CN101179833B - 基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法 - Google Patents

基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法。基站进行拥塞检测，并根据拥塞状态向无线网络控制器发送拥塞指示控制帧，拥塞指示控制帧包括拥塞指示帧和拥塞解除指示帧；无线网络控制器判断所接收到的拥塞指示控制帧的类型，如果是拥基指示帧，则无线网络控制器根据所接收的拥塞指示帧、延迟定时器的状态、以及拥塞状态变量，对数据流量进行调整，如果是拥塞解除指示帧，则无线网络控制器根据所接收的拥塞解除指示帧，对数据流量进行恢复。本发明在NodeB和RNC之间网络传输受限的情况下，对接纳判决加入NodeB和RNC之间网络资源的约束，能有效的避免固网传送的拥塞，提高服务质量。

Description

基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域中宽带码分多址系统，尤其涉及一种基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法。
背景技术
在NodeB(基站)和RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)网络节点之间，传输带宽是受限的，运营商从运营成本的角度考虑，通常根据网络覆盖地区的话务模型来确定传输带宽。因此，在RNC向NodeB发送数据时，需要根据这部分带宽的配置情况，按照一定的算法或者策略，在各个业务之间合理的分配资源。
但是，在多个NodeB和单个RNC之间，为合理的使用总的网络传输资源，需要配置一个网络汇聚节点，将总带宽再次合理的分配。这就使得对于RNC来说，通向某个NodeB的可使用的带宽资源是不可预见的，因此，上面提到的流量分配策略就可能发生失效。
3GPP TS 25.427协议定义了一种拥塞指示控制帧，帧结构如图1所示。其中Congestion Status的含义如下：
0 无拥塞No TNL congestion
1 保留ved for future use
2 网络延迟
3 网络丢包
NodeB根据检测RNC发送数据包的丢包结果，根据丢包量的多少，发送一定密度的拥塞指示帧给RNC，帧的编号为3，RNC可以根据在每个调度周期内接收到的拥塞指示帧的数量，来对业务流量进行控制。对于网络延迟，NodeB根据检测HSDPA(High SpeedDownlink Packet Access，高速下行分组接入)数据帧中的DRT(DelayReference Time，延迟参考时间)字段(TS 25.435)检测帧延迟，当延迟量超过一定的门限，发送延迟指示帧给RNC，帧的编号为2。
因此，需要根据TS 25.427协议定义的拥塞指示控制帧和延迟指示帧提供一种拥塞控制算法，对每个R5业务发送的数据量进行上调或者下调处理，解决网络拥塞的情况。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法，用于提供WCDMA系统RNC节点和NodeB节点之间的拥塞控制，以解决传输流控的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法。拥塞控制方法包括以下步骤：
步骤S102，基站进行拥塞检测，并根据拥塞状态向无线网络控制器发送拥塞指示控制帧，拥塞指示控制帧包括拥塞指示帧和拥塞解除指示帧；
步骤S104，无线网络控制器判断所接收到的拥塞指示控制帧的类型，如果是拥塞指示帧，则进行至步骤S106，如果是拥塞解除指示帧，则进行至步骤S108；
步骤S106，无线网络控制器根据所接收的拥塞指示帧、延迟定时器的状态、以及拥塞状态变量，对数据流量进行调整；以及
步骤S108，无线网络控制器根据所接收的拥塞解除指示帧，对数据流量进行恢复。
如果无线网络控制器连续接收到拥塞解除指示帧并且不再继续接收到拥塞解除指示帧，则启动恢复定时器，当恢复定时器到期时，增加数据流量，并重新启动恢复定时器。
设置延迟定时器，当接收到一次拥塞指示帧时，启动延迟定时器，并且在延迟定时器有效期内，不对新接收到的拥塞指示帧进行处理。
