CN1324915C - 无线网络控制器标准接口的时间调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信系统的时间调整方法，公开了一种无线网络控制器标准接口的时间调整方法，使得进行时间调整时不会影响MAC层的正常调度处理，并且不会引发调整过度和“乒乓效应”。这种无线网络控制器标准接口的时间调整方法包含以下步骤：A帧协议层接收来自MAC层的下行数据；B帧协议层将下行数据放入缓冲区，并根据当前的时长启动定时器；C在定时器超时时刻，帧协议层将下行数据从缓冲区中取出并发送至基站；D基站判断下行数据是否落在接收时间窗之外，如果是则向发送含有时间调整信息的时间调整控制帧，否则进入步骤A；E帧协议层根据时间调整信息调整定时器的时长。

Description

无线网络控制器标准接口的时间调整方法

技术领域

本发明涉及通信系统的时间调整方法，特别涉及无线网络控制器和基站之间的标准接口的时间调整方法。

背景技术

通用移动通信系统地面无线接入网(UMTS Terrestrial Radio AccessNetwork，简称“UTRAN”)中包括许多通过Iu接口连接到核心网(Core Net，简称“CN”)的无线网络子系统(Radio Network Subsystem，简称“RNS”)。一个RNS包括一个无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)和一个或多个基站(NodeB)。Iub接口是连接NodeB和RNC的标准接口。UTRAN结构和其中的标准接口如图2所示。

在NodeB中维护着一个数据的接收窗口，称为时间窗。当从RNC下发的数据落在NodeB的时间窗之外时，NodeB即会通过Iub接口上发一个时间调整控制帧至RNC。RNC收到时间调整控制帧之后，相应地调整数据下发时刻以便使数据落在接收时间窗口之内，以减少数据在NodeB的缓冲时间。之所以会发生数据落在接收时间窗之外的问题，是因为数据从RNC到达NodeB的延时可能不同，例如由于负载的增大而导致的延时增加。

目前的时间调整在RNC的媒体访问控制(Medium Access Control，简称“MAC”)层中实现，时间调整控制帧中的调整参数反映了下行数据实际到达时刻和时间窗终点的差值，在理想情况下，MAC层根据所述调整参数将下次下行数据下发的时刻相应地提前或滞后适当的时间，就应该能使数据落在时间窗内。

在第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)的以下协议中，比较详细地描述了目前对RNC的Iub接口时间调整的处理方法：

3G TS 25.402《Synchronisation in UTRAN Stage 2》；

3G TS 25.427《UTRAN Iur and Iub interface user plane protocols forDCH data streams》；

3G TS 25.435《UTRAN Iub interface user plane protocols for CCH datastreams》。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：

第一，容易发生时间窗过度调整和“乒乓效应”的问题。

造成时间窗过度调整的原因是从NodeB发出时间调整控制帧到RNC完成时间调整是需要一定时间的，在这段时间中，RNC会继续发送若干个还没有进行时间调整的数据，NodeB收到这些数据后，针对每一个数据都会返回时间调整控制帧。一段时间后，RNC会先后收到这些时间调整控制帧，连续作出若干次同方向的时间调整，最终导致过度调整。

当NodeB发现时间调整过度后，又会向RNC发送相反方向的时间调整控制帧，导致另一次反方向的时间调整过度，如此不断反复，造成下行数据实际到达时间忽超前忽滞后，即所谓的“乒乓效应”。

第二，在MAC层直接改变传输时间间隔的方式容易对MAC层的调度处理造成不良影响。

这是因为MAC层也是根据时间窗来接收高层的数据的。例如，原先MAC层的时间窗大小是20ms，在收到一个时间调整控制帧后将下一次时间间隔调整为10ms，如果有一个属于该时间窗的高层的数据在第12ms发下来，这个数据就会被丢弃，由此导致数据的损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线网络控制器标准接口的时间调整方法，使得进行时间调整时不会影响MAC层的正常调度处理，并且不会引发调整过度和“乒乓效应”。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线网络控制器标准接口的时间调整方法，包含以下步骤：

