CN106941722A - 提高lte下行数据调度和传输效率的方法和系统 - Google Patents

提高lte下行数据调度和传输效率的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高LTE下行数据调度和传输效率的方法和系统，涉及通信技术领域，该方法包括以下步骤：RLC层计算逻辑信道的缓冲区占比，将有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比上报至调度器。调度器制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，并下发至RLC层。RLC层判断是否存在未处理完的分配结果，若存在，按照未处理完的分配结果将逻辑信道中的下行数据发给MAC层，若不存在，等待调度器下发分配结果。RLC层按照分配结果计算新的每个逻辑信道的缓冲区占比，并反馈至调度器。调度器根据反馈再次制定分配结果，形成循环。MAC层将RLC层发的下行数据打包发给物理层。本发明提高了处理资源的利用率，缩短了每一轮处理的所需时间，提高了下行数据的发送效率。

Description

提高LTE下行数据调度和传输效率的方法和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种提高LTE下行数据调度和传输效率的方法和系统。
背景技术
LTE(Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal MobileTelecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)和MIMO(Multi-Input&Multi-Output，多输入多输出)等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率，并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。
在LTE空口(Air Interface，空中接口)上，用户数据在RLC(Radio Link Control，无线链路层控制协议)层根据数据流特性被分配到各个逻辑信道上传输。每个逻辑信道上传输的数据速率由调度器分配的无线物理传输资源决定，即调度器每次根据RLC上报的当前基站中所有用户的所有数据业务的传输需求情况为各个逻辑信道分配无线物理传输资源，然后RLC根据分配的无线物理传输资源在各个逻辑信道上将数据发到MAC层，并将新的传输需求上报给MAC。随着LTE的推广普及，LTE的用户越来越多，使用的业务也越来越丰富。数据在LTE空口上的调度和传输处理效率逐渐成为影响基站工作效率和LTE用户体验的重要因素。
目前LTE基站空口上的调度和处理效率是影响基站性能和LTE用户体验的重要因素。现有的下行数据调度处理流程是，RLC根据逻辑信道上待传输的下行数据量上报各逻辑信道的BO(Buffer occupancy，缓冲区占比)给MAC；MAC将BO转给调度器；调度器根据BO分配无线物理传输资源并将分配结果告知RLC；RLC按照分配结果计算新的BO，并将各逻辑信道上的待发数据和新的BO一起发给MAC；MAC将RLC来的待发数据打包发给物理层，然后将新的BO告知调度器；调度器根据新的BO开始新一轮调度。目前的处理流程普遍比较繁琐和复杂，虽然现有技术中公开了不少减少调度时计算量，提高调度器效率的方法。但这些方法多局限于调度过程中算法的优化，而忽略了数据传输整体处理流程的优化和基站处理能力的充分利用。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，该方法提高了处理资源的利用率，缩短了每一轮处理的所需时间，提高了下行数据的发送效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，该方法包括以下步骤：
RLC层计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比，判断每个逻辑信道是否有传输需求，并将有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比上报至调度器；
调度器根据收到的缓冲区占比，制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，且调度器下发分配结果至RLC层；
在RLC层上报缓冲区占比以及逻辑信道没有传输需求时，RLC层还判断是否存在未处理完的分配结果，若存在，则按照该未处理完的分配结果将逻辑信道中的下行数据发给MAC层，若不存在，等待调度器下发分配结果；
RLC层按照分配结果计算新的每个逻辑信道的缓冲区占比，并反馈至调度器；
调度器根据RLC层的反馈，再次制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，形成RLC层上报缓冲区占比与调度器制定分配结果的循环，在循环的同时，RLC层始终判断是否存在未处理完的分配结果；以及
MAC层将RLC层发的下行数据打包发给物理层。
在上述技术方案的基础上，所述RLC层根据实时的下行数据量计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比。
在上述技术方案的基础上，判断每个逻辑信道的缓冲区占比是否为0，若为0，则该逻辑信道没有传输需求，若不为0，则该逻辑信道有传输需求。
在上述技术方案的基础上，调度器根据收到的缓冲区占比，按照缓冲区占比大小制定分配下行无线物理传输资源的分配结果。
与此同时，本发明还提供一种提高LTE下行数据调度和传输效率的系统，该系统提高了处理资源的利用率，缩短了每一轮处理的所需时间，提高了下行数据的发送效率。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种提高LTE下行数据调度和传输效率的系统，包括RLC层、调度器和MAC层，
