CN101816214B - 用于无线通信系统中上行链路调度的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种由无线通信单元调度至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的方法，该方法包含由该无线通信单元接收信令消息，该信令消息包含分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于该无线电承载所属的PDN连接的至少一个特性。该方法还包含根据该至少一个调度优先级参数，确定与至少一个无线电承载的至少一个PDN连接相关的至少一个用户传输优先级等级；以及响应于该至少一个用户传输优先级等级，调度至少一个上行链路数据包传输。

Description

用于无线通信系统中上行链路调度的设备和方法
技术领域
本发明涉及用于在诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统的分组数据网络中调度通信的设备和方法。
背景技术
当前，第三代蜂窝通信系统开始大量出现，进一步增强了提供给移动手机用户的通信服务。最广为采用的第三代通信系统基于码分多址(CDMA)和频分双工(FDD)或时分双工(TDD)技术。CDMA且尤其是UMTS的宽带CDMA(WCDMA)模式的进一步描述可以在由Harri Holma(编辑)和Antti Toskala(编辑)编写、由Wildy&Sons出版社于2001年出版的ISBN 0471486876的“WCDMA for UMTS”中找到。
在诸如通用分组无线电系统(GPRS)、演进分组系统(EPS)的3GPP系统中，在3G说法中称为用户设备(UE)的下行链路通信端点，即移动或手持无线通信单元，可以具有与很多网络元件的多个同时连接。这种网络元件典型地包含网关(GW)，诸如通用GPRS支持节点(GGSN)、分组数据网络(PDN)GW等，以获得对于不同分组数据网络(PDN)的存取，有助于UE访问多个不同业务(例如，促进访问公司业务以及同时访问因特网)。
在这种系统中，已知可以通过设置合计最大比特率(AMBR)来控制元件之间传输的数据量，该AMBR定义为与UE已经建立的特定PDN连接相关联的非保证比特速率(GBR)通信承载的上限。
图1示出了使用AMBR的已知3GPP系统100。3GPP系统100包含UE 105，UE 105分别经由示为GW的第一和第二接入点(AP)节点130、140与两个独立PDN——PDN-1 135和PDN-2 145通信。到PDN的各个数据流通过移动管理实体(MME)120来路由，该MME 120耦合到认证、授权和计费(AAA)服务器125。这些网络元件整体常被称为核心网115。节点B 110将无线传输从UE 105路由到核心网115中的MME 120。为了利用AMBR来限制发送到各个PDN的数据量，需要针对连接UE与提供对特定PDN的接入的特定GW的每个非保证比特速率(GBR)承载来强制执行AMBR。
在3GPP(例如，参见3GPP TS 23.401，“GPRS enhancements forE-UTRAN access”；Release 8)中，在用于上行链路(UL)业务的3GPP中的节点B 110中和用于相应下行链路(DL)业务的GW(例如，3GPP中的PDN-1和PDN-2GW)中强制执行AMBR。假定节点B和GW分别是用于UL和DL业务的业务进入点是自然的选择。此外，因为对于无线操作员而言无线电资源是最价格敏感的，当UL业务稍后将被丢弃时，在空中接口上“通过”业务是不合理的。
因而，节点B 110必须被告知UE 105在任何时候已经建立的PDN连接，并且它能够将其分配调度优先级的无线电承载与其所属的UE-PDN相关联。换句话说，节点B 110必须考虑AMBR值及其与每个UE-PDN连接的关系以做出UL调度决定(例如，通过分配优先比特率PBR)。节点B 110还控制无线电承载建立和管理。根据从相关核心网(CN)115元件(例如3GPP演进分组系统(EPS)中的MME 120)接收的信息，节点B 110针对所有相应网关(GW)建立无线电承载。
在以下方面，AMBR的特性稍不同于在无线和其他通信系统中使用以支持特定端到端服务质量(QoS)的其他动态承载参数：
(i)对于特定UE-PDN连接，AMBR值应用于一“束”非GBR承载，而非独立应用于每个承载。因此，AMBR值需要负责强制执行和管制AMBR的网络元件所进行的专门处理，尤其当该元件负责调度动态变化的资源(诸如节点B)时；以及
(ii)AMBR值是存储在用户数据库登记中的静态用户信息。因此，与正常提供其他动态变化的QoS参数的方式不同，AMBR值必须在初始连接过程(initial attach)中被通知，而不是作为承载建立的一部分由策略服务器动态地提供。
图2示出了UE 105和节点B 110之间的已知无线电承载建立机制，以及分别在UL和DL中执行的AMBR管制。值得注意，在无线电承载205建立时，维持连接UE 105到节点B 110的无线电承载205与终止去往PDN GW 130的业务的接入承载210之间的一对一关系。在给定时间，为了向不同用户应用或用户类别提供不同服务质量(QoS)处理，存在多于一个建立到UE 105的无线电承载205和接入承载210。在DL中，节点B 110中的调度器的逻辑元件基于在承载建立过程中由某QoS标识符指示的无线电承载205的特定服务质量(QoS)和在各个无线电承载205中使用的业务容量来调度DL业务。假定这是典型地存在3GPP策略和计费执行功能(PCEF)的环境，因为PDN GW 130、140是下行链路(DL)业务的第一进入点，所以对DL业务的AMBR管制在各个PDN GW 130、135、140、145处执行。
如果对于特定PDN连接，DL中AMBR等级超出限制，对于来自该PDN GW的所有接入(非GBR)承载210的超出的业务可以由3GPP PCEF在PDN GW中限制速率，从而遵循在最初承载建立时已通知到PDN GW的指定的AMBR。
