CN105659543A - 下行链路流管理 - Google Patents
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Abstract
一种流管理方法,包括接收(210)输入下行链路分组。基于相应的接收的下行链路分组的首部中可用的信息,将接收的下行链路分组分类(220)到子流中。将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队(230)。将下行链路分组从子流队列中提取(250)到公共输出流中。将没有从中提取过DL分组的子流队列优先排序(240)。所述提取包括,当已从所述相应子流队列中提取预定数据量时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列。当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队。发送公共输出流的下行链路分组。
Description
技术领域
提出的技术总体上涉及电信网络中的流管理,具体涉及长期演进(LTE)电信网络中的下行链路流管理的方法和设备。
背景技术
在最新的电信网络中,同时发生着有很大不同特点的通信。小的分组流(例如,网络电话(VoIP))或传输控制协议(TCP)上传输的小的对象(例如,聊天或游戏)与较大的数据量(例如,大的文件传输协议(FTP)下载)混合在一起。这种业务异构混合出现在下行链路(DL)的信令中,例如,从eNodeB至用户设备(UE)。通常,eNodeB可访问不同承载,并且业务被划分在这些承载之间。
长期演进(LTE)系统中的现有技术算法将属于特定无线承载的流设成队列。通过不同类型的激活队列管理(AQM)算法来控制队列。如果流具有大致相同的属性,则该方法工作良好,例如,两个大文件下载可以良好地协作。但是,在小快流与大文件下载(还可以是较大域分片(sharded)的网站的下载)相竞争的情况下,结果往往是小快流将遭受高延时和分组丢失。小快流通常是延时敏感的,此时将受到低质量体验(QoE)。
通过使队列变短(转换为例如AQM中的低延时阈值),可以在某种程度上缓解这一问题。然而,该方法的缺点是可能使吞吐量变差,并且其通常还会增加分组丢失率,这对小的TCP传输来说是不利的,因为需要往返行程(roundtrip)来重新发送丢失的TCP数据段。
缓解该问题的另一个方法是将延时敏感的短快流放置在分离的承载中,并且可以使它们具有较高的调度优先级。然而,类似想法在实现时存在困难。可能的原因是,其需要分类引擎以及附加的信令来建立这些短快流的承载,这些承载经常可能具有非常短的生命期。由此,总的管理处理可能极高。
发明内容
本发明目的在于提供混合特点的下行链路业务的改进流管理。通过提出的技术的实施例(如所附独立权利要求所述),实现上述及其他目的。在从属权利要求中限定了优选实施例。
根据第一方面,提供一种通信节点中的流管理方法。所述流管理方法包括接收输入下行链路分组。将接收的DL分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队。将下行链路分组从子流队列中提取到公共输出流中。将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。以基本循环方式进行DL分组的提取。这包括:当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列用于下次提取。当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从所述相应子流队列中提取下行链路分组。最后,发送所述公共输出流的下行链路分组。
根据第二方面,提供一种通信网络中的网络节点。所述网络节点包括输入、处理器、存储器和输出。存储器包括处理器可执行的指令。由此,网络节点操作为在输入上接收输入下行链路分组。网络节点还操作为将接收的下行链路分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。网络节点还操作为将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队。网络节点还操作为将下行链路分组从子流队列提取到公共输出流中。网络节点还操作为将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。网络节点操作为以基本循环方式选择下行链路分组。这包括:当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列用于下次提取。网络节点操作为当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。网络节点还操作为在输出上发送公共输出流的下行链路分组。
