在集成接入和回程网络中路由数据的制作方法

本发明一般涉及在无线通信系统的集成接入和回程(iab)网络中路由数据以及管理数据的路由。

背景技术：

1、无线通信系统被大量部署以应对从移动宽带、大规模机器类型通信到超可靠低时延通信(ultra reliable low latency communication(urllc))的宽范围应用。这样的系统允许多个用户设备(ue)或移动终端共享无线介质，以通过一个或多于一个基站在无线电接入网络(ran)上交换数个类型的数据内容(例如，视频、语音、消息传递、…)。传统上，基站(例如，通过光纤)被有线连接到核心网，从而形成称为回程(bh)的中间网络。

2、这种无线多址通信系统的示例包括诸如第四代(4g)长期演进(lte)或最近的第五代(5g)新空口(nr)系统等的基于第三代合作伙伴计划(3gpp-rtm)标准的系统或者诸如wifi等的基于ieee 802.11标准的系统。

3、由于用户数量的增加和较高的吞吐量要求，对网络致密化的需求增加。

4、面对具有网络致密化的有线回程网络的高部署成本和时间的问题，3gpp在针对5gnr的最近版本16中提出了无线回程，也称为集成接入和回程(iab)，其中代替光纤，无线(即，无线电)频谱的一部分被用于基站的回程连接。(基站之间的)无线回程通信可以使用与(基站和ue之间的)接入通信相同的无线电资源。

5、iab被证明是在密集区域或难以覆盖的区域中进行基于光纤的回程的竞争性替代方案，因为iab允许在没有对基站进行布线的负担的情况下可缩放且快速的安装。

6、iab最有可能在毫米波(mmwave)频带中操作以实现所需的gbps(每秒千兆位)数据速率。

7、然而，已知毫米波在一些天气条件(雨、雾)下经受信号强度的强衰减，并且在障碍位于发射器与接收器之间的路径中的情况下经受阻塞。

8、为了应对这些潜在的无线电链路故障，可以在iab框架内提供拓扑冗余，其中在直接连接到核心网的iab基站(也称为“iab施主”)和服务ue的iab基站(也称为ue的“接入iab节点”)之间建立多个数据路径。数个中间iab基站(也称为iab节点)可以涉及iab施主和接入iab节点之间的数个路径中的各回程路径，由此在多跳iab网络内形成替代数据路径。

9、默认定义了通过iab节点集合的路径，其中数据优选沿该路径被传输。此外，定义了沿着不同的iab节点集合的一个或多于一个备份路径，这些备份路径可以在默认路径的任何链路上发生无线电链路故障(rlf)的情况下被使用。在回程网络中的两个连续iab节点之间定义链路。备份路径在由于与默认链路容量相比对应用流量的过大需求而导致链路拥塞的情况下也是有用的。可以激活向备份路径的流量重新路由或者默认路径与一个或多于一个备份路径之间的负载平衡，以减轻拥塞。

10、像gnb一样，iab施主由中央单元(cu或gnb-cu功能)以及一个或多于一个分布式单元(du或gnb-du功能)组成。直接或间接耦接到iab施主的各iab节点(包括接入iab节点)包括用以在朝向iab施主的上游方向上进行通信的iab-mt(iab移动终端)和用以在朝向ue的下游方向上进行通信的iab-du(iab分布式单元)。

11、为了使得能够通过多个回程跳进行路由，引入了特定的iab协议子层(在3gpp版本16规范ts 38.340(第16.3.0版)中规定的回程适配协议(bap)子层)。在各iab-mt中存在一个bap实体，在各iab-du中存在一个bap实体，并且在各iab施主du中存在一个bap实体。向各iab节点和各iab施主du指派唯一的bap地址。bap子层将ip sdu(服务数据单元)封装到bappdu(协议数据单元)中，其中各bap pdu由bap报头和有效载荷部分(其包括ip sdu)组成。

