CN100384109C - 宽带码分多址系统媒体接入控制层的流量控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于宽带码分多址系统媒体接入层的流量控制方法，其特征在于包括以下步骤：根据流量控制设备的状态参数以及信宿的可接收速率，估计信源的合理输出速率；将所述合理输出速率负反馈给所述信源；以及所述信源按照所述合理输出速率(对于流量控制设备为输入速率)向所述流量控制设备传输数据。另外，在所述流量控制设备的当前输入速率与所述流量控制设备的当前输出速率的变化不匹配时，所述信源向所述信宿正反馈一个速率起伏补偿请求。根据本发明的流量控制方法及装置，使得当为某种具体的传输信道建立特定的流量控制、调度机制和算法时，只需改动相应的分离部分，而无需改动流量控制的主体结构，大大简化了设计过程。

Description

宽带码分多址系统媒体接入控制层的流量控制方法及装置

技术领域

本发明涉及第三代移动通信系统的无线接入网领域，尤其涉及宽带码分多址(WCDMA)系统中媒体接入控制(MAC)层的流量控制方法及装置。

背景技术

流量控制是为实现预先规定的网络性能、避免网络拥塞、优化网络资源、提高网络利用率、进而支持不同质量要求的业务而进行的一系列操作，其主要作用表现在：保护网络和用户以实现预先规定的网络性能，如信元丢失率或信元传输时延等；优化网络资源的使用，提高网络利用率。

在诸如UMTS(Universal Mobile Telephone Service)这样的无线通信系统中，珍贵而有限的无线通信资源，严重地限制了系统的数据传输速率，十分复杂的数据处理过程也影响着系统的传送效率。这就造成了数据从网络层向物理层传递的过程中，即在UMTS陆地无线接入网UTRAN的下行链路上，速率的变化呈现为一个漏斗形状。与此同时，恶劣而复杂的无线信道环境所表现出来的时变特性、空间变化特性和不稳定性，使得不同用户的传输能力差异很大，并且对于同一用户而言，其传输速率变化也相对剧烈。这些问题都将导致传输时延、数据的丢失率和重传率等系统性能指标的进一步恶化，要想保证预先定义的业务服务质量就变得更加困难。因此，尽可能地建立一个广泛、完整和有效的流量控制机制无疑会有效地减轻上述问题在数据传输过程中的负面影响。

UTRAN中的媒体接入控制(MAC)层负责逻辑信道同与其相适的传输信道之间的正确映射，因而它也担负起平滑有线信道与无线信道之间传输速率差异的功能。而且，在下行链路上，当预先并不确定数目及其传输流量的用户共享一个公共/共享传输信道时，也需要一个可靠的流量控制方法对这种共享过程进行管理。有关的3GPP(第三代移动通信标准化的伙伴项目-3G Partnership Project)协议规定了在MAC层中对于不同的下行公共/共享传输信道而设置相应的流量控制机制。从中可以看出，对应不同的传输信道其流量管理与控制的具体操作方法理应有所不同。

目前，绝大多数应用于无线通信领域的流量控制机制与算法均来自于传统的有线通信领域。但是，由于需要充分考虑无线信道的时变性和资源更加有限性等因素，无线通信领域中的流量控制方法与数据传输的调度准则也密切相关。

无线局域网(WLAN)的传输环境要远好于以WCDMA为代表的无线移动通信系统，因而IEEE802.3中提及的各种流量控制算法如基于二进制的开关控制(XON/XOFF)以及能够反映传输动态特性的反压控制结构(Backpressure Control)等，并不能详细地考虑无线信道不稳定性对数据传输的流量所造成的严重影响，故不适于直接应用到WCDMA系统中。

对于WCDMA而言，在有关的3GPP TS25.922协议中，定义了有关MAC层流量控制的各种参数，相应的控制帧结构以及他们的使用准则。但是，3GPP并没有指明在MAC层中流量控制的具体流程和相关机制。此外，有关文献给出的一些结合分组调度算法的流量控制与缓存管理方法，如公平性排队(Priority Queuing)、加权的公平性排队(Weighted Priority Queuing)以及保证最低速率的服务准则(Guaranteed Bit Rate Serving Rule)等，都是针对某种具体的传输信道而言的，而并非具有广泛指导意义的通用结构。

