CN1214662C - 无线通信系统内基站间的通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线通信系统内基站间所通信方法，它通过将用户面数据按照数据类型分类并以复用方式将每种数据类型的用户面数据封装入所述数据帧内，其中封装入所述数据帧内的每种数据类型都以相应的数据类型标志予以标识。接收基站在接收到用户面数据时，根据每种数据类型与数据类型标志的对应关系，从所述数据帧中解封装出每种数据类型的用户面数据。按照本发明的方法，两个基站之间传输的全部用户面数据都被复用至基站间的一条传输信道上，因此与现行系统经多条专用和公用传输信道传输用户面数据的方式相比，可以提高传输效率，减少延迟并节省信道资源。
Description
发明领域
本发明涉及一种无线通信系统内基站间的通信方法，特别涉及一种基于无线通信系统基站间接口(IuNB)的通信方法。
背景技术
图1为3GPP网络结构的示意图，该网络可以划分为核心网(CN)和接入网(UTRAN)两大部分，其中GPRS业务支持节点/移动交换中心(以下简称为SGSN/MSC)属于核心网部分，而各个无线网络控制器(RNC)和基站(Node B)属于UTRAN。如图1所示，RNC与SGSN/MSC通过Iu接口(RNC与核心网之间的接口)相连，接口控制协议称为无线网络应用部分(RNAP)；RNC与RNC之间通过Iur接口相连，接口控制协议称为无线网络子系统应用部分(RNSAP)；RNC与Node B或基站之间通过Iub接口相连，接口控制协议称为WCDMA系统基站应用部分(NBAP)；用户设备(UE)与UTRAN网通过空中接口Uu相连。
在3GPP(第三代伙伴工程)标准的R5(第5版本)阶段，各网络基本单元都可直接与IP网络的边缘路由器相连，例如RNC和Node B可分别直接与边缘路由器(Edge Router)相联，参见图2。在这种结构中，RNC与Node B由原来的层次关系变为同等实体，Node B之间以及Node B与RNC之间都可以实现直接通信。但是在目前UTRAN系统中，传输控制功能绝大部分仍然由RNC完成，一个RNC需要管理多个Node B，因此RNC负荷过重，从而导致信令处理和数据处理的延迟并造成缓存、公共信道等系统资源的紧张。为了克服RNC集中处理造成的瓶颈，可以将部分RNC功能下放至Node B中，从而使UTRAN内实体之间的过程控制由集中式管理向分布式管理逐渐转移。但是随着RNC部分功能实体下放到NodeB，Node B之间通信的需求将会增加，例如在高速下行包接入(HSDPA)的快速小区选择(FCS)处理中，由于采用分布式协议数据单元(PDU)队列来代替RNC的集中式PDU队列，因此必须频繁地在Node B之间传递PDU队列同步信息。如果NodeB之间的信息交换依旧要通过RNC，则将受到较长的传输路径和Iub/Iur接口的延时制约，导致系统效率下降。
为此，如图1所示，在基站(Node B)之间提供逻辑接口IuNB以实现直接传输数据。通过采用IuNB接口实现基站间的直接传输数据可以明显减轻RNC的数据处理负担，消除Iub/Iur接口延迟的影响，进而提高无线通信系统的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线通信系统内基站间所通信方法，它可以提高基于IuNB接口的数据传输效率，进一步减少延迟，从而提高系统效率。
按照本发明的无线通信系统内基站间的通信方法，当无线通信系统内其中一个基站作为发送方经无线通信系统基站间接口向作为接收方的另一个基站传送由数据帧组成的用户面数据时，包含以下步骤：
(1)在上述两个基站之间建立一条传输信道；
(2)所述发送基站将用户面数据按照数据类型分类并以复用方式将每种数据类型的用户面数据封装入所述数据帧内以在所述传输信道上传输，封装入所述数据帧内的每种数据类型都以相应的数据类型标志予以标识；以及
(3)所述接收基站在接收到用户面数据时，根据每种数据类型与数据类型标志的对应关系，从所述数据帧中解封装出每种数据类型的用户面数据。
由上可见，按照本发明的方法，两个基站之间传输的全部用户面数据都被复用至基站间的一条传输信道上，因此与现行系统经多条专用和公用传输信道传输用户面数据的方式相比，可以提高传输效率，减少延迟并节省信道资源。
附图说明
通过以下结合附图对本发明实施例的详细描述，可以进一步理解本发明的目标、特征和优点，其中：
图1为3GPP网络结构的示意图；
图2为按照3GPP标准R5定义的一种基于IP传输的网络结构；
图3为按照本发明方法的IuNB接口上用户面协议栈的示意图；
图4为按照本发明的一种IuNB FP协议帧结构的示意图；以及
图5为按照本发明的另一种IuNB FP协议帧结构的示意图。
图6为IuNB接口上用户面链路建立和释放的流程图；
具体实施方式
