CN101370308B - 信道优先级调度及业务优先级调度实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信道优先级调度实现方法，用于对同一专用业务信道DTCH上传输的业务数据流进行优先级调度处理，包括步骤：A、分别为在同一专用业务信道上传输的不同业务数据流配置不同的公共信道优先级指示；B、在每一时刻，所述专用业务信道按照不同业务数据流的公共信道优先级指示由高至低的顺序，优先调度公共信道优先级指示高的业务数据流进行传输；并C、预设一参考时间段，若公共信道优先级指示低的业务数据流在所述参考时间段内总没有得到调度，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高，然后返回B。本发明可以使在同一DTCH上传输的不同优先级顺序的业务数据流调度过程切实可行。

Description

信道优先级调度及业务优先级调度实现方法 

本申请是对申请日为2005年5月26日，申请号为200510071896.3的发明创造名称为信道优先级调度及业务优先级调度实现方法的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及第三代移动通信技术领域，尤其涉及一种信道优先级调度及业务优先级调度实现方法。 

背景技术

在3GPP制定的3G标准中，通用陆地无线接入网(UTRAN，UniversalTerrestrial Radio Access Network)传输信道是层2(L2)提供给层1(L1)的信道，用于层1(物理层)在对等层之间传输数据。其中传输信道按照数据传输方式的不同，可以分为公共信道(CCH，Common Channel)和专用信道(DCH，Dedicate Channel)两部分；其中公共信道CCH包括：随机接入信道(RACH，Random Access Channel)、前向接入信道(FACH，Forward Access Channel)、寻呼信道(PCH，Paging Channel)、下行共享信道(DSCH，Downlink SharedChannel)和公共分组信道(CPCH，Common Packet Channel)等。 

其中在3G标准中规定信道的优先级配置及调度功能要在网络的无线接口层的媒体访问控制(MAC，MediaAccess Control)子层中完成，其移动通信网络中的无线接口层主要由4个子层组成，其中MAC子层的主要功能是： 

完成业务数据在传输过程中由逻辑信道到传输信道的映射，并在控制面的指示下完成部分无线资源的重新配置和测量等任务； 

MAC子层具体又包括媒体访问控制公共部分(MACC，Media Access Control Common)和媒体访问控制专用部分(MACD，Media Access Control Dedicate)两部分，其中MACC主要负责公共信道CCH的业务数据传输，MACD主要负责用户专用信道DCH的业务数据传输。并MACC和移动通信网络中的小区(Cell)对应，即一个Cell对应一个MACC实例；MACD和移动通信网络中的用户终端(UE，User Equipment)对应，即一个UE对应一个MACD实例。 

目前在3GPP制定的3G标准中，对于公共信道CCH中的前向接入信道FACH的优先级调度配置及优先级调度策略均没有给出详细的说明和具体的实现方式，即有关于前向接入信道FACH的优先级调度实现过程在3G标准中并没有给出相应技术方案的描述，使得目前在FACH优先级调度领域还存在着实施难度。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提出一种信道优先级调度及业务优先级调度实现方法，以使3G通信网络系统中在同一DTCH上传输的不同优先级顺序的业务数据流调度过程切实可行。 

为解决上述问题，本发明提出的技术方案如下： 

本发明提出了一种业务优先级调度实现方法，用于对同一专用业务信道上传输的业务数据流进行优先级调度处理，包括步骤： 

A、分别为在同一专用业务信道上传输的不同业务数据流配置不同的公共信道优先级指示； 

B、在每一时刻，所述专用业务信道按照不同业务数据流的公共信道优先级指示由高至低的顺序，优先调度公共信道优先级指示高的业务数据流进行传输；并 

C、预设一参考时间段，若公共信道优先级指示低的业务数据流在所述参考时间段内总没有得到调度，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高， 然后返回B。 

所述步骤B中，对于公共信道优先级指示相同的业务数据流，优先调度未经公共信道优先级指示升高处理的业务数据流进行传输，再调度经过公共信道优先级指示升高处理的业务数据流进行传输。 

