小数据包传输方法、装置及终端与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种小数据包传输方法、装置及终端。
背景技术：
：在长期演进(LongTermEvolution)系统中，为了减少终端设备能耗以及网络负荷，引入非连续接收(DiscontinuousReception,DRX)技术。该技术使得在一定时间内没有数据传输时，就将用户终端(UserEquipment,UE)承载和无线资源控制(RadioResourceControl,RRC)连接等资源释放掉。随着移动互联网应用(例如，微信)及物联网的兴起，单次通信过程传送小数据包(smallpacket)的需求越来越多。当前无线蜂窝网的一次数据通信过程包括以下步骤：随机接入、无线资源连接建立、加密启动、数据传送和连接释放。由上，如果用户终端和基站对于所有传输的数据包不加区分，全部利用默认承载或专用承载进行传输，那么大量频繁的小数据包将导致刚刚释放的承载和信令连接的重新建立，在传输的数据(DATA)部分比较小的情况下，传送小量数据需要的信令开销非常高，整个系统的效率很低，导致通信系统效率低下。技术实现要素：本发明解决的技术问题是如何降低小数据包通信过程的信令开销，提高通信效率。为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种小数据包传输方法，小数据包传输方法包括：发送前导序列至基站，以通知所述基站用户终端传输待传输小数据包所需的上行资源；将所述待传输小数据包封装在Msg3中，使用所述基站配置的所述上行资源发送出去。可选的，所述发送前导序列至基站之前还包括：对所有待传输小数据包进行业务鉴别，以确定每一所述待传输小数据包的发送目标；将发送目标为同一分组数据网网关的所述待传输小数据包进行合并。可选的，所述将所述待传输小数据包封装在Msg3中包括：将合并后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。可选的，所述发送前导序列至基站之后还包括：获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在所述用户终端。可选的，所述将所述待传输小数据包封装在Msg3中包括：利用所述密钥对所述待传输小数据包进行加密；将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。可选的，指向所述用户终端的临时移动用户标识位于Msg3的头部，以便所述基站根据所述临时移动用户标识进行索引以确定所述用户终端和所述密钥。可选的，所述小数据包传输方法还包括：通过Msg4接收所述基站发出的小数据包传输确认。可选的，通过不同的前导序列码组或配置前导序列资源通知所述基站所述用户终端传输不同待传输小数据包所需的上行资源。为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种小数据包传输装置，小数据包传输装置包括：前导序列发送单元，适于发送前导序列至基站，以通知所述基站用户终端传输待传输小数据包所需的上行资源；数据发送单元，适于将所述待传输小数据包封装在Msg3中，使用所述基站配置的所述上行资源发送出去。可选的，所述小数据包传输装置还包括：鉴别单元，适于对所有待传输小数据包进行业务鉴别，以确定每一所述待传输小数据包的发送目标；合并单元，适于将发送目标为同一分组数据网网关的所述待传输小数据包进行合并。可选的，所述数据发送单元将合并后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。可选的，所述小数据包传输装置还包括：密钥获取单元，适于获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在所述用户终端。可选的，所述数据发送单元包括：加密子单元，适于利用所述密钥对所述待传输小数据包进行加密；封装子单元，适于将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。可选的，指向所述用户终端的临时移动用户标识位于Msg3的头部，以便所述基站根据所述临时移动用户标识进行索引以确定所述用户终端和所述密钥。可选的，所述小数据包传输装置还包括：确认接收单元，适于通过Msg4接收所述基站发出的小数据包传输确认。可选的，通过不同的前导序列码组或配置前导序列资源通知所述基站所述用户终端传输不同待传输小数据包所需的上行资源。为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种终端，所述终端包括所述小数据包传输装置。