CN101022669A - 一种提高无线通信上行业务质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HSUPA调度器获取业务QoS信息的方法，其特征在于：当RNC需要将与业务相关的Qos信息传送给Node B时，通过NBAP协议中的Delay U信息来通知Node B的HSUPA调度器，获取业务的时延相关QoS参数，其中，所述Delay U信息包含在NBAP协议的E－DCH逻辑信道信息和待修改E－DCH逻辑信道信息任一个信道信息中。本发明还提供一种提高无线通信上行业务质量的方法。利用本发明的方法，可以使HSUPA调度器获得关于业务时延的QoS信息，从而有效保证某种业务对SDU的传输时延的业务质量需求。

Description

一种提高无线通信上行业务质量的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种提高无线通信系统上行业务质量的方法。

背景技术

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)系统是基于CDMA的宽带蜂窝无线通信系统，WCDMA系统支持更多种类的业务类型和更高数据速率业务传输能力。HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)是WCDMA系统对上行传输能力的增强技术。HSUPA技术包括了更短的TTI(Transmission Time Interval)，基于Node B的调度器和HARQ(HybridAutomatic Retransmission reQuest)，新的传输信道E-DCH(EnhancedDedicate Channel)采用了这些关键技术，HSUPA系统能比传统的WCDMA版本在上行业务的传输性能上有明显提高，在系统容量上大约有50％-70％的增加，在端到端分组包的延迟上有20％-55％的减少，在用户分组呼叫流量上有约50％的增加。使用HSUPA技术的WCDMA系统，包括了CN(Core Network)，RNC(Radio Network Controller)，Node B和UE(User Equipment)。其中Node B中包含了若干小区(Cells)，小区是系统中为同一区域中UE服务的公共无线资源，在HSUPA中，通过小区可以测量系统的上行负载程度。Node B对UE的调度是以小区为单位完成的。在HSUPA中把对用户业务进行控制和调度的功能放在了Node B中，由Node B根据用户定期或根据事件触发而发送的业务调度请求(Scheduling Information)，其中包括用户业务缓冲区的占用状态(Buffer Occupancy Status)、业务流的优先级别(Priority)、UE的剩余发送功率(Uplink Power Headroom)，并根据小区的上行干扰和负载已经基站的处理能力，对不同的UE发送不同的授权命令(Grants)，UE根据Node B的授权命令，在RNC预先配置给UE的E-TFC表(Enhanced Transport Format Combination Table)中选择合适的传输格式合并(Enhanced Transport Format Combination)，并使用此E-TFC所对应的功率偏移(Power Offset)，在一个传输时间间隔(TTI)内向NodeB发送与授权相应大小的数据。HSUPA系统的功能结构参考图2。

在HSUPA中授权分为绝对授权AG(Absolute Grants)和相对授权RG(Relative Grants)，AG指定了允许UE可以发送的数据量所对应的发射功率比例的绝对大小，也称为服务授权(Serving Grants)，而RG指定了允许UE可以发射功率比率的相对大小，这个相对大小是用步长的方式表达的，它的取值可以为UP(提高一个步长的调度量)、DOWN(降低一个步长的调度量)和HOLD(保持现有调度量)。

WCDMA系统是一个多用户的CDMA无线系统，由于WCDMA系统的小区中，上行的UE发射的时间是异步的，造成了不同UE之间上行发射信道的非正交性，也就造成了不同UE上行发射信号的互相干扰，因此小区中存在上行的UE发射信道数越多，或者是UE的发射功率越大(SG越大)，系统的上行干扰就越大，这种干扰程度用RTWP(Received Total Wideband Power)来表示。WCDMA系统的运行必须将上行的干扰保持在合理的门限之内，否则系统就会因为干扰超载引起的功率攀升而崩溃或大量UE掉话等严重问题。

在保证系统上行负载不超过门限的同时，还需要为每个UE分配适当的无线传输资源，以保证UE的某种业务能够达到此类业务的QoS要求(Qualityof Service)。在WCDMA标准组织3GPP(3rd Generat ion PartnershipProject)制定的标准中，业务的QoS可以通过MBR(Maximum Bit Rate)、GBR(Guaranteed Bit Rate)、Transfer Delay、Traffic Handling Priority等参数来表示，并在业务发起时，由CN配置给RNC。

HSUPA调度器正是通过AG和RG控制了小区中各个UE的数据发送速率和发射功率，来保证这些UE负载产生的小区的上行干扰不能超过干扰门限。同时根据UE对数据传输需求的实际情况，动态确定和不断更新各个UE的数据发送速率和发射功率(即SG)来保证各个UE上承载业务的QoS。

