专利名称：无线通信系统中实时协议报文的传输方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，尤指一种无线通信系统中RTP报文的传输方法。
背景技术：
目前，IP技术在3G系统等无线通信领域得到广泛应用，比如WCDMA系统、TD-SCDMA系统。在IP通信中，实时业务报文，比如分组语音(VoIP)等，是通过实时协议(RTP，Real Time Protocol)进行传输的。RTP报文是基于用户数据报协议/网络互连协议(UDP/IP)提供的承载，每个报文头部占用40或60个字节，其中IPv4的头部有40个字节，IPv6有60个。图1显示的是RTP报文的详细格式，IP头部占用20/40个字节，UDP头部占用8个字节，RTP头部占用12个字节，承载业务的有效载荷占用的字节数相对较小，比如VoIP业务的有效载荷仅占用32个字节。可以看出，RTP报文头部在整个报文中占据很大的比例。
在WCDMA系统中，RTP报文一般是通过通用陆地无线接入系统(UTRAN)和用户设备接口(UU)传输到用户设备(UE)的，UU接口的协议结构是分层的，依次为分组数据聚合协议(PDCP)层、无线链路控制(RLC)层、媒体接入控制(MAC)层和物理(PHY)层。在上述协议分层中，下层可以通过服务访问点(SAP，Service Access Point)向上层提供服务，每个SAP都有自身的特性和参数。
在影响RTP报文传输的参数中，最重要的一个参数是传输信道(Transport Channel)的传输格式组合集合(TFCS)。TFCS参数包括传输块大小(TB size)，用于规定信道上允许传输的每个数据块大小；传输块数目(TB Number)，用于规定每次传送的数据块个数；传输时间间隔(TTI)，用于规定每隔多长时间执行一次传送，这些参数决定了RTP报文的传输带宽和传输速率。
在协议规定的传输信道中，由于专用传输信道(DCH)的TB Size、TBNumber和TTI是固定的，而实时业务的报文大小和传输间隔一般也是固定的，所以在标准中使用DCH信道在UU接口上传送RTP实时业务报文，图2显示的是在UU接口传输RTP报文的结构。
其中，IP上的实时RTP报文进入UTRAN后，先到达PDCP层，所述PDCP层为RTP报文提供在无线承载(RB)上的传输、压缩等服务。此时，PDCP层可以根据需要将RTP报文构造为RTP压缩报文或除RTP压缩报文之外的其余RTP报文，比如RTP未压缩/半压缩报文等。或者，RTP报文在进入UTRAN之前，已经构造为RTP压缩报文或其余RTP报文，此处不再赘述。
随后，经过处理的RTP报文被送至RLC层，进行报文分片、重组、确认重传、排序和流控等操作，并在专用业务逻辑信道(DTCH)上传输。
接着，通过MAC层对RTP报文进行调度，并将RTP报文从DTCH信道映射到DCH信道。
最后，RTP报文经由PHY层提供的专用物理信道(DPCH)发送至UE。
上述过程中，将经过UDP和IP封装后的RTP报文，称为IP上的实时RTP报文。
由于RTP/UDP/IP头部中的数据内容在传输过程中一般是不变的，为了提高传输效率，节省空口的带宽容量和无线信道的频谱资源，可以采用点对点压缩RTP/UDP/IP头部的方式进行传输。
在RTP实时报文传输过程中，仅在报文刚开始传输时为了进行压缩协商才传输未压缩报文，其余时间都是在传输压缩报文。此外，如果在传输过程中丢失压缩报文，导致压缩信息无法在两端同步、接收端无法解压缩时，发送端也需要传输未压缩/半压缩报文进行压缩信息同步，其中半压缩指的是将RTP报文中的内容部分压缩。
在引入RTP/UDP/IP头部压缩后，出现了两种传输间隔相同、而大小不一的RTP报文RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文。当这些报文交错出现时，将引发下列问题(1)如果压缩和未压缩报文在同一个DCH信道上传送，未压缩报文就需要分片、分批发送，这将使得传输时延加大，并可能导致报文丢失；(2)如果预先分配较大带宽给未压缩报文，在压缩协商完成后，采用同样的方式传送压缩报文会造成无线资源和带宽的浪费。
为了解决压缩报文和未压缩/半压缩报文的大小不同引发的问题，现有技术采用以下几种方法一、使用主扰码(PSC，Primary Scrambling Code)和次扰码(SSC，Secondary Scrambling Code)在同一个传输信道上区分压缩报文和未压缩/半压缩报文。
该方法具体为用PSC和SSC将同一个DCH信道映射的物理信道划分为主物理信道和次物理信道，将PSC对应的主物理信道分配给RTP压缩报文，将PSC和SSC分别对应的主物理信道和次物理信道都分配给RTP未压缩/半压缩报文。当传输RTP压缩报文时，只使用PSC对应的主物理信道；当传输RTP未压缩/半压缩报文时，同时使用PSC对应的主物理信道和SSC对应的次物理信道。
