CN100466628C - 配置缓存队列门限的方法及装置、流量控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了配置缓存队列门限的方法及装置，用于在宽带码分多址系统中动态配置MAC-hs缓存队列的门限，通过设置至少两个的数据在缓存队列中的等待时延参数；获取缓存队列中数据输出速率V；用所述各个等待时延参数与数据输出速率的乘积配置当前缓存队列的门限。本发明还公开了一种流量控制的方法及装置，在上述门限更新之后调整缓存队列的数据输入带宽，进行流量控制。本发明根据缓存队列的数据输出速率相应的调整缓存队列门限并进行流量控制，从而使得缓存队列中的数据长度处于一个合适的范围，保证缓存队列能够提供足够的数据供空中接口传输的同时，降低了缓存队列中的数据长度和数据等待处理的时间。

Description

配置缓存队列门限的方法及装置、流量控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及宽带码分多址系统中动态配置缓存队列门限的方法及其装置，和流量控制的方法及其装置。

背景技术

宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access)系统的R5版本(R5，Release 5)提出了高速下行链路分组接入(HSDPA，HighSpeed Downlink Packet Access)技术，从而实现了分组数据在信道码和发射功率上的共享，提高了下行链路的吞吐能力。HSDPA的关键技术有自适应调制编码技术(AMC，Adaptive Modulation and Coding)、混合自动重传技术(HARQ，Hybrid Automatic Repeat Request)和快速调度技术。其中，快速调度技术通过从无线网络控制器(RNC，Radio Network Controller)的媒质接入控制层(MAC，Mdium Access Control)分拆出一个高速媒体访问控制(MAC-hs，Mdium Access Control-High Speed)实体，并将该MAC-hs实体放入基站(Node B)中，用于实现多个用户之间的快速资源分配。

在对MAC层进行拆分后，RNC中生成的MAC-d协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)首先被封装成高速下行链路共享信道(HS-DSCH，HighSpeed Downlink Shared Channel)数据帧结构，然后通过Iub接口发送至NodeB中的MAC-hs实体中，并被缓存在MAC-hs缓存队列中。通过Mac-hs调度，缓存在MAC-hs缓存队列中的数据输出缓存队列，并通过空中接口传送至用户设备(UE，User Equipment)侧。当MAC-hs缓存队列中数据堆积过多时，缓存队列中数据等待处理时间的增加，切换过程中在旧小区中丢弃的数据也会增大；当MAC-hs缓存队列数据过少时，调度过程中MAC-hs缓存队列将不能提供足够的数据用于传送，从而造成空中接口的传输带宽的浪费。因此，为了避免或者减少上述问题，需要控制MAC-hs缓存队列中数据的输入输出速率，使得MAC-hs缓存队列中数据长度处于一个合适的范围。

现有技术中是通过为MAC-hs缓存队列配置高、低门限来控制MAC-hs缓存队列中数据长度：当缓存队列中数据长度低于或高于某一门限时，将触发流量控制事件，Node B根据流量控制事件来调整Node B和RNC之间的链路带宽，从而使MAC-hs缓存队列数据长度向着期望的方向变化。图1为现有技术中缓存队列的高、低门限的示意图，图1中为缓存队列中的数据长度设置了两个门限：队列高门限和队列低门限。当缓存队列中数据长度大于高门限时将触发流量控制事件，Node B根据该流量控制事件减小Node B和RNC之间的链路带宽，从而使得缓存队列中数据的输入速率减小，达到减小缓存队列中数据长度的目的；当缓存队列中数据长度小于低门限时，Node B则增大Node B和RNC之间的链路带宽，从而增大缓存队列中数据的输入速率，使得缓存队列中数据长度增大。

现有技术是根据固定门限值来控制缓存队列的数据输入速率，进而调整缓存队列中的数据长度。而这种方法的缺点在于，固定的缓存队列门限值不能反映缓存队列的数据输出速率，例如，当MAC-hs缓存队列门限设置较低而缓存队列的数据输出速率较大时，那么缓存队列中的数据可能被调空，进而影响空中接口的吞吐率；当MAC-hs缓存队列门限设置较高而缓存队列的数据输出速率较小时，那么缓存队列中的数据可能发生堆积从而造成无法接收新的数据，导致丢包率的上升和引发数据的多次重传以及Node B和RNC之间链路的有效吞吐率的下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种配置缓存队列门限的方法及装置，为缓存队列动态配置门限，使得缓存队列的门限能够根据缓存队列的数据输出速率动态调整；本发明的另一目的在于还提供一种流量控制的方法及装置，对缓存队列进行流量控制。

