Iub接口傳輸服務質量監測方法及無線網絡控制器的製作方法

2023-05-11 17:48:56 2

專利名稱：Iub接口傳輸服務質量監測方法及無線網絡控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，特別涉及無線通信系統內傳輸線路的服務質 量監測技術。
背景技術：
通用移動通信系統(Universal Mobile Telecommunications System, 簡稱 "UMTS")是歐洲電信標準協會(ETSI)提出的，在作為第二代移動通信 技術的全球移動通信系統(Global System for Mobile communication, 簡稱 "GSM")基礎上平滑過渡到第三代移動通信的解決方案，也稱為第三代移 動通信系統。其主流標準之 一 是寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access, 簡稱"WCDMA" ) 。 WCDMA繼承了現有的全球移動通 信系統(Global Systems for Mobile communications,簡稱"GSM")標準化 程度高和開放性好的特點，與GSM網絡有良好的兼容性和互操作性，是一 個較為熱門的發展方向。
下面簡要介紹上述UMTS系統中的NodeB、RNC以及它們之間的接口。
UMTS系統由終端，即用戶設備(User Equipment,簡稱"UE")、通 用陸地無線接入網(Universal Terrestrial Radio Access Network ， 簡稱
"UTRAN")以及核心網(Core Net,簡稱"CN")構成，並通過CN與諸 如網際網路、7>用電話交換網(Public Switched Telephone Network,簡稱
"PSTN")之類的外部網絡進行通信。
其中，UTRAN包含一個或多個無線網絡子系統(Radio Network Subsystem,簡稱"RNS")。 一個RNS由一個無線網絡控制器(Radio Network
Controller,簡稱"RNC")與一個或多個基站節點(Node Base Station,簡 稱"NodeB")組成。
RNC與CN之間通過Iu接口連接。具體的說，NodeB和RNC之間通過 Iub接口連接；RNC之間通過Iur接口連接，Iur可以通過RNC之間的直接物 理連接或通過傳輸網連接。 一種Iub接口的連接情況如圖l所示。
RNC用於分配及控制與之相連或相關的Node B的無線資源。具體地說， 對無線接入網與所控制的接入網內的無線資源進行控制，承擔無線資源管理、 基站收發信臺控制以及切換管理等功能。
Node B負責完成Iub接口與Uu接口之間的數據流的轉換，同時也參與 一部分無線資源管理。具體地說，Node B是WCDMA系統的基站(即無線 收發信機)，包括無線收發信機和基帶處理部件。Node B通過標準的Iub接 口和RNC互連，主要完成Uu接口物理層協議的處理。它的主要功能是擴頻、 調製、信道編碼及解擴、解調、信道解碼，還包括基帶信號和射頻信號的相 互轉換等功能。
Iub接口協議有異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,簡稱 "ATM")和網間互聯協議(InternetProtocol,簡稱"IP")兩種。
在WCDMA的Iub接口採用ATM傳輸方式時，無線網絡層用戶面數據 採用ATM適配層類型2 (ATM Adaptation Layer type 2,簡稱"AAL2")承 載，即經過UP (上層協議)/AAL2/ATM/ (El或Tl),多層次的複雜封裝 後傳輸。
在WCDMA的Iub接口採用IP傳輸方式時，無線網絡層用戶面數據採 用用戶數據報協議(User Datagram Protocol,簡稱"UDP")承載，即也經 過UP/UDP/IP/ L2 (層2 ) / ( El或Tl )，多層次的複雜封裝後傳輸。
