CN112469085A - 5g基站f1-u接口下行流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种5G基站F1‑U接口下行流量控制方法包括：步骤1，周期统计gNB‑DU侧各承载的Buffer使用率和丢包率；步骤2，根据统计信息，计算各承载期望的Buffer大小；步骤3，根据承载优先级依次为F1‑U接口分配Buffer大小；步骤4，gNB‑DU通知gNB‑CU‑UP更新F1‑U接口的Buffer大小。本发明所述5G基站F1‑U接口下行流量控制方法根据实际空口速率，动态调整RLC反馈的buffer大小，使得F1‑U下行流量趋同于空口流量，避免gNB‑DU侧Buffer size会被占满导致的F1‑U侧丢包；根据承载优先级，全局动态调整每个承载的buffer size，避免低优先级承载挤占高优先级承载的buffer size。

Description

5G基站F1-U接口下行流量控制方法

技术领域

本发明涉及5G通信技术领域，具体涉及一种5G基站F1-U接口下行流量控制方法。

背景技术

F1-U接口是gNB-CU-UP和gNB-DU之间标准用户面接口，gNB-CU-UP包含PDCP实体，gNB-DU包含RLC实体，F1-U接口主要有两种数据帧：

1.DL USER DATA帧：传送PDCP实体到RLC实体的用户数据，也就是PDCP PDU；

2.DL DATA DELIVERY STATUS帧：传送RLC实体到PDCP实体的反馈，也就是下行数据传输状态反馈及控制。

其中，F1-U接口下行流量控制可以通过DL DATA DELIVERY STATUS帧中的Desiredbuffer size for the data radio bearer字段来进行控制，通过这个字段，RLC实体告诉PDCP实体当前期望的Buffer大小。

现有产品不做流量控制，gNB-DU反馈给gNB-CU-UP的buffer size始终填写为最大，实际产品gNB-DU侧总的buffer size是固定大小，存在如下问题：

1.如果F1-U下行流量超过空口流量，DU侧Buffer size会被占满，导致F1-U侧丢包，影响UE侧PDCP窗口滑动，造成时延抖动及PDCP丢包；

2.承载间相互影响，低优先级承载可能占据过多的buffer size，导致高优先级承载可用的buffer size过小。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种5G基站F1-U接口下行流量控制方法。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种5G基站F1-U接口下行流量控制方法，包括：

步骤1，RLC实体周期统计gNB-DU侧各承载的Buffer使用率和丢包率；

步骤2，根据统计信息，每个RLC实体计算其承载期望的Buffer大小；

步骤3，F1-U Buffer分配模块根据承载QoS优先级依次为每个承载分配F1-UBuffer大小；

步骤4，gNB-DU通知gNB-CU-UP更新F1-U接口的Buffer大小。

进一步地，步骤1中包括：

步骤1.1，gNB-DU侧建立各承载，并设置其实际分配缓存,如下式(1)所示：

Buffer_alloc＝Buffer_1……(1)，

步骤1.2，周期统计各承载的Buffer使用率以及丢包率。

进一步地，步骤2中包括：

步骤2.1，根据统计信息，如丢包率>0，则如下式(2)所示：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1+Ratio_1)……(2)，

上式(2)中，Buffer_need表示期望缓存，Ratio_1表示丢包时，Buffer的增加比例，否则，转到步骤2.2；

步骤2.2，如Buffer使用率>Thrsh_1，则如下式(3)所示：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1+Ratio_2)……(3)，

上式(3)中，Thrsh_1表示Buffer使用率高门限，Ratio_2表示Buffer使用率高时，Buffer的增加比例，否则，转到步骤2.3；

步骤2.3，如Buffer使用率<Thrsh_2，则如下式(4)所示：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1-Ratio_3)……(4)，

上式(4)中，Thrsh_2表示Buffer使用率低门限，Ratio_3表示Buffer使用率低时，Buffer的降低比例。

进一步地，步骤3中，根据承载优先级，依次为gNB-DU侧分配各承载的F1-U接口的Buffer_alloc大小，gNB-DU侧总的Buffer大小为BufferSize-Total，剩余的缓存大小为BufferSize-Left。

进一步地，步骤3中包括：

步骤3.1，如当前gNB-DU侧承载的Buffer_need<BufferSize-Left，则当前承载的Buffer_alloc＝Buffer_need；更新BufferSize-Left(更新后)＝BufferSize-Left(更新前)-Buffer_need，否则，转到步骤3.2；

步骤3.2，当前gNB-DU侧承载的Buffer_alloc＝gNB-DU-BufferSize-Left；否则，转到步骤3.3；

步骤3.3，当前gNB-DU侧承载的Buffer_alloc＝0。

与现有技术相比，本发明的优越效果在于：

1、本发明所述的5G基站F1-U接口下行流量控制方法，根据实际空口速率，动态调整RLC反馈的buffer大小，使得F1-U下行流量趋同于空口流量，避免gNB-DU侧Buffer size会被占满导致的F1-U侧丢包；

