CN105939539A - 用于网络环境中蜂窝接口的动态带宽调整的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于网络环境中蜂窝接口的动态带宽调整的系统和方法。在一个示例实施例中提供了一种方法，该方法可以包括针对一个或多个蜂窝接口中的每个确定预测平均吞吐量，并且至少部分地基于针对一个或多个蜂窝接口中的每个确定的预测平均吞吐量调整一个或多个蜂窝接口中的每个的带宽。能够提供另一方法，该另一方法可以包括针对多个蜂窝接口确定路径量度的方差，并且如果所确定的方差和针对蜂窝接口确定的先前方差之间存在差异则使用所确定的方差更新蜂窝接口的路由表。能够提供另一方法，该另一方法可以包括：监视MAC缓冲器的水位标志阈值；当达到MAC的特定水位标志阈值时生成中断；并且基于中断调整上行链路分组到MAC缓冲器内的入队。

Description

用于网络环境中蜂窝接口的动态带宽调整的系统和方法
相关申请
本申请是于2015年3月5日递交的、题为“SYSTEM AND METHODFOR DYNAMIC BANDWIDTH ADJUSTMENTS FOR CELLULARINTERFACES IN A NETWORK ENVIRONMENT(用于网络环境中蜂窝接口的动态带宽调整的系统和方法)”、发明人为Sujay Gopinathan等的美国申请序列号14/639,748的继续申请(并且要求根据U.S.C.§120的优先权权益)。在先申请的公开内容被看作本申请的公开内容的一部分(并且通过引用以其整体包含在本申请的公开内容中)。
技术领域
本公开一般地涉及通信领域，更具体地，涉及用于网络环境中蜂窝接口的动态带宽调整的系统和方法。
背景技术
通信环境(特别是移动无线环境)中联网架构已经变得越来越复杂。随着用户设备越来越多地连接到移动无线环境，移动通信网络已经获得显著发展。在一些实例中，用户设备能够包括路由器，其可以通过使用有线、无线和/或蜂窝接口的网络提供路由流量。穿过蜂窝接口的流量流能够明显随着例如随环境条件、蜂窝接口、用户的数目等而变化。由于流量路由经常是时间要求严格的，所以蜂窝接口上的延迟的流会导致系统拥塞、丢失分组、和/或超载的路由器资源等等。因此，在管理网络环境中的路由设备的蜂窝接口上存在重大挑战。
发明内容
在一个示例实施例中提供了一种方法，该方法可以包括针对路由器的一个或多个蜂窝接口中的每个确定预测平均吞吐量，并且至少部分地基于针对路由器的一个或多个蜂窝接口中的每个确定的预测平均吞吐量调整一个或多个蜂窝接口中的每个的带宽。在一些实例中，蜂窝接口中的至少一个可能能够连接到长期演进(LTE)网络的演进型节点B(eNodeB)。
在一些实例中，针对特定蜂窝接口确定预测平均吞吐量能够包括确定特定蜂窝接口的一个或多个每资源块吞吐量值，其中一个或多个每资源块吞吐量值中的每个与资源块相关联，该资源块与特定蜂窝接口接收到的特定上行链路授权相关联；基于一个或多个每资源块吞吐量值中的每个和将针对蜂窝接口所接收到的一个或多个上行链路授权中的每个进行传输的资源块的数目确定特定蜂窝接口的一个或多个瞬时吞吐量值；并且基于与蜂窝接口所接收到的一个或多个上行链路授权的数目有关的一个或多个瞬时吞吐量值的总和确定特定蜂窝接口的预测平均吞吐量。
在一些实例中，确定特定资源块的每资源块吞吐量值可以基于以下各项：将被用于传输特定资源块的符号的数目、特定资源块的每个符号的每符号比特数、将在特定时间帧中被传输的资源块所包括的子载波的数目，其中每符号比特数是基于特定资源块的调制编码方案的。
在一些情形下，该方法能够包括以更新速率重复确定和调整步骤，其中更新速率是至少部分地基于路由器被部署于固定环境中还是移动环境中进行配置的。在其他情形下，该方法能够包括确定特定蜂窝接口的经调整的带宽，将特定蜂窝接口的经调整的带宽与为该蜂窝接口配置的至少一个服务质量(QoS)策略映射相比较，其中QoS策略映射包括各自与特定带宽阈值相关联的多个QoS服务策略；并且基于比较将特定QoS服务策略关联到特定蜂窝接口。在一些实例中，特定QoS服务策略能够包括将带宽到多个流量级别的分配。
附图说明
结合附图参考以下描述来提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，其中相同的参考标号表示相同的部分，其中：
图1A是根据本公开的一个实施例示出了通信的简化框图，该通信包括路由器以促进对网络环境中蜂窝接口的动态带宽调整；
图1B是示出了与路由器的I/O接口的一个可能实施例相关联的细节的简化框图；
图2是根据路由器的一个可能实施例示出了与提供对蜂窝接口的动态带宽调整相关联的示例操作的简化流程图；
图3是示出了与确定路由器的特定蜂窝接口的预测平均吞吐量相关联的示例操作的简化流程图；
图4是根据路由器的一个可能实施例示出了与提供蜂窝接口的适应性服务质量相关联的示例操作的简化流程图；
图5是示出了与路由器的一个可能实施例相关联的其他细节的简化框图；
图6是根据路由器的一个可能实施例示出了与提供蜂窝接口的动态负载平衡相关联的示例操作的简化流程图；
图7A-7B是示出了与路由器的一个可能实施例相关联的附加细节的简化框图；以及
图8是根据路由器的一个可能实施例示出了与降低蜂窝调制解调器中拥塞期间的分组延迟相关联的示例操作的简化流程图。
具体实施方式
转向图1A，图1A是根据本公开的一个实施例示出了通信系统100的简化框图，通信系统100包括路由器110以促进为蜂窝接口提供带宽管理。图1A的示例架构包括路由器110，路由器110能够向网络130的各个元件或节点提供多个链路，包括：到演进型节点B(eNodeB)132的一个或多个蜂窝链路、到无线局域网接入点(WLAN AP)136的一个或多个无线链路、以及到有线网络节点138的一个或多个有线链路。在各个实施例中，路由器110能够包括主机路由器互连112、处理器114、存储器元件116、主机路由器逻辑118、主机路由器存储装置120、以及一个或多个I/O接口124.1-124.N。路由器110还能够被称作集成服务路由器(ISR)。如下面更详细地讨论的，图1B是示出了与路由器110的I/O接口(例如，I/O接口124.1)的一个可能实施例相关联的细节的简化框图。
在各个实施例中，网络130能够表示互连通信路径(有线或无线)的一系列点或节点，这些互连通信路径用于接收和发送传播通过通信系统100的信息的分组。在各个实施例中，网络130能够与单一网络运营商或服务提供商和/或多个网络运营商或服务提供商相关联和/或由单一网络运营商或服务提供商和/或多个网络运营商或服务提供商来提供。在各个实施例中，网络130能够包括和/或整体或部分地与一个或多个分组数据网络(比如，互联网)重叠。网络130可以在网络的选定节点或元件与路由器110之间提供通信接口，并且可以是任何局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)、无线接入网(RAN)、企业网、内联网、外联网、或促进网络环境中的通信的任何其他适当的结构或系统。
在各个实施例中，网络130可以实施用户数据报协议(UDP)/互联网协议(UDP/IP)连接，并且在本公开的特定实施例中使用传输控制协议(TCP/IP)通信语言协议。然而，通信网络可以替代地实施任何其他合适的通信协议来在通信系统100内发送和接收数据。在各个实施例中，网络130能够是通过一个或多个网络应用互连的多个网络。
一般来说，路由器110可以使用各个链路(例如，蜂窝、无线、有线)促进网络130的各个元件之间的数据和信息的传输，其中能够经由一个或多个I/O接口124.1-124.N来提供这些链路，一个或多个I/O接口124.1-124.N能够根据运营商要求而针对路由器110进行配置。虽然未示出，但是在各个实施例中，路由器110能够被包括在网络130内。如本说明书中在此所提及的，“链路”可以指网络130的元件或节点和给定I/O接口之间的任何通信路径(有线或无线)。在各个实施例中，路由器110能够是以下各项中的一项或多项：网络家电，服务器，交换机，网关，桥接器，负载平衡器，防火墙，处理器，模块，用户端设备(CPE)，或可操作来在通信系统100内交换信息的任何其他合适的设备、组件、元件或对象。在各个实施例中，路由器110能够被部署在固定或移动环境中。在固定环境中，例如，路由器110可以是静态的，比如，在建筑物、塔、体育馆等中。在移动环境中，例如，路由器110可以是运动或移动的，比如，在公共汽车、飞机、火车、船只等中。
