CN101360262A - 通讯系统中共享资源的控制方法及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通讯系统中共享资源的控制方法和装置，所述方法包括：A.用户设备上报自身的总缓存容量给网络侧设备，网络侧设备保存该总缓存容量；B.网络侧设备在为用户设备调度下行共享资源时，获取用户设备的实际缓存大小；C.网络侧设备比较步骤B获得的用户设备的实际缓存大小和在步骤A中该用户设备上报的总缓存容量，当所述实际缓存大小超过所述总缓存容量的特定比例时，限制为该用户设备调度下行共享资源。所述装置包括：下行资源调度模块、总缓存容量获取模块、实际缓存大小获取模块、以及比较控制模块。利用本发明，可以以实现在LTE通讯系统中，通过控制共享资源进而对空口流量进行有效地控制，避免由于UE内存不够造成的数据丢包问题。

Description

通讯系统中共享资源的控制方法及控制装置

技术领域

本发明涉及移动通讯技术，尤其涉及一种在移动通讯系统中对对通讯系统中共享资源进行控制的方法及装置。

背景技术

在目前的第三代(3G)移动通讯系统中，空口的流量控制由层二(L2)设备来实现。L2设备包括分组数据会聚协议(PDCP，Packet Data ConvergenceProtocol)、无线链路控制(RLC，Radio Link Control)、媒体访问控制(MAC，Media Access Contaol)等无线协议部分，当用户设备(UE)进入连接模式并激活某个分组数据协议(PDP，Packet Data Protocol)上下文后，业务数据便可以由核心网(CN，Core Network)传到通用地面无线接入网(UTRAN，Universal Terrestrial Radio Access Network)侧，然后经过L2设备的PDCP、RLC及MAC部分传给物理层，发送到空中，由UE接收。

在3G通讯系统中，对于由非确认模式(UM)RLC承载的业务来说，如果使用高速共享信道，网络侧的MAC可以根据高层配置的最大缓冲区(Buffer)长度限制空口的业务流量，从而避免UE侧内存溢出，即UE侧内存不够导致的数据丢包。

对于由确认模式(AM)RLC承载的业务来说，目前采用调整发送/接收窗口的方式来控制空口流量。这种控制方法的具体方案如下：

在AM模式中，协议数据单元(PDU，Protocol Data Unit)的大小(Size)是固定的，因此通过调整PDU的数量就可以控制空口流量。AM RLC可以设定一个发送/接收窗，一个发送/接收窗口只能限制PDU数量的多少，PDU的数量构成了所述发送/接收窗口的窗长，因此，实际上通过控制发送/接收窗口的窗长就可以控制空口流量。通常，UTRAN可以根据通讯服务质量(QoS)中的速率要求以及环路延迟(RTD，Round Trip Delay)，计算出一个既满足QoS的要求，又符合UE缓存能力的一个窗长，从而利用该窗长来实现流量控制。如果UE没有足够的缓存能力接收业务数据时，UE会向网络侧发送通知，网络侧的高层模块可减小发送端的窗长，从而降低空口流量，满足UE的缓存能力。

但是，在3GPP长期演进项目(LTE)的通讯系统架构下，由于在通讯系统中全部使用共享信道，同时为了减少L2设备的头开销，因此不再使用固定大小的PDU，而是根据信道质量、小区内用户个数以及业务量等信息，动态调整PDU的大小，这就使得每个PDU的大小可能是不同的，通过调整PDU的数量是不能调整空口流量的，因此在LTE架构下，不能通过调整发送/接收窗口的长度来控制空口流量。

因此，目前的空口流量控制方法已经不能有效地适用于LTE通讯系统，由于在LTE通讯系统中无法进行有效地空口流量控制，所以在UE的数据缓存能力不够的情况下，会造成数据丢包的情况。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种通讯系统中共享资源的控制方法，以实现在LTE通讯系统中，通过控制共享资源进而对空口流量进行有效地控制，避免由于UE内存不够造成的数据丢包问题。

