CN101076015B - 帧协议层多业务下数据发送的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及帧协议层多业务条件下实现数据精确发送的控制方法，对于NodeB FP有多个业务的UE，在多个接收窗口中到达时间窗口的终点参数值之间，所述到达时间窗口的起点相对小的窗口的参数值与所述到达时间窗口的终点相对小的窗口的参数值与一常数三者的和，大于所述到达时间窗口的终点相对大的窗口的参数值，出现下行数据帧落在NodeB FP的接收窗口之外的情况下，RNC根据收到时间调整帧对下行发送时机进行调整。本发明可以保证WCDMA系统Iub口和Iur口下行数据稳定可靠低时延的传输，低的Iub口和Iur口的丢包率，提供一个最佳的链路和好的通话质量。

Description

帧协议层多业务下数据发送的控制方法

技术领域

本发明涉及一种WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统中Iub/Iur口FP(Frame Protocol，帧协议)协议层数据传输的控制方法，尤其涉及到WCDMA系统中无线网络层Iub/Iur口FP协议层在UE(User Equipment，用户设备)具有多个业务时，在FP协议层保证数据精确发送到NodeB(节点B)的控制方法。

背景技术

WCDMA系统Uu口下行空中无线发送有严格的时序要求，系统希望数据在下行空中严格有序的发送，所以在数据被发送出去以前，NodeB希望RNC(无线网络控制器)发送来的数据也是有序的；且NodeB本身的缓存能力有限，另一个方面也为了减少整个系统数据传输的时延，所以NodeB不希望RNC发送来的数据大量和过早到达；同时NodeB也不希望数据来的太晚，因为太晚的话，可能使NodeB对该帧数据来不及处理，无法按时从空中发送出去，结果是该帧数据被丢弃。下行数据在NodeB侧的大量缓存或被丢弃，对整个系统的影响就是话音质量下降或系统传输时延增大，降低了系统的性能。

为了把以上情况出现概率降到最低，WCDMA系统在Iub口的协议里对此处的处理做了详细的规定，希望避免此类问题出现。协议中的相关名词解释如下：

BFN：Node B帧号(NodeB Frame Number counter)，取值范围：0-4095，每10ms加1；

SFN：系统帧号(Cell System Frame Number counter)，取值范围：0-4095，每10ms加1；计算公式：SFN＝BFN adjusted with T_cell，因为T_cell这个值很小，这里忽略，认为SFN＝BFN；

Frame Offset：帧偏移；

TOA：到达时间(Time of Arrival)；

CFN：连接帧号(Connection Frame Number(counter))，取值范围：0-255，每10ms加1；

CFN和SFN之间有一个确定的换算关系：

SFN mod 256＝(CFN+Frame Offset)mod 256

或：CFN＝(SFN-Frame Offset)mod 256

TOAWS：到达接收窗口的起点(Time of Arrival Window Startpoint)；

TOAWE：到达接收窗口的终点(Time of Arrival Window Endpoint)；

LTOA：最后到达时间(Latest Time of Arrival)；

TOA：到达时间(Time of Arrival)；

Iub口数据传输的过程如下：

1、Iub口FP协议层承载的建立：在这个过程中RNC侧FP协议层会通过主动发起的节点B同步(RNC-Node B Node Synchronisation)过程和传输同步(Transport ChannelSynchronisation)过程，获得对应小区的SFN，由此得到CFN(它会被RNC侧的FP协议层按UE和小区分别累加维护).

2、RNC侧FP协议层发送数据帧给NodeB，帧中有当前的CFN值；NodeB根据该帧的CFN换算出SFN令其为SFN1，同时也知道该帧数据接收时刻的SFN令其为SFN2；SFN1的值正常情况下应该是大于SFN2的，这个SFN1时刻就是该帧数据希望被发送到空中的时刻。如果SFN1和SFN2的时间差小于NodeB需要预留给自己处理该帧数据的时间，则认为该帧数据来的晚，可能丢弃该帧数据，如果时间差大于NodeB需要预留给自己处理该帧数据的时间，则认为该帧数据来的早，NodeB会视缓存能力确定缓存该帧数据还是丢弃。

