专利名称：宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯领域，具体地说，涉及WCDMA/TD-SCDMA系统中MGW(Media GateWay，媒体网关)上的用户面处理方法。
背景技术：
随着移动通讯系统在经济和社会生活等各个领域日益广泛的应用，移动通讯系统技术本身也在快速发展之中，从目前正在广泛使用的第二代移动通讯系统，到正在成熟完善的第三代移动通讯系统，技术上的发展正在日益满足用户对于通讯系统的需求。国际标准化组织3GPP负责第三代移动通讯系统国际标准WCDMA标准制定和修改。WCDMA网络中用户面资源主要包括UP(User Plane，用户面)协议处理和AMR(Adaptive Multi-Rate，自适应多速率)语音编解码算法，其中，UP协议主要保证每个用户的初始可用信息(包括用户数据速率集合、版本信息等)，同时能够调整用户数据的传输速率，并对用户数据进行时间调整，同时完成UP信息的错误监控，经过UP协议的数据具有特定的格式。UP层协议处理在WCDMA网络中对应与无线侧的接口(Iu口)为IuUP，对应MGW之间的接口(Nb口)为NbUP。而AMR算法则是自适应多速率算法，是3GPP规定的一种应用在WCDMA的编码方式，具有8种可变速率。
UP和AMR两种资源的分布可能有多种形式，而将UP协议和AMR算法放置在同一个处理器中则是目前普遍采用的主要方式，该种方式涉及的物理接口也包括用户面数据流的MAC(Media Access Control，媒体接入控制)端口、TDM(Time Division Multiplex，时分多路复用)端口以及与控制面的消息接口。UP处理包括和无线接口的IuUP以及与网络接口的NbUP，因此，所提到的用户面资源的调度包括在同一片处理器内对用户面数据流的MAC口、TDM口、控制面消息接口以及IuUP、NbUP、AMR处理模块的调度。目前常用的调度方法有两种，一是通过中断方式，当接收的数据满一个处理单位时产生中断，在中断服务程序中处理数据。但是这种方式有可能由于中断服务程序耗时过长，导致处理不均匀，甚至中断嵌套，而且有多个接口时，中断优先级的确定也非常困难，所以常用于对响应实时性要求高，处理简单，比较单一的应用中。另一种是查询方式，数据接收满一个处理单位时产生中断，置上对应接口上的READY标志，主程序不停循环各个接口和通道的READY标志，再根据READY标志调用。这种方式基本上避免了中断嵌套以及业务不均匀的情况，但可能会造成时延不稳，复杂性不一样的各种业务调度不公平，有些重要的消息不能及时响应的问题，常用于接口或通道较多，处理教复杂的应用。
在MGW的用户面资源处理中，由于业务模型多种多样，接口多，各个模块的处理时延差别大，业务处理复杂度也很高，同时还要求对控制面消息响应及时。用上面的任意一种方法，都难以满足时延稳定、业务负荷均匀、消息响应及时的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种WCDMA网络中对用户面资源的调度处理方法，以期克服现有技术存在的用户面资源多个模块调度时延不稳、负荷不均匀及对控制面消息响应不及时的问题，实现MGW中用户面资源处理时延稳定、负荷均匀并能及时响应控制面接口消息的公平调度。
为实现上述目的，本发明提出了一种宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，包括以下步骤第一步TDM口和MAC口上每收到一个处理单位的数据，将它们放到相应的接收缓冲区，并分别产生中断；第二步在中断服务程序中分别向同一循环消息队列顺序写消息，消息队列的写指针在两个中断中互斥(即保证两个中断不会同时使用该写指针)；第三步主程序顺序查询循环消息队列，当队列为空时，在队列的当前读取位置等待；当队列有消息代处理时，根据消息内容从相应缓冲区取出并处理对应的TDM码流或MAC包；第四步控制面消息接口上每收到一条控制面消息，产生一个中断，然后在中断服务程序处理和响应消息，从而保证了对控制面消息的及时响应；第三步与第四步同时进行。
