專利名稱：一種無線接入網(wǎng)絡及其通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種無線接入網(wǎng)絡及其通信方法。
背景技術(shù)：
通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)是采用寬帶碼分多址(WCDMA)技術(shù)的第三代移動通信系統(tǒng)，通常也將UMTS稱為WCDMA通信系統(tǒng)。
如圖1所示，UMTS系統(tǒng)包括用戶終端(UE)、無線接入網(wǎng)絡(Radio AccessNetwork，RAN)和核心網(wǎng)絡(Core Network，CN)。其中，無線接入網(wǎng)絡，如陸地無線接入網(wǎng)(UTRAN)，用于處理所有與無線有關(guān)的功能，而CN處理UMTS系統(tǒng)內(nèi)所有的話音呼叫和數(shù)據(jù)連接，并實現(xiàn)與外部網(wǎng)絡的交換和路由功能。CN從邏輯上分為電路交換域(Circuit Switched Domain，CS)和分組交換域(Packet Switched Domain，PS)。
參見圖2所示，UTRAN包含一個或幾個無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)(RNS)。一個RNS由一個無線網(wǎng)絡控制器(RNC)101和一個或多個基站(NodeB)102組成。RNC101與CN之間的接口是Iu接口，NodeB 102和RNC 101通過Iub接口連接。在UTRAN內(nèi)部，RNC之間通過Iur互聯(lián)，Iur可以是直接的物理連接或傳輸網(wǎng)連接。NodeB是WCDMA系統(tǒng)的基站，包括無線收發(fā)信機和基帶處理部件，主要完成Uu接口物理層協(xié)議的處理，包括擴頻、調(diào)制、信道編碼及解擴、解調(diào)、信道解碼等主要功能，還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換等功能。RNC是無線網(wǎng)絡控制器，用于控制UTRAN的無線資源，主要完成連接建立和斷開、切換、宏分集合并、無線資源管理控制等功能。
當用戶終端通過UMTS網(wǎng)絡通信時，UTRAN中所使用的用戶面和控制面協(xié)議棧如圖3所示。圖3包括圖3a和圖3b兩部分，圖3a是控制面協(xié)議棧，圖3b是用戶面協(xié)議棧，并且，虛線左側(cè)的為UE、NodeB、RNC之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)為UE、NodeB、RNC之間的分層傳送模型。其中，Uu表示UE與NodeB之間的接口，lub表示NodeB和RNC之間的接口。從圖3中可以看出，UE側(cè)處理RRC層、PDCP層、RLC、MAC層和物理層的信息，網(wǎng)絡側(cè)的NodeB只處理物理層的信息，而其它高層信息全部由RNC來控制處理，即RNC處理物理層、MAC、RLC、RRC層以及PDCP層的信息。
RRC協(xié)議實現(xiàn)的功能包括廣播由非接入層提供的信息，廣播與接入層相關(guān)的信息，建立、維持及釋放UE和UTRAN之間的一個RRC連接，建立、重配置及釋放無線承載，分配、重配置及釋放用于RRC連接的無線資源，RRC連接移動功能管理，為高層PDU選路由，請求QoS的控制，UE測量上報和報告控制，外環(huán)功率控制，加密控制，慢速動態(tài)信道分配，尋呼，空閑模式下初始小區(qū)選擇和重選，上行鏈路DCH上無線資源的仲裁，RRC消息完整性保護和CBS控制。
RLC協(xié)議的功能包括分割和重組，串聯(lián)，填充，用戶數(shù)據(jù)的傳送，錯誤檢測，按序發(fā)送高層PDU，副本檢測，流控，非證實數(shù)據(jù)傳送模式序號檢查，協(xié)議錯誤檢測和恢復，加密，掛起和恢復功能。RLC協(xié)議提供TM，UM和AM三種數(shù)據(jù)傳輸模式。TM是透明模式傳輸，該模式使用固定的SDU大小，對時延要求較高，通常用于傳輸語音業(yè)務或者信令，UM是無應答模式傳輸，該模式使用可變SDU大小，對時延要求也較高，通常用于傳輸流媒體等業(yè)務，AM是應答模式傳輸，該模式對時延要求不高，但對誤碼率要求很高，通常用于傳輸WWW等數(shù)據(jù)業(yè)務。
MAC協(xié)議的功能包括邏輯信道和傳輸信道之間的映射，為每個傳輸信道選擇適當?shù)膫魉透袷?，UE數(shù)據(jù)流之間的優(yōu)先級處理，UE之間采用動態(tài)預安排方法的優(yōu)先級處理，DSCH和FACH上幾個用戶的數(shù)據(jù)流之間的優(yōu)先級處理，公共傳輸信道上UE的標識，將高層PDU復接為通過傳輸信道傳送給物理層的傳送塊，并將通過傳輸信道來自物理層的傳送塊復接為高層PDU，業(yè)務量檢測，動態(tài)傳輸信道類型切換，透明RLC加密，接入業(yè)務級別選擇。
PDCP協(xié)議的功能包括在發(fā)送與接收實體中分別執(zhí)行IP數(shù)據(jù)流的頭部壓縮與解壓縮，頭部壓縮方法對應與特定的網(wǎng)絡層、傳輸層、或上層協(xié)議的組合，傳輸用戶數(shù)據(jù)，將非接入層送來的PDCP-SDU轉(zhuǎn)發(fā)到RLC層，將多個不同的RB復用到同一個RLC實體。
由于通信系統(tǒng)中任何的數(shù)據(jù)傳輸和信令控制都要依賴于各層協(xié)議的支持，那么，基于圖3所示的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，UE側(cè)先由PDCP對數(shù)據(jù)進行頭壓縮處理后發(fā)往RLC；RLC實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的傳輸格式組合集合(TFCS)選擇合適的傳輸格式組合(TFC)；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后發(fā)送至Node B側(cè)；NodeB側(cè)由物理層根據(jù)確定的編碼方式將數(shù)據(jù)發(fā)至RNC；RNC側(cè)順序由PHY層、MAC層、RLC層和PDCP層做解調(diào)譯碼、解組合、重組數(shù)據(jù)以及解壓縮后，得到UE所發(fā)的數(shù)據(jù)包。
同樣，在信令傳輸過程中，UE側(cè)由RRC、RLC、MAC和PHY依次將信令消息封裝、分片和級聯(lián)、選擇合適的TFC，最后按選定的TFC編碼調(diào)制后發(fā)送至Node B側(cè)；Node B側(cè)由物理層根據(jù)確定的編碼方式將該信令消息發(fā)至RNC；RNC側(cè)順序由PHY層、MAC層、RLC層和RRC層做解調(diào)譯碼、解組合、重組數(shù)據(jù)以及解封裝后，得到UE所發(fā)的信令消息，而后，RNC根據(jù)該信令消息進行相應的處理。(給你講一下，之所以RNC中還有PHY，它是負責實現(xiàn)宏分集合并的，即將多條在空中傳播的無線信號合并成1條有用信息)在現(xiàn)有的網(wǎng)絡架構(gòu)中，跟無線接口相關(guān)的協(xié)議棧都位于RNC中，層2和層1，或?qū)?的子層之間存在傳輸網(wǎng)絡層接口，而且RRC控制消息也需要通過傳輸網(wǎng)絡層接口傳送，這種功能的放置方式使得無線接口協(xié)議棧會要求無線接入網(wǎng)絡提供特別的QoS保證，以滿足無線接口協(xié)議棧消息的傳輸要求，而這種QoS要求是跟業(yè)務請求的QoS不相關(guān)的，接入網(wǎng)必須使用額外的機制耗費資源來保證無線接口信息在接入網(wǎng)中的正確傳輸，這樣會造成無線接入網(wǎng)絡的效率低下和資源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種無線接入網(wǎng)絡，能提高無線接入網(wǎng)絡的效率以及節(jié)約資源。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種無線接入網(wǎng)絡的通信方法，使其能加快接入網(wǎng)絡的速度，并節(jié)約資源。
本發(fā)明提供的一種無線接入網(wǎng)絡是這樣實現(xiàn)的一種無線接入網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡控制單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的用戶數(shù)據(jù)和控制信令；無線收發(fā)信機，所述無線收發(fā)信機在用戶終端與核心網(wǎng)之間進行通信時，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)和控制信令進行每層協(xié)議棧的處理。
