另一个应用的方框图。
参见图8C，第一数据处理模块301和发送数据存储模块302的顺序与图8A相反。
根据图8C的RLC UM实体的发送模块310包括：接收数据存储模块302，存储从上层逐步下降的SDU；第一数据处理模块301，把接收数据存储模块中存储的SDU转换为UMD PDU；和加密模块，对发送数据存储模块302中存储的UMD PDU进行加密，然后把加密的UMD PDU发送到对应于接收侧的RLC UM实体。
图8D是图8C的详细方框图。
参见图8D，数据发送模块包括：发送数据存储模块333，用于存储来自上层的服务数据单元；分段和级连模块331，作为一个发送数据重组模块，用于重组RLC层的协议数据单元；RLC首部模块332，用于把RLC层的首部添加到由分段和重组模块331重组的PDU；和加密模块334，对添加了首部的PDU进行加密并把加密的PDU发送到下层。
图8B的结构基本等同于图8D的结构，不同之处只是发送数据模块333被切换到分段和级连模块331。因此，略过对图8D的详细说明。
接收模块320的结构等同于图8A的结构，略过对其的说明。
参见图8C，与图8A的情况相同，通过UM-SAP从上层把SDU发送到发送模块，通过信道DTCH，DCCH，CCCH，SHCCH，和CTCH从发送模块把加密的PDU发送到对应于接收侧的RLC实体，从对应于发送侧的RLC UM实体发送的加密的PDU通过信道DTCH，DCCH，CCCH，SHCCH，和CTCH进入接收模块，并且通过UM-SAP把从第二数据处理模块输出的PDU发送到上层。
对于图8C，与图8A中的情况相同，第一数据处理模块包括：分段/级连模块331，对通过UM-SAP 307从上层发送的SDU进行分段和级连；和RLC首部模块332，通过把序列号SN添加到分段数据来形成PDU。
如上所述，在根据本发明第二实施例的RLC UM实体中，加密和解密步骤按下述方式安排：在发送缓冲器333中存储未加密的SDU，在接收缓冲器336中存储未加密的PDU。
发送缓冲器333和接收缓冲器336存储未加密的SDU或PDU，因此它们不需要解密功能。
因此，根据本发明第二实施例的RLC UM实体具有以下优点或效果。
首先，加密步骤被安排在实体的发送模块的最后处理步骤，而解密步骤被安排在接收模块的初始处理步骤，从而使得发送和接收PDU更高效。
第二，已经解密的PDU被存储在接收缓冲器中，从而能够更有效和更快地把UMD PDU发送到上层。
第三，发送和接收缓冲器不需要解密功能，从而能够在使用按照SDU单元进行数据处理的其它功能(例如SDU舍弃功能)时减少数据处理时间。
上述实施例仅是示例性的，并不构成对本发明的限制。本发明的教导可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的描述是解释性的，不是对权利要求范围的限制。本领域技术人员可以进行很多替换，修改和变型。

Claims (43)

1.一种具有无线链路控制层的无线电通信系统的发送设备，包括：
分段和/或级连模块，其把从上层通过接入点(SAP)接收的服务数据单元(SDU)分段和/或级联用于形成至少一个协议数据单元(PDU)；
首部添加模块，把至少一个首部添加到形成至少一个PDU的分段和/或级连的SDU；
数据存储模块，存储添加了首部的至少一个PDU；以及
加密模块，对从数据存储模块输出的至少一个PDU进行加密，然后通过用于发送的多个信道中的至少一个将该结果发送到下层。
2.根据权利要求1的无线电通信系统的发送设备，其中该至少一个PDU包括至少一个首部和数据，且该至少一个首部包括序列号(SN)和可选的长度指示符。
3.根据权利要求2的无线电通信系统的发送设备，其中该SN在加密模块中没有被加密。
