CN103108342B - Lte系统中的ping时延优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LTE系统中的PING时延优化方法及装置，上述方法在基站收到终端的上行数据包或核心网的下行数据包时，提取其中的IP数据报文；根据上述IP数据报文，判断上述数据包的协议类型及应用类型，若上述数据包的协议类型为ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，则对上述终端进行上行授权。本发明缩短了网络PING包时延，减少了PING场景下用户的等待时间。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域的LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统，尤其涉及一种LTE系统中的PING时延优化方法及装置。
背景技术
PING包时延是衡量承载分组域无线通信系统的一个重要指标，从应用角度来看，PING时延关乎系统应用层响应速度，影响用户感受。基于上述原因，PING包测试是运营商验收及评价分组域无线通信系统的一个重要测试手段。
现有的PING包测试方法为：当用户发起业务后，在UE侧对核心网侧的某固定IP地址发起PING操作，PING包大小设定为32Byte和1500Byte两种，PING包间隔为操作系统默认设置。通过记录来自对端的响应时间，并对响应时间进行平均，计算出不同大小的数据包的PING包时延，以此衡量无线通信系统的响应时延。
由于LTE系统的特殊性，其资源是动态调度而非固定分配的，系统默认的PING之间存在时间间隔(默认间隔时间为1s)，会导致用户在得到系统调度后，在PING包间隔时间内，系统会释放该用户的资源，待用户下次发起PING操作时，重新为该用户调度资源。其详细过程如下：
第一步：用户在终端侧发起PING操作，此时终端上行未得到授权即上行无可用资源发送PING请求；
第二步：终端通过PUCCH(Physical Uplink Control CHannel，物理上行链路控制信道)发送调度请求(SR)，基站侧在PUCCH上检测到SR后，通过PDCCH(Physical DownlinkControl CHannel，物理下行控制信道)向终端进行下行授权；
第三步：终端收到PDCCH上的下行授权后，通过PUSCH发送缓冲区调度请求(BSR)，反馈需要发送数据的大小，基站侧收到BSR后，根据上行待发送数据量大小，重新通过PDCCH向终端进行下行授权；
第四步：终端收到下行授权后，在PUSCH向基站侧发送PING请求；
第五步：基站向核心网提交PING请求，核心网收到PING请求后，通过基站向终端的IP地址发送PING响应；
第六步：基站将收到的核心网发送的PING响应，以下行数据的形式下发给终端；
第七步：终端收到PING响应，一次PING流程结束；
第八步：PING间隔定时器超时后，终端再次通过SR发起调度请求，重复第二步到第七步。
按照目前实现的情况以及协议定义的上行授权时序问题，从终端发送SR经过两次授权过程，终端把PING请求发送到基站侧，大概需要开销10ms，对PING包时延测试影响较大。
由于PING操作是基于ICMP(Internet Control Message Protocol，Internet，控制报文协议)的回显请求和回显响应实现的。在ICMP报文格式中，以首8比特整数的报文类型字段来标识报文，接入网可以根据识别ICMP报文中的报文类型，判断当前是否进行PING包操作，从而在PDCCH上，以DCI0格式对上行进行持续授权。
对于S1口用户面协议而言，eNB向核心网发送的上行数据包或从核心网收到的下行数据包，其数据格式按照3GPP 36.414协议定义，即在有效的IP数据报文上添加了一个GTP-U报文头，去除该报文头后，即可以获得有效的IP数据报文。如图1所示，是3GPP36.414协议中定义的S1口协议栈示意图；
对于IP数据报文而言，其IP首部格式如图2所示，其中，第73-81位标识协议类型，若该8位的值为0x01，则表示使用的是ICMP协议，ICMP报文在IP数据报文中的位置如图3所示。
对于ICMP协议而言，其报文如图4所示，其中，若类型为8，代码为0，则表示该ICMP报文为请求回显，即PING请求，若类型为0，代码为0，则表示该ICMP报文为回显应答，即PING应答。
发明内容
本发明的目的是，提供一种LTE系统中的PING时延优化方法及装置，以优化现有的PING操作过程中授权时间长导致的PING时延长的问题。
本发明提供了一种LTE系统中的PING时延优化方法，上述方法为：
基站收到终端的上行数据包或核心网的下行数据包时，提取其中的IP数据报文；
根据上述IP数据报文，判断上述数据包的协议类型及应用类型，若上述数据包的协议类型为ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，则对上述终端进行上行授权。
本发明还提供了一种PING时延优化装置，上述装置包括报文提取模块，判断模块以及授权模块，
上述报文提取模块，用于在基站收到终端的上行数据包或核心网的下行数据包时，提取其中的IP数据报文；
上述判断模块，用于根据上述报文提取模块提取的IP数据报文，判断上述数据包的协议类型及应用类型，并在上述数据包的协议类型为ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，通知上述授权模块对上述终端进行上行授权；
上述授权模块，用于在收到上述判断模块的通知时，对相应的终端进行上行授权。
本发明进一步提供了一种基站，上述基站包括上述PING时延优化装置。
本发明在数据包的协议类型为ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，使基站主动且持续的向终端进行上行授权，缩短了网络PING包时延，使得网络能够快速响应用户的PING请求，减少了PING场景下用户的等待时间，提高用户体验。
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，构成本发明的一部分，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3GPP 36.414协议中定义的S1口用户面协议栈示意图；
图2是IP数据报文的首部格式示意图；
图3是ICMP报文在IP数据报文中的位置示意图；
图4是ICMP报文格式示意图；
图5是本发明PING时延优化方法中基站收到终端的上行数据包时的优选实施例流程图；
图6是本发明PING时延优化方法中基站收到核心网的下行数据包时的优选实施例流程图；
图7是本发明PING时延优化装置优选实施例原理框图；
