CN101064664A - 一种高速下行分组接入系统服务质量映射与保证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速下行分组接入系统服务质量映射与保证方法，其特征在于，无线网络控制器根据核心网指派的无线接入承载QoS参数以及无线链路控制层的模式的配置策略制定丢包率需求参数，并向基站映射所述丢包率需求参数，由基站保证高速媒体接入控制层的丢包率不超过所述丢包率需求参数。本发明可根据无线接入承载QoS参数将业务的优先级、保证比特速率、时延尤其是丢包率等QoS需求参数映射到基站，基站在分组调度和链路自适应时对上述业务QoS需求加以考虑，从而确保了业务的QoS需求得到满足，并可有效地提高系统容量。

Description

一种高速下行分组接入系统服务质量映射与保证方法
技术领域
本发明涉及一种移动通信系统服务质量映射与保证方法，尤其涉及一种高速下行分组接入系统服务质量的映射与保证方法。
背景技术
HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入系统，以下简称HSDPA)是3GPP(第三代合作伙伴计划)在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种新技术，它很好地解决了系统覆盖与容量之间的矛盾，大大提升了系统容量，满足了用户的高速业务需求。HSDPA引入了短的传输时间间隔(2ms)，采用自适应调制编码(Adaptive Modulationand Coding，以下简称AMC)和混合自动重传请求(Hybrid Automatic RepeatRequest，以下简称HARQ)作为链路自适应方法，并将分组调度器从无线网络控制器(Radio Network Controller，以下简称RNC)移到Node B(基站)中，从而更便于接入空口无线环境。
Node B在进行快速分组调度和链路自适应时需要考虑RNC通过Iub口映射的业务QoS(Quality of Service，服务质量)参数，如由无线接入承载(Radio Access Bearer，以下简称RAB)指派QoS参数“Traffic class”、“Allocation/Retention priority”、“Traffic handling priority”映射而来的“Scheduling Priority Indicator”调度优先级参数，由“Guaranteedbit rate”映射而来的“MAC-hs Guaranteed Bit Rate”保证比特速率参数，由“Transfer delay”映射而来的“Discard Timer”时延参数，以及“RLC Mode”参数等。Node B按照上述QoS参数以及其它策略进行调度，即可基本满足分组业务对优先级、保证速率以及时延的要求。
但对于HSDPA所承载的分组业务，一个非常重要的QoS需求是丢包率：对于交互类和背景类业务，没有保证比特速率和时延的需求，但对丢包率要求的非常严格；而对于分组流类业务，有保证比特速率和时延的要求，更有丢包率的要求，丢包率的要求甚至比传递时延还要严格。在目前的协议中，由于RNC没有将丢包率相关的RAB QoS参数“SDU error ratio”映射给NodeB，Node B在分组调度和链路自适应时或者不能很好地保证丢包率(HARQ达到最大重传次数后丢包率过高)，或者减小了系统容量(HARQ达到最大重传次数后丢包率过低，重传次数过多或浪费了功率资源)。另外无线链路控制层确认模式(Radio Link Control Acknowledged Mode，以下简称RLC AM)中的ARQ是一种数据传输失败时就重传的选择性重传机制，而Node B中的HARQ将ARQ和前向纠错编码相结合，不但可以灵活地调整有效编码速率，还可以补偿由于采用链路适配所带来的误码，从而大大提高系统性能。RLC AMARQ和HARQ如果能协调工作，共同分担业务的丢包率QoS要求，可更好地保证业务的QoS。目前针对上述情况，还没有发现已公开的专利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高速下行分组接入系统服务质量映射与保证方法，解决现有技术无线网络控制器没有将丢包率相关的QoS参数映射给基站，基站在分组调度和链路自适应时不能很好地保证丢包率的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供了一种高速下行分组接入系统服务质量映射与保证方法，其特点在于，无线网络控制器根据核心网指派的无线接入承载QoS参数以及无线链路控制层的模式的配置策略制定丢包率需求参数，并向基站映射所述丢包率需求参数，由基站保证高速媒体接入控制层的丢包率不超过所述丢包率需求参数。
上述的方法，其特点在于，所述无线接入承载QoS参数指示了无线网络侧数据包丢失或检测为错误的比例。
上述的方法，其特点在于，进一步包括如下步骤：
