CN100486242C - 实现无线链路控制协议窗口流量控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现窗口流量控制的方法，用于实施无线链路控制协议的窗口流量控制机制，用于用户终端UE对无线网络控制器RNC的发送窗口大小进行调整。包括：在UE判断出所接收的来自RNC的协议数据单元PDU存在丢失，且UE当前剩余可用存储空间与丢失的PDU需要占用的存储空间相等或该两个存储空间之差等于一预设值时，触发流量控制；UE构造包含发送窗口大小的超越Window Size Sufi的状态PDU，对窗口大小的数值WSN参数进行设置；UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，将该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU，发送给RNC；UE判断来自RNC的应答消息，存在对该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU的应答时，结束流量控制，通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置，否则重新发送该特定数据PDU。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信流量控制技术，更确切地说是涉及无线链路控制协议(RLC)的窗口流量控制的方法。
背景技术
当无线链路出现质量恶化的情况时，会导致大量的用户协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)需要重发。
此时如果发送窗口过大，那么发送方在重发PDU的同时仍然会发送大量新的PDU。对发送端来说，造成的影响是进一步增加空中接口的负荷，带来重发PDU数量的增加。对接收端来说，由于已经正确接收到的PDU需要等待重传的PDU，以便组装成完整的服务数据单元SDU后提交给高层，如无线网络控制器(RNC)侧过大的发送窗口导致移动用户终端(UE)不断收到新的PDU，使UE侧接收缓冲区(Buffer)的被占用空间迅速膨胀。而此时如果RNC侧的发送窗口过小，则会导致RLC退化为停等协议。
因此需要采用流量控制技术来调整RNC发送窗口的大小，即限制RNC发送数据的发送速率。在无线链路控制协议(RLC)中规定了窗口流量控制机制，即运用窗口调整技术来实现流量控制。
图1中示出当前RLC协议中关于运用窗口调整技术来实现流量控制的过程。接收方UE可以通过发送Window Size Sufi(发送窗口大小的超域)消息要求发送方RNC改变发送窗口大小，RNC根据接收到的Window SizeSufi消息中的WSN(窗口大小的数值)参数(协议中规定WSN参数占用2个字节，用数字表示)来调整发送窗口的大小，达到实现流量控制的目的。
但，RLC协议中关于流量控制的描述还仅涉及其控制机制，关于具体的流量控制的触发机制及其如何实现的步骤并没有给出确切的方案。
目前，有几家公司提出了一些方案。但这些方案在实现时普遍具有以下缺点：需要修改现有的RLC协议；需要增加用于监测与重发的新的定时器等，而定时器等又很难取值；Window Size Sufi命令的发送方UE不能确定所发出的Window Size Sufi是否被RNC正确接收，即是否实施了发送窗口大小调整。
实施RLC协议中流量控制的难点在于流量控制的触发条件、WindowSize Sufi中WSN参数的设置以及确认RLC中的发送窗口已经调整的判断依据。
发明内容
本发明的目的是设计一种实现无线链路控制协议窗口流量控制的方法，用于实施无线链路控制协议的窗口流量控制机制。
实现本发明目的的技术方案是这样的：一种实现无线链路控制协议窗口流量控制的方法，用于用户终端UE对无线网络控制器RNC的发送窗口大小进行调整，其特征在于包括：
A.在UE判断出所接收的来自RNC的协议数据单元PDU存在丢失，且UE当前剩余可用存储空间与丢失的PDU需要占用的存储空间相等或该两个存储空间之差等于一预设值时，触发流量控制；
B.UE根据无线链路控制RLC协议构造包含发送窗口大小的超越Window Size Sufi的状态PDU，对Window Size Sufi中窗口大小的数值WSN参数进行设置，设置的WSN参数为UE当前的预期接收PDU最大的序列号与下一个被预期接收PDU的序列号之差值；
C.UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，将该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU，发送给RNC，记录该特定数据PDU的序列号；
D.UE根据记录的序列号判断来自RNC的应答消息，存在对该包含WindowSize Sufi的状态PDU的数据PDU的应答时，结束流量控制，通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置，否则重新发送该特定数据PDU。
所述步骤C中，UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，是将该包含Window Size Sufi的状态PDU填充到一个当前要发送的、且剩余空间大于该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU中，组成所述的包含WindowSize Sufi的状态PDU的数据PDU。
所述步骤C中，UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，是构建一个空的PDU，由该空的PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，组成所述的包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU。
所述步骤D中，所述的结束流量控制，通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置，包括：