所述網(wǎng)絡控制單元包括RNC服務器，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的控制信令；RAN網(wǎng)關(guān)，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的用戶數(shù)據(jù)。
所述無線收發(fā)信機用于對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)進行PDCP、RLC、MAC協(xié)議的處理，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的控制信令進行RLC、MAC協(xié)議的處理，并在所屬物理層或傳輸網(wǎng)絡層進行轉(zhuǎn)發(fā)。
所述無線收發(fā)信機用于對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)進行PDCP、RLC、MAC協(xié)議的處理，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的控制信令進行RRC、RLC、MAC協(xié)議的處理，并在所屬物理層或傳輸網(wǎng)絡層進行轉(zhuǎn)發(fā)。
所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過SCTP/IP作為傳輸承載傳送控制信令；所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過UDP/IP作為傳輸承載傳送用戶數(shù)據(jù)。
所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過COPS/SCTP/IP作為傳輸承載傳送控制信令；所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過UDP/IP作為傳輸承載傳送用戶數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供的一種無線接入網(wǎng)絡的通信方法是這樣實現(xiàn)的當用戶終端與核心網(wǎng)進行通信時，無線收發(fā)信機對來自用戶終端經(jīng)過各層協(xié)議棧處理的以及通過網(wǎng)絡控制單元接收到的來自核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)和控制信令進行各層協(xié)議棧的處理，然后將經(jīng)過每層協(xié)議棧處理后得到的用戶數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡控制單元發(fā)送給核心網(wǎng)或直接發(fā)送給用戶終端，或根據(jù)解析出的控制信令執(zhí)行操作。
所述無線收發(fā)信機是經(jīng)由傳輸網(wǎng)絡層將經(jīng)每層協(xié)議棧處理后得到的用戶數(shù)據(jù)包發(fā)送給核心網(wǎng)。
所述用戶終端對要發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行各協(xié)議棧處理的步驟進一步包括要發(fā)送的數(shù)據(jù)包在分組數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議(PDCP)層，由PDCP依次進行傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/UDP/IP)頭壓縮后發(fā)往無線鏈路控制(RLC)層；RLC對數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往介質(zhì)訪問控制(MAC)；MAC選擇合適的傳輸格式組合(TFC)；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后，將數(shù)據(jù)包發(fā)給無線收發(fā)信機。
當無線收發(fā)信機接收到來自用戶終端的用戶數(shù)據(jù)包時，進行各協(xié)議棧的處理步驟包括a1.RTS側(cè)物理層接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，進行解調(diào)和譯碼；b1.物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭后，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層；c1.RLC層將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的PDCP層；d1.PDCP層對經(jīng)過壓縮的TCP/UDP/IP頭依次解壓縮，得到UE最初發(fā)送的原始數(shù)據(jù)包，并通過傳輸承載將該數(shù)據(jù)包發(fā)往網(wǎng)絡控制單元。
所述用戶終端對要發(fā)送的控制信令進行各協(xié)議棧處理的步驟包括無線資源控制協(xié)議(RRC)將本層的信令消息封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層；RLC對該數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC層；MAC選擇合適的TFC；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后發(fā)送給RTS。
當無線收發(fā)信機收到來自用戶終端的控制信令時，進行各協(xié)議棧的處理步驟包括a2.RTS側(cè)物理層接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)譯碼；b2.物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層；c2.RLC層將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后將數(shù)據(jù)包通過傳輸承載發(fā)往網(wǎng)絡控制單元的RRC層；d2.網(wǎng)絡控制單元的RRC解析該消息并進行相應的處理，處理過程完成后，網(wǎng)絡控制單元將該消息的處理結(jié)果通過傳輸承載發(fā)送至核心網(wǎng)。
當無線收發(fā)信機收到來自用戶終端的控制信令時，進行各協(xié)議棧的處理步驟包括a3.無線收發(fā)信機側(cè)的物理層接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)譯碼；b3.物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層；c3.RLC層將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)往RRC層；d3 RRC解析該消息并進行相應的處理，處理過程完成后，通過傳輸承載將將該消息的處理結(jié)果發(fā)送至網(wǎng)絡控制單元，然后再通過傳輸承載將其發(fā)送至核心網(wǎng)。
當所述網(wǎng)絡控制單元包括RNC服務器和RAN網(wǎng)關(guān)時，所述控制信令是通過RNC服務器在核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間轉(zhuǎn)發(fā)，所述用戶數(shù)據(jù)是通過RAN網(wǎng)關(guān)在核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間轉(zhuǎn)發(fā)。
步驟c2中所述傳輸承載為SCTP/IP/L2/L1協(xié)議棧。
步驟c3中所述傳輸承載為COPS/SCTP/IP/L2/L1協(xié)議棧。
步驟d1中所述傳輸承載為UDP/IP/L2/L1協(xié)議棧。
本發(fā)明將原來RNC在各層協(xié)議棧對數(shù)據(jù)或控制信令的處理下移到基站進行，從而簡化并加快通信的處理過程，提高數(shù)據(jù)和信令的處理速度。本發(fā)明中所采用的接入層協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，保留了WCDMA系統(tǒng)的分層協(xié)議以及每層協(xié)議的功能，只是將原來RNC對各層協(xié)議的處理下移到基站處理，即對于用戶面信息，由基站RTS進行PHY、MAC、RLC和PDCP層協(xié)議處理，RNC不進行接入層的用戶信息處理；對于控制面信息，基站RTS實現(xiàn)PHY、MAC、RLC和RRC層協(xié)議處理。因此，本發(fā)明的方法可簡化通信處理過程，降低傳輸時延，提高數(shù)據(jù)和信令處理速度及反饋速度，使其不僅支持高速數(shù)據(jù)傳輸，而且適用于優(yōu)化Node B和RNC功能的接入網(wǎng)，保證未來高速數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS免受重傳時延造成的影響。
