專利名稱：用于移動無線電網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)相斂協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動無線電子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議。本發(fā)明特別應(yīng)用于(盡管不一定)規(guī)定用于通用分組無線電業(yè)務(wù)(GPRS)的子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議(SNDCP)。
諸如GSM(全球移動通信系統(tǒng))的當(dāng)前數(shù)字蜂窩電話系統(tǒng)設(shè)計為強調(diào)話音通信。通常利用所謂的“電路交換”傳輸模式通過空中接口在移動站(MS)與基站子系統(tǒng)(BSS)之間發(fā)送數(shù)據(jù)，其中物理信道(即，在一個或多個頻率上一系列規(guī)則隔開的時隙)預(yù)留給此呼叫的時長。對于話音通信，其中要發(fā)送的信息流相對連續(xù)，該電路交換傳輸模式是合理有效的。然而，在例如互聯(lián)網(wǎng)接入的數(shù)據(jù)呼叫期間，數(shù)據(jù)流是“脈沖狀”的，并且電路交換模式中物理信道的長期預(yù)留表示空中接口的不經(jīng)濟利用。
已知利用數(shù)字蜂窩電話系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求正迅速增長，稱為通用分組無線電業(yè)務(wù)(GPRS)的新的基于GSM的業(yè)務(wù)當(dāng)前正由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)局(ETSI)進行標(biāo)準(zhǔn)化并整體定義在建議GSM03.60中。GPRS提供用于數(shù)據(jù)發(fā)送的物理信道的動態(tài)分配。也就是說，僅在具有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，才分配物理信道給特定的MS-BSS鏈路。避免在沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送時物理信道的不必要預(yù)留。
GPRS指定與常規(guī)的GSM電路交換傳輸結(jié)合操作，以便有效地利用用于數(shù)據(jù)與話音通信的空中接口。因此GPRS將使用為GSM定義的基本信道結(jié)構(gòu)。在GSM中，將給定的頻帶在時域中分成稱為TDMA(時分多址)幀的一系列幀。TDMA幀的長度是4.615ms。將每個TDMA幀又分為8個相等時長的連續(xù)時隙。在常規(guī)的電路交換傳輸模式中，在始發(fā)呼叫時，通過在一系列TDMA幀的每一個幀中預(yù)留給定的時隙(1至8)來給那個呼叫定義物理信道。同樣地定義用于傳送信令信息的物理信道。
隨著GPRS的引入，通過動態(tài)分配物理信道用于電路交換傳輸模式或分組交換傳輸模式來生成用于發(fā)送數(shù)據(jù)的“業(yè)務(wù)信道”。當(dāng)電路交換傳輸模式的網(wǎng)絡(luò)要求高時，可以為此模式預(yù)留大量的物理信道。另一方面，當(dāng)GPRS傳輸?shù)男枨蟾邥r，可以為此模式預(yù)留大量的物理信道。另外，通過將一系列TDMA幀之中每一個幀中的2個或多個時隙分配給單個MS可以提供高速分組交換傳輸信道。
用于GSM Phase(階段)2+(GSM3.64)的GPRS無線電接口能制作為

圖1所示的具有特殊功能的邏輯層分級的模型，其中移動站(MS)和網(wǎng)絡(luò)具有通過MS/網(wǎng)絡(luò)接口Um通信的相同層。應(yīng)理解圖1的模型不一定代表包含在MS和網(wǎng)絡(luò)中的硬件，而表示通過此系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的流動與處理。每個層格式化從相鄰層接收的數(shù)據(jù)，而接收的數(shù)據(jù)從底層傳送到頂層，并且發(fā)送的數(shù)據(jù)從頂層傳送到底層。
