RU2389139C2 - Information flow control in universal mobile telecommunication system (umts) - Google Patents
Information flow control in universal mobile telecommunication system (umts) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389139C2 RU2389139C2 RU2008111508/09A RU2008111508A RU2389139C2 RU 2389139 C2 RU2389139 C2 RU 2389139C2 RU 2008111508/09 A RU2008111508/09 A RU 2008111508/09A RU 2008111508 A RU2008111508 A RU 2008111508A RU 2389139 C2 RU2389139 C2 RU 2389139C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- data
- unit
- reference value
- predetermined
- value
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение имеет отношение к управлению потоками информации для передачи кадров данных от одного узла другому узлу, в частности к сети, содержащей первый узел и второй узел или узел передачи данных и узел приема данных, и к способу передачи кадров данных от первого узла второму узлу.The present invention relates to managing information flows for transmitting data frames from one node to another node, in particular to a network comprising a first node and a second node or data transmission node and a data receiving node, and to a method of transmitting data frames from the first node to the second node.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Универсальная система мобильной связи (UMTS) является сетевой технологией, дающей возможность как передачи голоса, так и высокоскоростной передачи данных. Она является частью стандартов беспроводной связи третьего поколения (3G), как определено Проектом партнерства для создания сетей третьего поколения (3GPP). Широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA), также называемый широкополосным доступом CDMA, является одним способом беспроводной передачи, используемой в системе UMTS. Система UMTS является развитием глобальной системы мобильной связи (GSM)/системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), поддерживающих пакетную передачу голоса и данных.Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) is a network technology that enables both voice and high-speed data transmission. It is part of the third generation (3G) wireless standards, as defined by the Third Generation Network Partnership Project (3GPP). Code Division Multiple Access (WCDMA), also called CDMA Broadband Access, is one wireless transmission method used in the UMTS system. UMTS is an evolution of the Global System for Mobile Communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS), which supports packet voice and data.
Способ, называемый технологией высокоскоростного пакетного доступа по нисходящей линии связи (HSDPA), является расширением системы UMTS для увеличения возможности передачи данных, приводящей к уменьшенным затратам на каждый переданный бит и большей спектральной эффективности в дополнение к существенным увеличениям скоростей передачи данных по нисходящей линии связи. Технология HSDPA может дать увеличение текущей пропускной способности, по меньшей мере, в два или три раза. Она основана на стандарте WCDMA и использует тот же самый спектр. Технология HSDPA использует квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK) и квадратурную амплитудную модуляцию с 16 уровнями (16QAM).The method, referred to as High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) technology, is an extension of the UMTS system to increase the ability to transmit data, resulting in reduced cost per transmitted bit and greater spectral efficiency, in addition to significant increases in downlink data rates. HSDPA technology can provide an increase in current throughput by at least two or three times. It is based on the WCDMA standard and uses the same spectrum. HSDPA technology uses quadrature phase shift keying (QPSK) and 16 level quadrature amplitude modulation (16QAM).
Способ технологии HSDPA использует распределенную архитектуру, чтобы достигнуть адаптации линии связи с низкой задержкой посредством выполнения наиболее важных этапов процесса в базовых радиостанциях (RBS) и, таким образом, близко к беспроводному интерфейсу, см. Фиг.1. Технология HSDPA использует хорошо обоснованные этапы обработки, в том числе быструю повторную передачу на физическом уровне (L1) для ошибочных пакетов, методики объединения и адаптации линии связи для получения улучшенной передачи пакетных данных.The HSDPA technology method uses a distributed architecture to achieve low latency link adaptations by performing the most important process steps in radio base stations (RBS) and thus close to the wireless interface, see FIG. 1. HSDPA technology uses well-founded processing steps, including fast retransmission at the physical layer (L1) for erroneous packets, linking techniques, and link adaptation to provide improved packet data transmission.
Этапы процесса технологии HSDPA в основном включают в себя:The process steps of HSDPA technology mainly include:
- планирование в базовых радиостанциях для операции пакетных данных по нисходящей линии связи;- scheduling in base stations for the operation of packet data on the downlink;
- модуляцию более высокого порядка;- higher order modulation;
- адаптивную модуляцию и кодирование;- adaptive modulation and coding;
- гибридные автоматические запросы на повторную передачу данных (HARQ);- Hybrid automatic data retransmission requests (HARQ);
- обратную связь на физическом уровне о текущем состоянии канала;- feedback at the physical level about the current state of the channel;
- передачу по высокоскоростному совместно используемому каналу нисходящей линии связи (HS-DSCH), позволяющую нескольким пользователям совместно использовать канал беспроводного интерфейса.- Transmission over a high speed downlink shared channel (HS-DSCH), allowing multiple users to share a wireless interface channel.
Ниже описаны некоторые важные особенности технологии HSDPA.Some important features of HSDPA technology are described below.
1. Адаптивная модуляция и кодирование1. Adaptive modulation and coding
Технология HSDPA использует усовершенствованную адаптацию линии связи и адаптивную модуляцию и кодирование.HSDPA technology uses advanced link adaptation and adaptive modulation and coding.
2. Быстрое планирование2. Quick planning
В технологии HSDPA поток данных планируется в базовых радиостанциях. Технология HSDPA использует информацию о качестве канала, возможностях терминала, качестве обслуживания (QoS) и доступности мощности/кода для достижения эффективного планирования передач пакетов данных.In HSDPA technology, data flow is planned at base stations. HSDPA technology uses information about channel quality, terminal capabilities, quality of service (QoS) and power / code availability to achieve efficient scheduling of data packet transmissions.
3. Быстрые повторные передачи на уровне L13. Fast retransmissions at L1 level
Когда происходит ошибка связи, мобильный терминал немедленно запрашивает повторную передачу потерянных или ошибочных пакетов данных. Эта операция обозначена как способ, включающий в себя гибридные автоматические запросы на повторную передачу данных (HARQ) для уменьшения задержки и увеличения эффективности повторных передач. Управление запросами HARQ выполняется в базовых радиостанциях, как проиллюстрировано на Фиг.2.When a communication error occurs, the mobile terminal immediately requests the retransmission of lost or erroneous data packets. This operation is designated as a method including hybrid automatic data retransmission requests (HARQ) to reduce delay and increase retransmission efficiency. HARQ request management is performed at the radio base stations, as illustrated in FIG. 2.
4. Обратная связь о качестве канала4. Channel quality feedback
В базовых радиостанциях в соответствии со способом технологии HSDPA собираются и используются оценки качества канала каждого активного пользователя. Эта обратная связь обеспечивает оперативную информацию о широком диапазоне переменных состояний физического уровня канала, в том числе регулирование мощности, соотношение подтверждений (ack)/отрицательных подтверждений (nack), качество обслуживания (QoS) и специфическую для технологии HSDPA пользовательскую обратную связь.In base stations in accordance with the method of HSDPA technology, channel quality estimates of each active user are collected and used. This feedback provides up-to-date information on a wide range of channel level physical state variables, including power control, acknowledgment ratio (ack) / negative acknowledgment (nack), quality of service (QoS), and user-specific HSDPA technology.
5. Высокоскоростные совместно используемые каналы нисходящей линии связи (HS-DSCH)5. High Speed Downlink Shared Channels (HS-DSCH)
Функционирование по технологии HSDPA производится по высокоскоростным совместно используемым каналам нисходящей линии связи с использованием длины кадра, составляющей всего две миллисекунды, по сравнению с длинами кадра в 10, 20, 40 или 80 мс в используемых ранее совместно используемых каналах нисходящей линии связи (DSCH). Такие совместно используемые каналы нисходящей линии связи являются транспортными каналами нисходящей линии связи, каждый из которых может быть совместно использован несколькими пользовательскими оборудованиями. Совместно используемый канал нисходящей линии связи используется для переноса выделенных управляющих или информационных данных от обслуживающего контроллера беспроводной сети (SRNC). Канал DSCH будет сопряжен с одним или несколькими выделенными каналами (DCH) нисходящей линии связи. Каналы HS-DSCH обеспечивают квадратурную амплитудную модуляцию с 16 уровнями (16-QAM), адаптацию линии связи и объединение повторных передач на уровне L1 с помощью запросов HARQ. Технология HSDPA использует высокоскоростные совместно используемые каналы управления (HS-SCCH) для переноса необходимой информации о модуляции и повторной передаче. Высокоскоростные выделенные физические каналы управления (HS-DPCCH) восходящей линии связи переносят сообщения подтверждения автоматического запроса повторной передачи данных (ARQ), обеспечивают обратную связь о качестве нисходящей линии связи и передают другую необходимую управляющую информацию в восходящих линиях связи.HSDPA technology is performed on high-speed downlink shared channels using a frame length of only two milliseconds compared to 10, 20, 40 or 80 ms frame lengths in previously used downlink shared channels (DSCH). Such shared downlink channels are downlink transport channels, each of which may be shared by several user equipments. A downlink shared channel is used to carry dedicated control or information data from a serving wireless network controller (SRNC). The DSCH will be paired with one or more dedicated downlink channels (DCH). HS-DSCHs provide 16-level quadrature amplitude modulation (16-QAM), link adaptation, and L1 retransmission aggregation using HARQ queries. HSDPA technology uses high-speed shared control channels (HS-SCCH) to carry the necessary modulation and retransmission information. High speed dedicated uplink dedicated physical control channels (HS-DPCCH) carry automatic data retransmission request (ARQ) confirmation messages, provide feedback on the quality of the downlink, and transmit other necessary control information on the uplink.
