CN1889533A - 在网际协议链路上自适应传输第三代网络接口帧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在网际协议链路中自适应传输第三代网络接口帧的方法，通过实时获取信道的特征参数，并根据该特征参数，将一定数量的网络接口帧打包到分组数据包中进行传输。这样，就能够适应不同的信道状况，在保证服务质量的同时，提高网络接口帧的传输性能。

Description

在网际协议链路上自适应传输第三代网络接口帧的方法

技术领域

本发明涉及第三代(3G)网络接口帧的传输技术，特别涉及一种在网际协议(IP)链路上自适应传输3G网络接口帧的方法。

背景技术

通用移动通信系统(UMTS)是采用宽带码分多址(WCDMA)空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。图1为UMTS系统结构图。如图1所示，UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，都包括无线接入网络(Radio Access Network，RAN)100、核心网络(Core Network，CN)110和用户设备130。其中无线接入网络用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络120的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(Circuit Switched Domain，CS)和分组交换域(Packet Switched Domain，PS)。

UTRAN即陆地无线接入网，是UMTS系统中的RAN，UTRAN的结构及其与CN的连接关系如图2所示。UTRAN 200包含一个或几个无线网络子系统(RNS)201。一个RNS 201由一个无线网络控制器(RNC)201a和一个或多个基站(NodeB)201b组成。RNC 201a与CN 210之间的接口是Iu接口，NodeB201b和RNC 201a通过Iub接口连接。在UTRAN 200内部，RNC之间通过Iur互联，Iur可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接。RNC用来分配和控制与之相连或相关的NodeB的无线资源。NodeB则完成Iub接口和Uu接口之间的数据流的转换，同时也参与一部分无线资源管理。

其中，NodeB是WCDMA系统的基站(即无线收发信机)，包括无线收发信机和基带处理部件。它通过标准的Iub接口和RNC互连，主要完成Uu接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。

RNC是无线网络控制器，用于控制UTRAN的无线资源，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。

NodeB和RNC之间接口采用IP传输可以节省成本，并且组网简单，已经成为一种趋势。而作为连接“最后一公里”的方案，ADSL链路是承载IP传输业务的一种广泛使用的方式。

采用IP承载的Iub口上每一个FP帧的传输包格式如表1所示。

IP包头
	UDP包头
FP帧

  表1

每一个FP帧对应于一个传输信道。现有的协议中，FP帧和NodeB传输信道的映射是通过IP/UDP包头完成的，即NodeB或RNC根据承载FP帧的IP/UDP包头内容(IP地址/端口号)来决定该FP帧中传输块(TB)的传输信道。

由于IP传输链路上的丢包率无法控制，因此将大大影响Iub口上的传输质量，从而降低整个系统的性能。另外，由于每个IP/UDP包中传送一个FP帧，这样当FP帧较短时，传输效率极低。如对于12.2Kbps的AMR语音来说，FP帧的长度L＝42，按照FP帧的效率计算公式L/(53*ceiling((L+2+4+26+8)/48+1)，计算得到这样一个FP帧的传输效率仅为39.62％。考虑到FP帧本身的效率为73％，一路12.2Kbps的AMR语音在ADSL链路上传输所占用的带宽为12.2Kbps/(39.62％*73％)＝42.18Kbps。可见，这种FP帧的传输方式，将大大影响Iub口上的传输效率，导致Iub口上的传输性能降低，从而降低整个系统的性能。

事实上，除了在Iub口上传输的FP帧外，还有其他要求同步的网络接口帧在IP链路中传输时也同样存在上述的问题，从而导致系统传输性能的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种在网际协议链路上自适应传输第三代网络接口帧的方法，能够提高网络接口帧的传输性能。

为达到上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种在网际协议链路上自适应传输第三代网络接口帧的方法，该方法为：

a、接收端获取信道的特征参数；

b、发送端根据信道的特征参数，将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端。

步骤a中所述的信道的特征参数可以为：网络接口帧的重复次数。

当信道的特征参数为网络接口帧的重复次数时，步骤a中所述的接收端获取信道的特征参数可以为：

接收端接收发送端发送的网络接口帧，进行丢包率统计，并根据丢包率的统计结果计算信道的特征参数，即网络接口帧重复次数。

当接收端计算得到的网络接口帧重复次数发生改变时，较佳地，可以进一步包括：

a1、接收端向发送端发送消息，在该消息中携带新的网络接口帧重复次数；

a2、发送端根据接收到的新的网络接口帧重复次数，调整网络接口帧重复窗口。

较佳地，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中可以为：

在发送端按顺序缓存N个网络接口帧，在每一帧的发送时刻从缓存中取出全部N个网络接口帧打包在分组数据包中，同时将缓存中队头的一个网络接口帧删除，并将新生成的网络接口帧放入缓存的队尾；其中，N为网络接口帧的重复次数。

