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CN1463085A - 无线接入网络中的数据传输方法 - Google Patents

无线接入网络中的数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种无线接入网络中的数据传输方法，该方法为：利用负责用户终端与核心网络间数据传输业务的无线接入网网关，进行将用户数据从核心网传送给用户终端及将用户数据从用户终端传送到核心网的数据传输过程；本发明中还包括利用多个基站传送单个数据业务的数据传输方法。因此，本发明所述的将数据业务功能与控制功能分离的数据传输方法，有利于加快数据在无线接入网络中的传输速度，提高日益增长的高速数据业务的传输性能，适应无线通信技术发展的需要。另外，本发明所提供的由多个基站传送单个数据业务的数据传输方法，为进一步大幅度提高无线接入网络中数据传输速度提供了可能。

Description

无线接入网络中的数据传输方法
技术领域
本发明涉及一种无线网络通信技术，尤其涉及一种无线接入网络中的数据传输方法。
背景技术
实现用户终端与核心网络间的数据传输是无线接入网络中实现不同用户终端间通信的必要条件。目前，无线接入网络中的数据传输的业务均集中于RNC(无线网络控制器)中，这种集中了所有无线业务和控制功能的RNC对数据业务的传输处理速度大大降低，影响了无线接入网络的通信质量。因此，随着无线网络技术和业务的发展，无线接入网络中控制与业务功能的分离已经成为发展趋势。
在控制与业务功能分离无线接入网络中，与无线接口物理层密切相关的信令将大部分终止于基站，与业务相关的功能也将逐步移至基站中。基于这种情况，若仍采用现有无线接入网络中的数据传输方法，则无法适应这种控制与业务分离的无线接入网络。
而且，在现有的无线接入网络与用户终端之间的数据传输都是通过一个基站提供资源，数据传输速率受限于该无线传输技术，很难有较大幅度的提高，这种状况将无法满足数据传输业务对无线网络传输速率不断提高的要求。另外，无线技术具有的交叉覆盖特性和并行收发特性使用户设备具有同时与多个基站通信的能力，利用这种能力可以在单个基站传输能力有限的情况下通过多基站的合作实现更高的传输性能。但是，目前的无线网络标准并没有提供这种由多个基站传送单个数据业务的方法。
发明内容
本发明的目是的提供一种无线接入网络中的数据传输方法，使得无线接入网络中数据传输速率的大幅度提高成为可能。
本发明的目的是这样实现的；无线接入网络中的数据传输方法，包括：
在下行阶段，用户数据从核心网传送给用户终端：
(1)无线接入网网关从核心网接收用户数据，并将其转换成相应的帧格式；
(2)无线接入网网关将用户数据帧通过无线承载传送给基站；
(3)基站将数据帧编码调制转换成无线接口的传输块，通过物理信道发送给用户终端；
在上行阶段，用户数据从用户终端传送到核心网：
(4)基站从用户终端接收传输块，将其解调解码转换成相应的数据帧；
(5)基站将数据帧通过无线承载传送给无线接入网网关；
(6)无线接入网网关将基站传来的数据帧进行格式转换后发送给核心网。
所述的步骤(2)包括：
(21)无线接入网网关将各个用户的数据帧复用在IP数据报中；
(22)将IP数据报分别发送给服务基站和漂移基站。
所述的服务基站为一个；所述的漂移基站的数目为根据用户的数据流量、数据传输质量和数据传输速率确定。
所述的步骤(22)包括：
(31)如果无线接入网网关与漂移基站间存在直接传输链路，则无线接入网网关直接向漂移基站传输数据；
(32)如果无线接入网网关与漂移基站间不存在直接传输链路，则无线接入网网关通过服务基站向漂移基站传输数据。
所述的步骤(3)包括：
(41)基站对接收的IP数据报进行解复用，得到各个用户的数据帧；
(42)服务基站与漂移基站间交换用户数据和与数据传输相关的控制信令；
(43)基站对数据帧进行编码调制生成无线传输块；
(44)基站将无线传输块通过无线信道传送给用户终端；
(45)用户终端对无线传输块进行解调和解码，得到用户数据帧；
(46)用户终端对来自各个基站的同一业务数据帧进行组合，得到完整的数据帧。
所述的步骤(45)为：用户终端根据服务基站和漂移基站发来的传输块承载的互不相同的扰码分别对其进行接收和解码。
所述的核心网与无线接入网网关间、无线接入网网关与基站间、基站与基站之间的数据传输采用基于IP协议的传输协议栈。
所述的步骤(21)中复用后的IP数据报结构包括：
连接标识字段：连接标识用于标识被复用数据的来源；
数据序列号字段；数据序列号用于标识被复用数据在相应来源中的位置。
所述的复用后的IP数据报结构还包括：
复用头字段：复用头用于标识数据的复用状态。
传输层协议采用UDP(用户数据报协议)时，所述的连接标识为UDP端口号。
传输层协议采用RTP(实时传输协议)时，所述的连接标识为实时业务的同步源标识。
