CN100514974C - 微帧复用的帧传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信系统，公开了一种微帧复用的帧传输方法，使得帧结构在传输过程中能够进一步得以简化。本发明中，在将多个微帧复合成一帧的过程中，使该帧的最后一个微帧不包含用于计算该微帧长度的长度指示域，并且，以定界符标识该帧总长度的方式将该帧发送给目标节点，目标节点根据该帧的起始位置以及各微帧内的长度指示域将该帧分解为多个微帧，当分解至最后一个微帧时，根据当前位置以及该帧的结束位置得知最后一个微帧的长度，从而获取该微帧。通过微帧内的结束标志域来标识该微帧是否为帧内最后一个微帧。

Description

微帧复用的帧传输方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统，特别涉及数据复用技术。

背景技术

宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)作为第三代移动通信标准之一，由诸如移动手机、便携式电脑、车载式电话之类的用户设备(User Equipment，简称“UE”)、负责处理所有与无线有关的功能的通用移动通信系统地面无线接入网(UMTSTerrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)，以及负责处理通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称“UMTS”)内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能的核心网(Core Net，简称“CN”)构成。

其中，CN从逻辑上分为电路交换(Circuit Switching，简称“CS”)域和分组交换(Packet Switching，简称“PS”)域。

而UTRAN包含一个或几个无线网络子系统(Radio Network Subsystem，简称“RNS”)。每一个RNS由一个无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)和一个或多个基站节点(Node Base Station，简称“Node B”)组成。其中，RNC与CN之间通过Iu接口连接，Node B和RNC通过Iub接口连接，RNC之间通过Iur接口连接，Iur接口可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接实现。

上面已介绍了WCDMA系统以及所包含的UTRAN网络的大致结构，下面简单介绍一下Iub接口协议栈。

Iub接口协议栈分为无线网络控制面、传输网络控制面、用户面。承载层有异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称“ATM”)和网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)两种传输方式。

在Node B与RNC的Iub接口以ATM方式传输时，RNC分别通过基于ATM适配层2(ATM Adaptation Layer 2，简称“AAL2”)的Iu-CS和ATM适配层5(ATM Adaptation Layer 5，简称“AAL5”)的Iu-PS分别与CN的电路交换和分组交换相连，无线网络层用户面数据采用AAL2承载。

AAL2层包括会聚子层(Convergence Sublayer，简称“CS”)和公共部分子层(Common Part Sublayer，简称“CPS”)，其中CS子层由与特定业务有关的会聚子层(Service-Specific Convergence Sublayer，简称“SSCS”)和公共部分会聚子层(Common Part Convergence Sublayer，简称“CPCS”)组成，CPS子层由CPCS子层和拆装(Segmentation And Reassembly，简称“SAR”)子层组成。CPS子层主要是将CPS分组经过SAR处理，在CPS子层生成数据包，称之为CPS的PDU，即CPS-PDU，也即是ATM层的SDU，与ATM信元进行适配。CPS分组由两部分组成，其中前半部分是CPS分组的包头，占3字节，后半部分为CPS分组的净荷，大小是1到45字节或1到64字节之间的任意长度。

AAL2各层数据处理过程如下：CPS子层从SSCS子层接收CPS业务数据单元，即CPS-SDU，在此基础上增加CPS分组的包头(Packet Header，简称“PH”)，即CPS-PH，生成CPS分组。

当以IP方式传输时，无线网络控制面的传输层使用流控制传输协议(Stream Control Transmission Protocol，简称“SCTP”)/IP/Data Link Layer(数据链路层)，用户面传输层使用用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称“UDP”)/IP/Data Link Layer，没有传输网络控制面。用户面不同的信道使用不同的帧协议(Frame Protocol，简称“FP”)，包括公共信道随机接入信道(Random Access CHannel，简称“RACH”)FP、寻呼信道(PagingChannel，简称“PCH”)FP、前向接入信道(Forward Access Channel，简称“FACH”)FP、专用信道(Dedicate Channel，简称“DCH”)FP、高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，简称“HSDPA”)信道握手信号(Handshaking signal)-下行共享信道(Downlink Shared Channel，简称“DSCH”)FP，以及其他信道。

UE的语音和数据，封装在各种FP帧中，使用传输层(ATM或者IP)功能，在Iub接口传输。

然而，当前在E1/T1实现ATM或IP传输时，由于经过多层次的复杂封装，浪费大量的帧头和分组装拆设备(Packet Assembler Disassembler，简称“PAD”)开销，传输效率低下。在现有技术中，通过采用简单数据传输协议(Simple Data Transfer Protocol，简称“SDTP”)尽可能地提高传输效率。如图1所示，SDTP采用4层结构，最高层是应用(Application，简称“APP”)层，APP映射适配层，有两种适配模式，第一种是直接适配模式，第二种是复用适配模式，分别为直接适配层(Direct Adapter Layer，简称“D-AL”)和复用适配层(Multiplex Adapter Layer，简称“MUX-AL”)。适配层下面是SDTP层，主要是将适配层的PDU向下映射到物理层，SDTP层还有一个子层ML-SDTP层，用于多链路层承载。最下面一层是物理层，将数据通过物理信道传输到目标节点。SDTP在基于物理层传输误码率很低的前提下，采用类高级数据链路控制协议(Modem V-Protocols，Data Pump HDLC)帧结构，采用F标定界，去地址字段、控制字段和循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，简称“CRC”)字段，只保留信息字段。另外，简化中层链路层的帧结构，如采用可变长的长度指示，尽可能的简化帧结构。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：当前采用的SDTP传输协议，依然存在冗余的信息。

