CN101888662A - 报文的传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文的传输方法和系统，其中，该方法包括：第一网元通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示报文进入接入网的时间，并发送报文；第二网元接收发送的报文，根据指定比特以及报文对应的业务的服务质量转发报文。通过本发明，通过利用GRE格式报文中的比特表示报文进入网络的时间，即，对该报文添加了时间戳，使后续接收到该报文的网元能够根据报文中的时间戳对报文进行及时转发，解决了相关技术中由于网元无法获知报文的业务质量而导致网元之间报文延误发送的问题，从而有效提高了业务质量。

Description

报文的传输方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种报文的传输方法和系统。

背景技术

微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess，简称为WiMAX)认证产业联盟的主要成员包括设备制造商、器件供应商、运营商等，这些成员的主要任务是通过对产品进行兼容性和互操作性认证，消除IEEE802.16标准应用的障碍，进而扩大标准的应用范围。

目前，802.16系列标准已经定义了WiMAX的无线接入技术空中接口标准，其中，比较具有代表性的标准包括802.16d固定无线接入和802.16e移动无线接入标准。

与现有的其它无线接入标准相比较，WiMAX协议定义了更为丰富的QoS保证机制，尤其是针对空中接口协议QoS保证。WiMAX的QoS保证不仅能够细化到不同用户，并且能够区分用户的不同业务，从而能够对不同的业务采用不同种类的QoS保证，有效保障了用户体验。因此，QoS保证机制不仅是WiMAX的一个显著特征，也是WiMAX的一个关键技术。

在QoS保证机制中，比较重要的方面就是报文的最大传输时延以及最大的时间抖动等参数，尤其对于实时业务而言，这些保证是非常重要的。802.16协议对此已经做出了较为详细的规定。要使得业务的QoS参数在接入网中得到切实的保证，就必须实行时间戳机制。对于WiMAX系统设备而言，一旦一个报文进入了接入网，就必须给它打上时间戳，并在报文的最大传输时延和最大时间抖动参数违例以前，将报文发送出去，从而保证业务的正常进行。

WiMAX NWG协议详细规定了WiMAX的网络系统架构。图1是目前定义的接入网(Access Service Network，简称为ASN)参考模型承载通用路由封装(Generic Routing Encapsulation，简称为GRE)报文的示意图。如图1所示，该模型将ASN分为了两个网元，即，划分为基站(Base Station，简称为BS)和接入网网关(ASNGateway，简称为ASN GW)。针对BS和AS NGW的功能划分，目前的标准协议中又提出了三种方案，即，方案A、方案B、和方案C，其中，在方案A和方案C中，对BS和AS NGW进行了物理划分，但是功能点的分布不同，而方案B则是将BS和AS NGW在物理上放到了一起。

在采用上述方案A和方案C进行网络部署时，由于存在两个独立的网元(即，BS和GW)，因此，如果需要实现协议规定的空闲态(Idle)和切换(Handover)等功能，AS NGW上就需要对数据报文进行缓存。并且，AS NGW内部实现的很多处理(例如，流量控制等)，也可能对数据报文进行缓存。可以看出，由于ASN GW需要对数据进行缓存，而缓存就相当于将数据延迟发送，从而会对数据报文的保证造成了威胁。

很据之前的描述，如果需要保证整个ASN内的QoS，就必须在网元间传递时间戳。但是，在现有的协议中并没有规定如何在网元之间传递时间戳。

例如，在WiMAX网络中，网元间传递媒体报文的通道被定义为数据通道，该通道能够采用现有的网络协议进行报文数据的传输。通常，WiMAX NWG推荐的数据通道的承载方式有IPinIP(InternetProtocol in Internet Protocol)、简单层二网络、以及多协议标签交换(Multi-Protocol Label Switching，简称为MPLS)三种类型。其中，IPinIP中最典型的是GRE，层二网络典型的是以太网。其中，GRE定义了在任意一种网络层协议上封装任意一个其它网络层协议的协议，是较为常用的数据通道承载方式。具体地，WiMAX NWG协议中规定的GRE封装IP报文格式如表1所示。