3、NodeB预留给自己处理该帧数据的时间有一个范围，在该范围内则认为数据帧到的时机刚好。这个范围有一个后限，由参数LTOA确定，但是NodeB希望数据帧在LTOA之前的TOAWE时刻之前到最好，但是又不要早于TOAWE时刻之前的TOAWS时刻，数据帧到NodeB的时刻最好落在TOAWS和TOAWE之间。这样一个数据帧的接收窗口就由TOAWS和TOAWE确定了。

4、对于一个数据帧如果它落在TOAWE之后，则NodeB会返回给RNC一个带负值TOA的时间调整帧(Timing adjustment Frame)，告诉RNC数据帧来晚了，让RNC发的下一帧数据的CFN值比正常情况大一些(根据TOA的值具体调整)，以使数据帧落在窗口内；如果数据帧落在TOAWS之前，则NodeB会返回给RNC一个带正值TOA的时间调整帧，让RNC发的下一帧数据的CFN值比正常情况小一些(根据TOA的值具体调整)，以使数据帧落在窗口内。

以上是Iub口FP层下行数据传输处理的流程。承载一个业务的专用传输信道在Iub口FP层对应一个FP的实体，且在WCDMA系统中，一个UE可以同时支持多个业务并发的运行，所以一个同时有多个业务激活的UE在Iub口FP层有多个FP的实例存在，但是CFN的维护是针对一个UE而言的，也就是说同一个UE所对应的多个FP实例发送数据帧所需要的CFN的来源是同一个。如果几个FP同时有时间调整，则可能会引发一些问题，使几个FP下行发送的数据一直不能收敛在接收窗口内。

另外由于不同业务特性的差别，例如，话音业务对实时性要求很高，那么它的接收窗口就需要小一些，而且TOAWE的值配的也比较小，目的就是降低时延；而数据类业务就对实时性要求不高，那么它的接收窗口可以大一些，而且TOAWE的值也可以配的大一些，目的是减少Iub口的丢包；Uu口的信令要求尽可能在传输过程中不被丢失，所以它的接收窗口可能更大，TOAWE的值配置的也可能更大；这样对不同业务配置不同的接收窗口，也会促使多业务UE的在Iub口的下行数据很难收敛在接收窗口内。

发明内容

本发明的目的是提出一种帧协议层多业务下数据发送的控制方法，解决了同时保持有多个业务的UE，在Iub口由于时间调整而出现的下行数据帧不能收敛在NoeB的接收窗口内的问题。

本发明具体是这样实现的：

帧协议层多业务下数据发送的控制方法，包括如下处理：

第一步，对于有多个业务，其在Iub/Iur口帧协议层节点B侧配置的多个接收窗口之间应该满足如下关系：

对于任意两个接收窗口，到达接收窗口的终点参数值大的窗口，相对于到达接收窗口的终点参数值小的窗口，应该满足：

所述到达接收窗口的终点参数值小的窗口的到达接收窗口的终点参数值与起点参数值之和再加上一常数的所得值，应该大于所述到达接收窗口的终点参数值大的窗口的到达接收窗口的终点参数值；

第二步，对在一个传输时间间隔内收到同一个用户设备多个帧协议承载的时间调整帧，无线网络控制器判断时间调整帧处理定时器是否有效，若有效，则丢弃该时间调整帧，结束；若无效，则继续下一步；

第三步，在一个传输时间间隔内上来的所有时间调整帧，无线网络控制器取到达时间的绝对值最大的那个时间调整帧，其余的丢弃；

第四步，根据到达时间值无线网络控制器调整相对一个用户设备维护的连接帧号值，使所述连接帧号值等于系统帧号值与帧偏移量的差值除以256的余数；

第五步，调整下行数据帧的发送时机，在下行数据帧填写的连接帧号值是已根据到达时间修正过的值；

第六步，处理完时间调整帧后，设置定时器，对定时器超时之前收到的时间调整帧一概丢弃。

所述第一步中，常数的取值为10到15毫秒。

对于节点B帧协议的接收窗口，下行数据帧早到，则返回给无线网络控制器的时间调整帧中到达时间的值为正，且每个业务的帧协议承载都有时间调整帧上来，则处理到达接收窗口的起点最小的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

对于节点B帧协议的接收窗口，下行数据帧晚到，则返回给无线网络控制器的时间调整帧中到达时间的值为负，且每个业务的帧协议承载都有时间调整帧上来，则处理到达接收窗口的终点最大的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

