CN101262432B - 通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通信设备。第一控制器基于第一缓冲器中的业务量和针对第一读出速度的请求信息来计算第一读出速度，并在第一调度器中设置该速度。第一控制器还基于第一缓冲器中的业务量产生针对第二读出速度的请求信息。第二控制器基于第二缓冲器中的业务量和针对第二读出速度的请求信息来计算第二读出速度，并在第二调度器中设置该速度。第二控制器还基于第二缓冲器中的业务量产生针对第一读出速度的请求信息。

Description

通信设备
本申请基于并申明了2007年3月7日提交的日本专利申请No.2007-056945的权益，将其内容在此合并作为参考。
技术领域
本发明涉及一种提供了多层功能的通信设备，更具体地涉及通过该设备的流量控制。
背景技术
通信系统通常执行用于缓和拥塞及防止数据删除的流量控制(见日本专利公开第2004-72569号)。例如，该流量控制将数据暂时存贮在缓冲器中，并调整从缓冲器中读出的数据量。
具有诸如WCDMA之类的复杂功能并具有多层的协议配置的通信系统根据每一层的协议来控制业务。例如，WCDMA分组服务使用TCP/IP来将移动终端与服务器相连。在从服务器到终端的数据传输中，TCP通常根据RFC2001中所定义的慢启动算法来控制数据量。
WCDMA系统需要通过考虑TCP/IP流量控制来保持所保留的波段，以保证通信质量。然而，TCP慢启动的规范部分地取决于每一应用，因此很难预测WCDMA系统在网络中所传输的业务量。因此，WCDMA系统通过允许余量来保持大于实际业务量的保留波段。
图1是示出了WCDMA系统所保持的保留波段与TCP/IP级的实际业务量之间的关系。参照图1，将WCDMA系统所保持的保留波段91固定为A。与之相反地，TCP/IP级的业务量92实质上随时间上升和下降。
在该图中，TCP/IP级的业务量92在B部分中超过保留波段。在出现拥塞时，业务量由于流量控制而快速降低，然后基于TCP慢启动而缓慢地恢复。
然而，上述技术具有以下问题。
没有向具有低于TCP/IP级的等级的层的协议通知根据TCP慢启动所控制的数据量。因此，对于较低等级的层而言，使用除了测量该层中的数据量之外的方法将很难确认业务量。通常，在业务量控制中协议并不协作。因此，在严格意义上无法有效地使用线路。
例如，在如图1所示的慢启动中，业务量需要一定的时间才能恢复到拥塞检测之前的水平。在恢复之前，持续无法有效使用保留波段的状态。
作为用于确认业务量的实践方法，可以使用一种假设针对每一服务的平均吞吐量和用户数目、并基于该假设来计算每一层的吞吐量的方法。然而，对于每一网络，平均吞吐量和用户数目是不同的。因此，很难获得信息以用于假设精确的平均吞吐量和用户数目。
此外，WCDMA系统具有连接类和最大速率。此外，由于提供了诸如HSDPA和HSUPA之类的服务，因此针对基础设施的可连接速率较之第二代系统更为多样化。由于针对终端用户的服务的多样化，因此以相同速率在相同类中连接的多个用户可以执行不同的应用。在这种情况下，以相同速率在相同类中的用户具有不同的业务曲线。
如上所述，对于连接在通信基础设施上的服务而言，很难计算每一服务的平均速率和连接数。
WCDMA系统在传输层中使用ATM(异步传输模式)。在欧洲市场中ATM费用非常高。因此，移动通信运营商承担了ATM费用的巨额成本。因此，强烈地希望有效地使用线路资源。
3GPP(第三代合作伙伴项目)已经对传输承载修改功能进行了标准化。该功能的正确应用用以在帧协议与其较低的ATM/AAL2层之间建立协作，因此可以在一定程度上有效地使用物理线路资源。然而，需要一种技术在上述环境下更为有效地使用线路。
发明内容
本发明的示例性目的是提供一种能够有效使用线路波段的通信系统。
为了实现上述目的，根据本发明的示例性方面的通信设备是一种具有多层的协议配置的通信设备，该设备包括第一缓冲器、第一调度器、第二缓冲器、第二调度器、第一控制器和第二控制器。
较高等级层中的第一缓冲器保持可读的输入数据。第一调度器以设定的第一读出速度从所述第一缓冲器读出数据。较低等级层中的第二缓冲器保持从第一缓冲器读出的可读的数据。第二调度器以设定的第二读出速度从所述第二缓冲器读出数据。