Технология HSDPA требует алгоритма или способа управления потоками информации, который управляет передачей кадров данных по каналу HS-DSCH, как определено, например, нормативным документом TS 25.401 Проекта 3GPP, между контроллером беспроводной сети и базовой радиостанцией. Алгоритм для управления потоками информации не стандартизирован, но сообщения управления, например сообщение "распределения пропускной способности" ("Capacity Allocation"), являются стандартизированными. Чтобы управлять потоками информации, станция RBS вычисляет распределения, которые должны быть переданы в сообщениях "распределения пропускной способности", отправляемых контроллеру беспроводной сети (RNC), и контроллер RNC отправляет кадры данных по каналу HS-DSCH на станцию RBS в соответствии с информацией в сообщениях "распределения пропускной способности", одно распределение пропускной способности для каждого потока данных. Когда имеется больше данных для отправки от контроллера RNC, информационный элемент (IE) "размер пользовательского буфера" ("User Buffer Size", UBS) в кадрах данных канала HS-DSCH имеет значение больше нуля. Когда кадр данных освободил буфер контроллера RNC для соответствующего потока данных, элемент UBS устанавливается равным нулю.HSDPA technology requires an algorithm or method of controlling information flows that controls the transmission of data frames on the HS-DSCH, as defined, for example, in 3GPP Project TS 25.401, between the wireless network controller and the radio base station. The flow control algorithm is not standardized, but control messages, such as the “Capacity Allocation” message, are standardized. To control the flow of information, the RBS calculates the allocations to be transmitted in the “bandwidth allocation” messages sent to the wireless network controller (RNC), and the RNC sends data frames on the HS-DSCH to the RBS according to the information in the messages "bandwidth allocation", one bandwidth allocation for each data stream. When there is more data to send from the RNC, the User Buffer Size (UBS) information element (IE) in the HS-DSCH data frames is greater than zero. When the data frame frees the RNC controller buffer for the corresponding data stream, the UBS element is set to zero.
Алгоритм управления потоками информации должен управлять ограничениями как для беспроводного интерфейса, так и для полосы пропускания канала HS-DSCH интерфейса Iub, где интерфейс Iub является интерфейсом между контроллером RNC и станцией RBS.The flow control algorithm should control the constraints for both the wireless interface and the bandwidth of the HS-DSCH channel of the Iub interface, where the Iub interface is the interface between the RNC and the RBS.
В частности, передача кадра данных по каналу HS-DSCH от контроллера RNC к станции RBS производится следующим образом. После того как контроллеру RNC посредством станции RBS предоставлена пропускная способность (емкость), как получено из кадра управления распределения пропускной способности или из кадра управления начального распределения пропускной способности, принятого от станции RBS, как описано в нормативном документе 3GPP TS 25.433, и у контроллера RNC имеются данные, ожидающие отправки, кадр данных используется для передачи данных по каналу HS-DSCH. Если контроллеру RNC предоставлена пропускная способность посредством станции RBS с использованием кадра управления начального распределения пропускной способности, как описано в нормативном документе 3GPP TS 25.433, эта пропускная способность является действительной только для передачи первого кадра данных по каналу HS-DSCH. Когда данные ожидают передачи и был принят кадр управления распределения пропускной способности, кадр данных по каналу HS-DSCH будет немедленно передан в соответствии с принятым распределением, то есть с использованием пропускной способности, соответствующей этому распределению. Каждый кадр данных, отправленный по каналу HS-DSCH, включает в себя информационный элемент "размер пользовательского буфера" для указания количества данных, ожидающих соответствующего потока для обозначенного уровня приоритета.In particular, the transmission of a data frame on the HS-DSCH from the RNC to the RBS is as follows. After the bandwidth (capacity) is provided to the RNC through the RBS, as obtained from the bandwidth allocation control frame or from the initial bandwidth allocation control frame received from the RBS, as described in 3GPP TS 25.433, and the RNC there is data waiting to be sent, a data frame is used to transmit data on the HS-DSCH. If bandwidth is provided to the RNC by the RBS using the initial bandwidth allocation control frame, as described in 3GPP TS 25.433, this bandwidth is only valid for transmitting the first data frame on the HS-DSCH. When data is awaiting transmission and a bandwidth allocation control frame has been received, the data frame on the HS-DSCH will be immediately transmitted in accordance with the received allocation, that is, using the bandwidth corresponding to this allocation. Each data frame sent on the HS-DSCH includes a user buffer size information element for indicating the amount of data waiting for a corresponding stream for a designated priority level.
При проведении эффективной передачи кадров данных от контроллера RNC к станции RBS должны учитываться ограничения высокоскоростной пропускной способности интерфейса Iub. Когда подключены выделенные каналы, например, для голоса, пропускная способность для каналов HS-DSCH будет меньше, при условии что, как будет предполагаться в дальнейшем, эти выделенные каналы и поток HSDPA совместно используют один и тот же физический канал. Если пропускная способность для каналов HS-DSCH вызывает потерю кадров данных канала HS-DSCH, это оказывает плохое влияние на приложения на основе протокола TCP. Тогда лучше понизить эффективную битовую скорость для каналов HS-DSCH до уровня, на котором отношение потерь кадров данных становится приемлемым.When carrying out efficient transmission of data frames from the RNC to the RBS, the Iub interface bandwidth limitations must be considered. When dedicated channels are connected, for example, for voice, the bandwidth for the HS-DSCH channels will be less, provided that, as will be assumed in the future, these dedicated channels and the HSDPA stream share the same physical channel. If the bandwidth for HS-DSCHs causes the loss of data frames of the HS-DSCH, this has a bad effect on TCP based applications. Then it is better to lower the effective bit rate for HS-DSCH to a level where the data frame loss ratio becomes acceptable.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить эффективный алгоритм управления потоками информации.The objective of the invention is to provide an effective algorithm for managing the flow of information.
Другая задача изобретения состоит в том, чтобы обеспечить алгоритм управления потоками информации, который адаптирует поток кадров данных таким образом, чтобы кадры данных могли быть отправлены без слишком высоких потерь и, таким образом, чтобы буферы в узле приема всегда были допустимым образом заполнены.Another object of the invention is to provide an information flow control algorithm that adapts a data frame stream so that data frames can be sent without too high a loss, and so that the buffers in the receive node are always validly filled.
Алгоритм управления потоками (информации) в станции RBS для управления трафиком канала HS-DSCH через интерфейс Iub используется для обеспечения того, что в очередях приоритетов станции RBS всегда имеется подходящее количество данных. Если предполагается, что в контроллере RNC имеются данные для отправки на станцию RBS, очереди приоритетов не должны ни становиться пустыми, ни переполняться. Слишком длинные буферы дают слишком длительные задержки, слишком короткие буферы дают пустые буферы, когда непредвиденно планируется пользователь. Алгоритм управления потоками информации нацелен на управление потоками очередей приоритетов таким образом, чтобы они становились стабильными.The flow control (information) algorithm in the RBS station to control HS-DSCH channel traffic through the Iub interface is used to ensure that the RBS station priority queues always have the right amount of data. If it is assumed that there is data in the RNC to send to the RBS, the priority queues should neither become empty nor overflow. Too long buffers give too long delays, too short buffers give empty buffers when the user unexpectedly schedules. The information flow control algorithm is aimed at managing priority queue flows in such a way that they become stable.
Имеется два узких места: беспроводной интерфейс и интерфейс Iub. Оба этих узких места учитываются в алгоритме управления потоками информации. Доступная высокоскоростная пропускная способность через интерфейс Iub сильно изменяется. Если через интерфейс Iub распределено слишком много высокоскоростного трафика, потери кадров и длительные задержки ухудшают производительность высокоскоростной передачи пакетных данных.There are two bottlenecks: the wireless interface and the Iub interface. Both of these bottlenecks are taken into account in the information flow control algorithm. Available high-speed bandwidth through the Iub interface varies greatly. If too much high-speed traffic is distributed through the Iub interface, frame loss and long delays degrade the performance of high-speed packet data.
Алгоритм управления потоками информации в станции RBS для управления трафиком канала HS-DSCH через интерфейс Iub использует опорное (эталонное) значение для определения доступной пропускной способности для трафика канала HS-DSCH, это опорное значение динамически адаптируется посредством учета обнаруженных ошибок трафика.The RBS flow control algorithm for controlling HS-DSCH channel traffic through the Iub interface uses a reference value to determine the available bandwidth for HS-DSCH channel traffic; this reference value is dynamically adapted by taking into account detected traffic errors.
