利用报头指示符的有效的数据块传输方法

专利名称：利用报头指示符的有效的数据块传输方法
技术领域：
本发明涉及用于提供无线通信业务的无线(无线)通信系统和终端，更具体地说，涉及用于在从通用移动通信系统(UMTS)演进而来的演进型通用移动通信系统(E-UMTS)、 或长期演进(LTE)系统的基站与终端之间交换数据块或数据单元的方法，该方法能生成数 据块以提高无线资源的效率。
背景技术：
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移动通 信系统(E-UMTS)的示例性网络结构。E-UMTS系统是从现有的UMTS系统演进而来的系统，并 且3GPP标准组织目前正在进行E-UMTS系统的标准化工作。E-UMTS还可以被称作LTE (长 其月演进Long-Term Evolution)系统。可以将E-UMTS网络大致划分成E-UTRAN和核心网(CN)。E-UTRAN —般包括终端 (即，用户设备(UE))、基站(即，eNode B)、位于E-UMTS网络一端并与一个或更多个外部 网络相连接的服务网关(S-GW)、以及对移动终端执行移动性管理功能的移动性管理实体 (MME) ο 一个eNode B可包含一个或更多个小区。图2示出了在根据3GPP无线接入网络标准的、终端与E-UTRAN之间的无线接口 协议的示例性结构。图2所示的无线接口协议在水平方向上包括物理层、数据链路层和网 络层，在垂直方向上包括用于发送用户数据的用户面和用于传输控制信令的控制面。可以 基于在通信系统中公知的开放系统互联(OSI)标准的低三层，来将图2中的协议层分成 Ll (层 1)、L2(层 2)和 L3(层 3)。下面，将具体介绍图2的无线协议控制面以及图3的无线协议用户面的具体各层。物理层(层1)使用物理信道来向上层提供信息传送服务。物理层经由传输信道 与位于物理层上方的介质访问控制(MAC)层相连接，并且经由传输信道在物理层与MAC层 之间传输数据。此外，在各个不同的物理层之间(即，在发送端(发射机)与接收端(接收 机)各自的物理层之间)，通过物理信道来发送数据。层2的介质访问控制(MAC)层经由逻辑信道来向无线链路控制(RLC)层(作为更 上层)提供服务。层2的RLC层支持可靠数据传输。应当注意，如果通过MAC层来实现并 执行RLC功能，则RLC层本身无需存在。层2的PDCP层执行能够减小不必要的控制信息 的报头压缩功能，这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)而发送的数据。仅在控制面内定义了位于层3的最底部的无线资源控制(RRC)层，RRC层针对无线 承载(RB)的配置、重新配置及释放相关联地对逻辑信道、传输信道及物理信道进行控制。 这里，RB表示由层2所提供的、用于在移动终端与UTRAN之间进行数据传输的服务。下面，更具体地介绍用在MAC实体中的介质访问控制(MAC)协议数据单元(PDU)。 图4示出了用在MAC实体中的一般协议数据单元(PDU)的格式。参照图4，逻辑信道 ID(LCID)字段表示对应MAC SDU的逻辑信道实例，长度(L)字段表示以字节为单位的对应MAC SDU的长度。扩展(E)字段表示在MAC报头中是否存在更多的字段。如图5所示，在生 成MAC PDU的过程中，如果对应MAC SDU或者MAC控制元素(control element)的尺寸小 于或等于127，则使用7比特的L字段。否则，则使用包括15比特的L字段在内的MAC子报 头。并且，图6所示的MAC子报头用于包含在MAC PDU或者包括在固定尺寸的MAC控制元 素中的MAC SDU的MAC子报头。接下来，将具体介绍用于图4、图5和图6的各个字段。首先，LCID字段表示对应MAC SDU的逻辑信道数据的类型，或者表示包含在对应MAC控制元素(MAC CE)中的数据的 类型。E字段表示当前MAC子报头之后是否紧接着另一个MAC子报头。格式(F)字段表示 随后的L字段的长度。保留(R)字段表示保留比特，并且是未使用的比特。通常，每次发送MAC PDU时，基站经由作为物理层的控制信道的PDCCH来将该MAC PDU的尺寸通知给终端。也就是说，因为经由PDCCH发送的、MAC PDU的尺寸是已知的，因此 无需在MAC PDU中包括用于表示该MAC PDU的全部尺寸的任何信息。