CN100525544C - 数据传输接口配置方法、接入网络控制节点及接入节点 - Google Patents

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Abstract

在采用以成组数据为单位进行数据传输的传输协议的通信网络中配置数据传输接口的方法，该传输接口是在接入网络控制节点和适合与终端建立通信的接入节点之间的接口，该通信网络的拓扑结构使得接入节点能通过至少一个其它接入节点的中介与该接入网络控制节点相连，该方法包括步骤：导出相应网络接入节点和所述接入网络控制节点之间的数据传输所经历的延迟的延迟信息，根据该延迟信息计算两个相继接入节点之间的延迟差，修正根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输所经历的延迟，其中在该修正中，向来自根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输增加相应延迟，该延迟被设置成补偿相继接入节点之间的延迟差。

Description

数据传输接口配置方法、接入网络控制节点及接入节点
技术领域
本发明涉及配置通信网络中数据传输接口的方法，其中这个通信网络采用以成组数据为单位进行数据传输的传输协议。
背景技术
通信网络通常包括核心网和接入网，核心网独立于所使用的连接技术，并且处理网络中出现的“管理”问题。接入网负责允许终端接入通信网络中，以便经网络与其它终端通信。接入网则依赖于和终端建立连接(例如，无线或有线连接)所使用的技术。
仅为了说明的目的，现在描述将集中在无线接入网，通常它被称作无线接入网(RAN)，因为它能够使终端经空中接口接入网络。因此，在这里描述中所称的无线接入网RAN是指所谓的第三代RAN(3GRAN)，它遵守第三代移动通信伙伴计划(3GPP)制定的标准。
尽管如此，应该最广义地理解本发明中所概述的原理。因此，这里要指出的是，本说明书中描述的通信网络指的是任何一种通信网络，不管是用于移动通信还是非移动通信，只要通信网络利用了分组或信元交换传输协议，即用于以成组数据为单位进行数据传输的传输协议。这样的传输协议的例子是异步转移模式(ATM)协议或Internet协议(IP)。ATM可以和工作在宽带码分多址WCDMA方式下的接入网或基站子系统(BSS)结合使用，而IP可以和工作在宽带码分多址WCDMA方式下的基站子系统(BSS)，或完全基于IP协议操作的基站子系统(BSS)结合使用。
至于无线接入网的构造和/或拓扑结构，提供多个基站BS(也被称作节点B)作为与终端(移动台MS或用户设备UE)建立连接的接入节点。这些接入节点则由无线网络控制器RNC(对应于GSM中的基站控制器BSC)控制。
基站BS与无线网络控制器RNC连接，使得至少一个接入节点(基站)通过至少一个其它接入节点的中介与所述接入网络控制节点(无线网络控制器)相连。(也可以存在这样的接入节点，它没有任何中介节点，象图2中所示的BS1和BS4。)换句话说，在通常由两个至五个(或更多的)基站组成的相应的链中提供基站，而多个这样的链可以按照星形连接形式连接到无线网络控制器。此外，在基站链内，链可以分成两个或更多的分枝。图2给出了无线接入网络RAN的拓扑结构的例子，在这种拓扑结构中，基站BS1至BS6每个都配备了ATM交叉连接装置AXC。
接入节点(基站)借以和控制节点(无线网络控制器)通信的接口被称为Iub接口(对应于GSM中的Abis接口)。然而，经Iub接口的数据传送受到延迟和延迟变化的影响。网络设计的主要目标是使施加的延迟和延迟的变化最小。延迟通常是由于网络设计细节引起的，并且一旦已经选定了网络的拓扑结构，延迟就不能再改变了。另一方面，延迟的变化经常由在延迟变化和网络容量利用率之间至少允许某些折衷的机制产生，即选择的容量利用率越高，承受的延迟变化也就越高，而选择的容量利用率越低，所需要考虑的延迟变化也就越小。
