專利名稱：一種Iub口流量控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通訊領域，特別涉及一種Iub 口流量控制方法。
背景技術：
隨著移動通訊技術從高速下行分組接入(HSDPA)技術演進到高速分組接入增強 (HSPA+)技術，在HSPA+技術中數據調度依然在基站(Node B)側執(zhí)行，從無線網絡控制器 (RNC)發(fā)來的MAC-d PDU(MAC-d協議數據單元)需要在Node B側進行緩存，等待Node B中 MAC-ehs實體的調度，其中，需要說明的是，MAC-d實體是處理專用傳輸信道的媒體訪問控制(MAC)實體，MAC-d實體位于RNC中，MAC-ehs實體是處理高速下行共享信道的MAC實體， MAC-ehs實體位于Node B中。由于空口的復雜性和移動信道的不確定性，用戶數據在空口的實際速率受到調度算法性能的影響，同時也直接影響用戶數據在Node B側的緩存，為了避免Node B側緩存區(qū)發(fā)生擁塞，導致緩存數據排隊時延超出MAC層的高層配置的丟棄時延 (discardtimer)而被丟棄，需要在Iub 口引入流量控制機制。流量控制主要根據用戶在空口的實際傳輸能力采用一種動態(tài)的方式控制MAC-d PDU在Iub 口上的傳輸，使Node B側的用戶緩存數據量不至于過滿也不至于過空，保證用戶緩存中的數據量足以支持空口上動態(tài)可變的數據傳輸需求。其中，空口是指Node B與用戶設備(UE)之間的接口，也稱Uu 口，而 Iub 口是指RNC與Node B之間的接口。流量控制需要Node B和RNC兩端進行配合，通過Iub 口的容量請求控制幀和容量分配控制幀的交互來運行。具體而言，RNC通過向Node B發(fā)送容量請求控制幀指示用戶數據在RNC的存儲情況，并要求Node B回應容量分配控制幀以分配該用戶的數據發(fā)送容量； Node B通過容量分配控制幀告知RNC可以使用的數據流發(fā)送的速率及該速率有效的時間。 需要說明的是，并不是只有收到來自RNC的容量請求控制幀才能發(fā)送容量分配控制幀，大多數情況下并沒有容量請求控制幀，而是由Node B主動根據緩存隊列和用戶信道狀況進行判斷，自己決定是否發(fā)送容量分配控制幀。在HSPA+系統中，定義了HS-DSCH CAPACITY ALLOCATION TYPE 2 容量分配控制幀， 下面對容量分配控制幀包括的主要字段及其意義進行說明CmCH-PI 用于指示優(yōu)先級隊列(PQ)的優(yōu)先級，其中，優(yōu)先級隊列常被稱為PQ隊列；Maximum MAC-d PDU length 用于指示最大允許的MAC_d PDU長度，協議中最大 1504比特；HS-DSCH hterval 用于指示 HS-DSCH Credits 授權的時間間隔，其中，HS-DSCH 的含義為高速下行共享信道；HS-DSCH Credits 用于指示 RNC 在 HS-DSCH Interval 內發(fā)送的 MAC-dPDU 總數據量，以字節(jié)表示，其等于MAC-d PDU長度與MAC-d PDU數目的乘積。HS-DSCH Repetition Period 用于指示HS-DSCH Credits授權的重復周期，其中， HS-DSCH Repetition Period為0表示重復周期不限；
Congestion Status 用于指示下行傳輸網絡層是否檢測到擁塞。目前對Iub 口的流量控制主要采用緩存平衡流量控制(BBFC)模式，通過為Node B側的PQ隊列設置高門限和/或低門限來控制PQ的緩存數據量。高門限用于控制由于PQ 隊列緩存溢出而造成數據丟失現象的出現，低門限用于避免緩存數據不足造成調度時沒有數據可發(fā)的情況產生。具體地說，現有技術主要提出了以下幾種Iub 口流量控制方法申請?zhí)?00810101764. 4的發(fā)明專利提出針對業(yè)務的不同流量控制需求進行適應性流量控制，方法是根據RNC的業(yè)務合同設置業(yè)務隊列(即PQ隊列)中數據緩存量的高門限和低門限，當業(yè)務隊列的數據緩存量超出其高門限時，Node B通過容量分配控制幀通知 RNC停止發(fā)送該業(yè)務隊列的數據，當業(yè)務隊列的數據緩存量低于其低門限時，Node B通過容量分配控制幀通知RNC以新分配的速率發(fā)送該業(yè)務隊列的數據。其中，業(yè)務隊列的緩存數據量超出高門限或低于低門限時進行門限值的更新。申請?zhí)?00610089213. 1的發(fā)明專利提出采用100ms的周期定時發(fā)送機制，Node B 每隔100ms測量每個PQ隊列的空口平均傳輸速率，Node B根據RNC側各個PQ隊列的緩存占用信息，為每個隊列選擇下一個100ms的Iub 口傳輸數據塊的大小和重復周期，并發(fā)送容量分配控制幀給RNC。申請?zhí)?00610084695. 1的發(fā)明專利提出采用事件觸發(fā)機制，觸發(fā)事件包括優(yōu)先級隊列被調度傳輸、收到RNC數據幀或收到RNC的容量請求控制幀。