CN112352449A

CN112352449A - 无线通信网络中的拥塞管理

Info

Publication number: CN112352449A
Application number: CN201980039629.8A
Authority: CN
Inventors: 奥利维尔·马可
Original assignee: Jiekai Communications Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Jiekai Communications Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: WO2020063722A1; GB201815803D0; CN112352449B; CN118042516A; GB2577531A; WO2020063722A9

Abstract

本发明公开了用于管理IAB网络中的流的方法，尤其包括丢弃损坏的SDU和指示网络拥塞的步骤。

Description

无线通信网络中的拥塞管理

技术领域

本发明涉及无线通信网络中的拥塞管理。

背景技术

无线通信系统，例如第三代(the third-generation，3G)移动电话标准和技术，是众所周知的。这种3G标准和技术是由第三代合作伙伴项目(Third GenerationPartnership Project，3GPP)所开发的。第三代无线通信一般已被发展成支持宏蜂窝移动电话通信。通信系统和网络已向宽带和移动系统发展。

在蜂窝无线通信系统中，用户设备(User Equipment，UE)通过无线链路连接到无线访问网(Radio Access Network，RAN)。RAN包括一组基站，其向位于基站覆盖的小区中的UE提供无线链路，以及到核心网络(Core Network，CN)的接口，该CN提供全网控制。将可以理解的是，RAN和CN各自执行与全网相关的各自功能。为了方便起见，术语蜂窝网络将用于指代组合RAN&CN，并且应当理解的是，该术语用于指代用于执行所公开的功能的各个系统。

3GPP已经开发了所谓的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统，即用于移动访问网络的演进通用移动电通信系统陆地无线访问网络(Evolved Universal MobileTelecommunication System Territorial Radio Access Network，E-UTRAN)，其中一个或多个宏小区由称为eNodeB或eNB(evolved NodeB)的基站支持。最近，LTE正朝着所谓的5G或新空口(new radio，NR)系统进一步发展，其中一个或多个小区由称为gNB的基站支持。NR被提议使用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexed，OFDM)物理传输格式。

在无线通信网络中，基站向UE提供无线覆盖。这被称为访问(access)。此外，业务在基站和CN之间，或者在使用中继的网络中的基站之间传输。这叫做回程(backhaul)。回程可以使用无线资源。无线通信网络发展的一个领域是综合访问和回程(Integrated Accessand Backhaul，IAB)。在IAB中，无线信道资源在无线访问和无线回程之间共享。NR提供机会来部署IAB链路，以提供对UE的访问。

图1显示了IAB架构。该系统包括多个无线或无线访问网络(Radio AccessNetwork，RAN)节点。IAB施主(donor)节点连接到核心网络(CN)并通过各自的无线回程链路连接到IAB节点1a和IAB节点1b。这些节点可以支持访问链路和回程链路。IAB节点1a和IAB节点1b中的每一个用作中继(relay)节点。一个IAB节点可以支持到另一个IAB节点的回程以及对一个或多个UE的访问，参见节点2a和节点2b。UE可以由到IAB施主节点的访问链路直接提供服务，参见UE_A，或由到IAB节点之一的访问链路直接提供服务，参见UE。

在UE和CN之间的路由中可以涉及多个RAN节点。在图1中，UE_B通过包含访问链路(UE_B到IAB节点1b)和回程链路(IAB节点1b到IAB施主节点)的路由连接到核心网络CN。UE_D通过包括访问链路(UE_D到IAB节点2a)、回程链路(IAB节点2a到IAB节点1b)和回程链路(IAB节点1b到IAB施主节点)的路由连接到CN。

IAB节点中的每一个可以在一个或多个时间、频率和空间(例如基于波束的操作)中复用访问链路和回程链路。

IAB施主节点可以被视为单个逻辑节点，该逻辑节点包括诸如gNB-DU、gNB-CU-CP、gNB-CU-UP和潜在的其他功能的功能集合。在部署中，IAB施主节点可以根据这些功能进行划分，如NG-RAN体系结构所允许，其可以为并置(collocated)的也可以为非并置的。

在使能IAB的无线通信网络中，需要控制业务流拥塞。

发明内容

本发明内容被提供以一种下面将在具体实施方式中进一步描述的简化形式介绍概念的选择。本发明内容既不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基础特征，也不旨在辅助确定所要求保护的主题的范围。

本发明由所附权利要求限定。

非暂时性计算机可读介质可包括以下组中的至少一种：硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、EPROM，一种电可擦可编程只读存储器和闪存。

附图说明

本发明的进一步细节、方面和实施例将通过示例参照附图来描述。图中的元件仅仅为了以简单明了的方式进行说明，并不一定按比例绘制。为了便于理解，在相应的附图中包括了类似的参考标号。