表1示出了相关技术中GRE包的结构。

表1，相关技术中GRE包的结构

但是，不论是上述的GRE还是其它的封装方式，在网元之间传输的各种报文结构中都不携带网元间传递时间戳的字段。这就会导致网元之间传输报文时由于报文的缓存而不能够及时发送报文，进而影响业务的QoS。然而，针对网元间报文传输过程中无法考虑到报文的QoS要求而进行报文发送的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

考虑到相关技术中网元间报文传输过程中无法考虑到报文的QoS要求而进行报文发送的问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种报文的传输方法和系统。

根据本发明的一个实施例，提供了一种报文的传输方法，用于基于通用路由封装格式实现网元间的报文传输，该方法包括：第一网元通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示报文进入接入网的时间，并发送报文；第二网元接收发送的报文，根据指定比特以及报文对应的业务的服务质量转发报文。

其中，指定比特为通用路由封装格式的报文中序列号所占比特中的24个比特。

其中，24个比特为序列号的前24个比特。

优选地，第一网元通过指定比特表示报文进入接入网的时间的处理进一步包括：第一网元利用通用路由封装格式的报文中的Reserved0字段的前4个比特中的第一个比特指示表示的时间是否生效。

优选地，第一网元通过指定比特表示报文进入接入网的时间的处理进一步包括：第一网元利用4个比特中的后3个比特指示时间的表示格式。

其中，第一网元为接入网网关，且所述第二网元为基站。

其中，第一网元为分组数据业务网，且第二网元为基站控制器。

其中，第一网元为无线网络控制器，且第二网元为节点B。

其中，第一网元为网关GPRS支持节点，第二节点为基站。

根据本发明的另一方面，提供了一种报文的传输系统，用于基于通用路由封装格式实现网元间的报文传输，该系统包括第一网元和第二网元，其中，第一网元包括：表示模块，用于通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示报文进入接入网的时间；第一发送模块，用于发送表示模块进行时间表示后的报文；第二网元包括：接收模块，用于接收由第一发送模块发送的报文；第二发送模块，用于根据接收模块接收的报文的指定比特以及报文对应的业务的服务质量转发报文。

通过本发明的上述技术方案，通过利用GRE格式报文中的比特表示报文进入网络的时间，即，对该报文添加了时间戳，使后续接收到该报文的网元能够根据报文中的时间戳对报文进行及时转发，解决了相关技术种由于网元无法获知报文的业务质量而导致网元之间报文延误发送的问题，从而有效提高了业务质量。

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是相关技术中接入网承载通用路由封装报文的示意图；

图2是根据本发明方法实施例的报文的传输方法的流程图；

图3是根据本发明方法实施例的报文的传输方法在ASN GW侧的处理流程图；

图4是根据本发明方法实施例的报文的传输方法在BS侧的处理流程图；

图5是根据本发明系统实施例的报文的传输系统的框图。

具体实施方式

功能概述

考虑到相关技术中网元间传输报文不能顾及报文的QoS参数的问题，本发明提出：利用GRE格式报文的序列号(SequenceNumber)中的比特表示报文进入网络的时间，即，对该报文添加了时间戳，使后续接收到该报文的网元能够根据报文中的时间戳对报文进行及时转发，以满足报文的QoS需求。下面将结合附图详细描述本发明。

方法实施例

在本实施例中，提供了一种报文的传输方法，该方法可用于基于通用路由封装格式实现网元间的报文传输。

图2是根据本发明实施例的报文的传输方法的流程图，需要说明的是，在以下方法中描述的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在图2中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图2所示，根据本实施例的报文的传输方法包括步骤S202和步骤S204。

图2所示的具体处理过程如下：

步骤S202，第一网元通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示报文进入接入网的时间，并发送报文；其中，该指定比特可以为通用路由封装格式的报文中序列号所占比特中的24个比特，优选地，这24个比特可以是序列号的前24个比特，也可以是序列号的后24个比特，即，将这些比特作为时间戳(Time Stamp)字段，通过这些比特进行时间的表示之后就相当于在报文中加入了时间戳；