拥塞指示帧包括丢包指示帧和延迟指示帧。
在步骤S106中，如果延迟定时器已启动，则不进行任何处理。
在步骤S106中，如果延迟定时器未启动，并且拥塞状态变量表示不处于拥塞解除状态，则减小数据流量，将拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动延迟定时器。优选地，将在拥塞指示帧为丢包指示帧的情况下的数据流量减小量设置为大于在拥塞指示帧为延迟指示帧的情况下的数据流量减小量。
在步骤S106中，如果延迟定时器未启动，并且拥塞状态变量表示处于拥塞解除状态，则减小数据流量，将拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动延迟定时器。优选地，如果恢复定时器启动，则使恢复定时器失效，其中，恢复定时器在无线网络控制器连续接收到预定数量个拥塞解除指示帧时启动。在步骤S108中，将拥塞状态变量设置为处于拥塞解除状态，增加数据流量。
通过上述技术方案，本发明在NodeB和RNC之间网络传输受限的情况下，对接纳判决加入NodeB和RNC之间网络资源的约束，能有效的避免固网传送的拥塞，提高服务质量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是拥塞指示控制帧结构示意图；
图2是根据本发明的基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法的流程图；
图3是根据本发明的基站和无线网络控制器之间的拥塞控制系统的框图；以及
图4是根据本发明实施例的拥塞控制方法流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明。
参照图2，根据本发明的基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法包括以下步骤：
步骤S102，基站进行拥塞检测，并根据拥塞状态向无线网络控制器发送拥塞指示控制帧，拥塞指示控制帧包括拥塞指示帧和拥塞解除指示帧。
拥塞指示帧包括丢包指示帧和延迟指示帧。
步骤S104，无线网络控制器判断所接收到的拥塞指示控制帧的类型，如果是拥塞指示帧，则进行至步骤S106，如果是拥塞解除指示帧，则进行至步骤S108。
步骤S106，无线网络控制器根据所接收的拥塞指示帧、延迟定时器的状态、以及拥塞状态变量，对数据流量进行调整。
如果延迟定时器已启动，则不进行任何处理。
如果延迟定时器未启动，并且拥塞状态变量表示不处于拥塞解除状态，则减小数据流量，将拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动延迟定时器。优选地，将在拥塞指示帧为丢包指示帧的情况下的数据流量减小量设置为大于在拥塞指示帧为延迟指示帧的情况下的数据流量减小量。
如果延迟定时器未启动，并且拥塞状态变量表示处于拥塞解除状态，则减小数据流量，将拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动延迟定时器。优选地，如果恢复定时器启动，则使恢复定时器失效，其中，恢复定时器在无线网络控制器连续接收到预定数量个拥塞解除指示帧时启动。
步骤S108，无线网络控制器根据所接收的拥塞解除指示帧，对数据流量进行恢复。
将拥塞状态变量设置为处于拥塞解除状态，增加数据流量。
此外，可选地，如果无线网络控制器连续接收到拥塞解除指示帧并且不再继续接收到拥塞解除指示帧，则启动恢复定时器，当恢复定时器到期时，增加数据流量，并重新启动恢复定时器。
可选地，设置延迟定时器，当接收到一次拥塞指示帧时，启动延迟定时器，并且在延迟定时器有效期内，不对新接收到的拥塞指示帧进行处理。
参照图3，根据本发明的基站和无线网络控制器之间的拥塞控制系统10包括：拥塞指示模块20，位于基站侧，用于进行拥塞检测，并根据拥塞状态向无线网络控制器发送拥塞指示控制帧，拥塞指示控制帧包括拥塞指示帧和拥塞解除指示帧；判决模块30，位于无线网络控制器侧，用于判断所接收到的拥塞指示控制帧的类型，如果是拥塞指示帧，则判决由调整模块40进行处理，如果是拥塞解除指示帧，则判决由恢复模块50进行处理；调整模块40，位于无线网络控制器侧，用于根据所接收的拥塞指示帧、延迟定时器的状态、以及拥塞状态变量，对数据流量进行调整；以及恢复模块50，位于无线网络控制器侧，用于根据所接收的拥塞解除指示帧，对数据流量进行恢复。