其中所述步骤C具体包括步骤： 

C1、预先设置公共信道优先级指示升级阀值N； 

C2、分别为在同一专用业务信道上传输的每类业务数据流配置一初始状态为零的计数器； 

C3、在每一时刻，若业务数据流被调用，则该业务数据流的计数器清零；若未被调用，则该业务数据流的计数器加1； 

C4、若业务数据流的计数器计数数值大于N，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高一级，然后返回B。 

其中所述公共信道优先级指示升级阀值N根据专用业务信道上具有的不同公共信道优先级指示数目及Iub接口链路的时延属性确定。 

其中所述步骤C具体包括步骤： 

C11、预先设置业务数据流未被调用的时间段阀值T； 

C12、分别为在同一专用业务信道上传输的每类业务数据流配置一初始状态为零的计时器； 

C13、在每一时刻，若业务数据流被调用，则该业务数据流的计时器清零；若未被调用，则该业务数据流的计时器继续计时； 

C14、若业务数据流的计时器计时数值大于业务数据流未被调用的时间段阀值T，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高一级，然后返回B。 

其中所述业务数据流未被调用的时间段阀值T根据专用业务信道上具有的不同公共信道优先级指示数目及Iub接口链路的时延属性确定 

本发明能够达到的有益效果如下： 

本发明业务优先级调度实现方法通过为在同一DTCH上传输的不同业务 数据流分别配置不同的CmCH-PI，在每一时刻，按照业务数据流CmCH-PI由高至低的顺序，优先调度CmCH-PI高的业务数据流进行传输，并保证CmCH-PI低的业务数据流不会一直得不到调度，从而使得在同一DTCH上传输的不同优先级顺序的业务数据流调度过程切实可行。 

附图说明

图1为现有移动通信网络系统中传输块在公共信道上传输的过程示意图； 

图2为本发明信道优先级调度实现方法用于映射到同一SCCPCH上的不同FACH之间的优先级调度处理的过程流程图； 

图3为本发明信道优先级调度实现方法用于映射到同一FACH上的不同逻辑信道之间的优先级调度处理的过程流程图； 

图4为本发明业务优先级调度实现方法用于对在同一DTCH上传输的不同业务数据流进行优先级调度处理的过程流程图； 

图5为本发明完成业务数据流CmCH-PI升高处理的第一实施方式处理流程图； 

图6为本发明完成业务数据流CmCH-PI升高处理的第二实施方式处理流程图。 

具体实施方式

下面将结合各个附图对本发明信道优先级调度实现方法的具体实现过程进行详细的阐述。 

首先介绍在3G通信网络系统中公共信道CCH上常用的几个概念，请参阅图1，该图是现有移动通信网络系统中传输块在公共信道上传输的过程示意图，其中在CCH上常用的几个概念如下： 

1)传输块(TB，Transport Block)：CCH上传输数据的基本单位； 

2)传输块集合(TBS，Transport Block Set)：在某个传输时间间隔TTI内 传输的多个TB的集合； 

3)传输时间间隔(TTI，Transmission Time Interval)：传输某个TBS的时间长度，其中媒体访问控制(MAC，Media Access Control)层会在每个TTI内，向物理层传输一个TBS； 

4)传输格式(TF，Transport Format)：对于每个CCH，在每个传输时间间隔TTI内，存在一个传输格式TF，其中TF由两个部分组成：动态部分和半静态部分，其中动态部分包括TB size(指1个TB的bit数)和TB num(指DCH上一个TTI内允许传输TB的个数)；其中半静态部分包括TTI信息等；因此传输格式TF就确定了某个传输时刻的传输速率＝TB size×TB num/TTI； 

5)传输格式集合(TFS，Transport Block Set)：对于一个CCH，可以有几种TF，这些TF就构成了CCH的传输格式集合(TFS：Transport Format Set)； 

6)传输格式组合(TFC，Transport Format Combination)：在物理层(L1)中将一个或若干个CCH进行复用，这样在某一TTI内，就构成了各个CCH的传输格式组合TFC；这种组合在标准中被定义为当前合理的传输格式TF准许组合，可提供给物理层L1，用于码组合传输信道(CCTrCH，Coded CompositeTransport Channel)的传输； 