第一控制器基于第一缓冲器中的业务量和针对第一读出速度的请求信息来计算第一读出速度，将该速度设定在第一调度器中，并基于第一缓冲器中的业务量产生针对第二读出速度的请求信息。
第二控制器基于第二缓冲器中的业务量和针对第二读出速度的请求信息来计算第二读出速度，将该速度设定在第二调度器中，并基于第二缓冲器中的业务量产生针对第一读出速度的请求信息。
参考示出了本发明的示例的附图，本发明的上述和其它的目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是示出了WCDMA系统所保持的保留波段与TCP/IP级的实际业务量之间的关系；
图2是示出了根据一个示例性实施例的通信设备的配置的方框图；
图3是示出了根据示例的通信设备的配置的方框图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述用于执行本发明的示例性实施例。
图2是示出了根据一个示例性实施例的通信设备的配置的方框图。根据本发明的通信设备是用于从每一用户接收数据、多路复用每类数据、以及进一步在传输通路中多路复用每类数据的设备。
参照图2，该通信设备包括用户缓冲器系统101和102、类缓冲器系统11、传输缓冲器系统12、用户缓冲器系统控制器13、类缓冲器系统控制器14、以及传输缓冲器系统控制器15。
每个用户缓冲器系统101和102都包括针对相应的用户所定义的多个用户缓冲器101和多个调度器102。用户缓冲器系统101和102将来自相应的用户的数据存储在多个用户缓冲器101的每一个用户缓冲器中，并在调度器102中以用户缓冲器系统控制器13所设定的读出速度来读出每一用户缓冲器的数据。用户缓冲器系统101和102还监控每一用户的业务量的变化，并向用户缓冲器系统控制器13通知该变化。例如，业务量表示存贮于缓冲器中的数据量。作为另一示例，实际由调度器所指定的吞吐量可以是数据量的指示符。
类缓冲器系统11包括针对用户所属于的相应类所定义的多个类缓冲器111以及多个调度器112。类缓冲器系统11多路复用从用户缓冲器系统101和102的每一用户缓冲器101读出的每一类数据，并将该数据存储在多个类缓冲器111中的每一个类缓冲器中，并在调度器112中以类缓冲器系统控制器14所设定的读出速度从每一类缓冲器111读出数据。类缓冲器系统11还监控每一类的业务量的变化，并向用户缓冲器系统控制器14通知该变化。例如，业务量表示存贮于缓冲器中的数据量。作为另一示例，实际由调度器所指定的吞吐量可以是数据量的指示符。
传输缓冲器系统12包括传输缓冲器针对用于多路复用多个类的传输通路所定义的传输缓冲器121和调度器122。传输缓冲器系统12在传输通路中多路复用从每一类缓冲器111读出的数据，将该数据存储在传输缓冲器121中，并在调度器122中以传输缓冲器系统控制器15所设定的读出速度从传输缓冲器121读出数据。传输缓冲器系统12还监控传输通路中的业务量的变化，并向传输缓冲器系统控制器15通知该变化。例如，业务量表示存贮于缓冲器中的数据量。作为另一示例，实际由调度器所指定的吞吐量可以是数据量的指示符。
用户缓冲器系统控制器13是针对每一类所定义的。用户缓冲器系统控制器13基于由较低等级层中的类缓冲器系统控制器14所请求的请求信息，或者基于由用户缓冲器系统101和102所通知的针对每一用户的业务量的变化，来计算每一用户缓冲器101的读出速度，并将结果设定在用户缓冲器系统101和102中。
用户缓冲器系统控制器13还基于由用户缓冲器系统101和102所通知的针对每一用户的业务量的变化，来向较低等级层中的类缓冲器系统控制器14产生针对读出速度的请求信息，并将结果发送给类缓冲器系统控制器14。
例如，如果针对属于同一类的用户的用户缓冲器101的总业务量增加，则用户缓冲器系统控制器13尝试增加每一用户缓冲器101的读出速度。当超过预定阈值时，可以确定业务量的增加。如果针对每一用户缓冲器101的读出速度增加，则流入针对用户所属于的类的类缓冲器111的业务量也增加。因此，用户缓冲器系统控制器13优选地请求类缓冲器系统控制器14，以增加读出速度。