图1示出了一个IAB网络的示例，

图2示出了IAB网络的架构1a的示例，

图3示出了IAB网络的架构1b的示例，

图4示出了具有访问和中间节点需求的IAB网络架构的示例，

图5示出了DL中IAB节点内的UE承载队列的示例，

图6示出了IAB网络中使用基于流控制的拥塞管理的DL的示例，

图7示出了在IAB网络中使用基于UL授权(调度)限制的拥塞管理的UL的示例，

图8示出了DL上的分组丢弃，

图9示出了UL上的分组丢弃，

图10示出了在IAB网络中使用通过标记进行拥塞管理的DL的示例，

图11示出了在IAB网络中使用通过标记进行拥塞管理的UL的示例，

图12示出了PDN的PDCP头格式，

图13示出了架构1a的IAB用户平面协议栈的示例，该协议栈具有访问和中间节点需求，以及

图14示出了架构1b的IAB用户平面协议栈的示例，该协议栈具有访问和中间节点需求。

具体实施方式

本领域技术人员将认识到并理解，下面仅以示例的方式描述本发明的实施例，本文中的教导可适用于各种替代方案。

关于拥塞的背景。

考虑在诸如因特网的数据网络上的发送器和接收器之间的业务流。例如，业务流可以是TCP流或RTP流。TCP通过增加其传输窗口，不断地试图提高业务流吞吐量，在网络中发送更多未知的(未确认的)业务。实现的吞吐量是这样的：OutstandingBytes(未知字节)＝RTT(Round Trip Time，往返时间)×Throughput(吞吐量)。增加传输窗口(即OutstandingBytes)会增加吞吐量，直到Throughput＝MaxBandwidth(即连接的最大可能吞吐量)。在像因特网这样的网络中，MaxBandwidth是由最慢的链路(瓶颈)决定的。

当Throughput达到MaxBandwidth时，数据在瓶颈处开始缓存，并且RTT增加。这样的缓存并不好，因为它会增加业务流的延时(延迟拥塞通知、重传)，并消耗缓存资源(这可能导致缓存区满了的问题和大量的尾部丢弃)，而不会增加吞吐量。此外，这种过度的缓存会持续存在：这被称为“缓存过满(bufferboat)”。相反，瓶颈节点应该向TCP业务发送方指示它已达到其最大吞吐量。这是通过隐式拥塞通知(分组丢弃)或显式拥塞通知(explicitcongestion notification，ECN)来完成的。这通常是通过在瓶颈节点中使用各种主动队列管理(active queue management，AQM)技术来实现的。这些技术使该节点能够识别存在过多排队(缓存)的队列/流，即识别节点为瓶颈节点的队列/流，以便可以针对此类队列/流发送拥塞通知。

关于IAB架构的背景。

图1显示了IAB架构的参考图。有两个主要的架构组。

架构组1：

这包括架构1a和架构1b，这两个架构都利用了中央单元(Central Unit，CU)/分布式单元(Distributed Unit，DU)划分架构。

架构1a如图2所示。F1-U的回程使用适配层或与适配层结合的GTP-U。跨中间节点的逐跳转发使用适配层。

架构1b如图3所示。F1-U在访问节点上的回程使用GTP-U/UDP/IP。跨中间节点的逐跳转发使用适配层。

架构组2：

这包括架构2a、架构2b和架构2c。

架构2a：F1-U或NG-U在访问节点上的回程使用GTP-U/UDP/IP。跨中间节点的逐跳转发使用PDU会话层路由。

架构2b：F1-U或NG-U在访问节点上的回程使用GTP-U/UDP/IP。跨中间节点的逐跳转发使用GTP-U/UDP/IP嵌套隧道。

架构2c：F1-U或NG-U在访问节点上的回程使用GTP-U/UDP/IP。跨中间节点的逐跳转发使用GTP-U/UDP/IP/PDCP嵌套隧道。

架构组2产生了大量额外的开销。

关于IAB UP协议栈架构的背景

对于组1，UP协议栈建议如图4所示。可以看出，在这些架构中，IAB节点需要中继属于给定UE承载的协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)。中继的PDU的类型取决于该节点和IAB架构(见图4)。然而，在所有情况下，这种中继将至少使用UE承载粒度来完成。在DL中，IAB节点被期望具有与UE承载相对应的传输队列(在DU中，或在DU和MT之间)。在UL中，IAB节点被期望具有与UE承载相对应的传输队列(在MT中，或者在DU和MT之间)。这如图5所示。

图13示出了为组的架构1a所提出的UP协议栈，图14示出了组的架构1b的UP协议栈。图6示出了在IAB节点上中继的PDU。

IAB网络中的拥塞。

传统上，空中接口(Uu)是瓶颈，并且DL中的拥塞将发生在基站(gNB或eNB)。在通过无线协议栈发送业务之前，这可以通过适当的技术(如AQM、ECN等)来处理。这对于空中接口协议栈是透明的，不需要容纳特定的拥塞的相关特征。

在IAB网络中，瓶颈可能是访问链路(假设UE无线电条件较差)，但也可能是任何其他回程链路，因为回程链路随着它们越来越接近IAB施主节点时而聚集越来越多的业务。

参见图1，考虑在UE的默认承载上与该UE_L建立的TCP业务较低。DL中的瓶颈节点可能是IAB节点3、IAB节点2b、IAB节点1b或DU。类似地，UL中的瓶颈节点可能是IAB节点3、IAB节点2b、IAB节点1b(不期望电缆是瓶颈)。