本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种通讯系统中共享资源的控制装置，以在LTE通讯系统中，通过控制共享资源进而对空口流量进行有效地控制，避免由于UE内存不够造成的数据丢包问题。

为了实现上述发明目的，本发明的主要技术方案为：

一种通讯系统中共享资源的控制方法，适用于包括用户设备和网络侧设备的移动通讯系统，所述移动通讯系统中的下行共享资源由所有用户设备共享，包括：

A、用户设备上报自身的总缓存容量给网络侧设备，网络侧设备保存该总缓存容量；

B、网络侧设备在为用户设备调度下行共享资源时，获取用户设备的实际缓存大小；

C、网络侧设备比较步骤B获得的用户设备的实际缓存大小和在步骤A中该用户设备上报的总缓存容量，当所述实际缓存大小超过所述总缓存容量的特定比例时，限制为该用户设备调度下行共享资源。

优选地，步骤A具体为：

所述用户设备在建立无线资源控制连接时，上报自身的总缓存容量给网络侧设备，由网络侧设备保存；当用户设备的总缓存容量发生改变时，用户设备重新上报改变后的总缓存容量给网络侧设备，由网络侧设备更新为该用户设备保存的所述总缓存容量。

优选地，步骤B所述用户设备的实际缓存大小为：所述用户设备的接收数据缓存大小与所述用户设备的发送数据缓存大小之和。

优选地，所述网络侧设备获取用户设备的接收数据缓存大小的具体方法为：

在所述通讯系统承载用户设备的业务数据时，网络侧设备根据混合自动重传的数据传输情况维护发送窗口，确定所述发送窗口的数据容量，将所述发送窗口的数据容量作为所述用户设备的接收数据缓存大小。

优选地，当所述通讯系统通过确认模式承载用户设备的业务数据时，所述网络侧设备根据用户设备返回的自动重传请求的状态报告确定所述混合自动重传的数据传输情况，再根据所述数据传输情况维护发送窗口。

优选地，所述当所述通讯系统通过非确认模式承载用户设备的业务数据时，所述网络侧设备根据用户设备返回的媒体访问控制的确认信息确定所述混合自动重传的数据传输情况，再根据所述数据传输情况维护发送窗口。

优选地，所述网络侧设备获取用户设备的发送数据缓存大小的具体方法为：

用户设备上报缓存占用消息给网络侧设备，所述缓存占用消息中包括所述用户设备当前的发送数据缓存大小，网络侧设备从收到的缓存占用消息中获取所述用户设备的发送数据缓存大小。

一种通讯系统中共享资源的控制装置，适用于包括用户设备和网络侧设备的移动通讯系统，所述移动通讯系统中的下行共享资源由所有用户设备共享，所述控制装置设置在移动通讯系统的网络侧，包括：

下行资源调度模块，用于为用户设备的业务数据调度下行共享资源；

总缓存容量获取模块，用于获取用户设备上报的总缓存容量信息，并保存更新；

实际缓存大小获取模块，用于获取用户设备的实际缓存大小；

比较控制模块，用于比较所述总缓存容量获取模块中保存的用户设备总缓存容量和所述实际缓存大小获取模块所获取的所述用户设备实际缓存大小，当所述实际缓存大小超过所述总缓存容量的特定比例时，触发所述下行资源调度模块限制为该用户设备调度下行共享资源。

优选的，所述用户设备的实际缓存大小为：所述用户设备的接收数据缓存大小与所述用户设备的发送数据缓存大小之和。

优选的，所述实际缓存大小获取模块包括：

接收数据缓存大小获取模块，用于根据混合自动重传的数据传输情况维护发送窗口，确定所述发送窗口的数据容量，将所述发送窗口的数据容量作为所述用户设备的接收数据缓存大小；

