CN107548079B - 定时器时长的动态调整方法、终端设备、无线通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定时器时长的动态调整方法，用该定时器时长的动态调整方法进行定时器时长调整的终端设备，无线通信系统以及控制数据包中，其中，所述终端设备根据所述定时器时长的动态调整方法动态调整其定时器的时长，并将调整后的定时器的时长发送至一基站设备。根据丢包率和延时方差来动态的调整所述定时器的时长，在减少丢包率的同时，提升了性能。并且减少了调整定时器时长对基站设备的依赖，更加实时的适应了实际的无线网络环境，提升了用户体验。

Description

定时器时长的动态调整方法、终端设备、无线通信系统

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其是一种定时器时长的动态调整方法，用该定时器时长的动态调整方法进行定时器时长调整的终端设备，无线通信系统以及控制数据包。

背景技术

LTE无线通信系统被广泛配置以提供各种通信服务，例如，可以通过LTE通信系统提供语音、视频、分组数据、广播和消息服务。通常，LTE无线通信系统能够同时支持多个无线终端设备的通信。在该系统中，每个终端设备能够通过在前向或反向链路上的传输与一个或多个基站设备通信。该前向链路(或下行链路)指的是从基站设备到终端设备的通信链路，且该反向链路(或上行链路)指的是从终端设备到基站设备的通信链路。

在LTE无线通信实现中，数据、控制信令等信息能够以各自的分组的形式传输。在无线网络内传输的分组可以包括，例如，分组数据汇聚协议(PDCP)协议数据单元(PDU)，服务数据单元(SDU)等。而PDCP的服务数据单元(PDCP SDU)能够被配置为具有基于定时器的分组丢弃功能。在配置定时器时长(discard timer)的情况下，将该定时器应用到PDCP所接收到的来自上层的各个数据单元，以便给定的数据单元在为该数据单元配置的定时器时长期满之前未被传输的情况下，丢弃该数据单元从而节省与无效信息传输相关的空口带宽。

如果定时器被设置到一个合适的值来满足无线承载所要求的QOS(Quality ofService，服务质量)，这一丢弃机制可以防止终端设备发射模块的过渡延时和排队现象。通常，定时器时长的取值由基站设备通过专用配置消息配置给终端设备，而终端设备可能面临快速变化的不同无线网络环境，网络所配置的定时器时长不一定能够适用于所有的无线环境。

发明内容

申请人研究发现，在3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)协议中，PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)层每收到一个来自上层的数据包，就启动一个定时器(discard timer)。如果在定时器超时之前，PDCP的服务数据单元(PDCP SDU)被发送出去，那么就停止定时器，该次发送结束，而如果在定时器时长超时的时候，这个PDCP SDU还没有被发送出去，那么就把这个PDCP SDU丢弃掉，即不再对这个SDU(Service Data Unit，服务数据单元)进行发送。

所述定时器的时长取值是由基站设备决定的，也就是说，基站设备通过专用消息发送给终端设备什么样的Td的取值，终端设备就使用该值作为定时器时长。一般情况下，基站设备会根据网络负载和业务的性能来调整定时器时长的大小，这种调整有时是通过人工的方式来进行，不过这种调整通常通过高层专用信令来进行，变化的频率通常较慢，不能适应快速变化的无线环境，而不同等级的业务对延时的要求也不相同。

申请人进一步研究发现，当所述定时器的时长过小时，会使得PDCP SDU的丢包率变大，如果超过业务容忍的程度，将影响业务的性能。另一方面，如果所述定时器的时长过大，虽然丢包率变小，但也会使得所发送的PDCP SDU的延时抖动(即延时方差)变大，如果超出了接收方抖动缓存的处理范围，也会导致数据处理性能下降。

本发明的目的在于提供一种定时器时长的动态调整方法，用该定时器时长的动态调整方法进行定时器时长调整的终端设备，无线通信系统以及控制数据包，以解决无法动态调整定时器时长的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种定时器时长的动态调整方法，

