背景技术
宽带码分多址(WCDMA)移动通信领域中,多媒体广播和组播(MBMS)业务被普遍使用。
MBMS,作为WCDMA增强广播业务的演进,在3GPP Release 6的协议版本中被定义。它提供在无线网络中一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务,实现网络资源共享,提高网络资源的利用率,尤其是无线资源。MBMS实现高速多媒体业务的广播和组播,使IP多播数据可以在无线接入网中进行点到多点的传递。为了获得MBMS承载业务在RAN中的最优传输,3GPP在RAN中规范了多项技术,如点到多点(p-t-m)传输,层1/选择性合并(L1/Selective combining)和传输格式选择(p-t-m与p-t-p之间)。点到多点(p-t-m)传输可以让所有定制同一MBMS业务的用户在一个传输信道(FACH)上接收相同数据。由于同一小区组(cellgroup)里的所有小区在同一时刻发送相同的数据,因此用户(UE)可以接收相邻小区的同一MBMS业务的数据进行L1层或选择性合并,选择何种合并方式根据小区同步的情况来定。
在3GPP无线接入网(RAN)工作组2的第40次会议中已经明确了MBMS是一种“尽力而为”(best effort)业务。与UE专用业务,尤其是实时业务相比,它的优先级更低。因此,在小区拥塞的情况下,MBMS业务传输会被调整至非常低的比特速率甚至是零速率。这样,在拥塞小区和相邻小区之间,MBMS业务的传输变得失同步(de-synchronization)了,L1/选择性合并也不可能继续实施。在3GPP协议规范(3GPP TS25.346)中已经规定了,如果属于同一个MBMS小区组的相邻小区中的MBMS传输发生了失同步,则控制RNC(CRNC)需要执行重同步操作使得UE能在这些小区间执行选择性合并。
现有技术中提出的现有技术有两种重同步的方案:
方案1):
调整相邻小区的数据传输使得与拥塞小区速率一致。调整相邻小区的数据传输使得与拥塞小区一致意味着重同步的动作仅仅在相邻小区而不是服务小区中实施。方案1有两种可实现的途径:
a)在拥塞缓解后重绕(rewinding)相邻小区传输的数据
b)同拥塞小区一样降低比特速率
比较途径b),由于引入了RLC层协议数据单元(PDU)的重复发送,途径a)可以获得更低的PDU错误率,但是这种重复发送是多余的。方案1会引入一种“波纹效应”,因为所有“相邻小区”的邻近小区都会调整各自的数据传输使得各自所属的UE能执行L1/选择性合并。这样,同一小区组的所有小区的相应MBMS业务都会受影响而迟延。
方案2):调整拥塞小区的数据传输使得与相邻小区的传输点或速率一致。调整拥塞小区的数据传输使得与相邻小区一致意味着重同步的动作仅仅在服务小区而不是相邻小区中实施。方案2有两种可实现的方式:
c)拥塞结束后丢弃已经在相邻小区发送过的RLC PDU,而从与相邻小区相同的PDU开始发送
d)拥塞结束后加快数据传输速率以赶上相邻小区的业务传输
在途径c)不发送那些已经在相邻小区中发送过的协议数据单元。对于那些靠近基站有很好的小区覆盖而不实行L1/选择性合并的UE,一旦发送小区拥塞,则一部分PDU就会丢失,即对于这些UE来说,MBMS服务的一个会话中的若干片断不能到达,尽管这个重同步的途径是最简单的。
方案2只影响拥塞小区的数据传输,而不会延迟整个小区组的数据传输,尤其是途径c),在小区拥塞结束后可以最快地获得重同步,而取得L1/选择性合并的全部增益。由于当我们实施重同步操作时,我们希望一方面最快的传输速率能够保持,另一方面对周围小区的影响最小。基于这一点,方案2要优于方案1。
在现有技术中的上述两个方案中,拥塞/重同步的处理过程中都是CRNC扮演着主要的角色和执行者,而UE始终没有参与并只是被动地接收被降低速率的,重复发送的或是被升高速率的数据。由于拥塞发生时刻CRNC和小区所属UE没有消息交互过程,因此一方面UE并没有被触发去搜索其它相邻小区的信道分支来替代当前小区的接收分支进行L1/选择性合并,另一方面,CRNC并不知晓拥塞小区所覆盖的区域内有多少UE可以接收其它小区分支,另有多少UE无法接收。这样,在拥塞缓解后无法根据这些先验信息来选择对UE接收数据影响最小的重同步方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,在MBMS业务传输过程中如果发生小区拥塞而必须调整MBMS业务的速率,则如何在拥塞的服务小区中发送这些数据,并如何在拥塞状况缓解之后进行重同步的操作。
