專利名稱：：將WCDMAIub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及寬帶碼分多址系統(tǒng)，特別涉及將WCDMAIub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文的方法。
背景技術(shù)：
：HomeNodeB又稱為FemtoCdl，即家庭商用基站，是3G領(lǐng)域的前沿技術(shù)和熱門話題，HomeNodeB可以與運(yùn)營(yíng)商的原有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無(wú)縫連接，可以充分利用用戶已有的寬帶接入資源，為最終用戶提供了移動(dòng)和固網(wǎng)融合業(yè)務(wù)。通過(guò)HomeNodeB，大量的移動(dòng)業(yè)務(wù)被HomeNodeB所吸收，可以大大降低運(yùn)營(yíng)商宏蜂窩的數(shù)量，為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約大量的設(shè)備投資費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，是最為經(jīng)濟(jì)的室內(nèi)信號(hào)覆蓋技術(shù)。WCDMAHomeNodeB主要實(shí)現(xiàn)基于IP承載的Iub接口，其中控制平面是實(shí)現(xiàn)NBAP/SCTP/IP/DataLink/PHY，用戶平面實(shí)現(xiàn)FP/UDP/IP/DataLink/PHY。本發(fā)明主要涉及Iub接口用戶平面。Iub接口用戶平面DCH，F(xiàn)ACH，RACH，PCH將承載于DCHFP，F(xiàn)ACHFP，RACHFP，PCHFP。(3GPPTS25.434,TS25.435，TS25,426)。HomeNodeB和RNC之間將通過(guò)UDP數(shù)據(jù)報(bào)的方式進(jìn)行通訊，互相發(fā)送和接收FP報(bào)文。UDP數(shù)據(jù)報(bào)的端口號(hào)協(xié)商由Iub接口控制平面的協(xié)議NBAP完成。3GPPTR25.933"IPTransportinUTRANWorkTaskTechnicalReport"中針對(duì)UTRAN中的IP傳輸提出一些用戶平面的潛在解決方案。其中CIP容器方案實(shí)現(xiàn)FP幀的分片與重組；LIPE方案通過(guò)MultiplexingHeader(MH)實(shí)現(xiàn)對(duì)于multimediadatapacket(MDP)在UDP層之上的復(fù)用。UDPLite針對(duì)UDP報(bào)文中的checksum字段處理方式進(jìn)行優(yōu)化，但是己經(jīng)由于HomeNodeB部署在遠(yuǎn)端，通過(guò)Intemet接入移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商RNC，因4此來(lái)自于信息安全方面的危險(xiǎn)成為系統(tǒng)必須考慮的首要因素。HomeNodeB必須通過(guò)廣域網(wǎng)接入，如ADSL撥號(hào)等手段接入固網(wǎng)，然后和SecurityGateway之間建立IPSecVPN隧道。HomeNodeB和RNC之間必須通過(guò)IPSecVPN隧道間接通訊。所有承載FP的UDP報(bào)文，都必須通過(guò)IPSecVPN隧道進(jìn)行傳輸。HomeNodeB通過(guò)IPSecVPN隧道，將UDP報(bào)文加密，發(fā)送至安全網(wǎng)關(guān)。安全網(wǎng)關(guān)解密后，將UDP轉(zhuǎn)發(fā)至RNC。同樣，RNC將UDP報(bào)文發(fā)送至安全網(wǎng)關(guān)，安全網(wǎng)關(guān)通過(guò)IPSecVPN隧道將報(bào)文加密后發(fā)送至HomeNodeB。HomeNodeB和安全網(wǎng)關(guān)中必須實(shí)現(xiàn)IPSec協(xié)議，而IPSec協(xié)議在加解密過(guò)程中需要進(jìn)行大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，占用大量的CPU運(yùn)算時(shí)間。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，必須慎重考慮。Iub接口用戶平面承載包括ATM傳輸選項(xiàng)和IP傳輸選項(xiàng)。而在WCDMAHomeNodeB中僅采用IP傳輸選項(xiàng)。在WCDMANodeB中，用戶平面的FP報(bào)文通常以5-507bytes/用戶/10ms的速率產(chǎn)生。當(dāng)采用ATM傳輸選項(xiàng)的時(shí)候，F(xiàn)P報(bào)文將會(huì)通過(guò)AAL2層封裝入ATM信元，較小的幀長(zhǎng)和固定的產(chǎn)生速率，完全能夠發(fā)揮ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)。