对于节点B帧协议的接收窗口，下行数据帧既有早到也有晚到的，则返回给无线网络控制器的时间调整帧中到达时间的值有正的也有负的，则无线网络控制器不做处理，不进行下行发送时机的调整。

若一个用户设备多个业务在节点B帧协议的接收窗口的到达接收窗口的终点都一样，而到达接收窗口的起点的取值根据需要配置成不同的值，则无线网络控制器侧在处理时间调整帧的时候，

若到达时间为正，则处理到达接收窗口的起点最小的那个窗口上来的时间调整帧；若到达时间为负，则取任一个时间调整帧来处理，其余的丢弃。

采用本发明所述方法，可以保证WCDMA系统Iub口和Iur口下行数据稳定可靠低时延的传输，低的Iub口和Iur口的丢包率，提供一个最佳的链路和好的通话质量。

附图说明

图1是对NodeB FP接收窗口的处理逻辑图；

图2是对UE有多个业务情况下NodeB接收窗口间关系的说明示意图；

图3是本发明所述方法的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

本发明控制的主体在SRNC(Serving Radio Network Controller，服务无线网络控制器)侧；SRNC根据配置给NodeB的接收窗口和NodeB返回的时间调整帧，适时的调整发送时机，使数据精准的发送到NodeB，来达到Iub口数据传输严格的时续要求和时延要求，减少整个系统在Iub口数据传输的时延和丢失率。

前提条件：UE的业务已经建立完成，所以在Iub口它至少有两个FP承载。一个承载业务，另一个承载Uu口信令，所以对NodeB就需要配置两个接收窗口。

1、对于UE在NodeB FP的2个接收窗口，设它们是TOAWS1、TOAWE1和TOAWS2、TOAWE2，其中TOAWE1＞TOAWE2；要使2个窗口在发生时间调整的时候下行数据帧的到达时间最终都收敛在接收窗口内，则两个窗口必须要有重叠的部分，所以对于2个窗口则要求满足如下关系：

TOAWE1＜TOAWE2+TOAWS2+Constant；(TOAWE1＞TOAWE2)(1)

其中Constant取值范围为：0到50毫秒，建议取值在10到15之间；

对于一个有多个业务的UE在NodeB FP的接收窗口中，其多个接收窗口中参数值TOAWE大的相对于TOAWE小的那个窗口，都应该满足公式(1)，这样才可能使这多个窗口有共同时间区间，才可能经过时间调整后，使下行数据帧的到达时间最终都收敛在接收窗口内。

2、对于满足公式(1)的情况下，UE多个业务在NodeB FP的接收窗口可能TOAWE和TOAWS都各不相同，所以在出现下行数据帧落在NodeB FP的接收窗口之外的情况下，RNC应该根据收到时间调整帧对RNC的下行发送时机进行调整。

2.1、对于NodeB FP的接收窗口，下行数据帧早到，返回给RNC的时间调整帧中TOA的值为正，这时若每个业务的FP承载都有时间调整帧上来，则RNC只处理TOAWS最小的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

2.2、对于NodeB FP接收窗口，下行数据帧晚到，返回给RNC的时间调整帧中TOA的值为负，这时若每个业务的FP承载都有时间调整帧上来，则RNC只处理TOAWE最大的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

2.3、对于NodeB FP的接收窗口，下行数据帧既有早到也有晚到，则返回给RNC的时间调整帧中TOA的值有正的也有负的；则RNC不做处理，不进行下行发送时机的调整。

3、这里给出NodeB FP的接收窗口的一个简化配置方法，即一个UE多个业务在NodeB FP的接收窗口的TOAWE都一样，而TOAWS的取值根据需要配置成不同的值，这样对于公式(1)是自然满足的，则RNC侧在处理时间调整帧的时候，在TOA为正时，处理TOAWS最小的那个窗口上来的时间调整帧，在TOA为负时，取任一个时间调整帧来处理，其余的丢弃即可。

4、正常情况下，如果地面链路传输时延都是稳定而很少有波动的，所以导致下行数据帧不能落在NodeB FP接收窗口的原因一般情况下都是由于链路堵塞或RNC和NodeB本地时钟的绝对时长不一致造成的。

