CN101521912B - 一种移动通信系统的拥塞和拥塞恢复处理方法及装置 - Google Patents

一种移动通信系统的拥塞和拥塞恢复处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种移动通信系统的拥塞和拥塞恢复处理方法及装置，为了解决现有技术中的拥塞和拥塞恢复处理使得用户终端QoS无法得到保证的问题，本发明公开的方法包括：统计用户终端在Iub口速率；当所述Iub口速率达到低速率门限的用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理，由于通过各类业务的Iub口速率进行拥塞/拥塞恢复判决，进而进行拥塞处理/拥塞恢复处理措施，从而保证用户终端的QoS，达到系统的稳定。

Description

一种移动通信系统的拥塞和拥塞恢复处理方法及装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，特别涉及一种移动通信系统的拥塞和拥塞恢复处理方法及装置。
背景技术
拥塞控制是无线资源管理模块中一个重要部分，包括拥塞判决、拥塞处理、拥塞恢复判决和拥塞恢复处理等过程。HSPA(High Speed Packet Access高速分组接入)技术用来承载混合业务特别是存在GBR(Guarantee Bit Rate保证比特速率)业务的情况下，准确拥塞判决和处理是十分必要的。
现有的拥塞控制策略，主要从功率角度考虑，即RNC(Radio NetworkController无线网络控制器)拥塞判决时考虑的是上行接收信号功率和下行发射功率，如果功率超过一定门限并持续一段时间，则认为拥塞发生，从而进行相应的拥塞处理策略，目前的拥塞处理策略有：
1)通过测量控制消息和系统信息更新，降低本小区的个性偏移CellIndividual Offset和小区重选质量偏移QOffset，促部分用户切换到相邻小区，或重选到其他小区驻留并发起呼叫，以缓解拥塞。
2)修改SIB(Subframe Information Block子帧信息块)3/4以阻止不同优先等级的用户接入。例如：阻止AC0～AC9的普通用户接入。阻止什么AC(AcessClass接入等级)等级的用户可以通过O&M(Operation and Management操作和维护)配置参数决定。
3)降低非实时且低优先级业务的传输速率，删除低优先级业务占用的信道，释放码道和功率资源。
拥塞恢复判决和拥塞恢复处理则执行相反的过程。
HSPA系统由于引入资源共享特性，且以固定功率发射(下行)或者通过ROT(Rise Over Thermalnoise热噪声恶化量)控制接收信号功率(上行)，因此仅从功率角度考虑进行拥塞判决是不合理的。HSPA系统中的拥塞是指由于接入系统用户终端数目过多等原因导致部分用户终端(如处于小区边缘用户终端)长期得不到调度，从而出现发送端缓存溢出或者时延过大，可见现有技术中的拥塞和拥塞恢复处理使得用户终端QoS(Quality of Service业务质量)无法得到保证。
发明内容
为了解决现有技术中的拥塞和拥塞恢复处理使得用户终端QoS无法得到保证的问题，本发明实施例提供了一种移动通信系统的拥塞处理方法，包括：
统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率：
Figure GSB00000780042100021
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔；
当所述Iub口速率达到低速率门限的用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理。
同时本发明实施例还提供一种移动通信系统的拥塞恢复处理方法，包括：
统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端Iub口速率：
Figure GSB00000780042100022
Rn为统计的在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔；
当所述Iub口速率达到低速率门限的用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞恢复处理。
同时本发明实施例还提供一种移动通信系统的拥塞处理装置，包括：
统计模块：用于统计用户终端在Iub口速率；
拥塞处理模块：当所述Iub口速率达到低速率门限的用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理；
所述统计模块还包括：
统计子模块，用于统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率：
Figure GSB00000780042100031
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔。
同时本发明实施例还提供一种移动通信系统的拥塞恢复处理装置，包括：
统计模块：统计用户终端在Iub口速率；
拥塞恢复处理模块：当所述Iub口速率达到高速率门限的用户终端的比例不低于第二比例门限时，进行拥塞恢复处理；