因而，根据UE报告的业务量，节点B 110中调度器的适当逻辑元件分配UL资源，且每个UE地分配UL资源。基于在节点B 110进行无线电承载建立过程中传递给UE 105的优先级，UE 105使用UL分组调度器的逻辑功能将无线电承载205调度到分配的授权中。为了由UE 105控制无线电承载调度，在3GPP中规定了管理无线电承载之间共享UL资源的UL速率控制功能。基于核心网(CN)传递的服务质量(QoS)参数，诸如QoS标签和用于GBR承载的GBR值，节点B 110中的调度器使用诸如绝对优先级值和优先比特速率(PBR)值的调度参数配置每个无线电承载205。
另外，可选地可以针对每个无线电承载205配置最大比特率(MBR)。所分配的优先级值和PBR(以及可选的MBR)与无线电承载配置信息一起被发送到UE 105。基于从核心网(CN)接收的QoS信息，优先级值由节点B 110设置。以这种方式，PBR设置在UE处的UL速率控制限制，其应用于每个无线电承载且确保UE 105以优先级降序服务于其无线电承载205，直到到达它们的PBR值。
如果任意资源保持可用，所有无线电承载205以严格递减的优先级顺序被服务，直到到达它们的MBR(如果配置)。在没有配置MBR的情况下，无线电承载205一直得到服务，直到用于该无线电承载205的数据或UL授权用尽，无论谁先发生。一般而言，这些参数是在3GPP长期演进(LTE)无线通信系统的情况中应用的调度优先级参数。
然而，发明人认识到并意识到这些调度参数(例如，3GPP LTE无线通信系统的情况下是PBR、优先级以及(可选的)MBR)的分配不与对该无线电承载所服务的整个UE-PDN连接所应用的AMBR相关联。这意味着，实际上，如果两个承载具有相同的QoS特性(例如，相同的QoS标签)，且即使它们属于两个不同的PDN连接(例如，一个具有高AMBR值，且一个具有低AMBR值)，假设AMBR没被传递给节点B，则两个无线电承载将接收相同的调度处理。
因而，该方案是低效的，且浪费了有价值的资源。例如，如果无线电承载服务于来自具有高AMBR的虚拟专用网络(VPN)的超文本传输协议(HTTP)业务和来自具有低AMBR的因特网的HTTP业务，则在节点B 110和UE 105将对二者应用相同的调度处理。
因此，当前调度技术不是最佳的。因此，解决蜂窝网络上处理AMBR的问题的改善机制将是有利的。
发明内容
因此，本发明目的在于单独或以任意组合方式减轻、缓解或消除上述缺点中的一个或多个。
根据本发明的第一方面，提供一种由无线通信单元调度至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的方法。该方法包含：由所述无线通信单元接收信令消息，该信令消息包含分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于该无线电承载所属的PDN连接的至少一个特性。该方法进一步包括，根据所述至少一个调度优先级参数，确定与至少一个无线电承载的至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先级等级；以及响应于该至少一个用户传输优先级等级，调度至少一个上行链路数据包传输。
因而，本发明的实施例可以允许通过更有效地利用通信系统中的上行链路资源，通过修改网络元件中的调度器逻辑以分配与ULAMBR(必须针对在PDN连接上服务的无线电承载强制执行)值相关的调度参数，来改善通信资源的使用。以这种方式，采用一种机制，该机制使得网络元件不承认由于超过AMBR值而必须在稍后丢弃的无线通信单元发送的上行链路(UL)业务。因此，该机制允许网络操作员增加系统可以支持的用户数，同时仍然能够控制特定PDN连接上由无线通信单元发送的UL AMBR。
根据本发明的可选特征，调度优先级参数包含以下参数至少之一：至少一个无线电承载优先级，至少一个上行链路速率控制加权参数，至少一个最大比特率(MBR)以及与PDN连接相关的至少一个绝对优先级值。
以这种方式，提供一种机制，该机制通过分配合适的调度优先级参数由网络元件强制执行UL AMBR，该调度优先级参数将确保所需AMBR被无线通信单元遵守。所遵守的AMBR对整个PDN连接有效。此外，因为在每个无线电承载中分配上行链路速率控制加权参数，该机制防止在特定拥塞情况下无线电承载资源的不公正处理。
根据本发明的另一可选特征，该至少一个绝对优先级值可以分配给如下内容至少之一：PDN连接，和合计最大比特率(AMBR)值。
以这种方式，提供一种机制，该机制通过分配合适的调度优先级参数由网络元件强制执行ULAMBR，该调度优先级参数将确保对于整个PDN连接而言所需的AMBR被无线通信单元遵守。
根据本发明的可选特征，至少一个用户传输优先级等级可以基于该至少一个无线电承载优先级等级和该至少一个绝对优先级值二者。
根据本发明的可选特征，至少一个上行链路速率控制加权参数可以基于与PDN连接相关联的至少一个AMBR等级与无线通信单元的每个无线电承载关联。
以这种方式，提供一种机制，该机制通过分配合适的调度优先级参数由网络元件强制执行UL AMBR，该调度优先级参数将确保所需AMBR被无线通信单元遵守。所遵守的AMBR对整个PDN连接有效。此外，因为在每个无线电承载中分配上行链路速率控制加权参数，该机制防止在特定拥塞情况中无线电承载资源的不公正处理。
根据本发明的可选特征，在接收至少一个其他调度参数之前，该至少一个合计最大比特率(AMBR)值可以作为第一调度参数被接收到无线通信单元。
以这种方式，针对网络元件服务的PDN连接之间的AMBR执行的调度可以与每个独立无线电承载的调度分离开。这会有助于网络元件中的更快速的调度过程。
根据本发明的可选特征，可以作为无线通信单元的至少一个PDN连接的建立的一部分或者无线通信单元的每个PDN连接的无线电承载的建立的一部分接收调度优先级参数。
以这种方式，信令消息可以在建立至少一个PDN连接的现有消息内实施。