由上述技术方案可以看出，本发明是通过在无线接入网络中建立的无线接入网网关和基站直接在用户终端与核心网之间传送用户数据。这种基于无线接入网络中数据业务功能与控制功能分离的数据传输方法，有利于加快数据在无线接入网络中的传输速度，提高日益增长的高速数据业务的传输性能，适应无线通信技术发展的需要。本发明还提供了由多个基站传送单个数据业务的数据传输方法，进一步为大幅度提高无线接入网络中数据传输速度提供了可能性。
附图说明
图1为本发明应用的无线接入网络结构示意图；
图2为本发明中无线接入网网关与多个基站的数据传输示意图A；
图3为本发明中无线接入网网关与多个基站的数据传输示意图B；
图4为本发明的具体实施流程图；
图5为带有复用标识的IP数据报结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的无线接入网络中的数据传输方法尤其适用于图1所示的控制与业务功能分离的无线接入网络，该网络将现有的RNC分为控制与业务两种实体，一种实体为无线接入网网关：负责核心网业务节点与基站之间的数据传输，另一种实体为无线接入服务器：负责无线资源管理和移动性管理等功能。
基于上述无线接入网网关，本发明所述的无线接入网络中的数据传输方法包括：用户数据从核心网传送给用户终端的下行阶段和将用户数据从用户终端传送到核心网的上行阶段，现结合图4对下行阶段的数据传输过程进行说明，具体过程如下：
步骤1：无线接入网网关通过Iu-u接口从核心网接收用户数据，并将其转换成Iug接口的帧格式；
Iug接口包括无线接入网网关与服务基站之间的接口Iug1，及无线接入网网关与漂移基站之间的接口Iug2，如图2所示；
Iug1接口上的帧格式主要是由无线接入网网关和服务基站在建立Iug1接口上的传输链路时通过协商而确定；Iug2接口上的帧格式通常与Iug1接口上的帧格式相同，以使漂移基站便于在传输数据的过程中与服务基站通过IuNB接口的帧同步实现用户数据的传输同步；
然后，无线接入网网关需要通过Iug接口(包括Iug1和Iug2)将用户数据帧发送至基站，基站包括服务基站和漂移基站，具体过程包括：
步骤2：在无线接入网网关中将用户数据帧封装至IP数据报中；
不同用户的数据帧可以通过复用的方式封装在同一个IP数据报里，封装后的数据报结构如图5所示，以便提高Iug接口的传输效率，在IP数据报中的复用数据可以通过连接标识符和数据序列号来标识，其中连接标识符主要用来识别被复用数据来自哪一个用户的哪一个连接；数据序列号用来标识被复用数据是某一个用户的第几个数据分组，IP数据报中还可以用一个复用头用来标识用户数据的复用状态，以便提高解复用时的速度；
连接标识符对于不同的传输控制层协议一般是不同的，例如：基于UDP协议的连接采用UDP端口号作为连接标识符；而基于RTP协议的连接则采用实时流的同步源标识作为连接标识符；
步骤3：通过Iug接口上的传输网络层将上述经过复用封装的IP数据报从无线接入网网关传送到基站端，基站包括服务基站和漂移基站；
对于某一个数据业务，必然需要有一个服务基站提供与用户终端的数据链路，以通过该链路进行数据传输；同时，对于同一个数据业务，还可能有一个或多个漂移基站提供与用户终端的数据链路，并利用这些数据链路向用户终端传输服务基站无法承担的用户数据，或者向用户终端传输能够提高服务基站数据传输质量或传输速度的信息，所采用的漂移基站的数目根据用户的数据流量、数据传输质量和数据传输速率确定；
当无线接入网网关与漂移基站之间有直接的链路连接时，无线接入网网关与漂移基站之间通过Iug2接口传输用户数据，如图2所示；
当无线接入网网关与漂移基站之间没有直接的链路连接时，无线接入网网关通过服务基站向漂移基站传输用户数据，服务基站与漂移基站之间为通过IuNB接口传输用户数据，如图3所示；
步骤4：在基站中将IP数据报解封装，恢复用户数据帧，即得到不同用户的数据帧；
不同用户的数据帧被与上述复用过程完成相逆的解复用过程从IP数据报中取出，放入等待空中接口传输的队列里；
步骤5：服务基站与一个或多个漂移基站通过IuNB接口交换与数据传输相关的信令；当无线接入网网关与漂移基站之间没有直接的链路连接时，服务基站与漂移基站之间还通过IuNB接口传输用户数据；
之后便是用户数据在空中无线接口的传输过程，包括：
步骤6：由基站(包括服务基站和漂移基站)将等候在上述无线接口传输队列中的数据帧编码调制生成无线传输块；
步骤7：基站将上述无线传输块通过无线接口(包括图2、图3所示的无线接口1和无线接口2)上的无线信道传送到UE(用户)端；
服务基站与漂移基站通过空中接口1和空中接口2向UE的传输在一般情况下是并行的，UE通过服务基站和漂移基站中不同小区所采用的扰码来区别来自不同小区的传输块，并用与小区一一对应的接收器对这些传输块分别接收和解码；
步骤8：UE端对接收到抚线传输块进行解调和解码，取出其中的用户数据帧；