因此,本发明的目的是提供一种通过在CRNC和UE之间的消息交互过程来解决小区拥塞问题并在拥塞缓解后实现重同步的技术方案。
本发明的基本思想是,增加一条CRNC到UE的信令,CELLCONGESTED ANNOUNCEMENT,通过该条信令,CRNC告知所属并接收MBMS业务的UE当前服务小区拥塞,将调整业务传输速率,服务小区与周围小区数据传输不再同步。对于那些正采用L1/选择性合并的UE可以继续选择其它小区执行合并,对于那些没采用L1/选择性合并的UE可以通过发送信令,NO COMBINING BRANCH RESPONSE,反馈给CRNC。CRNC统计反馈消息的UE数目,判定在拥塞状态下MBMS业务数据发送的方式,用低速率,低发射功率还是用p-t-p模式补偿。在拥塞状况缓解后,CRNC根据先前的传输方式,决定采用的重同步的方案,是采用途径c)还是途径d)。避免出现无法估量的UE丢失数据包的情况,和避免出现消耗很多的功率和无线资源的情况。
区别于现有技术的创新点在于:
i.增加两条CRNC和UE之间的信令;
ii.CRNC通告UE服务小区拥塞,UE选择其它小区执行合并维持数据接收;
iii.UE告知CRNC无法接收其它小区链路,CRNC统计反馈消息的UE数目,决定拥塞状态下数据发送的方式;
在拥塞状况缓解后,CRNC根据拥塞时的传输方式,选择重同步的方案;
根据本发明的第一方面,提供一种在移动通信网络的控制无线网络控制器(CRNC)中用于解决多媒体广播和组播(MBMS)业务中小区拥塞的方法,其中,在一个服务小区中发生拥塞,所述方法包括以下步骤:
发送一条由CRNC到该小区所属并正在接收MBMS业务的用户设备(UE)的信令,用以告知所述UE当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率;
接收来自未采用层1/选择性合并的UE的反馈信息;
统计反馈消息的UE数目;
基于所述统计的反馈信息的UE数目来控制以适合方式在拥塞状态下发送数据。
根据本发明的第二方面,提供了一种在移动通信网络中用于解决多媒体广播和组播(MBMS)业务中小区拥塞的控制无线网络控制器(CRNC),其中,在一个服务小区中发生拥塞,所述控制无线网络控制器包括:
一个信令发送装置,用于发送一条由CRNC到该小区所属并正在接收MBMS业务的用户设备(UE)的信令,用以告知所述UE当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率。
一个信令接收装置,用于接收来自未采用层1/选择性合并的UE的反馈信息;
一个累计装置,用于统计反馈消息的UE数目;
一个控制装置,用于基于所述统计的反馈信息的UE数目来以适合的方式来控制在拥塞状态下数据的发送。
根据本发明的第三方面,提供了一种在移动通信网络的用户设备(UE)中用于解决多媒体广播和组播(MBMS)业务中小区拥塞的方法,其中,在所述用户设备正在接收MBMS业务,而在其所在的当前服务小区中发生拥塞,所述方法包括:
接收来自控制无线网络控制器(CRNC)的一条信令,所述信令指示当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率;
检测邻近的传输同样MBMS业务的小区是否有适合于选择合并的链路;
如果所述邻近小区没有适合于选择合并的链路,在RACH信道上向CRNC发送应答消息,告知未能执行层1/选择性合并操作。
根据本发明的第四方面,提供了一种在移动通信网络中用于解决多媒体广播和组播(MBMS)业务中小区拥塞的用户设备(UE),其中,在所述用户设备正在接收MBMS业务,而在其所在的当前服务小区中发生拥塞,所述用户设备包括:
一个信令接收装置,用于接收来自控制无线网络控制器(CRNC)的一条信令,所述信令指示当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率;
