[发明专利]用于编码和解码媒体访问控制协议数据单元的长度的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统协议。更具体地，本发明涉及在宽带无线网络中编码和解码媒体访问控制(Medium Access Control，MAC)协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)的长度的领域。

背景技术

宽带无线网络基于各种通信标准，例如，基于全球微波互连接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，WiMAX)标准的电气和电子工程师协会(IEEE)802.16e以及其至IEEE 802.16m的演进提供各种类型的服务，诸如语音、分组数据交换等。在此类网络中，通过建立连接来在移动台(MS)和基站(BS)之间交换用户数据和控制信息。由在MS和BS处运行的各种协议生成控制信息。由在MS和BS处的各种应用生成数据分组。通常，3G之后的无线通信标准，例如3GPP长期演进(Long Term Evolution，LTE)、IEEE 802.20和IEEE 802.16e-2005、移动WiMAX等等使用协议数据单元(PDU)来携带控制和数据信息。

IEEE 802.16m通信标准与包括物理(PHY)层和媒体访问控制(MAC)层规范的协议架构相关。MAC层包括三个子层，其中包括特定会聚(Convergence)子层(CS)、MAC公共部分子层(MAC CPS)和安全子层。CS提供通过CS服务接入点(SAP)接收的外部网络数据到通过MAC SAP由MAC CPS接收的MAC服务数据单元(Service Data Unit，SDU)的转换和/或映射。这包括将外部网络SDU分类和将外部网络SDU关联到合适的MAC连接。它可能还包括其他功能，诸如有效载荷报头抑制(Payload Header Suppression，PHS)。

MAC CPS通过MAC SAP接收来自各种CS的、被分类为特定MAC连接的数据。经由PHY SAP在MAC CPS和PHY层之间传递数据。MAC CPS还包含单独的安全子层，其提供验证、安全密钥交换和加密。MAC CPS形成基于IEEE 802.16m的MAC PDU。MAC PDU格式包括常规MAC报头(GMH)、扩展报头(EH)组和有效载荷。每个连接有效载荷包括从CS层接收的关于特定连接的一个或多个MAC SDU或MAC SDU片段(fragment)。

此外，GMH格式(基于IEEE 802.16m标准)包括流标识符(流ID)字段、扩展报头(EH)字段和长度字段。由流ID字段标识连接。EH字段指示在MAC PDU中是否存在扩展报头组。此外，长度字段给出关于MAC PDU的长度的信息。EH组包括指示EH组长度的固定部分。EH组还包括在固定部分之后的可变部分，其组成一个或多个EH。EH包含类型字段和主体内容字段。类型字段指示EH的类型而主体内容字段指示取决于类型的内容。

MAC层编码多个MAC PDU(MPDU)以形成MAC层数据分组，其随后被发送到PHY层用于进行空中发射。由MAC层形成的MAC层数据分组的尺寸(以字节为单位)等于由PHY层从MAC层请求的字节数。此后，在MAC层分组中编码的多个MAC PDU被从发送通信设备的PHY层发送到接收通信设备的PHY层。

因为GMH中的长度字段的尺寸是“11”比特，故MAC PDU的最大尺寸可以是2047字节。在高数据速率系统中，在MAC PDU中携带的MAC SDU可能远远大于2047字节。为了携带此类较大的MAC SDU，MAC SDU需要被分段，且形成每个携带MAC SDU的一个片段的多个MAC PDU并且将它们级联在一个物理层分组中。该方案因为GMH开销(2字节)和分段/打包信息开销(每个MAC SDU片段2字节)而导致开销增加。对于在“n”个MAC PDU中携带的MAC SDU，招致“4*(n-1)”字节的额外开销。因此，MAC PDU需要具有更大的长度字段，以便有助于在一个MAC PDU中携带更大的MAC SDU。

此外，在MAC层分组中以多个MAC PDU的形式携带较大MAC SDU的过程也会消耗更多的自动重复请求(ARQ)序列号，因为ARQ序列号是按每个MAC PDU分配的。这会导致更频繁地对反馈请求进行轮询以避免使发送器ARQ窗口停止。因此，MAC PDU需要具有更大的长度字段，以便有助于在一个MPDU中携带较大的MAC SDU。