CN100449975C - 一种传输格式组合选择平滑处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种传输格式组合选择平滑处理方法，适用于WCDMA RNC系统中码组合传输信道。该方法包括：先对信令信道进行传输格式的选择；再对非BE信道进行传输格式选择；最后对BE信道进行传输格式选择。在对BE信道进行传输格式选择时，根据用户业务量的突发状态，对信道的传输格式进行限速处理，减缓功率的变化幅度，满足RNC系统对功率的需求。

Description

一种传输格式组合选择平滑处理方法

技术领域

本发明涉及WCDMA(宽带码分多址)无线网络，尤指一种WCDMA RNC(无线网络控制器)系统中码组合传输信道的传输格式组合选择方法。

背景技术

传输格式组合(TFC，Transport Format Combination)选择是媒体访问控制(MAC，Media Access Control)协议层的重要功能，该功能的目的是：在下行传输方向，根据传输信道数据流的瞬时速率和传输信道优先级、当前空中接口的负载状况等信息，在L3配置的传输格式组合集合(TFCS)内，为每个传输信道选择合适的传输格式(TF，Transport Format)并以传输格式指示(TFI，Transport Format Indicator)的方式通知L1。每个传输信道所选择的TFI组合起来形成的TFC在L3配置的TFCS中。

对于每个传输信道，都有一个传输时间间隔(TTI)，在其传输时间间隔(TTI)内，存在一个传输格式(TF)。传输时间间隔(TTI)是传输格式的一个属性，是根据传输信道的速率等由高层进行配置的。传输格式记录了两个变量：传输块大小和传输块个数，用传输格式可以表示此传输信道支持的速率。对于一个传输信道，可以有几种TF，这些TF构成传输信道的传输格式集合TFS。当若干传输信道进行复用，组合成码组合传输信道(CCTrCH，CodedComposite Transport Channel)的时候，在某一TTI内，这些传输信道的TF就构成了传输格式组合TFC。CCTrCH TFC的集合构成传输格式组合集合TFCS。

传输信道的TFC选择发生在组成CCTrCH的所有传输信道的最小TTI处，MAC协议栈根据L3分配的TFCS，进行TFC选择。

如图1所示，为媒体访问控制层与层1的数据交换示意图。图中传输信道1～3表示的是不同的传输信道TF的组成情况，共有三种。其中X轴是时间轴，两个箭头之间的部分表示传输时间间隔的大小。传输信道1表示的情况是传输块的个数不变，都是1块，而传输块的大小发生变化，在每个传输时间间隔不相同；传输信道2表示的情况是传输块的个数和传输块的大小都可变的情况，此情况最复杂；第三种情况表示的是传输块的大小是固定的，在每个传输时间间隔内变化的是传输块的个数。在这三种传输TF的组成中，第三种情况是最容易控制的，也是此算法进行TFC选择的基础。

MAC协议栈进行TFC选择的原则是高优先级的公共传输信道先进行TF选择。因此首先判断高优先级的传输信道有多少数据要发，若有则根据要发送的数据块个数，选择它的TF，把这个TF作为限制条件，从TFCS集合中，满足这个高优先级传输信道此TF选择的TFC组成一个TFC子集。然后进行次优先级的传输信道的TF选择，根据此时该传输信道中可发的缓存数据块个数，从刚才选择好的TFC子集中选择一个合适的TF，然后根据新选择的TF，从TFC子集中又得到一个新的满足这两个传输信道的TF选择的TFC子集。然后处理优先级再次之的传输信道，这样的过程一直进行到所有传输信道都得到处理，最后得到一个TFCI，是所有所选择的TFI的组合。

另有一个限制条件，当一个发送数据的时刻不是某些传输信道的TTI周期的时候，根据协议中TFI的作用周期，这些传输信道的TFI采用在此前一个发送时刻的TFI，这样在进行TFC选择的时候，首先要把这些不能改变的TFI作为限制条件，从L3配置的TFCS集合中得到一个子集TFCS subset(TFCS子集)。然后再按照优先级的原则从这个TFCS subset中进行选择。

