Iu接口时间调整实现方法

摘要

本发明有关一种Iu接口时间调整实现方法，包括：在RNC(无线网络控制器)侧MAC(媒体访问控制)调度的TTI(传输时间间隔)内，设定时间调整窗；若CN(核心网)侧下发数据的到达时刻位于该时间调整窗内，则不发起时间调整过程；否则，由RNC向CN发出时间调整信息，由CN调整下行数据的发送时刻。本发明方法能使CN下发的数据在RNC缓冲区停留时延达到最小，并能有效避免RNC和CN之间时钟漂移、Iu接口传输时延波动等问题。

权利要求

1.一种Iu接口时间调整实现方法，其特征在于包括：

在无线网络控制器RNC侧媒体访问控制MAC调度的传输时间间隔TTI内，设定时间调整窗＝[(n+1)TTI-Twbdis，(n+1)TTI-Twedis]；n＝0～255；所述Twbdis标识时间调整窗起点距离下个TTI调度时刻的时间；所述Twedis标识时间调整窗口终点距离下一个TTI调度时刻的时间，所述时间调整窗长度Twlen＝(Twbdis-Twedis)＜TTI；

若核心网CN侧下发数据的到达时刻位于该时间调整窗内，则不发起时间调整过程；若下发数据的到达时刻在[(nTTI-Twedis，nTTI-Twedis+(TTI-Twlen)/2)]时间内，由RNC向CN发出时间调整信息，通知CN将下发数据的发送时刻往前调整；若下发数据的到达时刻在[(n+1)TTI-Twbdis-(TTI-Twlen)/2，(n+1)TTI-Twbdis]时间内，则RNC向CN发出时间调整信息，通知CN将下发数据的发送时刻往后调整，所述发送时刻向前调整或向后调整的调整量使得CN侧下发数据的到达时刻位于该时间调整窗内。

2.如权利要求1所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：若下发数据的到达时刻在(nTTI-Twedis，nTTI)时间内，则发送时间提前量Tta＝-[(Twlen/2+Twedis-Tleft)]，式中Tta以500us为单位，正数表示往后调整，负数表示往前调整；Tleft标识轮到MAC对所接收到的数据进行调度还需要多少时间。

3.如权利要求1所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：若下发数据的到达时刻在(nTTI，nTTI-Twedis+(TTI-Twlen)/2)时间内，则发送时间提前量Tta＝-(TTI-Tleft+Twedis+Twlen/2)，式中Tta以500us为单位，正数表示往后调整，负数表示往前调整；Tleft标识轮到MAC对所接收到的数据进行调度还需要多少时间。

4.如权利要求1所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：所述RNC通知CN将下发数据的发送时刻往后调整的调整量Tta＝(Tleft-Twedis-Twlen/2)，式中Tta以500us为单位，正数表示往后调整，负数表示往前调整；Tleft标识轮到MAC对所接收到的数据进行调度还需要多少时间。

5.如权利要求4所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：若CN只支持往前调整，则将往后调整量转换为时间提前量Tta＝(TTI-Tleft)+Twedis+Twlen/2。

6.如权利要求2、3或4所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：若Tleft大于Twedis，则定义Twedis＝0。

7.如权利要求1至4其中之一所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：RNC接收CN下发的数据帧后存入缓存器中，若缓存器满，则将最新接收的数据帧替换缓存器中的第一帧。

8.如权利要求1至4其中之一所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：设置CN侧一次调整的最大时间值为T1ta，以及每次时间调整之间的间隔T1span；若本次时间调整量大于T1ta，则每次调整T1ta，如果剩余时间不足T1ta，则调整剩余的时间；且每一次调整的时间间隔为T1span，在本次时间调整量调整完毕前，RNC不再发起时间调整过程。

9.如权利要求1至4其中之一所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：在RNC侧设一时间调整保护定时器，当一次时间调整结束后，启动该定时器，在该定时器超时前不再发起时间调整过程。

10.如权利要求2、3、或4所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：RNC在向CN发出时间调整信息之前，先采样N个调整量，并计算其平均值，若平均值小于Twlen，则不向CN发出时间调整信息，其中N为用户设定的统计样本点数。

