CN108900431B - 轨道交通系统中降低丢包率时延的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法及装置，设置心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，结合业务特性和系统需求设置承载重排序定时器；列车行驶过程中，终端会同时进行CBTC业务和心跳包，基站对业务进行调度时，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；结合心跳包业务的特性，设置调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来补充增加调度机会。本发明技术方案可以减小CBTC业务时延，降低CBTC业务丢包率，满足轨道交通系统中CBTC业务的性能指标，防止地铁列车紧急刹车造成安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信轨道交通系统技术领域，特别涉及轨道交通系统中一种降低丢包率时延的改进技术方案。
背景技术
在LTE(Long Term Evolution，长期演进)轨道交通系统中，地铁列车行驶时，需要跟后方监控服务器实时保持通信，采用的是CBTC(Communication Based Train ControlSystem，基于通信的列车自动控制系统)业务，为保证地铁正常运转和监控服务器对列车的实时跟踪和合理调度，轨道交通系统要求CBTC业务的丢包率小于1％，时延低于300ms。轨道交通系统中终端模块采用的是华为的netbox，为了尽量保持列车和服务器之间的实时通信，华为netbox采用了双备份机制，该设备实质上有2个终端，其中一个用作备用终端，分别接入轨道交通系统的红蓝两个网络(主网络和备用网络)，CBTC业务只会在其中一个终端上传输，并且华为终端采用了心跳包机制，进行心跳包业务，即netbox会固定间隔45ms左右时间向服务器发送一个上行心跳包，服务器收到后会回一个下行心跳包，若netbox连续200ms内没有收到下行心跳包，就会认为该网络链路信号不通，会进行红蓝网CBTC业务的硬切换，即将当前CBTC业务所在的网络切换到另一个网络上进行传输，而这个硬切换的过程中netbox本身就会产生CBTC业务的丢包，无法满足丢包率和时延的硬性指标，严重影响了整个轨道交通系统的性能，甚至导致整个系统无法正常运转。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种降低丢包率时延的改进技术方案，用于解决netbox(终端)心跳包超时200ms导致的设备硬切换，进而引起的netbox终端自身丢包问题，以及华为终端BSR(Buffer Status Report，缓冲状态报告)上报异常导致心跳包得不到调度机会进而引起终端硬切换自身丢包问题，减小CBTC业务时延，降低CBTC业务丢包率，防止地铁列车紧急刹车造成安全事故的发生，确保系统的性能指标和正常运转。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案提供一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法，设置心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，结合业务特性和系统需求设置承载重排序定时器；列车行驶过程中，终端会同时进行CBTC业务和心跳包，基站对业务进行调度时，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；结合心跳包业务的特性，设置调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来补充增加调度机会。
而且，基站侧建立承载时，心跳包承载配置参数包括，QCI采用QCI1，承载模式为UM，RLC重排序定时器设置为50ms；CBTC业务承载配置参数包括，QCI采用QCI5，承载模式为AM，RLC重排序定时器设置为50ms。
而且，根据终端模块每间隔45ms左右发出一个心跳包，设置每间隔50ms基站侧补充一次调度机会。
而且，终端模发出167字节的心跳包，设置补充的调度机会中调度固定的授权大小200字节。
本发明提供一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的装置，包括以下模块，
第一模块，用于设置心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，结合业务特性和系统需求设置承载重排序定时器；
第二模块，用于设置优先级，列车行驶过程中，终端会同时进行CBTC业务和心跳包，基站对业务进行调度时，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；
第三模块，用于结合心跳包业务的特性，设置调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来补充增加调度机会。
而且，基站侧建立承载时，心跳包承载配置参数包括，QCI采用QCI1，承载模式为UM，RLC重排序定时器设置为50ms；CBTC业务承载配置参数包括，QCI采用QCI5，承载模式为AM，RLC重排序定时器设置为50ms。
而且，根据终端模块每间隔45ms左右发出一个心跳包，设置每间隔50ms基站侧补充一次调度机会。
