通用无线分组业务(General Packet Radio Service,简称“GPRS”)网 络是在现有全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications, 简称“GSM”)网络
基础上发展起来的用于提供分组数据交换业务的网络。 GPRS通过在GSM网络中添加服务GPRS支持
节点(Service GPRS Support Node,简称“SGSN”)、网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node, 简称“GGSN”),以及在基站子系统(Base Station Subsystem,简称“BSS”) 或基站
收发信机(Base Transceiver Station,简称“BTS”)中添加分组控制 单元(Packet Control Unit,简称“PCU”),使得移动用户可以与常用分组
数据网络(Packet Data Network,简称“PDN”)实现数据交换,在用户与 用户间实现端到端的数据发送和接收。
通常情况下,PCU在网络中的
位置如图1所示,PCU通过Pb
接口与基 站
控制器(Base Station Controller,简称“BSC”)相连接。在进行分组数据 业务时,相关的信令流通过SGSN从Gb接口将信令传输给PCU,再通过PCU 传输给BSC,由BSC通过Abis接口将信令传输给BTS,再由BTS最终传输 给移动终端。当然,在实际应用中,PCU的实体形态和在网络中的位置可由 网络设备制造商决定,可以将PCU作为是单独的网元,也可以内置于BSC 或BTS中;可以是多个BSC共用一个PCU,或一个BSC下有多个PCU。PCU 的主要功能包括:大部分分组无线资源管理功能;分组呼叫控制功能;分组 数据传输等。
下面对GPRS网络中分组数据以及信令的传输作简单介绍。GPRS BSS 的信令模型如图2所示,其中,BSS部分的GSM RF协议在基站中实现,其 它协议在PCU中实现。GSM RF层实现的功能包括GMSK(高斯滤波最小频 移键控)调制和解调、8PSK(8相键控)调制和解调,各种分组数据信道(Packet Data Channel,简称“PDCH”)的编码和解码等功能。PDCH信道采用52 复
帧结构,每4个帧组成一个无线
块(Radio Block),一个52复帧共分为 12个无线块,4个空闲帧,如图3所示。移动终端通过无线块传输分组数据。
在
现有技术中,移动终端要向网络侧发送分组数据,首先需要网络侧为 其分配资源并建立连接,资源的分配有三种方式,分别为固定分配、动态分 配和扩展动态分配。
在固定分配方式中,移动终端进行分组数据传输所使用的无线块由PCU 事先分好,在移动终端需要进行数据传输时通过固定的无线块将分组数据传 输给网络侧。
在动态分配方式中,PCU并不预先分配固定的无线块,而是在移动终端 需要进行分组数据传输时,为移动终端指配临时块流(Temporary Block Flow, 简称“TBF”),移动终端通过所分配的上行TBF传输分组数据。
在GPRS中,UE和网络侧之间的RLC连接称为TBF。TBF用以支持分 组数据在PDCH上的双向传输。单个TBF总是单向的,它可以分为上行TBF 和下行TBF,无论是上行TBF或下行TBF都仅在RLC连接期间存在。
在动态分配方式中,PCU在为移动终端分配上行TBF后,还需要为该 TBF分配上行状态标志(Uplink State Flag,简称“USF”)值,并将该TBF 的USF值通过立即指配消息发送给相应的移动终端,移动终端收到立即指配 消息后即开始监听所指配TBF所在信道(可能是多个时隙)的下行数据块中 的USF值,如果该值和消息中指配的USF值相同,则移动终端在相应的上 行TBF上传送数据。
扩展动态分配方式与动态分配方式大致相同,其无线块资源分配机制和 动态分配一致,区别在于移动终端在收到其中一个信道USF值后,即可在该 信道以及时隙号比该信道大的其他信道上传送数据。
具体地说,一个典型动态分配的上行TBF建立的流程如图4所示,移 动终端在需要传输分组数据时,进入步骤410中,移动终端向BTS发送上行 分组信道
请求,通过BTS和BSC将该请求转发到PCU。
接着进入步骤420,PCU收到来自移动终端的上行分组信道请求后,进 行上行USF资源调度,建立上行TBF,在此上行TBF的每个上行块的前一 个下行块上设置相应的USF值。
接着进入步骤430,PCU通过BSC和BTS向移动终端下发上行TBF立 即指配消息,在该立即指配消息中携带所分配的TBF的USF值。
接着进入步骤440,移动终端收到该上行TBF立即指配消息后,根据其 中的USF值判断相应信道中的上行TBF是否是分配给自己,找到PCU为其 指配的上行TBF,并在该TBF上发送分组信令及分组数据。
现有技术中,PCU在收到移动终端的分组信道请求时,为其分配临时块 流,由于分组信道请求先后需要经过Um、Abis和Pb三个接口才能送到PCU, 通知PCU分配好上行USF资源并下发分组信道立即指配消息,并且分组信 道立即指配消息同样需通过Pb、Abis和Um三个接口才能下发给移动终端, 从移动终端发起分组信道请求到移动终端收到立即指配消息开始在相应的 TBF中发送上行分组信令或分组数据之间的时延较大,无法满足某些响应时 延要求较高的业务。
有鉴于此,本发明的主要目的在于提供一种分组数据的发送方法、系统 及网络,使得在移动终端需要发送上行分组数据时,能够快速分配上行临时 块流。