但是，经由PDCCH所发送的信息量受到限制。也就是说，在经由PDCCH所发送的信 息中的MAC PDU的尺寸(即，用于表示传输块(TB)的尺寸的信息比特数量)受到限制。例 如，如果将MAC PDU的最大尺寸设为2000个字节，则需要11比特来表示以1个字节为单位 的MAC PDU的尺寸。在这种情况下，如果实际使用的比特数量是6，则可以按照32个字节为 单位来表示MAC PDU的尺寸。同时，上层(具体而言，RLC层)将用于发送的MAC SDU生成为MAC实体所请求的 尺寸。但是，由于实际存储在RLC中的数据量较小，所以如果生成的MAC SDU的尺寸小于 MAC所请求的尺寸，则MAC实体通过对其添加填充比特(padding bit)来生成MAC PDU。但是，现有技术存在以下问题。图7示出了现有技术的MAC PDU的示例性结构。参照图7，假设MAC PDU的尺寸 (即，传输块(TB)的尺寸)是N+M+1八元组(octet)。在现有技术中，将不具有L字段的 MAC子报头用于最后一个MAC SDU0这里，根据最后一个MAC SDU的尺寸，1个八元组的存在 将是不清楚的。例如，在图7(a)和图7(b)中，假设RLC PDU 1至RLC PDU N-I的尺寸相同，并且， 与图7(a)中的最后一个RLC PDU (BP, RLC PDUN)相比，图7 (b)中的最后一个RLC PDU(即， RLC PDU N)的尺寸小1。图7(b)中，假设MAC子报头加上相关的MAC SDU (RLC PDU)或者 MAC控制元素的总尺寸与传输块的尺寸相同。这里，如果将RLCPDU N的尺寸减1，则这意 味着在MAC PDU中产生了 1个字节的空间。如果发送侧MAC实体没有指出在最后一个MAC PDU中存在1个字节填充，则接收侧MAC实体无法区分出图7 (a)和图7(b)所示的两种情 况。此外，接收侧MAC实体会将这两种情况解码成相同的RLC PDU0此外，如果添加额外的报头、以表示在图7中的最后一个MAC PDU中存在填充，则 将出现图8所示的问题。也就是说，在图7(b)中，为了包括用于填充的MAC子报头，位于紧 邻该MAC子报头之前的、所包含的MAC子报头应当包含L字段。如图8(b)所示，假设应当 减小RLCPDU N (S卩，包含在末尾的MAC SDU)的尺寸。此外，在这种情况下，不需要填充。也 就是说，根据现有技术，如果在MAC PDU中存在1个字节或2个字节的空间，则在生成MAC PDU时会出现问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种当基站和终端生成并发送MACPDU时能够有效 地表示在MAC PDU中存在填充数据的方法。更具体而言，本发明在于提供一种当MAC PDU 中存在1个字节或2个字节的空间时有效地处理该1个字节或2个字节的空间的方法。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生成协议数据单元(PDU)的方法，该方法包括以下 步骤接收步骤，从上层接收至少一个业务数据单元(SDU)；添加步骤，将报头添加到所述 至少一个接收到的SDU、以生成所述协议数据单元；确定步骤，确定是否需要填充单个字节 或两个 字节以完成生成所述协议数据单元；以及插入步骤，如果确定为需要填充单个字节 或两个字节，则将至少一个填充指示符插入到所述协议数据单元、以表示填充单个字节或 两个字节。


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移动通 信系统(E-UMTS)的示例性网络结构；图2示出了现有技术的、终端与E-UTRAN之间的无线接口协议的控制面结构的示 例图；图3示出了现有技术的、终端与E-UTRAN之间的无线接口协议的用户面结构的示 例图；图4示出了用于介质访问控制(MAC)实体的示例性协议数据单元(PDU)格式；图5示出了用于介质访问控制(MAC)实体的示例性MAC子报头格式；图6示出了用于MAC实体的另一个示例性MAC子报头格式；图7 (a)和图7 (b)示出了现有技术的一个MAC PDU的示例性结构；图8 (a)和图8 (b)示出了现有技术的另一 MAC PDU的示例性结构；图9示出了根据本发明的第一实施方式的生成MAC PDU的方法；图10示出了根据本发明的第二实施方式的生成MAC PDU的方法；图11和图12示出了根据本发明的第三实施方式的生成MAC PDU的方法；以及图13示出了根据本发明的第四实施方式的生成MAC PDU的方法。
