CN1984052A - 无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术，公开了一种无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法及其系统，使得Iub带宽资源的使用得以有效控制，进一步缓解了Iub接口的拥塞问题。本发明中，在对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速后，如果仍无法解决Iub接口的拥塞问题，则从使用AMR业务的UE中选择一部分，并对所选择的UE的AMR业务进行降速，从而缓解了Iub接口的拥塞问题。选择使用AMR业务的UE时，可以根据UE的业务优先级与业务速率进行选择，一般先对优先级低的用户进行降速，以确保高优先级用户的服务质量。在相同优先级的情况下先对速率高的UE进行降速，这样可以在影响较少用户的情况下取得较好的降速效果。

Description

无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法及其系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及Iub接口带宽资源的控制技术。

背景技术

宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)是国际电信联盟(International Telecommunications Union，简称“ITU”)接纳的全球第三代移动通信的国际标准之一。也可以说是世界上最早投入商用的第三代移动通信系统，同时是欧洲第三代移动通信系统频分双工(Frequency Division Duplex，简称“FDD”)频段的标准。由于通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，简称“UMTS”)采用WCDMA空中接口技术，因此，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。

UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，由诸如移动手机、便携式电脑、车载式电话之类的用户设备(User Equipment，简称“UE”)、负责处理所有与无线有关的功能的通用移动通信系统地面无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)，以及负责处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能的核心网(Core Net，简称“CN”)构成。

其中CN从逻辑上分为电路交换(Circuit Switching，简称“CS”)域和分组交换(Packet Switching，简称“PS”)域。

而UTRAN包含一个或几个无线网络子系统(Radio Network Subsystem，简称“RNS”)。每一个RNS由一个无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)和一个或多个基站节点(Node Base Station，简称“NodeB”)组成。其中，RNC与CN之间通过Iu接口连接；NodeB和RNC通过Iub接口连接；RNC之间通过Iur接口连接，Iur接口可以通过RNC之间的直接物理连接或通过传输网连接实现。

对UMTS系统而言，空中接口资源是十分宝贵的，尤其是Iub接口传输层带宽是很宝贵的资源。在Iub接口传输的数据包括专用信道(DedicateChannel，简称“DCH”)数据、公共信道(Common Channel，简称“CCH”)数据、高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access，简称“HSDPA”)数据等。各类数据在Iub接口上的传输要占用一定的传输带宽，如果小区内接入的用户数过多，可能会导致Iub接口带宽受限，产生Iub接口的拥塞，从而影响用户的业务质量，甚至产生如掉话等严重后果。

为了使得空中接口资源的配置和利用更加灵活和高效，UMTS语音编码采用了与全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)兼容的自适应多速率(Adaptive Multi-rate，简称“AMR”)技术。AMR语音编码技术是第三代合作伙伴项目(3rd Generation PartnershipProject，简称“3GPP”)规范规定的应用于3G移动通信系统的语音压缩编码。AMR编码方式(Adaptive Multi-Rate codec)可以提供8种语音模式，每一种模式对应于一种速率，分别为：12.2，10.2，7.95，7.4，6.7，5.9，5.15or4.75kbit/s。不同的速率占用的Iub接口资源是不同的，如下表所示。

AMR速率(千比特/秒)	Iub带宽(比特/秒)
		12.2	16394.7
10.2	13568.0366
		7.95	10388.03735
7.4	9610.7042
		6.7	8621.3711
5.9	7490.7047
		5.15	6430.70495
4.75	5865.37175

并且，UMTS系统通过根据用户的不同要求提供相应服务质量(Qualityof Service，简称“QoS”)的技术来确保业务的服务差别，给予不同的业务分配不同的优先级，网络侧根据不同业务的优先级来分配空口资源。

