CN100479349C

CN100479349C - 一种传输格式组合选择方法

Info

Publication number: CN100479349C
Application number: CNB031264808A
Authority: CN
Inventors: 邱华; 曹钢; 楚志远; 蔡敏
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2003-09-28
Filing date: 2003-09-28
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-09-28
Also published as: CN1601941A

Abstract

本发明有关一种传输格式组合选择方法，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，根据网络的拥塞状态，对信道的传输格式进行限速处理，减缓网络拥塞，满足RNC系统对功率的需求。

Description

一种传输格式组合选择方法

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表示的是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，也是我们进行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首先进行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；当网络发生拥塞时，将对功率产生负面影响，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方法，当网络发生拥塞时，在现有TFC选择的基础上增加拥塞控制，很好地满足RNC系统对功率需求。

本发明方法包括下列步骤：

1)在传输时间间隔TTI到达时刻，信令信道根据信道缓冲器中待发的数据个数，从本信道的TFS中选择一个TFI，并在L3分配的TFCS集合中，将满足该TFI选择的TFC组成第一TFC子集；

2)非BE业务信道根据缓冲器中的数据个数或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；

3)BE业务信道在进行传输格式选择时，检测网络是否处于拥塞状态或拥塞解除状态，若为拥塞状态，则转入步骤4)；若为拥塞解除状态，则转入步骤5)；否则，转入步骤6)；

4)将该BE业务信道当前的TFS乘以一限速系数，得到一限速的TFS，在该限速的TFS中选择一个不大于且最接近缓存器中数据块个数的TFI，转入步骤7)；

5)将该BE业务信道当前的TFS中最大的TFI增加1，生成一个新的TFS，在该新的TFS中选择一个不大于且最接近缓存器中数据块个数的TFI，转入步骤7)；

6)在第二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，转入步骤7)；

7)结束整个码组合传输信道的该TTI时刻的TFC选择过程。

根据上述方法，所述步骤3)包括：

当网络发生拥塞时，使RNC的无线资源管理模块向媒体访问控制专用部分MACD发出拥塞通知消息，该拥塞通知消息中携带所述限速系数和限速间隔时间参数；MACD在收到该拥塞通知消息后，将自己的状态设置为拥塞状态；

BE业务信道在进行传输格式选择时，检测该MACD的工作状态是否为拥塞状态。

所述限速间隔时间设置为传输信道最小TTI的整数倍。

根据上述方法，所述步骤3)还包括：

当网络拥塞解除时，无线资源管理模块向MACD发出拥塞解除消息，该拥塞解除消息中携带恢复间隔时间参数；MACD在收到该拥塞解除消息后，将自己的状态设置为拥塞解除状态；

BE业务信道在进行传输格式选择时，检测该MACD的工作状态是否为拥塞解除状态。

当检测到MACD的工作状态为拥塞解除状态时，所述步骤5进一步包括：检测该BE信道当前的TFS是否是L3最初配置的TFS，若否，则将该BE业务信道当前的TFS中最大的TFI增加1，生成一个新的TFS，在该新的TFS中进行TFI选择；否则，转入步骤6)。

所述恢复间隔时间设置为传输信道最小TTI的整数倍。

上述方法中所述的传输时间间隔(TTI)到达时刻，为组成码组合传输信道的所有信道的最小TTI处。

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，当网络发生拥塞时，对选择的TFC进行限速处理，降低功率，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，满足前面所说的图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。BestEffort业务信道的TF选择应该在该子集内进行。

如果小区内接入的用户数增多，或者由于BE业务的业务量突发性，可能导致小区负载突发性地急剧上升，负载加重到影响通讯的质量，这样就需要启动拥塞控制进行快速负载控制。由于BE业务对于时延要求低，如果降低这类业务的速率，在一定程度上拥塞情况可以得到减轻。所以，当网络发生拥塞时，可对BE业务信道的TF选择进行限速处理。

