CN101174969A - 在单频移动通信网络中分发数据分组的方法及装置和网络 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在单频移动通信网络中将来自接入网络节点(aGW)的数据分组(MBMS数据)经由至少一个基站(eNB)分发给至少一个用户终端(UE)的方法，以及用于所述方法的接入网络节点(aGW)、基站(eNB)以及单频移动通信网络，由此，在接入网络节点(aGW)中将信息(T1(tx)，T2(tx))添加给数据分组(MBMS数据)，其中该信息指示数据分组必须在哪些时间间隔中从至少一个基站(eNB)发送到至少一个用户终端(UE)，此外在接入网络节点(aGW)中将用于指示数据分组(MBMS数据)的分发顺序的信息(SN)添加给数据分组(MBMS数据)。

Description

在单频移动通信网络中分发数据分组的方法及装置和网络
技术领域
本发明涉及一种在单频移动通信网络中分发数据分组的方法、一种接入网络节点、一种基站、以及一种单频移动通信网络。
背景技术
所谓的单频网络(SFN)是一种广播或多播网络，其中例如基站之类的若干个发射机同时在相同频率信道上发送相同的信号。因此，对SFN操作来说，必须确保SFN传输中所涉及的所有基站都在相同时间使用精确相同的物理无线电资源块(PRB)来传送处于精确相同的协议数据单元(PDU)中的精确相同的数据，例如MBMS服务数据(MBMS＝多媒体广播多播服务)。
在UMTS(UMTS＝通用移动电信***)中，用于传输MBMS服务数据的解决方案是以无线电接入网络(RAN)中的双节点方法为基础的，也就是说，无线电网络控制器(RNC)负责产生传输块，并且负责经由所谓的Iub接口而向所谓的节点B分发传输块。通过发射基于所谓的连接帧编号(CFN)的MBMS服务数据来在RNC与所有节点B之间实现时间同步。
对作为UMTS的潜在追随者的3GPP无线电技术(3GPP＝第三代合作伙伴计划)长期演进(LTE)来说，第三代合作伙伴计划已经决定了一种双节点架构，该双节点架构包含充当例如接入网关的接入网络节点，以及充当基站的所谓的增强型网络节点。该接入网络节点是属于核心网络的，而增强型节点B则位于无线电接入网络中。
对例如移动TV之类的MBMS服务分发来说，数据必须被从接入网络节点分发到若干个增强型节点B。MBMS服务将操作于单频网络模式中，由此必须确保在用于某种服务的SFN传输中所涉及的增强型节点B在同步的无线电帧内部在精确相同的物理层资源上发***确相同的数据，其中该物理层资源是例如频率之类的。
此外，作为核心网元的接入网络节点应该是不知道无线电状况的，也就是说，无线电帧和物理层资源不应该由接入网络节点来定义。
由于LTE***将在没有无线电网络控制器的情况下为单播服务工作，因此，相同的概念同样应该应用于多播或广播服务，如MBMS服务数据的SFN传输。
由于接入网络节点应该是不知道无线电状况的，因此，同步过程不应该使用无线电相关参数。
在文献“3GPP TSG-RAN WG 3 Meeting#53bis，Seoul，Korea，10-13 October 2006，t-doc R3-061534，Architecture for ContentSynchronization”中还可以发现关于LTE***中的内容同步的基本概念方面的细节。
发明内容
由此，本发明的目的是提出一种用于在单频移动通信网络中将数据分组从接入网络节点经由至少一个基站分发给至少一个用户终端的方法，该方法克服了上述问题，并且满足了上述约束条件。
这个目的是通过一种根据权利要求1的教导的方法、一种根据权利要求6的教导的接入网络节点、一种根据权利要求7的教导的基站以及一种根据权利要求8的教导的单频移动通信网络来实现的。
本发明的主要思想是具有一种协议解决方案，以便同步在基站中用于产生某些无线电帧的数据分组。
在接入网络节点中为数据分组添加了时间戳，该时间戳指示该数据分组必须在哪些时间间隔中从基站发送。此外，在接入网络节点中还为数据分组添加了序列号，该序列号指示从基站发送数据分组的顺序。
从从属权利要求以及后续描述中可以收集到本发明的进一步改进。
附图说明
在下文中将会参考附图来进一步解释本发明。