类缓冲器系统控制器14基于由较低等级层中的传输缓冲器系统控制器15的请求、由较高等级层中的用户缓冲器系统控制器13的请求信息、或由类缓冲器系统11所通知的针对每一类的业务量的变化，来计算针对每一类缓冲器111的读出速度，并将结果设定在类缓冲器系统11中。
类缓冲器系统控制器14还基于由用户缓冲器系统11所通知的针对每一类的业务量的变化，来向较低等级层中的传输缓冲器系统控制器15产生针对读出速度的请求信息，以及向较高等级层中的用户缓冲器系统控制器13产生针对读出速度的请求信息，并将结果发送给传输缓冲器系统控制器15和用户缓冲器系统控制器13中的每一个。
例如，当针对特定类的类缓冲器111的业务量增加时，类缓冲器系统控制器14尝试增加针对类缓冲器111的读出速度。此时，类缓冲器系统控制器14优选地向较高等级层中的用户缓冲器系统控制器13请求减小针对属于该类的用户的类缓冲器101的读出速度。
例如，当针对以同一传输通路多路复用的类的类缓冲器的业务量总体增加，类缓冲器系统控制器14尝试增加每一类缓冲器111的读出速度。如果针对各个类缓冲器111的读出速度增加，则流入用于多路复用类的传输通路中的传输缓冲器121的业务量也增加。因此，类缓冲器系统控制器14优选地请求传输缓冲器系统控制器15增加读出速度
传输缓冲器系统控制器15基于由较高等级层中的类缓冲器系统控制器14的请求或基于由传输缓冲器系统12所通知的传输通路121中的业务量的变化来计算针对传输缓冲器121的读出速度，并将结果设定在传输缓冲器系统12中。
传输缓冲器系统控制器15还基于由传输缓冲器系统12所通知的传输业务量的变化来向较高等级层中的类缓冲器系统控制器14产生针对读出速度的请求信息，并将结果发送给类缓冲器系统控制器14。
例如，当针对特定传输通路的传输缓冲器121的业务量增加时，传输缓冲器系统控制器15尝试增加针对该传输缓冲器121的读出速度。此时，传输缓冲器系统控制器15优选地请求较高等级层中的类缓冲器系统控制器14减小针对在传输通路中多路复用的类缓冲器111的读出速度。
本示例性实施例包括能够控制每一层的流的缓冲器系统。每一层中的缓冲器系统控制器调整针对该层中的缓冲器系统的读出速度，并且较高等级层和较低等级层中的每一层请求另一层提供读出速度。因此，层在流量控制方面协作，从而提高了对波段的使用效率。例如，如果出现突发业务，则层协作以抑制每一缓冲器的溢出，从而有效地使用线路。此外，各个层在保持独立性的同时在处理中协作，从而使得网络设计中的层之间的相互关系最小化。
本示例性实施例中的用户缓冲器系统控制器13、类缓冲器系统控制器14以及传输缓冲器系统控制器15的功能还可以通过执行软件程序的处理器来实现。
接下来，将描述根据本示例性实施例的通信系统的更为具体的示例性实施例。
图3是示出了根据示例的通信设备的配置的方框图。参照图3，该通信设备包括传输控制器20、UE(用户设备)缓冲器31、UMTS(通用移动通信系统)类缓冲器32、ATM VC(异步传输模式虚信道)类缓冲器33以及呼叫处理器34。
传输控制器20包括UE缓冲器系统21、UMTS类缓冲器系统22、ATM VC缓冲器系统23、用户缓冲器系统控制器24、类缓冲器系统控制器25、以及传输缓冲器系统控制器26。
呼叫处理器34通过使用用户设备(UE)来执行一连串呼叫处理过程，并设定呼叫。向传输控制器20通知所设定的呼叫信息。传输控制器20根据所通知的呼叫信息来连接经由UE缓冲器31、UMTS类缓冲器32和ATM VC类缓冲器33的呼叫数据路由。
UE缓冲器系统21包括UE缓冲器控制器211和UE调度器控制器212。
UTMS类缓冲器系统22包括UMTS类缓冲器控制器221和UMTS类调度器控制器222。
ATM VC缓冲器系统23包括ATM VC缓冲器控制器231和ATMVC调度器控制器232。
UE缓冲器31包括缓冲器和调度器(未示出)。缓冲器31暂时保存针对每一用户的所有业务数据，该所有业务数据是针对每一用户根据针对分配给每一用户的用户协议所识别的。暂时保存在UE缓冲器31中的数据是UE缓冲器31所属于的层中的帧的有效载荷。UE缓冲器31以调度器所设定的读出速度读出暂时保存的数据。UE缓冲器31还周期性地向UE缓冲器系统21的UE缓冲器控制器211报告相关用户的业务量。
