CN1719762A - 一种基于高速下行数据包接入技术的数据重传方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高速下行数据包接入技术的数据重传方法，该方法包含以下步骤：预先在Iub接口中增加数据NACK信令和NACK数据重传指示信令；在直接物理层重传失败后，NodeB侧MAC－hs实体不清除缓存区的数据，并向RNC侧RLC发送数据NACK信令；RNC侧RLC接收数据NACK信令后，判断是否进行重传，生成NACK数据重传指示信令，在该信令中包含是否进行重传的信息，并向NodeB侧的MAC－hs实体发送NACK数据重传指示信令；NodeB侧MAC－hs实体接收数据重传指示信令后，根据信令中的内容判断是否进行重传，若判断结果为是，则读出缓存区的数据进行再次直接物理层重传；否则清除NodeB缓存区的数据。本发明由于采用了由NodeB侧MAC－hs通知RNC侧RLC层的方法，缩短了数据传输路径，减少了数据传输时延。
Description
技术领域
本发明涉及宽带码分多址通信系统，特别是指一种基于高速下行数据包接入技术的数据重传方法。
背景技术
目前的宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)通信系统中可以提供最高2Mbps数据传输速率，支持高速的分组交换和电路交换，并能够提供许多基于因特网的业务。但是，对于诸如下行的下载或流媒体类业务，需要系统提供更高的传输速率和更少的延迟。为了满足这种上下行数据业务不对称的要求，引入了高速下行链路数据包接入(High Speed Downlink Packet Access，HSDPA)技术，使得在下行链路上可以达到10Mbps甚至更高的速率传输。
HSDPA技术是WCDMA网络建设后期提高下行容量和数据业务速率的一项重要技术。引入了HSDPA技术的WCDMA系统在基站(NodeB)侧增加了一个新的高速媒体接入控制(MAC-hs)实体。如图1和图2所示为在NodeB侧增加了MAC-hs实体后的HSDPA技术支持的两种结构。
图1为HSDPA技术支持的包含了MAC-c/hs实体的系统结构图，如图1所示，NodeB侧MAC-hs实体需要通过控制无线网络控制器(Control RadioNetwork Controller，CRNC)侧MAC-c/hs实体，再与服务无线网络控制器(Service Radio Network Controller，SRNC)侧MAC-d连接，MAC-c/hs实体也提供HSDPA技术的相关功能，帧协议(HS-DACH FP)处理从SRNC到CRNC的数据以及CRNC和NodeB之间的数据传送。
图2为HSDPA技术支持的不包含MAC-c/hs的系统结构图，如图2所示，NodeB侧的MAC-hs实体直接和SRNC的MAC-d连接，CRNC中不包含和HSDPA技术相关的任何内容。SRNC侧的HS-DSCH用户面直接连到NodeB，即SRNC和NodeB直连。
Node B侧新增的MAC-hs功能实体主要负责HSDPA的快速分组调度和HS-DSCH信道的实时控制。根据无线信道的质量状况和等待发射的数据量以及业务的优先等级等因素，快速分组调度算法能够实现共享资源的最优分配。HSDPA技术为了能更好地适应无线信道的快速变化，将调度功能单元放在Node B中而不是无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)中，传输时间间隔也因此缩短到了2ms以内。
引入了HSDPA技术的WCDMA系统在NodeB中还增加了快速混合自动重传(Hybrid Automatic Repeat Request，HARQ)，也称直接物理层重传功能，HARQ是HSDPA的关键技术之一，是一种纠错技术，混合(Hybrid)的意思是该技术综合了前向纠错(FEC)和重传(ARQ)两种方法的特点。所谓自动重传请求(ARQ)就是一次数据传输失败时就要求重传的一种传输机制。
如图3所示为HARQ，即直接物理层重传的流程图，具体实现步骤为：
步骤301、NodeB侧MAC-hs实体向UE发送数据。
步骤302、UE接收NodeB侧MAC-hs实体发送的数据，并对数据进行解码，若解码成功执行步骤303；否则执行步骤304。
步骤303、UE向NodeB侧MAC-hs实体发送数据正确接收应答(ACK)消息，通知NodeB侧MAC-hs实体数据发送成功，NodeB侧MAC-hs实体接收该消息后，执行步骤306。
步骤304、UE保存接收收到的数据，并向NodeB发送数据错误接收应答(NACK)消息通知NodeB侧MAC-hs实体。
