CN1956353A - 基于隧道进行流管理的方法和无线接入中转系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于隧道进行流管理的方法和无线接入中转系统，其核心是：在基站BS的数据承载点和移动用户站/用户站MSS/SS所属的中转站RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；当BS确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对其附加控制信息后，进行隧道封装处理，并将处理后的流报文通过所述通信路径发送出去；当所述流报文到达RS时，所述RS对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后根据所述控制信息进行传送。本发明能够在BS和MSS/SS所属的RS间建立基于隧道的层二通信路径，解决中转问题，从而无需引进复杂的技术，简化了WiMAX中转站的复杂度；而且能够有效减小RS的复杂度，减小流切换时的切换时延，保证特定流的服务连续性。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于隧道进行流管理的方法和无线接入中转系统。
背景技术
IEEE 802.16为宽带无线接入标准，其主要有两个版本：802.16标准的宽带固定无线接入版本“802.16-2004”，和802.16标准的宽带移动无线接入版本“802.16e”。802.16协议基于如图1所示的分层模型，其定义了802.16的物理层(PHY)和数据链路层(MAC)，其中数据链路层又分为面向业务的服务特定汇聚子层(SSCS或简写为CS)、MAC公共部分子层(MAC CPS)和加密子层(SS)。
在SSCS子层主要完成如下功能：
·从高一级的协议层接收协议数据包(PDU包)；
·将高层的PDU包进行分类；
·净荷头压缩或解压缩(PHS)；
·形成CS层的PDU包；
·将CS层的PDU包传递给下一层的功能实体(也就是MAC CPS)；
·从对端的对等实体接收CS的PDU包。
在CPS层完成如下功能：
·MAC PDU包的生成；
·业务流管理；
·带宽分配调度管理；
·ARQ(Automatic Repeat Request；自动重传)控制；
·分片和重组等。
在802.16标准中，业务流管理分为两部分：SFID/CID Assignment(SFID/CID分配，或称为流分配)管理和SFID/CID Mapping(SFID/CID映射，或称为连接映射)管理。
其中的流分配管理是指为业务流分配SFID/CID标识，并将业务流与相关的属性关联。所述相关的属性包括：Direction方向、CID标识、ProvisionedQoS Parameters授权QoS参数、Admitted QoS Parameters接纳QoS参数、Active QoS Parameters活动QoS参数、Classifier rule分类规则、PHS rule净荷头压缩规则和ARQ configuration自动重传配置等。
其中的连接映射管理是指在流被激活时，将一个以SFID标识的流映射到一个以CID标识的特定连接。连接建立后，CID标识只在特定的小区覆盖范围内临时有效，CID标识可以动态改变。
在IEEE 802.16宽带无线接入标准的两个版本中，802.16-2004仅定义了BS和SS两种网元；802.16e也仅定义了BS和MSS两种网元。
为了扩大BS的覆盖范围，目前802.16Multihop Relay SG(802.16多跳中转研究组)提出了WiMAX(微波接入全球互联)中转站(RS)的概念，但是到目前为止还没有提出RS基于隧道支持业务流管理的方法，以及对应的RS功能架构。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于隧道进行流管理的方法和无线接入中转系统，通过本发明，能够在BS和MSS/SS所属的RS间建立基于隧道的层二通信路径，解决中转问题，从而无需引进复杂的技术，简化了WiMAX中转站的复杂度；另外，本发明将流分配管理功能仅在BS实现，BS做连接映射更新，RS不作流分配管理功能，从而有效减小RS的复杂度；而且二层流状态由BS统一管理，在切换过程中无需流状态的迁移，从而减小切换时延；SFID在切换过程中保持不变，从而保证特定流的服务连续性(Service Continuity)；再者本发明支持MSS在BS和RS间及在不同RS间的切换。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种基于隧道进行流管理的方法，其包括：
A、在基站BS的数据承载点和移动用户站/用户站MSS/SS所属的中转站RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；
B、当BS确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对其附加控制信息后，进行隧道封装处理，并将处理后的流报文通过所述通信路径发送出去；
C、当所述流报文到达RS时，所述RS对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后根据所述控制信息进行传送。
其中，步骤A中，所述隧道包括：