在目前3GPP的标准中(25.413)，业务要求的QoS信息通过CN配置到RNC中，而HSUPA保证业务QoS的工作最终需要由位于Node B上的调度功能来实现。目前RNC通过Iub(the Interface between RNC and Node B)的NBAP信令(Node B Application Part)：RADIO LINK RECONFIGURATIONPREPARE/RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST/RADIO LINK SETUPREQUEST/RADIO LINK ADDITION将部分业务的QoS信息(包括处理优先级、MBR、GBR)传递给了位于Node B的HSUPA调度器，这些信息并不包括业务QoS的一个重要信息：Transfer Delay。Transfer Delay定义了一个业务的数据包SDU(Service Data Unit)从请求传输到到达目的之间的时延。这个参数反应了某种业务对SDU的传输时延的要求，这是影响业务QoS的一个重要指标。

因此按照目前3GPP标准的定义，HSUPA调度器无法获得关于业务时延的QoS信息，这将导致HSUPA调度无法有效保证某种业务对SDU的传输时延的业务质量需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种提高无线通信系统上行业务质量的方法，可以使HSUPA调度器获得关于业务时延的QoS信息，从而有效保证某种业务对SDU的传输时延的业务质量需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种HSUPA调度器获取业务QoS信息的方法，其特征在于：当RNC需要将与业务相关的Qos信息传送给Node B时，通过NBAP协议中的Delay U信息来通知Node B的HSUPA调度器，获取业务的时延相关QoS参数，其中，所述Delay U信息包含在NBAP协议的E-DCH逻辑信道信息和待修改E-DCH逻辑信道信息任一个信道信息中。

本发明还提供一种提高无线通信上行业务质量的方法，所述方法包括：

(1)UE的业务发起时，RNC获取与某个业务传输时延相关的TransferDelay信息，以及有线网络的传输与处理时延信息Delay_B；

(2)RNC根据Transfer Delay和Delay_B信息确定Delay_U信息；

(3)RNC通过NBAP信令将含有Delay_U信息的业务传给Node B；

(4)HSUPA调度器获取业务的Delay_U，并在调度时利用Delay_U参数计算应该分配给这个UE的传输速率Rate_Req；

(5)HSUPA调度器将Rate_Req对应的授权通过AG或RG命令发送给UE。

根据本发明的方法，所述步骤(2)中，RNC是利用以下公式来确定Delay_U：

Delay_U＝Transfer Delay-Delay_B  (2)

其中，Transfer Delay是所述业务的SDU在网络中从一端到另一端的传输时延，Delay_B是有线网络的传输与处理时延。

根据本发明的方法，所述步骤(1)中，RNC通过在系统设计阶段进行计算并通过实现后进行测试验证后获取时延信息Delay_B。

根据本发明的方法，所述步骤(3)中，RNC是通过NBAP信令的RADIO LINKRECONFIGURATION PREPARE/RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST/RADIOLINK SETUP REQUEST/RADIO LINK ADDITION消息将所述业务传给Node B。

根据本发明的方法，所述步骤(4)中，HSUPA调度器是利用以下公式来计算UE的传输速率：

Rate_Req＝SDBS/(Delay_U-Delay_SI)  (3)

其中，SDBS是根据UE定时或事件触发上报的SI信息计算出的某种业务在UE缓冲区中的待传输的数据包的大小；Delay_SI是UE调度信息SI从UE传输到Node B调度器所需要的时间。

相对现有技术，本发明是利用RNC上已有的与业务相关的Qos信息，特别是与时延相关的QoS参数，并将这些参数通过Iub接口的信令发送给位于Node B的HSUPA调度器。HSUPA调度器获得关于业务QoS的完整信息后，通过给分配UE适当的调度传输授权，来满足业务的QoS需要(特别是时延等指标的要求)，这样，UE得到的授权就可以保证UE缓冲区的数据大小在Delay_U内能够传输完毕，从而提高了调度器对业务时延特性要求的保证，从而使得UE的业务时延特性得到满足。

