[发明专利]用于高吞吐量和低延迟数据传输的模块化5GUE层2数据栈解决方案

说明书

用于在数据平面中提供层2数据栈解决方案的方法和相关设备被提供。在一些实施例中，该方法包括：(i)在可选择的多个数据栈解决方案中确定选择哪一个层2数据栈解决方案，以及(ii)根据所选择的层2数据栈解决方案，使层2微控制器对被配置为实施特定的层2数据栈功能的数据平面硬件模块进行干预。多个数据栈解决方案中的每一个都代表层2微控制器的独特的干预配置。层2微控制器联接到多个数据平面硬件模块，这些模块被配置为实施不同的层2数据栈功能。层2微控制器的干预配置指示层2微控制器对数据平面硬件模块的控制级别。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月9日提交的序列号为63/036,736的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及通信领域，更具体地，涉及无线通信系统、方法和设备。

背景技术

计算技术的快速发展为数据通信创造了更大的需求。增长的需求反过来又推动了通信技术的进一步发展，这通常需要在给定空间内有额外的特点、增加处理能力和/或增加资源。这种增长经常引入新的挑战。传统的第三代合作伙伴计划(3GPP)层2数据栈与物理层、层3/层4和控制平面的协议栈紧密联接。分组操作(packet operation)的功能分区之间根据其层或处理需求没有明确的区别。5G(用于宽带蜂窝网络的第五代技术标准)调制解调器面临的挑战是能够设计支持高吞吐量和极低延迟数据包应用的数据路径架构。传统的软件分组数据处理解决方案无法满足5G分组数据需求，而这些传统解决方案需要具有复杂软件设计的高成本处理器。因此，有一种改进的方法来满足这一需求是有利的。

发明内容

本公开提供一种适应性强且可编程的5G用户设备(UE)层2数据栈解决方案。层2数据栈解决方案是可定制的，并且可以通过数据平面硬件(DPHW，包括多个硬件模块)、数据平面微控制器(μC)、控制平面处理器或其组合来实施。本层2数据栈解决方案可用于4G(用于宽带蜂窝网络的第四代技术标准)、5G和/或未来通信系统，并提供高吞吐量、低延迟和无缝服务质量(QoS)数据分组操作。例如，本公开使UE制造商/供应商能够定制和整合其4G/5G层2数据栈产品，以便满足客户的需要。

电信架构通常包括三个基本组成部分：数据平面(DP)、控制平面(CP)和管理平面(MP)。控制平面和管理平面为数据平面服务。数据平面承载用户流量，并可以命名为用户平面、转发平面、载波平面或承载平面。组网系统的管理平面配置、监控网络堆栈的所有层和系统的其他部分，并为其提供管理、监控和配置服务。控制平面控制路由任务，该路由任务确定使用哪个路径发送包或帧。例如，控制平面给路由表、网络拓扑和转发表增添数据，以便启用数据平面功能。参考图1详细讨论电信架构的示例。

本层2数据栈解决方案是在网络的数据平面中实施的。更具体地，本层2数据栈解决方案提供微控制器和数据平面硬件，其被配置为实施层2数据栈功能。数据平面硬件可以包括多个硬件组件，以实施不同的层2数据栈功能。微控制器可被配置为管理和控制数据平面硬件的多个硬件组件。因此，微控制器能够通过数据平面硬件验证、监控或“干预”层2数据栈功能的实施。通过这种布置，本公开为各种类型的用户设备提供了灵活的层2数据栈设计。参考图3、图4和图5详细讨论了本层2数据栈解决方案的实施例。

本公开提供用于与控制平面或其他通信层通信的各种应用程序接口(API)。例如，本层2数据栈解决方案包括(i)数据路径控制(DPC)API，被配置为与控制平面的DPC层通信或通过接口连接(interface)；(ii)层3/层4 API，被配置为与数据平面中的层3或层4数据栈通信或通过接口连接；和/或(iii)物理层(PHY)API，被配置为与PHY子系统通信或通过接口连接。参考图2详细讨论了本层2数据栈解决方案的实施例。

本公开的一个方案是：其使UE供应商/制造商能够定制下行链路(DL)和上行链路(UL)通信的性能和控制，这提高了灵活性和系统效率。参考图3详细讨论了本层2数据栈解决方案的DL通信的实施例。参考图4详细讨论了本层2数据栈解决方案的UL通信的实施例。