CN100431364C - 基于反馈方式的hsdpa流量控制方法 - Google Patents

基于反馈方式的hsdpa流量控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，包括如下步骤：NodeB计算当前MAC-D-QUE队列的期望堆积和当前堆积，然后判断当前堆积是否处于预先设置的发起流量控制的范围，若是，NodeB将期望堆积减去当前堆积得到堆积差，并且根据堆积差与期望堆积的比值、MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度计算出RNC通过Iub口向MAC-D-QUE队列发送HSDPA数据的输入速度，接着根据该输入速度计算出相关流控参数，形成能力分配控制帧发送至RNC；RNC根据该能力分配控制帧来调整其通过Iub口向基站发送HSDPA数据的速度。采用本发明不仅能提高NodeB的HSDPA调度速度和NodeB缓冲区的利用效率，而且还能减少MAC-d PDU分组缓冲区溢出和MAC-d PDU分组丢弃。

Description

基于反馈方式的HSDPA流量控制方法
技术领域
本发明涉及WCDMA(宽带码分多址)系统，尤其是涉及一种WCDMA系统中基于反馈方式的HSDPA(高速下行分组接入)流量控制方法。
背景技术
WCDMA系统中，为了满足对于诸如下载或流媒体类等业务的需要，系统应提供更高的传输速率和更少的延迟，因此需要对空中接口进行改进，于是引入了HSDPA技术，该技术可使得单个小区的峰值速率高达14Mbit/s。然而，在HSDPA技术中，流量控制是非常关键的一个环节，HSDPA的流量控制既要保证HSMAC(高速媒介访问控制层)有充足的数据调度，又要尽量避免在NodeB(基站)上存储的时间过长而造成数据包的丢弃。
现有HSDPA业务处理中，NodeB侧流量控制一般为：NodeB接收RNC(无线网络控制器)的HSDPA能力请求控制帧，提交给HSMAC进行流控参数的计算；然后，NodeB根据流控计算结果，形成HSDPA能力分配控制帧，发送到RNC，RNC根据该HSDPA能力分配控制帧发送HSDPA数据给NodeB。因此可知，现有NodeB侧流量控制只由RNC发送能力请求控制帧触发，而NodeB自身无法主动发起，即NodeB无法对NodeB侧的流量进行监控和管理，这将不利于提高NodeB的HSDPA调度速度和NodeB缓冲区的利用效率，还会造成MAC-d PDU(MAC-d层的协议数据单元)分组缓冲区溢出和MAC-d PDU分组丢弃，从而影响到整个通信系统的效率。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，采用本发明不仅能提高基站的HSDPA调度速度和基站缓冲区的利用效率，而且还能减少MAC-d PDU分组缓冲区溢出和MAC-d PDU分组丢弃，从而增强了整个通信系统的效率，为用户提供良好的HSDPA服务。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，包括如下步骤：
(a1)基站计算当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的期望堆积和当前堆积；
(a2)基站判断当前堆积是否处于预先设置的发起流量控制的范围，若是，执行步骤(a4)，否则，执行步骤(a3)；
(a3)基站判断是否接收到来自无线网络控制器的能力请求控制帧，若是，执行步骤(a4)，否则不进行HSDPA流量控制，结束本次流程；
(a4)基站将期望堆积减去当前堆积得到堆积差，并且以堆积差与期望堆积的比值、MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度作为参数，计算得到无线网络控制器通过Iub口向MAC-D-QUE队列发送HSDPA数据的期望输入速度；
(a5)基站根据期望输入速度计算出能力分配控制帧中的相关流控参数，并且形成能力分配控制帧发送至无线网络控制器，无线网络控制器根据能力分配控制帧来调整其通过Iub口向基站发送HSDPA数据的速度；所述能力分配控制帧中的相关流控参数包括传输时间间隔、一个传输时间间隔内要求无线网络控制器发送MAC-D PDU数据包的包数和重复周期的次数。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述当前MAC-D-QUE队列MAC-DPDU数据包的期望堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与期望因子的乘积，MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包在基站的丢弃时间与MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度的乘积，或者MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包在基站的平均保留时间与MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度的乘积的1.5倍，期望因子为一个小于1的正数。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述发起流量控制的范围为大于流控发起上门限或小于流控发起下门限，其中流控发起上门限为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与流控发起上门限因子的乘积，流控发起下门限为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与流控发起下门限因子的乘积，流控发起下门限因子和流控发起上门限因子均为小于1的正数，流控发起下门限因子小于期望因子，期望因子小于流控发起上门限因子。
进一步地，本发明还具有如下特点：所述步骤(a4)中计算期望输入速度的方法包括线性处理方法、平方处理方法和开方处理方法。
