专利名称：基于帧协议的基站间实现数据传输的方法
技术领域：
本发明涉及无线网络传输技术，尤其涉及一种基于帧协议的基站间实现数据传输的方法。
同时，随着基于IP(互联网协议)的网络传输技术的发展，无线网络中也引入了IP传输技术，从而使无线网络结构中各网元不再为呈现树形的连接关系，而是直接挂在IP网络的边缘路由器上；这样，无线网络中的基站与基站之间便可以建立直接通信的传输通道，为基站之间在无线网络层的直接通信提供了基础。
在基站之间实现直接通信的这种逻辑接口被称为IuNB接口。它在两个基站节点之间提供双向的数据和控制信令的传输。通常IuNB接口的用户面的协议栈的应用层协议为IuNB帧协议，IuNB帧协议提供下列与业务传输相关的功能1)用户数据的传输；
2)支持基站之间的节点同步机制；3)在基站之间传输与基站及小区状态相关的信息4)在基站之间传输与无线信道相关的控制信息，如外环功控、DSCH TFCI(传输格式合并指示)信令、无线接口参数等。
IuNB接口通常用于将源基站生成的数据帧发送给目标基站。目前，还没有一种可以适应这种需求的数据传输方法，可以对数据传输过程进行控制，从而实现基站之间数据的可靠传输。
本发明的目的是这样实现的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，包括a、源基站确定需要向目标基站发送的数据帧；b、通过控制帧的传输实现源基站与目标基站间的传输同步；c、在源基站与目标基站间进行数据帧的传输，并根据需要进行传输时间调整。
所述的在源基站与目标基站间进行数据帧传输过程中，还包括进行数据传输同步状态的维持。
所述的进行数据传输同步状态的维持包括
d、源基站定时向目标基站发送传输同步请求控制帧，控制帧中承载着下一个将要发送的数据帧的连接帧号；e、目标基站根据接收的传输请求同步控制向源基站返回传输请求同步响应帧；f、源基站判断是否正常接收目标基站返回的传输请求同步响应帧；g、如果正常接收到传输请求同步响应帧，则正常进行数据帧的发送；h、如果没有正常接收到传输请求同步响应帧，则停止数据帧的发送，并根据需要重新建立传输承载进行数据帧的发送。
所述的控制帧包含帧校验码域、控制帧类型域、控制信息域。
所述的步骤b包括b1、源基站向目标基站发送传输同步请求控制帧；b2、目标基站记录传输同步请求控制帧的到达时间，并生成传输同步响应控制帧；b3、将传输同步响应控制帧发送给源基站；b4、根据传输同步响应控制帧实现传输同步。
所述的传输同步请求控制帧的控制信息域为数据帧的连接帧号；所述的传输响应帧控制帧的控制信息域为与传输同步请求控制帧对应的连接帧号及到达时间。
所述的步骤c包括c1、确定目标基站接收源基站发来的数据帧的期望时间范围，并接收源基站发来的数据帧；
c2、判断接收数据帧的时间是否处于期望的时间范围内；c3、如果处于期望的时间范围内，则调整确定接收下一个数据帧的期望时间范围，并进行数据帧的正常接收；c4、如果处于期望的时间范围之外，则停止继续接收数据帧，并向源基站发送传输时间调整控制帧；c5、源基站根据时间调整控制帧进行数据帧发送时间的调整，并重新发送相应的数据帧。
所述的步骤c5包括c51、源基站接收传输时间调整控制帧；c52、根据传输时间调整控制帧承载的连接帧号及时间差值，确定需要重新发送的数据帧，并进行数据帧传输时间的调整；c53、源基站将需要重新发送的数据帧向目标基站重新发送。
由上述技术方案可以看出，本发明中分别采用了传输同步控制帧及时间调整控制帧，对基站间数据帧的传输过程进行控制调整，从而可以保证基站与基站之间数据传输的可靠性。而且，通过传输同步机制，保证了无线网络层向传输网络层发送的帧协议PDU(协议数据单元)在传输过程中尽可能的有序性，降低对接收端的缓存容量要求，减少因此造成的数据重传和丢弃。时间调整机制则可以使数据流按指定的时间间隔发送，保证NB准时将数据发送到空中接口。
图2为IuNB接口采用的协议栈；图3为IuNB接口控制帧的基本结构；图4为本发明的具体实施过程流程图；图5为传输控制帧的类型编码表；图6为传输同步请求控制帧结构示意图；图7为传输同步响应控制帧结构示意图；图8为传输时间调整控制帧结构示意图。