步骤一，在用户接入时，无线网络控制器首先检查核心网下发的无线接入承载QoS参数，根据无线资源管理策略，确定所采用的无线链路控制层的模式，并且决定是否选择高速下行共享信道来处理业务请求，是则执行步骤二，否则采用专用信道或公共信道处理所述业务请求并且结束流程；
步骤二，无线网络控制器为所述高速下行共享信道配置相关的功率资源和码资源；
步骤三，无线网络控制器根据所述无线接入承载QoS参数映射出QoS参数信元；
步骤四，无线网络控制器根据业务请求类型、无线接入承载QoS参数以及所选择的无线链路控制层的模式进行映射以确定所述丢包率需求参数，并配置初始传输的的误块率；
步骤五，无线网络控制器将所述QoS参数信元和所述丢包率需求参数包含在高速下行共享信道信息的信元的子信元中，通过Iub口的无线链路建立、增加或重配过程配置给基站；
步骤六，基站在分组调度和链路自适应时，通过QoS检测和控制手段确保所述丢包率需求参数得到满足。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤三中，所述QoS参数信元为调度优先级参数。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤三中，如果业务类型为流类业务，则所述QoS参数信元为保证比特速率参数和时延参数。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延敏感的流类业务，并且无线链路控制层的模式为非确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为低于所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为小于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延敏感的流类业务，并且无线链路控制层的模式为确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为不超过所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为小于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延不敏感的交互类或背景类业务，并且无线链路控制层的模式为非确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为略低于所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为大于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
上述的方法，其特点在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延不敏感的交互类或背景类业务，并且无线链路控制层的模式为确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为高于所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为大于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
本发明的技术效果在于：
本发明所述的HSDPA系统QoS映射和保证方法，可根据RAB指派的QoS参数将业务的优先级、保证比特速率、时延尤其是丢包率等QoS需求参数映射到Node B，Node B在分组调度和链路自适应时对上述业务QoS需求加以考虑，从而确保了业务的QoS需求得到满足，并可有效地提高系统容量。
附图说明
图1是通用移动通信系统QoS映射架构；
图2是本发明的业务初始接入HS-DSCH流程图；
图3是本发明的RAB指派QoS参数到Node B QoS参数的映射流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所述技术方案的实施作进一步详细描述：
本发明主要是提供一种HSDPA系统QoS映射和保证机制，RNC根据核心网(Core Network，以下简称CN)指派的RAB QoS参数“SDU error ratio”(服务数据单元差错率)以及RLC AM/UM配置策略，给Node B映射丢包率需求参数“Residual BLER for HARQ”(HARQ残留误块率)，Node B负责保证在MAC-hs(高速媒体接入控制)层的丢包率不超过“Residual BLER forHARQ”的情况下，提高系统的容量并保证业务的其它QoS需求得到满足。