隨著WCDMA的業務發展，尤其是HSDPA的逐漸成熟，目前的ATM 傳輸已經無法滿足業務的不斷增長和帶寬的需要，3GPP的協議建議將ATM
承栽逐步向IP傳輸過渡。
當Iub接口採用IP傳輸方式後，NodeB與RNC之間的承栽網絡成為IP 傳輸關鍵，如何有效監控Iub接口的服務質量(Quality of Service,簡稱"QoS，，) 指標，使運營商能夠及時了解當前網絡的狀況，例如網絡的時延、時延抖動 等，已經成為急需解決的問題。
目前已經提出的方案是由RNC向每個Node B通過定期發送測試報文實 現對網絡的監控。具體地說，RNC將專用的測試報文(如Ping報文)混在 正常的業務報文中發送，NodeB收到該測試報文後立即響應，通過記錄測試 報文收送時間及其響應報文的收取時間，可以計算得到網絡的時延、丟包率 等QoS指標。
這個技術方案的問題在於，雖然可以通過提高抽樣發送頻率而接近網絡 的實際QoS情況，但如果發送頻率太高， 一方面會影響傳輸帶寬的有效利用， 另一方面會影響RNC的處理性能。

發明內容
本發明各實施方式要解決的主要技術問題是提供一種Iub接口傳輸服務 質量監測方法及無線網絡控制器。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種Iub接口傳輸服務質量監測方 法，包含以下步驟
在無線網絡控制器和基站節點之間進行時間同步過程；
從所述時間同步過程中獲取無線網絡控制器和基站節點收發同步幀的 時間；
根據無線網絡控制器和基站節點收發同步幀的時間計算服務質量指標。 本發明還提供了一種無線網絡控制器，包含
與基站節點進行時間同步過程的單元；
從所述時間同步過程中獲取基站節點和本無線網絡控制器收發同步幀 的時間的單元；
根據無線網絡控制器和基站節點收發同步幀的時間計算服務質量指標 的單元。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的主要區別在於，利 用了系統中已有的時間同步過程，如節點同步過程，從時間同步過程中獲取 RNC和NodeB收發同步頻的時間，進而計算QoS指標。因為時間同步過程 本來就要在RNC和NodeB之間進行，本發明只是利用了其結果，所以不會 增加任何額外的傳輸帶寬，節約了網絡資源。節點同步過程的周期在毫秒的 量級，完全可以滿足監測的需要。
本發明不需要對NodeB作任何改動，只要對RNC中用於監測的單元作 修改，使用來自節點同步的數據進行QoS指標的計算即可，實現較為方便， 可以兼容現有的系統。
因為從時間同步過程獲得的數據包含RNC和Node B收發同步幀的信 息，相對於現有技術增加了 Node B收發同步幀的信息，所以不僅可以監測 網絡的環回時延，還可以分別檢測上下行的時延抖動，對網絡傳輸的監測更 為全面。


圖1是現有技術中RNC與Node B的連接情況示意圖2是# 據本發明第一實施方式的Iub接口傳輸QoS監測方法流程圖3是3GPP定義的節點同步過程示意圖4是3GPP定義的下行節點同步幀格式； 圖5是3GPP定義的上行節點同步幀格式。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發 明作進一步地詳細描述。
本發明的第一實施方式涉及Iub接口傳輸QoS監測方法，如圖2所示。 在本實施方式中，Iub接口使用IP線路連接，需要監測的是IP傳輸的QoS。
在步驟110中，在RNC和NodeB之間進行時間同步過程，典型的時間 同步過程是RNC和Node B之間的節點同步過程。因為時間同步過程本來就 要在RNC和NodeB之間進行，本發明只是利用了其結果，所以不會增加任 何額外的傳輸帶寬，節約了網絡資源。節點同步過程的周期在毫秒的量級， 完全可以滿足監測的需要。下面對節點同步過程進行簡單介紹。