进一步地，本发明还具有如下特点：一个传输时间间隔内要求无线网络控制器发送MAC-d PDU数据包的包数为期望输入速度与最大MAC-d PDU数据包长度的比值，重复周期的次数为用户缓冲区容量与期望输入速度的比值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明中NodeB以当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的堆积差与期望堆积的比值、MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度作为参数，计算出RNC通过Iub口向MAC-D-QUE队列发送HSDPA数据的期望输入速度，并且由此形成能力分配控制帧来实现对RNC向NodeB发送数据流量的控制；此外，NodeB还能根据当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的当前堆积来决定是否主动发起流量控制，如此不仅能提高NodeB的HSDPA调度速度和基站缓冲区的利用效率，而且还能减少MAC-d PDU分组缓冲区溢出和MAC-d PDU分组丢弃，从而增强了整个通信系统的效率，为用户提供良好的HSDPA服务。
附图说明
图1是本发明基于反馈方式的HSDPA流量控制方法的流量控制示意图；
图2是本发明中MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的当前堆积低于流控发起下门限时NodeB主动发起流控的示意图；
图3是本发明中MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的当前堆积高于流控发起上门限时NodeB主动发起流控的示意图；
图4是本发明中RNC主动发起流控的示意图。
具体实施方式
为深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明中把NodeB侧的每个MAC-D-QUE队列MAC-DPDU数据包堆积缓冲区看作一个MAC-hs(3GPP R5以上版本协议上的名词术语，指媒体接入控制-高速下行分组接入)缓冲池，设Vin为RNC通过Iub口向MAC-D-QUE队列发送HSDPA数据的输入速度，Vout为MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度(小区吞吐率)，DiscardTime为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包在基站的丢弃时间，HCURRENT为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的当前堆积，那么缓冲池的最大高度(即MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积)为：Hmax＝Vout×DiscardTime，对于没有丢弃时间的MAC-D-QUE队列，MAC-D PDU数据包在NodeB中保留的平均时间为T，缓冲池的最大高度可为1.5T×Vout。
当Vin大于Vout时，缓冲池水面会上升，在时间 t = H max - H CURRENT V in - V out 后溢出；当Vin等于Vout时，缓冲池水面保持不变；当Vin小于Vout时，缓冲池水面会下降，在时间 t = H CURRENT V out - V in 会露出池底，应当避免溢出和露底的情况出现。
本发明基于反馈方式的HSDPA流量控制方法包括如下步骤：
步骤101，NodeB计算当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的期望堆积HAIM和当前堆积HCURRENT，该期望堆积HAIM为Hmax×PAIM，其中PAIM为期望堆积因子，是一个小于1的正数，具体数值可根据实际情况的需要进行设置；
步骤102，NodeB判断当前堆积HCURRENT是否处于预先设置的发起流量控制的范围，若是，NodeB主动发起流控，执行步骤104，否则，执行步骤103，其中发起流量控制的范围为大于流控发起上门限HH或小于流控发起下门限HL，HH＝Hmax×PH，HL＝Hmax×PL，PH、PL分别指流控发起上门限因子和流控发起下门限因子，均为一个小于1的正数，并且1＞PH＞PAIM＞PL＞0，具体数值可根据实际情况的需要进行设置；
步骤103，NodeB判断是否接收到来自RNC的能力请求控制帧，若是，由RNC发起流控，执行步骤104，否则不进行HSDPA流量控制，结束本次流程；
步骤104，NodeB将期望堆积HAIM减去当前堆积HCURRENT得到堆积差HDIFFER，即HDIFFER＝HAIM-HCURRENT，当HCURRENT低于流控发起下门限时HDIFFER为正值，当HCURRENT高于流控发起上门限时HDIFFER为负值，并且以堆积差HDIFFER与期望堆积HAIM的比值、Vout作为参数，进行处理计算得到RNC通过Iub口向MAC-D-QUE队列发送HSDPA数据的期望输入速度，Vaim＝F(Vout，HDIFFER/HAIM)，处理计算方法包括有线性处理方法、开方处理方法和平方处理方法等，例如线性处理方法，计算期望输入速度的公式为：Vaim＝((HDIFFER/HAIM)×K+1)×Vout；
步骤105，NodeB根据Vaim计算出能力分配控制帧中的相关流控参数，该流控参数包括Credits(一个传输时间间隔内要求RNC发送MAC-D PDU数据包的包数)、Interval(传输时间间隔)、Repetition Period(重复周期的次数)，假设NodeB的MAC-D PDU缓冲区足够缓存RNC的User Buffer Size(用户缓冲区容量)大小的数据，可采用如下简单的计算处理方法：
Credits＝Vaim/Max MAC-D PDU Length；Interval＝1(是否为1毫秒)；
Repetition Period＝User Buffer Size/Vaim，
并且形成能力分配控制帧发送至RNC，RNC根据能力分配控制帧来调整其通过Iub口向NodeB发送HSDPA数据的速度Vin，从而实现流量控制。
图2所示的为当检测到MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的当前堆积低于流控发起下门限时，NodeB主动发起流控的示意图；图3所示的为当检测到MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的当前堆积高于流控发起上门限时，NodeB主动发起流控的示意图；图4为RNC主动发起流控的示意图。

