CN1798085A - 一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其核心为：检测无线通信网络的空中接口传输时延，根据所述空中接口传输时延调整无线链路控制子层发送缓存的大小。本发明能够根据空中接口传输时延动态、合理调整无线链路控制子层发送缓存的空间，一方面避免了发送缓存设置过小而引起的空中接口数据吞吐率下降和抖动现象，另一方面避免了发送缓存设置过大而引起的无线链路控制子层内存资源浪费、人为增加数据传输时延的现象，使本发明在充分保证空中接口吞吐率的同时节约了无线链路控制子层的内存资源、提高了数据传输速率；从而实现了节约通信系统资源，提高通信系统性能的目的。

Description

一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法。

背景技术

在UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network通用陆地无线接入网络)中，为保证数据的可靠传输，RLC(无线链路控制)子层往往会采用AM(Acknowledged Mode确认模式)进行数据传输，其工作示意图如附图1所示。

在图1中，上层将PDU传输至其对应的发送实体，PDU对于发送实体来说可称为SDU(服务数据单元)。发送实体将上层传输来的PDU组装为AMD(确认模式数据)PDU后，先存储在发送缓存如发送缓冲器中，然后，通过底层的无线信道传输至相应的接收实体。发送实体在接收到对端即接收实体传输来的正确接收的状态报告后，根据状态报告中承载的信息将发送缓冲器中对应存储的AMD PDU删除。

由于无线网络的空中接口传输时延大，误码率高等特点，在发送实体传输的数据无法及时得到接收实体的确认时，上层传输来的新数据包就只能存储在发送实体RLC子层发送缓存中。如果应用层使用的是TCP协议，按照TCP的慢启动机制：TCP发送数据指数增长期间，RLC子层从上层接收的数据量大于其本身的发送能力，同样会造成较多的数据滞留于RLC子层发送缓存中。在TCP发送数据线性增长时，TCP每收到一个确认只能发送一个报文段，此时，RLC子层从上层接收数据速率与RLC子层发送速率基本一致，致使RLC子层发送缓存中会始终滞留一定数量的数据。

合理设置RLC子层发送缓存的大小，是非常重要的。RLC子层发送缓存设置太小，在无线网络空中接口传输时延大时，会导致空中接口吞吐率下降和抖动；RLC子层发送缓存设置太大，则会造成RLC内存资源浪费，更为重要的是，发送缓存设置太大，空中接口的吞吐量不但没有改善，由于应用层的数据暂存在RLC子层进行2次发送，反而会人为增加数据传输时延。

仿真的RLC子层发送缓存大小与空中接口数据吞吐率、数据传输延时的关系如附图2所示。

在图2中，水平轴为RLC子层发送缓存大小，左侧垂直轴为空中接口数据吞吐率，右侧垂直轴为数据包传输时延。从图中两条曲线中的下面一条曲线可知，当指配速率为384k比特、RLC子层发送缓存大于48k比特时，数据传输时延会急剧上升，但空中接口数据吞吐率并没有得到太大的改善。

同时，在RLC子层发送缓存设置的过大时，如果网络或用户需要立即停止当前业务或发起新的业务请求时，RLC子层发送缓存的FIFO(First In First Out先进先出)机制，会导致停止请求或新的业务请求无法得到及时的响应。

目前，对RLC子层发送缓存大小的控制方法主要为：根据3GPP(3rdGeneration Partnership Project，第三代合作伙伴项目)的协议，RLC子层可以配置超时丢弃的丢弃时间，即如果RLC子层发送缓存中存储的数据在超过丢弃时间，还没有发送，则丢弃该数据，从而通过丢弃时间控制RLC子层发送缓存不会设置过大。

但是，由于丢弃时间是一个通过协议定义的静态值，且必须在业务建立的时候指定，而RLC子层发送缓存中存储的数据量与无线网络空中接口传输时延密切相关，如果采用一个静态数值来设置RLC子层发送缓存的大小，仍然会出现空中接口数据吞吐率下降、抖动或浪费内存资源、人为增加数据传输时延等现象。

综上所述，现有的这种RLC子层发送缓存大小的控制方法无法合理调整RLC子层发送缓存的大小，存在不能有效节约通信系统资源，不能有效改善通信系统性能等缺点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，通过根据空中接口传输时延来动态、合理调整无线链路控制子层发送缓存大小，实现了节约通信系统资源，提高通信系统性能的目的。

