专利名称：基于分组净荷的长度确定分配给分组头中字段的大小的方法和无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及一种在无线通信系统中从主站传送数据信号到副 站的方法.
本发明还涉及一种用于将数据信号传送到副站的主站，所述主站 和副站是这种无线通信系统的一部分，
本发明发现了例如在移动通信、尤其是通用移动通信系统(UMTS) 移动通信领域中的应用.
背景技术：
图1示出用于UMTS的协议栈的示图。无线接口分层为三个协议层 物理层(LI); 数据链路层(L2 ); 网络层(L3)。.
在3GPP规范文档TS25. 301中概括了更详细的描述.
层2被划分为下述子层媒体访问控制(MAC )、无线链路控制(RLC )、 分组数据会聚协议(PDCP)和广播/多播控制(BMC)。层3和RLC被 划分为控制(C-)平面和用户(U-)平面.PDCP和BMC仅存在于U-平 面中。在C-平面中，层3被划分为多个子层，其中表示为无线资源控 制(RRC)的最低子层与层2进行接口并且在UTRAN中终止，在子层之 间的接口处以圆闺来标记用于端对端通信的服务访问点(SAP) , MAC 与物理层之间的SAP提供传送信道，RLC与MAC子层之间的SAP提供逻 辑信道.
还示出提供本地层间控制服务的RRC与MAC之间以及RRC与LI之 间的连接。这些接口允许RRC控制较低层的配置.为此，在RRC与每 一较低层(PDCP、 RLC、 MAC和LI)之间定义单独的控制SAP, RLC子 层可以提供重传功能以及分段/重组功能。MAC子层提供逻辑信道到适当传送信道的映射、适当的传送格式组合的选择、以及较高层协议数
据单元(PDU)到传送信道PDU (称为传送块)的复用/从传送信道PDU 到较高层PDU的解复用.这意味着MAC PDU被定义为RLC PDU加上MAC 头.
RLC向较高层提供三个主要的递交服务，
TM(透明模式)不将头信息添加到较高层PDU;然而，如果需要， 则它可以对信息进行分段，其中，从传送格式来确定段的大小。
UM(非确认模式)如上面的TM那样，但也允许较高层PDU的级 联；因此需要头。
AM (确认模式)提供较高层PDU的分段和重组、级联、纠错、 依次递交、副本检测、流控制、以及加密.
图2示出当前在下行链路(用于高速下行链路分组访问HSDPA)中 为UMTS release 6定义的MAC头和数据净荷.所述MAC头包括
VF (版本标志)，用于扩展能力；
队列ID,用于在UB (用户设备)側标识重排队列；
TSN(传输序列号)，用于重排目的(即接收到的MACPDU按照它 们的关联TSN而被重排)；
SIDK (大小索引标识符)，指示一组相同长度的连续PDU的大小；
NK，表示连续PDU的数目；
Fk，指示是SIDk还是PDU跟随的标志(O-SID跟随，l-PDU跟随).
已经提议在UMTS的release 7中如下设计MAC和RLC,将增强 RLC-AM (无线链路控制确认模式)以支持灵活的PDU大小(PDU包括在 协议栈中的各层之间传递的数据和控制信息)。将增强MAC-hs (即控 制高速下行链路共用信道HS-DSCH的基站中的MAC实体)以支持RLC PDU分段.为了能够指示RLCPDU的大小，需要更新SID和N字段(SID 标识逻辑信道和N个连续RLC PDU的大小，N是连续RLC PDU的数目). 似乎很有可能通过使用MAC-hs头中的VF标志来保持后向兼容性。
RLC的设计应该考虑在给定实现方式中用于层2数据处理的可用 存储器、所支持的最大RLC窗大小(即接收机当前可接受的序列号的 范围)和RLC往返时间。如果对于给定量的数据，RLCPI)IJ的数目增加， 则RLC传输窗将更快地前进，并且接收机在状态报告中生成更多的 ACK/NACK (确认/否定确认)，有必要减小L2 RLC RTT以避免RLC窗停止.RLC窗停止是在RLC实体必须等待(即窗不能前进)PDU的重传 和肯定确认的时候，可以如下估计最大可持续速率速率-窗大小"DU 大小/RTT (假定0 RLC层重传)。
在典型地假定RLC窗大小为2047 (最大值为4095 ) 、 RLC与UE 之间100ms往返延时、以及320比特RLC PDU大小的情况下，误差较 少的流将维持2047*320/0. 1=6. 55Mbps ( 640比特的PDU为13. 1Mbps ) 的最大数据速率.