12、bap报头包括bap路由id，其是目的地bap地址和要遵循的回程路径的标识符(路径id)的级联。bap路由id是由(下游方向上的)发起方iab施主du的bap子层或(上游方向上的)发起方iab节点设置的。然后，使用由各iab节点中和各iab施主du中的iab施主cu配置的回程路由表，根据bap路由id来对bap pdu进行路由。在bap实体中接收到bap pdu时，将目的地bap地址与本地bap地址进行比较。如果本地地址与目的地bap地址匹配，则移除bap报头并将有效载荷递送到上层。

13、对于iab施主du中的bap实体，如果目的地bap地址与本地bap地址不匹配，则丢弃bap pdu。对于iab节点的iab-mt或iab-du中的bap实体，如果目的地bap地址与本地bap地址不匹配，则将bap pdu递送到级联的bap实体以供路由并传输到下一跳。回程路由表使用bappdu报头中的bap路由id作为该表的条目，提供与下一跳bap地址相对应的出口链路。在例如由于无线电链路故障(rlf)而导致所指示的出口链路不可用的情况下，无论路径id如何，都选择具有相同目的地bap地址的条目。如果路由表中没有与bap报头的bap路由id或目的地bap地址匹配的条目，则丢弃bap pdu。

14、根据针对iab所描述的行为，即使数个iab施主du提供向同一iab施主cu的连接，3gpp版本16规范也不允许在朝向不同iab施主du的上游方向上重新路由bap pdu。实际上，在上游方向上，bap pdu的目的地bap地址与可用的数个iab施主du其中之一相对应。由于iab施主du设置有不同的bap地址，因此iab节点可能在其路由表中找到替代路径以到达目的地bap地址所针对的iab施主du，但iab节点不具有用以标识可以通过替代路径到达的替代iab施主du的信息。此外，在假定bap pdu到达替代iab施主du的情况下，后者将丢弃bappdu，因为目的地bap地址将不与其自身bap地址匹配。

15、此外，3gpp一直考虑施主间冗余，其中被称为边界iab节点的iab节点可以接入连接到两个不同iab施主cu的两个不同父节点。因此，边界iab节点尽管属于单个iab网络(即，属于配置和管理所用的单个iab施主cu)，也能够将bap pdu从由第一iab施主cu管理的第一iab网络路由到由第二iab施主cu管理的第二iab网络。这样的施主间冗余的优点在于第一iab施主cu通过将其bap pdu中的一些bap pdu经由第二iab网络进行路由来进行卸载的能力，由此减轻拥塞问题或者克服在第一iab网络中可能出现的无线电链路故障问题。然而，由于在各iab网络中独立地进行bap地址、bap路径id和回程无线电链路控制信道标识符(bhrlc ch id)的指派，因此可以在各拓扑中指派相同的值，例如，属于第一iab网络的iab节点可以被指派与属于第二iab网络的iab节点相同的地址，这可能导致显著的路由问题。例如，如果第一iab网络的边界iab节点具有与第二iab网络中的iab节点相同的地址，则在边界iab节点接收到具有报头(其包括与边界iab节点的地址(以及因此第二iab网络中的iab节点的地址)匹配的目的地bap地址)的bap pdu时，边界节点将不能决定bap pdu是针对边界iab节点并因此必须被转发到上层、还是旨在针对第二iab网络中的iab节点并因此必须被转发到下一跳。类似地，iab节点可能将bap pdu重新路由到错误的目的地iab节点。

16、因此，需要一些新的机制来克服上述问题，同时限制iab节点处的处理的复杂度以及将由这样的处理导致的时延。

技术实现思路

1、根据本发明的第一方面，提供了一种用于在集成接入和回程通信系统即iab通信系统中的iab节点处处理数据包的方法，所述iab通信系统包括至少两个iab拓扑，并且各iab拓扑包括多个iab节点，所述方法包括：

