專利名稱：移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)，特別涉及移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法。
背景技術(shù)：
寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱“WCDMA”)是第三代移動通信(the 3rd Generation，簡稱“3G”)三種主流標準的一種，它繼承了現(xiàn)有的全球移動通信系統(tǒng)(Global Systems forMobile communications，簡稱“GSM”)標準化程度高和開放性好的特點，與GSM網(wǎng)絡有良好的兼容性和互操作性，是未來移動通信的發(fā)展趨勢之一。
WCDMA系統(tǒng)中，無線接入網(wǎng)(Radio Access Network，簡稱“RAN”)包含無線網(wǎng)絡控制器(Radio Network Controller，簡稱“RNC”)和作為基站的B節(jié)點(Node B)。其中，各個Node B用于接收所轄范圍內(nèi)的用戶設備(User Equipment，簡稱“UE”)信號，經(jīng)過處理后將其通過傳輸通道匯總到RNC；RNC用于集中處理Node B傳輸過來的信息，并將處理過的信息通過Node B發(fā)送給UE。
為了節(jié)約建網(wǎng)時RNC的成本，一個RNC通常需要提供大面積覆蓋，它連接并控制多個Node B，與之連接的Node B可以距離RNC很遠，可達上百公里，而且Node B彼此間的距離也較遠。Node B和RNC之間通過Iub接口連接。
Iub接口協(xié)議有異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，簡稱“ATM”)和網(wǎng)間互聯(lián)協(xié)議(Internet Protocol，簡稱“IP”)兩種。由于寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，簡稱“WCDMA”)的ATM網(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡很發(fā)達，而Iub接口的傳輸主要是利用ATM網(wǎng)絡或者IP網(wǎng)絡，因此，采用ATM和IP可以充分利用現(xiàn)有的低成本高帶寬具有統(tǒng)計復用的ATM網(wǎng)絡或IP網(wǎng)絡，以降低系統(tǒng)傳輸費用。
然而，當前Iub接口采用的最主要的傳輸仍然是端到端的一次群(E1/T1)傳輸模式。其中，E1是歐洲的脈沖編碼調(diào)制多路復用系統(tǒng)數(shù)字體系一次群(或稱鑒群)的帶寬速率標準，它包含32個64千比特每秒(kbit/s)的信道，一次群的帶寬速率為2.048兆比特每秒(Mbit/s)；而T1是北美、日本的脈沖編碼調(diào)制(Pulsed Code Modulation，簡稱“PCM”)多路復用系統(tǒng)數(shù)字體系一次群(或稱基群)的帶寬速率標準，它包含24個電話信道，其帶寬速率為1.544兆比特每秒，其中每個信道為64千比特每秒。
第三代合作伙伴項目(3rd Generation Partnership Project，簡稱“3GPP”)組織為了提升支持數(shù)據(jù)業(yè)務的能力，制定了高速下行分組接入(High SpeedDownlink Packet Access，簡稱“HSDPA”)和高速上行分組接入(High SpeedUplink Packet Access，簡稱“HSUPA”)規(guī)范。
其中，HSUPA作為高速上行數(shù)據(jù)包接入技術(shù)，在2004年引入到了3GPP版本6(Release 6)中，其系統(tǒng)的主要特點包括采用2毫秒(ms)短幀或10ms幀，在物理層采用混合自適應重傳請求(Hybrid Automatic RepeatRequest，簡稱“HARQ”)技術(shù)，上行Node B快速調(diào)度技術(shù)，提高了上行的頻譜效率。
HSDPA的極限空口速率可以達到十幾兆比特每秒，作為高速下行數(shù)據(jù)包接入技術(shù)，在2002年引入到了3GPP版本5(Release 5)中，HSDPA系統(tǒng)的主要特點包括采用2ms的短幀，在物理層采用HARQ和自適應調(diào)制和編碼(Adaptive Modulation and Coding，簡稱“AMC”)技術(shù)，引入16階正交調(diào)幅(Quadrature Amplitude Modulation，簡稱“QAM”)的高階調(diào)制來提高頻譜利用率，通過碼分和時分來實現(xiàn)各個UE的共享信道調(diào)度。但是，根據(jù)幀協(xié)議(Frame Protocol，簡稱“FP”)，HSDPA中的幀長度可能非常大，即產(chǎn)生巨幀。
當Node B與RNC之間采用E1/T1端到端地傳輸大帶寬的業(yè)務數(shù)據(jù)時，由于E1/T1的帶寬不大，每比特的傳輸成本比較高，所以這種傳輸不經(jīng)濟。然而，對于運營商來說，業(yè)務的贏利能力非常重要，而贏利能力與建設成本(CAPEX)和維護成本(OPEX)息息相關，因此提高傳輸效率，減少WCDMA網(wǎng)絡內(nèi)用于傳輸?shù)腅1/T1的數(shù)目，將直接降低建設成本和維護成本，提高運營商的贏利能力。