IuNB接口的数据帧用于传递从一个NB发向另一个NB的用户数据。根据用户数据在Uu接口的被发送或被接收，可将IuNB接口的数据传输分为上行和下行两个方向。在上行方向，源NB将从Uu接口接收到的用户数据用IuNB接口数据帧的形式传送给目标NB，目标NB或者对数据帧直接处理，或者将其通过Iub接口发送给RNC。在下行方向，源NB根据基站本身的数据或者从Iub接口接收的数据，产生将要传送给用户的数据帧，并将其通过IuNB接口数据帧的形式发送给目标NB。
其中，源NB发出的每个数据帧中，都包含彼此不同的一个连接帧号(CFN)，目标NB通过检查CFN来识别不同的数据帧。
本发明的具体实施方式
参见图4，具体过程如下步骤1确定需要在基站间传输的数据帧；为了保证数据帧在传输承载上的正常传送，并在期望的时间内到达目标NB，需要在传输承载上引入传输同步过程和传输时间调整过程，通过传输同步控制帧和传输时间控制帧在源NB和目标NB间的传输实现传输同步和传输时间调整过程；IuNB接口的控制帧的基本结构如图3所示，首字节包含7位帧校验码和1位帧类型FT；其中帧校验码采用CRC(循环冗余校验)方式；FT取值为1表示该帧为控制帧；控制帧的第二字节指定控制帧的类型，对于IuNB接口的所有控制帧，可以通过一种统一的控制帧类型编码来加以区分；不同控制帧所包含的控制信息则存放于由第三个字节开始的若干字节中；扩展字节在控制帧的尾部，一般有0～32字节，用来兼容后续版本可能在控制帧中添加的新信息。
传输同步请求控制帧中的控制信息包含一个字节，内容为目标NB应该测量的数据帧的CFN；传输同步响应控制帧中的控制信息共三个字节，第一个字节为从传输同步请求帧中接收到的CFN，第二、三字节为具有该CFN的数据帧到达目标NB的时间ToA；ToA的精确度为0.125ms，取值范围为{-1280，+1279.875}ms；传输时间调整控制帧中的控制信息包含三个字节，第一字节为失序数据帧的连接帧号(CFN)，第二和第三字节是该数据帧到达目标NB的时间与最迟期望到达时间ToAWE之间的差值T-diff；T-diff的精确度是0.125ms，取值范围在{-1280，+1279.875}ms。
IuNB接口的传输同步过程用于保证数据在传输承载上的同步传输，并可用于检测传输承载是否处于正常状态；传输同步过程具体实现方式如下步骤2源NB首先向目标NB发送一个传输同步请求控制帧“SYNCHRONISATION REQ”，控制帧中包含一个由源NB指定的CFN值；步骤3目标NB在接收到传输同步请求控制帧后，返回一个传输同步响应“SYNCHRONISATION RESP”控制帧，其中包含了上述传输同步请求控制帧到达的时间ToA以及该帧中指定的CFN值；传输同步请求控制帧中的CFN值通常是在该传输承载上正在传输的某个数据帧对应的CFN，也可以不是；目标NB并不需要测量具有该CFN的数据帧的到达时间或者是否按时到达，它只测量传输同步请求控制帧到达的时间，然后立即发回传输同步响应控制帧；步骤4源NB根据CFN接收正确的传输同步响应帧，并根据响应帧承载的到达时间值实现传输同步。
之后，便可以进行正常的基站间的数据传输过程，并根据需要对传输过程进行传输时间调整；IuNB接口的传输时间调整过程用于保证数据帧在指定的时间内到达目标NB；传输时间调整过程通常仅用于下行方向的数据传输过程中，以保证空中接口上的按时数据发送。具体过程如下
步骤5确定目标NB接收源NB发来数据帖的期望时间范围，并接收源NB发来的数据帧；步骤6目标NB接收源NB发来的承载有CFN值的数据帧后，目标NB确定该数据帧到达的时间ToA；并判断ToA是否处于期望的时间范围，如果处理于期望的时间范围，则执行步骤7，否则，执行步骤8；步骤7目标基站调整接收下一个数据帧的时间范围，并进行正常的数据帧接收；重复执行步骤5、6，直至数据帧传输过程结束；步骤8目标NB停止继续接收数据帧，并向源NB发送时间调整控制帧；步骤9源NB根据时间调整控制帧中的信息对后续数据帧的发送时间进行调整，并重新发送目标NB未接收的数据帧。