提出的技术的优点在于,当小快流与大的流或者以其他方式在性质上处于强势的流相竞争时,实现小快流的低延时。当阅读详细描述时,将认识到其他优点。
附图说明
通过参考以下结合附图的描述,能够最佳地理解实施例及其更多的目的和优点,其中:
图1示意性地示出了电信系统;
图2示出了网络节点之间的信令的简化信令方案;
图3示出了通信节点中的流管理方法的实施例的步骤流程图;
图4示出了通信网络中的网络节点的实施例的示意性框图;
图5示出了处理器以软件装置实现的网络节点的实施例;
图6是示出网络节点的示例的示意性框图;
图7示出了实现通信节点的PDCP层中的流管理方法的实施例的步骤流程图;
图8示出了PDCP层中的网络节点的操作的实现的实施例;以及
图9和10是测试仿真图。
具体实施方式
附图中,相同的参考标记用于表示类似或对应的单元。
本公开描述了如何在LTE中为下行链路业务的队列管理实现流排队。本发明解决了本发明所描述的如何在LTE中实现流队列算法以及如何确保高峰值吞吐量的问题。为更好地理解提出的技术,开始先简述电信系统的概况,尤其是eNodeB中的下行链路分组处理可能是有用的。
图1示意性地示出了电信系统。基站(例如,eNodeB10)通过连接5与分组提供装置2相连。分组提供装置2通常可以是电信网络1的核心网,网络节点连接至互联网等。如其名称,分组提供装置2提供将在电信网络1中沿DL方向被转发的分组。eNodeB10操作为与不同UE20A、20B通信。从eNodeB10在DL链路19上向UE发送分组。因此,网络节点包括用于与一个或多个其他节点通信(包括发送和/或接收信息)的无线电路。
DL分组可能具有很大不同的特点。在本公开中,术语“小鼠流(miceflow)”用于表示小的分组流,例如,VoIP或TCP上传输的小对象(如,聊天或游戏)。类比地,术语“大象流”用于表示大的分组流,例如,长时间的大FTP下载(如,大FTP下载,还可以是较大域分片网站的下载)。域分片是提升网页下载的常用技术。网络浏览器可以向多个不同域开启同时进行的TCP连接,因而能够按照良好的网络规范循环。该技术是争夺带宽的强势方法,实际上还可能使网页下载的性能变差。
这里,术语“无线设备”可以指用户设备UE、移动电话、蜂窝电话、装备有无线通信功能的个人数字助理(PDA)、智能手机、装备有内部或外部移动宽带调制解调器的膝上型电脑或个人电脑(PC)、具有无线通信能力的平板PC、便携式电子无线通信设备、装备有无线通信能力的传感器设备等。具体地,术语“UE”应被解释为非限制性术语,包括装备有根据任意相关通信标准的无线通信的无线电路的任意没备。
本文中使用的术语“无线网络节点”或简称的“网络节点”可以指基站、网络控制节点等。具体地,术语“基站”可以包含不同类型的无线基站,其中包括标准基站(例如,节点B或演进节点BeNB),还可以包括宏/微/微微无线基站、家庭基站(也称为毫微微基站)、中继节点、中继器、无线接入点、甚至控制一个或多个远程无线单元RRU的无线控制节点等。
图2提出了分组提供装置2(图1)中包括的第一节点3、eNodeB10和UE20之间的信令的简化信令方案。第一节点3向eNodeB10发送410DL分组,所述分组将进一步被发送至承载。DL分组在eNodeB10中被接收并被分类420到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队430。创建多个子流队列使得具有不同特点或性质的分组有可能分离。这时,在单个队列情形中有可能使项目阻塞的大象流分组可以与小鼠流分离。这开启了对某些类型分组优先排序的不同例程。
在一个实施例中,通过分组首部的信息元素中的5元组或3元组将流分类。5元组包括源ip地址和端口、目的ip地址和端口、以及所用的协议。3元组包括源ip地址和端口以及所用的协议。基于分类,具有不同5元组或3元组的分组被放置在不同队列中。
在具体实施例中,每个子流队列维持其自身的AQM算法。AQM的目的是将子流队列的大小保持在合理限度中。然而,不需要为了低延时而调节AQM阈值。这有助于确保高链路使用。换句话说,流管理方法优选包括分别在每个子流队列中执行AQM的步骤。
实际上,并非完全严格必须使用AQM。在备选实施例中,子流队列没有单独的AQM算法。子流队列是隔离的,这意味着大象流不会使小鼠流的性能变差。
然而,优选使用某种AQM,因为个别队列可能以某种方式消耗大量内存,并且最佳地,当网络中部署AQM时,进行典型的传输(如TCP)。
在一个具体实施例中,将从分组首部中选择的内容输入到哈希函数中,得到输出数字。该数字指示将分组放置到哪个子流队列中。哈希函数用于维持每个队列中的子流的数量上界。如果子流数量较少,则哈希冲突的风险,即,两个以上不同的流被分类至相同子流的风险上升。通过一个巧妙的哈希算法设计可以限制哈希冲突的影响。由此,例如,可以避免将用户数据报文协议(UDP)和TCP流分类至相同的子流队列中。在LTEeNodeB实现的上下文中,允许大量子流可能是有益的。从统计意义上看,用户维持平均子流数量。可以从公共队列池中选择用于子流的队列。仅当该池几乎耗空时才需要限制子流的最大数量。