在一个无线通信系统中，基站之间传输的信号包括用于控制传输的信令信号和包含业务数据的数据信号，在本文中，用户面数据应理解为在上述数据信号上所承载的各种数据。在现有的无线通信系统中，经无线通信系统基站间(IuNB)接口传输的这些业务数据根据不同的类型分别承载于无线接入网(RAN)内不同的公共传输信道或专用传输信道上，而在本发明的方法中，用户面上所有数据不管其在现行系统下经何种信道传输，即不管是何种数据类型，它们都以复用方式在基站之间的一条基于IuNB接口的传输信道上传输，并且使用诸如信道类型和信道ID之类的标志加以区分。此外，对于每一类型的数据都可采用一定的保护机制以提高数据传输的准确度，例如传输数据可以采用循环冗余校验(CRC)校验。
以下借助附图描述本发明的具体实施方式。
1、IuNB接口用户面协议栈
IuNB接口提供了在基站之间传输数据和信令、管理传输网络、传输信道以及IuNB接口资源等功能。为此，应对信令传输和数据传输定义相应的协议栈，其中，前者称为IuNB接口控制面协议栈，而后者称为IuNB接口用户面协议栈。在本发明中，由于仅涉及用户面数据的传输，因此省略有关控制面协议栈的描述。
按照本发明的一个实施例，IuNB接口的用户面协议栈由下至上包括5层，其中，第一层为采用层1(L1)协议的L1层，第二层为采用层2(L2)协议的L2层，第三层为采用网际(IP)协议的IP层，第四层为采用UDP协议的UDP层，而第五层为采用IuNB FP协议的IuNB FP层。用户面数据经过协议栈中的每一层时，按照该层协议封装为该协议帧，即，上一层协议帧附加下一层协议的控制信息后构成下一层协议帧。
在该协议栈结构中，L1协议、L2协议、IP协议和UDP协议都是本领域内技术人员熟知的，因此不再赘述。值得指出的是，上述协议栈结构并不是唯一的，实际上还可以有其它符合IuNB接口规范的协议栈结构，即协议栈的层数和每层选用的协议还可以有其它方式，对于本领域内的普通技术人员来说，在阅读了本说明书后是不难对上述协议栈结构作出各种改动的，因此本发明的精神和范围不应由具体的协议栈结构限定。
2、IuNB FP帧结构
用户面数据经过IuNB FP层后被附加上标识数据类型的数据类型标志以及其它控制信息后以构成IuNB FP帧。换句话说，按照数据类型将用户面数据复用到基站之间的一条传输信道上进行传输的过程可以在IuNB FP层内实现。
以下借助附图描述IuNB FP协议帧的几种实现结构。
图4为一种IuNB FP协议帧结构的示意图。在图4中，FP序号表示该帧序号，原先在各种专用或公用传输信道传输的用户面数据将按照信道的不同而分为不同的数据类型并赋予相应的数据类型标志以复用入IuNB FP帧内。具体而言，假定信道共有n条，则如图4所示，每条信道内的用户面数据随FP序号之后复用入该帧内，对于每条信道的数据，它由标识该信道在多信道传输时所属的传输信道类型(传输信道类型不仅指的是信道的公用或专用属性，而且还包括其功能属性，例如反向接入信道和公共分组信道由于功能不同而视为不同类型的信道)的信道类型域、标识该信道在所属信道类型中的编号的信道序号域、标识上层协议封装的用户面数据块在当前信道内序号的传输块序号域、标识传输块传输格式的传输格式指示域、作为上层协议封装的用户面数据的传输块、保护机制域和填充信息域等数据域组成，保护机制域提供对传输数据的保护，例如通常可以是CRC校验码，而填充信息域内被填充入适当数量的填充位以保持帧结构的字节对齐。由于在将用户面数据复用到同一IuNB FP帧内时利用信道类型和信道序号就能区分出这些用户面数据的差别，因此它们可以视为数据类型标志。但是本发明中数据类型标志的含义不应仅狭义地理解为信道类型和信道序号，相反，只要是在用户面数据复用入IuNB FP帧内时能够足以区分出差别的标志都可以作为数据类型标志。
由于每种信道类型可能包含若干条信道，因此当用户面数据复用入IuNBFP帧内时，可以进一步将相同类型的信道归属在一起以省略信道类型标识。
图5为一种可省略信道类型标识的IuNB FP协议帧结构的示意图。假定在多信道传输时共有n种信道类型并且每种类型信道内包含若干条信道，其中信道类型1包含m条信道，则如图5所示，在FP序号之后，用户面数据首先按照信道类型归属为n类后放入IuNB FP帧内，对于每一类型信道的用户面数据，又按照信道序号依次排列，例如信道类型1中m条信道的数据即依次排列在IuNB FP帧内对应信道类型1的位置上。对于每条信道上的数据，除了不包含信道类型域以外，其结构与图4所示的完全一样，因此不再赘述。
值得指出的是，能够实现按照数据类型将用户面数据复用到基站之间的一条传输信道上的帧结构是无法穷举的，并且所有这些帧结构都属于本发明的范围。
3、基站间通信流程
以下借助图6描述利用本发明的方法在基站间进行通信的方法。基站间的用户面数据通信包含3个主要步骤：IuNB链路建立步骤、IuNB链路上用户面数据传送步骤和IuNB链路释放步骤，以下分别描述。
如图6所示，在IuNB链路建立步骤中，首先，发送用户面数据的从基站1向接收用户面数据的主基站2发出建立逻辑链路的请求(InterNodeBConnection Request)。接着，主基站2在接收到上述请求后，根据主基站2的无线网络层ID和传输层ID生成绑定ID并放入建立链路响应(InterNodeBConnection Setup)后发送给从基站1。最后，从基站1在接收到建立链路响应后分配链路资源，并向主基站2发送链路建立完成消息(InterNodeB ConnectionSetup Complete)，至此在两个基站间建立起IuNB链路，也即建立起一条传输信道。