設置緩存門限值，Node B收到觸發(fā)事件后，判斷緩存數據量與門限值的關系及當前標識位大小，決定是否向RNC發(fā)送容量分配控制幀。標識位更新原則為每向RNC發(fā)送一個允許下發(fā)數據的容量分配控制幀，標識位置0，每向RNC發(fā)送禁止下發(fā)數據的容量分配控制幀，標識位置1。但是，上述幾種Iub 口流量控制方法均存在缺點申請?zhí)?00810101764. 4的發(fā)明專利提出針對業(yè)務的流量控制需求進行適應性流量控制，存在的缺點為1、根據業(yè)務合同設置業(yè)務隊列中數據緩存的高門限和低門限，但是沒有考慮實際空口傳輸能力，抗抖動性較差；2、業(yè)務隊列的緩存數據量高于高門限或低于低門限都會發(fā)送流控命令(容量分配控制幀)，流控命令發(fā)送頻繁，系統處理負擔較高。申請?zhí)?00610089213. 1的發(fā)明專利提出的Iub 口流量控制的簡單解決方案，存在的缺點為1、周期定時機制的反映速度太慢，特別是移動場景下空口信道環(huán)境變化較快、流控響應不及時從而影響調度性能；2、業(yè)務隊列的緩存數據量沒有上限，對于緩存溢出的情況沒有保護。申請?zhí)?00610084695. 1的發(fā)明專利存在的缺點為1、緩存門限值只考慮空口最大傳輸能力或者設為固定值，無法自適應空口信道環(huán)境的變化，抗抖動性較差；2、以緩存數據量與緩存門限的大小關系配合標志位的流控觸發(fā)機制過于簡單，流控命令只有下發(fā)數據或不發(fā)數據交替，不能根據空口傳輸能力靈活調整Iub 口速率大小。綜上，現有技術中的Iub 口流量控制方法沒有考慮要使得Iub 口的數據速率與空口的數據速率相匹配這一準則，也就是說，現有技術中的Iub 口流量控制方法難以適應空口傳輸能力。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種Iub 口流量控制方法，能夠適應空口傳輸能力。
為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是這樣實現的一種Iub 口流量控制方法，預先配置周期定時器的長度Trc pCTi。d，周期定時器的長度Trc—pCTi。d為一個流控周期，每一流控周期的結束時刻為一周期流控點，并預先計算緩存排隊時間門限，該方法包括每子幀判斷周期定時器是否到期，如果是，則采用周期定時觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制；否則，采用特定事件觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制。所述采用周期定時觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制的方法包括Al、更新緩存上限和緩存下限；A2、判斷當前PQ隊列的緩存排隊時延是否大于所述緩存排隊時間門限，如果是， 則執(zhí)行緊急流控；否則，執(zhí)行步驟A3 ；A3、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否大于等于所述緩存上限，如果是，則執(zhí)行上限流控；否則，執(zhí)行步驟A4;A4、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否小于等于所述緩存下限，如果是，則執(zhí)行下限流控；否則，執(zhí)行正常流控。步驟A2中所述執(zhí)行緊急流控之后，該方法進一步包括調度器優(yōu)先調度當前PQ隊列。所述預先計算緩存排隊時間門限的方法為計算Tmax = LgmtXT-,其中，Tmax為緩存排隊時間門限，Tdiscard為丟棄時延，^gent為緊急系數，furgent的取值范圍大于0且小于 1。步驟Al中所述更新緩存上限的方法為計算PQ_high_Buffer_SiZe = Ratepg OUtX (Tmax-Thighjiemain)，其中，PQ_high_Buffer_Size 為緩存上限，Ratep0 out 為當前 PQ 隊列在當前時刻的平均出隊速率，Tmax為緩存排隊時間門限，Thigh remain為緩存上限調節(jié)參數，Thigh remain用于彌補速率抖動對緩存上限的影響，并可用于控制緊急調度和丟包率；步驟Al中所述更新緩存下限的方法為計算PQ_loW_Buffer_SiZe = aX Ratepg 。utχ Tfeeabaek,其中，PQ_l0W_Buffer_Size為緩存下限，RatePQ。ut為當前PQ隊列在當前時刻的平均出隊速率，a為下限防抖動因子，a取大于0的正整數，Tfradbadt為容量分配控制幀在基站Node B和無線網絡控制器RNC之間的往返時延。所述fcitepQ。ut的計算方法為計算徹om +^R ,O^ ,其
1 FC1 FC