UE缓冲器控制器211是针对每一类所定义的。该控制器向UE缓冲器系统控制器24报告由UE缓冲器31所报告的针对每一用户的业务量的变化。UE缓冲器控制器211还向UE调度器控制器212指示由UE缓冲器系统控制器24所指示的针对每一用户的读出速度。
UE调度器控制器212是针对每一类所定义的。该控制器将由UE缓冲器控制器211所指示的针对用户的读出速度设定在UE缓冲器31的调度器中。
UMTS类缓冲器32包括缓冲器和调度器(未示出)。针对每一类，该缓冲器暂时保存所有类的业务数据，该业务数据是根据针对低于UE缓冲器31的等级的层中的每一类分配的协议所定义的。暂时保存在UMTS类缓冲器32中的数据是UMTS类缓冲器32所属于的层中的帧的有效载荷。UMTS缓冲器32以调度器所设定的读出速度读出暂时保存的数据。UMTS缓冲器32还周期性地向UMTS类缓冲器控制器221报告相关用户的业务量。
UMTS类缓冲器控制器221向类缓冲器系统控制器25报告由UMTS缓冲器32所报告的相关类的业务量。UMTS类缓冲器控制器221还向UMTS类调度器控制器222指示由类缓冲器系统控制器25所指示的针对每一类的读出速度。
UMTS类调度器控制器222由UMTS类缓冲器控制器221所指示的针对用户的读出速度设定在UE缓冲器31的调度器中。
ATM VC缓冲器33包括缓冲器和调度器(未示出)。针对每一传输通路，该缓冲器暂时保存发送至传输通路的分配给每一传输通路的数据(12)。暂时保存在ATM VC缓冲器33中的数据是ATM VC缓冲器33所属于的层中的帧的有效载荷。ATM VC缓冲器33以调度器所设定的读出速度读出暂时保存的数据。ATM VC缓冲器33还周期性地向ATM VC缓冲器控制器231报告相关传输通路中的业务量。
ATM VC缓冲器控制器231向传输缓冲器系统控制器26报告由ATM VC缓冲器33所报告的针对相关传输通路的业务量。ATM VC缓冲器控制器231还向ATM VC调度器控制器232指示由传输缓冲器系统控制器26所指示的针对每一传输通路的读出速度。
ATM VC调度器控制器232将由ATM VC缓冲器控制器231所指示的针对传输通路的读出速度设定在ATM VC缓冲器33的调度器中。
用户缓冲器系统控制器24基于由UE缓冲器控制器211所报告的针对每一用户的业务量的变化来计算针对每一UE缓冲器31的读出速度，并向UE缓冲器控制器211指示该结果。例如，当UE缓冲器控制器211报告数据删除时，用户缓冲器系统控制器24增加针对相关UE缓冲器31的读出速度。
用户缓冲器系统控制器24还基于由UE缓冲器控制器211所报告的针对每一用户的业务量的变化来计算针对类的业务量的变化，并基于针对类的业务量的变化来向类缓冲器系统控制器25产生针对读出速度的请求信息，并将该信息发送给类缓冲器系统控制器25。
用户缓冲器系统控制器24还基于来自类缓冲器系统控制器25的请求信息来计算针对每一UE缓冲器31的读出速度，并向UE缓冲器控制器211指示该速度。
类缓冲器系统控制器25基于由UMTS类缓冲器控制器221所报告的针对每一类的业务量的变化来计算针对每一UMTS缓冲器32的读出速度，并向UMTS类缓冲器控制器221指示该速度。控制器25向用户缓冲器系统控制器24产生针对UE缓冲器31的读出速度的请求信息，并将该信息发送给用户缓冲器系统控制器24。例如，当UMTS类缓冲器控制器221报告数据删除时，类缓冲器系统控制器25请求用户缓冲器系统控制器24增加相关UMTS缓冲器32的读出速度，并减小与遭遇数据删除的UMTS缓冲器32相对应的针对每一UE缓冲器31的读出速度。
类缓冲器系统控制器25还基于由UMTS类缓冲器控制器221所报告的针对每一类的业务量的变化来计算针对传输通路的业务量的变化，并基于针对传输通路的业务量的变化来产生针对传输缓冲器系统控制器26的读出速度的请求信息，并将该信息发送至传输缓冲器系统控制器26。
类缓冲器系统控制器25还基于来自用户缓冲器系统控制器24或传输缓冲器系统控制器26的请求信息来计算针对每一UMTS类缓冲器32的读出速度，并向UMTS类缓冲器控制器221指示该速度。
