CN101409903A - 一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统，其方法包括以下步骤：软切换中断前，当前服务小区处理RNC发来的信令，获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；从当前时刻起到软切换生效时刻止，匹配控制RNC发送数据的流量，以改善软切换中断时延；直至软切换生效后，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据。由于实施了分阶段匹配控制无线网络控制器发送数据的流量，在软切换生效时刻的激活时间达到之前，既保证了从原服务小区发送的数据基本发送完毕，又防止了过早停止原服务小区发送数据，从而减少了HSDPA业务软切换中断时延，避免了因为软切换造成用户面丢失数据包，较好满足了实时业务的Qos要求。

Description

一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统

技术领域

本发明涉及通讯行业WCDMA或TD-SCDMA网络的HSDPA业务技术及其系统领域，更具体的说，涉及的是一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统。

背景技术

HSDPA(High Speed Downlink Packages Access，以下简称HSDPA)高速下行分组接入技术，是实现提高WCDMA网络高速下行数据传输速率最为重要的技术，是3GPP在R5协议中为了满足上下行数据业务不对称的需求提出来的，它可以在不改变已经建设的WCDMA系统网络结构基础上，大大提高用户下行数据业务速率，理论最大值可达到14.4Mbps。

但是，HSDPA技术特点包括了自适应调制AMC和HARQ混合自动重传请求协议，在软切换时的同一个时刻存在只有一个服务小区给用户发送数据，实质上这就是说，HSDPA是没有软切换的。而在软切换的服务小区切换的过程中，需要将全部清空在原服务小区中所有没有传输完毕的缓存数据，从而导致HSDPA业务的中断，软切换中断时延增加，用户面丢失数据包，特别是对于QOS要求较高的业务有很大的影响，例如流媒体业务和VoIP业务。

因此，现有技术尚有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统，避免因为软切换造成用户面丢失数据包，降低HSDPA业务软切换中断时延，较好满足实时业务的Qos要求。

本发明的技术方案如下：

一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法，包括以下步骤：

A、软切换中断信道前，当前服务小区处理无线网络控制器发来的信令，并获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；

B、从当前时刻起到软切换生效时刻止的期间，匹配控制所述无线网络控制器发送数据的流量，以改善软切换中断时延；

C、直至软切换生效后，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据。

所述的方法，其中，所述步骤A具体包括：

A1、与所述无线网络控制器互连的控制系统完成所述信令的处理，获得所述软切换生效时刻的激活时间；

A2、根据所述激活时间的字段计算当前时刻距离该激活时间生效的时间间隔。

所述的方法，其中，所述步骤B具体包括：

B1、分阶段设计匹配当前空口发送数据量速率的流量控制方式；

B2、根据当前时刻断定所述无线网络控制器发送数据的时刻所属于的阶段；

B3、按所属阶段确定实施发送数据的流量控制方式，控制发送的数据量以减少软切换中断时延，自适应于软切换时所处的信道条件。

所述的方法，其中，所述步骤B1中分阶段设计具体包括第一阶段的流控设计操作：

B111、流控计算之前统计预定时间段内所述无线网络控制器发送的数据量，并规定该数据量的上限值；

B112、设置流控计算间隔的流控周期，计算当前流控周期内的数据堆积量；

B113、多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均大于所述上限值时减少待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器。

所述的方法，其中，所述步骤B1中第一阶段的流控设计具体操作还包括：

B121、流控计算之前统计预定时间段内所述无线网络控制器发送的数据量，并规定该数据量的下限值；

B122、设置流控计算间隔的流控周期，计算当前流控周期内的数据堆积量；

B123、多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均小于所述下限值时增加待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器。

所述的方法，其中，所述步骤B1中分阶段设计具体包括第二阶段的流控设计操作：

B131、流控计算之前统计预定时间段内所述无线网络控制器发送的数据量，并规定该数据量的目标门限值；

B132、设置流控计算间隔的流控周期，计算当前流控周期内的数据堆积量；

B133、多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量不等于所述目标门限值时调整待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器。

所述的方法，其中，所述步骤B1中分阶段设计具体包括第三阶段的流控设计操作：

B14、发送流控停止帧至所述无线网络控制器。

所述的方法，其中，所述步骤B2中断定所属阶段的具体操作包括：

B21、设定所述第三阶段的时长和所述第二阶段的时长，并计算二者的和值；

B22、用所述时间间隔减去所述和值，获得所述第一阶段的时长；

B23、根据距离软切换生效时刻生效的时间间隔判断当前时刻所属于的阶段。

一种基于控制流量改善软切换中断时延的系统，包括一无线网络控制器，用于发送软切换信令，其中，所述系统还包括一与所述无线网络控制器通讯的信令处理模块、以及与所述信令模块互相连接的一控制流量模块和一软切换模块；所述信令模块用于在软切换中断信道前处理无线网络控制器发来的信令，并获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；所述控制流量模块用于从当前时刻到软切换生效时刻的期间，匹配控制所述无线网络控制器发送数据的流量，以改善软切换中断时延；所述软切换模块用于在软切换生效时刻生效时，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据。