Φ,RateVout為當前PQ隊列在當前時刻的前一時刻的平均出隊速率，RPQ—。ut為當前PQ隊列在當前時刻的瞬時出隊速率，Trc為濾波因子。所述采用特定事件觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制的方法包括Bi、判斷當前PQ隊列的緩存排隊時延是否大于距離當前時刻最近的上一個周期流控點所更新的緩存排隊時間門限，如果是，則執(zhí)行步驟B2 ；否則，執(zhí)行步驟B3 ；B2、判斷從上一個周期流控點至當前時刻這一時間段內，距離當前時刻最近的一次流控是否為緊急流控或上限流控，如果是緊急流控或上限流控，則當前子幀不進行流控操作；否則，執(zhí)行緊急流控；B3、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否大于等于距離當前時刻最近的上一個周期流控點所更新的緩存上限，如果是，則執(zhí)行步驟B4 ；否則，執(zhí)行步驟B5 ；
6
B4、判斷從上一個周期流控點至當前時刻這一時間段內，距離當前時刻最近的一次流控是否為緊急流控或上限流控，如果是緊急流控或上限流控，則當前子幀不進行流控操作；否則，執(zhí)行上限流控；B5、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否小于等于距離當前時刻最近的上一個周期流控點所更新的緩存下限，如果是，則執(zhí)行步驟B6 ；否則，當前子幀不進行流控操作；B6、判斷從上一個周期流控點至當前時刻這一時間段內，距離當前時刻最近的一次流控是否為下限流控，如果是下限流控，則當前子幀不進行流控操作；否則，執(zhí)行下限流控。步驟B2中所述執(zhí)行緊急流控之后，該方法進一步包括調度器優(yōu)先調度當前PQ隊列。所述正常流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量Bneedl，其中， Bneedi = Ratepg out X Tpc period, ^l=Izl , ^ B
needl 的值小于等于0時則取0 ；所述下限流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量Bneed2，Bneed2 大于 Bneedl ；所述緊急流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量為0 ；所述上限流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量為0?？梢?，根據本發(fā)明所提供的技術方案，流控觸發(fā)機制采用周期定時觸發(fā)和特定事件觸發(fā)相結合的方式，周期定時觸發(fā)方式能夠避免頻繁發(fā)送流控命令，降低系統運算量，而特定事件觸發(fā)能夠及時根據空口傳輸能力對Iub 口速率進行調整，因此，本發(fā)明所提供的 Iub 口流量控制方法一方面適應了空口傳輸能力，還同時兼顧降低了系統運算。另外，緩存上下限的計算以PQ隊列出隊速率為依據，因此能夠動態(tài)感知空口傳輸質量的變化以及調度的影響，并周期定時器到期后更新緩存上下限數值，以適應空口質量的變化和調度的影響。還設定了可調節(jié)參數，實現中可根據不同系統中終端的數目和信道環(huán)境變化的速度來方便地進行參數配置，彌補一個流控周期內速率抖動對緩存上下限計算的影響，增強緩存上下限計算對不同應用場景的適應性和靈活性。本發(fā)明中的特定事件觸發(fā)方式不僅有觸發(fā)門限，還另外定義了特定事件觸發(fā)在兩次流控周期之間的觸發(fā)約束規(guī)則，在保證流控效果的前提下有效降低流控觸發(fā)的頻率。本發(fā)明采用調度和流控相配合，并不僅僅是單方向的流控配合調度，當出現緩存排隊時延到達預設的緩存緊急時間門限時，不僅流控產生相應的緊急流控操作，而且調度器會對當前PQ隊列優(yōu)先調度。


圖1為本發(fā)明所提供的一種Iub 口流量控制方法的流程圖。圖2為本發(fā)明所提供的一種Iub 口流量控制方法的實施例的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明所述方案作進一步地詳細說明。圖1為本發(fā)明所提供的一種Iub 口流量控制方法的流程圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟步驟101，預先配置周期定時器的長度Trc pCTi。d，周期定時器的長度Trcj)CTi。d為一個流控周期，每一流控周期的結束時刻為一周期流控點，并預先計算緩存排隊時間門限。步驟102，每子幀判斷周期定時器是否到期，如果是，則采用周期定時觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制；否則，采用特定事件觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制。下面通過一個實施例對本發(fā)明所提供的一種Iub 口流量控制方法進行詳細介紹。圖2為本發(fā)明所提供的一種Iub 口流量控制方法的實施例的流程圖。