图1示意性地示出了一个在其中可以实施本发明的移动通信网络；
图2示意性地举例示出了数据级联的情况下的同步过程，即在接入网络节点和基站中数据分组的处理；
图3示意性地举例示出了在数据分段的情况下的同步过程，即在接入网络节点和基站中数据分组的处理。
具体实施方式
对在其中可以实施本发明的单频移动通信网络来说，该网络可以包括至少一个接入网络节点、至少一个基站以及用户终端。
图1示出了关于这种单频移动通信网络的例子，其中该网络包含了一个接入网络节点aGW、基站eNB以及用户终端UE。
此外，如图1所述，接入网络节点aGW包含了所谓的分组数据会聚协议层PDCP以及用于同步数据的协议层SYNC的功能，基站eNB包含了用于同步数据的协议层SYNC、无线电链路控制层RLC、介质访问控制层MAC以及物理层PHY的功能，而用户终端UE则包含了分组数据会聚协议层PDCP、无线电链路控制层RLC、介质访问控制层MAC以及物理层PHY的功能。
每一个所述用户终端UE都连接到一个或多个所述基站eNB，并且该基站eNB连接到接入网络节点aGW。该接入网络节点aGW则继而连接到一个核心网络，但是为了简单起见，在图1中并未示出这个核心网络。
用户终端UE包含了通过使用无线电传输而在网络中传输和接收信令和数据消息的用户终端功能。
基站eNB包含了使用无线电传输的网络的基站功能，也就是说，它们提供使用户终端连接到所述网络以及借助无线电传输来进行所述用户终端的数据交换的可能性。
此外，根据本发明的基站eNB还适合用于在添加给数据分组的信息中指示的相应时间间隔中执行向至少一个用户终端的发送数据分组，并且适合用于依照在添加给数据分组的信息中指示的顺序而执行向所述至少一个用户终端发送所述数据分组。
接入网络节点aGW包含了用于在基站eNB与核心网络之间提供连接的功能。
此外，根据本发明的接入网络节点aGW适合用于执行将指示数据分组必须在哪些时间间隔中从基站发送到用户终端的信息添加到数据分组中的处理，以及适合用于将指示数据分组分发顺序的信息添加到数据分组中的处理。
图1所述例子示出了用于SFN传输的LTE网络。在不同网络设备的协议层之间的连接是用双箭头示例性描述的。
在接入网络节点aGW与用户终端UE的所谓分组数据会聚协议层PDCP之间是存在连接的。
在接入网络节点aGW和基站eNB的用于同步数据的协议层SYNC之间是存在连接的。所述用于同步数据的协议层SYNC已被***在数据会聚协议层PDCP的下方以及无线电链路控制层RLC的上方，以便将信息添加到例如MBMS数据中，由此允许在基站eNB中同步MBMS数据的发送。
在基站eNB与用户终端UE的无线电链路控制层RLC之间、介质访问控制层MAC之间以及物理层PHY之间是存在连接的。
用于内容多播或广播的数据分组是在所谓的***架构演进(SAE)承载级上经由所谓的S1接口而从接入网络节点被分发到基站eNB的，也就是说，在图1描述的例子中，例如，在RLC SDU级(SDU＝服务数据单元)上分发报头压缩MBMS分组数据，该数据包含了允许同步基站eNB中的MBMS数据发送的所述信息。
针对在其中将要实施本发明的移动通信网络给出了下列假设：
基站eNB通过例如操作和维护(O&M)、主基站或中心eMBMS无线电资源管理服务器(eMBMS＝增强型MBMS)而被预先配置，以便将预先定义的无线电资源用于MBMS服务，其中所述无线电资源例如是频率、频率块、调制、编码、无线电帧之间的时差。
已知在空中接口上以预先定义的无线电资源为基础的数据速率大于或等于为到达接入网络节点aGW处的MBMS服务所请求的最大服务数据速率m。
根据空中接口上的和服务的不同数据速率，基站eNB可以将填充信息包含在发射到用户终端UE的数据分组中。
针对SFN传输，接入网络节点aGW和基站eNB是借助GPS(GPS＝全球定位***)或例如用于同步时钟的标准IEEE 1588之类的任何其他网络同步方案来时间同步的。
接入网络节点aGW与基站eNB之间的最大传输时间是用maxDelay(aGW到eNB)表示的，其中maxDelay根据网络配置而被预先得知，或者通过测量而被动态确定。
MBMS数据是以不同长度的IP分组(IP＝网际协议)为基础的。
预先定义的无线电帧可以包括不同的长度。
