一种3G卫星通信系统无线链路控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种3G卫星通信系统无线链路控制方法，在本发明专利技术充分利用无线链路控制机制中信息交换的机制，通过添加最小化的信息比特段info，有效解决了3G卫星通信通信中出现信息丢失时，由于大RTT引起的数据传输时延增大或数据充分传输的问题，从而提高了系统的传输效率。基于上述特征，本发明专利技术可广泛适用于无线通信系统，尤其对RTT较大的3G卫星通信系统的无线链路控制机制设计具有极高的参考价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星通信系统领域，涉及一种3G卫星通信系统无线链路控制方法。
技术介绍
在地面3G无线通信系统中，由于无线信道的误码率比较大，且媒体(质)接入控制(MAC)提供的是不可靠的数据传输服务，也没有针对不同的业务提供不同的服务质量 (QoS)保障，因此这部分的功能全部由面向连接、基于比特流、可靠的传输控制协议——无线链路控制(RLC)来完成，以实现无线链路上的可靠数据传输，为不同的业务提供不同的 QoS0如错误！未找到引用源。1所示，一般情况下，RLC的体系结构支持透明模式(TM)、非确认模式(UM)和确认模式(AM)等三种模式，用以支持无线通信系统中信令与用户数据的传输。其中，AM同时支持确认(ACK)和负确认(NACK)，因此可以提供可靠的服务。RLC AM的过程描述如图2所示，即完成分段、级联、重组、填充、用户数据传输、纠错、顺序递送上层协议数据单元(PDU)、数据流控制、重复检测、协议错误检测和恢复、加密和服务数据单元(SDU)丢弃等功能。AM模式的RLC数据PDU格式如图3所示，包括了数据 /控制比特、序列号、查询比特、报文扩展、扩展比特、长度指示符、数据、填充和附带的状态 PDU0其中，数据/控制域为1比特，用于指示PDU是数据PDU还是控制PDU ；序列号为12比特，用于检测丢失的PDU、识别确认或负确认应答中的PDU以及作为加密过程的输入；轮询比特P用于要求接收端发送一个状态报告；报头扩展O比特)和扩展比特(1比特)用于指示下一字节是数据的开始还是长度指示与扩展比特。具体实现中，在发送方，AM模式需要完成下述功能1、对收到的上层SDU进行分段，组成数据PDU，进行可能的级联操作，并设置长度指示；2、如设置了“无明确信令的、基于定时器的SDU丢弃方式”，则在收到上层SDU时开始“丢弃定时器”计数，当该计时器超时，就丢弃相应的SDU，并根据需求通知上层；3、设置RLC头域，调度数据PDU进行发送；4、对有负确认的数据PDU，如果发送序列号小于“最大发送状态变量(VT(MS)) ”， 则调度该数据PDU进行重传；5、在通过“轮询计时器”或“基于定时”触发了轮询，且没有调度数据PDU传输或重传的情况下，如果最大允许发送窗口大于或等于某设定的数值，则选择序列号为“发送状态变量VT (S) ”-1的数据PDU进行发送确认；否则，选择序列号为VT (S)-1或还没有被对端确认的数据PDU进行发送确认；或者调度重传的数据PDU进行发送确认；6、在任何一个数据PDU进行了传输或重传调度后，发送方需要增加“状态变量计数VT(DAT)”。同时，如果VT(DAT)等于传输允许的最大数，则进行相应的处理；否则，通知下一层接收数据并提交设置好的数据PDU给下一层；7、如果数据PDU第一次传送，发送方需要设置“序列号”为VT(S)，设置“长度指示”、“轮询比特”；如果是重传的数据PDU，“序列号”与原来发送的PDU —致。8、当发送或重传数据PDU的序号小于“最大发送状态变量VT(MS) ”或者为 VT(S)-I,且本地挂起功能不限制时，才能提交给下一层。这时，需要通知下一层该数据PDU 的序号以及该数据PDU是第一次发送还是重发。