在步骤a2中接收到的新的网络接口帧重复次数为N1，原有的网络接口帧重复次数为N时，较佳地，步骤a2中所述的调整网络接口帧重复窗口可以为：

当N1大于N时，则发送端在(N1-N)帧内暂停发送，直到缓存内的网络接口帧数目增加到N1时，才从缓存中取出全部N1个网络接口帧打包在分组数据包中，同时将缓存中队头的一个网络接口帧删除，并将新生成的网络接口帧放入缓存的队尾；

当N1小于N时，则在发送端将缓存中全部N个网络接口帧打包在分组数据包中，然后将缓存中队头的(N-N1+1)个网络接口帧删除，并将新生成的网络接口帧放入缓存的队尾，保持缓存中有N1个网络接口帧。

步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中可以为：

在每一帧的发送时刻，将同一个网络接口帧重复N次并打包在分组数据包中；其中，N为网络接口帧的重复次数。

在步骤a2中接收到的新的网络接口帧重复次数为N1，原有的网络接口帧重复次数为N时，较佳地，步骤a2中所述的调整网络接口帧重复窗口可以为：

在每一帧的发送时刻，将同一个网络接口帧重复N1次并打包在分组数据包中。

在发送下行网络接口帧时，步骤a1中所述的接收端向发送端发送消息可以为，向发送端发送上行同步消息。

较佳地，在上行同步消息中增加下行重复窗长字段，步骤a1中所述的携带新的网络接口帧重复次数可以为，在所述的下行重复窗长字段中承载新的网络接口帧重复次数。

在发送上行网络接口帧时，较佳地，步骤a1中所述的向发送端发送消息可以为，向发送端发送下行同步消息。

较佳地，在下行同步消息中增加上行重复窗长字段，步骤a1中所述的携带新的网络接口帧重复次数可以为，在所述的上行重复窗长字段中承载新的网络接口帧重复次数。

较佳地，在发送端第一次向接收端发送网络接口帧时，网络接口帧重复次数为1。

较佳地，所述的进行丢包率统计可以为，根据网络接口帧中的包序号字段进行丢包率统计。

步骤a中所述的信道的特征参数可以为信道中下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA和信道的最大缓存时间，在步骤a中可以进一步包括，接收端将信道的特征参数发送给发送端。

在发送下行网络接口帧时，较佳地，步骤a中所述的信道的特征参数为信道中下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA。

较佳地，步骤a中所述的接收端将信道的特征参数发送给发送端可以为：通过上行同步信令携带TOA值发送给发送端。

较佳地，可以为每个信道对应的网络接口帧定义一个TOS值，表示该信道中下一个待发送的网络接口帧的发送时刻；步骤b中所述的根据信道的特征参数将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端可以包括：

b1、根据接收到的下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA，发送端确定对应该到达时刻TOA的有效窗口W；

b2、发送端根据有效窗口W和待发送的网络接口帧的各个发送时刻TOS，将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端。

较佳地，步骤b2中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端可以为：

b21、设信道i的下一个待发送的网络接口帧的发送时刻为TOS(i)，该信道当前的TOA值为TOA(i)，查找距离时刻TOS(i)最近的发送帧时刻TOS(j)；

b22、如果TOS(j)-TOS(i)≤TOA(i)，则将在TOS(i)到TOS(j)时刻的网络接口帧延迟到TOS(j)时刻，并执行步骤b23，否则在时刻TOS(j)，将所积累的TOS(j)时刻以前的网络接口帧打包到UDP包中发送出去；

b23、在时刻TOS(j)，查找距离时刻TOS(j)最近的发送帧时刻TOS(k)，并令k＝j，返回步骤b22。

较佳地，步骤b2中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端可以为：

b21、设信道i的下一个待发送的网络接口帧的发送时刻为TOS(i)，该信道当前的TOA值为TOA(i)，查找距离时刻TOS(i)最近的发送帧时刻TOS(j)；

b22、如果TOA(i)＜TOS(j)-TOS(i)＜W-TOA(i)，则将TOS(i)到TOS(j)时刻的网络接口帧提前到TOS(i)时刻，并执行步骤b23，否则在时刻TOS(i)，将所积累的TOS(j)时刻以前的网络接口帧打包到分组数据包中发送出去；

