专利名称：宽带码分多址系统中接口时间调整方法
技术领域：
本发明涉及第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)技术，特别涉及宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)移动通信系统中处理IUB(无线网络控制器和基站之间的标准接口)/IUR(无线网络控制器和无线网络控制器之间的标准接口)接口时间调整的技术。
背景技术：
随着通信技术的蓬勃发展，特别是移动通信技术的日益进步和完善，3G技术的大范围应用已经越趋成熟。其中，WCDMA移动通信技术已经成为3G标准中最为重要的一个分支。
WCDMA移动通信系统包含用户设备(User Equipment，简称“UE”)、无线接入网和核心网三部分。图1示出了WCDMA移动通信系统中的无线接入网10的组成结构。并且如图1所示，无线接入网10与UE20通过无线方式进行链接。WCDMA移动通信中的无线接入网10包含两类功能实体无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)11和B节点(NodeB)12。并且，一个RNC11可以控制多个B节点。其中，RNC11与B节点12直接通过标准的接口IUB相连，而RNC11和RNC13之间则是通过标准的接口IUR连接。RNC11主要负责无线接入网10与WCDMA移动通信系统中的核心网之间接口上的信令交互，它同时也负责空中无线资源的管理等。熟悉该领域的技术人员应该可以理解，这里所述的B节点12和B节点14其实都是指基站，其中B节点12通过无线方式与UE20相连。需要特别说明的是，UE20其实就是指如手机、手提电脑等能够通过无线方式接入WCDMA移动通信网络中的终端，为了具体地说明IUB/IUR接口，在图1中示出了两个B节点和两个RNC，其实这里所述的B节点12和B节点14以及RNC11和RNC13分别都是对应着同样的实体。
在WCDMA系统中，为了保证IUB/IUR接口的下行帧协议(FrameProtocol，简称“FP”)数据帧的传输，B节点12需要配置一个接收窗口。该接收窗口为从时间窗的起点(Time of Arrive Windows Start，简称“TOAWS”)到时间窗的终点(Time of Arrive Windows End，简称“TOAWE”)的一段时间范围。规定该接收窗口的目的是在于监督来自RNC11的数据帧是否按时到达。正常的下行FP数据帧应该落在时间窗起点之后，且在时间窗终点之前。若接收的FP数据帧落于窗口之外，则应该通过包含该FP数据帧到达时间(Time of Arrive，简称“TOA”)信息的时间调整控制帧来通知RNC11进行对应地调整。
图2示出现有技术中时间窗处理机制。如图2所示，包括TOAWS、TOAWE、最迟到达时间(the Latest Time of Arrive，简称“LTOA”)、数据在空口发射前必要的处理时间Tproc等在内的时间窗参数规定了无线接入网10中IUB接口的下行FP数据帧在B节点12侧预期的接收时间范围。其中，LTOA规定了数据帧的最迟到达时间，若数据帧在此时刻之后到达，B节点12将来不及处理而丢弃该数据帧。LTOA由B节点12内部定义，其值为数据帧在空中接口发送之前一个处理时间(Tproc)。TOAWE是接收窗的终止点，数据帧应该在这个终止点之前被接收到。TOAWE是相对于LTOA的正值，用以表明数据帧到达滞后，但仍能被B节点12处理。图2中所示的连接帧号(Connection Frame Number，简称“CFN”)是用于UE20和无线接入网10之间传输信道同步的一个帧号计数器。
TOAWS就是一个窗口的起始点，数据帧应该在这个起始点之后被接收到。TOAWS是相对于TOAWE的一个正值。当数据帧到达时刻晚于TOAWE，B节点12将向RNC11反馈“TOA＜0”的信息，以通知RNC11此时应该提前下发数据，RNC11一旦收到这样的信息就当即作对应的调整。而当数据帧到达时刻早于TOAWS时，B节点12则将向RNC11反馈“TOA＞0”的信息，RNC11收到“TOA＞0”的信息后就调整稍微晚一些发送数据，这样就减少了数据在B节点12中的延迟。需要特别说明的是，B节点12向RNC11反馈的TOA是数据帧实际到达时间与TOAWE之间的差值。若TOA为正值，表示数据帧在TOAWE之前接收到了，反之则表示数据帧在TOAWE之后接收。