在本发明中，为了检测IuNB接口上的传输承载的状态，可以将传输同步过程设置为IuNB接口上的一个始终活跃的过程，即两个NB通过在它们之间的各个传输承载上定时发送传输同步控制帧来检测传输承载是否能够正常执行传输任务；如果源NB在某一传输承载上发出传输同步请求帧后，在一段时间内没有收到目标NB返回的传输同步响应帧，则停止在该传输承载上的数据传输过程；然后，通知无线资源管理实体为此数据流重建一条传输承载，或将此数据流映射到其它的传输承载上。
为了进行一步说明本发明，现结合具体实施例对本发明进行说明。
首先，假设NB1和NB2之间存在一条传输承载TB，IuNB接口对传输时间调整控制帧和传输同步控制帧的类型编码如图5所示，其中传输时间调整控制帧“TIMING ADJUSTMENT”的编号为“0000 0001”，传输同步请求控制帧“SYNCHRONISATION REQ”的编号为“0000 0010”，传输同步响应控制帧“SYNCHRONISATION RESP”的编号为“00000001”。
现在NB1需要向NB2发送一组连接帧号分别为CFN1～CFNn的IuNB数据帧F1～Fn。其数据帧传输包括四个过程1、初始传输同步过程为了保证传输承载TB处于正常的畅通状态，NB1先在TB上向NB2发送一个如图6所示的传输同步请求控制帧，其中第一字节的第0位值为1，标识该帧是控制帧，承载的连接帧号为CFN1。
NB2记下上述传输同步请求控制帧到达的时间ToA，然后检查控制帧的内容；从控制帧第二字节的编码可知该控制帧是传输同步请求控制帧，NB2根据其中的相应信息生成如图7所示的传输同步响应控制帧，并将其通过TB传送给NB1；NB1接收到传输同步响应帧后，检查其中的CFN1是否为其发出的传输同步请求帧中的CFN1值，如果是，则再检查ToA是否是正常的时间值，如果是，则通知上层NB1开始通过TB向NB2发送数据帧F1。
2、传输数据帧过程在接收到第一个数据帧F1之前，NB2需要根据IuNB接口控制面的相关信息将数据帧F1的接收时间窗口设置为[ToAWS1，ToAWE1]，其中ToAWS1是当前的时间，ToAWE1是在ToAWS1上加上一个相对固定的时间偏差；每接收到一个数据帧Fi后，到达时间窗口向后滑动一个时间值，为[ToAWS(i+1)，ToAWE(i+1)]。
现假设NB1正准备通过TB向NB2发送数据帧Fi(1≤i≤n)；NB2为Fi设置的到达时间窗是[ToAWSi，ToAWEi]；NB2接收到连接帧号为CFNi的数据帧Fi后，检查它的接收时间ToAi与时间窗的关系；如果ToAi小于ToAWSi，或者大于ToAWEi时间，则NB2向NB1发送传输时间调整控制帧；如果NB1一定时间间隔后没有接收到任何从NB2传来的时间调整控制帧，则继续发送下一个数据帧F(i+1)。
3、传输时间调整过程当NB2检测出连接帧号为CFNi的数据帧到达NB2的时间ToAi在NB1指定的时间窗口(ToAWSi，ToAWEi)之外时，停止对TB上继续传来的数据帧的接收，同时计算T-diff＝ToAi-ToAWEi，然后向NB1发送如图8所示的传输时间调整控制帧，NB1接收到上述传输时间调整控制帧后，根据T-diff值进行传输时间的调整，并重新发送Fi及其后续数据帧。
假设在NB1接收到上述传输时间调整控制帧之前，已经将F(i+1)和F(i+2)两个数据帧发送到TB上；由于NB2在发出传输时间调整控制帧后暂停了对TB上的后续数据帧的接收，F(i+1)和F(i+2)将被丢失；所以NB1在重新发送Fi之后，仍要将F(i+1)和F(i+2)再传一遍。
4、同步状态的维持过程
在传输数据帧F1～Fn的过程中，为了确定TB是否保持正常的承载状态，NB1以dT时间为间隔向NB2发送传输同步请求控制帧，其中的CFN域采用下一个将要发送到TB上的数据帧Fm的连接帧号CFNm值。
如果NB1等待了dT时间后仍未收到从NB2发回的传输同步请求控制帧，立即停止后续数据帧的发送，并将承载出错信息通知IuNB接口无线资源的管理实体。
