CN1870488A - 一种基站与用户终端信息交互的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基站与用户终端信息交互的方法。其实现方法为：基站判断是否收到发送窗中的数据包被用户终端正确获取的确认信息，若否则保持现有发送窗不变；若是，则在收到确认信息的数据包中，通过计时器监视发送序列号最大的数据包在发送窗中的存在时长，同时判断计时器T1是否超时，若超时，则将所述发送窗的下沿更新为上述发送序列号最大的数据包后的第一个数据包，否则发送窗保持不变；最终，基站发送所述发送窗内未收到所述确认信息的数据包。由于本发明节省了底层带宽资源，提高了底层带宽利用率，因而具有提高底层传输效率，降低高层数据丢包率的优点。

Description

一种基站与用户终端信息交互的方法

技术领域

本发明涉及WCDMA网络中基站与用户终端的信息交互方法，尤其是一种涉及信息重传的交互方法。

背景技术

在WCDMA系统中引入了高速下行分组接入共享信道(HSDPA，highspeed downlink packet access)，该信道采用自适应调制编码进行信息的下发。所述自适应调制编码即：该信道所使用的调制方式和编码冗余度可以根据信道环境进行动态调整，当信道条件好时，采用高阶调制方式和低冗余度的编码方式，以提高频谱效率和码资源利用率；若信道条件不好，则在进行信息下发时，采用低阶调制方式和较高冗余度的编码方式。

为了弥补自适应调制编码控制的误差，因而在系统基站与用户终端的信息交互过程中引入了信息重传机制。

现有技术中，基站与用户终端的信息交互机制为：基站将发送队列中，位于发送窗中的数据包依照发送序列号的大小进行发送，用户终端在正确获取该数据包后向基站发送确认(ACK)信息，基站对于未收到确认信息的队列中的数据包重新进行发送；在用户终端(UE)侧，由于存在信息的重传，因而使UE最终获取的数据包的次序发生了变化，因此，UE需要在缓存中对接收到的数据包重新进行排序，同时，UE利用系统设置的T1参数对内存中的数据包进行管理，即每当计时器到达T1时长时，便把缓存中的数据包发送到高层实体中进行处理。

由现有技术可知，基站侧仅根据所获取的UE发送的确认(ACK)信息判断是否将数据包进行重传。进而，现有技术的缺陷在于：

1)基站依照发送序列号(TSN，Transmission Sequence Number)的大小依次发送数据包，由于信道条件的变化，可能导致TSN小的数据包最初并未被UE正确接收，虽然基站会将该数据包进行重传，然而，在该数据包到达UE时，在缓存中已经进行重排序的其他数据包已在缓存中等待超过T1(其中包括TSN大的数据包)，并被送到UE上层实体中进行后续处理，由于现有技术在上层实体中也包括了纠错处理，因而，即使TSN小的数据包重传成功，UE侧也会将该数据包丢弃，而进行后续数据包的重排序。

2)若由于信道条件的变化导致TSN小的数据包未能及时被UE获取，而TSN大的数据包被UE获取并在缓存区中进行重排序，如果所述TSN大的数据包较大，使得很少的数据包就可能将缓存区占满，导致UE将这些数据包送到上层。此时，TSN小的数据包即使重传成功，也将被UE丢弃，因为当缓存区中现有数据包被送到UE上层进行后续处理时，UE将仅对后续TSN大的数据包进行重排序。

综上所述，现有技术造成了基站侧对某些数据包不必要的重传，进而造成底层传输带宽的浪费，降低了底层传输效率。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种基站与用户终端信息交互的方法，该方法能够避免基站侧数据包不必要的重传。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

1)基站判断是否收到发送窗中的数据包被用户终端获取的确认信息，若没有则进行步骤3)，若有，则用计时器监视该些收到确认信息的数据包中，最后被基站发送的数据包在所述发送窗中的存在时长；

2)判断计时器是否超时，若超时，则将所述发送窗的下沿更新为上述最后被基站发送的数据包后的第一个数据包；否则发送窗保持不变；

3)基站发送所述发送窗内未收到确认信息的数据包。

在上述方法基础上，步骤2)与步骤3)之间还包括：计算在更新后的发送窗内，发送给同一用户终端且收到用户终端确认信息的数据包的长度总和，判断所述长度总和是否大于预置的用户终端缓存占用门限，若大于缓存占用门限，则基站停止下发发送窗内的数据包，否则进行步骤3)；或计算在更新后的发送窗内，发送给同一用户终端且收到用户终端确认信息的数据包的长度总和，并判断所述数据包长度总和与用户终端缓存容量的比值是否大于该用户终端缓存占用率，若大于缓存占用门限，则基站停止下发发送窗内的数据包，否则进行步骤3)。