而且，如果無線接口協(xié)議棧完全下移到RTS，RTS和RSC之間的鏈路負載會大大降低，因為無線接口協(xié)議控制面RRC配置無線接口用戶面協(xié)議的消息會在RTS內(nèi)部執(zhí)行，而且RLC重傳也不會再使用這條鏈路，RTS和RSC之間的這個接口上的傳輸機制將得到簡化，無線接入網(wǎng)絡中的資源得到有效的利用，無線接入網(wǎng)絡將能為高速數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS提供保證。
本發(fā)明由于采用控制面和用戶面分離，可以簡化每個實體的設(shè)計，優(yōu)化RNC和基站的功能，使其更適用于采用分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)，且保證網(wǎng)絡與UE之間有快速的反應機制，并具有更強的靈活性和可擴展性，為組網(wǎng)帶來便利，從而更能適應未來業(yè)務的發(fā)展。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2現(xiàn)有技術(shù)的UTRAN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；圖3包括圖3a和圖3b兩部分，其中圖3a為圖2所示的UTRAN網(wǎng)絡的控制面示意圖，圖3b為圖2所示的UTRAN網(wǎng)絡的用戶面協(xié)議棧；圖4為本發(fā)明的具體實施例一的接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5包括圖5a、圖5b和圖5c三部分，其中，圖5a為圖4所示的Tt接口協(xié)議棧示意圖，圖5b為圖4所示的Tr接口協(xié)議棧示意圖，圖5c為圖4所示的Tc接口協(xié)議棧的示意圖；圖6包括圖6a和圖6b，其中圖6a為圖4所示的接入網(wǎng)絡中用戶面的協(xié)議棧示意圖，圖6b為圖4所示的接入網(wǎng)絡中控制面的協(xié)議棧示意圖；圖7為本發(fā)明的具體實施例二的接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；圖8包括圖8a、圖8b、圖8c和圖8d四部分，其中，圖8a為圖7所示的Tt接口協(xié)議棧示意圖，圖8b為圖7所示的Tr接口協(xié)議棧示意圖，圖8c為圖7所示的Tc接口協(xié)議棧的示意圖，8d為Ti的接口協(xié)議棧示意圖；圖9包括圖9a和圖9b，其中圖9a為圖7所示的接入網(wǎng)絡中用戶面的協(xié)議棧示意圖，圖9b為圖7所示的接入網(wǎng)絡中控制面的協(xié)議棧示意圖；圖10為本發(fā)明的具體實施例三的接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；圖11包括圖11a、圖11b和圖11c三部分，其中，圖11a為圖10所示的Tt接口協(xié)議棧示意圖，圖11b為圖10所示的Tr接口協(xié)議棧示意圖，圖11c為圖10所示的Tc接口協(xié)議棧的示意圖；圖12包括圖12a和圖12b，其中圖12a為圖10所示的接入網(wǎng)絡中用戶面的協(xié)議棧示意圖，圖12b為圖10所示的接入網(wǎng)絡中控制面的協(xié)議棧示意圖；圖13為本發(fā)明的具體實施例四的接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)示意圖；圖14包括圖14a、圖14b、圖14c和圖14d四部分，其中，圖14a為圖13所示的Tt接口協(xié)議棧示意圖，圖14b為圖13所示的Tr接口協(xié)議棧示意圖，圖14c為圖13所示的Tc接口協(xié)議棧的示意圖，14d為Ti的接口協(xié)議棧示意圖；圖15包括圖15a和圖15b，其中圖15a為圖13所示的接入網(wǎng)絡中用戶面的協(xié)議棧示意圖，圖15b為圖13所示的接入網(wǎng)絡中控制面的協(xié)議棧示意圖。
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，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
本發(fā)明的核心思想是將無線接口層2協(xié)議棧，即PDCP/BMC/RLC/MAC等無線接口協(xié)議棧下移至NodeB，由NodeB來對來自UE以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)和控制信令進行協(xié)議棧的處理。為了和現(xiàn)有技術(shù)進行區(qū)別，這里將增加了無線接口協(xié)議棧處理功能的NodeB稱為無線收發(fā)信機(RTS)，將不再實現(xiàn)已下移的無線接口協(xié)議棧功能的RNC稱為無線基站控制器(RSC)。
下移的無線接口協(xié)議棧可以包括兩種情況一種是將只PDCP/BMC/RLC/MAC協(xié)議棧下移，另一種是PDCP/BMC/RLC/MAC協(xié)議棧和RRC協(xié)議全部下移。
對于第一種情況，當UE發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡時，UE將經(jīng)過PDCP/BMC、RLC、MAC協(xié)議棧處理過的數(shù)據(jù)包，由PHY發(fā)給RTS側(cè)的PHY，經(jīng)RTS側(cè)MAC、RLC、PDCP/BMC協(xié)議棧處理后，得到UE發(fā)送的原始數(shù)據(jù)包，然后，將該數(shù)據(jù)包通過RNC發(fā)送至核心網(wǎng)。當UE發(fā)送信令消息到網(wǎng)絡時，該信令消息先由UE側(cè)的RRC、RLC、MAC協(xié)議棧處理后，再通過UE側(cè)的PHY發(fā)送給所屬RTS側(cè)的PHY，經(jīng)過RTS側(cè)MAC、RLC協(xié)議棧處理解析出該消息后，基站再根據(jù)消息內(nèi)容作出相應的處理，之后，將處理結(jié)果發(fā)送給RSC中的RRC層，由RSC轉(zhuǎn)交給核心網(wǎng)。
對于第二種情況，當UE發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡時，具體過程與第一種情況相同。當UE發(fā)送信令消息到網(wǎng)絡時，該信令消息先由UE側(cè)的RRC、RLC、MAC協(xié)議棧處理后，再通過UE側(cè)的PHY發(fā)送給所屬基站的PHY，經(jīng)過RTS側(cè)MAC、RLC協(xié)議棧處理后，將處理結(jié)果發(fā)送給RSC中的RRC層處理，RSC解析出其中的非接入層消息，將其轉(zhuǎn)交給核心網(wǎng)。
并且，RSC可以是一個物理實體來實現(xiàn)用戶面和數(shù)據(jù)面的功能，也可以通過兩個物理實體分別來實現(xiàn)，比如，RSC包括RSC-Server和RAN-Gateway兩部分，其中RSC-Server用于實現(xiàn)RSC控制面的功能，主要是在RTS和CN之間傳送控制信令，RAN-Gateway用于實現(xiàn)RSC用戶面的功能，主要是在RTS和CN之間傳送用戶數(shù)據(jù)。
下面結(jié)合附圖4和具體實施例一詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
本實施例是在原有NodeB中實現(xiàn)PDCP/BMC/RLC/MAC等協(xié)議棧。這里將功能上得到了擴充的NodeB，稱為RTS，而原先的RNC由于不再需要實現(xiàn)RLC/MAC等協(xié)議棧，功能上得到了部分簡化，這里將其稱為RSC。當然，RSC雖然功能得到了簡化，但它依然實現(xiàn)控制面和用戶面的功能，以及RRC、RRM無線資源控制管理和移動性管理等功能。
如圖4所示，本實施例的無線接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)包括RSC 402和RTS 403。其中，RSC之間通過Tr接口相連，RSC 402與RTS 403通過Tt接口相連，RSC 402通過Tc接口與CN 401相連。
Tt接口的協(xié)議棧如圖5a所示。在Tt接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層，控制面使用的是RTSAP，用戶面使用的是TtUP。在Tt接口的傳輸網(wǎng)絡層，控制面使用SCTP/IP作為傳輸承載，用戶面使用UDP/IP作為傳輸承載。其中，RTSAP實現(xiàn)公共傳輸信道管理、功控、測量等公共功能和專用傳輸信道管理、數(shù)據(jù)傳輸、無線鏈路監(jiān)控等專用功能，還負責傳送RSC中的RRC和RTS中的RLC/MAC/PHY之間的部分配置信息。TtUP是Tt接口的用戶部分，負責將用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)從RTS傳輸?shù)絉SC。
