CN101547059A - 上行数据发送方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种上行数据发送方法，包括：在IP传输网络的接收端网元设置缓存区，其中，缓存区用于缓存接收端网元接收到的数据帧，并且在预定时间段内，接收端网元不发送缓存区内缓存的数据帧；在经过了预定时间段内之后，接收端网元根据缓存的数据帧的帧号将缓存的数据帧发送至下个网元。通过使用本发明，能够有效消除IP传输乱序和IP传输网的时延抖动，从而有效提高业务的质量。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种上行数据发送方法。
背景技术
在3G网络中逐步采用全IP技术已成为业内共识，在全IP3G通信网络中，Iu口、Iub口、和Iur口均可采用公网作为传输网络。
当采用IP公网作为3G网络的传输网时，网络时延抖动以及数据包乱序现象是不可避免的问题，在现有的技术标准中对于下行方向(从网络侧到终端侧)的数据会在基站中采用发送窗口的方式进行重新排序并发射；对于上行(从手机侧到网络侧)数据，确认模式(AM)和非确认模式(UM)数据会通过应用层进行乱序重排，之后再按序递发。而对于TM(透传模式)模式的数据，将不会进行乱序重排，而是直接向网络侧发送。这样，TM模式的数据一旦在传输网络中发生乱序，则后续的递送也将是乱序的。
对于3G网络的分组域业务(PS)来说，这种乱序将不会对业务的QoS造成直接影响，但对于3G网络的电路域(CS)业务(例如，语音电话和视频电话业务等)，数据包的乱序和时延抖动将造成上行语音严重失真，视频图像马赛克现象严重等多种质量问题，当采用公共IP网络作为3G传输网络时该问题将更加严重。
类似地，对于下一代的移动通信网标准长期演进(LTE)系统中，在系统架构演进(SAE)和增强NodeB(eNB)间(S1接口)，也能够进行IP传输，同样存在类似的问题。然而，目前尚未提出能够解决该问题的技术方案。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种，以解决相关技术中由于不能对通信系统中的上行电路域业务数据进行重排发送所导致的业务质量差的问题。
根据本发明的实施例，提供了一种上行数据发送方法。
该方法包括：在IP传输网络的接收端网元设置缓存区，其中，缓存区用于缓存接收端网元接收到的数据帧，并且在预定时间段内，接收端网元不发送缓存区内缓存的数据帧；在经过了预定时间段内之后，接收端网元根据缓存的数据帧的帧号将缓存的数据帧发送至下个网元。
其中，在接收端网元发送数据帧之前，进一步包括：根据实际网络的时延抖动和乱序程度设置预定时间段的长度，其中，预定时间段的长度为预定传输时间间隔的整数倍或非整数倍。
并且，接收端网元以预定传输时间间隔为单位发送数据帧和/或空帧。
此外，在接收端网元发送缓存的数据帧之前，进一步包括：接收端网元确定当前时刻期望发送的数据帧，若期望的数据帧的数据存在于缓存区中则接收端网元将该数据帧发送往下一网元。
其中，在缓存区中不存在对应于当前发送时间的数据帧的情况下，接收端网元发送空帧以替代该数据帧。
另外，在缓存区出现溢出的情况下，接收端网元优先丢弃缓存区中帧号最小的数据帧。
此外，上述接收端网元可以包括：基站、基站控制器、无线网络控制器、和核心网。
通过本发明的上述技术方案，能够有效消除IP传输乱序和IP传输网的时延抖动，有效提高业务的质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的上行数据发送方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的上行数据发送方法的应用实例1的示意图；以及
图3是根据本发明实施例的上行数据发送方法的应用实例2的示意图。
具体实施方式
在本实施例中，提供了一种上行数据发送方法。该方法可以在上行方向对经过公共传输网络的电路域接收数据进行乱序重排，从而改善业务信号质量。