如圖2所示， 該方法包括以下步驟需要說明的是，本實施例中所述流控均指進行Iub 口的流量控制。步驟200，預先配置周期定時器的長度Trc pCTi。d，周期定時器的長度Trcj)CTi。d為一個流控周期，每一流控周期的結束時刻為一周期流控點，并計算緩存排隊時間門限。緩存排隊時間門限Tmax在周期定時觸發(fā)或特定事件觸發(fā)之前進行計算，且在周期定時觸發(fā)方式的流控或特定事件觸發(fā)方式流控運行過程中不再進行更新。緩存排隊時間門限Tmax為最大排隊時間門限參數，Tfflax與PQ隊列屬性、丟棄時延 (discard timer)等有關，也可稱Tmax為緩存緊急時間門限，Tfflax的計算方法如下Tmas i"urgent ^ ^discard其中，Tdiseard是MAC層的高層配置的丟棄時延(discard timer)，Tdiscard的具體數值根據3GPP的協議規(guī)定而設定，furgent是一個可配置的緊急系數，用于控制緩存排隊緊急程度，^gmt越小，緊急程度越高，其取值范圍大于0且小于l，f胃mt的具體數值根據實際情況而定。步驟201，每子幀判斷周期定時器是否到期，如果是，則執(zhí)行步驟202 ；否則，執(zhí)行步驟206。本發(fā)明中的流控觸發(fā)機制采用周期定時觸發(fā)和特定事件觸發(fā)相結合的方式。其中，周期定時觸發(fā)在每次周期定時器到期時觸發(fā)，觸發(fā)對象是用戶PQ隊列，周期定時器的長度Trcj)CTi。d可預先配置，周期定時器的長度為經驗值，而且視具體情況而定。 周期定時器的長度Trcj)CTi。d定義了一個流控周期，每一流控周期的結束時刻(即周期定時觸發(fā)的時刻，也即周期定時器到期時刻)為一周期流控點，下述步驟202至205為采用周期定時觸發(fā)方式流控的具體步驟。特定事件觸發(fā)在每個子幀進行一次流控類型的判斷，觸發(fā)對象也是用戶PQ隊列， 根據判斷的情況決定是否觸發(fā)流控和觸發(fā)何種流控，下述步驟206至211為采用特定事件觸發(fā)方式流控的具體步驟。步驟202，更新緩存上限和緩存下限。設置緩存上限的目的是避免緩存溢出，控制緩存數據量以避免排隊延遲而丟棄， 一旦緩存數據量達到緩存上限，且觸發(fā)上限流控，則控制Node B向RNC索要的數據量。為了降低運算量，緩存上限的具體數值在周期定時觸發(fā)時刻計算和更新，其中，緩存上限PQ_ high_Buffer_Size的計算方法如下PQ_high_Buffer_Size = Ratepg out X (Tmax-Thighjiemain)其中，Ratepe。ut為當前PQ隊列在當前時刻的平均出隊速率，單位為IAps ；Tmax為緩存排隊時間門限；Thighranain為調節(jié)緩存上限的一個可配置的時間長度，可稱之為緩存上限調節(jié)參數，單位為ms，用于彌補速率抖動對緩存上限的影響，并可用于控制緊急調度和丟包率，其具體值可根據實際情況而定。下面提供一種Ratepe。ut的計算方法對于當前PQ隊列來說，若在當前傳輸時間間隔(TTI)內當前PQ隊列未得到調度，則Ratepe。ut取值為零，也就是說，當前PQ隊列在當前時刻的平均出隊速率為0 ；若在當前TTI內當前PQ隊列得到過調度，則采用濾波公式
權利要求
1.一種Iub 口流量控制方法，其特征在于，預先配置周期定時器的長度Trc pCTi。d，周期定時器的長度Trc pCTi。d為一個流控周期，每一流控周期的結束時刻為一周期流控點，并預先計算緩存排隊時間門限，該方法包括每子幀判斷周期定時器是否到期，如果是，則采用周期定時觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制；否則，采用特定事件觸發(fā)方式進行Iub 口的流量控制。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用周期定時觸發(fā)方式進行Iub口的流量控制的方法包括Al、更新緩存上限和緩存下限；A2、判斷當前PQ隊列的緩存排隊時延是否大于所述緩存排隊時間門限，如果是，則執(zhí)行緊急流控；否則，執(zhí)行步驟A3 ；A3、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否大于等于所述緩存上限，如果是，則執(zhí)行上限流控；否則，執(zhí)行步驟A4;A4、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否小于等于所述緩存下限，如果是，則執(zhí)行下限流控；否則，執(zhí)行正常流控。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟A2中所述執(zhí)行緊急流控之后，該方法進一步包括調度器優(yōu)先調度當前PQ隊列。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預先計算緩存排隊時間門限的方法 ^ Tmax = f urgent X Tdiscard， 其中，Tmax為緩存排隊時間門限，Tdiscard為丟棄時延，furgent為緊急系數，furgent的取值范圍大于O且小于1。