在各个实施例中，一个或多个I/O接口能够被添加到路由器110或者被从路由器110移除，以提供用于在网络130内传输数据或信息的一个或多个主链路。在各个实施例中，一个或多个I/O接口能够被添加到路由器110或者被从路由器110移除，以提供一个或多个次(或“备用”)链路，在一个或多个主链路上的数据或信息的交换出现问题的情况下一个或多个次链路能够被用于网络130内的数据或信息的交换。在各个实施例中，这样的问题能够包括但不限于：失去对主链路的连接、主链路上拥塞、失去连接到主链路的设备(例如，设备故障、断电等)、主链路上的干扰、数据错误、及其组合等。
第一I/O 124.1接口能够为到eNodeB 132的一个或多个蜂窝链路提供第一路径。在本说明书中，为了说明路由器110的某些特征，第一I/O124.1接口能够被交替地称为“蜂窝接口”124.1、“第一蜂窝接口”124.1、“蜂窝I/O接口”124.1、或“第一蜂窝I/O接口”124.1。如本说明书中所提及的，术语“蜂窝”可以指长期演进(LTE)通信，比如，演进型通用移动通信系统(UMTS)陆地无线接入网(E-UTRAN)通信，如第3代合作伙伴计划(3GPP)所规定的一般被称作4G、LTE和/或高级LTE(LTE-A)。
在一些实施例中，路由器110能够被配置有多个蜂窝I/O接口，比如，第二I/O 124.2，其能够为到eNodeB 132的一个或多个附加蜂窝链路提供第二路径。在本说明书中，第二I/O 124.2能够被交替地称为“蜂窝接口”124.2、“第二蜂窝接口”124.2、“蜂窝I/O接口”124.2、或“第二蜂窝I/O接口”124.2。一般来说，eNodeB(例如，eNodeB 132)能够被部署以提供对4G/LTE/LTE-A宏网络的覆盖，和/或家庭(HeNB)(未示出)能够被部署以提供对4G/LTE/LTE-A小小区接入网的覆盖。一般来说，小小区网络与宏网络相比的不同之处在于：小小区网络通常由多个小小区接入点(例如，HeNB)构成，这些小小区接入点能够向宏网络覆盖受到限制或干扰的环境中(例如，建筑物、结构、设施等内)的用户提供最接近的覆盖。
如本说明书中所讨论的，路由器110的蜂窝接口(例如，I/O接口124.1、124.2)可以被给定eNodeB(例如，eNodeB 132)或给定HeNB辨识为用户设备(UE)。对于用户设备，意味着eNodeB可以将蜂窝接口辨识为想要通过某一网络在通信系统100中发起流的典型移动订户或用户。例如，用户设备能够包括能够在通信系统100内发起语音、音频、视频、媒体、或数据交换的任何组件、元件、或对象。如本文档中所使用的，数据和/或信息指的是任何类型的数字、语音、视频、媒体、或脚本数据、或任何类型的源或目标代码、或以可以从一点传输到另一点的任何适当的格式的任何其他合适的信息。在某些实施例中，路由器110蜂窝接口(例如，一个或多个I/O接口124.1和/或124.2，取决于配置)可以具有对网络接入和/或应用服务的打包订阅。在各个实施例中，能够使用动态主机配置协议(DHCP)、无状态地址自动配置、默认承载激活等、或其任何合适的变体(如3GPP TS 29.061中所规定的)来指定一个或多个I/O接口124.1和/或124.2的蜂窝接口IP地址。一般来说，给定蜂窝I/O接口(例如，一个或多个I/O接口124.1和/或124.2中的任何一个)能够与诸如国际移动用户识别码(IMSI)之类的实体相关联，该实体可以与运营路由器110的I/O接口的运营商或订户相关联。
第三I/O接口124.3能够提供到WLAN AP的一个或多个无线链路。如本说明书中所提及的，术语“无线”可以指代任何无线通信，比如，Wi-Fi、WiMAX、蓝牙TM、其组合等。一般来说，WLAN AP(例如，WLAN AP 136)能够被部署以提供对无线技术(例如，Wi-Fi、WiMAX、蓝牙TM、等)的覆盖。
第三I/O接口124.3能够提供到网络节点138的一个或多个有线链路。如本说明书中所提及的，术语“有线”可以指代任何有线通信，比如，以太网、以太网供电(PoE)、数字用户线路(DSL)、线缆、光纤光学、光纤通道、通用串行总线(USB)、串行、T1/E1/T3/E3/OCn(OC3、OC48等)、其组合等等。在各个实施例中，有线网络节点138能够是以下各项中的一项或多项：网络家电，服务器，交换机，网关，桥接器，负载平衡器，防火墙，处理器，模块，用户端设备(CPE)，或可操作来在通信网络130内交换信息的任何其他合适的设备、组件、元件或对象。
应当指出，仅为说明性目的而提供了多个I/O接口124.1-124.N以及支持某些链路类型(例如，蜂窝、无线、有线)的各种I/O接口的配置，并且不意在限制本公开的实施例的范围。在本公开的范围内，根据运营商需求，能够为路由器110配置任何数目的I/O接口和/或任何I/O接口的组合。
路由器110能够包括一个或多个元件或组件来促成路由器110的操作。如图1A中所示，主机路由器互连112能够在路由器110内的各个元件、逻辑等之间提供互连。在各个实施例中，主机路由器互连112能够包括一个或多个电子总线、一个或多个电子电路、硬件、软件、其组合等等，主机路由器互连112可以促进路由器110内的各个元件、逻辑等之间的数据、信息等的传输。在各个实施例中，主机路由器逻辑118能够包括一个或多个电子电路、硬件、软件、其组合等等，由于可以针对路由器110进行配置，主机路由器逻辑118可以促进路由器110的各个操作和/或I/O接口124.1-124.N的任何组合。在某些实施例中，主机路由器逻辑118可以包括路由器蜂窝接口逻辑，该路由器蜂窝接口逻辑能够被路由器用来设定一个或多个蜂窝I/O接口的蜂窝接口带宽。在各个实施例中，主机路由器存储装置120能够包括一个或多个数据库、查找表、列表、其组合等等，主机路由器存储装置120能够被访问(例如，写入和/或读取)以促进路由器110的一个或多个操作。在各个实施例中，存储器元件116能够存储数据和/或信息，数据和/或信息可被用于实现本文所列出的动态带宽调整、I/O接口124.1-124.N和/或路由器110的I/O接口操作和/或其他操作。另外，在某些实施例中，处理器114能够是硬件处理器，该硬件处理器能够运行软件、指令、和算法、其组合等等以执行本文所列出的动态带宽调整、路由器110的I/O接口操作和/或其他操作。
参考图1B，图1B是根据路由器110的的一个实施例示出了路由器110的I/O(例如，蜂窝)接口124.1的简化框图。如图1B中所示，I/O接口124.1包括蜂窝调制解调器150、I/O互连160、处理器162、存储器元件164、I/O接口逻辑166、和I/O接口存储装置168。蜂窝调制解调器150包括发送器152和接收器154，其中发送器152能够促进朝向eNodeB 132的上行链路流量的传输，接收器154能够促进促进来自eNodeB 132的下行链路流量的传输。在各个实施例中，通过蜂窝调制解调器150的I/O接口124.1能够包括一个或多个天线(未示出)，一个或多个天线能够促进上行链路和/或下行链路流量的发送和/或接收。
在各个实施例中，I/O互连160能够包括一个或多个电子总线、一个或多个电子电路、硬件、软件、其组合等等，I/O互连160可以促进I/O接口124.1和路由器110内的各个元件、逻辑等之间的数据、信息等的传输。在各个实施例中，I/O接口逻辑166能够包括、一个或多个电子电路、硬件、软件、其组合等等，I/O接口逻辑166可以促进I/O接口124.1和路由器110的各种操作。在各个实施例中，I/O接口存储装置168能够包括一个或多个数据库、查找表、列表、其组合等等，I/O接口存储装置168能够被访问(例如，写入和/或读取)以促进I/O接口124.1和路由器110的一个或多个操作。在各个实施例中，存储器元件164能够存储数据和/或信息，数据和/或信息将被用于实现本文所列出的动态带宽调整、I/O接口124.1和/或路由器110的I/O接口操作和/或其他操作。另外，在某些实施例中，处理器114能够是硬件处理器，该硬件处理器能够运行软件、指令、和算法、其组合等等以执行本文所列出的动态带宽调整、I/O接口124.1和/或路由器110的I/O接口操作和/或其他操作。