图8是本发明基站优选实施例原理框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图5所示，是本发明PING时延优化方法中基站收到终端的上行数据包时的优选实施例流程图；本实施例包括以下步骤：
步骤S001：基站收到终端的上行数据包；
步骤S002：提取上述数据包中的IP数据报文；
步骤S003：判断IP数据报文的73-80位的值是否为00000001，若是，则表示上述数据包的协议类型为ICMP，执行步骤S004；否则，表示上述数据包的协议类型不是ICMP，执行步骤S006；
步骤S004：去掉IP数据报文的首部；
步骤S005：判断去掉首部后的IP数据报文的前16位是否为0000010000000000，若是，则表示上述数据包的应用类型为PING请求，执行步骤S006；否则，执行步骤S007；
步骤S006：向上述终端发送DCI0消息，对上述终端进行上行授权，转入步骤S001；
DCI0消息中携带有为终端分配的上行物理资源、上行RB(Radio Block，无线资源块)数、调制编码格式和HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自动重传请求)RV(Redundancy Version，冗余版本)信息。
步骤S007：停止向上述终端发送DCI0消息，结束。
如图6所示，是本发明PING时延优化方法中基站收到核心网的下行数据包时的优选实施例流程图；本实施例包括以下步骤：
步骤S101：基站收到核心网的下行数据包；
步骤S102：提取上述数据包中的IP数据报文；
步骤S103：判断IP数据报文的73-80位的值是否为00000001，若是，则表示上述数据包的协议类型为ICMP，执行步骤S104；否则，表示上述数据包的协议类型不是ICMP，执行步骤S106；
步骤S104：去掉IP数据报文的首部；
步骤S105：判断去掉首部后的IP数据报文的前16位是否为0000000000000000，若是，则表示上述数据包的应用类型为PING响应，执行步骤S106；否则，执行步骤S107；
步骤S106：向上述终端发送DCI0消息，对上述终端进行上行授权，转入步骤S101；
步骤S107：停止向上述终端发送DCI0消息，结束。
如图7所示，是本发明PING时延优化装置优选实施例原理框图，本实施例包括报文提取模块01，判断模块02以及授权模块03，
报文提取模块01，用于在基站收到终端的上行数据包或核心网的下行数据包时，提取上述数据包中的IP数据报文；
判断模块02，用于判断报文提取模块01提取的IP数据报文的73-80位的值是否为00000001，以判断上述数据包的协议类型是否为ICMP；在上述数据包的协议类型为ICMP时，去掉上述IP数据报文的首部，并判断去掉首部后的IP数据报文的前16位是否为0000010000000000或者为0000000000000000，以判断上述数据包的应用类型是否是PING请求或PING响应；并在上述数据包的协议类型为ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，通知授权模块03对终端进行上行授权；
授权模块03，用于在收到判断模块02的通知时，对相应的终端进行上行授权。
如图8所示，是本发明基站优选实施例原理框图，本实施例包括图7所示的PING时延优化装置，即PING时延优化装置包括报文提取模块01，判断模块02以及授权模块03，各模块功能参见上述对图7的描述。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种长期演进LTE系统中的PING时延优化方法，其特征在于，所述方法为：
基站收到终端的上行数据包或核心网的下行数据包时，提取其中的IP数据报文；
根据所述IP数据报文，判断所述数据包的协议类型及应用类型，若所述数据包的协议类型为Internet控制报文协议ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，则对所述终端进行上行授权；
所述方法通过判断IP数据报文的73-80位的值是否为00000001来判断所述数据包的协议类型；若所述IP数据报文的73-80位的值为00000001，则所述数据包的协议类型为ICMP；
所述方法通过以下步骤判读所述数据包的应用类型：
去掉所述IP数据报文的首部；
判断去掉首部后的IP数据报文的前16位是否为0000010000000000或者为0000000000000000，若去掉首部后的IP数据报文的前16位为0000010000000000，则所述数据包的应用类型为PING请求；若去掉首部后的IP数据报文的前16位为0000000000000000，则所述数据包的应用类型为PING响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站通过向所述终端发送DCI0消息，对所述终端进行上行授权；
所述DCI0消息中携带有为终端分配的上行物理资源、上行无线资源块RB数、调制编码格式和混合自动重传请求HARQ冗余版本RV信息。
3.一种PING时延优化装置，其特征在于，所述装置包括报文提取模块，判断模块以及授权模块，
所述报文提取模块，用于在基站收到终端的上行数据包或核心网的下行数据包时，提取其中的IP数据报文；
所述判断模块，用于根据所述报文提取模块提取的IP数据报文，判断所述数据包的协议类型及应用类型，并在所述数据包的协议类型为ICMP且应用类型为PING请求或PING响应，通知所述授权模块对所述终端进行上行授权；
所述授权模块，用于在收到所述判断模块的通知时，对相应的终端进行上行授权；
所述判断模块，用于判断所述IP数据报文的73-80位的值是否为00000001；若所述IP数据报文的73-80位的值为00000001，则所述数据包的协议类型为ICMP；
在所述IP数据报文的73-80位的值为00000001时，去掉所述IP数据报文的首部，并判断所述去掉首部后的IP数据报文的前16位是否为0000010000000000或者为0000000000000000；
若去掉首部后的IP数据报文的前16位为0000010000000000，则所述数据包的应用类型为PING请求；若去掉首部后的IP数据报文的前16位为0000000000000000，则所述数据包的应用类型为PING响应。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述授权模块，用于向终端发送携带有为终端分配的上行物理资源、上行RB数、调制编码格式和HARQ RV信息的DCI0消息。
5.一种基站，其特征在于，所述基站包括权利要求3或4所述的PING时延优化装置。
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