7)传输格式组合集合(TFCS：Transport Formmat Combination Set)：CCTrCH中各个TFC组成的集合就构成了传输格式组合集合TFCS。 

请参阅图2，该图是本发明信道优先级调度实现方法用于映射到同一SCCPCH上的不同FACH之间的优先级调度处理的过程流程图；其主要实现过程如下： 

步骤S10，分别为映射到同一辅助公共控制物理信道SCCPCH上的不同前向接入信道FACH配置不同的公共信道优先级指示CmCH-PI；在3G标准中CmCH-PI共设置有16级(0～15)，其中0代表最低优先级，15代表最高优先级。并且多条FACH和寻呼信道(PCH，Paging Channel)均可以映射到同一物理信道SCCPCH上；这样一条SCCPCH就相应有一个传输格式组合集TFCS；

步骤S20，在每一时刻，判断与各条FACH映射到同一SCCPCH的PCH是否需要传送传输块TB，如果是执行步骤S30；否则直接执行步骤S50； 

步骤S30，调度与各条FACH映射到同一SCCPCH的PCH选取满足该时刻自身需传送传输块TB要求的传输格式TF； 

步骤S40，该PCH按照上述选取的传输格式TF传送自身需要传送的传输块TB； 

步骤S50，直接按照映射到同一SCCPCH上各条FACH的CmCH-PI由高至低的顺序，依次调度每条FACH选取满足该时刻自身需传送传输块TB要求的传输格式TF；并在 

步骤S60中，各条FACH按照上述选取的传输格式TF来传送自身需传送的传输块TB。 

即在上述过程中，映射到同一SCCPCH上的不同FACH之间的优先级调度是通过各个FACH按照优先级调度顺序选取自身的传输格式TF，从而组成相应的传输格式组合TFC而完成的。也就是MACC进行TFC选择的原则是高优先级的FACH首先进行TF选择，然后再由次高优先级的FACH进行TF选择，依此类推，直至选择的TFC所能支持的传输数据带宽达到SCCPCH的数据传输带宽。同时由于PCH的优先级要高于FACH，因此在调度各个FACH选择相应的传输格式TF之前，首先判断PCH是否有数据要发，若有则调度PCH选择对应的传输格式TF，这时就得到一个TFC子集。然后再调度FACH进行传输格式TF选择，选择TF的原则依然是高优先级的FACH优先进行TF选择，即根据此时该FACH中可发的缓存数据个数，选择一个合适的TF，这样又得到一个TFC子集；然后再处理优先级次之的FACH的传输格式TF的选择，这样的过程一直进行到所有FACH都完成TF的选择为止。 