3GPP定義的節點同步(RNC-Node B Node Synchronization)是用來確定 不同的節點間(RNC/NodeB)的定時關係，主要為傳輸信道同步提供上下行 的時間偏差值。不同節點的定時關係是通過節點同步過程來實現的。
在如圖3所示的同步過程中，RNC在Tl時間點發出下行的同步節點同 步幀，下行節點同步幀裡包含了 Tl的值，幀格式如圖4所示。其中，
Tl:表示RNC發出下行節點同步幀的時間點
取值範圍{0-40959.875 ms}
時間間隔0.125 ms
區間長度24 bits
Node B在接收到下行的節點同步幀後，在T3時間點發出上行的節點同
步幀，裡面包含了Tl, T2， T3時間值，上行節點同步幀格式如圖5所示。 其中，
T2:NodeB接收到的下行節點同步幀的時間點 取值範圍{0-40959.875 ms} 時間間隔0.125 ms 區間長度24 bits
T3:NodeB發送到的上行節點同步幀的時間點 取值範圍{0-40959.875 ms} 時間間隔0.125 ms 區間長度24 bits
RNC接收到NodeB的上行節點同步幀的時間點為T4。故RNC在整個 節點同步過程中，可以得到Tl、 T2、 T3、 T4的時間值。
此後進入步驟120，從節點同步過程中獲取RNC和Node B收發同步幀 的時間。RNC收到同步幀後，記錄RNC收取該同步幀的時間T4,並從該同 步幀中讀取RNC發送該同步幀的時間Tl、NodeB收取該同步幀的時間T2、 和NodeB發送該同步幀的時間T3。
此後進入步驟130,根據RNC和NodeB收發同步幀的時間計算QoS指 標。本發明對具體QoS指標及其計算方法並不作限定，下面舉兩個例子。
環回時延
RTT-T4-T1;當然也可以更為精確地表達為RTT = T4-T3 + T2-T1。 前一種表達計算較簡單，其中包含了 NodeB的處理時間，不過NodeB的處 理時間很短，相對於傳輸時間可以忽略不計。
單向時延抖動，通過對相鄰同步幀的時間偏差求平均得到，具體計算方
設T(i)是包i的發送時間標誌(DRT) , Ri是接收端接收到包i的時刻 值，對於兩個包i和j ，相鄰2個包的時間偏差為D(i, j)=(Rj-Ri)-(Tj-Ti)
單向時延抖動Jitter : J=J+(|D(i-l ， i)|-J)/16
在收到的每個數據包後連續計算，利用該包和前一包i-1的偏差D (按 到達順序，而非序號順序)，循環計算，可以算出單向的時延抖動平均值。
在以上單向時延抖動的公式中，如果T-Tl, R=T2,計算的就是下行時 延抖動；如果T-T3， R=T4，計算的就是上行時延抖動。
因為從時間同步過程獲得的數據包含RNC和Node B收發同步幀的信 息，相對於現有技術增加了 Node B收發同步幀的信息，所以不僅可以監測 網絡的環回時延，還可以分別檢測上下行的時延抖動，對網絡傳輸的監測更 為全面。
本發明對時間同步過程的具體類型並不作限定，只要是在系統中原先並 不用於QoS監測的目的，而且可以從同步幀中獲得RNC和Node B收發同步 幀的時間(Tl至T4)即可。
本發明的第二實施方式也涉及Iub接口傳輸QoS監測方法，第二實施方 式與第一實施方式基本相同，區別僅在於Iub接口的傳輸線路類型不同。第 一實施方式中的使用IP線路，而第二實施方式中使用ATM線路。第二實施 方式為移動運營商提供了一種簡單、方便、不增加傳輸帶寬的方式，來監控 ATM傳輸下的Iub接口的QoS指標。
本發明的第三實施方式涉及RNC。其中包含
節點同步單元，用於與NodeB進行節點同步過程；
時間點獲取單元，用於從節點同步過程中獲取Node B和本RNC收發同 步幀的時間；
QoS計算單元，用於根據RNC和Node B收發同步幀的時間計算QoS 指標。
RNC與Node B之間的Iub接口可以使用ATM或IP線路傳輸。