b23、继续查找距离时刻TOS(j)最近的发送帧时刻TOS(k)，并令k＝j，返回步骤b22。

较佳地，当发送上行网络接口帧时，在发送端设置最小传输长度，步骤a中所述的信道的特征参数为：信道的最大缓存时间。

步骤a中所述的接收端获取信道的特征参数可以为：接收端根据信道的传输时间间隔TTI、服务质量要求和传输速率计算信道的最大缓存时间，且

TTI越大，信道的最大缓存时间越大；

服务质量要求中的延时要求越大，信道的最大缓存时间越大；

传输速率越大，信道的最大缓存时间越小。

较佳地，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中可以为，

上行的每个网络接口帧达到发送端后，先进行缓存，并做如下判断和操作：

当发送端缓存中的网络接口帧长度之和超过所述的最小传输长度，则将缓存中的所有网络接口帧打包到分组数据包中；

当发送端缓存中的任意一个网络接口帧的排队时间达到或超过所述的信道的最大缓存时间，则将缓存中的所有网络接口帧打包到UDP包中。

较佳地，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中，分组数据包的格式可以为：每个网络接口帧的开头增加两个字段，分别为帧地址字段和帧长字段；将所有要打包到分组数据包中的网络接口帧作为分组数据包的净荷。

由上述技术方案可见，本发明通过实时获取信道的特征参数，并根据该特征参数，将一定数量的网络接口帧打包到分组数据包中进行传输。这样，就能够适应不同的信道状况，在保证服务质量的同时，提高网络接口帧的传输性能。

更进一步地，本发明可以根据信道的丢包率，将一个网络接口帧重复多次，在分组数据包中发送，能够保证在不同的信道状况下，控制丢包率，提高网络接口帧的传输可靠性；还可以根据信道的最大缓存时间和TOA等参数，将多个属于不同传输信道的网络接口帧打包到分组数据包中一次性发送出去，这样能够有效提高网络接口帧的传输效率。

附图说明

图1为UMTS系统结构图。

图2为UTRAN的结构及其与CN的连接关系图。

图3为本发明的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法总体流程图。

图4为本发明实施例一的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。

图5为本发明实施例二的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。

图6为本发明实施例二中网络接口帧进行打包的方法示意图。

图7为本发明实施例三的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。

图8为本发明实施例三中网络接口帧进行打包的方法示意图。

图9为本发明实施例四的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。

图10为对本发明实施例四中的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法中判断过程的示例。

图11为本发明实施例五的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。

图12为采用实施例四和五中的方法，支持不同数量的12.2K AMR语音业务时，相比现有技术的性能提高。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图并举实施例，说明本发明的具体实施方式。

本发明的基本思想是：通过实时获取信道的特征参数，并根据该特征参数，将一定数量的网络接口帧打包到分组数据包中进行传输。这样，就能够适应不同的信道状况，在保证服务质量的同时，提高网络接口帧的传输性能。

图3为本发明的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法总体流程图。如图3所示，该方法包括：

步骤301，接收端获取信道的特征参数；

该信道的特征参数可以为网络接口帧的重复次数、上一个网络接口帧到达NodeB的时刻TOA和信道的最大缓存时间。

步骤302，发送端根据信道的特征参数，将网络接口帧打包到分组数据包中，并发送给接收端。

以上为本发明的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法总体流程。该流程中，根据接收端获取的特征参数不同，可以采用多种不同的方式对3G网络接口帧进行打包传送，下面举具体实施例详细说明本发明方法的

实施方式。

实施例一：

本实施例中，将网络接口帧重复次数作为信道的特征参数，根据该特征参数，将同一个网络接口帧重复多次发送，以提高网络接口帧的传输可靠性。

图4为本发明实施例一的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。如图4所示，该方法包括：

步骤401，接收端统计丢包率，计算网络接口帧重复次数。

步骤402，判断网络接口帧重复次数是否改变，若改变，则执行步骤404及其后续步骤，否则执行步骤403。

步骤403，发送端根据网络接口帧重复次数打包并发送网络接口帧，并结束本流程。

步骤404，接收端发送消息，通知发送端新的网络接口帧重复次数。

步骤405，发送端根据接收到的新的网络接口帧重复次数，打包并发送网络接口帧，结束本流程。

以上是信道特征参数为网络接口帧重复次数时，传送网络接口帧的方法流程。其中，在上行和下行方向上传送数据时，具体实施方式还有所不同。下面通过实施例二和实施例三说明上行传送网络接口帧和下行传送网络接口帧的具体流程。在这两个实施例中，以在RNC与NodeB之间的Iub口传输FP帧为例进行说明。