一个检测装置,用于检测邻近的传输同样MBMS业务的小区是否有适合于选择合并的链路;
一个信令发送装置,用于在所述邻近小区没有适合于选择合并的链路的情形下,在RACH信道上向CRNC发送应答消息,告知未能执行层1/选择性合并操作。
与现有技术不同的,本发明的关键之处在于,在小区拥塞时刻增加一个CRNC和UE的交互信令,使得UE能获知服务小区拥塞的发生并主动搜寻邻近小区信道,增加接收分支来替换本小区的分支。如果不能接收邻近小区分支,则通过反向信道告知CRNC。通过本发明描述的方法和过程,CRNC在小区拥塞结束后可以选择最简单的途径来最快获得重同步,并且对拥塞/重同步小区的UE接收MBMS数据影响最小。
具体实施方式
下面参考附图,并结合具体实施例对本发明作详细描述。应当理解,本发明并不限于具体实施例。
图1示出根据本发明的移动通信网络的拓扑图,其中包括一个控制无线控制器(CRNC)1和在一个出现拥塞的小区中的多个用户设备(UE)(其中为简明起见,仅给出一个用户设备的附图标记)2,与现有技术相比,本发明在CRNC 1和UE 2中增加了一条双向信令信道SI,当小区出现拥塞时,CRNC 1告知当前拥塞小区所属的并接收MBMS业务的UE:当前服务小区拥塞,将调整业务传输速率,服务小区与周围小区数据传输不再同步。在接收到来自CRNC 1的该通知信息之后,正在接收MBMS业务的UE 2主动搜寻邻近小区信道,增加接收分支来替换本小区的分支(也即L1/选择性合并)。如果不能接收邻近小区分支,则通过反向信道告知CRNC 2。
在MBMS业务传输过程中,小区之间重同步的目的是为了使得UE能在这些小区之间继续实施L1/选择性合并。L1/选择性合并的过程如下:
1.UE在MTCH信道上接收数据
2.UE测量服务小区信道质量
3.一旦小区质量低于某一个设定的门限值,则UE测量相邻小区并选择某一小区的链路分支
4.UE在MCCH信道上获得该小区MBMS业务的信息和链路的信息,执行L1/选择性合并
软切换/更软切换中,如果UE 2不在软切换区域中,即UE 2靠近基站,在服务小区就有很好的链路质量,并且没有其它小区的超过门限的测量报告,则UE不会进行软切换。同样,如果没有其它小区的超过门限的链路,UE 2也不会自主地执行L1/选择性合并。为了使得UE 2在小区拥塞过程中尽量能接收到数据,希望大多数的UE立刻测量相邻小区,能发现一个或两个小区的链路可作为接收分支。
因此,在本发明中,一旦拥塞发生MBMS业务作为低优先级服务将被降速率或暂停,则CRNC第一步要做的是,
a)CRNC 1通过一条双向信令信道向该小区所属UE 2发送Uu接口信令(小区拥塞通知),指示UE 2当前服务小区发生拥塞,将调整MBMS业务传输。
当UE接收到该消息,则
b)UE 2立刻检测邻近的传输同样MBMS业务的小区,如果参考设定的门限值(例如CPICH信道的码片能量比噪声功率,Ec/No),某一个或两个相邻小区的链路适合选择性合并,则UE 2接收这一(两)个分支。
如果测量结果是没有一个小区的链路适合选择性合并,则UE 2通过该双向信令信道告知CRNC 1,它不能接收相邻小区的MBMS数据。
c)UE 2在RACH信道上向CRNC 1发送应答消息(没有合并分支应答),告知CRNC它的测量结果显示没有一个邻近小区的信道功率超过门限。如果UE 2在空闲模式(idie mode)下,则UE 2先发起RRC连接建立过程。
CRNC 1收集这些应答消息,并统计那些靠近基站而不能接收其它邻近小区分支数据的UE个数,
d)如果统计的个数超过预定义的门限,CRNC 1在拥塞小区的调整策略为,继续使用p-t-m模式,但降低MBMS业务传输的比特速率,或者降低S-CCPCH信道的发射功率使其只覆盖很小的范围;
e)如果统计的个数低于预定义的门限,CRNC 1在拥塞小区的调整策略为,对那些反馈消息的用户,传输模式从p-t-m切换至p-t-p,原来的在公共信道上传输的MBMS业务停止。
上述的本发明所述的MBMS业务传输过程中拥塞处理的实施可参见附图2。