D1.根据无线链路控制RLC协议构造包含Window Size Sufi的状态PDU，将Window Size Sufi中窗口大小的数值WSN参数设置为PLC协议规定的最大值；
D2.UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，将该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU，发送给RNC，记录该特定数据PDU的序列号；
D3.UE根据记录的序列号判断来自RNC的应答消息，存在对该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU的应答时，结束所述的流量控制，认定RNC已经恢复发送窗口大小的原始配置。
在执行所述的步骤D前，还包括：
a.UE分析所有记录的来自RNC的丢失PDU是否全部成功重传；
b.当分析结果是全部成功重传时，执行步骤D，在执行步骤D的结果是重新发送该特定数据PDU时，该发送的特定数据PDU中不包括捎带的包含WindowSize Sufi的状态PDU部分；
c.当分析结果是没有全部成功重传时，执行步骤D；在执行步骤D的结果是重新发送该特定数据PDU时，返回步骤C执行；在执行步骤D的结果是结束流量控制、通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置时，先返回步骤a执行。
本发明方法对现有技术的贡献是：为实现无线链路控制协议窗口流量控制提出触发实施流控的条件；提出Window Size Sufi中WSN参数的设置机制；提出处理发送Window Size Sufi的方法，及提出确定Window Size Sufi是否可靠传输的判断依据。
本发明的窗口流量控制方案与现有的窗口流量控制方案相比较，具有以下优点：不对现有RLC协议进行任何增减，不影响原有RNC与UE间的互连互通；不会加重传输负荷；比较完美地解决了Window Size Sufi丢失的问题；容易实现；提供了一种实用的实现窗口流量控制的技术方案。
附图说明
图1是当前RLC协议关于运用窗口调整机制来实现流量控制的流程示意图；
图2是本发明的移动终端UE对无线网络控制器RNC的窗口流量控制流程图。
具体实施方式
UE侧实施流量控制的前提在于UE是否有足够的空间来存储接收的数据。针对不同传输速率的业务，RNC的发送窗口必须保证大于相应的值，才能够维持相应速率的正常传输。当RNC对UE的RLC层参数进行配置时，由于不可能知道所配置UE的出品厂商，所以就不可能针对不同的厂商做出不同的参数配置，因此一般情况下RNC给UE配置的接收窗口将会大于或等于RNC的发送窗口。RNC的该发送窗口原始配置值，应该小于或者等于协议规定的WSN的最大值(4095)。那么当UE的接收端没有足够的空间来放置接收的数据时，就需要触发流量控制机制。
当传输信道质量很好时，即RNC给UE的PDU没有出错或者丢失时，不会触发流量控制。但当传输信道质量变差、UE侧有数据丢失时，就有了触发流量控制的先提条件，UE可发送Window Size Sufi，通知RNC的RLC层减小发送窗口；当流量控制起作用后，UE的剩余可用接收空间会逐渐增大，这时候，UE可再次发送Window Size Sufi，通知RNC的RLC层加大发送窗口(或者说恢复原始配置)。
每次当UE接收到数据，如果发现有属于接收窗口内的PDU丢失情况，则将丢失PDU所需占用空间大小(根据UE当前所记录的丢失PDU总数量计算)与当前UE接收端剩余的可用存储空间大小比较，如果丢失的PDU所需占用的空间大小接近(如将差值与一预设值比较)或者等于接收端剩余的可用存储空间的大小，则发送Window Size Sufi，通知RNC的RLC层减小发送窗口，Window Size Sufi中WSN的值设置为“UE当前预期接收PDU的最大序列号与下一个被预期接收PDU的序列号之差”：WSN＝VR(H)-VR(R)。当所有丢失PDU都已经被成功处理，包括被成功重传或者被RNC发送方指示丢弃，则发送Window Size Sufi，通知RNC的RLC层增大发送窗口，此时Window Size Sufi中WSN的值可设置为最大值(4095)，RNC一旦接收到该含有WSN最大值的Window Size Sufi时，通知RNC的RLC层增加发送窗口大小，为发送窗口的原始配置值。从而实现Window SizeSufi中WSN参数的设置。
UE发送Window Size Sufi后，为了确认此指示被正确接收，本发明采用了与发送其它超域(Sufi)不同的处理方法，即建立包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU。可以有两种建立方法：一种是将带有Window Size Sufi的状态PDU捎带在数据PDU中传输，即当具有固定长度的一个数据PDU未被填满时，将Window Size Sufi填充到它的剩余空间中；另一种是在没有合适的数据PDU可供捎带(即当前发送的数据PDU中没有剩余空间)时，则构造一个空的PDU来捎带此包含WINDOW超域的状态PDU，该空的PDU中除Window Size Sufi外不含任何数据。在上述两种建立包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的同时，都要记录捎带此包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的序列号及其WindowSize Sufi中参数WSN的值。然后就可以根据RNC侧RLC层的应答来确认此包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU是否被正确接收，如果此PDU已经被RNC正确接收，则说明RNC侧的RLC发送窗口已经得到调整；否则根据对丢失数据PDU的处理规则来重新发送Window Size Sufi。实现UE侧对RNC侧RLC的发送窗口大小调整已起作用的判断。
参见图2，结合一实施流程进一步说明本发明的技术方案。该流程中包含了实现本发明目的的全部三个关键技术：UE侧流量控制的触发条件；流量控制时Window Size Sufi中窗口大小数值WSN参数的设置；和UE对流量控制已起作用的判断。