4.根据权利要求1的无线电通信系统的发送设备，其中该SAP是UM-SA，该多个信道中的至少一个是DTCH、DCCH、CCCH、SHCCH和CTCH中的至少一个，并将结果从发送设备通过至少一个下层发送到对应于接收侧的无线电通信系统的RLC实体。
5.根据权利要求1的无线电通信系统的发送设备，其中多个信道中的至少一个是逻辑信道。
6.根据权利要求1的无线电通信系统的发送设备，其中至少一个首部包括表示至少一个PDU的顺序号的序列号(SN)。
7.根据权利要求6的无线电通信系统的发送设备，其中该SN没有被加密模块所加密。
8.根据权利要求1的无线电通信系统的发送设备，其中由首部添加模块添加了至少一个首部的至少一个PDU被存储以用于重发，并进一步包括用于控制重发的数据重发控制模块。
9.根据权利要求8的无线电通信系统的发送设备，进一步包括多路复用器，用于把首部添加模块和数据重发控制模块的输出信号中的任何一个输出到发送数据存储模块。
10.根据权利要求8的无线电通信系统的发送设备，进一步包括首部字段设置模块，用于在从数据存储模块接收的至少一个PDU中设置至少一个首部的至少一个字段，并发送至少一个PDU到加密模块。
11.根据权利要求8的无线电通信系统的发送设备，其中该接入点是AM-SAP，至少一个加密的PDU被发送到对应于接收侧的无线电通信系统的无线链路控制实体，并且至少一个信道是DTCH和DCCH中的至少一个。
12.根据权利要求8的无线电通信系统的发送设备，其中加密模块在进行加密之前检查至少一个PDU的至少一个首部中的D/C字段，其中该加密模块根据D/C字段的值不加密控制PDU，而仅对包括捎带确认状态PDU的数据PDU进行加密。
13.根据权利要求8的无线电通信系统的发送设备，加密模块检查至少一个PDU，如果在至少一个PDU中存在填充，那么用至少一个捎带确认状态PDU代替在至少一个PDU中的填充。
14.一种具有无线链路控制层的无线电通信系统的接收设备，包括：
解密模块，对从接收设备的下层通过多个信道的至少一个接收的无线链路控制层的加密PDU进行解密；
数据存储模块，其存储解密的PDU；
首部去除模块，其从PDU中去除首部；以及
重组模块，其把从首部去除模块输出的PDU重组为服务数据单元(SDU)，然后通过接入点将其发送到上层。
15.根据权利要求14的无线电通信系统的接收设备，其中每个加密的PDU包括首部和数据，且该首部包括序列号和可选的长度指示符。
16.根据权利要求15的无线电通信系统的接收设备，其中该序列号没有被加密而数据和可选的长度指示符被加密。
17.根据权利要求14的无线电通信系统的接收设备，其中多个信道中的至少一个是DTCH、DCCH、CCCH、SHCCH和CTCH中的至少一个，从发送侧接收加密的PDU，并且该接入点是UM-SAP。
18.根据权利要求14的无线电通信系统的接收设备，其中首部包括代表PDU的顺序号的序列号(SN)。
19.根据权利要求14的无线电通信系统的接收设备，进一步包括数据重发模块，用于控制与添加了在数据存储模块中存储的首部的PDU有关的数据的重发。
20.根据权利要求19的无线电通信系统的接收设备，其中多个信道中的至少一个是DCCH和DTCH中的至少一个，而且该接入点是AM-SAP。
21.根据权利要求20的无线电通信系统的接收设备，其中解密模块包括：解密块；和多路分解/路由选择块，用于把从下层接收的控制PDU发送到RLC控制模块，并发送数据PDU到解密块。
22.根据权利要求21的无线电通信系统的接收设备，其中多路分解/路由选择块检查PDU中的D/C字段来确定该PDU是控制PDU还是数据PDU。
23.根据权利要求22的无线电通信系统的接收设备，其中首部去除模块从数据PDU提取捎带确认信息。
24.一种具有无线链路控制层的无线电通信系统的发送设备，包括：
数据存储模块，存储从上层通过接入点接收的服务数据单元(SDU)；