在IUB/IUR接口的下行链路中，待传的FP数据帧需要依次经过RNC11一侧、无线传输介质以及B节点12一侧的处理和传送。FP数据帧从RNC11发出到B节点12，所经历的传输时延主要包括以下三个方面(1)RNC11内部处理的延时和抖动，各FP数据帧的间隔以传输时间间隔(Transmit TimeInterval，简称“TTI”)为均值，在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)传输网络层的延时和抖动，以异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称“ATM”)网络为例，包括ATM适配层2(ATM Adaptation Layer 2，简称“AAL2”)的路由/交换，AAL2服务数据单元(Service Data Unit，简称“SDU”)分段、封装，以及分组队列延、ATM服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)协商、复用连接等因素，并且传输的时延于待传送的FP数据帧的大小密切相关；(3)B节点12内部处理时延，因为B节点12一侧的ATM层在接收到ATM信元后，要进行队列的缓冲、流控、解复用、重组等操作，最后还原出所传的FP帧，并递交至高层FP层，这样就势必会引入新的缓冲延时。
实际上，在WCDMA系统中，具有特定QoS要求的不同业务，对于传输延迟有不同的限制范围，而且对延迟抖动的敏感度也不一样。会话、流、交互和背景这4类业务等级对于传输延迟的要求依次降低。会话和流业务应用允许的延迟较小，窗口的设置须优先保证实时业务的传输要求，避免更大的延时；而对于交互和背景业务，要求数据传输的准确可靠，处理速度和时延范围相对宽松。不同QoS要求的业务对时延的要求在IUB/IUR接口上映射为时间窗(TOAWS，TOAWE)的配置。时间窗参数随着无线链路(RadioLink，简称“RL”)的建立而设定，在无线链路建立请求(Radio Link SetupRequest)消息中，对于无线链路上承载不同业务的每一条传输信道(TransmitChannel，简称“Trch”)都需设置相应的时间窗，而不同传输信道的时间窗设置则相互独立，依照各自的承载业务要求而定。需要说明的是，这里所述的无线链路是UE20与B节点12之间的无线通信链路，而传输信道则是指由UE20至RNC11之间的传输路径。
在软切换情况下，UE20和多个B节点12之间都同时存在无线链接。并且，同时还可能存在有多种不同服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)要求的传输信道，每一个传输信道的数据都需要在多个无线链路上发送。为了更清晰简明地说明问题，将无线链路、传输信道或每一个无线链路对应的传输信道统称为支路。
对于上述情况，由于不同传输信道传输的数据有着不同的传输时延特性和时间窗参数配置，数据在到达不同的B节点之后，由于各自分别对应着不同的支路，而各个支路的传输时延不同，因此可能均有不同的时间调整请求。而RNC11在接收到一个TOA后就马上进行调整，时延大的B节点必然要求RNC11提前发送，而时延小的B节点则可能要求RNC11推迟发送。
在实际应用中，上述方案存在以下问题在现有技术中，当软切换或是多个传输信道(业务)并存的情况出现时，由于各个支路中RNC11到达被其控制的各个B节点的传输时延特性均不同，由于RNC11在接收到一个时间调整的TOA信息后就马上进行对应的调整，容易影响在各个支路上传输的数据在空中接口的顺利下发，而且各个支路对RNC11的下发时刻的要求不一致，TOA数值有统计波动，时早时晚，这样便会导致出现“乒乓”现象，即在短时间内RNC11对时间的调整存在震荡，影响了系统稳定性。而且由于实际上各个信道都有优先级，而且很可能相互之间存在关联，例如A信道的某个数据一定要比B信道的某个数据早到，所以调整起来很复杂，这样对RNC11的处理便造成了困难。