根据本发明的可选特征，至少一个用户传输优先级等级可以与对应于至少一个PDN连接的多个独立无线电承载相关联。
在一个可选实施例中，该方法可应用于第三代合作伙伴计划(3GPP)蜂窝通信系统。在一个可选实施例中，该方法可应用于3GPP演进分组系统(EPS)基础架构和/或3GPP长期演进(LET)空中接口基础架构。
在一个可选实施例中，该方法可应用于WiMAX蜂窝通信系统。
根据本发明的第二方面，提供一种无线通信单元，用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包。该无线通信单元包含：接收器，用于接收信令消息，该信令消息包含分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于该无线电承载所属的PDN连接的至少一个特性。该无线通信单元还包括用于根据该至少一个调度优先级参数，确定与该至少一个无线电承载的至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先级等级的逻辑，以及调度器逻辑，用于响应于该至少一个用户传输优先级等级，由该无线通信单元调度至少一个上行链路数据包传输。
根据本发明的第三方面，提供一种包含程序代码的计算机程序产品，该程序代码用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包。该计算机程序产品包含用于接收信令消息的程序代码，该信令消息包含分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于该无线电承载所属的PDN连接的至少一个特性。该计算机程序产品还包含用于根据该至少一个调度优先级参数，确定与至少一个无线电承载的至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先级等级；以及响应于该至少一个用户传输优先级等级，调度至少一个上行链路数据包传输的程序代码。
根据本发明的第四方面，提供一种网络元件，被配置为提供用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的信息。该网络元件包含：用于得出分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数的逻辑，其中该至少一个调度优先级参数基于该无线电承载所属的PDN连接的至少一个特性。该网络元件还包括发射器，操作地耦合到所述用于得出分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数的逻辑，并且被配置为发射该调度参数到无线通信单元。
根据本发明的第五方面，提供一种用于网络元件的方法，该网络元件被配置为提供用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的信息。该方法包含：得出分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于该无线电承载所属的PDN连接的至少一个特性；以及发射该调度参数到无线通信单元。
本发明的这些和其他方面、特征和优点将从此后描述的实施例显现且得以阐述。
附图说明
图1示出使用AMBR的已知3GPP系统。
图2示出发生在节点B中用于UL和GW中用于DL业务的已知AMBR管制。
参考附图，将仅以举例的方式描述本发明的实施例，附图中：
图3示出根据本发明实施例采用的系统基础架构。
图4示出根据本发明实施例的EPS/LTE系统的连接过程和无线电承载建立。
图5示出根据本发明实施例，对应于两个UE-PDN连接和无线电承载优先级的无线电承载组的调度机制。
图6示出根据本发明实施例，对应于两个UE-PDN连接的无线电承载组的调度机制。
图7示出根据本发明实施例，被分配给每个无线电承载、对应于UE-PDN连接的AMBR和该无线电承载的绝对优先级的MBR。
图8示出根据本发明实施例，被分配给每个无线电承载、对应于UE-PDN连接的AMBR的上行链路速率控制加权参数。
图9示出用于执行根据本发明实施例的处理功能性的典型计算系统。
具体实施方式
下面的描述集中在可应用于演进的UMTS(通用移动通讯系统)蜂窝通信系统且尤其是在第三代合作伙伴计划(3GPP)系统中的演进分组系统(EPS)核心网(CN)基础架构的发明实施例。不过，应当意识到，本发明不限于这种特定的蜂窝通信系统，还可以应用于其他蜂窝通信系统。
如前描述本发明的实施例一样，当通信端点最初在网络中自举并连接时，信令机制可用于从静态用户数据库获得AMBR参数和与其关联的PDN连接标识符。而且，AMBR可以和与其相关联的PDN连接标识符一起被传递给负责管制和强制执行每个PDN的AMBR的网络元件。
另外，在一些实施例中，网络元件可以针对通信端点(例如UE)就位的多个PDN强制执行AMBR。因而，在一些实施例中，网络元件被配置成负责在资源动态变化的环境中服务于多个通信端点。
现在参考图3，概括性地示出根据本发明实施例的无线通信系统300。在一个实施例中，无线通信系统300符合且包含能够在通用移动通讯系统(UMTS)空中接口上操作的网络元件。具体而言，如图3所示的实施例涉及用于3GPP中当前讨论的演进的UTRAN(E-UTRAN)无线通信系统的系统基础架构。这也称为长期演进(LTE)。