当一服务数据单元需要发送时，启动一定时器；

当所述服务数据单元在所述定时器超时前被发送时，停止所述定时器，并根据一第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差来调整所述定时器的时长，并将调整后的定时器的时长写入一控制数据包中；

当所述服务数据单元在所述定时器超时后仍未被发送时，丢弃所述服务数据单元，并根据一第二预定时间内服务数据单元的丢包率来调整所述定时器的时长，并将调整后的定时器的时长写入一控制数据包中。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，根据一第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差来调整所述定时器的时长的步骤包括：

设定一延时方差最大值；

获取所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差；

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差大于所述延时方差最大值时，且当所述定时器的当前时长大于一第一预定时长时，减小所述定时器的时长；

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差大于所述延时方差最大值时，且当所述定时器的当前时长等于所述第一预定时长时，增大所述延时方差最大值；

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差小于等于所述延时方差最大值时，所述定时器的时长维持不变。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，用N位数描述所述定时器在第0级至第(2^N-1)级的时长，且所述定时器的时长从第0级至第(2^N-1)级逐级变大，N为大于等于2的自然数。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差大于所述延时方差最大值时，且当所述定时器的当前时长大于一第一预定时长时，逐级减小所述定时器的时长。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，所述第一预定时长为所述定时器根据业务的标度值能够设定的最小时长。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，根据一第二预定时间内服务数据单元的丢包率来调整所述定时器的时长；

设定一丢包率最大值；

获取所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率；

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率大于所述丢包率最大值时，且当所述定时器的当前时长小于一第二预定时长时，增大所述定时器的时长；

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率大于所述丢包率最大值时，且当所述定时器的当前时长等于所述第二预定时长时，增大所述丢包率最大值；

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率小于等于所述丢包率最大值时，所述定时器的时长维持不变。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，用N位数描述所述定时器在第0级至第(2^N-1)级的时长，且所述定时器的时长从第0级至第(2^N-1)级逐级变大，N为大于等于2的自然数。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率大于所述丢包率最大值时，且当所述定时器的当前时长小于一第二预定时长时，逐级增大所述定时器的时长。

优选的，在上述的定时器时长的动态调整方法中，所述第二预定时长为所述定时器根据业务的标度值能够设定的最大时长。

本发明还提供了一种终端设备，使用如上所述的定时器时长的动态调整方法调整其定时器的时长，并将调整后的定时器的时长发送至一基站设备。

本发明还提供了一种无线通信系统，包括：至少一个如上所述的终端设备以及至少一个基站设备；

其中，所述至少一个基站设备为所述至少一个终端设备设定定时器的初始值，延时方差最大值以及丢包率最大值；

所述至少一个终端设备将调整后的定时器的时长形成一控制信息并发送至所述至少一个基站设备。

本发明更提供了一种控制数据包，终端设备将其发送至基站设备，包括：数据单元类型以及定时器的时长取值，其特征在于，所述数据单元类型包括定时器的时长。

在本发明提供的定时器时长的动态调整方法，用该定时器时长的动态调整方法进行定时器时长调整的终端设备，无线通信系统以及控制数据包中，根据丢包率和延时方差来动态的调整所述定时器的时长，在减少丢包率的同时，提升了性能。并且减少了调整定时器时长对基站设备的依赖，更加实时的适应了实际的无线网络环境，提升了用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例中定时器时长的动态调整方法的流程图；

图2为本发明实施例中无线通信系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中控制数据包的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明实施例提供了一种定时器时长的动态调整方法，如图1所示，包括以下步骤：当一服务数据单元需要发送时，启动一定时器；当所述服务数据单元在所述定时器超时前被发送时，停止所述定时器，并根据一第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差来调整所述定时器的时长；当所述服务数据单元在所述定时器超时后仍未被发送时，丢弃所述服务数据单元，并根据一第二预定时间内服务数据单元的丢包率来调整所述定时器的时长。