在DL中，假设访问链路是瓶颈(例如，在较差的无线电条件下的UE_L)。IAB节点3的DU中的相关队列将开始建立。假设传统的逐跳流控制，例如限制队列大小，在某个时刻，IAB节点3将指示拥塞IAB节点2b，其将限制向IAB节点3发送业务。因此，IAB节点2b中的相应队列将建立，以此类推，直到施主DU。此时，由于DU和CU之间的F1-U流控制，CU中相应的队列也将建立起来。这将触发诸如分组丢弃之类的AQM机制，其主要目的是通知TCP业务发送方。在TCP业务拥塞避免开始之前，拥塞通知将必须跨过拥塞的IAB网络从CU传回到UE中的TCP业务接收方。这在图6中有更详细的描述。

在UL中，假设到IAB施主节点的回程是瓶颈(例如，由于聚合业务而导致的链路过载)。IAB节点1b的MT内的相关队列将开始建立。在某个时刻，IAB节点1b的DU将停止授权IAB节点2b的MT。IAB节点2b的MT内的相关队列将开始建立。在某个时刻，IAB节点2b的DU将停止授权IAB节点3的MT。IAB节点3的MT内的相关队列将开始建立。在某个时刻，IAB节点3的DU将停止授权UE_L。UE_L中的相关队列将开始建立(例如，该RB的PDCP SDUs队列)。这将在UE处触发SDU丢弃机制，例如在UE PDCP发送实体处，或在以上层处。在TCP拥塞避免开始之前，拥塞通知将必须跨过拥塞的IAB网络从UE传回，并传回到UE中的TCP发送方。这在图7中有更详细的描述。

现代的主动队列管理(Active Queue Management，AQM)算法在更细的队列粒度下工作得最好。理想情况下，每个流有一个队列，如此，当传输控制协议(Transport ControlProtocol，TCP)流开始建立时，就会对该流应用分组丢弃或分组标记。没有详细的粒度，分组丢弃或标记应用到正确的流的概率更小。无害的流可能会受到惩罚，而激进的流不需要降低其传输速率。

当前粒度是每个UE承载。增加这种粒度被认为是有益的。然而，与互联网节点相反，IAB节点没有IP头的可见性(因为使用了加密)。通常，UE可以被配置有非保证比特率(Guaranteed Bit Rate，GBR)业务的默认承载。专用承载通常用于特定的QoS目的，并且数量有限。例如，期望最大努力的TCP业务将在默认承载中结束，因为尽管CN可以将它们与不同的QoS流相关联，但它们具有相同的QoS特性。

在5G系统中，QoS流是协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)会话中QoS区分的最细粒度。在5G系统中，QoS流标识(QoS Flow Identification，QFI)用于标识QoS流。PDU会话中具有相同QFI的用户平面业务接收相同的业务转发处理(例如调度、接纳阈值)。

在访问层层面，数据无线承载(data radio bearer，DRB)在无线接口(Uu)上定义了分组处理。DRB用相同的分组转发处理来服务分组。通过NG-RAN的QoS流到DRB的映射基于QFI和相关的QoS配置文件(即QoS参数和QoS特征)。可以为需要不同分组发送处理的QoS流建立单独的DRB，或者可以在同一DRB中复用属于同一PDU会话的多个QoS流。

在IAB的情况下，对于组1的架构，UE DRB是在UE和CU之间建立的，并且在访问链路和回程链路的多个Uu接口上实现的。在这些链路上，DRB在回程RLC承载上是支持的。据提出的导致每个Uu接口上相同处理的限制应该被应用到回程RLC承载，不一定被应用到DRB。

在IAB节点处，一些额外的粒度将有助于增强AQM决策。至少，AQM可以以QoS流粒度运行。

提出了一种在无线通信网络中控制业务流拥塞的方法，无线通信网络包括支持核心网络和用户设备之间的集成无线接访问和回程的多个节点，在该网络的至少一个节点处，该方法包括：接收包括多个协议数据单元的至少一个业务流，访问每个协议数据单元中的服务质量流标识，使用服务质量流标识将多个协议数据单元分类为至少一个服务质量流，并将主动(active)队列管理应用于至少一个服务质量流，以管理无线通信网络中的业务流拥塞。

访问每个协议数据单元中的多个服务质量流标识包括从每个协议数据单元中的服务数据适配协议(service data adaptation protocol，SDAP)层头读取服务质量流标识(quality of service flow identification，QFI)。为此，IAB节点应被配置有PDU格式(PDCP头大小/格式、SDAP头存在/大小/格式等)等信息，以便能够从底层SDAP头提取QFI。

或者，访问每个协议数据单元中的服务质量流标识包括从每个协议数据单元中的适配层读取服务质量流标识。

至少一个节点被配置有协议数据单元格式信息，以访问每个协议数据单元的服务质量流标识。

提出了一种在无线通信网络中控制业务流拥塞的方法，无线通信网络包括支持在核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，在该网络的至少一个节点处，该方法包括：接收包含多个协议数据单元的至少一个业务流，访问每个协议数据单元的至少一个流指示器，使用流指示器将多个协议数据单元分为至少一个流，并将主动队列管理应用于至少一个流，以管理无线通信网络中的业务流的拥塞。

