CN100426737C

CN100426737C - Iub接口流量控制方案

Info

Publication number: CN100426737C
Application number: CNB2005100280713A
Authority: CN
Inventors: 康玮
Original assignee: Shanghai Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2025-07-22
Also published as: CN1859152A

Abstract

本发明涉及通信领域，公开了一种WCDMA R5及后续兼容版本的Iub接口流量控制方案，使得Iub接口带宽的利用率得到提高。本发明中，提出了一种HSDPA用户与R99用户共享Iub带宽情况下的提高Iub带宽利用率的接口流量控制方法：在当前剩余的可分配Iub带宽超过上下门限时对NodeB内所有HSDPA用户重新进行流量分配；在HSDPA用户缓存容量超过上门限时要求RNC停止发送；在用户缓存容量低于下门限时，要求RNC分配与空口一致的流量；在用户缓存容量为零时，要求RNC分配大于空口的流量；此外还为各种门限定义了迟滞区。

Description

Iub接口流量控制方案

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及宽带码分多址(Wideband Code DivisionMultiple Access，简称“WCDMA”)通信技术中R5及后续兼容版本的Iub接口流量控制技术。

背景技术

移动通信是近一段时间通信技术发展的热点，其迅猛的势头尤其体现在第三代移动通信全球标准之一的WCDMA上。到目前为止，已经推出了R99、R4、R5三个阶段的网络协议。

WCDMA技术R5版本的重要特性之一就是高速下行分组接入(HighSpeed Downlink Packet Access，简称“HSDPA”)，基本思路是建立一个高速的共享传输信道以提高数据传输速率。HSDPA技术的引入，使得在Iub口(无线网络控制器RNC和基站NodeB之间的标准接口)传输的数据在原来的专用信道数据、公共信道数据基础上，增加了HSDPA数据。数据在Iub上的传输要占用一定的传输带宽。专用信道和公共信道的数据占用的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。因此对HSDPA信道分配的Iub带宽可以采用不确定的方式，根据Iub总带宽以及其他专用信道和公共信道占用的Iub带宽情况以及随时调整，以更好的利用Iub带宽。

在WCDMA协议中，在RNC和NodeB之间定义了容量请求和容量分配过程来控制HSDPA数据在Iub上的发送。容量请求过程如图1所示，容量分配过程如图2所示。容量请求和容量分配过程是通过容量请求控制帧和容量分配控制帧来进行的，这两个控制帧都是针对指定用户的HSDPA数据流的。

具体的说，RNC通过容量请求控制帧指示HSDPA数据在RNC的存储情况，并要求NodeB回应容量分配控制帧以分配该HSDPA用户的数据发送容量；NodeB通过容量分配控制帧告知RNC可以使用的HSDPA数据流发送的速率和该速率存在的时间，并且，NodeB在接收到RNC下发容量请求控制帧后，会回应容量分配控制帧给RNC。此外，NodeB也可以根据自己的要求，主动向RNC发送容量请求控制帧。

Iub口传输信道控制帧的格式如图3所示。控制帧header参数如下表所示。

表1控制帧header参数说明

容量请求控制帧和容量分配控制帧的格式与通用格式相同，通过帧头中的控制帧类型的标识来识别。容量请求控制帧的负载部分的格式如图4所示。容量分配控制帧的帧头和前面描述的控制帧帧头相同，负载部分如图5所示。HS-DSCH容量请求帧负债参数说明如表2所示。HS-DSCH容量分配控制帧参数如表3所示。

