CN1874556A

CN1874556A - 消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法

Info

Publication number: CN1874556A
Application number: CNA2005100735009A
Authority: CN
Inventors: 邱华; 沈伟峰; 楚志远
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: XFusion Digital Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2025-06-01
Also published as: CN100450228C

Abstract

本发明涉及一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，该方法主要包括：针对实时业务和非实时业务各维护不同的CFN(连续帧号)序列；根据基站返回的时间调整帧信息，对所述实时业务和非实时业务的CFN分别进行调整。利用本发明所述方法，可以消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性，减小实时业务在UTRAN(通用地面无线接入网路)中的传输时延。

Description

消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法。

背景技术

第三代移动通信具有丰富的业务类型，各种不同的业务类型具有不同的QoS(服务质量)要求，具有不同的传输延迟限制范围，而且对延迟抖动的敏感度也不一样。总体而言，Conversational(会话型业务)、Streaming(流模型业务)、Interactive(交互型业务)、Background(背景型业务)这4类业务等级对于传输延迟的要求依次降低。

在传输承载的建立和重配置过程中，NodeB(基站)需要配置一个接收时间窗口，其目的在于保证Iub(无线网络控制器和基站之间的标准接口)接口的下行FP(帧协议)数据帧的顺利传输，即监督该数据帧是否按时到达了NodeB。也就是说NodeB能否在该时间窗口内接收到数据帧。

若接收的数据帧落于时间窗口之外，则NodeB向RNC(无线网络控制器)上报一个响应帧：时间调整控制帧，其中包含该数据帧的TOA(到达时间)等信息。RNC根据该响应帧对下行发送定时进行相应的调整，从而控制和最小化数据帧传输延时，并为空中接口无线帧的发射引入缓冲时间。

上面所述时间窗机制的原理示意图如图1所示。

时间窗的大小和位置的选择与预期的数据帧时延变化和不同的宏分集支路时延有关。时间窗的参数TOAWS(时间窗的起点)、TOAWE(时间窗的终点)、LTOA(最晚到达时间)、Tproc(数据在空口发射前必要的处理时间)规定了UTRAN(通用地面无线接入网路)Iub接口的下行FP帧在NodeB侧预期的接收时间范围。若数据帧在晚于TOAWE，但要早于LTOA的时间到达NodeB，该数据帧仍然可被NodeB处理，不过要向RNC进行反馈。应用这种时间窗口的监测机制，就能为RNC在Iur/Iub接口上数据帧的发送提供准确的定时保证。

在UTRAN接口的协议层次模型中，帧协议的位置在水平层次上位于无线网络层，在垂直平面位于用户平面。FP数据流(数据帧、控制帧)的发送与接收，由传输网络层提供的承载业务来实现。特别地，对于DCH(专用信道)传输信道，DCH协议栈模型(25.401)示意图如图2所示。

在DCH协议栈模型的下行方向，RNC侧DCH FP层接收来自MAC(媒体接入控制)层逻辑信道的数据，并将该数据组成FP帧，然后交由AAL2(传输网络)向NodeB传送。AAL2传送的数据通过Iub接口传输介质到达NodeB后，再经过相反的过程将所传的DCH FP帧提交到NodeB侧的对等层。通过以上过程可知，在Iub接口的下行链路中，待传的FP帧需要依次经过RNC侧、传输介质、NodeB侧的处理和传送。因此，数据从RNC发出到该数据被NodeB在空中接口发出之间必然有一个传输时延，该传输时延主要包括如下几个方面：

1、考虑到传输过程中可能的处理时间和延时抖动，某TrCH的FP帧流可能会有些波动，即各FP帧的间隔会以TTI为均值，但存在着一定范围内上下变化，这种不均匀性会对业务的数据传输产生影响；

2、FP帧在传输网络用户平面的数据承载上进行传送，在AAL2层的路由/交换引入了处理时间，AAL2PDU再经过分段、封装等过程转化为ATM链路上的信元(ATM cell)发送到传输介质上。由于分组队列延迟、源比特速率、ATM QoS协商、复用连接等因素，引入复用/解复用时延，传输的时延于待传送的FP数据帧的大小密切相关；

3、NodeB侧从与RNC连接的传输链路中接收数据：ATM层接收ATM信元，进行队列缓冲、流控、解复用、重组等操作，最后还原出所传的FP帧，递交至高层FP层所引入了新的缓冲延时；

4、层1提取数据帧中各个TrCH的传输数据TBS，并传送到高层；在Node B的Uu接口一侧，各个TB经过CRC校验、串连分段、信道编码、速率匹配、TrCH复用为CCTrCH、交织、分段等过程，最终在空中接口上生成相应的无线帧所需要的处理时间Tproc。

根据前面对传输时延的分析得知，为NodeB设置的接收时间窗口大小必须合适，必须使接收时间窗口能够覆盖传输的全部变化范围，便能最大限度地消除FP层上数据帧的传输时延抖动，确保数据平稳的发送。