对于流量控制系统所需缓存器的设计而言，名为“一种新型的ABR流量控制算法”的文献(杨磊，通信学报，Vol.24，No.5，2003，37-42)给出了其随动系统的数学模型，并利用了经典控制论中的频域方法对该模型进行了求解，给出了缓存器瞬时输入速率的时域表达式。但该方法未考虑传输时延、最大可用的传输速率以及最小可用的传输速率对整个控制方法的影响。

WO00/08811通过对不违例和违例分组源的识别，来判定带宽等资源的利用率。然后，根据该利用率的情况重新分配资源。具体方式是将不违例分组源中剩余的带宽分配给违例分组源。WO00/42792通过利用流量控制，来改变较低传输协议层上数据传输的速率。中国专利申请第02120609.0号提供了一种Buffer的管理策略。通过在交换机内的缓存器中放置输入和输出速率设定，来动态调节Buffer两端的速率。中国专利申请第03109558.5号设计了一种数据传输的流量控制方法，它的实质是在数据的接收端设立FIFO或RAM。通过利用时间标尺的方法来测定当前的数据流量，来判定该流量是否超过了流率的门限。中国专利申请第01119897.4号给出了FIFO的Buffer的门限调整方法。该缓冲器用来触发内存装置的存取动作，其重要特点在于门限的增高程度。门限较高有利于避免缓冲器为空，而过高则会影响频宽的利用。美国专利申请第20030088690号给出了一个主动式的队列管理流程，该基于速率变化的流程包括一个速率阻塞通告，该通告在到达速率和连接的目标容量之间差值的基础上进行调整。以上这些控制和管理方法各有优势，但是其作为更加适应WCDMA系统MAC层特点的独立、完整的解决方案还有很多有待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，为WCDMA系统的MAC层提供一种通用、完整、有效的流量控制方法及装置，使该流量控制方法适应各种传输信道的广义物理特性，并且使流量控制中的重要设备即缓存器的管理方法具有相对广泛的共性，以便通用于各种MAC层内传输信道的流量控制方法的设计之中。

为实现上述目的，本发明提供了一种应用于宽带码分多址系统媒体接入层的流量控制方法，其特征在于包括以下步骤：

根据流量控制设备的状态参数以及信宿的可接收速率，估计信源的合理输出速率；

将所述信源的合理输出速率负反馈给所述信源；以及

所述信源按照所述信源的合理输出速率向所述流量控制设备传输数据。

本发明还提供一种应用于宽带码分多址系统媒体接入层的流量控制装置，其特征在于包括：

流量控制设备，用于从信源接收数据，对所述数据进行缓存，并向信宿发送所述数据；

输出速率估计器，用于根据所述流量控制设备的状态参数以及所述信宿的可接收速率估计所述信源的合理输出速率；

用于将所述信源的所述合理输出速率负反馈给所述信源的装置；以及

用于使所述信源按照所述信源的所述合理输出速率向所述流量控制设备传输数据的装置。

根据本发明的流量控制方法，使得当为某种具体的传输信道建立特定的流量控制、调度机制和算法时，只需改动相应的分离部分，而无需改动流量控制的主体结构，这样不仅大大简化了设计过程，而且也大大促进了标准化进程。

根据本发明的流量控制装置中，对缓存器的管理不仅克服了现有技术的不足，而且其优势还表现在：易于将计算方法从单输入单输出扩展到多输入多输出；既可以处理定常(时不变)系统，又可以处理时变系统；易于进行实时的递推式运算。

另外，本发明的方法在实际应用中显示了良好的通用性，对各种针对性的算法易于改造和调整。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其它特点和优点将会变得更加清楚。