步骤201，UE侧RLC层接收到来自RNC侧的数据时，开始执行本流程。RNC侧发送数据的发送窗口大小按原始配置值配置。
步骤202，UE侧判断是否存在丢失的PDU(判断是否存在丢失PDU是目前用户终端中已经使用的技术，其实现方法不再赘述)，存在则将丢失PDU记录在案并执行步骤203，否则返回步骤201。
步骤203，计算丢失PDU所需要占用的空间大小是否接近或者等于UE侧剩余可用存储空间的大小，是则需要进行流量控制执行步骤204，否则，因为UE侧剩余可用存储空间还大于丢失PDU所需要占用的空间，无需进行流量控制返回步骤201，在计算时，先计算“UE当前的预期接收的PDU最大的序列号与下一个被预期接收的PDU的序列号之差VR(H)-VR(R)”得到丢失PDU所需要占用的空间，即当前丢失PDU的数量，再与UE侧剩余可用存储空间大小作比较。
步骤204，UE侧构造包含WINDOW超域的状态PDU，在Window Size Sufi中WSN等于上述的VR(H)-VR(R)的值，并记录该Window Size Sufi中参数WSN的值。
步骤205，判断当前是否存在一个要发送的、有剩余空间的数据PDU，且其剩余空间的大小足够捎带Window Size Sufi，有则执行步骤206，否则执行步骤207。
步骤206，将Window Size Sufi捎带在该数据PDU中建立包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU，记录此特定的捎带此包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的序列号。
步骤207，构造一个空的数据PDU来捎带该Window Size Sufi。该数据PDU中的数据部分为空，记录此特定的捎带此包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的序列号。
步骤208，UE发送步骤206或者207构造的包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU，然后分析所接收的来自RNC的PDU，判断所有记录在案的丢失PDU是否已经全部成功重传(判断丢失PDU是否已经全部成功重传是目前用户终端中已经使用的技术，其实现方法不再赘述)，是则执行步骤209，否则执行步骤210。
步骤209，UE根据数据PDU的序列号解析来自RNC的对包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的应答，判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU是否已经被RNC正常接收，是则执行步骤212，否则执行步骤211。
步骤210，UE解析来自RNC的对包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的应答，判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU是否已经被RNC正常接收，是则返回步骤208执行，说明在所有记录的丢失PDU没有全部成功重传但已进行了窗口流量控制的情况下还需要继续判断所有记录的丢失PDU是否全部成功重传，UE在判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU没有被RNC正常接收时执行步骤213。
步骤211，UE在判断出所有记录的丢失PDU已经全部成功重传(步骤208)且判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU还没有被RNC正常接收(步骤209)，即RNC侧还没有对发送窗口作减小的调整时，则重新发送该序列号的特定数据PDU，但无需在该特定数据PDU中捎带Window Size Sufi，因为丢失PDU已经全部成功重传无需再作流量控制了，只是对于数据加捎带的特定数据PDU，去掉捎带部分仅发送数据部分；而对于仅仅有捎带部分的特定数据PDU，需要将捎带改为数据填充发送。
步骤212，UE在判断出所有记录的丢失PDU已经全部成功重传(步骤208)且判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU已经被RNC正常接收(步骤209)，则需要通知RNC恢复发送窗口的原始配置值，构造包含WINDOW超域的状态PDU，只是Window Size Sufi中的WSN等于最大值(4095)，然后继续执行步骤214至217。
步骤213，UE在判断出所有记录的丢失PDU还没有全部成功重传(步骤208)且判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU也没有被RNC正常接收(步骤210)时，则需要重新发送步骤204构造的包含Window Size Sufi的状态PDU，返回步骤205执行。
步骤214，UE对于构建的包含WINDOW超域、Window Size Sufi中的WSN等于最大值的状态PDU，按照与步骤205相同的方法判断当前是否存在一个要发送的、有剩余空间的数据PDU，且其剩余空间的大小足够捎带Window SizeSufi，有则执行步骤215，否则执行步骤216。
步骤215，UE按照与步骤206相同的方法将Window Size Sufi捎带在该数据PDU中建立包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU，记录此特定的捎带此包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的序列号。
步骤216，UE按照与步骤207相同的方法构造一个空的数据PDU来捎带该Window Size Sufi。该数据PDU中的数据部分为空，记录此特定的捎带此包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的序列号。