在详细说明图1A-1B的一些可操作方面之前，理解商用架构中一般提供的路由器的蜂窝接口的共同特性的重要的。仅为教导目的而诚挚地提供以下基础，因此其不应以任何方式被看作限制本公开的宽泛的教导。如先前所讨论的，路由器(例如，ISR)能够包括4G/LTE蜂窝接口，4G/LTE蜂窝接口能够在路由器上被用作主/备用链路。根据针对路由器而被配置或包括的I/O接口(例如，有线、无线、和/或蜂窝接口的不同组合)，与接口带宽相关的信息能够针对路由器进行配置。如本文所讨论的，“接口带宽”意思指的是为路由器的I/O接口设定的带宽，能够通过该路由器的I/O接口在路由器和另一网络元件之间交换数据或信息。在各个实施例中，为给定I/O接口设定的接口带宽能够被另一路由器用来确定与该I/O接口相关联的一个或多个数据流的服务质量(QoS)配置、定时、缓冲管理、负载平衡等。
当前，为路由器的蜂窝接口设定的带宽是基于蜂窝调制解调器所附着于的技术的。例如，如果蜂窝调制解调器附着到4G/LTE网络(例如，附着到eNodeB或HeNB)，则蜂窝接口带宽是固定的并被设定为50Mbps(每秒兆比特)的上行链路带宽和100Mbps的下行链路带宽(通常使用术语“50/100Mbps”来表示)的理论最大值。与有线(例如，固定带宽)接口不同，蜂窝接口带宽能够基于例如信号状况(例如，信噪比)、小区(例如，eNodeB和/或HeNB的覆盖区域)中用户的数目等而动态改变。
因为空中接口是共享资源(例如，与小区中的其他用户设备共享)，所以将路由器的蜂窝接口的接口带宽设定为理论最大值会给路由器带来操作低效/问题。实际上，对蜂窝接口而言，能够实现的最大带宽可能远远小于理论最大值。由于基于带宽的改变数据吞吐量能够在很宽的范围内改变，因此对于关键性应用而言当使用蜂窝接口时很难保证带宽。例如，将蜂窝接口的接口带宽设定为理论最大值会在配置服务质量(QoS)(例如，有时被称作分层排队框架(HQF))时带来问题，因为HQF的配置依赖于接口带宽(例如，通过路由器的命令行接口(CLI)设定的带宽百分比)。错误的QoS配置会导致较差的QoS，影响与蜂窝接口相关联的用户流量的延迟、可靠性、和/或抖动。因此，为使像QoS之类的特征在路由器上正常使用，接口带宽应当仅可能精确。
根据本文所述各个实施例，路由器110被配置为提供用于提供对蜂窝接口的动态带宽调整的系统和方法。在至少一个实施例中，本文所述的方法能够由路由器110的一个或多个硬件处理器来执行。一般来说，路由器110所提供的系统和方法可以使得4G/LTE蜂窝接口(例如，第一I/O接口124.1、第二I/O接口124.2，取决于配置)能够基于路由器110在其中运作的操作环境的实际信号状况动态地调整为路由器110设定的蜂窝接口带宽。路由器110(例如，其中包括处理器、逻辑等)然后能够基于接口能力而不是理论假设来针对各种操作做出明智的决定。
在各个实施例中，路由器110所提供的系统和方法可以基于瞬时信号状况和网络可用性预测4G/LTE上行链路吞吐量。在操作过程中，例如，能够基于由给定eNodeB(例如，eNodeB 132)为给定用户设备(例如，蜂窝I/O接口124.1)的上行链路数据流量分配的资源块(RB)的数目来计算4G/LTE上行链路吞吐量。如前，eNodeB可以将蜂窝路由接口简单地辨识为想要在通信系统100中通过某一网络发起流的用户设备(UE)。因此，在说明书中术语“用户设备”、“蜂窝接口”、和“蜂窝I/O接口”能够交替使用。
根据3GPP标准，RB能够被用于向小区中的一个或多个UE传输资源。资源能够包括控制资源和数据资源。RB由若干资源元素构成，每个资源元素能够在符号内针对与给定UE相关联的特定子载波(例如，频率)而进行分配。通常，在特定输出时间间隔(TTI)(在4G/LTE通信中，其通常持续1毫秒(msec))中传送的数据的每个子帧中包括两个RB。在子帧中RB一般被称作间隙，其中间隙通常持续0.5msec(例如，每子帧两个间隙或RB)。
RB的最小单元是资源元素，其表示一个子载波乘以一个符号。取决于循环前缀配置，每个RB(或间隙)能够包括六(6)或七(7)个符号。对4G/LTE而言，RB的子载波的数目是12，其中每个延展15千赫兹(15KHz带宽)。RB的每个符号的每个资源元素能够使用比特数来表示，比特数能够随为通信选定的调制编码方案(MCS)而改变。例如，根据为通信选定的MCS，对于64正交振幅调制(QAM)，能够使用6比特/符号；对于16QAM，能够使用四(4)比特/符号；对于正交相移键控(QPSK)能够使用二(2)比特/符号等等。
在各个实施例中，预测的上行链路吞吐量能够被用于配置蜂窝接口带宽，并且随着和/或当针对UE(例如，I/O接口124.1)的eNodeB分配改变时能够被动态调整。根据当前3GPP标准，例如由技术规范(TS)36.201、TS 36.211、TS 36.212、TS 36.213、TS 36.213、TS 36.214和TS36.216所一般规定的，调度UE的上行链路数据流量的过程能够包括：
1)当数据将被从给定UE(例如，第一I/O接口124.1)发送到给定eNodeB(例如，eNodeB 132)时，该UE能够使用物理上行链路共同信道(PUCCH)向eNodeB发送调度请求(SR)。缓冲器状态报告(BSR)指示UE需要发送到eNodeB的数据的量；
2)eNodeB能够使用若干方法来估计上行链路信号质量：探测参考信号(SRS)方法、UE解调参考信号(DRS)方法、或混合自动重复请求(HARQ)反馈方法；
a)对于SRS方法：UE能够发送(例如，通过发送器152)跨过某些RB、跨过整个信道带宽的预定义序列，并且eNodeB的无线电资源被该eNodeB用来确定信号质量；
b)对于DRS方法：UE能够在每个间隙(例如，RB)的中间符号中进行发送，无线电资源被该eNodeB用来确定信号质量；
c)对于HARQ反馈方法：UE能够使用低调制编码方案(MCS)开始传输RB直到块错误率(BLER)开始增加，以确定信号质量。通常，使用该方法没有无线电资源被用于确定信号质量；
3)基于使用上面的方法中的一个或多个确定的信号质量，eNodeB将通过在物理下行共同信道(PDCCH)上向UE发送上行链路(UL)授权(GRANT)消息来向UE(例如，第一I/O接口124.1)指示资源块(RB)的数目和用于特定上行链路传输的调制编码方案。该eNodeB能够针对为UE调度的多个UL传输发送多个UL GRANT消息。
4)UE(例如，第一I/O接口124.1)能够使用eNodeB所需的编码方案(例如，基于信号状况)在RB上发送数据。
因为UE 4G/LTE蜂窝调制解调器(例如，I/O接口124.1的蜂窝调制解调器150)知道eNodeB所分配的RB以及eNodeB所需的调制编码方案，所以能够基于所确定的一(1)个资源块的吞吐量乘以将用于UL传输的RB的数目来计算I/O接口124.1的瞬时吞吐量(IT)。在各个实施例中，1个RB的吞吐量是通过1)将被用于将被发送的特定RB的符号数乘以2)将被用于每个符号的每符号比特数(例如，通过调制编码方案确定的)乘以3)该RB的子载波数[例如，符号数*比特/符号*在RB的时间帧中发送的子载波数]。
在确定每RB的吞吐量后，在各个实施例中，能够基于蜂窝I/O接口124.1接收到的UL GRANT消息的数目对瞬时吞吐量进行平均以确定蜂窝I/O接口124.1的预测平均吞吐量。在某些实施例中，预测平均吞吐量能够被路由器110用于基于实际上行链路信号质量来动态改变、更新、和/或设定路由器110的蜂窝接口带宽。在某些实施例中，平均吞吐量能够被传输到处理器114、主机路由器逻辑118等，通过该平均吞吐量能够经由路由器蜂窝接口逻辑为路由器110动态改变、更新、和/或设定蜂窝接口带宽。