Claims (8)

1、一种基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，包括如下步骤：
(a1)基站计算当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的期望堆积和当前堆积；
(a2)基站判断当前堆积是否处于预先设置的发起流量控制的范围，若是，执行步骤(a4)，否则，执行步骤(a3)；
(a3)基站判断是否接收到来自无线网络控制器的能力请求控制帧，若是，执行步骤(a4)，否则不进行HSDPA流量控制，结束本次流程；
(a4)基站将期望堆积减去当前堆积得到堆积差，并且以堆积差与期望堆积的比值、MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度作为参数，计算得到无线网络控制器通过Iub口向MAC-D-QUE队列发送HSDPA数据的期望输入速度；
(a5)基站根据期望输入速度计算出能力分配控制帧中的相关流控参数，并且形成能力分配控制帧发送至无线网络控制器，无线网络控制器根据能力分配控制帧来调整其通过Iub口向基站发送HSDPA数据的速度；所述能力分配控制帧中的相关流控参数包括传输时间间隔、一个传输时间间隔内要求无线网络控制器发送MAC-D PDU数据包的包数和重复周期的次数。
2、根据权利要求1所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：所述当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的期望堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与期望因子的乘积，MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包在基站的丢弃时间与MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度的乘积，期望因子为一个小于1的正数。
3、根据权利要求1所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：所述当前MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的期望堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与期望因子的乘积，MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包在基站的平均保留时间与MAC-D-QUE队列通过UU口向用户终端发送HSDPA数据的输出速度的乘积的1.5倍，期望因子为一个小于1的正数。
4、根据权利要求2或3所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：所述发起流量控制的范围为大于流控发起上门限或小于流控发起下门限，其中流控发起上门限为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与流控发起上门限因子的乘积，流控发起下门限为MAC-D-QUE队列MAC-D PDU数据包的最大堆积与流控发起下门限因子的乘积，流控发起下门限因子和流控发起上门限因子均为小于1的正数，流控发起下门限因子小于期望因子，期望因子小于流控发起上门限因子。
5、根据权利要求4所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：所述步骤(a4)中计算期望输入速度的方法包括线性处理方法。
6、根据权利要求4所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：所述步骤(a4)中计算期望输入速度的方法包括平方处理方法。
7、根据权利要求4所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：所述步骤(a4)中计算期望输入速度的方法包括开方处理方法。
8、根据权利要求1所述的基于反馈方式的HSDPA流量控制方法，其特征在于：一个传输时间间隔内要求无线网络控制器发送MAC-d PDU数据包的包数为期望输入速度与最大MAC-d PDU数据包长度的比值，重复周期的次数为用户缓冲区容量与期望输入速度的比值。
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