CN101521919A - X2接口切换时判断数据转发的方法和系统及基站 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种X2接口切换时判断数据转发的方法和系统及基站，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点。本发明实施例提供的方法包括：源基站获取与目的基站之间的X2接口时延；源基站通过X2接口获取目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，源基站根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。本发明实施例提供的技术方案可用于UM RLC承载的业务中X2接口数据转发的判断。
Description
技术领域
本发明涉及移动无线通信领域，具体而言是涉及一种X2接口切换时判断数据转发的方法和系统及基站。
背景技术
长期演进LTE(Long Term Evolution)网络是3GPP的下一代移动无线接入系统，包括核心网设备和演进基站(eNode B，eNB)。核心网设备包括移动管理实体(Mobility Management Entity，MME)和用户面处理网关(Serving Gateway，SGW)。MME属于控制面部分，负责控制面的移动性管理，包括用户上下文和移动状态管理，分配用户临时身份标识等；SGW属于用户面部分，负责空闲状态时为下行数据发起寻呼，管理保存IP承载参数和网络内路由信息等；MME与SGW之间呈网状连接，一个MME可以控制若干个SGW。核心网设备与eNB之间使用S1接口进行通信，eNB之间使用X2接口进行通信。
当用户接入LTE系统后，由一个eNB为该用户提供服务。当用户在不同eNB的覆盖范围间移动时，为用户提供服务的eNB会发生切换，以保证用户的业务质量不发生掉话。这个过程称为切换(Handover)。切换分为S1接口的切换和X2接口的切换，其中，eNB之间的地面接口切换称为X2接口切换，eNB和移动管理实体MME(Mobility Management Entity)或eNB与服务网关SGW(Serving Gateway)之间的地面接口切换称为S1接口切换。
不同服务质量QoS要求的业务使用不同的无线链路控制协议RLC(RadioLink Control)模式承载，例如AM(Acknowledged Mode：确认模式)RLC或UM(Unacknowledged Mode：非确认模式)RLC承载。一般来说，FTP、WWW浏览等业务使用AM RLC承载，基于IP的语音服务VoIP(Voice over IP)等业务使用UM RLC承载。对UM RLC承载的业务来说(例如VoIP)，一般可以忍受一定的丢包率，但对端到端时延要求高，对切换时的业务中断时延要求也高。
在X2切换时可以进行数据转发，即把源eNB还未发送给用户设备UE(UserEquipment)的数据转发给目的eNB，由目的eNB把这些数据发送给UE，减少丢包。X2切换时是否进行数据转发是预先配置的，可根据不同属性，例如用户属性、业务属性、传输属性等进行配置。
在实现本发明过程中，发明人研究发现：在不同场景下，有时进行数据转发的时延较小，有时不进行数据转发的时延较小，预先配置的方案无法在所有场景都得到较好的中断时延。而且，在有X2数据转发的情况下，还可通过牺牲资源的方式降低时延。目前协议规定，对基于UM RLC承载的业务而言，如果进行数据转发，目的eNB要优先发送X2接口转发的数据给UE(保证数据不乱序)。如果目的eNB在收到S1数据后主动丢弃X2接口剩余的转发数据，时延可以得到改善，但这时资源已经被浪费了(X2传输资源，两侧eNB的处理资源)。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种X2接口切换时判断数据转发的方法和系统及基站，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点。
为实现上述目的，本发明实施例是通过如下技术方案实现的：
提供一种X2接口切换时判断数据转发的方法，包括：
源基站获取与目的基站之间的X2接口时延；
源基站通过X2接口获取目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；
发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，源基站根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。
提供一种X2接口切换时判断数据转发的系统，包括：
源基站，用于获取与目的基站之间的X2接口时延，并通过X2接口获取所述目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发；
目的基站，用于获取与核心网设备之间的S1接口时延，并通过X2接口将获取的所述S1接口时延信息发送给所述源基站。
还提供一种基站，包括：
X2时延获取单元，用于获取与目的基站之间的X2接口时延；
S1时延获取单元，用于通过X2接口获取所述目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；