考虑假设每一RB持续0.5msec(在时域)并且包含12个子载波(每个具有15千赫兹(kHz)带宽(在频域))的可操作实施例。如所指出的，能够通过符号的数目乘以每RB的子载波所使用的调制编码方案来确定每1RB的数据吞吐量(TperRB)。就最佳情况而言，例如，考虑使用64QAM MCS(例如，6比特/符号)的7个符号能够在0.5msec内被发送。使用上面的等式，这转化为每1RB的吞吐量(TperRB)近似为1兆比特每秒每RB(Mbps/RB)[例如，7个符号/RB*6比特/符号*每RB时间帧(0.5msec)发送的12个子载波]。能够通过蜂窝I/O接口124.1将针对UL GRANT而发送的RB的数目乘以1MBps/RB TperRB[例如，RB的数目*TperRB]来计算瞬时吞吐量(IT)。比方说，每UL GRANT 6个RB*近似1Mbps/RB转化为近似6Mbps。能够通过确定瞬时吞吐量的总数除以I/O接口124.1所接收到的UL GRANT消息的数目[例如，(IT1+IT2+...+ITm)/(所接收到的UL GRANT消息的数目)，其中“m”是等于所接收到的UL GRANT消息的数目的整数]来确定预测平均吞吐量。由I/O接口124.1(例如，通过处理器162、I/O接口逻辑166、调制解调器固件等)计算得出的预测平均吞吐量能够被发送到处理器114和/或主机路由器逻辑118，并且针对第一I/O接口124.1配置的蜂窝接口带宽能够被动态地改变、更新、和/或设定。在各个实施例中，路由器110能够包括蜂窝接口逻辑(例如，在主机路由器逻辑内或与之分开)，蜂窝接口逻辑能够被用于动态地改变、更新、和/或设定针对第一I/O接口124.1配置的蜂窝接口带宽。
如上面所指出的，由于信号质量能够根据各种因素而改变，所以每一UL GRANT的MCS可以变化，并且相应地每一UL GRANT的瞬时吞吐量能够改变。因此，预测平均吞吐量计算能够被用于提供对一段时间内的信号状况的“快照”。在各个实施例中，在其内预测平均吞吐量可以被计算和/或用于改变、更新和/或设定给定蜂窝I/O接口的蜂窝接口带宽的一段时间能够根据环境(例如，固定的或移动的)、路由器110负载、环境条件、操作条件、其组合等等而变化。
例如，在具有一般可预测环境和/或操作条件的固定环境中，根据估测的环境和/或操作条件(例如，在营业时间内环境中与更多用户)，用于计算特定蜂窝接口的预测平均吞吐量并更新蜂窝接口带宽的时间帧的更新速率能够为近似1分钟或更大。在另一示例中，比方说，在移动环境中，例如，根据估测的环境和/或操作条件(例如，大运量客运系统的上下班高峰期)，更新速率可以被缩短到从近似20-30秒直到1分钟或更多的范围。在确定适当的时间帧时，对蜂窝系统过于频繁的更新可被看作在短时间帧内动态提纵横蜂窝接口会降低蜂窝接口和/或路由器的性能和/或效率。
因此，在一个或多个实施例中，路由器110所提供的系统和方法能够各种优点，包括但不限于：提供路由器110的更高层特征、蜂窝I/O接口的特性的更好的可见性；调整路由器110所提供的一个或多个特征；确保在迅速改变的条件下路由器和/或蜂窝接口的关键应用能够有带宽保证；为蜂窝I/O接口提供适应性QoS特征(例如，为不同流量类型提供接口带宽的基于百分比的业务监控，这能够基于为蜂窝I/O接口设定的蜂窝接口带宽而相应地被调整，而不需对路由器进行任何用户重新配置)；基于蜂窝I/O接口的预测平均吞吐量在多个蜂窝I/O接口之间提供负载平衡；和/或提供在蜂窝I/O接口的蜂窝调制解调器拥塞期间降低分组的延迟的方法。
转到图2，图2是根据录音110的一个可能实施例示出了与提供对蜂窝接口的动态带宽调整相关联的示例操作200的简化流程图。在各个实施例中，操作200能够由(一个或多个)处理器和/或路由器110的逻辑(例如，处理器114和/或主机路由器逻辑118，在某些实施例中主机路由器逻辑118能够包括路由器蜂窝接口逻辑)和/或蜂窝I/O接口(例如，蜂窝I/O接口124.1的I/O接口逻辑166和/或处理器162)的任意组合来执行。
无论何时，根据配置(例如，根据部署环境、更新速率等)，能够针对一个或多个I/O接口(例如，蜂窝I/O接口124.1、124.2)计算预测平均吞吐量。因此，操作可以开始于202，其中针对路由器(例如，路由器110)的一个或多个蜂窝接口中的每个确定预测平均吞吐量。在204，操作能够包括至少部分地基于针对一个或多个蜂窝接口中的每个确定的预测平均吞吐量调整路由器的蜂窝接口的带宽，且操作可以结束。在各个实施例中，确定和调整步骤能够根据更新速率而重复，更新速率能够由网络运营商、设备制造商、用户、其组合等等来配置。在一些实施例中，更新速率能够至少部分地取决于路由器被部署于移动环境还是固定环境中。
转到图3，图3是示出了与确定路由器110的蜂窝接口(例如，蜂窝I/O接口124.1)的预测平均吞吐量相关联的示例操作300的简化流程图。在各个实施例中，操作300能够由(一个或多个)硬件处理器和/或路由器110的逻辑(例如，处理器114和/或主机路由器逻辑118，在某些实施例中主机路由器逻辑118能够包括路由器蜂窝接口逻辑)和/或蜂窝I/O接口(例如，蜂窝I/O接口124.1的I/O接口逻辑166和/或处理器162)的任意组合来执行。无论何时，根据配置(例如，根据部署环境、更新速率等)，能够针对特定蜂窝I/O接口(例如，蜂窝I/O接口124.1)计算预测平均吞吐量。
因此，操作可以开始于302，其中可以针对蜂窝接口确定一个或多个每资源块吞吐量值。在各个实施例中，一个或多个每资源块吞吐量值中的每个值能够与特定资源块相关联，该特定资源块与蜂窝接口所接收到的特定上行链路授权相关联。在各个实施例中，确定特定资源块的每资源块吞吐量值可以基于将被用于发送特定资源块的符号的数目、资源块的每个符号的每符号比特数、每RB时间帧资源块中所包括的子载波数。在特定实施例中，每符号比特数是基于特定资源块的调制编码方案的。
在304，操作能够包括基于一个或多个每资源块吞吐量值中的每个吞吐量值和将针对蜂窝接口所接收到的一个或多个上行链路授权中的每个上行链路授权发送的资源块的数目确定蜂窝接口的一个或多个瞬时吞吐量值。在306，操作能够包括基于与蜂窝接口所接收到的一个或多个上行链路授权的数目有关的一个或多个瞬时吞吐量值的总数确定蜂窝接口的预测平均吞吐量，且操作可以结束。
转到图4，图4是根据路由器110的一个可能实施例示出了与提供蜂窝接口的适应性服务质量相关联的示例操作400的简化流程图。在详细说明图4的示例操作之前，理解路由器的I/O接口的当前服务质量(QoS)模型的共同特性是重要的。仅为教导目的而诚挚地提供以下信息，因此其不应以任何方式被看作限制本公开的宽泛的教导。
使用当前QoS模型，单一服务策略被应用于I/O接口，该I/O接口是静态的。对于有线接口而言，该方法通常是可接受的，但是对于蜂窝接口而言，如本文所讨论的，带宽能够基于用户的数目、信号强度、信噪比、路由器是在静止环境和是移动环境中等而变化。而且，具有与蜂窝接口相关联的静态QoS策略并未提供对QoS的控制以对基于蜂窝接口的带宽的当前可用性的改变作出解释。
根据本文所述各个实施例，路由器110能够被配置为基于蜂窝I/O接口(例如，蜂窝I/O接口124.1、124.2等，取决于配置)的带宽的预期可用性和为路由器110配置的一个或多个QoS服务策略(例如，金服务策略、银服务策略、铜服务策略等)来创建与预定义级别映射的多个QoS策略映射。
考虑，例如，为不同级别的流量配置的QoS服务策略如下：
金——将特定蜂窝接口的带宽(BW)的80％分配给高优先级语音流量，其中的20％分配给关键数据，并且向全部默认级别的流量应用“最大努力(best effort)”；
银——将特定蜂窝接口的BW的50％分配给高优先级语音流量，其中的40％分配给关键数据，并且其中的20％分配给默认级别；
铜——将特定蜂窝接口的BW的30％分配给高优先级语音流量，其中的20％分配给关键数据，其中的10％分配给批量数据，并将剩余的BW分配给默认级别。
在各个实施例中，基于路由器110的蜂窝接口的带宽的预期可用性(例如，基于预期固定或移动部署、预期环境条件、预期可操作条件等的预期等)，能够对QoS策略映射进行配置，当蜂窝接口带宽是基于蜂窝接口的预定平均吞吐量而设定时，QoS策略映射能够被用于在操作过程中使给定QoS服务策略关联到蜂窝接口。在各个实施例中，能够为QoS策略映射配置各种蜂窝接口带宽阈值，通过这些蜂窝接口带宽阈值能够执行与为蜂窝I/O接口设定(例如，根据预测平均吞吐量调整/设定的)的蜂窝接口带宽的比较，以确定要关联到蜂窝I/O接口的用于该接口所处理的一个或多个流的QoS服务策略。在各个实施例中，取决于路由器110的部署，(一个或多个)QoS策略映射、QoS服务策略、和/或相关联的级别映射能够由网络运营商、设备制造商、用户、其组合等等来配置。