现有技术中的TFC选择方法，没有从系统整体进行考虑；当有大量突发数据的时候，功率会急剧上升，将对功率稳定性产生负面影响，不能满足RNC系统对功率的需求。

发明内容

本发明提供一种适用于WCDMA RNC系统中码组合传输信道的传输格式组合选择平滑处理方法，当用户业务突增时，使信道的传输格式平滑变化，从而使功率相对稳定，很好地满足RNC系统对功率的需求。

本发明方法包括下列步骤：

步骤1、在传输时间间隔TTI到达时刻，信令信道首先根据信道缓冲器中待发的数据块个数，从本信道的传输格式集合TFS中选择一个传输格式指示TFI，并在L3分配的传输格式组合集合TFCS中，将满足该TFI选择的TFC组成第一TFC子集；

步骤2、非尽力传输BE业务信道根据缓冲器中的数据块个数和业务数据单元的数据包大小在所述第一TFC子集中，选择一个TFI，并将该第一TFC子集中满足该TFI选择的TFC组成第二TFC子集；

步骤3、BE业务信道在进行传输格式选择时，在第二TFC子集中选择一个TFI，并使所选择的TFI的传输块个数满足：

[TF[n]]＝α[TF[n-1]]+(1-α)[TF]

其中，[TF[n]]为本TTI要确定的传输块个数，[TF[n-1]]为上一TTI所采用的传输块个数，[TF]为该BE业务信道的TFS中传输块个数最大的TFI对应的传输块个数和传输信道缓存器中数据块个数两者中的较小值，α为大于0小于1的平滑系数，其中：当BE业务信道在第一个TTI内进行TFI选择时，是在所述第二TFC子集中选择一个不大于且最接近缓存器中数据块个数的TFI；

步骤4、结束整个码组合传输信道的该TTI时刻的TFC选择过程。

所述平滑系数的初始值存储在系统的数据库中，可以通过后台的控制台进行配置。

根据本发明的上述方法，若计算得到的[TF[n]]是小数，则进行以下处理：

如果本TTI得到的[TF]为0，则使[TF[n]]＝0；

如果本TTI得到的[TF]个数大于0，若通过计算得到的本TTI可以发送的传输块个数大于[TF]，则使[TF[n]]＝[TF]；

其余情况下，使选择的TFI对应的传输块个数与通过计算得到的本TTI可以发送的传输块个数[TF[n]]之间的差值最小。

若通过计算得到的本TTI可以发送的传输块个数为0，则选择本传输信道中最小可用TFI对应的传输格式的传输块数作为本TTI可以发送的传输块个数。

由于RNC系统的小区功率需要平稳，如果小区处于高负载的状态下，BE业务的数据突发，或者大量用户往小区边缘移动等可能因素的存在，下行功率可能处于不稳定的高水平。这种突发性造成小区功率的攀升是巨大的，容易形成过载现象，必然会影响系统的稳定性。使用本发明方法，当网络发生业务突增时，通过对传输格式的平滑处理，使功率缓慢变化，满足RNC系统对功率稳定性的需求，有利于提高整个系统稳定运行的能力。

附图说明

图1为媒体访问控制层与层1的数据交换示意图。

具体实施方式

MAC协议栈进行TFC选择的原则是在传输时间间隔到达的时刻，一个码组合传输信道中高优先级的传输信道有选择的优先权，也就是按照传输信道优先级的顺序进行选择，每个传输信道选择自己的传输格式标示(TFI)，并将在同一个码组合传输信道中比自己优先级高的传输信道选择的TFI作为自己选择的限制条件。一个码组合传输信道的所有传输信道选择的TFI的组合，就是最终这个码组合传输信道在这个传输时间间隔时刻选择的TFCI。在下一个传输时间间隔时刻，码组合传输信道会再次进行此过程，选择这个时刻的TFCI。TFCI的生命周期就是传输时间间隔。