Преимущество обеспечения динамического опорного значения для высокоскоростной пропускной способности в интерфейсе Iub состоит в том, что можно избежать крупных потерь кадров данных канала HS-DSCH.The advantage of providing a dynamic reference value for high-speed throughput on the Iub interface is that large HS-DSCH data frame loss can be avoided.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ниже изобретение описано посредством не ограничивающих вариантов воплощения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:The invention is described below by way of non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 - схематическое изображение связи между базовой радиостанцией и пользовательским оборудованием с использованием высокоскоростной передачи данных по нисходящей линии связи,Figure 1 is a schematic diagram of communication between a radio base station and user equipment using high speed downlink data transmission,
Фиг.2 - схематические изображение, иллюстрирующее различия в передаче данных пользовательскому оборудованию с использованием совместно используемого канала нисходящей линии связи в соответствии с двумя различными способами,2 is a schematic diagram illustrating differences in data transmission to user equipment using a downlink shared channel in accordance with two different methods,
Фиг.3 - диаграмма, иллюстрирующая передачу данных от сервера приложений к приложению, работающему в пользовательском оборудовании, с использованием технологии HSDPA и функции управления потоками информации для управления интерфейсом Iub,Figure 3 is a diagram illustrating the transfer of data from an application server to an application running in user equipment using HSDPA technology and the flow control function of information to control the Iub interface,
Фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая различные уровни в связи между контроллером RNC и станцией RBS с использованием технологии HSDPA,4 is a diagram illustrating various levels in communication between an RNC and an RBS using HSDPA technology,
Фиг.5 - диаграмма передачи, иллюстрирующая принцип управления потоками информации с использованием стандартизированных сообщений,5 is a transmission diagram illustrating the principle of managing information flows using standardized messages,
Фиг.6 - схематическое изображение, иллюстрирующее буферы в контроллере RNC, станции RBS и пользовательском оборудовании UE,6 is a schematic diagram illustrating buffers in an RNC, an RBS, and a user equipment UE,
Фиг.7a - диаграмма, иллюстрирующая вычисление состояния потока очереди приоритета,Figa is a diagram illustrating the calculation of the state of the thread of the priority queue,
Фиг.7b - блок-схема последовательности этапов, выполняемых при вычислении, показанном на Фиг.7a,Fig. 7b is a flowchart of the steps performed in the calculation shown in Fig. 7a,
Фиг.8a - конечный автомат изменений состояния потока очереди приоритета,Figa - state machine changes the state of the thread of the priority queue,
Фиг.8b - блок схема последовательности этапов, выполняемых при процедуре этапов изменения, показанной на Фиг.8a,Fig. 8b is a flowchart showing the steps of the change process shown in Fig. 8a,
Фиг.9 - диаграмма коэффициента сокращения как функции времени для одной ошибки трафика,Fig.9 is a diagram of the reduction ratio as a function of time for one traffic error,
Фиг.10 - диаграмма, аналогичная Фиг.9, для двух ошибок трафика,Figure 10 is a diagram similar to Figure 9 for two traffic errors,
Фиг.11a - конечный автомат, иллюстрирующий вычисление переменной, представляющей максимальную объединенную битовую скорость,11a is a state machine illustrating the calculation of a variable representing the maximum combined bit rate,
Фиг.11b - блок-схема последовательности этапов, выполняемых при вычислении, показанном на Фиг.11a,11b is a flowchart of the steps performed in the calculation shown in FIG. 11a,
Фиг.12 - схематическое изображение базовой радиостанции, иллюстрирующее блок управления потоками информации и соответствующие ячейки памяти.12 is a schematic illustration of a radio base station illustrating an information flow control unit and corresponding memory cells.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Со ссылкой на Фиг.3-6 описан общий поток информации в системе, построенной в соответствии с универсальной системой мобильной связи (UMTS), в том числе как в сети мобильной телефонной связи, так и в некоторой другой сети, для информации, передаваемой из другой сети на пользовательское оборудование (UE) в сети мобильной телефонной связи с использованием технологии высокоскоростного пакетного доступа по нисходящей линии связи (HSDPA), в частности поток между контроллером беспроводной сети (RNC) и базовой радиостанцией (RBS) в сети мобильной телефонной связи. Эти чертежи включают в себя главным образом только блоки и функции, которые относятся к упомянутому общему потоку информации или являются необходимыми для него.With reference to FIGS. 3-6, a general information flow is described in a system constructed in accordance with a universal mobile communication system (UMTS), including both in a mobile telephone network and in some other network, for information transmitted from another user equipment (UE) networks in a mobile telephone network using high-speed downlink packet access (HSDPA) technology, in particular a stream between a wireless network controller (RNC) and a radio base station (RBS) in a mobile telephone network with ides. These drawings mainly include only blocks and functions that relate to or are necessary for the said general flow of information.
Многие приложения пакетных данных используют для передачи данных стандартизированный протокол управления передачей (TCP), определенный рабочей группой по стандартам для сети Интернет (IETF). Как показано на Фиг.3, данные, например страница сети Интернет, может быть отправлена с сервера 101 приложений через сеть передачи данных общего пользования (PDN) или общую сеть 103, такую как Интернет, к приложению 105, работающему в пользовательском оборудовании 107, то есть в мобильном терминале. Протокол управления передачей рабочей группы по стандартам для сети Интернет имеет собственный размер окна, который ограничивает количество байтов в различных буферах, которые должны проходить данные между сервером 101 приложений и пользовательским оборудованием. Подуровень управления беспроводной линией связи (RLC) имеет другой размер окна. Сообщения подтверждения автоматического запроса на повторную передачу данных (ARQ) используются и в соответствии с протоколом TCP, и на подуровне RLC для управления корректностью передач.Many packet data applications use the standardized Transmission Control Protocol (TCP) for data transfer defined by the Internet Standards Working Group (IETF). As shown in FIG. 3, data, for example, an Internet page, can be sent from the
Сеть 103 общего пользования соединена через сеть беспроводного доступа (RAN) (не показана) к контроллеру 111 RNC в межсетевом шлюзе или узле 109 поддержки, для системы GPRS этот узел включает в себя межсетевой узел поддержки сети GPRS (GGSN) и обслуживающий узел поддержки сети GPRS (SGSN). Межсетевой узел поддержки сети GPRS является маршрутизатором, который служит межсетевым шлюзом или интерфейсом между сетями пакетной передачи данных и сетями мобильной телефонной связи, в частности между сетью пакетной передачи данных, такой как сеть (103) протокола Интернета (IP), и обслуживающим узлом поддержки сети GPRS в сети 104 мобильной телефонной связи.The
Интерфейс между основной (базовой) сетью и сетью беспроводного доступа (RAN) обычно называется интерфейсом Iu, а пакетный интерфейс между узлом SGSN и контроллером 111 RNC называют интерфейсом Iu-PS. Интерфейс между контроллером RNC и станцией 113 RBS называют интерфейсом Iub, а интерфейс между станцией 113 RBS и мобильным терминалом 107 называют интерфейсом Uu.The interface between the core (core) network and the wireless access network (RAN) is usually called the Iu interface, and the packet interface between the SGSN and the
Пакеты, принятые от межсетевого шлюза или узла 109 поддержки, сначала сохраняются в буферах 115 SDU.Packets received from the gateway or
Функция управления потоками информации (FC) используется для управления связью между контроллером 111 RNC и станцией 113 RBS, в частности потоком кадров данных в канале HS-DSCH с использованием интерфейса Iub, и имеет цель сохранять очереди 127 приоритетов (PQ) в станции RBS короткими и не переполнять транспортную сеть интерфейса Iub, то есть транспортную сеть между контроллером RNC и станцией RBS, см. части 119, 121 сети на Фиг.3.The information flow control (FC) function is used to control the communication between the
Архитектура интерфейса Iub для технологии HSDPAIub Interface Architecture for HSDPA
Функция управления потоками включает в себя части 123, 125, расположенные в контроллере 111 RNC и в станции 113 RBS соответственно. В станции RBS она является частью функции (функционального блока) 126 управления доступом к среде для HSDPA (MAC-hs). Она взаимодействует с использованием сообщений протокола интерфейса Iub, передаваемых в управляющих кадрах интерфейса Iub, с частью 123 управления потоками информации в контроллере RNC, которая является частью функции (функционального блока) 124 управления доступом к среде для выделенных каналов (MAC-d) в контроллере 111 RNC, см. также Фиг.4.The flow control function includes
Потоки, которыми управляет функция 123, 125 управления потоками информации, являются потоками блоков протокольных данных (PDU) функции MAC-d, передаваемыми в кадрах данных канала HS-DSCH в соответствии с протоколом кадров (FP) интерфейса Iub.The streams controlled by the information
Каждый блок MAC-d PDU, прибывающий в часть 125 функции управления потоками информации в станции 113 RBS, сохраняется в одной из очередей 127 приоритетов для ожидания выбора посредством функции (функционального блока) 129 планировщика станции RBS для передачи по интерфейсу Uu на пользовательское оборудование 107.Each MAC-d PDU arriving at
В станции 113 RBS одна очередь 127 приоритета обеспечивается для каждого соединения MAC-hs канала HS-DSCH соединенного пользовательского оборудования 107, и один управляемый поток блоков MAC-d PDU обеспечивается через интерфейс Iub для каждой очереди приоритета. Каждый такой поток находится в функции управления потоками информации, обозначенной как поток очереди приоритета (PQF). Поток очереди приоритета определяется как пакеты, прибывающие для одного и того же пользователя, имеющие одинаковое содержимое поля "индикатор приоритета общего канала" (CmCH-PI), как определено в документах стандарта. Практически в большинстве случаев для каждого пользовательского оборудования имеется только один поток очереди приоритета, который тогда является информационным потоком нисходящей линии связи для соответствующего пользователя, хотя в общем случае может иметься множество очередей приоритета для каждого подсоединенного пользовательского оборудования 107.At
Каждый поток очереди приоритета транспортируется по интерфейсу Iub с помощью одного экземпляра протокола кадров (FP) интерфейса Iub с использованием выделенного соединения адаптационного уровня 2 ATM (AAL2) в качестве транспортного однонаправленного канала.Each priority queue thread is transported over the Iub using one instance of the frame protocol (FP) of the Iub using a dedicated ATM adaptation layer 2 (AAL2) connection as a unidirectional transport channel.