以3G网络为例，通常3G网络一般分为用户终端(UE)、基站(NodeB/BTS)、基站控制器(RNC/BSC)和核心网(CN)这几个网元。通常，UE和基站(NodeB、BTS)间的数据传输是通过空中的无线电波进行传输的，不会导致基站接收到的上行数据发生乱序；基站和基站控制器之间、基站控制器和核心网之间、以及基站控制器之间均可以采用IP传输网络，这些网元就可以组成3G系统内的IP传输网络，都有可能存在数据传输乱序的情况。针对于3G网络而言，下文中的接收端网元就包括基站、基站控制器、无线网络控制器、和核心网。
如图1所示，根据本实施例的上行数据发送方法包括：步骤S102，在IP传输网络的接收端网元设置缓存区，其中，缓存区用于缓存接收端网元接收到的数据帧，并且在预定时间段内，接收端网元不发送缓存区内缓存的数据帧；步骤S104，在经过了预定时间段内之后，接收端网元根据缓存的数据帧的帧号将缓存的数据帧发送至下个网元。
其中，上述预定时间段可以是预先给定的固定值。然而，为了更好的改善业务信号质量，优选地，在接收端网元发送数据帧之前，可以根据实际网络的时延抖动和乱序程度设置预定时间段的长度。其中，预定时间段的长度为预定传输时间间隔的整数倍或非整数倍。并且，接收端网元以预定传输时间间隔为单位发送数据帧和/或空帧。
此外，在接收端网元发送缓存的数据帧之前，进一步包括：接收端网元确定当前时刻期望发送的数据帧，若期望的数据帧的数据存在于缓存区中则接收端网元将该数据帧发送往下一网元。
此外，对于其发送时间过后才存储至缓存区中的数据帧，接收端网元可以在新数据帧到达时予以删除或覆盖，并优先删除或覆盖缓存区中帧号最小的数据帧，以缓存新的新数据帧。
优选地，在发送缓存的数据帧时，接收端网元根据缓存的数据帧的帧号对数据帧进行排序，并根据排序进行发送。
另外，在接收端网元每发送一个数据帧后，将发送的数据帧从缓存区中删除，并且接收端网元实时将接收的数据帧存储至缓存区。并且，也可以用新数据帧替换或覆盖缓存区中已经发送的帧号最小的数据帧。
另外，在缓存区出现溢出的情况下，接收端网元优先丢弃缓存区中帧号最小的数据帧。其中，缓存区的大小的要求(预定时间/TTI)个数据帧不会造成缓存区溢出即可，对于预定时间不为TTI整数倍的情况，向上取整。
也就是说，本发明在IP传输网络的接收端网元中设置一个缓存数据区(即，上述的缓存区)同时增加发送延迟时间，该数据区的长度N可以根据业务类型和IP传输网络乱序程度进行设置，若设置为0，则表示不进行缓存并且不进行乱序重排。该缓存区的作用是对接收到的数据进行N*TTI(传输时间间隔，Transmission TimingInterval，简称为TTI)时长的缓存，从而纠正N*TTI时间内的乱序并消除N*TTI时间内的时延抖动；
网元在每个帧发送时隙上发送数据，基站控制器将接收到的数据在缓存中根据帧号进行重排，对于最初发射的数据将在缓存区中延时N*TTI，这段时间内基站控制器不向下一网元发送数据，从N*TTI时刻开始，每隔TTI时间从缓存区中按序将期望帧号的数据向下一网元发送。若在网元发送的时隙上缓存区为空，则不向下一网元发送数据，优选地，可以通过发送空帧代替；若在网元的两个连续发送时段内缓存区发生溢出，则将帧号最小的数据从缓存区中删除，在缓存区中保留帧号较大的数据帧。
下面将结合具体实例描述本发明。
实例1
在本实例中，在Iub口上行方向上，在基站控制器上采用根据本发明实施例的发送方法进行缓存重排，以消除传输网络的乱序和时延抖动。其中，基站与基站控制器间采用IP传输，假设帧号FN为5、6的数据发生了乱序，帧号为11的数据在IP传输中发生了丢包。在基站控制器端进行乱序重排，然后向下一网元(核心网或者目的基站控制器)等间隔发送重排后的数据包。对于传输时延和乱序程度大于缓存重排的数据帧，此实施例中采用了丢弃的方法；对于正确发送出去的数据包，此实施例中也采用了丢弃的方法。