所述的系统，其中，所述控制流量模块具体包括第一阶段流控设计子模块、第二阶段流控设计子模块和第三阶段流控设计子模块，其中：

所述第一阶段流控设计子模块用于多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均大于所述上限值时减少待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器，所述数据堆积量均小于所述下限值时增加待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器；

所述第二阶段流控设计子模块用于多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量不等于所述目标门限值时调整待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器；

所述第三阶段流控设计子模块用于发送流控停止帧至所述无线网络控制器。

本发明所提供的一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统，由于在软切换过程中实施了分阶段匹配控制无线网络控制器发送数据的流量，在软切换生效时刻的激活时间达到之前，既保证了从原服务小区发送的数据基本发送完毕，又防止了过早停止原服务小区发送数据，自适应了软切换信道条件；以及在激活时间到达后，用户面可立即从新腿上接收数据，从而减少了HSDPA业务软切换中断时延，避免了因为软切换造成用户面丢失数据包，较好满足了实时业务的Qos要求。

附图说明

图1是本发明系统模块化的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明基于控制流量改善软切换中断时延的具体实施方式和优选实施例加以详细说明。

本发明的一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统，主要核心点在于，在Node-B(也可写成Node B或NodeB)中MAC-hs实体上实现新型流控算法对原服务小区在软切换过程中进行分阶段的流量控制来改善HSDPA业务软切换中断延时；至于HSDPA、Node-B、MAC-hs、UE、RNC以及Qos等技术为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

本发明的系统具体包括，如附图1所示：一用于发送软切换信令的无线网络控制器110；一与所述无线网络控制器110通讯的信令处理模块120，用于在软切换中断信道前处理无线网络控制器110发来的信令，并获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；以及与所述信令模块互相连接的一控制流量模块130和一软切换模块140，所述控制流量模块130用于从当前时刻到软切换生效时刻的期间，匹配控制所述无线网络控制器110发送数据的流量，以改善软切换中断时延；所述软切换模块140用于在软切换生效时刻生效时，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据。

所述控制流量模块130具体包括第一阶段流控设计子模块131、第二阶段流控设计子模块132和第三阶段流控设计子模块133，其中：

所述第一阶段流控设计子模块131用于多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均大于所述上限值时减少待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器110，所述数据堆积量均小于所述下限值时增加待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器110；

所述第二阶段流控设计子模块132用于多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量不等于所述目标门限值时调整待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器110；

所述第三阶段流控设计子模块133用于发送流控停止帧至所述无线网络控制器110。

由于原服务小区在收到无线链路重配提交时刻，直到软切换生效时刻的这段时间内，既要保证不会因为数据缓存较少导致的过早停掉原服务小区发送数据，又要保证不会因为数据量过多导致的原服务小区在软切换生效时刻时还有大量待发数据；以及同时兼顾到软切换时信道条件变化较为剧烈，因此如何做好对流量预估和流量控制就显得较为重要。

本发明方法的具体实施方式包括以下流程：

第一步、原服务小区通过“无线链路重配提交”消息得到软切换生效时刻；即软切换中断信道前，当前服务小区处理无线网络控制器RNC(RadioNetwork Controller，以下简称RNC)发来的信令，并获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；具体讲，与所述无线网络控制器互连的控制系统完成所述信令的处理，获得所述软切换生效时刻的激活时间，根据所述激活时间的字段计算当前时刻距离该激活时间生效的时间间隔。

第二步、从当前时刻起到软切换生效时刻止的期间，匹配控制所述无线网络控制器发送数据的流量，以改善软切换中断时延；原服务小区从当前时刻到软切换生效时刻这段时间内，根据当前空口发送速率和当前时刻来改变无线网络控制器RNC发送给Node-B的数据量，自适应于软切换时所处信道条件，最终使其到切换生效时刻没有待发数据量给原服务小区，主要是通过精确流量控制方式通知RNC，控制其在软切换这段时间内下发数据量的大小，使其不至于原服务小区停发数据过早导致中断延时，或停得过晚导致原服务小区在切换时刻有数据没有发送完成。

第三步、直至软切换生效后，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据；在UE切换到目标小区后，将从新的服务小区发送数据给UE。

从上述的流程可知，在从原服务小区切换到目标服务小区这段时间内，根据当前时刻和空口发送能力，来控制RNC发送给Node-B数据量，使其原服务小区不至于数据量过少，导致过早停止原服务小区发送数据；另一方面避免数据量过多，导致软切换时原服务小区有大量数据需要发送给UE。该方法的软件实现简单，同时也自适应于不同信道条件，避免了采取一刀切的方法。