时间窗口的设置须优先保证实时业务的传输要求，而对于Interactive和Background等非实时业务，要求的是数据传输的准确可靠，处理速度和时延范围相对宽松，因此，其时延要求优先级低。

在某些地区的组网中，由于Iub接口使用的ATM(异步传输模式)E1线路昂贵，所以对数据速率较高的非实时数据业务(比如：PSInteractive/Background业务)可能改用IP等其它较为经济的传输承载。但是带来的问题是使得承载于其上的业务的Iub接口时延大大增加。若RNCMACD(数据单元)对各个传输信道的调度下发是同时的，即同一个CFN(连接帧号)的实时业务和非实时业务数据在相同时刻被RNC下发给NodeB，由于承载实时业务和非实时业务的不同传输信道数据到NodeB的时延特性相差较大，这就要求为各个传输信道配置的时间窗必须有一定的公共区间。并且时延较小的承载实时业务的传输信道的时间窗要大于承载非实时业务的时间窗。所以当同一个CFN的实时业务和非实时业务数据在相同时刻被RNC下发给NodeB后，实时业务在NodeB的时延也要大大增加。

实时业务和非实时业务数据被同时从RNC-＞NodeB传输的示意图如图3所示。从图3中可以看出，若同一个CFN的实时业务和非实时业务数据在同一时刻被RNC下发给NodeB，由于两种业务在Iub接口的时延不一样，非实时业务的Iub接口传输时延为50ms，实时业务的Iub接口传输时延为30ms。因此，实时业务会比非实时业务提前到达NodeB，绝对时刻T1处发出的CFN为6的实时/非实时业务数据帧分别在绝对时刻T2/T3处到达NodeB。图3中黑色时间窗为CFN为6的时间窗，白色时间窗为CFN为4的时间窗。假设为两种业务配置的时间窗都是黑色时间窗。因此，实时业务落在该时间窗的尾部，非实时业务落在该时间窗的首部。但是实时业务和非实时业务在Uu接口的发送时间却是一样的，所以，实时业务在UTRAN的时延就被加长了，应该将其CFN修改为4。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，从而可以消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性，减小实时业务在UTRAN中的传输时延。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，包括：

A、针对实时业务和非实时业务各维护不同的连续帧号CFN序列；

B、根据基站返回的时间调整帧信息，对所述实时业务和非实时业务的CFN分别进行调整。

所述的步骤A具体包括：

A1、无线网络控制器RNC设置并维护一个定周期的定时器；

A2、RNC利用所述定周期的定时器，分别为实时业务和非实时业务各维护一个不同的CFN序列。

所述的步骤A2具体包括：

A21、RNC分别计算出实时业务和非实时业务的初始CFN；

A22、在所述定周期的定时器的周期到达时，将实时业务和非实时业务的CFN分别加1。

所述的步骤A21具体包括：

RNC在建立实时业务和非实时业务的专用信道DCH时，根据通过帧协议FP的传输信道同步带内过程得到的同步信息，计算出实时业务和非实时业务的初始CFN。

所述的步骤B具体包括：

B1、根据基站返回的时间调整帧信息，对需要调整的业务的CFN和/或所述所述定时器的周期进行调整；

B2、根据所述调整后的定时器的周期和需要调整的业务的CFN，对另一种业务的CFN进行调整。

所述的步骤B1具体包括：

B11、根据基站返回的时间调整帧信息，计算出需要调整的业务的DCH的到达时间TOA；

B12、根据所述计算出来的TOA，对需要调整的业务的CFN和/或所述所述定时器的周期进行调整。

所述的步骤B12具体包括：

所述定时器周期的调整量＝TOAMOD 10。

所述的步骤B2具体包括：

若定时器周期的调整量＞设定时间值，则RNC数据单元MACD超时时刻提前时，另一种业务的CFN的调整量＝-1；MACD超时时刻推迟时，另一种业务的CFN的调整量＝+1。

所述的设定时间值是根据定时器的周期而设定的一固定时间值。

所述的实时业务和非实时业务可以为宽带码分多址WCDMA系统的RNC的L2传输信道中的实时业务和非实时业务。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明和现有技术相比，具有如下优点：本发明根据实时/非实时业务的IUB接口不同时延特性，由RNCMACD分别为实时/非实时业务维护不同的CFN序列，从而可以消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性，解决了由于实时业务和非实时业务的同一CFN数据在相同时刻被RNC发送带来的非实时业务时延影响实时业务时延的问题。本发明的实现还减小了实时业务在UTRAN中的传输时延，并增加了时间窗配置的合理性。