如果无线网络控制器连续接收到拥塞解除指示帧并且不再继续接收到拥塞解除指示帧，则启动恢复定时器，当恢复定时器到期时，增加数据流量，并重新启动恢复定时器。
延迟定时器当接收到一次拥塞指示帧时启动，并且在延迟定时器有效期内，不对新接收到的拥塞指示帧进行处理。
拥塞指示帧包括丢包指示帧和延迟指示帧。
如果无线网络控制器接收到拥塞指示帧，延迟定时器已启动，则调整模块40不进行任何处理。
如果无线网络控制器接收到拥塞指示帧，延迟定时器未启动，并且拥塞状态变量表示不处于拥塞解除状态，则调整模块40减小数据流量，将拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动延迟定时器。优选地，调整模块40将在拥塞指示帧为丢包指示帧的情况下的数据流量减小量设置为大于在拥塞指示帧为延迟指示帧的情况下的数据流量减小量。
如果无线网络控制器接收到拥塞指示帧，延迟定时器未启动，并且拥塞状态变量表示处于拥塞解除状态，则调整模块40减小数据流量，将拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动延迟定时器。优选地，如果恢复定时器启动，则调整模块40使恢复定时器失效，其中，恢复定时器在无线网络控制器连续接收到预定数量个拥塞解除指示帧时启动。
如果无线网络控制器接收到拥塞解除指示帧，则恢复模块50将拥塞状态变量设置为处于拥塞解除状态，增加数据流量。
本发明涉及宽带码分多址系统NodeB网络节点和RNC网络节点之间R5业务的拥塞控制算法。
拥塞控制对PVC(Permanent Virtual Circuit，永久虚电路)反压流控得出的数据量进行二次调整，操作有两种类型：
1)速率调整原则为快下调，慢上调；
2)设置数据量发送百分比P，实际发送量为业务可发送量乘以P，初始状态P＝100％，当发生拥塞的情况，降低P的值，以达到调整流量的目的；
3)设置一个Pending Timer(延迟定时器)定时器，当接收到一次拥塞指示帧的时候，启动Pending Timer定时器，在定时器有效期内，不对拥塞指示帧进行处理；
4)P的调整，当每次接收到拥塞指示帧的时候，接收到一个拥塞指示帧，P＝P-10％，P的初始值为100％，直到P＝0；
5)P的调整，当每次接收到延迟指示帧的时候，接收到一个延迟指示帧，P＝P-5％；
6)当连续收到拥塞解除指示帧的时候，适当的调整P，每接收到一个拥塞解除指示帧，P就增加5％，P＝P+5％；
7)当在连续接收拥塞解除指示帧的时候，即在对P适当的增加时，接收到拥塞指示帧，那么就认为是这种微微的调整破坏了网络平衡，那么，就将P减少5％，恢复到以前状态；
8)在连续接收到拥塞解除指示帧，在达到一定次数后，NodeB不会再发送拥塞解除指示帧，这个时候，启动Resume Timer定时器(恢复定时器)，当定时器到期，调整P增加10％，再启动ResumeTimer定时器，如果在此期间内，收到了拥塞指示帧，那么ResumeTimer自动失效；
9)设置拥塞状态变量ConState，如果ConState＝0，表明当前处于拥塞解除状态，如果ConState＝1，表明当前处于拥塞状态。
下面结合图4对技术方案的实施作进一步的详细描述：
1)初始状态，P＝100％，Pending Timer处于失效状态，ConState＝-1
2)RNC在一个调度周期内接收到n个拥塞指示帧，则进行如下处理：
a)如果此时Pending Timer没有启动，并且ConState～＝0，那么P＝P-n*10％，并且启动Pending Timer，将状态变量ConState赋为1
b)如果此时Pending Timer处于有效状态，那么不对拥塞指示帧进行处理
c)如果Pending Timer没有启动，但是ConState＝0，并且ResumeTimer没有启动，那么P＝P-5％，启动Pending Timer
d)如果Pending Timer没有启动，但是ConState＝0，并且ResumeTimer启动，那么P＝P-10％，Resume Timer失效，启动PendingTimer
3)RNC在一个调度周期内接收到n个延迟指示帧，则进行如下处理：