该基础架构由无线电接入网(RAN)和核心网(CN)元件构成，核心网304耦合到诸如因特网或公司网的称为分组数据网络(PDN)的外部网络302。RAN的主要组件是经由‘S1’接口连接到CN 304且经由‘Uu’接口连接到UE 320的e节点B(演进的节点B)310、320。e节点B 310、320控制和管理无线电资源相关功能。节点B 310、320系列典型地执行网络的较低层处理，执行诸如介质访问控制(MAC)、格式化数据块以用于传输以及物理地发射传输块到UE 325的功能。除了节点B通常执行的这些功能之外，调适的节点B 310调度器逻辑元件被额外配置成与PEF的逻辑元件交互，该PEF被分配以针对属于某一UE-PDN连接的非GBR承载强制执行UL AMBR，以便提供位于PDN GW 305中的3GPP PCEF在下行链路(DL)中实现这种速率限制的功能的子集。在以下方面存在附加限制：UL中的PEF逻辑元件的速率限制功能必须满足某一性能，并且不能简单地空中“穿过”业务且然后丢弃它。因此，节点B 310中的调适的调度器被布置为，基于AMBR得出将被传递到UE 320的足够的调度参数以支持这种操作，该AMBR必须被位于节点B 310中的策略强制执行功能(PEF)的逻辑元件强制执行。
CN 304具有三个主要组件：服务GW 306、PDN GW(PGW)305和移动管理实体(MME)308。服务GW 306控制U-平面(用户平面)通信。PDN-GW 305控制对于适当外部网络(例如PDN)的接入。除了该操作之外，在一个实施例中，PDN-GW 305被布置为针对服务于该特定UE-PDN连接的多个非GBR承载管制DL AMBR。MME 308控制c-平面(控制平面)通信，其中用户移动性、空闲模式UE的寻呼启动、承载建立以及默认承载的QoS支持由MME 308处理。除了这些操作，在一个实施例中，MME 308被布置为，正常地使用以各种协议(诸如DIAMETER(如在RFC3588中)或RADIUS(如在RFC2865中))对归属用户服务器(HSS)330进行数据库查询的机制，得出UL和DL AMBR值，该UL和DL AMBR值应用于UE 320被允许建立的每个PDN连接。
UL和DL AMBR值基于可以存储在静态数据库中的UE用户配置文件和供应信息，该静态数据库诸如可以是HSS 330，其包含用于UE认证的用户凭证、关于服务等级的用户类别和其他静态信息。ULAMBR值被传递到节点B 310中的PEF的逻辑元件，其被分配为强制执行UL AMBR，且DL AMBR值被传递到UE 320最初连接到的PDN GW 305中的3GPP PCEF。
E-UTRAN RAN是基于下行链路(DL)中的OFDMA(正交频分多址)和上行链路(UL)中的SC-FDMA(单载波频分多址)的。在E-UTRAN中使用的无线电帧格式和物理层配置的其他信息可以在TS 36.211(3GPP TS 36.211v.1.1.1(2007-05)，“3GPP Technicalspecification group radio access network，physical channels andmodulation(release 8)”)中找到。
节点B 310无线连接到UE 325。每个节点B包含操作地耦合到相应信号处理逻辑314、324的一个或多个收发器单元312，322。类似地，每个UE包含操作地耦合到信号处理逻辑329的收发器单元327(为清晰目的，详细示出了一个UE)且与支持其各自位置区域中的通信的节点B通信。该系统包含很多其他UE和节点B，为清楚起见，这些其他组件未被示出。
AMBR值的信令可以与PDN网关标识符一起每个UE-PDN连接地从CN发送到无线电接入网络。用于这种无线通信系统中的端到端承载建立的信令可以由UE发起或由网络发起。以这种方式，AMBR被充分地传递到UE以用于该UE位于的可用PDN连接。该信令技术在2007年8月20日由相同申请人提交的共同未决的英国专利申请0716210.0中描述，此处通过引用包括在此。
在这种信令机制中，节点B在所提供的信息下建立相关无线电承载。在UE发起建立的情况下，这导致仅对应于该特定UE-PDN连接的无线电承载的建立。在网络发起建立的情况下，此阶段的节点B建立所有无线电承载以服务用于该UE的所有需要的PDN连接。参考图4将在下文描述被节点B采用以处理所提供的信息从而确定调度参数的机制。
现在参考图4，和前人描述本发明实施例的调度方面一样，示出了E-UTRAN的核心网中的AMBR信令的示例。如3GPP TS 23.401，“GPRS enhancement for E-UTRAN access”；release 8中定义的，与UE 405接入的每个PDN相关联的AMBR基于用户信息存储在归属用户服务器(HSS)(等价于早期基于GSM的系统中的归属位置注册器)中。作为“连接”过程的一部分，AMBR被MME 415检索。
作为一个示例，如下面的表1所示，针对每个UE，在HSS中可以存储如下信息：
表1：
在UE连接之后，该信息在MME 415中被检索出来，且应在分别用于DL和UL管制的PDN GW 422和e节点B 410中提供。
就这方面而言，如步骤550所示，AMBR的DL值可以作为“生成默认承载消息”的一部分从MME 415被发送到PDN GW 422，以使得PDN GW 422能够管制DL中的AMBR。如步骤555所示，ULAMBR也可以作为“连接接受”消息的一部分从MME 415被发送到e节点B 410。
因而，如3GPP TS 23.401，“GPRS enhancement for E-UTRANaccess”；release 8中所定义的，如下的附加信令被推荐到EPS/LET的“连接”过程以实现上述通信。处理连续用户数据消息和建立消息的技术在2007年8月20日由相同申请人提交的共同未决的英国专利申请0716210.0中描述，此处通过引用包括在此。
在图4的信令机制中，分配给UE 405的PDN地址被包括在该消息内。UE 405连接的PDN GW 422的APN也可以包括在该消息内。新MME 412发送UL AMBR到e节点B 410。
在步骤560，e节点B 410发送无线电承载建立请求到UE 405且连接接受消息(S-TMSI、PDN地址、TA列表、APN)555将一起被发送到UE 405。
此后，如3GPP TS 23.401，“GPRS enhancement for E-UTRANaccess”；release 8的第5.3.2节所述般发送消息565-590。
无线电接入网络例如节点B中的AMBR处理