为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了另一种小数据包传输方法，小数据包传输方法包括：在寻呼多个用户终端时，指示传输待传输小数据包，所述待传输小数据包包括临时移动用户标识；在接收到至少一个用户终端发送的连接恢复请求时，将所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。可选的，在接收到至少一个用户终端发送的连接恢复请求时，还包括：获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在基站。可选的，所述将所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端包括：将所述密钥和所述待传输小数据包进行加密；将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。可选的，在接收到至少一个用户终端发送的连接恢复请求时，还包括：如果所述临时移动用户标识指向的用户终端通过小区重选的方式进入当前基站的小区，那么所述当前基站配置生成密钥的参数。可选的，所述将所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端包括：将所述参数和所述待传输小数据包进行加密；将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。可选的，当需要多个物理资源块传输Msg4时，在每一资源块中配置传输结束标识。可选的，所述临时移动用户标识指向的用户终端通过以下方式进行小数据包传输确认：混合自动重传请求确认。为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了另一种小数据包传输装置，小数据包传输装置包括：指示单元，适于在寻呼多个用户终端时，指示传输待传输小数据包，所述待传输小数据包包括临时移动用户标识；封装发送单元，适于在接收到至少一个用户终端发送的连接恢复请求时，将所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。可选的，所述封装发送单元包括：密钥获取子单元，适于获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在基站。可选的，所述封装发送单元包括：第一加密子单元，适于将所述密钥和所述待传输小数据包进行加密；第一发送子单元，适于将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。可选的，小数据包传输装置还包括：密钥参数生成单元，适于在所述临时移动用户标识指向的用户终端通过小区重选的方式进入当前基站的小区时，所述当前基站配置生成密钥的参数。可选的，所述封装发送单元包括：第二加密子单元，适于将所述参数和所述待传输小数据包进行加密；第二发送子单元，适于将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。可选的，当需要多个物理资源块传输msg4时，所述小数据包传输装置还包括：结束标识配置单元，适于在每一资源块中配置传输结束标识。可选的，所述临时移动用户标识指向的用户终端通过以下方式进行小数据包传输确认：混合自动重传请求确认。为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种基站，所述基站包括所述小数据包传输装置。与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：本发明实施例首先发送前导序列至基站，以通知所述基站用户终端传输待传输小数据包所需的上行资源；然后将所述待传输小数据包封装在Msg3中，使用所述基站配置的所述上行资源发送出去。本发明技术方案通过将待传输小数据包封装在Msg3中，从而在用户终端发送RRC连接请求时，就可以将待传输小数据包发送至基站，减小了信令开销；由此，在需要传输大量小数据包的场景下，传输过程需要的信令开销将进一步减小，通信效率提高。进一步，本发明实施例的传输方法还包括：获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在所述用户终端；利用所述密钥对所述待传输小数据包进行加密；将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。本发明技术方案通过保存在所述用户终端的恢复上下文来获取密钥，避免了用户终端和基站之间的信令交互，进一步减小了信令开销，进而进一步提高了通信效率。进一步，通过Msg4接收所述基站发出的小数据包传输确认。本发明技术方案通过将待传输小数据包封装在Msg3中发送，然后通过Msg4对待传输小数据包是否发送成功进行确认，也即在RRC连接建立完成时，待传输小数据包的传输已经完成，通信效率得到进一步提高。附图说明图1是本发明实施例一种小数据包传输方法的流程图；图2是本发明实施例一种小数据包传输装置的结构示意图；图3是本发明实施例另一种小数据包传输装置的结构示意图。具体实施方式如