附图说明

图1为时间窗机制的原理示意图；

图2为DCH协议栈模型示意图；

图3为实时业务和非实时业务数据被同时从RNC-＞NodeB传输的示意图；

图4为本发明所述方法的具体处理流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法。本发明的核心为：针对实时业务和非实时业务各维护不同的CFN序列，即将实时业务和非实时业务的同一CFN数据在RNC的发送时间错开。从而保证了较小的实时业务时延。

下面结合附图来详细描述本发明，本发明所述方法的具体处理流程如图4所示。包括如下步骤：

步骤4-1、MACD设置并维护一个周期定时器。

一个MACD实例维护一个定周期的定时器，比如周期可以为10ms，MACD根据该定时器控制实时业务和非实时业务数据帧的CFN。

步骤4-2、MACD计算实时业务和非实时业务的初始CFN。

每当MACD在第一次建立某种类型业务的DCH时，MACD需通过FP的传输信道同步带内过程得到的同步信息，计算该种类型业务的初始CFN。

因此，MACD在建立实时业务和非实时业务的DCH时，需要通过FP的传输信道同步带内过程得到的同步信息，计算出实时业务和非实时业务的初始CFN，

之后实时业务和非实时业务的CFN在每次周期定时器的定时周期到达的时候被加1，一直到所有该种类型业务的DCH被释放。

信令DCH可以跟实时业务DCH使用同一个CFN序列。

步骤4-3、根据基站返回的时间调整帧，计算出需要调整的业务的最长时延支路的TOA。

若RNC在数据传输过程中需要调整某种业务DCH的时间，即RNC收到NodeB返回的时间调整帧，则MACD启动某种定时机制，统计在此定时期间收到的该业务DCH的时延最长无线链路上时间调整请求，累计收到的时间调整的请求值和请求次数。在定时时间到达后，根据该业务DCH的时延最长无线链路上的时间调整的累计和请求次数，计算该链路的平均TOA。然后根据25.402协议中描述的的TOA选择原则，在DCH间选择一个合适的TOA。以保证所有的数据都能在空中接口顺利下发。

步骤4-4、根据TOA对需要调整的业务的定时器超时时间或CFN进行调整。

由于实时业务和非实时业务的CFN独立维护，因此需要对实时业务和非实时业务独立进行调整。

首先需要根据计算出的TOA，调整MACD的定时器的超时时间或者进行需要调整业务DCH的CFN调整。

下发时刻的调整量＝TOA MOD 10。(注：上述TOA的单位为毫秒，10为最小的传输时间间隔。)。

如果只对需要调整业务DCH的CFN进行调整，不调整定时器的超时时间，则执行步骤4-6；如果调整了定时器的超时时间，则执行步骤4-5。

步骤4-5、对另一种业务的CFN进行调整。

由于MACD只维护一个固定周期的定时器，如果此时定时器的超时时间进行了调整，则可能影响另一种业务，因此需要重新计算另一种业务的CFN。如果先调整的业务为实时业务，则另一种业务为非实时业务；如果先调整的业务为非实时业务，则另一种业务为实时业务。

计算方法如下：

若下发时刻的调整量＞一设定时间值，则MACD超时时刻提前时的另一种业务DCH的CFN跳变量＝-1，MACD超时时刻推迟时的另一种业务DCH的CFN跳变量＝+1。

所述设定时间值是根据定时器的周期设定的一固定时间值。比如，当定时器的周期为10ms时，该设定时间值可以为5ms。

步骤4-6、流程结束。

本发明所述对实时业务和非实时业务的时间进行调整的处理流程结束。

举例说明：若非实时业务的最大时延支路的TOA为-16ms，调整前非实时业务的CFN为2，实时业务的CFN为4，MACD 10ms定时器当前周期的剩余时间为8ms。则调整后，MACD 10ms定时器当前周期的被调整为2ms，非实时业务的CFN被调整为2+1＝3。由于周期定时器超时时间进行了调整，且调整量为6ms(提前)，超过了设定时间值，所以实时业务的CFN需要相应被调整为4-1＝3。

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的保护范围为准。

Claims

1、一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，包括：

2、根据权利要求1所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：

A1、无线网络控制器RNC设置并维护一个定周期的定时器；

3、根据权利要求2所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤A2具体包括：

A21、RNC分别计算出实时业务和非实时业务的初始CFN；

4、根据权利要求3所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤A21具体包括：

5、根据权利要求1、2、3或4所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：

6、根据权利要求5所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤B1具体包括：

7、根据权利要求6所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤B12具体包括：

所述取整，定时器周期的调整量＝TOAMOD10。

8、根据权利要求5所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的步骤B2具体包括：

9、根据权利要求8所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的设定时间值是根据定时器的周期而设定的一固定时间值。

10、根据权利要求1所述一种消除实时业务和非实时业务的传输时延相关性的方法，其特征在于，所述的实时业务和非实时业务可以为宽带码分多址WCDMA系统的RNC的L2传输信道中的实时业务和非实时业务。