基于业务流建立的BS与RS间的隧道、基于MSS/SS建立的BS与RS间的隧道或基于RS建立的BS与RS间的隧道。
其中，所述步骤B具体包括：
B1、BS根据流报文的流标识信息与流报文的连接标识信息的关系，将接收到的流报文映射到相应的连接标识对应的连接上，并基于所述连接对所述流报文进行净荷包头压缩处理后，生成MAC层的服务数据单元MAC SDU；
B2、当根据所述流报文中携带的类型信息确认所述MAC SDU是与RS连接时，则对所述MAC SDU附加控制信息，然后进行隧道封装处理；
B3、将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行调度处理，生成NAC层的协议数据单元MAC PDU，并通过PHY层传送给对应的RS；
其中，所述步骤B3具体包括：
按照所述流报文对应的连接标识CID，将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行排队，然后经QoS调度出队，添加子头，并对净荷进行加密，添加MAC帧头，生成MAC PDU，并通过PHY层将所述生成的MAC PDU传送给对应的RS。
其中，所述步骤B还包括：
B4、当所述对应的RS根据所述流报文中携带的类型信息确认所述MACSDU是与RS连接时，则对所述MAC SDU附加控制信息，然后进行与下级RS间的隧道封装处理；
B5、将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行调度处理，生成MAC层的协议数据单元MAC PDU，并通过PHY层传送给对应的下级RS。
其中，在所述步骤B1之前还包括：
B01、BS根据BS或RS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS，并将其映射到所述基于隧道建立的层二通信路径上；
B02、BS根据BS或MSS/SS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS；
B03、当流报文被激活时，在BS中建立所述流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS间的映射关系，以及建立所述流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS间的映射关系，并标识出所述流报文的类型信息；
B04、当MSS/SS从BS切换到RS的过程中，RS建立由RS到MSS的连接CIDRS-MSS/SS，并通知BS更新BS到MSS/SS的连接，并建立所述CIDRS-MSS/SS与所述流标识SFIDMSS/SS-BS的映射关系，并修改所述流报文的类型信息。
其中，所述类型信息包括：
与BS进行连接、与RS进行连接、占用隧道承载通道。
其中，所述步骤C具体包括：
C1、当所述MAC PDU到达RS时，所述RS对其进行接收处理，得到MAC SDU，并通过RS的MAC SAP层传送给RS的MAC SSCS层；
C2、当所述RS的MAC SSCS层根据所述MAC SDU中携带的类型信息，获知所述流报文占用隧道承载通道时，则对所述流报文进行解封装处理，提取出所述报文中携带的控制信息，以及MAC SDU；
C3、根据所述提取出的控制信息将所述MAC SDU传送给RS的MACSAP层；
C4、所述RS的MAC SAP层对所述接收到的MAC SDU进行接收处理，生成MAC PDU；并将所述生成的MAC PDU通过所述PHY层传送给MSS/SS。
其中，所述控制信息包括：所述流报文的连接标识信息。
其中，所述步骤C1具体包括：
C11、当所述MAC PDU到达RS时，所述RS对其进行去MAC帧头处理，得到净荷部分；
C12、对所述净荷部分进行解级联、解分段或解打包处理，得到MACSDU；
C13、将所述得到的MAC SDU通过RS的MAC SAP层传送给RS的MACSSCS层。
其中，所述步骤C4具体包括：
C41、所述RS的MAC SAP层按照所述控制信息中的流的连接标识信息CIDRS-MSS，将接收到的MAC SDU进行排队，然后经QoS调度出队；
C42、将出队的MAC SDU作级联、分段或打包处理后，添加子头，并对净荷部分进行加密后，添加MAC帧头，生成MAC PDU；
C43、通过物理层PHY将所述MAC PDU传送给对应的MSS/SS。
本发明提供一种基于隧道的无线接入中转系统，其包括BS、RS和MSS/SS；
所述BS，用于在BS和MSS/SS所属的RS间建立基于隧道的层二通信路径；当其确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对所述报文附加控制信息，并对其进行隧道封装处理后，通过所述通信路径发送出去；
所述RS对接收到的报文进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后传送给MSS/SS。
其中，所述的系统，还包括至少一个下级RS；
所述RS对接收到的报文进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后依次经过与下级RS间的隧道封装处理后，通过与下级RS间对应的连接，依次传送给下级RS；
所述下级RS依次对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，最后根据所述控制信息传送给对应的MSS/SS。