表2HS-DSCH容量请求控制帧负载参数说明

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

表3HS-DSCH容量分配控制帧参数说明

Index	Field Type	Description	Valuerange	Fieldlength(bits)
Index	Field Type	Description	Valuerange	Fieldlength(bits)	1	CmCH-PI	优先级指示	{0...15}	4
2	Maximum MAC-dPDU Length	指示RNC数据发送时允许的最大MAC-dPDU的大小	{0-5000}	13	1	CmCH-PI	优先级指示	{0...15}	4
2	Maximum MAC-dPDU 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-DSCH Interval时间内，RNC传输的MAC-d PDUs个数	{0-2047}	11
4	HS-DSCHInterval	指示在该规定的时间间隔内，需要传输HS-DSCH Credits定义的MAC-d PDUs个数给NodeB	{0-2550}ms	8	3	HS-DSCH Credits	指示在一个有效的HS-DSCH Interval时间内，RNC传输的MAC-d PDUs个数	{0-2047}	11
4	HS-DSCHInterval	指示在该规定的时间间隔内，需要传输HS-DSCH Credits定义的MAC-d PDUs个数给NodeB	{0-2550}ms	8	5	HS-DSCHRepetitionPeriod	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信息支持向后兼容		0-32octets	5	HS-DSCHRepetitionPeriod	指示连续HS-DSCH Interval的有效周期个数	{0-255}	8

从以上对容量请求控制帧和容量分配控制帧的说明可以知道，RNC通过容量请求控制帧告诉NodeB用户数据在RNC的存储情况，并要求NodeB回应容量分配控制帧；NodeB通过容量分配控制帧告知RNC可以使用的HSDPA数据流发送的速率和该速率存在的时间。RNC可以根据NodeB发送的容量分配控制帧的内容来决定是否进行HSDPA数据的发送以及发送速率的大小。

Iub口的专用信道的数据和公共信道的数据都是由RNC发送到NodeB的，HSDPA数据也是由RNC发送给NodeB的。因此，一般对HSDPA数据流的流量控制以避免Iub口数据拥塞的控制是依赖RNC来实现的，NodeB侧的容量分配控制帧主要是控制Iub口上的HSDPA数据流量与空口的数据发送流量相适应，避免因为空口的拥塞而使NodeB侧的数据缓存溢出。依赖RNC来控制HSDPA数据流的流量以避免Iub口数据拥塞，就要求RNC集中对所有发送到NodeB的数据进行控制。目前这样的集中控制实体在协议中对RNC是可选项，因此若RNC侧没有这样的集中控制的话，则无法充分利用Iub带宽。

目前，当RNC没有对发送给NodeB业务数据的集中控制实体时，对HSDPA业务分配固定的Iub带宽，与专用信道类似，这样HSDPA信道的Iub带宽与专用信道的Iub带宽相互独立。在这种情况下，一方面，HSDPA上承载的是数据业务，其数据包的大小和速率是不断变化的，并且对数据传送的实时性要求不高，因此没有必要分配固定的Iub带宽。另一方面，HSDPA数据传递的最大速率也只能是分配带宽的大小，即使当前专用信道占用带宽很小时也无法提高HSDPA的速率。

因此，在WCDMA***实际建网时，上述对HSDPA业务固定分配Iub带宽的方法在Iub带宽资源通常都很紧张的情况下尤其不利，无法实现带宽的充分利用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种WCDMA R5及后续兼容版本的Iub接口流量控制方案，使得Iub接口带宽的利用率得到提高。

为实现上述目的，本发明提供了一种Iub接口流量控制方案，Iub接口承载至少两种信道，其中至少一种信道服务于高速下行分组接入用户，其它信道为专用信道和公用信道，所述方法包含以下步骤：

A基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽，并判断当前剩余的可分配Iub带宽是否小于预置的第一门限，如果是，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配，以避免Iub数据流量超出总带宽导致数据丢失。

其中，还包含以下步骤：

B基站判断当前剩余的可分配Iub带宽是否大于预置的第二门限，如果是，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配，从而充分利用Iub带宽；其中，

所述第二门限大于所述第一门限。

此外，还包含以下步骤：

C所述基站监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量，并判断该缓存容量是否大于预置的第三门限，如果是则请求所述无线网络控制器停止发送该用户的高速下行分组接入数据，避免因基站缓存容量不够导致数据丢失。