依照本发明的一个实施例，UE 325、节点B 310、MME 308、GW 305、306以及AAA之间的交互还被调适为支持元件之间发送的AMBR信息的改善用途。具体而言，提出了允许无线电接入网络(RAN)考虑从核心网(CN)提供的信息、能够根据AMBR对属于特定PDN连接的业务的调度区分优先级的装置和方法。在本发明的一个实施例中，提出了在节点B 310中强制执行AMBR的设备和方法。
所提出的机制配置节点B 310中的调度器以向无线电承载分配合适的调度优先级参数值。值得注意，依照本发明的一个实施例，节点B 310为一个或多个无线电承载分配无线电承载优先级等级以反映PEF必须执行的、应用到一个无线电承载或整套无线电承载的、对应于UE-PDN连接的UL AMBR的强制执行。在本发明的改善实施例中，例如，在3GPP系统中，除了无线电承载优先级等级之外，通过进一步分配上行链路控制加权参数、至少一个绝对优先级值、MBR中的一个或多个，节点B 310可以为一个或多个无线电承载分配其他调度参数。当在此使用时，术语“上行链路速率控制加权参数”例如包含分配给无线电承载的比特率或加权参数值，这可以帮助用户设备在多个无线电承载之间公平地调度被授权的无线电资源。
在UE 405具有多个PDN连接的情况下，节点B 410中的PEF逻辑需要管制分别属于每个PDN连接的UL业务。因此，节点B 410中的PEF逻辑在无线电承载建立过程中应已被告知一个或多个无线电接入承载与PDN连接之间的任何关联。
而且，尽管参考获得至少一个合计最大比特率(AMBR)值且将其传递到节点B的MME描述了本发明的实施例，其中该节点B产生AMBR与至少一个PDN标识符的关联，但是在备选实施例中，节点B可以获得AMBR值并且直接发送AMBR值到无线通信单元(例如UE)。在该方案中，UE将负责为用于属于特定UE-PDN连接的多个无线电承载管制UL AMBR。除了AMBR，在该方案中，当无线电承载建立时，PDN标识符的信息可以由节点B传递给UE。然而发明人意识到该方案具有如下限制：对于类似通信系统中常被认为是“不受信任的”实体的UE而言，与无线资源的管理相关的AMBR的管制将被单独延迟。
在本发明的背景中，可以认为涉及优先级的术语包含如下内容。可以认为无线电承载优先级包含与无线电承载相关联的优先级，其由网络分配且在无线电承载配置过程中被发送到UE。可以认为绝对优先级包含与网络基于PDN连接的至少一个特性而分配的PDN连接相关联的优先级，且在至少一个PDN连接的建立过程中或在无线电承载配置过程中可以被发送到UE。可以认为用户传输优先级包含与UE基于网络发送的至少一个调度优先级参数而得出的无线电承载相关联的优先级值。UE然后能够基于用户传输优先级调度无线电承载以用于UL传输。
依照本发明的实施例，描述了4种机制，用于向UE发送PDN连接和无线电承载之间的关联且附加地将AMBR与一个或多个PDN连接关联，使得UE可以根据以下各项调度UL资源：
(i)基于无线电承载优先级；
(ii)基于无线电承载优先级和每个PDN连接的绝对优先级(如图6所示)；
(iii)基于无线电承载优先级和每个无线电承载的MBR(如图7所示)；以及
(iv)基于无线电承载优先级和每个无线电承载的上行链路速率控制加权参数(如图8所示)。
基于无线电承载优先级的节点B中的AMBR处理
现在参考图5，示出了在节点B中执行调度的可能机制500。传递至少一个调度参数的机制是基于至少一个AMBR值的，在一个实施例中，该AMBR值作为承载建立的一部分被传递。此处，考虑无线电承载的QoS信息以及无线电承载所属的PDN连接的AMBR，分配无线电承载优先级值。此后，基于判定的用户传输优先级值，基于分配的无线电承载优先级值以及传递的AMBR值，通过UE 405执行调度。
例如，再次假设使用两个无线电承载R1和R2，它们具有相同QoS参数但是分别属于具有不同AMBR值——AMBR-1和AMBR-2的两个PDN连接。还假设AMBR-1＜AMBR-2。如果纯粹基于QoS信息分配无线电承载优先级，两个无线电承载应被分配以相同的无线电承载优先级值。然而，如果考虑相关联的AMBR值，则两个无线电承载R1和R2被分别分配以无线电承载优先级值p1和p2，其中p1＜p2。
在UE，基于p1和p2为无线电承载R1和R2确定用户传输优先级值U1和U2，诸如U1＝p1，U2＝p2。
基于每个PDN连接的绝对优先级的节点B中的AMBR处理
现在参考图6，示出了在节点B中执行调度的可能机制。传递至少一个调度参数的机制是基于作为承载建立的一部分而被传递的AMBR值。PDN GW 422或424(例如3GPP种的APN)的标识符(ID)可以与包含或基于无线电承载优先级等级的至少一个分配的调度参数一起被发送到UE 405，该无线电承载优先级等级是基于无线电承载的QoS信息而分配的。
此外，绝对优先级也可以被发送到UE，以供UE应用于与特定PDN连接相关的承载组。在这种情况下，基于用户传输优先级值执行无线电承载调度，该用户传输优先级值是由UE基于无线电承载的无线电承载优先级和分配给属于该PDN连接的无线电承载组的绝对优先级确定的。
首先，例如假设每个无线电承载被分配以对应于该无线电承载的QoS信息的无线电承载优先级(例如p1，p2，p3)。其次，假设该无线电承载所属的PDN连接设置有绝对优先级值(Pi 505 Pz 510)，其中“P”如图6标识，且“p”代表无线电承载优先级。
因而，UE 405可以通过考虑该PDN连接的绝对优先级值和该无线电承载的无线电承载优先级来调度无线电承载。
例如，假设使用两个无线电承载R1和R2，这两个无线电承载R1和R2具有相同QoS参数但是分别属于具有不同AMBR值AMBR-1和AMBR-2的两个PDN连接。因此，R1和R2可以基于QoS信息被分配以相同的无线电承载优先级p1。然而，PDN分别与不同的绝对优先级P1和P2关联，其中P1对应于具有AMBR-1的PDN且P2对应于具有AMBR-2的PDN。
