CN101557644A

CN101557644A - 一种无线信道带宽的调整方法

Info

Publication number: CN101557644A
Application number: CNA2008100893152A
Authority: CN
Inventors: 张春国
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Xuzhou Power Thai Steel Structure Co ltd
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: CN101557644B

Abstract

本发明公开了一种无线信道带宽的调整方法，通过设置移动终端的上、下行信道带宽上限值、下限值，最大上调步数、下调步数以及三个临时变量：调整前目标带宽最大值、调整前目标带宽最小值、调整目标值，然后依据业务量测量报告对当前无线信道的带宽进行调整，比较本次带宽的调整方向与前次带宽调整方向是否相同，按照不同情况分别确定待调整的目标带宽值、本次带宽的上限值、本次带宽的下限值进行动态的带宽分配。采用本发明方法，移动通信系统的空中接口既可以及时响应业务的带宽需求变化，又能做到对带宽进行快速上调或下调，提高移动小区的带宽利用率，改善用户体验。

Description

一种无线信道带宽的调整方法

技术领域

本发明涉及第三代移动通信(3G)系统的无线信道带宽分配技术，尤其涉及一种无线信道带宽的调整方法。

背景技术

3G通信系统中引入了分组交换(PS)技术，由于PS技术自身的诸多优点，使得通信业务呈现多样化，因此也更符合用户的实际业务需求。但通信业务多样化的同时也带来了新的问题，由于各种业务对无线带宽的需求的不同，导致移动通信的无线接入网(RAN)侧要面临更为复杂的信道带宽分配问题，因此，为了解决带宽合理分配的问题，又引入了无线承载控制(RBC，Radio BearerControl)功能来完成信道带宽的分配问题。这里，所述RBC属于无线资源管理(RRM)的一部分，RBC主要包括无线承载建立、无线承载重配置、无线承载释放、传输信道重配置、传输格式联合控制和物理信道重配置等功能。所述RRM是指对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，RRM涉及到一系列与无线资源的分配有关的问题，如：接入控制、信道分配、功率控制、切换、负载控制以及分组信息的调度等。

对于移动通信的同一种业务，比如：对于交互类业务或背景类业务而言，虽然业务初始使用都需要事先预设签约速率，但该业务本身在时间上对业务带宽的需求是不固定的，而且呈现突发性变化的特性。理论上来讲，网络侧应给签约用户分配最大带宽，以便随时都能满足业务需求，但从网络带宽容量的角度看，如果一直给用户分配最大带宽显得浪费。网络侧只在用户需要时才给其分配足够带宽，而在满足服务质量(QoS)的情况下应尽可能多地接入用户、尽可能充分利用有限的网络带宽、提高服务小区的数据吞吐量和被服务的用户数。现有移动通信网络的基本带宽调整方法如下：

第一种：网络侧对每种业务设置分级调速的带宽，比如384k业务，会事先设置0k、16k、32k、64k、128k、192k、256k、320k、384k等带宽速率，然后再依据该带宽速率等级逐级向上调整。例如：带宽速率从32k调整到384k，就需要调整6次，并且需要花费很长的时间；相应地，带宽速率从高向低向下调整也是如此。

第二种：快速调整。RBC算法依据业务量测量报告，并根据报告时的缓冲区占用情况来调整，如果缓冲区占用较少，则速率向上调整缓慢；如果缓冲区占用较大，则带宽向上调整得较快，调整一次即可调整多个带宽速率等级；相应地，向下调整也与此类似。

从以上两种现有的带宽速率等级的调整方法不难看出，现有的方法存在如下几个方面的不足：需要网络侧根据每种业务的特点事先设计出调整的速率等级级别，还需要分析每个级别速率和级别个数的合理性，工作量较大；现有带宽速率等级所设置的级别在低速率时的级差速率较小，速率高时的级差速率又太大，无法很好的适配出当前业务所需的某些速率；第一种方法容易使速率收敛，但调整的过程缓慢，所需的时长较长，而第二种方法虽然调整过程较快，但难以做到速率收敛，且如果业务量测量不准确时，该方法将失效；第二种方法中，业务量测量只代表测量报告上报之前的缓冲区占用状态，不代表之后的业务量的测量情况，因此，以此作为调整带宽速率等级的方法有一定的盲目性，尤其在测量不准确的情况下，该方法的调整动作会跟实际带宽的需求不相适应；由于PS业务一般使用TCP/IP协议传输，发送方会随着应答确认(ACK)信号的及时返回而调整窗口大小，如果接入网不及时给予所需带宽，就有可能使TCP的平均传输速率下降，导致无线接入网成为网络传输瓶颈，影响上层业务的使用，从而致使用户的满意度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线信道带宽的调整方法，使网络能够合理、快速地调整移动终端的上、下行信道带宽。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无线信道带宽的调整方法，该方法包括：