实施例二：

假定发送端为服务RNC(SRNC)，接收端为NodeB，本实施例中是在下行方向上传送网络接口帧，即FP帧。图5为实施例二的方法流程图。该方法包括：

步骤501，SRNC根据FP帧重复次数打包并发送FP帧给NodeB；

本步骤中，对网络接口帧进行打包的方法如图6所示。该方法可以为：假定FP帧重复次数为N，SRNC中某一传输信道上陆续到来的FP帧为序列600，包括FP1，FP2，...，在第一发送时刻，SRNC按顺序缓存N个FP帧，即序列601，包括FP1，FP2，...FPN，SRNC从缓存中取出序列601打包在IP/UDP包中，同时将缓存中队头的FP1删除，并将FPN+1放入缓存的队尾。这样，缓存中的序列就称为序列602，包括FP2，FP3，...FPN+1。在第二发送时刻，即下一次循环执行到本步骤时，SRNC从缓存中取出序列602打包在IP/UDP包中，同时将缓存中队头的FP2删除，并将FPN+2放入缓存的队尾。这次，缓存中的序列就称为序列603，包括FP3，FP4，...FP N+2。在第三发送时刻，即再下一次循环执行到本步骤时，SRNC从缓存中取出序列603打包在IP/UDP包中，同时将缓存中队头的FP3删除，并将FPN+3放入缓存的队尾。以此类推，发送到来的FP帧。

步骤502，NodeB统计丢包率，计算FP帧重复次数；

本步骤中，统计丢包率的方法可以为，根据FP帧中的帧序号字段进行丢包率统计。对于连续的FP帧，该字段是递增的，当接收到的FP帧中该字段中的值出现了突变，则说明丢包了。当信道条件发生变化时，可能会发生丢包率的变化，这样为保证传输质量，需要调整FP帧重复次数，以控制丢包率。

当本步骤中计算得到的FP帧重复次数发生改变，则执行步骤503及其后续步骤，否则执行返回步骤501。

步骤503，NodeB发送上行同步消息，通知发送端新的FP帧重复次数；

上行同步消息的结构和获取方式均在第三代协作组织(3GPP)协议中进行了规定。本步骤中，对上行同步消息结构进行修改，来承载新的FP帧重复次数，修改方式可以为：在原有的上行同步消息中增加下行重复窗长字段，在该字段中填写新的FP帧重复次数。修改后的上行同步消息结构如表2所示。而上行同步消息的获取和传送按照3GPP协议中的规定进行。

                     表2

步骤504，SRNC调整FP帧重复窗口，然后返回步骤501；

本步骤中，SRNC根据接收到的新的FP帧重复次数，调整FP帧重复窗口。设原有的FP帧重复次数为N，而新的FP帧重复次数为N1，则调整FP帧重复窗口的方法可以为：

当N1大于N时，则SRNC在(N1-N)帧内暂停发送，直到缓存内的FP帧数目增加到N1时，才从缓存中取出全部N1个FP帧打包在IP/UDP包中，同时将缓存中队头的一个FP帧删除，并将新生成的FP帧放入缓存的队尾；

当N1小于N时，则SRNC将缓存中全部N个网络接口帧打包在IP/UDP包中，然后将缓存中队头的(N-N1+1)个FP帧删除，并将新生成的FP帧放入缓存的队尾，保持缓存中有N1个FP帧。

这样循环往复，就能够控制IP下行链路上传输网络接口帧时的丢包率，从而提高传输性能。

本实施例是介绍信道特征参数为网络接口帧重复次数时，下行方向的网络接口帧传输方法，下面举实施例介绍上行方向的网络接口帧传输方法

实施例三：

假定发送端为NodeB，接收端为服务RNC(SRNC)。图7为实施例三的方法流程图。如图7所示，该方法包括：

步骤701，NodeB根据FP帧重复次数打包并发送FP帧给SRNC；

本步骤中，对FP帧进行打包的方法如图8所示。该方法可以为：假定FP帧重复次数为N，发送端中某一传输信道上陆续到来的FP帧为序列800，包括FP1，FP2，...，在每一帧的发送时刻，将同一个FP帧重复N次并打包在IP/UDP包中。例如，在第一发送时刻，SRNC将FP1重复N次，构成序列801，打包在IP/UDP中；在第二发送时刻，即下一次循环执行到本步骤时，SRNC将FP2重复N次，构成序列802，打包在IP/UDP中；在第三发送时刻，即再下一次循环执行到本步骤时，SRNC将FP3重复N次，构成序列803，打包在IP/UDP中。以此类推，发送到来的FP帧。这种打包FP帧的方式比较适合于对延时要求较高的业务。