造成这种情况的主要原因在于，在SDTP中，数据帧经过多层次的封装，包含大量的帧头，如端口地址、数据长度等信息。这些信息可能存在重复、或可由其他信息推出等现象，依然存在冗余。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种微帧复用的帧传输方法，使得帧结构在传输过程中能够进一步得以简化。

为实现上述目的，本发明提供了一种微帧复用的帧传输方法，包含以下步骤：

源节点将至少一个微帧复合为一帧发送给目标节点，该帧中除最后一个微帧外的其他微帧分别包含用于计算本微帧长度的长度指示域；

所述目标节点接收到所述帧时，根据所述长度指示域将该帧分解出除所述最后一个微帧外的其他微帧后，得到所述最后一个微帧。

其中，所述源节点通过标识所述帧的起始位置与结束位置的方式将该帧发送给目标节点；

所述目标节点根据所述帧的起始位置以及各所述微帧的所述长度指示域分解所述帧，直至得到所述最后一个微帧的起始位置，根据最后一个微帧的起始位置以及所述帧的结束位置获取最后一个微帧。

此外在所述方法中，所述帧通过定界符标识该帧的起始位置与结束位置。

此外在所述方法中，所述微帧还包含结束标志域，所述目标节点通过该结束标志域判断该微帧是否为所述帧的最后一个微帧。

此外在所述方法中，所述结束标志域为1比特。

此外在所述方法中，还包含以下步骤：

当所述微帧不为最后一个微帧时，根据所述长度指示域获取相应微帧的业务承载数据；

当所述微帧为最后一个微帧时，直接获取该微帧的业务承载数据。

此外在所述方法中，所述微帧通过净荷域传输业务承载数据，通过端口域传输该业务所对应端口的端口号。

此外在所述方法中，所述长度指示域为8比特或16比特。

此外在所述方法中，所述源节点和目标节点之间通过Iub接口传输所述帧；

所述源节点为无线网络控制器、所述目标节点为基站节点，或者，所述源节点为基站节点、所述目标节点为无线网络控制器。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在将多个微帧复合成一帧的过程中，使该帧的最后一个微帧不包含用于计算该微帧长度的长度指示域，并且，以定界符标识该帧总长度的方式将该帧发送给目标节点，目标节点根据该帧的起始位置以及各微帧内的长度指示域将该帧分解为多个微帧，当分解至最后一个微帧时，根据当前位置以及该帧的结束位置得知最后一个微帧的长度，从而获取该最后一个微帧。通过微帧内的结束标志域来标识该微帧是否为帧内最后一个微帧。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即在经多个微帧复合的帧内，最后一个微帧不包含长度指示域的情况下，仍能通过该定界符以及该帧内其他微帧的长度指示域，精确地计算出该最后一个微帧的长度，从而获取到该微帧。进一步简化了在传输过程中的帧结构，从而进一步提高了传输效率以及运营商的赢利能力。

附图说明

图1是现有技术中SDTP协议的示意图；

图2是根据本发明较佳实施方式微帧复用的帧传输方法中源节点发送帧的流程图；

图3是根据本发明较佳实施方式微帧复用的帧传输方法中MUX-AL格式的示意图；

图4是是根据本发明较佳实施方式微帧复用的帧传输方法中目标节点接收的流程图。

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。

本发明微帧复用的帧传输方法，其核心在于，在通过Iub接口传输数据帧时，源节点将至少一个微帧复合为一帧，在为该帧标识起始位置与结束位置后，将该帧发送给目标节点，该帧中除最后一个微帧外，其他微帧分别包含各自的长度指示域，用以指示本微帧的净荷长度；目标节点接收到该帧后，根据其起始位置以及各微帧的长度指示域分解该帧，得到除最后一个微帧以外的其他所有微帧，并进一步得到最后一个微帧的起始位置，根据最后一个微帧的起始位置以及帧的结束位置获取最后一个微帧。

以上对本发明的核心进行了简要说明，下面对本发明较佳实施方式微帧复用的帧传输方法进行详细阐述。

本实施方式中源节点与目标节点通过SDTP传输帧，其中，源节点和目标节之通过Iub接口连接，可以是源节点为RNC目标节点为Node B，或者源节点为Node B目标节点为RNC。