重发的PDU优先级高于第一次发送的数据 PDU。在接收方，AM需要完成的功能包括1、根据接收的数据PDU更新“接收状态变量VR(R)、“预料接收的状态变量VR(H)、 以及“可接收的最大状态变量” VR(MR)；2、如果接收数据PDU的轮询比特为1或者配置了 “丢失PDU指示”且接收端检测到丢失了数据PDU，则触发一个状态PDU传送过程；3、重组数据PDU为一个RLC SDU，并将SDU传送给上层。在3G卫星通信系统中，如果卫星只实现如图4所述的透明转发功能，即卫星和卫星网关(S-GW)共同完成NodeB功能，UE则可以通过卫星接入到S-GW后，经过卫星无线网络控制器(S-RNC)接入到电路域移动交换中心(MSC)或者分组域的服务GPRS支持节点 (SGSN)，并最终接入到地面公共网络和互联网络。RLC协议实现的功能与地面无线通信系统中的完全相同。特别是与高层相关的协议属性，无需任何更改。但是，由于卫星通信的长时延导致了较高的往返时延(RTT)，因此在双向AM模式、接收确认的延时比较大的情况下，将影响该模式的重传机制。特别是当数据速率较高时，这种影响更不能忽视。为此，在3G卫星通信系统中，RLC的设计主要针对AM进行，即一方面需要对协议中的某些参数进行与地面系统完全不同的配置，以达到带宽利用最优化；另一方面采用不同的无线链路控制方法， 以避免或减少不必要的PDU重传。如果只是对地面RLC方法进行优化设置直接采用基于3G的卫星通信系统，并不能彻底解决由卫星通信中RTT增加而引发的问题。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题克服现有技术的不足，提供了一种3G卫星通信系统无线链路控制方法。采用本方法解决了卫星通信中由于RTT增加而引发的影响双向AM模式的重传机制的问题。以较低的代价来消除了大RTT造成的影响，实现链路接收故障后的快速恢复并避免不必要的数据重发，进而提高系统的传输效率。本专利技术的技术解决方案是本专利技术的3G卫星通信系统无线链路控制方法，用于在确认模式下对数据的传输进行控制，包括以下步骤(1)发送端以数据PDU数据段的大小为标准对从上层接收到的SDU数据进行判断； 若SDU数据大于数据PDU数据段，则对SDU数据进行分段后封装到多个数据PDU中，并对生成的多个数据PDU进行顺序编号；(2)发送端将数据PDU按编号顺序进行发送；同时开启轮询计数器或定时器；所述轮询计数器或定时器的设定值由数据传输的往返时延决定；(3)若发送端的轮询计数器或定时器超时，则发送端利用第一个或最后一个数据 PDU作为确认PDU发送到接收端；接收端利用确认PDU生成返回发送端的状态PDU对未收到的数据PDU进行负确认，用于告知发送端接收端未收到的数据PDU编号；所述确认PDU 若由第一个数据PDU构造，则确认PDU中同时包含信息字段hfo， 信息字段^fo用于表明针对同一个SDU的数据PDU中未确认的最后一个PDU的序号；若由最后一个数据PDU构造，且当针对同一个SDU的数据PDU中最后一个PDU未得到确认时，则确认PDU中同时包含信息字段hfο，信息字段hfο用于表明针对同一 SDU 的数据PDU的未确认的最后一个PDU的序号；当针对SDU的数据PDU的最后一个数据PDU 已经得到了确认时，信息字段^fo用于表明针对该SDU的数据已确认的最后一个数据PDU 的序号；(4)接收端利用接收到的确认PDU中的信息字段hfo进行判断发送重传确认；若接收端重复收到由第一个数据PDU构造的确认PDU，则通过对信息字段hfo的内容判读，获得发送端已发送的数据PDU的信息，利用状态PDU向发送端确认未收到的数据 PDU的序号；若接收端重复收到由非第一个数据PDU构造的确认PDU，则通过对信息字段hfo 的内容判断，获得发送端已发送的数据PDU的信息，利用状态PDU向发送端确认未收到或未正确确认的数据PDU的序号；(5)发送端利用接收到的状态PDU中数据PDU的序号选择数据PDU进行重传。