以Node-B间HSDPA业务软切换为例，先大致介绍一下HSDPA业务Node-B间软切换过程：

S010、用户设备UE根据无线网络控制器RNC下发的测量控制，测量邻区列表中同频邻区的质量，并判断同频事件1D是否发生，若发生则上报测量报告1D事件给无线网络控制器RNC；

S020、无线网络控制器RNC根据用户设备UE上报的事件和无线资源情况决定进行服务小区变更；

S030、无线网络控制器RNC发送NBAP消息Radio Link ReconfigurationPrepare无线链接重新配置准备给当前服务节点B Serving Node B；

S040、当前服务节点B Serving Node B的无线链路RL开始准备释放高速共享信道HS-DSCH相关资源，返回NBAP消息Radio Link ReconfigurationReady无线链接重新配置准备完毕给无线网络控制器RNC；

S050、无线网络控制器RNC发送NBAP消息Radio Link ReconfigurationPrepare无线链接重新配置准备给目标服务节点B Target Node B；

S060、目标服务节点B Target Node B的无线链路RL重配时建立高速共享信道HS-DSCH相关资源，返回NBAP消息Radio Link ReconfigurationReady无线链接重新配置准备完毕给无线网络控制器RNC；

S070、目标服务节点B Target Node B的无线链路RL的高速共享信道HS-DSCH专用的ALCAP Iub数据传输承载建立；

S080、当前服务无线网络控制器Serving RNC发送NBAP消息RadioLink Reconfiguration Commit无线链接重新配置交托给当前服务节点BServing Node B，这个消息中带下来激活时间CFN，该时刻到达后停止给该用户设备UE发送数据；

S090、当前服务无线网络控制器Serving RNC发送NBAP消息RadioLink Reconfiguration Commit无线链接重新配置交托给目标服务节点BTarget Node B，这个消息中带下来激活时间CFN，该时刻到达的时候，开始向用户设备UE发送数据。

而本发明的方法主要集中在S080过程，具体实施例如下：

当前服务无线网络控制器Serving RNC发送NBAP消息Radio LinkReconfiguration Commit无线链接重新配置交托给当前服务节点B ServingNode B，这个消息中带下来激活时间CFN，根据CFN字段计算当前时刻同距离激活时间生效的时间间隔T；

根据当前时刻确定流控计算的三个阶段，确定处于流控哪一个阶段，然后根据不同阶段采用不同流控计算方法，下面所述的三个阶段，先确定第二、三阶段的时长，第一阶段时长是第一步计算出时间间隔T减去流控第二阶段时长和第三阶段时长；随后根据时间间隔T判断在哪个阶段：

1、流控计算第一阶段：每经过流控计算间隔就计算一次流控，间隔参考设置为20毫秒；统计计算之前一段时间发送给UE数据量DataStreamOut，此段时间参考设置为20ms。在此阶段引入上限High如80％和下限Low如20％的概念进行流控设计：

1)连续n次计算流控，参考设置n为2次，所有当前数据堆积量都大于DataStreamOut*High时，就要将上限High适当地降低deltaHigh如10％计算流控分配帧：假设下一个流控周期发送数据量为DataStreamOut，参考设置为20毫秒，在下一个流控周期内将数据堆积量降到DataStreamOut*High；

2)连续n次计算流控，所有当前数据堆积量都小于DataStreamOut*Low时，就将适当将Low抬高deltaLow如5％计算流控分配帧：假设下一个TimeStatic发送数据量为DataStreamOut，在下一个流控周期内将数据堆积量升高到DataStreamOut*Low；

计算出下一个流控周期的输入数据量，通知RNC。该阶段流控计算首要目标是保证此阶段UE有数据调度，次要目标是不要有太多数据堆积；

2、流控计算第二阶段：统计计算之前一段时间发送给UE数据量DataStreamOut，参考设置为20ms，然后每流控计算间隔计算一次流控，参考设置也为20ms。此阶段引进上下门限为一个目标门限Aim如20％计算流控分配帧：假设下一个流控周期发送数据量为DataStreamOut，参考设置为20ms，在下一个流控周期将当前数据堆积量控制在DataStreamOut*Aim，计算流控分配帧给RNC，同时保证当前数据量尽量在第二阶段发送完成。

该阶段主要目标是将数据尽量控制在较小范围内，次要目标是保证调度时每个时刻都有数据量调度，流控计算第二阶段时长参考设置为200ms；

3、流控计算第三阶段：在该阶段发送流控停止帧至所述无线网络控制器。主要是考虑在软切换最后阶段信道条件不稳定，以及保证在软切换时，原服务小区没有待发数据量给该UE才引入的。检查当前服务小区经过所述第二阶段后仍有待发送的数据量，所述无线网络控制器收到所述流控停止帧时停止发送数据。该阶段目标是发完第二阶段由于某种原因没有发完的数据量，并且此阶段流控发停止帧给RNC，通知RNC不再下发数据，流控计算第三阶段时长参考设置为80ms；