步骤702，SRNC统计丢包率，计算FP帧重复次数；

本步骤中，统计丢包率的方法可以为，根据FP帧中的包序号字段进行丢包率统计。对于连续的FP帧，该字段是递增的，当接收到的FP帧中该字段中的值出现了突变，则说明丢包了。当信道条件发生变化时，可能会发生丢包率的变化，这样为保证传输质量，需要调整FP帧重复次数，以控制丢包率。

当本步骤中计算得到的FP帧重复次数发生改变，则执行步骤704及其后续步骤，否则执行返回步骤701。

步骤703，SRNC发送下行同步消息，通知NodeB新的FP帧重复次数；

下行同步消息的结构和获取方式均在3GPP协议中进行了规定。本步骤中，对下行同步消息结构进行修改，来承载新的FP帧重复次数，修改方式可以为：在原有的下行同步消息中增加上行重复窗长字段，在该字段中填写新的FP帧重复次数。修改后的下行同步消息结构如表3所示。而下行同步消息的获取和传送按照3GPP协议中的规定进行。

                         表3

步骤704，NodeB调整FP帧重复窗口，然后返回步骤701；

本步骤中，NodeB根据接收到的新的FP帧重复次数，调整FP帧重复窗口。设原有的FP帧重复次数为N，而新的FP帧重复次数为N1，则调整FP帧重复窗口的方法可以为：在每一帧的发送时刻，将同一个网络接口帧重复N1次并打包在分组数据包中。

像上面这样循环往复，就能够控制IP上行链路上传输网络接口帧时的丢包率，从而提高传输性能。

本实施例与实施例二的区别在于，是在上行链路上传输FP帧，对FP帧打包采用的是，将同一FP帧重复N次并打包在IP/UDP包中发送，这种方式相比实施例二中的打包方式，不会为Iub上的FP帧引入传输时延，但如果某一时刻信道质量过差，则可能导致某一FP帧的所有重复部分都丢掉。因此，该打包方式比较适合延时要求较高，但对丢包率要求较宽松的业务，如语音业务等。当然，在上行链路上也可以采用实施例二中的打包方式，而在实施例二中也同样可以采用本示例中的打包方式。

在本实施例和实施例二中，新的FP帧重复次数都是通过同步消息携带的，当然也可以采用其他存在的信令携带，或定义新的信令携带该重复次数。只要能够达到将新的FP帧重复次数发送给发送端的目的即可。

上面三个实施例是在信道的特征参数为网络接口帧重复次数时，在IP链路上自适应传输网络接口帧的具体实施方式。下面举实施例说明在信道的特征参数为下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA和信道的最大缓存时间时，在下行和上行链路上自适应传输网络接口帧的具体实施方式。

实施例四：

本实施例中，将当前信道的下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA作为信道的特征参数，根据该特征参数，将下行的一个或多个网络接口帧打包到分组数据包中发送，以提高网络接口帧的传输效率。本实施例以RNC为发端、NodeB为收端，传输FP帧为例进行说明。

下行数据需要在空口传输，因此在RNC和NodeB之间的传输过程有一定的定时约束，具体定义参见3GPP协议TS25.402。其中，本发明需要用到的定时参数包括信道的下行帧到达NodeB的时刻TOA和TOA窗口大小W。基于上述约束，本发明在RNC中，为每一个信道对应的FP帧新定义一个TOS值，表示该信道中下一个待发送的FP帧的发送时刻，该值与3GPP协议中定义的FP帧到达NodeB的时刻TOA值的分辨率相同，都是125us。正常情况下，下一个待发送的FP帧的发送时刻是当前发送时刻再加上该信道传输时间间隔(TTI)值。

图9为本发明实施例四的在IP链路上自适应传输3G网络接口帧的方法流程图。如图9所示，该方法包括：

步骤901，NodeB获取信道当前的TOA(i)，并发送给RNC；

本步骤中，NodeB通过上行同步信令携带当前的TOA(i)发送给RNC，该上行同步信令的格式和获取方式在3GPP协议中已经定义好了。

步骤902，查找距离下一个待发送的FP帧的发送时刻TOS(i)最近的发送帧时刻TOS(j)。

步骤903，判断TOS(j)-TOS(i)≤TOA(i)是否成立，若是，则执行步骤904及其后续步骤，否则执行步骤906。

步骤904，将在TOS(i)到TOS(j)时刻的FP延迟到TOS(j)时刻，并执行步骤905。

步骤905，在TOA(j)时刻，查找距离时刻TOS(j)最近的发送帧时刻TOS(k)，并令k＝j，返回步骤903；

本步骤中，TOS(i)时刻发送的FP帧延迟到TOS(j)时刻后，继续寻找下一个最近要发送的FP帧的发送时刻TOS(k)，判断前面的FP帧是否能够延迟到TOS(k)时刻再发送。