返回图2,执行优先排序440。将没有从中提取过DL分组的子流队列优先排序。将DL分组从子流队列中提取450到公共输出流中。以基本循环(RoundRobin)方式进行DL分组的提取。这意味着轮流为每个子流队列服务,从而从上次服务起等待最长时间的子流队列是下一个被服务的子流队列。换句话说,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,这种循环包括为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。
然而,优先排序可能干扰该基本循环功能。为此,当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列用于下次提取。
执行优先排序,以实现和LTE基站(即,eNodeB)的协议栈更好匹配的构思,并且总体上使其多样化业务更好地执行。对新的子流队列赋予更高优先级的事实提高了具有稀疏特点的流的性能。由此,新的子流打断了循环顺序并立即得到服务。此外,由于仅当已从相应子流队列中提取预定数据量时才认为已完成DL分组提取,所以能够调整允许多少字节打断循环顺序。换句话说,为新的子流赋予一定量的字节,这意味着只要其不消耗该量的字节,就为给定子流赋予优先级。这意味着即使新的子流具有多个分组,如果它们足够小,该优先级对所有分组都有效。
在具体实施例中,上次服务时机的指示符可通过lastServedTime参数来实现。仅当子流已发送预定数据量时,可以将特定子流队列的lastServedTime设置为当前壁钟时间。如果子流队列变为空,在到达提取数据的预定量之前,将移除整个子流队列。这意味着每个子流队列维持lastServedTime值。如上所述,当从队列中提取超过预定数据量的分组时,一般将该值设置为参考时间。这支持上述的默认循环机制。仅当已从子流中提取对应于最少数量字节(例如MTU/2)的分组时,更新lastServedTime值。最大传输单元(MTU)是流队列算法处理的最大分组大小。这提高了网络高度拥堵条件下的小鼠流的性能。
在优选实施例中,分别为相应的子流队列设置预定数据量。通过这种方式,甚至可能获得对不同子流队列的偏向的进一步微调。如果请求偏向一种子流,尽管该子流包含比“公共(common)”预定数据量更多的分组,可以增加该特定子流队列为实现完成提取操作所需的预定数据量。通过相同方式,在认为提取已完成前,可以为对例如延时完全不敏感的小鼠流的子流队列赋予低得多的预定数据量。
在备选实施例中,上次服务时机的指示符可通过已服务队列数量的计数器来实现。当已完成从相应子流队列中提取DL分组时,将上次服务时机的指示符设置为计数器的读数。然后,计数器递增一步。然后,上次服务时机的指示符具有与不同子流队列被服务的顺序有关的信息,而没有时间戳。
本领域技术人员认识到,还可以用很多其他方式来实现上次服务时机的指示符,只要上次服务时机的指示符跟踪服务流队列的顺序。
在优选实施例中,当出现新的子流时提供新的子流队列,并移除空子流队列。在一个实施例中,这可以与公共队列池合作来执行。这时,提供新的子流队列包括从公共队列池中选择队列。类似地,这时,移除空子流队列包括将空子流队列回到公共队列池中。
由于一些子流队列可以变空,并在稀疏小鼠流的分组之间被移除,这意味着这些小的流获得了针对每个新微小数据突发的新的数量的优先排序的字节。这有助于大大提高这些小的流的性能。对于终端用户,这可以转换为VoIP的低延时以及聊天服务的更好交互。
以循环方式从子流队列中提取分组,并且移除变空的子流,在从队列池中选择队列的情形中,空队列回到池中。最终,从eNodeB10向UE20发送460公共输出流的DL分组。
图3示出了通信节点中的流管理方法的实施例的步骤流程图。该过程在步骤200中开始。步骤210中,接收输入DL分组。步骤220中,将接收的DL分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。步骤230中,每个子流的DL分组在相应子流队列中排队。步骤240中,将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。步骤250中,从子流队列中提取DL分组并放入公共输出流中。以基本循环方式进行提取DL分组的步骤。当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,通过为每个子流队列分配上次服务时机的指示符来执行该步骤。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列用于下次提取。当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取DL分组的步骤。步骤260中,发送公共输出流的DL分组。步骤299中,该处理结束。该实施例尤其适用于在LTEeNodeB实现中提供更好的性能。