结合经Iub接口的数据传输，Iub传送延迟和延迟变化源于以下若干因素导致的各个延迟/延迟变化的累积：
-AAL2(ATM适配层类型2)成形(shaping)，
-AAL2复用，
-ATM复用和交换，
-传输(经物理传输介质)。
图1针对无线接入网络RAN的基于WCDMA传输的基站子系统BBS图解了之前简短介绍的延迟分量。对于基于BSS的WCDMA，传输/传送的延迟分量包含：
-AAL2复用，
-ATM复用，
-PDH/SDH复用(准同步数字系列/同步数字系列)和
-物理传输介质(例如微波、光纤、铜线等等)。
任何基站BS和/或基收发器站BTS与无线网络控制器RNC之间的延迟/延迟变化的总量均是固定的，且对于每个基站BS都是常数。
现在考虑图1，可以想象在附图表示的垂直列中的延迟分量对应于单个的基站，而对于图2中所示的链接基站拓扑结构，施加在各个列的数据传输上的延迟必须相加以获得总的延迟。在这种模型中必须注意的是，对于每个与RNC1相连的基站BS，只涉及一个AAL2复用延迟，因为在到达RNC1之前，数据不需要进行ATM适配。并且，图1中的虚线方框指示直到并且包含ATM层、不是必须提供的中间设备。
于是，可以这样解释图1(当忽略中间的虚线列时)，即左边的列表示图2中的基站BS4，而右边的列表示图2中的基站BS5(或BS6)。
显然可以观察到，ATM交换延迟，延迟变化以及传输延迟很大程度上取决于各个基站在传送和传输网络的拓扑结构中所处的位置，而位置能够用词语“接近”(例如BS4)或“远离”(例如BS5或BS6)来定性表征。这种观察可以基于图1中所示的模型，也可以基于图2中所示的拓扑结构，从中可以发现，BS1比BS3更靠近RNC1，因此BS1的传输延迟肯定比BS3的传输延迟要低，同样地，BS4的传输延迟肯定比BS5(或BS6)的传输延迟要低。
以数字为例，在这样的一个ATM的拓扑结构中，到达最远基站的连接比到达最近基站ATM连接估计要经历多出例如5ms的延迟或延迟变化。然而由于宏分集，无线接入网络应用几乎不能够利用较近基站比最远基站少最大为5ms的延迟的优势，因此Iub接口上的传送容量利用率不是最优的。
然而，Iub接口上传送容量利用率是相当至关紧要的，因为Iub链路需求经常很紧张，特别是使用无线传输的时候(使用有线传输时也是如此)。因此，就目前存在的情况看，在无线接入网络中Iub接口的容量利用率不是最优的。
针对Iub接口上ATM打包、复用和解包的AAL2/ATM延迟，此前针对3GPP的标准化而提出的方案以相同固定延迟的固定使用为基础。固定值已经被提议为7ms。因此，参考图1，根据这个提议，附加延迟变化的一个来源能够通过将AAL2复用和ATM复用模块简化为单一延迟分量来消除，而相反地，其余延迟变化(源于PDH/SDH复用和/或使用的物理介质)仍然影响Iub接口的容量利用率。
发明内容
因此，本发明的目的是改善网络接入节点和接入网络控制节点之间接口的容量利用率。
例如根据本发明，通过在采用以成组数据为单位进行数据传输的传输协议的通信网络中配置数据传输接口，可以达到上述目的，其中所述传输接口是在接入网络控制节点和适合与终端建立通信的接入节点之间的接口，其中所述通信网络的拓扑结构使得接入节点能通过至少一个其它接入节点的中介与所述接入网络控制节点相连，所述方法包括步骤：导出相应网络接入节点和所述接入网络控制节点之间的数据传输所经历的延迟的延迟信息，根据所述延迟信息计算两个相继接入节点之间的延迟差，修正根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输所经历的延迟，其中在所述修正中，向来自根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输增加相应延迟，其中所述延迟被设置成补偿相继接入节点之间的延迟差。
根据本发明的进一步改进：
-相应接入节点和所述网络控制节点之间的数据传输所经历的延迟由传输和交换延迟分量，以及适配层延迟分量构成；