附图说明

图1是进行业务质量控制的流程图；

图2是描述了HSUPA系统的功能结构示意图；

图3是描述了HSUPA系统中各个功能模块之间的信息流程图。

具体实施方式

为便于深刻理解本发明的技术内容，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明通过在Node B应用部分(NBAP：Node B Application Part)协议的E-DCH逻辑信道信息(E-DCH Logical Channel Infomation)和待修改E-DCH逻辑信道信息(E-DCH Logical Channel To Modify)中引入新的DelayU信息元素(IE，Information Element)，来通知位于Node B上的HSUPA调度器获取业务的时延相关QoS参数，HSUPA调度器获得关于业务QoS的完整信息后，通过给分配UE适当的调度传输授权，来满足业务对时延指标的要求，从而提高了调度器对业务时延特性要求的保证。

在NBAP协议的要添加的Delay U信息元素的定义如表1所示，在E-DCHLogical Channel Information和E-DCH Logical Channel To Modify中添加的Delay U信息元素分别如表2和表3：

表1 Delay U

IE/Group Name	Pre sence	Range	IE type and reference	Semanticsdescription
					Delay U			ENUMERATED(20，40，60，80，100，120，140，160，180，200，250，300，400，500，750，1000，1250，1500，1750，2000，2500，3000，3500，4000，4500，5000，7500，...)	Unit：ms

表2 E-DCH Logical Channel Information

IE/Group Name	Presence	Range	IE Type andReference	Semantics Description
					E-DCH Logical ChannelInformation		1..<maxnooflogicalchannels>
>Logical Channel ID	M		9.2.2.18c
					>Scheduling PriorityIndicator	M		9.2.1.53H
>SchedulingInformation	M		9.2.2.40A
					>MAC-es GuaranteedBit Rate	O		9.2.2.20E
>Delay U	O		9.2.x.x
					>E-DCH DDI Value	M		9.2.2.13Q	If more than 1 MAC-d PDU

				size is configured forthis Logical Channel，the different sizes willuse subsequent DDIvalues starting fromthis DDI value.Value“0x3F”isreserved
					>MAC-d PDU Size List		1..<maxnoofDDIs
>>MAC-d PDU Size	M		9.2.1.38A

表3 E-DCH Logical Channel To Modify

IE/Group Name	Pre sence	Range	IE Type andReference	Semantics Description
					E-DCH Logical ChannelInformation		1..<maxnooflogicalchannels>
>Logical Channel ID	M		9.2.2.18c
					>Scheduling PriorityIndicator	O		9.2.1.53H
>SchedulingInformation	O		9.2.2.40A
					>MAC-es GuaranteedBit Rate	O		9.2.2.20E
>Delay U	O		9.2.x.x
					>E-DCH DDI Value	O		9.2.2.13Q	If more than 1 MAC-d PDUsize is configured forthis Logical Channel，the different sizes willuse subsequent DDIvalues starting fromthis DDI value.Value“0x3F”isreserved
>MAC-d PDU Size List		0..<maxnoofDDIs
					>>MAC-d PDU Size	M		9.2.1.38A

本发明是利用RNC上已有的与业务相关的Qos信息，特别是与时延相关的QoS参数，并将这些参数通过Iub接口的信令发送给位于Node B的HSUPA调度器。HSUPA调度器获得关于业务QoS的完整信息后，通过给分配UE适当的调度传输授权，来满足业务的QoS需要(包括MBR、GBR和时延等指标的要求)。

UE的业务发起时，CN配置给RNC业务时延相关的Transfer Delay(以毫秒为单位)信息，该信息规定了业务的SDU在网络中从一端到另一端的传输时延，该时延包括了UE与Node B的空中接口的传输时延(Delay_U)和Iub接口的传输时延和处理(Delay_B)，这些时延满足以下等式关系：

Transfer Delay＝Delay_U+Delay_B  (1)

从等式(1)可以得到：

Delay_U＝Transfer Delay-Delay_B  (2)

通过等式(2)可以知道，UE与Node B的空中接口的传输时延Delay_U是由Transfer Delay和Delay_B共同决定的，而Delay_B是有线网络的传输与处理时延，Delay_B可以通过在系统设计阶段进行计算并通过实现后进行测试验证。

Delay_U就是UE的业务在无线接口传输时要求满足的传输时延要求。当RNC得到Delay_U后，就可以通过Iub接口信令配置给NodeB调度器。

如图1和图3所示，本发明的具体步骤如下：

步骤一：UE的业务发起时，RNC从CN获取与某个业务传输时延相关的Transfer Delay信息；

步骤二：RNC通过在系统设计阶段进行计算并通过实现后进行测试验证，获取有线网络的传输与处理时延信息Delay_B；

步骤三：根据公式(2)计算得到Delay_U；

步骤四：将Delay_U配置给某个业务，RNC通过NBAP信令的RADIO LINKRECONFIGURATION PREPARE/RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST/RADIOLINK SETUP REQUEST/RADIO LINK ADDITION消息传给Node B；

