CN101047640A - 无线接入承载数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线接入承载数据传输方法，该方法包括以下步骤：对承载在无线接入承载(RAB)上的数据包进行分类，将同一类别的数据包放到同一发送队列中；设置调度策略，根据设置的调度策略对所述队列进行调度，将所述队列中的数据包发送出去。本发明所提供的方法能够保证不同业务的不同QoS需求，保证用户感受，提高业务质量。

Description

无线接入承载数据传输方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种无线接入承载(Radio AccessBearer，RAB)数据传输方法。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，第三代无线通讯系统(3G)为用户提供了大量丰富多彩的业务，如传统的语音业务、以及成为3G服务最大亮点的各类数据业务。在R99版本中，能够提供最大速率可达2M的专用信道无线接入承载，而随着R5、R6版本中高速下行分组接入(High Speed DownlinkPacket Access，HSDPA)技术和高速上行分组接入(High Speed Uplink PacketAccess，HSUPA)技术的引入，数据业务的上下行速率甚至可以达到10M左右，这使用户真正体验到了无线上网、无线视频、无线下载等诸多无线数据应用服务所带来的乐趣，可以说，第三代无线通讯系统开启了一个全新的无线数字时代。

数据域(Packet Switched，PS)的RAB按传输类型可分为四种，即会话类、流类、交互类和背景类，其中，前两种业务类型分别对应会话、流媒体等实时性要求较高的业务，后两种业务类型又称为效果最佳(Best Effort，BE)业务，也就是通常所说的尽力而为业务，对应时延要求较低、但准确性要求较高的业务，如网页浏览、文件传输协议(FTP)下载等。

在实际应用中，通常一个RAB要承载多种应用数据，比如，用户在建立无线接入后，可能同时进行网页浏览、FTP下载或收发电子邮件(EMAIL)等操作，在用户操作过程中，各种应用的数据包都会通过该RAB进行发送或接收。由于各种应用性质的不同，对数据传输的速率期望也不尽相同，如何保证建立在一个RAB上的不同应用之间的公平性、体现各自的服务质量(Quality of Service，QoS)已成为业界各方关注的焦点。现有的RAB数据传输方法主要有以下几种：

一、一个RAB中的数据包统一由一个逻辑信道映射到一个传输信道进行发送，如专用信道(Dedicated Channel，DCH)或HSDPA下的专用媒体接入控制流(Mac-d flow)，也就是说，一个RAB中的数据包完全按照先到先发的原则进行发送。

通常用户要在一个RAB上进行多种应用的操作，各种应用对于数据传输的速率要求各有不同，比如，用户同时进行FTP下载和网页浏览，一般情况下，用户显然希望请求的网页得到快速响应，而对FTP下载速率是否略有下降并不特别关注。但是，由于RAB中的数据包是完全按照先到先发的原则进行调度的，因此，如果需要传输的FTP下载数据包数量众多，那么势必会造成网页浏览数据包受到一定程度的拥堵，无法满足各种业务的QoS需求，也满足不了用户实际操作的性能需求。

二、通过无线网络控制器(Radio Network Controller，RNC)中的缓存，也就是通常所说的有线网络和无线网络的接口缓存，缓存有线网络传来的数据包。无线链路是整个端到端链路的瓶颈，接口缓存通常也被认为是瓶颈处的缓存，它能够起到缓存有线网络传来的数据包、容忍一定突发性的作用，同时还能够在一定程度上保证空口带宽的利用率。

由于接口缓存的大小通常是在建立无线接入时分配的，因此，如果缓存分配较小，那么在面对较高突发性的数据包、或者数据流量增加时，就会出现缓存溢出而连续丢包，对于基于传输控制协议(TCP)这类有响应的流，丢包会导致拥塞窗急剧减小、吞吐量降低；如果缓存分配得足够大，能够保证不丢包，这首先需要有很大的缓存，且缓存的利用率并不高，不能有效地利用资源，并且，大的缓存会使缓存中的排队队列很长，不仅会增加数据包在缓存中的排队时延，导致端到端时延的增加，还会出现一个流独占缓存的情况，导致其他流时延大大增加、吞吐量降低，影响各种业务之间的公平性。比如，用户在一个正在进行FTP文件传输的链路上，使用超文本传输协议(HTTP)进行网页浏览时，如果FTP流占用较多缓存，那么将会导致新建立的HTTP业务的数据包经历很长的排队时延，不仅降低了吞吐量，还会严重影响交互性，降低用户的业务感受，无法满足业务的QoS需求，甚至还有可能使得初始连接建立请求因为超时而失败。另外，由于数据包的突发性以及数据流量的变化性，不可能在无线接入建立的时候就可以分配一个大小合适的缓存。