针对上述过程，下面列举一个详细的实施例： 

假设一条SCCPCH上映射有1条FACH和1条PCH；其中FACH的传输格式集合TFS的配置具体如下：

FACH的TFS为(TF0，TF1，TF2，TF3)，其中TTI为10ms，TB size为168； 

TF0对应0×168；       TB NUM×TB SIZE 

TF1对应1×168； 

TF2对应2×168； 

TF3对应3×168； 

PCH的传输格式集合TFS的配置具体如下： 

PCH的TFS为(TF0，TF1)，其中TTI为10ms，TB size为168； 

TF0对应0×168；       TB NUM×TB SIZE 

TF1对应1×168； 

则该SCCPCH的传输格式组合集TFCS就包括： 

(TF0，TF0)、(TF0，TF1)、(TF0，TF2)、(TF0，TF3)、(TF1，TF0)、(TF1，TF1)和(TF1，TF2)； 

注：上述TFC是按照(PCH的TF，FACH的TF)顺序来组合的。 

按照本发明信道优先级调度实现方法的实现原理，则存在有： 

1〕若某时刻，PCH没有数据传送，而FACH有4个数据待传送，则PCH和FACH选取出的TF所组成的TFC为(TF0，TF3)； 

2〕若某时刻，PCH有1个数据待传送，而FACH有4个数据待传送，则PCH和FACH选取出的TF所组成的TFC为(TF1，TF2)。 

从上面的例子可以看出，映射到同一SCCPCH上的优先级高的信道会优先进行TF选择，所以其传送的数据流量会首先得到满足。 

实施上述过程，就可以使得对映射到同一SCCPCH上的各个FACH之间的优先级调度处理过程切实可行。 

请参阅图3，该图是本发明信道优先级调度实现方法用于映射到同一FACH上的不同逻辑信道之间的优先级调度处理的过程流程图；其主要实现过程如下： 

步骤S80，MACC分别为映射到同一FACH上的不同逻辑信道配置不同的 CmCH-PI； 

步骤S90，在每一时刻，按照映射到同一FACH上各条逻辑信道的CmCH-PI由高至低的顺序，依次调度各个逻辑信道进行传送传输块TB。 

其中映射到同一FACH上的逻辑信道类型包括公共业务信道(CTCH，Common Traffic Channel)，广播控制信道(BCCH，Broadcast Control Channel)，公共控制信道(CCCH，Common Control Channel)，专用控制信道(DCCH，Dedicated Control Channel)和专用业务信道(DTCH，Dedicated Traffic Channel)；其中对于这些逻辑信道，配置的CmCH-PI关系如下： 

CTCH>BCCH>CCCH>DCCH>DTCH； 

其中对于CTCH、BCCH、CCCH、DCCH的优先级不仅比DTCH高，而且只有当CTCH、BCCH、CCCH、DCCH的传输带宽得到满足后，FACH才能发送DTCH数据，这些逻辑信道的优先级顺序在调度过程中一般是不变的。而同一DTCH上传输的业务数据流根据数据流类型的不同也可以具有不同的优先级，则DTCH会根据各个业务数据流的优先级顺序依次调度各个类型的数据流进行传输，下文将会详细阐述该实现原理。 

实施上述过程，就可以使得对映射到同一FACH上的各个逻辑信道之间的优先级调度处理过程切实可行。 

请参阅图4，该图是本发明业务优先级调度实现方法用于对在同一DTCH上传输的不同业务数据流进行优先级调度处理的过程流程图；其主要实现过程如下： 

步骤S100，分别为在同一DTCH上传输的不同业务数据流配置不同的CmCH-PI； 

步骤S110，在每一时刻，按照在同一DTCH上传输的各类业务数据流的CmCH-PI由高至低的顺序，优先调度CmCH-PI高的业务数据流进行传输； 

并在步骤S120中，通过预设一参考时间段，以在判断出CmCH-PI低的业务数据流在该参考时间段内总没有得到调度时，将该业务数据流的CmCH-PI 升高处理后，再返回继续执行步骤S110。 

因为在同一DTCH上可以支持多个CmCH-PI，因此就需要将每条DTCH上传输的业务数据流(即DTCH选择的TF对应的传输块数量TB NUM)按照业务传输实时性需求进行先后顺序传送，其中MACC要完成DTCH上各个优先级的业务数据流的动态优先级调度功能，因此调度时要遵循下述规定： 

1)优先满足CmCH-PI较高的业务数据流的传送要求； 

2)不能让CmCH-PI较低的业务数据流一直总得不到调度传输。 

通过上述步骤S100至步骤S120的处理过程，就可以实现在遵循于上述两条规定的条件下完成对在同一DTCH上的具有不同优先级顺序的业务数据流进行优先级调度处理的过程。 

其中完成CmCH-PI较低的业务数据流的CmCH-PI升高处理的方式有两种，分别如下： 

第一种请参照图5，该图是本发明完成业务数据流CmCH-PI升高处理的第一实施方式处理流程图；其主要实现过程为： 

步骤S121，预先设置一个CmCH-PI升级阀值N；其中该CmCH-PI升级阀值N可以根据DTCH上具有的不同CmCH-PI数目以及Iub接口链路的时延属性等因素来确定； 

步骤122，分别为在同一DTCH上传输的每类业务数据流配置一初始状态为零的计数器； 

步骤S123，在每一时刻，判断业务数据流是否被调度，如果是，执行步骤S124；否则执行步骤S125； 

步骤S124，对该业务数据流的计数器进行清零，然后执行步骤S126； 

步骤S125，对该业务数据流的计数器进行加1； 

步骤S126，判断该业务数据流的计数器计数数值是否大于CmCH-PI升级阀值N，如果是，执行步骤S127；否则返回执行步骤S123； 

步骤S127，将该业务数据流的CmCH-PI升高一级，然后返回继续执行上 述步骤S110，即在每一时刻，按照在同一DTCH上传输的各类业务数据流的CmCH-PI由高至低的顺序，优先调度CmCH-PI高的业务数据流进行传输。 