11.如权利要求10所述的Iu接口时间调整实现方法，其特征在于：在RNC侧设一时间调整保护定时器，当一次时间调整结束后，启动该定时器，在该定时器超时前不再进行时间调整量的采样处理。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域中Iu接口。

背景技术

如图1所示，由于Iu接口发送时间间隔的抖动，或者可能存在RNC(无线网络控制器)和CN(核心网)(如MGW)时钟漂移，并且在RNC下行发送数据时有固定的时间调度周期(如对于AMR语音，20ms调度一次，一次一个IuUP数据帧)，而对于MGW过来的数据导致不能在一个调度周期中发送下去，可能在SRNC中存在缓存，因此可以使用时间调整功能来达到在RNC中减少缓存的目的。
然而，现有技术中还没有一种非常完整的方法能有效减少下行RNC从CN收到数据帧直到调度往Uu口的缓存时间，并且在时间调整实现方法上，如何确保能够有效的抵抗RNC和CN之间时钟漂移、Iu接口传输时延波动，以及避免下行数据实际到达时间的乒乓效应，并避免由于Iu接口时间调整控制帧频繁而导致的负载加重和丢帧等一系列的不良效应，一直是业界需要解决的问题。

发明内容

本发明提供一种Iu接口时间调整实现方法，通过对CN侧发往RNC的下行传输时间进行调整，使数据在RNC缓冲区停留时延达到最小，并能有效避免RNC和CN之间时钟漂移、Iu接口传输时延波动等问题。
本发明提供的Iu接口时间调整实现方法，包括：
在无线网络控制器RNC侧媒体访问控制MAC调度的传输时间间隔TTI内，设定时间调整窗＝[(n十1)TTI-Twbdis，(n+1)TTI-Twedis]；n＝0～255；所述Twbdis标识时间调整窗起点距离下个TTI调度时刻的时间；所述Twedis标识时间调整窗口终点距离下一个TTI调度时刻的时间，所述时间调整窗长度Twlen＝(Twbdis-Twedis)＜TTI；
若核心网CN侧下发数据的到达时刻位于该时间调整窗内，则不发起时间调整过程；若下发数据的到达时刻在[(nTTI-Twedis，nTTI-Twedis+(TTI-Twlen)/2)]时间内，由RNC向CN发出时间调整信息，通知CN将下发数据的发送时刻往前调整；若下发数据的到达时刻在[(n+1)TTI-Twbdis-(TTI-Twlen)/2，(n+1)TTI-Twbdis]时间内，则RNC向CN发出时间调整信息，通知CN将下发数据的发送时刻往后调整，所述发送时刻向前调整或向后调整的调整量使得CN侧下发数据的到达时刻位于该时间调整窗内。
其中，若下发数据的到达时刻在(nTTI-Twedis，nTTI)时间内，则发送时间提前量Tta＝-[(Twlen/2+Twedis-Tleft)]；若下发数据的到达时刻在(nTTI，nTTI-Twedis+(TTI-Twlen)/2)时间内，则发送时间提前量Tta＝-(TTI-Tleft+Twedis+Twlen/2)。
根据本发明的上述方法，RNC通知CN将下发数据的发送时刻往后调整的调整量Tta＝(Tleft-Twedis-Twlen/2)。
上式中Tta以500us为单位，正数表示往后调整，负数表示往前调整；Tleft标识轮到MAC对所接收到的数据进行调度还需要多少时间。
根据本发明的上述方法，若CN只支持往前调整，则将往后调整量转换为时间提前量Tta＝(TTI-Tleft)+Twedis+Twlen/2。
根据本发明的上述方法，若Tleft大于Twedis，则定义Twedis＝0。
根据本发明的上述方法，RNC接收CN下发的数据帧后存入缓存器中，若缓存器满，则将最新接收的数据帧替换缓存器中的第一帧。
根据本发明的上述方法，设置CN侧一次调整的最大时间值为T1ta，以及每次时间调整之间的间隔T1span；若本次时间调整量大于T1ta，则每次调整T1ta，如果剩余时间不足T1ta，则调整剩余的时间；且每一次调整的时间间隔为T1span，在本次时间调整量调整完毕前，RNC不再发起时间调整过程。
根据本发明的上述方法，RNC在向CN发出时间调整信息之前，先采样N个调整量，并计算其平均值，若平均值小于Twlen，则不向CN发出时间调整信息，其中N为用户设定的统计样本点数。
根据本发明的上述方法，在RNC侧可设一时间调整保护定时器，当一次时间调整结束后，启动该定时器，在该定时器超时前不再进行时间调整量的采样处理以及不再发起时间调整过程。