-所述修正影响所述适配层延迟分量；
-将根据最大延迟从相继排列网络接入节点中识别出的接入节点的适配层延迟分量设置为预定最小值；
-所述传输协议是分组交换传输协议；
-所述传输协议是信元交换传输协议；
-所述传输协议是异步转移模式ATM；
-通过相应修正数据的缓冲量来实现所述延迟修正。
因此，与前面的方案相比，本发明允许提供以下优点：
1)改善了接口(Iub)上的容量利用率，
2)由于改善了容量利用率，减少了需要提供的总容量，
3)网络运营商可以节省传输成本，
4)由于Iub传输链路可以对每个基站BS都施加相同量值的延迟，那些更接近无线网络控制器的基站可以因此为其自己的传输使用附加的缓冲(引起延迟的增加)，缓冲可能性的增加允许得到更大的统计复用增益，同时保持了传输质量，
5)即使AAL2被IP(UDP)(Internet协议/用户数据报协议)替代，本发明的原理仍然可以适用于IP复用层，于是允许IP复用层表现出较大的复用延迟，因此，本发明提供了适用于不同通信网络传输协议的灵活性。
附图说明
参照附图可以全面地理解本发明的上述和其它目的、特性和优点，其中：
图1图解了通过Iub接口的传输的延迟分量，
图2图解了一种网络拓扑结构的例子，用来支持对本发明方法的解释。
具体实施方式
现在详细描述本发明。
根据本发明，不同基站BS(接入节点)的数据传输经历不同的延迟和/或延迟变化，这取决于基站在相继排列的基站链中的位置，其中基站链一端与无线网络控制器(接入网络控制节点)相连。因此，可以允许产生最小延迟的基站占用较多的延迟。
一般地说，对于拓扑结构使得第一接入节点通过至少一个接入节点的中介与接入网络控制节点相连的通信网络，导出相应网络接入节点和所述接入网络控制节点之间的数据传输所经历的延迟的延迟信息，根据所述延迟信息计算出两个相继接入节点之间的延迟差，并且修正根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输所经历的延迟。这种修正使得对于相应基站链中的每个基站，总的延迟相等。
于是，参照图2和上方的基站链，可以允许基站BS1上的缓冲占用更多的延迟，而不会危及任何基站的传输质量。这使得源自基站BS1的传输具有较大的统计复用增益，并且不会损失质量。类似地，在链的使用中，允许基站BS2比最后的基站，即BS3使用更多的缓冲。
通过增加所施加的延迟，修正(链中相继基站对的)较近基站的AAL2/ATM打包延迟、复用延迟和解包延迟，从而对较远基站的较大传输和交换延迟进行补偿。以这种方式，能够改善服务于较近基站的虚信道的容量利用率。
换句话说，延迟和/或延迟变化的AAL2复用延迟配置对那些经历较小传输和交换延迟及延迟变化的NCID VC连接(网络连接标识虚信道)起作用。
例如，假定两个相继基站的情形(例如，图2中的BS4、BS5或BS4、BS6)。因此，如果最后的(离RNC1最远的)基站比第一基站经历的延迟长5ms，这5ms可被第一基站用在AAL2复用层上。这额外的5ms对链路利用率具有非常重要的作用，并且容量节省率容量可容易地达到数十个百分点(对于第一个基站处理的传输而言)。
在上述所提到的两个链接基站的情形下，假定到达近端和远端基站的传输和ATM交换延迟(从物理介质一直到ATM复用)分别是5ms和10ms。根据本发明，这能够通过将AAL2复用延迟分别配置为9ms和4ms而得到补偿。
4ms的约束(最小值)遵守了3GPP关于7ms用于AAL2/ATM打包、复用和解包(图1中AAL2复用&ATM复用框)的提议，如果假定ATM复用占用总共7ms预算中的2ms，并且1ms留给打包和解包。
显然，当按照上述数字配置AAL2复用延迟时，基站都对其传输的数据施加相同的(总的)延迟，并且前面存在的延迟差已经得到了补偿。
通过在给出的例子所作的假定下选择最小4ms的AAL2复用，根据本发明的方法仍然能够保持与以前3GPP的提议兼容。