附图说明

图1是应用本发明的MAC层流量控制方法的通信系统的示意图；

图2是根据本发明的MAC层流量控制方法在信源部分的流程图；

图3是根据本发明的MAC层流量控制方法在信宿部分的流程图；

图4是应用本发明的MAC层流量控制方法的缓存器的管理控制模型；

图5是应用本发明的MAC层流量控制方法的缓存器的随动系统模型；

图6A是根据本发明的流量控制方法在威布尔分布下的流量控制特性图；

图6B是根据本发明的流量控制方法在成布尔分布下的分配带宽利用特性图；

图7A是根据本发明的流量控制方法在均匀分布下的流量控制特性图；

图7B是根据本发明的流量控制方法在均匀分布下的分配带宽利用特性图；

图8A是根据本发明的流量控制方法在瑞利分布下的流量控制特性图；

图8B是根据本发明的流量控制方法在瑞利分布下的分配带宽利用特性图；

图9A是根据本发明的流量控制方法在超几何分布下的流量控制特性图；

图9B是根据本发明的流量控制方法在超几何分布下的分配带宽利用特性图；

图10显示了本发明的改进型MAC层流量控制方法的应用举例；

图11是本发明的改进型MAC层流量控制方法在输入端的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是应用本发明的MAC层流量控制方法的通信系统的示意图。图1所示的通信系统符合3GPP现有的相关规范，并考虑了WCDMA系统特有的传输特性。如图1所示，本发明的MAC层流量控制装置包括负反馈控制部分(闭环)106、正反馈控制部分(开环)107、流量控制设备102以及用于执行特定处理的、分别位于信源101和信宿103中的装置。

数据沿着数据流方向由信源101流入具有先入先出(FIFO)或先入随机出(FIRO)特征的队列的流量控制设备102。此时，数据信源的输出速率(对于流量控制设备为输入速率)由流量控制设备102中队列的当前状态(包括当前的存储量和最大存储量等)、当前队列的数据输出速率、系统的最大以及最小可用传输速率等条件来决定。

数据沿着数据流方向从流量控制设备102以一定的输出速率流入信宿103。图1中用方框105表示所有影响信宿103接收速率的各种干扰。这些干扰实时地影响了信宿103的可接收速率，从而也影响了流量控制设备102的输出速率。

一方面，流量控制设备102及时地将它的状态参数反馈给流量控制算法模块104，用来动态地改变瞬时的信源输出速率。另一方面，信宿103也将当前的可接收速率的信息反馈给流量控制算法模块104。流量控制算法模块104，利用收到的来自流量控制设备102和信宿103的反馈信息，计算出信源101应当被分配的信源合理输出速率，并反馈给信源101。这些过程属于负反馈控制部分(闭环)106的处理过程。

信源101按照被分配的输出速率向流量控制设备102进行数据传输。

然而，反馈控制信息是有一定时间延迟的，这种延迟现象在WCDMA这样的无线通信中表现的更为突出。如果时间延迟过长以至于根据较大时延的反馈信息估计出的当前输入(信源的输出)速率无法跟上当前输出速率的变化时，将导致队列缓存存储量的振荡。振荡严重时将导致整个控制系统收敛时间很长甚至不再收敛。因此，本发明将正反馈方法(开环)引入到该控制方法中以克服这种缺陷。

当以上描述的情形发生时，如图1所示，正反馈控制部分107为系统进行重新置位，并通过速率起伏补偿请求要求为系统重新配置合理的参数。同时，根据有关协议规定，如果超过了一定的时间门限后仍然无信源输出速率的反馈信息，或者在信源输出数据的初始时刻，则触发初始化信源输出速率请求指令。

图2是根据本发明的MAC层流量控制方法在信源部分的流程图。

如图2所示，在步骤201，信源101的每一次传输触发时刻T。在步骤202判断信源101是否有数据等待发送。若无待发数据，则在步骤203使T＝T+1，而后返回步骤201。若有待发数据，则执行步骤204。

在步骤204，判断是否需要由正反馈控制部分107给予初始化速率请求或速率起伏补偿请求。若此时满足系统正反馈控制条件，则在步骤205，信源101发送控制帧“CAPACITY REQUEST”给信宿103，之后转到步骤207。若步骤204的判断得出系统不满足正反馈控制条件，则直接转到步骤207。