在WCDMA的Iub接口采用ATM傳輸方式時，無線網(wǎng)絡層用戶面數(shù)據(jù)采用ATM適配層類型2(ATM Adaptation Layer type 2，簡稱“AAL2”)承載，即經(jīng)過UP(上層協(xié)議)/AAL2/ATM/(E1或T1)，多層次的復雜封裝后傳輸。
在WCDMA的Iub接口采用IP傳輸方式時，無線網(wǎng)絡層用戶面數(shù)據(jù)采用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，簡稱“UDP”)承載，即也經(jīng)過UP/UDP/IP/L2(層2)/(E1或T1)，多層次的復雜封裝后傳輸。
在實際應用中，上述方案存在以下問題數(shù)據(jù)傳輸效率低，巨幀會導致數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩氯?br> 造成這種情況的主要原因在于，由于Iub接口無論采用ATM或IP傳輸方式，其用戶數(shù)據(jù)都要經(jīng)過多層次的復雜封裝后傳輸，其傳輸效率低。
由于Iub接口的傳輸效率低，但HSDPA的極限空口速率可以達到十幾兆比特每秒，F(xiàn)P幀長度大，可能產(chǎn)生巨幀，因此，會堵塞實時業(yè)務數(shù)據(jù)中長度較小的FP幀，從而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩氯?，影響實時業(yè)務的服務質(zhì)量(Qualityof Service，簡稱“QoS”)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，使得傳輸效率得以提高，在基本保持巨幀傳輸速率的同時，避免了因巨幀體積較大而導致的數(shù)據(jù)傳輸堵塞。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，包含以下步驟在發(fā)送端，如果需要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的大小超過預設門限，則將該數(shù)據(jù)幀進行IP封裝和分片以生成IP包，在該IP包中設置分割標志，再通過適配層組幀發(fā)送到接收端，否則直接通過適配層組幀發(fā)送到接收端；在所述接收端，如果接收到的所述適配層的幀的凈荷為IP包且包含所述分割標志，則將該IP包進行IP分片重組和解封裝以得到所述數(shù)據(jù)幀，否則直接從該幀的凈荷中得到所述數(shù)據(jù)幀。
其中，所述分割標志為以下之一或其任意組合特定的源IP地址、特定的目的IP地址、特定的源端口號、或特定的目的端口號。
此外在所述方法中，還包含以下步驟在所述發(fā)送端和接收端，預先將特定的源IP地址、特定的目的IP地址、特定的源端口號、特定的目的端口號、或其任意組合，設置為所述分割標志。
此外在所述方法中，所述移動通信網(wǎng)絡為寬帶碼分多址網(wǎng)絡，所述發(fā)送端和所述接收端之間通過Iub接口傳輸所述數(shù)據(jù)幀。
此外在所述方法中，當使用簡單數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議傳輸所述數(shù)據(jù)幀時，如果需要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的大小超過預設門限，則將所述數(shù)據(jù)幀經(jīng)過IP層封裝和分片后通過直接適配層組幀，否則通過直接適配層或復用適配層組幀。
此外在所述方法中，還包含以下步驟
所述接收端根據(jù)復用標識的指示對接收到的所述適配層的幀進行直接適配層或復用適配層的解幀。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的大小采用不同的傳輸協(xié)議和傳輸方式，具體地說，對巨幀通過IP封裝和分片，再通過底層協(xié)議組幀后傳輸，而對小幀則直接通過底層協(xié)議組幀后傳輸。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即通過采用IP包分片技術(shù)將巨幀分割傳輸?shù)姆绞?，使得在基本沒有增加傳輸數(shù)據(jù)的開銷比例和基本保持原有傳輸速率的同時，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。
并且由于分割傳輸，使得每個數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間都較短，有效避免了巨幀導致的數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩氯?，保證了數(shù)據(jù)包傳輸?shù)腝oS。
通過對小幀進行簡單地組幀后直接傳輸?shù)姆绞?，使得?shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷降低，傳輸?shù)姆庋b過程簡單，提高了傳輸速率。


圖1是本發(fā)明的簡單數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的移動通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送方法流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的移動通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮辗椒鞒虉D。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述。