而另一方面由于TOA的抖动也容易引起不恰当的时间窗配置，这样也就会出现下行发送时刻的误调整问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种宽带码分多址系统中接口时间调整方法，使得WCDMA移动通信系统能够确保各个支路上的数据在空中接口顺利地下发，并且可以有效地避免由于时间调整波动所引起的“乒乓”现象和时间误调整问题，保障WCDMA移动通信系统的运行可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了一种宽带码分多址系统中接口时间调整方法，该系统中的无线网络控制器通过至少两条支路同时向同一个用户设备发送数据，并从每条支路对应的基站节点接收时间调整请求，所述方法包含以下步骤所述无线网络控制器根据收到的所述时间调整请求找出当前时延最大的支路，并跟据该支路的当前时延对各所述支路的当前时间进行统一调整。
其中，所述无线网络控制器找出当前时延最大的支路的步骤包含以下子步骤对最近一个时间段内收到的每一个所述支路的时间调整请求的请求值进行平均，以平均值最大的那个支路作为当前时延最大的支路，以该平均值作为该支路的当前时延。
此外，所述对每一个支路的时间调整请求的值进行平均的步骤还进一步包含以下子步骤
A1所述无线网络控制器在每次收到所述时间调整请求时，判断当前是否处于统计状态，如果是则进入子步骤A2，否则进入统计状态，初始化各累计值，启动定时机制，并进入子步骤A2；A2累计相应支路上的时间调整请求的请求值和请求次数；A3当所述定时机制超时时，退出所述统计状态，并分别用各支路上的累计请求值除以相应的累计请求次数，得到各支路的所述平均值。
此外，所述定时机制的超时时间长度是预先设定的。
此外，所述支路是无线链路、传输信道或每一个无线链路中的传输信道。
此外，所述对各支路的当前时间进行统一调整包含调整下发时刻和调整连接帧号两种形式。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，首先，本发明通过对各个支路的时间调整请求的统计，并以基于TOA数值最大的支路为依据进行对所有支路的时间调整；其次，本发明方案采用基于统计平均的时间调整方法，对各个支路上的时间调整请求信息进行较长时间的统计，并以统计的TOA平均数值作为分析参考的对象，为时间调整提供依据。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，通过依据TOA数值最大的支路来对各个支路进行统一的时间调整方法，确保了各个支路上的数据在空中接口的顺利下发，保障了WCDMA移动通信系统的性能。而且，本发明方案通过在较长时间内对时间调整信息的有效统计，并采取基于统计平均的时间调整方法，可以避免现有技术中容易产生的“乒乓”现象，有效地解决了误调整问题，保障了WCDMA移动通信系统的运行性能，提高了系统的可靠性。
图1是现有技术中WCDMA系统中的无线接入网的组成结构示意图；图2是现有技术中时间窗处理机制的示意图；图3是根据本发明的一个实施例的用户设备同时拥有多个支路进行传输的示意图；图4是根据本发明的一个实施例的时间调整的处理流程示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
总的来说，本发明的原理在于，通过基于时延最大的支路进行时间调整的方法和基于统计平均的时间调整方法，一方面能够保证各个支路上传输的数据能够在空中接口顺利地下发，另一方面又可以避免现有技术中存在的由于时间调整的波动所引起的“乒乓”现象和误调整问题。
具体地说，本发明通过RNC11在收到时间调整请求后，对在各个支路上收到的时间调整的请求值和请求次数进行有效地定时统计，并根据时延最大支路的TOA来统一调整各个支路的下发时刻和连接帧号(ConnectionFrame Number，简称“CFN”)，从而保障了传输数据在空中接口的顺利下发，并避免了现有技术中存在的“乒乓”现象，而且解决了误调整问题。
图3是根据本发明的一个实施例的UE20同时拥有多个支路进行传输的示意图。