步骤305、NodeB侧MAC-hs实体接收NACK消息后，NodeB侧MAC-hs实体判断该次重传是否已超过最大重传次数，或判断是否已达到最大重传时间，或根据高层配置给UE的接收窗和定时器来判断是否已达到UE重传接收限制，若判断结果为是，执行步骤306；否则执行步骤307；
步骤306、NodeB的MAC-hs实体清除保存在缓存区的原数据；
步骤307、NodeB的MAC-hs实体向UE发送保存在缓存区的原数据。
无线链路控制(Radio Link Control，RLC)层的传输模式共有三种：确认传输模式(Acknowledged Mode，AM)、非确认传输模式(UnacknowledgedMode，UM)和透明传输模式(Transparent Mode，UM)。HSDPA在AM下还保留了原来的RLC层重传的功能。当AM传输模式数据在NodeB多次重传失败，重传达到最大重传次数或最大重传时间后，由于UE侧RLC层没有正确接收数据，UE侧会重新发起RLC层的重传请求，进行RLC层重传，如图4所示为该重传方法的流程图，具体实现步骤为：
步骤401、UE侧RLC层没有正确接收数据，在发送给RNC侧RLC层的Status PDU状态报告中请求RNC侧RLC层对数据进行重传；
步骤402、RNC侧RLC层收到UE侧RLC层发送的数据重传请求后，判断该次重传是否已超过最大重传次数，若判断结果为是，执行步骤403；否则结束本流程；
步骤403、RNC侧RLC层将数据传送到NodeB侧MAC-hs实体，NodeB侧MAC-hs实体重新对数据进行缓存，并进行直接物理层重传；
AM模式下的RLC层重传的缺点是由于重传需要由UE侧RLC层通知RNC侧RLC层，RNC侧RLC再重新下发数据到NodeB，NodeB才能重新开始数据传输，中间需要多次经过Uu接口和Iub接口的信令交互和数据传输，这将会导致较大的时延，严重制约了下行传输速率的增长。
在UM下，若数据直接物理层重传失败，即放弃重传该数据，开始传送下一数据。在UM模式下，由于数据只有一轮NodeB直接物理层重传，缺点是会导致大量数据丢失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于高速下行数据包接入技术的数据重传方法，该方法能够减少AM传输模式下RLC层重传的时延，减少UM传输模式下丢失的数据。
为了达到上述目的，本发明提供了一种基于高速下行数据包接入技术的数据重传方法，该方法包括以下步骤：
A、当基站侧高速媒体接入控制实体与用户设备的直接物理层重传失败后，基站侧高速媒体接入控制实体保留缓存区中的数据，并向无线网络控制器侧无线链路控制层发送数据重传请求；
B、无线网络控制器侧无线链路控制层接收到数据重传请求后，向基站侧高速媒体接入控制实体发送数据重传请求应答；
C、基站侧高速媒体接入控制实体接收数据重传请求应答后，基站侧高速媒体接入控制实体继续进行直接物理层重传。
较佳地，在步骤A前，可以进一步包括：
预先在基站和无线网络控制器之间的Iub接口中增加数据重传请求和数据重传请求应答；
其中，数据重传请求为数据错误接收应答信令，所述的数据重传请求应答为错误接收应答数据重传指示信令。
较佳地，数据错误接收应答信令中至少包含消息类型标识、用户承载信息、重传数据大小和数据重传次数消息实体；错误接收应答数据重传指示信令中至少包含消息类型标识、用户承载信息和重传指示消息实体。
较佳地，步骤B在向基站侧高速媒体接入控制实体发送重传请求之前，进一步以下步骤：
无线网络控制器侧无线链路控制层接收数据错误接收应答信令后，根据数据错误接收应答信令中的数据大小消息实体和数据重传的次数消息实体判断是否需要对该数据继续进行重传，并根据该判断结果和接收到的数据NACK信令生成NACK数据重传指示信令。
较佳地，步骤C中，在基站侧高速媒体接入控制实体继续进行直接物理层重传之前进一步包括以下步骤：
基站侧媒体接入控制实体根据错误接收应答数据重传指示信令中的重传指示消息实体中的内容得到是否进行重传的指示，若得到的指示为继续进行重传，则基站侧高速媒体接入控制实体继续进行直接物理层重传；否则基站侧高速媒体接入控制实体对缓存区的数据进行清除。
由上述方案可以看出，本发明中采用了数据直接物理层重传失败后，由NodeB侧MAC-hs实体向RNC侧RLC层直接发起重传请求的方法，在AM传输模式下缩短了重传请求消息的传输路径，减少了Uu接口和Iub接口之间的信令交互和数据传输次数，减少了重传请求消息的传输时延；在UM传输模式下增加了再次重传的机会，即使数据在直接物理层重传失败后，还可以再次进行重传，减少了数据的丢失，增加了数据传输的成功率。
附图说明