在IuNB链路上用户面数据传送步骤中，从基站1根据IuNB用户面协议栈将用户面数据复用到IuNB链路的传输信道上进行传输，而主基站2则根据IuNB用户面协议栈解封装从IuNB链路的传输信道上接收到的用户面数据。
当用户面数据传输完毕时，即进入IuNB链路释放步骤。在该步骤中，首先，从基站1向主基站2发送要求释放链路消息(InterNodeB ConnectionRelease)。然后，主基站2根据接收到的消息释放与该链路有关的资源，并向从基站1发送链路释放完毕消息(InterNodeB Connection Release Complete)。最后，从基站1在收到链路释放完毕消息后，释放自身的IuNB链路资源，由此完成基站间IuNB链路的释放，也即传输信道的释放。
Claims (8)
1.一种无线通信系统内基站间的通信方法，当无线通信系统内其中一个基站作为发送方经无线通信系统基站间接口向作为接收方的另一个基站传送由数据帧组成的用户面数据时，其特征在于，包含以下步骤：
(1)在上述两个基站之间建立一条传输信道；
(2)所述发送基站将用户面数据按照数据类型分类并以复用方式将每种数据类型的用户面数据封装入所述数据帧内以在所述传输信道上传输，封装入所述数据帧内的每种数据类型都以相应的数据类型标志予以标识；以及
(3)所述接收基站在接收到用户面数据时，根据每种数据类型与数据类型标志的对应关系，从所述数据帧中解封装出每种数据类型的用户面数据。
2.如权利要求1所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，所述在上述两个基站之间建立一条传输信道的步骤(1)进一步包含如下步骤：
(1a)所述发送基站向所述接收基站发出建立传输信道的请求；
(1b)所述接收基站在接收到上述建立传输信道的请求后，根据其无线网络层ID和传输层ID生成绑定ID并放入建立链路响应后发送给所述发送基站；以及
(1c)所述发送基站在接收到上述建立链路响应后分配链路资源，并向所述接收基站发送链路建立完成消息以指示可在所述传输信道上传输用户面数据。
3.如权利要求2所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，当用户面数据传输完毕时，进一步包含如下步骤以释放所述传输信道：
(4a)所述发送基站向所述接收基站发送要求释放链路消息；
(4b)所述接收基站在接收到上述要求释放链路消息后，释放与所述传输信道有关的链路资源并向所述发送基站发送链路释放完毕消息；以及
(4c)所述发送基站在接收到上述链路释放完毕消息后，释放其与传输信道有关的链路资源以完成所述传输信道的释放。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，所述数据帧依次经基站间接口帧协议、用户数据报协议、网际协议、层2协议和层1协议封装，其中，用户面数据经过基站间接口帧协议封装后被附加上控制信息以构成基站间接口帧协议帧，所述控制信息包括标识数据类型的数据类型标志。
5.如权利要求4所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，所述数据类型标志为用户面数据在多信道传输时的信道类型和信道序号。
6.如权利要求5所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，所述基站间接口帧协议帧具有如下的结构：每条信道内的用户面数据随基站间接口帧协议帧序号之后复用入该帧内，对于每条信道的数据，其依次包含信道类型、信道序号、传输块序号、传输格式指示、传输块、保护机制和填充信息，其中，信道类型和信道序号分别为用户面数据在多信道传输时的信道类型和信道编号，传输块为上层协议封装的用户面数据，传输块序号为传输块在当前信道内的序号，传输格式指示表示传输块的传输格式，保护机制用于提供对传输数据的保护，而填充信息用于在其内填充入适当数量的填充位以保持基站间接口帧协议帧结构的字节对齐。
7.如权利要求5所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，所述基站间接口帧协议帧具有如下的结构：按照信道类型归属为若干类的用户面数据随基站间接口帧协议帧序号之后复用入该帧内，对于每一类型信道的用户面数据，其按照信道序号依次排列，对于每条信道的数据，其依次包含信道序号、传输块序号、传输格式指示、传输块、保护机制和填充信息，其中，信道序号为用户面数据在多信道传输时的信道编号，传输块为上层协议封装的用户面数据，传输块序号为传输块在当前信道内的序号，传输格式指示表示传输块的传输格式，保护机制用于提供对传输数据的保护，而填充信息用于在其内填充入适当数量的填充位以保持基站间接口帧协议帧结构的字节对齐。
8.如权利要求6或7所述的无线通信系统内基站间的通信方法，其特征在于，所述保护机制域为基站间接口帧协议帧内用户面数据的循环冗余校验码。
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