CN1257621C - 无线链路控制层中发送窗口调整的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线链路控制层中发送窗口调整的方法，由RLC发送端对无线链路带宽使用情况进行控制，根据自身变量关系定期判断是否需要调整发送窗口，如果带宽使用效率下降，由RLC发送端根据自身变量关系计算发送窗口尺寸并对发送窗口尺寸进行调整，可以避免Window Size SUFI的信息丢失时发送窗口得不到及时调整的缺陷，并且可以快速的调节发送窗口，达到了最大最及时利用无线带宽的目的。

Description

无线链路控制层中发送窗口调整的方法

技术领域

本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)蜂窝移动通信系统中的无线链路控制，尤其是无线链路控制层中发送窗口调整的方法。

背景技术

根据3GPP TS 25.322的协议“Radio Link Control(RLC)protocolspecification(无线链路控制协议规范)”的规定，WCDMA系统中无线链路控制(RLC)协议控制着无线链路数据包的发送。RLC协议是一种基于滑动窗口的控制协议(如图1所示)。

图1中，RLC发送端有交差斜线的方块是指对端确认已经没有收到需要重新发送的数据包，有阴影的方块表示等待对端确认的数据包，空白方块表示没有占用的缓存。RLC接收端有交差斜线的方块表示对端发送丢失需要重新接收的数据包，有阴影的方块表示已经收到的数据包，空白方块表示没有占用的缓存。

RLC协议基本变量说明如下：

Configured_Tx_Window_Size：上层协议层配置给RLC发送端的发送窗口的初始值，也是最大的发送窗口尺寸。单位以PDU(协议数据单元)的个数表示。RLC发送端根据该变量申请发送缓存。

VT(S)：发送状态变量。该值表示要发送的下个PDU的序号(除重传的PDU)；

VT(A)：确认状态变量。该值表示下个等待接收端确认的连续的PDU的序号；

VT(MS)：最大发送状态变量。PDU序号大于等于该值将不允许发送。VT(MS)＝VT(A)+VT(WS)；

VT(WS)：发送窗口的尺寸。初始值也是最大值为Configured_Tx_Window_Size，最小值为1(或其他上层配置的值)，VT(WS)在这个范围内变化。

Configured_Rx_Window_Size：上层协议层配置给RLC接收端的初始接收窗口的尺寸。单位以PDU的个数表示。RLC接收端根据该变量申请接收缓存。

VR(R)：接收状态变量。该值表示要接收的下个连续的PDU的序号；

VR(H)：最高期望接收状态变量。表示期望接收的最高PDU的序号；

VR(MR)：最大允许接收的状态变量。PDU的序号大于等于该值将被RLC接收端拒绝接收。

VR(MR)＝VR(R)+Configured_Rx_Window Size。

RLC接收端通过状态包PDU(Status PDU)通知RLC发送端某些包已经被收到，某些包没有被收到，RLC发送端收到这些状态PDU后，改变VT(A)的值，从而推动VT(MS)的向前滑动，保证数据不断的被发送。

当RLC发送端检测到某个PDU没有被对端应答，如图1中RLC发送端交叉斜线所示的方块。那么就会导致VT(S)不断增加直到VT(MS)，不再发送序号大于等于VT(MS)的数据。

当RLC接收端检测到某个PDU没有收到，如图1中RLC接收端交叉斜线所示的方块。那么就会导致VR(H)不断增加直到VR(MR)，不再接收序号大于等于VR(MR)的数据。

在现有协议规定中是RLC接收端根据自身的接收缓存情况控制RLC发送端发送数据的窗口大小，从而控制无线链路的带宽使用。其方法是在Status PDU中包含Window Size SUFI信息发送到RLC的发送端，WindowSize SUFI是RLC接收端根据自身的接收缓存情况控制RLC发送端发送数据的窗口大小，从而控制无线链路的带宽使用。Window Size SUFI构成如下：

TYPE＝WINDOW
	WSN

TYPE

长度：4bit，当TYPE＝0001时表示WINDOW。

WSN

长度：12bit，用来改变RLC发送端的发送窗口的尺寸。

当RLC发送端收到Window Size SUFI后，将改变VT(WS)为WSN。若WSN＝0，则该SUFI丢弃；若WSN＞Configured_Tx_Window_Size，则VT(WS)取Configured_Tx_Window_Size。当无线链路恶化时，会有数据丢失，导致RLC接收端缓存加大，RLC接收端此时通过Window Size SUFI来减少RLC发送端的数据发送，通知RLC发送端减少VT(WS)，从而减小发送窗口，避免数据的拥塞。当RLC接收端检测到接收缓存的可用空间在不断增加，达到某些门限值的时候(如图2所示，此时所有重传的包已经收到，RLC接收端没有缓存占用)，同样通过Window Size SUFI，通知RLC发送端增加VT(WS)，从而加大发送窗口，避免数据链路的带宽利用效率下降。

按不同的业务的实际测量情况，一些非实时数据业务的PDU丢弃率可以容忍到10％，在良好的无线环境下，协议规定的丢弃率不超过0.7％，所以相比较而言，Window Size SUFI丢失的概率是较高的。