步骤217，UE按照与步骤209、210相同的方法解析来自RNC的对包含WINDOW超域的状态PDU的数据PDU的应答，判断出所记录的特定状态PDU的数据PDU是否已经被RNC正常接收，是则判断RNC侧发送窗口大小已恢复为原始配置值(RNC侧只要接收到Window Size Sufi中的WSN值为最大值，则作恢复发送窗口原始配置值的操作)执行步骤201，否则返回步骤214执行，继续构造发送包含WINDOW超域、Window Size Sufi中WSN等于最大值的状态PDU的数据PDU。
本发明方法，根据无线链路控制协议中规定的窗口流量控制机制，给出了确切且实用的实现方案。
Claims (9)
1.一种实现无线链路控制协议窗口流量控制的方法，用于用户终端UE对无线网络控制器RNC的发送窗口大小进行调整，其特征在于包括：
A.在UE判断出所接收的来自RNC的协议数据单元PDU存在丢失，且UE当前剩余可用存储空间与丢失的PDU需要占用的存储空间相等或该两个存储空间之差等于一预设值时，触发流量控制；
B.UE根据无线链路控制RLC协议构造包含发送窗口大小的超越Window Size Sufi的状态PDU，对Window Size Sufi中窗口大小的数值WSN参数进行设置，设置的WSN参数为UE当前的预期接收PDU最大的序列号与下一个被预期接收PDU的序列号之差值；
C.UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，将该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU，发送给RNC，记录该特定数据PDU的序列号；
D.UE根据记录的序列号判断来自RNC的应答消息，存在对该包含WindowSize Sufi的状态PDU的数据PDU的应答时，结束流量控制，通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置，否则重新发送该特定数据PDU。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中，丢失的PDU需要占用的存储空间是根据UE当前所记录的丢失PDU总数量计算的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤B中还包括对设置的WSN参数进行记录。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤C中，UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，是将该包含Window Size Sufi的状态PDU填充到一个当前要发送的、且剩余空间大于该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU中，组成所述的包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤C中，UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，是构建一个空的PDU，由该空的PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，组成所述的包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤D中，所述的结束流量控制，通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置，包括：
D1.根据无线链路控制RLC协议构造包含Wi ndow Size Sufi的状态PDU，将Window Size Sufi中窗口大小的数值WSN参数设置为RLC协议规定的最大值；
D2.UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，将该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU，发送给RNC，记录该特定数据PDU的序列号；
D3.UE根据记录的序列号判断来自RNC的应答消息，存在对该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU的应答时，结束所述的流量控制，认定RNC已经恢复发送窗口大小的原始配置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤D2中，UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，是将该包含Window Size Sufi的状态PDU填充到一个当前要发送的、且剩余空间大于该包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU中，组成所述的包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤D2中，UE利用PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，是构建一个空的PDU，由该空的PDU捎带该包含Window Size Sufi的状态PDU，组成所述的包含Window Size Sufi的状态PDU的数据PDU。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在执行所述的步骤D前，还包括：
a.UE分析所有记录的来自RNC的丢失PDU是否全部成功重传；
b.当分析结果是全部成功重传时，执行步骤D，在执行步骤D的结果是重新发送该特定数据PDU时，该发送的特定数据PDU中不包括捎带的包含WindowSize Sufi的状态PDU部分；
c.当分析结果是没有全部成功重传时，执行步骤D；在执行步骤D的结果是重新发送该特定数据PDU时，返回步骤C执行；在执行步骤D的结果是结束流量控制、通知RNC恢复发送窗口大小的原始配置时，先返回步骤a执行。
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