不同RSC之間的接口為Tr，協(xié)議棧如圖5b所示。在Tr接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層，控制面使用的是RNSAP，用戶面使用的是TrUP。在Tr接口的傳輸網(wǎng)絡層，控制面使用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載，用戶面使用UDP/IP作為傳輸承載。當然，傳輸網(wǎng)絡控制面可以根據(jù)需要增加成熟的基于IP的協(xié)議棧。這里，RNSAP實現(xiàn)公共/專用信道的流量管理，以及傳輸網(wǎng)絡的流量管理等功能，還負責報告公共/專用實體的測量信息。TrUP是Tr接口的用戶部分，負責在RSC之間傳輸用戶數(shù)據(jù)。
圖6a所示為圖4所示的無線接入網(wǎng)絡用戶面協(xié)議棧的示意圖。
圖6a中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RSC之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt表示RTS和RSC之間的接口。可以看出，對于用戶面數(shù)據(jù)信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層和PDCP層協(xié)議的處理，如此更有利于RTS中功能的實現(xiàn)，效率的提高。比如RLC層的反饋重傳機制在RTS中實現(xiàn)。
參見圖4和6a所示，當UE發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡側(cè)時，其具體過程如下1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即數(shù)據(jù)包發(fā)送給PDCP，依次由PDCP進行傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/UDP/IP)頭壓縮后發(fā)往RLC；RLC對數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的傳輸格式組合集合(TFCS)選擇合適的傳輸格式組合(TFC)；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后，通過Uu接口將處理過的數(shù)據(jù)包發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對數(shù)據(jù)處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭后，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的PDCP層。
2d.RTS側(cè)PDCP層對經(jīng)過壓縮的TCP/UDP/IP頭依次解壓縮，得到UE最初發(fā)送給PDCP的原始數(shù)據(jù)包。
2e.RTS利用UDP/IP作為傳輸承載通過Tt接口將這一數(shù)據(jù)包發(fā)往RSC，由其通過Tc接口路由到核心網(wǎng)完成進一步處理。
類似的，UE通過相反的過程來接收由核心網(wǎng)絡發(fā)給本UE的數(shù)據(jù)包。
圖6b為適于圖4所示接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制面接入層協(xié)議棧模型，圖6b中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RSC之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口?？梢钥闯?，對于控制面信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層的處理，而RSC只實現(xiàn)RRC層協(xié)議的處理。
配合圖6b所示，當UE發(fā)送一個高層信令消息到網(wǎng)絡時，其具體的實現(xiàn)過程是這樣的1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)信令消息發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即RRC將本層的信令消息封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層；RLC對該數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC層；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的TFCS選擇合適的TFC；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后通過Uu接口發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對信令消息處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包通過Tt接口發(fā)往RSC的RRC層。
2d.RSC的RRC直接解析這一消息，然后根據(jù)解析出的消息進行相應處理，如連接建立、測量報告等，在一個處理過程完成后，RSC直接通過Tc接口利用傳輸承載將處理結(jié)果通知核心網(wǎng)處理，這里RSC可以將SCTP/IP作為傳輸承載。
類似的，UE通過相反的過程來接收核心網(wǎng)的信令消息和接入網(wǎng)的RRC信令消息。
下面結(jié)合附圖和具體實施例二來闡述本發(fā)明的技術(shù)方案。
與實施例一之間的區(qū)別在于，實施例二是按照用戶面和控制面分離的原則，將RSC分成RSC-Server和RAN-Gateway兩個節(jié)點。其中，RSC-Server實現(xiàn)RSC的控制面功能，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換，無線資源控制和無線資源管理等功能，RAN-Gateway實現(xiàn)RSC的用戶面功能，主要是在RTS和CN之間傳遞用戶數(shù)據(jù)。RTS是無線收發(fā)裝置，包括無線基帶數(shù)據(jù)處理，控制面協(xié)議轉(zhuǎn)換以及PDCP/BMC/RLC/MAC等無線接口協(xié)議棧的處理。
參見圖7所示，本實施例的無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡構(gòu)架包括RSC Server 702、RAN-Gateway 701以及RTS 703。其中，RSC Server 702和RAN Gateway 701通過Ti接口相連，RTS 703通過Tt-c接口與RSC Server 702相連，CN 704通過Tc-c接口與RSC Server 702相連，CN 704通過Tc-u接口與RANGateway 701相連，RAN Gateway 701通過Tt-u接口與RTS 703相連。
Tt-c和Tt-u接口的協(xié)議棧如圖8a所示。參見圖8a所示，Tt-c接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是RTSAP，傳輸網(wǎng)絡層使用SCTP/IP作為傳輸承載。Tt-u接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是TtUP，傳輸網(wǎng)絡層使用UDP/IP作為傳輸承載。這里，RTSAP實現(xiàn)公共傳輸信道管理、功控、測量等公共功能和專用傳輸信道管理、數(shù)據(jù)傳輸、無線鏈路監(jiān)控等專用功能，另外它還負責傳送RRC配置RLC/MAC/PHY的信息。TtUP主要負責在RTS和RAN-Gateway之間傳輸用戶數(shù)據(jù)。
Tc-c和Tc-u接口的協(xié)議棧如圖8b所示。參見圖8b所示，Tc-c接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是RSCAP，傳輸網(wǎng)絡層使用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載。Tc-u接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是TcUP，傳輸網(wǎng)絡層使用GTP-U/UDP/IP作為傳輸承載。RSCAP主要實現(xiàn)移動性管理，RAB管理以及廣播、尋呼等功能。TcUP負責在RAN-Gateway和CN之間傳輸用戶數(shù)據(jù)。