然而當(dāng)同樣的設(shè)計(jì)應(yīng)用于IP傳輸選項(xiàng)時(shí)，F(xiàn)P按照1Oms的高速間隔產(chǎn)生大量短幀，對(duì)于HomeNodeB和安全網(wǎng)關(guān)的IPSec協(xié)議棧，卻會(huì)產(chǎn)生非常不利的影響。主要原因?yàn)?.IP路由器執(zhí)行IP轉(zhuǎn)發(fā)，只有被轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文大小接近PATHMTU的情況下，性能才能最優(yōu)；2.IP協(xié)議自身特點(diǎn)決定，報(bào)文數(shù)目對(duì)于系統(tǒng)吞吐量影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于報(bào)文尺寸；3.IPSec協(xié)議對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行加解密運(yùn)算時(shí)，必須以單個(gè)報(bào)文為單位。單位時(shí)間內(nèi)，需要加解密的報(bào)文數(shù)目越多，系統(tǒng)負(fù)荷越大；以12.2kbpsCSRAB(最典型的語(yǔ)音服務(wù))為例FP的幀長(zhǎng)為36字節(jié)，如果IPSec隧道采取AES128+MD5的話，封裝后的lPSec報(bào)文總長(zhǎng)度僅為136字節(jié)，而實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中以太網(wǎng)承載IP報(bào)文的MTU為1500字節(jié)。選擇Freescale8248和ARM7，評(píng)估測(cè)試結(jié)果如下其中橫軸為每個(gè)報(bào)文的尺寸，縱軸為同時(shí)以10ms間隔并發(fā)的報(bào)文流數(shù)目。表格內(nèi)為CPU占用率和系統(tǒng)吞吐量(bps:bitpersecond)。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表一報(bào)文大小對(duì)于HomeNodeBIub接口性能影響測(cè)試結(jié)論.系統(tǒng)吞吐量和報(bào)文大小近似成正比，數(shù)據(jù)報(bào)文尺寸越大，系統(tǒng)吞吐量越大；2.當(dāng)系統(tǒng)吞吐量一定時(shí)，CPU占用率和數(shù)據(jù)報(bào)文尺寸成反比；3.IP數(shù)據(jù)報(bào)收發(fā)和lPSec加解密運(yùn)算中，系統(tǒng)單位時(shí)間能夠產(chǎn)生和處理的中斷數(shù)目有限。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)過(guò)小時(shí)，即使CPU主頻和處理能力提升，系統(tǒng)吞吐量無(wú)法得到相應(yīng)的提高
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種將WCDMAIub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種將WCDMAIub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文的方法，包括Iub接口用戶平面協(xié)議的UDP和FP層之間增加一個(gè)UDP復(fù)用層；UDP復(fù)用層使用特定幀格式將多個(gè)包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP幀復(fù)用入U(xiǎn)DP報(bào)文中。本發(fā)明的HomeNodeB將以接近網(wǎng)絡(luò)PATHMTU的報(bào)文尺寸進(jìn)行報(bào)文收發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)HomeNodeB理論上的最大吞吐量。WCDMAHomeNodeB部署中所需要的安全網(wǎng)關(guān)數(shù)目將成倍減少，從而降低WCDMAHomeNodeB網(wǎng)絡(luò)的部署成本。圖1是寬帶碼分多址系統(tǒng)HomeNodeB基于Iub接口的實(shí)現(xiàn)方案；圖2是WCDMAHomeNodeB協(xié)議棧的示意圖3是Iub接口用戶平面IP傳輸選項(xiàng)的示意圖4是FP幀復(fù)用入U(xiǎn)DP報(bào)文的示意圖5是UDP復(fù)用層報(bào)文格式的示意圖6是報(bào)文接收流程圖7是報(bào)文發(fā)送流程圖。