下面就结合图3来具体描述一下本发明方案中对于UE20在同时拥有多个支路的情况下进行时间调整的处理方法。
如图3所示，假设UE20同时存在两条传输信道(TRCH1和TRCH2)，并且处于软切换状态。也就是说，UE20和B节点12以及B节点15之间同时存在着传输信道，并各自对应着两条无线链路。在软切换情况下，UE20可能更多的B节点之间同时都存在着传输信道，这里为了文章说明的简明，以两条传输信道和两条无线链路为例作具体说明。
为了能够更清晰地说明本发明方案，不妨将B节点12与RNC11之间的链路称作通道(Channel，简称“Ch”)，这里有两条通道Ch1和Ch2。TRCH1包含B节点12与UE20之间的无线链路(RL1或RL2)和Ch1，而TRCH2则包含B节点15与UE20之间的无线链路(RL1′或RL2′)和Ch2。其中，Ch1接入到B节点12中，并分别通过RL1或RL2与UE20链接，而Ch22则接入到B节点15中，分别通过RL1′和RL2′与UE20进行链接。
对于上述情况，由于不同支路传输的数据有不同的传输时延特性和时间窗参数配置，数据到达B节点12和B节点15之后，由于二者分别对应着不同的支路，而各个支路的传输时延不同，因此可能均有不同的时间调整请求。其中，时延大的支路要求RNC11提前发送，而时延小的支路则要求RNC11推迟发送。
在软切换情况，定义n为UE20同时拥有的传输信道数目，而m为一个B节点与UE之间同时存在的无线链路数目。那么，在上述图3所示的情况中，UE20同时拥有两个传输信道(TRCH1和TRCH2)即n＝2，并且各自分别对应着两条无线链路，即m＝2。
设在某个时间段内不同支路上的时间调整请求为TOAij，其中i的取值范围为[1，n]，j的取值范围为[1，m]，即i在[1，2]内取值，而j在[1，2]内取值。为保证所有的数据都能在空中接口顺利下发，不至于由于来不及进行处理而丢弃，在由UE20至RNC11的所有支路中，选择一个对应的TOA最小数值作为RNC11调整的依据，即RNC11选择TOA的原则如下TOA＝Min{TOAij}，i的取值范围为[1，n]，j的取值范围为[1，m](1)实际上，上述时间调整的选取原则就是以时延最大的支路作为调整的依据。
这样，当时延较小的支路的数据提前到达时，通过上述调整原则就可以使得时间窗的窗长(TOAWS)必然不小于各个支路的时延差异，这样就不至于引起现有技术中由于时间调整的所产生的震荡，从而确保了数据帧在空中接口能够顺利下发。
FP数据帧经过了在IUB/IUR接口的传输，帧与帧之间存在着一定的传输时延抖动，为了避免由于这样的抖动而产生下行发送时刻的误调整，有必要统计较长时间内的时间调整，作为调整RNC11下发时刻的依据。本发明方案对此进行了对应处理。
下面就参照图4来具体描述本发明的一个实施例的时间调整的处理流程。
首先，在步骤400中，RNC11收到来自B节点的时间调整请求TOAij，其中i的取值范围为[1，n]，j的取值范围为[1，m]，这里的n和m值分别就是指上面所述的传输信道数目和无线链路数目。对于图3所述的实施例，TOAij的数值应该总共2×2共4个支路所对应的4个数值。随后，进入步骤410。
在步骤410中，RNC11判断其是否处于统计状态。如果不处于统计状态，则在接下来的步骤420中，初始化各累计值，启动定时机制，并进入步骤430。需要说明的是这里所述的统计状态是指RNC11已经正在进行统计各个支路的时间调整请求信息的状态，通过对较长时间内的时间调整做统计，能够为调整RNC11下发时刻提供了更充足的依据，并且，在步骤420中所述的定时机制的超时时间长度是预先设定的，用以限定统计时间的长度。
如果RNC11已经处于了统计状态，则直接进入步骤430。
在步骤430，其实就是完成统计状态下的统计处理，在统计状态下，RNC11累计在各个传输信道上收到的时间调整的请求值和请求次数。当达到定时机制所预先设定的超时时间长度时，则进入随后的步骤440。在此步骤中，RNC11实现了在较长时间内对时间调整信息的统计，为了在后面步骤中RNC11能够进行高效的时间调整收集了可靠的统计数据信息。
