CN100337490C - 移动通信系统宏分集合并方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信系统的数据传输，公开了一种移动通信系统宏分集合并方法，使得能够有效地进行上行宏分集数据的合并，保证Iu接口上行数据传输时间间隔的稳定性，并明确提出一种实用的判断数据块和帧质量的依据。这种移动通信系统宏分集合并方法包含以下步骤：将收到的数据经过滑动窗口的筛选后存放到上行合并缓冲区中；在周期性定时器每次超时时，进行一次宏分集数据的合并；在宏分集数据合并时，首先根据数据块的CRC校验位进行选择，当只有一个数据块的CRC校验位正确时就选择该数据块，当有多个数据块的CRC校验位正确或所有数据块的CRC校验位都错误时，选择数据帧中的QE较小的数据块。

Description

移动通信系统宏分集合并方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统的数据传输，特别涉及移动通信系统上行宏分集的合并方法。

背景技术

在无线通信系统中，例如宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称“WCDMA”)系统和CDMA2000系统，当用户设备(User Equipment，简称“UE”)处于越区切换状态时，UE同时和多个参与越区切换的基站(NodeB)通信，UE和通用移动通信系统地面无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)分别把来自多个基站的信号进行分集合并，从而改善UE处于越区切换时的信号通信的质量，并保持越区切换时的数据不丢失，这种技术称为宏分集和越区软切换。

例如，UE在上行链路中发射的信号被两个基站所接收，经解调后转发到无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)，RNC把两路数据合并，以改善上行信号的质量。同样，下行链路的信号也同时经过两个基站再传送到UE，UE将收到的两路信号合并，起到改善接收信号质量的作用。

来自不同通信链路(例如通过不同的基站的链路)的信号就是宏分集。因为在UE越区切换过程中是先接通新的基站再断开原先的基站，因此称为越区软切换。

在无线网络控制器中进行宏分集合并的时候，将来自不同分集支路的数据块按相同连接帧号(Connection Frame Number，简称“CFN”)集合起来，并按照数据块和帧质量的判断标准对来自不同分集支路的数据块逐一判断选择，使宏分集合并后的数据帧质量达到最佳。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：数据在RNC进行合并时比较困难，另外上行数据在Iu接口(RNC与核心网之间的接口)上表现出在传输时间间隔上的波动性，也就是说每两个数据之间的传输时间间隔不是恒定的。此外，目前第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)协议中也没有明确提出判断数据块和帧质量的依据。

造成这种情况的一个主要原因在于，不同的宏分集数据来自不同的路径，路径中往往包含了不同的Iub接口(RNC与NodeB之间的接口)和Iur接口(不同RNC之间的接口)。由于不同的宏分集数据跨Iub/Iur接口的传输距离和业务负载状况都不尽相同，造成数据传输时延上的差异。由于相同CFN的宏分集数据到达执行合并任务的RNC的时间或早或晚，因此RNC进行合并时比较困难。另外，由于不确定的传输时延的存在，RNC的对每一个CFN的数据完成合并的时间也会有波动，一般RNC完成合并以后就将合并的结果传输给核心网(Core Net，简称“CN”)，由此造成CN收到的每两个数据之间的传输时间间隔也是波动的。这样会进一步为CN的数据处理造成麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种移动通信系统宏分集合并方法，使得能够有效地进行上行宏分集数据的合并，保证Iu接口上行数据传输时间间隔的稳定性，并明确提出一种实用的判断数据块和帧质量的依据。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动通信系统宏分集合并方法，包含以下步骤：

A当收到宏分集的第一个数据时，启动定时器，设置期望的连接帧号为该数据的连接帧号，并将该数据存放到上行合并缓冲区内；

B当收到新的数据时，判断收到的数据的连接帧号是否在滑动窗口范围之内，如果是则将所述收到的数据存放到所述上行合并缓冲区内，否则丢弃；

C当所述定时器超时时，将所述上行合并缓冲区内各个支路中最早收到的数据的连接帧号与所述期望的连接帧号比较，如果相同则将该数据从所述上行合并缓冲区中取出，对取出的数据进行宏分集合并，并更新所述期望的连接帧号；