許多分組數(shù)據(jù)協(xié)議(PDP)實體在MS的頂層上。這些PDP實體中的某些實體使用適用于將分組數(shù)據(jù)從一個MS發(fā)送給另一個MS或從一個MS發(fā)送給固定終端的點對點協(xié)議(PTP)。PTP協(xié)議的示例為能與用戶應(yīng)用程序(圖1中未示出)接口的IP(網(wǎng)際協(xié)議)與X.25。注意二個或多個PDP實體可以利用同一PDP。諸如SMS與信令(L3M)的其他GPRS端點協(xié)議實體也在頂層上。類似的安排存在于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)并具體存在于服務(wù)GPRS支持節(jié)點(SGSN)上。
某些頂層實體使用通用子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議(SNDCP)-GSM04.65，此協(xié)議如其名所建議的將不同的SNDCP用戶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(或“收斂”)為適于以透明方式進一步進行處理的通用形式(SNDCP協(xié)議數(shù)據(jù)單元)。SNDCP單元多達1600個八比特組并包括地址字段，此地址字段包含識別端點連接(即，SNDCP用戶)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入點識別符(NSAPI)?？梢越o每個MS分配與其他的MS無關(guān)的一組NSAPI。此結(jié)構(gòu)意味著將來可以研制易于引入現(xiàn)有的GPRS結(jié)構(gòu)中的新的PDP與轉(zhuǎn)發(fā)器。
每個SNDCP(或其他的GPRS端點協(xié)議)單元利用一個邏輯鏈路控制(LLC)幀通過無線電接口進行傳送。此LLC幀形成在LLC層(GSM04.64)中并包括具有編號與臨時地址字段、可變長度信息字段和幀檢驗序列的標(biāo)題幀。更具體地，地址字段包括用于識別LLC接口的網(wǎng)絡(luò)側(cè)與用戶側(cè)上的特定連接端點(及其相關(guān)優(yōu)先級與業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS))的業(yè)務(wù)接入點識別符(SAPI)。一個連接端點是SNDCP，其他的端點包括短消息業(yè)務(wù)(SMS)和管理層(L3M)。LLC層格式化從這些不同的端點協(xié)議中接收的數(shù)據(jù)。SAPI永久地進行分配并且對所有的MS來說是公用的。
無線電鏈路控制(RLC)層特別定義用于將邏輯鏈路控制層PDU(LLC-PDU)分段與重新裝配為RLC數(shù)據(jù)塊和用于重發(fā)不成功傳送的RLC塊的程序。媒體訪問控制(MAC)層在物理鏈路層(參見下文)上面操作并定義使多個MS能共享一個通用傳輸媒體的程序。MAC功能在多個MS之間判優(yōu)，嘗試同時發(fā)送并提供防沖突、檢測與恢復(fù)程序。
物理鏈路層(Phys.Link)在MS與網(wǎng)絡(luò)之間提供物理信道。物理RF層(Phys.RF)特別規(guī)定載頻與GSM無線電信道結(jié)構(gòu)、GSM信道的調(diào)制和發(fā)射機/接收機特性。
當(dāng)MS在網(wǎng)絡(luò)中變成有效時，需要準(zhǔn)確定義在上述的每個層上如何處理數(shù)據(jù)。此處理也包括MS與網(wǎng)絡(luò)之間實施初步協(xié)商。具體地，稱為SNDCP交換機識別(XID)參數(shù)的控制參數(shù)在XID參數(shù)協(xié)商階段通過各自的LLC層在兩個對等的SNDCP層之間進行交換。XID協(xié)商的初始化可以在MS或網(wǎng)絡(luò)中進行。一旦收到XID參數(shù)，對等實體根據(jù)那個參數(shù)構(gòu)造自己或與用戶進行進一步協(xié)商。用于SNDCP XID參數(shù)的字段格式如下
圖2更詳細地考慮SNDCP層及其與SNDCP用戶和LLC層的接口，并可應(yīng)用于MS與SGSN結(jié)構(gòu)。具體地，圖2表示可選擇地在SNDCP層中(如GSM建議04。65中所述)執(zhí)行的協(xié)議和/或用戶數(shù)據(jù)的壓縮。數(shù)據(jù)首先進行壓縮，并隨后在加上SNDCP標(biāo)題和裝配為SNDCP單元之前將其細分為塊。應(yīng)理解圖2應(yīng)用于發(fā)送數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。利用類似的相反的解壓處理接收的信號。