在一个实施例中,通过附加地优先排序包括小尺寸分组或其性质稀疏的分组的子流队列(即使它们不属于新的子流队列),可以进一步改善小鼠流的条件。稀疏业务应被理解为包括小数据量的突发的业务。稀疏业务的典型示例是VoIP、聊天以及包括玩家位置的某些类型游戏业务等。这种稀疏业务的数据体量很低,使得在突发之间存在空闲时间段。该实施例改进了循环子流处理,使得小鼠流被赋予更高的优先级。
图4示出了通信网络中的网络节点的实施例的示意性框图。该实施例中,网络节点是eNodeB10。接收器经由输入接收DL分组5,该具体实施例中,接收器是DL接口13并被配置为接收输入DL分组。接收的DL分组被移交给流管理器11。在流管理器11中,分类器15被配置为将接收的DL分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。基于该分类,队列管理器19将每个子流的DL分组在相应子流队列16中排队。选择器17被配置为将某些子流队列16优先排序。为此,选择器17被配置为将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。选择器17还被配置为将DL分组从所述子流队列16中提取到公共输出流中。然后,以循环方式提取DL分组,包括:当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列。将分组的公共输出流提供至发送器实体,在具体实施例中,所述发送器实体是承载管理器12,并被配置为经由输出通过天线14发送公共输出流的DL分组。
在优选实施例中,网络附加地操作为,当出现新的子流时,提供新的子流队列并移除空子流队列。在另一个优选实施例中,这通过队列池18来执行。此时,网络节点附加地操作为,通过从公共队列池18中选择队列来提供新的子流队列,并通过返还子流队列至公共队列池18来移除空子流队列。
将要认识到,可以以各种方式来组合和重布置上述方法和设备。例如,实施例可以以硬件、由合适处理电路执行的软件或者其组合来实现。
上文所述的步骤、功能、过程、模块和/或框可以使用任何常规技术实现在硬件中,例如分立式电路或集成电路技术,包括通用电子电路和应用专用电路。特定示例包括一个或多个合适配置的数字信号处理器和其他已知电子电路,例如用于执行特别功能的互连的分立逻辑门、或者应用专用集成电路(ASIC)。
备选地,上述步骤、功能、过程、模块和/或框的至少一部分可以实现在软件中,例如由包括一个或多个处理单元的合适处理电路来执行的计算机程序。因此,当被一个或多个处理器执行时,本文提出的流程图可被认为是计算机流程图。对应的装置可定义为一组功能模块,其中由处理器执行的每个步骤对应于功能模块。在这种情形中,功能模块实现为在处理器上运行的计算机程序。
处理电路的示例包括但不限于,一个或多个微处理器、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个中央处理单元(CPU)、视频加速硬件、和/或任意合适的可编程逻辑电路,例如一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)或者一个或多个可编程逻辑控制器(PLC)。
还应当理解,可以重用任意常用设备或者实现提出的技术的单元的通用处理能力。还可以例如通过重新编程现有的软件或者通过添加新的软件组件来重新使用现有的软件。
在一个具体实施例中,网络节点中的流管理功能通过软件由处理器来实现。图5中以框图示出了这种实现的示例。该实施例基于处理器301、存储器304、系统总线300、输入/输出(I/O)控制器303和I/O总线302。在该实施例中,DL分组由I/O控制器303接收,并存储在存储器304中。I/O控制器303还控制公共输出流的DL分组的发出。可实现为一个或一组协作的处理器的处理器301,执行存储在存储器304中的软件组件,以便进行流管理。处理器301通过系统总线300与存储器304通信。具体地,软件组件305可以实现接收DL分组的功能。软件组件306可以实现将DL分组分类到子流的功能,例如,作为分类器15(图4)。软件组件307可以实现将子流在所述存储器304中的子流队列中排队的功能。软件组件308可以实现对选择器17的子流队列进行优先排序的功能,例如,作为分类器17(图4)。软件组件309可以实现从子流队列中提取DL分组的功能,例如,作为选择器17(图4)。软件组件310可以实现发送DL分组的功能。