具体实施例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，通用移动通信系统、通信装置和通信 方法)。但是并不限于此，本发明可以应用于可应用本发明的各个技术特征的全部有线/无 线通信中。本发明的目的在于，提供一种当基站和终端生成并发送MAC PDU时能够有效地表 示在MAC PDU中存在填充数据的方法。为此，本发明提出了使用填充指示符。更具体而言， 该填充指示符表示出填充数据的尺寸，即，有多少填充字节包括在MAC PDU中。这里，如果 在MAC PDU中存在任何填充数据，则发送侧MAC实体在MAC PDU中加入被称作“填充扩展(ΡΕ)”字段的字段。这里，PE字段包括在MAC PDU的最后一个报头中。PE字段表示了紧接 的下一个字段是否是另一个PE字段或者该PE字段本身是否是包括在该MAC PDU中的最后 一个PE字段。此外，对于通过从包括在使用PE字段的MAC PDU中的PE字段的数量中减去 1而得到的值而言，该值可能是包括在MAC PDU中的填充字节。在包含于MAC PDU的多个 PE字段中，在MAC PDU中可以包括根据PE字段(其中下一个字段被设为PE字段)的数量 的填充。
参照附图，对根据本发明的优选实施方式的结构和操作进行说明。图9示出了根据本发明的第一实施方式的生成MAC PDU的方法。图9中，省略了 MAC子报头的R字段。图9 (a)示出了当MAC PDU中不包括填充时的情况，图9 (b)示出了 当包括1个字节的填充时的情况。图9 (a)中，将第一 PE字段设为0，这表示下一个字段不 是PE字段，因此，在MAC PDU中不包括填充字节。反之，图9(b)中，将第一 PE字段设为1， 这表示下一个字段是PE字段。同样，将第二 PE字段设为0，这表示第二 PE字段是MAC PDU 的最后一个PE字段，从而表示在MAC PDU中不包括第三PE字段。因此，在图9 (b)，在MAC PDU中存在1个字节的填充。在这种处理期间，并不将用于MAC报头的字节对准(byte alignment)的MAC报头 填充视为填充。此外，在上述处理期间，如果MAC子报头的总尺寸、并且由MAC子报头所表 示的MAC业务数据单元(SDU)或MAC控制元素(CE)的总尺寸等于传输块(TB)的尺寸，则 可以不包括PE字段。本发明提出了另一种有效地表示存在填充的方法。具体而言，在MAC PDU生成的 处理中，提出在大部分情况下使用填充LCID、并且在考虑到当填充字节是0、1或2个字节时 出现问题的情况下使用2比特的填充指示符。也就是说，利用2个比特的填充指示符(PI) 来设置MACPDU报头的最后一个字段，并且由该最后一个字段来表示实际包括的填充字节。图10示出了根据本发明的第二实施方式的生成MAC PDU的方法。参照图10，所包 括的PI作为MAC报头的最后一个字段，并且，PI的值表示包含在最后一个MAC PDU中的填 充字节的数量。在图10(a)中，如果将PI设置为0，则在MAC PDU中存在0个字节的填充， 在图10(b)中，如果将PI设置为1，则在MAC PDU中存在1个字节的填充。此外，在图10(c) 中，如果将PI设置为2，则在MAC PDU中存在2个字节的填充。即使在图10中假设了 2比 特的PI，但是仍然还可以使用1比特的PI。在这种情况下，1比特的PI可表示是否存在1 个字节的填充，或者仅表示是否存在填充。下面将介绍根据本发明的另一个方案。参照图11和图12，将存在于各个MAC子报 头中的多个R字段中的一个用于表示在MAC PDU的最后部分存在1个字节的填充。图11 中，P字段是填充指示符比特，并且，MAC子报头仅用于包含在MAC PDU内的最后一个MAC子 报头中。图12例示了图11中的MAC子报头的示例性结构。优选的是，在图11和图12中， 如果最后一个LCID字段的值指示了填充，则不使用P字段。此外，在最后一个子报头中使用 的LCID可以是用于表示存在于该MAC PDU中的填充是1个字节这一情况的特殊LCID值。