在當(dāng)前的GSM04.65建議中，可以提供幾種不同的壓縮算法用于協(xié)議數(shù)據(jù)的壓縮，而只特別考慮單個壓縮算法用于用戶數(shù)據(jù)的壓縮(盡管規(guī)定將來的發(fā)展可以利用幾種不同的用戶數(shù)據(jù)壓縮算法)。一般地，利用生成通過SNDCP用戶之一提供給SNDCP層的用戶數(shù)據(jù)的用戶接口應(yīng)用程序做出是否使用壓縮的決定，將此決定通知SNDCP用戶。然而，如果兩個對等SNDCP層上可利用壓縮的話，就只能使用壓縮。
在SNDCP XID參數(shù)協(xié)商期間，一個或多個協(xié)議壓縮/解壓縮實體可以利用XID參數(shù)的交換進行定義并識別給二個對等SNDCP層。同樣地，用戶數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮實體(或幾個這樣的實體)可以利用其他的XID參數(shù)的交換進行定義。GSM建議04.65為此提出下面的XID消息
八比特組1識別特定的算法，而八比特組2識別XID消息中下一個八比特組的編號。這些隨后的八比特組定義諸如要使用的碼本的長度或碼本中將使用的碼字長度(參見下文)的選擇算法的參數(shù)。
如已描述的，PDP上下文數(shù)據(jù)(context data)在SNDCP層中裝配為SNDCP單元。SNDCP層給每個單元附加識別是否已壓縮那個單元中所包含的協(xié)議數(shù)據(jù)和(如果已壓縮協(xié)議數(shù)據(jù)的話)所使用的壓縮算法的PCOMP(協(xié)議控制信息壓縮)標(biāo)記。同樣地，附加DCOMP(數(shù)據(jù)壓縮)標(biāo)記來識別是否已壓縮用戶數(shù)據(jù)和(如果已壓縮用戶數(shù)據(jù)的話)使用哪個算法。收到每個單元之后，接收SNDCP層在為此數(shù)據(jù)選擇路由至(利用包含在接收的SNDCP單元中的NSAPI所識別的)合適的實體之前能確定PDP上下文數(shù)據(jù)是否需要解壓縮和(如果需要解壓縮的話)需要使用什么解壓縮算法。
適用于在SNDCP層中壓縮數(shù)據(jù)(協(xié)議與用戶數(shù)據(jù))的壓縮算法包括依賴于其中一組碼利用相應(yīng)的矢量來識別的碼本的生成的算法。對每個數(shù)據(jù)分段，查找碼本，以找到最佳匹配碼。隨后將此矢量發(fā)送給包含利用此矢量查找的相同碼本的對等實體來恢復(fù)原始碼。為了優(yōu)化將進行壓縮的數(shù)據(jù)的壓縮處理的效率，利用接收的數(shù)據(jù)動態(tài)地更新此碼本。一旦二個或多個PDP實體使用同一壓縮算法，則這些實體共享同一個碼本。
本發(fā)明至少部分地源于共享的碼本對于使用共享碼本的任何一個PDP上下文未必是最佳的認識。因此本發(fā)明的一個目的是提供其中不同的PDP上下文能利用同一壓縮算法而使用不同碼本的一個子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議。
雖然上面的GPRS討論涉及GSM，但應(yīng)注意到GPRS具有更廣泛的應(yīng)用性。例如，通過只改變低級無線電協(xié)議，GPRS可以適用于所建議的第三代標(biāo)準(zhǔn)UMTS(通用移動電信系統(tǒng))。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供操作移動無線電網(wǎng)絡(luò)的一種方法，在此移動無線電網(wǎng)絡(luò)中在發(fā)送數(shù)據(jù)給第二對等收斂協(xié)議層之前利用第一收斂協(xié)議層將此數(shù)據(jù)裝配為單元，所述數(shù)據(jù)利用多個收斂協(xié)議層用戶之一提供給第一收斂協(xié)議層，此方法包括給每個用戶分配至少一個接入點識別符；和在所述第一與第二層之間交換一個或多個壓縮控制消息，每個消息包含數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮算法識別符；用于識別算法的一組參數(shù)；和將利用識別算法的至少一個接入點識別符的識別。
一般地，數(shù)據(jù)的所述單元包含一個所述接入點識別符，以使接收收斂協(xié)議層能傳送包含在此單元中的數(shù)據(jù)給正確的用戶。一旦收斂協(xié)議層使用利用碼本的壓縮/解壓縮算法，這允許生成單獨的碼本并將這些碼本用于單獨的接入點識別符，即使這些識別符使用同一壓縮/解壓縮算法。