换句话说,通信网络中的网络节点包括输入、处理器301、存储器304和输出。存储器304包括处理器301可执行的指令305-310。由此,网络节点操作为在输入上接收输入下行链路分组。网络节点还操作为将接收的下行链路分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。网络节点还操作为将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队。网络节点还操作为将下行链路分组从子流队列提取到公共输出流中。网络节点还操作为将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。网络节点操作为以基本循环方式选择下行链路分组。这包括:当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列用于下次提取。网络节点操作为当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。网络节点还操作为在输出上发送公共输出流的下行链路分组。
如上文所指出的,网络节点可以备选地定义为功能模块的组,其中功能模块实现为在处理器上运行的计算机程序。图6是示出包括功能模块组的网络节点10的示例的示意性框图。接收模块510构成用于接收输入DL分组的装置。分类模块520构成用于将接收的DL分组分类到子流的装置,所述分类基于相应所述接收的DL分组的首部中可用的信息。队列模块530构成用于将每个子流的DL分组在相应子流队列中排队的装置。优先排序模块540构成用于将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序的装置。提取模块550构成用于将下行链路分组从子流队列提取到公共输出流中的装置。通过循环方式来提取下行链路分组,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列。当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。发送模块560构成用于发送公共输出流的下行链路分组的装置。
软件或计算机程序可实现为计算机程序产品,其通常携带于或存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可包括一个或多个可移除或不可移除的存储设备,包括但不限于:只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、紧致盘(CD)、数字多用途盘(DVD)、通用串行总线(USB)存储器、硬盘驱动(HDD)存储设备、闪存、或者任意其他常规存储设备。因而,计算机程序可加载到计算机或等效处理设备的操作存储器中,由其处理电路来执行。
换句话说,在具体实施例中,计算机程序包括程序代码,所述程序代码当被处理电路执行时使处理电路:接收输入下行链路分组,基于接收的下行链路分组的相应分组的首部中可用的信息,将接收的下行链路分组分类到子流,将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队,将下行链路分组从所述子流队列提取到公共输出流中,将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序,以及发送公共输出流的下行链路分组。通过循环方式来提取下行链路分组,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择被优先排序的子流队列。当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。
计算机/处理电路不是必须专用于仅执行上述步骤、功能、过程和/或块,而是还可以执行其他任务。
在优选实施例中,LTEeNodeB中的流队列算法主要实现在分组数据汇聚协议(PDCP)层。原因是在PDCP层上应用的加密。在无线链路控制(RLC)层上实现流队列算法可能需要将PDCP序列编号重新编号,因为PDCP协议数据单元(PDU)可能不按照流队列算法的顺序来提取,这导致加密和复杂度可能变高的问题。
当在PDCP层上实现流队列算法时,产生附加的挑战。出于效率原因,优选地,总使一些PDCP-PDU被预处理且在RLC缓存中可用,作为准备被转发至媒体访问控制(MAC)层的RLC-服务数据单元(SDU)。如不这么做将导致低链路使用。如果当时吞吐量不够高,则RLC缓存中过多的RLC-SDU可能引发高延时的问题。当吞吐量高时,过少的RLC-SDU可能引发低链路使用的问题,这意味着无法利用LTE的全部潜力。
在一个实施例中,通过计算当时吞吐量,以及估计应被预处理、向下转发至RLC层并放置在RLC缓存中的PDCP-PDU的数量,解决了这一问题。一个优选实现用数量或字节来计算目标RLCSDU缓存水平。当检测到缓存水平低于目标时,产生新的PDCP-PDU。优选地,计算缓存目标水平,如下:
target=throughputDL*interval/8
其中
“throughputDL”是估计的下行链路中的当时吞吐量,“interval”指示RLCSDU缓存中多少秒数据应当可用。理论上,1ms的TTI足以对足够多的数据进行预处理并准备在RLCSDU缓存中。这时,间隔(interval)可以设置为等于TTI(1ms)。然而,作为安全措施,优选设置得稍高一点,例如10ms,以便补偿自身估计下行链路吞吐量存在一定整合时间这一事实。
换句话说,优选在PDCP层中实现流管理方法。优选的方法包括计算当时下行链路吞吐量,并基于当时下行链路吞吐量来估计将RLCSDU缓存保持在缓存目标值所需的PDCP-PDU的数量。选择缓存目标值来保证可用资源块的充分使用。该方法还包括对估计数量的PDCP-PDU进行预处理,并将预处理后的PDCP-PDU放置在所述RLCSDU缓存中。其结果是,RLCSDU一直都足够满,以便能够充分地使用可用资源块。
为稳定操作,应当用上下界来限制目标值。优选地,下界通常是至少一个MTU(通常是1500字节),以确保可以发送TCP段。上界用于确保延时不达到过高的值,例如,当吞吐量估计失败时。实验表明,1.5*MTU的下界和15000字节的上界可以良好地工作。
图7示出了用于实现PDCP层中的网络节点的操作的方法实施例的步骤的流程图。该过程在步骤201中开始。步骤271中,计算当时下行链路吞吐量。步骤272中,基于当时吞吐量,估计将RLCSDU缓存保持在缓存目标值所需的PDCP-PDU的数量。所使用的缓存目标值保证可用资源块的充分使用。步骤273中,对估计数量的PDCP-PDU进行预处理。步骤274中,将预处理后的PDCP-PDU放置在RLCSDU缓存中。步骤298中,该处理结束。
图8以示意性方式示出了PDCP层中的网络节点的操作的实现的实施例。网络节点操作为计算当时下行链路吞吐量,并基于当时下行链路吞吐量来估计将RLCSDU缓存保持在缓存目标值所需的PDCP-PDU的数量。调整缓存目标值,以保证可用资源块的充分使用。网络节点还操作为对估计数量的PDCP-PDU进行预处理,并将预处理后的PDCP-PDU放置在RLCSDU缓存中。
DL分组的输入流到达网络节点的PDCP层30。在流队列模块31中,流分类器15将分组分类,并将其引导至不同的子流队列16中,基本如上文所述。使用选择器,按照缓解大象流对小鼠流的流队列的阻塞的顺序来提取分组。通常,输出公共流被提供至首部压缩模块33,然后被提供至加密模块34。这些模块根据已知的现有技术例程工作。
公共输出流被提供至RLC层40中的SDU缓存41,以便被缓存,准备用于输出。当新的TTI开始时,从SDU缓存41中获取合适数量的SDU,并提供至分段自动重复请求(ARQ)模块42,用于DL上的进一步输出。RLC层40的吞吐量估计器43被配置用于计算当时下行链路吞吐量。当时下行链路吞吐量被报告至PDCP层中的流队列模块31中的预处理器32。SDU缓存41还被配置为向预处理器32报告SDU缓存41的当前状态。预处理器使用该信息,具体地,使用当时下行链路吞吐量来估计将RLCSDU缓存保持在缓存目标值所需的PDCP-PDU的数量。预处理器32还被配置用于对估计数量的PDCP-PDU进行预处理,并将预处理后的PDCP-PDU放置在RLCSDU缓存41中。
已进行过测试仿真。图9示出了3个不同服务在下行链路中发送数据的示例。这三个服务是下载超大文件的FTP下载,网页下载强势打开很多同时进行的TCP连接的Web页面下载,以及具有20ms帧时长(即,50帧/每秒)的20kbps的VoIP。该图清楚地表明,尽管WEB页面下载强势地抢占了带宽,但是VoIP流几乎未受到干扰。
该示例表明,即使存在很强势的流,小的流(小鼠流)(该情形中,VoIP)也能够低延时地很好工作。该图还表明,由于网页下载,FTP下载陷入短缺。其原因在于,网页下载中的每个TCP连接都具有自己的队列。对于具有例如40个同时进行的TCP连接的域分片网页,这意味着该网页下载具有比FTP下载高40倍的优先级。在一些情形中,可能需要这种属性,但是在流传输视频与网页下载相竞争的情形中,这可能带来不利效果。一种可能的解决方法是使用3元组,即,源IP/端口、协议。这将为域分片网页赋予较低的优先级。
除了低延时,流排队的另一个优点是小鼠流具有很低的分组丢失率。图10中将其示出。在需要处理多个不同流的AQM中,针对和大象流共享相同瓶颈的小鼠流,经常需要在低延时或低分组丢失率之间做出选择。很少能够同时达到这两个目标。另一方面,从图中可以看出,根据本公开构思的流排队可同时实现这两个目标。针对上述场景,示出了VoIP的IP分组延时和分组丢失。分组丢失以“*”示出。上方的图示出了现有技术AQM的情况。下方的图示出了应用根据本公开教导的流排队的情况。