D在所述定时器首次超时后，将所述定时器设置为周期性超时模式。

其中，所述步骤C中将数据取出并进行宏分集合并的子步骤进一步包含以下步骤：

C1在连接帧号和期望连接帧号相同的支路中，选择帧质量较好的支路的传输格式指示作为可信的传输格式指示，检查其他支路的传输格式指示是否和所述可信的传输格式指示相同，若不同，则不能参与合并，将数据从所述上行合并缓冲区中删除；

C2在所有参与宏分集合并的支路中进行数据块选择过程。

所述步骤C2进一步包含以下子步骤：

C21判断编号相同的数据块中是否只有一个数据块的循环冗余校验校验位是正确的，如果是选择该数据块，否则进入步骤C22；

C22判断是否有多个数据块的循环冗余校验校验位是正确的，如果是则在循环冗余校验校验位正确的数据块中选择帧质量较好的数据块；否则在循环冗余校验校验位错误的数据块中选择帧质量较好的数据块。

所述滑动窗口是所述期望的连接帧号与所述期望的连接帧号加上预先定义的偏移量形成的窗口。

所述步骤C中更新所述期望的连接帧号的子步骤进一步包含以下子步骤：

将当前的期望的连接帧号更新为传输时间间隔的数值除以10以后加上当前的期望的连接帧号。

所述定时器设置成周期性超时模式时，所述定时器的超时时长是一个传输时间间隔。

还包含以下步骤：

判断是否相对于触发合并的定时器超时时刻，参加该合并的所有支路的数据都提前进入了所述上行合并缓冲区，如果是则将下一次所述定时器的超时时长减小。

所述上行合并缓冲区中每个支路都以队列的方式存储收到的数据。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，设置了上行合并缓冲区，将收到的数据经过滑动窗口的筛选后存放到上行合并缓冲区中；同时使用了周期性超时的定时器，在每次定时器超时时，进行一次宏分集数据的合并。在宏分集数据合并时，首先根据数据块的CRC校验位进行选择，当只有一个数据块的CRC校验位正确时就选择该数据块，当有多个数据块的CRC校验位正确或所有数据块的CRC校验位都错误时，选择数据帧中的质量估计QE较小的数据块。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即上行数据的宏分集合并有了一种可靠的实现方法，通过设定上行合并缓冲区，可以充分而有效地利用在合理时间内到达的宏分集数据，并利用滑动窗口将错误数据排除出去。通过周期性地合并，使得CN收到的各合并后的数据之间的传输时间间隔保持恒定，便于CN的进一步处理，简化了CN的处理流程。通过提出以数据块的CRC校验位为主，以数据帧的QE域为辅的数据块挑选方法，公开了一种实用的判断数据块和帧质量的依据。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的移动通信系统宏分集合并方法流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的数据块选择方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，在步骤110中，当收到宏分集的第一个上行数据时，启动定时器，设置期望的CFN为当前数据的CFN，将该数据存放到上行合并缓冲区内，此后进入步骤120。这里定时器设置的时长是一个预先定义的常量。

在步骤120中，当收到新的上行数据时，判断收到的数据的CFN是否在滑动窗口范围之内，如果是则进入步骤130，否则进入步骤140。这里所说的滑动窗口实际上是期望的CFN和期望的CFN加上最大CFN偏移量形成的窗口，当数据的CFN大于等于期望的CFN，并且小于等于期望的CFN加上最大CFN偏移量，则认为该数据的CFN落在滑动窗口之内，否则认为落在滑动窗口之外。因为期望的CFN会随着合并的进程逐渐增大，而最大CFN偏移量是固定的，因此在数轴上就象一个不断沿轴滑动而宽度一定的窗口。

在步骤130中，将收到的数据存放到上行合并缓冲区内，此后进入步骤150。需要说明的是，宏分集的数据是通过多条路径最终汇集到一个RNC中的，相应地，在上行合并缓冲区中有若干个支路，每个支路对应宏分集的一个路径，当RNC收到一个上行数据时，将其保存到该数据来源路径所对应的上行合并缓冲区的支路中。