基于上述目的，本发明提供了一种配置缓存队列门限的方法，设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；获取缓存队列中数据输出速率V，包括：测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者是根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率；用各个所述等待时延参数与数据输出速率的乘积配置当前缓存队列的门限。

基于上述目的，本发明还提供了一种配置缓存队列门限的装置，该装置包括：等待时延设置模块，数据输出速率获取模块和门限配置模块，其中，

所述等待时延设置模块，用于设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；

所述数据输出速率获取模块，用于测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者，用于根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率V；

所述门限配置模块，用于用所述等待时延设置模块设置的各个等待时延参数，与所述数据输出速率获取模块获取的数据输出速率V的乘积，配置当前缓存队列的门限。

基于以上另一目的，本发明提供了一种流量控制方法，设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；获取缓存队列中数据输出速率V，包括：测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者是根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率；用各个所述等待时延参数与数据输出速率的乘积配置当前缓存队列的门限；通过缓存队列的当前数据量与当前配置的门限的比较，确定缓存队列的当前的缓存状态；预先为缓存队列的各缓存状态分别设置比例因子，并根据缓存队列的当前缓存状态选择相应的比例因子，将该比例因子与缓存队列的数据输出速率的乘积作为预分配带宽，为该缓存队列分配数据输入带宽。

基于以上另一目的，本发明还提供了一种流量控制装置，用于对缓存队列进行流量控制，该装置包括：等待时延设置模块，数据输出速率获取模块，门限配置模块，以及带宽分配模块，其中，

所述等待时延设置模块，用于设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；

所述数据输出速率获取模块，用于测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者，用于根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率V；

所述门限配置模块，用于用所述等待时延设置模块设置的各个等待时延参数，与所述数据输出速率获取模块获取的数据输出速率V的乘积，配置当前缓存队列的门限；

所述带宽分配模块，用于通过缓存队列的当前数据量与当前配置的门限的比较，确定缓存队列的当前的缓存状态；预先为缓存队列的各缓存状态分别设置比例因子，并根据缓存队列的当前缓存状态选择相应的比例因子，将该比例因子与缓存队列的数据输出速率的乘积作为预分配带宽，为该缓存队列分配数据输入带宽。

本发明的配置缓存队列门限的方法及装置，通过将现有技术中的固定门限改造为非固定门限，根据实时测量得到的数据输出缓存队列的速率动态调整门限值，从而使得缓存队列的门限值能够随缓存队列的当前的数据输出速率的变化而变化。本发明的流量控制的方法及装置，在上述动态调整缓存门限之后，进一步根据缓存队列中的数据量和缓存门限确定缓存队列当前的缓存状态，并根据缓存状态调整该缓存队列的数据输入带宽，使得该缓存队列的数据输入速率能够根据缓存队列的数据输出速率和当前缓存中的数据量进行调整，保证该缓存队列中的数据量处于一个合适的范围，既不会发生堆积，又能够提供足够的数据供空中接口传输，从而降低了丢包率，并提高了空中接口的吞吐率。

附图说明

图1为现有技术中缓存队列的高、低门限的示意图；

图2为本发明实施例配置缓存队列门限的方法的流程图；

图3为本发明缓存队列的一种典型的缓存状态的示意图；

图4为本发明实施例流量控制的方法的流程图；

图5为本发明实施例配置缓存队列门限的装置的结构示意图；

图6为本发明实施例流量控制的装置的结构示意图。

具体实施方式

MAC-hs缓存队列中数据输入队列的速率与Node B和RNC之间的链路带宽相关，带宽越大，数据入队列的速率就越高，反之数据入队列的速率就越低；而MAC-hs缓存队列中数据出队列的速率则与实际空中接口的速率相关。当MAC-hs缓存队列对应的空中接口速率较高时，缓存队列的数据输出速率较大，缓存队列中的所允许的数据长度也越长；反之，则缓存队列的数据输出速率较小，缓存队列中的所允许的数据长度也越短。