附图说明

图1为现有技术中Iu接口时间调整示意图。
图2A-2C为本发明方法Iu接口时间调整示意图。

具体实施方式

由于针对一个用户的某个业务来说，在下行时，业务是在媒体控制层MACD中根据固定的CFN(连接帧号)递增方式来进行调度处理，而Iu接口上的发送数据的定时时间间隔IPTI与CFN之间并不存在必然的时间配合关系。因此，来自Iu接口的下行数据缓存可以放在MACD中实现，MACD根据从下行Iu UP(Iu接口用户面)来的数据到达时间的是否合适，来决策并发起时间调整过程，在Iu UP协议层中只进行时间校准过程的组帧处理和过程的监控处理，其调整的范围为：提前或者延迟80ms(粒度为500us)。而缓存数目Nbuff的配置，根据业务QoS属性来定义的，也可以使用零缓存。时间调整实现的基本思想：并不是想当然的认为，RNC减少多少缓存，就在CN加上了多少时延。因为RNC的MAC调度和TFCI(传输格式组合指示)选择需要启动TTI(传输时间间隔)定时器(AMR语音为20ms)，对于AMR语音来说，MAC下发时刻为第0、20、40、60、...ms，Iu UP帧到达时刻为第22ms、42ms，MAC当超过前一个TTI调度时刻就只能在下一个紧邻的TTI时刻40ms、60ms下发，因此，这样在RNC会有18ms的存储时延。进行时间调整，要求CN将Iu UP帧的下发时刻提前5ms左右，则之后的Iu UP帧会在第57ms、77ms到达，则RNC的缓存时延变为3ms(对应的调度时刻为60ms和80ms)。此时，CN的时延也没有增加，整个CS业务的时延都减少了，并不会将RNC增加的时延累积到CN上。这种提前5ms的时间调整存在的问题是：MAC在第60ms时刻需要同时下发调整前第42ms到达的Iu UP帧以及调整后第57ms达到的Iu UP帧，在MAC会丢掉一个语音帧。
为克服上述缺点，本发明提供一种调整CN下发数据时刻的方法，具体方法如下，请参见图2A-2C：
时间调整窗的定义：MACD接收Iu UP来的数据是在紧邻下一个调度TTI的时间范围；分别使用Twbdis标识时间调整窗口起点距离下一个TTI调度时刻的时间，Twedis标识时间调整窗口终点距离下一个TTI调度时刻的时间，这两者是通过操作维护台，人为设置的。Twlen标识时间调整窗口长度，Tleft标识轮到MACD对所接收到的数据进行调度需要多少时间(如TTI＝20ms，在18ms到达MACD，缓存为1个数据帧，因此其调度时刻为40ms，Tleft＝22)，用Tta表示时间调整值(500us为单位，正数表示往后调整，负数表示往前调整)，在这个时间范围内到达的数据帧不进行时间调整处理。根据MACD调度的TTI来定义时间调整窗口值，使其满足：
1)Twlen不大于TTI，即Twlen＝(Twbdis-Twedis)＜TTI；
2)由于MACD以TTI来调度数据发往空口，因此Iu UP来的数据总是在(nTTI，(n+1)TTI)时刻被发送，时间调整窗＝[(n+1)TTI-Twbdis，(n+1)TTI-Twedis]；n＝0～255，如果n＝255，表示跨越一个CFN周期，下同；
3)所有的数据需要当接收的数据帧落在时间调整窗((n+1)TTI-Twbdis，(n+1)TTI-Twedis)内；
4)如果需要时间调整，为了减少抖动，把调整的时间点尽量落在时间调整窗的中点；
5)采用对称调整方法，即往后和提前调整的量与时间调整窗中点是等距离分布的。
根据以上原则，时间调整具体方法如下：
1、若数据在时间调整窗内[(n+1)TTI-Twbdis，(n+1)TTI-Twedis]到达，不需发起时间调整。
2、如果在(nTTI-Twedis，nTTI-Twedis+(TTI-Twlen)/2)]到达，则表示需要将数据发送时间往前调：其中