为了保证高优先级业务的正常接入，现有技术在Iub接口带宽资源不足时，通常会对优先级相对较低的业务进行降速处理，使之释放一定的Iub接口带宽资源。当Iub接口带宽受限时，根据业务对时延敏感性的不同，通常选择降低尽力而为业务(Best Effort Service，简称“BE”)的速率。也就是说，在无线网络中，当Iub接口带宽占有率超过预设门限，即在Iub接口拥塞时，通过降低BE业务的速率，来缓解Iub接口带宽资源不足的情况。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：在采用现有的算法降低BE业务的速率后，Iub接口带宽资源仍然不足的情况下，无法进一步释放Iub接口资源，缓解或解除Iub拥塞状况。

造成这种情况的主要原因在于，现有技术中，网络侧在Iub接口拥塞时，通过降低BE业务的速率，使之释放一定的Iub接口带宽资源，来缓解Iub接口的拥塞状况。然而当Iub接口拥塞比较严重时，仅依靠降低BE业务速率可能无法进一步缓解或解除Iub接口的拥塞状况。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法及其系统，使得Iub带宽资源的使用得以有效控制，进一步缓解了Iub接口的拥塞问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，包含以下步骤：

A当所述Iub接口带宽占有率超过预设门限时，网络侧选择至少一个使用自适应多速率业务的用户设备；

B网络侧降低所选定用户设备的所述业务的速率。

其中，还包含以下步骤：

当所述Iub接口带宽占有率超过预设门限时，网络侧先对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速，如果所述Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则执行步骤A。

此外在所述方法中，所述优先级低于语音业务优先级的业务包含尽力而为业务以及流业务；

所述网络侧先对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速的步骤包含以下子步骤：

网络侧对所述尽力而为业务速率进行降速后，如果Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则先对流业务的业务速率进行降速，如果仍未到达低于所述预设门限的目标Iub接口带宽占有率，则再执行步骤A。

此外在所述方法中，网络侧根据用户设备所述业务的业务优先级与业务速率选择所述用户设备。

此外在所述方法中，网络侧根据以下公式选择所述用户设备：P＝K1×W1+K2×W2；

其中，K1为所述业务优先级，K1的值越大，所述业务优先级越低；W1为该业务优先级的权值；K2为所述业务速率；W2为该业务速率的权值；网络侧按P值从大到小的顺序选择所述用户设备。

此外在所述方法中，包含以下步骤：

网络侧通过设置定时器在符合降速条件的用户设备中循环选择，并降低所选定用户设备的所述业务的速率，直至所述Iub接口带宽占有率低于所述预设门限。

此外在所述方法中，网络侧将所选定用户设备的所述业务的速率直接降至该业务的保证速率。

此外在所述方法中，在保证降速后所述业务的速率不低于该业务的保证速率的前提下，网络侧对所选定用户设备的所述业务的速率进行逐级降速。

此外在所述方法中，包含以下步骤：

网络侧根据当前Iub接口带宽占有率以及低于所述预设门限的目标Iub接口带宽占有率，计算所要选择的所述用户设备数及其业务速率降低程度，并将计算所得数目的用户设备的业务速率降低计算所得的程度。

本发明还提供了一种无线网络中Iub接口带宽资源的控制系统，在网络侧中包含：

判断模块，用于判断Iub接口带宽占有率是否超过预设门限；

选择模块，用于选择使用自适应多速率业务的用户设备；

以及降速模块，用于对用户设备的业务进行降速；

当所述判断模块判定Iub接口带宽占有率超过预设门限时，通知所述选择模块选择至少一个所述用户设备，并由所述降速模块对该用户设备的自适应多速率业务进行降速。

其中，所述选择模块根据用户设备的业务优先级与业务速率选择所述用户设备。

此外在所述系统中，所述网络侧中还包含定时器，所述选择模块在该定时器周期性超时时在符合降速条件的用户设备中进行循环选择，直至Iub接口带宽占有率低于所述预设门限。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，在对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速后，如果仍无法解决Iub接口的拥塞问题，则从使用AMR业务的UE中选择至少一个，并对所选择的UE的AMR业务进行降速，从而缓解了Iub接口的拥塞问题。

