CN100502584C - 一种高速下行分组接入流控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速下行分组接入(HSDPA)流控方法，该方法把用户的信道质量指示值分为若干个级别，各级别分别对应各自的高速媒体接入控制(MAC-hs)队列上门限、下门限并计算无线网络控制器(RNC)中无线链路控制层(RLC)数据调度速率。本发明通过把MAC-hs队列的固定上门限、下门限和RLC数据调度速率的计算改为随用户信道质量而变，流控方法能够适应用户的移动性和小区的负载变化情况，从而使得：用户在发生小区切换时，被丢弃的数据量比现有方法大大减少；当信道环境差时，缩短了用户数据在MAC-hs中滞留的时间，减少了RLC层业务无线承载复位的可能性；当信道环境好时，保证了期望的高速率。

Description

一种高速下行分组接入流控方法

技术领域

本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)系统中的高速下行共享信道(HS-DSCH)技术，具体地说，涉及一种高速下行分组接入(HSDPA)流控方法。

背景技术

WCDMA系统Release5版本支持HS-DSCH信道，该信道能够提供高速率的下行分组数据发送。在HS-DSCH信道数据传输过程中，在基站(NodeB)存在一个高速媒体接入控制(MAC-hs)实体，该实体为每个承载于HS-DSCH的用户建立了数据缓存空间，用于存储该用户需要在HS-DSCH信道发送的数据，这些数据以队列的形式储存于MAC-hs的缓存中。用于控制MAC-hs实体缓存的HSDPA流控方法，根据一定的原则，决定无线网络控制器(RNC)中的无线链路控制层(RLC)以特定速率向用户在MAC-hs缓存中的数据队列发送一定量的数据。

HSDPA流控方法决定了每个用户的队列中存放的数据量，如果存储的数据不足，可能在需要发送大量数据时不能提供足够的数据，导致传输速率下降；如果存储的数据过多，则会存在以下问题：(1)在发生小区切换时会导致过多的数据丢失，进而也容易导致掉话；(2)导致每个数据单元在NodeB的驻留时间过长，带来长的传输时延，影响服务质量；(3)使数据单元的传输时延处于不确定的状态，给相关的参数配置带来困难。

因此，一个好的HSDPA流控方法需要有效地控制MAC-hs的数据队列长度，以同时保证高的传输速率和好的服务质量。

现有HSDPA流控方法一般根据NodeB的MAC-hs能够为每个用户分配的缓存总量来决定RLC向MAC-hs队列发送的数据总量，具体做法是：

配置多个队列门限，依照门限值大小降序排序：最大门限，中间门限1，...，中间门限n，和最小门限，其中最大门限一般根据每用户所能够分配的缓存大小来配置；

当队列长度低于某一门限时，HSDPA流控方法就向RNC请求发送数据，发送数据的速率一般以{(缓存大小—当前队列长度上面一级门限)/调度时间}来计算；

当队列长度高于最大门限时，就向RNC发送指示，要求立即停止发送数据。

在现有HSDPA流控方法中，队列门限是固定的，并且总是将MAC-hs队列缓存填充得比较满，不能适应无线环境的变化和用户的移动性：

如果配置的最大门限比较小，那么在信道环境比较好的时候，不能提供足够的数据来发送，使用户的发送速率不能达到期望的最大值；

如果配置的最大门限比较大，那么在信道环境变差时，使大量的数据长时间储存于MAC-hs队列中，会导致RLC的重传增多，甚至发生复位而掉话；在发生小区切换、特别是发生切换的小区处于不同的基站时，队列中的数据都会被丢弃，队列越长，丢弃的数据越多，掉话的可能性也越大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适应无线信道变化的HSDPA流控方法，根据用户报告的信道质量指示(CQI)值，在无线信道环境比较好的时候，增加MAC-hs队列长度，调度大量数据，以提供充足的数据满足发送需求；在无线信道环境比较差的时候，减小MAC-hs队列长度，减小调度的数据量，避免大量数据滞留于队列中。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高速下行分组接入流控方法，该方法包括以下步骤：

A)根据信道质量变化，确定用户信道质量级别，并根据用户信道质量级别配置高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率；