Tr-c和Tr-u接口的協(xié)議棧如圖8c所示。參見圖8c所示，Tr-c接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是RNSAP，傳輸網(wǎng)絡層使用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載。Tr-u接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是TrUP，傳輸網(wǎng)絡層使用UDP/IP作為傳輸承載。RNSAP實現(xiàn)公共/專用信道的流量管理，以及傳輸網(wǎng)絡的流量管理等功能。另外它還負責報告公共/專用實體的測量信息。TrUP是Tr-u接口的用戶部分，它負責在RAN-Gateway之間傳輸用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)。
Ti是一個新的接口，該接口協(xié)議棧使用非常靈活，可以使用全新的協(xié)議棧，也可以使用ITU-T的H.248協(xié)議?；蛘逫ETF MEGACO協(xié)議棧。Ti的接口協(xié)議棧如圖8d所示。RSC-Server通過Ti接口對RAN-Gateway進行管理。
圖9a所示為圖7所示的無線接入網(wǎng)絡用戶面協(xié)議棧的示意圖。其中，虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RAN-Gateway之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt-u表示RTS和RAN-Gateway之間的接口。可以看出，對于用戶面數(shù)據(jù)信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層和PDCP層協(xié)議的處理，如此更有利于RTS中功能的實現(xiàn)，效率的提高。比如適于RLC層的反饋重傳機制在RTS中實現(xiàn)。
參見圖9a和7所示，當UE發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡側(cè)時，其具體過程如下1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即數(shù)據(jù)包發(fā)送給PDCP，依次由PDCP進行傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/UDP/IP)頭壓縮后發(fā)往RLC；RLC對數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的傳輸格式組合集合(TFCS)選擇合適的傳輸格式組合(TFC)；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后，將處理過的數(shù)據(jù)包通過Uu接口發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對數(shù)據(jù)處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭后，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的PDCP層。
2d.RTS側(cè)PDCP層對經(jīng)過壓縮的TCP/UDP/IP頭依次解壓縮，得到UE最初發(fā)送給PDCP的原始數(shù)據(jù)包。
2e.RTS通過Tt-u接口將這一數(shù)據(jù)包發(fā)往RAN-Gateway，由其路由到核心網(wǎng)完成進一步處理，這里，RTS利用SCTP/IP作為傳輸承載。
類似的，UE通過相反的過程來接收由核心網(wǎng)絡發(fā)給本UE的數(shù)據(jù)包。
圖9b為適于圖7所示接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制面接入層協(xié)議棧模型，圖9b中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS，RSC Server之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RSC Server之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt-c表示RTS和RNC服務器之間的接口。可以看出，對于控制面信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層的處理，而RSC Server只實現(xiàn)RRC層協(xié)議的處理。
配合圖9b所示，當UE發(fā)送一個高層信令消息到網(wǎng)絡時，其具體的實現(xiàn)過程是這樣的1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)信令消息發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即RRC將本層的信令消息封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層；RLC對該數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC層；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的TFCS選擇合適的TFC；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對信令消息處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包通過Tt-c接口發(fā)往RSC Sever的RRC層。
2d.RSC Sever的RRC直接解析該消息，然后根據(jù)解析結(jié)果進行相應的處理，如連接建立、測量報告等，在一個處理過程完成后，RSC Sever利用傳輸承載通過Tc-c接口將處理結(jié)果通知核心網(wǎng)處理。
上述實施例一和實施例二采用了部分用戶面功能下移，可簡化通信處理過程，降低傳輸時延，提高數(shù)據(jù)和信令處理速度及反饋速度，使其不僅支持高速數(shù)據(jù)傳輸，而且適用于優(yōu)化Node B和RNC功能的接入網(wǎng)，保證未來高速數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS免受重傳時延造成的影響。
而且，在實施例二中，由于采用控制面和用戶面分離，可以簡化每個實體的設(shè)計，優(yōu)化RNC和基站的功能，使其更適用于采用分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)，且保證網(wǎng)絡與UE之間有快速的反應機制，并具有更強的靈活性和可擴展性，為組網(wǎng)帶來便利，從而更能適應未來業(yè)務的發(fā)展。
下面結(jié)合圖10和具體實施例三來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
本實施例是在原有NodeB中實現(xiàn)PDCP/BMC/RLC/MAC以及RRC等協(xié)議棧。NodeB功能上得到了擴充，這里將其稱為RTS，而原先的RNC由于不再需要實現(xiàn)RLC/MAC等協(xié)議棧，功能上得到了部分簡化，這里將其稱為RSC。
如圖10所示，本實施例的無線接入網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)包括CN 1001、RSC 1002和RTS 1003。RSC 1002通過Tr接口與另一個RSC 1002相連，RSC 1002與RTS 1003通過Tt接口相連，RSC 1002通過Tc接口與CN 1001相連。
Tt接口的協(xié)議棧如圖11a所示。在Tt接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層，控制面使用的是RTSAP，用戶面使用的是TtUP。在Tt接口的傳輸網(wǎng)絡層，控制面使用SCTP/IP作為傳輸承載，用戶面使用UDP/IP作為傳輸承載。RTSAP實現(xiàn)公共傳輸信道管理、功控、測量等公共功能和專用傳輸信道管理、數(shù)據(jù)傳輸、無線鏈路監(jiān)控等專用功能。TtUP是Tt接口的用戶部分，它負責將用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)從RTS傳輸?shù)絉SC。
不同RSC之間的接口為Tr，其協(xié)議棧如圖11b。參見圖11b所示，在Tr接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層，控制面使用的是RNSAP，用戶面使用的是TrUP。在Tr接口的傳輸網(wǎng)絡層，控制面使用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載，用戶面使用UDP/IP作為傳輸承載。傳輸網(wǎng)絡控制面可以根據(jù)需要增加成熟的基于IP的協(xié)議棧。RNSAP實現(xiàn)公共/專用信道的流量管理，以及傳輸網(wǎng)絡的流量管理等功能。另外它還負責報告公共/專用實體的測量信息。TrUP是Tr接口的用戶部分，它負責在RSC之間傳輸用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)。圖12a為圖10所示的接入網(wǎng)絡中接入層用戶面協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12a中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RSC之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt表示RTS和RSC之間的接口?？梢钥闯觯瑢τ谟脩裘鏀?shù)據(jù)信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層和PDCP層以及RRC層協(xié)議的處理，如此更有利于RTS中功能的實現(xiàn)，效率的提高。