所述统计模块还包括：
统计子模块，用于统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率：
Figure GSB00000780042100032
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔。
由上述本发明提供的具体实施方案可以看出，正是由于通过用户终端在Iub口速率进行拥塞/拥塞恢复判决，进而进行拥塞处理/拥塞恢复处理措施，从而保证用户终端的QoS，达到系统的稳定。
附图说明
图1为本发明提供的第一实施例方法流程图；
图2为本发明提供的第二实施例装置结构图；
图3为本发明提供的第三实施例装置结构图。
具体实施方式
本发明的思想是通过用户终端在Iub口速率作为拥塞判决/拥塞恢复判决的依据，从而执行相应的拥塞处理/拥塞恢复处理策略。Iub口流量可以代表当前系统的负荷轻重，如果一定比例的用户终端在一段时间内分配的Iub口流量很少而发送端RLC(Radio Link Control无线链路控制)缓存中又存在数据，则说明当前系统负荷比较重，可以认为当前系统已经处于拥塞状态，从而进行相应的拥塞处理策略；否则，如果一定比例的用户终端在一段时间内分配的流量较大，则可以进行相应的拥塞恢复处理措施。
拥塞判决/拥塞恢复判决过程涉及到的变量：
Iub口速率测量周期T。为了拥塞控制的准确性，测量速率分业务进行，周期可以设置为秒量级或者更大。
GBR业务的Iub口低速率门限Low_Limit和比例门限Low_Limit_ratio。如果在测量周期T内低于低速率门限的GBR用户终端比例不低于Low_Limit_ratio，则认为系统处于拥塞状态。Low_Limit可以设置为该业务的保证比特速率值。Low_Limit可以通过仿真或者运营商的运营策略确定，如设定为64K，当然，也可以设定该值为0。
无保证比特速率业务的Iub口高速率门限High_Limit。如果高于该门限的无保证比特速率的用户终端比例不低于比例门限High_Limit_ratio且GBR业务用户低速率不低于Low_Limit，则认为系统当前处于拥塞恢复状态，可以进行拥塞恢复处理相应措施。High_Limit可以根据运营商的运营策略和HSPA共享资源确定，如设定为64K。当然，也可以设定该值为0。
该发明主要是针对混合类业务提出，如系统中有10个用户终端，其中5个为GBR业务的用户终端，另5个为无保证比特速率业务的用户终端，如果在测量周期5秒内低于低速率门限Low_Limit 64kbps的GBR业务的用户终端到达2个，即比例不低于比例门限Low_Limit_ratio 20％，则认为系统处于拥塞状态，从而进行相应的拥塞处理策略。在以后的某个测量周期5秒内，高于高速率门限High_Limit 32kbps的无保证比特速率业务的用户终端到达4个，即不低于比例门限High_Limit_ratio 60％，且5个GBR业务的用户终端低速率不低于Low_Limit 64kbps，则认为系统当前处于拥塞恢复状态，可以进行拥塞恢复处理相应措施。
同时，也可以兼容单业务系统，例如系统有10个交互类用户终端，且Low_Limit_ratio为20％，High_Limit_ratio为90％，Low_Limit 16kbps，High_Limit为16kbps。则当有2个用户终端在一段时间内分配的Iub口流量小于16kbps，而发送端RLC缓存中又存在数据，则说明当前系统负荷比较重，可以认为当前系统已经处于拥塞状态，从而进行相应的拥塞处理策略。通过拥塞处理策略后如果有9个用户终端在一段时间内分配的流量大于High_Limit16kbps，则可以进行相应的拥塞恢复处理措施。这里的Low_Limit和High_Limit可以根据运营商的运营策略设置为如上都是16kbps相同。进一步，此时为了保持系统稳定，避免系统过多的拥塞和拥塞恢复处理，High_Limit_ratio和Low_Limit_ratio满足如下关系：High_Limit_ratio＞(1-Low_Limit_ratio)，High_Limit_ratio和Low_Limit_ratio满足上述关系只是本发明的一个优选实施例，High_Limit_ratio和Low_Limit_ratio不局限于上述关系，如Low_Limit_ratio为20％，High_Limit_ratio为70％或80％。Low_Limit和High_Limit也可以不同，具体取值可以根据High_Limit_ratio和Low_Limit_ratio取值和业务类型仿真确定。
在接入用户门限测量周期T内，计算各用户Iub口速率的计算方法是RNC周期统计每个基站每个用户终端在测量周期内Iub口平均速率，详见后续描述中的公式2；或在HSDPA(High Speed Downlink Packet Access高速下行分组接入)系统中如果流控算法中流控是周期进行的，还可以采用RNC直接使用流量分配帧分配的流量作为Iub口速率详见后续描述中的公式3。
Figure GSB00000780042100061
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，
Figure GSB00000780042100062