访问每个协议数据单元的流指示器包括从每个协议数据单元的适配层读取流指示器。这可以包括读取F1-U接口中的流指示器，例如在GTP-U扩展头中，被中继适配层中。

流指示器可以是QFI或另一个流指示器，例如来自终端用户分组的5元(tuple)的哈希(hash)。

流指示器可被添加在F1-U接口中，例如在GTP-U扩展头中，并在被中继在适配层中。

AQM可以在IAB节点处被执行，目的是丢弃终端用户服务数据单元(Service DataUnit，SDU)，例如特定流的TCP分组。根据IAB节点的UP架构和业务方向(UL/DL)，存在不同的影响。

在第一种替代方案中，AQM可以通过直接丢弃IAB节点处所中继的PDU来实现，而不是中继它。这将自然地实现丢弃相应的(封装的)终端用户SDU。

参考图4，在UP选项1a a)中，PDU丢弃是不可能的，因为中继的PDU是RLC PDU：它将由RLC ARQ重新传输。在其他UP选项中，PDU丢弃是可能的，但在接收器处的PDCP PDU序列中创建孔(hole)。这将导致以下问题。

对于NR，NR PDCP实体执行重新排序(链接到HARQ和/或ARQ操作)。在PDCP-PDU序列中的孔的情况下，PDCP接收器将必须等待丢失的PDCP-PDU达到最大重新排序延迟，然后才能将相应的SDU传送到上层。假设一个链路上的最大重排序延迟为x ms，则总的重新排序延迟随链路数量N而缩放，即重新排序延迟＝N×LinkReorderingDelay。在实践中，不太可能在每个链路上延迟相同的分组；然而，重新排序延迟计时器可能需要被设置为保守值。对于AM操作，通常不期望分组丢失，即不期望重新排序计时器到期，并且通常将其设置为这样的保守值。试图为重新排序计时器设置一个较小的值会带来这样的风险，即迟到的分组将不会被等待，并被解释为拥塞指示，指示发送实体降低吞吐量。因此，有强烈的动机来保持重新排序计时器的值为高，即大约重新排序延迟＝N×LinkReorderingDelay。

DL上的分组丢弃详细如图8所述，UL上的分组丢弃见图9。

IAB节点可以在拥塞指示扩散到其他节点之前并在影响其他流之前使用现代AQM技术触发该拥塞指示，但是拥塞指示可能由于重新排序延迟而被延迟。

对于LTE，传统LTE PDCP实体不执行重新排序。在NR回程上，LTE PDCP PDU将被无序传输(因为NR-RLC不提供IOD)，因此在LTE-PDCP接收器之前或在PDCP接收器中激活之前需要重新排序函数。对于DL，期望在访问节点处引入重新排序函数，其重新排序计时器值与上面使用的相同。对于UL，可以使用PDCP中的重新排序函数(与DC类似)。

因此，在NR和LTE的两种情况下，在接收器处，将在期望非常长的重新排序计时器延迟(至少大概重排序延迟＝N×LinkReorderingDelay)内等待丢弃的分组，以为了不将延迟(重传)的分组误解为丢失的分组。

这会延迟拥塞通知，理想情况下应该尽快将该拥塞通知发送给发送实体。这还引入了延迟峰值，这可能导致不期望的TCP行为(重新传输超时和进入慢速启动)。此外，由于拥塞指示被延迟，在瓶颈节点中可能发生缓存区溢出，从而导致大量/不受控制的分组丢弃。没有拥塞通知的延迟，就不会有这样的负面后果。为了防止拥塞和进一步的大量分组的丢弃，需要及时的拥塞通知。所有的互联网稳定性都是基于此。

在第二个替代方案中，不通过丢弃中继的PDU，而是通过用丢弃指令标记中继的PDU，AQM可以在IAB节点处被实现。在注意到PDU被标记为丢弃指令时，接收器将丢弃相应的(封装的)终端用户SDU，而不是将其转发给上层。

提出了一种在无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，无线通信网络包括支持在核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，该方法包括：在网络的第一节点处，接收至少一个包括多个协议数据单元的业务流，用丢弃指令标记至少一个协议数据单元，将包括标记的至少一个协议数据单元的多个协议数据单元发送到该网络的第二节点，并且在网络的第二节点处，接收包括给该网络的第二节点的标记的至少一个协议数据单元的多个协议数据单元，读取标记的协议数据单元的丢弃指令，丢弃与标记的协议数据单元相对应的服务数据单元，以创建业务拥塞指示器。最终

如将要理解的，UE本身是网络的节点。因此，UE可以读取丢弃指令并丢弃SDU。

用丢弃指令标记至少一个协议数据单元包括用丢弃指令标记至少一个协议数据单元的分组数据汇聚协议层头。用丢弃指令标记至少一个协议数据单元的分组数据汇聚协议层头包括在该头中设置保留位以指示丢弃指令。至少一个节点被配置有协议数据单元格式信息，以访问至少一个协议数据单元的分组数据汇聚协议层头。

这种方法的优点是不新增重新排序延迟，因为没有PDCP-PDU丢弃，而且也不会影响鲁棒头压缩协议(robust header compression protocol，RoHC)(其对分组丢失是最鲁棒的，但在丢弃某些特定的RoHC分组的情况中仍可能受到影响)。