图1为HSDPA技术支持的包含MAC-c/hs实体的系统结构图；
图2为HSDPA技术支持的不包含MAC-c/hs实体的系统结构图；
图3为HSDPA直接物理层重传流程图；
图4为HSDPA在AM模式下的RLC层重传流程图；
图5为本发明的具体实施例一的流程图；
图6为本发明的具体实施例二的流程图。
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，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明为一种WCDMA通信系统中基于高速下行链路数据包接入技术的数据重传方法，该方法在AM模式下将HSDPA技术中的RLC层重传机制进行了改进，摒弃了原有的RLC层重传在直接物理层重传失败后，NodeB侧MAC-hs实体清除缓存区中的数据，然后由UE侧RLC层向RNC侧RLC层发起重传的方法，采用在直接物理层重传失败后NodeB侧MAC-hs实体不清除缓存区的数据，由NodeB侧MAC-hs实体向RNC侧RLC层发起数据重传请求，RNC侧RLC层收到请求后向NodeB侧MAC-hs实体返回数据重传请求应答，然后再次进行直接物理层重传的方法；该方法在UM模式下增加了在直接物理层重传失败后，再次发起直接物理层重传的功能，增加功能的具体步骤和AM模式相同，包括：在直接物理层重传失败后，NodeB侧MAC-hs实体不清除缓存区中的数据，由NodeB侧MAC-hs实体向RNC侧RLC层发起数据重传请求，RNC侧RLC层收到请求后向NodeB侧MAC-hs实体返回数据重传请求应答，然后再次进行直接物理层重传。数据重传请求和数据重传请求应答可以使新增加的信令，也可以是在原有的信令或消息中增加新的消息实体。
具体实施例一为本发明在AM模式下的实现方法。如图5所示，具体实现步骤如下：
步骤501、预先在NodeB和RNC之间的Iub接口中增加两条信令，分别为数据NACK信令和NACK数据重传指示信令。
数据NACK信令的作用是通知RNC侧RLC层在AM传输模式下，有数据在UE侧没有正确接收。该信令内容中的基本消息实体包括：
消息类型标识，该消息实体的作用是帮助RNC侧RLC层识别该信令；
用户承载信息，该信息指明需要重传的数据是RNC侧RLC层中哪一个用户的哪一种业务的数据，帮助RLC层区分用户和用户的业务；
重传数据大小，帮助RNC侧RLC层进行重传算法的处理，从而决定是否由NodeB侧MAC-hs实体进行数据重新发送；
数据重传的次数，该消息实体帮助RNC侧RLC层进行重传算法的处理。
NACK数据重传指示信令的作用是通知MAC-hs实体是否对上报了数据NACK信令的数据进行新一轮重传。该信令内容中的基本消息实体包括：
消息类型标识，该消息实体的作用是帮助识别该信令；
用户承载信息，该消息实体指明需要重传的数据是NodeB侧MAC-hs实体中哪一个用户的哪一种业务的数据，帮助MAC-hs实体区分用户和用户的队列数据；
重传指示，该消息实体指示NodeB侧MAC-hs实体是否对重传数据进行重新发送。
步骤502、当NodeB侧MAC-hs实体向UE侧发起直接物理层重传多次，达到设定的最大重传次数或者最大重传时间，直接物理层重传失败后，NodeB侧MAC-hs实体保留缓存区的数据，并向RNC侧RLC层发送数据NACK信令。
步骤503、RNC侧RLC层接收数据NACK信令后，根据数据NACK信令中的数据大小消息实体和数据重传的次数消息实体判断是否需要对该数据继续进行重传，并根据该判断结果和接收到的数据NACK信令生成NACK数据重传指示信令，然后向NodeB侧MAC-hs实体发送NACK数据重传指示信令。
步骤504、NodeB侧MAC-hs实体接收NACK数据重传指示信令后，若该信令中的重传指示为继续进行直接物理层重传，执行步骤505；否则执行步骤506。
步骤505、NodeB侧MAC-hs实体继续进行直接物理层重传，直至直接物理层重传成功或再次达到最大重传次数或最大重传时间。
步骤506、NodeB侧MAC-hs实体对缓存区的NACK数据进行清除。
以上即为本发明在AM传输模式下的实现流程，从中可以看出本发明通过两条信令的交互就完成了原RLC层的重传，减少了Uu接口和Iub接口之间的信令交互和数据传输，减少了数据传输的时延。
具体实施例二为本发明在UM传输模式下的实现方法。如图6所示，具体实现步骤如下：
步骤601、预先在NodeB和RNC之间的Iub接口中增加两条信令，分别为数据NACK信令和NACK数据重传指示信令。
数据NACK信令的作用是通知RNC侧RLC层在UM传输模式下，有数据在UE侧没有正确接收。该信令内容中的基本消息实体包括：