其中，所述BS包括流管理单元和隧道处理单元；
所述流管理单元，所述流管理单元，用于为流报文分配流标识和连接标识信息，并建立二者间的映射关系，以及在BS和MSS/SS所属的RS间建立层二通信路径，并将需中转的流报文的标识信息映射到层二通信路径上；在MSS/SS的切换过程中更新所述映射关系，并根据更新的映射关系将接收的流报文映射到相应的连接上；
所述隧道处理单元，用于当BS确认所述流报文需要经过RS中转时，则对所述报文附加控制信息，并对其进行隧道封装处理后，通过所述通信路径发送出去。
其中，所述流管理单元包括流分配子单元、流连接映射子单元和流连接映射更新子单元；
所述流分配子单元，根据BS或RS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS，并标识出所述流报文的类型信息为占用隧道承载通道；
或，
根据BS或MSS/SS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS，并标识出所述流报文的类型信息为与BS进行连接；
所述流连接映射子单元，用于当流报文被激活时，建立所述流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS间的映射关系，并在BS的数据承载点和MSS/SS所属的RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；
或，
用于当流报文被激活时，建立所述流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS间的映射关系；
所述流连接映射更新子单元，用于当MSS/SS从BS切换到RS的过程中，根据所述RS的通知，更新所述CIDRS-MSS/SS与所述流标识SFIDMSS/SS-BS的映射关系，并修改所述流报文的类型信息，并根据流报文的标识信息与流报文的连接标识信息的关系，将接收到的流报文映射到相应的连接标识对应的连接上。
其中，所述隧道处理单元包括附加信息子单元和隧道封装子单元；
所述附加信息子单元，用于当BS根据接收到的流报文的类型信息确认所述流报文需要经过RS中转时，对接收到的MAC SDU附加控制信息；然后转交给所述隧道封装子单元进行隧道封装处理；
所述隧道封装子单元，用于对来自附加信息子单元的报文添加隧道协议头，并将其映射到合适的隧道承载通道连接。
其中，所述RS包括隧道终结单元；
当RS根据接收到的报文中的类型信息，获知所述流报文占用隧道承载通道时，利用所述隧道终结单元对所述流报文进行解封装处理，提取出所述报文中携带的控制信息，以及MAC SDU报文；然后根据所述得到的控制信息对所述MAC SDU流报文进行传送。
其中，所述隧道终结单元包括隧道解封装子单元和提取附加信息子单元；
所述隧道解封装子单元，用于当RS根据接收到的流报文的类型信息确认所述流报文需要经过RS中转时，对接收到的MAC SDU，去除隧道头，然后转交给所述提取附加信息子单元进行处理；
所述提取附加信息子单元，用于对来自所述隧道解封装子单元的报文进行MAC SDU和控制信息的提取。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明在BS的数据承载点和移动MSS/SS所属的RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；当BS确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对其附加控制信息后，进行隧道封装处理，并将处理后的流报文通过所述通信路径发送出去；当所述流报文到达RS时，所述RS对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后根据所述控制信息进行传送。通过本发明，能够在BS和MSS/SS所属的RS间建立基于隧道的层二通信路径，解决中转问题，从而无需引进复杂的技术，简化了WiMAX中转站的复杂度；另外，本发明中，流分配管理功能仅在BS实现，BS做连接映射更新，RS不作流分配管理功能，从而有效减小RS的复杂度；而且二层流状态由BS统一管理，在切换过程中无需流状态的迁移，从而减小切换时延；SFID在切换过程中保持不变，从而保证特定流的服务连续性(Service Continuity)；再者本发明支持MSS在BS和RS间及在不同RS间的切换。
附图说明
图1为现有技术中802.16协议的分层模型示意图；
图2为本发明提供的单跳的基于隧道的BWA中转系统；
图3为本发明中BS和RS间隧道的粒度选择示意图；
图4为本发明中BS和RS数据面功能架构示意图；
图5为本发明中BS数据承载点中信号处理流程图；
图6为本发明中RS数据承载点中信号处理流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于隧道进行流管理的方法和无线接入中转系统，其核心是：在基站BS的数据承载点和移动用户站/用户站MSS/SS所属的中转站RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；当BS确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对其附加控制信息后，进行隧道封装处理，并将处理后的流报文通过所述通信路径发送出去；当所述流报文到达RS时，所述RS对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后根据所述控制信息进行传送。