2、接收数据包，所述数据包包括路由标识符；

3、在向另一iab节点传输所述数据包之前，确定是否要更新所述路由标识符；

4、响应于确定为要更新所述路由标识符：

5、基于报头重写配置信息以及接收到的数据包的路由标识符，来标识新路由标识符和关联的iab拓扑；

6、通过用所标识出的新路由标识符更新接收到的数据包的路由标识符来更新接收到的数据包，以提供包括所标识出的新路由标识符的更新数据包；

7、基于与所标识出的iab拓扑相关联的路由配置信息以及所标识出的新路由标识符，来确定所述数据包要被路由到下一iab节点所通过的出口回程链路；以及

8、将所述更新数据包通过所述出口回程链路传输到所述下一iab节点。

9、本发明提供了通过一个或多于一个集成接入回程(iab)网络或者一个或多于一个iab拓扑来路由数据包(诸如回程适配协议(bap)协议数据单元(pdu)等)，并且因此允许将数据包从第一iab网络(也称为第一iab拓扑)重新路由到第二iab网络(也称为第二iab拓扑)。在以下的说明中，术语iab拓扑与iab网络可互换地使用。

10、通过在标识出口回程链路(通过该出口回程链路，数据包要被路由到另一iab节点)之前首先检查是否要更新接收到的数据包的路由标识符，在iab节点处，当处理数据包以供在iab通信系统中路由时，通过避免iab必须不必要地解析路由配置信息和/或路由标识符映射信息的所有信息(例如，在针对相应的路由标识符未找到匹配时，不必要地解析路由标识符映射信息和/或路由配置信息中的所有路由标识符)，可以节省处理资源和处理时间(其影响时延)。

11、示例布置具有针对路由配置信息中的各路由标识符的更新(或重写)指示(诸如针对路由配置表的各条目的更新字段或目的地地址字段等)，以指示是否要更新路由标识符。这使得iab节点能够在不必首先解析路由配置信息中的所有信息并检查针对各可能路由选项是否存在可用出口回程链路的情况下，确定是否要更新路由标识符。此外，iab节点具有基于当前无线电状况和拥塞来更新接收到的数据包的路由标识符(即，基于当前状况来优化数据包的路由)的灵活性。例如，当iab节点在更新接收到的数据包的路由标识符之后检测到在第二iab拓扑中无出口链路可用时，iab节点可以使路由配置信息中的针对该路由标识符的更新指示无效，并由此在路由具有相同路由标识符的接下来的数据包时节省一些处理时间。

12、在示例中，接收到的数据包是回程适配协议(bap)数据包，该bap数据包包括包含路由标识符的bap报头。

13、报头重写配置信息(也称为路由标识符映射信息)可以包括报头重写配置表，该报头重写配置表包括用于指示与新路由标识符相关联的iab拓扑的字段。

14、在示例中，接收到的数据包是回程适配协议(bap)数据包，该bap数据包括包含路由标识符的bap报头，并且路由配置信息包括回程路由配置表，该回程路由配置表包括用于指示是否要更新接收到的数据包的bap路由标识符的字段。

15、路由标识符映射信息可以包括路由标识符映射表，该路由标识符映射表包括用于指示与要更新的bap路由标识符相关联的iab拓扑的字段和/或用于指示与新路由标识符相关联的iab拓扑的字段。

16、根据另一方面，提供了如所附权利要求书中的权利要求21至24中任一项所述的用于在集成接入和回程(iab)通信系统中的iab节点处处理数据包的方法。

17、通过向iab节点提供包括用于指示与前一iab节点和下一iab相关联的拓扑的字段的回程rlc信道映射配置表和/或包括用于指示与下一iab节点相关联的拓扑的字段的回程rlc信道映射配置表，不论下一iab节点是在与iab节点相同的iab拓扑还是不同的iab拓扑中，都可以由iab节点选择并使用与所需qos匹配的回程rlc信道以将数据包路由到针对出口回程链路的下一iab节点。换句话说，使用包括用于指示拓扑的字段的回程rlc信道映射配置表，减轻了在各iab网络(其中在各拓扑中可能指派相同的值)中由于bap地址、bap路径id和回程无线电链路控制信道标识符(bh rlc ch id)的独立指派而产生的路由问题。