RAB QoS参数“SDU error ratio”指示了无线网络侧数据包丢失或检测为错误的比例，在RLC层统计(若为RLC AM，则指达到ARQ最大重传次数后的丢包率)。若采用无线链路控制层非确认模式(Radio Link ControlUnacknowledged Mode，以下简称RLC UM)，“SDU error ratio”参数主要影响Node B侧达到HARQ最大重传次数后的残留BLER，即“Residual BLER forHARQ”的配置，所配置的残留BLER应略低于“SDU error ratio”指示的数值；若采用RLC AM，则一方面影响Node B侧的残留BLER，即“Residual BLERfor HARQ”的配置，另一方面影响RLC ARQ最大重传次数的配置，若残留BLER配置得低一些，则RLC ARQ重传次数就可小一些，相反若残留BLER配置得较高，则RLC ARQ重传次数就要较多，以保证RLC层统计的丢包率低于“SDUerror ratio”指示的数值。由于HARQ效率比较高，一般而言，残留BLER应该配置得低一些。
本发明所述的HSDPA系统QoS映射和保证方法步骤如下：
第一步：当有流类、背景类或者交互类的用户接入时，RNC首先检查CN下发的RAB指派QoS参数，根据无线资源管理(Radio Resource Management，以下简称RRM)策略，决定是选择专用信道还是共享信道来处理业务请求，并且决定是采用RLC AM还是采用RLC UM。
第二步：若选择高速下行共享信道(High Speed Downlink SharedChannel，以下简称HS-DSCH)承载业务，则RNC需要为HS-DSCH配置相关的功率资源和码资源，同时需要将RAB指派QoS参数映射给Node B，以供NodeB分组调度和链路自适应时参考。
第三步：RNC根据RAB指派QoS参数“Traffic class”、“Allocation/Retention priority”、“Traffic handling priority”映射“Scheduling Priority Indicator”调度优先级参数。若业务类型为流类业务，则根据“Guaranteed bit rate”QoS参数映射“MAC-hs GuaranteedBit Rate”保证比特速率参数，并且根据“Transfer delay”QoS参数映射“Discard Timer”时延参数。
第四步：RNC根据业务请求类型、RAB QoS参数“SDU error ratio”以及所选择的RLC模式映射“Residual BLER for HARQ”参数，并为HARQ配置适当的初始传输的BLER，以便既保证业务的时延和保证比特速率要求，又保证业务的丢包率要求。本步骤又可包括以下子步骤：
1.若业务类型为时延敏感的流类业务且采用RLC UM，则映射到Node B的“Residual BLER for HARQ”参数略低于“SDU error ratio”指示的数值，且可为Node B的HARQ配置比较低的初始传输的BLER(小于协议规定的上报CQI(质量测量指示)时10％的BLER)，以在分组调度和链路自适应时既保证业务的丢包率需求得到满足，又保证流类业务的时延得到满足。
2.若业务类型为时延敏感的流类业务但采用RLC AM，考虑到RLC AM虽具有ARQ重传但ARQ重传时延比较大，仅可用于在HARQ传输异常如非确认NACK误判为确认ACK时的“补漏”处理，因此映射到Node B的“Residual BLERfor HARQ”参数应不超过“SDU error ratio”指示的数值，且可为Node B的HARQ配置比较低的初始传输的BLER(小于协议规定的上报CQI时10％的BLER)。
3.若业务类型为对时延不敏感的交互类/背景类业务但采用RLC UM，同样要使得映射到Node B的“Residual BLER for HARQ”参数略低于“SDU errorratio”指示的数值，但可为Node B的HARQ配置比较高的初始传输的BLER(大于协议规定的上报CQI时10％的BLER)，以充分利用HARQ重传带来的增益。
4.若业务类型为对时延不敏感的交互类/背景类业务但采用RLC AM，考虑到交互类/背景类业务没有时延需求且RLC AM具有ARQ重传，可将“SDUerror ratio”指示的丢包率分担在ARQ和HARQ上，但考虑到HARQ的效率比ARQ高，映射到Node B的“Residual BLER for HARQ”参数不要高出“SDUerror ratio”指示的数值太多，且可为Node B的HARQ配置比较高的初始传输的BLER(大于协议规定的上报CQI时10％的BLER)，以充分利用HARQ重传带来的增益。
第五步：RNC将由RAB指派QoS参数映射得到的“Scheduling PriorityIndicator”、“MAC-hs Guaranteed Bit Rate”、“Discard Timer”和“Residual BLER for HARQ”等QoS参数信元包含在“HS-DSCH Information”信元的子信元“HS-DSCH MAC-d Flows Information”中，通过Iub口的无线链路建立、增加或重配过程配置给Node B。