在步骤207，信源101等待由信宿103返回的反馈控制帧“CAPACITY ALLOCATION”或“FLOW CONTROL”。

在步骤208检验反馈控制帧是否回到信源101。若在步骤208检验到反馈控制帧未回到信源101，则执行步骤206。在步骤206，判断信源101等待反馈控制帧的时间是否超过原先规定的门限。如果在步骤206判断出信源101等待反馈控制帧的时间已超过原先规定的门限，则返回执行步骤204，否则返回步骤207，进一步等待反馈信息。

如果步骤208检验到反馈控制帧已经回到信源101，则执行步骤209，否则执行步骤206。

在步骤209，信源101按照反馈控制帧的指令发送数据帧。继而执行步骤210。在步骤210，令T＝T+1，而后返回步骤201。

图3是根据本发明的MAC层流量控制方法在信宿部分的流程图。如图3所示，在步骤301，信宿103的每一次接收触发时刻T。在步骤302判断信宿103是否接收到信源101发送的正反馈控制帧“CAPACITY REQUREST”。若接收到正反馈控制帧，则转到步骤307，否则执行步骤303。

在步骤303，判断是否接收到信源101发送的数据帧“DATAFRAME”。如果步骤303的判断结果为“否”，则转到步骤304，否则转到步骤305。

在步骤304，令T＝T+1，然后流程转到步骤301。

在步骤305，来自信源101的数据输入到流量控制设备102，处理继而转到步骤306。在步骤306，流量控制设备102中的队列按照信宿103可接收的速率将数据输出到信宿103。

在步骤307，信宿103按照当前可接收速率以及队列的状态等信息，通过流量控制算法模块104估计出下一时刻信源101的可发送速率。在步骤308，信宿103根据估计结果向信源101发送负反馈控制帧“CAPACITY ALLOCATION”或“FLOW CONTROL”，然后执行步骤309。在步骤309，使T＝T+1，然后返回步骤301。

图4是应用本发明的MAC层流量控制方法的缓存器的管理控制模型。

信宿端的流量控制设备中的传输缓存器的设计与管理是支持整个流量控制方法的关键。本发明的缓存器基于多输入多输出的前提。当然，本发明的缓存器也包含了最特殊的情况，即单输入单输出的情况。该缓存器的管理方法需要具有通用性，即不仅要满足目前存在的公共/共享传输信道的需求，如FACH、DSCH/HS-DSCH，而且还要尽量满足将来有可能出现的新传输信道的需求。

如图4所示，N个信源(未示出)的输出以各自的信源输出速率p_i(i＝1，…，N)将它们的数据输入到一个缓存器中，缓存器的最大存储量为T_r，以及当前存储量为Q。相应地，这些数据再被各自的输出信道以速率r_i(i＝1，…，N)传送到无线信道中去。

而且，依据本发明的流量控制方法，该缓存器的控制方法与其他的缓存器控制方法的不同之处在于，每一个包含速率信息r_i和缓存器信息T_r和Q的反馈信息在经过时间延迟τ_i后才能到达其输入端以调整信源输出速率p_i，因此需要根据n-τ_i时刻存在的反馈信息r_i(i＝1，…，N)，T_r和Q，来预测和估计时刻n的信源输出速率p_i(i＝1，…，N)。

定义p_i(i＝1，…，N)的和为P，相似地γ为r_i(i＝1，…，N)的和。这样，对应于每个p_i和r_i，具体地分配P和γ的方法则以不同的传输信道特点而有所不同。由此可以假定所有的τ_i均等于τ。则缓存器的当前存储量Q的变化率，也就是其导数可以表示为

Q′＝P-γ    (1)

图5是应用本发明的MAC层流量控制方法的缓存器的随动系统模型，其传递函数可以表示为

$\frac{Q\left(s\right)}{T_r\left(s\right)}=\frac{1}{s^2+2\mathrm{\ξs}+1}---\left(2\right)$