如上可见，当在Release-7 UMTS中使用MIMO或者高阶调制(64QAM) 时，RLC最大可持续数据速率没有高到足够支持所期望的数据速率(大 于14Mbps).因此，必须对层2进行某些改进，
发明内容
本发明的目的在于提供一种在无线通信系统中从主站传送数据信 号到副站的改进方法.
根据本发明第 一方面，提供一种在无线通信系统中从主站传送数据 信号到副站的方法，所述数据信号包括头和与所述头关联的协议数据 单元，所述头包括一组字段，其中，所述方法包括基于所述协议数 据单元的长度来确定分配给该组的至少一个字段的大小，
这种方法通过优化作为所述协议数据单元长度的函数、的所述头中 包含的字段，减少了头中的开销量。
更具体地说，该方法提出了一种灵活的MAC头格式，这允许对于可 能的RLC PDU大小的范围、复用和分段进行优化.基于不是MAC头中 可以以信号发送的字段内容的所有组合在所有情况下都有用的认识， 本发明允许减小MAC头大小，并且因此可以通过减小至少一个字段的 大小来减小MAC头大小.在某些情况下，这种减小源于对头的不同字 段间的依赖性的认识例如，在需要第一字段能够以信号发送大范围 的值(需要大的字段大小)的特定情况下，可以确定可减小笫二字 段中所需的值的范围，并且因此可以减小第二字段的大小.
根据本发明实施例，针对协议数据单元的第一长度所确定的分配给 分段指示字段的大小小于针对协议数据单元的第二长度所确定的分配 给分段指示字段的大小，所述笫二长度大于所述第一长度，所述分段 指示对所述协议数据单元再分成多少个段进行指示。根据本发明另一实施例，针对协议数据单元的笫一长度所确定的分 配给传输序列号字段的大小大于针对协议数据单元的笫二长度所确定 的分配给传输序列号字段的大小，所述第二长度大于所述第一长度， 所述传输序列号用于重排所述协议数据单元.
本发明是基于以下认识当协议数据单元大时，则典型地需要较小 范围的传输序列号和更多的分段，与之相反，小的协议数据单元需要 较大范闺的传输序列号和更少的分段或没有分段。
根据本发明另 一实施例，基于所述协议数据单元的长度来确定格式 字段的值，所述格式值指示分配给该組的至少一个字段的大小。
有利的是，所述无线通信系统是通用移动通信系统.
根据本发明笫二方面，提供一种主站，用于将数据信号传送到副站， 所述主站和副站是无线通信系统的一部分，所述数据信号包括头和与 所述头关联的协议数据单元，所述头包括一组字段，其中，所述主站 包括用于基于所述协议数据单元的长度来确定分配给该組的至少一个 字段的大小的装置。
所述主站可以是移动电话或者基站.所述用于确定的装置例如是控 制器或者处理器.
根据本发明第三方面，提供一种在无线通信系统中使用的数据信 号，所述数据信号包括头和与所述头关联的协议数据单元，其中，所 述头包括
-长度指示，其指示协议数据单元的长度，
-传输序列号，用于重排协议数据单元，和/或对所述协议数据单 元再分为多少个段进行指示的分段指示，
其中，基于所述长度指示来确定分配给所述长度指示、传输序列号 和分段指示之一的大小.
本发明最后涉及一种可直接加栽到主站内部存储器的计算机程序 产品，包括软件代码部分，用于当所述产品在所述主站上运行时执行 所述方法的所有步骤。
将通过参照在此描述的实施例来阐述本发明，并且本发明的这些和 其他方面将从在此描述的实施例而清楚.
现将仅通过示例并参考附图来描述本发明实施例，其中 图1是用于UMTS的协议栈的框图， 图2示出根据UMTS release 6的MAC头的结构， 图3至图6示出根据本发明不同实施例的MAC头的结构.
具体实施例方式
在Release-7 UMTS中，为了支持更高的数据率，正在重设计 RLC-AM，以能够使用灵活的RLC PDU大小.这将需要新的MAC头来支 持RLC PDU在HARQ (混合自动重复请求)进程上的传输.