第六步：Node B在分组调度和链路自适应时考虑由RNC映射而来的上述QoS参数，并通过QoS检测和控制手段确保上述QoS需求得到满足。
图1是通用移动通信系统(Universal Mobile TelecommunicationSystem，以下简称UMTS)QoS映射架构。端到端的QoS可映射为UMTS QoS、外部网络QoS和TE/MT本地承载QoS。UMTS QoS可映射为RAB QoS和CN QoS，其中RAB QoS可映射为无线承载(Radio Bearer，以下简称RB)QoS和无线接入网络(Radio Access Network，以下简称RAN)接入承载QoS。RB QoS又可进一步映射为物理无线承载QoS。
图2是业务初始接入HS-DSCH(高速下行共享信道)流程图。当有流类、交互类或者背景类的业务请求接入时(步骤201)，RNC首先检查CN下发的RAB指派QoS参数(步骤202)，接下来需要根据RRM策略，进行业务初始接入的信道选择，并选择RLC模式(是采用RLC AM还是RLC UM承载业务)(步骤203)，并根据业务初始接入选择的信道分别进行处理(步骤204)。若业务初始接入选择的不是HS-DSCH信道，则转向专用信道或公共信道处理流程进行处理(步骤207)。若业务初始接入选择的是HS-DSCH信道，则RNC需要为HS-DSCH配置相关的功率资源和码资源(步骤205)，同时需要将RAB指派QoS参数映射给Node B，以供Node B分组调度和链路自适应时参考(步骤206)。
图3是RAB指派QoS参数到Node B QoS参数的映射流程图。RNC需要首先检查RAB指派的QoS参数(步骤301)，根据RABQoS参数“Traffic class”、“Allocation/Retention priority”、“Traffic handling priority”等为Node B映射“Scheduling Priority Indicator”调度优先级参数(步骤302)。接下来RNC需要检查业务类型及所选择的RLC模式，以在映射丢包率参数时区别处理(步骤303)。若业务类型为流类且采用RLC UM承载(步骤304)，则需要首先根据RAB指派的“Guaranteed bit rate”QoS参数映射“MAC-hsGuaranteed Bit Rate”保证比特速率参数(步骤305)，并且根据“Transferdelay”QoS参数映射“Discard Timer”时延参数(步骤306)，接下来考虑到业务的丢包率和时延要求，映射到Node B的“Residual BLER for HARQ”参数略低于“SDU error ratio”指示的数值(步骤307)，且可为Node B的HARQ配置比较低的初始传输的BLER(小于协议规定的上报CQI时10％的BLER)(步骤308)；若业务类型为流类且采用RLC AM承载(步骤309)，同样需要首先根据RAB指派的“Guaranteed bit rate”QoS参数映射“MAC-hsGuaranteed Bit Rate”保证比特速率参数(步骤310)，并且根据“Transferdelay”QoS参数映射“Discard Timer”时延参数(步骤311)，考虑到RLC AM虽具有ARQ重传但ARQ重传时延比较大，仅可用于在HARQ传输异常如非确认NACK误判为确认ACK时的“补漏”处理，因此映射到Node B的“ResidualBLER for HARQ”参数应不超过“SDU error ratio”指示的数值(步骤312)，且可为Node B的HARQ配置比较低的初始传输的BLER(小于协议规定的上报CQI时10％的BLER)(步骤313)；若业务类型为交互类/背景类且采用RLCUM承载(步骤314)，由于没有时延和保证比特速率的要求，不需要映射这两个参数，同样要使得映射到Node B的“Residual BLER for HARQ”参数略低于“SDU error ratio”指示的数值(步骤315)，但可为Node B的HARQ配置比较高的初始传输的BLER(大于协议规定的上报CQI时10％的BLER)，以充分利用HARQ重传带来的增益(步骤316)；若业务类型为交互类/背景类且采用RLC AM承载(步骤317)，同样不需要映射时延和保证比特速率参数，考虑到交互类/背景类业务没有时延需求且RLC AM具有ARQ重传，可将“SDUerror ratio”指示的丢包率分担在ARQ和HARQ上，但考虑到HARQ的效率比ARQ高，映射到Node B的“Residual BLER for HARQ”参数高于但不要高出“SDU error ratio”指示的数值太多(步骤318)，且可为Node B的HARQ配置比较高的初始传输的BLER(大于协议规定的上报CQI时10％的BLER)，以充分利用HARQ重传带来的增益(步骤319)。RNC将由RAB指派QoS参数映射得到的上述QoS参数信元包含在“HS-DSCH Information”信元的子信元“HS-DSCH MAC-d Flows Information”中，通过Iub口的无线链路建立、增加或重配过程配置给Node B(步骤320)。Node B在分组调度和链路自适应时考虑由RNC映射而来的上述QoS参数，并通过QoS检测和控制手段确保上述QoS需求得到满足(步骤321)。