B)根据A)中配置的所述上门限、下门限，判断高速媒体接入控制队列长度是否高于所述上门限，如果是，终止对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度；判断高速媒体接入控制队列长度是否低于所述下门限，如果是，则采用所述调度速率对无线网络控制器中的无线链路控制层数据进行调度。

所述步骤A)中的确定用户信道质量所处级别包括：

A1)对用户报告的信道质量指示测量值进行平滑滤波，得到信道质量指示滤波值；

A2)确定A1)中得到的信道质量指示滤波值所处级别作为用户信道质量级别。

所述步骤A1)包括：

采用如下滤波公式对信道质量指示测量值进行滤波得到信道质量指示滤波值：F_n＝(F_n-1+F_n-2+...+F_n-m-1+M_n)/m

其中：F_n为n时刻的信道质量指示滤波值，M_n为n时刻的信道质量指示测量值，m为平滑窗口长度。

所述步骤A2)包括：

A21)预先配置N-1个信道质量指示滤波值门限，Th1，Th2，...，ThN-1，所述N-1个门限将信道质量指示滤波值分成N个级别：0、1、2、...、N-1；

A22)判断信道质量指示滤波值是否从下穿越Thn，n＝1，2，...，N-1，并持续Ttrigger时间都大于该门限，如果是，确定当前的信道质量指示滤波值级别上升为n级，所述Ttrigger为触发时间；

A23)判断信道质量指示滤波值是否从上穿越Thn，n＝1，2，...，N-1，并持续Ttrigger时间都小于该门限，如果是，确定当前的信道质量指示滤波值级别降低为n-1级。

所述步骤A21)之前进一步包括：

通过人机界面配置信道质量指示滤波值的级别数目N。

所述步骤A21)包括：

通过人机界面配置高速下行分组接入流控方法的N-1个信道质量指示滤波值门限。

所述步骤A)中，以如下公式计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率：

调度速率＝min{α(上门限—下门限)，(缓存大小—下门限)}/调度时间；

其中：

α)1，参考值：1.5，通过人机界面配置；

上/下门限：对应信道质量指示滤波值级别的门限值，单位：byte；

缓存大小：为每个高速媒体接入控制队列分配的最大缓存，单位：byte；

调度时间：期望调度数据填满所需队列长度的时间，参考值：50～100ms，通过人机界面配置。

所述步骤A)进一步包括：

自动调整一套高速下行分组接入流控方法与各用户信道质量级别对应的高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限和低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率的计算公式，

所述步骤A)中的根据用户信道质量级别配置高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率包括：

将所述一套上门限、下门限和调度速率的计算公式中与用户信道质量对应的上门限、下门限配置为高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限，并用对应的调度速率的计算公式计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率。

所述步骤A)进一步包括：

通过人机界面配置一套高速下行分组接入流控方法与各用户信道质量级别对应的高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限和低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率的计算公式，

所述步骤A)中的根据用户信道质量级别配置高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率包括：

将所述一套上门限、下门限和调度速率的计算公式中与用户信道质量对应的上门限、下门限配置为高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限，并用对应的调度速率的计算公式计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率。

本发明提供了一种HSDPA流控方法，通过把MAC-hs队列的固定上门限、下门限并计算RNC中的RLC数据调度速率改为随能够反映用户的移动性和小区的负载变化状况的CQI滤波值的改变而变，使HSDPA流控方法能够适应用户的移动性和小区的负载变化情况，解决了现有技术存在的问题，获得的有益效果主要表现在：

1)当用户逐渐移动到小区边缘并将可能发生切换的过程中，其CQI值逐渐变小，HSDPA流控方法也逐渐将MAC-hs队列长度门限降低，储存于MAC-hs的数据随之逐渐减少，如果发生小区切换，特别是发生切换的小区处于不同的基站、用户储存于MAC-hs的数据会被全部丢弃时，用户被丢弃的数据量比现有方法大大减少；