最好，所述壓縮控制消息包含所述接入點識別符的比特映射，其中此比特映射表示將利用識別算法的那些接入點識別符和不利用識別算法的那些接入點識別符。
最好，每個所述消息包括識別壓縮/解壓縮算法的第一八比特組、包含所述接入點識別符的比特映射的至少一個八比特組和包含各自的算法參數(shù)的多個八比特組。更好地，所述比特映射包含在兩個八比特組中。
最好，本發(fā)明的方法形成通用分組無線電業(yè)務(wù)的一部分，并且所述第一與第二收斂協(xié)議層是移動站與網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議(SNDCP)層。在這種情況下，所述建立消息的形式是交換機識別(XID)消息，而所述接入點識別符是NSAPI。
本發(fā)明也能應(yīng)用于利用收斂協(xié)議層的其他分組無線電業(yè)務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供安排為使用本發(fā)明的上面第一方面的方法的移動無線電設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供安排為使用本發(fā)明的上面第一方面的方法的蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)GPRS支持節(jié)點。
為了更好地理解本發(fā)明并為了表示如何可以實施本發(fā)明，例如，現(xiàn)在將參見附圖，其中圖1表示GPRS無線電鏈路的協(xié)議層；圖2更詳細地表示圖1協(xié)議的上層；和圖3示意地表示GSM/GPRS數(shù)字蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。
如上所述，用于實施GPRS中的SNDCP層的當(dāng)前ETSI建議允許定義許多壓縮/解壓縮算法用于協(xié)議與用戶數(shù)據(jù)。在包含此數(shù)據(jù)的SNDCP單元的壓縮與發(fā)送之前，在二個對等SNDCP層(一個層在MS中，而另一個層在網(wǎng)絡(luò)中)之間協(xié)商每個算法。在發(fā)送SNDCP單元時，PCOMP與DCOMP標(biāo)記包含在此單元中，以識別是否壓縮包含在此單元中的分組數(shù)據(jù)或用戶數(shù)據(jù)和(如果壓縮的話)使用哪種算法給接收層。
在此建議在用于協(xié)商算法的XID消息中包括識別哪些NSAPI將使用那個算法的比特映射。在當(dāng)前的ETSI建議中，16個NSAPI能分配給一個MS。因而，給XID消息增加二個額外的八比特組，其中比特(0-15)的位置識別NSAPI(1-1 6)，1表示NSAPI將使用此算法，而0表示NSAPI將不使用此算法。新的XID消息如下
<p>一旦算法已在二個對等SNDCP層之間進行協(xié)商，就可能給那一種算法生成幾種不同的壓縮/解壓縮碼本，將每個碼本分配給相應(yīng)的NSAPI。因而，有可能對于不同的NSAPI(即，對于不同的SNDCP用戶)優(yōu)化壓縮/解壓縮處理。在一些情況中，在使用同一算法的幾個NSAPI之間仍然可以共享單個碼本。這例如在二個終端用戶共享同一PDP并因而有可能生成通用碼本適用的相似數(shù)據(jù)時可能是合適的。
當(dāng)利用SNDGP層接收SNDCP單元時，從PCOMP與DCOMP標(biāo)記中識別所使用的壓縮算法(如果有的話)。隨后能從此單元中包含的NSAPI中(如上所述)識別用于利用所識別的算法解壓縮的碼本。
GSM/GPRS無線電話網(wǎng)絡(luò)的一般結(jié)構(gòu)表示在圖3中，其中使用以下首字母縮略詞BSC基站控制器BSS基站子系統(tǒng)BTS基站收發(fā)信機GGSN 網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點GPRS 通用分組無線電業(yè)務(wù)GSM全球移動通信系統(tǒng)HLR原始位置寄存器IP 網(wǎng)際協(xié)議L3M層3管理LLC邏輯鏈路控制MAC媒體訪問控制MS 移動站MSC移動交換中心NSAPI 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)接入點識別符PC/PDA 個人計算機/個人數(shù)據(jù)助理PDP分組數(shù)據(jù)協(xié)議PDU分組數(shù)據(jù)單元PSTN 公用交換電話網(wǎng)PTM-G 點對多點組PTM-M 點對多點多播PTP點對點