针对本发明所述的系统，本发明提供了第一实施例，如图2所示，包括BS、RS和MSS/SS；
BS既为Anchor BS(锚点BS)，也为Serving BS(服务BS)，RS为Target RS(目的RS)，BS和MSS间为One hop Relay(单跳中转)。其中所述BS的锚点功能意味着二层流状态由BS维护，在切换过程中无需流状态(二层流状态包括ARQ状态、SFID及流的相关属性，如QoS绑定)的迁移。
所述BS包括流管理单元和隧道处理单元；所述流管理单元包括流分配子单元、流连接映射子单元和流连接映射更新子单元；其中所述RS包括隧道终结单元。
其中所述BS的流分配子单元，用于根据BS或RS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS，并标识出所述流报文的类型信息为占用隧道承载通道；或，
根据BS或MSS/SS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS，并标识出所述流报文的类型信息为与BS进行连接；
当MSS申请建立一条新流时，流标识(SFID)由BS分配。在MSS不移动情况下，连接标识CID由Serving BS进行分配。在MSS移动情况下，CID由Target RS进行分配。需要注意的是，流(Service Flow)的标识SFID一旦被分配后，在业务流的生命周期内保持不变。流管理功能仅在BS实现，RS不作流分配管理功能。
当流报文被激活时，通过所述BS的流连接映射子单元，建立所述流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS间的映射关系，并在BS的数据承载点和MSS/SS所属的RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；
或，
用于当流报文被激活时，建立所述流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS间的映射关系；
连接(Connection)建立后，流报文被激活，连接标识CID只在特定的小区覆盖范围内临时有效，CID可以动态改变。在BS中实现连接映射功能(即SFID到CID的映射)，BS负责维护SFID/CID间的映射关系，并将其保存在映射表中。
所述流连接映射更新子单元，用于当MSS/SS从BS切换到RS的过程中，根据所述RS的更新BS到MSS/SS的连接的通知，更新所述CIDRS-MSS/SS与所述流标识SFIDMSS/SS-BS的映射关系，并修改所述流报文的类型信息，并根据流报文的标识信息与流报文的连接标识信息的关系，将接收到的流报文映射到相应的连接标识对应的连接上。
当MSS从BS切换到RS时，到MSS的流(Session)并不中断，即SFID分配后将保持不变，SFID由BS管理；由于MSS所处的小区已发生变化，连接标识将动态变化，例如图中到MSS的连接，由与BS的连接CID1将变为与RS的连接CID2，因此在BS中，必须实现连接映射更新功能(CID update，即SFID到CID的映射更新)。
当BS根据接收到的流报文的类型信息确认所述流报文需要经过RS中转时，通过所述附加信息子单元对接收到的经过净荷包头压缩处理后生成的MAC SDU附加控制信息；然后转交给所述隧道封装子单元。
所述隧道封装子单元，用于对来自附加信息子单元的报文添加隧道协议头，并将其映射到合适的隧道承载通道连接。例如，对来自附加信息子单元的报文进行隧道封装处理，使封装处理后的MAC SDU对应BS与RS间的连接CID3，最后将MSS/SS和BS间的报文，通过基于隧道的锚点BS和RS间层二通信路径(Path)发送出去；
当所述报文到达RS时，当RS根据接收到的报文中的类型信息，获知所述流报文需要隧道承载通道时，利用所述隧道终结单元中的隧道解封装子单元对所述流报文进行解封装处理，即去除隧道头，然后转交给所述提取附加信息子单元进行处理；所述提取附加信息子单元，提取出所述报文中携带的控制信息，以及MAC SDU报文；然后根据所述得到的控制信息将所述MACSDU流报文传送给MSS/SS。
上述描述了单跳情况下的基于隧道的BWA中转系统，当本发明支持多跳时，还包括至少一个下级RS；
当所述报文到达RS时，所述RS对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后依次经过与下级RS间的隧道封装处理后，通过与下级RS间对应的连接，依次传送给下级RS；
所述下级RS依次对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后根据所述控制信息传送给对应的MSS/SS。
针对本发明所述的方法，本发明提供了第二实施例，包括：
步骤101、在基站BS的数据承载点和移动用户站/用户站MSS/SS所属的中转站RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径。
在Anchor BS(锚点BS)数据承载点(Data Path Fucnction)和MSS/SS所属的RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径(Path)，该隧道可以由GRE等具体的隧道协议实现。锚点BS和RS间隧道的粒度选择有三种情况，如图3所示：