遵循协议的思想，需要按照业务的情况，给承载业务和信令的传输信道分配不同的优先级，而信道的业务类型是移动终端设备的接入请求决定的。根据协议，承载信令(包括RRC信令和高层信令)的传输信道具有最高的优先级，而业务分为非BE(Best Effort，尽力传输)业务和BE(Best Effort)业务两大类。非Best Effort业务，包含了CS(Circuit Switching，电路业务)域业务和PS(Packet Switching，分组业务)域的会话业务类(Conversational)、流业务类(Streaming)业务，由于其对时延的要求，具有较高的传输优先级。Best Effort业务主要包含PS域交互业务类(Interactive)和背景业务类(Background)业务，对于Best Effort类业务只有在信道还有剩余带宽时才传输，对时延的要求不高，所以它们具有最低的传输优先级。

传输信道的TFI代表的含义是传输信道的速率，当采用图1中的第三种传输模式的时候，在传输过程中，每个传输块的大小是固定的，而改变的只是传输块的个数，并且以此来达到对速率的控制，也就是说传输速率是和传输块的个数成正比的，所以TFI可以简化表示成传输块的个数和传输块的大小的乘积。而更进一步可以将TFI和传输块个数对应起来，使得TFI和传输块个数也成正比，则最大的TFI也就表示最大的传输块个数，也就是最大的速率。

每个传输信道都有一个传输格式集合TFS，是这个传输信道配置的TFI的集合，在每个传输时间间隔时刻，传输信道会根据传输信道缓存器中的数据量和其他传输限制条件，选择一个合适的TFI，也就是一个合适的速率来发送数据。

对于CS域业务，其数据速率由高层控制，MACD(媒体访问控制专用部分)不能改变。CS业务的TFS中传输块大小不是固定的，传输信道的传输格式对应于一种传输块的大小和个数，CS业务的高层数据包是TFS中的一个TFI表示的格式，MACD需要根据MACD SDU(Service Data Unit，业务数据单元)的数据包的大小选择出一个TFI。具体就是MACD将SDU的大小和块个数与TFS中的每个传输格式比较，和此SDU格式相同的TFI被选择出来。

对于PS域业务，其TFS中传输块大小是固定的，满足前面所说的圈1的第三种情况。MAC协议栈的TFC选择是根据信道承载的业务类型，根据传输信道缓存器中的数据块个数，根据TFI和数据块个数的正比关系，选择满足速率要求而又不浪费带宽的最大的TFI。具体是将缓存中的数据块个数和各个TFI对应的数据块个数比较，选择一个不大于，并且最接近缓存中数据块个数的可用的TFI。这里可用的TFI表示的含义是因为码组合传输信道中其它传输信道的TFI选择的影响，造成可以选择的TFS只是原来高层L3配置的TFS的一个子集。

本发明的MAC的TFC选择算法是在一个码组合传输信道中，对每个传输信道按照前面的原则，进行传输信道的TFI选择，最终得到这个码组合传输信道的TFCI。即首先满足信令数据的传输要求，对信令数据根据当前的速率首先进行TF选择，然后非Best Effort业务信道根据当前的MACD-SDU的数据包大小和速率，进行TF选择。这时就得到一个TFC subset(子集)，此子集是高层L3配置的TFCS中，根据已经选择了TFI的传输信道的限制而得到的。Best Effort业务信道的TF选择应该在该子集内进行。

在WCDMA系统中，功率的稳定性是一个重要指标，一个用户如果功率不稳定，忽大忽小，必然会影响其它用户的功率，从而引起整个系统的不稳定。功率和用户的传输速率是成正比的，功率不稳定，一个主要原因就是用户的传输速率的波动比较大。而数据业务的BE业务，对于业务的突发性系统是没有办法避免的，为了避免业务突增而引起发射功率陡升所带来的系统不稳定状况，在Best Effort业务传输格式选择时，需要采用平滑算法，减少TF的突然大幅度变化，使TF平滑变化，从而使系统稳定。

平滑处理的基本思想就是在用户的业务量可能突然增加的情况下，在系统可以缓存的范围内，系统对数据进行短时缓存操作，使得用户的速率慢慢提高，从而功率的提高也是慢慢进行，不会出现功率瞬间升高的情况，降低对小区其它用户的功率影响，提高系统的稳定性。具体就是限制速率升高的百分比。