2)当系统负载增加，承载于HS-DSCH的用户数目也可能增加时，每个用户得到的调度机会将降低，系统负载的增加会使CQI值变低，此时MAC-hs队列的门限值也被降低，从而减小了存储在队列中的数据量，用户数据在MAC-hs缓存中滞留的时间因此有所缩短，不会随系统负载的增加而大幅度增加，减少了RLC层业务无线承载复位的可能性；

3)当用户向小区中心移动，或者系统负载降低、信道环境变好时，用户CQI值增大，HSDPA流控方法会随之提高MAC-hs队列的门限和RNC中的RLC数据的调度速率，调度大量的数据到MAC-hs队列中，从而保证了有足够的数据发送，保证了期望的高速率。

附图说明

图1是本发明HSDPA流控方法流程图。

图2是本发明CQI滤波值分级示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

在HSDPA机制中，UE所报告的CQI能够反映用户所处的信道环境情况。本发明是一种HSDPA流控方法，根据CQI动态调整MAC-hs队列门限和调度速率来达到合适的流控效果，参见图1，本发明HSDPA流控方法流程图所示，具体的方法包括以下步骤：

步骤101)对UE报告的CQI测量值进行平滑滤波，滤波公式为：

F_n＝(F_n-1+F_n-2+...+F_n-m-1+M_n)/m

其中：F_n为n时刻的CQI滤波值，M_n为n时刻的CQI测量值，m为平滑窗口长度，m可配置。

步骤102)确定当前CQI滤波值所处级别，参见图2本发明CQI滤波值分级示意图所示，在图2中，N取值为3，具体步骤包括：

1)预先配置N-1个CQI滤波值门限，Th1，Th2，...，ThN-1，将CQI滤波值分成N个级别：0、1、2、...、N-1；

2)判断CQI滤波值是否从下穿越Thn，n＝1，2，...，N-1，并持续Ttrigger时间都大于该门限，如果是，确定当前的CQI滤波值级别上升为n级，所述Ttrigger为触发时间；

3)判断CQI滤波值是否从上穿越Thn，n＝1，2，...，N-1，并持续Ttrigger时间都小于该门限，如果是，确定当前的CQI滤波值级别降低为n-1级；

步骤103)根据当前的CQI滤波值所处级别，配置适当的MAC-hs队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对RNC中的RLC数据的调度速率。CQI滤波值级别越高，对应的上门限就越高，对RNC中的RLC数据的调度速率也越大。调度速率使调度的数据在期望的时间内填冲队列达到上门限而不一定要填满MAC-hs队列，具体计算公式为：

调度速率＝min{α(上门限—下门限)，(缓存大小—下门限)}/调度时间；

其中：

α>1，参考值：1.5，可以通过人机界面配置；

上/下门限：对应CQI滤波值级别的门限值，单位：byte；

缓存大小：为每个MAC-hs队列分配的最大缓存，单位：byte；

调度时间：期望调度数据填满所需队列长度的时间，参考值：50～100ms，可以通过人机界面配置；

步骤104)对MAC-hs队列长度进行监控，判断队列长度是否高于上门限，如果是，那么立即终止对RNC中的RLC数据的调度；判断MAC-hs队列长度是否低于下门限，如果是，则采用步骤103)中所配置的调度速率对RNC中的RLC数据进行调度。

所述步骤101)中，本发明首先对CQI测量值进行平滑滤波，目的是减小快衰落对CQI的影响，而得到信道质量变化的趋势。除步骤101)中所述的平滑滤波外，还有多种滤波方式可以采用，只要能够尽量真实地反映信道质量变化即可。

所述步骤102)中，本发明将CQI滤波值的级别分成了N级，N只要大于/等于2就能够在一定程度上实现本发明的效果，需要根据具体情况配置N。

所述步骤103)中，每个CQI滤波值级别分别对应各自的MAC-hs队列上门限、下门限并计算RNC中的RLC数据调度速率，其中的RLC数据调度速率数值是通过一定的方法进行自动计算获得的，也可以通过人机界面配置

所述步骤103)中，一套本发明HSDPA流控方法与各CQI滤波值级别对应的MAC-hs队列上门限、下门限和低于下门限时对RNC中的RLC数据的调度速率的计算公式是通过一定的方法进行自动计算获得的，也可以通过人机界面配置。