为了在PDCP头中执行标记，IAB节点需要被配置PDCP格式(例如，PDCP SN长度，…)

图10示出了在DL中通过用丢弃指令标记业务流中的至少一个协议数据单元来管理业务流拥塞的方法。图11示出了在UL中通过用丢弃指令标记业务流中的至少一个协议数据单元来管理业务流拥塞的方法。图12示出了具有12位PDCP SN的PDU中PDCP头的格式。此格式适用于UM DRB和AM DRB。这说明了如何标记包括PDCP头中设置保留位R，以指示丢弃指令。

标记PDCP头的另一种方法是修改PDCP数据PDU，以便移除数据/MAC-I部分。换句话说，“清空”PDCP数据PDU的SDU部分(以及如果包括的MAC-I)，只保留PDCP头部分。这将导致“仅PDCP头”的PDCP PDU。在PDCP的接收器处，由于没有SN间隙，因此没有重新排序延迟；由于不再有SDU部分，因此也达到了丢弃终端用户SDU的目的。这种方法的一个可能的好处是不会传输将被丢弃的SDU部分，因此不会浪费资源，而这种方法的缺点是可能会影响RoHC协议。

为了删除PDCP SDU部分，IAB节点也需要被配置PDCP格式(例如PDCP SN长度…)。

由于IAB节点不终止PDCP协议，在某些情况下，可能不需要使得其修改运行中(onthe fly)的PDU的PDCP头，尤其是在中间IAB节点处。

因此，用丢弃指令标记至少一个协议单元可以包括用丢弃指令标记该至少一个数据单元的适配层头，或者用丢弃指令标记至少一个协议数据单元的GTP-U扩展。这可以包括在该头和扩展中设置指示丢弃指令的位(bit)。对于DL，适配层中的丢弃指令将被中继成PDCP头中的丢弃指令。对于UL，适配层中的丢弃指令将被中继成GTP-U扩展中的丢弃指令。对于UP选项d)、UP选项e)和UP选项2b，可在GTP-U扩展中指示丢弃指令。GTP-U头中的丢弃指令也可以被中继成PDCP头中的丢弃指令中。

在使用移除PDCP SDU部分的替代方案中，在适配层或GTP-U扩展处的丢弃指令将指导该节点(例如，用于DL的访问节点或用于UL的施主节点)在将PDCP PDU转发给PDCP接收器之前执行移除PDCP SDU部分(在DL情况下的UE中，在UL的情况下施主的CU中)。

对于NR，在DL中，由于具有PDCP层的UE的可能早期实施不支持丢弃指令，或者不具备SDU部分的PDCP数据PDU，可能需要指示PDCP被增强以支持这些特征的UE能力。

对于NR，在DL中，对于不支持所讨论的PDCP改进的UE，可以通过在访问节点(以及可选地在其他IAB节点)中引入重新排序函数来减轻这种高延迟。访问节点执行重新排序，并且不引入任何额外的延迟(至少以用于AM，因为PDCP PDU序列中没有间隙)。然而，一旦注意到PDU已被丢弃指令标记时，访问节点就可以丢弃它。除了丢弃的PDCP PDU外，访问节点将PDCP PDU流(stream)依次发送到UE。因此，UE将经历仅与一个链路相对应的重新排序，即1×LinkReorderingDelay，而不是N×LinkReorderingDelay。这使得LinkReorderingDelay保持在合理的值，并限制通知延迟拥塞。

对于LTE，在DL中，期望在访问节点处引入重新排序函数。除了丢弃的PDCP PDU外，访问节点将PDCP PDU流依次发送到UE。LTE PDCP不具有重新排序函数(因为LTE RLC提供按顺序传送)。UE PDCP接收器将接收PDU丢失的连续PDCP PDU流，这在LTE情况下不会导致任何额外的重新排序延迟。

标记或移除PDCP数据PDU的SDU部分的替代方案是，损坏PDCP数据PDU的SDU部分，确保底层分组头(TCP/IP头)不会被接收器IP协议栈理解，并且在那时被丢弃。

本申请还提供了一种在无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，该无线通信网络包括支持在核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，该方法包括：在该网络的第一节点处，接收包括多个服务数据单元的至少一个业务流，损坏至少一个服务数据单元的分组数据汇聚协议层的SDU部分，将包括损坏的至少一个服务数据单元的多个服务数据单元发送到该网络的第二节点，以及

在网络的第二节点处，接收包括给网络的第二节点的损坏的至少一个服务数据单元的多个服务数据单元，丢弃损坏的服务数据单元以创建业务拥塞指示器，以及向业务发送器发送业务拥塞指示器，以管理无线通信网络中的业务的拥塞。

如将要理解的，UE本身是网络的节点，因此可以执行包括丢弃SDU在内的方法的相关步骤。

IAB还可以支持显式拥塞通知(Explicit Congestion Notification，ECN)。用ECN，作为隐式拥塞通知的分组丢弃被TCP/IP头中的显式指示所取代，其优点是不丢弃分组。但是，这一特征并没有得到广泛的支持。

