CN1592173A - Cdma系统中的拥塞控制的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种CDMA系统中的拥塞控制的方法和装置。该方法包括步骤：获取所述系统的负载状态；判断所述获取的负载状态所处的负载区间，其中，所述负载区间包括负载慢速控制区间和正常控制区间；判断负载是否可以改变；如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述慢速控制区间且负载可以改变，缓慢改变负载状态到预定负载区间；如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述快速控制区间，改变负载状态到稳定状态。利用本发明可减少拥塞，避免过多的降低非实时业务的服务等级，减小拥塞振荡的概率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及CDMA系统中的拥塞控制的方法和装置。
背景技术
为了便于本领域一般技术人员理解本发明，将本说明书中使用的术语列表如下：
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access 宽带码分多址接入
RNC Radio Network Controller 无线网络控制器
CC Congestion Control 拥塞控制
MAC Media Access Control 媒体接入控制
TFC Transport Format Combination 传输格式组合
TFS Transport Format Set 传输格式集
码分多址(Code Division Multiple Access，简称“CDMA”)系统是一个功率受限系统，当基站的下行总发射功率，或者上行总接收功率达到一定程度后，会导致系统不稳定，如此时不进行控制，就可能导致掉话，甚至会威胁下行/上行的覆盖。拥塞控制算法应当尽量避免系统达到拥塞状态，在拥塞后，能使系统尽快恢复到正常状态。
在宽带码分多址(Wideband Code Division MultipleAccess，简称“WCDMA”)系统中，当无线网络控制器(RadioNetwork Controller，简称“RNC”)检测到拥塞后，立即将所有的非实时数据业务的速率降到最小，以降低负载；如果此后仍处于拥塞状态，则再选择实时业务强制掉话，直到系统稳定；稳定后一段时间后，将所有非实时数据业务的数据速率恢复到拥塞前的水平。
虽然该方法可以解决系统的拥塞，但是，
1、该方法没有在拥塞之前进行控制，以尽量避免系统达到拥塞，使系统的拥塞概率增加了。
2、当拥塞状况不是很严重时，只需要将非实时数据业务的速率适度降低就可以使系统回到正常状态，该方法立即将所有非实时数据业务的速率降到最小，调整幅度过大，降低了非实时业务的服务等级。从负载角度来看，使调整后的负载低于拥塞对应的负载水平很多，浪费了系统的容量。
3、当系统处于稳定状态一段时间后，该方法将所有非实时业务的数据速率恢复到拥塞前的水平。可能导致的拥塞振荡，使系统在拥塞和稳定状态间来回振荡。图1所示为现有技术方案可能导致的拥塞振荡示意图。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺点，提供一种CDMA系统中的拥塞控制的方法和装置，用于在快到拥塞之前进行控制，在拥塞状况不是很严重时，将非实时数据业务的速率适度降低就使系统回到正常状态，减少可能的拥塞振荡
本发明提供一种CDMA系统中的拥塞控制的方法，包括步骤：
获取所述系统的负载状态；
判断所述获取的负载状态所处的负载区间，其中，所述负载区间包括负载慢速控制区间和正常控制区间；
判断负载是否可以改变；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述慢速控制区间且负载可以改变，缓慢改变负载状态到预定负载区间；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述快速控制区间，改变负载状态到稳定状态。
可选地，所述快速控制区间包括拥塞区间，为负载大于第一预定门限的区间；所述慢速控制区间包括负载小于第一预定门限的区间。
优选地，所述慢速控制区间包括：负载小于第一预定门限不小于第二预定门限的调整区间；负载小于正常状态的第三预定门限的正常区间。
可选地，方法包括步骤：在负载处于所述调整区间且负载可以改变，缓慢降低负载到小于第二预定门限；如果负载不可以改变，维持原状态。
优选地，方法包括步骤：在负载处于所述正常区间且负载可以改变时，缓慢增加负载到大于第三预定门限；如果负载不可以改变，维持原状态。
可选地，所述增加和/或降低负载通过媒体接入控制(MAC)层传输格式组合(TFC)的选择来实现非实时业务数据速率的控制；或通过传输信道的重新配置实现控制。
优选地，在负载处于所述调整区间时，如果当前非实时数据业务的速率不全为0，负载可以改变，慢速降低所述非实时数据业务的速率；否则，负载不可改变；
在负载处于所述正常区间时，如果当前非实时数据业务的速率不全为最大，负载可以改变，慢速升高非实时业务的速率；否则，负载不可改变。
可选地，所述如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述快速控制区间，改变负载状态的步骤包括：
如果当前非实时数据业务的速率不全为0，则对所有非实时业务启动快速降速控制；
如果当前非实时数据业务的速率全为0，则随机选择实时业务掉话。