发送数据缓存大小获取模块，用于从用户设备上报的缓存占用消息中获取所述用户设备的发送数据缓存大小。

在LTE通讯系统中，用户设备全部使用共享信道，PDU的大小是动态变化的，用户设备所占用的共享资源和该用户设备的空口流量是成正比的，网络侧为用户设备调度的共享资源越多，该用户设备的空口流量越大。本发明正是针对LTE通讯系统的特点，由网络侧设备在为用户设备调度下行共享资源时，获取用户设备的实际缓存大小，比较实际缓存大小和用户设备预先上报的总缓存容量，根据比较结果，通过控制为用户设备调度的下行共享资源，间接地控制用户设备的空口流量，从而使空口流量适应用户的数据缓存能力，有效地利用无线频谱资源，避免用户设备数据丢包、甚至掉话的问题。

由于本发明针对LTE系统中采用的混合自动重传(HARQ，Hybrid-Automatic Repeat reQuest)的特点，针对某一用户设备的业务数据，由RLC根据HARQ的数据传输情况维护发送窗口，将发送窗口的数据容量作为对应用户设备的接收数据缓存大小，并通过用户设备的上报消息得到对应用户设备的发送数据缓存大小，从而得到发送/接收数据的实际缓存大小，再比较实际缓存大小和用户设备预先上报的总缓存容量，根据比较结果控制下行共享资源，进而控制空口流量。因此，本发明非常适合于在LTE通讯系统中的层二流量即空口流量控制，而且，本发明步骤简单，实现可靠，实现成本低廉。

另外，本发明可以监测用户设备的实际缓存大小，并根据用户设备的实际缓存大小动态调整空口流量，因此，本发明的控制精度高，可以避免现有技术的对空口流量的粗放控制模式。

附图说明

图1为本发明在LTE通讯系统中对共享资源进行控制的一种实施例的流程图；

图2为本发明所述通讯系统中共享资源的控制装置的一种实施结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步详细说明。

本发明适用于包括用户设备和网络侧设备的移动通讯系统，尤其是LTE通讯系统，所述移动通讯系统中的下行共享资源由所有用户设备共享。

本发明的核心技术方案为：对通讯系统中的共享资源进行控制，包括：

A、用户设备上报自身的总缓存容量给网络侧设备，网络侧设备保存该总缓存容量。

B、网络侧设备在为用户设备调度下行共享资源时，获取用户设备的实际缓存大小。

C、网络侧设备比较步骤B获得的用户设备的实际缓存大小和在步骤A中该用户设备上报的总缓存容量，当所述实际缓存大小达到所述总缓存容量的特定比例时，限制为该用户设备调度下行共享资源。

图1为本发明在LTE通讯系统中对共享资源进行控制的一种实施例的流程图。参见图1，其中主要涉及的设备包括：用户设备的无线资源控制模块(UE-RRC)、用户设备的层二模块(UE-L2)、基站的层二模块(eNB-L2)、基站的无线资源控制模块(eNB-RRC)、以及演进型分组核心网(EPC，Evolved Packet Core)。相对于现有的通讯系统，本发明所述的网络侧设备都是LTE通讯系统中的演进设备，其中eNB为演进基站(Evolved NodeB)，EPC为演进型分组核心网(Packet Core)。

参见图1，本发明所述的方法是在LTE通讯系统为UE承载业务数据时执行的，因此下面结合RRC连接的建立过程，以及网络侧对资源的调度过程对本实施例行说明。

本实施例的主要流程包括：

步骤101～步骤102、建立UE与网络侧之间的无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)连接。此过程可以采用现有技术完成，一般主要包括：在UE处于非RRC连接状态下(in RRC_IDLE)，UE-RRC向网络侧的eNB-RRC发送RRC连接请求(RRC Connection Request)，eNB-RRC进行相关处理后返回RRC连接建立响应给UE-RRC，之后UE进入RRC连接状态(enter RRC_CONNECTED)。