IAB支持ECN可能是有益的。但是，ECN标记(支持ECN的端口，遇到拥塞的字段)被包含在终端用户TCP/IP头分组中，这对IAB节点不可见(因为它是加密的)。为了解决这个问题，可以在适配层和/或GTP-U和/或PDCP中引入ECN标记。ECB标记将从终端用户TCP/IP头中继到GTP-U或PDCP头，并且如果需要，在适配层内进一步中继。

在这个替代方案中，执行AQM操作的IAB节点将在ECN标记上具有可见性。例如，在AQM考虑需要为特定队列发送拥塞信号的情况下，如果分组被标记为“支持ECN的端口(ECNcapable transport)”，IAB节点将不会丢弃或使用丢弃指令标记该分组，而是在适配层或GTP-U或PDCP头处用“遇到拥塞(congestion encountered)”来标记它。ECN指示将根据需要进行中继，并最终映射到终端用户SDU的ECN字段。

本申请提供了一种在无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，无线通信网络包括支持在核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，该方法包括：在网络的第一节点处，接收包括多个协议数据单元的至少一个业务流，用显式拥塞通知标记至少一个协议数据单元，将包括标记的至少一个协议数据单元的多个协议数据单元发送到网络的第二节点，以及

在网络的第二节点处，接收包括给网络的第二节点的标记的至少一个协议数据单元的多个协议数据单元，读取所标记的协议数据单元的显式拥塞通知，并将该显式拥塞通知中继到网络的中央单元，以管理无线通信网络中的业务流的拥塞。

作为PDCP的替代，ECN标记也可以在RLC层进行引入。然而，预计IAB节点对RLC层的可见性更低。。

其他辅助标志：

在DL中，CU可以在PDCP处理(之后对分组进行加密)之前获得其他有用的信息。例如，CU可以知道给定的分组是否不应该被丢弃(例如SYN TCP分组等)。丢弃禁止标志可以在GTP-U扩展和/或AL头中被中继，以防止IAB节点丢弃此类分组。类似地，这种机制可用于UE侧、SDAP或PDCP层的UL。

类似地，如果IAB节点被配置为对PDCP和/或SDAP头具有可见性，如上文(例如，通过给IAB节点配置PDCP和/或SDAP头格式/存在)，则PDCP或SDAP控制分组之类的分组可以被视为受保护的，以便它们不会被AQM机制丢弃或考虑。

流控制/拥塞反馈：

最终，源(例如TCP发送方或RTP源)需要降低其业务流速率，并应尽快被通知拥塞。作为上述机制的替代方案，特别是当AQM动作(丢弃/标记)被限制在IAB节点内时，反馈可以向上游进行发送。在DL中，反馈可以包括以下参数：

-队列ID(至少UE承载标识，但也可以包括QFI或其他流指示器，可以增强队列粒度)，

-队列大小(长度)(以字节)，

-队列延迟(分组在传输之前在队列中停留的平均时间)。

队列延迟比队列大小有好处，因为它直接关系到QoS，与吞吐量没有直接关系，且是现代AQM技术使用的主要参数之一。队列大小单独对拥塞并不是真正有意义的，因为通常情况下，与拥塞无关，队列大小被期望与流的吞吐量成比例地缩放。因此，对于具有不同吞吐量的不同流，队列大小被期望与它们各自的吞吐量成比例。这主要是因为调度器中的排队/缓存必须容纳足够的数据，以便在给定的时间段(调度时间段)内进行传输。另一方面，队列延迟更具意义，因为它显示调度器在多大程度上不能及时发送分组，即，在多大程度上调度器被拥塞。

反馈可以从瓶颈节点发送到父节点。在一个选项中，为了避免传播瓶颈，该反馈应该在被接收到时立即被中继到父节点，直到施主节点。这可以缓解图6和图7中描述的问题。当中继该信息时，中间IAB节点可以聚合(添加)相应的队列长度和/或延迟，以便父节点或施主将具有下游队列长度/队列延迟的聚合视图。这种反馈可以被配置为基于触发的(具有滞后和/或禁止定时器，以避免经常发送反馈)，优选地，在MAC层，以用于向施主快速反馈。

虽然没有详细地示出构成网络部分的任何设备或装置，但是构成网络部分的任何设备或装置至少可以包括处理器、存储单元和通信接口，其中处理器器、存储单元和通信接口被配置为执行本发明中任何方面的方法。更多选项和选择如下所述。

本发明实施例的信号处理功能，尤其是gNB和UE可以使用相关领域技术人员已知的计算系统或架构来实现。计算系统，例如台式计算机、便携式计算机或笔记本计算机、手持式计算设备(PDA、蜂窝电话，掌上型电脑等)、大型机、服务器、客户端或任何其他类型的专用或通用计算设备，因可以适用或者适合于特定应用或者环境而可以被使用。计算系统可以包括一个或多个处理器，这些处理器可以使用诸如微处理器、微控制器或其他控制模块之类的通用或专用处理引擎来实现。

计算系统还可以包括用于存储要由处理器执行的信息和指令的主存储器，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)或其他动态存储器。此类主存储器也可以用于在执行要由处理器执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息。计算系统同样可以包括用于处理器的存储静态信息和指令的只读存储器(read only memory，ROM)或其他静态存储设备。