数据转发判断单元，用于在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，根据X2时延获取单元获取的所述X2接口时延与S1时延获取单元获取的所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。
由以上本发明实施例提供的技术方案可知，在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，通过由源基站根据获取的与目的基站的X2接口时延与获取的目的基站的S1接口时延大小，动态确定是否进行数据转发，与现有技术相比，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种X2接口切换时判断数据转发的方法流程示意图；
图2为本发明实施例使用的X2接口切换的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种同步方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种X2接口切换时判断数据转发的系统构成示意图；
图5为本发明实施例提供了一种基站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明提供的技术方案进一步详细描述。
参见图1，本发明实施例提供的一种X2接口切换时判断数据转发的方法，包括：
步骤101，源eNB获取与目的eNB之间的X2接口时延。
步骤102，源eNB通过X2接口获取目的eNB与核心网设备之间的S1接口时延。
说明：步骤101与步骤102可同时进行，也可以先后进行，并没有明确的时序要求。
步骤103，发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，源eNB根据获取的与目的eNB的X2接口时延与获取的目的eNB的S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。
X2接口切换的流程如图2所示。UE收到切换指令Handover Command(图2中的第7步)时，UE脱离源eNB，从这时起业务中断。当目的eNB收到UE发送的切换确认Handover Confirm(图2中的第11步)时，空口传输恢复，但这时业务不一定能恢复，因为业务数据可能还未到达目的eNB。
当有X2数据转发时，只有当图2中的第11步和数据转发DataForwarding(图2中的第8’步)的数据到达目的eNB两个条件同时满足后，下行方向业务才恢复。
当没有X2数据转发时，图2中的第14步下行链路切换(Switch DL path)后，SGW才把数据发送到目的eNB，数据到达目的eNB后下行方向业务才能恢复。
上行方向的业务恢复时间与是否进行X2数据转发无关。
我们设(以下给出的具体时延数值仅供参考，且均假设网络轻载)：
源eNB的X2接口时延为A(假设用户面时延X2-U和控制面时延X2-C一样)，一般为2-数百毫秒(ms)。
目的eNB到核心网设备MME/SGW的接口时延为B(考虑到一般情况下MME和SGW物理位置相同，假设到MME和SGW的时延相同)，一般为2到数百ms。
UE从收到切换命令Handover Command(图2中的第7步)到目的eNB成功收到切换确认Handover Confirm(图2中的第11步)的时延为C，一般为30到50ms。
目的eNB从收到切换确认Handover Confirm(图2中的第11步)到在S1接口发出路径切换请求Path Switch Request(图2中的第12步)的时延为D，一般为1到5ms。
MME收到路径切换请求Path Switch Request(图2中的第12步)到SGW完成下行链路切换Switch DL path(图2中的第14步)的时延为E，一般为1到10ms。
需要说明的是，从目的eNB在S1接口向MME发出路径切换请求PathSwitch Request(图2中的第12步)到目的eNB收到SGW完成下行链路切换Switch DL path后发出的第一个下行数据报文到达目的eNB的时延为B+E+B。
并假设eNB在S1/X2接口收到下行数据到UE收到该下行数据的时延为F，一般为5ms左右；
源eNB发出切换指令Handover Command(图2中的第7步)到开始数据转发Data Forwarding(图2中的第8’步)的时延为H，一般为2-10ms。
进行X2接口数据转发时，业务的下行中断时间为从UE收到HandoverCommand(图2中的第7步)到如下两个条件同时满足：目的eNB成功收到Handover Confirm(图2中的第11步)；目的eNB收到源eNB通过X2接口转发来的数据(图2中的第8’步)。令进行X2接口数据转发时的总时延为Z1，则：
Z1＝max(C，H+A)，
即，取C与H+A中的最大的一个时延值。
不进行X2接口数据转发时，业务的下行中断时间为从UE收到HandoverCommand(图2中的第7步)到SGW完成Switch DL path后发出的第一个下行数据报文到达UE。令不进行X2接口数据转发时的总时延为Z2，则：
Z2＝C+D+(B+E+B)。
需要说明的是，在Z1中没有考虑F，Z2这里也不考虑，保持一致。
一般而言，C、D、E、H较为固定，且D、E、H一般都较小。因此，分析Z1与Z2的总时延构成，如果A较大，B较小，即在Z1大于Z2的情形下，不进行X2数据转发的中断时延较小；如果A较小，B较大，即在Z1小于Z2的情形下，则进行X2数据转发的中断时延较小。
因此，本发明实施例提供的X2接口切换时判断数据转发的方法，在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，通过由源eNB根据获取的与目的eNB的X2接口时延与获取的目的eNB的S1接口时延大小，动态确定是否进行数据转发，与现有技术相比，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点。
一种实施例，如果所述A小于所述B，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
由于C、D、E、H较为固定，且D、E、H一般都较小，所以，我们可以预先配置这些时延值，并通过设置的时延门限的取值来调节。
一种优化实施例，设置一个时延门限，如果(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于该设置的时延门限，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
时延门限的设置需要考虑到资源消耗，如果设置的时延门限过低，将可能造成X2传输资源、两侧eNB的处理资源浪费，所以考虑到资源的消耗，时延门限可以设置的稍高，这样在进行数据转发带来的时延增益较小的情况下，完全可以不进行数据转发，以节约资源。
当然，时延门限的设置需要根据具体的UM RLC承载的业务而调整，可以是一个统计的最优取值。
以上时延可以通过各种方法获取例如同步方法获取，本实施例不做限制。参见图3，本实施例提供的同步方法获取时延包括：
步骤31，源节点在T1时刻向目的节点发送同步请求消息，所述同步请求消息中携带发送时刻T1；
步骤32，所述源节点在T4时刻接收所述目的节点的同步响应消息，所述同步响应消息中携带同步请求消息的发送时刻T1、同步请求消息的接收时刻T2、同步响应消息的发送时刻T3；
步骤33，所述源节点根据(T4-T1-T3+T2)/2计算得到时延。
本发明优化实施例提供的X2接口切换时判断数据转发的方法，通过设置时延门限的方式，在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，通过由源eNB根据获取的与目的eNB的X2接口时延与获取的目的eNB的S1接口时延大小，动态确定是否进行数据转发，与现有技术相比，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点，而且时延门限的设置考虑到了进行数据转发时的资源消耗，根据具体的UM RLC承载的业务合理设置时延门限，能够实现在不同场景下都可以达到下行业务X2接口切换时中断时延最优的结果。
参见图4，本发明实施例提供了一种X2接口切换时判断数据转发的系统，包括：
源eNB，用于获取与目的eNB之间的X2接口时延，并通过X2接口获取所述目的eNB与核心网设备之间的S1接口时延；在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发；
目的eNB，用于获取与核心网设备之间的S1接口时延，并通过X2接口将获取的所述S1接口时延信息发送给所述源eNB。
一种实施例，所述源eNB具体用于，如果如果获取的与目的eNB之间的X2接口时延小于获取的所述目的eNB与核心网设备之间的S1接口时延，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
优选地，设置一个时延门限，所述源eNB具体用于在(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于某个设置的时延门限时，判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发；其中，
所述A为获取的源eNB与目的eNB的X2接口时延；
所述B为获取的源eNB通过X2接口获取的目的eNB的S1接口时延；
所述C为预置的从源eNB向用户设备UE发出切换命令到目的eNB成功收到所述用户设备UE发出的切换确认的时延；
所述D为预置或获取的从目的eNB成功收到所述用户设备UE发出的切换确认到在S1接口向核心网设备发出路径切换请求的时延；
所述E为预置或获取的从移动管理实体MME收到目的eNB发出的路径切换请求到服务网关SGW完成下行链路切换的时延；
所述H为预置或获取的从源eNB向用户设备UE发出切换命令到源eNB开始向目的eNB转发下行数据的时延；
所述max(C，H+A)为取C与H+A中的最大的一个时延值。
上述获取时延的方法可以采用包括图3所示的同步方法，本发明实施例不做限制。
需要说明的是，由于上述时延C、D、E、H较为固定，且D、E、H一般都较小，所以我们可以预先配置这些时延值，并通过设置的时延门限的取值来调节。
时延门限的设置需要考虑到资源消耗，如果设置的时延门限过低，将可能造成X2传输资源，两侧eNB的处理资源浪费，所以考虑到资源的消耗，时延门限可以设置的稍高，这样在进行数据转发带来的时延增益较小的情况下，完全可以不进行数据转发，以节约资源。当然，时延门限的设置需要根据具体的UM RLC承载的业务而调整，可以是一个统计的最优取值。
本发明实施例提供的X2接口切换时判断数据转发的系统，在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，通过由源eNB根据获取的与目的eNB的X2接口时延与获取的目的eNB的S1接口时延大小，动态确定是否进行数据转发，因此，与现有技术相比，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点，而且通过设置时延门限的方式，考虑到了进行数据转发时的资源消耗，根据具体的UM RLC承载的业务合理设置时延门限，能够实现在不同场景下都可以达到下行业务X2接口切换时中断时延最优的结果。
参见图5，本发明实施例提供了一种基站，包括：
X2时延获取单元51，用于获取与目的eNB之间的X2接口时延；
S1时延获取单元52，用于通过X2接口获取所述目的eNB与核心网设备之间的S1接口时延；
数据转发判断单元53，用于在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，根据X2时延获取单元获取的所述X2接口时延与S1时延获取单元获取的所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。
一种实施例，所述数据转发判断单元53具体用于，如果所述X2时延获取单元获取的X2接口时延小于所述S1时延获取单元获取的S1接口时延，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
优选地，本发明实施例提供的基站eNB，还包括：
门限设置单元50，用于设置一个时延门限；
所述数据转发判断单元53具体用于，如果(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于所述门限设置单元设置的时延门限，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。其中，所述A、B、C、D、E、H所标识的时延如上所述，在此不再赘述。
获取eNB之间的X2接口时延及eNB与核心网设备之间的S1接口时延，可以采用包括图3所示的同步方法，本发明实施例不做限制。由于时延C、D、E、H较为固定，且D、E、H一般都较小，我们可以预先设置C、D、E、H的时延值，也可以通过包括图3所示的任一种同步方法获取D、E、H的时延值，本发明实施例也不做限制。
由于上述时延C、D、E、H较为固定，且D、E、H一般都较小，所以我们可以预先配置这些时延值，并通过设置的时延门限的取值来调节。
一种优化实施例，数据转发判断单元53，具体用于在(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于某个设置的时延门限时，判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发；其中，所述A为获取的源eNB与目的eNB的X2接口时延，所述B为获取的源eNB通过X2接口获取的目的eNB的S1接口时延，所述max(C，H+A)为取C与H+A中的最大的一个时延值。
时延门限的设置需要考虑到资源消耗，如果设置的时延门限过低，将可能造成X2传输资源，两侧eNB的处理资源浪费，所以考虑到资源的消耗，时延门限可以设置的稍高，这样在进行数据转发带来的时延增益较小的情况下，完全可以不进行数据转发，以节约资源。当然，时延门限的设置需要根据具体的UM RLC承载的业务而调整，可以是一个统计的最优取值。
本发明实施例提供的演进基站eNB，在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，通过数据转发判断单元53根据X2时延获取单元51获取的与目的eNB的X2接口时延与S1时延获取单元52获取的目的eNB的S1接口时延大小，动态确定是否进行数据转发，因此，与现有技术相比，能够降低下行业务X2接口切换时的中断时延，避免了预先配置机制的缺点，而且通过设置时延门限的方式，考虑到了进行数据转发时的资源消耗，根据具体的UM RLC承载的业务合理设置时延门限，能够实现在不同场景下都可以达到下行业务X2接口切换时中断时延最优的结果。
最后需要说明的是，本发明实施例中的方法可以软件功能模块的形式实现，并且该软件功能模块作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的X2接口切换时判断数据转发的方法和系统及演进基站eNB进行了详细介绍，实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其思想；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种X2接口切换时判断数据转发的方法，其特征在于，包括：
源基站获取与目的基站之间的X2接口时延；
源基站通过X2接口获取目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；
发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，源基站根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源基站根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发的步骤具体包括：
如果所述X2接口时延小于所述S1接口时延，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源基站根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发的步骤具体包括：
设置一个时延门限；
如果(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于该设置的时延门限，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发；
其中，所述A为源基站获取的与目的基站之间的X2接口时延；
所述B为源基站获取的目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；
所述C为预置的从源基站向用户设备发出切换命令到目的基站成功收到所述用户设备发出的切换确认的时延；
所述D为预置或获取的从目的基站成功收到所述用户设备发出的切换确认到在S1接口向核心网设备发出路径切换请求的时延；
所述E为预置或获取的从移动管理实体MME收到目的基站发出的路径切换请求到服务网关SGW完成下行链路切换的时延；
所述H为预置或获取的从源基站向用户设备发出切换命令到源基站开始向目的基站转发下行数据的时延；
所述max(C，H+A)为取C与H+A中的最大的一个时延值。
4、根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，通过同步方法获取所述各个时延值。
5、一种X2接口切换时判断数据转发的系统，其特征在于，包括：
源基站，用于获取与目的基站之间的X2接口时延，并通过X2接口获取所述目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，根据获取的所述X2接口时延与所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发；
目的基站，用于获取与核心网设备之间的S1接口时延，并通过X2接口将获取的所述S1接口时延信息发送给所述源基站。
6、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述源基站具体用于，如果如果获取的与目的基站之间的X2接口时延小于获取的所述目的基站与核心网设备之间的S1接口时延，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
7、根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述源基站具体用于，设置一个时延门限，在(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于该设置的时延门限时，判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发；其中，
所述A为获取的源基站与目的基站的X2接口时延；
所述B为源基站获取的目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；
所述C为预置的从源eNB向用户设备UE发出切换命令到目的eNB成功收到所述用户设备UE发出的切换确认的时延；
所述D为预置或获取的从目的eNB成功收到所述用户设备UE发出的切换确认到在S1接口向核心网设备发出路径切换请求的时延；
所述E为预置或获取的从移动管理实体MME收到目的eNB发出的路径切换请求到服务网关SGW完成下行链路切换的时延；
所述H为预置或获取的从源eNB向用户设备UE发出切换命令到源eNB开始向目的eNB转发下行数据的时延；
所述max(C，H+A)为取C与H+A中的最大的一个时延值。
8、一种基站，其特征在于，包括：
X2时延获取单元，用于获取与目的基站之间的X2接口时延；
S1时延获取单元，用于通过X2接口获取所述目的基站与核心网设备之间的S1接口时延；
数据转发判断单元，用于在发生X2接口切换时，对非确认模式无线链路控制协议UM RLC承载的业务，根据X2时延获取单元获取的所述X2接口时延与S1时延获取单元获取的所述S1接口时延的大小判断是否进行数据转发。
9、根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述数据转发判断单元具体用于，如果所述X2时延获取单元获取的X2接口时延小于所述S1时延获取单元获取的S1接口时延，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发。
10、根据权利要求8所述的基站，其特征在于，还包括：
门限设置单元，用于设置一个时延门限；
所述数据转发判断单元具体用于，如果(2×B+C+D+E)-max(C，H+A)的时延差大于所述门限设置单元设置的时延门限，则判断进行数据转发，否则判断不进行数据转发；
其中，所述A为所述X2时延获取单元获取的X2接口时延；
所述B为所述S1时延获取单元获取的所述S1接口时延；
所述C为预置的从源基站向用户设备发出切换命令到目的基站成功收到所述用户设备发出的切换确认的时延；
所述D为预置或获取的从目的基站成功收到所述用户设备发出的切换确认到在S1接口向核心网设备发出路径切换请求的时延；
所述E为预置或获取的从移动管理实体MME收到目的基站发出的路径切换请求到服务网关SGW完成下行链路切换的时延；
所述H为预置或获取的从源基站向用户设备发出切换命令到源基站开始向目的基站转发下行数据的时延；
所述max(C，H+A)为取C与H+A中的最大的一个时延值。
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