步骤906，将所积累的TOS(j)时刻以前的FP帧打包到一个UDP包中发送出去，并结束发送流程；

本步骤中，将积累的多个网络接口帧打包到UDP包中时，为了能够区分不同传输信道的FP帧，本实施例中定义如表4所示的传输包结构。

                       表4

如表4所示，n个FP帧打包在UDP包中传输，每一个FP帧有对应的FP ID，代替原来的IP/UDP包头的部分功能，用来表征该FP帧中传输块所对应的传输信道。另外，每一个FP帧之前还有一个长度字段(FP Length)用来表征整个FP帧的长度。

至此，便完成了多个FP帧一次性传输到接收端的过程。

像上面这样循环往复，就能够保证IP下行链路上传输网络接口帧时的定时约束，同时提高网络接口帧的传输效率。

在本实施例中，步骤903～905示出了判断哪些FP帧可以同时发送的过程，下面举例来详细说明该判断过程。图10为对判断过程的示例。如图10所示，虚线框1000内表示固定时序的内容，虚线框1010内表示实际发送的时序。假定RNC内接收到当前信道1的TOA值，即TOA1，固定时序下本来要在发送时刻TOS1发送的帧为FP1帧，这时，查找距离时刻TOS1最近的帧发送时刻为TOS2，其对应的发送帧为FP2帧，经过计算得出，TOS2-TOS1＜TOA1，因此将TOS1延迟到TOS2时刻；在TOS2时刻，再查找距离时刻TOS2最近的帧发送时刻为TOS3，其对应的发送帧为FP3帧，经过计算得出，TOS3-TOS1＞TOA1，因此，在TOS2时刻，RNC将TOS3时刻之前的FP帧，即FP1和FP2帧，按照表4所示的方式打包在UDP包中发送给NodeB，FP1帧的实际发送时刻TOS1’即为TOS2；这时NodeB接收到FP1和FP2帧后，得到信道1的当前TOA值变为TOA1’，信道2的当前TOA值为TOA2’，并将这些TOA值通过上行同步信令发送给RNC，RNC根据这些TOA值继续打包FP帧进行发送。

本实施例中，步骤902～906中多帧打包时采用的判断及操作是，将前面符合要求的FP帧延迟到最后一个符合要求的FP帧的发送时刻，一起将这些FP帧发送出去。实际上，还可以采用将后面的FP帧提前发送的方式，具体为：

a、查找距离时刻TOS(i)最近的发送帧时刻TOS(j)；

b、如果TOA(i)＜TOS(j)-TOS(i)＜W-TOA(i)，其中，W为TOA窗口大小，则将TOS(i)到TOS(j)时刻的网络接口帧提前到TOS(i)时刻，并执行步骤c，否则在时刻TOS(i)，将所积累的TOS(j)时刻以前的网络接口帧打包到UDP包中发送出去；

c、继续查找距离时刻TOS(j)最近的发送帧时刻TOS(k)，并令k＝j，返回步骤b。

由于上层数据的传输块可能在发送时刻并没有准备好，因此这种判断及打包方式一般情况下不采用。

实施例五：

本实施例中，将信道的最大缓存时间作为信道的特征参数，根据该特征参数，将上行的一个或多个网络接口帧打包到分组数据包中发送，以提高网络接口帧的传输效率。本实施例以NodeB为发端、RNC为收端，传输FP帧为例进行说明。

由于上行数据不存在定时的问题，因此可以在NodeB对上行的FP帧进行缓存，在达到一定的数量时，再统一打包到UDP包中上传给RNC。对FP帧缓存的时间越长，同一个UDP包中承载的FP数据就越多，Iub口传输效率也越高，但会带来较大的传输延时。因此，对于上行数据，需要定义一个最大的缓存时间。当超过该缓存时间，则该FP帧不再等待，直接传输。

