一种无线通信系统媒体接入层（mac层）协议数据单元（pdu）的构造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，尤其涉及无线通信系统媒体接入层（MAC层）协议数据 单元（PDU)的构造方法及收端解复接后MAC层服务数据单元（SDU)以及MAC层控制信息单 元（Control Element)的恢复方法。
【背景技术】
[0002] 由于传播环境的特殊性，无线通信系统物理层在传输时经常会产生误码。又因为 误码的存在，会导致错误的扩散，从而大大降低了系统吞吐率，浪费了宝贵的空口资源。以 LTE系统为例，其MAC层PDU的构造方法如图1所示，MAC header内各sub-header依次对应 MAC payload 内一个MAC Control element、MAC SDU或者填充单兀padding，当 sub-header 中"E"字段(用于指示后续是否还有级联的MAC SUb-header)、"L"字段(用于指示MAC payload相应MAC Control element或MAC SDU的字节长度）或"F"字段(用于说明"L"字 段长度)出现错误，就会影响当前及后续sub-header的解析，造成后续级联MAC SDU或控制 信息单元无法恢复(解复接)，导致错误的扩散。
【发明内容】
[0003] 由于传播环境的特殊性，无线通信系统物理层在传输时经常会产生误码，又由于 误码的存在，会导致错误的扩散，致使后续级联的MAC层SDU或控制信息单元无法被正确恢 复(解复接)，从而大大降低了系统吞吐率，浪费了宝贵的空口资源。
[0004] 本发明通过对MAC PDU进行分段构造来解决上述问题，相应技术方案主要有以 下五点：1) MAC PDU构造过程中，采用分段构造的方法，即将一个MAC PDU分段成多个MAC Sub-PDU，一个完整的MAC PDU为若干个MAC Sub-PDU的顺序级联；
[0005] 2)将一个MAC层SDU、控制信息单元或者填充单元视为MAC的一个sub-payload, 每个MAC Sub-PDU包含一个或多个sub-payload，以及相应的MAC header (由一个或多个 对应于每个 sub-payload 的 MAC sub-header 构成）；
[0006] 3)在每个MAC Sub-PDU中增加 N比特的同步码，其目的是为了寻找可能的MAC Sub-PDU的起点，N值越大，虚警概率越低，可有效降低收端复杂度；
[0007] 4)在每个MAC Sub-PDU中增加 K比特循环冗余校验码（CRC)，其目的用于校验可 能的MAC Sub-PDU是否正确；
[0008] 5)合理的限制每个sub-payload (MAC层SDU、控制信息单元）长度，以及每个MAC Sub-PDU payload中包含的sub-payload个数，可以更有效的恢复相应信息，避免由于物理 层误码而导致的错误扩散。
[0009] 本发明提供了一种无线通信系统媒体接入层mac层协议数据单元rou的构造方 法，该方法包括：将MAC PDU进行分段构造，一个MAC PDU分段成多个MAC Sub-PDU，其中每 个MAC Sub-PDU包括4个部分：N bit的同步码、MAC头、MAC PayloacUK bit的循环冗余校 验码CRC，具体构造方法如下：
[0010] 构造参数：MAC PDU的剩余构造资源块大小为Yi比特，初始时，Ytl=Y,其中Y > =K+N ;分段构造的MAC Sub-PDU的个数为i，初始时，i=0 ;需要级联的MAC Sub-Payload 的个数为M，长度分别为{L。，L1，…，LM_J，单位为比特，其对应的MAC Sub-Header个 数也为M，长度分别为（?,?，…，HM_J，单位为比特；每个MAC Sub-PDU最多能级联Z 个MAC Sub-Pay load，其中，0<Z SM;已经级联MAC Sub-Pay load的个数为Xi，初始 时，Xtl=O;当前MAC Sub-PDU级联不包含填充单元的MAC Sub-Payload个数为Ui,其中，0 < Ui < min (M-Xi, Z}，其中min {x, y}表示从X，y中选定较小的一个；
[0011] 构造步骤如下：
[0012] a)在区间（Ο,η?η?Μ-ΧρΖ}]内，其中（x，y]表示大于X小于等于y，寻找满足
【主权项】
1. 一种无线通信系统媒体接入层MAC层协议数据单元PDU的构造方法，其特征在于： 将MACPDU进行分段构造，一个MACPDU分段成多个MACSub-PDU，其中每个MACSub-PDU 包括4个部分：Nbit的同步码、MAC头、MACPayload、Kbit的循环冗余校验码CRC，具体 构造方法如下： 构造参数：MACPDU的剩余构造资源块大小为Yi比特，初始时，YQ=Y，其中Y> =K+N; 分段构造的MACSub-PDU的个数为i，初始时，i=0 ;需要级联的MACSub-Payload的个数为 M，长度分别为{L。，Q，…，LM_J，单位为比特，其对应的MACSub-Header个数也为M，长度 分别为{'氏，…，HM_J，单位为比特；每个MACSub-PDU最多能级联Z个MACSub-Payload, 其中，0<Z<M;已经级联MACSub-Payload的个数为Xi，初始时，XQ=0;当前MACSub-PDU 级联不包含填充单元的MACSub-Payload个数为％，其中，0<仏彡min{M-XpZ}，其中 min{x,y}表示从x,y中选定较小的一个； 构造步骤如下： a) 在区间（(^mintM-XpZ}]内，其中（x，y]表示大于x小于等于y，寻找满足
的最大正整数F，若存在，则从区间（0，F]选择一个数赋给 Ui, 并进入到步骤b)，若不存在，进入到步骤d); b) 构造第i个MACSub-PDU，其中包含编号从\开始，到Xi+Ui-1结 束的共A个MACSub-Payload，其长度为
比特；更新