·基于业务流建立锚点BS和RS间隧道
·基于MSS/SS锚点BS和RS间隧道
·基于RS建立锚点BS和RS间隧道
步骤102、流分配，以及SFID/CID映射关系的建立过程：
首先，BS根据BS或RS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS，并将其映射到所述基于隧道建立的层二通信路径上。并当流报文被激活时，在BS中建立所述流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS间的映射关系。
例如，当RS接入BS时，BS或RS发起流建立操作，BS进行SFID/CID分配(如分配SFID＝0x7729，CID＝0x18)，作为层二通信路径的BS或RS间隧道承载通道，当需要中转功能时，该流被激活，在流激活时进行SFID/CID映射(如指定SFID＝0x7729对应CID＝0x18)。其中作为隧道承载通道的流的QoS类型必须与被中转的流的QoS类型相同，以保证业务的QoS。
IEEE802.16d协议根据业务数据特性将业务QoS分成四种类别：
·主动分配业务(Unsolicited Grant Service，UGS)
·实时轮询业务(Real-time Polling Service，RtPS)
·非实时轮询业务(Non-real-time Polling Service，NrtPS)
·应尽力而为业务(Best Effort Service，BE)。
然后，BS根据BS或MSS/SS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS。并当流报文被激活时，在BS中建立所述流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS间的映射关系，并标识出所述流报文的类型信息。
例如，当MSS接入BS时，BS或MSS发起流建立操作，BS进行SFID/CID分配(如分配SFID＝0x7426，CID＝0x54)，在流激活时进行SFID/CID映射(如指定SFID＝0x7426对应CID＝0x54)。从而在BS建立如表一所示的SFID/CID映射表。
| 序号 | SFID | CID | QoS | 类型 |
| 1 | 0x7426 | 0x54(即CID1) | rt-polling | BS的连接 |
| 2 | 0x7729 | 0x18(即CID3) | rt-polling | 隧道承载通道 |
| 3 | … | … | … | … |
表一
步骤103、连接映射的更新过程：
当MSS/SS从BS切换到RS的过程中，RS建立由RS到MSS的连接CIDRS-MSS/SS，并通知BS更新BS到MSS/SS的连接，并建立所述CIDRS-MSS/SS与所述流标识SFIDMSS/SS-BS的映射关系，并修改所述流报文的类型信息。
当MSS从BS切换到RS时，切换过程中，RS建立由RS到MSS的连接CID2(RS分配CID＝0x3f)，RS通过管理连接通知BS到MSS的连接CID的更新，然后BS对SFID/CID映射表进行动态更新(如SFID＝0x7426由对应CID＝0x54，更新为对应CID＝0x3f，并将类型该为RS的连接)，完成连接映射更新功能，对应的流标识SFID保持不变。RS上也保留一张如表二所示的SFID/CID映射表。
| 序号 | SFID | CID | QoS | 类型 |
| 1 | 0x7426 | 0x3f(即CID2) | rt-polling | RS的连接 |
| 2 | 0x7729 | 0x18(即CID3) | rt-polling | 隧道承载通道 |
| 3 | … | … | … | … |
表二
当MSS完成从BS切换到RS后，在如图4的BS/RS功能架构下，RS信号的中转流程具体如下：
首先，进行BS SSCS数据面下行发送处理过程，具体如下：
步骤104、BS根据流报文的流标识信息与流报文的连接标识信息的关系，将接收到的流报文映射到相应的连接标识对应的连接上，并基于所述连接对所述流报文进行净荷包头压缩处理后，生成MAC层的服务数据单元MACSDU。
BS的层3的IP包或层2的数据帧，由CS SAP进入BS的SSCS子层，按802.16分类规则进行流分类，按SFID/GID映射表将属于某个流，如SFID为0x7426的流的层3的IP包或层2的数据帧映射到合适的连接，如CID为0x3f的连接CID2，再经净荷包头压缩处理(PHS可选)。
步骤105、当根据所述流报文中携带的类型信息确认所述MAC SDU是与RS连接时，则对所述MAC SDU附加控制信息，然后进行隧道封装处理；
所述类型信息包括：与BS进行连接、与RS进行连接、占用隧道承载通道。
在步骤105中，BS首先分析接收到的报文的类型，然后对于类型为“BS的连接”的报文，则直接传给BS的MAC CPS子层的MAC SAP。对于类型为“RS的连接”的报文，则转给附加控制信息模块和隧道封装模块处理。
附加控制信息模块附加控制信息给对应的报文，所述控制信息包括被中转流的CID，如CID为0x3f，还可包括被中转流的ARQ BSN(自动重传块序列号)。隧道封装模块则为“RS的连接”的报文添加隧道协议头TH，并将其映射到合适的隧道承载通道连接，如CID为0x18的连接CID3，再传给BS的MAC CPS子层的MAC SAP。