优选地，所述增加和/或降低负载通过媒体接入控制(MAC)层传输格式组合(TFC)的选择来实现非实时业务数据速率的控制后的每次慢速降速率、快速降速率和升速率操作后对应的TFS分别为：
(公式2)
(公式3)
其中，
为小于x的
中的最大值；limit_coeff_low_down、limit_coeff_fast_down和、limit_coeff_up分别表示慢速降速、快速降速和升速率的限制系数，这些系数是一个小于1的数；
所述通过传输信道的重新配置实现控制后的慢速降速、快速降速和升速率时的速率选择满足公式4、5、6：
(公式5)
limit_coeff_low_down、limit_coeff_fast_down和、limit_coeff_up分别表示慢速降速、快速降速和升速率的调整幅度，这些幅度是一个大于等于1的整数。
本发明还提供一种CDMA系统中的拥塞控制的装置，包括：
获取装置，用于获取所述系统的负载状态；
判断装置，用于判断所述获取的负载状态所处的负载区间，其中，所述负载区间包括负载慢速控制区间和正常控制区间，其中，包括判断负载状态是否可以改变的装置，用于根据当前非实时业务数据速率判断负载是否可以改变；
负载状态调整装置，用于调整负载状态，其中，
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述慢速控制区间且负载可以改变，缓慢改变负载状态到小于第二预定门限的预定负载区间；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为拥塞区间，改变负载状态到稳定状态。
利用本发明，
1、可以在拥塞前就对非实时业务的数据速率进行速度较慢的控制，尽可能避免拥塞。
2、拥塞后，以较快的速度逐步降低非实时业务的数据速率，避免过多的降低非实时业务的服务等级。
3、如果所有非实时业务的数据速率都降为最低后，仍处于拥塞状态，则随机选择实时业务掉话，直到系统处于稳定状态。
4、拥塞解除时，逐步恢复非实时业务的数据速率，减小拥塞振荡的概率。
附图说明
图1所示为现有技术方案可能导致的拥塞振荡示意图；
图2示出了本发明实施例的拥塞控制原理示意图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。
图2示出了本发明实施例的拥塞控制原理示意图。在本发明中，新设立一个门限2，即拥塞前限制非实时数据业务速率的门限，该门限位于门限1(拥塞门限)和门限3(稳定门限)，本发明的实施例的控制流程如下，当负载超过门限2时，开始慢速限制非实时数据业务的速率，直到降低到门限2以下。当负载超过门限1时，如出现突发拥塞，系统开始快速降低非实时数据业务的速率，当负载降低到门限3后，认为系统的拥塞状态解除，回到正常状态，开始逐步恢复非实时业务的速率，以保证这些业务的质量。这三个门限之间满足：门限1＞门限2＞门限3。
在WCDMA系统中，RNC监测小区的负载，本发明的实施例用于WCDMA系统中，按照以下流程处理：
1)如果发现负载在门限2和门限1之间
a)并且当前非实时数据业务的速率不全为0，则对所有非实时业务启动慢速降速控制；
b)并且当前非实时数据业务的速率全为0，则不进行任何操作；
2)如果发现负载在门限1以上
a)并且当前非实时数据业务的速率不全为0，则对所有非实时业务启动快速降速控制；
b)并且当前非实时数据业务的速率全为0，则随机选择实时业务掉话；
3)如果发现负载在门限3以下
a)并且当前非实时数据业务的速率不全为最大，则对所有非实时业务启动升速控制；
b)并且当前非实时数据业务的速率全为最大，则不进行任何操作。
本发明中，通过媒体接入控制(Media Access Control，简称“MAC”)层传输格式组合(Transport Format Combination，简称“TFC”)的选择来实现非实时业务数据速率控制。非实时数据业务的TFC选择通过速率限制系数limit_coeff来实现。
将没控制之前非实时业务允许的传输格式集(TransportFormat Set，简称“TFS”)用集合表示为其中，0对应0数据速率，TFmax对应允许的最大数据传输速率，各TF按照升序排列。当前的每次慢速降速率、快速降速率和升速率操作后对应的TFS分别为公式1、2、3所示：
(公式1)
(公式2)
上面三个公式中，
为小于x的
中的最大值；limit_coeff_low_down、limit_coeff_fast_down和、limit_coeff_up分别表示慢速降速、快速降速和升速率的限制系数，该系数是一个小于1的数，设置不同的系数可以控制上升或下降速度的快慢。
在降速率时，如果TFcur＝0，或在升速率时，如果TFcur＝TFmax，则保持当前的TFS不变。
虽然本发明的实施例中公开了这种方法，应知道，本发明可以采用其它的MAC层TFC选择而达到升降速率目的的方法。
另外，为了保证系统的稳定，升降速率可以采用更慢的策略，如慢速降速、快速降速和升速率的限制系数可以采取每次固定调整一个预定级数或采用其它函数的系数，如指数系数等，以根据需要控制变化的速率。
在这个实施例中，也可以将负载分为4个区间，分别对应小于门限3，不小于门限3且小于门限2，不小于门限2且小于门限1和大于门限1，然后，根据负载所处的区间确定控制方法。
虽然这个实施例使用了3个门限，应该知道，可以设定更多的门限，以对应负载的不同状态，例如，不同状态对应不同的调整速率等。
在本发明的另一个实施例中，为了更少的出现拥塞振荡现象，升速率时采用更慢的策略，不采用升速系数，每次MAC层都只将非实时业务的数据速率上升n等级，n是大于等于1的整数。上升n等级的意思是指：调整后的TFS为