a)如果此时Pending Timer没有启动，并且ConState～＝0，那么P＝P-n*5％，并且启动Pending Timer，将状态变量ConState赋为1
b)如果此时Pending Timer处于有效状态，那么不对拥塞指示帧进行处理
c)如果Pending Timer没有启动，但是ConState＝0，并且ResumeTimer没有启动，那么P＝P-5％，启动Pending Timer
d)如果Pending Timer没有启动，但是ConState＝0，并且ResumeTimer启动，那么P＝P-10％，Resume Timer失效，启动PendingTimer
4)当RNC接收到拥塞解除指示帧的时候，将状态变量ConState＝0，并且，P＝P+5％，并且记录接收到的拥塞解除指示帧的个数，NumunTNL＝NumunTNL+1，当NumunTNL≥5的时候，启动Resume Timer定时器
5)当Resume Timer定时器失效，将P＝P+10％，并且再次启动Resume Timer定时器，直到P＝100％。
综上所述，本算法使得RNC可以根据接收到的拥塞指示帧的数量来动态的调整发送的业务量，在拥塞状态得到恢复时，可以根据拥塞解除指示帧来慢慢的恢复数据发送量，降低了由于固网资源受限时的拥塞状况，提高了业务的服务质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基站和无线网络控制器之间的拥塞控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S102，所述基站进行拥塞检测，并根据拥塞状态向所述无线网络控制器发送拥塞指示控制帧，所述拥塞指示控制帧包括拥塞指示帧和拥塞解除指示帧，其中，所述拥塞指示帧包括丢包指示帧和延迟指示帧；
步骤S104，所述无线网络控制器判断所接收到的所述拥塞指示控制帧的类型，如果是所述拥塞指示帧，则进行至步骤S106，如果是所述拥塞解除指示帧，则进行至步骤S108；
步骤S106，所述无线网络控制器根据所接收的所述拥塞指示帧、延迟定时器的状态、以及拥塞状态变量，对数据流量进行调整；以及
步骤S108，所述无线网络控制器根据所接收的所述拥塞解除指示帧，对数据流量进行恢复。
2.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，如果所述无线网络控制器连续接收到所述拥塞解除指示帧并且不再继续接收到所述拥塞解除指示帧，则启动恢复定时器，当所述恢复定时器到期时，增加数据流量，并重新启动所述恢复定时器。
3.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，设置所述延迟定时器，当接收到一次所述拥塞指示帧时，启动所述延迟定时器，并且在所述延迟定时器有效期内，不对新接收到的所述拥塞指示帧进行处理。
4.根据权利要求1或3所述的拥塞控制方法，其特征在于，在步骤S106中，如果所述延迟定时器已启动，则不进行任何处理。
5.根据权利要求1或3所述的拥塞控制方法，其特征在于，在步骤S106中，如果所述延迟定时器未启动，并且所述拥塞状态变量表示处于拥塞状态，则减小数据流量，将所述拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动所述延迟定时器。
6.根据权利要求5所述的拥塞控制方法，其特征在于，将在所述拥塞指示帧为丢包指示帧的情况下的数据流量减小量设置为大于在所述拥塞指示帧为延迟指示帧的情况下的数据流量减小量。
7.根据权利要求1或3所述的拥塞控制方法，其特征在于，在步骤S106中，如果所述延迟定时器未启动，并且所述拥塞状态变量表示处于拥塞解除状态，则减小数据流量，将所述拥塞状态变量设置为表示处于拥塞状态，并启动所述延迟定时器。
8.根据权利要求7所述的拥塞控制方法，其特征在于，如果恢复定时器启动，则使所述恢复定时器失效，其中，所述恢复定时器在所述无线网络控制器连续接收到预定数量个所述拥塞解除指示帧时启动。
9.根据权利要求1所述的拥塞控制方法，其特征在于，在步骤S108中，将所述拥塞状态变量设置为处于拥塞解除状态，增加数据流量。
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