根据本发明的另一方案在于，分配另一个填充LCID，S卩，定义了与用于表示填充的 现有技术LCID不同的另一个填充LCID。在这种情况下，当位于MAC PDU内的填充小于两个 字节时，使用第一填充LCID，并且，当位于MAC PDU内的填充大于两个字节时，使用另一个填充LCID。图13示出了根据本发明的生成MAC PDU的方法。将包含在各个MAC子报头中的多个R比特中的一个用作填充指示符比特(PIB)。优选的是，当将E字段设为0时，在MAC 子报头中包括该填充指示符比特，并且，当未将E字段设为0时，在MAC子报头中未使用填 充指示符比特。这里，如果使用了填充指示符比特(即，将E字段设为0)，则不包括L字段， 并且，PIB字段表示出已经使用了填充指示符比特的MAC子报头之后是否紧接着具有填充 LCID的MAC子报头。也就是说，E字段表示出在特定MAC子报头中存在L字段。在现有技术中，当在最 后一个MAC子报头中不存在L字段时，由于在该MACPDU中剩余了 1个字节从而出现了问题。 为了解决该问题，本发明将填充指示符比特包括在E字段被设为0的MAC子报头中，然后， 在该MAC子报头中包括另一个1字节的MAC子报头，由此利用保留在该MACPDU中的1个字 节来生成完整的MAC PDU0也就是说，并不进行填充，而是包括具有填充LCID的MAC子报 头。填充指示符比特表示出下一个字段或者子报头是否是用于指示填充的子报头。在以上处理期间，用于表示当在MAC PDU中仅存在1个字节的填充时的LCID值可 能与用于表示普通填充的LCID值不同。此外，用于指示当在MAC PDU中仅存在1个字节的 填充时的LCID值可能与用于指示普通填充的LCID值相同。也就是说，将设置为特殊值的 LCID用于指示1个字节的填充。根据本发明，MAC PDU可由MAC报头、一个或更多个MAC业务数据单元(MAC SDU)、 一个或更多个MAC控制元素、以及可选的填充组成。这里，MAC报头和MAC SDU这两者的尺 寸都是可变的。MAC PDU报头可由一个或更多个MAC PDU子报头组成，并且，各个子报头对 应于MAC SDU、MAC控制元素或者填充。MAC PDU子报头可由六个报头字段R/R/E/LCID/F/ L组成，但是，对于MAC PDU中的最后一个子报头以及对于固定尺寸的MAC控制元素，MAC PDU中的最后一个子报头以及固定尺寸的MAC控制元素的子报头可以仅由4个报头字段R/ R/E/LCID组成。可能遵循情况的是，与填充对应的MAC PDU子报头由4个报头字段R/R/E/ LCID组成。MAC PDU子报头具有与对应的MACSDU、MAC控制元素和填充相同的次序。除了 填充BSR (buffer statusreport 缓冲器状态报告)之外，始终将MAC控制元素放置在任意 MACSDU之前。填充BSR可以出现在MAC PDU的结尾。除了在要求单个字节或者两个字节的 填充、但是不能通过在MAC PDU的结尾进行填充来实现单个字节或者两个字节的填充的情 况之外，填充可以出现在MACPDU的结尾。当要求单个字节或者两个字节的填充、但是不能 通过在MAC PDU的结尾进行来实现单个字节或者两个字节的填充时，在与MAC SDU对应的 第一 MAC PDU子报头之前插入与填充对应的一个或两个MAC PDU子报头。如果不存在这种 子报头，则在与MAC控制元素对应的最后一个MAC PDU子报头之前插入与填充对应的一个 或两个MAC PDU子报头。当MAC实体生成MAC PDU时，本发明具有利用最小开销来通知实际上有用或无用 的信息、以提高无线资源效率的效果。本发明提供了一种在无线通信系统中生成协议数据单元(PDU)的方法，该方法包 括以下步骤接收步骤，从上层接收至少一个业务数据单元(SDU)；添加步骤，将报头添加 到所述至少一个接收到的SDU、以生成所述协议数据单元；确定步骤，确定是否需要填充单 个字节或两个字节以完成所述协议数据单元的生成；以及插入步骤，如果确定为需要填充单个字节或两个字节，则将至少一个填充指示符插入到所述协议数据单元，以表示填充单 个字节或两个字节。其中，将所述至少一个指示符插入到所述协议数据单元的报头。所述报 头包括以下中的至少一项用于标识所述上层的LCID字段，以及用于表示所接收到的SDU 的尺寸的L字段。在所述LCID字段中将所述至少一个填充指示符设为特殊值。