对于链路堵塞的情况，一般情况下都发生在流量太大，但是RNC或NodeB的处理能力不够，导致数据在RNC或NodeB的某个处理单元缓存的时间过长引起的。

对于RNC和NodeB本地时钟不一致，即它们时钟的绝对时长的长度不一致；累积到一段时间后，RNC和NodeB各自维护的CFN值就有了差异，则RNC发送的下行数据就要落在NodeB FP的接收窗口之外。

但是所有的这些情况，它的延误对该链路上所有下行数据都有影响的，也就是说在某一个时刻，一个UE多个业务的下行数据可能都落在了NodeB FP的接收窗口之外；则它们都会返回时间调整帧给RNC；如果RNC对同一个TTI内返回的时间调整帧都处理，去修正RNC的下行发送时机，则这个调整就调过了，会导致数据帧从接收窗口外的一端落到窗口外的另一端。所以对于同一个TTI上来的时间调整帧，只处理TOA绝对值最大的那个，其余的丢弃。

这和前边所说UE多业务的情况下出现时间调整的处理策略是一致的。即在TOA的值为正的时候，只处理TOAWS最小的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃；在TOA的值为负的时候，只处理TOAWE最大的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

5、协议要求同步和时间调整处理都是在SRNC进行的，DRNC(漂移无线网络控制器)FP的接收窗口也是由SRNC配置的，所以Iur FP时间调整策略都由SRNC控制。所以上述所有处理原则也适用于UE有Iur口地面承载的情况的处理，即对于Iur FP的处理上述原则都适用。

6、本发明对一个小区下多个公共传输信道所导致的时间调整问题同样适用。因为这种情况实际和一个UE有多个业务的情况相同，只不过是对于小区，这个CFN的维护是以小区为单位的。

图1描述了NodeB FP接收窗口的处理逻辑。

在图1中的时间轴t上，TOAWS和TOAWE间的部分就是NodeB FP的接收窗口，用粗线标出。

在图1的时间轴t上，如果下行数据帧落在Early箭头指的区域，则说明数据帧早到了，NodeB会给RNC返回一个正值的TOA的时间调整帧，此时NodeB会根据缓存能力缓存该数据帧，等待后续处理；

在图1的时间轴t上，如果下行数据帧落在Late箭头指的区域，则说明数据帧晚到了，NodeB会给RNC返回一个负值的TOA的时间调整帧，此时NodeB仍然可以处理该数据帧，不会丢弃；

在图1的时间轴t上，如果下行数据帧落在Too late箭头指的区域，则说明数据帧晚到了，NodeB会给RNC返回一个负值的TOA的时间调整帧，此时NodeB已经没有时间处理该数据帧，因为其已经落在LTOA之后了，所以该数据帧被丢弃；

在图1的时间轴t上，如果下行数据帧落在OK箭头指的区域，则说明数据帧刚好在窗口内，NodeB不会给RNC返回时间调整帧。

图2描述了UE有多个业务情况下NodeB接收窗口间的关系；

在图2是一个简单的示意图，显示一个有2个业务的UE其数据在RNC上，在一个特定的CFN(即一个特定的时刻)下发数据帧到NodeB。

在图2中，业务1为一个实时CS业务，所以其EP的接收窗口就配的比较小，而且TOAWE的值也比较小，目的是尽量减少时延；业务2为非实时业务，所以其FP的接收窗口比较大，TOAWE的值也比较大，目的就是尽量减少丢包。

在图2中，2个窗口的关系应该满足公式(1)的要求，否则下行数据帧永远不可能同时落在NodeB FP的接收窗口内。

图3是本发明所述方法的处理流程图；

首先，在本发明中，对UE的各个业务配置NodeB FP的接收窗口应该满足公式(1)的要求。

在图3的步骤1中，RNC在一个TTI内收到同一个UE多个FP承载的时间调整帧；

在图3的步骤2中，RNC首先判断时间调整帧处理定时器是否有效，时间调整帧处理定时器的时长是3到5个TTI。因为链路的原因，同一个CFN触发时间调整帧不一定都能在同一个TTI内到达RNC，所以在一个连续的时刻内对所有上来的时间调整帧都处理，则会导致对发送时机的修正过量，这同在一个TTI内处理多个时间调整帧产生的后果一样。如果有效，则说明上一次时间调整处理完成后仍在保护期内，丢弃该帧，流程结束。如果无效，则继续步骤3；