本发明也涉及相应修改的网络节点，即控制节点RNC和接入节点BS。对于相应修改的控制节点RNC，根据实现的本发明，对控制节点进行修改以支持Iub中的若干AAL2复用延迟限制。通过为所使用的、针对每个QoS类需要大量预先计算的表格的CAC(连接许可控制)算法提供额外的存储器，可以做到这一点。对于相应修改的接入节点，即基站BS，对其进行修改，使得它们包含表示可配置缓冲区延迟的参数，并且基站BS具有可配置的缓冲器长度(HW存储器的效果)。当然，网络管理支持额外提供的参数的配置，网络规划工具和网络计量工具也支持可配置的延迟，并且计量自然要说明额外的统计复用增益。
因此，如上面所述，本发明提出了在通信网络中配置数据传输接口的方法，这个通信网络采用以成组数据为单位进行数据传输的传输协议，其中所述传输接口是接入网络控制节点(RNC1)和适合与终端建立通信的接入节点(BS1-BS6)之间的接口(Iub)，而所述通信网络的拓扑结构使得接入节点(BS2、BS3、BS5、BS6)通过至少一个其它接入节点(BS1、BS1-BS2、BS4、BS4)的中介与所述接入网络控制节点相连，所述方法包括步骤：导出相应网络接入节点(BS1-BS6)和所述接入网络控制节点(RNC1)之间的数据传输所经历的延迟的延迟信息，根据所述延迟信息计算两个相继接入节点(BS1-BS2、BS2-BS3、BS4-BS5、BS4-BS6)之间的延迟差，并且修正根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输所经历的延迟。并且，本发明提出了相应修改的接入网络控制节点和相应修改的接入节点。
尽管上面参照优选实施例已经描述了本发明，然而应当理解，在不违背本发明的宗旨和范围的下可以对其进行很多修改。所有这些修改均在所附权利要求的范围之内。
特别是，尽管提到了根据3GPP规范的无线网络控制器RNC，但这仅作为接入网络控制节点的例子，并没有任何意图来限制本发明。类似地，尽管以基于3GPP规范的基站BS和/或节点B作为接入节点，但这仅作为接入网络控制节点的例子，并没有任何意图来限制本发明。

Claims (8)

1.在采用以成组数据为单位进行数据传输的传输协议的通信网络中配置数据传输接口的方法，
其中所述传输接口是在接入网络控制节点(RNC1)和适合与终端建立通信的接入节点(BS1-BS6)之间的接口Iub，
其中所述通信网络的拓扑结构使得接入节点(BS2、BS3、BS5、BS6)能通过至少一个其它接入节点的中介与所述接入网络控制节点(RNC1)相连，
所述方法包括步骤：
导出相应网络接入节点(BS1-BS6)和所述接入网络控制节点(RNC1)之间的数据传输所经历的延迟的延迟信息，
根据所述延迟信息计算两个相继接入节点(BS1-BS2、BS2-BS3、BS4-BS5、BS4-BS6)之间的延迟差，
修正根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输所经历的延迟，其中在所述修正中，向来自根据相应较小延迟识别出的相应接入节点的数据传输增加相应延迟，其中所述延迟被设置成补偿相继接入节点之间的延迟差。
2.如权利要求1的方法，其中
相应接入节点(BS1-BS6)和所述网络控制节点(RNC1)之间的数据传输所经历的延迟由传输和交换延迟分量，及适配层延迟分量构成。
3.如权利要求2的方法，其中
所述修正影响所述适配层延迟分量。
4.如权利要求2的方法，其中
将相继排列的网络接入节点中根据最大延迟识别出的接入节点(BS3、BS5、BS6)的适配层延迟分量设置成预定最小值。
5.如权利要求1的方法，其中所述传输协议是分组交换传输协议。
6.如权利要求1的方法，其中所述传输协议是信元交换传输协议。
7.如权利要求6的方法，其中所述传输协议是异步转移模式ATM。
8.如权利要求1的方法，其中
通过相应修正数据缓冲量来实现所述对延迟的修正。
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