在步骤140中，丢弃收到的数据，此后进入步骤150。因为收到的数据不在滑动窗口之内，该数据是错误的(CFN发生错误)或者是延迟过久的，应该予以丢弃。

在步骤150中，当定时器超时时，将上行合并缓冲区内各个支路中最早收到的数据的CFN与期望的CFN比较，判断两者是否相同，如果是则进入步骤160，否则进入步骤180。上行合并缓冲区内的每一个支路实质上都是一个队列，对数据按照先进先出的原则进行操作。新收到的数据会放在队列的末尾，最早的数据会处在队列的头部，因此每一次只要对每一个支路的第一个数据进行处理即可。

在步骤160中，将CFN与期望的CFN相同的数据从上行合并缓冲区中取出，参加合并，此后进入步骤170。合并工作的实质是从来自各个支路的相同编号的数据块中挑选出最佳数据块。在数据块选择之前，在CFN和期望CFN相同的支路中，选择QE最小的支路的TFI(传输格式指示)作为可信的TFI，检查其他支路的TFI是否和可信TFI相同，若不同，则不能参与合并，将数据从缓冲中删除，这样保证所有参与合并的支路的TFI均相同。在所有参与合并的支路中进行数据块选择过程。在本发明的一个较佳实施例中，按照以下方法进行数据块的选择，该方法的流程示于图2。

在步骤161中，检查编号相同的每一个数据块的循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，简称“CRC”)校验位是否正确，此后进入步骤162。根据3GPP协议TS25.427《UTRAN Iur and Iub interface user plane protocolsfor DCH data streams》(中文名称译为《用于专用信道数据流的通用移动通信系统地面无线接入网Iur和Iub接口用户面协议》)和TS25.435《UTRANIub interface user plane protocols for CCH data streams》(中文名称译为《用于公共信道数据流的通用移动通信系统地面无线接入网Iur和Iub接口用户面协议》)，帧协议(Frame Protocol，简称“FP”)数据帧中每个数据块均有一个CRC指示位，指示NodeB对空中接口接收到的数据进行CRC校验的结果对错与否。

在步骤162中，判断是否有且仅有一个数据块的CRC校验位正确，如果是则进入步骤163，否则进入步骤164。

在步骤163中，选择CRC校验位正确的数据块。因为只有一个数据块的CRC校验位是正确的，因此选择该数据块，数据块选择流程结束。

在步骤164中，判断是否有多个数据块的CRC校验位正确，如果是则进入步骤165，否则进入步骤166。因为在步骤162已经排除了只有一个数据块的CRC校验位正确的情况，因此在这里可能出相两种情况，一种是有多个数据块的CRC校验位是正确的(在步骤165中处理)，另一种是所有的数据块的CRC校验位都是错误的(在步骤166中处理)。

在步骤165中，在正确的数据块中选择QE较小数据块。根据3GPP协议TS25.427《UTRAN Iur and Iub interface user plane protocols for DCH datastreams》(中文名称译为《用于专用信道数据流的通用移动通信系统地面无线接入网Iur和Iub接口用户面协议》)和TS25.435《UTRAN Iub interface userplane protocols for CCH data streams》(中文名称译为《用于公共信道数据流的通用移动通信系统地面无线接入网Iur和Iub接口用户面协议》)，FP数据帧中还包含一个QE域，用于指示帧质量的高低。因此，如果几个数据块的CRC校验位都是正确的，优先考虑使用QE较小(帧质量较高)的数据块。此后数据块选择流程结束。

在步骤166中，在错误的数据块中选择QE较小数据块。如果几个数据块的CRC校验位都是错误的，优先考虑使用QE较小(帧质量较高)的数据块，因为QE较小的数据块发生较少错误的可能性较大。此后数据块选择流程结束。