而且，终端模发出167字节的心跳包，设置补充的调度机会中调度固定的授权大小200字节。
对比现有技术，本发明提供了一种降低丢包率时延的技术方案，来解决netbox(终端)心跳包超时200ms导致的设备硬切换，进而引起的netbox终端自身丢包问题，以及华为终端BSR上报异常导致心跳包得不到调度机会进而引起终端硬切换自身丢包问题，减小CBTC业务时延，降低CBTC业务丢包率，防止地铁列车紧急刹车造成安全事故的发生，确保系统的性能指标和正常运转。
本发明的有益特点如下：
1)、该降低丢包率时延方案，采用心跳包业务UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，同时结合业务特性和系统需求设置合适的承载重排序定时器，保证轨道交通系统中CBTC业务的丢包率和时延指标，方案简单，实现比较容易，思路清晰，交互性强，不影响现有流程和业务。
2)、该降低丢包率时延方案，解决了现有技术存在的缺陷，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度，保证华为终端心跳包优先组包和占用空口资源，防止CBTC业务累积和重传持续抢占资源导致心跳包延时超200ms，进而终端硬切换自身丢包，确保系统的性能指标和正常运转，具有实用价值。
3)、该降低丢包率时延方案，结合心跳包业务的特性，采用合适的调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来补充增加调度机会，来防止基站下发给终端的授权太小且终端不上报BSR或者SR导致基站不能完整准确的接收该心跳包，进而引起心跳包超时200ms，进一步解决了终端异常行为导致的丢包时延大问题，确保系统的性能指标和正常运转，具有实用价值。
附图说明
图1为本发明实施例流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的技术方案提供一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法，心跳包业务采用UM(Un-acknowledgement Mode，非确认模式)承载模式，CBTC业务采用AM(Acknowledgement Mode，确认模式)承载模式，同时结合业务特性和系统需求设置合适的承载重排序定时器；心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；结合心跳包业务的特性，采用合适的调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来人为的补充增加调度机会，来解决netbox(终端)心跳包超时200ms导致的设备硬切换，进而引起的netbox终端自身丢包问题，以及华为终端BSR上报异常导致心跳包得不到调度机会进而引起终端硬切换自身丢包问题，减小CBTC业务时延，降低CBTC业务丢包率。
参见附图1，实施例所提供方法包含以下步骤：
101)设置心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，同时结合业务特性和系统需求设置合适的承载重排序定时器；
具体的，所述步骤101)中，基站侧建立承载时，心跳包承载配置参数为：QCI(QoSClass Identifier，服务质量分类标识)采用QCI1(QCI等级为1)，承载模式为UM，RLC重排序定时器设置为50ms；CBTC业务承载配置参数为：QCI采用QCI5(QCI等级为5)，承载模式为AM，RLC重排序定时器设置为50ms。
由于心跳包时间间隔是45ms，该定时器过长，则RLC向上递交数据包的时间会变长，会引起心跳包阻塞不能及时传输，导致时延偏大，定时器不宜过短，需等待底层4次重传时间40ms完成后，再进行RLC层重传，使数据传输的正确性最大化。因此RLC重排序定时器优选设置为50ms。
102)心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；
具体的，所述步骤102)中，列车行驶过程中，华为netbox终端会同时进行CBTC业务和心跳包业务，基站侧对业务进行调度时，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务进行调度，保证华为终端心跳包优先组包和占用空口资源，防止CBTC业务累积和重传持续抢占资源导致心跳包延时200ms。
103)结合心跳包业务的特性，采用合适的调度授权大小，并根据心跳包时间间隔补充增加调度机会。
具体的，所述步骤103)中，华为终端模块会每间隔45ms左右发出一个大小167字节的心跳包，为保证每个心跳包能及时上报传输，优选设置为每间隔50ms基站侧补充一次调度机会，即基站模块收到终端模块发上来的SR(Scheduling Request，调度请求)后，调度固定的授权大小200字节，确保终端模块的心跳包167字节一次性带上来，并且基站模块也会每间隔50ms时间启动FAKE SR(虚构的调度请求，终端模块实际上没有上报SR，基站模块假定终端模块有SR)，主动增加一次调度授权，来防止基站模块下发给终端模块的授权太小且终端模块不上报BSR或者SR导致基站模块不能完整准确的接收该心跳包，进而引起心跳包超时200ms。