接入网络节点aGW知道基站eNB应用的调度间间隔的上限S，即基站eNB中的两个调度事件之间的时间上限S。所述上限S例如可以通过下列考虑因素来导出：接入网络节点aGW将会明确或隐含地向基站eNB指示接入网络节点aGW与用户终端UE之间的表示为Trdel的最大传输延迟。这意味着基站eNB中的调度器将不会为了调度分组而等待长于S＜＝Trdel的时间。否则，最大传输延迟需求将无法得到满足。因此，关于S的一个估计是S＝Trdel。
图2示意性示出了级联的MBMS数据的情况下的同步过程。根据本发明，对于来自核心网络而在接入网络节点aGW处接收的并且传送了MBMS信息的IP分组，在接入网络节点aGW的PDCP层中执行报头压缩。经过压缩的IP分组会在后续的MBMS数据分组中被调用。
在第一行中，所示出的是在接入网络节点aGW中用MBMS数据表示的MBMS数据分组的顺序。MBMS数据分组的顺序例如是基于图2中所描述的比特编号借助与MBMS数据分组的第一和最后一个比特编号相对应的编号来指示的。但是，所述比特编号还可以用另一方式表示，例如借助每个MBMS数据分组所具有的仅一个编号，其中该编号指示相应MBMS数据分组的序列或是序列和长度。
在接入网络节点aGW中，用于指示MBMS数据分组必须在哪些时间间隔中从基站eNB向用户终端UE发送的信息将会添加到MBMS数据分组。所述信息例如是以包含时间戳T1(tx)的报头信息的形式被添加的。
时间戳T1(tx)的分配是在其中使用了相同时间戳T1(tx)的时间间隔或循环中划分的。例如在时间T1(rx)中的点开始以及在时间T2(rx)中的点结束的所述时间间隔或循环内，对每一个MBMS数据分组来说，接入网络节点aGW将相同的时间戳T1(tx)添加给MBMS数据分组。
在本发明的实施例中，时间戳T1(tx)被定义如下：
T1(tx)＝T1(rx)+maxDelay(aGW到eNB)+constant
其中maxDelay(aGW到eNB)是接入网络节点aGW与基站eNB之间的数据传输所需要的最大可能时间，并且constant表示的是一个恒定时间偏移，其中该偏移例如是以基站eNB中的调度间隔为基础的。
在时间T2(rx)的点处，新的时间间隔或循环将会开始。
此外，在接入网络节点aGW中，用于指示MBMS数据分组的分发顺序的信息将被添加到MBMS数据分组中。所述信息例如是以序列号SN的形式添加的，其中该序列号是以MBMS数据分组的比特计数或是以与MBMS数据分组的第一和最后一个比特编号相对应的编号为基础的。
在图2的第二行中，其中描述的是包含时间戳T1(tx)和序列号SN的报头信息是在接入网络节点aGW中被添加给MBMS数据分组的。
在图2的第三行中，所示出的是基站eNB中的分组。在接收到MBMS数据分组以及相关的报头信息时，基站eNB将MBMS数据分组以及相关的报头信息存储在缓存器中。
如果MBMS数据分组和后续的MBMS数据分组没有占用整个传输块TB的长度，那么它们将会在基站eNB中级联在一起。
传输块长度是由诸如频率、频率块、调制、编码以及无线电帧之间的时间差之类的预先定义的无线电资源来确定，其中所述预先定义的无线电资源则是由例如操作和维持来定义。通过添加RLC和MAC报头，可以创建将要经由空中接口传送到用户终端UE的MBMS无线电帧。
属于用T1(tx)表示的时间间隔或循环的分组传输在T1(tx)所指示的时间之后的第一传输瞬时或者是在该时间开始。将要传送的第一分组是序列号SN与起始值相等的MBMS数据分组。后续的MBMS数据分组按照序列号SN递增的顺序来传送。
优选地，基站eNB并不将时间戳T1(tx)和序列号SN传送到用户终端。
基站eNB是在用T1(tx)指示的时间之后的第一传输瞬时或者是在该时间同时开始传输。
根据预先配置的无线电资源，可以确保具有后续MBMS数据分组的所有其他无线电帧都会在相同时间从基站eNB被发射。
通过接收在MBMS数据分组的报头中包含时间戳T2(tx)的信息，基站eNB知道在时间T2(tx)将会开始新的时间间隔或循环。
如果时间间隔或循环中的最后的MBMS数据分组没有完全占用传输块的预定义的结构，那么无线电帧将会用填充信息来填充。
时间间隔或循环中的最后一个分组或者通过接收到针对新的时间间隔或循环的分组来检测的，或者通过在一定时间不再接收到其他分组来检测的。