所述的CQI滤波值分级数目N和分级的门限Thn，n＝1，2，...，N-1，可以通过人机界面按需配置。

在本发明的HSDPA流控方法中，对每个CQI滤波值级别，只配置了2个队列门限值：上门限和下门限，简化了方法。

本发明并不局限于上述实施例的具体介绍。本发明可进一步更新，或者对本发明所公开的特征加以新的组合，也可对本发明所公开的任何方法或者过程进行更新或者进行新组合。

Claims (9)

1、一种高速下行分组接入流控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A)根据信道质量变化，确定用户信道质量级别，并根据用户信道质量级别配置高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率；

B)根据A)中配置的所述上门限、下门限，判断高速媒体接入控制队列长度是否高于所述上门限，如果是，终止对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度；判断高速媒体接入控制队列长度是否低于所述下门限，如果是，则采用所述调度速率对无线网络控制器中的无线链路控制层数据进行调度。

2、根据权利要求1所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A)中的确定用户信道质量所处级别包括：

A1)对用户报告的信道质量指示测量值进行平滑滤波，得到信道质量指示滤波值；

A2)确定A1)中得到的信道质量指示滤波值所处级别作为用户信道质量级别。

3、根据权利要求2所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A1)包括：

采用如下滤波公式对信道质量指示测量值进行滤波得到信道质量指示滤波值：F_n＝(F_n-1+F_n-2+...+F_n-m-1+M_n)/m

其中：F_n为n时刻的信道质量指示滤波值，M_n为n时刻的信道质量指示测量值，m为平滑窗口长度。

4、根据权利要求2所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A2)包括：

A21)预先配置N-1个信道质量指示滤波值门限，Th1，Th2，...，ThN-1，所述N-1个门限将信道质量指示滤波值分成N个级别：0、1、2、...、N-1；

A22)判断信道质量指示滤波值是否从下穿越Thn，n＝1，2，...，N-1，并持续Ttrigger时间都大于该门限，如果是，确定当前的信道质量指示滤波值级别上升为n级，所述Ttrigger为触发时间；

A23)判断信道质量指示滤波值是否从上穿越Thn，n＝1，2，...，N-1，并持续Ttrigger时间都小于该门限，如果是，确定当前的信道质量指示滤波值级别降低为n-1级。

5、根据权利要求4所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A21)之前进一步包括：

通过人机界面配置信道质量指示滤波值的级别数目N。

6、根据权利要求4所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A21)包括：

通过人机界面配置高速下行分组接入流控方法的N-1个信道质量指示滤波值门限。

7、根据权利要求1所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A)中，以如下公式计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率：

调度速率＝min{α(上门限—下门限)，(缓存大小—下门限)}/调度时间；

其中：

α>1，参考值：1.5，通过人机界面配置；

上/下门限：对应信道质量指示滤波值级别的门限值，单位：byte；

缓存大小：为每个高速媒体接入控制队列分配的最大缓存，单位：byte；

调度时间：期望调度数据填满所需队列长度的时间，参考值：50～100ms，通过人机界面配置。

8、根据权利要求1所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A)进一步包括：

自动调整一套高速下行分组接入流控方法与各用户信道质量级别对应的高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限和低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率的计算公式，

所述步骤A)中的根据用户信道质量级别配置高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率包括：

将所述一套上门限、下门限和调度速率的计算公式中与用户信道质量对应的上门限、下门限配置为高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限，并用对应的调度速率的计算公式计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率。

9、根据权利要求1所述的高速下行分组接入流控方法，其特征在于，所述步骤A)进一步包括：

通过人机界面配置一套高速下行分组接入流控方法与各用户信道质量级别对应的高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限和低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率的计算公式，

所述步骤A)中的根据用户信道质量级别配置高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限并计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率包括：

将所述一套上门限、下门限和调度速率的计算公式中与用户信道质量对应的上门限、下门限配置为高速媒体接入控制缓存队列长度上门限、下门限，并用对应的调度速率的计算公式计算低于下门限时对无线网络控制器中的无线链路控制层数据的调度速率。

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