采用本发明所述用户面资源调度方法，利用查询和中断向结合的方法，区别对待不同优先级的数据处理，同时，对于地位平等的数据，利用消息队列，保证了“先到先服务”的原则，兼顾了公平与效率。经过测算，与现有技术相比，能够解决用户面资源多个模块调度时延不稳、负荷不均匀及对控制面消息响应不及时的问题，可以提高系统的稳定性和业务质量(如话音质量)，是解决MGW中用户面资源调度的关键技术突破。
图1是本发明用户面资源处理系统结构示意图。
图2是本发明所述方法各处理环节的交互示意图。
图3是本发明调度的主程序流程示意图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明的具体实施作进一步的详细描述。
图1是本发明的系统环境结构图，包括物理接口(TDM口、MAC口、控制面消息接口)和三个业务处理模块(IuUP、NbUP、AMR)。其中TDM口和MAC口完成用户面数据流的收发，控制面消息接口主要完成控制面消息的接收并产生消息处理中断。
图2是本发明中几个主要处理环节之间的交互示意图。TDM口和MAC口上每收到一个处理单位的数据，将它们放到相应的接收缓冲区，并分别产生中断，在中断服务程序中分别向同一循环消息队列顺序写消息，消息队列的写指针在两个中断中互斥(即保证两个中断不会同时使用该写指针)。主程序顺序查询循环消息队列，当队列为空时，在队列的当前读取位置等待；当队列有消息代处理时，根据消息内容从相应缓冲区取出并处理对应的TDM码流或MAC包。这样保证了对用户面数据的“先到先服务”原则。同时，控制面消息接口上每收到一条控制面消息，产生一个中断，然后在中断服务程序处理和响应消息，从而保证了对控制面消息的及时响应。具体说来，包括以下四个环节第一环节 对控制面接口消息的响应控制面消息处理比用户面数据处理有更高的优先级。当系统的控制面消息接口收到一条消息时，产生一个中断，程序转入中断服务子程序中，对收到的消息进行相应的处理。中断服务子程序根据消息的类型，确定相应的消息处理流程，并根据系统需要，产生和发生响应消息。
第二环节 用户面数据流的缓冲由于不同端口的用户面数据处理拥有相同的优先级，所以每个端口都必须拥有自己的收发缓冲区。对于MAC(IP)口，所有的接收和发送数据分别共用一组缓冲区；而对于TDM口，缓冲区还需要按时隙分组，即每个时隙拥有一组接收缓冲区和一组发送缓冲区。
第三环节 用户面数据流对消息队列的驱动各个用户面数据流端口每接收一个处理单位(比如一个MAC包)的用户面数据，也要产生一个中断，但是与控制面消息不同的是此时并不处理用户面数据。在中断服务程序中，根据端口的类型和当前消息队列的写指针，向消息队列中写相应的消息，并移动消息队列的写指针。写入消息队列的消息应该包括消息有效标志、消息类型以及其它相关的参数(如TDM数据的时隙号)等。
第四环节 主程序对消息队列的查询主程序一直查询消息队列当前读指针所指向的消息的有效标志。如果当前消息队列读指针指向的消息有效，则进一步判断消息类型和相关的参数，然后根据消息类型和这些参数以及相应用户面数据接收缓冲区的读指针，读取并处理相应的用户面数据，然后移动用户面数据接收缓冲区的读指针和消息队列的读指针。
图3是本发明调度主程序的流程图。主程序中，初始化后一直查询消息队列中当前读指针所指向的消息，如果当前消息是有效的，则根据消息内容进一步判断待处理的数据是MAC数据还是TDM数据。
若为MAC数据，则从相应的MAC接收缓冲区取出待处理的数据，并根据控制面的指示确定作上行还是下行处理。若是上行，则调用UP上行处理过程，然后根据控制面指示决定是否作AMR解码，并将最后的输出根据需要组成MAC包送到MAC口发送或送到TDM发送缓冲区等待发送。若是下行，则先判断是否要作AMR编码，然后作UP下行处理，并将最后输出组成MAC包送到MAC口发送或者直接送到TDM发送缓冲区等待发送。
若为TDM数据，则根据消息指示的通道号到相应的TDM接收缓冲区取出待处理的数据。并判断是否要作AMR编码，然后作UP下行处理，并将最后输出组成MAC包送到MAC口发送或者直接送到TDM发送缓冲区等待发送。