在上述方法基础上，本发明的步骤1)可通过以下方式实现：

11)若收到用户终端的确认信息，则判断当前收到确认信息的数据包的发送序列号是否不小于当前发送窗下沿数据包的发送序列号，若不小于则进行步骤12)，若小于则进行步骤3)；

12)判断计时器是否正监视当前发送窗内数据包存在的时长，若是则进行步骤2)；否则进行步骤13)；

13)计时器开始计时，监视发送窗内收到ACK且发送序列号最大的数据包在发送窗中的存在时长。

进一步，步骤11)后包括步骤：通过比较数据包的发送序列号判断所述收到当前确认信息的数据包是否为所述发送窗的下沿判断是否为所述发送窗的下沿，若是，则将所述发送窗下沿更新为该数据包后第一个未收到确认信息的数据包；否则进行步骤12)。

本发明中，步骤3)为周期性发送所述发送窗内未收到用户确认信息ACK的数据包。

以上技术方案可以看出，与现有技术相比，在本发明中，基站侧在进行数据包下发的过程中参考了用户终端重排序实体的行为。具体为：利用T1参数预测发送窗内数据包到达用户终端缓存的时长，同时，参照现有用户终端缓存中对数据包的处理机制，判断基站当前发送窗内的数据包是否为用户终端的过期数据，进而动态更新基站发送窗的位置，避免基站发送对用户终端而言已经过期的数据包；进一步，在上述方法基础上，本发明利用发送窗内已收到用户终端ACK的数据包的长度总和预测用户终端缓存的占用率，判断基站当前发送窗内的数据包下发后是否会由于用户终端缓存占用受限而被丢弃，进而动态更新基站的发送窗，以调整基站数据包的发送速度。

综上所述，本发明通过在数据包下发过程中将用户终端重排序实体的行为作为参考，避免了基站侧数据包的无效下发，进而，由于本发明节省了底层带宽资源，提高了底层带宽利用率，因而具有提高底层传输效率，降低高层数据丢包率的优点。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明方法中基站获取用户终端确认信息时的处理流程图；

图3为本发明方法中基站数据包下发行为的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：基站侧在进行数据包下发的过程中参考了用户终端重排序实体的行为，即利用T1参数预测发送窗内数据包到达用户终端缓存的时长，利用发送窗内已收到用户终端ACK的数据包的长度总和预测用户终端缓存的占用率，同时，参照现有用户终端缓存中对数据包的处理机制，判断基站当前发送窗内的数据包下发后是否会被用户终端丢弃，进而动态对基站的发送窗进行调整，避免基站发送对用户终端而言已经过期的数据包，或根据当前用户终端缓存的占用率动态调整基站数据包的发送速度。

所述用户终端在与基站信息交互过程中对数据包的接收机制为：基站按照数据包的发送序列号依次下发数据包，而由于基站发送数据包的重传机制，因而到达用户终端的数据包的次序可能发生了变化，用户终端获取基站下发的数据包后，将其放入缓存中进行重排序，同时，计时器开始监视重排序队列中最后到达缓存的数据包在缓存中的存留时间，当该数据包在缓存中存在超过T1时长后，将缓存中的该数据包以及之前收到的数据包发送到上层实体中进行处理，并按照发送序列号对后续接收到的数据包进行重排序，此时，对于通过基站重传而获取的在先数据包进行丢弃处理。另一方面，当用户终端缓存占用率超过预置的门限时，即使在缓存中的数据包还未被发送到上层实体中，但对于用户终端此时获取的数据包依然进行丢弃处理。

依据以上核心思想及用户终端数据包的接收机制，介绍本发明的完整实施方式。

图1为本发明实施例处理流程示意图；参照该图可知：

步骤11：基站获取用户终端获取数据包的确认信息，并根据该确认信息对应的数据包，动态调整基站数据包发送队列发送窗的位置，同时监视数据包在发送窗中存在的时长以预测用户终端缓存计时器时长；

步骤12：判断所述计时器计时是否到达T1，若到达则调整基站数据包发送队列发送窗的位置；

步骤13：判断用户终端缓存占用率是否超过预置的门限值，若未超过所述门限值，则进行步骤14，否则基站暂停下发数据包；

步骤14：基站发送所述发送窗中未收到用户终端确认消息(ACK)的数据包。

参照图2，说明本发明中，步骤11所述的基站获取所述用户终端的确认信息时的处理流程，即基站更新发送窗的方法。

步骤21：用户终端获取基站下发的数据包后反馈一关于该数据包的确认信息(ACK)，则基站获取所述确认信息；

步骤22：判断该ACK所对应的数据包的发送序列号(ACK_TSN)与基站数据包发送窗下沿(TxWindow_LowerEdge)数据包的发送序列号(LowerEdge_TSN)的大小，以判断该用户终端获取的数据包是否在发送窗内，若ACK_TSN小于LowerEdge_TSN，说明该数据包已不在发送窗内，这种情况下不促使基站发送窗的调整，即进行步骤23；若ACK_TSN不小于LowerEdge_TSN，则进行步骤24；