18、根据另一方面，提供了如所附权利要求书中的权利要求25至35中任一项所述的用于管理集成接入和回程(iab)通信系统中的数据包的处理的方法。

19、根据另一方面，提供了如所附权利要求书中的权利要求36所述的用于在集成接入和回程(iab)通信系统中的iab节点处处理数据包的方法。

20、通过确定更新数据包是否要被递送到上层(即，通过在用所确定的新路由标识符更新接收到的数据包的路由标识符来更新或重写接收到的数据包以提供更新数据包之后进行数据包是否要被递送到上层的确定)，可以进行检查以确定更新数据包是否到达了其目的地并应被递送到上层。如果在更新或重写接收到的数据包之后不进行检查，则即使当数据包到达了它们的正确目的地时，它们也可能被丢弃。

21、根据另一方面，提供了根据权利要求40所述的集成接入和回程(iab)节点的设备。

22、根据本发明的另一方面，提供了根据权利要求50所述的集成接入和回程(iab)节点。

23、根据本发明的另一方面，提供了根据权利要求51所述的施主中央单元(cu)。

24、根据另一方面，提供了一种集成接入和回程通信系统即iab通信系统的施主中央单元即施主cu的设备，所述iab通信系统包括至少两个iab拓扑，各iab拓扑包括多个iab节点和施主中央单元即施主cu。所述设备包括：处理单元；以及存储器，其能够操作地连接到所述处理单元，并且用于存储指令，所述指令在由所述处理单元执行时，将所述处理单元配置为：针对所述第一iab拓扑的至少一个iab节点，提供用于通过至少所述第一iab拓扑路由数据包的数据包路由配置信息，其中所述数据包路由配置信息包括路由配置表和报头重写配置表，其中，所述路由配置表包括至少一个条目，该至少一个条目包括：针对路由标识符的路由标识符字段，所述路由标识符字段包括针对iab节点的地址的目的地地址字段以及针对向所述iab节点的路由路径的路径标识符的路径标识符字段；下一跳地址字段，用于指示所述路径标识符所标识的路由路径中的下一iab节点的地址，其中，报头重写配置表包括至少一个条目，该至少一个条目包括：针对路由标识符的先前路由标识符字段；针对路由标识符的新路由标识符字段；以及新拓扑字段，用于指示与所述新路由标识符字段中的路由标识符相关联的iab拓扑。

25、根据另一方面，提供了一种集成接入和回程通信系统即iab通信系统的施主中央单元即施主cu的设备，所述iab通信系统包括至少两个iab拓扑，各iab拓扑包括多个iab节点和施主中央单元即施主cu。所述设备包括：处理单元；以及存储器，其能够操作地连接到所述处理单元，并且用于存储指令，所述指令在由所述处理单元执行时，将所述处理单元配置为：针对第一iab拓扑的至少一个iab节点，提供用于通过至少所述第一iab拓扑路由数据包的数据包路由配置信息，其中所述数据包路由配置信息包括报头重写配置表，所述报头重写配置表包括用于指示与新路由标识符相关联的iab拓扑的字段。

26、根据另一方面，提供了一种集成接入和回程通信系统即iab通信系统的施主中央单元即施主cu的设备，所述iab通信系统包括至少两个iab拓扑，各iab拓扑包括多个iab节点和施主中央单元即施主cu。所述设备包括：处理单元；以及存储器，其能够操作地连接到所述处理单元，并且用于存储指令，所述指令在由所述处理单元执行时，将所述处理单元配置为：针对第一iab拓扑的至少一个iab节点，提供用于通过至少所述第一iab拓扑路由数据包的数据包路由配置信息，其中所述数据包路由配置信息包括具有至少一个条目的回程rlc信道映射配置表，该至少一个条目包括：