假设该无线资源管理实体检查发现TB存在故障，并决定在NB1与NB2之间重建一条新的传输承载TB-new；则在该传输承载建立完成后，NB2将数据帧Fm～Fn转到TB-new上继续发送；TB-new将为数据帧Fm～Fn设置新的连接帧号，并重复上述四个数据传输过程。
权利要求
1.一种基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，包括a、源基站确定需要向目标基站发送的数据帧；b、通过控制帧的传输实现源基站与目标基站间的传输同步；c、在源基站与目标基站间进行数据帧的传输，并根据需要进行传输时间调整。
2.根据权利要求1所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的在源基站与目标基站间进行数据帧传输过程中，还包括进行数据传输同步状态的维持。
3.根据权利要求2所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的进行数据传输同步状态的维持包括d、源基站定时向目标基站发送传输同步请求控制帧，控制帧中承载着下一个将要发送的数据帧的连接帧号；e、目标基站根据接收的传输请求同步控制向源基站返回传输请求同步响应帧；f、源基站判断是否正常接收目标基站返回的传输请求同步响应帧；g、如果正常接收到传输请求同步响应帧，则正常进行数据帧的发送；h、如果没有正常接收到传输请求同步响应帧，则停止数据帧的发送，并根据需要重新建立传输承载进行数据帧的发送。
4.根据权利要求1所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的控制帧包含帧校验码域、控制帧类型域、控制信息域。
5.根据权利要求1或4所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的步骤b包括b1、源基站向目标基站发送传输同步请求控制帧；b2、目标基站记录传输同步请求控制帧的到达时间，并生成传输同步响应控制帧；b3、将传输同步响应控制帧发送给源基站；b4、根据传输同步响应控制帧实现传输同步。
6.根据权利要求5所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的传输同步请求控制帧的控制信息域为数据帧的连接帧号；所述的传输响应帧控制帧的控制信息域为与传输同步请求控制帧对应的连接帧号及到达时间。
7.根据权利要求1、4或5所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的步骤c包括c1、确定目标基站接收源基站发来的数据帧的期望时间范围，并接收源基站发来的数据帧；c2、判断接收数据帧的时间是否处于期望的时间范围内；c3、如果处于期望的时间范围内，则调整确定接收下一个数据帧的期望时间范围，并进行数据帧的正常接收；c4、如果处于期望的时间范围之外，则停止继续接收数据帧，并向源基站发送传输时间调整控制帧；c5、源基站根据时间调整控制帧进行数据帧发送时间的调整，并重新发送相应的数据帧。
8.根据权利要求7所述的基于帧协议的基站间实现数据传输的方法，其特征在于所述的步骤c5包括c51、源基站接收传输时间调整控制帧；c52、根据传输时间调整控制帧承载的连接帧号及时间差值，确定需要重新发送的数据帧，并进行数据帧传输时间的调整；c53、源基站将需要重新发送的数据帧向目标基站重新发送。
全文摘要
本发明涉及一种基于帧协议的基站间实现数据传输的方法。该方法包括当源基站需要向目标基站发送数据帧时，首先通过控制帧的传输实现源基站与目标基站间的传输同步；然后，在源基站与目标基站间进行数据帧的传输，并根据需要进行传输时间调整；本发明中还包括利用传输同步过程进行监测传输承载是否处于正常工作状态。因此，本发明实现了在基站之间通过基站间接口进行数据帧的传输，并可以对数据传输过程进行同步和接收控制，保证了数据传输的可靠性。
文档编号H04L12/66GK1463129SQ02121010
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月29日 优先权日2002年5月29日
发明者张萍 申请人:华为技术有限公司