该方法的缺点是同时采用PSC和SSC将增加小区内的信号干扰，降低小区容量，并增加UE的解码复杂度。
方法二、无线承载重配置(Radio Bearer Reconfiguration)该方法具体为a、将初始DCH信道的传输参数设为适合传输压缩报文的状态。b、当要传送未压缩/半压缩报文时，通过控制面(C-Plane)的RRC信令，在RNC和UE之间发起无线承载重配置，对DCH信道和DPCH信道进行重新配置，增加信道带宽和传输块大小，以达到及时发送未压缩/半压缩报文的目的。c、未压缩/半压缩报文传输完毕，再次发起Radio BearerReconfiguration，将DCH信道和DPCH信道配置到适合传输压缩报文的状态。
由于无线链路重配置需要在RNC和UE之间进行多次信令交互，故执行一次重配置需要花费几百毫秒到几秒的时间，这会增加RTP实时报文的传输时延、扩大时延抖动。当系统中的无线资源较为紧张时，重配置还可能失败，此时UU接口只能使用原来的低带宽信道传输数据，从而降低实时业务的性能。
方法三、利用无线链路控制无应答模式(RLC UM)的分片重组功能将DCH信道的TFCS参数设定为符合传输压缩报文的状态，在需要传输未压缩/半压缩报文时，RLC UM自动进行报文分片，并分时发送这些分片。接收端的RLC层将接收到的分片进行重组，恢复出原来的报文。
该方法同样会增加RTP报文的传输时延、扩大时延抖动，而且报文分片后丢失率会提高，更降低了传输效率，无法保证业务的实时性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线通信系统中RTP报文的传输方法，以克服压缩报文和未压缩/半压缩报文在UU接口上传输，引发的传输时延和时延抖动加大等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种无线通信系统中实时协议报文的传输方法，该方法包括以下步骤RTP报文送至通用陆地无线接入系统后，根据压缩情况划分为RTP压缩报文和除RTP压缩报文之外的其余RTP报文，并通过不同的传输信道分别发送RTP压缩报文和其余RTP报文至用户设备。
所述其余RTP报文为RTP未压缩/半压缩报文。
所述划分RTP报文的方法为通用陆地无线接入系统的媒体接入控制层预先记录RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文的大小，则该媒体接入控制层根据接收到的RTP报文的传输块大小，区分出RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文。
所述媒体接入控制层预先设置压缩报文队列和未压缩/半压缩报文队列；则所述划分RTP报文的方法为通用陆地无线接入系统的无线链路控制层接收到RTP报文后，区分RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文，并分别送入媒体接入控制层的压缩报文队列和未压缩/半压缩报文队列保存。
所述无线链路控制层将RTP未压缩/半压缩报文保存到未压缩/半压缩报文队列之前，该方法进一步包括无线链路控制层根据媒体接入控制层的协议数据单元大小，将RTP未压缩/半压缩报文分片。
所述划分RTP报文的方法为通用陆地无线接入系统的分组数据聚合协议层根据接收到的RTP报文的报头信息，将所述RTP报文划分为RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文，并将RTP压缩报文送至第一专用业务逻辑信道，将RTP未压缩/半压缩报文送至第二专用业务逻辑信道，由第一专用业务逻辑信道和第二专用业务逻辑信道分别将RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文送至媒体接入控制层。
所述通过不同传输信道分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文的方法为媒体接入控制层将RTP压缩报文送至专用传输信道，并通过专用传输信道将RTP压缩报文映射到专用物理信道发送给用户设备；同时，媒体接入控制层将RTP未压缩/半压缩报文送至高速下行共享传输信道，并由高速下行共享传输信道将RTP未压缩/半压缩报文映射到高速物理下行共享信道，发送给用户设备。
预先按照RTP压缩报文大小设置专用传输信道的传输格式组合集合参数，则所述专用传输信道根据所设置的传输格式组合集合参数发送RTP压缩报文；预先按照RTP未压缩/半压缩报文大小设置高速下行共享传输信道的传输格式组合集合参数，则所述高速下行共享传输信道根据所设置的传输格式组合集合参数发送RTP未压缩/半压缩报文。