考虑涉及上面讨论的示例QoS服务策略的可操作示例。在操作过程中，当蜂窝接口带宽较低(例如，被调整为低于预定“低”BW阈值)时，上述金服务策略能够被关联到蜂窝接口。当BW受限时，金服务策略能够被用于确保80％的蜂窝接口BW能够被分配给高优先级流量。继续看本示例，当接口带宽提高(例如，被调整为高于预定“低”BW阈值但低于预定“高”BW阈值)时，上述银服务策略能够被关联到蜂窝接口。当接口带宽进一步提高(例如，被调整为高于预定“高”BW阈值)时，上述铜服务策略能够被关联到蜂窝接口。在各个实施例中，根据为接口设定的带宽将BW动态分配给不同级别的流量能够有助于确保在给定蜂窝接口上关键应用可以被提供充足的带宽。
现在返回到图4，图4根据路由器110的一个可能实施例示出了与提供蜂窝I/O接口的适应性服务质量相关联的操作400。对于图4，假设包括多个QoS服务策略(其中每个QoS服务策略包括相应的级别映射)的至少一个QoS策略映射已经针对路由器110的给定蜂窝接口(例如，第一I/O接口124.1)进行配置。在各个实施例中，QoS策略映射、QoS服务策略和/或级别映射能够被配置和/或存储在存储器元件116、主机路由器存储装置120、存储器元件164、I/O接口存储装置168、或其组合中。在各个实施例中，能够使用处理器114、主机路由器逻辑118、处理器162、I/O接口逻辑166、或其组合。
无论何时，取决于配置(例如，取决于部署环境、更新速率等)，能够针对特定蜂窝I/O接口(例如，蜂窝I/O接口124.1)计算预测平均吞吐量。在402，操作能够包括确定针对蜂窝接口进行调整的带宽。在404，操作能够包括将针对蜂窝接口进行调整的带宽与针对蜂窝接口进行配置的至少一个QoS策略映射进行比较。在至少一个实施例中，QoS策略映射包括多个QoS服务策略，每个QoS服务策略与特定带宽阈值相关联。在至少一个实施例中，每个QoS服务策略还包括蜂窝接口带宽到可以由蜂窝接口处理的多个流量级别或流的分配。在406，操作包括基于比较结果将特定QoS服务策略关联到蜂窝接口，并且操作可以结束。在各个实施例中，在确定一个或多个蜂窝接口的带宽已经被调整后能够重复操作400。
在各个实施例中，在蜂窝接口上提供适应性QoS能够提供一个或多个优点，包括单不限于：与静态配置相比以动态方式来关联策略的级别能够有助于使路由器操作更可靠(当路由器被部署于其中蜂窝接口可能是该路由器的唯一主接口的运动环境中和/或在快速改变的条件下，这是特别重要的)，在蜂窝接口上提供自适应QoS能够有助于确保关键应用具有充足的带宽。
转到图5，图5是根据路由器110的一个可能实施例示出了与蜂窝I/O接口的动态负载平衡相关联的细节的简化框图。如图5中所示，路由器110能够包括主机路由器互连112、处理器114、存储器元件116、主机路由器逻辑118、主机路由器存储装置120、I/O接口124.1-124.N、以及负载平衡逻辑210。如图5中所示，网络130包括eNodeB 132、WLAN AP136、和有线网络节点138。
在详细说明图5的一些可操作方面之前，理解商用架构中一般提供的路由器的蜂窝接口的负载平衡的共同特性是重要的。仅为教导目的而诚挚地提供以下基础，因此其不应以任何方式被看作限制本公开的宽泛的教导。如本文所讨论的，通过蜂窝接口的数据吞吐量能够基于信号质量、小区内的用户的数目、小区带宽等而变化。在路由器上，如果有多个4G/LTE接口，则路由器内部操作系统(IOS)、逻辑等将根据这些蜂窝接口的数据吞吐量能力将它们标识为等同的(例如，当涉及到做出路由决定时具有相同路径度量)。然而，实际上，连接到同一小区塔(例如，eNodeB)的多个4G/LTE接口在上行链路数据吞吐量能力方面能够具有不同表现。例如，上行链路数据吞吐量能力能够取决于eNodeB分配给每一4G/LTE调制解调器的资源(例如，资源块)的量。
因此，在当前部署中，对于一对4G/LTE蜂窝接口之间的每分组负载平衡，路由器仅假设每个4G/LTE接口将承担50％的负载，当实际上一个4G/LTE接口可能能够处理比另一4G/LTE接口高的数据吞吐量时，反之亦然。这样的假设会给路由器的负载平衡造成低效。
包括内部网关路由协议(IGRP)和增强型IGRP(EIGRP)在内的若干协议使用“方差(variance)”命令支持接口之间的非对等负载平衡，“方差(variance)”命令提供了被用于在到相同目的地的多个路径之间选择分组的路由的静态配置。例如，如果存在到目的地的两个路径，则EIGRP基于与每一路径相关联的每一接口的带宽和延迟来计算路径量度，并且方差能够被配置为在路径之间提供非对等负载平衡。
考虑数值示例。比方说，第一路径具有大小为20的经计算的第一路径量度(在此称为“P1”)，并且第二路径具有大小为50的经计算的第二路径量度(在此称为“P2”)。在当前示例中，因为P1可以具有到相同目的地的较低量度，所以P1将被输入路由器的路由表，并且到该目的地的全部流量将使用P1。如果在P1和P2之间提供了非对等负载平衡，则应当使被用于将路线放入路由表中的最小量度大于P2路径量度(例如，50)。在本示例中，大小为3的方差将需要被添加到负载平衡配置，这将导致通过P1的路径量度为3*20＝60。现在P1和P2能够被用于目的地的负载平衡分组界限，并且能够基于所提供的量度执行非对等负载平衡。在当前示例中，对于通过P2被发送的每个分组，3个分组将通过P1被发送。
然而，如所指出的，在当前部署中，不支持蜂窝接口之间的非对等负载平衡。由于蜂窝接口的带宽被假设为理论最大值，所以负载仅在各个蜂窝接口上对等地分摊，这会给路由器得负载平衡带来低效。
根据本位所述各个实施例，路由器110可以提供促进蜂窝接口之间的动态负载平衡的系统和方法。其实，当多个蜂窝接口(例如，第一I/O接口124.1和第二I/O接口124.2)针对路由器110而被配置时，路由器110利用蜂窝接口带宽的知识来做出明智的每分组负载平衡决定。例如，路由器110能够利用多个蜂窝接口的4G调制解调器(例如，对于上行链路)的数据吞吐量能力，并且做出明智的负载平衡决定。
在各个实施例中，一个或多个蜂窝接口的方差能够基于针对每一特定接口(例如，第一I/O接口124.1和第二I/O接口124.2)确定的接口带宽而动态变化，这会使得最优多路径被用于路由器110的非对等负载平衡。
在操作过程中，能够基于每一相应4G调制解调器的数据吞吐量(上行链路)能力来计算每一蜂窝接口的接口带宽。对于多个蜂窝接口，多个蜂窝接口之间的路径量度的方差能够作为这些蜂窝接口的最小路径量度和这些蜂窝接口的最大路径量度之间的比值被计算得出。在各个实施例中，该比值能够作为整数和被取向上整到下一整数被计算，如以下等式1中所示。
方差＝(max(P1，P2，...Pm)/min(P1，P2，...Pm))+(被取整到下一整数的数值) 等式1
对于等式1，P1是使用第一蜂窝接口(例如，蜂窝接口124.1)的目的地(例如，eNodeB 132)的路径量度，P2是第二蜂窝接口(例如，蜂窝接口124.2)的路径量度，等等直到第“m”蜂窝接口。路由器110能够包括路由表，其中路径量度的方差能够基于计算得出的方差的改变而被更新。
在各个实施例中，根据EIGRP和/或IGRP协议中的任一项，每一路径的路径量度能够作为每一接口的带宽和延迟的函数被计算得出。一般来说，能够通过使路径的带宽和延迟相加(能够被缩放为近似产生32比特量度)再乘以该路径的负载来确定路径的路径量度。在某些实施例中，能够为路由器110配置算法，该算法能够被用于确定蜂窝接口之间的路径量度的方差是否改变，因为可以在各个间隔计算方差。如果路径量度的方差改变了，则新方差能够被用于更新针对多个蜂窝路径的路由器110的路由表。在各个实施例中，能够以类似于上述方式的方式来提供方差更新，其中，该方差能够被施加到路由表中的最小路径量度值，以便在蜂窝接口之间提供最小路径量度值。如下所示表1示出了能够用于确定路由器110的多个蜂窝接口之间的方差改变的示例算法。
表1
要指出的是，表1中所示的10秒睡眠间隔仅为说明性目的而被提供，并且不意在限制本公开的教导的宽泛范围。应当理解，该间隔能够基于部署、环境条件、操作条件、其组合等等而变化。在一些实施例中，方差计算可以响应于接收到一个或多个蜂窝接口的带宽已被调整而被触发。