上述过程完成之后，清除当前消息队列读指针所指示的消息，然后将该读指针加1，并取模，即若到消息队列的尾部，则返回队列头重新开始。
然后继续查询新位置的消息，重复上述过程。
本调度方法中，所有的用户面数据都按照到达的先后顺序进行处理，处理的时延最稳定，处理器的负荷分布最均匀，对各个资源的调度也最公平。同时对控制面的消息也能够以最快速度响应。
权利要求
1.一种宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，包括以下步骤第一步TDM口和MAC口上每收到一个处理单位的数据，将它们放到相应的接收缓冲区，并分别产生中断；第二步在中断服务程序中分别向同一循环消息队列顺序写消息；第三步主程序顺序查询循环消息队列；第四步控制面消息接口上每收到一条控制面消息，产生一个中断，然后在中断服务程序处理和响应消息；第三步与第四步同时进行。
2.根据权利要求1所述的宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，第二步中所述消息队列的写指针在两个中断中互斥。
3.根据权利要求1所述的宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，在所述第三步中，当队列为空时，在队列的当前读取位置等待；当队列有消息代处理时，根据消息内容从相应缓冲区取出并处理对应的TDM码流或MAC包。
4.根据权利要求1或3所述的宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，所述第三步中，进一步包括以下步骤步骤一主程序一直查询消息队列中当前读指针所指向的消息，如果当前消息是有效的，则根据消息内容进一步判断待处理的数据是MAC数据还是TDM数据；步骤二若为MAC数据，则从相应的MAC接收缓冲区取出待处理的数据，并根据控制面的指示确定作上行还是下行处理；步骤三若为TDM数据，则进行相应处理；步骤四清除当前消息队列读指针所指示的消息，然后将该读指针加1，并取模，返回队列头重新开始；步骤五继续查询新位置的消息，重复上述过程。
5.根据权利要求4所述的宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，所述步骤二中，进一步包括以下步骤(1)若是上行，则调用UP上行处理过程，然后根据控制面指示决定是否作AMR解码，并将最后的输出根据需要组成MAC包送到MAC口发送或送到TDM发送缓冲区等待发送；(2)若是下行，则先判断是否要作AMR编码，然后作UP下行处理，并将最后输出组成MAC包送到MAC口发送或者直接送到TDM发送缓冲区等待发送。
6.根据权利要求4所述的宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，其特征在于，所述步骤三中，进一步包括以下步骤(1)根据消息指示的通道号到相应的TDM接收缓冲区取出待处理的数据；(2)判断是否要作AMR编码；(3)作UP下行处理，并将最后输出组成MAC包送到MAC口发送或者直接送到TDM发送缓冲区等待发送。
全文摘要
本发明公开了一种移动通讯领域中宽带码分多址系统中用户面资源的调度处理方法，包括1.TDM口和MAC口上每收到一个处理单位的数据，将它们放到相应的接收缓冲区，并分别产生中断；2.在中断服务程序中分别向同一循环消息队列顺序写消息；3.主程序顺序查询循环消息队列；4.控制面消息接口上每收到一条控制面消息，产生一个中断，然后在中断服务程序处理和响应消息。本发明能够解决用户面资源多个模块调度时延不稳、负荷不均匀及对控制面消息响应不及时的问题，可以提高系统的稳定性和业务质量，是解决MGW中用户面资源调度的关键技术突破。
文档编号H04L12/24GK1545237SQ20031011221
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月14日 优先权日2003年11月14日
发明者柯昌伟, 蔺荣岩, 赵喆, 段斌 申请人:中兴通讯股份有限公司