即将实施例一中的步骤3.a)改变成“并且当前非实时数据业务的速率不全为最大，则将所有非实时业务的最大允许速率往上提升若干等级，如果某个非实时业务调整后的数据速率达到或超过最大，则取最大速率”，其它步骤不变。实际上还可以改变步骤步骤1.a)和步骤3.a)，使速率变化符合系统的环境要求。
例如，还可以将实施例一中的步骤1.a)改变成：并且当前非实时数据业务的速率不全为0，则对所有非实时业务启动慢速降速控制，将所有非实时业务的速率往下降低若干等级，如果某个非实时业务调整后的数据速率达到或超过0，则取0。
还可以将实施例一中的步骤2.a)改变成：并且当前非实时数据业务的速率不全为0，则对所有非实时业务启动快速降速控制，将所有非实时业务的速率往下降低预定等级，如果某个非实时业务调整后的数据速率达到或超过0，则取0。
通常，步骤2.a)中改变的预定等级数大于步骤1.a)和步骤3.a)中改变的等级数，这可以根据系统要求和环境选择。
在又一个实施例中，非实时业务降速和升速的控制不通过TFC选择完成，而是通过传输信道重配置来实现。其处理流程与上面的实施例相同，在慢速降速、快速降速和升速率时重配置后的速率选择按照公式4、5、6来处理：
(公式5)
(公式6)
其中，limit_coeff_low_down、limit_coeff_fast_down和、limit_coeff_up分别表示慢速降速、快速降速和升速率的调整幅度，该幅度是一个大于等于1的整数。
当降速率时，如果TFcur＝0，当升速率时，如果TFcur＝TFmax，则保持当前的TFS不变；当降速率时，如果TFcur≠0且TFcur-limit_coeff_low_down＜0或者TFcur≠0且TFcur-limit_coeff_fast_down＜0，则TFSchange＝{0}，当升速率时，如果TFcur≠TFmax且TFcur+limit_coeff_up＞TFmax，则
本发明的实施例中的CDMA系统中的拥塞控制的装置，包括：
获取装置，用于获取所述系统的负载状态；
判断装置，用于判断所述获取的负载状态所处的负载区间，其中，所述负载区间包括负载慢速控制区间和正常控制区间，其中，包括判断负载状态是否可以改变的装置，用于根据当前非实时业务数据速率判断负载是否可以改变；
负载状态调整装置，用于调整负载状态，其中，
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述慢速控制区间且负载可以改变，缓慢改变负载状态到小于第二预定门限的预定负载区间；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为拥塞区间，改变负载状态到稳定状态。
本发明的最大优点在于：当拥塞解除后，非实时业务数据速率上升时是通过传输信道重配置来完成的，而传输信道重配置可以经过同在RNC中的准入控制算法，准入控制依据当前的负载状况，当负载较高时，不允许往大数据速率重配置，从而极大地避免了拥塞振荡发生的概率。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，例如，虽然以WCDMA描述本发明，应该知道，CDMA2000，TD-SCDMA，LASCDMA及目前使用的IS-95的CDMA系统均可使用本发明，本发明可以用于任何需要进行功率控制的系统，因此，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。
Claims (10)
1.一种CDMA系统中的拥塞控制的方法，其特征在于，包括步骤：
获取所述系统的负载状态；
判断所述获取的负载状态所处的负载区间，其中，所述负载区间包括负载慢速控制区间和快速控制区间；
判断负载是否可以改变；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述慢速控制区间且负载可以改变，则缓慢改变负载状态到预定负载区间；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述快速控制区间，改变负载状态到稳定状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述快速控制区间包括拥塞区间，为负载大于第一预定门限的区间；所述慢速控制区间包括负载小于第一预定门限不小于第二预定门限的调整区间；负载小于正常状态的第三预定门限的正常区间。
3.如权利要求2所述的方法，包括步骤：在负载处于所述调整区间且负载可以改变，缓慢降低负载到小于第二预定门限；如果负载不可以改变，维持原状态。
4.如权利要求2或3所述的方法，包括步骤：在负载处于所述正常区间且负载可以改变时，缓慢增加负载到大于第三预定门限；如果负载不可以改变，维持原状态。
5.如权利要求2或3或4或5所述的方法，其中，
在负载处于所述调整区间时，如果当前非实时数据业务的速率不全为0，负载可以改变，慢速降低所述非实时数据业务的速率；否则，负载不可改变；
在负载处于所述正常区间时，如果当前非实时数据业务的速率不全为最大，负载可以改变，慢速升高非实时业务的速率；否则，负载不可改变。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述快速控制区间，改变负载状态的步骤包括：
如果当前非实时数据业务的速率不全为0，则对所有非实时业务启动快速降速控制；
如果当前非实时数据业务的速率全为0，则随机选择实时业务掉话。