此外，还包含以下步骤：

D所述基站判断该缓存容量是否小于预置的第四门限，如果是则请求所述无线网络控制器对该用户重新分配流量，其中所要求的流量与该用户空口的流量相一致；其中，

所述第四门限小于所述第三门限。

此外，还包含以下步骤：

所述基站判断该缓存容量是否为0，如果是则请求所述无线网络控制器对该用户重新分配流量，其中所要求的流量大于该用户空口的流量，从而充分利用基站缓存容量的大小。

此外，所述步骤A通过以下子步骤实现：

A1、所述基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽；

A2、在当前剩余的可分配Iub带宽小于所述第一门限时设置第一标志为有效，并在当前剩余的可分配Iub带宽大于预置的第一迟滞门限时设置所述第一标志为无效，其中第一迟滞门限大于第一门限；

A3、如果当前剩余的可分配Iub带宽小于预置的第一门限并且所述第一标志无效，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配。

此外，所述步骤B通过以下子步骤实现：

B1、所述基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽；

B2、在当前剩余的可分配Iub带宽大于所述第二门限时设置第二标志为有效，并在当前剩余的可分配Iub带宽小于预置的第二迟滞门限时设置所述第二标志为无效，其中第二迟滞门限小于第二门限；

B3、如果当前剩余的可分配Iub带宽大于预置的第二门限并且所述第二标志无效，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配。

此外，所述步骤C通过以下子步骤实现：

C1、所述基站监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量；

C2、在所述缓存容量大于预置的第三门限时设置第三标志为有效，在所述缓存容量小于预置的第三迟滞门限时设置所述第三标志为无效，其中所述第三迟滞门限小于所述第三门限；

C3、如果该缓存容量大于预置的第三门限并且所述第三标志有效，则请求所述无线网络控制器停止发送该用户的高速下行分组接入数据。

此外，所述步骤D通过以下子步骤实现：

D1、所述基站监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量；

D2、在所述缓存容量小于预置的第四门限时设置第四标志为有效，在所述缓存容量大于预置的第四迟滞门限时设置所述第四标志为无效，其中所述第四迟滞门限大于所述第四门限；

D3、如果该缓存容量小于预置的第四门限并且所述第四标志有效，则请求所述无线网络控制器对该用户重新分配流量，其中所要求的流量与该用户空口的流量相一致。

此外，所述基站通过向无线网络控制器发送容量控制帧为高速下行分组接入用户分配流量。同时在原有每个基本门限基础上增加迟滞门限，避免频繁触发流量分配的过程。

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，首先，在当前剩余的可分配Iub带宽超过上下门限时对NodeB内所有HSDPA用户重新进行流量分配；其次，在HSDPA用户缓存容量超过上门限时要求RNC停止发送；在用户缓存容量低于下门限时，要求RNC分配与空口一致的流量；在用户缓存容量为零时，要求RNC分配大于空口的流量；此外，还为各种门限定义了迟滞区。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即通过在基站端控制Iub口上的HSDPA数据传递流量，使得Iub口带宽的利用率大为提高。通过对HSDPA用户的流量控制，使得基站能及时根据当前Iub带宽分配情况以及HSDPA用户在基站内的数据缓存情况进行速率调整，避免数据丢失。当HSDPA用户缓存容量为0时，对其分配的Iub口的HSDPA数据发送较大流量，可以减少MAC-hs调度过程中该用户无数据可发送的情况，降低数据发送到终端的延时。因为本发明同时考虑了Iub口的总体流量情况和每个HSDPA用户缓存的情况，所以可以从宏观(Iub口)和微观(每个用户)两个方面同时保证合理的流量。通过对迟滞区的定义，可以防止流控过于频繁地发生。