将RTP未压缩/半压缩报文送至高速下行共享传输信道之前，该方法进一步包括设置RTP未压缩/半压缩报文的优先级，则高速下行共享传输信道根据优先级发送RTP未压缩/半压缩报文。
所述通过不同传输信道分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文的方法为媒体接入控制层将RTP压缩报文送至主专用传输信道，并映射到使用主扰码的专用物理信道；媒体接入控制层将RTP未压缩/半压缩报文送至次专用传输信道，并映射到使用次扰码的专用物理信道；交错使用主扰码和次扰码分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文给用户设备。
由上述技术方案可见，本发明的这种无线通信系统中RTP报文的传输方法，在UU接口传输RTP报文时，将压缩报文和未压缩/半压缩报文进行分流，分别映射到不同的传输信道上发送，从而克服RTP报文在UU接口的传输时延和时延抖动加大等问题，提高了实时业务在无线通信系统，比如WCDMA系统和TD-SCDMA系统中的传输质量。
此外，本发明的方法不需要为RTP未压缩/半压缩报文预留带宽，从而减少UU接口的带宽浪费，提高RTP未压缩/半压缩报文在UU接口传输的可靠性。
图1为现有技术中RTP报文的详细格式；图2为现有技术中在UU接口传输RTP报文的结构；图3为本发明第一实施例中在UU接口传输RTP报文的结构；图4为本发明第二实施例中在UU接口传输RTP报文的结构；图5为本发明第三实施例中在UU接口传输RTP报文的结构。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
根据3GPP标准，一个逻辑信道可以同时映射到多个不同的传输信道上，故本发明中，将RTP报文划分为RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文，并分别映射到不同的传输信道发送，从而克服了压缩报文和未压缩/半压缩报文在同一个传输信道上交错传输带来的时延、资源浪费等问题。
实施例一、图3所示的是本实施例中UU接口传输RTP报文的结构，其中DCH传输信道只用来传输RTP压缩报文，而将RTP未压缩/半压缩报文用HS-DSCH传输信道发送，具体的实现方式可以有以下几种(一)、预先将DCH信道的TFCS参数按照RTP压缩报文进行设计，比如将TB Size设置为RTP压缩报文大小等，以便专门发送RTP压缩报文；在HS-DSCH信道设置一套TFCS参数，由于所有送达HS-DSCH信道的数据都要先经过MAC层的处理，且每个数据的大小都要符合MAC层的协议数据单元大小(PDU Size)，故将PDU Size按照RTP未压缩/半压缩报文进行设计，以适应未压缩/半压缩报文的传输要求。基于上述设置，RTP报文的传输过程具体为1、RLC UM接收到RTP报文后，直接将该报文提交给MAC层。该步骤中，RLC UM无需对RTP未压缩/半压缩报文进行分片。
2、MAC层预先记录压缩报文和未压缩/半压缩报文的大小，并设置报文大小和传输信道的对应关系，具体为压缩报文大小的数据块由DCH信道传输，未压缩/半压缩报文大小的数据块由HS-DSCH信道传输，则所述MAC层接收到RTP报文后，根据数据块大小确定传输信道。
压缩报文的后续发送方法与现有技术相同，此处不再赘述。对于未压缩/半压缩报文，HS-DSCH信道会将其映射到高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)发送给UE。
协议中规定，MAC层又划分为媒体接入控制专用(MAC-d)子层和媒体接入控制高速共享(MAC-hs)子层。其中，MAC-d子层位于RNC，用于进行报文在UE级别的调度和复用；MAC-hs子层位于NodeB，进行报文在小区级别的调度。数据块由DTCH信道传输到MAC层时，先到达MAC-d子层，并由MAC-d子层直接将数据块送至DCH传输信道，而MAC-d子层的数据块要通过MAC-hs子层才能送达HS-DSCH信道。
(二)、预先在MAC层为压缩报文和未压缩/半压缩报文分别建立存储队列，则RTP报文的传输过程具体为1、RLC UM接收到RTP报文后，将压缩报文送到MAC层的压缩报文队列保存，而将未压缩/半压缩报文送至MAC层的未压缩/半压缩报文队列。
上述过程中，RLC UM还可以根据MAC层的PDU Size决定是否将未压缩/半压缩报文分片后，再保存到MAC层的未压缩/半压缩报文队列中。
2、MAC层将压缩报文队列中的RTP压缩报文发送给DCH传输信道，将未压缩/半压缩报文队列中的报文发送给HS-DSCH传输信道，这两个传输信道分别将接收到的报文映射到自身对应的物理信道上，传输给用户设备，此处不赘述。