本發(fā)明通過對不同大小的數(shù)據(jù)幀采用不同的傳輸協(xié)議和傳輸方式。對于巨幀，采用IP封裝，利用IP包的分片功能實現(xiàn)對巨幀分割的功能；對于小幀跳過IP封裝，直接進行下層封裝后傳輸。
本發(fā)明的方案可以適用于各種傳輸協(xié)議，以下以簡單數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(Simple Data Transport Protocol，簡稱“SDTP”)為例進行說明。先介紹一下SDTP協(xié)議，相關協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖1所示，分為4層結(jié)構(gòu)最高層是應用層(APP)，其中包含，例如WCDMA中的Iub接口的FP幀、基站節(jié)點應用部分(Node-B Application Part，簡稱“NBAP”)、或IP包等；應用層映射適配層(AL層)，其中，有兩種適配模式，第一種是直接適配(D-AL層)模式，第二種是復用適配(MUX-AL層)模式；D-AL層是將APP層數(shù)據(jù)直接封裝，即一個APP層數(shù)據(jù)封裝在一個AL層幀內(nèi)，MUX-AL層是將多個APP層數(shù)據(jù)封裝在一個AL層幀內(nèi)。
適配層下面是SDTP層，主要是將適配層的PDU映射到物理層，SDTP層還有一個ML-SDTP子層，用于多鏈路層的承載；最下面一層是物理層，本協(xié)議指的是E1/T1，也可以是其它時分多路復用(Time Division Multiplexing，簡稱“TDM”)傳輸模式。
本發(fā)明第一實施方式的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送方法如圖2所示，在本實施方式基于SDTP協(xié)議，并應用于WCDMA的Iub接口傳輸。預先在發(fā)送端的應用層中預置一特定的源IP地址和目標IP地址作為分割標志，用于指示是否對數(shù)據(jù)幀進行了分割。例如，可以將源IP地址為10.255.255.254，目的地址為10.255.255.254作為分割標志。之所以使用源、目標IP地址作為分割標志，是因為IP層處理源、目標IP地址較為方便。原則上可以使用IP包的任意屬性，甚至是IP包內(nèi)的特定內(nèi)容作為分割標志。例如還可以使用特定的源端口號或目的端口號作為分割標志。
在步驟201中，發(fā)送端的應用層下發(fā)數(shù)據(jù)幀，例如FP幀或IP包等。
在步驟202中，應用層判斷數(shù)據(jù)幀的長度是否超過預設門限，例如預設門限為M，即判斷數(shù)據(jù)幀的長度是否大于M。如果是，則認為該數(shù)據(jù)幀為巨幀，轉(zhuǎn)入步驟203；否則，認為該數(shù)據(jù)幀為小幀，轉(zhuǎn)入步驟206。
在步驟203中，對于長度超過預設門限的巨幀，發(fā)送端將其進行IP封裝，得到IP包。IP封裝和IP包分片可以在IP層進行，IP層可以作為一個子層存在于發(fā)送端的應用層。IP層用于實現(xiàn)關于IP協(xié)議的各種操作，如IP封裝、解封裝、分片、重組等。因為IP技術(shù)是一個公知的成熟技術(shù)，所以對其不作詳細介紹了。
在步驟204中，根據(jù)IP協(xié)議，將IP封裝后的IP包進行分片，相當于將巨幀分割成較小的數(shù)據(jù)幀。之所以對巨幀使用IP封裝和分片，主要是因為IP分片是一種成熟的技術(shù)，在實現(xiàn)時非常方便。
使用IP封裝可能會增加IP包頭帶來的開銷，不過由于巨幀的凈荷所占的比例比較大，所以采用IP封裝時，其IP包頭對幀的大小基本上不產(chǎn)生影響，因此通過IP包分片技術(shù)將巨幀分割的傳輸方式，使得在基本沒有增加傳輸數(shù)據(jù)的開銷比例和基本保持原有傳輸速率的同時，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。并且由于分割傳輸，使得每個數(shù)據(jù)幀的發(fā)送時間都較短，有效避免了巨幀所導致的數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩氯ＷC了數(shù)據(jù)包傳輸?shù)腝oS。
在步驟205中，將IP包分片進行SDTP的D-AL封裝。由于SDTP的幀結(jié)構(gòu)比較簡單，所以巨幀的最終傳輸效率仍然比ATM和IP傳輸效率高。
在步驟206中，對于長度未超過預設門限的小幀，發(fā)送端將其進行AL組幀。AL組幀有兩種封裝方式D-AL封裝和MUX-AL封裝。通過在封裝后的AL幀中設置復用標識區(qū)分這兩種封裝方式。通過對小幀進行簡單地組幀后直接傳輸?shù)姆绞?，使得?shù)據(jù)傳輸?shù)拈_銷降低，傳輸?shù)姆庋b過程簡單，提高了傳輸速率。如果小幀小于一定的門限，還可以通過MUX-AL層將多個小幀復合成一個幀，以進一步提高傳輸效率。
在步驟207中，發(fā)送端將經(jīng)過SDTP組幀后的數(shù)據(jù)幀送往接收端。
本發(fā)明第二實施方式的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮辗椒ㄈ鐖D3所示，在接收端的應用層中預置一定的源IP地址和目標IP地址，這些地址與發(fā)送端所預置的IP地址對應。
在步驟301中，接收端的SDTP層及其下層接收到經(jīng)過SDTP組幀的數(shù)據(jù)幀，并對這些幀進行相應的SDTP拆幀。