如果在缓存器中不再有MBMS数据分组可用，那么基站eNB就不传送更多的MBMS无线电帧。
根据序列号SN中的信息，基站eNB执行接收到的MBMS数据分组的乱序重排序处理。
如果通过了解接收分组的序列号SN和分组长度来检测丢失的MBMS数据分组，那么只有那些不包含丢失的MBMS数据分组的比特的传输块被传送。
图3举例示出了在基站eNB中对MBMS数据执行了分段的情况下的同步过程。关于第一和第二行的描述与图2中的第一和第二行的描述是等效的。
在第三行中，示出的是：如果MBMS数据分组不与在空中接口上传送的传输块TB完全适合或者更为精确，如果MBMS数据分组连同必要的协议报头信息一起不与传输块相适合，那么在基站eNB中对MBMS数据分组进行分段。
举例来说，如果来自接入网络节点aGW的新突发的传输开始或者最大时间间隔长度已经被超出，那么可以开始新的时间间隔或循环。
此外，如果必须在一个时间间隔内传送的数据分组的数据速率在某个时间周期中低于最大服务数据速率m，那么可以开始新的时间间隔或循环。
更准确的说，这其中的思想在于：只要先前的MBMS数据分组可能并未从基站eNB完全传送，那么后续MBMS数据分组实际上是级联的，也就是说，它们是使用与先前MBMS数据分组相同的时间戳来传送的，其中所述先前MBMS数据分组仅使用用于指示MBMS数据分组顺序的已更新的信息。为了确定这一点，我们假设MBMS数据分组至少是以最大服务数据速率m而从基站eNB发射的。由此，一旦开始从基站eNB传送MBMS数据分组，则使用实际最大发射时间t＝m*packet_size来发射所述MBMS数据分组，其中packet_size表示MBMS数据分组的大小。先前MBMS数据分组的传输还可以通过达到上限S的时间来附加地延迟。这个上限S通过为如上所述来自基站eNB的传输所假设的最大调度间隔来确定。
由此，对先前MBMS数据分组的实际完成时间，即用于完成来自基站eNB开始的先前MBMS数据分组传输所需要的时间来说，该实际完成时间被计算为Tcompl＝T1(rx)+S+Sum*m，其中Sum表示所有先前MBMS数据分组的总和大小。如果连续的MBMS数据分组在Tcompl之前到达，那么将会使用T1(tx)间隔来传送它，也就是将其实际级联，否则它会被输入到具有新的时间戳T2(tx)的分组中。
关于上限S，假设接入网络节点aGW能够请求从接入网络节点aGW到用户终端UE的最大传输延迟Trdel。这意味着基站eNB中的调度器不会在长于S＜＝Trdel的时间里等待调度分组。否则，最大传输延迟需求将无法得到满足。
如上所述，T1(tx)时间戳被定义为
T1(tx)＝T1(rx)+MaxDelay(aGW到eNB)+constant。
在本发明的一个实施例中可以假设参数constant＞＝S。
参考图2或图3的第一行，假设在接入网络节点aGW中在时间T1(rx)接收到了一个MBMS数据分组，其中这个数据分组并没有与先前的MBMS数据分组实际级联。然后，必须确定后续的MBMS数据分组是否应该与所述MBMS数据分组实际级联，即：是否使用相同的时间戳T1(tx)来进行传送。
对第n个后续MBMS数据分组来说，我们可以将n-1个先前MBMS数据分组的实际完成时间计算为Tcompl＝T1(rx)+S+Sum*m。如果级联MBMS数据分组在Tcompl之前到达，则使用T1(tx)间隔来传送它，也就是将其实际级联，否则它会被输入到具有新的时间戳T2(tx)的MBMS数据分组中。由此可以避免来自基站eNB的数据的延迟传输。
例如，对第一后续MBMS数据分组来说，完成时间被计算为Tcompl(0)＝T1(rx)+S+101*m。对第二后续MBMS数据分组来说，完成时间被计算为Tcompl(1)＝T1(rx)+S+141*m。
模拟计算是针对图2或图3所示的第三个后续MBMS数据分组进行的，并且完成时间被计算为Tcompl(2)＝T1(rx)+S+454*m。
但是在附图中为此假设Tcompl(2)＜T2(rx)，其中T2(rx)表示第四个MBMS数据分组的到达时间。由此将会开始新的时间间隔或循环。

Claims (8)