为Rn平滑后的Iub口速率，
Figure GSB00000780042100063
为Rn-1平滑后的Iub口速率，所述Rn-1为统计的第n-1个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，f为遗忘因子。(公式1)
Figure GSB00000780042100064
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI(Transmission Time Interval)为传输时间间隔。(方法一，公式2)
Figure GSB00000780042100065
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，T为Iub口速率测量周期，Tf为流控周期，ri为每次流控周期分配的Iub口速率。(方法二，公式3)
关于拥塞处理策略原有处理策略中的1)(通过测量控制消息和系统信息更新，降低本小区的个性偏移Cell Individual Offset和小区重选质量偏移QOffset，促部分用户切换到相邻小区，或重选到其他小区驻留并发起呼叫，以缓解拥塞)和2)(修改SIB3/4以阻止不同优先等级的用户接入。例如：阻止AC0～AC9的普通用户接入。阻止什么AC等级的用户可以通过O&M配置参数决定)仍然适用，策略3)(降低非实时且低优先级业务的传输速率，删除低优先级业务占用的信道，释放码道和功率资源)由于HSPA系统的资源共享特性，不再适用。另外，还可以添加以下策略：
信道切换。如果系统中存在专用信道，可以通过将部分低速用户或者边缘用户调制专用信道；
删除用户终端。删除用户终端的原则是优先删除优先等级低的周户终端，对于同一优先等级的用户终端，优先删除边缘用户终端。
上述边缘用户终端是指Iub口速率低的用户，因为占用相同的资源的前提下，这些用户终端的速率较低，从而发生发送端缓存溢出的概率较高。
下面以HSDPA为例，结合图1给出本发明提供的第一实施例一种移动通信系统的拥塞处理方法的具体实施过程：
注：条件1为GBR用户终端速率低于Low_Limit的比例不低于Low_Limit_ratio。
步骤101：此处开始为小区建立时，此后开始统计各类业务Iub口速率；
步骤102：如果达到Iub口速率测量周期，则根据上述公式中的2或者3进行更新(如果需要平滑，则根据公式1进行平滑)，否则在下一个TTI继续进行统计，直到达到Iub口速率测量周期；
步骤103：如果满足条件1，则说明系统处于拥塞状态，转入步骤104，否则，系统正常，不需要进行相应的处理措施，继续进行统计；
步骤104：进行前述的相关拥塞处理策略。
拥塞恢复判决及其拥塞恢复处理策略与上述过程类似，只是拥塞恢复判决条件为：无保证比特速率用户速率高于High_Limit的比例不低于门限High_Limit_ratio且GBR用户终端速率均不低于Low_Limit；拥塞恢复处理过程执行与拥塞处理相反的过程，如取消接入新的用户禁止、恢复小区选择/重选门限等。
本发明提供的第二实施例是一种移动通信系统的拥塞处理装置，其结构如图2所示，包括：
统计模块201：用于统计各种业务类型用户终端在Iub口速率；
拥塞处理模块202：当所述Iub口速率达到低速率门限的用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理。
进一步拥塞处理模块202还包括：
拥塞处理子模块2021：用于当所述Iub口速率达到低速率门限的保证比特速率业务用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理。
进一步所述统计模块还包括：
统计子模块2011：用于统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率。
本发明提供的第三实施例是一种移动通信系统的拥塞恢复处理装置，其结构如图3所示，包括：
统计模块201：统计各种业务类型用户终端在Iub口速率；
拥塞恢复处理模块302：当所述Iub口速率达到高速率门限的用户终端的比例不低于第二比例门限时，进行拥塞恢复处理。
进一步拥塞恢复处理模块302还包括：
拥塞恢复处理子模块3021：用于当所述Iub口速率达到高速率门限的无保证比特速率业务用户终端的比例不低于第二比例门限，且保证比特速率用户低速率不低于低速率门限时，进行拥塞恢复处理。
进一步所述统计模块还包括：
统计子模块2011：用于统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率。
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 (10)

1.一种移动通信系统的拥塞处理方法，其特征在于，包括：
统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率：
Figure FSB00000780042000011
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔；