a.如果数据在(nTTI-Twedis，nTTI)时间内到达，提前量Tta＝-((Twlen/2+Twedis-Tleft))；
b.如果数据在(nTTI，nTTI-Twedis+(TTI-Twlen)/2)时间内到达，提前量Tta＝-(TTI-Tleft+Twedis+Twlen/2)。
3、如果数据在((n+1)TTI-Twbdis-(TTI-Twlen)/2，(n+1)TTI-Twbdis)时间内到达，则需要延后，后调量Tta＝(TIeft-Twedis-Twlen/2)。(上述的具体调整算法中，对缓存数据帧不作特别说明，主要是针对AMR语音而言，因为一般缓存的数据帧最多为1个)。
Twedis的说明：Twedis的提出，可以认为是前缓存中的第一个Iu UP的数据帧正在MACD调度处理的时间裕量；而在Tleft＜Twedis的情况下，此时说明不能在紧邻的TTI(如Tleft后的调度时刻为nTTI，如果存在m个缓存，则为第(n+m)个TTI时刻调度)发送，则需要考虑Twedis。否则，完全可以定义Twedis＝0。
对丢帧的处理：如果缓存满的话，采用刚接收到的Iu UP数据帧来替换缓存中的第一帧并丢弃该帧数据，并把刚接收到的Iu UP数据放入缓存中。
禁止往后调整：如果CN只支持往前调整，如果往后调整的话，RNC减少的时延如果加到CN上，则把往后调整转换为时间提前为：(TTI-Tleft)+Twedis+Tlen/2，在RNC对接时通过OM(操作维护台)来设置该选项。一般情况下，是不用禁止往后调整的，除非CN有特别的要求需要禁止往后调整。
慢调整的设置：规定一次调整的时间的限制。规定一次时间调整的幅度不能超过设定的值(例如3ms)，即使RNC需要调整-10ms，也只会请求CN调整-3ms，经过一段时间后如果需要再请求调整-3ms，这样多次调整。配置的选项为一次调整的最大时间值T1ta，以及每次时间调整之间的间隔T1span，两个可选配置参数。实行等间隔调整，在调整量大于T1ta时，每次调整T1ta，如果不足则调整剩余的时间；每一次调整的时间间隔为T1span，在调整完毕前不再发起时间调整过程。
时延抖动和时间调整过调的规避：1.在Iu接口上的数传，难免存在各个IuUP数据帧之间的时延的随机抖动。而在不需时间调整的情况下，一定的样本量统计下平均时间间隔是等于IPTI(或者ITI)的。因此在时间调整过程中，需要考虑一定的样本点作平均来触发时间调整，看其是否落在时间调整窗内。改变时间调整触发机制，使用采样方式，对IuUP帧的时延范围进行统计，避免IuUP帧的传输时延抖动触发频繁的时间调整。可采取如下措施：1)定义样本点数为Nsample；2)MACD接收到的来自IuUP的数据在调度时，当偏离时间调整窗中点时根据前述的时间调整计算方法，计算得到的时间调整量分别定义为ATn0～ATnsample；3)当采样Nsample次之后，计算其分布平均值(ΔTn0+...+ATnsampl)/Nsample如果落在时间调整窗内，不作时间调整；4)定义时间调整保护定时器为Tprot；5)当一次时间调整结束后(收到来自CN的时间调整ACK)，启动该定时器，在该定时器超时前不再进行时间调整过程，也不进行时间调整采样处理，直到该定时器超时，再作时间调整的采样处理；6)在刚开始进行数传过程中，CN来的数据到达时刻和MACD TTI定时器第一次启动时刻是相互独立的，因此CN来的数据落在一个TTI单位中的几率是均匀分布的，因此在第一轮样本点之后的平均值完全落在时间调整窗外的概率为(TTI-Twlen)/TTI，可能需要由于额外地调整一次(并不是真正意义上的时间调整，而是CN来的数据到达时刻和MACD TTI定时器第一次启动时刻之间匹配的问题)。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。