CN1885826B - 一种高速下行分组接入业务的数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速下行分组接入业务的数据传输方法，当RNC数据处理单元过载或Iub接口传输单元出现数据过载情况时，所述RNC数据处理单元将过载信息通知MAC-d实体；MAC-d实体根据收到的所述过载信息进行流量控制以消除过载。当Iub接口传输单元过载或RNC数据处理单元发生过载时，通过实施本发明所述的技术方案，这样逐步减缓Iub接口传输单元或RNC的各数据处理单元的过载直到有效的消除过载情况，保证网络的流通性，杜绝对DCH或CCH的数据传输质量的影响，保证系统的正常运行。

Description

一种高速下行分组接入业务的数据传输方法 

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及高速数据分组接入业务的数据传输方法。 

背景技术

随着第三代移动通讯技术的迅速发展，在宽带码分多址接入WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)的R5协议中提供了高速下行分组接入HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)技术，该技术涉及无线接入网络(Radio Access Network)侧的实现，采用该项技术理论上可以将WCDMA系统的下行数据速率提高到10Mbps左右，显著提高通信系统的容量，可以传输数字电视质量的媒体业务，具有很大的应用前景，是第三代移动通讯技术中的一项重要技术。通过该项技术，可使用户感觉到第三代移动通讯技术的优势，因此，HSDPA已经成为各设备厂商研发并应用的重点工作之一，因而也成为3G技术的热点之一。 

HSDPA技术的引入，使得在无线网络控制器RNC(Radio NetworkController)和基站NodeB之间的Iub接口上传输的数据在原来的专用信道DCH数据、公共信道CCH数据基础上，增加了HSDPA数据，为了支撑HSDPA高速率的数据业务，要求WCDMA RAN系统提供更大的Iub接口传输带宽。数据在Iub上的传输要占用一定的传输带宽，专用信道DCH和公共信道CCH的数据占用的Iub带宽是根据其信道上传递的业务情况固定分配的，而HSDPA的传输信道由于是共享信道，多个用户数据在同一信道上传输，HSDPA信道上传输的大部分是后台数据业务，数据包的大小和速率是不断变化的，对数据传送的实时性要求不高。Iub接口传输HSDPA数据是通过高速下行共享信道HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)来传输，对于HSDPA来说， 增加了NodeB和RNC之间的HS-DSCH的流量控制过程。如图1所示的RNC流量请求过程示意图，RNC通过发送流量请求消息CAPACITY REQUEST给NodeB指示HSDPA数据在RNC的存储情况，并要求NodeB回应流量分配消息以分配该HSDPA用户的数据发送流量，NodeB在接收到RNC下发流量请求消息后，会回应流量分配消息给RNC，RNC在一段合理的时间内没有得到NodeB的流量分配，可以触发该过程。 

如图2所示为Iub传输信道消息通用结构，其中header部分的参数定义如下表： 

Index	Field  Type	Description	Value range	Field length(bits)
					1	Frame  CRC	利用多项式X^7+X^6+X^2+1计算消息的循环冗余校验码，覆盖消息的所有bits，从第一个byte中FT域的bit0开始到消息的最后一个bit	{0...127}	7
2	Frame  Type	说明是一个控制消息(FT＝0)，还是数据消息(FT＝1)	{0，1}	1
					3	Control     Frame   Type	消息类型标识，指示包含在payload负载内的控制信息类型		8
取值为00001010表示流量请求消息	0000 1010
					取值为00001011表示流量分配消息	0000 1011

流量请求消息和流量分配消息的格式与通用格式相同，通过帧头header中的消息类型Control Frame Type的标识来识别。如图3所示为流量请求消息CAPACITY REQUEST的负载部分的结构，其负载部分的各参数说明如下表所示： 

Index	Field Type	Description	Value  range	Field length(bits)
					1	CmCH-PI	优先级指示	{0...15}	4
2	User Buffer Size	指示用户数据在RNC的缓存的数据量，单位为byte	{0-65535}	16
					3	Spare Extension	目前不用，今后该位置可以加入新的IE信息支持向后兼流		0-32octets

如图4所示的NodeB流量分配过程，NodeB通过流量分配消息CAPACITYALLOCATION告知RNC可以使用的HSDPA数据流发送的速率和该速率存在的时间，该过程可以在NodeB收到RNC的流量请求后触发或者其他的任何时候，NodeB可以用该消息通知RNC修改流量分配，而NodeB分配的流量有可 能跟图1所示的RNC流量请求过程中RNC报告的缓存占用状态不相干，RNC在收到新的流量分配消息后，丢弃原来的流量分配信息。如图5所示的流量分配消息CAPACITY ALLOCATION负载结构，其中几个参数说明如下表所示： 