步骤103～步骤104、UE在建立RRC连接后，向eNB-RRC发送RRC连接建立完成消息(RRC Connection Setup Complete)，其中包括所述UE的总缓存容量(Total RLC/MAC buffer size)；eNB-RRC收到所述RRC连接建立完成消息后，从中获取所述UE的总缓存容量，并保存在变量中，保存时所述UE的总缓存容量需要与所述UE的标识对应，以区别不同UE的缓存能力。

本发明中UE向网络侧设备上报总缓存容量的方式可以有多种，例如可以在RRC连接建立时进行上报，上述步骤101至步骤104就是这种上报方式；也可以利用一个单独的消息流程进行上报。

在UE第一次上报总缓存容量后，当UE的总缓存容量发生改变时，该UE重新上报改变后的总缓存容量给eNB-RRC，由eNB-RRC更新为该UE保存的所述总缓存容量。此时，可以通过独立的消息上报所述总缓存容量。

步骤105～步骤106、UE或网络侧激活某个或某几个PDP上下文，网络侧设备为用户设备调度下行共享资源，例如UE_L2向eNB-L2上报信道质量报告(CQI Report)，eNB-L2根据该信道质量报告为该UE调度下行共享资源。

本发明中，网络侧设备在为UE调度下行共享资源时，需要获取UE的实际缓存大小。所述UE的实际缓存大小包括：所述UE的接收数据缓存大小与所述UE的发送数据缓存大小之和。

步骤107、所述UE的发送数据缓存大小可以通过UE上报缓存占用(BO，Buffer Occupy)消息给网络侧设备eNB-L2来实现，所述BO消息中包括UE当前的发送数据缓存的实际大小。eNB-L2可以从收到的BO消息中获取UE的发送数据缓存大小。所述BO消息可以是周期性地上报，也可以是由事件触发上报。例如，当UE的发送数据缓存大小超过某一预定的阈值时，则触发上报BO消息；或者，当UE第一次上报BO消息后，网络侧在某一预定的时间内没有回应时，还可以触发上报BO消息。

步骤108～步骤109、eNB-L2在为用户设备调度下行共享资源时，根据下行业务数据的传输情况计算得到所述UE的接收数据缓存大小。具体方法如下：

在LTE通讯系统中，由于采用了混合自动重传(HARQ，Hybrid-Automatic Repeat reQuest)，因此本发明由RLC根据HARQ的数据传输情况来计算所述UE的接收数据缓存大小。

在LTE通讯系统中，网络侧设备可以根据MAC HARQ的RTD、MACHARQ的重传次数、UE支持的HARQ的进程数计算发送/接收窗长，且发送端的发送窗长与接收端的接收窗长相同，对于AM模式，还需要根据AMRLC实体的重传次数计算发送/接收窗长，对于UM模式，则不需要考虑所述重传次数。

对于下行数据，在UE端，接收RLC实体根据接收窗长以及RLC的序列号对业务数据或高层信令进行重排，并将重组成功的RLC业务数据单元(SDU)依次提交给上层协议。

当所述LTE通讯系统通过AM模式承载业务时，对于AM RLC实体来说，由于需要执行ARQ功能，所以发送端即网络侧设备会根据HARQ的数据传输情况维护一个发送窗，将发送出去但未得到确认的RLC PDU缓存起来，同时在收到UE端的自动重传请求(ARQ)状态报告时，相应的移动发送窗，并从内存中删除UE端已经收到的RLC PDU。此处，以VT(S)记录下一个将要首发的RLC PDU的序列号，以VT(A)记录网络侧设备发送窗中未得到UE端确认的窗口最左端的RLC PDU的序列号，VT(S)和VT(A)之间的RLC PDU的字节数就是网络侧设备发送窗口的数据容量，也是UE端缓存的最大字节数，因此通过网络侧设备发送窗口的数据容量即VT(S)和VT(A)之间的差值，可以使网络侧AM RLC发送端获得UE侧AM RLC接收端缓存的最大字节数，该最大字节数就是UE当前接收数据缓存的大小。