图11为本发明实施例五的在IP链路上传输3G网络接口帧的方法流程图。在NodeB中定义一个最小传输长度，该值可以由网管设置。如图11所示，该方法包括：

步骤1101，NodeB计算信道的最大缓存时间Tmax，并发送给RNC；

本步骤中，最大缓存时间Tmax是该信道的TTI、服务质量要求QoS和传输速率R的函数，即Tmax＝F(TTI，QoS，R)。函数F满足如下特性：

(1)TTI越大，Tmax越大；

(2)服务质量要求QoS中的延时要求越大，Tmax越大；

(3)传输速率R越大，Tmax越小。

步骤1102，上行的每个FP帧到达NodeB后，进行缓存。

步骤1103，判断FP帧的长度之和是否大于最小传输长度，若是，则执行步骤1105，否则执行步骤1104及其后续步骤。

步骤1104，判断缓存中是否存在任意一个FP帧的排队时间达到或超过Tmax，若是，则执行步骤1105，否则执行步骤1102。

步骤1105，将缓存中的所有FP帧打包到UDP包中发送出去；

本步骤中，可以采用表4所示的方式进行FP帧的打包，也可以定义其他的传输包结构，只要能够满足IP/UDP包的打包要求，且能够区分不同信道的FP帧即可。

像上面这样循环往复，就能够保证IP上行链路上传输网络接口帧时的延时要求，同时提高网络接口帧的传输效率。

由上述可见，采用实施例一、二和三中将多个FP帧打包发送的方式，能够控制系统中FP帧的丢包率，提高网络接口帧的传输可靠性。采用实施例四和五中将多个FP帧打包发送的方式，能够在保证定时和延时要求的同时，提高网络接口帧的传输效率。

图12示出了采用实施例四和五中将多个FP帧打包发送的方式，支持不同数量的12.2K AMR语音业务时，相比现有技术的性能提高。如图12所示，曲线1201表示采用现有技术传输语音数据包时，12.2K AMR语音数与占用的Iub带宽的关系；曲线1202表示采用实施例四和实施例五中的方式传输语音数据包时，12.2K AMR语音数与占用的Iub带宽的关系。显然，本发明的技术方案与现有技术相比，有效提高了Iub口的传输效率，并且，随着12.2KAMR语音数的增加，传输效率的增幅越大。

本发明的上述实施例均是以Iub接口上的FP帧传输为例，实际上，在IP链路中，对同步有要求的网络接口帧的传输均可以采用本发明的技术方案，这里就不再一一赘述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1、一种在网际协议链路上自适应传输第三代网络接口帧的方法，其特征在于，该方法为：

a、接收端获取信道的特征参数；

b、发送端根据信道的特征参数，将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的信道的特征参数为：网络接口帧的重复次数。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的接收端获取信道的特征参数为：

接收端接收发送端发送的网络接口帧，进行丢包率统计，并根据丢包率的统计结果计算信道的特征参数，即网络接口帧重复次数。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当接收端计算得到的网络接口帧重复次数发生改变时，进一步包括：

a1、接收端向发送端发送消息，在该消息中携带新的网络接口帧重复次数；

a2、发送端根据接收到的新的网络接口帧重复次数，调整网络接口帧重复窗口。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中为：

在发送端按顺序缓存N个网络接口帧，在每一帧的发送时刻从缓存中取出全部N个网络接口帧打包在分组数据包中，同时将缓存中队头的一个网络接口帧删除，并将新生成的网络接口帧放入缓存的队尾；其中，N为网络接口帧的重复次数。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤a2中接收到的新的网络接口帧重复次数为N1，原有的网络接口帧重复次数为N时，步骤a2中所述的调整网络接口帧重复窗口为：

当N1大于N时，则发送端在(N1-N)帧内暂停发送，直到缓存内的网络接口帧数目增加到N1时，才从缓存中取出全部N1个网络接口帧打包在分组数据包中，同时将缓存中队头的一个网络接口帧删除，并将新生成的网络接口帧放入缓存的队尾；

当N1小于N时，则在发送端将缓存中全部N个网络接口帧打包在分组数据包中，然后将缓存中队头的(N-N1+1)个网络接口帧删除，并将新生成的网络接口帧放入缓存的队尾，保持缓存中有N1个网络接口帧。

7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中为：

在每一帧的发送时刻，将同一个网络接口帧重复N次并打包在分组数据包中；其中，N为网络接口帧的重复次数。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在步骤a2中接收到的新的网络接口帧重复次数为N1，原有的网络接口帧重复次数为N时，步骤a2中所述的调整网络接口帧重复窗口为：