Index	Field Type	Description	Value range	Fieldlength(bits)
					1	CmCH-PI	优先级指示	{0...15}	4
2	Maximum  MAC-d PDU Length	指示RNC数据发送时允许的最大MAC-dPDU的大小	{0-5000}	13
					3	HS-DSCH Credits	指示在一个有效的HS-DSCHInterval时间内，RNC传输的MAC-d PDUs个数	{0-2047}	11
4	HS-DSCH Interval	指示在该规定的时间间隔内，需要传送的HS-DSCH Credits定义的MAC-d PDUs个数给NodeB	{0-2550}ms	8
					5	HS-DSCH Repetition Period	指示连续HS-DSCH Interval的有效周期个数	{0-255}	8
6	Spare Extension	目前不用，今后该位置可以加入新的IE信息支持向后兼流		0-32octets

从流量分配消息看，NodeB通过Credits、Interval、Repetition Period参数，可控制RNC以Interval定义的时间间隔发送数据，该时间间隔中发送的MAC-dPDU数量为Credits，MAC-d PDU的最大长度为Maximum MAC-d PDU Length，时间间隔的重复个数为Repetition Period。 

对RNC而言，HS-DSCH的下行数传跟DCH或CCH最大的区别是：DCH或CCH有传输格式，并且由RNC控制数据的发送，NodeB只是被动接收。对于DCH或CCH，RNC可提供基于平均速率的传输层流量准入等方法来限制接入的业务个数和速率，从而避免Iub接口流量过载。而HS-DSCH的数据发送则是由NodeB控制的，RNC只有在收到NodeB的流量分配后，才能进行HS-DSCH数据发送。但是NodeB的流控行为是不确定的，依赖于它的实现方式，NodeB往往只根据空口能力或状态分配流量，而不考虑Iub接口传输资源。某些时刻可能出现RNC被请求在大量HS-DSCH上下发大量的数据，这时RNC如果完全按照NodeB的流量分配发数据，可能会产生Iub接口传输单元过载或由于RNC各数据处理单元处理不及时而导致的数据处理单元过载，进一步可能影响DCH或CCH的数据传输质量甚至是系统异常。 

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提出一种高速下行分组接入业务的数据传输方法，用于解决由于大量下发HSDPA数据时导致的Iub接口传输单元或RNC的各数据处理单元过载问题。 

具体方案如下： 

一种高速下行分组接入业务的数据传输方法，当收到流量分配消息后RNC按照分配的流量传输数据，当RNC数据处理单元过载或Iub接口传输单元出现数据过载情况时，所述RNC数据处理单元将过载信息通知MAC-d实体； 

MAC-d实体根据收到的所述过载信息进行流量控制以消除过载； 

其中，MAC-d实体对所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道的数据发送速率进行限制。 

较佳的，所述MAC-d实体对所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道的数据发送速率进行限制具体是： 

MAC-d实体停止在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送；或 

MAC-d实体将在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率降低到预先设置的门限值；或 

MAC-d实体逐步降低在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率。 

较佳的，所述MAC-d实体逐步降低在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率具体为： 

预先设置定时器；则 

当MAC-d实体收到所述过载信息后，开启所述定时器，MAC-d实体根据所述定时器周期性的降低所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率。 

较佳的，所述MAC-d实体根据所述定时器周期性的降低所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率具体为： 

预设一受限系数；则 

根据定时器周期性的降低受限系数，每个高速下行共享信道上的当前数据发送速率为原数据发送速率乘以当前受限系数。 

较佳的，所述MAC-d实体根据收到的所述过载信息进行流量控制之后进一步还包括： 

所述RNC数据处理单元过载消除后，向MAC-d实体发送过载消除通知； 

MAC-d实体恢复所述RNC数据处理单元上每个高速下行共享信道的数据发送速率。 

本发明的有益效果： 

由上述本发明的技术方案可知，当出现由于大量下发HSDPA数据时导致的Iub接口传输单元或RNC的各数据处理单元过载的情况时，所述数据处理单元上报过载信息，MAC-d实体根据收到的过载信息开始合理控制数据的发送，这样逐步减缓Iub接口传输单元或RNC的各数据处理单元的过载直到有效的消除过载情况，保证网络的流通性，杜绝对DCH或CCH的数据传输质量的影响，保证系统的正常运行。 