图2描述了小区拥塞时MBMS业务传输调整的信令流程。该信令流程的目的是CRNC通知UE小区拥塞发生。小区拥塞通知包含了一个状态指示。UE接收到拥塞状态指示后,测量相邻小区。如果没有一个合适的分支可接收,UE在RACH信道发送无合并分支应答消息给CRNC。如果UE在idle模式下,则发起RRC连接建立无合并分支应答消息包含了MBMS业务标识。根据从UE的反馈,CRNC决定在拥塞小区的MBMS传输调整方案。
根据本发明的基本思想,拥塞小区的MBMS传输调整实施方案可按如下不同的情况进行:
A.如果拥塞小区还有前向功率可提供给MBMS业务,则
A.1如果统计反馈消息的UE个数低于预定义的门限,CRNC将那些反馈消息的用户,传输模式从p-t-m切换至p-t-p,停止公共信道上传输的MBMS业务;
A.2如果统计反馈消息的UE个数超过预定义的门限,CRNC继续使用p-t-m模式,但降低S-CCPCH信道的发射功率使其只覆盖很小的范围(例如40%);
B.如果拥塞小区已没有前向功率可提供给MBMS业务,则CRNC停止在公共信道上传输MBMS业务。
在上述的实施方案中,判断是否还有足够的前向功率提供给MBMS业务的依据是该功率能否使公共信道S-CCPCH覆盖预期的范围(例如40%)。预定义的门限定义为,在上述预期的覆盖范围内采用p-t-m模式和p-t-p模式会消耗相同的前向发射功率的UE个数。
根据本发明的基本思想,拥塞缓解后小区的重同步实施方案可按如下不同的情况进行:
A.如果拥塞时有p-t-p模式的链路补偿,或只是降低覆盖而保持了比特速率,则可以采用前述的重同步途径c)的方法,拥塞结束后丢弃已经在相邻小区发送过的RLC PDU,而从与相邻小区相同的PDU开始发送。途径c)的方法如图2所示。
B.如果拥塞时MBMS业务的传输速率降到很低,直至为零,则可以采用前述的重同步途径d)的方法,拥塞结束后加快数据传输速率以赶上相邻小区的业务传输。途径d)的方法如图3所示。
由此,重同步的方式可以避免用户缺失MBMS业务的数据。
此外,根据本发明的基本思想,还可以采用一些基本的措施以进一步提高业务传输的性能。
·降低测量邻近小区的参考门限值(如Ec/No),使得更多的UE可接收相邻小区的MBMS业务,减少本小区S-CCPCH需要覆盖的区域。
·当服务小区传输低比特速率的数据或停止传输MBMS业务传输时,小区边缘用户可以只接收多个相邻小区分支执行L1/选择性合并。
下面参照图3-6对根据本发明用于解决小区拥塞的CRNC 1和UE 2进行详细描述。
图3为根据本发明一个具体实施方式的在移动通信网络中用于解决MBMS业务中小区拥塞的控制无线网络控制器的框图。
假定在图1所示的小区中发生拥塞,则图1中所示的CRN 1包括:一个信令发送装置11、一个信令接收装置12、一个累计装置13和一个控制装置14。
所述信令发送装置11用于发送一条由CRNC到该小区所属并正在接收MBMS业务的用户设备(UE)的信令,用以告知所述UE当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率。
所述信令接收装置12用于接收来自未采用层1/选择性合并的UE的反馈信息。
所述累计装置13用于统计反馈消息的UE数目;
所述控制装置14用于基于所述统计的反馈信息的UE数目来以适合的方式来控制在拥塞状态下数据的发送。
优选的,所述控制装置还包括一个判断装置,用于判断所统计的UE数目是否超过预定门限值。如果所统计的UE数目超过预定门限值,则所述控制装置控制继续使用p-t-m(点到多点)模式来发送数据;否则控制将所述反馈消息的UE的传输模式由p-t-m模式切换到p-t-p(点到点)模式,并停止先前在公共信道上传输的MBMS业务。并且,在继续使用p-t-m(点到多点)模式时,控制装置14还控制降低MBMS业务传输的比特速率,或者降低S-CCPCH信道的发射功率使其只覆盖较小范围
此外,在拥塞状况缓解之后,控制装置14还根据拥塞时的传输方法来以适合的方式控制当前小区与相邻重同步。
优选的,在拥塞时有p-t-p模式的链路补偿,或只是降低覆盖而保持了比特速率的情况下,控制装置14控制使得在当前小区拥塞结束后丢弃已经在相邻小区发送过的RLC PDU,并从与相邻小区相同的PDU开始发送;而在拥塞时MBMS业务的传输速率降到很低(直至为零)的情形下,控制在拥塞结束后加快数据传输速率以赶上相邻小区的业务传输。