所述延时方差的定义如下，在一段时间内有M个PDCP SDU，每个PDCP SDU从被接收到至被发送出去之间的延时为delay_i，其中，i＝0，…，M-1，其单位为毫秒。

其中，Ta为这段时间的平均时延，Qa为这段时间的方差。

具体的，步骤S1：设定一延时方差最大值和一丢包率最大值。

所述延时方差最大值Vmax为某一项业务所能容忍的最大延时方差，其单位为毫秒。所述丢包率最大值Dmax为该项业务所能容忍的最大丢包率，用百分比来表示。

步骤S2：当一服务数据单元需要发送时，启动一定时器。

步骤S3：当所述服务数据单元在所述定时器超时前被发送时，停止所述定时器。

步骤S4:获取所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差。

统计在所述第一预定时间内的服务数据单元发送延时的延时方差V。

步骤S5：将所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差V与所述延时方差最大值Vmax进行比较。

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差V>Vmax时，进一步判断所述定时器的时长Td，即为步骤S6。当所述定时器的时长Td大于一第一预定时长时，减小所述定时器的时长Td，即为步骤S7，然后将减小后的定时器的时长写入一控制数据包中。所述第一预定时长为所述定时器根据业务的标度值能够设定的最小时长。在减小所述定时器的时长Td的过程中，是逐级减小的。

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差小于等于所述延时方差最大值时，所述定时器的时长维持不变。

用N位数据来描述所述定时器在各个级别的时长，具体的，N位数据可以描述2^N个级别的时长，即，用N位数据描述所述定时器在第0级至第(2^N-1)级的时长，且所述定时器的时长从第0级至第(2^N-1)级逐级变大，N为自然数，且N大于等于2。

在本实施例中，N为3，即可描述8个级别的时长，定时器时长的级别与其具体时长的对应关系如表1所示。且由表1可知，所述第一预定时长为50毫秒。

步骤S7中在减小所述定时器的时长Td时，是逐级递减的。例如，假设当前Td为500毫秒，由表1可知，对应的定时器时长的级别为第4级，二进制表示为第100级，则在步骤S7中将所述定时器的时长Td减小为第3级，二进制表示为第011级，对应的定时器的时长为300毫秒。以此类推。

定时器级别(二进制表示)	定时器时长
		000	50ms
001	100ms
		010	150ms
011	300ms
		100	500ms
101	750ms
		110	1500ms
111	infinity

表1

当步骤S6中判断的结果为，所述定时器的时长已经等于所述第一预定时长，即当前定时器的时长Td已经等于50毫秒，说明所述延时方差最大值过小，增大所述延时方差最大值，即为步骤S8。在增大所述延时方差最大值时，可以如同所述定时器的时长那样，设定不同的级别，每个级别对应不同的数值，也可以每次增大同样大的值，例如，每次增大50毫秒或者每次增大75毫秒或者每次增大100毫秒等，在此不再赘述。

当步骤S2中服务数据单元在所述定时器超时后仍未被发送时，丢弃所述服务数据单元，如图1中的步骤S9。

步骤S10：获取所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率。统计在所述第二预定时间内的服务数据单元的丢包率D。

步骤S11：将所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率D与所述丢包率最大值Dmax进行比较。

当所述第二预定时间内的服务数据单元的丢包率D>Dmax时，将所述定时器的当前时长与一第二预定时长进行比较，即为步骤S12。其中，所述第二预定时长为所述定时器根据业务的标度值能够设定的最大时长。