当所述Iub口速率达到低速率门限的保证比特速率业务用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当流控算法中流控是周期进行时，统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端Iub口速率具体为：
Figure FSB00000780042000012
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，T为Iub口速率测量周期，ri为每次流控周期分配的Iub口速率，Tf为流控周期。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对统计的Iub口速率Rn进行平滑处理：
Figure FSB00000780042000013
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，
Figure FSB00000780042000014
为Rn平滑后的Iub口速率，
Figure FSB00000780042000015
为Rn-1平滑后的Iub口速率，所述Rn-1为统计的第n-1个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，f为遗忘因子。
4.一种移动通信系统的拥塞恢复处理方法，其特征在于，包括：
统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端Iub口速率：
Rn为统计的在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔；
当所述Iub口速率达到高速率门限的保证比特速率业务用户终端的比例不低于第二比例门限时，进行拥塞恢复处理。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述Iub口速率达到高速率门限的保证比特速率业务用户终端的比例不低于第二比例门限时，进行拥塞恢复处理，具体为：
当所述Iub口速率达到高速率门限的无保证比特速率业务用户终端的比例不低于第二比例门限，且保证比特速率业务用户低速率不低于低速率门限时，进行拥塞恢复处理。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当流控算法中流控是周期进行时，统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端Iub口速率具体为：
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，T为Iub口速率测量周期，ri为每次流控周期分配的Iub口速率，Tf为流控周期。
7.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，对统计的Iub口速率Rn进行平滑处理：
Figure FSB00000780042000022
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，
Figure FSB00000780042000023
为Rn平滑后的Iub口速率，
Figure FSB00000780042000024
为Rn-1平滑后的Iub口速率，所述Rn-1为统计的第n-1个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，f为遗忘因子。
8.一种移动通信系统的拥塞处理装置，其特征在于，包括：
统计模块：用于统计用户终端在Iub口速率；
拥塞处理子模块：用于当所述Iub口速率达到低速率门限的保证比特速率业务用户终端的比例不低于第一比例门限时，进行拥塞处理；
所述统计模块还包括：
统计子模块，用于统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率：
Figure FSB00000780042000031
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔。
9.一种移动通信系统的拥塞恢复处理装置，其特征在于，包括：
统计模块：统计用户终端在Iub口速率；
拥塞恢复处理模块：当所述Iub口速率达到高速率门限的保证比特速率业务用户终端的比例不低于第二比例门限时，进行拥塞恢复处理；
所述统计模块还包括：
统计子模块，用于统计在Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率：
Figure FSB00000780042000032
Rn为统计的第n个Iub口速率测量周期内各种业务类型用户终端在Iub口速率，sizeof(PDUi)指用户终端数据包传输块大小，T为Iub口速率测量周期，TTI为传输时间间隔。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，拥塞恢复处理模块还包括：拥塞恢复处理子模块：用于当所述Iub口速率达到高速率门限的无保证比特速率业务用户终端的比例不低于第二比例门限，且保证比特速率业务用户低速率不低于低速率门限时，进行拥塞恢复处理。
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