将所述生 成的协议数据单元传送到下层。通过将所述下层所请求的PDU的总尺寸与所接收到的SDU 加上所述报头之后的总尺寸进行比较，来执行所述确定步骤。所述报头包括一个或更多个 子报头。将所述至少一个填充指示符插入到与所述业务数据单元对应的第一子报头的前 面。将所述至少一个填充指示符插入到与控制元素对应的最后一个子报头的前面。所述协 议数据单元是MAC (介质访问控制)PDU。所述至少一个填充指示符用于表示填充字节的存 在。并且，所述至少一个填充指示符用于表示填充字节的尺寸。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和笔记本电脑)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无线接口和/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理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。
权利要求
一种在无线通信系统中生成协议数据单元(PDU)的方法，该方法包括以下步骤接收步骤，从上层接收至少一个业务数据单元(SDU)添加步骤，将报头添加到所述至少一个接收到的SDU、以生成所述协议数据单元；确定步骤，确定是否需要填充单个字节或两个字节以完成所述协议数据单元的生成；以及插入步骤，如果确定为需要填充单个字节或两个字节，则将至少一个填充指示符插入到所述协议数据单元，以表示填充单个字节或两个字节。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个填充指示符插入到所述协议数 据单元的报头。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述报头包括以下中的至少一项用于标识所述 上层的LCID字段；以及用于表示所接收到的SDU的尺寸的L字段。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述LCID字段中将所述至少一个填充指示符 设为特殊值。
5.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤 将所述生成的协议数据单元传送到下层。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过将所述下层所请求的PDU的总尺寸与所接收 到的SDU加上所述报头之后的总尺寸进行比较，来执行所述确定步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述报头包括一个或更多个子报头。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述至少一个填充指示符插入到与所述业务 数据单元对应的第一子报头的前面。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述至少一个填充指示符插入到与控制元素 对应的最后一个子报头的前面。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述协议数据单元是MAC(介质访问控制)PDU。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个填充指示符用于表示填充字节的 存在。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个填充指示符用于表示填充字节的 尺寸。
全文摘要
公开了用于提供无线通信业务的无线(无线)通信系统和终端，更具体地说，公开了在从通用移动通信系统(UMTS)演进而来的演进型通用移动通信系统(E-UMTS)、或长期演进(LTE)系统的基站与终端之间交换数据块或数据单元的方法，该方法能生成数据块以提高无线资源的效率。
文档编号H04L29/06GK101803333SQ200880107176
公开日2010年8月11日 申请日期2008年9月18日 优先权日2007年9月18日
发明者千成德, 朴成埈, 李承俊, 李英大 申请人:Lg电子株式会社