本发明提供的配置缓存队列门限的方法以及流量控制方法，设置一个流量控制周期，周期性的根据缓存队列的数据输出速率，调整缓存队列的门限值，并根据缓存队列的当前缓存状态，调整为该缓存队列预分配的上述NodeB和RNC之间的链路带宽，即缓存队列的数据输入带宽，从而控制缓存队列的数据输入速率，进而将缓存队列中数据的长度控制在合适的范围。

MAC-hs缓存队列的数据输出速率与空中接口的速率相关，具体由实际应用场景，如信道质量、UE能力等级等决定，例如，信道质量越好，MAC-hs缓存队列的数据输出速率就越大；同等信道质量情况下，能力等级较高的UE，它所对应的MAC-hs缓存队列的数据输出速率就越大。本发明提供的配置缓存队列门限的方法，可以通过实时测量MAC-hs缓存队列的数据输出速率来动态配置门限，同时，由于不同能力等级UE所对应的缓存队列的数据输出速率不同，因此本发明也可以根据UE的能力等级来配置MAC-hs缓存队列的门限。

下面以基于实时测量缓存队列的数据输出速率，配置缓存队列门限的方法为例，通过具体实施例对本发明进行说明。

本实施例中，定义与高、低门限相对应的一组时间参数：TM_H和TM_L，分别表示数据在缓存队列中的最大等待时延和最小等待时延。TM_H和TM_L的具体值可以根据实际应用环境以及经验值设定；设置一个流量控制测量周期，在这个流量控制测量周期内，对MAC-hs缓存队列的数据输出速率进行测量，并根据测量所得速率配置缓存队列门限；设置一个定时器，用于对该流量控制周期计时。本实施例配置缓存队列门限的流程图如图2所示，该流程包括以下步骤：

20，Node B设置并保存TM_H和TM_L参数；

21，流量控制周期开始后，Node B启动定时器计时，并统计该周期内MAC-hs缓存队列所输出的数据量；当定时器超时时，即流量控制周期结束时，关闭定时器，将统计得到的数据量除以流量控制周期的时长即得到数据输出速率Vout；

22，Node B根据步骤21中得到的数据输出速率计算缓存队列的门限值，其中，高门限为Vout×TM_H，低门限为Vout×TM_L，并按照上述计算结果重新配置缓存队列的高、低门限；当进入下一流量控制周期时，跳转至步骤21。

在上述过程中，对于基于UE的能力等级配置缓存队列门限的方法，所述步骤21中的计算缓存队列的门限值，也可以是通过获取UE的能力等级参数，将该UE能力等级对应的最大空中接口速率Vmax作为数据输出速率，计算门限值，其中，高门限为Vmax×TM_H，低门限为Vmax×TM_L，其他步骤均与基于实时测量MAC-hs缓存队列的数据输出速率配置门限的方法相同。

根据已有技术，上述的UE能力等级的获取可以通过无线资源控制(RRC，Radio Resources Control)连接的过程中的所交互的信令得到。在RRC连接建立过程中，UE将其能力等级参数包含在RRC连接建立完成消息中的UE无线接入能力参数(UE radio access capability)中上报给UTRAN。UTRAN也可以主动向UE发送请求信令，获取该UE的能力等级参数。根据UE能力等级即可获取该UE所对应的最大空中接口速率。

上述门限配置方法的实施例中，定义了两个时间参数TM_H和TM_L，并将时间参数与缓存队列的数据输出速率的乘积作为门限值得到高、低两个门限。上述高、低门限值为数据输出速率和时间的乘积，其物理含义为数据量，如图3所示，上述高、低两个门限将缓存队列划分为3个缓存状态：当缓存队列中的当前数据量小于低门限时，该缓存队列的当前缓存状态为L态；当缓存队列中的当前数据量大于高门限时，该缓存队列的当前缓存状态为H态；当缓存队列中的当前数据量介于高、低门限之间时，该缓存队列的当前缓存状态为M态。所述缓存队列的当前缓存状态，是通过比较缓存队列的当前数据量与当前门限确定的。