选择使用AMR业务的UE时，可以根据UE的业务优先级与业务速率进行选择，一般先对优先级低的用户进行降速，以确保高优先级用户的服务质量。在相同优先级的情况下先对速率高的UE进行降速，这样可以在影响较少用户的情况下取得较好的降速效果。

可以通过设置定时器循环从符合降速条件的正在使用AMR业务的UE中选择降速对象，这种循环选择方式可以保证各UE以较为均等的机会被选中。

可以通过当前Iub带宽占有率以及目标Iub带宽占有率，计算需要降低业务速率的UE数及业务速率降低程度，并根据计算结果降低这些数目UE的业务速率，以便做到一次降速即可达到效果，进一步提高了解决Iub接口拥塞问题的效率。

可以将所选择的UE的业务速率直接降至该业务的保证速率，以便快速缓解拥塞。

也可以对所选择的UE的AMR业务进行逐级降速，一旦Iub带宽占有率低于预设门限，则立即停止对AMR业务的降速，从而在解决Iub接口拥塞问题的同时，尽可能减少对AMR业务的影响。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法流程图；

图2是根据本发明第三实施方式的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法流程图；

图3是根据本发明第四实施方式的无线网络中Iub接口带宽资源的控制系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的核心在于，当无线网络中Iub接口拥塞时，网络侧先对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速，如果降速后无线网络中Iub接口仍然存在拥塞问题，即Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则网络侧再对AMR业务进行降速，网络侧根据业务优先级与当前的业务速率从使用AMR业务的UE中选择部分UE，一般为了保证高优先级用户的服务质量，首先选择AMR业务优先级较低的UE，在相同优先级的情况下，选择业务速率相对较高的UE，之后对选定UE的AMR业务进行降速，使其释放一定的Iub接口带宽资源，以进一步缓解Iub接口的拥塞情况。

下面根据上述原理对本发明第一实施方式无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法进行说明。

如图1所示，在步骤110中，网络侧在Iub接口带宽占有率超过预设门限时，首先降低优先级低于语音业务优先级的业务的速率。优先级低于语音业务优先级的业务包含BE业务以及流业务。通常，网络侧在Iub接口带宽占有率超过预设门限时，首先对BE业务进行降速，如果降速后Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则接着对流业务进行降速。

接着进入步骤120，网络侧判断当前Iub接口带宽占有率是否仍超过预设门限，如果Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则进入步骤130，否则，结束本流程。

由于网络侧在对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速后，Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，因此，网络侧为了进一步缓解Iub接口的拥塞状况，需要对AMR业务进行降速。所以，在步骤130中，网络侧启动预设的定时器。

接着进入步骤140，网络侧根据AMR业务的业务优先级与业务速率选择至少一个(部分或全部)使用AMR业务的UE。

具体地说，网络侧根据公式P＝K1×W1+K2×W2计算小区内所有使用AMR业务的UE的P值，并按P值从大到小的顺序选择UE。其中，K1为AMR业务的业务优先级，K1的值越大，所对应的AMR业务的业务优先级越低；W1为该业务优先级的权值；K2为AMR业务当前的业务速率，由AMR业务的实际速率(单位：bit/s)除以10后四舍五入得到，由于其实际速率范围为4.75kbit/s-12.2kbit/s，可见K2的取值范围为475-1220；W2为该业务速率的权值。