传输缓冲器系统控制器26基于由ATM VC缓冲器控制器231所报告的每一传输通路中的业务量的变化来计算针对每一ATM VC缓冲器33的读出速度，并向ATM VC缓冲器控制器231指示该速度。控制器26向类缓冲器系统控制器25产生针对UMTS缓冲器32的读出速度的请求信息，并将该信息发送给类缓冲器系统控制器25。例如，当ATM VC缓冲器控制器231报告数据删除时，传输缓冲器系统控制器26请求类缓冲器系统控制器25增加相关ATM VC缓冲器33的读出速度，并减小与遭遇数据删除的ATM VC缓冲器33相对应的针对每一UMTS类缓冲器32的读出速度。
传输缓冲器系统控制器26还基于来自类缓冲器系统控制器25的请求信息来计算针对ATM VC缓冲器33的读出速度，并向ATM VC缓冲器控制器231指示该速度。
本示例包括能够控制每一层中的缓冲器的流的系统。每一层中的缓冲器系统调整针对该层中的缓冲器系统的读出速度，并且较高等级层和较低等级层中的每一层请求另一层提供读出速度。因此，层在流量控制方面协作，从而提高了对波段的使用效率。
本示例中的用户缓冲器系统控制器24、类缓冲器系统控制器25、和传输缓冲器系统控制器26的功能还可以通过执行软件程序的处理器来实现。
作为又一示例，图2中所示的示例性实施例可以应用于使用IP(联网)的通信设备。在这种情况下，针对IP层中的区分服务码点设定图2中的类缓冲器系统11中的缓冲器，并针对根据IP所连接的每一通路定义传输缓冲器系统12中的缓冲器。
尽管使用特定方面描述了本发明的优选示例性实施例，这种描述仅为示例性的，并且可以理解的是，可以在不背离下列权利要求的精神或范围的前提下进行改变和变体。

Claims (6)

1.一种具有多层的协议配置的通信设备，所述设备包括：
TCP/IP层中的第一缓冲器，用于保持可读的输入数据；
第一调度器，用于以设定的第一读出速度从所述第一缓冲器读出数据；
低于所述TCP/IP层的ATM/AAL2层中的第二缓冲器，用于保持从所述第一缓冲器读出的可读数据；
第二调度器，用于以设定的第二读出速度从所述第二缓冲器读出数据；
第一控制器，用于基于所述第一缓冲器中的业务量和由第二控制器产生的针对所述第一读出速度的请求信息来计算所述第一读出速度，将所述第一读出速度设定在所述第一调度器中，并基于所述第一缓冲器中的业务量来产生针对所述第二读出速度的请求信息；以及
第二控制器，用于基于所述第二缓冲器中的业务量和由第一控制器产生的针对所述第二读出速度的请求信息来计算所述第二读出速度，将所述第二读出速度设定在所述第二调度器中，并基于所述第二缓冲器中的业务量产生针对所述第一读出速度的请求信息。
2.根据权利要求1所述的通信设备，包括在TCP/IP层中与所述第二缓冲器相对应的多个第一缓冲器，其中，多路复用从所述多个第一缓冲器读出的数据，并将所述数据保持在所述第二缓冲器中；以及
其中，如果根据所述多个第一缓冲器中的业务量所计算的、与所述多个第一缓冲器相对应的所述第二缓冲器中的业务量超过阈值，则所述第一控制器产生用于增加所述第二读出速度的请求信息，并将所述请求信息发送给所述第二控制器。
3.根据权利要求1所述的通信设备，包括在TCP/IP层中与所述第二缓冲器相对应的多个第一缓冲器，其中，多路复用从所述多个第一缓冲器读出的数据，并将所述数据保持在所述第二缓冲器中；以及
其中，如果所述第二缓冲器中的业务量超过阈值，则所述第二控制器产生用于增加所述第二读出速度并减小与所述第二缓冲器相对应的所述多个第一缓冲器的第一读出速度的请求信息，并将所述请求信息发送给所述第一控制器。
4.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述第一控制器基于所述第一缓冲器中的业务量的变化来控制所述第一读出速度。
5.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述第二控制器基于所述第二缓冲器中的业务量的变化来控制所述第二读出速度。
6.根据权利要求1所述的通信设备，其中：
所述第一缓冲器中的业务量是存贮于所述第一缓冲器中的数据量；以及
所述第二缓冲器中的业务量是存贮于所述第二缓冲器中的数据量。
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