A、无线承载控制RBC根据所收到的业务量测量报告执行无线信道带宽的调整算法，确定带宽的调整方向，需上调带宽时执行步骤B；否则，需下调带宽时执行步骤C；

B、判断本次带宽上调的方向是否与前一次的同向，并根据前一次的调整目标值及环境变量值确定同向或不同向时的本次待调整目标值，然后执行步骤D；

C、判断本次带宽下调的方向是否与前一次的同向，并根据前一次的调整目标值及环境变量值确定同向或不同向时的本次待调整目标值，然后执行步骤D；

D、将本次得到的所述待调整目标值作为目标带宽值进行重新配置，然后重新执行上、下行信道的业务量测量过程，在收到新的业务量测量报告后，返回步骤A。

其中，所述步骤A之前进一步包括：设置环境变量，为接入网络侧的移动终端分配初始带宽，并启动对上、下行信道的业务量的测量生成业务量测量报告。

所述设置环境变量，是指设置用户带宽上限maxLimit，用户带宽下限minLimit；设置最大上调步数maxUpNum，最大下调步数maxDownNum；以及设置临时变量：本次调整的目标最大值tmpMax，本次调整的目标最小值tmpMin以及调整目标值tmpTarget；并进行初始化，使

tmpMax＝maxLimit，tmpMin＝minLimit。

所述为接入网络侧的移动终端分配初始带宽，是通过移动通信系统的配置预设来实现的。

所述启动对上行、下行信道业务量的测量，分别是指：对移动终端侧的缓冲区占用率和网络侧的缓冲区占用率进行测量。

步骤A所述判断是否需要调整移动终端当前的带宽，是依据移动终端侧的缓冲区占用率和网络侧的缓冲区占用率的变化来确定的。

步骤B所述若同向时确定本次待调整目标值，包括：

判断当前带宽调整的步数是否达到最大上调步数maxUpNum，若达到，则将用户带宽上限maxLimit作为本次调整目标值tmpTarget；若未达到，则将用户带宽上限maxLimit作为本次调整的目标最大值tmpMax，将前一次调整目标值tmpTarget1作为本次调整的目标最小值tmpMin，然后依据下式确定本次调整目标值tmpTarget：

tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin，其中：0.5＜α≤1。

步骤B所述若不同向时确定本次待调整目标值，包括：

保持当前调整的目标最大值tmpMax不变，将前一次的调整目标值tmpTarget1作为本次调整的目标最小值tmpMin，然后依据下式确定本次调整目标值tmpTarget：

tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin，其中：0.5＜α≤1。

步骤C所述若同向时确定本次待调整目标值，包括：

判断当前带宽调整的步数是否达到最大下调步数maxDownNum，若达到，则将用户带宽下限minLimit作为本次调整目标值tmpTarget；若未达到，则将用户带宽下限minLimit作为本次调整的目标最小值tmpMin，并将前一次调整目标值tmpTarget1作为本次调整的目标最大值tmpMax，然后依据下式确定本次调整目标值tmpTarget：

tmpTarget＝β×tmpMax+(1-β)×tmpMin，其中：0≤β＜0.5。

步骤C所述若不同向则确定待调整的带宽目标值，包括：保持本次调整的目标最小值tmpMin不变，将前一次调整目标值tmpTarget1作为本次调整的目标最大值tmpMax，然后依据下式确定本次调整目标值tmpTarget：

tmpTarget＝β×tmpMax+(1-β)×tmpMin，其中：0≤β＜0.5。

本发明所提供的无线信道带宽的调整方法，具有以下优点：

本发明信道带宽的调整方法，进行业务量测量时只依赖于4A事件和4B事件上报缓冲区的资源占用率，通过空中接口及时响应业务对带宽的需求变化，能够实时掌握网络上、下行信道带宽调整的时机；而且在调整带宽时不需要设置多个业务速率等级，只需要根据缓冲区资源占用率的变化情况，便可将带宽调整的幅度细化到最低8k或16k的粒度，能够充分利用目前移动小区的剩余带宽资源。如果各项参数设置合理，一般在经过2～3次的调整过程即可达到上调或下调带宽至合理值的目的，大大提高了调整速度和效率，改善了用户使用背景类业务和交互类业务的体验。

