上行鏈路背壓協(xié)調的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一般地涉及有線或無線通信網絡，并且更具體地涉及一種用于使能在網絡 中的改進的上行鏈路背壓（backpressure)協(xié)調的方法、裝置和計算機程序產品。
【背景技術】
[0002] 長期演進（LTE)引入了提供高得多的吞吐量并且要求較少的等待時間的新的空中 接口，其最終導致比先前的無線電接入網絡RAN系統(tǒng)大大改進的系統(tǒng)容量。與也影響在傳 輸網絡處的請求的容量的現(xiàn)有2G/3G網絡相比，在空中接口處的改進導致對在LTE之上的 最終用戶服務質量的增加的期望。詳細地，所述傳輸網絡必須應付： -來自巨大量的非保證比特率非GBR業(yè)務的突發(fā)（bursty)特性的高度變化的數(shù)據(jù)負 載；以及 -對交互性應用和語音服務的響應度的較高的期望，其增加對在傳輸網絡中的較低分 組延遲的要求。
[0003] 與LTE空中接口的這些改進相對比，在顯著數(shù)量的情況下，傳輸網絡仍然是限制 因素，因為傳輸網絡不能提供滿足來自改進的空中接口的所有需要的能力。尤其是，在基站 經由租用線路與朝向核心網絡(針對用戶數(shù)據(jù)，這是服務網關S-GW)的主干（backbone)連 接的情況下，運營商渴望裁剪（clip)運營費用0PEX。這不僅將某些安裝引入到具有有限傳 送容量的傳輸網絡，其最終導致來自LTE的譜效率增益的浪費。
[0004] 因此基本上，在LTE網絡中，在無線電接口上或者在傳輸網絡上(特別是在將LTE 基站（eNodeB)與傳輸網絡連接的所謂的最后一英里傳輸上）可以存在擁擠。
[0005] 圖1示出了基本的LTE網絡拓撲。LTE最終用戶16經由無線電接口 18與LTE基 站（eNodeB) 14通信。一個eNodeB14正常地服務于若干無線電小區(qū)15a到15k，并且一 個無線電小區(qū)通常服務于若干LTE用戶16a到16p。在一個無線電小區(qū)中的無線電資源到 不同的LTE用戶的分配由無線電接口調度器（scheduler)處理。eNodeB14經由所謂的傳 輸網絡17連接到LTE核心網絡11，所謂的傳輸網絡17由最后一英里傳輸鏈路13和傳輸聚 合網絡12組成，所述傳輸聚合網絡12集中了從許多eNodeB朝向核心網絡11的業(yè)務。在 對傳輸網絡的接入處，存在控制對所謂的最后一英里傳輸13的接入的傳輸調度器。無線電 接口調度器和UL傳輸調度器兩者位于eNodeB14中。
[0006] 更進一步地，端到端服務可以被分解到不同的承載（bearer)，其在圖2中示出。通 過無線電接口以及通過S1接口的服務基本上由無線電和S1承載服務限定。針對不同的服 務質量QoS類建立不同的承載。
[0007] 在現(xiàn)今的安裝中，無線電接口調度器和傳輸接口調度器獨立地控制通過相應接口 的數(shù)據(jù)流。有限的傳輸網絡容量或者有限的無線電接口容量在第一階段中導致在數(shù)據(jù)傳輸 中的較高的延遲。在擁擠正在迫近的某個時間段之后，延遲過渡到（passover)數(shù)據(jù)損失， 因為到達數(shù)據(jù)速率超過轉發(fā)數(shù)據(jù)速率，這導致了緩沖器溢出。因此，比如例如正在控制文件 傳輸協(xié)議FTP服務的傳輸控制協(xié)議TCP的較高層必須發(fā)起所需的重傳，這導致針對FTP服 務的較高的等待時間。不被傳輸控制協(xié)議保護的服務被數(shù)據(jù)損失干擾并且大規(guī)模地、負面 地影響這些服務的質量。例如，在LTE之上的語音VoLTE服務的質量隨著增加的分組損失 而下降并且可以導致語言的中斷，使得不能如平常那樣保持會話。
[0008] 因此，針對服務分化，已經在無線電接口處以及在傳輸網絡中引進了附加的QoS 機制。在LTE中的QoS處理基于核心網絡針對每個無線電承載提供的QCI(服務質量類標 識符)上的3GPP概念。目前為止，在3GPPTS23. 203中已經定義了 9個不同的QCI類，其具 有關于業(yè)務類型(保證比特率/非保證比特率GBR/非GBR、優(yōu)先級、分組延遲預算以及分組 損失率)的不同要求，如在圖3中指示的那樣。另外，針對GBR承載，由核心網絡在承載設立 時提供某個保證比特率。
[0009] 圖3示出了根據(jù)3GPPTS23. 203的QCI定義，其中以下注解應用于各個項目。