在步骤170中，更新期望的CFN为当前期望的CFN+TTI/10，此后进入步骤180。这里“TTI”是传输时间间隔(Transmission Timing Interval)的简称。CFN和TTI是相关的，CFN只能按照TTI/10来变化，TTI/10是最小的数据发送单位，这里的10代表最小可能的TTI的值，单位是毫秒。

在步骤180中，判断定时器是否首次超时，如果是则在步骤190中将定时器设置为周期性超时模式。在本发明的一个较佳实施例中，周期性超时模式的时长是一个TTI，实质上是在每个TTI进行一次宏分集合并，并且将合并结果传输给CN。因为是周期性地合并和传输，因此使得CN收到数据的传输时间间隔是恒定的。

需要指出的是，数据的接收和定时器周期性超时合并这两个任务是并行的，一方面RNC在不断地接收数据并将合格数据放入上行合并缓冲区，另一方面定时器在周期性地触发超时事件，每一次超时都从上行合并缓冲区中取出一些数据进行合并。这两个任务一直执行，直至本次宏分集结束。

另外，为了提高整个数据传输的性能，还可以增加以下步骤：

判断是否相对于触发合并的定时器超时时刻，参加该合并的所有支路的数据都提前进入了上行合并缓冲区，如果是则可以将此后某一次定时器的时长减小，只减小一次，以后还是按照原先的时长(例如一个TTI)周期性地超时。这样做可以使每一个数据到达CN的时间都相应地提前。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，包含以下步骤：

A当收到宏分集的第一个数据时，启动定时器，设置期望的连接帧号为该数据的连接帧号，并将该数据存放到上行合并缓冲区内；

B当收到新的数据时，判断收到的数据的连接帧号是否在滑动窗口范围之内，如果是则将所述收到的数据存放到所述上行合并缓冲区内，否则丢弃；

C当所述定时器超时时，比较所述上行合并缓冲区内各个支路中最早收到的数据的连接帧号与所述期望的连接帧号，如果相同则将该数据从所述上行合并缓冲区中取出，对取出的数据进行宏分集合并，并更新所述期望的连接帧号；

其中，在所述定时器首次超时后，将所述定时器设置为周期性超时模式。

2.根据权利要求1所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，所述步骤C中将数据取出并进行宏分集合并的子步骤进一步包含以下步骤：

C1在连接帧号和期望连接帧号相同的支路中，选择帧质量较好的支路的传输格式指示作为可信的传输格式指示，检查其他支路的传输格式指示是否和所述可信的传输格式指示相同，若不同，则不能参与合并，将数据从所述上行合并缓冲区中删除；

C2在所有参与宏分集合并的支路中进行数据块选择过程。

3.根据权利要求2所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，所述步骤C2进一步包含以下子步骤：

C21判断编号相同的数据块中是否只有一个数据块的循环冗余校验校验位是正确的，如果是选择该数据块，否则进入步骤C22；

C22判断是否有多个数据块的循环冗余校验校验位是正确的，如果是则在循环冗余校验校验位正确的数据块中选择帧质量较好的数据块；否则在循环冗余校验校验位错误的数据块中选择帧质量较好的数据块。

4.根据权利要求1所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，所述滑动窗口是所述期望的连接帧号与所述期望的连接帧号加上最大连接帧号偏移量形成的窗口。

5.根据权利要求1所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，所述步骤C中更新所述期望的连接帧号的子步骤进一步包含以下子步骤：

将当前的期望的连接帧号更新为传输时间间隔的数值除以10以后加上当前的期望的连接帧号。

6.根据权利要求1所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，所述定时器设置成周期性超时模式时，所述定时器的超时时长是一个传输时间间隔。

7.根据权利要求1所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，还包含以下步骤：

判断是否相对于触发合并的定时器超时时刻，参加该合并的所有支路的数据都提前进入了所述上行合并缓冲区，如果是则将下一次所述定时器的超时时长减小。

8.根据权利要求1所述的移动通信系统宏分集合并方法，其特征在于，所述上行合并缓冲区中每个支路都以队列的方式存储收到的数据。

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