參見圖12a和10所示，當UE發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡側(cè)時，其具體過程如下1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即數(shù)據(jù)包發(fā)送給PDCP，依次由PDCP進行傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/UDP/IP)頭壓縮后發(fā)往RLC；RLC對數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的傳輸格式組合集合(TFCS)選擇合適的傳輸格式組合(TFC)；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后，將處理過的數(shù)據(jù)包通過Uu接口發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對數(shù)據(jù)處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭后，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的PDCP層。
2d.RTS側(cè)PDCP層對經(jīng)過壓縮的TCP/UDP/IP頭依次解壓縮，得到UE最初發(fā)送給PDCP的原始數(shù)據(jù)包。
2e.RTS利用傳輸承載通過Tt接口將這該數(shù)據(jù)包發(fā)往RSC，并由RSC通過Tc接口路由到核心網(wǎng)完成進一步處理，這里，RTS利用UDP/IP作為傳輸承載。類似的，UE通過相反的過程來接收由核心網(wǎng)絡發(fā)給本UE的數(shù)據(jù)包。
圖12b為適于圖10所示接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制面接入層協(xié)議棧模型，圖8中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RSC之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt表示RTS和RSC之間的接口?？梢钥闯觯瑢τ诳刂泼嫘畔碚f，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層和RRC層協(xié)議的處理。
配合圖12b所示，當UE發(fā)送一個高層信令消息到網(wǎng)絡時，其具體的實現(xiàn)過程是這樣的1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)信令消息發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即RRC將本層的信令消息封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層；RLC對該數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC層；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的TFCS選擇合適的TFC；最后由物理層通過Uu接口根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對信令消息處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包通過Tt接口發(fā)往RSC的RRC層。這里RTS采用COPS/SCTP/IP作為傳輸承載，以使控制信令發(fā)送至RSC后，可以用于RRC與RSC中的RRM之間請求策略信息。
2d.RSC的RRC直接解析這一消息，并根據(jù)解析的結(jié)果進行相應處理，如連接建立、測量報告等，在一個處理過程完成后，RSC直接通過傳輸承載將處理結(jié)果經(jīng)Tc接口通知核心網(wǎng)處理，類似的，UE通過相反的過程來接收核心網(wǎng)的信令消息和接入網(wǎng)的RRC信令消息。
下面結(jié)合圖13和具體實施例四來具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實施例四與實施例三之間的區(qū)別在于，按照用戶面和控制面分離的原則，將RSC分成RSC-Server和RAN-Gateway兩個節(jié)點。其中，RSC-Server實現(xiàn)RSC的控制面功能，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換，無線資源控制和無線資源管理等功能，RAN-Gateway實現(xiàn)RSC的用戶面功能，主要是在RTS和CN之間傳遞用戶數(shù)據(jù)。RTS是無線收發(fā)裝置，它包括無線基帶數(shù)據(jù)處理，控制面協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能，RLC/MAC等無線接口協(xié)議棧用戶面協(xié)議在RTS中實現(xiàn)。
參見圖13所示，本實施例的無線接入網(wǎng)網(wǎng)絡構(gòu)架包括RSC Server 1303、RAN-Gateway 1302以及RTS 1304。其中，RSC Server 1303和RAN-Gateway1302通過Ti接口相連，RTS 1304通過Tt-c接口與RSC Server 1303相連，RSC Server通過Tc-c接口與CN 1301相連，RTS 1304通過Tt-u接口與RANGateway 1302相連，RAN-Gateway通過Tc-u接口與CN 1301相連。。
RSC Server實現(xiàn)RSC的控制面功能，包括協(xié)議轉(zhuǎn)換，無線資源管理等功能，RAN-Gateway實現(xiàn)RSC的用戶面功能，主要是在RTS和CN之間傳遞用戶數(shù)據(jù)。RTS是無線收發(fā)裝置，它包括無線基帶數(shù)據(jù)處理，控制面協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能，無線接口協(xié)議棧的控制面協(xié)議，如RRC協(xié)議等，以及在RTS中實現(xiàn)用戶面協(xié)議，如PDCP/BMC/RLC/MAC等。
Tt-c和Tt-u接口的協(xié)議棧如圖14a所示。參見圖14a所示，Tt-c接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是RTSAP，傳輸網(wǎng)絡層使用SCTP/IP作為傳輸承載。Tt-u接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是TtUP，傳輸網(wǎng)絡層使用UDP/IP作為傳輸承載。RTSAP實現(xiàn)公共傳輸信道管理、功控、測量等公共功能和專用傳輸信道管理、數(shù)據(jù)傳輸、無線鏈路監(jiān)控等專用功能。TtUP主要負責在RTS和RAN-Gateway之間傳輸用戶數(shù)據(jù)。
Tc-c和Tc-u接口的協(xié)議棧如圖14b示。參見圖14b，Tc-c接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是RSCAP，傳輸網(wǎng)絡層使用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載。Tc-u接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是TcUP，傳輸網(wǎng)絡層使用GTP-U/UDP/IP作為傳輸承載。RSCAP主要實現(xiàn)移動性管理，RAB管理以及廣播、尋呼等功能。TcUP的功能是負責在RAN-Gateway和CN之間傳輸用戶數(shù)據(jù)。
