CN1722861A - 一种传输链路自适应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种移动通信中传输链路特性自适应方法，包括：测量时延步骤：无线网络控制器通过节点同步过程，测量Iub接口的传输时延；时延划分步骤：对前述步骤测量到的Iub接口的传输时延分设不同阈值进行等级划分，并将划分结果保存到无线网络控制器的数据库中；配置参数步骤：无线网络控制器根据前述步骤划分等级结果，从无线网络控制器的数据库中，选择配置该Iub接口传输层和无线层配置参数；呼叫匹配步骤：在呼叫过程中，无线网络控制器根据小区所对应的Iub传输时延等级，选择对应的配置参数，完成传输链路自适应配置。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种传输链路自适应方法。
技术背景
现有的移动通信系统中，为了提高覆盖率，一些基站的位置设置在普通传输手段难以满足的特殊地区，而且为了应急特殊应用通讯等情况，基站和基站控制器之间的传输除了使用常规的地面有线传输手段以外(E1/T1或光纤)，还可以使用微波中继传输和卫星传输等形式，基站和基站控制器之间的接口，就是下面经常提到的IUB接口。
不同的Iub(RNC和Node B之间的逻辑接口，称作Iub接口)接口的传输方式，具有不同的链路特性，以卫星传输为例：从2G商业应用和验证测试的经验看，卫星传输一般会带来额外的500ms～700ms的环回时延(典型值540ms)。卫星传输的时延主要是电波在卫星和地面设备之间传播所产生的时延，其他还包括卫星设备和地面设备自身的数据传输时延，后者的时间是较小的。一般卫星传输用的卫星都是地球同步卫星(传输质量较稳定)，即在赤道同步轨道上的卫星，其距离地球赤道约3.6万公里。这样卫星传输双跳(两个来回)就14.4万公里，电磁波传播速率是30万公里/秒，上述需要0.48秒。而地面设备的位置是不确定的，其纬度决定了与赤道的距离，而地面设备和卫星的经度也有差距。所以最终的电磁波传播时间是大于0.48秒的。
对于不同的Iub传输链路特性，主要是时延问题，会影响RNC的控制策略，如切换、功控、信道配置等。比如，在TDD系统中，对于不同的传输链路，即便终端在同一地点，接入信号到达基站控制器的时间也会因为地面传输链路的时延不同而不同，若接入过程状态定时器设置时没有考虑到地面传输时延的因素，就可能会导致特殊传输方式下的接入过程总因为定时器过早超时而接入失败。
因此需要根据不同的Iub传输方式，在数据库中为每个基站配置相应的参数。例如卫星传输方式下的接入定时器的值配置应比常规地面传输方式下定时器值高出卫星传输的环回时延量。针对基站上来的信号，基站控制器针对该基站的传输方式，启动不同时长的定时器。
例如Iub接口使用卫星传输后，导致Iub/UU接口的时延大大增加，需要对两个接口的影响分别进行分析。
Iub接口协议栈(参考文献3GPP TS 25.426：″UTRAN Iur and Iub InterfaceData Transport&Transport Signalling for DCH Data Streams″)如图1所示：
最底层使用ATM(Asynchronous transfer mode，异步传输模式)，控制面使用AAL5(ATM Adaptation Layer type5，第5类ATM适配层)适配，用户面使用AAL2(ATM Adaptation Layer type2，第2类ATM适配层)适配，SAAL(Signalling ATM adaptation layer，信令ATM适配层)完成控制面的数据链路层，提供按序无差错数据传输功能，NBAP(Node B application part，节点B应用部分)提供无线网络层控制过程，包括小区管理、面向用户连接的控制过程等，ALCAP(Access link control application part，接入链路控制应用部分)提供Iub接口的AAL2接续控制功能，保证RNC/NODEB之间数据流(DCH FP/RACHFP/FACH FP/PCH FP/..)使用AAL2承载在网络中的正确交换和传输。FP(Frameprotocol，帧协议)过程为Iub接口特有，在ALCAP完成AAL2交换接续后，FP需要进行传输信道同步过程，另外RNC和NODEB间还用到了FP提供的节点同步功能。传输信道同步和节点同步均使用确认方式，RNC需要等待NODEB FP返回的响应，时延对过程有影响。FP其他的数传过程使用非确认方式，时延不敏感。
UU(UE和Node B之间的逻辑接口，称作UU接口)接口简化协议框图如图2所示，RRC(Radio resource control，无线资源控制)完成无线资源控制功能，底层使用了RLC(Radio link control，无线链路控制)提供的数据链路层功能，包括透明模式TM、无响应UM模式、响应AM模式。语音业务使用TM方式。其他业务类型由RNC根据业务类型选用合适的RLC模式，一般PS业务使用AM方式。MAC(Medium access control，媒体接入控制)又分为MAC-C/sh和MAC-D，MAC-C/sh提供公共信道媒体访问控制，MAC-D对应专用信道媒体访问控制。PDCP(Packet data converge protocol，分组数据汇聚协议)实现分组数据汇聚协议，BMC(Broadcast/multicast control protocol，广播/组播控制协议)实现小区广播。