如假设某DTCH上有M个CmCH-PI对应M个不同的业务数据流，则需要对应建立M个优先级发送队列，分别用于存放不同优先级的待发数据流。并每个优先级发送队列维护一个用于统计未被调度次数的计数器，则当该发送队列的数据被调度一次(被调度的含义是指可以给这个发送队列分配流量，包括该发送队列没有数据要发的情况)，该发送队列的计数器就清0，而只要该发送队列的数据未被调度一次，该发送队列的计数器就加1。 

若某个发送队列在连续N次都没有得到调度，则将其实际CmCH-PI升高一级(升高处理后的CmCH-PI定义为实际CmCH-PI，未进行升高处理的CmCH-PI定义为原始CmCH-PI，MACC是按照业务数据流的实际CmCH-PI来调度各个业务数据流的)。 

MACC在进行业务数据流优先级调度处理时，首先满足实际调度优先级最高的业务数据流首先被传送，即首先为高优先级的业务数据流分配传输带宽，只有当传输带宽有余量时，才继续给低优先级的业务数据流分配传输带宽；这样的过程一直进行到待分配的TB个数为0。 

有可能由于上述的处理过程，会出现具有相同实际调度优先级的不同业务数据流，因此在对业务数据流进行优先级调度过程中，对于CmCH-PI相同的业务数据流，要优先调度未经CmCH-PI升高处理的业务数据流进行传输，再调度经过CmCH-PI升高处理的业务数据流进行传输。 

根据以上过程，下面分别列举两个具体的实施例： 

实施例1，假设同一DTCH上有两个类型的业务数据流，其CmCH-PI分别为5和4，假如某时刻MACC可分配给这两个业务数据流的总传输带宽支持8个TB的传输，而该两个业务数据流分别有6和7个待发TB，则给这两个业务数据流分配的传输带宽分别支持6和2个TB的传输。 

实施例2，假设同一DTCH上有两个类型的业务数据流，其CmCH-PI分 别为5和4，下面表格中分别列举了6个时刻的待发TB数量和优先级调度后TB的实际发送数量。由于CmCH-PI为5的业务数据流优先级较高，所以在前4个时刻，都是优先给它分配传输带宽。但是为了不让CmCH-PI为1的业务数据流长时间得不到传输，在时刻4优先级调度时，暂时提高CmCH-PI为4的业务数据流的CmCH-PI，使之实际CmCH-PI为5，在时刻5优先级调度时，又进而提高CmCH-PI为4的业务数据流的CmCH-PI，使之实际CmCH-PI为6，这时MACC就会优先给原始CmCH-PI为4的业务数据流分配传输带宽，使得其优先得到传输。到了时刻6，由于原始CmCH-PI为4的业务数据流的CmCH-PI又恢复为4，所以MACC还是对CmCH-PI为5的业务数据流优先调度传输。 

  

	CmCH-PI(5)待发TB数量	CmCH-PI(4)待发TB数量	CmCH-PI(5)的实际优先级	CmCH-PI(4)的实际优先级	CmCH-PI(5)发送TB数量	CmCH-PI(4)发送TB数量
							时刻1	6	7	5	4	6	0
时刻2	6	7	5	4	6	0
							时刻3	6	7	5	4	6	0
时刻4	6	7	5	5	6	0
							时刻5	6	7	5	6	0	6
时刻6	6	7	5	4	6	0

第二种请参照图6，该图是本发明完成业务数据流CmCH-PI升高处理的第二实施方式处理流程图；其主要实现过程为： 

步骤S131，预先设置业务数据流未被调用的时间段阀值T，其中该业务数据流未被调用的时间段阀值T可以根据DTCH上具有的不同CmCH-PI数目以及Iub接口链路的时延属性等因素来确定； 