Tr-c和Tr-u接口的協(xié)議棧如圖14c示。參見圖14c，Tr-c接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是RNSAP，傳輸網(wǎng)絡層使用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載。Tr-u接口協(xié)議棧的無線網(wǎng)絡層使用的是TrUP，傳輸網(wǎng)絡層使用UDP/IP作為傳輸承載。RNSAP實現(xiàn)公共/專用信道的流量管理，以及傳輸網(wǎng)絡的流量管理等功能。另外它還負責報告公共/專用實體的測量信息。TrUP是Tr-u接口的用戶部分，它負責在RAN-Gateway之間傳輸用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)。
Ti是一個新接口，RSC Server可以通過Ti接口對RAN-Gateway進行管理。該接口協(xié)議?？梢允褂萌碌膮f(xié)議棧，可以使用ITU-T的H.248/SCTP/IP協(xié)議棧或IETF MEGACO/SCTP/IP協(xié)議棧。其接口協(xié)議?？梢詤⒁妶D14d所示。圖15a為圖13所示的接入網(wǎng)絡中接入層用戶面協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15a中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RAN-Gateway之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt-u表示RTS和RAN-Gateway之間的接口?？梢钥闯?，對于用戶面數(shù)據(jù)信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層和PDCP層處理，如此更有利于RTS中功能的實現(xiàn)，效率的提高。
參見圖15a和13所示，當UE發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡側(cè)時，其具體過程如下1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即數(shù)據(jù)包發(fā)送給PDCP，依次由PDCP進行傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/UDP/IP)頭壓縮后發(fā)往RLC；RLC對數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的傳輸格式組合集合(TFCS)選擇合適的傳輸格式組合(TFC)；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后，將處理過的數(shù)據(jù)包通過Uu接口發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對數(shù)據(jù)處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭后，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，將數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的PDCP層。
2d.RTS側(cè)PDCP層對經(jīng)過壓縮的TCP/UDP/IP頭依次解壓縮，得到UE最初發(fā)送給PDCP的原始數(shù)據(jù)包。
2e.RTS通過Tt-u接口利用傳輸承載將這一數(shù)據(jù)包發(fā)往RAN-Gateway，由RAN-Gateway通過Tc-u接口路由到核心網(wǎng)完成進一步處理，這里RTS利用UDP/IP作為傳輸承載。
類似的，UE通過相反的過程來接收由核心網(wǎng)絡發(fā)給本UE的數(shù)據(jù)包。
圖15b為適于圖13所示接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)的控制面接入層協(xié)議棧模型，圖8中虛線左側(cè)的部分表示UE和RTS之間分層的對應關(guān)系圖，虛線右側(cè)的部分為UE、RTS和RSC Server之間的分層傳送模型，其中，Uu表示UE和RTS之間的接口，Tt-c表示RTS和RSC Server之間的接口?？梢钥闯?，對于控制面信息來說，RTS可實現(xiàn)PHY層、MAC層、RLC層和RRC層協(xié)議的處理。
配合圖15b所示，當UE發(fā)送一個高層信令消息到網(wǎng)絡時，其具體的實現(xiàn)過程是這樣的1)在UE側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)并無變化，因此UE側(cè)信令消息發(fā)送的過程與WCDMA原有過程一致，即RRC將本層的信令消息封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層；RLC對該數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC層；MAC根據(jù)當前數(shù)據(jù)包和配置的TFCS選擇合適的TFC；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后通過Uu接口發(fā)送給RTS。
2)在RTS側(cè)，由于協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)完全不同，因此RTS側(cè)對信令消息處理的過程也不同，相當于將原來RNC側(cè)的處理全部移至RTS一側(cè)，具體包括以下步驟2a.RTS側(cè)物理層通過Uu接口接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)和譯碼。
2b.RTS側(cè)物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層。
2c.RTS側(cè)RLC層執(zhí)行重組功能，將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后，利用傳輸承載將數(shù)據(jù)包通過Tt-c接口發(fā)往RSC Sever的RRC層。
2d.RSC Sever的RRC直接解析該消息，然后根據(jù)解析處的該消息進行相應處理，如連接建立、測量報告等，在一個處理過程完成后，RSC Sever直接通過Tc-c接口利用傳輸承載將處理結(jié)果通知核心網(wǎng)處理。這里，RSC Sever利用SCCP/M3UA/SCTP/IP作為傳輸承載。
類似的，UE通過相反的過程來接收核心網(wǎng)的信令消息和接入網(wǎng)的RRC信令消息。
從實施例三和四可知，無線接口協(xié)議棧完全下移到RTS中，RTS和RSC之間的鏈路負載會大大降低，因為無線接口協(xié)議控制面RRC配置無線接口協(xié)議用戶面協(xié)議的消息會在RTS內(nèi)部執(zhí)行，而且RLC重傳也不會再使用這條鏈路，RTS和RSC這個接口上的傳輸機制將得到簡化，無線接入網(wǎng)絡中的資源得到有效的利用，無線接入網(wǎng)絡將能為高速數(shù)據(jù)業(yè)務的QoS提供保證。
而且在實施例四中，由于采用控制面和用戶面分離，可以使網(wǎng)絡朝著分布式架構(gòu)方向發(fā)展，并具有更強的靈活性和可擴展性，為組網(wǎng)帶來便利，而且更能適應未來業(yè)務的發(fā)展。總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線接入網(wǎng)絡，其特征在于，該網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡控制單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的用戶數(shù)據(jù)和控制信令；無線收發(fā)信機，所述無線收發(fā)信機在用戶終端與核心網(wǎng)之間進行通信時，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)和控制信令進行協(xié)議棧的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡控制單元包括RNC服務器，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的控制信令；RAN網(wǎng)關(guān)，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的用戶數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線收發(fā)信機用于對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)進行PDCP、RLC、MAC協(xié)議的處理，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的控制信令進行RLC、MAC協(xié)議的處理，并在所屬物理層或傳輸網(wǎng)絡層進行轉(zhuǎn)發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無線收發(fā)信機用于對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)進行PDCP、RLC、MAC協(xié)議的處理，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的控制信令進行RRC、RLC、MAC協(xié)議的處理，并在所屬物理層或傳輸網(wǎng)絡層進行轉(zhuǎn)發(fā)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過SCTP/IP作為傳輸承載傳送控制信令；所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過UDP/IP作為傳輸承載傳送用戶數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過COPS/SCTP/IP作為傳輸承載傳送控制信令；所述網(wǎng)絡控制單元和無線收發(fā)信機之間通過UDP/IP作為傳輸承載傳送用戶數(shù)據(jù)。