当所述LTE通讯系统通过UM模式承载业务时，对于UM RLC实体来说，网络侧设备也会根据HARQ的数据传输情况维护一个发送窗口，虽然接收端即UE端没有状态报告通知发送端(即网络侧)RLC PDU的接收情况，但是在UM模式中，MAC实体的MAC HARQ中有ACK/NAK确认机制，即ACK指示接收端MAC正确收到MAC PDU，NAK指示接收端MAC没有正确收到MAC PDU，通过MAC ACK/NAK确认机制的指示，UM RLC实体同样可以确定HARQ的数据传输情况。因此本发明中，网络侧的UMRLC实体通过MAC的ACK/NAK确认机制确定HARQ的数据传输情况，根据该HARQ的数据传输情况同样可以维护所述发送窗口的数据容量，即维护VT(S)和VT(A)两个变量，VT(S)和VT(A)之间的RLC PDU将是UE端缓存的最大字节数，即UE端的接收数据缓存大小。

步骤110、eNB-L2将步骤108和步骤109得到的UE接收数据缓存大小与步骤107得到的UE发送数据缓存大小相加，得到当前的UE实际缓存大小。

步骤111、eNB-L2判断UE实际缓存大小是否超过网络侧设备所保存的该UE的总缓存容量的特定比例，如果是，则执行步骤112；否则，执行步骤113。

步骤112、网络侧设备限制为所述UE调度下行共享资源。此处，可以完全停止为该UE调度下行共享资源，也可以降低为该UE调度的下行共享资源的数量。

所述的特定比例可以根据需求的不同而不同，例如该特定比例可以为80％、90％、或者100％，通过对特定比例进行控制，可以在UE实际缓存大小接近或等于UE上报的总缓存容量时对该UE的下行共享资源进行限制，例如可以完全停止对该UE的下行共享资源进行调度分配，从而降低空口流量。

步骤113、eNB-L2向UE-L2发送同步控制信道(SCCH)请求，利用为该UE调度的下行共享资源向UE-L2传送下行数据。当所述UE的下行共享资源完全被停止调度后，则不再执行本步骤113，即所述下行数据将不再被发送到UE-L2。

图2为本发明所述通讯系统中共享资源的控制装置的一种实施结构图。该控制装置适用于包括用户设备和网络侧设备的移动通讯系统，尤其时LTE通讯系统，所述移动通讯系统中的下行共享资源由所有用户设备共享。

参见图2，所述控制装置设置在移动通讯系统的网络侧，具体说是网络侧的层二设备中，例如eNB-L2中，该控制装置包括：

下行资源调度模块201，用于为用户设备的业务数据调度下行共享资源。

总缓存容量获取模块202，用于获取用户设备上报的总缓存容量信息，并保存更新。

实际缓存大小获取模块203，用于在网络侧设备为用户设备调度下行共享资源时，获取用户设备的实际缓存大小。

比较控制模块204，用于比较所述总缓存容量获取模块202中保存的用户设备总缓存容量和所述实际缓存大小获取模块203所获取的所述用户设备实际缓存大小，当所述实际缓存大小超过所述总缓存容量的特定比例时，触发所述下行资源调度模块201限制为该用户设备调度下行共享资源。

上述用户设备的实际缓存大小为：所述用户设备的接收数据缓存大小与所述用户设备的发送数据缓存大小之和。

由于所述实际缓存大小包括用户设备的接收数据缓存大小和发送数据缓存大小，所以所述实际缓存大小获取模块203包括：

接收数据缓存大小获取模块，用于根据混合自动重传的数据传输情况维护发送窗口，确定所述发送窗口的数据容量，将所述发送窗口的数据容量作为所述用户设备的接收数据缓存大小；本接收数据缓存大小获取模块的具体的获取方法可以参见上述图1中所述的获取方法，此处不再赘述。