附图说明

图1是WCDMA协议中在RNC和NodeB之间用于控制HSDPA数据在Iub上发送的容量请求过程示意图；

图2是WCDMA协议中在RNC和NodeB之间用于控制HSDPA数据在Iub上发送的容量分配过程示意图；

图3是Iub传输信道控制帧通用格式示意图；

图4是容量请求控制帧负载结构示意图；

图5是CAPACITY ALLOCATION控制帧负载结构；

图6是剩余带宽容量变化区域示意图；

图7是用户数据缓存容量变化区域示意图；

图8根据本发明的一个实施例的Iub接口流量控制方案中第一流程的示意图；

图9是根据本发明的一个实施例的Iub接口流量控制方案中第二流程的示意图。

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。

根据本发明的一个实施例的Iub接口流量控制方案中，包含第一、第二两个流程。

首先说明第一流程，如图8所示，本流程包含以下步骤：

在步骤810，基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽。由于RNC和NodeB之间的Iub带宽以及各个专用信道和公共信道的传输承载的建立是对等的，因此NodeB可以利用这些信息。NodeB中的流量控制过程可根据NodeB的Iub总带宽以及承载各个专用信道和公共信道的带宽的信息对NodeB内的所有HSDPA用户的Iub口数据的发送流量进行监控，详细过程如下。

在步骤820，A基站判断当前剩余的可分配Iub带宽是否小于预置的第一门限(BwDownThrshld)。如果是，则进入步骤840，否则，进入步骤830。

在步骤830，基站判断当前剩余的可分配Iub带宽是否大于预置的第二门限(BwUpThrshld)，其中，第二门限大于第一门限。如果是，进入步骤840；否则，直接返回步骤810，继续监控自身当前剩余的可分配Iub带宽。

在步骤840，通过与所属无线网络控制器的交互，基站通过向无线网络控制器发送容量控制帧，为高速下行分组接入用户重新分配流量，以在当前剩余的可分配Iub带宽是小于预置的第一门限的情况下，保证HSDPA数据发送所占用的带宽与其他专用信道和公共信道的带宽之和不超出Iub总带宽的大小。并在当前剩余的可分配Iub带宽大于预置的第二门限的情况下，更加充分的利用当前空闲的Iub带宽。此后，返回步骤810，继续监控自身当前剩余的可分配Iub带宽。

本实施例中，在第一个流程中根据NodeB的Iub总带宽以及承载各个专用信道和公共信道的带宽的信息对NodeB内的所有HSDPA用户的Iub口数据的发送流量进行控制。在下面第二个流程中，每个HSDPA用户在NodeB内都有一块缓存，存储RNC发送的HSDPA数据。NodeB内的流量控制实体根据每个HSDPA用户空口的数据发送情况和在NodeB内的数据缓存情况进行流量控制，详细过程参见图9。

首先，在步骤910，基站监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量。

接着，在步骤920，基站判断该缓存容量是否超过了预置的第三门限，如果是，则进入步骤930：请求无线网络控制器停止发送该用户的高速下行分组接入数据，并返回步骤910，基站继续监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量；如果否，则进入步骤940。

在步骤940，基站判断该缓存容量是否低于预置的第四门限，如果是，则进入步骤950：基站通过向无线网络控制器发送容量控制帧，为高速下行分组接入用户重新分配流量，其中所要求的流量与该用户空口的流量相一致。需要指出的是，第四门限小于第三门限。此后，返回步骤910，基站继续监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量。另一方面，如果本步骤中判定缓存容量不低于预置的第四门限，则进入步骤960。

在步骤960，基站判断该缓存容量是否为0，如果是，则进入步骤970，基站通过向无线网络控制器发送容量控制帧为高速下行分组接入用户重新分配流量。其中所要求的流量大于该用户空口的流量，并返回步骤910，基站继续监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量。否则，直接返回步骤910，基站继续监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量。其中，在本实施例中，所要求的流量可以是空口流量的两倍。在本步骤中，当用户缓存容量为0时，对其分配的Iub口的HSDPA数据发送流量加倍。本步骤的效果是能够在缓存容量是否为0的情况下，减少MAC-hs调度过程中该用户无数据可发送的情况，降低数据发送到终端的延时。