如本领域技术人员所知，所述数据包的发送序列号用于标识数据包被基站发送的先后顺序，且通常情况下，后发送的数据包所标识的发送序列号大于先发送的数据包所标识的发送序列号，本实施例中仅借助现有技术中发送序列号的使用方式说明本发明的实现方法，然而并不限定数据包发送序列号的标识方法，如：按照数据包的发送顺序，所述发送序列号逐渐减小等；

如本领域技术人员所知，所述发送窗确定了一定时刻基站所要下发送数据包的范围，即一定时刻，仅在发送窗内的数据包被允许发送；随着发送窗内下发数据包被用户终端正确获取，发送窗将更新至数据包队列中新的待发数据包上，并且，基站依照数据包发送序列号依次发送数据包；

步骤23：发送窗不作任何变化，进行步骤28；

步骤24：判断ACK_TSN是否等于LowerEdge_TSN，若相等，即该ACK_TSN的数据包为发送窗的下沿，则进行步骤25，否则进行步骤26；

步骤25：对于步骤24中所述ACK_TSN的数据包为发送窗下沿的状况，将发送窗位置进行调整，具体为从上述ACK_TSN的数据包开始，沿TSN增大的方向查找，将第一个未收到用户终端的ACK的数据包作为新的发送窗的下沿(TxWindow_LowerEdge)；进行步骤26；

步骤26：判断基站侧计时器是否对当前发送窗中的数据包进行计时，若否，则包括计时器未开启对任何数据包进行计时，或计时器对当前在发送窗外的数据包(该数据包的TSN小于发送窗下沿数据包TSN)进行计时这两种情况，此时进行步骤27，否则进行步骤28；

步骤27：重新开启计时器，在发送窗中收到用户终端ACK的数据包中，对发送序列号(TSN)最大的数据包进行计时，进行步骤28；

步骤28：计算一个数据包发送队列中当前发送窗内已收到ACK的数据包长度总和。

上述对数据包计时的一种实现机制为：设置T1IsStarting为标志计时器是否开启的布尔变量，T1IsStarting取值为Yes或No；设置T1_TSN指示引起计时器计时的数据包的发送序列号(TSN)，即当前被计时器计时的数据包的TSN；TimeT1Starting记录计时器的启动时刻；TimePresent为当前时刻。依照上述T1时刻计时器的参数，本领域技术人员即可实现本发明中有关计时器的应用。以步骤26为例，上述参数的应用方法为：判断T1IsStarting的布尔值，若为No，则进行步骤27；若为Yes，则进一步判断T1_TSN是否小于发送窗下沿数据包的发送序列号(LowerEdge_TSN)，若是则进行步骤27，否则进行步骤28。参照该举例，本领域技术人员不难应用上述参数实现本实施例的其他步骤，并且，本发明并不排除其他实现计时器应用的方法。

由步骤26至步骤27可知，若ACK_TSN大于或等于LowerEdge_TSN，即用户终端当前获取的数据包在基站的发送窗中时，在发送窗中所有收到用户终端ACK的数据包中，基站监视其中TSN最大的数据包在发送窗中的时长。对于发送窗内的数据包，基站将重发未收到用户终端ACK的数据包，而已被用户终端获取的数据包已在用户终端的缓存中进行重排序，并且，计时器对所获取的数据包队列中TSN最大的数据包进行计时，监视其在缓存的时间是否超过T1时长，因而基站侧对发送窗内收到ACK中TSN最大的数据包的计时将最接近用户终端缓存内计时器的计时，进而基站能够根据所述对发送窗数据包的计时判断用户终端的行为，以调整基站数据包下发行为。

参照图3，对应于步骤12、13、14，说明上述数据包下发行为的调整。若基站对数据包的下发为周期性下发，则到达发送周期时基站侧的处理流程为：

步骤31：判断计时器的值是否超过时长T1，若是则进行步骤32；否则进行步骤35；

步骤32：从计时器计时的数据包开始，沿TSN增大的方向查找(即从T1_TSN开始查找)，将第一个未收到用户终端ACK的数据包更新为发送窗的下沿(TxWindow_LowerEdge)，进行步骤33；