本发明提出了灵活的MAC头格式，其允许根据待传送的数据类和/ 或数据分组大小对可能的RLC PDU大小的范围进行优化.这包括例如 待传送的RLC PDU大小、和/或可用传送块大小，和/或逻辑信道。
本发明考虑下述方面.如果可以通过信号发送的传输序列号TSN 的范闺太小(即MAC头中的序列号字段太短)，则可能的是，当传送 许多RLCPDU时，TSN回绕，因此，接收MAC实体不能为RLCPDU重构 正确的顺序。另一方面，如果可以通过信号发送的TSN的范围太大， 则使用比所需更多的比特，这样增加了信令开销量，并且因此减小了 整个数据传输的效率.相似地，如果分段比特的数目太小，则对于大 分组，RLCPDU可被划分为段的数目可能太有限，而如果分段比特的数 目大，则对于未分段的小的RLCPDU， MAC头的开销可能不必要地增加。 因此，本发明的目标在于，减少MAC头开销，同时仍然提供灵活的分 段和序列编号.
本发明基于如下事实，当RLC PDU较大时，则典型地需要较小的 TSN范围和更多的分段，而小的RLCPDU典型地需要较大的TSN范围和 很少的分段或没有分段。
图3示出根据本发明的MAC头结构，
Release-6字段N (表示连续的MAC-d PDU的数目)被替换为长度 指示符LI,其工作在例如字节对齐的基础上，允许MAC-hs分段中的字 节准确度.长度指示符可以指示整个RLC PDU的长度(如果预先确定 分段将被分为相等大小的段)、或当前MAC PDU内包含的RLC PDU的 段的长度.此外，示出了例如包括2比特的分段字段，其可以按与来 自Release-6的RLC中的相似方式指示多达4个段----MAC-hs SDU的"第一段"、"笫一中间段"、"笫二中间段"和"最后段".或者，
如果分段被预先确定为把RLC PDU再分成仅三个段，則可以使用可用 的四个值中的仅三个，
因此，在图3的下半部分中示出MAC头中的附加2比特格式(FMT) 字段.这个格式用来指示TSN和分段指示的4种可能的组合.在上面 的示例中，示出下述4种情况
格式0 (例如00)与5比特TSN对应，用于以下情况不执行分 段，因此假定小的RLCPDU，并且因此，需要最大比特数目来以信号发 送TSN,以避免窗回绕.
格式1 (例如01)是分配2比特来以信令通知RLC PDU的分段的 情况。在此情况下，由于假定RLC PDU较大，因此TSN需要较少量的 信令。
格式2(例如IO)示出以信号发送更多的分段，并且因此，RLCPDU 传输序列号的范围将比格式l中的甚至更小.
格式3 (例如11)示出没有定义序列号并且所有剩余的比特用于 分段指示的极端情况.典型地，虽然在此情况下它可以更高效，从而 还缩短MAC头以减小整个信令负栽.这种格式对于不需要重排序的特 定数据流(例如对延时高度敏感的业务)可能是适当的.
或者有利地，并非使用FMT字段，而是可以通过RRC信令来配置 MAC头的格式.这可以通过添加FMT字段来避免增加MAC头开销.更具 体地说，RRC信令的替代方案是以半静态方式预定义格式.例如当建立 UE与网络之间的初始连接时，过程必需为用户平面或控制平面中数据 的传输建立无线承栽.当建立这种无线承栽时，则针对该无线承栽中 携带的数据也同时建立了 MAC头的格式.典型地只要无线承栽在使用 中，则这种头格式就被使用该无线承栽的生存持续时间.
还可能具有使用FMT字段和RRC信令的某种组合，其中，RRC信令 指示格式的范闺，因此格式指示符指示所标识出的范围的子范围.