下面举例列出部分Iub接口地面传输和卫星传输所使用的传输层和无线层参数，及对应的控制策略：
| 地面传输 | 卫星传输 | |
| RLC发送窗(数据32K业务) | 64～128 | 256～512 |
| RLC接受窗(数据32K业务) | 64～128 | 256～512 |
| 切换策略 | 支持软、硬切换 | 只支持硬切换 |
| 功控策略 | 支持内、外环功率控制 | 只支持内环功率控制 |
| 最大数据速率 | 没有限制 | 限制最大数据速率为64K |
| 传输层定时器 | 长度为2秒左右 | 长度为5秒左右 |
从上述方案可以看出，现有技术对于每个特殊的Iub传输链路，都需要单独配置，自动化程度低。而且如果Iub传输方式发生改变，需要及时更新配置。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，使RNC能够自动测量Iub接口传输链路时延，RNC根据Iub接口传输链路时延，自动选择配置参数，并选择相应的控制策略。
为此本发明采用如下技术方案：
一种移动通信中传输链路特性自适应方法，包括以下步骤：
测量时延步骤：无线网络控制器通过节点同步过程，测量Iub接口的传输时延；
时延划分步骤：对前述步骤测量到的Iub接口的传输时延分设不同阈值进行等级划分，并将划分结果保存到无线网络控制器的数据库中；
配置参数步骤：无线网络控制器根据前述步骤划分等级结果，从无线网络控制器的数据库中，选择配置该Iub接口传输层和无线层配置参数，完成传输链路自适应配置；
呼叫匹配步骤：在呼叫过程中，无线网络控制器根据小区所对应的Iub传输时延等级，选择对应的配置参数和相应的控制策略。
所述的测量时延步骤，采用如下公式：
接口传输时延＝(T2-T1)+(T4-T3)，其中：
T1：用于指示RNC通过SAP向传输层发送此帧的时间的特定帧号；
T2：指示Node B通过SAP从传输层收到相应下行同步帧的时间的Node B特定帧号；
T3：用于指示Node B通过SAP向传输层发送此帧的时间的Node B特定帧号；
T4：用于指示RNC接受到上行同步帧的时间的RNC特定帧号。
所述的无线层参数包括：切换参数、信道配置参数、功率控制参数。
所述的控制策略包括：切换策略、信道配置策略、功率控制策略。
本发明在小区建立过程中，利用RNC-NodeB节点同步过程，获取IUB接口传输时延，并对传输时延划分等级，使RNC能够根据传输时延等级，自动配置相应的IUB接口传输层参数，和属于该NodeB的小区的无线层参数，并根据IUB接口的时延等级，选择相应的无线资源管理策略(如切换、功控等算法)。
本发明在不改动协议的前提下提高了RNC和UE的互通性和兼容性，同时实现比较简单。本发明提高了RNC适应传输环境的能力，减少了人工操作。不会对通信系统中的其他设备，包括用户设备(UE)和核心网(CN)，造成任何影响。
附图说明
图1为现有技术中Iub接口协议栈示意图；
图2为现有技术中UU接口简化协议框图；
图3为本发明RNC-NodeB同步过程示意图；
图4为本发明RTD测量过程示意图；
图5为本发明IUB接口传输特性自适应流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。
本发明的主要思想是：在小区建立过程中，RNC通过RNC和NodeB间节点同步过程，计算出Iub接口传输时延(见图3、图4)，根据参数配置的门限进行划分等级，保存在该NodeB的数据库中。RNC针对NodeB的Iub接口传输时延等级，选择配置该NodeB和属于该NodeB小区的传输层和无线层参数，保存在面向小区的数据库中。同时，RNC能够根据NodeB的Iub接口传输时延等级选择不同的控制策略如切换、功控等。
图5是本发明所提供的传输链路特性自适应方法流程图，从图中可见，本发明具体包括以下步骤：
步骤501：在小区建立过程中，RNC通过节点同步过程(见图3和图4)，测量RNC-NodeB的Iub接口传输时延(本文传输时延指的都是环回时延)。
其中，RNC-NodeB的Iub接口传输时延可以采用如下公式进行计算：
RoundTripDelay＝(T2-T1)+(T4-T3)，其中：
T1：RNC特定帧号(RFN)，用于指示RNC通过SAP向传输层发送此帧的时间。
T2：Node B特定帧号(BFN)，指示Node B通过SAP从传输层收到相应下行同步帧的时间。
T3：Node B特定帧号(BFN)，用于指示Node B通过SAP向传输层发送此帧的时间。
T4：RNC特定帧号(RFN)，用于指示RNC接受到上行同步帧的时间。
步骤502：根据事先确定的时延划分等级，对测到的Iub接口传输时延进行等级划分，并保存在RNC数据库中。
其中，时延等级的划分，举例如下，但不限于以下3级。按照门限将传输时延划分为3级：{low delay，medium delay，high delay}，通过操作台配置2个门限参数threshold1，threshold2，threshold1＜threshold2。