因此，在各个实施例中，路由器110能够提供动态地针对特定目的地而变化方差，这会使得路线被包括早路由表内，并且路由器110能够执行非对等负载平衡。在一个或多个实施例中，本公开所描述的解决方案可以提供一个或多个优点，包括但不限于：基于路由器的蜂窝接口的实际吞吐量/带宽提供不同路由量度，从而允许路由器在蜂窝接口之间实现更好的负载平衡以及降低通过网络的分组延迟和/或抖动。
转到图6，图6是根据路由器110的一个可能实施例示出了与提供蜂窝接口的动态负载平衡相关联的示例操作600的简化流程图。在各个实施例中，能够使用处理器114、主机路由器逻辑118、负载平衡逻辑510、处理器162、I/O接口逻辑166、其组合等等来执行操作600，这取决于为路由器110配置的蜂窝I/O接口的数目(例如，每个I/O接口能够包括它自己的处理器、逻辑等)。
在602，操作能够包括基于针对路由器110的多个蜂窝接口中的每个确定的路径量度计算路径量度的更新的方差。在各个实施例中，针对多个蜂窝接口中的每个确定的路径量度能够至少部分地基于经调整的带宽并且与每个接口相关联。在604，操作能够包括将更新的方差与为蜂窝接口存储的先前方差(例如，先前计算得出的更新的方差)相比较。在606，操作能够包括确定更新的方差和为蜂窝接口存储的先前方差之间是否存在差异。如果存在差异，则在608操作能够包括使用更新的方差更新蜂窝接口的路由表。在各个实施例中，更新能够包括将更新的方差施加到与路由表中所包括的特定蜂窝接口相关联的最小路径量度值。在610，更新的方差被存储(例如，供后续比较使用)。在612，操做能够包括在返回到602确定另一更新的方差之前，等候预定时间间隔的到期或接收特定蜂窝接口的经调整的带宽的指示。
如果在606操作确定更新的方差等于先前方差，则操作继续到612以等候预定时间间隔的到期或接收经调整的带宽的指示，一旦如此，则操作返回到602。
转到图7A-7B，图7A-7B是示出了与路由器的蜂窝调制解调器(例如，第一I/O接口124.1的蜂窝调制解调器150)的一个可能实施例相关联的附加细节的简化框图。如图7A中所示，蜂窝调制解调器150能够包括发送器152和接收器154。在某些实施例中，发送器152可以经由主机路由器互连112接收将被发送到eNodeB 132的上行链路流量(例如，IP分组)，接收器154可以从eNodeB 132接收下行链路流量并且可以将流量路由到主机路由器互连112，仅经由路由器进一步路由到另一接口处理等。发送器152和接收器154中的每个能够包括协议栈，该协议栈包括各个层并且能够使得IP分组能够经由蜂窝调制解调器150被发送或接收。为了讨论某些特征，图7A仅示出了与发送器152相关联的层，这些层能够针对路由器110进行配置以在蜂窝调制解调器150拥塞期间提供上行链路分组的降低的延迟。
因此，如图7A中所示，发送器152能够包括分组数据汇聚协议(PDCP)层710、无线链路控制(RLC)层712、介质访问控制(MAC)层714、和物理(PHY)层716。每层可以对将被发送的IP分组进行操作。通常对于IP分组的传输而言，PDCP层710能够提供IP分组压缩/解压缩、用户数据的传送等；RLC层712能够提供误差校正、分组数据单元(PDU)的传送、分段等；MAC层714能够提供分组调度；并且PHY层716能够提供无线接口以将分组传输到eNodeB 132。
MAC层714能够另外地包括MAC控制逻辑720和缓冲器722，其可以提供将被调度以经由PHY层716传输的缓冲分组。图7B示出了与缓冲器722相关联的示例详情。如图7B中所示，缓冲器722能够提供对经调度以供传输的上行链路流量(例如，IP分组730)的缓冲。能够动态地为缓冲器722设定低水位标志(LW)阈值740和高水位标志(HW)阈值750。在各个实施例中，低水位标志(LW)阈值740和高水位标志(HW)阈值750可以与为缓冲器722确定的相应字节级存储器位置(例如，物理或虚拟存储器地址)相关联，低水位标志(LW)阈值740和高水位标志(HW)阈值750能够被用于指示缓存器中所包含的上行链路流量的量。在各个实施例中，基于通过一个或多个带宽调整为蜂窝接口124.1设定的上行链路带宽，低水位标志(LW)阈值740和高水位标志(HW)阈值750各自可以被动态调整。
在详细说明图7A-7B的附加可操作方面之前，理解商用架构中一般提供的蜂窝接口的MAC缓冲器的共同特性的重要的。仅为教导目的而诚挚地提供以下基础，因此其不应以任何方式被看作限制本公开的宽泛的教导。一般来说，蜂窝调制解调器是为仅考虑单一用户的智能电话市场设计的。然而，当在路由器上使用时，具有对流过蜂窝调制解调器的流量的更好的控制是重要的。当数据分组被发送到蜂窝调制解调器时，调制解调器将在MAC层的发送环(例如，缓冲器)中缓冲这些分组，并且经由PHY层向eNodeB发送调度请求，以便在上行链路无线承载上调度分组。
当前，3GPP标准中不存在反压机制来在MAC层中的内部缓冲器中的累积(buildup)增加并且在调度上行链路流量时存在延迟的情况下对用户接口进行节流(throttle)。因为较低优先级分组的对头(“head-of-line”)阻塞(例如，较低优先级分组被卡在缓冲器中阻塞了较高优先级的分组被传输)，所以缓冲器累积的增加能够导致将通过蜂窝接口被传输的高优先级流量的延迟。当无线链路特性能够随时间波动时，该问题会更加复杂。
根据本文所述各个实施例，路由器110被配置为提供降低蜂窝调制解调器(例如，第一蜂窝I/O接口124.1的蜂窝调制解调器150)中在拥塞期间的分组的延迟的系统和方法。在至少一个实施例中，本文所述的方法能够被路由器110的一个或多个硬件处理器执行。一般来说，路由器110所提供的系统和方法可以允许UE的MAC层中的内部缓冲器(例如，蜂窝I/O接口124.1的MAC层714中的缓冲器722)中的累积的大小基于接口带宽被动态改变，从而减小通过蜂窝接口的高优先级流量的延迟。
在各个实施例中，能够通过调整低水位标志阈值740和高水位标志阈值750来动态调整MAC层714中的缓冲器722累积的大小。在某些实施例中，高水位标志阈值750能够被用于指示能够在缓冲器722中排队的分组的最大数目。在某些实施例中，低水位标志阈值740能够被用来向主机路由器(例如，路由器110，包括其中所包含的处理器/逻辑，蜂窝接口是针对路由器110而被配置的)指示现在能够入队到内部缓冲器的分组。在某些实施例中，高/低水位标志阈值能够被用来解释系统的迟滞性(hysteresis)。
在各个实施例中，MAC控制逻辑720可以监视与缓冲器722中的IP分组730的累积有关的水位标志阈值，并且可以向主机路由器(例如，路由器110，包括其中所包含的处理器/逻辑，蜂窝接口是针对路由器110而被配置的)提供拥塞反馈。在操作过程中，例如，当达到缓冲器722的高水位标志阈值750时(例如，因为正在MAC层中入队的分组在上行链路中未被调用)，MAC控制逻辑720能够使用消除拥塞中断来中断主机路由器，以指示存在拥塞。继而，主机路由器逻辑118能够停止向蜂窝接口124.1中入队分组，直到到达低水位标志阈值(例如，缓冲器中的分组正在被发送并且缓冲器已经被清空到低水位标志阈值)。在到达低水位标志阈值740后，MAC控制逻辑720即能够使用消除拥塞中断来在此中断主机路由器，并且发往蜂窝I/O接口124.1的上行链路流量流能够恢复。在各个实施例中，消除拥塞中断能够是指示已经达到高水位标志阈值或低水位标志阈值的控制字、比特、字节等。
在各个实施例中，低水位标志(LW)阈值740和高水位标志(HW)阈值750的水平能够基于蜂窝I/O接口124.1的上行链路带宽而动态改变。例如，当上行链路带宽高时，能够使高/低水位标志阈值更高。相反地，当上行链路BW低时，能够使高/低水位标志阈值更低。当低延迟队列(LLQ)被配置在路由器的蜂窝接口上时，这样的调整将有助于确保相当一致性和对高优先级流量的低延迟。
在各个实施例中，计数器能够被用来指示达到高水位标志/低水位标志阈值多少次。在当前部署中，如果蜂窝接口不能处理分组(例如，由于资源耗尽)，则接口将默默地丢弃分组而不向主机做出任何指示。然而，路由器110所提供的系统和方法能够有助于确保在UE中不发生分组丢失，者可以使得主机能够提供对分组更好的计数。