本发明对BE业务信道的TF选择进行限速处理，其具体过程如下：

打开RNC的无线资源管理模块的公共测量算法开关，则NODEB将会对小区的发射功率进行测量，周期上报RNC公共测量消息。如果小区的载波发射功率大于某些门限和满足迟滞条件，则会向RNC发送拥塞的消息；如果NODEB检测到拥塞已经不存在，则向RNC发送拥塞解除消息。当RNC收到拥塞消息的时候，无线资源管理模块向MACD发出拥塞通知消息，指示拥塞发生，MACD在收到拥塞通知消息后，将自己的状态设置为拥塞状态，然后根据消息中的限速系数和设置的限速时间间隔参数，周期降低传输速率，一直等到无线资源管理模块收到NODEB的拥塞解除消息，向MACD发送拥塞解除消息为止。然后MACD将按照拥塞解除消息中的恢复间隔时间参数，逐步恢复原来的传输速率。

具体步骤为：MACD收到拥塞通知消息后，设置自己的状态为拥塞状态，并且按照该拥塞通知消息中带有的限速系数(如：0.5)和设置的限速间隔时间，在每个间隔时间内(该间隔时间是传输信道的最小TTI的整数倍)，用限速系数乘以当前可用的TFS(最初的TFS就是高层初始配置的TFS，下一个间隔时间则将上次限速后的TFS作为当前的TFS)，得到最新的可用的TFS。所述限速系数由无线资源管理模块决定，是小区的一个属性，可以在后台管理模块的用户终端进行配置，其取值范围是大于0，小于1，这样，每次得到的TFS中的最大TFI代表的传输块个数必然越来越小，也就相当于速率越来越小。

经过上述限速处理，对BE业务信道进行TF选择时，由协议中的从高层配置的TFS中进行选择，优化成在限速后的可用TFS中进行选择，使得速率随着系统的拥塞情况而改变，可以有效的缓解系统的拥塞情况。

无线资源管理模块在拥塞解除的时候，发送拥塞解除消息给MACD，则MACD会进入拥塞解除状态，在每个TTI时刻，MACD检测该BE信道的TFS是否已经完全恢复到原来最初配置的TFS，如果是，则MACD会结束拥塞解除状态，进入正常状态；否则，MACD将现在可用的TFS中最大的TFI增加1，生成新的可用的TFS。因为TFS中的TFI是顺序递增的，并且TFI与速率成正比，这样，MACD可选择的TFI最大值就增大，对应速率也会增大。

如果MACD在拥塞状态又收到高层的拥塞指示，则MACD应用新的限速系数和设置的限速间隔时间参数继续进行限速处理；若MACD在拥塞解除的状态又收到一个拥塞指示时，则中止拥塞解除状态，重新进入拥塞状态，重得上述拥塞控制过程。

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

1、一种传输格式组合TFC选择方法，适用于WCDMA RNC中码组合传输信道，该方法包括下列步骤：

7)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方法，其特征在于：所述步骤3)包括：

3、如权利要求2所述的一种传输格式组合选择方法，其特征在于：所述限速间隔时间设置为传输信道最小TTI的整数倍。

4、如权利要求1、2或3所述的一种传输格式组合选择方法，其特征在于：所述步骤3)还包括：

当网络拥塞解除时，无线资源管理模块向媒体访问控制专用部分MACD发出拥塞解除消息，该拥塞解除消息中携带恢复间隔时间参数；MACD在收到该拥塞解除消息后，将自己的状态设置为拥塞解除状态；

5、如权利要求4所述的一种传输格式组合选择方法，其特征在于：当检测到MACD的工作状态为拥塞解除状态时，所述步骤5)进一步包括：检测该BE信道当前的TFS是否是L3最初配置的TFS，若否，则将该BE业务信道当前的TFS中最大的TFI增加1，生成一个新的TFS，在该新的TFS中进行TFI选择；否则，转入步骤6)。

6、如权利要求5所述的一种传输格式组合选择方法，其特征在于：所述恢复间隔时间设置为传输信道最小TTI的整数倍。

7、如权利要求1所述的一种传输格式组合选择方法，其特征在于：所述的传输时间间隔TTI到达时刻，为组成码组合传输信道的所有信道的最小TTI处。