[发明专利]网关设备、基站设备、通信网络和同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信中的同步技术，具体地讲，涉及一种能够支持射频合并的网关设备、基站设备、通信网络和同步方法。

背景技术

在3GPP的长期演进(LTE)中，核心网采用两层扁平网络架构，也就是由原来的WCDMA/HSDPA阶段的NodeB、RNC、SGSN和GGSN四个主要的网络单元，演进为eNodeB(eNB)，即演进型基站(下面简称‘基站’)，和接入网关(aGW)两个主要的网络单元，并且核心网采用全IP分布式结构，支持IMS、VoIP、SIP和MobileIP等等。

图1示出了LTE中网络的结构。接入网关aGW与多个基站eN1，eNB2和eNB3连接，它们之间的接口称为S1接口。上述的多个基站eNB之间以网格(mesh)的形式(图1中的虚线)连接，基站eNB之间的接口称为X2接口。基站eNB1～3的各个小区中示意性地显示了多个用户设备UE11～E12，UE21～23以及UE31～33。

在LTE中，无线接口的物理层下行传输方案采用OFDM，而上行传输方案采用SC-FDMA技术。由于采用了OFDM体制，不同小区中相同的无线信号能够在空中进行自然的合并以提升信号强度，而无需额外的处理开销，即可以进行射频合并(RF combining)。

因此，对于LTE中的EMBMS来说，支持在单频网(SFN)多小区传输模式下的空中射频合并来提高小区边界的增益已经被定义为一个基线(baseline)需求，因为EMBMS需要将同一业务数据发送给不同的多个用户。

在SFN中的基站eNB已经在物理层的帧定时上达到了同步，并且精度已经可以满足EMBMS的射频合并的要求。但是，为了保证射频合并的有效性，必须要求被合并的无线信号在MBMS业务的内容上保持同步和一致性。也就是说，在MBMS业务的多小区发送上还要保证第2层(L2)的传输同步。

此外，在LTE的网络架构设计中，IP组播(IP Multicast)传输已经被扩展到了基站eNB。利用IP Multicast，一个MBMS业务分组会被发送一次到一组基站eNB。当前的IP multicast路由协议规定了每个基站eNB到接入网关aGW之间的路由主要依赖于当前的网络拓扑结构，并且保持不变，除非有相关的路由器损坏了，但是这种情况很少发生。另外，网络中的路由器的处理能力以及网络的传输负载在进行网络优化的时候会进行优化。所以，影响在基站eNB到接入网关aGW的不同传输路径上不同传输时延的主要因素通常就只有不同的传输路径。也就是说，尽管在SFN区域中基站eNB在物理层的帧定时上已经同步了，但是由于不同的路由也会导致相同的MBMS数据分组在不同的时间到达不同的基站eNB。

图2是用来说明相同的数据分组从接入网关传输到不同的基站的时延的示意图。如图2(a)所示，从接入网关aGW传输到基站eNB1的数据分组所经过的路由是：接入网关aGW＝＝＞路由器R1＝＝＞基站eNB1。从接入网关aGW传输到基站eNB2的数据分组所经过的路由是接入网关aGW＝＝＞路由器R2＝＝＞路由器R3＝＝＞基站eNB2。相同数据分组经过不同的传输路径必然产生不同的时延。

如图2(b)所示，数据分组在T₀时刻同时从接入网关aGW向基站eNB1和eNB2传输，到达基站eNB1的时刻是T₁，而到达基站eNB2的时刻是T₂。因此相同的数据分组到达不同的基站eNB就出现了时延TD＝T₂-T₁。

这样，如果基站eNB1和eNB2接收到接入网关aGW发来的数据分组后马上就发送出去，很明显，相同内容的数据分组在不同的基站eNB被异步地发送给用户设备UE。这必然导致这些数据分组不能被正确地合并，甚至会造成额外的干扰。此外，同一个数据分组在到达基站eNB后，每个基站eNB需要对其进行分段、编码和调制成帧等处理，不一致的成帧处理时间也会影响到这些数据的射频合并。

发明内容

鉴于上述问题，完成了本发明。本发明的目的是提出一种网关设备、基站设备、通信网络和同步方法，以满足LTE中对MBMS分组的射频合并的要求。