分段和/或级连模块，用于分段和/或级连存储的SDU，用于形成至少一个协议数据单元(PDU)；
首部添加模块，把至少一个首部添加到至少一个PDU上；以及
加密模块，对从首部添加模块输出的至少一个PDU进行加密，然后将结果通过多个用于传送的信道中的至少一个发送到下层。
25.根据权利要求24的无线电通信系统的发送设备，其中该至少一个PDU包括至少一个首部和数据，且该至少一个首部包括序列号(SN)和可选的长度指示符。
26.根据权利要求25的无线电通信系统的发送设备，其中该SN在加密模块中没有被加密。
27.根据权利要求24的无线电通信系统的发送设备，其中该接入点是UM-SAP，所述结果被发送到对应于接收侧的无线电通信系统的无线链路控制实体，并且多个信道中的至少一个信道是DTCH、DCCH、CCCH和CTCH中的至少一个。
28.根据权利要求24的无线电通信系统的发送设备，其中至少一个首部包括至少一个PDU的序列号(SN)。
29.根据权利要求28的无线电通信系统的发送设备，其中该SN没有被加密模块所加密。
30.一种在具有无线链路控制层的无线电通信系统中发送数据的方法，包括：
把从上层通过接入点接收的服务数据单元(SDU)进行分段和/或级连，用于形成至少一个协议数据单元(PDU)
把至少一个首部添加到分段和/或级连的SDU以形成至少一个PDU；
把具有至少一个首部的至少一个PDU存储在数据存储缓冲器中；
对至少一个PDU进行加密；和
将结果通过多个用于传输的信道中的至少一个发送到下层。
31.根据权利要求30的无线电通信系统中发送数据的方法，其中该至少一个PDU包括至少一个首部和数据，且该至少一个首部包括序列号(SN)和可选的长度指示符。
32.根据权利要求31的无线电通信系统中发送数据的方法，其中该SN的加密在加密步骤中被排除。
33.根据权利要求30的方法，其中该接入点是UM-SAP，所述结果被发送到对应于接收侧的通信系统的无线链路控制实体，并且多个信道中的至少一个信道是DTCH、DCCH、CCCH、SHCCH和CTCH中的至少一个。
34.根据权利要求30的方法，进一步包括以下步骤：存储添加了至少一个首部的至少一个PDU以用于重发，并管理至少一个所存储PDU的重发。
35.根据权利要求30的方法，进一步包括对添加了首部的PDU和为重发而存储的PDU进行多路复用，并将它们发送到发送数据存储模块。
36.根据权利要求30的方法，进一步包括在加密步骤之前，在至少一个PDU的至少一个首部设置至少一个字段。
37.一种在具有无线链路控制层的无线电通信系统中接收数据的方法，包括：
对通过多个信道中的至少一个从下层接收的无线链路控制层的加密的PDU进行解密；
把解密的PDU存储在数据存储缓冲器中；
从PDU中去除首部；
把去除了首部的PDU重组为服务数据单元(SDU)；和
把重组的SDU通过接入点发送到上层。
38.根据权利要求37的方法，其中每个加密的PDU包括首部和数据，且该首部包括序列号和可选的长度指示符。
39.根据权利要求38的方法，其中该序列号的没有被加密而数据和可选的长度指示符被加密。
40.根据权利要求37的方法，其中多个信道中的至少一个是DTCH、DCCH、CCCH、SHCCH和CTCH中的至少一个，该加密的PDU从发送侧来发送，且该接入点是UM-SAP。
41.根据权利要求37的方法，进一步包括以下步骤：读取从首部去除步骤中去除的首部数据。
42.根据权利要求41的方法，其中该解密步骤包括把控制PDU发送到RLC控制模块，并仅对数据PDU进行解密。
43.根据权利要求40的方法，其中多个信道中的至少一个是DCCH和DTCH中的至少一个，而且该接入点是AM-SAP。
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