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CN1965549A - 传输控制方法、网元、基站以及无线网络控制器 - Google Patents

传输控制方法、网元、基站以及无线网络控制器 Download PDF

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CN1965549A
CN1965549A CNA2005800186781A CN200580018678A CN1965549A CN 1965549 A CN1965549 A CN 1965549A CN A2005800186781 A CNA2005800186781 A CN A2005800186781A CN 200580018678 A CN200580018678 A CN 200580018678A CN 1965549 A CN1965549 A CN 1965549A
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CNA2005800186781A
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厄萨·默特萨拉
塔马斯·马约尔
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Original Assignee
Nokia Oyj
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Abstract

通信系统的网元包括，一种装置(316、410)，用于为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；一种装置(316、410)，用于将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，一种装置(316、410)，用于将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。

Description

传输控制方法、网元、基站以及无线网络控制器
技术领域
本发明涉及传输控制方法、网元、基站和无线网络控制器。
背景技术
在多种通信系统中，核心网络传送基于ATM(异步转移模式)。ATM是基于通常使用固定长度数据分组的异步时分复用的传输过程。ATM通常用于高速传送以及多种类型的数据、语音和视频信号的交换。
无线通信系统的控制单元和基站之间的接口在WCDMA(宽带码分多址)中称为lub，由于传输容量消耗和相关成本，其通常是无线通信系统的容量瓶颈。尽管ATM作为一种技术提供进行统计复用的方法，但是，由于接口的实时行为以及由于在其上运行的协议，统计复用不能得到充分利用。
在高容量分组交换数据传输连接(例如，进行网络浏览)中，可能只有少数几个用户可以预定系统的整个容量，这导致系统中的用户吞吐量降低。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种通信系统中的传输控制方法，该方法包括：对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；如果非实时流量队列到达填充度的最大限制，则将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种网元，包括：一种装置，用于对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；一种装置，用于为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；一种装置，用于将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；一种装置，用于检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；一种装置，用于将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，包括：一种装置，用于对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；一种装置，用于为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；一种装置，用于将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；一种装置，用于检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；一种装置，用于将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种无线网络控制器，包括：一种装置，用于对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；一种装置，用于为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；一种装置，用于将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；一种装置，用于检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；一种装置，用于将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，将其配置为：对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