显然，本发明中还可以通过定义N个类似的时间参数，其中N>2，得到与各个时间参数相对应的N个门限，为缓存队列划分N+1个缓存状态。

本发明还提供了一种流量控制方法，在上述步骤22之后进一步对该缓存队列进行流量控制：预先定义不同的比例因子，分别对应于不同的缓存状态，根据缓存队列的当前缓存状态调整缓存队列的输入数据的带宽。

如图4所示，在上述步骤22之后，本发明的流量控制方法还包括以下步骤：

23，根据缓存队列的当前数据量与当前门限的大小关系，确定缓存队列的当前缓存状态；

24，预先为缓存队列的各缓存状态分别设置比例因子，根据缓存队列的当前缓存状态分配该缓存队列的数据输入带宽；当进入下一流量控制周期时，跳转至步骤21。

这里，步骤23中的缓存队列的缓存状态的个数是预先确定的。由于每个流量控制周期中门限是根据缓存队列的数据输出速率动态配置的，因而各个缓存状态所对应的数据量的范围是变化的。

步骤24中，根据缓存队列的当前缓存状态分配该缓存队列的数据输入带宽，具体包括：根据当前缓存队列的缓存状态选择相应的比例因子，将该比例因子与缓存队列的数据输出速率相乘，将该乘积作为预分配带宽，为该缓存队列分配数据输入带宽。例如，对于图3所示的缓存队列，分别设置H态的比例因子a_H＝0，M态的比例因子a_M＝1，L态的比例因子a_L＝1.2，如果步骤24中判断得到该缓存队列的缓存状态为L态，则在步骤24中为该缓存队列分配的数据输入带宽就是a_L×Vout，其中a_L＝1.2，Vout为缓存队列的数据输出速率，从而使该缓存队列的数据输入带宽增大，以增加缓存队列中的数据量；如果步骤24中判断得到该缓存队列的缓存状态为H态，则该缓存队列分配的数据输入带宽就是a_H×Vout，其中a_H＝0，即，由于缓存队列中已经有足够多的数据，为了防止缓存溢出，故减小数据输入带宽，RNC不再往Node B的缓存中发数据。

上述实施例中的缓存队列仅设有H态、M态和L态三种缓存状态，而在实现本发明时，当然也可以为缓存队列设置更多的门限以获得更多的缓存状态并为各缓存状态分别设置比例因子，从而使得缓存队列中的数据长度更符合所期望的长度。但增加过多的状态，会增加Node B到RNC的上行信令开销。上述实施例是对信令开销与缓存控制综合考虑后的一个较佳实施例。同样，上述实施例中所给出的比例因子的值，是实施本发明的一种较佳值，但本发明不并限于上述的具体值。

如图5所示，基于上述的配置缓存队列门限的方法，本发明还提供了一种配置缓存队列门限的装置，该装置包括：等待时延设置模块50，数据输出速率获取模块51，以及门限配置模块52。该装置可设置在Node B中。

其中，所述等待时延设置模块50中保存有至少两个等待时延参数。

流量控制周期开始后，所述数据输出速率获取模块51获取缓存队列的数据输出速率并将所得到的数据输出速率发送至门限配置模块52。

所述数据输出速率获取模块51对数据输出速率的获取可通过至少两种方式实现：第一种方式是在流量控制周期开始的同时启动数据输出速率获取模块51中的定时器模块510进行计时，数据输出速率获取模块51统计缓存队列的输出数据量，周期结束时，停止定时器模块510的计时，将统计得到的数据量除以流量控制周期的时长从而得到数据输出速率Vout。此外还可以利用从UE获取的该缓存队列对应的UE的能力等级，将该能力等级对应的最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率Vout；

在每个流量控制周期结束时，所述门限配置模块52将等待时延设置模块50确定的等待时延参数分别和数据输出速率获取模块51确定的数量输出速率相乘，并将上述乘积分别作为新的门限值，重新配置缓存队列的门限。

如图6所示，基于上述的流量控制方法，本发明还提供了一种流量控制装置，用于对缓存队列进行流量控制，该流量控制装置在图5所示的配置缓存队列门限的装置的基础上，增加了带宽分配模块53，该带宽分配模块53又进一步包括缓存状态确定模块530。该流量控制装置用于在每个流控周期结束时，根据缓存队列的缓存状态为缓存队列分配数据输入带宽。