在步骤440中，当定时机制超时，RNC11退出统计状态，结束对各个支路时间调整请求信息的统计，并分别用各支路上的累计请求值除以相应的累计请求次数，得到各支路的TOA平均值。这里得到的TOA平均值是前面在较长时间内RNC11对接收到的时间调整请求信息的统计结果，通过对该TOA平均值的分析，并以此作为后面步骤中RNC11进行时间调整的依据可以获得比现有技术更有效的性能。
接下来，在步骤450中，利用在步骤440中得到的各个支路的TOA平均值，根据公式(1)，以其中TOA平均值最大的那个支路作为当前时延最大的支路，以该平均值为该支路的当前时延，并跟据该支路的当前时延对各支路的当前时间进行统一的调整。例如，对于图3所示的例子，RNC11在找到最大时延支路的TOA之后，应该对4个支路进行统一的调整，这样就可以更有效地确保数据能够在空中接口顺利下发，避免出现“乒乓”现象，并解决了现有技术中由于TOA波动而产生的误调整问题。需要说明的是，这里所述的当前时间的调整包含调整下发时间和调整连接帧号两种形式。其中，连接帧号的调整是依据TOA被10除取整来实现的，而下发时间的调整则是以TOA被10除取余得到的调整量来进行的调整。
通过上述本发明的时间调整处理流程，可以看出，本发明利用定时统计的时间调整信息，并通过统计平均原则来实现对下发时间和连接帧号的调整，这样的处理方法可以有效地避免在现有技术中由于RNC11接收到时间调整信息即进行调整而引起的一些固有问题。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种宽带码分多址系统中接口时间调整方法，该系统中的无线网络控制器通过至少两条支路同时向同一个用户设备发送数据，并从每条支路对应的基站节点接收时间调整请求，其特征在于，所述方法包含以下步骤所述无线网络控制器根据收到的所述时间调整请求找出当前时延最大的支路，并跟据该支路的当前时延对各所述支路的当前时间进行统一调整。
2.根据权利要求1所述的宽带码分多址系统中接口时间调整方法，其特征在于，所述无线网络控制器找出当前时延最大的支路的步骤包含以下子步骤对最近一个时间段内收到的每一个所述支路的时间调整请求的请求值进行平均，以平均值最大的那个支路作为当前时延最大的支路，以该平均值作为该支路的当前时延。
3.根据权利要求2所述的宽带码分多址系统中接口时间调整方法，其特征在于，所述对每一个支路的时间调整请求的值进行平均的步骤还进一步包含以下子步骤A1所述无线网络控制器在每次收到所述时间调整请求时，判断当前是否处于统计状态，如果是则进入子步骤A2，否则进入统计状态，初始化各累计值，启动定时机制，并进入子步骤A2；A2累计相应支路上的时间调整请求的请求值和请求次数；A3当所述定时机制超时时，退出所述统计状态，并分别用各支路上的累计请求值除以相应的累计请求次数，得到各支路的所述平均值。
4.根据权利要求3所述的宽带码分多址系统中接口时间调整方法，其特征在于，所述定时机制的超时时间长度是预先设定的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的宽带码分多址系统中接口时间调整方法，其特征在于，所述支路是无线链路、传输信道或每一个无线链路中的传输信道。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的宽带码分多址系统中接口时间调整方法，其特征在于，所述对各支路的当前时间进行统一调整包含调整下发时刻和调整连接帧号两种形式。
全文摘要
本发明涉及3G技术，公开了一种宽带码分多址系统中接口时间调整方法，使得WCDMA移动通信系统能够确保各个支路上的数据在空中接口顺利地下发，并且可以有效地避免由于时间调整波动所引起的“乒乓”现象和时间误调整问题，保障WCDMA移动通信系统的运行可靠性。本发明通过对各个支路的时间调整请求的统计，并以基于TOA数值最大的支路为依据进行对所有支路的时间调整；其次，本发明方案采用基于统计平均的时间调整方法，对各个支路上的时间调整请求信息进行较长时间的统计，并以统计的TOA平均数值作为分析参考的对象，为时间调整提供依据。
文档编号H04J13/00GK1841979SQ20051003399
公开日2006年10月4日 申请日期2005年4月2日 优先权日2005年4月2日
发明者沈伟峰 申请人:华为技术有限公司