为实现上述目的,本发明提供了一种分组数据的发送方法,在基站上建 立预分配上行临时块流;
所述基站在收到来自移动终端的分组信道请求时,为该移动终端指配空 闲的所述预分配上行临时块流;
移动终端在所述基站指配的上行临时块流中发送分组数据。
其中,还包含以下步骤:
所述基站向所述移动终端发送立即指配消息,在所述立即指配消息中携 带所指配的上行临时块流对应的上行状态标志;
所述移动终端根据所述立即指配消息中的上行状态标志确定所指配的 上行临时块流,并通过该上行临时块流发送所述分组数据。
此外在所述方法中,还包含以下步骤:
基站在收到来自分组控制单元的下行数据块中的上行状态标志指示对 应的上行临时块流未被指配时,将该下行数据块中的上行状态标志替换为为 所述移动终端指配的上行临时块流的上行状态标志,并将该下行数据块发送 给该移动终端;
所述移动终端根据所接收到的下行数据块中的上行状态标志,在对应的 上行临时块流中发送所述分组数据。
此外在所述方法中,还包含以下步骤,所述基站在为移动终端指配空闲 的所述预分配上行临时块流后,将所指配的预分配上行临时块流的状态设置 为忙。
此外在所述方法中,分组控制单元预先在基站上建立预分配上行临时块 流,在所述预分配上行临时块流发生改变时,通知所述基站。
此外在所述方法中,还包含以下步骤,
所述基站将所指配的上行临时块流的信息携带在所述移动终端的分组 信道请求中,发送给所述分组控制单元;
所述分组控制单元接收所述分组信道请求后,对其进行确认并返回确认 消息;
所述基站在收到所述确认消息后,将该上行临时块流的信息从预分配上 行临时块流资源池中删除。
此外在所述方法中,所述分组控制单元预先在基站上建立预分配上行临 时块流时,不激活该上行临时块流的链路
定时器;
所述分组控制单元向所述基站返回所述确认消息时激活被该基站指配 的上行临时块流的链路定时器。
此外在所述方法中,还包含以下步骤:
分组控制单元根据上行临时块流和上行状态标志资源的占用情况,增加 或删除预分配的上行临时块流。
本发明还提供了一种分组数据的发送系统,包含基站和移动终端,还包 含用于在所述基站上建立预分配上行临时块流的模块;
所述基站还包含用于在收到来自所述移动终端的分组请求时,为该移动 终端指配空闲的所述预分配上行临时块流的模块;
所述移动终端还包含用于在所述基站所指配的上行临时块流中发送所 述分组数据的模块。
本发明还提供了一种
移动通信网络,包含基站,还包含用于在所述基站 上建立预分配上行临时块流的模块;
所述基站还包含用于在收到来自移动终端的分组请求时,为该移动终端 指配空闲的所述预分配上行临时块流的模块,并指示该移动终端在指配的上 行临时块流中发送分组数据。
其中,所述基站还包含发送模块,用于将所指配的预分配上行临时块流 的上行状态标志通过立即指配消息发送到所述移动终端,并指示该移动终端 在所述上行状态标志所对应的上行临时块流中发送所述分组数据。
此外,所述发送模块还用于,在收到来自分组控制单元的下行数据块中 的上行状态标志指示对应的上行临时块流未被指配时,将该下行数据块中的 上行状态标志替换为所述指配的上行临时块流的上行状态标志,并将该下行 数据块发送给所述移动终端,指示该移动终端在接收到该下行数据块时,根 据所述上行状态标志,在对应的上行临时块流中发送所述分组数据。
通过比较可以发现,本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于,通 过预先在基站上建立预分配上行TBF,当基站接收到来自移动终端的分组信 道请求时,能够直接为该移动终端指配空闲的预分配上行TBF,加快对该分 组信道请求的响应,减小移动终端发起请求后的等待时延,使得该移动终端 能够更早地在该基站指配的上行TBF中发送分组数据,间接地加快了上行分 组数据的传输。
PCU为基站预分配上行TBF时,不激活其链路定时器,使上行TBF一 直保持空转的状态。PCU在收到基站的分组信道请求并返回确认消息时,才 激活被基站指配的预分配上行TBF的链路定时器,从而可以在该预分配的上 行TBF传输数据结束时(即该上行TBF长时间不再传输上行分组数据时), 能够及时释放已失效的链路。
基站仅在PCU下发的下行数据块中USF等于表示未指配的
指定值时才 将下行数据块中的USF改为指配的预分配上行TBF的USF值,保证了PCU 中正在正常通信中的链路不受干扰。如果基站指配了多个预分配TBF,则循 环分配相应的USF,从而保证了公平性。
PCU在预分配上行TBF发生改变时,及时通知基站,避免基站将错误 的TBF分配给移动终端,造成移动终端的分组数据传输的失败。
基站将预分配上行TBF指配给移动终端后,将该TBF的信息通知PCU, 并在PCU确认后,删除该已被指配的预分配上行TBF,使得基站和PCU上 关于预分配TBF的信息保持一致。
PCU根据上行TBF和USF资源的占用情况,增加或删除预分配的上行 临时块流,使得基站在资源占用较少时能够将更多的上行TBF分配给移动终 端,充分利用上行TBF和USF的资源,而在资源占用较多时,减少上行TBF 的分配,避免资源使用上的冲突。
附图说明
图1是现有技术中PCU在网络中的连接示意图;
图2是现有技术中GPRS BSS的信令模型示意图;
图3是现有技术中PDCH信道52复帧的结构示意图;
图4是现有技术中上行TBF建立的方法
流程图;
图5是根据本发明第一实施方式的分组数据发送方法流程图;
图6是根据本发明第二实施方式的分组数据发送系统的系统结构图;
图7是根据本发明第三实施方式的移动通信网络结构示意图。