Фиг.4 иллюстрирует конфигурацию уровня и соответствующие элементы интерфейсов Iub и Uu.Figure 4 illustrates the configuration of the level and the corresponding elements of the interfaces Iub and Uu.
- Часть 401 подуровня управления беспроводной линией связи контроллера 111 RNC имеет основной целью обеспечить линию связи без потерь, то есть надежную линию связи по беспроводному интерфейсу для передачи данных на основе протокола TCP. Она обеспечивает надежность с использованием обнаружения и устранения ошибок посредством повторных передач. Подуровень RLC 410 взаимодействует с частью 402 подуровня управления беспроводной линией связи, включенного в часть 133 RLC/MAC-d пользовательского оборудования 107, см. Фиг.3.-
- Функция 124 MAC-d в контроллере 111 RNC взаимодействует с функцией 403 MAC-d, включенной в часть 133 RLC/MAC-d пользовательского оборудования 107, см. Фиг.3. Кроме того, функция MAC-d контроллера 111 RNC проиллюстрирована здесь как включающая в себя блок 404 обработки протокола кадров (FP) канала HS-DSCH. Этот блок обработки протокола кадров в свою очередь включает в себя часть 123 управления потоками информации и взаимодействует с частью 125 управления потоками информации, включенной в блок 405 обработки протокола кадров (FP) канала HS-DSCH функции 126 MAC-hs станции 113 RBS. Функция MAC-hs станции RBS включает в себя часть 125 управления потоками информации, планировщик 129 и функцию 131 MAC-hs HARQ, см. Фиг.3. Функция 126 MAC-hs в станции RBS взаимодействует с функцией (функциональный блок) 135 MAC-hs в пользовательском оборудовании 107. Функция MAC-hs пользовательского оборудования включает в себя функцию (функциональный блок) 136 HARQ, см. также Фиг.4, взаимодействующую с функцией 131 MAC-hs HARQ станции 113 RBS.- The MAC-
- Уровень AAL2/ATM VC, имеющий части 407, 409 в контроллере 111 RNC и в станции 113 RBS.- AAL2 / ATM VC
- Части 411 физического уровня (L1) в контроллере 111 RNC, части 413, 415 в станции 113 RBS и часть 417 в пользовательском оборудовании 107.-
Для связи (обмена) между станцией 113 RBS и контроллером 111 RNC используется транспортная сеть 419, такая как сеть ATM и/или сеть PDH/SDH, по сравнению частями 119, 121 транспортной сети на Фиг.3. Для связи между станцией 113 RBS и пользовательским оборудованием 107 используется беспроводная сеть 421.For communication (exchange) between the
Сообщения управления потоками между контроллером RNC и станцией RBSFlow control messages between the RNC and the RBS
Данные HSDPA, то есть блоки MAC-d PDU, отправляют от контроллера 111 RNC к станции 113 RBS. Каждый поток MAC-d заданного уровня приоритета равен одному потоку очереди приоритета и представлен одной очередью 117 в контроллере RNC и одной очередью 127 приоритета в станции RBS. Несколько блоков MAC-d PDU, принадлежащих одному потоку MAC-d, отправляют в каждом кадре данных протокола кадров (FP) канала HS-DSCH.HSDPA data, that is, MAC-d PDUs, is sent from the
Кадры данных, отправленные по интерфейсу Iub для каждого потока очереди приоритета, являются потоком, управляемым с использованием сообщений распределения пропускной способности(CA), отправляемых в управляющих кадрах от станции 113 RBS к контроллеру 111 RNC, см. Фиг.5. Сообщение распределения пропускной способности определяет битовую скорость в виде количества блоков MAC-d PDU, которые разрешено передать в течение предопределенного периода времени для рассматриваемого потока очереди приоритета.Data frames sent over the Iub interface for each priority queue stream are a stream controlled using bandwidth allocation (CA) messages sent in control frames from the
Для простого случая станция 113 RBS на основе уровня заполнения соответствующего буфера, то есть длины соответствующей очереди приоритета в станции RBS, на основе состояния беспроводного интерфейса, то есть состояния, относящегося к интерфейсу Uu, и на основе перегруженности транспортной сети в интерфейсе Uu принимает решение о битовой скорости, которая должна быть распределена для заданной очереди приоритета для использования контроллером 111 RNC для передачи по соответствующему каналу HS-DSCH. Контроллер RNC формирует потоки данных в соответствии с последними принятыми сообщениям распределения пропускной способности. Структуры сообщения могут быть найдены в документе 3GPP TS 25,435, в частности, на Фиг.21A "Кадр данных", на Фиг.36 "Распределение пропускной способности" и в сопроводительном тексте.For a simple case, the
Функциональный блок 123, 125 управления потоками информации осведомлен о средней скорости передачи данных, доступной для потока очереди приоритета по беспроводному интерфейсу между контроллером 111 RNC и станцией 113 RBS, или, по меньшей мере, оценке упомянутой средней скорости передачи данных. Ему также известно количество блоков PDU из этого потока очереди приоритета, которые ожидают в буфере станции RBS для этой очереди 127. На основе этой информации функциональный блок управления потоками информации может принять решение изменить распределенную скорость рассматриваемого потока очереди приоритета. Основная цель состоит в том, чтобы удерживать целевое количество ожидающих блоков PDU в станции 113 RBS, то есть не слишком много и не слишком мало блоков PDU в каждой из очередей приоритетов.The information flow
Буферы для очередей 117, 127 выполнены таким образом, что блоки PDU наиболее вероятно теряются только в транспортной сети интерфейса Iu или в беспроводном интерфейсе Uu.The buffers for
Цель использования функции управления потоками информацииPurpose of using the information flow control function
Информационные потоки интерфейса Iub в каналах HS-DSCH являются потоком, управляемым функцией 125 управления потоками информации функции 126 MAC-hs в станции 113 RBS. Сообщения протокола интерфейса Iub, которые могут использоваться для управления потоками информации, определены в документе 3GPP TS 25.435 (интерфейс Iub). Сама функция управления потоками информации не стандартизирована.The Iub interface information streams in HS-DSCHs are a stream controlled by the MAC-hs function 126 information
Цель функции (функционального блока) управления потоками информации состоит в том, чтобы поддерживать "приемлемое" количество блоков MAC-d PDU, буферизированных в станции 113 RBS, то есть поддерживать очереди 127 приоритета станции RBS достаточно короткими для повторных передач подуровня RLC, но достаточно длинными для обеспечения запланированной пропускной способности.The purpose of the information flow control function (function block) is to maintain an “acceptable” number of MAC-d PDUs buffered in
Один и тот же логический буфер подуровня RLC для потоков очередей приоритетов может рассматриваться как распределенный между контроллером 111 RNC, станцией 113 RBS и пользовательским оборудованием 107. Блоки MAC-d PDU, которые должны быть повторно переданы, имеют более высокий приоритет в контроллере RNC, чем блоки PDU, которые должны быть отправлены впервые от контроллера RNC, см. Фиг.6. Поэтому часть станции RBS подуровня RLC, очереди 127 приоритетов, должны быть "короткими" или не слишком длинными, это является одной причиной для использования функции управления потоками информации для управления передачей по каналам HS-DSCH от контроллера 111 RNC к станции 113 RBS.The same RLC sublayer logical buffer for priority queue flows can be considered distributed between the
Трафик канала HS-DSCH передается по типу качества обслуживания (QoS) "наилучший из возможных" в транспортной сети 119, 121; часть 415 между контроллером RNC и станцией RBS. Функция управления потоками информации должна регулировать поток трафика канала HS-DSCH таким образом, чтобы потеря блоков MAC-d PDU из-за слишком длинных задержек транспорта интерфейса Iub, например, вызванных перегрузкой транспортной сети, стала приемлемой. Имеется компромисс между высокой потерей кадров вместе с использованием большой пропускной способности и низкой потерей кадров вместе с использованием меньшей пропускной способности.HS-DSCH channel traffic is transmitted as the best possible quality of service (QoS) in the
Имеется главным образом два узких места для пропускной способности для трафика HSDPA в транспортных сетях между контроллером 111 RNC, станцией 113 RBS и пользовательским оборудованием 107, которые оба должны учитываться в функции управления потоками информации:There are mainly two bandwidth bottlenecks for HSDPA traffic in transport networks between the
- интерфейс Iub,- Iub interface,
- интерфейс Uu, то есть радио-интерфейс, или беспроводной интерфейс.- Uu interface, i.e. a radio interface, or a wireless interface.