步骤五：HSUPA调度器获取这个业务的Delay_U，并在调度时利用这个参数计算应该分配给这个UE的传输速率：

Rate_Req＝SDBS/(Delay_U-Delay_SI)  (3)

其中SDBS(Service Data Buffer Status)是根据UE定时或事件触发上报的SI信息计算出的某种业务在UE缓冲区中的待传输的数据包的大小；Delay_SI是UE调度信息SI从UE传输到Node B调度器所需要的时间。

由公式(3)可知，如果UE能够获得Rate_Req的授权传输速率，即可在Delay_U+Delay_SI内将大小为Data_Size的业务数据传输完毕，从而满足传输时延Delay_U的要求；

Delay_U的使用包括但不限于来计算调度器分配给UE的传输速率，这只是Delay_U的一种使用方法。在基于优先级或比例公平调度算法的调度器，也可以用这个参数来计算UE被调度迫切程度和先后顺序等方面。

步骤六：调度器将Rate_Req对应的授权通过AG或RG命令发送给UE。

下面用一个HSUPA系统中对某种业务的QoS进行控制的实施例来进一步说明本发明。

按照发明步骤1，UE发起业务i时，RNC首先从CN中获得这个业务的传输时延质量要求参数Transfer Delay i；

按照发明步骤2，RNC通过在系统设计阶段进行计算并通过实现后进行测试验证，获取有线传输时延信息Delay_B；

按照发明步骤3，根据公式(2)计算得到这个业务i在无线接口的传输时延要求Delay_U i＝Transfer Delay-Delay_B i；

按照发明步骤4，RNC通过NBAP信令的消息：RADIO LINKRECONFIGURATION PREPARE/RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST/RADIOLINK SETUP REQUEST/RADIO LINK ADDITION将Delay_Ui传送给Node B；

按照发明步骤5，利用业务i在无线接口的传输时延要求Delay_U i、UE上报的SI信息里关于业务i的数据大小SDBS i这个UE的调度时延Delay_SIi来计算应该为这个业务分配的传输速率：Rate_Reqi＝SDBSi/(Delay_Ui-Delay_SIi)；

按照发明步骤6，位于Node B的HSUPA调度器将Rate_Reqi对应的授权通过AG或RG命令发送给UE，从而完成对UE业务的传输速率和时延控制。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种HSUPA调度器获取业务QoS信息的方法，其特征在于：当RNC需要将与业务相关的Qos信息传送给Node B时，通过NBAP协议中的DelayU信息来通知Node B的HSUPA调度器，获取业务的时延相关QoS参数，其中，所述Delay U信息包含在NBAP协议的E-DCH逻辑信道信息和待修改E-DCH逻辑信道信息任一个信道信息中。

2、一种提高无线通信上行业务质量的方法，所述方法包括：

(1)UE的业务发起时，RNC获取与某个业务传输时延相关的TransferDelay信息，以及有线网络的传输与处理时延信息Delay_B；

(2)RNC根据Transfer Delay和Delay_B信息确定Delay_U信息；

(3)RNC通过NBAP信令将含有Delay_U信息的业务传给Node B；

(4)HSUPA调度器获取业务的Delay_U，并在调度时利用Delay_U参数计算应该分配给这个UE的传输速率Rate_Req；

(5)HSUPA调度器将Rate_Req对应的授权通过AG或RG命令发送给UE。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，RNC是利用以下公式来确定Delay_U：

Delay_U＝Transfer Delay-Delay_B

其中，Transfer Delay是所述业务的SDU在网络中从一端到另一端的传输时延，Delay_B是有线网络的传输与处理时延。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，RNC通过在系统设计阶段进行计算并通过实现后进行测试验证后获取时延信息Delay_B。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，RNC是通过NBAP信令的RADIO LINK RECONFIGURATION PREPARE/RADIO LINKRECONFIGURATION REQUEST/RADIO LINK SETUP REQUEST/RADIO LINKADDITION消息将所述业务传给Node B。

6、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，HSUPA调度器是利用以下公式来计算UE的传输速率：

Rate_Req＝SDBS/(Delay_U-Delay_SI)

其中，SDBS是根据UE定时或事件触发上报的SI信息计算出的某种业务在UE缓冲区中的待传输的数据包的大小；Delay_SI是UE调度信息SI从UE传输到Node B调度器所需要的时间。

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