2、本发明所述的5G基站F1-U接口下行流量控制方法，根据承载优先级，全局动态调整每个承载的buffer size，避免低优先级承载挤占高优先级承载的buffer size。

附图说明

图1是本发明实施例1中5G基站F1-U接口下行流量控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请所述5G基站F1-U接口下行流量控制方法的关键技术在于：

根据实际空口速率，动态调整RLC(Radio Link Control，无线链路层控制协议)反馈的buffer大小，使得F1-U下行流量趋同于空口流量，避免gNB-DU侧Buffer size会被占满导致的F1-U侧丢包；

根据承载优先级，全局动态调整每个承载的buffer size，避免低优先级承载挤占高优先级承载的buffer size。

由此，解决了F1-U下行流量大于空口流量的问题；解决了低优先级承载挤占高优先级承载的buffer size的问题。

实施例1

如图1所示，所述5G基站F1-U接口下行流量控制方法包括：

步骤1，周期统计gNB-DU侧各承载的Buffer使用率和丢包率；

步骤2，根据统计信息，计算各承载期望的Buffer大小；

步骤3，根据承载优先级依次为F1-U接口分配Buffer大小；

步骤4，gNB-DU通知gNB-CU-UP更新F1-U接口的Buffer大小。

在本实施例的步骤1中，对于每个承载，需要维护如下3个统计变量：总的收包数(total_receive_packet_cnt)；总的Buffer使用率(total_buffer_used_ratio)和总的丢包次数(total_drop_packet_cnt)，标记当前承载的分配Buffer大小为Buffer_alloc。

每个统计周期开始后，根据收包和发包结果更新统计变量：

如果收到一包大小为packet_size数据包时，记buffer_used_size为当前已使用buffer大小，计算并更新如下统计变量：

total_receive_packet_cnt(更新后)＝total_receive_packet_cnt(更新前)+1；

如果buffer_used_size+packet_size>Buffer_alloc,则更新丢包次数:

total_drop_packet_cnt(更新后)＝total_drop_packet_cnt(更新前)+1；

否则，即buffer_used_size+packet_size<＝Buffer_alloc，更新总的buffer使用率:

buffer_used_size(更新后)＝buffer_used_size(更新前)+packet_size，Total_buffer_used_ratio＝buffer_used_size(更新后)/Buffer_alloc。

如果发送一包大小为packet_size数据包时，计算并更新如下统计变量：

buffer_used_size(更新后)＝buffer_used_size(更新前)-packet_size。

每个统计周期结束时，计算丢包率和Buffer使用率，并初始化统计量：

本周期的丢包率＝total_drop_packet_cnt/total_receive_packet_cnt；

本周期的Buffer使用率＝total_buffer_used_ratio/(total_receive_packet_cnt-total_drop_packet_cnt)。

在本实施例的步骤3中，每个承载的QoS优先级主要由QCI(Qos ClassIndication)和轮询优先级(RR_Priority)两个参数确定：

QCI是业务数据固有参数，每个承载都会配置对应的QCI值，QCI越小，优先级越高；

如果QCI相同，则轮询优先级越高，QoS优先级就越高，每个承载每个周期更新其轮询优先级：RR_Priority＝(RR_Priority+1)％N，N为小区最大承载数。

实施例2

在本实施例中，以基站有1个下行承载RB_1为例，对本申请中的控制方法进行阐述，所述控制方法包括：

步骤S1.1：gNB-DU侧建立承载RB_1,分配其实际分配缓存：

Buffer_alloc＝Buffer_1……(1)，

分配缓存后周期统计承载RB_1的Buffer使用率以及丢包率；

步骤S1.2：每个周期结束，根据步骤S1.1的统计信息，计算承载RB_1的期望缓存Buffer_need：

步骤S1.21：如丢包率>0，则：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1+Ratio_1)……(2)；

否则，转到步骤S1.22；

步骤S1.22：如Buffer使用率>Thrsh_1,则：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1+Ratio_2)……(3)；

否则，转到步骤S1.23；

步骤S1.23：如Buffer使用率<Thrsh_2,则：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1-Ratio_3)……(4)；

步骤S1.3：F1-U Buffer分配模块根据承载QoS优先级，分配承载RB_1的Buffer_alloc大小，gNB-DU侧总的Buffer大小为BufferSize-Total，剩余的缓存大小BufferSize-Left；

步骤S1.31：如RB_1当前承载的Buffer_need<BufferSize-Left，则RB_1当前承载的Buffer_alloc＝Buffer_need，更新BufferSize-Left(更新后)＝BufferSize-Left(更新前)-Buffer_need，否则，转到步骤S1.32；