通过以上步骤限制，心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，同时结合业务特性和系统需求设置合适的承载重排序定时器；心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；结合心跳包业务的特性，采用合适的调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来人为的补充增加调度机会，来解决netbox(终端)心跳包超时200ms导致的设备硬切换，进而引起的netbox终端自身丢包问题，以及华为终端BSR上报异常导致心跳包得不到调度机会进而引起终端硬切换自身丢包问题。
具体实施时，本发明所提供方法可基于软件技术实现自动运行流程，也可采用模块化方式实现相应装置。本发明实施例还提供一种用于轨道交通系统中的降低丢包率时延装置，用于解决终端模块心跳包超时200ms导致的设备硬切换，进而引起的终端模块丢包问题，以及终端模块BSR上报异常导致心跳包得不到调度机会进而引起终端硬切换自身丢包问题；
包括在系统中设置以下模块，
第一模块，基站模块建立承载时，心跳包承载配置参数为：QCI采用QCI1，承载模式为UM，RLC重排序定时器设置为50ms；CBTC业务承载配置参数为：QCI采用QCI5，承载模式为AM，RLC重排序定时器设置为50ms；
第二模块，列车行驶过程中，华为netbox终端模块会同时进行CBTC业务和心跳包，基站模块对业务进行调度时，心跳包采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务进行调度，保证华为终端模块心跳包优先组包和占用空口资源，防止CBTC业务累积和重传持续抢占资源导致心跳包延时200ms；
第三模块，华为终端模块会每间隔45ms左右发出一个大小167字节的心跳包，基站模块收到终端模块发上来的SR后，调度固定的授权大小200字节，确保终端模块的心跳包167字节一次性带上来，并且基站模块也会每间隔50ms时间启动FAKE SR(终端模块实际上没有上报SR，基站模块假定终端模块有SR)，主动增加一次调度授权，来防止基站模块下发给终端模块的授权太小且终端模块不上报BSR或者SR导致基站模块不能完整准确的接收该心跳包，进而引起心跳包超时200ms。
各模块具体实现可参见相应步骤，本发明不予赘述。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法，其特征在于：设置心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，结合业务特性和系统需求设置承载重排序定时器；列车行驶过程中，终端会同时进行CBTC业务和心跳包，基站对业务进行调度时，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；结合心跳包业务的特性，设置调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来补充增加调度机会。
2.根据权利要求1所述一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法，其特征在于：基站侧建立承载时，心跳包承载配置参数包括，QCI采用QCI1，承载模式为UM，RLC重排序定时器设置为50ms；CBTC业务承载配置参数包括，QCI采用QCI5，承载模式为AM，RLC重排序定时器设置为50ms。
3.根据权利要求1所述一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法，其特征在于：根据终端模块每间隔45ms左右发出一个心跳包，设置每间隔50ms基站侧补充一次调度机会。
4.根据权利要求3所述一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的方法，其特征在于：终端模发出167字节的心跳包，设置补充的调度机会中调度固定的授权大小200字节。
5.一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的装置，其特征在于：包括以下模块，
第一模块，用于设置心跳包业务采用UM承载模式，CBTC业务采用AM承载模式，结合业务特性和系统需求设置承载重排序定时器；
第二模块，用于设置优先级，列车行驶过程中，终端会同时进行CBTC业务和心跳包，基站对业务进行调度时，心跳包业务采用更高的调度优先级，优先于CBTC业务调度；
第三模块，用于结合心跳包业务的特性，设置调度授权大小，并根据心跳包时间间隔来补充增加调度机会。
6.根据权利要求5所述一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的装置，其特征在于：基站侧建立承载时，心跳包承载配置参数包括，QCI采用QCI1，承载模式为UM，RLC重排序定时器设置为50ms；CBTC业务承载配置参数包括，QCI采用QCI5，承载模式为AM，RLC重排序定时器设置为50ms。
7.根据权利要求5所述一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的装置，其特征在于：根据终端模块每间隔45ms左右发出一个心跳包，设置每间隔50ms基站侧补充一次调度机会。
8.根据权利要求7所述一种用于轨道交通系统中降低丢包率时延的装置，其特征在于：终端模发出167字节的心跳包，设置补充的调度机会中调度固定的授权大小200字节。
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