附图说明

图1为本发明实施例中无线信道带宽的调整过程流程图；

图2为本发明实施例中无线信道带宽快速上调的过程示意图；

图3为本发明实施例中无线信道带宽快速下调的过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中无线信道带宽的调整过程流程图，如图1所示，该调整过程包括：

步骤101：设置环境变量，为接入网络侧的移动终端分配初始带宽，并启动对上、下行信道业务量的测量生成业务量测量报告。

这里，所述设置环境变量，包括：设置用户带宽上限maxLimit，用户带宽下限minLimit；设置最大上调步数maxUpNum，最大下调步数maxDownNum；以及设置三个临时变量：本次调整的目标最大值tmpMax，本次调整的目标最小值tmpMin，调整目标值tmpTarget；并进行初始化，使

tmpMax＝maxLimit，tmpMin＝minLimit。

所述为移动终端分配初始带宽，是指当移动终端接入移动通信系统时，系统根据一定的算法为该移动终端分配初始带宽即赋给tmpTarget一定的初始带宽速率，该初始带宽速率tmpTarget介于tmpMin与tmpMax之间。实际应用中，对于初始带宽分配，可以通过移动通信系统的配置预设来确定，也可以通过本发明的带宽调整算法在执行过程中自适应地调整数值的大小来确定。

所述启动对上、下行业务量的测量，分别是指移动通信系统启动上报4A事件及4B事件对移动终端缓冲区的占用率的测量和网络侧缓冲区占用率的测量。这里，所述4A事件，是指业务量测量高于一定门限时上报的事件，所述4B事件，是指业务量测量低于一定门限时上报的事件。

步骤102：移动通信系统接收业务量测量报告，RBC根据业务量测量报告执行无线信道带宽调整算法。

这里，RBC对业务量测量报告处理，作出调整带宽的决策算法取决于具体实现。

步骤103：判断当前是否需要上调带宽，如果需要上调带宽，则执行步骤104；否则，执行步骤110。

这里，所述判断当前是否需要上调带宽，是依据移动终端侧及网络侧缓冲区占用率的高低而定的，当缓冲区占用率高时需用占用更多的带宽，此时需要上调信道带宽，而当缓冲区占用率低时则所需的带宽有富裕，此时需要下调信道带宽。

步骤104：判断本次调整带宽的方向是否与前一次调整的方向相同，如果不同向，则执行步骤105；否则，执行步骤106。

步骤105：将本次调整的目标最小值tmpMin设置为前一次的调整目标值tmpTarget，保持本次调整的目标最大值tmpMax不变，然后执行步骤108。

这里，按照下式进行调整：

tmpMin＝tmpTarget1；tmpMax＝tmpMax。

步骤106：判断本次上调次数是否到达最大上调步数maxUpNum，若达到，则执行步骤109；否则，执行步骤107。

步骤107：将本次调整的目标最大值tmpMax设置为用户带宽上限maxLimit，把本次调整的目标最小值tmpMin设置为前一次调整目标值tmpTarget1，然后执行步骤108。

这里，用公式表示即按照下式进行调整：

tmpMax＝maxLimit；tmpMin＝tmpTarget1。

步骤108：确定本次调整目标值tmpTarget，以此作为当前带宽值进行调整，然后执行步骤116。

这里，所述确定本次调整目标值，是指按照下式设置本次调整目标值tmpTarget：

tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin，其中：0.5＜α≤1。

步骤109：如果达到最大上调步数maxUpNum，把本次调整目标值tmpTarget设置为用户带宽上限maxLimit，即按照tmpTarget＝maxLimit作为本次调整带宽。

步骤110：判断本次调整带宽的方向是否与前一次调整的方向相同，若不同向，则执行步骤111；否则，执行步骤112。

步骤111：将本次调整的目标最大值tmpMax设置为前一次的调整目标值tmpTarget1，保持本次调整的目标最小值tmpMin不变，然后执行步骤114。

这里，用公式表示即按照下式进行调整：

tmpMin＝tmpMin；tmpMax＝tmpTarget1。

步骤112：判断本次上调次数是否到达最大下调步数maxDownNum，若达到，则执行步骤115；否则，执行步骤113。

步骤113：将本次调整的目标最小值tmpMin设置为用户带宽下限minLimit，将本次调整的目标最大值tmpMax设置为前一次调整目标值tmpTarget1，然后执行步骤114。