本公开的实施例可以获得至少接近于用多个承载方案可实现的性质。因此,在对服务质量(QoS)的选择不感兴趣的情形中,实施例可以提供智能手机宽带性能的提升。这些情形可能是最大努力承载仅是所提供的或者仅是客户希望的选择的情形。
仅作为示例,提出上述实施例,并且应当理解,所提出的技术不限于此。本领域技术人员将理解,在不背离由随附权利要求限定的本公开范围的情况下,可以对实施例做出各种修改、组合和改变。尤其是,不同实施例中的不同部分的方案可在其他技术上可行配置中进行组合。
Claims (21)
1.一种通信节点中的流管理方法,包括以下步骤:
-接收(210)输入下行链路分组;
-基于相应的所述接收的下行链路分组的首部中可用的信息,将所述接收的下行链路分组分类(220)到子流;
-将每个子流的所述下行链路分组在相应子流队列中排队(230);
-将下行链路分组从所述子流队列中提取(250)到公共输出流中;
-将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序(240);
所述提取(250)下行链路分组的步骤是以基本循环方式进行的,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且,当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择所述被优先排序的子流队列用于下次提取;
当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成所述从所述相应子流队列中提取(250)下行链路分组的步骤;
-发送(260)所述公共输出流的所述下行链路分组。
2.根据权利要求1所述的流管理方法,其特征在于,基于所述首部的信息元素中的5元组和3元组之一的内容来执行所述分类(220)步骤。
3.根据权利要求1或2所述的流管理方法,其特征在于,针对相应子流队列单独设置所述预定数据量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的流管理方法,其特征在于,还将包括小尺寸分组或性质稀疏的分组的子流队列优先排序。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的流管理方法,其特征在于,还包括以下步骤:当出现新的子流时提供新的子流队列;以及移除空子流队列,所述提供新的子流队列的步骤包括:从公共队列池中选择队列,并且所述移除空子流队列的步骤包括:将空子流队列返还至所述公共队列池。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的流管理方法,其特征在于,所述流管理方法在PDCP层中实现。
7.根据权利要求6所述的流管理方法,其特征在于,还包括以下步骤:
-计算(271)当时下行链路吞吐量;
-基于所述当时下行链路吞吐量,估计(272)将RLCSDU缓存保持在缓存目标值所需的PDCP-PDU的数量,所述缓存目标值保证可用资源块的充分使用;
-对所述估计数量的PDCP-PDU进行预处理(273);以及
-将所述预处理后的PDCP-PDU放置(274)在所述RLCSDU缓存中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的流管理方法,其特征在于,所述流管理方法在LTE网络节点中实现。
9.根据权利要求8所述的流管理方法,其特征在于,所述LTE网络节点是eNodeB。
10.一种通信网络(1)中的网络节点(10),包括输入、处理器(301)、存储器(304)和输出,所述存储器(304)包括所述处理器(301)可执行的指令,使得所述网络节点(10)操作为:
-在所述输入上接收输入下行链路分组;
-基于相应的所述接收的下行链路分组的首部中可用的信息,将所述接收的下行链路分组分类到子流;
-将每个子流的所述下行链路分组在相应子流队列中排队;
-将下行链路分组从所述子流队列中提取到公共输出流中;
-将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序;
所述网络节点操作为,以基本循环方式提取下行链路分组,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择所述被优先排序的子流队列用于下次提取;
网络节点操作为当已从相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从所述相应子流队列中提取下行链路分组;
-在所述输出上发送所述公共输出流的所述下行链路分组。
11.根据权利要求10所述的网络节点,其特征在于,所述网络节点操作为,基于所述首部的信息元素中的5元组和3元组之一的内容来执行分类。