结合图2，进行缓存排序的处理过程如下：
在RNC将接收到的数据发送之前进行N*TTI时间的缓存，缓存区的大小要求至少能存放N个数据包。缓存时间N*TTI可以根据业务对时延的要求以及实际网络的时延抖动和乱序程度进行设置。若设置N＝0，则是不需要进行缓存和乱序重排，直接将收到的数据包发往下一网元。假设我们设置的缓存时间为N*TTI＝6TTI，在0～6*TTI时间内，RNC不向下一网元发送数据帧，从6*TTI时刻开始按顺序等时间间隔TTI地向下一网元发送数据。在t＝6TTI时刻，从缓存区中取帧号为0数据帧发往下一网元，在t＝7TTI时刻，从缓存区中区帧号为1的数据帧发往下一网元，并将该数据包从缓存区中删除，按此类推，基站控制器将在t＝10*TTI的时刻将FN＝4的数据包发送出去；
在t＝11*TTI时刻前，FN＝5和FN＝6的数据由于乱序，仍未到达RNC，而FN＝11的数据包由于IP传输丢包，也未到达RNC。则在时刻t＝11*TTI时，发现FN＝5的数据包不在缓存区中，则RNC不向下一网元发送数据包或发送空帧。
假设在t＝12*TTI前，帧号为5和6的数据包到达了RNC，对于FN＝5的数据包，由于它的乱序时间超过了N*TTI，已经错过了发送时刻，所以直接将它丢弃。对于FN＝6的数据包，还没有错误发送时刻，所以将它插入在数据缓存区中的正确位置。在t＝12*TTI时刻，FN＝6数据包被发送出去，并将它从缓存区中删除；以此类推，FN为7、8、9、10的数据包将分别在13TTI、14TTI、15TTI、16TTI时刻发送出去。
由于FN＝11的数据包丢失，在t＝17*TTI时发现数据缓存区中没有FN＝11的数据，则在t＝17*TTI时刻是不向下一网关发送数据或发送空帧。
实例2
在本实例中，Iu口上行方向在核心网上采用缓存重排方法来消除传输网络的乱序和时延抖动，例如，3G网络到公共交换电话网(PSTN)的语音电话就属于这种应用场景。
其中，无线网络控制器/基站控制器(RNC/BSC)与核心网(CN)之间采用IP传输方式，基站控制器发出的数据包是按序发送且数据完整的，假设经过Iu口IP传输网传输后帧号FN为5、6的数据发生了乱序，帧号为11的数据在IP传输中发生了丢包。在核心网端进行乱序重排，然后向下一网元(其它核心网或者目的基站控制器)等间隔发送重排后的数据包。对于传输时延和乱序程度大于缓存重排的数据帧，此实施例中采用了不丢弃的方法；对于正确发送出去的数据包，此实施例中也采用了不丢弃的方法。新数据的到达依靠缓存区溢出时删除或替换缓存区中数据帧号最小的方法来实现新数据的缓存。
如图3所示，在该实例中进行缓存后按期望帧号依次发送的处理如下：
在CN将接收到的数据发往下一网元之前进行N*TTI时间的缓存，缓存区的大小要求至少能存放N个数据包。缓存时间N*TTI可以根据业务对时延的要求以及实际网络的时延抖动和乱序程度进行设置。若设置N＝0，则是不需要进行缓存和乱序重排，直接将收到的数据包发往下一网元。假设我们设置的缓存时间为N*TTI＝6TTI，缓存区的大小设置为能存放8个数据帧。在0～6*TTI时间内，CN不向下一网元发送数据帧，从6*TTI时刻开始按顺序等时间间隔TTI地向下一网元发送数据。在t＝6TTI时刻，从缓存区中取帧号为0数据帧发往下一网元，在t＝7TTI时刻，从缓存区中区帧号为1的数据帧发往下一网元，并将该数据包从缓存区中删除，按此类推，基站控制器将FN＝4的数据包的时刻发送出去的时刻应该为t＝10*TTI；
在t＝11*TTI时刻前，FN＝5和FN＝6的数据由于乱序，仍未到达CN，而FN＝11的数据包由于IP传输丢包，也未到达CN。则在时刻t＝11*TTI时，发现FN＝5的数据包不在缓存区中，则CN不向下一网元发送数据包。
假设在t＝12*TTI前，帧号为5和6的数据包都到达了CN，对于FN＝5的数据包，虽然它的乱序时间超过了N*TTI，但缓存区未满，所以直接放入缓存区中。同样，FN＝6的数据包也被放入到缓存区中。在t＝12*TTI时刻，FN＝6数据包被发送出去，但不把FN＝6的数据包从缓存区中删除；以此类推，FN为7的数据包将在13TTI时刻发送出去。
FN为8的数据包在t＝14TTI时刻前到达了缓存区，但是此时缓存区将发生溢出。通过对比帧号，查找出目前缓存区中最小的数据帧号为FN＝0，并且该帧号比当前帧号8要小，所以将FN＝8的数据帧占用FN＝0的数据帧缓存空间，并且在t＝14TTI时刻，FN为8的数据帧被发往下一网元；以此类推，FN＝9、10的数据包将先后占用FN＝1、2的缓存区空间，并且在t＝15TTI和t＝16TTI时刻发往下一网元。
由于FN＝11的数据包丢失，在t＝17*TTI时发现数据缓存区中没有FN＝11的数据，则在t＝17*TTI时刻是不向下一网关发送数据或发送空帧。
此外，在Iur口上(两个RNC间)，若采用IP传输网作为3G的传输网，也可能存在数据包发生乱序和丢包的情况，其处理原理与实例1和实例2类似，这里不再重复。
本发明在乱序和丢包情况下对数据进行缓存，在发送时按期望帧号进行按序发送实现数据的重排，能够有效的消除了数据包乱序对3G网络电路域上行业务性能的影响。本文中的实施例中列举了3G网络中对IP传输网乱序数据进行缓存重排的一种实现方法，该方法的应用场景不局限于实例中所列举的场景。对于3G网络以外的只要是采用IP传输网络产生了乱序或时延抖动加大的场景，例如，下一代的移动通信网标准长期演进(LTE)系统中，在系统架构演进(SAE)和增强NodeB(eNB)间(S1接口)上也可以采用该方法。
借助于本发明的技术方案，能够在每个TTI向下一网元发送缓存区中期望帧号的数据，从而有效消除了IP传输乱序和IP传输网的时延抖动，有效提高了业务的质量。并且，本发明对采用IP公网传输的WCDMA、TD-CDMA、CDMA2000均可适用，具有很好的实用性和适用性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种上行数据发送方法，其特征在于，包括：
在IP传输网络的接收端网元设置缓存区，其中，所述缓存区用于缓存所述接收端网元接收到的数据帧，并且在预定时间段内，所述接收端网元不发送所述缓存区内缓存的数据帧；
在经过了所述预定时间段内之后，所述接收端网元根据缓存的所述数据帧的帧号将缓存的所述数据帧发送至下个网元。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收端网元发送所述数据帧之前，进一步包括：
根据实际网络的时延抖动和乱序程度设置所述预定时间段的长度，其中，所述预定时间段的长度为预定传输时间间隔的整数倍或非整数倍。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收端网元以预定传输时间间隔为单位发送数据帧和/或空帧。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收端网元发送缓存的所述数据帧之前，进一步包括：
所述接收端网元确定当前时刻期望发送的数据帧，若期望的数据帧的数据存在于缓存区中则接收端网元将该数据帧发送往下一网元。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述缓存区中不存在对应于当前发送时间的数据帧的情况下，所述接收端网元发送空帧以替代该数据帧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述缓存区出现溢出的情况下，所述接收端网元优先丢弃所述缓存区中帧号最小的数据帧。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述接收端网元包括：基站、基站控制器、无线网络控制器、和核心网。
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