[发明专利]一种LTE上行数据传输结构及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及移动通信系统用户终端(简称，UE)实现上行数据传输的结构及控制方法，以满足长期演进LTE系统上行数据高速高效传输的要求。

背景技术

演进的通用陆基无线接入网E-UTRAN是通用陆基无线接入网UTRAN的演进接入网络，其采用的接入技术称为长期演进(简称：LTE)技术，与3G相比，LTE具有高数据速率、分组传送、低延迟、向下兼容等技术优势。与时分同步码分多址系统TD-SCDMA一样，LTE的无线接口也划分为层一(Layer 1)、层二(Layer 2)和层三(Layer3)，但各层的协议描述发生了很大变化。

LTE系统类型3的终端要求在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，这对协议栈数据通路的设计性能提出了更高要求，在保证数据传输可靠性的同时，应尽量提高数据传输的速率。

依据各层协议，上行数据传输处理的简要描述如下：

(1)高层模块(此处称为：COM)收到不同大小的IP包(IP数据包或IP控制包)，首先为每个IP包申请大小为IP包长度加上预留的IP头和分组数据汇聚协议(简称：PDCP)头长的内存，生成新的IP包，并将IP包的指针转发到中转模块(简称：RABM)。

(2)中转模块RABM收到高层模块COM发来的IP包指针后，不对其内容进行处理，只是将IP包指针转发到无线承载(简称：RB)对应的PDCP实例。

(3)PDCP模块对收到的数据进行头压缩和加PDCP头信息等处理后，生成PDCP PDU，然后将数据指针发送至对应的无线链路控制(简称：RLC)实例。

(4)当RLC收到介质接入控制层(简称：MAC)的传输时机后，根据资源大小将RLC SDU(即PDCP PDU)分段或级联成RLC PDU，然后将RLC PDU发送至MAC层。

(5)MAC收到各逻辑信道上的RLC PDU，会将各PDU组装成MAC PDU，并将其发送至物理层。

协议栈各层的结构设计和数据处理的效率影响了协议栈数据传输速率，通常实现上行数据传输过程如图1所示，以确认模式(AM)下的数据传输为例。

示意图1中的数据处理有以下要点：

(1)在PDCP层，每接收到一个PDCP SDU，就将其转化成PDCP PDU，这一处理是针对同一片地址空间，不需申请新的内存空间。

(2)PDCP PDU(RLC SDU)通过PDCP与RLC的层间原语(层与层之间的信令)传送至RLC层。

(3)在RLC层，分配了两个数据缓存：RLC SDU缓存和RLC PDU缓存。

(4)MAC层将各逻辑信道上的RLC PDU拷贝到MAC PDU。

示意图1中的实现方法存在以下问题：

(1)PDCP层检测收到IP控制包时，需要将其插入缓存的第一个位置，优先发送，但PDCP SDU是按序队列，IP控制包得不到优先处理，容易造成数据链路的堵塞。

(2)RLC收到的RLC SDU，需要通过状态机中的PDCP与RLC的层间原语进行交互，在高速率传输下，这种交互会很频繁，降低了传输速率。

(3)虽然RLC层的RLC SDU缓存与PDCP PDU的缓存保存的信息不同，但是存在重复信息，造成内存浪费。

(4)RLC收到MAC传输数据的时机后，将RLC SDU组装成RLC PDU时，由于RLC PDU的大小非固定，故需要动态申请RLC PDU的内存，并将RLC SDU的数据拷贝到RLC PDU中，频繁的动态申请内存和数据拷贝，会进一步导致传输速率降低。

(5)在MAC层进行MAC PDU的组装时，需要将所有逻辑信道的RLC PDU拷贝到MAC PDU中，这种数据拷贝也需花费一定时间，降低了传输效率。

以上所述问题主要体现在缓存分配、内存申请和数据拷贝上，这些问题不仅制约了内存的使用效率，而且严重影响了上行数据传输的速率，降低了数据通路的稳定性和UE的业务质量。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提出了一种LTE上行数据传输结构及控制方法，以减少数据处理的时间，尽量达到LTE系统的上行峰值速率。

为解决以上问题，本发明提供一种LTE上行数据传输结构，如图2所示，包括：