步骤S1.32：RB_1当前承载的Buffer_alloc＝gNB-DU-BufferSize-Left；否则，转到步骤S1.33；

步骤S1.33：当前承载的Buffer_alloc＝0；

步骤S1.4：gNB-DU通知gNB-CU-UP更新承载RB_1的F1-U Buffer＝Buffer_alloc。

实施例3

在本实施例中，以基站有2个下行承载RB_1和RB_2为例，其中RB_1优先级高于RB_2，对本申请中的控制方法进行阐述，所述控制方法包括：

步骤S2.1：gNB-DU侧建立两个承载RB_1和RB_2，分配其实际分配缓存Buffer_alloc(i)＝Buffer(i)，之后周期统计承载RB_1和RB_2的Buffer使用率以及丢包率，其中，i表示承载ID(取值1或者2)；

步骤S2.2：每个周期结束，根据步骤S2.1的统计信息，计算承载RB_1和RB_2的期望缓存Buffer_need(i)：

步骤S2.21：如丢包率>0，则：

Buffer_need(i)＝Buffer_alloc(i)*(1+Ratio_1)，

否则，转到步骤2b；

步骤S2.22：如Buffer使用率>Thrsh_1,则：

Buffer_need(i)＝Buffer_alloc(i)*(1+Ratio_2)，

否则，转到步骤2c；

步骤S2.23：如Buffer使用率<Thrsh_2,则

Buffer_need(i)＝Buffer_alloc(i)*(1-Ratio_3)；

步骤S2.3：F1-U Buffer分配模块根据承载QoS优先级，依次分配承载RB_1和RB_2的Buffer_alloc大小，gNB-DU侧总的Buffer大小为BufferSize-Total，剩余的缓存大小BufferSize-Left；

步骤S2.31：如当前承载的Buffer_need(i)<BufferSize-Left，则当前承载的Buffer_alloc(i)＝Buffer_need(i)；更新BufferSize-Left(更新后)＝BufferSize-Left(更新前)-Buffer_need(i)，否则，转到步骤3b；

步骤S2.32：当前承载的Buffer_alloc(i)＝gNB-DU-BufferSize-Left；否则，转到步骤S2.33；

步骤S2.33：当前承载的Buffer_alloc(i)＝0；

步骤S2.4：gNB-DU通知gNB-CU-UP更新承载RB_1和RB_2的F1-U Buffer＝Buffer_alloc(i)。

在上述任意一个实施例中，统计周期需要考虑各种业务流量模型及典型时延，一般可取值为100ms～1s之间。

在上述任意一个实施例中，F1-U接口是gNB-DU和gNB-CU-UP两个子系统的接口。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (5)

1.一种5G基站F1-U接口下行流量控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，RLC实体周期统计gNB-DU侧各承载的Buffer使用率和丢包率；

步骤2，根据统计信息，每个RLC实体计算其承载期望的Buffer大小；

步骤3，F1-U Buffer分配模块根据承载QoS优先级依次为每个承载分配F1-U Buffer大小；

步骤4，gNB-DU通知gNB-CU-UP更新F1-U接口的Buffer大小。

2.根据权利要求1所述的5G基站F1-U接口下行流量控制方法，其特征在于，步骤1中包括：

步骤1.1，gNB-DU侧建立各承载，并设置其实际分配缓存，如下式(1)所示：

Buffer_alloc＝Buffer_1……(1)，

步骤1.2，周期统计各承载的Buffer使用率以及丢包率。

3.根据权利要求2所述的5G基站F1-U接口下行流量控制方法，其特征在于，步骤2中包括：

步骤2.1，根据统计信息，如丢包率>0，则如下式(2)所示：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1+Ratio_1)……(2)，

上式(2)中，Buffer_need表示期望缓存，Ratio_1表示丢包时，Buffer的增加比例，否则，转到步骤2.2；

步骤2.2，如Buffer使用率>Thrsh_1，则如下式(3)所示：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1+Ratio_2)……(3)，

上式(3)中，Thrsh_1表示Buffer使用率高门限，Ratio_2表示Buffer使用率高时，Buffer的增加比例，否则，转到步骤2.3；

步骤2.3，如Buffer使用率<Thrsh_2，则如下式(4)所示：

Buffer_need＝Buffer_alloc*(1-Ratio_3)……(4)，

上式(4)中，Thrsh_2表示Buffer使用率低门限，Ratio_3表示Buffer使用率低时，Buffer的降低比例。

4.根据权利要求3所述的5G基站F1-U接口下行流量控制方法，其特征在于，步骤3中，根据承载优先级，依次为gNB-DU侧分配各承载的Buffer_alloc大小，gNB-DU侧总的Buffer大小为BufferSize-Total，剩余的缓存大小为BufferSize-Left。

5.根据权利要求4所述的5G基站F1-U接口下行流量控制方法，其特征在于，步骤3中包括：

步骤3.1，如当前gNB-DU侧承载的Buffer_need<BufferSize-Left，则当前承载的Buffer_alloc＝Buffer_need；更新BufferSize-Left(更新后)＝BufferSize-Left(更新前)-Buffer_need，否则，转到步骤3.2；

步骤3.2，当前gNB-DU侧承载的Buffer_alloc＝gNB-DU-BufferSize-Left；否则，转到步骤3.3；

步骤3.3，当前gNB-DU侧承载的Buffer_alloc＝0。

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