Кадры данных канала HS-DSCH, каждый из которых несет один или более блоков MAC-d PDU, передаются через AAL2 в пакетах AAL2. Эти пакеты передаются по технологии ATM "скользящим способом". Таким образом, каждая ячейка ATM имеет "начальный байт", принадлежащий архитектуре AAL2, определяющий, где в ячейке ATM начинается первый пакет AAL2. Это используется при потере ячейки ATM, чтобы позволить найти, где начинается следующий надлежащий пакет AAL2. Ячейки ATM передаются по транспортной сети 119, 121; часть 419 между контроллером 111 RNC и станцией 113 RBS. Если поток трафика превышает доступную пропускную способность тракта AAL2, транспортной сети, возможно, придется выбрасывать некоторые пакеты AAL2 или ячейки ATM из-за переполнения буферов в транспортной сети. Когда один или более пакетов (уровня) AAL2 кадра данных потеряны, кадр данных, повторно собранный в станции RBS, будет иметь ошибочную контрольную сумму циклического избыточного кода (CRC) для полезной нагрузки и ошибочную длину, что может быть обнаружено станцией RBS. Потери кадров также могут быть вызваны ошибками битов вследствие плохого качества передачи, также приводящими к ошибкам CRC, но в большинстве таких случаев длина кадра будет правильной, и это дает возможность различать наиболее вероятные причины ошибочных принятых кадров данных.HS-DSCH data frames, each of which carries one or more MAC-d PDUs, are transmitted through AAL2 in AAL2 packets. These packets are transmitted using ATM technology "sliding way". Thus, each ATM cell has an "initial byte" belonging to the AAL2 architecture, which determines where the first AAL2 packet begins in the ATM cell. This is used when losing an ATM cell in order to find where the next proper AAL2 packet begins. ATM cells are transmitted over the
Ниже описан алгоритм потери кадра для обнаружения условия перегрузки интерфейса Iub посредством наблюдения случаев неполных или дефектных кадров данных канала HS-DSCH, прибывших в станцию 113 RBS, алгоритм создает флаг, указывающий, что потеря, по меньшей мере, одного кадра данных была обнаружена в течение предопределенного периода времени, например интервала в 100 мс, для каждого потока очереди приоритета. Когда количество потерянных кадров данных для потока очереди приоритета превышает предопределенный порог потерь в течение предопределенного периода, расчетная битовая скорость caCalcBitrate распределения пропускной способности для этого потока очереди приоритетов временно уменьшается на предопределенную долю, например на 50% от ее номинального значения, см. Фиг.9 и 10, и отправляется контроллеру 111 RNC в сообщении распределения пропускной способности (CA).The following describes a frame loss algorithm for detecting an Iub interface congestion condition by observing cases of incomplete or defective HS-DSCH channel data frames arriving at
Когда станция 113 RBS обнаружила слишком много потерь кадров данных во всех потоках PQF в течение другого более длительного периода времени, например одной секунды, значение переменной targetHsRate уменьшается. Значение этой переменной указывает оценочную полную битовую скорость, доступную для передачи кадров данных от контроллера 111 RNC. Эта переменная дает опорное (эталонное) значение, которое указывает максимальное значение объединенной битовой скорости, которая может использоваться для кадров данных канала HS-DSCH технологии HSDPA через интерфейс Iub в нисходящей линии связи.When
При обнаружении флага iubFrameLossFlag, показывающего, по меньшей мере, одну потерю кадра для потока очереди приоритета в течение предопределенного периода времени, входными данными являются кадры данных канала HS-DSCH интерфейса Iub из потока очереди приоритета, см. Фиг.7a. Каждый кадр данных оценивается, и флаг устанавливается, если кадр данных является дефектным или обнаруживает ошибку.When the iubFrameLossFlag flag is detected, showing at least one frame loss for the priority queue stream for a predetermined period of time, the input data is the Iub interface HS-DSCH data frames from the priority queue stream, see Fig. 7a. Each data frame is evaluated and a flag is set if the data frame is defective or detects an error.
Обнаружение потерянных и/или ошибочных кадров данных производится посредством выполнения проверок каждого принятого кадра данных, как показано в следующем фрагменте псевдокода:Detection of lost and / or erroneous data frames is performed by checking each received data frame, as shown in the following pseudo-code fragment:
Если CRC заголовка и CRC полезных данных в кадре данных являются правильными, принять кадр данных и не устанавливать флаг.If the header CRC and payload CRC in the data frame are correct, accept the data frame and do not set a flag.
Если CRC заголовка в кадре данных является неправильной, выбросить кадр и установить флаг iubFrameLossFlag.If the CRC of the header in the data frame is incorrect, discard the frame and set the iubFrameLossFlag flag.
Если CRC заголовка является правильной и CRC полезных данных в кадре данных является неправильной, выбросить кадр данных и проверить, равна ли длина кадра данных, включая CRC полезных данных, в байтах значению, заданному формулой:If the header CRC is correct and the payload CRC in the data frame is incorrect, discard the data frame and check if the length of the data frame, including the payload CRC, in bytes is equal to the value given by the formula:
INT [(4+(Длина блока MAC-d PDU)+7)/8]*"NumOfPDU"+9.INT [(4+ (MAC-d PDU Block Length) +7) / 8] * "NumOfPDU" +9.
Если это истинно, неправильная CRC полезных данных, наиболее вероятно, была вызвана плохим качеством передачи, и никакое дополнительное действие не предпринимается.If true, an incorrect CRC of useful data was most likely caused by poor transmission quality and no further action is taken.
Если это ложно, неправильная CRC полезных данных наиболее вероятно была вызвана потерей одного или более пакетов уровня AAL2, и устанавливается флаг iubFrameLossFlag.If this is false, the incorrect payload CRC was most likely caused by the loss of one or more AAL2 packets, and the iubFrameLossFlag flag is set.
Следовательно, обнаружение одного или более ошибочных кадров данных в течение периода, равного 100 мс, устанавливает флаг iubFrameLossFlag. Следует заметить, что невозможно определить, сколько было обнаружено разрушенных (поврежденных) кадров в течение периода времени.Therefore, detecting one or more erroneous data frames over a period of 100 ms sets the iubFrameLossFlag flag. It should be noted that it is impossible to determine how many destroyed (damaged) frames were detected over a period of time.
Этапы процедуры обнаружения проиллюстрированы на Фиг.7b. Таким образом, когда кадр данных принят, процедура начинается и на первом этапе 703 спрашивают, правильна ли контрольная сумма CRC поля заголовка кадра данных. Если это истинно, на этапе 705 спрашивают, правильна ли контрольная сумма CRC поля полезных данных кадра данных. Если это истинно, на этапе 707 принимают кадр данных. Если на этапе 705 было определено, что контрольная сумма CRC поля полезных данных не является правильной, на этапе 709 определяют, правильна ли длина кадра данных, то есть равна ли она стандартной длине, как задано формулой выше. Если это истинно, на этапе 711 выбрасывают кадр данных. Если на этапе было определено, что длина кадра данных не является правильной, на этапе 713 устанавливают флаг iubFrameLossFlag, и затем выполняется этап 711. Если на этапе 703 было определено, что контрольная сумма CRC поля заголовка кадра данных не является правильной, также выполняются этапы 713 и 711.The steps of the detection procedure are illustrated in FIG. 7b. Thus, when the data frame is received, the procedure begins and in the
После того как, по меньшей мере, одно указание относительно перегрузки интерфейса Iub было обнаружено в течение периода, равного 100 мс, что сообщено фактом установки флага iubFrameLossFlag, значение переменной caCalcBitrate, которое указывает распределение пропускной способности для потока очереди приоритета, временно уменьшается на 50%, и затем следует обратное увеличение до 100% уровня в течение последующего свободного от перегрузки предопределенного периода времени, например одной секунды. Распределение пропускной способности имеет отношение к переменной targetHsRate, которая будет описана ниже.After at least one indication of Iub interface congestion has been detected for a period of 100 ms, as indicated by the setting of the iubFrameLossFlag flag, the value of the variable caCalcBitrate, which indicates the bandwidth allocation for the priority queue stream, is temporarily reduced by 50% , and then there is a reverse increase to 100% of the level during the subsequent overload-free predefined period of time, for example one second. Bandwidth allocation is related to the targetHsRate variable, which will be described below.