为达到上述目的，本发明提供的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，包括：

a、检测无线通信网络的空中接口传输时延；

b、根据所述空中接口传输时延调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

所述步骤a具体为：

无线链路控制子层发送实体根据数据的环回时间确定空中接口传输时延。

所述步骤a进一步包括：

所述发送实体根据预定个数的数据的环回时间平均值确定空中接口传输时延。

所述数据的环回时间为：所述发送实体接收到其对应的上层传输来的数据的时间与所述发送实体接收到对端传输来的该数据已被对端正确接收的状态报告的时间差值。

所述数据包括：服务数据单元。

所述步骤a进一步包括：

所述发送实体记录接收到其对应的上层传输来的服务数据单元的时间；

所述发送实体根据对端传输来的状态报告承载的信息确定已被对端完整正确接收的服务数据单元，并记录接收到相应的状态报告的时间；

所述发送实体在确定预定个数的服务数据单元已被对端完整正确接收时，根据所述各服务数据单元分别对应的记录时间、所述预定个数确定服务数据单元的平均环回时间；

将所述平均环回时间确定为空中接口传输时延。

所述方法还包括：获取所述发送实体与其上层间的业务最大速率；

且所述步骤b进一步包括：

根据所述业务最大速率与空中接口传输时延的乘积调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

所述方法还包括：设置时延比例因子；

且所述步骤b进一步包括：

根据所述业务最大速率、时延比例因子与空中接口传输时延的乘积调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

通过上述技术方案的描述可知，本发明根据空中接口传输时延来动态调整无线链路控制子层发送缓存的大小，在空中接口传输时延大时，能够相应增加无线链路控制子层发送缓存的空间，避免了发送缓存设置过小而引起的空中接口吞吐率下降和抖动现象，在空中接口传输时延小时，能够相应减小发送缓存的空间，避免了发送缓存设置过大而引起的无线链路控制子层内存资源浪费、人为增加数据发送时延的现象；通过已被完整、正确接收的服务数据单元的环回时间来确定空中接口传输时延，使检测空中接口传输时延的方法易于实现；通过根据上层传输到发送实体的业务最大速率、时延比例因子、平均环回时间来确定发送缓存的大小，使发送缓存的大小得到了合理的设置，使本发明在保证空中接口数据吞吐率的同时，避免了无线链路控制子层内存资源浪费、人为增加数据传输时延的现象；从而通过本发明提供的技术方案实现了节约无线链路控制子层内存资源，提高通信系统性能的目的。

附图说明

图1是现有技术的RLC AM模式工作示意图；

图2是仿真的RLC子层发送缓存大小与空中接口数据吞吐率、数据传输延时的关系示意图；

图3是本发明的无线链路控制的发送缓存大小的控制方法流程图。

具体实施方式

无线网络的空中接口传输时延一般会随着误码、传输承载等因素的变化而不断变化，由于无线链路控制子层发送缓存在无线网络的空中接口传输时延大时，会存储大量的数据，在无线网络的空中接口传输时延小时，其存储的数据会相应减少，那么，如果根据空中接口传输时延来相应调整无线链路控制子层发送缓存的大小，则能够有效避免空中接口数据吞吐率下降、抖动、浪费无线链路控制子层内存资源、人为增加数据传输时延等现象。因此，本发明的核心是：检测无线网络的空中接口传输时延，根据所述空中接口传输时延调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的描述。

本发明检测空中接口传输时延可以通过获取数据环回时间来确定，数据环回时间可以通过发送实体接收到上层传输来的数据的时间和发送实体接收到对端传输来的该数据已被正确接收的状态报告的时间之差来确定。

为避免空中接口传输时延的突发性波动、频繁调整发送缓存的大小，本发明采用预定个数的数据环回时间的平均值来确定一段时间内无线网络的空中接口传输时延。

下面以服务数据单元的数据环回时间为例对本发明的方法进行说明。

发送实体在接收到上层传输来的SDU时，记录接收到该SDU的时间，发送实体在接收到对端传输来的接收状态报告时，记录接收到该接收状态报告的时间。

发送实体根据接收状态报告中承载的信息如序列号等判断是否存在一个完整的SDU被对端正确接收，如果存在一个完整的SDU被对端完整的正确接收时，发送实体可根据记录的该正确接收的SDU的两个时间之差，得到该正确接收的SDU环回时间。本发明可以根据预定个数的被对端完整正确接收的SDU环回时间的平均值来确定空中接口传输时延。预定个数可根据通信系统的实际情况确定。

在确定了空中接口传输时延后，可根据空中接口传输时延唯一确定一个对应的预定值，该预定值即为RLC子层发送实体中的发送缓存的大小，根据该预定值对发送缓存的大小进行调整。

根据空中接口传输时延唯一确定一个对应的预定值的方法可以为：确定发送实体的上层与发送实体之间的业务最大速率，如上层将数据传输到RLC子层发送实体的业务最大速率，将业务最大速率与空中接口传输时延相乘，得到的数值即可以作为发送实体的发送缓存的大小，根据该数值来调整发送缓存的大小。

考虑到有线网络的数据传输时延，本发明还可以设置时延比例因子，将业务最大速率、时延比例因子与空中接口传输时延相乘，得到的数值作为发送实体的发送缓存的大小，根据该数值来调整RLC子层发送缓存的大小。