1.一种用于在单频移动通信网络中将来自接入网络节点(aGW)的数据分组(MBMS数据)经由至少一个基站(eNB)分发给至少一个用户终端(UE)的方法，其特征在于：
在接入网络节点(aGW)中将信息(T1(tx)，T2(tx))添加给数据分组(MBMS数据)，其中该信息指示数据分组必须在哪些时间间隔中从至少一个基站(eNB)发送到至少一个用户终端(UE)，以及
在接入网络节点(aGW)中将用于指示数据分组(MBMS数据)的分发顺序的信息(SN)添加给数据分组(MBMS数据)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：如果开始传输新的突发、已经超出最大时间间隔长度、或者必须在一个时间间隔内发射的数据分组(MBMS数据)的数据速率在一定时间周期中低于最大服务数据速率，则添加用于指示新的时间间隔的信息(T1(tx)，T2(tx))。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据用于指示数据分组(MBMS数据)的分发顺序的所述信息(SN)，所述至少一个基站(eNB)将乱序接收到的数据分组(MBMS数据)进行重排序。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：对与从至少一个基站(eNB)发送到至少一个用户终端(UE)的传输块(TB)不完全相适合的数据分组(MBMS数据)进行分段，或者将未占用传输块(TB)的整个长度的数据分组与至少一个后续数据分组(MBMS数据)相级联。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述时间间隔的开始是基于关于从接入网络节点(aGW)到至少一个用户终端(UE)的传输延迟的信息的。
6.一种接入网络节点(aGW)，用于在单频移动通信网络中将数据分组(MBMS数据)从所述接入网络节点(aGW)经由至少一个基站(eNB)分发给至少一个用户终端(UE)，其特征在于所述接入网络节点(aGW)包含了至少一个处理装置，其中该处理装置：
适合用于执行将信息(T1(tx)，T2(tx))添加给数据分组(MBMS数据)，其中该信息指示数据分组(MBMS数据)必须在哪些时间间隔中从至少一个基站(eNB)发送到至少一个用户终端(UE)，以及
适合用于执行将用于指示数据分组(MBMS数据)的分发顺序的信息(SN)添加给数据分组(MBMS数据)。
7.一种基站(eNB)，用于在单频移动通信网络中将数据分组(MBMS数据)从接入网络节点(aGW)经由所述基站(eNB)分发给至少一个用户终端(UE)，其特征在于所述基站(eNB)包含了至少一个处理装置，其中该处理装置：
适合用于在添加给数据分组(MBMS数据)的信息(T1(tx)，T2(tx))中所指示的相应时间间隔中执行所述数据分组(MBMS数据)向所述至少一个用户终端(UE)的发送；
以及适合用于依照添加给数据分组的信息中所指示的顺序来执行所述数据分组(MBMS数据)向所述至少一个用户终端(UE)的发送。
8.一种单频移动通信网络，用于将数据分组(MBMS数据)从接入网络节点(aGW)经由至少一个基站(eNB)发送到至少一个用户终端(UE)，其特征在于所述单频移动通信网络包括：
至少一个接入网络节点(aGW)，其中包括至少一个处理装置，该处理装置适合用于执行将信息(T1(tx)，T2(tx))添加给数据分组(MBMS数据)，其中该信息指示数据分组(MBMS数据)必须在哪些时间间隔中从至少一个基站(eNB)发送到至少一个用户终端(UE)，以及适合用于执行将用于指示数据分组(MBMS数据)的分发顺序的信息(SN)添加给数据分组(MBMS数据)，
以及至少一个基站(eNB)，其包括至少一个处理装置，该处理装置适合用于在添加给数据分组(MBMS数据)的信息(T1(tx)，T2(tx))中所指示的相应时间间隔中执行所述数据分组(MBMS数据)向所述至少一个用户终端(UE)的发送；以及适合用于依照添加给数据分组(MBMS数据)的信息(SN)中所指示的顺序来执行所述数据分组(MBMS数据)向所述至少一个用户终端(UE)的发送。
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