但是按照协议规定发送端不对无线链路带宽使用情况进行监测，只在接收到接收端发来的Window Size SUFI信息时，根据信息要求调整窗口大小，这样在Window Size SUFI丢失时发送端不会主动进行窗口调整。在链路由恶劣状态向良好的状态转化的时候，一旦RLC接收端要求RLC发送端增加发送窗口的Window Size SUFI信息丢失，发送端不进行窗口调整，Window Size SUFI的触发在RLC协议中没有统一的标准，触发一次以后就有可能过很长时间才触发，尤其在无线质量变好，丢包率下降的情况下甚至不再触发，在这段时间即使无线链路良好，无线链路也可能按很低的速率发送数据，将会造成很严重的无线链路的速率下降。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种无线链路控制层中发送窗口调整的方法，有效克服现有技术中完全依靠接收端控制无线链路带宽使用状况，在Window Size SUFI信息丢失时，无法及时调整发送窗口，导致无线链路控制协议带宽使用效率下降的缺陷。

本发明提供的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，由RLC发送端对无线链路带宽使用情况进行控制，定期判断是否需要调整发送窗口，如果带宽使用效率下降，由RLC发送端对发送窗口尺寸进行调整。

RLC发送端定期判断是否需要调整发送窗口包括以下步骤：

步骤一：根据无线链路情况设置门限值N，

步骤二：RLC发送端定期检测自身的变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size的比例关系K，比例关系K表示VT(S)和VT(A)的相对距离占Configured_Tx_Window_Size的比例，

步骤三：比较K与门限值N，如果K＜N需要调整发送窗口，否则返回步骤二。

RLC发送端对发送窗口尺寸进行调整包括以下步骤：

步骤一：RLC发送端确定无线链路可以满足的发送窗口尺寸W，

步骤二：比较RLC发送端表示发送窗口尺寸的变量VT(WS)与W的关系，如果VT(WS)＜W，则置VT(WS)＝W。

本发明的有益效果是：RLC发送端可以不依赖于RLC接收端WindowSize SUFI的信息，根据自身的状态变量来判断链路带宽使用情况，调整窗口尺寸也由发送端确定，可以避免Window Size SUFI的信息丢失时发送窗口得不到及时调整的缺陷，并且可以快速的调节发送窗口，达到了最大最及时利用无线带宽的目的。

附图说明

图1是无线链路控制协议的示意图

图2是RLC接收端通过包含Window Size SUFI的Status PDU通知RLC发送端改变发送窗口的示意图

图3是本发明方法的流程图

具体实施方式

结合附图对本发明进一步详细说明：

本发明通过RLC发送端定期检测自身变量的一些关系加以推断RLC接收端的缓存状况。如图1所示，当RLC的发送端有数据PDU被确认丢失(如图中发送缓存中有交差斜线的方块)，则VT(A)和VT(S)之间的相对距离逐渐拉大，发送端的发送缓存占用量在不断的增加。而在RLC接收端也由于有数据PDU丢失(如图中接收缓存中有交差斜线的方块)，VR(R)和VR(H)之间的相对距离逐渐拉大，接收端的接收缓存占用量也在不断的增加，但是由于链路的延时效应，VR(H)不会超过VT(S)，VT(A)的值不会超过VR(R)，也就是说VR(R)和VR(H)的相对距离一定不会超过VT(A)和VT(S)之间的相对距离。

即

(4096+VT(S)-VT(A))mod 4096≥(4096+VR(H)-VR(R))mod 4096对于一般的RLC协议参数的配置Configured_Rx_Window_Size≥Configured_Tx_Window_Size协议3GPP TS 25306中指出RLC发送缓存根据发送窗口来申请，RLC接收缓存根据接收窗口来申请，而Configured_Tx_Window_Size和Configured_Rx_Window_Size作为RLC发送窗口和接收窗口的初始值，在无线资源建立的时候，必然根据Configured_Tx_Window_Size来申请发送缓存，根据Configured_Rx_Window_Size来申请接收缓存。那么我们就可以通过RLC发送端定期检测自身的变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size的比例关系K推测出RLC接收端的缓存占用情况。

即使

Configured_Rx_Window_Size＜Configured_Tx_Window_Size也可以通过加权因子P的调整来修正VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size的比例关系K。当K与某个门限值N满足某种比较关系时(如小于)，RLC发送端就可以认为RLC接收端的缓存占用较少，检测自身的发送窗口的大小值VT(WS)，如果小于无线链路可以满足的发送窗口大小W，就说明无线带宽没有充分利用，需要将VT(WS)置为无线链路可以满足的发送窗口大小W。

该方案具体的实现步骤如下，如图3所示。

步骤1：

设置门限值N。门限值N的设定一般较小，根据无线链路发送窗口和传输速率的要求估算，推荐10左右，进入步骤2。

步骤2：

RLC发送端定期检测是否收到Window Size SUFI，若收到进入步骤8，否则进入步骤3。

步骤3：

RLC发送端定期检测自身的变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size的比例关系K，比例关系K表示VT(S)和VT(A)的相对距离占Configured_Tx_Window_Size的比例。然后进入步骤4。