然后，进行BS MAC CPS+SS数据面下行发送处理过程，如图5所示，具体如下：
步骤106、将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行调度处理，生成NAC层的协议数据单元MAC PDU，并通过PHY层传送给对应的RS。
所述步骤106具体包括：
按照所述流报文对应的连接标识CID，将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行排队，然后经QoS调度出队，作级联、分段或打包处理后，添加子头，并对净荷进行加密，添加MAC帧头，生成MAC PDU，并通过PHY层将所述生成的MAC PDU传送给对应的RS。
例如，BS的MAC CPS子层将MAC SDU按CID排队，然后MAC SDU经QoS调度出队，作级联、分段或打包(Concatenation、Fragmentation或Packing)处理，添加子头(subheader)，净荷进行加密，添加MAC帧头(帧头的CID域填隧道承载通道连接的CID＝0x18)，生成MAC PDU，传给BS PHY层的PHY SAP。BS PHY层的PHY SAP负责将MAC PDU传给对端RS PHY层的PHY SAP。
接着，进行RS MAC CPS+SS数据面上行接收处理过程，具体如下：
步骤107、当所述MAC PDU到达RS时，所述RS对其进行接收处理，得到MAC SDU，并通过RS的MAC SAP层传送给RS的MAC SSCS层。
在步骤107中，当所述MAC PDU到达RS时，所述RS的MAC CPS+SS子层首先对MAC PDU去MAC帧头处理，得到净荷部分；然后，对所述净荷部分进行解级联、解分段或解打包处理，得到MAC SDU；接着，将所述得到的MAC SDU通过RS的RS MAC层的MAC SAP子层传送给RS的MAC SSCS层。
其次，进行RS MAC SSCS数据面隧道终结处理过程，如图6所示，具体如下：
步骤108、当所述RS的MAC SSCS层根据所述MAC SDU中携带的类型信息，获知所述流报文占用隧道承载通道时，则对所述流报文进行解封装处理，提取出所述报文中携带的控制信息，以及MAC SDU。所述控制信息包括：所述流报文的连接标识信息。
步骤109、根据所述提取出的控制信息将所述MAC SDU传送给RS的MAC SAP层。
在步骤108、步骤109中，RS的MAC SSCS层获悉到接收到报文的类型，对于非“隧道承载通道”类型的报文，则RS的MAC SSCS子层将其转给净荷包头解压缩模块处理(PHS可选)。
对于类型为“隧道承载通道”的报文，RS的MAC SSCS子层将其转给隧道解封装模块和提取控制信息模块处理。隧道解封装模块负责隧道解封装，去除隧道头TH。提取控制信息模块负责提取MAC SDU和控制信息，得到隧道内被中转的流的CID，如CID2为0x3f，再通过所述CID对应的连接传给RSMAC层MAC SAP。
最后，进行RS MAC CPS+SS数据面下行发送处理过程，具体如下：
步骤110、所述RS的MAC SAP层对所述接收到的MAC SDU进行接收处理，生成MAC PDU；并将所述生成的MAC PDU通过所述PHY层传送给对应的MSS/SS。具体包括：
所述RS的MAC SAP层按照所述控制信息中的流的连接标识信息CIDRS-MSS，将接收到的MAC SDU进行排队，然后经QoS调度出队；将出队的MACSDU作级联、分段或打包处理后，添加子头，并对净荷部分进行加密后，添加MAC帧头，生成MAC PDU；通过物理层PHY将所述MAC PDU传送给对应的MSS/SS。
例如，所述RS的MAC SAP层首先将接收到的MAC SDU按CID2＝0x3f排队，经QoS调度出队，然后作级联、分段或打包(Concatenation、Fragmentation或Packing)处理，添加子头(subheader)，净荷进行加密，添加MAC帧头，如在帧头的CID域填CID2＝0x3f，生成MAC PDU，传给RS PHY层的PHY SAP。RS PHY层的PHY SAP负责将MAC PDU传给对端MSS PHY层的PHY SAP。
当本发明支持多跳中转时，即经过多个RS进行中转时的情况，具体步骤如下：
首先，执行如实施例二中所描述的BS与RS的处理过程，即步骤101至步骤109的实施过程，接下来，执行步骤110，此时步骤110修改为如步骤210所示：
210、所述RS的MAC SAP层对所述接收到的MAC SDU进行接收处理，生成MAC PDU；并将所述生成的MAC PDU通过所述PHY层传送给对应的RS。
然后执行步骤211、当所述对应的RS根据所述流报文中携带的类型信息确认所述MAC SDU是与RS连接时，则对所述MAC SDU附加控制信息，然后依次经过与下级RS间的隧道封装处理；
步骤212、将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行调度处理，生成NAC层的协议数据单元MAC PDU，并通过PHY层传送给对应的下级RS。
