一種基于LTE空口協議的用戶面數據傳輸方法技術

一種基于LTE空口協議的用戶面數據傳輸方法，其技術方案包括：將等待處理的初始數據包的控制信息提取出來，并代替數據包本身進入協議棧處理流程，包括對輸入數據包的控制信息進行協議處理，并形成輸出數據包控制信息，包括輸出數據包的負載相對于初始數據包的負載之間的映射關系。直到空口協議棧各層全部處理完畢，根據最終數據包的控制信息中關于負載的映射關系，將初始數據包中的負載部分拷貝到最終數據包的相應位置，生成完整的最終數據包。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及移動通信
，尤其是涉及一種基于LTE空口協議的用戶面數據傳輸方法。
技術介紹
3GPP (The 3rd Generation Partnership Project)長期演進(LTE, Long TermEvolution)系統作為第四代移動通信的代表技術之一，對傳輸帶寬和傳輸時延有了更高的要求。3GPP LTE接入網系統中，用戶面協議棧(空口協議棧)分為HXP層(Packet DataConvergence Protocol,包數據合流協議層)，RLC層(Radio Link Control,無線鏈路控制 協議層)和MAC層(Media Access Control，媒體接入控制協議層)，共為三層。在傳統LTE接入網協議棧實現中，用戶面的數據包需要在各層間流轉，內存拷貝往往不可避免。一個典型的3GPP LTE空口協議用戶面處理流程是 下行從上層接收SDU (Service Date Unit,業務數據單元),完成協議處理后,將一個或多個SDU封裝成F1DU (Packet Data Unit,協議數據單元),并遞交(拷貝)給下層,下層進行類似的操作，上層的PDU就是下層的SDU ；上行處理方法正好相反，從下層接收H)U，完成協議處理后，將解析出來的SDU遞交(拷貝)給上層，上層也進行類似的操作。可以看出，在這個處理流程中，各協議層其實并不關心數據包內負載部分的具體內容，而只是在乎數據包內的控制信息，以及負載部分的長度。傳統實現中，會將包含負載在內的整個數據包通過內存拷貝的方式在各層之間提交，而負載部分從長度上來計算，往往會占據整個數據包的大部分。可見，在現代計算機系統中，頻繁和大量的內存拷貝很容易成為系統性能瓶頸，直接影響用戶面傳輸延時等LTE關鍵指標。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的問題，通過減少對用戶面數據不必要的內存拷貝操作，從而降低用戶面傳輸延時。本專利技術的技術方案為一種基于LTE空口協議的用戶面傳輸方法，包括以下步驟 步驟1，對準備進入空口協議棧的初始數據包進行緩存和編號； 步驟2，將空口協議棧的第一個協議層作為當前協議層，將初始數據包做為當前協議層的輸入數據包，將輸入數據包的控制信息提交給當前協議層，所述輸入數據包的控制信息包括負載部分的大小和步驟I產生的編號； 步驟3，當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理，并形成當前協議層的輸出數據包的控制信息，所述輸出數據包的控制信息包括輸出數據包的負載相對于初始數據包的負載之間的映射關系；步驟4，判斷空口協議棧的所有協議層是否處理完成，是則進入步驟5，否則將空口協議棧的下一個協議層作為新的當前協議層，將原來的當前協議層的輸出數據包作為新的當前協議層的輸入數據包，將原來的當前協議層的輸出數據包的控制信息提交給新的當前協議層，然后返回步驟3由新的當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理； 步驟5，將空口協議棧的最后一個協議層的輸出數據包作為最終數據包，根據最終數據包的控制信息中所包含最終數據包的負載相對于初始數據包的負載之間映射關系，將初始數據包中的負載部分拷貝到最終數據包的相應位置，生成完整的最終數據包，釋放初始數據包的緩存。而且，在用戶面數據下行傳輸時，空口協議棧的第一個協議層到最后一個協議層依次為包數據合流協議層、無線鏈路控制協議層和媒體接入控制協議層；在用戶面數據上行傳輸時，空口協議棧的第一個協議層到最后一個協議層依次為媒體接入控制協議層、無線鏈路控制協議層和包數據合流協議層。同現有技術相比，本專利技術方法的實施簡單，只需要在現有技術的基礎上，將等待處理的初始數據包的控制信息提取出來，并代替數據包本身進入協議棧處理流程。在協議棧處理完畢后并最終形成最終數據包的時候，再根據最終數據包控制信息中的負載映射關系將原始數據包中的負載部分拷貝到最終數據包的對應位置。如此，用戶面最終數據包的生成過程中只需要一次負載拷貝，相對于以前數據包在每個協議層之間傳輸都需要拷貝一次的傳統實現方法而言，大大減少了內存拷貝的次數，從而一定程度上簡化了用戶面處理流程，能夠有效降低用戶面傳輸延時。附圖說明圖I為本專利技術實施例的流程圖。具體實施例方式 本專利技術針對現有技術缺陷，提出將數據包的負載和控制信息分離，數據包在進入協議棧之前被緩存起來并做好編號，數據包本身并不需要被遞交到協議棧處理，而控制信息(包括負載的大小和編號以及其他必要信息)則進入協議棧處理，在協議棧各層處理完畢形成最終數據包的時候，再根據生成的最終數據包控制信息中關于負載的映射關系，將初始數據包的負載部分拷貝到最終數據包的相應位置，這樣大數據量的負載部分在整個協議棧處理流程中只需要拷貝一次。