还假设AMBR-1＜AMBR-2，因此绝对优先级P1＜P2。在该示例中，考虑无线电承载的用户传输优先级U1和U2来调度无线电承载，该U1和U2是基于无线电承载优先级(p1)和PDN的绝对优先级(P1和P2)来确定的。因为P1＜P2，所以无线电承载R2比无线电承载R1优先，因而U1＜U2。
基于MBR的节点B中的A MBR处理
现在参考图7，用于PDN GW 422或424(例如，3GPP中的接入点节点(APN))的标识符(ID)被发送到UE 405，其中例如在无线电承载配置期间，除了无线电承载优先级之外，独立的最大比特率(MBR)也可以可选地分配到每个独立的无线电承载。在一个实施例中，无线电承载优先级可以基于无线电承载的QoS信息被分配。
在UE 405执行MBR的管制。这意味着如果无线电承载超过了MBR值，则数据将丢失或者在UE 405延迟。除了其他相关QoS参数，用于非GBR业务的MBR的计算可以基于PDN连接705、710的AMBR。例如，如果对于给定PDN连接仅建立一个无线电承载，则该无线电承载的MBR等于AMBR。如果每个PDN GW建立多于一个无线电承载，则MBR可以缩放以反映各个无线电承载的优先级。
例如，假设建立具有无线电承载优先级值p1和p2的两个无线电承载。这两个无线电承载的MBR值可以分别分配为：
AMBR＊p1/(p1+p2)；以及
AMBR＊p2(p1+p2)。
在任一情况下，分配给对应于相同PDN连接的多个无线电承载的MBR值的总和应被设置为不超过用于该UE-PDN连接的AMBR。
在该实施例中，UE 405可以通过考虑该无线电承载的无线电承载优先级和该无线电承载的MBR来调度无线电承载。
例如，在该实施例中，假设使用具有相同QoS参数的两个无线电承载R1和R2。因此，无线电承载被分配以相同的p1无线电承载优先级值。不过，进一步假设两个无线电承载R1和R2被分别分配以不同的MBR值，MBR-1和MBR-2。如果假设MBR-1＜MBR-2，则考虑无线电承载优先级值和MBR值而调度无线电承载。因而，如果数据对于两个无线电承载可用，则第二无线电承载R2可以比第一无线电承载R1更频繁地被调度。在该实施例中，UE基于无线电承载优先级和MBR值判断用于无线电承载的用户传输优先级值(U1和U2)，使得U1＜U2。
在一个实施例中，UE上行链路速率控制参数能够被修改成反映在节点B 410处的UL业务管制的结果。例如，如果属于特定PDN连接的业务超过AMBR值，则该特定PDN连接的业务可以“被挂起”，同时分发来自其他UE或相同UE 405的其他PDN连接的其他UL业务。假设每个UE地执行UL授权，则单独的授权信令可能不适于服务于UE具有多个进行中PDN连接且每个PDN连接具有不同AMBR的方案。
当AMBR因此对UE 405透明时，在属于该PDN连接的无线电承载服务的业务总和超过AMBR的情况下，所考虑的每个无线电承载可以被分别发送到UE 405。在由于业务管制存在需要控制的很多无线电承载时，该过程发生的信令开销可能十分显著。因而，在一个实施例中，可以在所考虑的无线电承载束之间优化信令。
在一个示例中，所分配的MBR可以与无线电承载配置一起被发送到UE。因而，承载的释放和添加也可以要求修改已经分配的MBR值。在一个实施例中，发送信号到对应于相同PDN连接的所有无线电承载的组可以减小信令开销。
在一个实施例中，MBR的管制可以在UE处执行。这意味着如果无线电承载超过MBR值，则数据将有利地被丢弃或在UE处延迟。用于非GBR业务的MBR的计算然后可以建立在该PDN连接的AMBR基础上。
基于上行链路速率控制加权参数的节点B中的AMBR处理
现在参考图8，示意图800示出依照本发明实施例，作为QoS和AMBR的函数的上行链路速率控制加权参数和无线电承载优先级值。在EPS/LTE系统中，上行链路速率控制加权参数和无线电承载优先级值815、820可以被分配到每个无线电承载且由节点B 410与无线电承载配置一起发送到UE 405。
如前所述，在无线电承载优先级值和上行链路速率控制加权参数分配的计算中，AMBR值(除了QoS信息)也被考虑为参数。上行链路速率控制加权参数和无线电承载优先级值可以从被传递到节点B的QoS参数(即，以标签的形式)以及被传递的AMBR得出，如图8所示。本领域技术人员将意识到，贯穿说明书，术语“值”和“等级”可互换地使用。
在EPS/LTE系统中，可以在e节点B 410处预配置一组上行链路速率控制加权参数值。例如，如图8所示，该组上行链路速率控制加权参数值可以以表格的形式810配置。以这种方式，e节点B作为承载的QoS参数和发送到e节点B的AMBR的函数来计算表索引。与计算的表索引相关联的上行链路速率控制加权参数值被分配给相应的无线电承载且与无线电承载配置一起由e节点B 410发送到UE405。
例如，假设属于PDN-1的第一承载(B1)和属于PDN-2的第二承载(B2)可具有相同的QoS参数。还假设与PDN-1相关联的AMBR-1高于与PDN-2相关联的AMBR-2(即，AMBR-1＜AMBR-2)。如果假设第一无线电承载优先级等级P1和上行链路速率控制加权参数-1分别是与B1相关联的无线电承载优先级等级和上行链路速率控制加权参数值，且第二无线电承载优先级等级P2和上行链路速率控制加权参数-2分别是与B2相关联的无线电承载优先级等级和上行链路速率控制加权参数值，则基于AMBR的优先级分配导致P1＜P2且上行链路速率控制加权参数-1＜上行链路速率控制加权参数-2。
在该实施例中，UE基于无线电承载优先级和上行链路速率控制加权参数确定承载的用户传输优先级。如果假设U1和U2分别是无线电承载-1和无线电承载-2的用户传输优先级，则所确定的用户传输优先级使得U1＜U2。
作为基于无线电承载的QoS参数和PDN连接的AMBR值计算的上行链路速率控制加权参数值和无线电承载优先级等级的结果，各个无线电承载的释放和添加还可以要求修改已经分配的上行链路速率控制加权参数和优先级值。因而，对于每个独立无线电承载的信令修改可能导致大的信令开销。因而，在改善的实施例中，可以在所考虑的无线电承载束之间优化信令。