本实施例中，DCH信道的TFCS参数固定为适用于传输压缩报文，故DCH信道所映射的DPCH物理信道的带宽也是固定的，这样就不需要采用次扰码为未压缩/半压缩报文预留带宽。同时，由于DCH信道只传输RTP压缩报文，故不会在UU接口增加传输时延、扩大时延抖动。
HS-DSCH信道具有如下特点传输带宽大，可供多个用户共享；TTI短，仅为2ms；具有重传功能，能根据UE的信道状况选择合适的调制和信道编码方式；能进行快速调度。
针对上述特点，利用HS-DSCH信道传输RTP未压缩/半压缩报文具有以下好处(1)RTP未压缩/半压缩报文属于突发流，不以恒定速率发送，只在某小段时间内有较大流量，而HS-DSCH信道可以在一个TTI内传输大数据量报文，故满足了RTP未压缩/半压缩报文无分片发送的要求。
(2)在HS-DSCH信道上传输RTP未压缩/半压缩报文时，不需要为上述报文预留资源，只需将这些报文的优先级设为最大，就可以保证它们被优先调度、及时发送。在没有RTP未压缩/半压缩报文需要发送时，HS-DSCH信道的带宽资源可以调度给其它业务报文使用，这样就不会造成带宽浪费。
(3)HS-DSCH信道的TTI短(2ms)，故能够保证RTP未压缩/半压缩报文的快速传输。
(4)由于RTP未压缩/半压缩报文带有压缩信息，其重要程度比RTP压缩报文要高，使用HS-DSCH信道传输RTP未压缩/半压缩报文，恰好能够利用HS-DSCH信道的重传功能，从而在一定程度上保证RTP未压缩/半压缩报文的可靠传输。
在实际应用时，由于RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文由不同传输信道发送，故上述报文可能不会按照发送端的生成顺序到达接收端。但是，由于发送端为所有RTP报文使用的是同一个RLC UM实体，故不同报文的RLC序号(SN，Sequence Number)是统一编号的，接收端只要对RLC序号进行检查，就能防止压缩信息和数据流混乱。
实施例二、图4所示的是本实施例中UU接口传输RTP报文的结构。首先，将主DCH信道映射到使用PSC的DPCH信道上，用于传输RTP压缩报文；将次DCH信道映射到使用SSC的DPCH信道上，用于传输RTP未压缩/半压缩报文。然后，在小区内交错使用PSC和SSC分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文给UE。此时，RTP未压缩/半压缩报文仅使用SSC对应的DPCH信道进行发送。
由于PSC和SSC在小区中是交错使用，而不会出现同时使用的情况，故该方法不用同时接收两个扰码，可以减小UE的解码复杂度。
实施例三、
本实施例中，将RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文在UU接口进行分流的方法具体为在PDCP层根据报头信息区分RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文，将RTP压缩报文分发给第一DTCH逻辑信道，将RTP未压缩/半压缩报文分发给第二DTCH逻辑信道，具体结构见图5。
第一DTCH逻辑信道通过MAC层将RTP压缩报文送至DCH信道传输，后续过程与实施例一相同，此处不再赘述。
第二DTCH逻辑信道通过MAC层将RTP未压缩/半压缩报文送至HS-DSCH信道传输，后续过程也与实施例一相同，此处不再赘述。
此外，在PDCP层将RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文分流后，还可以执行以下操作由第一DTCH逻辑信道将RTP压缩报文送至主DCH信道，并由主DCH信道将RTP压缩报文映射到使用PSC的DPCH信道上，发送给UE；由第二DTCH逻辑信道将RTP未压缩/半压缩报文送至次DCH信道，并由次DCH信道将RTP未压缩/半压缩报文映射到使用SSC的DPCH信道上，发送给UE。
由上述的实施例可见，本发明的这种无线通信系统中RTP报文的传输方法，在无线通信系统的UU接口传输RTP报文时，将压缩报文和未压缩/半压缩报文分别映射到不同的传输信道上发送，从而克服RTP报文在UU接口的时延、资源浪费等问题，提高了实时业务在无线通信系统中的传输质量。
权利要求