为了保证高优先级用户的服务质量，使网络侧能够先选择优先级较低的UE，在相同优先级的情况下再选择业务速率较高的UE进行降速，通常将优先级权值W1取一较大的数值，而将速率权值W2取一较小的数值。又由于业务优先级K1值的变化范围较小，一般以1-5的整数对应从高到低的五个等级，而业务速率的变化范围较大，一般为475-1220，因此，可以将优先级权值W1的值取为1220，而将速率权值W2的值取为1，使得业务优先级高一个等级的UE，如K1值为2的UE，在其AMR业务速率K2达到最大值1220时，其P值依然小于业务优先级低一个等级，即K1值为3时的UE的P值，进而使得网络侧能够优先选择低优先级的UE进行降速，保证了高优先级UE的业务质量。而在相同优先级的情况下，按公式可见，其速率K2的值越大，其P值也就越大，确保对于相同优先级的UE，优先对速率高的UE的AMR业务进行降速。

接着进入步骤150，网络侧对选定UE的AMR业务进行降速，如直接将选定UE的AMR业务速率降至保证速率，以便快速解除Iub接口的拥塞问题。

具体地说，网络侧可以通过RNC向CN发送速率请求(Rate Control)，由CN将选定UE的AMR业务的速率将到该业务的保证速率，并在操作成功时，返回操作成功消息。

接着进入步骤160，网络侧判断定时器是否超时，如果超时则进入步骤170，否则返回步骤160，等待定时器超时。之所以要在定时器超时之后进行后续操作，是因为AMR业务降速后，其效果需要一定的时间才能完全体现在Iub口的流量上，如果不等一段时间容易导致出现“乒乓效应”。

在步骤170中，网络侧判断降速后Iub接口带宽占有率是否仍超过预设门限，如果是，则返回步骤130，重新启动定时器，从可以对AMR业务降速的UE中(当前速率大于保证速率的)重新选择至少一个使用AMR业务的UE进行降速；反之，如果降速后Iub接口带宽占有率已低于预设门限，则进入步骤180，清除定时器，不再对使用AMR业务的UE进行降速。通过设置定时器循环从符合降速条件的正在使用AMR业务的UE中选择降速对象，使得各UE以较为均等的机会被选中，保证了用户之间的公平性。降速条件可以由系统运营商自行定义，典型的降速条件可以包括：正在使用AMR业务且AMR业务的速率在保证速率之上。

本发明第二实施方式无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法与第一实施方式大致相同，其区别仅在于，在第一实施方式中，网络侧在选定部分使用AMR业务的UE后，直接将这些UE的AMR业务速率降至保证速率，而在本实施方式中，网络侧在选定部分使用AMR业务的UE后，在保证降速后的业务速率不低于AMR业务的保证速率的前提下，将选定UE的AMR业务速率降至比当前低一个等级的速率值。

比如说，网络侧根据P值选中UE1、UE2进行降速，UE1当前使用的AMR业务的速率为7.4kbit/s，UE2当前使用的AMR业务的速率为6.7kbit/s，网络侧分别将UE1和UE2的AMR业务速率降至比当前低一个等级的速率值，如表1所示，即将UE1的AMR业务速率由7.4kbit/s降至6.7kbit/s，将UE2的AMR业务速率由6.7kbit/s降至5.9kbit/s。如果UE1和UE2当前使用的AMR业务的速率已经接近保证速率，无法再下降一个等级的速率，则将其降至保证速率。通过对所选择的UE的AMR业务进行逐级降速，使得一旦Iub带宽占有率低于预设门限，即可立即停止对AMR业务的降速，以便在解决Iub接口拥塞问题的同时，尽可能减少对AMR业务的影响。

本发明第三实施方式无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，如图2所示，步骤210和220与步骤110和120相类似，在此不再赘述。

在步骤230中，网络侧根据当前的Iub接口带宽占有率以及低于预设门限的目标Iub接口带宽占有率的差值，计算需要进行降速的UE数及其AMR业务速率降低程度。

接着进入步骤240，网络侧根据计算结果对指定数目的UE的AMR业务进行降速，将其AMR业务速率降低指定的程度。由于需要降速的UE数以及其业务速率降低程度经过预先计算，因此只需一次降速即可达到缓解Iub接口拥塞的目的，进一步提高了解决Iub接口拥塞问题的效率。