由上述本发明的具体实施方案可以看出，通过本发明，能够在BS和MSS/SS所属的RS间建立基于隧道的层二通信路径，解决中转问题，从而无需引进复杂的技术，简化了WiMAX中转站的复杂度；另外，本发明中，流分配管理功能仅在BS实现，BS做连接映射更新，RS不作流分配管理功能，从而有效减小RS的复杂度；而且二层流状态由BS统一管理，在切换过程中无需流状态的迁移，从而减小切换时延；SFID在切换过程中保持不变，从而保证特定流的服务连续性(Service Continuity)；再者本发明支持MSS在BS和RS间及在不同RS间的切换。
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 (18)
1、一种基于隧道进行流管理的方法，其特征在于，包括：
A、在基站BS的数据承载点和移动用户站/用户站MSS/SS所属的中转站RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；
B、当BS确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对其附加控制信息后，进行隧道封装处理，并将处理后的流报文通过所述通信路径发送出去；
C、当所述流报文到达RS时，所述RS对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后根据所述控制信息进行传送。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述隧道包括：
基于业务流建立的BS与RS间的隧道、基于MSS/SS建立的BS与RS间的隧道或基于RS建立的BS与RS间的隧道。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：
B1、BS根据流报文的流标识信息与流报文的连接标识信息的关系，将接收到的流报文映射到相应的连接标识对应的连接上，并基于所述连接对所述流报文进行净荷包头压缩处理后，生成MAC层的服务数据单元MAC SDU；
B2、当根据所述流报文中携带的类型信息确认所述MAC SDU是与RS连接时，则对所述MAC SDU附加控制信息，然后进行隧道封装处理；
B3、将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行调度处理，生成NAC层的协议数据单元MAC PDU，并通过PHY层传送给对应的RS。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B3具体包括：
按照所述流报文对应的连接标识CID，将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行排队，然后经QoS调度出队，添加子头，并对净荷进行加密，添加MAC帧头，生成MAC PDU，并通过PHY层将所述生成的MAC PDU传送给对应的RS。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
B4、当所述对应的RS根据所述流报文中携带的类型信息确认所述MACSDU是与RS连接时，则对所述MAC SDU附加控制信息，然后进行与下级RS间的隧道封装处理；
B5、将所述进行隧道封装处理后的MAC SDU进行调度处理，生成MAC层的协议数据单元MAC PDU，并通过PHY层传送给对应的下级RS。
6、根据权利要求3、4或5所述的方法，其特征在于，在所述步骤B1之前还包括：
B01、BS根据BS或RS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS，并将其映射到所述基于隧道建立的层二通信路径上；
B02、BS根据BS或MSS/SS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS；
B03、当流报文被激活时，在BS中建立所述流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS间的映射关系，以及建立所述流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS间的映射关系，并标识出所述流报文的类型信息；
B04、当MSS/SS从BS切换到RS的过程中，RS建立由RS到MSS的连接CIDRS-MSS/SS，并通知BS更新BS到MSS/SS的连接，并建立所述CIDRS-MSS/SS与所述流标识SFIDMSS/SS-BS的映射关系，并修改所述流报文的类型信息。
7、根据权利要求1、3或5所述的方法，其特征在于，所述类型信息包括：
与BS进行连接、与RS进行连接、占用隧道承载通道。
8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：
C1、当所述MAC PDU到达RS时，所述RS对其进行接收处理，得到MAC SDU，并通过RS的MAC SAP层传送给RS的MAC SSCS层；
C2、当所述RS的MAC SSCS层根据所述MAC SDU中携带的类型信息，获知所述流报文占用隧道承载通道时，则对所述流报文进行解封装处理，提取出所述报文中携带的控制信息，以及MAC SDU；
C3、根据所述提取出的控制信息将所述MAC SDU传送给RS的MACSAP层；
C4、所述RS的MAC SAP层对所述接收到的MAC SDU进行接收处理，生成MAC PDU；并将所述生成的MAC PDU通过所述PHY层传送给MSS/SS。
9、根据权利1、3或8所述的方法，其特征在于，所述控制信息包括：