；传送小于所估计峰值速率的预先确定的量；将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种无线网络控制器，将其配置为：对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种网元，将其配置为：对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种网元，包括：第一处理器，配置为对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；第二处理器，配置为为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；第三处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；第四处理器，配置为检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及第五处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
根据本发明的另一方面，提供一种基站，包括：第一处理器，配置为对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；第二处理器，配置为为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；第三处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；第四处理器，配置为检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及第五处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
本发明提供多个优势。本发明的一个实施方式提供一种可能性，用于进行非实时用户的可控超额预定，这使得更容易采用高容量数据业务：即使在密集流量的情况下，系统仍保持稳定性，并且在过载之后更快地恢复，从而，可以在通信系统中实现更高的用户吞吐量。
附图说明
下面将参考实施方式和附图，更详细地描述本发明，其中：
图1表示通信系统的一个实例；
图2是流程图；
图3说明基站(节点B)的一个实例；以及
图4说明无线网络控制器的一个实例。
具体实施方式
参考图1，我们分析可以应用本发明各实施方式的通信系统的一个实例。本发明可以应用于各种无线通信系统。这种通信系统的一个实例是UMTS(通用移动电信系统)无线接入网。这是一种无线接入网，其包括WCDMA(宽带码分多址)技术，并且还可以提供实时电路和分组交换业务。但是，实施方式并不限于作为实例给出的系统，本领域中熟练的技术人员可将解决方案应用于具有必要属性的其它无线系统。
本领域中熟练的技术人员显然了解，根据本发明的方法可以应用于使用不同调制方法或空中接口标准的系统。
图1是根据本发明的解决方案可应用的数字数据传输系统的简化说明。这是蜂窝无线系统的一部分，包括基站(或节点B)100，其具有到订户终端106和108的双向无线链路102和104。订户终端可能是固定的、车载、或者便携式的。例如，基站包括收发机。从基站的收发机具有到天线单元的连接，这建立了到订户终端的双向无线链路。基站进一步与控制器110、无线网络控制器(RNC)相连，该无线网络控制器将终端的连接传输到网络的其它部分。无线网络控制器进一步与核心网110(CN)相连。基于系统，CN侧的相应元件可以是移动服务交换中心(MSC)、媒体网关(MGW)或者服务GPRS(通用分组无线服务)支持节点(SGSN)。
蜂窝无线系统还可以与其它网络通信，例如，公众交换电话网络或者互联网。
接下来，通过图2描述传输控制方法的一个实施方式。该实施方式允许对无线通信系统的控制单元和基站之间的接口进行超额预定，这是因为，可以使用一种用于处理过载情况的控制机制。原则上，超额预定表示一种通过为非实时流量预留小于无线接入载体用于获得峰值数据率所需的容量更有效地使用传送容量的方法。
实施方式基于根据连接的服务要求将连接路由至具有不同服务质量的不同虚通道：将实时(rt)流量和非实时流量(nrt)划分为独立的虚通道。非实时流量的一个典型实例是分组交换(PS)数据连接。
该实施方式尤其适用于ATM传输。ATM(异步传输模式)主要用于高速传送以及不同类型数据、语音和视频信号的交换。UMTS(通用移动电信系统)中的核心网络传送基于ATM。
通常在UMTS中，在ATM层之上是ATM适配层(AAL)。其用于对来自更高层的数据进行处理，以进行ATM传输。通常，有五种不同的适配层0、1、2、3/4和5。适配层类型0表示不需要进行适配。其它适配层具有基于三个参数的不同属性：实时要求、比特率是恒定还是可变的、以及数据传输是面向连接还是无连接的。本实施方式主要在AAL2中使用，AAL2是支持可变比特率(VBR)、面向连接以及基于时间的数据流量的ATM适配层。
实施方式开始于块200。在块202中，对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计。例如，信息分组还可以被称为数据分组或者分组。信息分组可能是AAL2 CPS分组，CPS表示公共部分子层。一般地，根据为空中接口预留的容量，对携带具有非实时流量的信息分组的每个AAL2连接的峰值数据率进行计算。估计可以基于多种方法，例如，基于经验或者模拟。例如，高容量分组交换数据服务，例如384kbit/s服务需要大约500kbit/s的lub接口。
在块204中，为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量。