如图2所示，在步骤210中，由源节点的应用层下发上层数据。

在步骤220中，MUX-AL层收到来自应用层的数据帧后，计算其净荷域的长度，将结果写入长度指示域，再加上端口号及结束标志，生成MUX-AL微帧，多个MUX-AL微帧形成MUX-AL帧，如图3所示。

其中，各微帧通过净荷域传输业务承载数据，通过长度指示域指示本微帧净荷域的长度。长度指示域由一个字节或两个字节表示，当第一个字节的第7位比特为0时，表示只有一个字节指示长度，长度范围是0～127字节；当第一个字节的第7位比特为1时，表示由两个字节表示长度，长度范围是0～32767字节。端口域由15个比特组成，标识本微帧的承载业务所对应的端口号，取值范围是0～32767。结束标志EF占1比特，用于标识本微帧是否为最后一个微帧，如果是最后一个微帧，则结束标志EF为1，否则，结束标志EF为0。

值得一提的是，为了提高传输效率，节约传输成本，最后一个微帧不包含长度指示域，目标节点可以根据之前各微帧的长度指示域将该帧分解出除所述最后一个微帧外的其他微帧后，得到最后一个微帧。

之后，MUX-AL层将MUX-AL帧下发给SDTP层

在步骤230中，SDTP层将接收到的MUX-AL帧标识成复用方式后，将其封装成SDTP帧，并下发到类HDLC层。

在步骤240中，类HDLC层在SDTP帧的起始位置和结束位置配置定界符F，并在两个SDTP帧的间隙，也填充F标识。之后，经过类HDLC层处理后，生成串行固定速率的比特流，并下发到物理层。

在步骤250中，物理层将该串行固定速率的比特流帧映射到时分复用(Time Division Multiplex，简称“TDM”)相应的时隙，串行发送到目标节点。

之后，目标节点接收来自源节点的数据帧，如图4所示，在步骤410中，目标节点的物理层从TDM相应的时隙接收串行比特流，并上传给类HDLC层。

在步骤420中，类HDLC层从串行比特流中搜索定界符F，如果搜索到一组连续的F，则以其中最后一个F标识SDTP帧的起始位置，之后为SDTP帧，在接收到下一个F时，标识SDTP帧结束，从而完成SDTP帧的提取，并将提取出的SDTP帧上传到SDTP层。

在步骤430中，SDTP层接收收到SDTP帧，得知其为复用方式，在除去SDTP帧头，生成MUX-AL帧后，上传给MUX-AL层进行处理。

在步骤440中，MUX-AL层根据MUX-AL帧的起始位置以及各微帧的长度指示域分解该帧，并通过各微帧的结束标志域判断该微帧是否为最后一个微帧，从而得到最后一个微帧的起始位置，根据最后一个微帧的起始位置以及该MUX-AL帧的结束位置获取最后一个微帧。在最后一个微帧不包含长度指示域的情况下，仍能准确地获得该微帧，进一步简化了在传输过程中的帧结构，从而进一步提高了传输效率以及运营商的赢利能力。之后，进入步骤450。

在步骤450中，MUX-AL层除去各微帧的长度指示域、端口域以及结束标志域，将其净荷部分所承载的业务承载数据送给APP层，最后一个微帧没有长度指示域，所以只需除去其端口域与结束标志域，将其业务承载数据送给APP层，从而完成整个接收过程。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，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改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种微帧复用的帧传输方法，其特征在于，包含以下步骤：

源节点将至少一个微帧复合为一帧发送给目标节点，该帧中除最后一个微帧外的其他微帧分别包含用于计算本微帧长度的长度指示域，所述源节点通过标识所述帧的起始位置与结束位置的方式将该帧发送给目标节点；

所述目标节点接收到所述帧时，根据所述长度指示域将该帧分解出除所述最后一个微帧外的其他微帧后，得到所述最后一个微帧，其中，所述目标节点根据所述帧的起始位置以及各所述微帧的所述长度指示域分解所述帧，直至得到所述最后一个微帧的起始位置，根据最后一个微帧的起始位置以及所述帧的结束位置获取最后一个微帧。

2.根据权利要求1所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，所述帧通过定界符标识该帧的起始位置与结束位置。

3.根据权利要求1所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，所述微帧还包含结束标志域，所述目标节点通过该结束标志域判断该微帧是否为所述帧的最后一个微帧。

4.根据权利要求3所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，所述结束标志域为1比特。

5.根据权利要求1所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，还包含以下步骤：

当所述微帧不为最后一个微帧时，根据所述长度指示域获取相应微帧的业务承载数据；

当所述微帧为最后一个微帧时，直接获取该微帧的业务承载数据。

6.根据权利要求1所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，所述微帧通过净荷域传输业务承载数据，通过端口域传输该业务所对应端口的端口号。

7.根据权利要求1所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，所述长度指示域为8比特或16比特。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的微帧复用的帧传输方法，其特征在于，所述源节点和目标节点之间通过Iub接口传输所述帧；

所述源节点为无线网络控制器、所述目标节点为基站节点，或者，所述源节点为基站节点、所述目标节点为无线网络控制器。

Images