附图说明

图1为RNC流量请求过程示意图； 

图2为Iub传输信道控制帧的通用结构； 

图3为流量请求控制帧CAPACITY REQUEST负载结构； 

图4为NodeB流量分配过程示意图； 

图5为流量分配控制帧CAPACITY ALLOCATION负载结构； 

图6为本发明的速率限制流程图； 

图7为本发明的速率恢复流程图。 

具体实施方式

本发明的核心思想是：各个HS-DSCH独立根据NodeB的流量分配消息进行数据传输，相互之间没有关系，若突发流量引起HS-DSCH传输通路上的Iub接口传输单元或RNC数据处理单元过载，则所述RNC数据处理单元将过载信息通知给MAC-d实体，MAC-d实体再根据过载信息对所述过载的RNC处理单元上的每个HS-DSCH进行流量控制。 

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。 

实施例、如图6所示，当发生数据过载后的处理流程： 

S10、当出现过载时，RNC数据处理单元将过载信息通知MAC-d实体。 

当NodeB向RNC发送流量分配消息后，RNC中的MAC-d实体会收到NodeB的流量分配消息并按照所述流量分配消息中所分配的流量在对应的HS-DSCH上发送数据，各个HS-DSCH相互之间没有关系。因为NodeB在进行流量分配时往往只根据其自身空口能力或状态来分配流量，而不考虑Iub接口传输资源等其它因素，所以某些时刻可能会出现RNC被请求在某条HS-DSCH上下发大量的数据，这样可能会导致所述某条HS-DSCH上的突发流量过载从而导致该HS-DSCH传输通路上的RNC数据处理单元过载或Iub接口传输单元过载，则此时所述RNC数据处理单元会将过载信息通知给MAC-d实体。 

S20、MAC-d实体根据收到的过载信息进行流量控制。 

MAC-d实体在收到RNC数据处理单元发送过来的过载信息后对所述RNC数据处理单元上的每个HS-DSCH进行流量控制，具体可以通过限制每个HS-DSCH的数据发送速率来达到流量控制的目的。 

在实际应用中，限制每个HS-DSCH的数据发送速率具体可以通过以下三种方式进行： 

a、停止发送数据。 

即当MAC-d实体在收到RNC数据处理单元发送过来的过载信息后，立即 停止在该RNC数据处理单元上的每个HS-DSCH上的数据发送，以避免过载情况进一步恶化。 

b、降低数据发送速率。 

即当MAC-d实体在收到RNC数据处理单元发送过来的过载信息后，将在该RNC数据处理单元上的每个HS-DSCH上的数据发送速率降低到某个门限值以下，该门限值可以预先设置在MAC-d实体中；门限值的具体设定，具体由运营商根据统计网络的实际流量情况来设定，不是本发明关注的重点，此处就不再赘述。 

c、逐步降低数据发送速率。 

即当MAC-d实体在收到RNC数据处理单元发送过来的过载信息后，就开始逐步降低所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的数据发送速率；在实际应用中，逐步降低每个HS-DSCH的数据发送速率具体可以通过将HS-DSCH的数据发送速率乘以一个受限系数来实现，并且每过一段时间就将受限系数降低一个等级，这样，通过逐步降低受限系数就可以逐步降低HS-DSCH的数据发送速率。 

具体实现可以是，在MAC-d实体中设置一个速率受限定时器，这样，当MAC-d实体收到RNC数据处理单元的过载信息通知后开启速率受限定时器，并同时将所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的当前数据发送速率乘以一个受限系数例如75％，得到新的数据发送速率并以此速率发送数据；速率受限定时器每超时一次就将所述受限系数降低一个等级，然后，用所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的当前数据发送速率乘以降低后的受限系数，得到新的数据发送速率并以所述新的数据发送速率发送数据。如第一次超时后就将受限系数由75％降到50％，第二次超时后又降受限系数降低到25％；如此，每次速率受限定时器超时后，通过降低受限系数的方式来逐步降低所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的数据发送速率，这样，随着每个HS-DSCH的数据发送速率的不断降低，RNC数据处理单元和Iub接口传输单元的过载情 况会逐步消除，直到过载情况完全消失。 

当然，在实际应用中，MAC-d实体也可以不必通过逐步降低受限系数来逐步降低数据发送速率，而是在每隔一段时间或速率受限定时器每超时一次后直接将数据发送速率降低一个等级，直到过载情况完全消失；这种在实际应用中，可由运营商根据实际情况自行抉择，本实施例并不限定速率受限定时器的定时周期以及受限系数的具体设定，在实际应用中，可根据实际情况具体设定。 