具体的，不同业务的标度值所对应的第一预定时长和第二预定时长也不同，具体的，如表2所示。其中，QCI是QoS Class Identifier的缩写，表示标度值。由表2可以看出，对于QCI为1的业务来说，其第一预定时长为100毫秒，第二预定时长为500毫秒。对于QCI为2的业务来说，其第一预定时长为150毫秒，第二预定时长为750毫秒。对于QCI为3的业务来说，其第一预定时长为50毫秒，第二预定时长为300毫秒。对于QCI为4的业务来说，其第一预定时长为300毫秒，第二预定时长为1500毫秒。对于QCI为5的业务来说，其第一预定时长为100毫秒，第二预定时长为500毫秒。对于QCI为6的业务来说，其第一预定时长为300毫秒，第二预定时长为1500毫秒。对于QCI为7的业务来说，其第一预定时长为100毫秒，第二预定时长为500毫秒。对于QCI为8的业务来说，其第一预定时长为300毫秒，第二预定时长为1500毫秒。对于QCI为9的业务来说，其第一预定时长为300毫秒，第二预定时长为1500毫秒。

QCI	第一预定时长	第二预定时长
			1	100ms	500ms
2	150ms	750ms
			3	50ms	300ms
4	300ms	1500ms
			5	100ms	500ms
6	300ms	1500ms
			7	100ms	500ms
8	300ms	1500ms
			9	300ms	1500ms

表2

当所述定时器的当前时长小于所述第二预定时长时，增大所述定时器的时长，此为步骤S13，然后将增大后的定时器的时长写入一控制数据包中。具体的，逐级增大所述定时器的时长。例如，当前业务的QCI为7，且所述定时器的当前时长为第2级，二维码为第010级，具体的时长为150毫秒(参考表1)。步骤S13中将所述定时的时长增大为第3级，二维码为第011级，则所述定时器的具体时长为300毫秒。

当所述定时器的当前时长等于所述第二预定时长时，说明所述丢包率最大值过小，可以增大所述丢包率最大值。例如，当前业务的QCI为7，由表1可知，所述定时器的时长为第4级，二维码为第100级，具体的时长为500毫秒，再结合表2可以看出，此时定时器的时长已经达到当前业务所能容忍的最大值，此时不能调整定时器的时长，而增大所述丢包率最大值。在能打所述丢包率最大值的过程中，可以每次增大的值为一定值，例如每次均增大2％或者每次均增大5％。也可以如同所述定时器的时长一样，为其制定一级别表格，不同的级别对应不同的值。在此不再赘述。

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率D小于等于所述丢包率最大值Dmax时，所述定时器的时长维持不变。

在上述方法中，为了防止所述延时方差最大值Vmax和丢包率最大值Dmax设置的不合理的情况，在所述定时器的时长已经调整业务所能允许的最大值或者最小值的情况下，适当的调整所述延时方差最大值Vmax和丢包率最大值Dmax。在所述服务数据单元在传输过程中，根据丢包率和延时方差来动态的调整所述定时器的时长，以适应随时变化的网络环境。并且在所述延时方差(即抖动方差)满足一定的条件下，达到提升业务性能的效果。

本发明实施例还提供了一种使用如上所述的方法调整其定时器的时长的终端设备，所述终端设备在获得调整后的定时器的时长后，将其发送至一基站设备。

本发明实施例还提供了一种无线通信系统，如图2所示，包括至少一个如上所述的终端设备以及至少一个基站设备。其中，所述至少一个基站设备用于设定所述定时器的初始值，所述延时方差最大值Vmax以及丢包率最大值Dmax。

所述终端设备根据如上所述的定时器时长的动态调整方法调整定时器的时长，并将调整后的定时器的时长形成一控制信息发送至所述至少一个基站设备。

根据丢包率和延时方差来动态的调整所述定时器的时长，在减少丢包率的同时，提升了性能。并且减少了调整定时器时长对基站设备的依赖，更加实时的适应了实际的无线网络环境，提升了用户体验。

本发明实施例还提供了一种控制数据包，终端设备将通过所述控制数据包将调整后的时长发送至基站设备。所述终端设备发送至基站的控制信息包括所述控制数据包，所述控制数据包包括：数据单元类型以及定时器的时长取值，所述数据单元类型包括定时器的时长。在3GPP协议中，所述控制数据包为一个字节，共8位数据，如图3所示，其中，当D/C位的数据为1时，表示该PDU为一数据型PDU，当D/C位的数据为0时，表示该PDU为一控制型PDU，PDU type即为所述数据单元类型，R表示该位为保留位，Discard timer即为定时器的时长取值。其中3位数据用于描述所述数据单元类型，其中，011,100,101,110或111中的一个用于表示该数据单元类型为定时器的时长。