、Xi+1 =Xi+Ui，进入步骤C); c) 分为两种情况： i. 当Xi+1等于M且Yi+1大于填充单元相应的MACSub-Header长度HP时，对第i个 MACSub-PDU进行填充，在其中插入填充单元，其相应MACSub-Header长度为HP，相应MAC Sub-Payload长度为Yi+1_HP，MACPDU构造完成，退出构造流程； ii. 当Xi+1小于M时，更新i=i+1并返回步骤a)继续进行分段构造； d) 分为两种情况：
1. 当i>0的时候，判断Yi是否大于填充单元相应的MACSub-Header长度Hp，若小于 则构造完成，直接退出MACPDU构造流程；若大于等于，则对第i-1个MACSub-PDU进行填 充，在其中插入填充单元，相应MACSub-Header长度为Hp，相应MACSub-Payload长度为 Y「HP，MACPDU构造完成，退出构造流程； ii.当i=0的时候，判断YQ-K-N是否大于填充单元相应的MACSub-Header长度Hp，若小于则构造完成，直接退出MACPDU构造流程；若大于等于，第0个MACSub-PDU进行填 充，在其中插入填充单元，相应MACSub-Header长度为Hp，相应MACSub-Payload长度为 YQ-HP-K-N，MACPDU构造完成，退出构造流程。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，一个完整MACPDU是由若干个MACSub-PDU 顺序级联而成。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进行MACSub-PDU构造时，4个部分的 相对位置关系如下所述： a) 同步码需在MAC头之前； b) MAC头需在MACpayload之前； c) CRC部分所处位置任意，增强构造的灵活度。
4. 如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，同步码为收发两端已知的长度为N bit的固定序列。
5. 如权利要求1_4任一项所述的方法，其特征在于，MACPayload可以承载一个或多个 MACsub-Payload，其中MACsub-Payload可以是MAC层SDU、控制信息单元或者填充单元；MAC头由一个或多个对应于每个MACsub-payload的MACsub-header构成；MAC头中各MAC sub-header与MACPayload中相应的MACsub-Payload在排列的先后次序上严格--对 应。
6. 如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，Kbit循环冗余校验码的生成多项 式及其生成方法为收发两端已知；根据生成多项式，Kbit循环冗余校验码由其余三部分计 算获得，或者由MAC头和MACPayload计算获得。
7. 如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，合理的限制每个MACsub-payload 长度，以及每个MACSub-PDU中包含的MACsub-payload个数，以更有效的恢复相应信息， 避免由于物理层误码导致的错误的扩散。
8. 如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，每个MACSub-PDU之间相互独立， 都包含各自的同步码和CRC，引入同步码有效降低数据恢复的复杂度，引入CRC保证了MAC Sub-PDU的正确性，有效克服了由于物理层误码导致的错误扩散的问题。
9. 如权利要求1-8任一项所述的构造方法，其特征在于，相应的收端MAC层SDU以及控 制信息单元恢复方法包括以下步骤： a) 解析所述构造方法构造的MACPDU信息序列，搜索同步码，其中同步码为收发端具 有相同Nbit的同步码； b) 若检测到的信息序列与同步码匹配，则获得一个可能的MACSub-PDU起始位置； c) 读取MACSub-PDU其中的MAC头，获取其长度，并通过MAC头得出后续MACPayload; d) 获取CRC部分； e) 判断读取可能的MACSub-PDU长度加上当前搜索同步码的位置是否大于整个MAC PDU的长度，若大于，则直接退出MACPDU的解复接过程；若小于等于，则进入到步骤f); f) 对获得的可能的MACSub-PDU进行CRC校验，若成功，则认为是正确的MACSub-PDU， 可以解复接其中具体SDU或者控制信息单元，并对MACPDU中该MACSub-PDU之后的信息 序列按照步骤g)进行操作；若失败，则从本次搜索到的可能的MACSub-PDU之后的信息序 列按照步骤h)进行操作； g) 若限定MACSub-PDU长度为非整字节，解析MACPDU的位置更新为当前匹配MAC Sub-PDU尾部的下一个比特；若限定MACSub-PDU长度为整字节，解析MACPDU的位置更新 为当前匹配MACSub-PDU尾部的下一个字节；返回步骤a)继续进行操作直至恢复完整个 MACPDU； h) 若限定MACSub-PDU长度为非整字节，则解析MACPDU的位置更新为本次搜索到的 同步码起始位置之后的下一比特；若限定MACSub-PDU长度为整字节，则解析MACPDU的位 置更新为本次搜索到的同步码起始位置之后的下一字节，返回步骤a)继续进行操作直至恢 复完整个MACPDU。
【专利摘要】本发明涉及一种无线通信系统媒体接入层MAC层协议数据单元PDU的构造方法，其中，将MAC？PDU进行分段构造，一个MAC？Sub-PDU包括4个部分：N？bit的同步码、MAC头、MAC？Payload、K？bit的循环冗余校验码CRC。还涉及一种收端MAC层SDU以及控制信息单元恢复方法。本发明方法提高了系统吞吐率，节约了宝贵的空口资源。
【IPC分类】H04W28-06, H04L1-00
【公开号】CN104579541
【申请号】CN201310499253
【发明人】高子龙, 肖旭, 孟浩, 朱世章, 王永辉, 尚宏伟, 张明
【申请人】北京久华信信息技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月22日