例如，信息分组可能是AAL2信息分组。可以通过考虑多个参数，确定预留多少小于峰值速率的容量，该多个参数为：系统当前载荷或者预期的载荷、在连接中传送的流量的重要性，等等。也有可能对于所选的信息分组，根据所需的峰值速率预留容量。
如果为信息分组预留小于峰值速率的容量，则允许在ATM VCC(异步流量模式虚通道连接)内具有更多的具有用户流量的AAL2连接；这在本申请中被称为超额预定。VCC是虚通道链路的串联，在发送方和接收方之间形成ATM连接。
在块206中，将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制。
一般地，将具有非实时流量和具有实时流量的AAL2连接分类为独立的AAL2通路(表示ATM VCC)。从而，也将那些连接内的流量(AAL2 CPS分组，CPS表示公共部分子层)分为独立的队列。
选择填充度的最大限制(例如，AAL2 CPS分组的个数)，其方式使得，其适用于当前需要。
在块208和210中，如果非实时流量队列到达填充度的最大限制，则将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
通常在现有技术中，将新分组放入ALL2队列中，直至其全满，这导致过载情况。由于更高层的分组(FP，帧协议)不能通过，用户终端请求RLC(无线链路控制)重新传输。对重新传输进行调度，这增加了拥塞：越来越多的流量试图进入已经全满的AAL2层队列。
在UMTS中，帧协议(FP)通常用于通过lub和lur接口在服务无线网络控制器(SRNC)和基站(BS)之间传输用户数据帧。
使用本实施方式的过载控制机制，从队列中删除信息分组。队列可以完全清空或者只是从队列中删除所选的信息分组。删除可能基于不同的原则，这些原则为：首先删除来自较不重要连接的分组，删除分组直至拥塞结束，删除队列中预先确定数量的分组，删除引起拥塞的连接的分组，等等。在清空队列或者从其删除所选信息分组之后，容量是可用的，从而，改善了终端用户吞吐量。实际上，吞吐量的等级通常也基于非实时用户VCC(虚通道连接)的大小。
实施方式结束于块212。
箭头214表示，如果非实时流量队列未满，则如果有新连接可用，可将新信息分组放入队列。箭头216表示一种可能性，用于重复本实施方式：如果有新连接可用，则重复本方法。
接下来，说明可应用本发明各实施方式的网元的某些实例。
图3表示基站(或节点B)逻辑结构的一个实例。在这里，基站作为网元的一个实例。在lub接口300侧，基站包括两个实体：公共传送实体316和多个流量终点(TTP)318。公共传送实体代表对于小区中所有用户终端公用的传传送信道以及用于最初接入的传送信道。公共传送实体还包括不同的数据端口，例如，随机接入信道(RACH)端口、前向接入信道(FACH)端口以及公共分组信道(CPCH)端口。
RACH是用于传送来自用户终端的控制信息以及还可能传送短用户分组的上行链路信道，FACH是用户终端用于接收信息的下行链路传送信道。
公共传送实体还包括基站(节点B)控制端口，用于进行运行和维护(O&M)目的。一个流量终点318包括多个基站通信上下文。通信上下文包括关于与用户终端有关的流量终点活动性的信息。通信上下文可以用于在基站将一组无线链路关联在一起。例如，基站通信上下文可包括一个或多个专用信道(DCH)。下行链路共享信道也属于基站通信上下文。
公共传送实体还包括通信控制端口。
从UMTS网络架构的角度来说，基站可被认为是接受网络管理功能的逻辑O&M实体。
在Uu(用户接口)侧，基站包括多个逻辑实体，通常被称为小区302、310、312、314。小区在其下具有一个或多个收发机(TRX)304、306、308。收发机实现有关数据传输和接收的多种功能。
基站的确切实现方式基于供应商。
所说明的本发明实施方式的功能，例如，峰值速率估计或者信息分组的删除，可以通过基站公共传输功能316中的软件进行实现。其它实现方式的解决方案也是可能的，例如，不同的硬件实现方式，例如，独立逻辑组件组成的电路或者一个或多个客户指定的集成电路(专用集成电路，ASIC)。这些实现方式的混合也是可能的。
参考图4，一个简化框图说明无线网络控制器(RNC)逻辑结构的一个实例。在这里，RNC作为网元的另一个实例。
RNC是UTRAN的交换和控制元件。交换400负责核心网和用户终端之间的连接。无线网络控制器位于lub 402和lu 414接口之间。网络控制器通过接口单元404、412与这些接口相连。还有一个用于RNC间传输的接口，称为lur 416。无线网络控制器的功能可以分为两类：UTRAN无线资源管理408和控制功能406。运行和管理接口功能410作为信息传输至网络管理功能以及信息传输自网络管理功能的媒体。无线资源管理是一组用于共享和管理无线通路连接使得连接的质量和容量适当的算法。最重要的无线资源管理算法是切换控制、功率控制、接纳控制、分组调度以及编码管理。UTRAN控制功能负责有关基站和用户终端之间无线连接的建立、维护以及释放的功能。因此，上述的硬切换方法主要在无线资源块408和UTRAN控制块406中实现。无线资源块408和控制功能块406可以进行合并，作为服务无线网络控制器(SRNC-RRC)的无线资源控制(RRC)单元。
无线网络控制器(RNC)的确切实现方式是与供应商有关的。
所说明的本发明实施方式的功能，例如，峰值功率估计以及信息分组的删除可以由无线网络控制器的运行和维护接口功能410中的软件实现。其它实现方式的解决方案也是可能的，例如，不同的硬件实现方式，例如，独立逻辑组件组成的电路或者一个或多个客户指定的集成电路(专用集成电路，ASIC)。这些实现方式的混合也是可能的。
各实施方式还可能实现在MSC(移动服务交换中心)。有时，用于表示通信系统的交换中心的某些其它缩写包括：MTX、USC和MX。交换中心是执行所需交换功能以及控制与其它网络共同运行的网元。
尽管上面参考根据附图的一个实例描述了本发明，但是显然，本发明并不限于此，而是可以在不偏离所附权利要求书的前提下，以多种方式进行修正。