在每一帧的发送时刻，将同一个网络接口帧重复N1次并打包在分组数据包中。

9、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当在发送下行网络接口帧时，步骤a1中所述的接收端向发送端发送消息为，向发送端发送上行同步消息。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在上行同步消息中增加下行重复窗长字段，步骤a1中所述的携带新的网络接口帧重复次数为，在所述的下行重复窗长字段中承载新的网络接口帧重复次数。

11、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当在发送上行网络接口帧时，步骤a1中所述的向发送端发送消息为，向发送端发送下行同步消息。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在下行同步消息中增加上行重复窗长字段，步骤a1中所述的携带新的网络接口帧重复次数为，在所述的上行重复窗长字段中承载新的网络接口帧重复次数。

13、根据权利要求2到12中任意一项所述的方法，其特征在于，在发送端第一次向接收端发送网络接口帧时，网络接口帧重复次数为1。

14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的进行丢包率统计为，根据网络接口帧中的包序号字段进行丢包率统计。

15、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的信道的特征参数为信道中下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA和信道的最大缓存时间，在步骤a中进一步包括，接收端将信道的特征参数发送给发送端。

16、根据权利要求15所述的方法，在发送下行网络接口帧时，其特征在于，步骤a中所述的信道的特征参数为信道中下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA。

17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的接收端将信道的特征参数发送给发送端为：通过上行同步信令携带TOA值发送给发送端。

18、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，为每个信道对应的网络接口帧定义一个TOS值，表示该信道中下一个待发送的网络接口帧的发送时刻；步骤b中所述的根据信道的特征参数将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端包括：

b1、根据接收到的下行网络接口帧到达接收端的时刻TOA，发送端确定对应该到达时刻TOA的有效窗口W；

b2、发送端根据有效窗口W和待发送的网络接口帧的各个发送时刻TOS，将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端。

19、根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤b2中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端为：

b21、设信道i的下一个待发送的网络接口帧的发送时刻为TOS(i)，该信道当前的TOA值为TOA(i)，查找距离时刻TOS(i)最近的发送帧时刻TOS(j)；

b22、如果TOS(j)-TOS(i)≤TOA(i)，则将在TOS(i)到TOS(j)时刻的网络接口帧延迟到TOS(j)时刻，并执行步骤b23，否则在时刻TOS(j)，将所积累的TOS(j)时刻以前的网络接口帧打包到UDP包中发送出去；

b23、在时刻TOS(j)，查找距离时刻TOS(j)最近的发送帧时刻TOS(k)，并令k＝j，返回步骤b22。

20、根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤b2中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中并发送给接收端为：

b21、设信道i的下一个待发送的网络接口帧的发送时刻为TOS(i)，该信道当前的TOA值为TOA(i)，查找距离时刻TOS(i)最近的发送帧时刻TOS(j)；

b22、如果TOA(i)＜TOS(j)-TOS(i)＜W-TOA(i)，则将TOS(i)到TOS(j)时刻的网络接口帧提前到TOS(i)时刻，并执行步骤b23，否则在时刻TOS(i)，将所积累的TOS(j)时刻以前的网络接口帧打包到分组数据包中发送出去；

b23、继续查找距离时刻TOS(j)最近的发送帧时刻TOS(k)，并令k＝j，返回步骤b22。

21、根据权利要求15所述的方法，其特征在于，当发送上行网络接口帧时，在发送端设置最小传输长度，步骤a中所述的信道的特征参数为：信道的最大缓存时间。

22、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，步骤a中所述的接收端获取信道的特征参数为：接收端根据信道的传输时间间隔TTI、服务质量要求和传输速率计算信道的最大缓存时间，且

TTI越大，信道的最大缓存时间越大；

服务质量要求中的延时要求越大，信道的最大缓存时间越大；

传输速率越大，信道的最大缓存时间越小。

23、根据权利要求21所述的方法，其特征在于，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中为，

上行的每个网络接口帧达到发送端后，先进行缓存，并做如下判断和操作：

当发送端缓存中的网络接口帧长度之和超过所述的最小传输长度，则将缓存中的所有网络接口帧打包到分组数据包中；

当发送端缓存中的任意一个网络接口帧的排队时间达到或超过所述的信道的最大缓存时间，则将缓存中的所有网络接口帧打包到UDP包中。

24、根据权利要求15到23中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤b中所述的将网络接口帧打包到分组数据包中，分组数据包的格式为：每个网络接口帧的开头增加两个字段，分别为帧地址字段和帧长字段；将所有要打包到分组数据包中的网络接口帧作为分组数据包的净荷。

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