所述RLC层上设有计算模块、判断模块和发送模块，所述计算模块用于计算RLC层上每个逻辑信道的缓冲区占比，所述判断模块模块用于判断每个所述逻辑信道是否有传输需求，所述发送模块用于上报有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比至调度器，并发送逻辑信道上的下行数据至MAC层；
所述调度器用于接收所述发送模块上报的缓冲区占比，并制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，且所述调度器下发分配结果至RLC层，所述判断模块还用于判断所述RLC层是否存在未处理完的分配结果，若存在，则驱使所述发送模块发送逻辑信道上的下行数据至MAC层，若不存在，则等待所述调度器下发分配结果；
所述MAC层用于接收所述发送模块发送的逻辑信道上的下行数据，并打包发送至物理层。
在上述技术方案的基础上，所述计算模块根据实时的下行数据量计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比。
在上述技术方案的基础上，所述判断模块用于判断每个逻辑信道的缓冲区占比是否为0，若为0，则该逻辑信道没有传输需求，若不为0，则该逻辑信道有传输需求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明中的提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，其RLC层根据逻辑信道上待传输的下行数据量上报各逻辑信道的缓冲区占比给调度器；调度器根据缓冲区占比分配无线物理传输资源并将分配结果告知RLC层；RLC层按照分配结果计算新的缓冲区占比并反馈给调度器；调度器根据新的缓冲区占比开始新一轮调度。和传统的串行方式相比，本发明采用的是并行的方式，减少了信息在MAC层、调度器和RLC层间的转发，并减少了调度器和RLC层空闲等待新指示的时间，调度器不用等待RLC层和MAC层将本次调度要发送的数据发给物理层后再得到新的缓冲区占比开始调度。RLC层也不用空闲等待调度器的分配结果再开始新一轮的数据发送，其对每轮分配结果的处理及数据的发送也衔接得更紧，更好地协调了调度器和RLC层间的工作交互，提高了调度器和RLC层在数据传输处理上的并发性，使得下行数据的处理流程更加紧凑。因此，提高了处理资源的利用率，缩短了每一轮处理的所需时间，提高了下行数据的发送效率。
附图说明
图1为本发明中提高LTE下行数据调度和传输效率的处理流程图；
图2为本发明中提高LTE下行数据调度和传输效率的系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图及对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明提供一种提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，该方法包括以下步骤：
S1.RLC层收到实时的下行数据，并将下行数据分配到各个逻辑信道上。
S2.RLC层根据每个逻辑信道上分配的实时下行数据量，计算每个逻辑信道对应的缓冲区占比。
本发明通过实时的下行数据量来计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比。其中，关于缓冲区占比(BO：Buffer occupancy)，缓冲区指的是LTE基站协议栈的RLC中一条逻辑信道的缓冲区，下行数据到达LTE基站时先被放到协议栈RLC的缓冲区中，缓冲区占比可衡量和标示目前LTE基站在该逻辑信道上收到了多少下行数据。
S3.判断每个逻辑信道是否有传输需求。
本发明中判断每个逻辑信道是否有传输需求是通过判断缓冲区占比来实现的。具体的，判断每个逻辑信道的缓冲区占比是否为0，若为0，则该逻辑信道没有传输需求，若不为0，则该逻辑信道有传输需求。
S4.将有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比上报至调度器。
S5.调度器根据收到的缓冲区占比，制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，且调度器下发分配结果至RLC层。
调度器根据收到的缓冲区占比，按照缓冲区占比大小制定分配下行无线物理传输资源的分配结果。缓冲区占比大的逻辑信道所分配的下行无线物理传输资源也就越多，而下行无线物理传输资源的多少直接影响到逻辑信道上传输的数据速率。
S6.在RLC层上报缓冲区占比以及逻辑信道没有传输需求时，RLC层还判断是否存在未处理完的分配结果，若存在，执行步骤S9，若不存在，执行步骤S7。
S7.RLC层等待并接收分配结果。
RLC层收到分配结果后，将会按照分配结果和实时下行数据量计算新的每个逻辑信道的缓冲区占比，然后重复执行步骤S3至S7。
由于下行数据是基于传输需求实时变动的，这里调度器根据RLC层的反馈，即收到新的每个逻辑信道的缓冲区占比，将会再次制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，从而形成了RLC层上报缓冲区占比与调度器制定分配结果的循环。此外，在循环的同时，RLC层始终判断是否存在未处理完的分配结果。
S8.RLC层按照分配结果将对应的逻辑信道上的下行数据发送至MAC。
未完成的分配结果不会受到新的分配结果影响，会先处理未处理完的分配结果，再处理新的分配结果。
S9.MAC层将RLC层发的下行数据打包发给物理层，结束。
现有的下行数据调度处理流程是，RLC根据逻辑信道上待传输的下行数据量上报各逻辑信道的缓冲区占比给MAC；MAC将缓冲区占比转给调度器；调度器根据缓冲区占比分配无线物理传输资源并将分配结果告知RLC；RLC按照分配结果计算新的缓冲区占比，并将各逻辑信道上的待发数据和新的缓冲区占比一起发给MAC；MAC将RLC来的待发数据打包发给物理层，然后将新的缓冲区占比告知调度器；调度器根据新的缓冲区占比开始新一轮调度。
现有流程是串行的工作方式，其中有两处空闲等待过程：
(1)RLC层在每一轮处理中均需空闲等待调度器的分配结果；
(2)调度器在每一轮处理中均需空闲等待RLC层和MAC层将本轮的下行数据发送完后再上报的新缓冲区占比。这两处等待拉低了处理资源的利用率，拉长了每一轮处理的所需时间，降低了下行数据的发送效率。