27、针对路由路径中的接着所述至少一个iab节点之后的下一iab节点的下一跳地址的下一跳地址字段，

28、出口拓扑字段，用于指示与所述下一iab节点相关联的iab拓扑，并且用于利用所述下一跳地址字段指示所述iab节点和所述下一iab节点之间的出口回程链路，

29、针对所述出口回程链路所用的回程rlc信道的回程rlc信道标识符的出口回程rlc信道标识符字段，以及/或者

30、针对所述路由路径中的在所述iab节点之前的前一iab节点的前一跳地址的前一跳地址字段，

31、入口拓扑字段，用于指示与所述前一iab节点相关联的iab拓扑，并且用于利用所述前一跳地址字段指示所述iab节点和所述前一iab节点之间的入口回程链路，

32、针对所述入口回程链路所用的回程rlc信道的回程rlc信道标识符的入口回程rlc信道标识符字段。

33、根据另一方面，提供了一种集成接入和回程通信系统即iab通信系统的第一施主中央单元即第一施主cu的设备，所述iab通信系统包括至少两个iab拓扑，各iab拓扑包括多个iab节点和施主中央单元即施主cu。所述设备包括：处理单元；以及存储器，其能够操作地连接到所述处理单元，并且用于存储指令，所述指令在由所述处理单元执行时，将所述处理单元配置为：

34、提供用于在所述至少两个iab拓扑中的第一iab拓扑和第二iab拓扑之间建立数据包的路由的请求，以发送到所述第二iab拓扑的第二施主cu；

35、从所述第二施主cu接收响应，所述响应包括指示所述第二施主cu是否接受了所述请求的确认信息、以及在所述第二施主cu接受了所述请求的情况下的配置信息，所述配置信息与所述第二iab拓扑中的一个或多于一个iab节点相关，用于标识用于在所述第一iab拓扑的至少一个iab节点和所述第二iab拓扑中的至少一个iab节点之间路由数据包的路由路径，

36、其中，所述请求包括以下信息元素即ie中的至少一个：

37、标识针对所述请求的路由方向的ie，在所述路由方向是上游的情况下，所述请求涉及将数据包从所述第一iab拓扑路由到所述第二iab拓扑，在所述路由方向是下游的情况下，所述请求涉及将数据包从所述第二iab拓扑路由到所述第一iab拓扑，

38、标识供所述第一施主cu使用以发送或接收数据包的所述第二iab拓扑中的至少一个iab施主分布式单元即至少一个iab施主du的ie，

39、标识供在辅iab拓扑中使用的边界iab节点的地址的ie，其中所述边界iab节点是与所述第二iab拓扑的iab节点连接的所述第一iab拓扑的iab节点，

40、指示下游方向上的数据包的目的地的ie，所述目的地是所述第一iab拓扑的边界节点或另一iab节点，

41、指示针对要路由的数据的预期吞吐量的ie，

42、指示针对要路由的数据的服务质量即qos的ie，

43、指示供所述第一施主cu在上游方向上路由数据的情况下针对入口链路上的边界iab节点使用的回程rlc信道标识符即回程rlc信道id以及/或者供所述第一施主cu在下游方向上路由数据的情况下针对出口链路上的边界iab节点使用的回程rlc信道id的ie，

44、指示在上游方向上路由数据的情况下针对报头重写配置表的至少一个先前路由标识符字段的内容以及/或者在下游方向上路由数据的情况下针对所述报头重写配置表的至少一个新路由标识符字段的内容的ie。

45、本发明的更多特征由其他的独立权利要求和从属权利要求来表征。

46、本发明的一方面中的任何特征可以以任何适当的组合应用于本发明的其他方面。特别地，方法方面可以应用于设备/装置/单元方面，反之亦然。

47、此外，以硬件实现的特征可以以软件实现，反之亦然。应相应地解释本文中对软件特征和硬件特征的任何提及。例如，根据本发明的其他方面，提供了一种包括指令的计算机程序以及携载该计算机程序的计算机可读存储介质，这些指令在该程序由处理单元执行时，使得该处理单元执行上述的任何方面或示例的方法。

48、还应当理解，在本发明的任何方面中描述和定义的各种特征的特定组合可以被独立地实现和/或供给和/或使用。