根据本发明实施例，利用RLC PDU的大小与所需的分段SEG的量 之间的依赖性.当将RLC PDU分段为许多部分时，于是典型地，使用 较大的RLCPDU，这需要更多的比特来以信号传送可能的长度范围，而 当执行较少分段时，RLCPDU典型地较小，这需要以信号传送较小的长 度范围。归纳起来大的RLC PDU ->大的LI,大的SEG 小的RLC PDU ->小的LI，小的SEG
因此，可以不必独立于LI字段的长度来配置SEG字段的长度，而 是可以从一个字段的长度推出另一个字段的长度，
在该实施例的扩展中，逻辑信道ID (LCid)用来指示LI的大小， 如图4中的示例所示，例如，定义LCid的范围，其中该范闺的部分可 以指示使用了较小大小的LI，典型地当传送较小的PDU时使用较小大 小的LI.归纳如下
大的RLC PDU ->使用第一组LCid ->大的LI，大的SEG 小的RLC PDU ->使用第二组LCid ->小的LI，小的SEG 在图4所示的示例中，5比特用于逻辑信道ID,从而可以通过信 号传送32个逻辑信道的范围，如果例如这32个逻辑信道中的某些典 型地只携带较小的PDU,则该PDU的长度所需的信令量典型地更小得 多，因此用于指示长度的字段(LI字段)的大小等同地可以更小得多. 在所示示例中，当使用另一范围为3的LCid时，则可以在没有分段指 示的情况下单独发送长度指示符，
在另一实施例中，LI字段的长度可以确定SEG字段的解释.例如， 对于不适合于MAC-hs PDU的大的PDU，则更可能需要分段。对于较小 的RLCPDU，通常不大可能需要分段。然而，当小的RLC被组装到MAC-hs PDU中时，可能有空间可用于在同一 MAC-hs PDU中待传送的多于一个 的这些RLC PDU.于是SEG字段可以再用作被级连到MAC-hs PDU内的 相同LCid的连续RLC PDU的数量的指示.作为这种情况的一个示例， 图5指示了使用分段字段的两种可能的示例，在第一示例中，RLC PDU 被分段为MAC-hs PDU 1和MAC-hs PDU2， SBG字段充当段标识符，而 在第二示例中，三个较小的RLCPDU (编号1， 2, 3)被级连到MAC-hs PDU,在第二种情况下，SEG字段不再是分段的指示，而是变为用于指 示MAC-hs PDU中包含的RLC PDU的确切数目(更像复用标识符)。这 可被归纳为
如果LI长度(或指示给定的LI长度的LCid ) >阈值则SEG-分段 指示，
如果LI长度(或指示给定的LI长度的LCid ) <阈值则SEG-连续 级连的RLC PDU的数目指示，其中，阈值是LI的预定义的测度，在它之上，RLC PDU的大小通常足 够大，从而需要分段而不是级连.
图6示出本发明实施例的另一方面，由此，附加的2比特格式(FMT) 字段被引入到MAC头中，以对长度和分段指示的4种可能的组合进行 指示.在上面的示例中，定义了下述4种情况
格式0: IO比特LI用于该情况，其中执行多达3比特的分段，因 此可能存在大范围的可能的RLC PDU大小，并且需要最大数目的比特 来以信号传送长度指示和可能的MAC分段.
格式l,其中，分配2比特，以通过信号传送MAC层分段.在此情 况下，需要较少总量的信令用于长度指示(9比特).
格式2示出没有以信号传送的分段，并且因此，需要以信号传送 的RLC PDU大小的长度的范围将甚至更小(5比特).
格式3示出极端情况，其中，定义RLC PDU的仅一个长度，没有 比特用于长度或分段指示.这减小了 MAC头的大小，并且因此减小了 整个信令负载。这种格式可以适合于不需要分段的、总是具有固定长 度传输分组大小的特定数据流。
或者，如上文中描述的那样，可以通过RRC信令而不是使用FMT 字段来配置MAC头的格式.
应注意，已经描述的实施例的替换实现方式是这样的情况在MAC 头中没有定义分段字段，并且仅LI字段的大小改变.
一个或多个下述因素可以针对新的优化的MAC头确定格式的选择
-待传送的最大RLC PDU的大小；
-待传送的逻辑信道，当在无线承栽建立时定义逻辑信道的情况 下，可以通过RRC配置所述逻辑信道。
-可用传送块大小，如果较小，则需要产生更多的分段来允许高 效地传送RLC PDU.
注意，虽然以上的描述是就"下行链路"(即从基站到移动站的 传输)而言的，但本发明同样可应用于上行链路(即从移动站到基站 的传输)。
应注意，上面提到的实施例说明本发明，而不是对其进行限制， 并且在不脱离所附权利要求所定义的本发明的范围的情况下，本领域 技术人员将能够设计许多替换实施例.例如，本发明实施例涉及一种在无线通信系统中从主站传送数据信号到副站的方法，所迷数据信号 包括数据分组，所述数据分组包括头和至少一个协议数据单元和/或至 少协议数据单元的一部分，所述头包括一组参数，其中，所述方法包
括基于至少一个其它字段的大小和/或至少一个参数的值，来确定分 配给用于传送该组至少一个参数的字段的大小。该组参数包括传输 序列号字段、分段指示字段、长度指示字段和逻辑信道ID字段中的一 个或多个.