RLC 無線電鏈路控制SAPI 業(yè)務(wù)接入點識別符SGSN 服務(wù)GPRS支持節(jié)點SMS 短消息業(yè)務(wù)SNDCP 子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議SS7 7號信令系統(tǒng)TCP/2P傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議TDMA 時分多址Um移動站-網(wǎng)絡(luò)接口UMTS 通用移動電信業(yè)務(wù)X.25 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議規(guī)范
權(quán)利要求
1.操作移動無線電網(wǎng)絡(luò)的一種方法，其中在此移動無線電網(wǎng)絡(luò)中在數(shù)據(jù)發(fā)送給第二對等收斂協(xié)議層之前利用第一收斂協(xié)議層將此數(shù)據(jù)裝配為單元，所述數(shù)據(jù)利用多個收斂協(xié)議層用戶之一提供給第一收斂協(xié)議層，此方法包括給每個用戶分配至少一個接入點識別符；和在所述第一與第二層之間交換一個或多個壓縮控制消息，每個消息包含數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮算法識別符；用于識別算法的一組參數(shù)；和將利用識別算法的至少一個接入點識別符的識別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中數(shù)據(jù)的所述單元包含所述接入點識別符之一，以使接收收斂協(xié)議層能發(fā)送包含在此單元中的數(shù)據(jù)給正確的用戶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述壓縮控制消息包含所述接入點識別符的比特映射，其中此比特映射表示將利用識別算法和不利用識別算法的那些接入點識別符。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中每個所述消息包括識別壓縮/解壓縮算法的一個八比特組，至少一個八比特組包含所述接入點識別符的比特映射，并且多個八比特組包含各自的算法參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述比特映射包含在二個八比特組中。
6.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求的方法，其中此方法形成通用分組無線電業(yè)務(wù)的一部分，并且所述第一與第二收斂協(xié)議層是移動站中與網(wǎng)絡(luò)中的子網(wǎng)絡(luò)相關(guān)收斂協(xié)議(SNDCP)層，所述壓縮控制消息是交換機識別(XID)消息的形式，而所述接入點識別符是NSAPI的形式。
7.一種移動無線電設(shè)備，安排為使用任何一個前面權(quán)利要求的方法。
8.一種蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)GPRS支持節(jié)點，安排為使用權(quán)利要求1-7之中任何一個權(quán)利要求的方法。
全文摘要
操作移動無線電網(wǎng)絡(luò)的一種方法,其中在發(fā)送數(shù)據(jù)給第二對等收斂協(xié)議(SNDCP)層之前利用第一收斂協(xié)議(SNDCP)層將此數(shù)據(jù)裝配為單元,由多個收斂協(xié)議層用戶(例如,PDP實體)之一提供數(shù)據(jù)給第一收斂協(xié)議層。此方法包括給每個用戶分配至少一個接入點識別符(NSAPI)并在所述第一與第二層之間交換一個或多個建立消息(XID),每個消息包含數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮算法識別符、用于識別算法的一組參數(shù)和所述接入點識別符的比特映射,其中此比特映射表示將利用識別算法和不利用識別算法的那些接入點識別符。
文檔編號H04B7/26GK1278383SQ98810820
公開日2000年12月27日 申請日期1998年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月30日
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