以下結合附圖和實施例詳細說明本專利技術技術方案。本專利技術技術方案可參考軟件技術實現自動運行流程，如圖I所示，實施例的具體流程如下 步驟1，對準備進入空口協議棧的初始數據包進行緩存和編號。對即將進入協議棧處理的初始數據包(對下行而言就是rocp SDU即IP數據包，對上行而言就是mac rou)進行緩存和編號處理。步驟2，將空口協議棧的第一個協議層作為當前協議層，將初始數據包做為當前協議層的輸入數據包，將輸入數據包的控制信息提交給當前協議層，所述輸入數據包的控制信息包括負載部分的大小和步驟I產生的編號。本步驟將初始數據包的控制信息(必須包括負載的大小和編號信息)，遞交給第一個協議層處理。在用戶面數據下行傳輸時，空口協議棧的第一個協議層到最后一個協議層依次為包數據合流協議層、無線鏈路控制協議層和媒體接入控制協議層；在用戶面數據上行傳輸時，空口協議棧的第一個協議層到最后一個協議層依次為媒體接入控制協議層、無線鏈路控制協議層和包數據合流協議層。因此，空口協議棧的第一個協議層，對下行而言就是PDCP層(包數據合流協議層)，對上行而言就是MAC層(媒體接入控制協議層)。步驟3，當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理，并形成當前協議層的輸出數據包的控制信息，所述輸出數據包的控制信息包括輸出數據包的負載相對于初始數據包的負載之間的映射關系。按照協議規定，當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理，并形成新的輸出數據包控制信息，控制信息中必須包括輸出數據包的負載相對于初始數據包負載之間的映射關系。映射關系中提供初始數據包的負載部分的大小和步驟I產生的編號，例如映射關系為“當前的輸出數據包的負載相當于初始數據包的第23號包的第101個字節到第600個 字節。” 步驟4，判斷空口協議棧的所有協議層是否處理完成，是則進入步驟5，否則將空口協議棧的下一個協議層作為新的當前協議層，將原來的當前協議層的輸出數據包作為新的當前協議層的輸入數據包，將原來的當前協議層的輸出數據包的控制信息提交給新的當前協議層。原來的當前協議層的輸出數據包的控制信息即新的當前協議層的輸入數據包的控制信息，提交給新的當前協議層后，返回步驟3由新的當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理。將輸出數據包的控制信息遞交給協議棧中的下一層，下一協議層進行同樣處理，直到全部協議層都處理完畢。各協議層的輸出數據包的控制信息都必須包括輸出數據包的負載相對于初始數據包的負載之間的映射關系。步驟5，將空口協議棧的最后一個協議層的輸出數據包作為最終數據包，根據最終數本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于LTE空口協議的用戶面數據傳輸方法，其特征在于：包括以下步驟，步驟1，對準備進入空口協議棧的初始數據包進行緩存和編號；步驟2，將空口協議棧的第一個協議層作為當前協議層，將初始數據包做為當前協議層的輸入數據包，將輸入數據包的控制信息提交給當前協議層，所述輸入數據包的控制信息包括負載部分的大小和步驟1產生的編號；步驟3，當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理，并形成當前協議層的輸出數據包的控制信息，所述輸出數據包的控制信息包括輸出數據包的負載相對于初始數據包的負載之間的映射關系；步驟4，判斷空口協議棧的所有協議層是否處理完成，是則進入步驟5，否則將空口協議棧的下一個協議層作為新的當前協議層，將原來的當前協議層的輸出數據包作為新的當前協議層的輸入數據包，將原來的當前協議層的輸出數據包的控制信息提交給新的當前協議層，然后返回步驟3由新的當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理；步驟5，將空口協議棧的最后一個協議層的輸出數據包作為最終數據包，根據最終數據包的控制信息中所包含最終數據包的負載相對于初始數據包的負載之間映射關系，將初始數據包中的負載部分拷貝到最終數據包的相應位置，生成完整的最終數據包，釋放初始數據包的緩存。...

【技術特征摘要】
1.一種基于LTE空口協議的用戶面數據傳輸方法，其特征在于包括以下步驟， 步驟1，對準備進入空口協議棧的初始數據包進行緩存和編號； 步驟2，將空口協議棧的第一個協議層作為當前協議層，將初始數據包做為當前協議層的輸入數據包，將輸入數據包的控制信息提交給當前協議層，所述輸入數據包的控制信息包括負載部分的大小和步驟I產生的編號； 步驟3，當前協議層對輸入數據包的控制信息進行處理，并形成當前協議層的輸出數據包的控制信息，所述輸出數據包的控制信息包括輸出數據包的負載相對于初始數據包的負載之間的映射關系； 步驟4，判斷空口協議棧的所有協議層是否處理完成，是則進入步驟5，否則將空口協議棧的下一個協議層作為新的當前協議層，將原來的當前協議層的輸出數據包作為新的當前協議層的輸入數據包，將原...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李凱，王凌婓，顏志凌，
申請(專利權)人：武漢郵電科學研究院，
類型：發明
國別省市：