专利名称：码分多址通信系统中上行分组传输速率控制方法
技术领域：
本发明涉及采用码分多址(CDMA)通信系统的数据传输方法，具体涉及CDMA通信系统上行分组传输的速率控制。
背景技术：
一般的CDMA系统的上行传输是一个自干扰系统。其反向链路的干扰是主要由其它移动站的信号在基站接收机叠加而成，即其他移动站发送的上行数据信号引起得干扰，所以通常CDMA系统的上行容量要小于下行容量。如果移动站上行发送的数据量超过了上行设计容量，那么所有上行数据都不能被基站正确接收。
第三代CDMA蜂窝通信系统，包括WCDMA和CDMA2000，“RRCProtocol Specification 3GPP TS 25.331”中介绍的WCDMA和“Upper Layer(Layer 3)Signaling Standard for cdma2000 SpreadSpectrum Systems C.S000.5-A，April.2000”中介绍的CDMA2000主要用于承载语音业务，附带可以传输一些低速率的数据业务。其上行带宽分配策略基本是面向连接的，上行传输过程可以划分为三个阶段建立链路、传输数据和释放链路。在数据传输过程中可以通过控制信息调整链路带宽的大小。但是这种调整并不是实时的，链路带宽会在较长时间内保持稳定。这种带宽分配策略可以防止上行发送数据量超过上行容量，也较好的解决了语音、视频等业务的带宽需求，但是在处理数据业务时，由于其流量的突发性和不均匀性，这种固定的分配策略会造成带宽的浪费和不必要的传输时延。
发明内容
本发明目的在于克服带宽分配策略中存在的固定分配造成带宽浪费和不必要的传输延时，提供一种码分多址(CDMA)通信系统中上行分组传输速率控制方法，从而提高基于CDMA的移动通信系统的上行带宽利用率，改善上行数据业务传输效率。
本发明目的是这样实现的码分多址通信系统中的上行分组传输速率控制方法，包括五个单元基站的速率调整单元、实时信道分配单元、综合控制单元、移动站的测量单元和速率申请单元，采取移动站提交申请、基站集中分配的控制方式，基站集中分配的控制方式为基于传输业务的动态速率调整和基于数据包的实时信道分配相结合的方式。
上行分组传输速率控制过程由以下三个步骤组成移动站的测量单元测量发送缓冲区的大小和业务类型，速率申请单元根据测量结果生成速率申请信息，通过上行信道传输给基站；基站接收所有移动站的速率申请信息，速率调整单元和实时信道分配单元根据申请信息为移动站调整上行分组传输速率和分配额外可发送的码道；综合控制单元综合前两个单元的计算结果，生成最后的速率指示，通过下行信道广播给所有移动站。
传输业务划分为A类为实时性业务，带宽需求量较大；B类为低速非实时性业务，带宽需求量小；C类为高速非实时业务的TCP应答包，带宽需求量不大，但实时性要求较高；D类为高速非实时业务的数据包，带宽需求量大。
A、B和C类业务的速率采取基于传输业务的动态速率调整方法，分别对应给定的速率等级，A类业务的速率由移动站提交申请时根据具体业务一并提交给基站，B类业务的速率最低，可作为最低保留带宽，C类业务速率比B的略高，以保证TCP的应答数据包在链路层没有延迟就可发送出去。
D类业务的速率采取基于数据包的实时信道分配方法，在为A、B和C类业务完成速率调整后，剩余的总带宽作为D类业务的带宽，基本分配方法为轮询，每轮询一个移动站就分配一个码道，如果该移动站的所获得码道数大于其数据包个数，则停止为该移动站轮询；如果所有移动站的数据包都获得了码道，或者已经没有剩余码道可分配，则整个分配过程结束。
动态速率调整结果转换为移动站可发送的码道数a，连同实时信道分配单元为移动站分配的信道数b，组成速率指示信息通告给移动站，移动站下一时隙上行可发送的总码道数为a+b，如果移动站没有收到速率指示信息，则按照最近一次收到的速率等级(即a值)发送上行数据。
本发明的带宽分配采取移动站提交申请、基站集中分配的控制方式。分配策略使用基于传输业务的动态速率调整和基于数据包的实时信道分配两种手段相结合。这种方法不但可以避免因为上行数据量超过上行容量导致的数据冲突，而且可以减小突发性数据业务的传输时延，对业务类型进行细分，对不同类型采取不同的速率调整方法，最大程度上利用上行带宽，同时又保证了移动站间的公平性。
图1是本发明控制形式的总体概念框图。
图2是本发明的实施例的控制单元结构框图。
图3是本发明的实施例基站端实时信道分配的控制流程框图。
具体实施例方式
下面结合附图详细描述本发明。
如图1所示，移动站102上行的所有带宽都由基站101控制分配，移动站102向基站101提交速率申请信息103，基站101传输速率指示信息104给移动站102，移动站102根据指示104发送上行数据105。
如图2所示，系统实现分为五个单元基站208的速率调整单元204、实时信道分配单元203和综合控制单元205，移动站207的测量单元201和速率申请单元202。分配过程可以由以下三个步骤组成。
1、移动站207的测量单元201测量发送缓冲区的大小和业务类型，速率申请单元202根据测量结果生成速率申请信息206，通过上行信道传输给基站208。
2、基站208接收所有移动站207的速率申请信息206，速率调整单元204和实时信道分配单元203根据申请信息206为移动站207调整上行分组传输速率和分配额外可发送的码道。
3、综合控制单元205综合前两个单元203、204的计算结果，生成最后的速率指示209，通过下行信道广播给所有移动站207。