背景技术：
中所述，如果用户终端和基站对于所所有传输的数据包不加区分，全部利用默认承载或专用承载进行传输，那么大量频繁的小数据包将导致刚刚释放的承载和信令连接的重新建立。在传输的数据(DATA)部分比较小的情况下，传送小量数据需要的信令开销非常高，整个系统的效率很低，导致通信系统效率低下。本申请发明人对现有技术进行了分析，在UE和基站完成一次接入过程后，各自保存了上下文(context)，例如连接配置、承载配置、加密密钥等。因此空口使用上下文(context)进行恢复(resume)过程来建立UE和基站之间的连接，可以减小部分信令开销。表1为恢复过程的信令流程。↑1Msg1:MAC前导序列↓2Msg2:随机接入响应↑3Msg3:连接恢复请求↓4Msg4:竞争解决↓5RRC连接恢复↑6RRC连接恢复完成↓7RLC层状态8DATA↓9RRC连接挂起↑10RLC层状态表1表1中，步骤前的箭头表示传输方向，向上的箭头表示上行，向下的箭头表示下行。如表1所示，在步骤1中，UE将介质访问控制层(MediaAccessControl,MAC)的前导序列(Preamble)封装在信令Msg1(Message1)中，并发送至基站；在步骤2中，基站通过信令Msg2向UE发送随机接入响应(RandomAccessResponse)；在步骤3中，UE通过信令Msg3向基站发送RRC连接恢复请求(ConnectionResumeRequest)；在步骤4中，基站通过信令Msg4向UE发送竞争解决(ContentionResolution)；在步骤5中，基站向UE发送连接恢复；在步骤6中，UE向基站发送连接恢复完成；在步骤7中，基站向UE发送无线链路控制(RadioLinkControl,RLC)层状态；在步骤8中，UE和基站之间传输数据；在步骤9中，基站向UE发送RRC连接挂起；在步骤10中，UE向基站发送RLC层状态。但是，对于小数据包，如果通过上述恢复过程来传输，传输效率仍然比较低。况且，如果上下文获取失败，例如，UE做过小区重选(Cellreselection)，新的基站(BaseStation,BS)和旧的基站之间没有X2接口连接，则新的基站需要在无线资源控制连接恢复(RadioResourceControlConnectionresume)中通知UE，UE会转而做RRC连接请求，信令开销依然很大。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。图1是本发明实施例一种小数据包传输方法的流程图。图1所示的小数据包传输方法可以应用于用户终端，所述小数据包传输方法可以包括以下步骤：步骤S101：发送前导序列至基站，以通知所述基站用户终端传输待传输小数据包所需的上行资源；步骤S102：将所述待传输小数据包封装在Msg3中，使用所述基站配置的所述上行资源发送出去。本实施例中，基于竞争的随机接入过程包括4条信令：Msg1、Msg2、Msg3和Msg4。其中，Msg1用于处在空闲态的UE进行连接过程，发起随机接入；Msg2用于基站在检测到Msg1后，向UE发送随机接入响应消息；Msg3用于UE在接收到随机接入响应消息后，向基站发送RRC连接请求；Msg4用于基站向UE发送RRC连接建立消息。本发明实施例所称小数据包可以是数据量小于预设门限的数据包或通过深度包检测(DeepPacketInspection,DPI)能识别出的数据包。可以理解的是，所述预设门限可以根据实际的应用场景进行自定义配置，本发明实施例对此不做限制。具体实施中，在步骤S101中，用户终端发送前导序列至基站。通过前导序列通知基站其传输待传输小数据包所需的上行资源。具体而言，用户终端可以通过不同的前导序列码组或配置的前导序列资源通知所述基站所述用户终端传输不同待传输小数据包所需的上行资源。进一步而言，每个基站对应的小区包括64个前导序列码组；用户终端可以在不同的前导序列码组中来指示不同的待传输小数据包所需的上行资源。基站还可以配置资源给前导序列，以使用户终端使用不同的前导序列资源来指示不同的待传输小数据包所需的上行资源。具体实施中，基站可以根据用户终端发送的前导序列为各个待传输小数据包分配上行资源。故在步骤S102中，用户终端将所述待传输小数据包封装在Msg3中，使用所述基站配置的上行资源发送至基站。也就是说，用户终端在利用信令Msg3向基站发送RRC连接请求时，一并将待传输小数据包发送至基站，减小了信令开销；由此，在需要传输大量小数据包的场景下，传输过程需要的信令开销将进一步减小，通信效率提高。