Эта процедура 801 уменьшения проиллюстрирована на Фиг.8a и выполняется в конце каждого предопределенного периода времени. Она использует в качестве входной информации значение флага iubFrameLossFlag и создает на выходе коэффициент уменьшения, или коэффициент iubCoeff, который специфичен для рассматриваемого потока PQF, а также измененное значение переменной iubHsTrafficErrors, которое дает оценку количества ошибок кадра данных, как определено для рассматриваемой станции RBS, которые произошли с начала текущего более длительного периода времени, имеющего длину, например, 1000 мс. Таким образом, коэффициент iubCoeff является в общем случае функцией частот появления ошибок высокоскоростного трафика интерфейса Iub. Битовая скорость распределения пропускной способности (CA) для потока PQF уменьшается, когда для потока происходит ошибка высокоскоростного трафика интерфейса Iub.This
Когда флаг iubFrameLossFlag установлен, то есть имеет значение ИСТИНА, значение переменной caCalcBitrate уменьшается с использованием коэффициента iubCoeff. Коэффициент iubCoeff первоначально и обычно равен коэффициенту maxCoeff, который имеет значение 100%. Когда происходит ошибка высокоскоростного трафика интерфейса Iub в течение предопределенного более короткого периода, коэффициент iubCoeff всегда устанавливается в значение minCoeff, например, равное 50%, в следующем более коротком периоде времени. Значение коэффициента iubCoeff изменяется между значениями minCoeff и maxCoeff, чтобы оно никогда не было ниже 50% и никогда не было выше 100%.When the iubFrameLossFlag flag is set, that is, it is TRUE, the value of the variable caCalcBitrate is reduced using the iubCoeff coefficient. The coefficient iubCoeff is initially and usually equal to the coefficient maxCoeff, which has a value of 100%. When a high-speed Iub interface traffic error occurs during a predefined shorter period, the iubCoeff coefficient is always set to minCoeff, for example, equal to 50%, in the next shorter period of time. The value of the iubCoeff coefficient changes between the values of minCoeff and maxCoeff so that it is never lower than 50% and never higher than 100%.
Когда в течение более короткого времени не происходят никакие ошибки высокоскоростного трафика интерфейса Iub для потока PQF, значение переменной iubCoeff увеличивается на предопределенный шаг CoeffStep, например, равный 5% относительно 100%.When no errors of high-speed Iub interface traffic for the PQF flow occur for a shorter time, the value of the iubCoeff variable is increased by a predefined CoeffStep step, for example, equal to 5% relative to 100%.
В примере, проиллюстрированном посредством диаграммы на Фиг.9, после одной ошибки высокоскоростного трафика интерфейса Iub, за которой не следуют ошибки, коэффициент iubCoeff устанавливается равным своему минимальному значению 50% непосредственно после ошибки высокоскоростного трафика интерфейса Iub, обозначенной посредством установленного флага iubFrameLossFlag. За этим следует увеличение значения коэффициента iubCoeff на 5% на каждом интервале с продолжительностью 100 мс. По прошествии 1 секунды значение коэффициента iubCoeff снова возвратилось к своему максимальному значению 100%. Более низкие значения коэффициента iubCoeff производят соответствующие уменьшенные битовые скорости распределения пропускной способности.In the example illustrated by the diagram in FIG. 9, after one high-speed Iub interface traffic error that is not followed by an error, the iubCoeff coefficient is set to its minimum value of 50% immediately after the high-speed Iub interface traffic error indicated by the iubFrameLossFlag flag set. This is followed by an increase in the iubCoeff coefficient by 5% in each interval with a duration of 100 ms. After 1 second, the iubCoeff coefficient value returned to its maximum value of 100%. Lower iubCoeff coefficients produce correspondingly reduced bandwidth allocation bit rates.
В другом примере, проиллюстрированном посредством диаграммы на Фиг.10, произошли две ошибки трафика интерфейса Iub для потока PQF в течение другого более короткого периода времени, равного 100 мс, это приводит каждый раз к сокращению битовых скоростей распределения пропускной способности вследствие уменьшения значения коэффициента iubCoeff до уровня 50%.In another example, illustrated by the diagram in FIG. 10, two Iub interface traffic errors occurred for the PQF stream for another shorter time period of 100 ms, each time reducing the bandwidth allocation bit rates due to decreasing the iubCoeff coefficient to level of 50%.
Этапы процедуры для вычисления коэффициента iubCoeff для каждого потока PQF и одновременного изменения значения счетчика iubHsTrafficErrors ошибок проиллюстрированы на Фиг.8b. Таким образом, в конце каждого более короткого периода времени и для каждого потока очереди приоритета сначала проверяют на этапе 803, был ли установлен флаг iubFrameLossFlag. Если он был установлен, на этапе 805 коэффициент IubCoeff для этого потока очереди приоритета устанавливают равным своему минимальному значению minCoeff. Затем счетчик iubHsTrafficErrors увеличивают на единицу на этапе 807 и, наконец, на этапе 809 сбрасывают флаг iubFrameLossFlag, то есть устанавливают его в значение ЛОЖЬ. Если на этапе 803 было определено, что флаг не установлен, на этапе 811 определяют, меньше ли коэффициент iubCoeff своего максимального значения maxCoeff. Если это истинно, коэффициент увеличивают на значение CoeffStep на этапе. После того как этапы были выполнены, распределение пропускной способности для потока очереди приоритета уменьшают каким-либо образом, используя текущее значение коэффициента iubCoeff, как обозначено посредством этапа 815.The procedure steps for calculating the iubCoeff coefficient for each PQF stream and simultaneously changing the value of the error counter iubHsTrafficErrors are illustrated in Fig. 8b. Thus, at the end of each shorter period of time and for each thread, the priority queues are first checked at
Переменная iubHsTrafficErrors является специфичной для рассматриваемой станции RBS. Это счетчик, представляющий все ошибки высокоскоростного трафика интерфейса Iub, которые произошли для всех потоков PQF во всех более коротких периодах времени в течение более длинного периода времени.The iubHsTrafficErrors variable is specific to the RBS station in question. This is a counter representing all the Iub interface high-speed traffic errors that occurred for all PQF flows in all shorter periods of time over a longer period of time.
Одна ошибка высокоскоростного трафика интерфейса Iub здесь эквивалентна обнаружению того, что один флаг iubFrameLossFlag установлен для одного потока PQF в течение более короткого периода времени.One mistake of high-speed Iub interface traffic here is equivalent to detecting that one iubFrameLossFlag flag is set for one PQF stream for a shorter period of time.
В примере каждый поток PQF добавляет максимум 10 к переменной iubHsTrafficErrors в одну секунду. В целом все потоки PQF в станции 113 RBS могут, например, вместе добавлять сотни приращений в секунду, если происходит много ошибок высокоскоростного трафика интерфейса Iub.In the example, each PQF thread adds a maximum of 10 to the iubHsTrafficErrors variable in one second. In general, all PQF flows in a 113 RBS station can, for example, add hundreds of increments per second, for example, if there are many high-speed Iub interface traffic errors.
Таким образом, каждый раз, когда переменная iubCoeff для потока PQF устанавливается равной своему минимальному значению, даже если она уже была установлена в свое самое нижнее значение, переменная iubHsTrafficErrors увеличивается на единицу. Значение переменной iubHsTrafficErrors обнуляется после его считывания, см. описание со ссылкой на Фиг.11a и 11b. Это делается в конце каждого длинного интервала времени посредством этапа 1101 вычисления целевой скорости.Thus, every time the iubCoeff variable for the PQF stream is set to its minimum value, even if it has already been set to its lowest value, the iubHsTrafficErrors variable is incremented by one. The value of the iubHsTrafficErrors variable is reset after reading it, see the description with reference to Figs. 11a and 11b. This is done at the end of each long time interval by means of
Переменная targetHsRate представляет максимальную объединенную скорость caCalcBitrate, которая может быть распределена всем потокам PQF в одной и той же станции RBS. Значение переменной targetHsRate ограничено минимальным значением minHsRate и максимальным значением maxHsPvate и имеет начальное значение maxHsRate. Вычисление targetHsRate проиллюстрировано на Фиг.11a и 11b.The targetHsRate variable represents the maximum combined rate of caCalcBitrate, which can be distributed to all PQF streams in the same RBS station. The value of targetHsRate is limited by the minimum value of minHsRate and the maximum value of maxHsPvate and has an initial value of maxHsRate. The calculation of targetHsRate is illustrated in FIGS. 11a and 11b.