Claims (17)

1.一种通信系统中的传输控制方法，该方法包括：
对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计(202)；
为携带具有非实时流量的所述信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量(204)；
将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列(206)，非实时流量队列具有填充度的最大限制；以及
如果非实时流量队列到达填充度的最大限制，则将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除(210)。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当具有非实时流量的信息分组被从非实时流量队列中删除时，清空非实时流量队列。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在通信系统中使用异步传输模式(ATM)，其中，该方法应用于AAL2，其包括ATM适配层。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，预留步骤包括考虑下列参数中的至少一个：系统的当前载荷或预期载荷以及在连接中传送的流量的重要性。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，删除步骤基于一组原则的其中至少一个，包括：首先删除来自较不重要连接的分组，删除特定分组直至拥塞结束，删除队列中预先确定数量的分组，以及删除引起拥塞的连接的分组。
6.一种网元，包括：
估计(316、410)装置，对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
第一预留装置(316、410)，为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
分类装置(316、410)，将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
检查装置(316、410)，检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
第一删除装置(316、410)，将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
7.根据权利要求6所述的网元，进一步包括：
清空装置(316、410)，清空非实时流量队列。
8.根据权利要求6所述的网元，该网元是使用异步传输模式(ATM)的通信系统的一部分。
9.根据权利要求6所述的网元，进一步包括：
第二预留装置，考虑到一组参数的其中至少一个参数，为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留容量，该一组参数包括：系统的当前载荷和预期载荷以及在连接中传送的流量的重要性。
10.根据权利要求6所述的网元，进一步包括：
第二删除装置，基于一组原则的其中至少一个原则删除信息分组，该一组原则包括：首先删除来自较不重要连接的分组，删除特定分组直至拥塞结束，删除队列中预先确定数量的分组，以及删除引起拥塞的连接的分组。
 11.一种基站，包括：
估计装置(316、410)，对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
预留装置(316、410)，为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
分类装置(316、410)，将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
检查装置(316、410)，检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
删除装置(316、410)，将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
12.一种无线网络控制器，包括：
估计装置(316、410)，对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
预留装置(316、410)，为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
分类装置(316、410)，将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
检查装置(316、410)，检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
删除装置(316、410)，将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
13.一种基站，将其配置为：
对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
传送小于所估计峰值速率的预先确定的量；
将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
14.一种无线网络控制器，将其配置为：
对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
15.一种网元，将其配置为：
对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
16.一种网元，包括：
第一处理器，配置为对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
第二处理器，配置为为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
第三处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
第四处理器，配置为检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
第五处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
17.一种基站，包括：
第一处理器，配置为对携带具有非实时流量的信息分组的至少一个连接的峰值速率进行估计；
第二处理器，配置为为携带具有非实时流量的信息分组的连接预留小于所估计峰值速率的预先确定的容量；
第三处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组和具有实时流量的信息分组分类为独立的队列，非实时流量队列具有填充度的最大限制；
第四处理器，配置为检查非实时流量队列是否到达填充度的最大限制；以及
第五处理器，配置为将具有非实时流量的信息分组从所述非实时流量队列中删除。
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