对于地面有线传输，传输时延主要有：1)介质时延，与传输介质和传输距离相关，通常可取1～5ms；2)交换/交叉连接时延，一般为0.2～1ms。可以将threshold1设置为10ms。而对于卫星传输，环回传输时延为500ms左右，可以将threshold2设置为400ms，所以可以通过threshold1和threshold2来区分出地面有线传输和卫星传输，即对于小于threshold1的是地面有线传输，大于threshold2的卫星传输，对于在threshold1和threshold2之间的情况可作为一类处理，也可根据实际传输手段进行区分。
传输时延划分原则可以如下：
IF(RoundTripDelay＜threshold1)THEN(时延等级＝low delay)
IF(threshold1＜＝RoundTripDelay＜threshold2)THEN(时延等级＝mediumdelay)
IF(RoundTripDelay＞＝threshold1)THEN(时延等级＝high delay)
步骤503：RNC根据NodeB的Iub接口的传输时延等级，从RNC全局数据库中，选择配置该NodeB的Iub接口传输层配置参数。
事先配置不同传输时延等级的多套典型传输层配置参数，保存在RNC传输层参数数据库中，见下面表1所示的典型参数，表中列出的是部分对IUB传输时延敏感的参数。RNC得到NodeB的Iub接口传输时延等级后，从RNC传输层参数数据库中选择相应的传输层配置参数。如果RNC测出某个IUB接口的传输时延等级为High delay，那么该IUB所对应的NodeB和小区的传输层参数就使用表1中High delay所对应的参数进行配置。
如建立传输层的很多过程有响应，一般发起端需要启动定时器，如果超时则认为失败。对于IUB接口使用卫星传输，对控制平面的影响是路径传输时延大大增加，环回时延也就大大增加，配置的定时器长度参数需要大一些，二对于地面有线传输，可以小一些。可以如下表所示：
表1：部分对IUB传输时延敏感的参数
| 时延等级 | Low delay | Medium dealy | High delay |
| RLC发送窗(数据32K业务) | 64～128 | 128～256 | 256～512 |
| RLC接受窗(数据32K业务) | 64～128 | 128～256 | 256～512 |
| 切换策略 | 支持软、硬切换 | 支持软、硬切换 | 只支持硬切换 |
| 功控策略 | 支持内、外环功率控制 | 支持内、外环功率控制 | 只支持内环功率控制 |
| 最大数据速率 | 没有限制 | 限制最大数据速率为128K | 限制最大数据速率为64K |
| 传输层定时器 | 2秒 | 4秒 | 6秒 |
步骤504：RNC根据Iub接口的传输时延等级，对属于该NodeB的小区，从RNC全局数据库中，选择配置面向小区的无线层参数(包括信道、功控等参数)。如果RNC测出某个IUB接口的传输时延等级为High delay，那么该IUB所对应的NodeB和小区的无线层参数就使用表1中High delay所对应的参数进行配置。
事先配置不同传输时延等级的典型无线层配置参数，保存在RNC全局数据库中。RNC得到NodeB的Iub接口传输时延等级后，从RNC全局数据库中选择相应的无线层配置参数，配置给属于该NodeB的小区。
步骤505：在每个呼叫过程中，RNC根据用户接入小区所对应的Iub传输时延等级，选择不同的无线资源管理策略。如果RNC测出某个IUB接口的传输时延等级为High delay，那么接入该IUB接口所对应小区的UE进行切换时只使用硬切换策略。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1、一种移动通信中传输链路特性自适应方法，其特征在于包括以下步骤：
测量时延步骤：无线网络控制器通过节点同步过程，测量Iub接口的传输时延；
时延划分步骤：对前述步骤测量到的Iub接口的传输时延分设不同阈值进行等级划分，并将划分结果保存到无线网络控制器的数据库中；
配置参数步骤：无线网络控制器根据前述步骤划分等级结果，从无线网络控制器的数据库中，选择配置该Iub接口传输层和无线层配置参数，完成传输链路自适应配置；
呼叫匹配步骤：在呼叫过程中，无线网络控制器根据小区所对应的Iub传输时延等级，选择对应的配置参数和相应的控制策略。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的测量时延步骤，采用如下公式：
接口传输时延＝(T2-T1)+(T4-T3)，其中：
T1：用于指示RNC通过SAP向传输层发送此帧的时间的特定帧号；
T2：指示Node B通过SAP从传输层收到相应下行同步帧的时间的Node B特定帧号；
T3：用于指示Node B通过SAP向传输层发送此帧的时间的Node B特定帧号；
T4：用于指示RNC接受到上行同步帧的时间的RNC特定帧号。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的无线层参数包括：切换参数、信道配置参数、功率控制参数。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的控制策略包括：切换策略、功率控制策略、信道配置策略等。
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