Переменная targetHsRate чувствительна к слишком большому количеству ошибок высокоскоростного трафика интерфейса Iub. Если, например, в течение одной секунды были обнаружены 5 или более ошибок высокоскоростного трафика интерфейса Iub в любом из потоков PQF в станции RBS, значение переменной targetHsRate уменьшается на значение декремента targetHsStepDown, например, равного 2% относительно максимального значения maxHsRate. Если было обнаружено менее 5 ошибок в секунду за более длинный период времени, например 1 секунду, значение переменной targetHsRate увеличивается на значение инкремента targetHsStepUp, например, равного 1% относительно максимального значения maxHsRate.The targetHsRate variable is sensitive to too many Iub interface high-speed traffic errors. If, for example, 5 or more errors of high-speed Iub interface traffic were detected within one second in any of the PQF flows in the RBS station, the value of the targetHsRate variable is reduced by the decrement value of targetHsStepDown, for example, equal to 2% relative to the maximum value of maxHsRate. If less than 5 errors per second were detected over a longer period of time, for example 1 second, the value of the targetHsRate variable is increased by the value of the increment targetHsStepUp, for example, equal to 1% relative to the maximum value of maxHsRate.
Текущее значение переменной targetHsRate используется как опорное значение при вычислении битовых скоростей распределения пропускной способности. Распределение пропускной способности для очереди приоритета, например, может быть вычислено какThe current value of the targetHsRate variable is used as the reference value when calculating the bit rate of the bandwidth allocation. The bandwidth allocation for the priority queue, for example, can be calculated as
CA=(targetHsRate)·(iubCoeff)/(сумма всех iubCoeff).CA = (targetHsRate) · (iubCoeff) / (sum of all iubCoeff).
Процедура 1101 для вычисления значения переменной targetHsRate имеет на входе параметры minHsRate, maxHsRate, hsRatelubErrorThreshold, hsRateRecoverTime, targetHsStepUp и targetHsStepDown. Она имеет на входе переменную iubHsTrafficErrors и выдает на выходе новое значение переменной targetHsRate. Выходная переменная targetHsRate является в основном функцией переменной IubHsTrafficErrors, и ей присваивается значение в конце каждого более длинного периода времени посредством выполнения процедуры, как показано в следующем фрагменте псевдокода:
ЕСЛИ iubHsTrafficErrors>=hsRatelubErrorThresholdIF iubHsTrafficErrors> = hsRatelubErrorThreshold
ТОTO
- уменьшить targetHsRate на targetHsStepDown, если больше чем minHsRate- decrease targetHsRate by targetHsStepDown if more than minHsRate
- присвоить errorFreeSecCounter=0- set errorFreeSecCounter = 0
ИНАЧЕELSE
увеличить errorFreeSecCounter на 1increase errorFreeSecCounter by 1
ЕСЛИ errorFreeSecCounter>=hsRateRecoverTimeIF errorFreeSecCounter> = hsRateRecoverTime
ТОTO
- увеличить targetHsRate на targetHsStepUp, если меньше чем maxHsRate- increase targetHsRate by targetHsStepUp if less than maxHsRate
- присвоить errorFreeSecCounter=0- set errorFreeSecCounter = 0
ИНАЧЕELSE
Конец ЕСЛИEnd IF
присвоить iubHsTrafficErrors=0assign iubHsTrafficErrors = 0
Этапы процедуры 1101 также проиллюстрированы посредством диаграммы на Фиг.11b. На первом этапе 1103 определяют, больше ли количество ошибок трафика, заданное текущим значением счетчика iubHsTrafficErrors, чем некоторое малое допустимое пороговое значение, называемое hsRatelubErrorThreshold. Если не больше, то другой счетчик, называемый errorFreeSecCounter, для подсчета количества более длинных последовательных периодов времени, в которых количество ошибок было допустимым и, таким образом, не превысило пороговое значение, увеличивают на единицу на этапе 1105. Затем на этапе 1107 проверяют, больше ли текущее значение этого счетчика, чем другое пороговое значение, называемое hsRateRecoverTime. Если это истинно, это означает, что было допустимое количество ошибок трафика в течение достаточно длительного времени, и выполняют этап 1109, на котором определяют, равно ли текущее значение переменной targetHsRate ее максимальному значению maxHsRate. Если это не истинно, выполняют этап 1111, на котором текущее значение targetHsRate увеличивают на targetHsStepUp. Затем на этапе 1113 счетчик errorFreeSecCounter для более длинных периодов времени, имеющих допустимое количество ошибок трафика, обнуляют. Наконец, счетчик ubHsTrafficErrors для общего количества ошибок обнуляют на этапе 1115. Если на этапе 1109 было определено, что значение targetHsRate равно maxHsRate, также выполняют этапы 1113 и 1115. Если на этапе 1107 было определено, что значение errorFreeSecCounter больше чем hsRateRecoverTime, также выполняют этап 1115. Если на этапе 1103 было определено, что текущее значение iubHsTrafficErrors больше чем hsRatelubErrorThreshold, выполняют этап 1117, на котором проверяют, равно ли текущее значение targetHsRate своему минимальному значению minHsRate. Если оно больше, текущее значение уменьшают на значение параметра targetHsStepDown на этапе 1119. Затем выполняют этапы 1113 и 1115, как описано выше. Если на этапе 1117 было определено, что значение targetHsRate равно minHsRate, выполняют этапы 1113 и 1115.The steps of
Для выполнения функции управления потоками информации блок 1201 управления потоками информации и специальные ячейки памяти должны быть добавлены в станции 133 RBS, как показано на диаграмме на Фиг.12. Ячейки памяти включают в себя для каждой очереди 127 приоритета и, следовательно, для каждого потока очереди приоритета ячейку 1203 памяти для хранения значения флага iubFrameLossFlag и ячейку 1205 памяти для хранения коэффициента сокращения iubCoeff. Ячейки 1207, 1209 и 1211 памяти предусмотрены для фиксированных значений параметров maxCoeff, minCoeff и CoeffStep, используемых при вычислении коэффициентов. Ячейка 1213 памяти содержит текущее значение счетчика iubsHsTrafficErrors, и другая ячейка 1215 - текущее значение переменной targetHsRate. Ячейки 1217-1227 памяти содержат фиксированные значения параметров, используемых при вычислении значения переменной targetHsRate. Ячейка 1229 памяти содержит текущее значение счетчика errorFreeSecCounter для периодов без ошибок. Блок 1201 управления потоками информации содержит блок 701 для обнаружения возможной потери кадров, блок 801 для вычисления коэффициентов iubCoeffs и увеличения счетчика iubTrafficErrors ошибок, блок 1101 для вычисления или изменения переменной targetHsRate и блок 1231 для вычисления распределения пропускной способности на основе коэффициентов и значения переменной targetHsRate.To perform the information flow control function, the information flow control unit 1201 and special memory cells must be added to the
Claims (28)
блок определения оценки для определения для каждого из потоков данных в конце первых периодов времени, имеющих заранее определенную первую длину, оценки, представляющей общее количество принятых от узла передачи кадров данных, которые были ошибочными, в течение первого периода времени, и
блок вычисления опорного значения, соединенный с блоком определения оценки, для вычисления на основе определенных оценок для всех потоков данных опорного значения пропускной способности, определяющего допустимую в настоящее время полную максимальную пропускную способность для передачи во всех потоках данных от узла передачи данных к узлу приема данных.1. A mobile communication network including a data transmission node and a data receiving node, wherein data frames are transmitted from the data transmission node to the data receiving node, each data frame carries information belonging to one of the plurality of data streams, containing in the receiving node
an estimation determination unit for determining, for each of the data streams at the end of the first time periods having a predetermined first length, an estimate representing the total number of data frames received from the transmission node that were erroneous during the first time period, and
a reference value calculation unit connected to the evaluation determination unit for calculating, based on the determined estimates for all data streams, a bandwidth reference value that defines the currently permissible total maximum bandwidth for transmission in all data streams from the data transmission node to the data receiving node.