首先，移动站207要统计其发送数据缓冲区的大小和业务类型。数据量以数据包的个数为统计单位。按照数据量的大小和业务对时延的容忍度，可以划分四种上行业务类型A类为实时性业务，例如话音，视频会议等；B类为低速非实时性业务，例如WWW，Telnet等；C类为高速非实时业务的TCP应答包，如Ftp下传、接收Email的TCP应答数据包；D类为高速非实时业务的数据包，如Ftp上传，发送Email。
移动站207周期性或在业务类型改变时提交速率申请信息206。速率申请单元202需要将当前业务类型(可能同时有多种业务)和发送缓冲区中数据包个数作为速率申请信息206发送给基站208。如果业务类型为A类，还要提交该业务需要的码道数。
基站208收到的速率申请信息206分别提交给速率调整单元204和实时信道分配单元203。速率调整单元204按照移动站的业务调整其速率，如表1所示，每一类业务对应一个速率级别，如果移动站同时拥有多类业务，则其速率为对应业务速率之和。
表1业务速率等级划分在速率调整结束后，实时信道分配单元203要获取当前剩余的上行码道数。D类业务的速率分配由实时信道分配单元203控制。所有包含D类业务的移动站207按照其编号排序，每增加或减少一个移动站207都要对该序列进行相应的修改。基本分配方法为轮询，每轮询一个移动站207就为其分配一个码道303，如果该移动站207的所获得码道数大于其D类数据包个数301，则停止为其分配数据304。如果所有移动站207的数据包都获得了码道，或者已经没有剩余码道可分配302，则整个分配过程结束305。
设定每个移动站207的D类数据包个数为Pi，获得的码道数为Ni，总的剩余上行码道数为M，i为移动站207编号，分配流程如图3所示。
综合控制单元205将每个移动站207获得的速率等级转换为该移动站207可发送的码道数a，连同实时信道分配单元203为该移动站分配的信道数b(＝Ni)，组成速率指示信息209，通过下行信道通告给移动站207。移动站207下一时隙上行可发送的总码道数为a+b。如果移动站207没有收到速率指示信息，则按照最近一次收到的速率等级(即a值)发送上行数据。最终的上行带宽分配结果如表2所示。
表2本发明的实施例的上行带宽分配结果
权利要求
1.码分多址通信系统中的上行分组传输速率控制方法，该通信系统分为五个单元基站的速率调整单元、实时信道分配单元、综合控制单元、移动站的测量单元和速率申请单元，采取移动站提交申请、基站集中分配的控制方式，基站集中分配的控制方式为基于传输业务的动态速率调整和基于数据包的实时信道分配相结合的方式。
2.根据权利要求1所述上行分组传输速率控制方法，其特征在于所述基站集中分配的控制方式由以下三个步骤组成移动站的测量单元测量发送缓冲区的大小和业务类型，速率申请单元根据测量结果生成速率申请信息，通过上行信道传输给基站；基站接收所有移动站的速率申请信息，速率调整单元和实时信道分配单元根据申请信息为移动站调整上行分组传输速率和分配额外可发送的码道；综合控制单元综合前两个单元的计算结果，生成最后的速率指示，通过下行信道广播给所有移动站。
3.根据权利要求1或2所述上行分组传输速率控制方法，其特征在于所述传输业务划分为A类为实时性业务，带宽需求量较大；B类为低速非实时性业务，带宽需求量小；C类为高速非实时业务的TCP应答包，带宽需求量不大，但实时性要求较高；D类为高速非实时业务的数据包，带宽需求量大。
4.根据权利要求3所述上行分组传输速率控制方法，其特征在于所述A、B和C类业务的速率采取基于传输业务的动态速率调整方法，分别对应给定的速率等级，A类业务的速率由移动站提交申请时根据具体业务一并提交给基站，B类业务的速率最低，可作为最低保留带宽，C类业务速率比B的略高，以保证TCP的应答数据包在链路层没有延迟就可发送出去。
5.根据权利要求3所述上行分组传输速率控制方法，其特征在于所述D类业务的速率采取基于数据包的实时信道分配方法，在为A、B和C类业务完成速率调整后，剩余的总带宽作为D类业务的带宽，基本分配方法为轮询，每轮询一个移动站就分配一个码道，如果该移动站的所获得码道数大于其数据包个数，则停止为该移动站轮询；如果所有移动站的数据包都获得了码道，或者已经没有剩余码道可分配，则整个分配过程结束。
6.根据权利要求1或2所述上行分组传输速率控制方法，其特征在于所述动态速率调整结果转换为移动站可发送的码道数a，连同实时信道分配单元为移动站分配的信道数b，组成速率指示信息通告给移动站，移动站下一时隙上行可发送的总码道数为a+b，如果移动站没有收到速率指示信息，则按照最近一次收到的速率等级发送上行数据。
全文摘要
本发明涉及码分多址CDMA通信系统中上行分组传输速率控制方法,本发明的带宽分配采取移动站提交申请、基站集中分配的控制方式。分配策略使用基于传输业务的动态速率调整和基于数据包的实时信道分配两种手段相结合。这种方法不但可以避免因为上行数据量超过上行容量导致的数据冲突,而且可以减小突发性数据业务的传输时延,对业务类型进行细分,对不同类型采取不同的速率调整方法,最大程度上利用上行带宽,同时又保证了移动站间的公平性。
文档编号H04W28/10GK1375950SQ0211578
公开日2002年10月23日 申请日期2002年4月28日 优先权日2002年4月28日
发明者肖瑶, 周宗仪, 吴伟民, 杨帆 申请人:武汉汉网高技术有限公司