步骤S204，第二网元接收发送的报文，根据指定比特以及报文对应的业务的服务质量转发报文。

表2，加入时间戳后的GRE格式包的结构

此外，在第一网元通过指定比特表示报文进入接入网的时间时，第一网元还可以利用通用路由封装格式的报文中的Reserved0字段的前4个比特中的第一个比特指示表示的时间是否生效；并且，第一网元还可以利用该4个比特中的后3个比特指示时间的表示格式，如果网元之间已约定好时间格式，就不需要使用这3个比特。此时，可以将Reserved0字段的前4个比特作为Time Stamp Flag字段。

通过上述处理，不仅不会影响序列号的正常表示，还能够通过序列号的比特表示报文进入接入网的时间，从而避免报文下行发射出现较大延迟、不满足QoS要求的问题。

上述处理可以应用于多种通信系统，例如，在将上述处理应用于WiMAX系统时，上述第一网元可以为接入网网关，且上述第二网元可以为基站；在将上述处理应用于CDMA系统时，第一网元可以为分组数据业务网，且上述第二网元可以为基站控制器；在将上述处理应用于WCDMA系统时，上述第一网元可以为无线网络控制器，且第二网元可以为节点B；上述第一网元还可以为网关GPRS支持节点，上述第二节点可以为基站。

下面将以WiMAX系统为例，详细描述本发明的处理过程。

(1)将WiMAX NWG协议中的GRE封装IP报文格式修改如表2所示的格式，将紧跟在Sequence Number前面的24个比特位作为Time Stamp字段，并取原格式中的Reserved0字段的前4个比特作为Time Stamp Flag字段。Time Stamp Flag字段的第一比特位指示Time Stamp字段是否生效，可使用后3比特位指示使用何种时间格式，如果BS和ASN GW已约定好时间格式，就不需要使用这此格式指示；

(2)当一个ASN GW收到一个媒体报文以后，如果当前ASNGW是该媒体报文的锚定接入网关(Anchor ASN GW)，则判断当前策略，以确定是否需要添加时间戳，如果需要添加时间戳，则根据数据包的进入绝对时间按照1中的格式添加时间戳，并且置标志位以及选择的时间格式，如果不需要添加时间戳，则按照正常流程处理；

(3)如果接收的ASN GW不是该媒体报文的锚定接入网关，而是中继接入网关(Relay ASN GW)，则根据时间戳标志位填写情况，对时间戳字节不做操作，只允许操作Sequence Number字节；

(4)BS接收到带时间戳的GRE封装报文时，解析GRE封装上的时间戳字段；

(5)BS按照当前的QoS的要求，选择相应策略，以保证其QoS需求。

下面将结合附图对上述处理过程在ASN GW侧以及在BS侧的执行分别进行说明，出于清楚的目的，在本文种只涉及一个ASNGW和一个BS的情况，没有涉及存在中继ASNGW的情况。