具體實(shí)施例方式Iub接口用戶平面協(xié)議為FP/UDP/IP/數(shù)據(jù)鏈路層/物理層，本發(fā)明在FP和UDP層之間再插入一個(gè)UDP復(fù)用層，UDP復(fù)用層上行將來(lái)自于多個(gè)傳輸信道的FP報(bào)文封裝入同一個(gè)UDP報(bào)文中，下行則將單個(gè)UDP報(bào)文中復(fù)用的多個(gè)FP報(bào)文解復(fù)用，并分發(fā)給相應(yīng)的傳輸信道。改進(jìn)后的Iub接口用戶平面協(xié)議將為FP/UDP復(fù)用層/UDP/IP/數(shù)據(jù)鏈路層/物理層。HomeNodeB和RNCIub接口用戶平面可以通過(guò)簡(jiǎn)單的擴(kuò)展支持UDP復(fù)用層相關(guān)功能。改進(jìn)后的Iub接口用戶平面協(xié)議中增加的UDP復(fù)用層將對(duì)FP層和UDP7層完全透明。原有FP層和UDP層的實(shí)現(xiàn)不需要做額外的改動(dòng)。本發(fā)明提出了一種將Iub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文中來(lái)提高系統(tǒng)性能的方法。結(jié)構(gòu)特征如圖3所示在Iub接口用戶平面協(xié)議的301UDP和303FP層之間將插入一個(gè)新的302UDP復(fù)用層。302UDP復(fù)用層的目的在于，將來(lái)自303FP的多個(gè)數(shù)據(jù)幀封裝入同一個(gè)UDP報(bào)文之中，從而使生成的UDP報(bào)文尺寸接近IP傳輸網(wǎng)絡(luò)的路徑最大傳輸單元值，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能最優(yōu)，并降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。其報(bào)文發(fā)送步驟如圖4所示當(dāng)系統(tǒng)需要發(fā)送405FP數(shù)據(jù)幀時(shí)，先將405FP數(shù)據(jù)幀封裝入404UDP中，然后將封裝完畢的UDP報(bào)文交由403UDP復(fù)用層處理。403UDP復(fù)用層收集來(lái)自多個(gè)信道的404UDP數(shù)據(jù)幀，并將其盡量封裝入單個(gè)402UDP報(bào)文中。402UDP報(bào)文成幀后的報(bào)文尺寸應(yīng)盡量接近傳輸網(wǎng)絡(luò)的路徑最大傳輸單元值。若單個(gè)402UDP報(bào)文無(wú)法將所有404UDP報(bào)文封裝完畢，系統(tǒng)將封裝更多的402UDP報(bào)文。其報(bào)文接收步驟如圖4所示當(dāng)系統(tǒng)需要接收405FP數(shù)據(jù)幀時(shí)，將在UDP復(fù)用層指定的端口上進(jìn)行監(jiān)聽。當(dāng)接收到402UDP報(bào)文時(shí)，將解析其中封裝的多個(gè)404UDP數(shù)據(jù)幀，并得到其中405FP數(shù)據(jù)幀，其后的處理過(guò)程和未插入U(xiǎn)DP復(fù)用層之前的處理相同。本發(fā)明提供了一種將Iub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文中的封裝格式。其主要特征如圖5所示504UDP報(bào)文中的源端口號(hào)和目的端口號(hào)在NodeB和RNC之間需約定，或通過(guò)其他上層應(yīng)用協(xié)商獲取。504報(bào)文中每個(gè)子幀包含一個(gè)505子幀頭部，505子幀頭部有相應(yīng)字段表明該子幀中封裝的負(fù)荷長(zhǎng)度。同樣有相應(yīng)字段表明協(xié)議類型值，缺省為UDP協(xié)議。實(shí)施例下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明提出的實(shí)施例。在下面的描述中，已知的功能或者結(jié)構(gòu)將不再詳細(xì)說(shuō)明。圖6為利用本發(fā)明提出的在Iub接口用戶平面增加UDP復(fù)用層后的報(bào)文接收流程實(shí)施例。601NodeB或者RNC系統(tǒng)啟動(dòng)，Iub接口用戶平面相關(guān)模塊啟動(dòng)運(yùn)行；602創(chuàng)建UDP套接字，在NodeB和RNC約定的UDP復(fù)用層端口號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽；603UDP套接字收到UDP報(bào)文，并判斷是否合法；604從UDP報(bào)文中解析UDP子幀；605處理UDP子幀，解析出FP子幀；606將FP幀提交給上層模塊處理；607UDP復(fù)用幀中是否包含其他子幀，如果有返回604。如果沒(méi)有，則返回602。圖7為利用本發(fā)明提出的在Iub接口用戶平面增加UDP復(fù)用層后的報(bào)文發(fā)送流程實(shí)施例。