在图3的步骤3中，在这个TTI内上来的所有时间调整帧取TOA的绝对值最大的那个，其余的帧丢弃；

在图3的步骤4中，RNC根据TOA值调整相对一个UE维护的CFN值，使其和SFN的关系满足协议要求：CFN＝(SFN-Frame Offset)mod 256；

在图3的步骤5中，调整下行数据帧的发送时机，在下行数据帧填写的CFN是已经根据TOA修正过的值；

在图3的步骤6中，处理完时间调整帧后，设置定时器，对定时器超时之前收到的时间调整帧一概丢弃；

总之，采用本方法可以很好的保证RNC发送的下行数据落在NodeB的接收窗口内，同时对于有多个业务的UE，也可保证发生时间调整后，最终RNC发送的下行数据仍然收敛在NodeB的接收窗口内。本方法可以降低数据在Iub/Iur口的传输时延，降低Iub/Iur口的丢包率，保证业务的质量。

Claims (6)

1.一种帧协议层多业务下数据发送的控制方法，其特征在于，包括如下处理：

第一步，对于有多个业务，其在Iub/Iur口帧协议层节点B侧配置的多个接收窗口之间应该满足如下关系：

对于任意两个接收窗口，到达接收窗口的终点参数值大的窗口，相对于到达接收窗口的终点参数值小的窗口，应该满足：

所述到达接收窗口的终点参数值小的窗口的到达接收窗口的终点参数值与起点参数值之和再加上一常数的所得值，应该大于所述到达接收窗口的终点参数值大的窗口的到达接收窗口的终点参数值；

第二步，对在一个传输时间间隔内收到同一个用户设备多个帧协议承载的时间调整帧，无线网络控制器判断时间调整帧处理定时器是否有效，若有效，则丢弃该时间调整帧，结束；若无效，则继续下一步；

第三步，在一个传输时间间隔内上来的所有时间调整帧，无线网络控制器取到达时间的绝对值最大的那个时间调整帧，其余的丢弃；

第四步，根据到达时间值无线网络控制器调整相对一个用户设备维护的连接帧号值，使所述连接帧号值等于系统帧号值与帧偏移量的差值除以256的余数；

第五步，调整下行数据帧的发送时机，在下行数据帧填写的连接帧号值是已根据到达时间修正过的值；

第六步，处理完时间调整帧后，设置定时器，对定时器超时之前收到的时间调整帧一概丢弃。

2.如权利要求1所述的帧协议层多业务下数据发送的控制方法，其特征在于：

所述第一步中，常数的取值为10到15毫秒。

3.如权利要求1或2所述的帧协议层多业务下数据发送的控制方法，其特征在于：

对于节点B帧协议的接收窗口，下行数据帧早到，则返回给无线网络控制器的时间调整帧中到达时间的值为正，且每个业务的帧协议承载都有时间调整帧上来，则处理到达接收窗口的起点最小的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

4.如权利要求1或2所述的帧协议层多业务下数据发送的控制方法，其特征在于：

对于节点B帧协议的接收窗口，下行数据帧晚到，则返回给无线网络控制器的时间调整帧中到达时间的值为负，且每个业务的帧协议承载都有时间调整帧上来，则处理到达接收窗口的终点最大的那个窗口上来的时间调整帧，其余的丢弃。

5.如权利要求1或2所述的帧协议层多业务下数据发送的控制方法，其特征在于：

对于节点B帧协议的接收窗口，下行数据帧既有早到也有晚到的，则返回给无线网络控制器的时间调整帧中到达时间的值有正的也有负的，则无线网络控制器不做处理，不进行下行发送时机的调整。

6.如权利要求1或2所述的帧协议层多业务下数据发送的控制方法，其特征在于：

若一个用户设备多个业务在节点B帧协议的接收窗口的到达接收窗口的终点都一样，而到达接收窗口的起点的取值根据需要配置成不同的值，则无线网络控制器侧在处理时间调整帧的时候，

若到达时间为正，则处理到达接收窗口的起点最小的那个窗口上来的时间调整帧；若到达时间为负，则取任一个时间调整帧来处理，其余的丢弃。

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