其中ξ≥1为阻尼参数，并可以保证理论上，该缓存器不会发生溢出。运用状态空间描述法来对该模型进行求解。

定义观测矢量[x₁，x₂]^T，其中“[]^T”表示向量转置，x₁＝Q并且x₂＝Q′。因而，系统的状态表达式可以写成

$\left[\begin{array}{c}{x_1}^{\′}\\ {x_2}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ -1& -2\mathrm{\ξ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}0\\ 1\end{array}\right]\·T_r---\left(3\right)$

因此，根据在第n-2τ时刻参数[x₁，x₂]′，在第n时刻，Q′将等于

Q′＝x₁′+x₂′    (4)

P可以表达成为

P＝(x₁′+x₂′)+γ    (5)

当且仅当信源输出速率为表达式(5)所示时，无论从缓存器使用率还是分配带宽使用率上说，该缓存器的设计都是最优的，即无论什么样的逻辑信道和传输信道，整个流量控制系统中的缓存器设计都可以为图5所示，其输入管理方法即为式(5)所示。

当传输数据所对应业务的最大可用传输速率为P_MAX，最小可用传输速率(Guaranteed Bit Rate)为P_MIN，而由式(5)计算后，并由具体的分组调度算法分配给该业务的当前理论信源输出速率为P，则实际可以采用的该业务的缓存器输入速率P_time为

通过进行实验仿真，可以观测在本发明的流量控制和缓存器管理方法下缓存器的性能。

图6至图9分别是根据本发明的流量控制方法在威布尔分布(Weibull Distribution)、均匀分布(Uniform Distribution)、瑞利分布(Rayleigh Distribution)、超几何分布(Hypergeometric Distribution)下的流量控制特性图和分配带宽利用特性图。其输出信道以144kbit/s为期望速率，而在8、16、32、64、144、384、1024和2048kbit/s之中以高斯统计特性随机选取。

图6-9的仿真结果显示，本发明的流量控制方法使得缓存器在各种情况下均表现出很好的容量占有率，而且在理论上没有溢出风险。此外，对于分配带宽的占有率也比较高。而且，通过使用不同分布特性的输入数据进行比较，本发明的方法表现出很好的通用性和普遍性。此外，图9B还显示，功率控制(PC)机制的引入并不影响本发明方法的性能，进一步说明了本发明的通用性。

图10显示了本发明的改进型MAC层流量控制方法的应用举例。由于当N个用户的数据流向流量控制设备102的缓存器的时候，用户个数N和每个用户的数据量都是事先无法确知的，使得缓存器的存储压力随时间不断变化。而且，在本发明的流量控制方法中，为调整各个用户输入该缓存器的速率而反馈控制参数都是经过一定时间延迟的，不一定能及时、准确地反映该时刻输入速率的合理取值。因此，系统仍然存在输出端缓存器溢出的危险，导致数据的丢失。这种问题就是M优先级队列(the Queue with the Priority M)溢出的难题。图10所示的结构解决了上述难题。

如图10所示，当某一个用户向信宿端的输出端缓存器发送数据的时候，有两个路径可供选择，路径1和路径2，其选择由转接开关P控制。

当输出端缓存器的M优先级队列处于安全状态，即当前缓存器的存储量低于图中给出的信令门限，从而不会有溢出危险时，用户选用路径1进行数据传输。

相反，当用户所在MAC-d实体中的判别器收到了因缓存器存储量Q超过信令门限而反馈给MAC-d实体一个反压信号信令的时候，数据传输过程选择路径2，且此时数据进入到设置在信源端的保护缓存器中，而暂时不向输出端缓存器的M优先级队列传递，直到M优先级队列脱离溢出危险后，即Q小于设定信令门限后，再发送。

在此基础上，当保护缓存器为空时，数据传输重新选择路径1。

图11是本发明的改进型MAC层流量控制方法在输入端的流程图。如图11所示，在步骤1101，输入端的每一次传输触发时刻T。在步骤1102判断输入端是否收到解除拥塞警报信令。若未收到该信令，则在步骤1104判断是否收到反压信号信令。若步骤1104判断出未收到反压信号信令，则转到步骤1106；否则转到步骤1105。