RNC中的節點同步單元周期性地與Node B進行節點同步過程。時間點 獲取單元從節點同步單元獲取Node B和本RNC收發同步幀的時間，具體地 說，在RNC的節點同步單元收到同步幀後，記錄RNC收取該同步幀的時間 T4,並從該同步幀中讀取RNC發送該同步幀的時間Tl、 NodeB收取該同 步幀的時間T2、和NodeB發送該同步幀的時間T3。 QoS計算單元根據時間 點獲取單元提供的T1、 T2、 T3、 T4，計算QoS指標，如環回時延、上行時 延抖動、下行時延抖動等等。
本發明不需要對NodeB作任何改動，只要對RNC中用於監測的單元作 修改，使用來自節點同步的數據進行QoS指標的計算即可，實現較為方便， 可以兼容現有的系統。 一般的網絡QoS監控方案往往較複雜、需要昂貴的設 備儀器和複雜的軟體，本方案不需要增加其他任何的額外的網絡設備和監控 軟體。
雖然通過參照本發明的某些優選實施方式，已經對本發明進行了圖示和 描迷，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各 種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種Iub接口傳輸服務質量監測方法，其特徵在於，包含以下步驟在無線網絡控制器和基站節點之間進行時間同步過程；從所述時間同步過程中獲取無線網絡控制器和基站節點收發同步幀的時間；根據無線網絡控制器和基站節點收發同步幀的時間計算服務質量指標。
2. 根據權利要求1所述的Iub接口傳輸服務質量監測方法，其特徵在 於，所述無線網絡控制器和基站節點之間的時間同步過程是節點同步過程。
3. 根據權利要求1所述的Iub接口傳輸服務質量監測方法，其特徵在 於，所述無線網絡控制器收到所述同步幀後，記錄無線網絡控制器收取該同 步幀的時間T4，並從該同步幀中讀取無線網絡控制器發送該同步幀的時 間T1、基站節點收取該同步幀的時間T2、和基站節點發送該同步幀的時間 T3。
4. 根據權利要求3所述的Iub接口傳輸服務質量監測方法，其特徵在 於，所述服務質量指標是環回時延，環回時延=T4-Tl。
5. 根據權利要求3所述的Iub接口傳輸服務質量監測方法，其特徵在 於，所述服務質量指標是單向時延抖動，通過對相鄰同步幀的時間偏差求平 均得到。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的Iub接口傳輸服務質量監測方 法，其特徵在於，所述Iub接口使用異步傳輸模式或IP線路傳輸。
7. —種無線網絡控制器，其特徵在於，包含 與基站節點進行時間同步過程的單元；從所述時間同步過程中獲取基站節點和本無線網絡控制器收發同步幀的時間的單元；根據無線網絡控制器和基站節點收發同步幀的時間計算服務質量指標 的單元。
8. 根據權利要求7所述的無線網絡控制器，其特徵在於，所述時間同 步過程是節點同步過程。
9. 根據權利要求7所述的無線網絡控制器，其特徵在於，所述無線網 絡控制器通過異步傳輸模式線路或IP線路與所述基站節點連接。
10. 根據權利要求7所述的無線網絡控制器，其特徵在於，所述獲取收 發同步幀的時間的單元在無線網絡控制器收到所述同步幀後，記錄無線網絡 控制器收取該同步幀的時間T4，並從該同步幀中讀取無線網絡控制器發 送該同步幀的時間T1、基站節點收取該同步幀的時間T2、和基站節點發送 該同步幀的時間T3;所述服務質量指標包括環回時延和單向時延抖動。
全文摘要
本發明涉及無線通信領域，公開了一種Iub接口傳輸服務質量監測方法及無線網絡控制器。本發明中，利用系統中已有的時間同步過程，如節點同步過程，從時間同步過程中獲取RNC和Node B收發同步頻的時間，進而計算QoS指標。因為時間同步過程本來就要在RNC和Node B之間進行，本發明只是利用了其結果，所以不會增加任何額外的傳輸帶寬，節約了網絡資源。
文檔編號H04W24/08GK101175286SQ200610143050
公開日2008年5月7日 申請日期2006年10月30日 優先權日2006年10月30日
發明者嚴衛平, 常志泉, 秦中玉, 秦聖奕, 郭成緒 申請人:華為技術有限公司