进一步的，在3GPP协议中，所述控制数据包的3位数据用于描述所述定时器的时长取值，其中，000表示定时器的第0级时长，为50毫秒，001表示定时器的第1级时长，为100毫秒，010表示定时的第2级时长，为150毫秒，011表示定时器的第3级时长，为300毫秒，100表示定时器的第4级时长，为500毫秒，101表示定时器的第5级时长，为750毫秒，110表示定时器的第6级时长，为1500毫秒，111表示定时器的第7级时长，为无限大。如表1所述。

在本发明所适用的其他协议中，可以用不同位数的数据来描述所述定时器的时长，也可以用位数的数据来描述所述定时器时长的具体取值，在此不再赘述。

综上，在本发明实施例提供的定时器时长的动态调整方法，用该定时器时长的动态调整方法进行定时器时长调整的终端设备，无线通信系统以及控制数据包中，根据丢包率和延时方差来动态的调整所述定时器的时长，在减少丢包率的同时，提升了性能。并且减少了调整定时器时长对基站设备的依赖，更加实时的适应了实际的无线网络环境，提升了用户体验。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种定时器时长的动态调整方法，其特征在于，

当一服务数据单元需要发送时，启动一定时器；

当所述服务数据单元在所述定时器超时前被发送时，停止所述定时器，并根据一第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差来调整所述定时器的时长，并将调整后的定时器的时长写入一控制数据包中；

当所述服务数据单元在所述定时器超时后仍未被发送时，丢弃所述服务数据单元，并根据一第二预定时间内服务数据单元的丢包率来调整所述定时器的时长，并将调整后的定时器的时长写入一控制数据包中；

其中，根据一第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差来调整所述定时器的时长的步骤包括：

设定一延时方差最大值；

获取所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差；

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差大于所述延时方差最大值时，且当所述定时器的当前时长大于一第一预定时长时，减小所述定时器的时长；

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差大于所述延时方差最大值时，且当所述定时器的当前时长等于所述第一预定时长时，增大所述延时方差最大值；

当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差小于等于所述延时方差最大值时，所述定时器的时长维持不变；

根据一第二预定时间内服务数据单元的丢包率来调整所述定时器的时长；

设定一丢包率最大值；

获取所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率；

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率大于所述丢包率最大值时，且当所述定时器的当前时长小于一第二预定时长时，增大所述定时器的时长；

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率大于所述丢包率最大值时，且当所述定时器的当前时长等于所述第二预定时长时，增大所述丢包率最大值；

当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率小于等于所述丢包率最大值时，所述定时器的时长维持不变。

2.如权利要求1所述的定时器时长的动态调整方法，其特征在于，用N位数描述所述定时器在第0级至第(2^N-1)级的时长，且所述定时器的时长从第0级至第(2^N-1)级逐级变大，其中，N为大于等于2的自然数。

3.如权利要求2所述的定时器时长的动态调整方法，其特征在于，当所述第一预定时间内服务数据单元发送的延时方差大于所述延时方差最大值时，且当所述定时器的当前时长大于一第一预定时长时，逐级减小所述定时器的时长。

4.如权利要求1所述的定时器时长的动态调整方法，其特征在于，所述第一预定时长为所述定时器根据业务的标度值能够设定的最小时长。

5.如权利要求1所述的定时器时长的动态调整方法，其特征在于，当所述第二预定时间内服务数据单元的丢包率大于所述丢包率最大值时，且当所述定时器的当前时长小于一第二预定时长时，逐级增大所述定时器的时长。

6.如权利要求1所述的定时器时长的动态调整方法，其特征在于，所述第二预定时长为所述定时器根据业务的标度值能够设定的最大时长。

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