所述流报文的连接标识信息。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤C1具体包括：
C11、当所述MAC PDU到达RS时，所述RS对其进行去MAC帧头处理，得到净荷部分；
C12、对所述净荷部分进行解级联、解分段或解打包处理，得到MACSDU；
C13、将所述得到的MAC SDU通过RS的MAC SAP层传送给RS的MACSSCS层。
11、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤C4具体包括：
C41、所述RS的MAC SAP层按照所述控制信息中的流的连接标识信息CIDRS-MSS，将接收到的MAC SDU进行排队，然后经QoS调度出队；
C42、将出队的MAC SDU作级联、分段或打包处理后，添加子头，并对净荷部分进行加密后，添加MAC帧头，生成MAC PDU；
C43、通过物理层PHY将所述MAC PDU传送给对应的MSS/SS。
12、一种基于隧道进行流管理的无线接入中转系统，其特征在于：
包括BS、RS和MSS/SS；
所述BS，用于在BS和MSS/SS所属的RS间建立基于隧道的层二通信路径；当其确认接收到的流报文需要经过RS中转时，则对所述报文附加控制信息，并对其进行隧道封装处理后，通过所述通信路径发送出去；
所述RS对接收到的报文进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后传送给MSS/SS。
13、根据权利要求12所述的系统，其特征在于：
还包括至少一个下级RS；
所述RS对接收到的报文进行解封装处理，并提取出所述控制信息，然后依次经过与下级RS间的隧道封装处理后，通过与下级RS间对应的连接，依次传送给下级RS；
所述下级RS依次对其进行解封装处理，并提取出所述控制信息，最后根据所述控制信息传送给对应的MSS/SS。
14、根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于：
所述BS包括流管理单元和隧道处理单元；
所述流管理单元，用于为流报文分配流标识和连接标识信息，并建立二者间的映射关系，以及在BS和MSS/SS所属的RS间建立层二通信路径，并将需中转的流报文的标识信息映射到层二通信路径上；在MSS/SS的切换过程中更新所述映射关系，并根据所述更新的映射关系将接收的流报文映射到相应的连接上；
所述隧道处理单元，用于当BS确认所述流报文需要经过RS中转时，则对所述报文附加控制信息，并对其进行隧道封装处理后，通过所述通信路径发送出去。
15、根据权利要求14所述的系统，其特征在于：
所述流管理单元包括流分配子单元、流连接映射子单元和流连接映射更新子单元；
所述流分配子单元，根据BS或RS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS，并标识出所述流报文的类型信息为占用隧道承载通道；
或，
根据BS或MSS/SS发起的流建立操作请求，为相应的流报文分配流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS，并标识出所述流报文的类型信息为与BS进行连接；
所述流连接映射子单元，用于当流报文被激活时，建立所述流标识SFIDBS-RS与流的连接标识CIDBS-RS间的映射关系，并在BS的数据承载点和MSS/SS所属的RS数据承载点间，建立基于隧道的层二通信路径；
或，
用于当流报文被激活时，建立所述流标识SFIDMSS/SS-BS与流的连接标识CIDMSS/SS-BS间的映射关系；
所述流连接映射更新子单元，用于当MSS/SS从BS切换到RS的过程中，根据所述RS的通知，更新所述CIDRS-MSS/SS与所述流标识SFIDMSS/SS-BS的映射关系，并修改所述流报文的类型信息，并根据流报文的标识信息与流报文的连接标识信息的关系，将接收到的流报文映射到相应的连接标识对应的连接上。
16、根据权利要求14所述的系统，其特征在于：
所述隧道处理单元包括附加信息子单元和隧道封装子单元；
所述附加信息子单元，用于当BS根据接收到的流报文的类型信息确认所述流报文需要经过RS中转时，对接收到的MAC SDU附加控制信息；然后转交给所述隧道封装子单元进行隧道封装处理；
所述隧道封装子单元，用于对来自附加信息子单元的报文添加隧道协议头，并将其映射到合适的隧道承载通道连接。
17、根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于：
所述RS包括隧道终结单元；
当RS根据接收到的报文中的类型信息，获知所述流报文占用隧道承载通道时，利用所述隧道终结单元对所述流报文进行解封装处理，提取出所述报文中携带的控制信息，以及MAC SDU报文；然后根据所述得到的控制信息对所述MAC SDU流报文进行传送。
18、根据权利要求17所述的系统，其特征在于：
所述隧道终结单元包括隧道解封装子单元和提取附加信息子单元；
所述隧道解封装子单元，用于当RS根据接收到的流报文的类型信息确认所述流报文需要经过RS中转时，对接收到的MAC SDU，去除隧道头，然后转交给所述提取附加信息子单元进行处理；
所述提取附加信息子单元，用于对来自所述隧道解封装子单元的报文进行MAC SDU和控制信息的提取。
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