三、采用主动队列管理(Active Queue Management，AQM)对接口缓存进行管理，通过对缓存占用的观察来预测即将发生的拥塞，并通过主动丢包或标记来通知发送端降低速率，以避免拥塞，取得吞吐量和时延的折衷。

虽然采用AQM能够取得吞吐量和时延的折衷，但是，对不同的业务而言，有的可能希望有较大的吞吐量，有的可能希望有较低的时延，AQM无法根据业务的QoS需求分别进行处理。比如，FTP业务本身并没有时延的要求，而是对吞吐量有要求，采用AQM后，会一定程度上降低吞吐量而换取较低的时延，这对FTP业务而言是没有意义的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线接入承载数据传输方法，保证不同业务的不同QoS需求。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案包括以下步骤：

A、对承载在无线接入承载RAB上的数据包进行分类，将同一类别的数据包放到同一发送队列中；

B、设置调度策略，根据设置的调度策略对所述队列进行调度，将所述队列中的数据包发送出去。

其中，步骤A所述分类包括：在RAB对应的分组数据汇聚协议PDCP实体中对承载在RAB上的数据包进行分类。

所述在PDCP实体中对数据包进行分类包括：PDCP实体对承载在RAB上的数据包包头进行解析，根据包头确定数据包的类别。

所述PDCP实体对数据包包头进行解析包括：PDCP实体对数据包的网络层协议包头、或/和传输层协议包头、或/和应用层协议包头进行解析。

步骤A所述分类包括：根据数据包的服务质量QoS特性，对承载在RAB上的数据包进行分类。

所述QoS特性为时延要求特性时，所述分类包括：将视频点播、流媒体归为高时延等级类；将网页浏览、即时通讯归为中时延等级类；将文件传输协议FTP下载，收发电子邮件EMAIL归为低时延等级类。

其中，步骤B所述设置调度策略包括：设置优先级；

所述根据设置的调度策略进行调度包括：根据设置的优先级对所述队列进行调度。

所述设置优先级包括：根据队列中数据包的QoS特性为队列设置优先级。

所述QoS特性为时延要求特性时，所述根据QoS特性设置优先级包括：根据队列中数据包的时延要求特性为队列设置优先级，所述队列的优先级高低与队列中数据包的时延要求特性高低成正比。

步骤B所述设置调度策略包括：设置公平性策略；

所述根据设置的调度策略进行调度包括：根据队列未被调度的时间长短进行调度，队列的调度先后次序与队列未被调度的时间长短成正比。

在数据包发送之前进一步包括：对所述队列进行主动队列管理。

所述对队列进行主动队列管理包括：根据队列中的数据包QoS特性、或/和业务流量、或/和业务连接数，确定队列的主动队列管理参数，并根据确定的主动队列管理参数对队列进行主动队列管理。

所述QoS特性为时延要求特性，所述主动队列管理参数为目标队列长度时，

所述根据QoS特性确定主动队列管理参数包括：根据队列中数据包的时延要求特性确定目标队列长度，所述目标队列长度的长短与队列中数据包的时延要求特性高低成反比。

所述主动队列管理参数为标记门限时，

所述根据业务流量确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务流量确定队列的标记门限，所述队列的标记门限大小与队列中的业务流量大小成反比；

所述根据业务连接数确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务连接数确定队列的标记门限，所述队列的标记门限大小与队列中的业务连接数多少成反比。

所述主动队列管理参数为标记概率时，

所述根据业务流量确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务流量确定队列的标记概率，所述队列的标记概率高低与队列中的业务流量大小成正比；

所述根据业务连接数确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务连接数确定队列的标记概率，所述队列的标记概率高低与队列中的业务连接数多少成正比。