本发明可在每次确定有预定个数的被对端完整正确接收的SDU时，调整RLC子层发送缓存的大小，这样，可使RLC子层发送缓存的存储空间能够根据一段时间内的空中接口传输时延得到动态的、合理设置，一方面避免了RLC子层发送缓存设置过小而引起的空中接口吞吐率下降和抖动现象，另一方面避免了RLC子层发送缓存设置过大而引起的无线链路控制子层内存资源浪费、人为增加数据发送时延的现象。

下面结合附图3对本发明的RLC子层发送缓存大小的调整方法进行详细说明。

在图3中，步骤300，设置时延比例因子Factor、获取上层传输到发送实体的业务最大速率MaxRate和预定个数WindowSize。开始为预定个数记数，如果使用记数器，则预定个数的记数器复位，设定记数器的初始值为预定个数。

到步骤310，RLC子层接收到上层传输来的SDU时，记录当前时间，即ReceiveTime(m)，其中m表示RLC子层发送实体接收到的第m个SDU。RLC子层将SDU组装成AMD PDU后通过底层按照协议操作步骤传输至对端的RLC子层接收实体。当RLC子层发送实体接收到对端接收实体传输来的接收状态报告时，到步骤320，根据接收状态报告中承载的信息如sn(序列号)判断是否存在一个完整的SDU被对端接收，如果不存在一个完整的SDU被对端正确接收，继续对RLC子层发送实体接收的接收状态报告进行判断，直到确定存在一个完整的SDU被对端正确接收。

到步骤330，RLC子层发送实体记录收到序列号为sn接收状态报告的时间，即ConfirmTime(n)，其中n表示RLC子层发送实体接收到对端传输来的第n个完整正确接收的状态报告。

到步骤340，RLC子层发送实体确定ConfirmTime(n)对应SDU，再确定发送实体接收到上层传输该SDU的时间，设定其为ReceiveTime(n)，计算两者的时间差值Delta(n)：

Delta(n)＝ConfirmTime(n)-ReceiveTime(n)

同时，记数器的记数值减小1。

到步骤350，判断记数器的记数值是否为0，如果记数值不为0，继续对记数值进行判断，直到记数值为0，到步骤360，计算预定个数的SDU的平均环回时间AverageTime，即：

$\mathrm{AverageTime}=\frac{1}{\mathrm{WindowSize}}\underset{n=1}{\overset{\mathrm{WindowSize}}{\mathrm{\Σ}}}\left(\mathrm{ConfirmTime}\right[n]-\mathrm{ReceiveTime}[n\left]\right)$

到步骤370，计算预定值MaxBuffer，即

MaxBuffer＝MaxRate×Factor×AverageTime，并根据MaxBuffer调整RLC子层发送实体发送缓存的大小。记数器复位，重新开始为预定个数记数。到步骤320，，继续对RLC子层发送实体接收的接收状态报告进行判断，开始下一次的RLC子层发送缓存大小的调整过程。

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，本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (10)

1、一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，包括：

a、检测无线通信网络的空中接口传输时延；

b、根据所述空中接口传输时延调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

2、如权利要求1所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述步骤a具体为：

无线链路控制子层发送实体根据数据的环回时间确定空中接口传输时延。

3、如权利要求2所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括：

所述发送实体根据预定个数的数据的环回时间平均值确定空中接口传输时延。

4、如权利要求2或3所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述数据的环回时间为：所述发送实体接收到其对应的上层传输来的数据的时间与所述发送实体接收到对端传输来的该数据已被对端正确接收的状态报告的时间差值。

5、如权利要求4所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述数据包括：服务数据单元。

6、如权利要求5所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括：

所述发送实体记录接收到其对应的上层传输来的服务数据单元的时间；

所述发送实体根据对端传输来的状态报告承载的信息确定已被对端完整正确接收的服务数据单元，并记录接收到相应的状态报告的时间；

所述发送实体在确定预定个数的服务数据单元已被对端完整正确接收时，根据所述各服务数据单元分别对应的记录时间、所述预定个数确定服务数据单元的平均环回时间；

将所述平均环回时间确定为空中接口传输时延。

7、如权利要求6所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述发送实体与其上层间的业务最大速率；

且所述步骤b进一步包括：

根据所述业务最大速率与空中接口传输时延的乘积调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

8、如权利要求7所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述方法还包括：设置时延比例因子；

且所述步骤b进一步包括：

根据所述业务最大速率、时延比例因子与空中接口传输时延的乘积调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

9、如权利要求1、2或3所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述发送实体与其上层间的业务最大速率；

且所述步骤b进一步包括：

根据所述业务最大速率与空中接口传输时延的乘积调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

10、如权利要求9所述的一种无线链路控制子层发送缓存大小的调整方法，其特征在于，所述方法还包括：设置时延比例因子；

且所述步骤b进一步包括：根据所述业务最大速率、时延比例因子与空中接口传输时延的乘积调整无线链路控制子层发送缓存的大小。

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