具体实施中，用户终端可以对所有待传输小数据包进行业务鉴别，以确定每一所述待传输小数据包的发送目标；将发送目标为同一分组数据网网关(PacketDataNetworkGateway,P-GW)的所述待传输小数据包进行合并。然后将合并后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。具体而言，可以将时间差处于设定时间长度内的待传输小数据包进行合并。更进一步而言，将待传输小数据包装入Msg3后交给RRC层发送，RRC层负责将待传输小数据包传送到基站，若封装或传输失败则重复该过程。本发明实施例通过将发送目标相同的待传输小数据包进行合并，从而使得单次传输的数据量增大，进而可以实现多个待传输小数据包共用信令，进一步减小了信令开销。具体实施中，可以获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在所述用户终端。也就是说，在UE和基站完成一次接入过程后，各自保存了恢复上下文，恢复上下文可以包括连接配置、承载配置和加密密钥。那么，在需要加密待传输小包数据时，用户终端不必向基站发送信令来获取密钥，而是直接从恢复上下文中获取，进一步减小了信令开销。需要说明的是，由于密钥与基站是一一对应的，也就是说，对于不同的基站，其密钥各不同。而且密钥的生成参数是在基站端发起的，故用户终端保存的恢复上下文中的密钥需要与基站保存的恢复上下文中的密钥一致。因此，在本发明实施例中所称基站是指与用户终端进行过数据传输的基站，例如，传输过非接入层(Non-AccessStratum)信令或用户数据；且基站与用户终端各自保存的恢复上下文为该基站与该用户终端连接过程的上下文，以确保获取的密钥可用。具体实施中，在获取到密钥后，利用所述密钥对所述待传输小数据包进行加密；将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。具体实施中，在基站接收到封装有待传输小数据包的Msg3时，将通过Msg4发送小数据包传输确认(ACKnowledge,ACK)。在基站未正确接收封装有待传输小数据包的Msg3时，将通过Msg4发送小数据包传输否定应答(NegativeACKnowledgment,NACK)。具体实施中，指向所述用户终端的临时移动用户标识(ServingTemporaryMobileSubscriberIdentity,S-TMSI)位于Msg3的头部(header)，以便所述基站根据所述临时移动用户标识进行索引以确定所述用户终端和所述密钥。具体地，在实际应用中，可能会存在多个用户终端向基站发送信令Msg3；而信令Msg3的头部不加密，将S-TMSI放置在Msg3的头部，可以使得基站在接收到多个Msg3后，可以根据S-TMSI确定要进行数据传输的用户终端及正确的Msg3；进而根据S-TMSI索引得到密钥后，对该Msg3进行解密，获取到待传输小数据包。可用理解的是，如果用户终端驻留基站对应的小区后未过做过数据传输，那么用户终端和基站未保存恢复上下文，用户终端就无法采用本发明实施例的小数据包传输方法进行恢复流程，进而不能采用本发明实施例的小数据包传输方法进行小数据包的传输，此时，用户终端将采用现有技术的小数据包传输方法来传输小数据包。表2为本发明实施例的小数据包传输的信令流程。表2表2中，步骤前的箭头表示传输方向，向上的箭头表示上行，向下的箭头表示下行。如表2所示，在步骤S1中，UE将MAC前导序列封装在信令Msg1中，并发送至基站；具体地，前导序列可以包括随机接入无线网络临时标识(RandomAccessRadioNetworkTemporaryIdentity,RA-RNTI)和前导序列标识(PreambleIdentity,PreambleID)。其中，不同的前导序列标识可以指示不同的待传输小数据包所需的上行资源，RA-RNTI与前导序列标识一一对应，作为接入标识，以达到识别用户终端避免冲突的目的。在步骤S2中，基站通过信令Msg2向UE发送随机接入响应。同时，基站根据前导序列标识进行上行调度授权，也即为待传输小数据包所需的上行资源分配相应的时频资源。在步骤S3中，UE通过信令Msg3向基站发送RRC连接恢复请求；同时，在Msg3中还封装有S-TMSI和所有待传输小数据包。由于可能存在多部用户终端在同一资源(也即时频资源)上用同一前导序列发起随机接入请求，因此可能多部用户终端接收Msg2并发出Msg3，Msg3内封装的内容各不相同。故在步骤S4中，基站根据S-TMSI正确解码Msg3并回复Msg4，表示冲突解决和释放，也即小数据包的传输过程结束。其中，Msg4中封装有S-TMSI和数据确认(DATAACK)。多部用户终端可以根据Msg4中封装的S-TMSI识别出是否成功传输自己的Msg3。图2是本发明实施例一种小数据包传输装置的结构示意图。