CN108632199A - 一种cu与du间的数据传输方法和传输设备 - Google Patents

一种cu与du间的数据传输方法和传输设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种CU与DU间的数据传输方法和传输设备，该方法包括：在GTP‑U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP‑U数据包；生成GTP‑U数据包的用户数据报协议UDP报头，在UDP层将GTP‑U数据包与UDP报头进行封装，形成UDP数据包；生成UDP数据包的IP报头，在IP层将UDP数据包与IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输IP数据包。采用上述方案来传输CU与DU间的数据，减少了数据的乱序和丢包现象的产生，减少了移动客户通话中的掉话现象，提高了通信的质量。

Description

一种CU与DU间的数据传输方法和传输设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种集中式单元(Central Unit，CU)与分布式单元(Distributed Unit，DU)间的数据传输方法和传输设备。
背景技术
随着移动通信技术的不断发展，5G技术也有了重大的突破。具体的，在5G无线接入网(Radio Access Network，RAN)架构方面，第三代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，3GPP)通过了CU/DU架构方案。这种RAN的架构类似于3G时代的无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)与基站(Node B，NodeB)，CU与DU是两个独立的网元。CU类似于RNC，DU类似于NodeB。CU与DU间的接口叫做下一代前传接口(NextGeneration Fronthaul Interface，NGFI)。
在RAN的CU/DU架构中，CU与DU是分离的，是两个不同的网元，因此CU与DU间用户面数据传输的可靠性是一个需要重点考虑的问题。现有技术中，常用的做法是两个网元间的大流量的数据传输都是直接使用的用户数据报协议/网络之间互连的协议(User DatagramProtocol/Internet Protocol，UDP/IP)传输的方式，但是其缺点就是数据容易乱序和丢包。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种CU与DU间的数据传输方法，解决了在数据传输过程中，数据容易乱序和丢包的问题。
第一方面，为了达到上述目的，本发明实施例提供一种CU与DU间的数据传输方法，包括：
在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
生成所述GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包。
第二方面，本发明实施例还提供一种传输设备，包括：
第一封装模块，用于在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
第二封装模块，用于生成所述GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
第一传输模块，用于生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行如上述提供的一种CU与DU间的数据传输方法。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明实施例中，在CU/DU架构中，GTP-U承载在UDP/IP之上，具体到实施面，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包，再将GTP-U数据包与UDP报头在UDP层面封装成UDP数据包，之后将UDP数据包与IP报头在IP层封装成IP数据包，最后传输IP数据包。这样可以使每条用于CU与DU间传递的数据承载在一条单独的隧道中进行数据的传递，进而使用于CU与DU间用户面数据高速可靠地传输，以减少数据的乱序和丢失。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种CU与DU间的网络结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种CU与DU间的数据传输方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种CU与DU间的数据传输方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种传输设备的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种传输设备的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种传输设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
请参阅图1，图1是本发明实施例的网络结构示意图，如图1所示，包括CU和DU，其中，CU和DU均包括传输层102和无线网络用户面101。传输层102包括GTP-U层、UDP层和IP层，GTP-U层、UDP层和IP层之间的关系为一级一级叠加的关系。GTP-U层在最上层，UDP层在中间层，IP层在最下层。根据CU/DU架构，RAN中的控制面协议层(Radio Resource Control，RRC)完全上移到CU中，而无线网络用户面101包括分组数据汇聚协议(Packet DataConvergence Protocol，PDCP)、无线链路层控制协议(Radio Link Control，RLC)和介质访问控制(Media Access Control，MAC)可以根据功能的需要部分或者全部的部署于CU或DU之中，就是说无线网络用户面101的位置比较灵活，而且不必全部都位于一个网元上，这是CU/DU框架不同于3G的RAN架构的部分。比如PDCP、RLC、MAC全部都位于DU中，用户设备(UserEquipment，UE)的数据不通过CU而直接把用于用户平面通讯接口S1-U建立在DU与CN之间。或者把PDCP部署于CU之中，而RLC和MAC部署于DU之中。或者把PDCP和RLC部署于CU之中，而把MAC部署于DU之中。无线网络用户面101的部署位置有好几种可能，我们不一一列举。
请参阅图2，图2是本发明实施例提供一种CU与DU间的数据传输方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤S201、在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
步骤S202、生成GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将GTP-U数据包与UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
步骤S203、生成UDP数据包的IP报头，在IP层将UDP数据包与IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输IP数据包。
其中GTP-U层、UDP层和IP层可以位于CU中，向DU传输数据，即上述方法可以应用于CU。同样的，GTP-U层、UDP层和IP层也可以位于DU上，向CU传输数据，即上述方法可以应用于DU。
本发明实施例中，在GTP-U层完成对GTP-U数据包的封装，类似的，在UDP层对UDP数据包完成封装，在IP层完成对IP数据包的封装，在相对应的协议层完成相对应的工作。此外，GTP-U数据包的封装、UDP数据包的封装、IP数据包的封装和IP数据包的传递，他们之间的关系是一个先后顺序，只有在前一级工作完成的基础上，才能进行下一步的工作，也就是说，后者的工作依赖于前一级工作的完成，从而最后完成对数据的传递。
本实施例中，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包，再将GTP-U数据包与UDP报头在UDP层面封装成UDP数据包，之后将UDP数据包与IP报头在IP层封装成IP数据包，最后传输IP数据包。这一系列步骤使得用于CU与DU间传递的数据的传输可以与其他数据的传递区分开，其效果就是每条用于CU与DU间传递的数据承载在一条单独的隧道中进行数据的传递。进而使CU与DU间用户面数据高速可靠地传输，保证业务的服务质量(Qualityof Service，QOS)要求，可以使用户得到更好的体验，减少掉话以及提高通信质量。相比于现有技术的UDP/IP传输方案，减少了用于CU与DU间传递的数据的乱序和丢包现象的发生。
请参阅图3，图3是本发明实施例提供的另一种CU与DU间的数据传输方法的流程示意图，如图3所示，包括以下步骤：
步骤S301、从无线网络层用户面获取用于CU与DU间传递的数据；
步骤S302、在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
可选的，用于CU与DU间传递的数据包括多个无线承载RB，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包，包括：
将多个RB分别封装成多个GTP-U数据包。
本发明实施例中，用于CU与DU间传递的数据为多个RB，当然，用于CU与DU间传递的数据还可以为其他类型的数据以及不同个数的数据，不同种类的数据，不同大小的数据，在此要先进行一个区分，将不同种类的数据和不同大小的数据分装成多个GTP-U数据包。需要说明的是，在此，不限定数据的种类和大小。在本实施方式中，可以将多个RB进行分装成多个GTP-U数据包。
步骤S303、生成GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将GTP-U数据包与UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
步骤S304、生成UDP数据包的IP报头，在IP层将UDP数据包与IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输IP数据包。
本发明实施例中，用于CU与DU间传递的数据包括无线网络层用户面传递来的多种信息，在此，对无线网络层用户面的位置不做限定。
本发明实施例中，可以将无线网络层用户面传递来的多种信息，具体可以包括PDCP、RLC和MAC等无线网络层用户面的全部或者部分传递的信息，进行高速可靠的传递，减少了数据乱序和丢包的现象的出现。
可选的，本实施例中，上述方法可以包括如下步骤：
生成所述GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包，包括：
为每个GTP-U数据包生成UDP报头，在UDP层将每个GTP-U数据包与其对应的UDP报头进行封装，形成多个UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，包括：
为每个UDP数据包生成IP报头，在IP层将每个UDP数据包与其对应的IP报头进行封装，形成多个IP数据包。
本发明实施例中，可以在存在多条用于CU与DU间传递的数据情况下，给出了其具体的传输方法。当然，在此并不限定CU与DU间传递的数据的具体条数。
可选的，本实施例中，上述方法还可以包括如下步骤：
在传输IP数据包的过程中，当发生IP数据包丢包时，在GTP-U层上会重新将用于CU与DU间传递的数据封装成重传GTP-U数据包；
生成重传GTP-U数据包的重传UDP报头，在UDP层将重传GTP-U数据包与重传UDP报头进行封装，形成重传UDP数据包；
生成重传UDP数据包的重传IP报头，在IP层将重传UDP数据包与重传IP报头进行封装，形成重传IP数据包，并传输重传IP数据包。
本发明实施例中，在IP层传输IP数据包的过程中，即使出现了丢包的现象，CU或者DU也会在GTP-U层上会重新将用于CU与DU间传递的数据封装成重传GTP-U数据包；生成重传GTP-U数据包的重传UDP报头，在UDP层将重传GTP-U数据包与重传UDP报头进行封装，形成重传UDP数据包；生成重传UDP数据包的重传IP报头，在IP层将重传UDP数据包与重传IP报头进行封装，形成重传IP数据包，并传输重传IP数据包。这一机制进一步保证了用于CU与DU间传递的数据乱序或者丢包的现象不会出现。
请参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种传输设备，如图4所示，传输设备400包括以下模块：
第一封装模块401，用于在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
第二封装模块402，用于生成GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将GTP-U数据包与UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
第一传输模块403，用于生成UDP数据包的IP报头，在IP层将UDP数据包与IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包。
可选的，如图5所示，传输设备400还可以包括：
获取模块404，用于从无线网络层用户面获取用于CU与DU间传递的数据。
可选的，用于CU与DU间传递的数据包括多个RB，第一封装模块401用于将多个RB分别封装成多个GTP-U数据包。
可选的，第二封装模块402用于为每个GTP-U数据包生成UDP报头，在UDP层将每个GTP-U数据包与其对应的UDP报头进行封装，形成多个UDP数据包；第一传输模块403用于为每个UDP数据包生成IP报头，在IP层将每个UDP数据包与其对应的IP报头进行封装，形成多个IP数据包。
如图6所示，可选的，传输设备400还可以包括：
第三封装模块405，用于在传输所述IP数据包的过程中，当发生所述IP数据包丢包时，在所述GTP-U层上重新将所述用于CU与DU间传递的数据封装成重传GTP-U数据包；
第四封装模块406，用于生成所述重传GTP-U数据包的重传UDP报头，在UDP层将所述重传GTP-U数据包与所述重传UDP报头进行封装，形成重传UDP数据包；
第二传输模块407，用于生成所述重传UDP数据包的重传IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述重传IP报头进行封装，形成重传IP数据包，并传输所述重传IP数据包。
传输设备400可以设置于CU中，向DU实现数据的传输；或者，传输设备400可以设置于DU中，向CU实现数据的传输。
传输设备400能够实现图2至图3的方法实施例中CU与DU间数据传输的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。传输设备400可以减少用于CU与DU间传递的数据乱序和丢包现象的出现，减少了用户的掉话现象的出现，从而改善了用户的通话质量。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取介质中，该程序在执行时，包括以下步骤：
在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
生成所述GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包。
该程序在执行时，还包括：
从无线网络层用户面获取用于CU与DU间传递的数据。
可选的，所述用于CU与DU间传递的数据包括多个无线承载RB，所述将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包，包括：
将所述多个RB分别封装成多个GTP-U数据包。
可选的，生成所述GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包，包括：
为每个GTP-U数据包生成UDP报头，在UDP层将每个GTP-U数据包与其对应的UDP报头进行封装，形成多个UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，包括：
为每个UDP数据包生成IP报头，在IP层将每个UDP数据包与其对应的IP报头进行封装，形成多个IP数据包。
可选的，该程序在执行时，还包括：
在传输所述IP数据包的过程中，当发生所述IP数据包丢包时，在所述GTP-U层上会重新将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
生成所述GTP-U数据包的用户数据报协议UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包，所述的存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种集中式单元CU与分布式单元DU间的数据传输方法，其特征在于，包括：
在通用分组无线业务隧道协议用户面GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
生成所述GTP-U数据包的用户数据报协议UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从无线网络层用户面获取用于CU与DU间传递的数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述用于CU与DU间传递的数据包括多个无线承载RB，所述将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包，包括：
将所述多个RB分别封装成多个GTP-U数据包。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，生成所述GTP-U数据包的UDP报头，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包，包括：
为每个GTP-U数据包生成UDP报头，在UDP层将每个GTP-U数据包与其对应的UDP报头进行封装，形成多个UDP数据包；
生成所述UDP数据包的IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，包括：
为每个UDP数据包生成IP报头，在IP层将每个UDP数据包与其对应的IP报头进行封装，形成多个IP数据包。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在传输所述IP数据包的过程中，当发生所述IP数据包丢包时，在所述GTP-U层上重新将所述用于CU与DU间传递的数据封装成重传GTP-U数据包；
生成所述重传GTP-U数据包的重传UDP报头，在UDP层将所述重传GTP-U数据包与所述重传UDP报头进行封装，形成重传UDP数据包；
生成所述重传UDP数据包的重传IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述重传IP报头进行封装，形成重传IP数据包，并传输所述重传IP数据包。
6.一种传输设备，其特征在于，包括：
第一封装模块，用于在GTP-U层，将用于CU与DU间传递的数据封装成GTP-U数据包；
第二封装模块，用于生成所述GTP-U数据包的UDP报头后，在UDP层将所述GTP-U数据包与所述UDP报头进行封装，形成UDP数据包；
第一传输模块，用于生成所述UDP数据包的IP报头后，在IP层将所述UDP数据包与所述IP报头进行封装，形成IP数据包，并传输所述IP数据包。
7.如权利要求6所述的传输设备，其特征在于，所述传输设备还包括：
获取模块，用于从无线网络层用户面获取用于CU与DU间传递的数据。
8.如权利要求7所述的传输设备，其特征在于，所述用于CU与DU间传递的数据包括多个RB，所述第一封装模块用于将所述多个RB分别封装成多个GTP-U数据包。
9.如权利要求8所述的传输设备，其特征在于，所述第二封装模块用于为每个GTP-U数据包生成UDP报头，在UDP层将每个GTP-U数据包与其对应的UDP报头进行封装，形成多个UDP数据包；所述第一传输模块用于为每个UDP数据包生成IP报头，在IP层将每个UDP数据包与其对应的IP报头进行封装，形成多个IP数据包。
10.如权利要求6-9中任一项所述的传输设备，其特征在于，所述传输设备还包括：
第三封装模块，用于在传输所述IP数据包的过程中，当发生所述IP数据包丢包时，在所述GTP-U层上重新将所述用于CU与DU间传递的数据封装成重传GTP-U数据包；
第四封装模块，用于生成所述重传GTP-U数据包的重传UDP报头，在UDP层将所述重传GTP-U数据包与所述重传UDP报头进行封装，形成重传UDP数据包；
第二传输模块，用于生成所述重传UDP数据包的重传IP报头，在IP层将所述UDP数据包与所述重传IP报头进行封装，形成重传IP数据包，并传输所述重传IP数据包。
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