A无线网络控制器帧协议层接收来自无线网络控制器媒体访问控制层的下行数据；

B所述无线网络控制器帧协议层将所述下行数据放入缓冲区，并根据当前的时长启动定时器；

C在所述定时器超时时刻，所述无线网络控制器帧协议层将所述下行数据从所述缓冲区中取出并发送至基站；

D所述基站判断所述下行数据是否落在接收时间窗之外，如果是则向无线网络控制器发送含有时间调整信息的时间调整控制帧，否则流程结束；

E所述无线网络控制器帧协议层响应所述时间调整控制帧，根据所述时间调整信息调整所述定时器的时长。

其中，所述步骤E包含以下步骤：

无线网络控制器帧协议层根据所述时间调整信息，判断所述定时器的时长需要调整的值是否大于预先定义的单次调整步长上限，如果是则按照所述单次调整步长上限调整所述定时器的时长，否则按照所述时间调整信息所指示的需要调整的值来调整所述定时器的时长。

所述时间调整控制帧中的时间调整信息是数据实际到达基站时刻和基站时间窗终点的差值。

所述步骤E包含以下步骤：

E1无线网络控制器帧协议层在预先定义的对照表中查找所述时间调整信息所对应的调整值；

E2无线网络控制器帧协议层根据查找到的所述调整值调整所述定时器的时长。

在所述步骤E之后还包含以下步骤：

所述无线网络控制器帧协议层判断所述定时器的时长是否已调整到零或者超过高层的传输时间间隔，如果是则请求所述高层改变连接帧号，将所述定时器的时长调整为预先定义的初始值。

所述高层为媒体访问控制层。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，把时间调整的功能从MAC层移到帧协议层，通过在帧协议层增加缓冲区和定时器来进行时间调整，并且对单次调整步长设置了上限。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即简化了时间调整方法，将时间调整的功能限制在帧协议层，避免了MAC层的参与，从而使得时间调整不会影响MAC层的正常调度处理。

对单次调整步长设置上限的慢速时间调整的方法有效避免了一步到位的调整方式引起的过度调整和乒乓效应。

帧协议层中定时器的相关参数，例如定时器时长的初始值和单步调整步长上限可以根据实际需要灵活配置。

附图说明

图1是UTRAN结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的RNC标准接口的时间调整方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，在本发明的一个较佳实施例里，在步骤100中，RNC的的帧协议层接收来自RNC的MAC层的下行数据。帧协议层是层1的子层，MAC层是帧协议层的高层。

此后进入步骤110，RNC帧协议层将所述下行数据放入缓冲区，并根据当前的时长启动定时器。如果是初次下传数据则所述当前的时长是定时器时长的初始值，否则是当前时刻定时器中所保留时长，例如刚刚根据时间调整控制帧调整后的时长。

此后进入步骤120，在定时器超时时刻，帧协议层将下行数据从缓冲区中取出并发送至基站。需要指出的是，帧协议层中的缓冲区和定时器在现有技术中是没有的，它们是本发明新增加的，在现有技术中，帧协议层收到来自MAC层的下行数据后马上进行转发。在本发明的方案中，为了在进行时间调整时不影响MAC层的正常调度处理，把时间调整的功能限制在了帧协议层，对收到的来自MAC层的下行数据后并不马上转发，而是保存在缓冲区中，并启动定时器，过一段时间等定时器超时时才发送。这样做的好处是可以通过调整下行数据在帧协议层滞留的时间来调整下行数据的发送节奏，从而达到与基站中时间窗同步的效果。

此后进入步骤130，基站收到下行数据后，判断该下行数据是否落在接收时间窗之外，如果是则进入步骤140，否则流程结束。如果下行数据落在了接收时间窗之内，则说明不需要进行时间调整，因此可以结束该下行数据从RNC到基站的传送过程。

在步骤140中，基站向RNC发送含有时间调整信息的时间调整控制帧。所述时间调整信息可以有多种形式，例如数据实际到达基站时刻和基站时间窗终点的差值。

此后进入步骤150，帧协议层判断定时器的时长需要调整的值是否大于单次调整步长上限，如果是则进入步骤160，否则进入步骤170。所述单次调整步长上限是在系统中预先设定的，可以根据需要由系统管理员进行调整，以便适应实际的业务情况，达到最优的结果。因为时间调整可能有正负两个方向，所以单次调整步长上限也有两个相应的值，例如+5ms和-5ms。所述定时器的时长需要调整的值来自时间调整控制帧中的时间调整信息。