如图3所示，根据本实施例的报文的传输方法在ASN GW侧的处理流程具体包括：

步骤31：ASN GW收到来自核心网的报文；

步骤32：ASN GW对报文进行分类并映射到所属连接；

步骤33：判断报文是否属于实时业务，如果判断结果为是，则执行步骤34，否则执行步骤36；

步骤34：将报文进行没有时间戳的GRE封装，并执行步骤35；

步骤35：已封装报文放入缓存中等待发送给BS，本流程结束；

步骤36：根据报文的到达时间将报文进行带时间戳的GRE封装，并执行步骤37；

步骤37：根据报文的时间戳尽快将实时业务的报文发送给BS，本流程结束。

如图4所示，根据本实施例的报文的传输方法在BS侧的处理流程具体包括：

步骤41：BS收到来自ASN GW的报文；

步骤42：判断是否属于实时业务，如果判断为是则执行步骤45，否则执行步骤43；

步骤43：将报文进行解GRE封装，并执行步骤44；

步骤44：将解封装的报文放入缓存中等待调度，本流程结束；

步骤45：将报文进行GRE解封装，并解析GRE封装上的时间戳字段，并执行步骤46；

步骤46：根据时间戳确定报文从进入ASN开始到现在已在ASN的时间，并执行步骤47；

步骤47：根据报文所属连接的QoS时延参数，判断报文是否超时，如果判断为是则执行步骤48，否则执行步骤49；

步骤48：将超时的报文丢弃，本流程结束；

步骤49：根据报文的时间戳和连接的QoS参数，在报文超时前将报文调度出去，本流程结束。

通过上述处理，能够在不影响正常信息交互的前提下实现网元之间的时间戳传输，使得网元之间传输报文时能够考虑到报文的QoS参数，从而有效提高了业务质量。

系统实施例

在本实施例种，提供了一种报文的传输系统，用于基于通用路由封装格式实现网元间的报文传输。

如图5所示，根据本实施例的报文的传输系统包括第一网元1和第二网元2，其中，

第一网元1包括：表示模块11，用于通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示报文进入接入网的时间；第一发送模块12，连接至表示模块11，用于发送表示模块11进行时间表示后的报文；

第二网元2包括：接收模块21，用于接收由第一发送模块12发送的报文；第二发送模块22，连接至接收模块21，用于根据接收模块21接收的报文的指定比特以及报文对应的业务的服务质量转发报文。

图5所示的系统能够实现图2至图4所示的处理，其过程之前已经描述，这里不再重复。

优选地，上述第一网元可以为接入网网关，且上述第二网元可以为基站；第一网元可以为分组数据业务网，且上述第二网元可以为基站控制器；上述第一网元可以为无线网络控制器，且第二网元可以为节点B；上述第一网元还可以为网关GPRS支持节点，上述第二节点可以为基站。

通过上述系统，能够在不影响正常信息交互的前提下实现网元之间的时间戳传输，使得网元之间传输报文时能够考虑到报文的QoS参数，从而有效提高了业务质量。

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过利用GRE格式报文中的比特表示报文进入网络的时间，即，对该报文添加了时间戳，使后续接收到该报文的网元能够根据报文中的时间戳对报文进行及时转发，解决了相关技术种由于网元无法获知报文的业务质量而导致网元之间报文延误发送的问题，从而有效提高了业务质量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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 (10)

1.一种报文的传输方法，用于基于通用路由封装格式实现网元间的报文传输，其特征在于，所述方法包括：

第一网元通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示所述报文进入接入网的时间，并发送所述报文；

第二网元接收发送的所述报文，根据所述指定比特以及所述报文对应的业务的服务质量转发所述报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定比特为所述通用路由封装格式的报文中序列号所占比特中的24个比特。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述24个比特为所述序列号的前24个比特。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一网元通过所述指定比特表示所述报文进入接入网的时间的处理进一步包括：

所述第一网元利用所述通用路由封装格式的报文中的Reserved0字段的前4个比特中的第一个比特指示表示的时间是否生效。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一网元通过所述指定比特表示所述报文进入接入网的时间的处理进一步包括：

所述第一网元利用所述4个比特中的后3个比特指示时间的表示格式。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一网元为接入网网关，且所述第二网元为基站。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一网元为分组数据业务网，且所述第二网元为基站控制器。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一网元为无线网络控制器，且所述第二网元为节点B。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一网元为网关GPRS支持节点，所述第二节点为基站。

10.一种报文的传输系统，用于基于通用路由封装格式实现网元间的报文传输，其特征在于，所述系统包括第一网元和第二网元，其中，

所述第一网元包括：

表示模块，用于通过通用路由封装格式的报文中的指定比特表示所述报文进入接入网的时间；

第一发送模块，用于发送所述表示模块进行时间表示后的所述报文；

所述第二网元包括：

接收模块，用于接收由所述第一发送模块发送的所述报文；

第二发送模块，用于根据所述接收模块接收的所述报文的所述指定比特以及所述报文对应的业务的服务质量转发所述报文。

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