其中，数据输出速率获取模块51在获取缓存队列的数据输出速率后将所得到的数据输出速率进一步发送至带宽分配模块53；

带宽分配模块53预先为缓存队列的各缓存状态分别设置比例因子，例如，当缓存队列有高、低两个门限时，该缓存队列有H态、L态和M态共3个缓存状态，带宽分配模块53为上述3个缓存状态分别设置相应的比例因子。

在每个流量控制周期结束时，缓存状态确定模块530根据缓存队列的当前数据量，通过将当前数据量与当前门限比较确定缓存队列的当前缓存状态；带宽分配模块53根据缓存状态确定模块530所确定当前缓存状态选择相应的比例因子，将该比例因子与数据输出速率获取模块51所确定的数据输出速率相乘，并将该乘积作为预分配带宽，为该缓存队列分配数据输入带宽，从而调整缓存队列的数据输入速率，进而实现流量控制功能。

综上所述，发明实施例所述配置缓存队列门限的方法和流量控制方法及装置，根据缓存队列的数据输出速率动态配置缓存队列的门限并进行流量控制，使得缓存队列中的数据长度处于一个合适的范围，保证缓存队列能够提供足够的数据供空中接口传输的同时，降低了缓存队列中的数据长度和数据等待处理的时间。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种配置缓存队列门限的方法，其特征在于，

设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；

获取缓存队列中数据输出速率V，包括：测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者，根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率V；

用各个所述等待时延参数与数据输出速率的乘积配置当前缓存队列的门限。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的最大等待时延参数TM_H和最小等待时延参数TM_L；

所述配置当前缓存队列的门限为：配置当前缓存队列的高门限为V×TM_H，配置当前缓存队列的低门限为V×TM_L。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量包括：设置一个定时器，时间周期开始时启动该定时器，开始统计缓存队列的输出数据量；定时器超时时，关闭该定时器，结束输出数据量的统计。

4.一种配置缓存队列门限的装置，其特征在于包括：等待时延设置模块，数据输出速率获取模块和门限配置模块，其中，

所述等待时延设置模块，用于设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；

所述数据输出速率获取模块，用于测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期，得到数据输出速率V，或者，用于根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率V；

所述门限配置模块，用于用所述等待时延设置模块设置的各个等待时延参数，与所述数据输出速率获取模块获取的数据输出速率V的乘积，配置当前缓存队列的门限。

5.一种流量控制方法，其特征在于，

设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；

获取缓存队列中数据输出速率V，包括：测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者，根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率V；

用各个所述等待时延参数与数据输出速率的乘积配置当前缓存队列的门限；

通过缓存队列的当前数据量与当前配置的门限的比较，确定缓存队列的当前的缓存状态；

预先为缓存队列的各缓存状态分别设置比例因子，并根据缓存队列的当前缓存状态选择相应的比例因子，将该比例因子与缓存队列的数据输出速率的乘积作为预分配带宽，为该缓存队列分配数据输入带宽。

6.一种流量控制装置，用于对缓存队列进行流量控制，其特征在于包括：等待时延设置模块，数据输出速率获取模块，门限配置模块，以及带宽分配模块，其中，

所述等待时延设置模块，用于设置至少两个等待时延参数，所述等待时延参数为数据在缓存队列中的等待时延；

所述数据输出速率获取模块，用于测量预先设定的时间周期内缓存队列的输出数据量，将该数据量除以所述时间周期得到数据输出速率V，或者，用于根据该缓存队列对应的用户设备UE的能力等级确定该UE的最大空中接口速率，将上述最大空中接口速率作为缓存队列的数据输出速率V；

所述门限配置模块，用于用所述等待时延设置模块设置的各个等待时延参数，与所述数据输出速率获取模块获取的数据输出速率V的乘积，配置当前缓存队列的门限；

所述带宽分配模块，用于通过缓存队列的当前数据量与当前配置的门限的比较，确定缓存队列的当前的缓存状态；预先为缓存队列的各缓存状态分别设置比例因子，并根据缓存队列的当前缓存状态选择相应的比例因子，将该比例因子与缓存队列的数据输出速率的乘积作为预分配带宽，为该缓存队列分配数据输入带宽。

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