блок определения возможной потери кадров для определения - для каждого из потоков данных в конце вторых периодов времени, имеющих предопределенную вторую длину, - является ли ошибочным любой из кадров данных, принятых в течение второго периода времени, и
блок распределения пропускной способности, соединенный с блоком определения возможной потери кадров, для распределения для каждого из потоков данных, для которых упомянутый блок определения определил, что кадр данных являлся ошибочным, уменьшенной заранее определенной доли от полной доступной битовой скорости или пропускной способности для передачи от узла передачи данных к узлу приема данных,
отличающаяся тем, что блок распределения пропускной способности выполнен с возможностью в случае, когда уменьшенная заранее определенная доля для потока данных была распределена в непосредственно предшествующий второй период времени, увеличивать уменьшенную заранее определенную долю в конце каждого последующего второго периода времени на заранее определенный шаг до максимальной заранее определенной доли в случае, когда ни один кадр данных не являлся ошибочным в течение соответствующего периода времени.6. A mobile communication network including a data transmission node and a data receiving node, wherein data frames are transmitted from the data transmission node to the data receiving node, wherein each data frame carries information belonging to one of the plurality of data streams, the network includes receiving node
a unit for determining a possible loss of frames for determining, for each of the data streams at the end of the second time periods having a predetermined second length, whether any of the data frames received during the second time period is erroneous, and
a bandwidth allocation unit connected to a possible frame loss determination unit for distributing for each of the data streams for which said determination unit determined that the data frame was erroneous, a reduced predetermined fraction of the total available bit rate or bandwidth for transmission from the node data transmission to the data receiving node,
characterized in that the bandwidth allocation unit is configured to, in the case where the reduced predetermined portion for the data stream has been allocated in the immediately preceding second time period, increase the reduced predetermined proportion at the end of each subsequent second time period by a predetermined step to a maximum predetermined a certain fraction in the case when no data frame was erroneous for the corresponding period of time.
блок определения оценки для определения для каждого из потоков данных в конце первых периодов времени, имеющих заранее определенную первую длину, оценки, представляющей общее количество принятых кадров данных, которые были ошибочными, в течение первого периода времени, и
блок вычисления опорного значения, соединенный с блоком определения оценки, для вычисления на основе определенных оценок для всех потоков данных опорного значения пропускной способности, определяющего допустимую в настоящее время полную максимальную пропускную способность для передачи во всех потоках данных от узла передачи данных к узлу приема данных.11. A data receiving unit for a mobile communication network including a data transmitting unit, the data transmitting unit transmitting data frames to the data receiving unit, each data frame carries information belonging to one of the plurality of data streams, comprising
an estimation determination unit for determining, for each of the data streams at the end of the first time periods having a predetermined first length, an estimate representing the total number of received data frames that were erroneous during the first time period, and
a reference value calculation unit connected to the evaluation determination unit for calculating, based on the determined estimates for all data streams, a bandwidth reference value that defines the currently permissible total maximum bandwidth for transmission in all data streams from the data transmission node to the data receiving node.
блок определения возможной потери кадров для определения для каждого из потоков данных в конце вторых периодов времени, имеющих заранее определенную вторую длину, является ли ошибочным любой из кадров данных, принятых в течение второго периода времени, и
блок распределения пропускной способности, соединенный с блоком определения возможной потери кадров, для распределения для каждого из потоков данных, для которых элемент определения определил, что кадр данных являлся ошибочным, уменьшенной заранее определенной доли от полной доступной битовой скорости или пропускной способности для передачи от узла передачи данных к узлу приема данных,
отличающийся тем, что блок распределения пропускной способности выполнен с возможностью в случае, когда уменьшенная заранее определенная доля для потока данных была распределена в непосредственно предшествующий второй период времени, увеличивать уменьшенную заранее определенную долю в конце каждого последующего второго периода времени на заранее определенный шаг до максимальной заранее определенной доли в случае, когда ни один кадр данных не являлся ошибочным в течение соответствующего периода времени.16. A data receiving unit for a mobile communication network including a data transmitting unit, the data transmitting unit transmitting data frames to the data receiving unit, wherein each data frame carries information belonging to one of the plurality of data streams, the data receiving unit includes
a possible frame loss determination unit for determining for each of the data streams at the end of the second time periods having a predetermined second length whether any of the data frames received during the second time period is erroneous, and
a bandwidth allocation unit connected to a possible frame loss determination unit for distributing for each of the data streams for which the determination element determined that the data frame was erroneous, a reduced predetermined fraction of the total available bit rate or bandwidth for transmission from the transmission node data to the data receiving node,
characterized in that the bandwidth allocation unit is configured to, in the case where the reduced predetermined portion for the data stream has been allocated in the immediately preceding second time period, increase the reduced predetermined proportion at the end of each subsequent second time period by a predetermined step to a maximum predetermined a certain fraction in the case when no data frame was erroneous for the corresponding period of time.
определяют для каждого из потоков данных в конце первых периодов времени, имеющих заранее определенную первую длину, оценку, представляющую общее количество принятых кадров данных, которые были ошибочными, в течение первого периода времени, и
вычисляют на основе определенных оценок для всех потоков данных опорное значение пропускной способности, определяющее допустимую в настоящее время полную максимальную пропускную способность для передачи во всех потоках данных от узла передачи данных к узлу приема данных.21. A method of transmitting data frames from a data transmission node to a data receiving node in a mobile communication network, each data frame carries information belonging to one of the plurality of data streams, comprising the steps of:
determining for each of the data streams at the end of the first time periods having a predetermined first length, an estimate representing the total number of received data frames that were erroneous during the first time period, and
on the basis of certain estimates for all data streams, a reference value of the throughput is determined, which determines the currently permissible total maximum throughput for transmission in all data streams from the data transmission node to the data receiving node.
определяют для каждого из потоков данных в конце вторых периодов времени, имеющих заранее определенную вторую длину, является ли ошибочным любой из кадров данных, принятых в течение второго периода времени, и
распределяют для каждого из потоков данных, для которых результат определения состоит в том, что кадр данных являлся ошибочным, уменьшенную заранее определенную долю от полной доступной битовой скорости или пропускной способности для передачи от узла передачи данных к узлу приема данных,
отличающийся тем, что после этапа распределения в случае, когда для потока данных была распределена уменьшенная заранее определенная доля, эту уменьшенную заранее определенную долю увеличивают в конце каждого последующего второго периода времени на заранее определенный шаг вплоть до максимальной заранее определенной доли в случае, когда ни один кадр данных не являлся ошибочным в течение соответствующего периода времени.25. A method of transmitting data frames from a data transmission node to a data receiving node in a mobile communication network, wherein each data frame carries information belonging to one of the plurality of data streams, the method comprises the steps of:
determining for each of the data streams at the end of the second time periods having a predetermined second length whether any of the data frames received during the second time period is erroneous, and
allocate for each of the data streams for which the determination result is that the data frame was erroneous, a reduced predetermined fraction of the total available bit rate or throughput for transmission from the data transmission node to the data receiving node,
characterized in that after the distribution step, in the case where a reduced predetermined fraction has been distributed for the data stream, this reduced predetermined fraction is increased at the end of each subsequent second period of time by a predetermined step up to the maximum predetermined fraction in the case when none the data frame was not erroneous during the corresponding time period.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111508/09A RU2389139C2 (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Information flow control in universal mobile telecommunication system (umts) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008111508/09A RU2389139C2 (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Information flow control in universal mobile telecommunication system (umts) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008111508A RU2008111508A (en) | 2009-10-10 |
RU2389139C2 true RU2389139C2 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=41260158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008111508/09A RU2389139C2 (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Information flow control in universal mobile telecommunication system (umts) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2389139C2 (en) |
-
2005
- 2005-08-26 RU RU2008111508/09A patent/RU2389139C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
«Using Flow Control for HSDPA Congestion Control, TSG-RAN WORKING GROUP 3 MEETING #47, 09.05.2005, размещен в Интернете по адресу: http://www.quintillion.co.jp/3GPP/TSG_RAN/2005/TSG_RAN_WG3_Iu5.html. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008111508A (en) | 2009-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8400973B2 (en) | Method and node for determining bandwidth allocations in a radio communication network | |
EP1917762B1 (en) | Method and arrangement for flow control in umts using information in ubs field | |
US8208388B2 (en) | Method and apparatus for time-based reception of transmissions in a wireless communication system | |
US7949000B2 (en) | Packet transmission scheduling technique | |
US6807428B2 (en) | Method and apparatus for time-based reception of transmissions in a wireless communication system | |
AU2005323609B2 (en) | Method and apparatus for scheduling enhanced uplink dedicated channels in a mobile communication system | |
US7542482B2 (en) | Method and apparatus for message segmentation in a wireless communication system | |
KR100770863B1 (en) | Method and apparatus for reporming buffer status reporting by using node b estimated buffer status information in a mobile telecommunication system | |
EP1903726B1 (en) | Data flow amount control device and data flow amount control method | |
JP5124591B2 (en) | Method for displaying consecutive data units in RAN | |
RU2389139C2 (en) | Information flow control in universal mobile telecommunication system (umts) | |
US20090257377A1 (en) | Reducing buffer size for repeat transmission protocols | |
KR20060082733A (en) | Method and apparatus for reporting event-triggered buffer status of ue in mobile telecommunication system | |
US7321562B2 (en) | Packet transmission method, network element and arrangement | |
US20040174838A1 (en) | Method and arrangement for controlling network resources in mobile communication network | |
Wang | 3G HSDPA Performance In Mobile Internet Connections |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190827 |