图4为根据本发明的一个具体实施方式的在移动通信网络的无控制无线网络控制器中用于解决MBMS业务中小区拥塞的方法的流程图。
假定在图1所示的服务小区中发生拥塞,则根据本发明一个优选实施方式的,在图1所示的CRNC 1中用于解决在当前服务小区中拥塞的方法描述如下。
在步骤s11中,发送一条由CRNC 1到该小区所属并正在接收MBMS业务的用户设备(UE)的Uu信令,用以告知所述UE当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率。进到步骤s12。
在步骤s12中,接收来自未采用1/选择性合并的UE的反馈信息。
随后,在步骤s13中,统计反馈消息的UE数目。
在步骤s14中,判断所统计的UE数目是否超过预定门限值。如果在如果所统计的UE数目超过预定门限值,则进到步骤s15;否则,进到步骤s16。
在步骤s15中,控制继续使用p-t-m(点到多点)模式来发送数据,并降低MBMS业务传输的比特速率,或者降低S-CCPCH信道的发射功率使其只覆盖较小范围。
在步骤s16中,控制将所述反馈消息的UE的传输模式由p-t-m模式切换到p-t-p(点到点)模式,并停止先前在公共信道上传输的MBMS业务。
随后,进入步骤s17-s19,在所述步骤中,将在拥塞状况缓解之后,根据拥塞时的传输方法来以适合的方式控制当前小区与相邻重同步。
在步骤s17中,判断拥塞时的传输方式,如果(1)在拥塞时有p-t-p模式的链路补偿,或只是降低覆盖而保持了比特速率的情况下,则进到步骤s18;如果(2)在拥塞时MBMS业务的传输速率降到很低(直至为零)的情形下,进到步骤s19。
在步骤s18中,控制使得在当前小区拥塞结束后丢弃已经在相邻小区发送过的RLC PDU,并从与相邻小区相同的PDU开始发送。图5示出了图5示出了根据这种重同步解决方案的数据传输的示意图。
而在步骤s19中,控制在拥塞结束后加快数据传输速率以赶上相邻小区的业务传输。图6示出了根据本发明的这种重同步解决方案的数据传输的示意图。
图7为根据本发明一个具体实施方式的在移动通信网络中用于辅助解决MBMS业务中小区拥塞的用户设备的框图。
假定在图1所示的服务小区中发生拥塞,其中UE 2正在接收MBMS业务。所述UE 2包括一个信令接收装置21、一个检测装置22和一个信令发送装置23。
所述信令接收装置21用于接收来自控制无线网络控制器(CRNC)的一条信令,所述信令指示当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率;
所述检测装置22用于检测邻近的传输同样MBMS业务的小区是否有适合于选择合并的链路;
所述信令发送装置23用于在所述邻近小区没有适合于选择合并的链路的情形下,在RACH信道上向CRNC发送应答消息,告知未能执行层1/选择性合并操作。
可选的,所述UE 2还包括一个连接建立装置24,用于在所述邻近小区具有至少一条适合于选择合并的链路的情形下,连接与所述至少一条链路的连接以接收MBMS业务。
图8为根据本发明一个具体实施方式的在移动通信网络的用户设备中用于辅助解决MBMS业务中小区拥塞的方法的流程图。
假定在图1所示的服务小区中发生拥塞,则根据本发明一个优选实施方式的,在图1所示的UE 2中用于辅助解决在当前服务小区中拥塞的方法描述如下。
在步骤s21用于接收来自控制无线网络控制器(CRNC)的一条Uu信令,所述信令指示当前服务小区拥塞而将调整业务传输速率。
随后,在步骤s22中,检测并判断邻近的传输同样MBMS业务的小区是否有适合于L1/选择合并的链路。如果有适合L1/选择合并的链路,则进到步骤s23;否则进到步骤s24。
在步骤s23中,发起与相邻小区中所述适合L1/选择性合并的链路的连接以接收MBMS业务。
在步骤s24中,在RACH信道上向CRNC发送应答消息,告知未能执行层1/选择性合并操作。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解对是,本发明并不局限于上述特定对实施方式,本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。