本发明第四实施方式无线网络中Iub接口带宽资源的控制系统，如图3所示，包含用于判断Iub接口带宽占有率是否超过预设门限的判断模块，用于选择使用AMR业务的UE的选择模块，用于对UE的业务进行降速的降速模块，以及定时器。

具体地说，网络侧在对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速后，通过判断模块判断无线网络中Iub接口带宽占有率是否超过预设门限，如果超过预设门限，则通知选择模块至少选择一个使用AMR业务的UE并且启动定时器。选择模块根据UE的业务优先级与业务速率选择符合降速条件的UE，并通过降速模块对选定UE的AMR业务进行降速。在定时器超时时，网络侧重新通过判断模块判断当前无线网络中Iub接口带宽占有率是否仍超过预设门限，如果是则重启定时器并重新选择UE进行AMR业务降速，直到Iub接口带宽占有率低于预设门限时，网络侧清空定时器，不再对AMR业务进行降速。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

A当所述Iub接口带宽占有率超过预设门限时，网络侧选择至少一个使用自适应多速率业务的用户设备；

B网络侧降低所选定用户设备的所述业务的速率。

2.根据权利要求1所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：

当所述Iub接口带宽占有率超过预设门限时，网络侧先对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速，如果所述Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则执行步骤A。

3.根据权利要求2所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，

所述优先级低于语音业务优先级的业务包含尽力而为业务以及流业务；

所述网络侧先对优先级低于语音业务优先级的业务进行降速的步骤包含以下子步骤：

网络侧对所述尽力而为业务速率进行降速后，如果Iub接口带宽占有率仍超过预设门限，则先对流业务的业务速率进行降速，如果仍未到达低于所述预设门限的目标Iub接口带宽占有率，则再执行步骤A。

4.根据权利要求1所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，

网络侧根据用户设备所述业务的业务优先级与业务速率选择所述用户设备。

5.根据权利要求4所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，网络侧根据以下公式选择所述用户设备：P＝K1×W1+K2×W2；

其中，K1为所述业务优先级，K1的值越大，所述业务优先级越低；W1为该业务优先级的权值；K2为所述业务速率；W2为该业务速率的权值；网络侧按P值从大到小的顺序选择所述用户设备。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

网络侧通过设置定时器在符合降速条件的用户设备中循环选择，并降低所选定用户设备的所述业务的速率，直至所述Iub接口带宽占有率低于所述预设门限。

7.根据权利要求6所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，网络侧将所选定用户设备的所述业务的速率直接降至该业务的保证速率。

8.根据权利要求6所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，在保证降速后所述业务的速率不低于该业务的保证速率的前提下，网络侧对所选定用户设备的所述业务的速率进行逐级降速。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

网络侧根据当前Iub接口带宽占有率以及低于所述预设门限的目标Iub接口带宽占有率，计算所要选择的所述用户设备数及其业务速率降低程度，并将计算所得数目的用户设备的业务速率降低计算所得的程度。

10.一种无线网络中Iub接口带宽资源的控制系统，其特征在于，在网络侧中包含：

判断模块，用于判断Iub接口带宽占有率是否超过预设门限；

选择模块，用于选择使用自适应多速率业务的用户设备；

以及降速模块，用于对用户设备的业务进行降速；

当所述判断模块判定Iub接口带宽占有率超过预设门限时，通知所述选择模块选择至少一个所述用户设备，并由所述降速模块对该用户设备的自适应多速率业务进行降速。

11.根据权利要求10所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制系统，其特征在于，所述选择模块根据用户设备的业务优先级与业务速率选择所述用户设备。

12.根据权利要求10或11所述的无线网络中Iub接口带宽资源的控制系统，其特征在于，所述网络侧中还包含定时器，所述选择模块在该定时器周期性超时时在符合降速条件的用户设备中进行循环选择，直至Iub接口带宽占有率低于所述预设门限。

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