计算系统还可以包括信息存储系统，例如，其可以包括介质驱动器和可移动存储接口。介质驱动器可以包括驱动器或其他机制以支持固定或可移动存储介质，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光盘(compact disc，CD)、数字视频驱动器(digital video drive，DVD)、读或写驱动器(read or write drive，R或RW)或其他可移动或固定介质驱动器。例如，存储介质可以包括例如硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD或由介质驱动器读和写的其他固定或可移动介质。存储介质可以包括具有存储在其中的特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。

在可选实施例中，信息存储系统可以包括用于允许将计算机程序或其他指令或数据加载到计算系统中的其他类似组件。例如，这些组件可以包括可移动存储单元与接口，例如，程序卡盒与卡盒接口、可移动存储器(例如，闪存或者其他可移动存储器模块)与存储器插槽、以及允许软件和数据自可移动存储单元传输到计算系统的其他可移动存储单元与接口。

计算系统还可以包括一个通信接口。这种通信接口可用于允许软件和数据在计算系统和外部设备之间传输。一些实施例中，通信接口可以包括调制解调器、网络接口(例如以太网或其他NIC卡)、通信端口(例如，通用串行总线(universal serial bus，USB)端口)、PCMCIA插槽和卡等。通过通信接口传输的软件和数据以信号的形式传输，这些信号可以是电子的、电磁的、光学的或能够被通信接口介质接收的其他信号。

在本文中，术语‘计算机程序产品’、‘计算机可读介质’等可以通常用于指有形介质，例如存储器、存储设备或存储单元。这些和其他形式的计算机可读介质可以存储一个或多个指令以由包括计算机系统的处理器使用，以使处理器执行指定操作。这些指令，通常称为‘计算机程序代码’(其可以以计算机程序或其他分组的形式而被分组)，在被执行时使得计算系统能够执行本发明的实施例的功能。注意的是，本代码可以直接使得处理器执行指定操作、被编译为这样做、和/或与其他软件、硬件和/或固件元件(例如，用于执行标准功能的库)组合以这样做。

非暂时性计算机可读介质可包括以下中的至少一种：硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、EPROM，电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)和闪存。在一实施例中，使用软件实现元件的功能，软件可以存储在计算机可读介质中并使用例如可移动存储驱动器加载到计算系统中。当由计算机系统中的处理器执行时，控制模块(在该示例中，软件指令或可执行的计算机程序代码)使处理器执行本文所述的本发明的功能。

此外，本发明构思可以应用于用于执行网络元件内的信号处理功能的任何电路。进一步设想，例如，半导体制造商可以在独立设备的设计中使用本发明的构思，例如数字信号处理器(digital signal processor，DSP)或专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)的微控制器和/或任何其他子系统元件。

应当理解，为了清楚起见，上述描述参照单个处理逻辑描述了本发明的实施例。然而，本发明的概念可以通过多个不同的功能单元和处理器来同样地实现，以提供信号处理功能。因此，对特定功能单元的引用仅被视为对用于提供所述功能的适当装置的参考，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本发明各个方面可以以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。本发明可选择性地至少部分地实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器或诸如FPGA设备的可配置模块组件上运行的计算机软件。

因此，本发明实施例的元件和组件可以以任何合适的方式在物理上、功能上和逻辑上实现。实际上，可以在单个单元、多个单元中或作为其他一部分功能单元的来实现功能。尽管结合一些实施例描述了本发明，但并不打算局限于本文所述的特定形式。相反，本发明的范围仅受所附权利要求的限制。另外，尽管特征看起来可以结合特定实施例来描述，但是本领域技术人员将认识到所描述实施例的各种特征可以根据本发明进行任意的组合。在权利要求书中，术语“包括”不排除存在其他元件或步骤。

此外，尽管多个方法、元件或方法步骤被单独列出，这些方法、元件或方法步骤可以例如由单个单元或处理器实现。另外，尽管各个特征可以被包括在不同的权利要求中，但是这些仅仅可能是有益的组合，并且这些这特征包含在不同权利要求中的并不意味着这些特征的组合是不可行的和/或不利的。此外，包含在一个权利要求类别中特征并不意味着对该类别的限制，而是表明该特征在适当的情况下同样适用于其他权利要求类别。

此外，权利要求中的特征的顺序并不意味着必须以任何特定的顺序来执行特征，特别地，方法权利要求中的各个步骤的顺序并不意味着必须以该步骤顺序执行。相反，可以以任何合适的顺序执行这些步骤。此外，单数引用不排除多个引用。因此，对“一”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。

尽管结合一些实施例描述了本发明，但本发明并局限于本文所述的特定形式。相反，本发明的范围仅受所附权利要求的限制。另外，尽管特征看起来可以结合特定实施例来描述，但是本领域技术人员将认识到所描述实施例的各种特征可以根据本发明进行组合，本领域技术人员可以作出各种变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他元素的存在。

Claims

1.一种无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，其特征在于，所述无线通信网络包括支持核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，所述方法包括：

在所述网络的至少一个节点处，

接收至少一个业务流，所述至少一个业务流包括多个协议数据单元；

访问所述多个协议数据单元中每个的服务质量流标识；

使用所述服务质量流标识，以将所述多个协议数据单元分为至少一个服务质量流；以及

将主动队列管理应用于所述至少一个服务质量流，以管理所述无线通信网络中的业务流的拥塞。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述访问所述多个协议数据单元中每个的服务质量流标识包括：