701NodeB或者RNC系統(tǒng)啟動(dòng)，Iub接口用戶平面相關(guān)模塊啟動(dòng)運(yùn)行；702系統(tǒng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)；703是否有FP數(shù)據(jù)幀需要發(fā)送，如果是則704，否則709;704為FP數(shù)據(jù)幀添加UDP頭；705為FP數(shù)據(jù)幀添加子幀頭；706判斷UDP復(fù)用幀是否超過(guò)網(wǎng)絡(luò)最大傳輸單元值，如果超過(guò)則707;否則703;707添加外部UDP頭和IP頭部；708計(jì)算UDP校驗(yàn)和；709發(fā)送UDP報(bào)文至對(duì)端；9權(quán)利要求1.一種將WCDMAIub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文的方法，包括Iub接口用戶平面協(xié)議的UDP和FP層之間增加一個(gè)UDP復(fù)用層；UDP復(fù)用層使用特定幀格式將多個(gè)包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP幀復(fù)用入U(xiǎn)DP報(bào)文中。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述UDP復(fù)用層將較多的包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP幀復(fù)用到較少的UDP報(bào)文之中，并使得生成的UDP報(bào)文尺寸接近IP傳輸網(wǎng)絡(luò)的路徑最大傳輸單元值。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述"特定幀格式"包括多個(gè)子幀。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于每個(gè)子幀都具有自己的子幀頭和負(fù)荷域。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述子幀頭中包含多個(gè)域，表明負(fù)荷域中承載的協(xié)議報(bào)文類型和長(zhǎng)度。6.—種在Iub接口用戶平面增加UDP復(fù)用層后的報(bào)文發(fā)送方法，包括當(dāng)發(fā)送包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀時(shí)，UDP復(fù)用層收集來(lái)自多個(gè)信道的包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP數(shù)據(jù)幀；所述UDP復(fù)用層將收集到的UDP數(shù)據(jù)幀封裝入單個(gè)UDP報(bào)文中。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于UDP報(bào)文成幀后的報(bào)文尺寸應(yīng)接近傳輸網(wǎng)絡(luò)的路徑最大傳輸單元值。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于還包括如果單個(gè)UDP報(bào)文無(wú)法將所有包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP報(bào)文封裝完畢，則UDP復(fù)用層將產(chǎn)生更多的UDP報(bào)文。9.一種在Iub接口用戶平面增加UDP復(fù)用層后的報(bào)文接收方法，包括當(dāng)接收FP數(shù)據(jù)幀時(shí)，UDP復(fù)用層監(jiān)聽指定的UDP復(fù)用層端口；當(dāng)接收到UDP報(bào)文時(shí)，將解析其中封裝的多個(gè)包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>全文摘要一種將WCDMAIub接口多個(gè)FP數(shù)據(jù)幀復(fù)用到UDP報(bào)文的方法，包括Iub接口用戶平面協(xié)議的UDP和FP層之間增加一個(gè)UDP復(fù)用層；UDP復(fù)用層使用特定幀格式將多個(gè)包含F(xiàn)P數(shù)據(jù)幀的UDP幀復(fù)用入U(xiǎn)DP報(bào)文中。本發(fā)明的HomeNodeB將以接近網(wǎng)絡(luò)路徑最大傳輸單元的報(bào)文尺寸進(jìn)行報(bào)文收發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)HomeNodeB理論上的最大吞吐量。WCDMAHomeNodeB部署中所需要的安全網(wǎng)關(guān)數(shù)目將成倍減少，從而降低WCDMAHomeNodeB網(wǎng)絡(luò)的部署成本。文檔編號(hào)H04L5/02GK101499893SQ20081000897公開日2009年8月5日申請(qǐng)日期2008年2月2日優(yōu)先權(quán)日2008年2月2日發(fā)明者賈紅升申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社;北京三星通信技術(shù)研究有限公司