步骤33：判断更新后的发送窗内是否存在收到用户终端ACK的数据包，若有则进行步骤34，否则进行步骤310，即关闭计时器并进行步骤35；

步骤34：重新开启计时器，在发送窗中收到用户终端ACK的数据包中，对发送序列号(TSN)最大的数据包进行计时，进行步骤35；

步骤35：计算一个数据包发送队列中当前发送窗内已收到ACK的数据包长度总和；

步骤36：对于发送给同一用户终端的数据包发送队列，将所述数据包长度总和相加，获得用户终端数据包长度总和；

步骤37：获取所述用户终端数据包长度总和与用户终端缓存大小的比值，即预测出用户终端缓存的占用率，判断是否超过预置的用户终端缓存占用率门限，若超过侧进行步骤38，否则进行步骤39；

步骤38：当前下发周期中不进行基站数据包的下发；

步骤39：基站将发送窗中未收到用户终端确认消息(ACK)的数据包进行下发。

上述实施例中，对基站缓存占用率的判断可应用3GPP协议中的MAC-hsReordering Buffer Size for RLC-UM参数，该参数用于用户终端侧缓存的管理，因而利用该参数，本领域技术人员同样可实现上述对用户终端缓存占用率的预测，然而本发明并不排除可达到相同目的的其他实施方式。

步骤37的一替代方式为：判断所述长度总和是否大于预置的用户终端缓存占用门限，若大于侧进行步骤38，否则进行步骤39。

在3GPP R5版本中的高速下行分组接入共享信道(HSDPA)，该信道采用提供高阶的调制和更少冗余的信道编码的方法提高频谱效率。HSDPA信道的调制方式为QPSK或16QAM，信道编码为Trubo编码，编码最大冗余为1/3；该信道的调制方式和编码冗余可以根据信道环境动态调整，信道条件好时采用高阶调制和低冗余信道编码，提供高的上层速率，信道条件差时则相反。HSDPA信道采用2毫秒的传输时间间隔(TTI)，即为基站数据包的下发周期为2毫秒，由于TTI较小，因而可以更好跟踪各用户信道条件的变化，进而及时捕获信道条件较好的时刻用于发送数据。

为了弥补HSDPA的自适应调制编码控制的误差，在底层引入HARQ协议进行重传；为了充分利用各次重传的信息，采用增量冗余译码。本发明更加适用于该信道的数据包下发控制。以上内容构成本发明一完整实施例。

以上对本发明所提供的基站与用户终端信息交互的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1、一种基站与用户终端信息交互的方法，其特征在于：

1)基站判断是否收到发送窗中的数据包被用户终端获取的确认信息，若没有则进行步骤3)，若有，则用计时器监视该些收到确认信息的数据包中，最后被基站发送的数据包在所述发送窗中的存在时长；

2)判断计时器是否超时，若超时，则将所述发送窗的下沿更新为上述最后被基站发送的数据包后的第一个数据包；否则发送窗保持不变；

3)基站发送所述发送窗内未收到确认信息的数据包。

2、如权利要求1所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于：

步骤2)与步骤3)之间包括步骤4)：计算在更新后的发送窗内，发送给同一用户终端且收到用户终端确认信息的数据包的长度总和；判断所述长度总和是否大于预置的用户终端缓存占用门限，若大于则进行步骤5)，否则进行步骤3)；

5)基站停止下发发送窗内的数据包。

3、如权利要求2所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于：

步骤2)与步骤3)之间包括步骤4)：计算在更新后的发送窗内，发送给同一用户终端且收到用户终端确认信息的数据包的长度总和；判断所述数据包长度总和与用户终端缓存容量的比值是否大于该用户终端缓存占用率，若大于则进行步骤5)，否则进行步骤3)；

5)基站停止下发发送窗内的数据包。

4、如权利要求1所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于，步骤1)具体为：

11)若收到用户终端的确认信息，则判断当前收到确认信息的数据包的发送序列号是否不小于当前发送窗下沿数据包的发送序列号，若不小于，则进行12)，若小于则进行步骤3)；

12)判断计时器是否正监视当前发送窗内数据包存在的时长，若是则进行步骤2)；否则进行步骤13)；

13)计时器开始计时，监视发送窗内收到ACK且发送序列号最大的数据包在发送窗中的存在时长。

5、如权利要求4所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于：

步骤11)后包括步骤14)：判断所述收到当前确认信息的数据包是否为所述发送窗的下沿，若是则进行步骤15)；否则进行步骤12)；

15)将所述发送窗下沿更新为该数据包后未收到确认信息的数据包。

6、如权利要求5所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于：

步骤14)中通过比较数据包的发送序列号判断该数据包是否为所述发送窗的下沿。

7、如权利要求5或6所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于：

步骤15)中将所述发送窗下沿更新为该数据包后第一个未收到确认信息的数据包。

8、如权利要求1所述的基站与用户终端信息交互方法，其特征在于：

步骤3)为周期性发送所述发送窗内未收到用户确认信息的数据包。

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