这里，用公式表示即按照下式进行带宽调整，即：

tmpMax＝tmpTarget1；tmpMin＝minLimit。

步骤114：确定本次调整目标值tmpTarget，以此作为当前带宽值进行调整，然后执行步骤116。

tmpTarget＝β×tmpMax+(1-β)×tmpMin，其中：0≤β＜0.5。

步骤115：将本次调整目标值tmpTarget设置为用户带宽下限minLimit，然后执行步骤116。

这里，按照下式调整用户带宽下限，即tmpTarget＝minLimit。

步骤116：将本次得到的调整目标值tmpTarget作为目标带宽通过空中接口重新配置。

步骤117：重新执行上、下行信道的业务量测量，收到测量报告后，跳转执行步骤102进行下一次的带宽调整过程。

以上为本发明实施例中的无线信道带宽的调整基本过程，需要特别说明的是对于步骤101中的各参数的设置，需要考虑到如下多个因素：

首先，用户带宽上限maxLimit的设置需要考虑两个因素：一是用户预设签约速率maxTraffic，例如，签约速率是64kbps还是384kbps；另一个是当前系统剩余资源maxSys，主要是无线资源的剩余情况。

这里，使用如下公式计算用户带宽上限maxLimit：

maxLimit＝min(maxTraffic，maxSys+tmpTarget)，而且，当每次向上调整目标带宽tmpTarget时，都需要重新计算maxLimit。

其次，对于用户带宽下限minLimit的设置也需要考虑两个因素：一是用户的最低保障速率guarTraffic，当使用的业务为背景类和交互类业务时，所述最低保障速率值取0，当为流类业务时，该值取为流类业务的保障速率；另一个是CELL DCH的最低速率minDCH，比如：当前系统规定CELL DCH的最低速率为16k或者32k。

这里，使用如下公式计算用户带宽下限minLimit：

minLimit＝max(guarTraffic，minDCH)，而且，当每次向下调整目标带宽tmpTarget时，都需要重新计算minLimit。

再次，对于最大上调步数maxUpNum的设置需要考虑两个因素：一是网络侧的配置omcUpSet，比如：设置为2步或3步；另一个是按照本发明方法当前系统所允许的所能达到的最大上调步数sysUpProb。

这里，使用如下公式计算maxUpNum：

maxUpNum＝min(omcUpSet，sysUpProb)，当前后两次调整都是向上时，均需要重新计算maxUpNum的值。

对于sysUpProb的取值，本发明实施例中使用下列程序段进行计算：

Begin

tmpMax2＝maxLimit；/*tmpMax2-调整前最大允许带宽*/

tmpTarget2＝tmpTarget；/*tmpTarget2-调整的目标带宽*/

tmpMin2＝tmpTarget2；/*tmpMin2-调整前最小允许带宽*/

sysUpProb＝0；/*sysUpProb-当前系统能向上调整的步数*/

while(((tmpMax2-tmpTarget2)/minRU)！＝0)

Begin

sysUpProb++；

tmpTarget2＝α×tmpMax2+(1-α)×tmpMin2

tmpMin2＝tmpTarget2

End

其中，minRU为当前系统所允许的带宽最小调整粒度，一般取8K或者16K。

最后，对于最大下调步数maxDownNum的设置需要考虑如下两个因素：一是网络侧的配置omcDownSet，比如：可设置为2步或4步；另一个是按照本发明方法当前系统所允许的所能达到的最大下调步数sysDownProb。

这里，使用如下公式计算maxDownNum：

maxDownNum＝min(omcDownSet，sysDownProb)，当前后两次调整都是向下调整时，均需要重新计算maxDownNum的值。

对于sysDownProb的取值，本发明实施例中使用下列程序段进行计算：

Begin

tmpMin2＝minLimit；/*tmpMin2-调整前最小允许带宽*/

tmpTarget2＝tmpTarget；/*tmpTarget2-调整的目标带宽*/

tmpMax2＝tmpTarget2；/*tmpMax2-调整前最大允许带宽*/

sysDownProb＝0；/*sysDownProb-当前系统能向上调整的步数*/

while(((tmpTarget2-tmpMin2)/minRU)！＝0)

Begin

sysDownProb++；

tmpTarget2＝β×tmpMax2+(1-β)×tmpMin2

tmpMax2＝tmpTarget2

End

End.