所述信息字节hfo为12本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种３Ｇ卫星通信系统无线链路控制方法，用于在确认模式下对数据的传输进行控制，其特征在于包括以下步骤：（１）发送端以数据ＰＤＵ数据段的大小为标准对从上层接收到的ＳＤＵ数据进行判断；若ＳＤＵ数据大于数据ＰＤＵ数据段，则对ＳＤＵ数据进行分段后封装到多个数据ＰＤＵ中，并对生成的多个数据ＰＤＵ进行顺序编号；（２）发送端将数据ＰＤＵ按编号顺序进行发送；同时开启轮询计数器或定时器；所述轮询计数器或定时器的设定值由数据传输的往返时延决定；（３）若发送端的轮询计数器或定时器超时，则发送端利用第一个或最后一个数据ＰＤＵ作为确认ＰＤＵ发送到接收端；接收端利用确认ＰＤＵ生成返回发送端的状态ＰＤＵ对未收到的数据ＰＤＵ进行负确认，用于告知发送端接收端未收到的数据ＰＤＵ编号；所述确认ＰＤＵ：若由第一个数据ＰＤＵ构造，则确认ＰＤＵ中同时包含信息字段Ｉｎｆｏ，信息字段Ｉｎｆｏ用于表明针对同一个ＳＤＵ的数据ＰＤＵ中未确认的最后一个ＰＤＵ的序号；若由最后一个数据ＰＤＵ构造，且当针对同一个ＳＤＵ的数据ＰＤＵ中最后一个ＰＤＵ未得到确认时，则确认ＰＤＵ中同时包含信息字段Ｉｎｆｏ，信息字段Ｉｎｆｏ用于表明针对同一ＳＤＵ的数据ＰＤＵ的未确认的最后一个ＰＤＵ的序号；当针对ＳＤＵ的数据ＰＤＵ的最后一个数据ＰＤＵ已经得到了确认时，信息字段Ｉｎｆｏ用于表明针对该ＳＤＵ的数据已确认的最后一个数据ＰＤＵ的序号；（４）接收端利用接收到的确认ＰＤＵ中的信息字段Ｉｎｆｏ进行判断发送重传确认；若接收端重复收到由第一个数据ＰＤＵ构造的确认ＰＤＵ，则通过对信息字段Ｉｎｆｏ的内容判读，获得发送端已发送的数据ＰＤＵ的信息，利用状态ＰＤＵ向发送端确认未收到的数据ＰＤＵ的序号；若接收端重复收到由非第一个数据ＰＤＵ构造的确认ＰＤＵ，则通过对信息字段Ｉｎｆｏ的内容判断，获得发送端已发送的数据ＰＤＵ的信息，利用状态ＰＤＵ向发送端确认未收到或未正确确认的数据ＰＤＵ的序号；（５）发送端利用接收到的状态ＰＤＵ中数据ＰＤＵ的序号选择数据ＰＤＵ进行重传。...

【技术特征摘要】
1.一种3G卫星通信系统无线链路控制方法，用于在确认模式下对数据的传输进行控制，其特征在于包括以下步骤(1)发送端以数据PDU数据段的大小为标准对从上层接收到的SDU数据进行判断；若 SDU数据大于数据PDU数据段，则对SDU数据进行分段后封装到多个数据PDU中，并对生成的多个数据PDU进行顺序编号；(2)发送端将数据PDU按编号顺序进行发送；同时开启轮询计数器或定时器；所述轮询计数器或定时器的设定值由数据传输的往返时延决定；(3)若发送端的轮询计数器或定时器超时，则发送端利用第一个或最后一个数据PDU 作为确认PDU发送到接收端；接收端利用确认PDU生成返回发送端的状态PDU对未收到的数据PDU进行负确认，用于告知发送端接收端未收到的数据PDU编号；所述确认PDU 若由第一个数据PDU构造，则确认PDU中同时包含信息字段hfo，信息字段hfo用于表明针对同一个SDU的数据PDU中未确认的最后一个PDU的序号；若由最后一个数据PDU构造，且当针对同一个SDU的数据PDU中最后一个PDU未得到确认时，则确认PDU中同时包含信息字段hfo，信息字段hfo用于表明针对同一 S...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶滢，梁宗闯，吕强，曾小金，沈宇飞，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：11