[0010] 注解1 :應該從給定的分組延遲預算PDB減去在策略和計費強制執(zhí)行功能PCEF與 無線電基站之間的延遲的20ms的延遲，以導出應用于無線電接口的分組延遲預算。該延 遲是在PCEF"接近于"無線電基站定位的情況(大約10ms)與PCEF"遠離"無線電基站定 位的情況之間的平均，與PCEF"遠離"無線電基站定位的情況例如是在以歸屬路由（home routed)的業(yè)務漫游的情況下(在歐洲和美國西海岸之間的單向分組延遲大約為50ms)。所 述平均考慮漫游為較不典型的場景。期望從給定PDB減去20ms的該平均延遲將導致在大 部分典型情況中的期望的端到端性能。而且，應注意PDB限定上界。實際的分組延遲，特別 是針對GBR業(yè)務，應該通常低于針對QCI指定的TOB，只要用戶設備UE具有足夠的無線電信 道質量。
[0011] 注解2 :非擁擠相關的分組損失率應該被視為是可忽略的，所述非擁擠相關的分 組損失可以發(fā)生在無線電基站和PCEF之間。因此，針對標準化的QCI指定的PELR值完全 應用于在UE和無線電基站之間的無線電接口。
[0012] 注解3 :該QCI通常與運營商控制的服務相關聯(lián)，所述運營商控制的服務即其中在 授權服務數(shù)據(jù)流SDF聚合時的時間點處已知服務數(shù)據(jù)流SDF聚合的上行鏈路/下行鏈路分 組過濾器的服務。在E-UTRAN的情況下，這是在相應的專用演進分組系統(tǒng)EPS承載被建立 /修改時的時間點。
[0013] 注解4 :如果網絡支持多媒體優(yōu)先級服務（MPS)，則該QCI可以被用于MPS訂戶的 非實時數(shù)據(jù)（即，最通常的基于TCP的服務/應用）的優(yōu)先化（prioritization)。
[0014] 注解5 :該QCI可以被用于針對任何訂戶/訂戶組的專用的"額外費用（premium) 承載"（例如，與額外費用內容相關聯(lián))。而且在該情況下，在授權SDF聚合時的時間點處已 知SDF聚合的上行鏈路/下行鏈路分組過濾器。替代地，該QCI可以被用于針對"額外費用 訂戶"的用戶設備/分組數(shù)據(jù)網絡UE/PDN的默認承載。
[0015] 注解6 :該QCI通常被用于針對非特權訂戶的UE/PDN的默認承載。應注意，聚合 的最大比特率AMBR可以被用作"工具"，以向連接到相同的PDN的訂戶組之間的訂戶分化提 供在默認承載上的相同QCI。
[0016] 一般地，LTE基于基于IP的傳輸網絡?；贗P的傳輸網絡可以將所謂的DiffServ 概念用于根據(jù)IP分組的QoS要求對IP分組進行分類的服務分化并且可以分派不同的 DiffServ代碼點（DSCP)。另外，存在限定的某些業(yè)務轉發(fā)原則（所謂的每跳行為=PHB)，根 據(jù)所述限定的某些業(yè)務轉發(fā)原則，應該服務于某個類的業(yè)務。傳輸調度器將不同的緩沖器 用于IP分組的不同類并且服務于那些不同的緩沖器，使得可以滿足相應的IP業(yè)務類的相 應的PHB。首先，針對比如在LTE之上的語音或者視頻流的實時業(yè)務，應該通過取超過非實 時業(yè)務的優(yōu)先級得到保證比特率和延遲(通常由加速的轉發(fā)=EFPHB處理)。經由所謂的確 保的轉發(fā)=AFPHB正常地處理的通過傳輸接口的非GBR服務分化，所謂的確保的轉發(fā)=AF Pfffi根據(jù)遞送優(yōu)先級和丟棄（drop)優(yōu)先（precedence)被進一步細分成不同的子類。正常 地，加權的公平排隊方案被用于AFPHB，其中不同的權重被應用于不同的AF類。在傳輸接 口處的加權的公平排隊向非GBR業(yè)務類中的每個業(yè)務類分派與其權重成比例的、從保證比 特率/EF業(yè)務剩下的傳輸容量的份額（share)分派。該權重被靜態(tài)分派并且不隨被分派到 某個DifTServ類的承載的數(shù)量縮放。最大努力BE被用于最低的優(yōu)先級。
[0017] 圖4提供了對在QCI和傳輸PHB之間的示例映射的概觀。特別地，圖4示出了在QCI、DSCP和PHB之間的示例映射。
[0018] 在無線電接口處的調度原則可以如下： ?根據(jù)GBR承載的保證比特率和分組延遲預算調度所述GBR承載； ?非GBR承載不具有限定的數(shù)據(jù)速率并且可能根據(jù)被分派到相應的CQI的調度權重以 及根據(jù)相應的UE經歷的當前的無線電條件調度(所謂的加權的成比例的公平調度）；以及 ?以每承載/UE為基礎執(zhí)行調度，即被分派到某個QCI的資源的份額隨著針對該QCI建 立的承載的數(shù)量縮放。
[0019] 現(xiàn)今的傳輸和無線電接口調度器彼此獨立地動作。
[0020] 該技術方案的缺點是發(fā)生如下的情況，在該情況中通過上行鏈路無線電接口成功 地傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，之后在傳輸擁擠的情況下在eNodeB處丟棄。這引起對鄰居小區(qū)的不必要 的上行鏈路干擾。另外，這些不必要的傳輸減少用戶設備UE的電池壽命時間。
[0021] 另一更嚴重的缺點是，在傳輸和無線電接口QoS處理之間不存在一致性，因為傳 輸接口使用在非GBRCQI之間的固定份額，因為