消息类型标识，该消息实体的作用是帮助RNC侧RLC层识别该信令；
用户承载信息，该信息指明需要重传的数据是RNC侧RLC层中哪一个用户的哪一种业务的数据，帮助RLC层区分用户和用户的业务；
重传数据大小，帮助RNC侧RLC层进行重传算法的处理，从而决定是否由NodeB侧MAC-hs实体进行数据重新发送；
数据重传的次数，该消息实体帮助RNC侧RLC层进行重传算法的处理。
NACK数据重传指示信令的作用是通知MAC-hs实体是否对上报了数据NACK信令的数据进行新一轮重传。该信令内容中的基本消息实体包括：
消息类型标识，该消息实体的作用是帮助识别该信令；
用户承载信息，该消息实体指明需要重传的数据是NodeB侧MAC-hs实体中哪一个用户的哪一种业务的数据，帮助MAC-hs实体区分用户和用户的队列数据；
重传指示，该消息实体指示NodeB侧MAC-hs实体是否对重传数据进行重新发送。
步骤602、当NodeB侧MAC向UE发起的直接物理层重传达到设定的最大重传次数或者最大重传时间，直接物理层重传失败后，NodeB侧MAC-hs实体保留缓存区的数据，并向RNC侧RLC层发送数据NACK信令。
步骤603、RNC侧RLC层接收数据NACK信令后，根据数据NACK信令中的数据大小消息实体和数据重传的次数消息实体判断是否需要对该数据继续进行直接物理层重传，并根据判断结果和接收到的数据NACK信令生成NACK数据重传指示信令，然后向NodeB侧MAC-hs实体发送NACK数据重传指示信令。
步骤604、NodeB侧MAC-hs实体接收NACK数据重传指示信令后，读出该信令中的内容，若该信令中的内容为继续进行直接物理层重传，执行步骤605；否则执行步骤606。
步骤605、NodeB侧MAC-hs实体继续进行直接物理层重传，直至直接物理层重传成功或再次达到最大重传次数或最大重传时间。
步骤606、NodeB侧MAC-hs实体对缓存区的NACK数据进行清除。
以上为本发明在UM传输模式下的实现流程，从以上流程可以看出本发明在UM传输模式下增加了数据重传机会，减少了数据的丢失。
在具体的实施过程中可对根据本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。
Claims (5)
1、一种基于高速下行数据包接入技术的数据重传方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
A、当基站侧高速媒体接入控制实体与用户设备的直接物理层重传失败后，基站侧高速媒体接入控制实体保留缓存区中的数据，并向无线网络控制器侧无线链路控制层发送数据重传请求；
B、无线网络控制器侧无线链路控制层接收到数据重传请求后，向基站侧高速媒体接入控制实体发送数据重传请求应答；
C、基站侧高速媒体接入控制实体接收数据重传请求应答后，基站侧高速媒体接入控制实体继续进行直接物理层重传。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A前，进一步包括：
预先在基站和无线网络控制器之间的Iub接口中增加数据重传请求和数据重传请求应答；
其中所述的数据重传请求为数据错误接收应答信令，所述的数据重传请求应答为错误接收应答数据重传指示信令。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的数据错误接收应答信令中至少包含消息类型标识、用户承载信息、重传数据大小和数据重传次数消息实体；
所述的错误接收应答数据重传指示信令中至少包含消息类型标识、用户承载信息和重传指示消息实体。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B在向基站侧高速媒体接入控制实体发送重传请求之前，进一步以下步骤：
无线网络控制器侧无线链路控制层接收数据错误接收应答信令后，根据数据错误接收应答信令中的数据大小消息实体和数据重传的次数消息实体判断是否需要对该数据继续进行重传，并根据该判断结果和接收到的数据NACK信令生成数据重传指示信令。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，在基站侧高速媒体接入控制实体继续进行直接物理层重传之前进一步包括以下步骤：
基站侧媒体接入控制实体根据错误接收应答数据重传指示信令中的重传指示消息实体中的内容，得到是否进行重传的指示，若得到的指示为继续进行重传，则基站侧高速媒体接入控制实体继续进行直接物理层重传；否则基站侧高速媒体接入控制实体对缓存区的数据进行清除。
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