以上就是详细的一个当发生数据过载后的处理过程，进一步的，当数据过载情况消除以后，进一步包括数据发送速率恢复的步骤，如图7所示： 

S30、RNC数据处理单元向MAC-d实体发送过载消除通知。 

当过载消除后，RNC数据处理单元会发送过载消除通知给MAC-d实体，这样，MAC-d实体就会知道网络已恢复到正常状态。 

S40、MAC-d实体恢复所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的数据发送速率。 

在MAC-d实体收到RNC数据处理单元发送过来的过载消除通知后，开始恢复所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的数据发送速率，MAC-d实体可以有不同的恢复方法，具体包括以下两种方法： 

d、在MAC-d实体收到RNC数据处理单元发送过来的过载消除通知后，MAC-d实体直接将所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的数据发送速率恢复到受限之前的初始最大发送速率，这样，仍然按照初始的最大发送速率继续发送数据。 

e、逐步恢复数据发送速率。 

即在MAC-d实体收到RNC数据处理单元发送过来的过载消除通知后，就开始逐步恢复所述RNC数据处理单元上的每个HS-DSCH的数据发送速率；在实际应用中，逐步恢复每个HS-DSCH的数据发送速率具体可以通过将HS-DSCH的当前数据发送速率除以步骤S20中所述的受限系数来实现，并且每过一段时间就将受限系数提高一个等级，这样，通过逐步恢复受限系数就可 以逐步恢复HS-DSCH的数据发送速率，直到使HS-DSCH的数据发送速率恢复到受限之前为止。 

具体实现可以是，在MAC-d实体中设置一个速率恢复定时器，这样，当MAC-d实体收到RNC数据处理单元的发送过来的过载消除通知后开启速率恢复定时器，并同时将所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的当前数据发送速率除以所述的受限系数例如25％，得到新的数据发送速率并以此速率发送数据；速率恢复定时器每超时一次就将所述受限系数提高一个等级，如当第一次超时后将受限系数由25％提高到50％，然后，用所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的当前数据发送速率除以升高后的受限系数，得到新的数据发送速率并以所述新的数据发送速率发送数据，第二次超时后又将受限系数提高到75％等；如此，通过每次速率恢复定时器超时后将受限系数提高的方式来逐步恢复所述RNC数据处理单元上每个HS-DSCH的数据发送速率，这样，每个HS-DSCH的数据发送速率会不断的提高，最后恢复到受限之前的初始最大发送速率。 

当然，在实际应用中，MAC-d实体也可以不必通过恢复受限系数来恢复速率，而是在每隔一段时间或速率恢复定时器每超时一次后直接将在步骤S20中受限了的数据发送速率提升一个等级，最后恢复到受限之前的初始最大发送速率；这种在实际应用中，可由运营商根据实际情况自行抉择。 

如果在速率恢复过程中又收到了新的过载通知，则停止当前的速率恢复操作，跳转到步骤S20重新开始流控操作。 

在实际应用中，步骤S20中描述的速率受限定时器和步骤S40中描述的速率恢复定时器可以是同一物理实体也可以是不同物理实体；步骤S20中描述的三种限制每个HS-DSCH的数据发送速率的方法和在步骤S40中描述的两种恢复每个HS-DSCH的数据发送速率的方法，运营商在实际应用中可以根据实际情况进行任意组合以达到最佳效果。 

当Iub接口传输单元或RNC各数据处理单元发生过载时，通过实施本发 明所述的技术方案，可以逐步减缓知道有效的消除过载情况，保证网络的流通性，杜绝对DCH或CCH的数据传输质量的影响，保证系统的正常运行。 

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种高速下行分组接入业务的数据传输方法，当收到流量分配消息后RNC按照分配的流量传输数据，其特征在于，

当RNC数据处理单元过载或Iub接口传输单元出现数据过载情况时，所述RNC数据处理单元将过载信息通知MAC-d实体；

MAC-d实体根据收到的所述过载信息进行流量控制以消除过载；

其中，所述流量控制具体为：MAC-d实体对所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道的数据发送速率进行限制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC-d实体对所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道的数据发送速率进行限制具体是：

MAC-d实体停止在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送；或

MAC-d实体将在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率降低到预先设置的门限值；或

MAC-d实体逐步降低在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述MAC-d实体逐步降低在所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率具体为：

预先设置定时器；则

当MAC-d实体收到所述过载信息后，开启所述定时器，MAC-d实体根据所述定时器周期性的降低所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率。

4.如权利要求3所述的方法，所述MAC-d实体根据所述定时器周期性的降低所述RNC数据处理单元上的每个高速下行共享信道上的数据发送速率具体为：

预设一受限系数；则

根据定时器周期性的降低受限系数，每个高速下行共享信道上的当前数据发送速率为原数据发送速率乘以当前受限系数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC-d实体根据收到的所述过载信息进行流量控制之后进一步还包括：

所述RNC数据处理单元过载消除后，向MAC-d实体发送过载消除通知；

MAC-d实体恢复所述RNC数据处理单元上每个高速下行共享信道的数据发送速率。

Images