在权利要求中，任何置于括号内的标号不应理解为限制权利要求. 词语"包括"和"包含"等等不排除作为整体在任何权利要求或说明 书中列出的元件或步槺之外的任何元件或步骤的存在.元件的单数形 式不排除所述元件的复数形式，反之亦然。
可以通过包括若千不同元件的硬件和适当地编程的计算机来实现
本发明。在枚举了若干装置的设备权利要求中，可以通过硬件的同一 个零件来体现若干这些装置。在相互不同的从属权利请求中记栽特定
措施的起码的事实并不表明不可以有利地使用这些措施的组合。
权利要求
1.一种在无线通信系统中从主站传送数据信号到副站的方法，所述数据信号包括头(MAC-hs头)和与所述头关联的协议数据单元，所述头包括一组字段(TSN，SEG，LI，LCid)，其中，所述方法包括基于所述协议数据单元的长度来确定分配给该组的至少一个字段的大小。
2. 如权利要求1中要求的方法，其中，针对所述协议数据单元的 第一长度所确定的分配给分段指示字段(SEG)的大小小于针对所述协 议数据单元的笫二长度所确定的分配给分段指示字段的大小，所述第 二长度大于所述第一长度，所述分段指示对所述协议数据单元被再分 为多少个段进行指示.
3. 如权利要求1中要求的方法，其中，针对所述协议数据单元的 第一长度所确定的分配给传输序列号字段(TSN)的大小大于针对所述 协议数据单元的第二长度所确定的分配给传输序列号字段的大小，所 述第二长度大于所述第一长度，所述传输序列号用于重排协议数据单 元》
4. 如权利要求1中要求的方法，其中，基于所述协议数据单元的 长度来确定格式字段(FMT)的值，所述格式值指示分配给该组的至少 一个字段的大小。
5. 如权利要求1中要求的方法，其中，针对所迷协议数据单元的 第一长度所确定的分配给长度指示字段(LI)的大小小于针对所述协 议数据单元的第二长度所确定的分配给长度指示字段的大小，所述第 二长度大于所述笫一长度，所述长度指示对所述协议数据单元的长度 进行指示。
6. 如权利要求5中要求的方法，其中，逻辑信道标识符字段(LCid ) 用于指示分配给长度指示字段(LI)的大小。
7. 如权利要求1中要求的方法，其中，所述无线通信系统是通用 移动通信系统.
8. —种主站，用于将数据信号传送到副站，所述主站和副站是无 线通信系统的一部分，所述数据信号包括头(MAC-hs头)和与所迷头 关联的协议数据单元，所述头包括一组字段(TSN， SEG， LI， LCid)， 其中，所述主站包括用于基于所述协议数据单元的长度来确定分配给 该组的至少一个字段的大小的装置.
9. 如权利要求1中要求的主站，其中，所述主站是移动电话。
10. —种在无线通信系统中使用的数据信号，所述数据信号包括头 (MAC-hs头)和协议数据单元，其中，所述头包括-长度指示(U)，指示与所述头关联的协议数据单元的长度； -传输序列号(TSN)，用于重排所述协议数据单元，和/或分段指示(SEG)，所述分段指示对所述协议数据单元再分为多少个段进行指示，其中，基于所述长度指示来确定分配给所述长度指示、传送序列号和 分段指示之一的大小。
11. 如权利要求10中要求的数据信号，其中，所述头包括格式 (FMT),基于所述协议数据单元的长度来确定所述格式的值，所迷格式指示传输序列号(TSN)和分段指示(SEG)的大小。
12. —种可直接加栽到主站的内部存储器的计算机程序产品，包括 软件代码部分，用于当所述产品在所述主站上运行时执行权利要求1 的所有步骤，
全文摘要
本发明涉及一种在无线通信系统中从主站传送数据信号到副站的方法，所述数据信号包括媒体访问控制头(MAC-hs header)和与所述媒体访问控制头关联的协议数据单元，所述媒体访问控制头包括一组字段(TSN，SEG，LI，LCid)，其中，所述方法包括基于协议数据单元的长度来确定分配给该组的至少一个字段的大小。例如，针对所述协议数据单元的第一长度所确定的分配给分段指示字段(SEG)的大小小于针对于所述协议数据单元的第二长度所确定的分配给分段指示字段的大小，所述第二长度大于所述第一长度，所述分段指示对所述协议数据单元再分成多少个段进行指示。
文档编号H04L12/56GK101578824SQ200880001979
公开日2009年11月11日 申请日期2008年1月7日 优先权日2007年1月9日
发明者M·巴克, P·巴克内尔 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司