在进行主动队列管理的过程中进一步包括：对主动队列管理参数进行动态调整。

由此可见，本发明通过对承载在RAB上的数据包进行分类，将不同类别的数据包分别放到不同的发送队列中进行发送，实现了一个RAB上各种业务数据包的分开传输；并且，为了保证一个RAB上不同业务的不同QoS需求，可设置调度策略，并按照设置的调度策略对各个队列进行调度，比如，通过设置优先级，实现时延要求较高业务数据的优先发送，保证该数据发送的及时性；另外，还可通过对各个队列分别进行主动队列管理，进一步保证业务的QoS，比如，将时延要求较高业务数据包所在队列的长度维持在较短的水平，以降低端到端时延，保证用户业务感受，将时延要求较低业务数据包所在队列的长度维持在较长的水平，以保证吞吐量要求。简而言之，本发明所提供的方法能够保证一个RAB上不同业务的不同QoS需求，保证用户的业务感受，提高业务质量。

附图说明

图1为本发明中的无线接入承载数据传输方法流程图；

图2为本发明实施例中的无线接入承载数据传输方法流程图。

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，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明中的无线接入承载数据传输方法主要包括以下步骤：

步骤101：对承载在无线接入承载RAB上的数据包进行分类，将同一类别的数据包放到同一发送队列中。

步骤102：设置调度策略，根据设置的调度策略对所述队列进行调度，将所述队列中的数据包发送出去。

在PS业务中，无论是上行数据传输还是下行数据传输，数据都会经过分组数据汇聚协议(Packet Data Convergence Protocol，PDCP)、无线链路控制(Radio Link Control，RLC)、专用媒体接入控制(Mac-d)等协议实体依次投递。下面以下行分组数据传输为例，对本发明方法进行详细说明，参见图2所示，本实施例中的RAB数据传输方法主要包括以下几个步骤：

步骤201：下行分组数据如点对点协议(Point to Point Protocol，PPP)报文、因特网协议第四版(Internet Protocol version 4，IPv4)报文、或因特网协议第六版(Internet Protocol version 6，IPv6)报文等，通过通用分组无线业务隧道协议的用户平面部分(User plane part of GPRS Tunneling Protocol，GTPU)封装后由GPRS支持节点(GPRS Support Node，GSN)发送到RNC，PS业务的Iu口用户面(Iu User Plane，IUUP)采用透明模式，GTPU数据包直接投递到RAB对应的PDCP实体。

步骤202：PDCP实体对承载在RAB上的数据包进行分类。

由于PS域的RAB只能对应一个PDCP实体，因此，可在RAB对应的PDCP实体中对承载在RAB上的数据包进行分类。PDCP实体对承载在RAB上的数据包包头进行解析，根据包头确定数据包的类别，比如，对数据包的网络层协议包头、或传输层协议包头、或应用层协议包头进行解析；或者，对数据包的网络层协议包头、和传输层协议包头进行解析；或者，对数据包的网络层协议包头、传输层协议包头、和应用层协议包头进行解析。

分类可根据数据包的QoS特性进行，比如，根据各个数据包的时延要求特性进行分类，将视频点播、流媒体等应用的时延等级配置为高，归为高时延等级类；将网页浏览、即时通讯等应用的时延等级配置为中，归为中时延等级类；将FTP下载，收发EMAIL等应用的时延等级配置为低，归为低时延等级类。

步骤203：将不同类别的数据包分别放到不同的发送队列中。

步骤204：对各队列进行主动队列管理。

可根据各个队列中的数据包QoS特性、或/和业务流量、或/和业务连接数，确定各个队列的主动队列管理参数，并根据确定的主动队列管理参数分别对各个队列进行主动队列管理。其中，所述主动队列管理参数包括目标队列长度、标记门限、标记概率等。

比如，根据各个队列数据包QoS特性中的时延要求特性确定各个队列的目标队列长度，将各个队列的目标队列长度的长短设置成与各个队列中数据包的时延要求特性高低成反比。也就是说，将高时延等级业务数据包所在队列的目标队列长度维持在较短的水平，以降低端到端时延，保证用户业务感受；将低时延等级业务数据包所在队列的目标队列长度维持在较长的水平，以保证吞吐量要求。

还可以根据业务流量或业务连接数确定队列的标记门限，比如，将队列的标记门限大小设置成与队列中的业务流量大小成反比，与队列中的业务连接数多少成反比。另外，还可以根据业务流量或业务连接数确定队列的标记概率，比如，将队列的标记概率高低设置成与队列中的业务流量大小成正比，与队列中的业务连接数多少成正比。

另外，在主动队列管理的过程中，还可根据实际条件的变化，对主动队列管理参数进行动态调整。

其中，步骤204是可选步骤。

步骤205：设置调度策略，根据设置的调度策略对各个队列进行调度，将各队列中的数据包发送出去。

所述调度策略可为优先级设置，比如，根据各个队列中数据包的QoS特性分别为各队列设置发送优先级，按照设置的优先级对各个队列进行调度。如根据各个队列中数据包的QoS特性中的时延要求特性为各个队列设置优先级，将各个队列的优先级高低设置成与各个队列中数据包的时延要求特性高低成正比。也就是说，将高时延等级业务数据包所在队列的优先级设置为高，将低时延等级业务数据包所在队列的优先级设置为低，通过优先调度高优先级队列来保证高时延业务数据的及时发送。

另外，为了保证各种应用之间的公平性，在调度时还应综合考虑各种问题，比如，拥有相同优先级的队列之间的调度问题，防止低优先级的队列长时间不能被调度到的问题。这里可通过设置公平性策略来解决，比如在调度时，根据队列未被调度的时间长短进行调度，队列的调度先后次序与队列未被调度的时间长短成正比，也就是说，优先调度长时间未被调度到的队列。

需要说明的是，本发明所提供的方法不仅适用于下行数据传输，还适用于上行数据传输，上行数据传输中的分类、主动队列管理、调度等处理过程与图2所述一致，这里不再一一详述。

可见，本发明所提供的方法能够保证一个RAB上不同业务的不同QoS需求，保证用户的业务感受，提高业务质量。

以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述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 (16)

1、一种无线接入承载数据传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、对承载在无线接入承载RAB上的数据包进行分类，将同一类别的数据包放到同一发送队列中；

B、设置调度策略，根据设置的调度策略对所述队列进行调度，将所述队列中的数据包发送出去。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述分类包括：在RAB对应的分组数据汇聚协议PDCP实体中对承载在RAB上的数据包进行分类。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在PDCP实体中对数据包进行分类包括：PDCP实体对承载在RAB上的数据包包头进行解析，根据包头确定数据包的类别。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PDCP实体对数据包包头进行解析包括：PDCP实体对数据包的网络层协议包头、或/和传输层协议包头、或/和应用层协议包头进行解析。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述分类包括：根据数据包的服务质量QoS特性，对承载在RAB上的数据包进行分类。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述QoS特性为时延要求特性时，所述分类包括：将视频点播、流媒体归为高时延等级类；将网页浏览、即时通讯归为中时延等级类；将文件传输协议FTP下载，收发电子邮件EMAIL归为低时延等级类。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述设置调度策略包括：设置优先级；

所述根据设置的调度策略进行调度包括：根据设置的优先级对所述队列进行调度。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设置优先级包括：根据队列中数据包的QoS特性为队列设置优先级。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述QoS特性为时延要求特性时，所述根据QoS特性设置优先级包括：根据队列中数据包的时延要求特性为队列设置优先级，所述队列的优先级高低与队列中数据包的时延要求特性高低成正比。

10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述设置调度策略包括：设置公平性策略；

所述根据设置的调度策略进行调度包括：根据队列未被调度的时间长短进行调度，队列的调度先后次序与队列未被调度的时间长短成正比。

11、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在数据包发送之前进一步包括：对所述队列进行主动队列管理。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对队列进行主动队列管理包括：根据队列中的数据包QoS特性、或/和业务流量、或/和业务连接数，确定队列的主动队列管理参数，并根据确定的主动队列管理参数对队列进行主动队列管理。

13、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述QoS特性为时延要求特性，所述主动队列管理参数为目标队列长度时，

所述根据QoS特性确定主动队列管理参数包括：根据队列中数据包的时延要求特性确定目标队列长度，所述目标队列长度的长短与队列中数据包的时延要求特性高低成反比。

14、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述主动队列管理参数为标记门限时，

所述根据业务流量确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务流量确定队列的标记门限，所述队列的标记门限大小与队列中的业务流量大小成反比；

所述根据业务连接数确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务连接数确定队列的标记门限，所述队列的标记门限大小与队列中的业务连接数多少成反比。

15、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述主动队列管理参数为标记概率时，

所述根据业务流量确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务流量确定队列的标记概率，所述队列的标记概率高低与队列中的业务流量大小成正比；

所述根据业务连接数确定主动队列管理参数包括：根据队列中的业务连接数确定队列的标记概率，所述队列的标记概率高低与队列中的业务连接数多少成正比。

16、根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在进行主动队列管理的过程中进一步包括：对主动队列管理参数进行动态调整。

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