图2所示的小数据包传输装置20可以用于用户终端，小数据包传输装置20可以包括前导序列发送单元201和数据发送单元202。其中，前导序列发送单元201适于发送前导序列至基站，以通知所述基站用户终端传输待传输小数据包所需的上行资源；数据发送单元202适于将所述待传输小数据包封装在Msg3中，使用所述基站配置的所述上行资源发送出去。具体实施中，指向所述用户终端的临时移动用户标识位于Msg3的头部，以便所述基站根据所述临时移动用户标识进行索引以确定所述用户终端和所述密钥。具体实施中，用户终端可以通过不同的前导序列码组或配置前导序列资源通知所述基站所述用户终端传输不同待传输小数据包所需的上行资源。本发明实施例的具体实施方式可参照图1所示的小数据包传输方法的实施例，此处不再赘述。图3是本发明实施例另一种小数据包传输装置的结构示意图。图3所示的小数据包传输装置30为图2所示的小数据包传输装置20的一个具体实施方式。小数据包传输装置30可以包括：鉴别单元301、合并单元302、前导序列发送单元303、密钥获取单元304、数据发送单元305和确认接收单元306；数据发送单元305可以包括加密子单元3051和封装子单元3052。其中，鉴别单元301适于对所有待传输小数据包进行业务鉴别，以确定每一所述待传输小数据包的发送目标；合并单元302适于将发送目标为同一分组数据网网关的所述待传输小数据包进行合并。前导序列发送单元303适于发送前导序列至基站，以通知所述基站用户终端传输待传输小数据包所需的上行资源。数据发送单元305将合并后的所述待传输小数据包封装在Msg3中，并发送出去。具体地，密钥获取单元304适于获取恢复上下文中的密钥，所述恢复上下文保存在所述用户终端。那么，加密子单元3051适于利用所述密钥对所述待传输小数据包进行加密；封装子单元3052适于将加密后的所述待传输小数据包封装在Msg3中。确认接收单元306适于通过Msg4接收所述基站发出的小数据包传输确认。本发明实施例的具体实施方式可参照图1所示的小数据包传输方法，以及图2所示的小数据包传输装置20的实施例，此处不再赘述。本发明实施例还公开了一种终端，所述终端可以包括图3所示的小数据包传输装置30或图2所示的小数据包传输装置20。所述终端可以包括但不限于手机、PAD、计算机。本发明实施例还公开了另一种小数据包传输方法，用于下行小数据包的数据传输，该方法可以应用于基站侧。本实施例的小数据包传输方法可以包括以下步骤：在寻呼多个用户终端时，指示传输待传输小数据包，所述待传输小数据包包括临时移动用户标识；在接收到至少一个用户终端发送的连接恢复请求时，将所述待传输小数据包封装在Msg4中，并发送至所述临时移动用户标识指向的用户终端。表3是本发明实施例的小数据包传输的信令流程。表3表3中，步骤前的箭头表示传输方向，向上的箭头表示上行，向下的箭头表示下行。请参照表3，在步骤S11中，基站向多个UE发起RRC寻呼。具体地，基站还可以在寻呼中携带S-TMSI，以指示待传输小数据包的目标用户终端。在步骤S12中，UE将MAC前导序列封装在信令Msg1中，并发送至基站。在步骤S13中，基站通过信令Msg2向UE发送随机接入响应。在步骤S14中，UE通过信令Msg3向基站发送RRC连接恢复请求；同时，在Msg3中还封装有S-TMSI。基站在收到Msg3之后根据S-TMSI对应上该S-TMSI指向的UE的小数据包业务。在步骤S15中，基站将待传输小数据包封装入Msg4交给底层发送，RRC层负责将待传输小数据包传送到UE，若失败重复该过程。在步骤S16中，UE可以通过下行混合自动重传请求(HybridAutoRepeatRequest,HARQ)做数据确认(DATAACKnowledge,DATAACK)。具体而言，在步骤S15中，基站在对待传输小数据包进行加密时，可以通过保存在该基站的恢复上下文中获取加密密钥。如果该基站未保存无该UE的恢复上下文(也即该UE通过小区重选进入该基站对应的小区)，那么该基站将待传输小数据包及装入Msg4，同时，还需要在Msg4中传送生成加密密钥的参数。具体而言，生成加密密钥的参数可以放置在Msg4的头部(header)。具体而言，在Msg4的头部(header)携带S-TMSI以完成竞争解决。Msg4包括多个资源块时，在所有资源块中加上结束指示标识，以指示所述待传输小数据包是否传输结束。可以理解的是，本发明实施例的小数据包传输方法用于用户终端和基站的恢复流程。如果恢复上下文获取失败，那么基站在Msg4通知UE，以便按照现有技术的小数据包传输方法完成小数据包的传输。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于以计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。当前第1页1 2 3