发送数据缓存大小获取模块，用于从用户设备上报的缓存占用消息中获取所述用户设备的发送数据缓存大小。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种通讯系统中共享资源的控制方法，适用于包括用户设备和网络侧设备的移动通讯系统，所述移动通讯系统中的下行共享资源由所有用户设备共享，其特征在于，包括：

A、用户设备上报自身的总缓存容量给网络侧设备，网络侧设备保存该总缓存容量；

B、网络侧设备在为用户设备调度下行共享资源时，获取用户设备的实际缓存大小；

C、网络侧设备比较步骤B获得的用户设备的实际缓存大小和在步骤A中该用户设备上报的总缓存容量，当所述实际缓存大小超过所述总缓存容量的特定比例时，限制为该用户设备调度下行共享资源。

2、根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤A具体为：

所述用户设备在建立无线资源控制连接时，上报自身的总缓存容量给网络侧设备，由网络侧设备保存；当用户设备的总缓存容量发生改变时，用户设备重新上报改变后的总缓存容量给网络侧设备，由网络侧设备更新为该用户设备保存的所述总缓存容量。

3、根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤B所述用户设备的实际缓存大小为：所述用户设备的接收数据缓存大小与所述用户设备的发送数据缓存大小之和。

4、根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述网络侧设备获取用户设备的接收数据缓存大小的具体方法为：

在所述通讯系统承载用户设备的业务数据时，网络侧设备根据混合自动重传的数据传输情况维护发送窗口，确定所述发送窗口的数据容量，将所述发送窗口的数据容量作为所述用户设备的接收数据缓存大小。

5、根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，当所述通讯系统通过确认模式承载用户设备的业务数据时，所述网络侧设备根据用户设备返回的自动重传请求的状态报告确定所述混合自动重传的数据传输情况，再根据所述数据传输情况维护发送窗口。

6、根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述当所述通讯系统通过非确认模式承载用户设备的业务数据时，所述网络侧设备根据用户设备返回的媒体访问控制的确认信息确定所述混合自动重传的数据传输情况，再根据所述数据传输情况维护发送窗口。

7、根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述网络侧设备获取用户设备的发送数据缓存大小的具体方法为：

用户设备上报缓存占用消息给网络侧设备，所述缓存占用消息中包括所述用户设备当前的发送数据缓存大小，网络侧设备从收到的缓存占用消息中获取所述用户设备的发送数据缓存大小。

8、一种通讯系统中共享资源的控制装置，适用于包括用户设备和网络侧设备的移动通讯系统，所述移动通讯系统中的下行共享资源由所有用户设备共享，其特征在于，所述控制装置设置在移动通讯系统的网络侧，包括：

下行资源调度模块，用于为用户设备的业务数据调度下行共享资源；

总缓存容量获取模块，用于获取用户设备上报的总缓存容量信息，并保存更新；

实际缓存大小获取模块，用于获取用户设备的实际缓存大小；

比较控制模块，用于比较所述总缓存容量获取模块中保存的用户设备总缓存容量和所述实际缓存大小获取模块所获取的所述用户设备实际缓存大小，当所述实际缓存大小超过所述总缓存容量的特定比例时，触发所述下行资源调度模块限制为该用户设备调度下行共享资源。

9、根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述用户设备的实际缓存大小为：所述用户设备的接收数据缓存大小与所述用户设备的发送数据缓存大小之和。

10、根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述实际缓存大小获取模块包括：

接收数据缓存大小获取模块，用于根据混合自动重传的数据传输情况维护发送窗口，确定所述发送窗口的数据容量，将所述发送窗口的数据容量作为所述用户设备的接收数据缓存大小；

发送数据缓存大小获取模块，用于从用户设备上报的缓存占用消息中获取所述用户设备的发送数据缓存大小。

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