当前时刻属于所述第一阶段时长实行所述第一阶段的流控设计；当前时刻属于所述第二阶段时长实行所述第二阶段的流控设计；当前时刻属于所述第三阶段时长实行所述第三阶段的流控设计。

以上优选实施例中分阶段实现流控的技术根据实际应用可以采用现有各种可能的方案，为本领域技术人员所熟知，在此也不再赘述。

本发明具体实施方式中所提供的一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法及其系统，由于在软切换过程中实施了分阶段匹配控制无线网络控制器发送数据的流量，在软切换生效时刻的激活时间达到之前，既保证了从原服务小区发送的数据基本发送完毕，又防止了过早停止原服务小区发送数据，自适应了软切换信道条件；以及在激活时间到达后，用户面可立即从新腿上接收数据，从而减少了HSDPA业务软切换中断时延，避免了因为软切换造成用户面丢失数据包，较好满足了实时业务的Qos要求。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述方案的说明加以改进或变换，例如应用到更软切换中等，而所有这些改进和变换都本应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种基于控制流量改善软切换中断时延的方法，包括以下步骤：

A、软切换中断信道前，当前服务小区处理无线网络控制器发来的信令，并获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；

B、从当前时刻起到软切换生效时刻止的期间，匹配控制所述无线网络控制器发送数据的流量，以改善软切换中断时延；

C、直至软切换生效后，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

A1、与所述无线网络控制器互连的控制系统完成所述信令的处理，获得所述软切换生效时刻的激活时间；

A2、根据所述激活时间的字段计算当前时刻距离该激活时间生效的时间间隔。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、分阶段设计匹配当前空口发送数据量速率的流量控制方式；

B2、根据当前时刻断定所述无线网络控制器发送数据的时刻所属于的阶段；

B3、按所属阶段确定实施发送数据的流量控制方式，控制发送的数据量以减少软切换中断时延，自适应于软切换时所处的信道条件。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B1中分阶段设计具体包括第一阶段的流控设计操作：

B111、流控计算之前统计预定时间段内所述无线网络控制器发送的数据量，并规定该数据量的上限值；

B112、设置流控计算间隔的流控周期，计算当前流控周期内的数据堆积量；

B113、多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均大于所述上限值时减少待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B1中第一阶段的流控设计具体操作还包括：

B121、流控计算之前统计预定时间段内所述无线网络控制器发送的数据量，并规定该数据量的下限值；

B122、设置流控计算间隔的流控周期，计算当前流控周期内的数据堆积量；

B123、多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均小于所述下限值时增加待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤B1中分阶段设计具体包括第二阶段的流控设计操作：

B131、流控计算之前统计预定时间段内所述无线网络控制器发送的数据量，并规定该数据量的目标门限值；

B132、设置流控计算间隔的流控周期，计算当前流控周期内的数据堆积量；

B133、多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量不等于所述目标门限值时调整待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B1中分阶段设计具体包括第三阶段的流控设计操作：

B14、发送流控停止帧至所述无线网络控制器。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B2中断定所属阶段的具体操作包括：

B21、设定所述第三阶段的时长和所述第二阶段的时长，并计算二者的和值；

B22、用所述时间间隔减去所述和值，获得所述第一阶段的时长；

B23、根据距离软切换生效时刻生效的时间间隔判断当前时刻所属于的阶段。

9、一种基于控制流量改善软切换中断时延的系统，包括一无线网络控制器，用于发送软切换信令，其特征在于，所述系统还包括一与所述无线网络控制器通讯的信令处理模块、以及与所述信令模块互相连接的一控制流量模块和一软切换模块；所述信令模块用于在软切换中断信道前处理无线网络控制器发来的信令，并获得距离软切换生效时刻生效的时间间隔；所述控制流量模块用于从当前时刻到软切换生效时刻的期间，匹配控制所述无线网络控制器发送数据的流量，以改善软切换中断时延；所述软切换模块用于在软切换生效时刻生效时，将信道切换到目标小区，并从所述目标小区发送数据。

10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制流量模块具体包括第一阶段流控设计子模块、第二阶段流控设计子模块和第三阶段流控设计子模块，其中：

所述第一阶段流控设计子模块用于多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量均大于所述上限值时减少待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器，所述数据堆积量均小于所述下限值时增加待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器；

所述第二阶段流控设计子模块用于多个连续的流控周期内所计算的数据堆积量不等于所述目标门限值时调整待发送的数据量，发送流控分配帧至所述无线网络控制器；

所述第三阶段流控设计子模块用于发送流控停止帧至所述无线网络控制器。

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