而在本发明中，基于上述步骤可以知道，首先RLC层根据逻辑信道上待传输的下行数据量上报各逻辑信道的缓冲区占比给调度器；调度器根据缓冲区占比分配无线物理传输资源并将分配结果告知RLC层；RLC层按照分配结果计算新的缓冲区占比并反馈给调度器；调度器根据新的缓冲区占比开始新一轮调度；与此同时RLC层按照刚才收到的分配结果将各逻辑信道上的待发数据发给MAC层，然后接收新的分配结果开始新一轮处理(反馈缓冲区占比和发数据)；MAC层将RLC层来的待发数据打包发给物理层。
通过对比可以知道，本发明减少了信息在MAC层、调度器和RLC层间的转发，并减少了调度器和RLC层空闲等待新指示的时间，调度器不用等待RLC层和MAC层将本次调度要发送的数据发给物理层后再得到新的缓冲区占比开始调度。RLC层也不用空闲等待调度器的分配结果再开始新一轮的数据发送，其对每轮分配结果的处理及数据的发送也衔接得更紧，更好地协调了调度器和RLC层间的工作交互，提高了调度器和RLC层在数据传输处理上的并发性，使得下行数据的处理流程更加紧凑。因此，提高了处理资源的利用率，缩短了每一轮处理的所需时间，提高了下行数据的发送效率。
参见图2所示，本发明还提供一种提高LTE下行数据调度和传输效率的系统，包括RLC层、调度器和MAC层。
RLC层上设有计算模块、判断模块和发送模块。其中计算模块用于计算RLC层上每个逻辑信道的缓冲区占比，本发明中计算模块根据实时的下行数据量计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比。判断模块用于判断每个所述逻辑信道是否有传输需求，具体的，判断模块用于判断每个逻辑信道的缓冲区占比是否为0，若为0，则该逻辑信道没有传输需求，若不为0，则该逻辑信道有传输需求。发送模块用于上报有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比至调度器，并发送逻辑信道上的下行数据至MAC层。
调度器用于接收发送模块上报的缓冲区占比，并制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，且调度器下发分配结果至RLC层。本发明中，调度器根据收到的缓冲区占比，按照缓冲区占比大小制定分配下行无线物理传输资源的分配结果。判断模块还用于判断RLC层是否存在未处理完的分配结果，若存在，则驱使发送模块发送逻辑信道上的下行数据至MAC层，若不存在，则等待调度器下发分配结果。
MAC层主要用于接收发送模块发送的逻辑信道上的下行数据，并打包发送至物理层。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
RLC层计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比，判断每个逻辑信道是否有传输需求，并将有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比上报至调度器；
调度器根据收到的缓冲区占比，制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，且调度器下发分配结果至RLC层；
在RLC层上报缓冲区占比以及逻辑信道没有传输需求时，RLC层还判断是否存在未处理完的分配结果，若存在，则按照该未处理完的分配结果将逻辑信道中的下行数据发给MAC层，若不存在，等待调度器下发分配结果；
RLC层按照分配结果计算新的每个逻辑信道的缓冲区占比，并反馈至调度器；
调度器根据RLC层的反馈，再次制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，形成RLC层上报缓冲区占比与调度器制定分配结果的循环，在循环的同时，RLC层始终判断是否存在未处理完的分配结果；以及
MAC层将RLC层发的下行数据打包发给物理层。
2.如权利要求1所述的提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，其特征在于：所述RLC层根据实时的下行数据量计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比。
3.如权利要求1所述的提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，其特征在于：判断每个逻辑信道的缓冲区占比是否为0，若为0，则该逻辑信道没有传输需求，若不为0，则该逻辑信道有传输需求。
4.如权利要求1所述的提高LTE下行数据调度和传输效率的方法，其特征在于：调度器根据收到的缓冲区占比，按照缓冲区占比大小制定分配下行无线物理传输资源的分配结果。
5.一种提高LTE下行数据调度和传输效率的系统，其特征在于：包括RLC层、调度器和MAC层，
所述RLC层上设有计算模块、判断模块和发送模块，所述计算模块用于计算RLC层上每个逻辑信道的缓冲区占比，所述判断模块模块用于判断每个所述逻辑信道是否有传输需求，所述发送模块用于上报有传输需求的逻辑信道的缓冲区占比至调度器，并发送逻辑信道上的下行数据至MAC层；
所述调度器用于接收所述发送模块上报的缓冲区占比，并制定分配下行无线物理传输资源的分配结果，且所述调度器下发分配结果至RLC层，所述判断模块还用于判断所述RLC层是否存在未处理完的分配结果，若存在，则驱使所述发送模块发送逻辑信道上的下行数据至MAC层，若不存在，则等待所述调度器下发分配结果；
所述MAC层用于接收所述发送模块发送的逻辑信道上的下行数据，并打包发送至物理层。
6.如权利要求5所述的提高LTE下行数据调度和传输效率的系统，其特征在于：所述计算模块根据实时的下行数据量计算其上每个逻辑信道的缓冲区占比。
7.如权利要求5所述的提高LTE下行数据调度和传输效率的系统，其特征在于：所述判断模块用于判断每个逻辑信道的缓冲区占比是否为0，若为0，则该逻辑信道没有传输需求，若不为0，则该逻辑信道有传输需求。
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