1.一种无线通信系统中实时协议报文的传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤RTP报文送至通用陆地无线接入系统后，根据压缩情况划分为RTP压缩报文和除RTP压缩报文之外的其余RTP报文，并通过不同的传输信道分别发送RTP压缩报文和其余RTP报文至用户设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述其余RTP报文为RTP未压缩/半压缩报文。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述划分RTP报文的方法为通用陆地无线接入系统的媒体接入控制层预先记录RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文的大小，则该媒体接入控制层根据接收到的RTP报文的传输块大小，区分出RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述媒体接入控制层预先设置压缩报文队列和未压缩/半压缩报文队列；则所述划分RTP报文的方法为通用陆地无线接入系统的无线链路控制层接收到RTP报文后，区分RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文，并分别送入媒体接入控制层的压缩报文队列和未压缩/半压缩报文队列保存。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述无线链路控制层将RTP未压缩/半压缩报文保存到未压缩/半压缩报文队列之前，该方法进一步包括无线链路控制层根据媒体接入控制层的协议数据单元大小，将RTP未压缩/半压缩报文分片。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述划分RTP报文的方法为通用陆地无线接入系统的分组数据聚合协议层根据接收到的RTP报文的报头信息，将所述RTP报文划分为RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文，并将RTP压缩报文送至第一专用业务逻辑信道，将RTP未压缩/半压缩报文送至第二专用业务逻辑信道，由第一专用业务逻辑信道和第二专用业务逻辑信道分别将RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文送至媒体接入控制层。
7.根据权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于，所述通过不同传输信道分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文的方法为媒体接入控制层将RTP压缩报文送至专用传输信道，并通过专用传输信道将RTP压缩报文映射到专用物理信道发送给用户设备；同时，媒体接入控制层将RTP未压缩/半压缩报文送至高速下行共享传输信道，并由高速下行共享传输信道将RTP未压缩/半压缩报文映射到高速物理下行共享信道，发送给用户设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，预先按照RTP压缩报文大小设置专用传输信道的传输格式组合集合参数，则所述专用传输信道根据所设置的传输格式组合集合参数发送RTP压缩报文；预先按照RTP未压缩/半压缩报文大小设置高速下行共享传输信道的传输格式组合集合参数，则所述高速下行共享传输信道根据所设置的传输格式组合集合参数发送RTP未压缩/半压缩报文。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将RTP未压缩/半压缩报文送至高速下行共享传输信道之前，该方法进一步包括设置RTP未压缩/半压缩报文的优先级，则高速下行共享传输信道根据优先级发送RTP未压缩/半压缩报文。
10.根据权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于，所述通过不同传输信道分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文的方法为媒体接入控制层将RTP压缩报文送至主专用传输信道，并映射到使用主扰码的专用物理信道；媒体接入控制层将RTP未压缩/半压缩报文送至次专用传输信道，并映射到使用次扰码的专用物理信道；交错使用主扰码和次扰码分别发送RTP压缩报文和RTP未压缩/半压缩报文给用户设备。
全文摘要
本发明公开了一种无线通信系统中RTP报文的传输方法。该方法的过程包括RTP报文送至通用陆地无线接入系统后，根据压缩情况划分为RTP压缩报文和除RTP压缩报文之外的其余RTP报文，并通过不同的传输信道分别发送RTP压缩报文和其余RTP报文至用户设备。本发明的这种方法在无线通信系统的UU接口传输RTP报文时，将压缩报文和其余RTP报文分别映射到不同的传输信道上发送，从而克服RTP报文在UU接口的时延、资源浪费等问题，提高了实时业务在无线通信系统中的传输质量。
文档编号H04L12/56GK1980227SQ200510124359
公开日2007年6月13日 申请日期2005年11月29日 优先权日2005年11月29日
发明者庄宏成 申请人:华为技术有限公司