在步骤1105，使输入端的数据沿路径2进入保护缓存器，并且暂时停止从保护缓存器向输出端缓存器发送数据。若步骤1102判断收到了解除拥塞警报信令，则执行步骤1103。

在步骤1103，消除显示存在反压信号的标志，即消除收到的“反压信号信令”。

接着，在步骤1106判断保护缓存器是否为空。若保护缓存器为空，则在步骤1107使输入端数据沿路径1进入输出端缓存器；反之，则执行步骤1108。在步骤1108，使路径2中的保护缓存器发送数据到输出端缓存器。

当步骤1105、1107和1108中任何一个步骤执行完毕后，执行步骤1109。在步骤1109，使T＝T+1。随后，返回步骤1101。

图10和图11所示的应用举例和流程，通过对图1和图2所示系统和方法进行补充，即在信源101处增加了保护缓存器，有效地降低了信宿103处的输出端缓存器发生溢出的风险，因而在一定程度上降低了数据的丢失率。

以上虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (18)

1.一种应用于宽带码分多址系统媒体接入层的流量控制方法，其特征在于包括以下步骤：

根据流量控制设备的状态参数以及信宿的可接收速率，估计信源的合理输出速率；

将所述信源的合理输出速率负反馈给所述信源；以及

所述信源按照所述信源的合理输出速率向所述流量控制设备传输数据。

2.根据权利要求1的流量控制方法，其特征在于所述流量控制设备的状态参数至少包括：所述流量控制设备中的缓存器的当前存储量、所述缓存器的数据输出速率。

3.根据权利要求2的流量控制方法，其特征在于估计所述信源的合理输出速率的步骤包括以下步骤：

根据所述流量控制设备采用的分组调度算法，计算分配给当前业务的当前理论输出速率P；

计算当前业务的最大可用传输速率P_MAX和最小可用传输速率P_MIN；

在P大于P_MAX时，将所述信源的合理输出速率估计为P_MAX；

在P小于P_MAX且大于P_MIN时，将所述信源的合理输出速率估计为P；

在P小于P_MIN时，将所述信源的合理输出速率估计为0。

4.根据权利要求3的流量控制方法，其特征在于，所述当前理论输出速率P是根据公式P＝(x₁′+x₂′)+γ计算的，其中

γ是所述缓存器的所述数据输出速率，

x₁′是在自当前时刻起前溯两倍于所述负反馈的延迟时间的时刻，所述缓存器的存储量的变化率，

x₂′是x₁′的变化率。

5.根据权利要求4的流量控制方法，其特征在于，所述x₁′和x₂′是通过公式 $\left[\begin{array}{c}{x_1}^{\′}\\ {x_2}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ -1& -2\mathrm{\ξ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}0\\ 1\end{array}\right]\·T_r$ 计算的，其中

x₁是所述缓存器的所述当前存储量，

x₂是x₁的变化率，

ξ是所述缓存器的随动系统模型的阻尼参数，

T_r是所述缓存器的最大存储量。

6.根据权利要求2的流量控制方法，其特征在于向所述流量控制设备传输数据的步骤包括以下步骤：

在所述流量控制设备中的缓存器的存储量低于预定信令门限，并且所述信源端的保护缓存器为空时，所述信源沿第一路径向所述流量控制设备中的缓存器传输数据；

在所述流量控制设备中的缓存器的存储量超过所述预定信令门限时，所述信源沿第二路径向所述信源端的保护缓存器传输数据；

在所述流量控制设备中的缓存器的存储量低于所述预定信令门限，并且所述信源端的保护缓存器不为空时，所述信源沿所述第二路径从所述保护缓存器向所述流量控制设备中的缓存器发送数据。