步骤4：

当K与门限值N比较结果指示出需要增加发送窗口时进入步骤5，否则进入步骤2。

步骤5：

RLC发送端根据自身的变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size，计算无线链路可以满足的发送窗口尺寸W，或者RLC发送端事先建立好K与W的对应关系，直接根据K值确定对应的发送窗口尺寸W，然后进入步骤6。

步骤6：

比较RLC发送端表示发送窗口尺寸的变量VT(WS)与W的关系，若满足某种关系，如VT(WS)＜W，进入步骤7，不满足这种关系进入步骤2。

步骤7：

置VT(WS)＝W，进入步骤2。

步骤8：

置VT(WS)为最近一次收到的Window Size SUFI中的WSN值，进入步骤2继续检测。

RLC发送端实体在整个运行态中一直进行该过程，一直持续到RLC发送端实体消亡。

下面举个具体的例子：

以下一种特定的计算公式及其对应的判断条件，不能视为对本专利要求的限制或约束。

计算K值的方法如下

$K=\frac{(4096+\mathrm{VT}\left(S\right)-\mathrm{VT}\left(A\right))\mathrm{mod}4096}{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}*100*p$

K圆整后使用，若K＞100，则K＝100；

其中P为加权因子，满足如下条件

$p=\frac{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Rx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}},p\≠0$

无线链路可以满足的发送窗口大小W

$W=\frac{(100-K)*\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}{100*p}$

W圆整后使用。

设定阈值N＝10，当K＜N时增加发送窗口的尺寸。

Configured_Tx_Window_Size＝512：

Configured_Rx_Window_Size＝512；

RLC发送端检测到VT(WS)＝1，

VT(S)＝VT(A)＝300。

实现过程如下：

步骤1：

阈值N＝10。进入步骤2。

步骤2：没有收到Window size SUFI，进入步骤3。

步骤3：

定期检测K值，此时K＝0。进入步骤3。

步骤4：

确认K与N的比较关系是否满足增加窗口尺寸的条件，由于K＜N，所以需要增加发送窗口的尺寸。进入步骤5。

步骤5：

计算W值，W＝Configured_Tx_Window_Size＝512。进入步骤6。

步骤6：

比较VT(WS)，W的值，VT(WS)＜W。进入步骤7。

步骤7：

VT(WS)＝Configured_Tx_Window_Size＝512；进入步骤2继续检测。

Claims (7)

1.无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于无线链路控制发送端对无线链路带宽使用情况进行控制，定期判断是否需要调整发送窗口，如果带宽使用效率下降，由无线链路控制发送端对发送窗口尺寸进行调整，其中无线链路控制发送端定期判断是否需要调整发送窗口包括以下步骤：

步骤一：根据无线链路情况设置门限值N，

步骤二：无线链路控制发送端定期检测自身的变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size的比例关系K，比例关系K表示VT(S)和VT(A)的相对距离占Configured_Tx_Window_Size的比例，

步骤三：比较K与门限值N，如果K＜N需要调整发送窗口，否则返回步骤二。

2.如权利要求1所述的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于所述的门限值N根据无线链路发送窗口和传输速率的要求估算。

3.如权利要求1所述的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于所述的比例关系K可按照如下公式计算：

$K=\frac{(4096+\mathrm{VT}\left(S\right)-\mathrm{VT}\left(A\right))\mathrm{mod}4096}{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}*100*p$

K圆整后使用，若K＞100，则K＝100；

其中P为加权因子，满足如下条件

$p=\frac{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Rx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}},p\≠0.$

4.如权利要求1所述的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于无线链路控制发送端对发送窗口尺寸进行调整包括以下步骤：

步骤(1)：无线链路控制发送端确定无线链路可以满足的发送窗口尺寸W，

步骤(2)：比较无线链路控制发送端表示发送窗口尺寸的变量VT(WS)与W的关系，如果VT(WS)＜W，则置VT(WS)＝W。

5.如权利要求4所述的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于步骤(1)无线链路控制发送端确定发送窗口尺寸W可以根据自身的变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size计算，或者无线链路控制发送端事先建立好变量VT(S)、VT(A)、Configured_Tx_Window_Size的比例关系K与W的对应关系，直接根据K值确定对应的发送窗口尺寸W。

6.如权利要求5所述的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于发送窗口尺寸W可按照如下公式计算：

$W=\frac{(100-K)*\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}{100*p}$

其中P为加权因子，

$p=\frac{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Tx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}}{\mathrm{Configured}\_\mathrm{Rx}\_\mathrm{Window}\_\mathrm{Size}},p\≠0.$

7.如权利要求1所述的无线链路控制层中发送窗口调整的方法，其特征在于无线链路控制发送端在判断是否需要调整发送窗口时，先定期检测是否收到窗口尺寸超级域，如果收到将VT(WS)置为最近一次收到的窗口尺寸超级域中的WSN值，然后继续监测是否收到窗口尺寸超级域，如果未收到再开始判断是否需要调整发送窗口。

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