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟Al中所述更新緩存上限的方法為 計算 PQ_high_Buffer_Siζe = Ratepg outX (Tmax-Thigh ―)，其中，PQ_high_Buffer_Size 為緩存上限，Ratepe out為當前PQ隊列在當前時刻的平均出隊速率，Tfflax為緩存排隊時間門限， Thigh—remain為緩存上限調節(jié)參數，Thighranail^于彌補速率抖動對緩存上限的影響，并可用于控制緊急調度和丟包率；
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，步驟Al中所述更新緩存下限的方法為 計算 PQ_low_Buffer_Size = aX Ratepg。ut X Tfeedbaek,其中，PQ_low_Buffer_Size 為緩存下限，Ratepe out為當前PQ隊列在當前時刻的平均出隊速率，a為下限防抖動因子，a取大于0 的正整數，Tfeedbaek為容量分配控制幀在基站Node B和無線網絡控制器RNC之間的往返時延。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述RatePQ。ut的計算方法為計算 RatePQ_oul=(\-^-)xRate'PQ oul +^xRpqoii1 唭中，Rate*PQ。ut 為當前 PQ 隊列在當前時刻的1FC1 FC前一時刻的平均出隊速率，RPQ—。ut為當前PQ隊列在當前時刻的瞬時出隊速率，Tfc為濾波因子。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述采用特定事件觸發(fā)方式進行Iub口的流量控制的方法包括Bi、判斷當前PQ隊列的緩存排隊時延是否大于距離當前時刻最近的上一個周期流控點所更新的緩存排隊時間門限，如果是，則執(zhí)行步驟B2 ；否則，執(zhí)行步驟B3 ；B2、判斷從上一個周期流控點至當前時刻這一時間段內，距離當前時刻最近的一次流控是否為緊急流控或上限流控，如果是緊急流控或上限流控，則當前子幀不進行流控操作； 否則，執(zhí)行緊急流控；B3、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否大于等于距離當前時刻最近的上一個周期流控點所更新的緩存上限，如果是，則執(zhí)行步驟B4 ；否則，執(zhí)行步驟B5 ；B4、判斷從上一個周期流控點至當前時刻這一時間段內，距離當前時刻最近的一次流控是否為緊急流控或上限流控，如果是緊急流控或上限流控，則當前子幀不進行流控操作； 否則，執(zhí)行上限流控；B5、判斷當前PQ隊列的緩存數據量是否小于等于距離當前時刻最近的上一個周期流控點所更新的緩存下限，如果是，則執(zhí)行步驟B6 ；否則，當前子幀不進行流控操作；B6、判斷從上一個周期流控點至當前時刻這一時間段內，距離當前時刻最近的一次流控是否為下限流控，如果是下限流控，則當前子幀不進行流控操作；否則，執(zhí)行下限流控。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，步驟B2中所述執(zhí)行緊急流控之后，該方法進一步包括調度器優(yōu)先調度當前PQ隊列。
10.根據權利要求2或8所述的方法，其特征在于，所述正常流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量Bneedl，其中，Bneedl =Ratepg out X TFC—period，胃巾，^ Bneedl 的值小于等于O時則取O ； 所述下限流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量Bneed2，Bneed2大于D·^needl >所述緊急流控為=Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量為O ； 所述上限流控為Node B通過容量分配控制幀向RNC請求緩存數據量為O。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Iub口流量控制方法，該方法包括每子幀判斷周期定時器是否到期，如果是，則采用周期定時觸發(fā)方式進行Iub口的流量控制；否則，采用特定事件觸發(fā)方式進行Iub口的流量控制。采用本發(fā)明公開的方法能夠適應空口傳輸能力。
文檔編號H04W28/10GK102387540SQ20101026761
公開日2012年3月21日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2010年8月30日
發(fā)明者朱穎, 楊茜 申請人:普天信息技術研究院有限公司