尽管参考3GPP无线通信系(例如EPS/LTE 3GPP无线通信系统)描述了本发明的实施例，本发明概念可应用于诸如WiMAX的其他无线通信系统。尽管依照特定实施例和说明性附图描述了本发明，本领域技术人员将意识到本发明不限于所述实施例或附图。尽管在一些实例中使用UMTS术语描述本发明的实施例，本领域技术人员将意识到此处这些术语也可用于一般的意义，且本发明不限于这种系统。
本领域技术人员应到意识到，各个实施例的操作可以使用硬件、软件、固件或其组合以合适的方式实施。例如，一些处理可以在软件、固件或硬布线逻辑的控制下使用处理器或其他数字电路实施。(此处术语“逻辑”指如本领域技术人员所意识的用于实施所述功能的固定硬件、可编程逻辑和/或其合适组合)。软件和固件可以存储在计算机可读介质上。如本领域技术人员所知，一些其他处理可以使用模拟电路执行。另外，在本发明的实施例中可以采用存储器或其他存储以及通信组件。
图9说明可用于执行本发明的实施例中的处理功能性的典型计算系统900。这种类型的计算系统例如可以在UE(可以是集成装置，诸如移动电话或USB/PCMCIA调制解调器)、节点B(具体而言，节点B的调度器)、诸如GGSN的核心网元件以及RNC中使用。相关领域技术人员还将意识到如何使用其他计算机系统或基础架构来执行本发明。当合宜于或适用于给定应用或环境时，计算系统900例如可以代表台式机、膝上或笔记本电脑、手持计算装置(PDA、移动电话、掌上电脑等)、大型机、服务器、客户机或任意其他类型的专用或通用计算装置。计算系统900可以包括一个或多个处理器，诸如处理器904。处理器904可以使用诸如微处理器、微控制器或其他控制逻辑的通用或专用目的处理引擎实施。在该示例中，处理器904连接到总线902或其他通信介质。
计算系统900还可以包括用于存储被处理器904执行的信息和指令的主存储器908，诸如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储器。主存储器908还可用于存储处理器904执行指令的过程中的临时变量或其他中间信息。计算系统900同样可以包括耦合到总线902以用于存储用于处理器904的静态信息和指令的只读存储器(ROM)或其他静态存储装置。
计算系统900还可以包括信息存储系统910，该信息存储系统例如可以包括介质驱动912和可移动存储接口920。介质驱动912可以包括驱动或其他机制来支持固定或可移动存储介质，诸如硬盘驱动、软盘驱动、磁带驱动、光盘驱动、压缩盘(CD)或数字视频驱动(DVD)读取或写入驱动(R或RW)、或者其他可移动或固定介质驱动。存储介质918例如可以包括硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD或被介质驱动914读取和写入的其他固定或可移动介质。如这些示例所述，存储介质918可以包括其中存储有特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。
在备选实施例中，信息存储系统910可以包括用于允许计算机程序或其他指令或数据被装载到计算系统900的其他类似组件。这种组件例如可以包括可移动存储单元922和接口920(诸如程序盒和盒接口)、可移动存储器(例如，闪存或其他可移动存储模块)和存储槽以及允许软件和数据从可移动存储单元918传送到计算系统900的其他可移动存储单元922和接口920。
计算系统900还可以包括通信接口924。通信接口924可用于允许软件和数据在计算系统900和外部装置之间传送。通信接口924的示例可以包括调制解调器、网络接口(诸如以太网或其他NIC卡)、通信端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、PCMCIA槽和卡等。经由通信接口924传送的软件和数据可以是能被通信接口924接收的电子、电磁以及光学信号或其他信号的形式。这些信号可以经由信道928提供到通信接口924。信道928可以承载信号且可以使用无线介质、电线或电缆、光纤光学组件或其他通信介质实施。信道的一些示例包括电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域或广域网以及其他通信信道。
在本文档中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等可以一般地用于表示诸如存储器908、存储装置918或存储单元922的介质。这些和其他形式的计算机可读介质可以存储处理器904使用的一个或多个指令以导致处理器执行指定操作。当被执行时，这种一般被称为“计算机程序代码”(以计算机程序或其他分组的形式分组)的指令使得计算系统900能够执行本发明的实施例的功能。注意，代码可以直接导致处理器执行指定操作，可被编译以使处理器执行指定操作，和/或与其他软件、硬件和/或固件元件(例如用于执行标准函数的库)组合以完成此操作。
在使用软件实施元件的实施例中，软件可以存储在计算机可读介质中且例如使用可移动存储驱动914、驱动912或通信接口924被装载到计算系统900。当被处理器904执行时，控制逻辑(在该示例中，为软件指令或计算机程序代码)导致处理器904执行此处所述的本发明的功能。
应当意识到，为清晰起见，上面的描述参考不同功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，很明显，可以使用不同功能单元、处理器或域之间功能性的任何合适的分布而不背离本发明。例如，示为被分立的处理器或控制器执行的功能性可以由同一个处理器或控制器执行。因此，对于具体功能单元的参引仅被看作是对用于提供所述功能性的合适装置的参引，而并不代表严格逻辑或物理结构或组织。