7.一種無線接入系統(tǒng)的通信方法，其特征在于當用戶終端與核心網(wǎng)進行通信時，無線收發(fā)信機對來自用戶終端經(jīng)過各層協(xié)議棧處理的以及通過網(wǎng)絡控制單元接收到的來自核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)和控制信令進行各層協(xié)議棧的處理，然后將經(jīng)過每層協(xié)議棧處理后得到的用戶數(shù)據(jù)包通過網(wǎng)絡控制單元發(fā)送給核心網(wǎng)或直接發(fā)送給用戶終端，或根據(jù)解析出的控制信令執(zhí)行操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述無線收發(fā)信機是經(jīng)由傳輸網(wǎng)絡層將經(jīng)每層協(xié)議棧處理后得到的用戶數(shù)據(jù)包發(fā)送給核心網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述用戶終端對要發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行各協(xié)議棧處理的步驟進一步包括要發(fā)送的數(shù)據(jù)包在PDCp層，由PDCP依次進行TCP/UDP/IP頭壓縮后發(fā)往無線鏈路控制RLC層；RLC對數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC；MAC選擇合適的傳輸格式組合TFC；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后，將數(shù)據(jù)包發(fā)給無線收發(fā)信機。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當無線收發(fā)信機接收到來自用戶終端的用戶數(shù)據(jù)包時，進行各協(xié)議棧的處理步驟包括a1.RTS側(cè)物理層接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的數(shù)據(jù)后，進行解調(diào)和譯碼；b1.物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭后，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層；c1.RLC層將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的PDCP層；d1.PDCP層對經(jīng)過壓縮的TCP/UDP/IP頭依次解壓縮，得到UE最初發(fā)送的原始數(shù)據(jù)包，并通過傳輸承載將該數(shù)據(jù)包發(fā)往網(wǎng)絡控制單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述用戶終端對要發(fā)送的控制信令進行各協(xié)議棧處理的步驟包括RRC將本層的信令消息封裝為數(shù)據(jù)包發(fā)往RLC層；RLC對該數(shù)據(jù)包實施分片和級聯(lián)后發(fā)往MAC層；MAC選擇合適的TFC；最后由物理層根據(jù)選定的TFC進行編碼調(diào)制后發(fā)送給RTS。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當無線收發(fā)信機收到來自用戶終端的控制信令時，進行各協(xié)議棧的處理步驟包括a2.RTS側(cè)物理層接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)譯碼；b2.物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層；c2.RLC層將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后將數(shù)據(jù)包通過傳輸承載發(fā)往網(wǎng)絡控制單元的RRC層；d2.網(wǎng)絡控制單元的RRC解析該消息并進行相應的處理，處理過程完成后，網(wǎng)絡控制單元將該消息的處理結(jié)果通過傳輸承載發(fā)送至核心網(wǎng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當無線收發(fā)信機收到來自用戶終端的控制信令時，進行各協(xié)議棧的處理步驟包括a3.無線收發(fā)信機側(cè)的物理層接收到UE側(cè)物理層發(fā)來的信令消息后，進行解調(diào)譯碼；b3.物理層將譯碼后的數(shù)據(jù)發(fā)往RTS的MAC層，由MAC去掉相應的MAC控制頭，將相應數(shù)據(jù)包發(fā)往RTS的RLC層；c3.RLC層將分片和級聯(lián)的數(shù)據(jù)進行重組，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)往RRC層；d3.RRC解析該消息并進行相應的處理，處理過程完成后，通過傳輸承載將將該消息的處理結(jié)果發(fā)送至網(wǎng)絡控制單元，然后再通過傳輸承載將其發(fā)送至核心網(wǎng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當所述網(wǎng)絡控制單元包括RNC服務器和RAN網(wǎng)關(guān)時，所述控制信令是通過RNC服務器在核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間轉(zhuǎn)發(fā)，所述用戶數(shù)據(jù)是通過RAN網(wǎng)關(guān)在核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間轉(zhuǎn)發(fā)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟c2中所述傳輸承載為SCTP/IP/L2/L1協(xié)議棧。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，步驟c3中所述傳輸承載為COPS/SCTP/IP/L2/L1協(xié)議棧。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟d1中所述傳輸承載為UDP/IP/L2/L1協(xié)議棧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線接入網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡控制單元，用于轉(zhuǎn)發(fā)無線核心網(wǎng)和無線收發(fā)信機之間的用戶數(shù)據(jù)和控制信令；無線收發(fā)信機，所述無線收發(fā)信機在用戶終端與核心網(wǎng)之間進行通信時，對來自用戶終端以及核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)和控制信令進行每層協(xié)議棧的處理。本發(fā)明還公開了一種無線接入系統(tǒng)的通信方法。本發(fā)明將原來RNC在各層協(xié)議棧對數(shù)據(jù)或控制信令的處理下移到基站進行，從而簡化并加快通信的處理過程，提高數(shù)據(jù)和信令的處理速度。
文檔編號H04L29/06GK1753516SQ200410078270
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月21日
發(fā)明者許炳, 梁欣剛 申請人:華為技術(shù)有限公司