步骤S132，分别为在同一DTCH上传输的不同类型业务数据流配置一初始状态为零的计时器； 

步骤S133，在每一时刻，判断业务数据流是否被调度，如果是，执行步骤S134；否则执行步骤S135；

步骤S134，对该业务数据流的计时器进行清零，然后执行步骤S136； 

步骤S135，对该业务数据流的计时器进行加1； 

步骤S136，判断该业务数据流的计时器计时数值是否大于业务数据流未被调用的时间段阀值T，如果是，执行步骤S137；否则返回执行步骤S133； 

步骤S137，将该业务数据流的CmCH-PI升高一级，然后返回继续执行上述步骤S110，即在每一时刻，按照在同一DTCH上传输的各类业务数据流的CmCH-PI由高至低的顺序，优先调度CmCH-PI高的业务数据流进行传输。 

如可以首先设定一个连续未被调度的时间段阀值T，且使每个发送队列维护一个未被调度的时间段T1(由计时器完成即可)； 

然后，可以将所有的发送队列分为两类：第1类是那些未被调度的时间段T1不超过未被调度的时间段阀值T的队列，第2类是那些未被调度的时间段T1超过未被调度的时间段阀值T的队列； 

每次调度对应每个逻辑信道的发送队列时，首先调度第2类发送队列，然后再调度第1类发送队列，即首先为第2类发送队列要发送的数据流量分配传输带宽，只有在第2类发送队列没有数据流量发送时，才发送第1类发送队列的数据。同时对每类发送队列中的调度顺序还是按照各队列中各个业务数据流的CmCH-PI高低顺序来进行，即首先满足本类发送队列中CmCH-PI高的业务数据流的发送需求，只有在本类发送队列中CmCH-PI高的业务数据流都发送完毕时，才发送本类发送队列中CmCH-PI低的业务数据流。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种业务优先级调度实现方法，用于对同一专用业务信道上传输的业务数据流进行优先级调度处理，包括步骤：

A、分别为在同一专用业务信道上传输的不同业务数据流配置不同的公共信道优先级指示；

B、在每一时刻，所述专用业务信道按照不同业务数据流的公共信道优先级指示由高至低的顺序，优先调度公共信道优先级指示高的业务数据流进行传输；并

C、预设一参考时间段，若公共信道优先级指示低的业务数据流在所述参考时间段内总没有得到调度，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高，然后返回B；

所述步骤B中，对于公共信道优先级指示相同的业务数据流，优先调度未经公共信道优先级指示升高处理的业务数据流进行传输，再调度经过公共信道优先级指示升高处理的业务数据流进行传输。

2.如权利要求1所述的业务优先级调度实现方法，其特征在于，所述步骤C具体包括步骤：

C1、预先设置公共信道优先级指示升级阈值N；

C2、分别为在同一专用业务信道上传输的每类业务数据流配置一初始状态为零的计数器；

C3、在每一时刻，若业务数据流被调用，则该业务数据流的计数器清零；若未被调用，则该业务数据流的计数器加1；

C4、若业务数据流的计数器计数数值大于N，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高一级，然后返回B。

3.如权利要求2所述的业务优先级调度实现方法，其特征在于，所述公共信道优先级指示升级阈值N根据专用业务信道上具有的不同公共信道优先级指示数目及Iub接口链路的时延属性确定。 

4.如权利要求1所述的业务优先级调度实现方法，其特征在于，所述步骤C具体包括步骤：

C11、预先设置业务数据流未被调用的时间段阈值T；

C12、分别为在同一专用业务信道上传输的每类业务数据流配置一初始状态为零的计时器；

C13、在每一时刻，若业务数据流被调用，则该业务数据流的计时器清零；若未被调用，则该业务数据流的计时器继续计时；

C14、若业务数据流的计时器计时数值大于业务数据流未被调用的时间段阈值T，则将该业务数据流的公共信道优先级指示升高一级，然后返回B。

5.如权利要求4所述的业务优先级调度实现方法，其特征在于，所述业务数据流未被调用的时间段阈值T根据专用业务信道上具有的不同公共信道优先级指示数目及Iub接口链路的时延属性确定。 

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