值得指出的是，为了避免频繁触发事件，对上述判断可加上一个迟滞的门限，即触发过程需要从迟滞门限以下变化到门限时才能触发事件，若在迟滞门限内变化到门限时不触发。例如，如图6和图7所示，事件C的触发，必须是数据缓存容量从区域3-＞区域2-＞区域1才满足触发条件，从区域1-＞区域2-＞区域1情况不触发事件C。这一目的可以通过以下方式实现：

基站在当前剩余的可分配Iub带宽小于第一门限时设置第一标志为有效，并在当前剩余的可分配Iub带宽大于预置的第一迟滞门限时设置第一标志为无效；然后，判断当前剩余的可分配Iub带宽是否小于预置的第一门限并且第一标志无效，如果是，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配。

本发明主要是在NodeB侧通过容量分配控制帧来控制Iub上的HSDPA数据的发送，以达到充分利用Iub带宽的目的。即使RNC侧有集中控制业务数据发送的实体，如果NodeB侧也采用本发明的流量控制方法，就能达到更好的控制HSDPA业务流量，从而更进一步提高Iub带宽的利用。

由此可见，在本发明中，通过在基站端控制Iub口上的HSDPA数据传递流量，使得Iub口带宽的利用率大为提高。并且，在HSDPA用户缓存容量超过上门限时要求RNC停止发送；在用户缓存容量低于下门限时，要求RNC分配与空口一致的流量；在用户缓存容量为零时，要求RNC分配大于空口的流量，使得基站能及时根据当前Iub带宽分配情况以及HSDPA用户在基站内的数据缓存情况进行速率调整，避免数据丢失。此外，通过对迟滞区的定义防止流控过于频繁地发生。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，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

1. 一种Iub接口流量控制方法，其特征在于，Iub接口承载至少两种信道，其中至少一种信道服务于高速下行分组接入用户，其它信道为专用信道和公用信道，包含以下步骤：

A基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽，并判断当前剩余的可分配Iub带宽是否小于预置的第一门限，如果是，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配；

B所述基站判断当前剩余的可分配Iub带宽是否大于预置的第二门限，如果是，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配；其中，所述第二门限大于所述第一门限。

2. 根据权利要求1所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：

C所述基站监控每一个高速下行分组接入用户的缓存容量，并判断该缓存容量是否大于预置的第三门限，如果是则请求所述无线网络控制器停止发送该用户的高速下行分组接入数据。

3. 根据权利要求2所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：

D所述基站判断该缓存容量是否小于预置的第四门限，如果是则请求所述无线网络控制器对该用户重新分配流量，其中所要求的流量与该用户空口的流量相一致；其中，所述第四门限小于所述第三门限。

4. 根据权利要求3所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，还包含以下步骤：

所述基站判断该缓存容量是否为0，如果是则请求所述无线网络控制器对该用户重新分配流量，其中所要求的流量大于该用户空口的流量。

5. 根据权利要求1所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤A通过以下子步骤实现：

A1、所述基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽；

6. 根据权利要求1所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤B通过以下子步骤实现：

B1、所述基站监控自身当前剩余的可分配Iub带宽；

B3、如果判断当前剩余的可分配Iub带宽大于预置的第二门限并且所述第二标志无效，则通过与所属无线网络控制器的交互，对该基站内当前所有的高速下行分组接入用户重新进行流量分配。

7. 根据权利要求2所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤C通过以下子步骤实现：

8. 根据权利要求3所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，所述步骤D通过以下子步骤实现：

9. 根据权利要求1至8中任一项所述的Iub接口流量控制方法，其特征在于，所述基站通过向无线网络控制器发送容量控制帧为高速下行分组接入用户重新分配流量。