本发明的各方面可以以包括硬件、软件、固件或其任意组合的任意合适的形式实施。本发明可选地至少可以部分地实施为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。因而，本发明的实施例的元件和组件可以物理地、功能地和逻辑地以任意合适方式实施。实际上，功能性可以在单个单元、多个单元中实施或者作为其他功能单元的一部分实施。
尽管结合一些实施例描述了本发明，本发明并不旨在限制为此处提及的具体形式。而是，本发明的范围仅由权利要求限定。另外，尽管特征可能看上去是结合具体实施例描述的，本领域技术人员将意识到，根据本发明，所述实施例的各种特征可以组合。
而且，尽管单独列出，例如可以通过单个单元或处理器实施多个装置、元件或方法步骤。另外，尽管各个特征可能被包括在不同权利要求中，这些特征可以被有利地组合，且包括在不同权利要求中并不暗示特征的组合不具有特征和/或优势。而且，在一种类别的权利要求中包括特征并不暗示这种类别的限制，而是，在合适时，该特征可以等同地应用于其他权利要求类别。
而且，权利要求中的特征的顺序并不暗示特征必须执行的任何具体顺序，且尤其是方法权利要求中的各个步骤的顺序并不暗示步骤必须以该顺序执行。而是，步骤可以以任意合适的顺序执行。另外，单数的引用并不排除复数。因而，对于“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除复数。

Claims (14)

1.一种由无线通信单元调度至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的方法，其特征在于：
由所述无线通信单元接收信令消息，该信令消息包含分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于针对该无线电承载所属的PDN连接来强制执行的合计最大比特率；
根据所述至少一个调度优先级参数，确定与至少一个无线电承载的至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先级等级；以及
基于该至少一个用户传输优先级等级，调度至少一个上行链路数据包传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该至少一个调度优先级参数包含以下参数中的至少一个：
至少一个无线电承载优先级；
至少一个上行链路速率控制加权参数；
至少一个最大比特率(MBR)；或
至少一个绝对优先级值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少一个绝对优先级值被分配给以下中的至少一个：
PDN连接；或
合计最大比特率(AMBR)值。
4.根据权利要求2所述的方法，其中该至少一个用户传输优先级等级基于该至少一个无线电承载优先级等级和该至少一个绝对优先级值二者。
5.根据权利要求2所述的方法，该方法还包含：
基于与该至少一个PDN连接相关联的至少一个AMBR值，将至少一个上行链路速率控制加权参数与所述无线通信单元的所述至少一个无线电承载相关联。
6.根据权利要求3所述的方法，还包含在接收至少一个其他调度参数之前，接收作为第一调度参数的至少一个AMBR值到该无线通信单元。
7.根据权利要求1所述的方法，还包含作为所述无线通信单元的所述至少一个PDN连接的建立的一部分接收所述调度优先级参数。
8.根据权利要求1所述的方法，还包含作为所述无线通信单元的所述至少一个PDN连接的无线电承载建立的一部分接收所述调度优先级参数。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个用户传输优先级等级与对应于所述至少一个PDN连接的多个独立无线电承载相关联。
10.根据权利要求1所述的方法，应用于以下至少一个：
第三代合作伙伴计划蜂窝通信系统；
第三代合作伙伴计划演进分组系统(EPS)基础架构；
第三代合作伙伴计划长期演进(LET)空中接口基础架构；
WiMAX蜂窝通信系统。
11.一种无线通信单元，用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包，该无线通信单元包含：
接收器，用于接收信令消息，该信令消息包含分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于针对该无线电承载所属的PDN连接来强制执行的合计最大比特率；
用于根据该至少一个调度优先级参数，确定与该至少一个无线电承载的至少一个PDN连接相关联的至少一个用户传输优先级等级的逻辑；以及
调度器逻辑，用于响应于该至少一个用户传输优先级等级，由该无线通信单元调度至少一个上行链路数据包传输。
12.一种网络元件，被配置为提供用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的信息，该网络元件包含：
用于得出分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数的逻辑，其中该至少一个调度优先级参数基于针对该无线电承载所属的PDN连接来强制执行的合计最大比特率；
发射器，操作地耦合到所述用于得出分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数的逻辑，其中该发射器能够操作以发射该调度参数到无线通信单元。
13.根据权利要求12所述的网络元件，还包含：
用于针对每个无线电承载，从与该无线电承载所服务的PDN连接对应的AMBR值得出最大比特率(MBR)值的逻辑。
14.一种用于网络元件的方法，该网络元件被配置为提供用于调度无线通信系统中至少一个无线电承载的分组数据网络(PDN)连接上的上行链路(UL)数据包的信息，该方法包含：
得出分配给至少一个上行链路无线电承载的至少一个调度优先级参数，其中该至少一个调度优先级参数基于针对该无线电承载所属的PDN连接来强制执行的合计最大比特率；以及
发射该调度参数到无线通信单元。
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