从所述多个协议数据单元中每个的服务数据适配协议层头读取所述服务质量流标识。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述访问所述多个协议数据单元中每个的服务质量流标识包括：

从所述多个协议数据单元中每个的适配层读取所述服务质量流标识。

4.根据上述权利要求中任一项的方法，其特征在于，所述至少一个节点被配置有协议数据单元格式信息，以访问所述多个协议数据单元中每个的所述服务质量流标识。

5.一种无线通信网络中控制业务流拥塞的方法，其特征在于，所述无线通信网络包括支持核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，所述方法包括：

在所述网络的至少一个节点处，

访问所述多个协议数据单元中每个的至少一个流指示器；

使用流指示器，以将所述多个协议数据单元分为至少一个流；以及

将主动队列管理应用于所述至少一个流，以管理所述无线通信网络中的业务流的拥塞。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所述访问所述多个协议数据单元中每个的流指示器包括：

从所述多个协议数据单元中每个的适配层读取流指示器。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于，从适配层读取所述流指示器包括：

在所述适配层中所中继的F1-U接口中读取所述流指示器。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，所述F1-U接口包括GTP-U扩展头。

9.一种无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，其特征在于，所述无线通信网络包括支持核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，所述方法包括：

在所述网络的第一节点处，

接收至少一个业务流，所述至少一个业务流包括多个协议数据单元，

用丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元，

向所述网络的第二节点发送所述多个协议数据单元，所述多个协议数据单元包括标记的所述至少一个协议数据单元，以及

在所述网络的第二节点处，

接收所述多个协议数据单元，所述多个协议数据单元包括给所述网络的第二节点的标记的所述至少一个协议数据单元，

读取标记的协议数据单元的所述丢弃指令，丢弃与标记的所述协议数据单元相对应的服务数据单元，以创建业务拥塞指示器，以及

向所述业务流的发送器发送所述业务拥塞指示器，以管理所述无线通信网络中的业务流的拥塞。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述用丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元包括：

用所述丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元的分组数据汇聚协议层头。

11.根据权利要求10的一种方法，其特征在于，所述用所述丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元的分组数据汇聚协议层头包括：

在所述头中设置保留位，以指示所述丢弃指令。

12.根据权利要求10或11的方法，其特征在于，所述至少一个节点配置有协议数据单元格式信息，以访问所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元的分组数据汇聚协议层头。

13.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述用丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元包括：

用所述丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元的适配层头。

14.根据权利要求9或13的方法，其特征在于，所述用丢弃指令标记多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元包括：

用所述丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元的GTP-U扩展。

15.根据权利要求13或14的方法，其特征在于，用所述丢弃指令标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元的所述适配层头和所述GTP-U扩展包括：

在所述头和扩展中设置位，以指示所述丢弃指令。

16.根据先前权利要求的方法，其特征在于，当在IAB网络节点处中继分组时，所述丢弃指令被中继。

17.根据先前权利要求的方法，其特征在于，标记分组数据汇聚协议数据单元是通过移除所述分组数据汇聚协议数据单元的服务数据单元部分来实现的。

18.一种无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，其特征在于，所述无线通信网络包括支持核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，所述方法包括；

在所述网络的第一节点处，

接收至少一个业务流，所述至少一个业务流包括多个服务数据单元，

损坏所述多个服务数据单元中的至少一个服务数据单元的分组数据汇聚协议层SDU部分，

向所述网络的第二节点发送所述多个服务数据单元，所述多个服务数据单元包括损坏的所述至少一个服务数据单元，以及

在所述网络的第二节点处，

接收所述多个服务数据单元，所述多个服务数据单元包括给所述网络的第二节点的损坏的所述至少一个服务数据单元，

丢弃损坏的服务数据单元，以创建业务拥塞指示器，以及

向所述业务流的发送器发送业务拥塞指示器，以管理所述无线通信网络中的业务流的拥塞。

19.一种无线通信网络中管理业务流拥塞的方法，其特征在于，所述无线通信网络包括支持核心网络和用户设备之间的集成无线访问和回程的多个节点，所述方法包括

在所述网络的第一节点处，

用显式拥塞通知标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元，

在所述网络的第二节点处，

读取标记的协议数据单元的所述显式拥塞通知，并将所述显式拥塞通知中继到中央单元，

将标记的所述协议数据单元的显式拥塞通知映射到终端用户SDU的ECN字段，以管理所述无线通信网络中的业务流拥塞。

20.根据权利要求19的方法，其特征在于，对于UL，所述用显式拥塞通知标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元包括：

将所述显式拥塞通知添加到多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元中的AL头中。

21.根据权利要求19或20的方法，其特征在于，对于UL，所述用显式拥塞通知标记所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元包括：

将所述显式拥塞通知添加到所述多个协议数据单元中的至少一个协议数据单元中的GTP-U扩展。

22.一种基站，其特征在于，所述基站被配置为执行如权利要求1至21中任一项之方法。

23.根据权利要求9至21中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二节点是用户设备。