例如如下的公式，就是一种平滑处理方法：

[TF[n]]＝α[TF[n-1]]+(1-α)[TF]

其中，[TF[n]]为本TTI要确定的传输块个数，[TF[n-1]]为上一TTI所采用的传输块个数，[TF]为该BE业务信道的TFS中传输块个数最大的TFI对应的传输块个数和传输信道缓存器中数据块个数两者中的较小值，α为大于0小于1的平滑系数。

BE业务信道第一次进行TFI选择时，在非BE业务信道所确定的TFC子集中选择一个不大于且最接近缓存器中数据块个数的TFI。

平滑系数的初始值是存储在系统的数据库中，可以通过后台的控制台进行配置。

计算得到的[TF[n]]有可能是小数，因此需将[TF[n]]舍去小数取整。考虑到[TF[n]]要受到TF和RLC Buffer中业务量的限制，进行以下处理：(1)如果本TTI得到的[TF]为0，也就是传输信道缓存中没有数据或者最大TFI对应的TB个数为0，则得到的本TTI可以发送的TB个数就为0；(2)如果本TTI得到的[TF]个数大于0，也就是能够发送数据，则通过计算公式得到的本TTI可以发送的TB个数如果大于[TF]，则选择[TF]；如果通过计算公式得到的本TTI可以发送的TB个数为0，则选择最小可用TFI对应的传输格式的传输块数；其余情况下，需要满足最后选择的TFI对应的TB个数与通过计算公式得到的本TTI可以发送的TB个数[TF[n]]之间的差值最小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1、一种传输格式组合TFC选择平滑处理方法，适用于宽带码分多址无线网络控制器WCDMA RNC中码组合传输信道，该方法包括下列步骤：

步骤1、在传输时间间隔TTI到达时刻，信令信道首先根据信道缓冲器中待发的数据块个数，从本信道的传输格式集合TFS中选择一个传输格式指示TFI，并在L3分配的传输格式组合集合TFCS中，将满足该TFI选择的TFC组成第一TFC子集；

步骤2、非尽力传输BE业务信道根据缓冲器中的数据块个数和业务数据单元的数据包大小在所述第一TFC子集中，选择一个TFI，并将该第一TFC子集中满足该TFI选择的TFC组成第二TFC子集；

步骤3、BE业务信道在所述第二TFC子集中选择一个TFI，并使所选择的TFI的传输块个数满足：

[TF[n]]＝α[TF[n-1]]+(1-α)[TF]

其中，[TF[n]]为本TTI要确定的传输块个数，[TF[n-1]]为上一TTI所采用的传输块个数，[TF]为该BE业务信道的TFS中传输块个数最大的TFI对应的传输块个数和传输信道缓存器中数据块个数两者中的较小值，α为大于0小于1的平滑系数，其中：当BE业务信道在第一个TTI内进行TFI选择时，是在所述第二TFC子集中选择一个不大于且最接近缓存器中数据块个数的TFI；

步骤4、结束整个码组合传输信道的该TTI时刻的TFC选择过程。

2、如权利要求1所述的一种传输格式组合选择平滑处理方法，其特征在于，所述平滑系数的初始值存储在系统的数据库中，可以通过后台的控制台进行配置。

3、如权利要求1所述的一种传输格式组合选择平滑处理方法，其特征在于，若计算得到的[TF[n]]是小数，则进行以下处理：

如果本TTI得到的[TF]为0，则使[TF[n]]＝0；

如果本TTI得到的[TF]个数大于0，若通过计算得到的本TTI可以发送的传输块个数大于[TF]，则使[TF[n]]＝[TF]；

其余情况下，使选择的TFI对应的传输块个数与通过计算得到的本TTI可以发送的传输块个数[TF[n]]之间的差值最小。

4、如权利要求1所述的一种传输格式组合选择平滑处理方法，其特征在于，若通过计算得到的本TTI可以发送的传输块个数为0，则选择本传输信道中最小可用TFI对应的传输格式的传输块数作为本TTI可以发送的传输块个数。

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