7.如权利要求2或3或4所述的方法，其中，所述增加和/或降低负载通过媒体接入控制(MAC)层传输格式组合(TFC)的选择来实现非实时业务数据速率的控制；或通过传输信道的重配置实现控制。
8.如权利要求7所述的方法，其中，
所述增加和/或降低负载通过媒体接入控制(MAC)层传输格式组合(TFC)的选择来实现非实时业务数据速率的控制后的每次慢速降速率、快速降速率和升速率操作后对应的TFS分别为：
(公式1)
(公式2)
其中，
为小于x的
中的最大值；limit_coeff_low_down、limit_coeff_fast_down和、limit_coeff_up分别表示慢速降速、快速降速和升速率的限制系数，这些系数是一个小于1的数。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述通过传输信道重配置实现慢速降速、快速降速和升速率的速率选择满足公式4、5、6：
(公式4)
(公式5)
(公式6)
limit_coeff_low_down、limit_coeff_fast_down和、limit_coeff_up分别表示慢速降速、快速降速和升速率的调整幅度，这些幅度是一个大于等于1的整数。
10.一种CDMA系统中的拥塞控制的装置，其特征在于，包括：
获取装置，用于获取所述系统的负载状态；
判断装置，用于判断所述获取的负载状态所处的负载区间，其中，所述负载区间包括负载慢速控制区间和快速控制区间，所述判断装置包括判断负载状态是否可以改变的装置，用于根据当前非实时业务数据速率判断负载是否可以改变；
负载状态调整装置，用于调整负载状态，其中，
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为所述慢速控制区间且负载可以改变，缓慢改变负载状态到小于第二预定门限的预定负载区间；
如果所述获取的负载状态所处的负载区间为拥塞区间，改变负载状态到稳定状态。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA03155475XA CN1592173A (zh) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Cdma系统中的拥塞控制的方法和装置 |
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| CNA03155475XA CN1592173A (zh) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Cdma系统中的拥塞控制的方法和装置 |
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| CN201010142172A Division CN101815318A (zh) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Cdma系统中的拥塞控制的方法和装置 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN1592173A true CN1592173A (zh) | 2005-03-09 |
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ID=34598140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA03155475XA Pending CN1592173A (zh) | 2003-08-30 | 2003-08-30 | Cdma系统中的拥塞控制的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1592173A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100411359C (zh) * | 2005-12-21 | 2008-08-13 | 华为技术有限公司 | 一种流媒体数据发送方法和装置 |
| CN102368859A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-03-07 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种适用于无线传感器网络的信道自适应多速率调整方法 |
-
2003
- 2003-08-30 CN CNA03155475XA patent/CN1592173A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100411359C (zh) * | 2005-12-21 | 2008-08-13 | 华为技术有限公司 | 一种流媒体数据发送方法和装置 |
| CN102368859A (zh) * | 2011-08-12 | 2012-03-07 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种适用于无线传感器网络的信道自适应多速率调整方法 |
| CN102368859B (zh) * | 2011-08-12 | 2014-09-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种适用于无线传感器网络的信道自适应多速率调整方法 |
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