在某些实施例中，算法能够被用于计算低水位标志阈值740和高水位标志阈值750。在至少一个实施例中，高水位标志阈值(按字节计量)能够作为上行链路带宽(BW)(按每秒字节(Bps))计量和入队分组的理想延迟的乘积而计算得出，如以下等式2中所示。
高水位标志阈值(按字节计量)＝上行链路_BW(按字节计量)*理想_延迟 等式2
例如，如果上行链路带宽等于1MBps并且理想延迟是1毫秒(msec)，则高水位标志阈值＝1*10^6*1*10^-3＝1000字节。在某些实施例中，低水位标志阈值能够基于在消除拥塞中断(例如，在蜂窝I/O接口124.1中停止入队分组)时系统的延迟而计算得出。因此，基于蜂窝I/O接口124.1的上行链路带宽的变化，水位标志阈值能够变化以提供变化的上行链路带宽的统一延迟。
在某些实施例中，当低延迟队列(LLQ)针对路由器的蜂窝接口而被配置时，路由器110所提供的系统和方法能够有助于确保相对一致和对高优先级流量的低延迟。类似于低延迟队列(LLQ)的特征通常依赖于对内部缓冲器的大小的非常精细的控制来降低通过路由器的分组的延迟。因此，路由器110所提供的系统和方法可以促成蜂窝接口内部MAC缓冲器与各种路由器操作的更紧密的集成，从而在拥塞期间促成更好的用户体验。
转到图8，图8是根据路由器110的一个可能实施例示出了与降低蜂窝调制解调器中拥塞期间的分组延迟相关联的示例操作800的简化流程图。在各个实施例中，能够使用处理器114、主机路由器逻辑118、处理器162、I/O接口逻辑166、MAC控制逻辑720、其组合等等来执行操作800，这取决于为路由器110配置的蜂窝I/O接口的数目(例如，每个I/O接口能够包括它自己的处理器、逻辑等)。
在802，操作能够包括监视蜂窝接口(例如，第一I/O接口124.1)的蜂窝调制解调器(例如，蜂窝调制解调器150)的MAC缓冲器(例如，缓冲器722)的水位标志阈值。在各个实施例中，水位标志阈值能够包括为MAC缓冲器设定的高水位标志阈值/低水位标志阈值。在各个实施例中，高水位标志阈值和/或低水位标志阈值能够基于与缓冲器相关联的字节数来设定。
在804，操作能够包括当达到MAC缓冲器的特定水位标志阈值时声称中断。在806，操作能够包括基于中断调整上行链路分组入队到MAC缓冲器内。操作可以返回到802以继续监视水位标志阈值。在各个实施例中，当达到高水位标志阈值时可以生成中断，该中断可以提供指示以停止正发往蜂窝接口的上行链路分组流。在各个实施例中，当达到低水位标志阈值时能够生成中断，在停止正发往蜂窝接口的流量流的先前指示之后，该中断可以提供指示以恢复正发往蜂窝接口的上行链路分组流。
因此，如图1A-1B、5、和7A-7B中所示，为了促进本文所列出的对蜂窝接口的动态带宽调整以及与蜂窝接口相关联的一个或多个其他活动，在路由器110和/或I/O接口124.1-124.N中配设了适当的软件和/或硬件。要指出的是，在某些实施例中，某些存储装置能够被与存储器元件合并(反之亦然)，或者存储装置能够以任何其他合适的方式重叠/存在。
在一个示例实现方式中，路由器110是网络元件，其意欲涵盖本文所列出的网络家电，服务器，交换机，网关，桥接器，负载平衡器，防火墙，处理器，模块，或可操作来交换信息的任何其他合适的设备、组件、元件或对象，其中该信息促进或以其他方式帮助协调和/或管理蜂窝接口(例如，诸如图1A和5中所示的那些网络)的动态带宽调整和/或其他相关联的活动。在其他实施例中，这些操作和/或特征可以在这些元件的外部被提供，或者被包括在一些其他网络设备中，以实现该预期功能。可替代地，这些元件中的一个或多个能够包括软件(或往复软件)，这些软件能够协作以实现本文所列出的操作和/或特征。在其他实施例中，这些设备中的一个或多个可以包括任何合适的算法、硬件、软件、组件、模块、接口、或促进其操作的对象。这可以把允许数据或信息的有效交换的适当的算法和通信协议包括在内。
关于与通信系统100相关联的内部结构，路由器110能够包括存储器元件(例如，存储器元件116)，和/或I/O接口124.1-124.N中的每个能够包括存储器元件(例如，第一I/O接口124.1的存储器元件164)，存储器元件用于存储将用于实现本文所列出的动态带宽调整和/或其他蜂窝接口操作(例如，适应性QoS、负载平衡、拥塞延迟降低等)。另外，路由器110能够包括硬件处理器(例如，处理器114)，和/或I/O接口124.1-124.N中的每个能够包括硬件处理器(例如，第一I/O接口124.1的处理器162)，硬件处理器能够执行软件、指令、算法、其组合等等，以执行本说明书中所讨论的动态带宽调整和/或其他蜂窝接口活动。这些设备还可以将信息保存在任何合适的存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、专用集成电路(ASIC)等)、软件、硬件中，或者在适当的情况下并且基于特定需求在任何其他合适的组件、设备、元件、或对象中。本文所讨论的任何存储器项应当被看解释为涵盖于宽泛术语“存储器元件”内。被追踪或发送到路由器110和/或I/O接口124.1-124.N中的任何一个的信息能够在数据库、寄存器、控制列表、缓存器、或存储结构(所有这些都能够在任何合适的时间帧中被引用)(例如，路由器110的存储器元件116和/或主机路由器存储装置120，第一I/O接口124.1的存储器元件164和/或I/O接口存储装置168等)中被提供。任何这样的存储装置选项可以被包括在本文所使用的宽泛术语“存储器元件”内。类似地本文所述任何可能的处理元件、模块、硬件和机器应当被解释为涵盖于宽泛术语“处理器”内。网络元件和用户设备中的每个还能够包括用于在网络环境中接收、发送、和/或以其他方式传输数据或信息的合适的接口。
要指出的是，在某些实例实现方式中，本文所列出的动态带宽调整和/或其他蜂窝接口操作可以由编码在一个或多个有形介质中的逻辑(例如，路由器110的主机路由器逻辑118和/或负载平衡逻辑510，第一I/O接口124.1的I/O接口逻辑166和/或MAC控制逻辑720等)来实现，一个或多个有形介质可以包括非暂态介质(例如，在ASIC中，在数字信号处理器(DSP)指令、软件(可能包括目标代码和源代码)和/或将由处理器、模块、或其他类似的机器执行的固件等)。在这些实例中的一些中，存储器元件(例如，路由器110的存储器元件116，第一I/O接口124.1的存储器元件164等)能够存储用于本文所述操作的数据。这包括能够存储将被执行以实现本文所述活动的软件、固件、逻辑、代码、或处理器指令的存储器元件。包括硬件处理器在内的处理器能够执行与数据相关联的任何类型的指令以实现本文详细说明的操作。在一个示例中，处理器(例如，图1A-1B和5中所示的处理器114、162)能够将元素或物体(例如，数据)从一种状态或事物转换到另一状态或事物。在另一实施例中，可以使用固定逻辑或可编程逻辑(例如，由处理器、固件和/或控制器执行的软件/计算机指令)来实现本文所陈述的活动，并且本文所标识的元件能够是某种类型的可编程存储器，可编程数字逻辑(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、EPROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))，或包括数字逻辑、软件、代码、电子指令、或其任何合适的组合的ASIC。
要指出的是，在本说明书中，提及包括于“一个实施例”、“示例实施例”、“实施例”、“另一实施例”、“一些实施例”等中的各种特征(例如，元件、结构、模块、组件、步骤、操作、特性等)意在表示任何这样的特征被包括在本公开的一个或多个实施例中，但是可以也可以不必被组合在相同实施例中。还要指出的是，本说明书中所使用的模块能够包括可执行文件(该可执行文件包括能够在计算机上被理解和处理的指令)，并且还可以包括在执行过程中加载的库模块、对象文件、系统文件、硬件逻辑、软件逻辑、或任何其他可执行模块。
同样重要的是要指出，参照前述附图描述的操作和步骤仅示出了可以由系统或在系统内执行的可能场景中的一些。在适当的情况下，这些操作中一些可以被删除或移除，或者在不脱离所讨论的概念的范围的情况下，这些步骤可以相当大地修改或改变。另外，这些操作的定时可以被相当大地更改，但仍然实现本公开所教导的结果。为了示例和讨论的目的而提供了前述可操作流程。本系统提供了大量灵活性，因为在不脱离所讨论的概念的教导的情况下可以提供任何合适的安排、年表、配置、和定时机制。