由上可知，本发明所述的HSDPA系统QoS映射和保证机制，其基本思想是RNC根据CN指派的RAB QoS参数“SDU error ratio”以及RLC AM/UM配置策略，将丢包率需求参数“Residual BLER for HARQ”映射给Node B，NodeB负责保证在MAC-hs层达到HARQ最大重传次数后的丢包率不超过“ResidualBLER for HARQ”的情况下，提高系统的容量并同时保证业务的其它QoS需求也得到满足。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

Claims (9)

1、一种高速下行分组接入系统服务质量映射与保证方法，其特征在于，无线网络控制器根据核心网指派的无线接入承载QoS参数以及无线链路控制层的模式的配置策略制定丢包率需求参数，并向基站映射所述丢包率需求参数，由基站保证高速媒体接入控制层的丢包率不超过所述丢包率需求参数。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线接入承载QoS参数指示了无线网络侧数据包丢失或检测为错误的比例。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括如下步骤：
步骤一，在用户接入时，无线网络控制器首先检查核心网下发的无线接入承载QoS参数，根据无线资源管理策略，确定所采用的无线链路控制层的模式，并且决定是否选择高速下行共享信道来处理业务请求，是则执行步骤二，否则采用专用信道或公共信道处理所述业务请求并且结束流程；
步骤二，无线网络控制器为所述高速下行共享信道配置相关的功率资源和码资源；
步骤三，无线网络控制器根据所述无线接入承载QoS参数映射出QoS参数信元；
步骤四，无线网络控制器根据业务请求类型、无线接入承载QoS参数以及所选择的无线链路控制层的模式进行映射以确定所述丢包率需求参数，并配置初始传输的的误块率；
步骤五，无线网络控制器将所述QoS参数信元和所述丢包率需求参数包含在高速下行共享信道信息的信元的子信元中，通过Iub口的无线链路建立、增加或重配过程配置给基站；
步骤六，基站在分组调度和链路自适应时，通过QoS检测和控制手段确保所述丢包率需求参数得到满足。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述QoS参数信元为调度优先级参数。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，如果业务类型为流类业务，则所述QoS参数信元为保证比特速率参数和时延参数。
6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延敏感的流类业务，并且无线链路控制层的模式为非确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为低于所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为小于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延敏感的流类业务，并且无线链路控制层的模式为确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为不超过所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为小于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
8、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延不敏感的交互类或背景类业务，并且无线链路控制层的模式为非确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为略低于所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为大于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
9、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤四中，如果业务类型为对时延不敏感的交互类或背景类业务，并且无线链路控制层的模式为确认模式，则将所述丢包率需求参数映射为高于所述无线接入承载QoS参数指示的数值，并且所述初始传输的的误块率设置为大于协议规定的上报信道质量指示时的误块率。
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