Claims (11)

1、一种无线接入网络中的数据传输方法，包括：
在下行阶段，用户数据从核心网传送给用户终端：
(1)无线接入网网关从核心网接收用户数据，并将其转换成相应的帧格式；
(2)无线接入网网关将用户数据帧通过无线承载传送给基站；
(3)基站将数据帧编码调制转换成无线接口的传输块，通过物理信道发送给用户终端；
在上行阶段，用户数据从用户终端传送到核心网：
(4)基站从用户终端接收传输块，将其解调解码转换成相应的数据帧；
(5)基站将数据帧通过无线承载传送给无线接入网网关；
(6)无线接入网网关将基站传来的数据帧进行格式转换后发送给核心网。
2、根据权利要求1所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于所述的步骤(2)包括：
(21)无线接入网网关将各个用户的数据帧复用在IP数据报中；
(22)将IP数据报分别发送给服务基站和漂移基站。
3、根据根据权利要求2所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于：所述的服务基站为一个；所述的漂移基站的数目为根据用户的数据流量、数据传输质量和数据传输速率确定。
4、根据权利要求2或3所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于所述的步骤(22)包括：
(41)如果无线接入网网关与漂移基站间存在直接传输链路，则无线接入网网关直接向漂移基站传输数据；
(42)如果无线接入网网关与漂移基站间不存在直接传输链路，则无线接入网网关通过服务基站向漂移基站传输数据。
5、根据权利要求4所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于所述的步骤(3)包括：
(51)基站对接收的IP数据报进行解复用，得到各个用户的数据帧；
(52)服务基站与漂移基站间交换用户数据和与数据传输相关的控制信令；
(53)基站对数据帧进行编码调制生成无线传输块；
(54)基站将无线传输块通过无线信道传送给用户终端；
(55)用户终端对无线传输块进行解调和解码，得到用户数据帧；
(56)用户终端对来自各个基站的同一业务数据帧进行组合，得到完整的数据帧。
6、根据权利要求5所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于所述的步骤(55)为：用户终端根据服务基站和漂移基站发来的传输块承载的互不相同的扰码分别对其进行接收和解码。
7、根据权利要求4所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于：所述的核心网与无线接入网网关间、无线接入网网关与基站间、基站与基站之间的数据传输采用基于IP协议的传输协议栈。
8、根据权利要求2所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于所述的步骤(21)中复用后的IP数据报结构包括：
连接标识字段：连接标识用于标识被复用数据的来源；
数据序列号字段；数据序列号用于标识被复用数据在相应来源中的位置。
9、根据权利要求8所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于所述的复用后的IP数据报结构还包括：
复用头字段：复用头用于标识数据的复用状态。
10、根据权利要求8所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于：传输层协议采用UDP(用户数据报协议)时，所述的连接标识为UDP端口号。
11、根据权利要求8所述的无线接入网络中的数据传输方法，其特征在于：传输层协议采用RTP(实时传输协议)时，所述的连接标识为实时业务的同步源标识。
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