就上面提供的示例以及本文所提供的众多其他示例而言要指出的是，可以从一个、两个、三个、或四个网络元件的角度来描述交互。然而，这是仅为清楚和示例的目的而进行的。在某些情形下，通过近参考有限数据的网络元件可以更容易地描述这些功能中的一项或多项。应当理解，通信系统100(及其教导)是易于扩展的，并且能够容纳大量组件、以及更复杂/精细的安排和配置。因此，所提供的示例不应当限制通信系统100当可能被应用于无数其他架构时的范围或抑制其宽泛教导。
尽管已经参照特定安排和配置详细描述了本公开，但是在不脱离本公开的范围的情况下这些示例配置和安排可以显著改变。例如，尽管已经参照涉及某些网络交换或路由协议的特定通信交流描述了本公开，但是通信系统100可以适用于其他交流或路由协议。而且，尽管已经参照促进通信过程的特定元件和操作描述了通信系统100，但是可以由实现通信系统100的预期功能的任何合适的架构或过程来替代这些元件和操作。
本领域技术人员可以确定众多其他改变、替换、变化、变更、和修改，本公开意在涵盖落入所附权利要求范围内的所有这样的改变、替换、变化、变更、和修改。为了辅助美国专利商标局(USPTO)以及本申请上所发布的任何专利的任何读者解释所附权利要求，申请人想要指出申请人：(a)不意欲任何所附权利要求援引35U.S.C.章节112第六(6)段，因为它存在于本申请的提交日，除非词语“用于……的装置”或“用于……的步骤”明确用于特定权利要求中；并且(b)不意欲在本说明书中以任何声明来以所附权利要求中未以其他方式反映的任何方式限制本公开。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
监视蜂窝调制解调器的介质访问控制MAC缓冲器的水位标志阈值，其中，所述MAC缓冲器被配置为使经调度以由所述蜂窝调制解调器传输的多个分组入队；
当达到所述MAC缓冲器的特定水位标志阈值时生成中断；并且
基于所述中断调整上行链路分组到所述MAC缓冲器内的入队。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，监视包括监视高水位标志阈值，并且其中，所述中断是在达到所述高水位标志阈值时针对正在入队到所述MAC缓冲器中的分组生成的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，调整包括停止正发往包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路分组流。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，监视包括监视高水位标志阈值，并且其中，所述中断是在达到所述低水位标志阈值时针对正在从所述MAC缓冲器被传输的分组生成的。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，调整包括在停止正发往所述蜂窝调制解调器的上行链路分组流之后恢复正发往包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的所述上行链路分组流。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于对包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路带宽的动态调整，调整所述MAC缓冲器的高水位标志阈值，其中，所述动态调整包括增大所述上行链路带宽。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于对包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路带宽的动态调整，调整所述MAC缓冲器的低水位标志阈值，其中，所述动态调整包括减小所述上行链路带宽。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蜂窝调制解调器被配置为提供与长期演进LTE无线电接入网络RAN的通信。
9.一种或多种非暂态有形介质，所述介质编码包括供执行的指令的逻辑，所述指令当被处理器执行时，能操作来执行以下操作，包括：
监视蜂窝调制解调器的介质访问控制MAC缓冲器的水位标志阈值，其中，所述MAC缓冲器被配置为使经调度以由所述蜂窝调制解调器传输的多个分组入队；
当达到所述MAC缓冲器的特定水位标志阈值时生成中断；以及
基于所述中断调整上行链路分组到所述MAC缓冲器内的入队。
10.根据权利要求9所述的介质，其中，监视包括监视高水位标志阈值，并且其中，所述中断是在达到所述高水位标志阈值时针对正在入队到所述MAC缓冲器中的分组生成的。
11.根据权利要求10所述的介质，其中，调整包括停止正发往包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路分组流。
12.根据权利要求9所述的介质，其中，监视包括监视高水位标志阈值，并且其中，所述中断是在达到所述低水位标志阈值时针对正在从所述MAC缓冲器被传输的分组生成的。
13.根据权利要求12所述的介质，其中，调整包括在停止正发往所述蜂窝调制解调器的上行链路分组流之后恢复正发往包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的所述上行链路分组流。
14.根据权利要求9所述的介质，所述操作还包括：
基于对包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路带宽的动态调整，调整所述MAC缓冲器的高水位标志阈值，其中，所述动态调整包括增大所述上行链路带宽。
15.根据权利要求9所述的方法，所述操作还包括：
基于对包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路带宽的动态调整，调整所述MAC缓冲器的低水位标志阈值，其中，所述动态调整包括减小所述上行链路带宽。
16.一种装置，包括：
存储器元件，用于存储数据；以及
处理器，执行与所述数据相关联的指令，其中，所述处理器和所述存储器元件相互协作以使得所述装置被配置为执行以下操作：
监视蜂窝调制解调器的介质访问控制MAC缓冲器的水位标志阈值，其中，所述MAC缓冲器被配置为使经调度以由所述蜂窝调制解调器传输的多个分组入队；
当达到所述MAC缓冲器的特定水位标志阈值时生成中断；以及
基于所述中断调整上行链路分组到所述MAC缓冲器内的入队。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，监视包括监视高水位标志阈值，并且其中，所述中断是在达到所述高水位标志阈值时针对正在入队到所述MAC缓冲器中的分组生成的，并且其中，调整包括停止正发往包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路分组流。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，监视包括监视高水位标志阈值，并且其中，所述中断是在达到所述低水位标志阈值时针对正在从所述MAC缓冲器被传输的分组生成的，并且其中，所述调整包括在停止正发往所述蜂窝调制解调器的上行链路分组流之后恢复正发往包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的所述上行链路分组流。
19.根据权利要求16所述的装置，所述装置还被配置为执行以下操作：
基于对包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路带宽的动态调整，调整所述MAC缓冲器的高水位标志阈值，其中，所述动态调整包括增大所述上行链路带宽。
20.根据权利要求16所述的装置，所述装置还被配置为执行以下操作：
基于对包括所述蜂窝调制解调器的蜂窝接口的上行链路带宽的动态调整，调整所述MAC缓冲器的低水位标志阈值，其中，所述动态调整包括减小所述上行链路带宽。
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