在步骤160中，帧协议层按照单次调整步长上限调整定时器的时长。对单次调整步长设置上限的方法使得整个调整过程变慢，可以有效避免一步到位的调整方式中容易引起的过度调整和“乒乓效应”的问题。例如，基站收到第一个下行数据时发现下行数据实际到达基站时刻和基站时间窗终点的差值为-20ms，按照流程基站向RNC发送了一个时间调整控制帧，该时间调整控制帧中指示RNC的时间调整幅度为-20ms。但是由于延迟，该时间调整控制帧经过一段时间后才到达RNC，在此期间RNC又按照原先的节奏向基站发送了5个下行数据，基站也回复了5个时间调整控制帧，每个时间调整控制帧都要求调整-20ms，在接下来的一段时间内RNC会陆续收到总共6个-20ms的时间调整控制帧。在现有技术中，RNC会进行6次幅度为-20ms的时间调整，导致-120ms的总调整量，从而使得下行数据实际到达基站的时刻在另一个方向上严重基站偏离时间窗。但是使用本发明的时间调整方法，假定单次调整步长上限为-5ms，RNC中每一次时间的调整量为-5ms，同样收到6个-20ms的时间调整控制帧，总共调整的幅度仅为-30ms，不会出现严重的过度调整。

在步骤170中，帧协议层按照时间调整信息所指示的需要调整的值来调整定时器的时长。因为时间调整控制帧中时间调整信息所指示的需要调整的值小于单次调整步长上限，因此按照该值进行时间调整即可。

对以上流程还可以做进一步的改进，在本发明的一个较佳实施例中，在步骤160和步骤170对帧协议层的定时器的时长进行调整以后，帧协议层会判断定时器的时长是否已调整到零或者超过高层的传输时间间隔，如果是则请求所述高层改变连接帧号，并且将定时器的时长调整为预先定义的初始值。定时器的时长一旦调整到了零，则将无法在一个方向上继续调整下去，请求高层改变连接帧号并将定时器的时长调整为预先定义的初始值后，定时器又恢复了向两个方向调整的可能性。

需要说明的是，帧协议层对定时器的时长进行调整的方式可以有多种，在本发明的另一个较佳实施例中，不采用步骤150、步骤160和步骤170中说明的基于单次调整步长上限的处理方法，而是在收到时间调整控制帧后，根据其中的时间调整信息所指示的需要调整的值，在预先定义的对照表中查找所述时间调整信息所对应的调整值，然后根据查找到的所述调整值调整所述定时器的时长。当然熟悉本发明领域的技术人员会理解，可以把查表的方法改成其他从时间调整信息计算出相应调整值的方法，而不会超出本发明的实质和范围。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种无线网络控制器标准接口的时间调整方法，其特征在于，包含以下步骤：

A无线网络控制器帧协议层接收来自无线网络控制器媒体访问控制层的下行数据；

B所述无线网络控制器帧协议层将所述下行数据放入缓冲区，并根据当前的时长启动定时器；

C在所述定时器超时时刻，所述无线网络控制器帧协议层将所述下行数据从所述缓冲区中取出并发送至基站；

D所述基站判断所述下行数据是否落在接收时间窗之外，如果是则向无线网络控制器发送含有时间调整信息的时间调整控制帧，否则流程结束；

E所述无线网络控制器帧协议层响应所述时间调整控制帧，根据所述时间调整信息调整所述定时器的时长。

2.根据权利要求1所述的无线网络控制器标准接口的时间调整方法，其特征在于，所述步骤E包含以下步骤：

无线网络控制器帧协议层根据所述时间调整信息，判断所述定时器的时长需要调整的值是否大于预先定义的单次调整步长上限，如果是则按照所述单次调整步长上限调整所述定时器的时长，否则按照所述时间调整信息所指示的需要调整的值来调整所述定时器的时长。

3.根据权利要求1所述的无线网络控制器标准接口的时间调整方法，其特征在于，所述时间调整控制帧中的时间调整信息是数据实际到达基站时刻和基站时间窗终点的差值。

4.根据权利要求1所述的无线网络控制器标准接口的时间调整方法，其特征在于，所述步骤E包含以下步骤：

E1无线网络控制器帧协议层在预先定义的对照表中查找所述时间调整信息所对应的调整值；

E2无线网络控制器帧协议层根据查找到的所述调整值调整所述定时器的时长。

5.根据权利要求1或2所述的无线网络控制器标准接口的时间调整方法，其特征在于，在所述步骤E之后还包含以下步骤：

所述无线网络控制器帧协议层判断所述定时器的时长是否已调整到零或者超过高层的传输时间间隔，如果是则请求所述高层改变连接帧号，将所述定时器的时长调整为预先定义的初始值。

6.根据权利要求5所述的无线网络控制器标准接口的时间调整方法，其特征在于，所述高层为媒体访问控制层。

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