下面对本发明实施例中无线信道带宽快速上调及下调的过程分别进行说明：

图2为本发明实施例中无线信道带宽快速上调的过程示意图，如图2所示，取α＝0.75，β＝0.25；maxUpNum＝2，maxDownNum＝3；用户请求做384k交互类业务，即maxTraffic＝384k，guarTraffic＝0k；规定CELL_DCH的最低速率为minDCH＝32k；设置minRU＝8k。

假设小区中只有这一个移动终端，且本次上调之前，已经经过了m次带宽调整，此时的带宽已经向下调整到了40k，接下来RBC根据测量报告，决定上调带宽：

第(m+1)次带宽调整：取tmpMin＝tmpTarget，tmpMax不变，根据公式tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin＝58k，因为minRU＝8k，tmpTarget最接近56k，所以取tmpTarget＝56k，所以本次把带宽调整为56k。

随后又收到测量报告，RBC决策进行上调带宽：

第(m+2)次带宽调整：由于本次和前一次带宽调整同向且都是向上，所以取tmpMin＝tmpTarget，tmpMax＝maxLimit，根据公式tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin＝302k，因为minRU＝8k，tmpTarget最接近304k，所以取tmpTarget＝304k，所以本次把带宽调整为304k。

图3为本发明实施例中无线信道带宽快速下调的过程示意图，如图3所示，取α＝0.75，β＝0.25；maxUpNum＝2，maxDownNum＝3；用户请求做384k交互类业务，即maxTraffic＝384k，guarTraffic＝0k；规定CELL_DCH的最低速率为minDCH＝32k；设置minRU＝8k。

假设小区中只有这一个移动终端，且本次上调之前，已经经过了n次带宽调整，现在带宽调整到了32k。接下来RBC根据测量报告，决定上调带宽：

第(n+1)次带宽调整：取tmpMin＝32k，tmpMax＝maxLimit，根据公式tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin＝296k，所以本次把带宽调整为296k。

随后又收到测量报告，RBC决策进行下调带宽：

第(n+2)次带宽调整：由于本次和前一次带宽调整方向相反，且本次向下，所以取tmpMin不变，tmpMax＝tmpTarget，根据公式tmpTarget＝β×tmpMax+(1-β)×tmpMin＝98k，因为minRU＝8k，tmpTarget最接近96k，所以取tmpTarget＝96k，所以本次把带宽调整为96k。

接下来又收到测量报告，RBC决策进行上调带宽：

第(n+3)次带宽调整：由于本次和前一次带宽调整方向相反，且本次向上，所以取tmpMin＝tmpTarget，tmpMax不变，根据公式tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin＝246k，因为minRU＝8k，tmpTarget最接近248k，所以取tmpTarget＝248k，所以本次把带宽调整为248k。

以上是本发明实施例从快速上调和快速下调两个方面对无线信道带宽调整过程的简单描述，实际应用时还可通过调整该算法中涉及的各个参数来提高算法的性能，以此进一步提高算法收敛速度和对带宽需求的响应速度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1、一种无线信道带宽的调整方法，其特征在于，该方法包括：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前进一步包括：设置环境变量，为接入网络侧的移动终端分配初始带宽，并启动对上、下行信道的业务量的测量生成业务量测量报告。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设置环境变量，是指设置用户带宽上限maxLimit，用户带宽下限minLimit；设置最大上调步数maxUpNum，最大下调步数maxDownNum；以及设置临时变量：本次调整的目标最大值tmpMax，本次调整的目标最小值tmpMin以及调整目标值tmpTarget；并进行初始化，使

tmpMax＝maxLimit，tmpMin＝minLimit。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为接入网络侧的移动终端分配初始带宽，是通过移动通信系统的配置预设来实现的。

5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述启动对上行、下行信道业务量的测量，分别是指：对移动终端侧的缓冲区占用率和网络侧的缓冲区占用率进行测量。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述判断是否需要调整移动终端当前的带宽，是依据移动终端侧的缓冲区占用率和网络侧的缓冲区占用率的变化来确定的。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述若同向时确定本次待调整目标值，包括：

tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin，其中：0.5＜α≤1。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述若不同向时确定本次待调整目标值，包括：

tmpTarget＝α×tmpMax+(1-α)×tmpMin，其中：0.5＜α≤1。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述若同向时确定本次待调整目标值，包括：

tmpTarget＝β×tmpMax+(1-β)×tmpMin，其中：0≤β＜0.5。

10、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C所述若不同向则确定待调整的带宽目标值，包括：保持本次调整的目标最小值tmpMin不变，将前一次调整目标值tmpTarget1作为本次调整的目标最大值tmpMax，然后依据下式确定本次调整目标值tmpTarget：

tmpTarget＝β×tmpMax+(1-β)×tmpMin，其中：0≤β＜0.5。