在步驟302中，SDTP拆幀后的數(shù)據(jù)幀中包含復用標識，例如，該標識為1，指示該幀為MUX-AL幀；該標識為0，則指示該幀為D-AL幀。如果該復用標識為1，則轉(zhuǎn)入步驟304；如果該復用標識為0，則轉(zhuǎn)入步驟303。
在步驟303中，根據(jù)復用標識的指示，進行相應地D-AL拆幀，并把凈荷送往應用層，并轉(zhuǎn)入步驟305。
在步驟304中，根據(jù)復用標識的指示，進行相應地MUX-AL拆幀，并也將凈荷送往應用層。
在步驟305中，接收端判斷所接收到的經(jīng)D-AL拆幀的凈荷是否為經(jīng)過IP封裝的IP包，如果是，則轉(zhuǎn)入步驟306；否則，經(jīng)D-AL拆幀的凈荷即為發(fā)送端的應用層希望傳輸?shù)浇邮斩说臄?shù)據(jù)幀。
在步驟306中，判斷IP包的源、目的IP地址是否與應用層中預置的特定IP地址一致，如果是，則轉(zhuǎn)入步驟307；否則，經(jīng)IP封裝的數(shù)據(jù)幀即為發(fā)送端的應用層希望傳輸?shù)浇邮斩说臄?shù)據(jù)幀。判斷IP包的源、目的IP地址是否與應用層中預置的特定IP地址一致，實質(zhì)上就是判斷是否存在分割標志。因為一種情況是所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀本身就是IP包，另一種情況是因為數(shù)據(jù)幀過大而被封裝為IP包后分片，如果不判斷是否存在分割標志，則無法區(qū)分上述兩種情況。
在步驟307中，對IP包分片進行重組，得到IP包。
在步驟308中，對IP包進行IP解封裝，得到其凈荷即為所需的數(shù)據(jù)幀。IP包分片重組和IP包解封裝可以在IP層進行，IP層可以作為一個子層存在于接收端的應用層。
上述實施方式中，底層的數(shù)據(jù)傳輸使用的是SDTP，其實本發(fā)明的實質(zhì)與底層傳輸協(xié)議無關，完全可以使用其它的傳輸協(xié)議。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術(shù)人員應該明白，可以在形式上和細節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包含以下步驟在發(fā)送端，如果需要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的大小超過預設門限，則將該數(shù)據(jù)幀進行IP封裝和分片以生成IP包，在該IP包中設置分割標志，再通過適配層組幀發(fā)送到接收端，否則直接通過適配層組幀發(fā)送到接收端；在所述接收端，如果接收到的所述適配層的幀的凈荷為IP包且包含所述分割標志，則將該IP包進行IP分片重組和解封裝以得到所述數(shù)據(jù)幀，否則直接從該幀的凈荷中得到所述數(shù)據(jù)幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述分割標志為以下之一或其任意組合特定的源IP地址、特定的目的IP地址、特定的源端口號、或特定的目的端口號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，還包含以下步驟在所述發(fā)送端和接收端，預先將特定的源IP地址、特定的目的IP地址、特定的源端口號、特定的目的端口號、或其任意組合，設置為所述分割標志。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述移動通信網(wǎng)絡為寬帶碼分多址網(wǎng)絡，所述發(fā)送端和所述接收端之間通過Iub接口傳輸所述數(shù)據(jù)幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，當使用簡單數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議傳輸所述數(shù)據(jù)幀時，如果需要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的大小超過預設門限，則將所述數(shù)據(jù)幀經(jīng)過IP封裝和分片后通過直接適配層組幀，否則通過直接適配層或復用適配層組幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，還包含以下步驟所述接收端根據(jù)復用標識的指示對接收到的所述適配層的幀進行直接適配層或復用適配層的解幀。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)，公開了一種移動通信網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)傳輸方法，使得傳輸效率得以提高，在基本保持巨幀傳輸速率的同時，避免了因巨幀體積較大而導致的數(shù)據(jù)傳輸堵塞。本發(fā)明中，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的大小采用不同的傳輸協(xié)議和傳輸方式，具體地說，對巨幀通過IP封裝和分片，再通過底層協(xié)議組幀后傳輸，而對小幀則直接通過底層協(xié)議組幀后傳輸。
文檔編號H04L29/06GK1859397SQ20061002434
公開日2006年11月8日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者藍海青 申請人:華為技術(shù)有限公司