7.根据权利要求1的流量控制方法，其特征还在于还包括以下步骤：

在所述流量控制设备的当前输入速率与所述流量控制设备的当前输出速率的变化不匹配时，所述信源向所述信宿正反馈一个速率起伏补偿请求；

所述信宿收到所述信源正反馈的请求后，启动所述估计所述信源的合理输出速率的步骤和所述将所述信源合理输出速率负反馈给所述信源的步骤。

8.根据权利要求7的流量控制方法，其特征在于还包括以下步骤：

在超过预定时间门限所述信源仍未收到负反馈的所述信源的合理输出速率时，所述信源向所述信宿正反馈一个初始化信源的输出速率请求。

9.根据权利要求7的流量控制方法，其特征在于还包括以下步骤：

在数据输入的初始时刻，所述信源向所述信宿正反馈一个初始化信源输出速率请求。

10.一种应用于宽带码分多址系统媒体接入层的流量控制装置，其特征在于包括：

流量控制设备，用于从信源接收数据，对所述数据进行缓存，并向信宿发送所述数据；

输出速率估计器，用于根据所述流量控制设备的状态参数以及所述信宿的可接收速率估计所述信源的合理输出速率；

用于将所述信源的所述合理输出速率负反馈给所述信源的装置；以及

用于使所述信源按照所述信源的所述合理输出速率向所述流量控制设备传输数据的装置。

11.根据权利要求10的流量控制装置，其特征在于所述流量控制设备包括输出端缓存器，并且所述流量控制设备的状态参数至少包括：所述输出端缓存器的当前存储量、所述输出端缓存器的数据输出速率。

12.根据权利要求11的流量控制装置，其特征在于所述输出速率估计器包括：

用于计算分配给当前业务的当前理论输出速率P的装置；

用于计算当前业务的最大可用传输速率P_MAX和最小可用传输速率P_MIN的装置；

其中所述输出速率估计器：

在P大于P_MAX时，将所述信源的所述合理输出速率估计为P_MAX，

在P小于P_MAX且大于P_MIN时，将所述信源的所述合理输出速率估计为P，以及

在P小于P_MIN时，将所述信源的所述合理输出速率估计为0。

13.根据权利要求12的流量控制装置，其特征在于，所述用于计算当前理论输出速率P的装置根据公式P＝(x₁′+x₂′)+γ计算所述当前理论输出速率P，其中

γ是所述输出端缓存器的所述数据输出速率，

x₁′是在自当前时刻起前溯两倍于所述负反馈的延迟时间的时刻，所述输出端缓存器的存储量的变化率，

x₂′是x₁′的变化率。

14.根据权利要求13的流量控制装置，其特征在于，所述x₁′和x₂′是通过公式 $\left[\begin{array}{c}{x_1}^{\′}\\ {x_2}^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}0& 1\\ -1& -2\mathrm{\ξ}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}0\\ 1\end{array}\right]\·T_r$ 计算的，其中

x₁是所述输出端缓存器的所述当前存储量，

x₂是x₁的变化率，

ξ是所述输出端缓存器的随动系统模型的阻尼参数，

T_r是所述输出端缓存器的最大存储量。

15.根据权利要求11的流量控制装置，其特征在于还包括：

保护缓存器，位于所述信源端；

判别器，用于在所述输出端缓存器的存储量低于预定信令门限时，判别沿第一路径发送数据，在所述输出端缓存器的存储量超过所述预定信令门限时，判别沿第二路径发送数据；

并且其特征在于：

所述用于使所述信源按照所述信源的合理输出速率向所述流量控制设备传输数据的装置包括：

用于在所述保护缓存器为空时沿所述第一路径向所述输出端缓存器传输数据的装置；

用于沿所述第二路径向所述保护缓存器传输数据的装置；以及

用于在所述保护缓存器不为空时沿所述第二路径从所述保护缓存器向所述输出端缓存器发送数据的装置。

16.根据权利要求10的流量控制装置，其特征还在于还包括一个正反馈控制部分，用于在所述流量控制设备的当前输入速率与所述流量控制设备的当前输出速率的变化不匹配时，向所述信宿正反馈一个速率起伏补偿请求。

17.根据权利要求16的流量控制装置，其特征在于所述正反馈控制部分还用于在超过预定时间门限所述信源仍未收到负反馈的所述信源的合理输出速率时，向所述信宿正反馈一个初始化信源的输出速率请求。

18.根据权利要求16的流量控制装置，其特征在于所述正反馈控制部分还用于在数据输入的初始时刻，向所述信宿正反馈一个初始化所述信源的输出速率请求。

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