12.根据权利要求12或13所述的网络节点,其特征在于,针对相应子流队列单独设置所述预定数据量。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的网络节点,其特征在于,还将包括小尺寸分组或性质稀疏分组的子流队列优先排序。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的网络节点,其特征在于,所述网络节点还操作为,当出现新的子流时提供新的子流队列;以及移除空子流队列,并且,通过从公共队列池中选择队列,以及通过将空子流队列返还至所述公共队列池来执行所述移除空子流队列。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的网络节点,其特征在于,所述网络节点的操作在PDCP层中实现。
16.根据权利要求15所述的网络节点,其特征在于,所述网络节点操作为:
-计算当时下行链路吞吐量;
-基于所述当时下行链路吞吐量,估计将RLCSDU缓存保持在缓存目标值所需的PDCP-PDU的数量,所述缓存目标值保证可用资源块的充分使用;
-对所述估计数量的PDCP-PDU进行预处理;以及
-将所述预处理后的PDCP-PDU放置在所述RLCSDU缓存中。
17.一种LTE网络节点,所述LTE网络节点是根据权利要求10至16中任一项所述的网络节点。
18.一种eNodeB,根据权利要求17所述。
19.一种通信网络(1)中的网络节点(10),包括:
-接收模块(510),用于接收输入DL分组;
-分类模块(520),用于基于相应的所述接收的DL分组的首部中可用的信息,将所述接收的DL分组分类到子流;
-队列模块(530),用于将每个子流的DL分组在相应子流队列中排队;
-优先排序模块(540),用于将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序;
-提取模块(550),用于将下行链路分组从所述子流队列中提取到公共输出流中;
所述提取下行链路分组是以基本循环方式进行的,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择所述被优先排序的子流队列用于下次提取;
当已从所述相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从所述相应子流队列中提取下行链路分组;以及
-发送模块(560),用于发送所述公共输出流的所述下行链路分组。
20.一种驻留在存储器中的计算机程序,所述计算机程序包括程序代码,所述程序代码当被处理电路执行时使所述处理电路:
-接收输入下行链路分组;
-基于相应的所述接收的下行链路分组的首部中可用的信息,将所述接收的下行链路分组分类到子流;
-将每个子流的所述下行链路分组在相应子流队列中排队;
-将下行链路分组从所述子流队列中提取到公共输出流中;
-将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序;
所述提取下行链路分组是以基本循环方式进行的,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择所述被优先排序的子流队列;
当已从所述相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组;
-发送所述公共输出流的所述下行链路分组。
21.一种计算机程序产品,包括存储有计算机程序的计算机可读介质,其中所述计算机程序包括程序代码,所述程序代码当被处理电路执行时使所述处理电路:
-接收输入下行链路分组;
-基于相应的所述接收的下行链路分组的首部中可用的信息,将所述接收的下行链路分组分类到子流;
-将每个子流的所述下行链路分组在相应子流队列中排队;
-将下行链路分组从所述子流队列中提取到公共输出流中;
-将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序;
所述提取下行链路分组是以基本循环方式进行的,当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时,为每个子流队列分配上次服务时机的指示符,并且当不存在被优先排序的子流队列时,选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取,当存在被优先排序的子流队列时,选择所述被优先排序的子流队列;
当已从所述相应子流队列中提取预定数据量时,认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组;
-发送所述公共输出流的所述下行链路分组。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |