专利名称：用于HSUPA的基站调度中实现动态QoS控制的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)，尤其指在UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS地面无线接入网)的基站调度中实现动态QoS控制的方法及装置。
背景技术：
UTRAN由用户设备(UE)、基站(Node B)和RNC(Radio network controller，无线网络控制器)组成，无线接口(UE-UTRAN)的协议结构分为物理层、数据链路层；RNC负责对各种接口的管理，承担无线资源管理(RRM)；Node B是受RNC控制，完成RNC与无线信道之间的编码转换，实现无线接口与物理层间的相关处理如无线信道编码、交织、速率匹配和扩频等，在R6(release 6，第6版本)，如增强型专用传输信道E-DCH中负责上行的分组调度功能。
数据链路层包括两个子层，即MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)层和RLC(Radio Link control，无线链路控制)层，在MAC层中执行为RLC层提供的逻辑信道与物理层提供的传输信道之间的映射，并根据逻辑信道的资源速率为每个传输信道选择合适的传输格式(TF)。
在UTRAN中定义了四种基本业务类型会话类业务、流类业务、交互类业务、后台类业务，并且当UMTS为每一业务类提供载体服务时需要保持QoS(Qualityof Service，服务质量)。
通常，QoS通常可以由可测量的参数来表征(1)发送和接受的时间间隔—时延；(2)网络中业务的传输速率；(3)丢包率；(4)业务有效性。
在当前UTRAN R6中引入了用于对上行分组域的数据速率进行增强、改善用户体验的HSUPA(High speed uplink packet access，高速上行分组接入)。对分组业务的QoS的支持直接影响HSUPA的应用，3GPP定义了基于RNC的QoS控制机制，但是这种相对静态或准静态的控制大大影响了无线资源的利用效率。另外，当分组调度功能在Node B上时，在调度器中增强QoS的控制可以在提高资源的利用效率的同时更好地保证业务的QoS。然而，因为Node B仅仅有有限的业务QoS信息，如何在调度器实现QoS控制一直是NodeB调度器研究的重点和难点。
HSUPA中采用了基于Node B(基站)的调度的策略，并随之在基站和终端中引入了相应的上、下行信令来支持该策略。
与调度过程相关的HSUPA的上行命令包括在E-DPCCH(增强型专用控制信道)中传输的满意度比特(Happy bit)。
与调度过程相关的下行信令主要包括用于逐步调整用户资源的相对命令(RG，Relative Grant)。
目前3GPP标准化组织定义了以下方法在HSUPA(或E-DCH)中实现分布式的QoS控制方法之一，在UE中通过E-TFC(传送格式组合)选择进行优先级速率调度；方法之二，在RNC中通过区分非调度传输(NST)和调度传输(ST)的配置以及通过外环功率控制(Outer Loop Power Control)来调节基准E-TFCI(传送格式组合指示)和每MAC-d流的HARQ(Hybrid automatic retransmissionrequest，混合自动重传请求)的属性文件(profile)来实现的。
然而，对于方法一，在基于UE的ETFC选择中，仅考虑逻辑信道的优先级。该方法虽然区别了相对的优先级，但是没有从根本上保证服务的QoS信息如延迟。
对于方法二，在RNC中与E-DCH(Enhanced dedicate channel，增强专用传输信道)相关的RRM中，通过设置每MAC-d流的HARQ属性来调节QoS的控制，然而该控制QoS的方法只是很好地控制了HARQ的重传特性，间接在调度器中引入QoS控制，可以很好地控制丢包率和平均重传次数，但是无法较好地控制诸如等待延迟和最小比特速率的业务QoS，另外基于RNC的控制方法有比较大的延迟。另外，如果通过将服务映射到NST上，将会浪费了小区资源，因为基站调度并不负责NST上业务的调度。
因此，当前HSUPA中的QoS控制分布于RNC、UE中，而基站调度器仅支持RNC中所配置的参数进行调度，应该说在当前基站控制的调度器中还没有完善的处理业务QoS的方案。
基于在3GPP TR25.896关于增强UTRA FDD上行链路的可行性研究中指出的，通过使用基站控制的调度器可以使系统性能(如小区通过量、延迟)改善50～70％，因此应该减少使用非调度传输支持服务的QoS方法，加强基站调度器对QoS支持可以扩大可调度的分组业务范围，从而实现系统性能的提高。
本发明正是在上述的技术背景下，提出了用于HSUPA的基站调度中实现动态QoS控制的方法及装置的技术方案。
发明内容
本发明旨在提供一种用于HSUPA的基站调度中实现动态QoS控制的方法及装置，以在统计上保证分组业务的QoS，提高无线资源的利用效率。
本发明所提供的一种基站调度中实现动态QoS控制的方法，其特征在于在基站调度中利用来自用户终端上报的状态信息、基站测量到的信息以及基站控制器的配置信息中与QoS相关的信息，通过延迟控制和/或速率控制，快速地调节调度命令，以动态实现分组业务的QoS控制的快速调度。
在上述的动态QoS控制方法中，其速率控制为基站根据该用户终端中各无线承载的测量比特速率和QoS配置信息来快速动态地直接调节最小资源分配命令和/或通过调节调度优先级，以获取更多的资源，并将最后分配到的资源命令通过物理层信令信道传送到UE。
在上述的动态QoS控制方法中，物理层信令信道为E-AGCH(绝对命令信道)。
在上述的动态QoS控制方法中，其延迟控制为基站充分利用用户终端上报的“满意比特”信息和快速的RG命令来动态地调整用户终端的资源。
本发明还提供了一种基站调度中实现动态QoS控制的装置，基于基站调度器本体，其特征在于包括延迟控制模块和/或速率控制模块，延迟控制模块，用于通过快速的延迟信息的采集和快速的下行调度命令，增强业务的延迟控制，以满足低延迟分组业务的要求，防止数据丢包及提高在调度中对业务的QoS的支持；速率控制模块，用于通过UE实际传输的速率统计、基站控制器或/和系统配置管理装置配置的与业务QoS相关的速率信息，在基站调度中动态快速地调整相应UE的无线资源，将最后分配到的无线资源命令通过物理层信令信道传送到UE。
在上述的装置中，延迟控制模块所采集的延迟信息包括“满意比特”信息，下行调度命令包括RG命令。
在上述的装置中，物理层信令信道为E-AGCH。
在上述的装置中，速率控制模块包括第一定时处理装置和与之相连的第二定时处理装置，其中第一定时处理装置，包括第一定时器，用于定时触发统计用户终端传输的测量比特速率的上报，即基站调度中在第一定时器溢出时得到在该时段的用户终端实际传输统计情况；第二定时处理装置，包括第二定时器，用于定时触发对最小分配资源Rmin的调整，即基站调度器在第二定时器溢出时更新最小分配资源Rmin和/或调整用户调度优先级，以得到更多的无线资源。
在上述的装置中，第一定时器和第二定时器可以采用同一个定时器。
在上述的装置中，延迟控制模块包括采集模块和与之相连的调整模块，其中采集模块，用于对UE报告的满意比特中延迟信息状态的快速的采集；调整模块，用于根据满意比特中的满意或不满意状态来动态地通过RG来相对调整无线资源的分配。
采用了上述的技术解决方案，可以保持所有RNC和UE中的QoS控制，并且同时增强基站中调度器对QoS的控制，使得UTRAN能够更好地支持具有QoS要求的分组业务；或者，利用增强QoS控制的基站调度器，可以减少影响系统性能增益的RNC为对QoS控制而作的静态或半静态的控制。本发明通过延迟控制模块和速率控制模块，大大增强了基站调度器对分组业务的QoS的支持，减少了对无线网络控制器(RNC)的依赖，进一步提高了无线资源的利用效率。
图1是本发明中速率控制的流程图；
图2是是本发明中速率控制模块的结构框图；图3本发明中延迟控制的流程图；图4是本发明中延迟控制模块的结构框图。
具体实施例方式
本发明之一，即基站调度中实现动态QoS控制的方法，其特点是在基站调度中利用来自用户终端上报的状态信息、基站测量到的信息以及基站控制器的配置信息中与QoS相关的信息，通过速率控制，快速地调节调度命令，以动态实现分组业务的QoS控制的快速调度。
在速率控制中，基站根据该用户终端中各无线承载的测量比特速率和QoS配置信息来快速动态地直接调节最小资源分配命令(Rmin，在任何用户终端得到更多无线资源时每个用户终端必须保证得到的无线资源)和/或通过调节调度优先级(调度器会根据调度优先级来依此把无线资源分配给用户)来获取更多的资源，并将最后分配到的资源命令通过物理层信令信道(如E-AGCH)传送到UE。
具体过程如下参见图1，对于每个携带具有QoS业务的UE，速率控制包括下列步骤初始化步骤定时器1(如100ms)，定时器2(如SP，SP是调度周期)；设定标志比特Flg＝0；Rmin为系统配置的mGbr(minimum guaranteed bit rate，最小保证比特率)，设置Rmin:＝mGbr；第一定时触发步骤触发定时器1(触发条件是定时器1到时)，开始PBR测量如下基站测量UE中每一优先级的逻辑信道的比特率PBR，并通过下式获得PBR:＝同一优先级的所有逻辑信道的比特率之和(即Sum{PBRi})；比较输出步骤比较PBR与mGbr的大小若PBR＞mGbr，则设置标志比特Flg:＝Flg+1；若PBR＜mGbr，则设置Flg:＝Flg-1；若PBR＝mGbr，则设置Flg:＝Flg；第二定时触发步骤
首先判断第一定时值是否等于第二定时值时，若是，触发调节Rmin程序；若否，则在第二定时值到时，触发调节Rmin程序；调节Rmin步骤对于在所述比较输出步骤中的输出的标志比特Flg＞0时，则进一步判断若Flg＞＝阈值Th1(正值)时，设置降低UE的调度优先级为“UE的调度优先级-M”和设置Rmin:＝Rmin-step_sizeA*Flg；若否，则直接设置Rmin:＝Rmin-step_sizeA*Flg；对于在所述比较输出步骤中的输出的Flg＜0时，则进一步判断若Flg＜＝阈值Th2(负值)时，设置增加UE的调度优先级为“UE的调度优先级+P”和设置Rmin:＝Rmin-Step_sizeB*Flg(Flg是负值)；若否，则直接设置Rmin:＝Rmin-Step_sizeB*Flg；其中Step_sizeA，Step_sizeB，Th1，Th2，M，P是系统配置参数，即Step_sizeA，Step_sizeB为正值用于增加或减少的命令步长；Th1(正值)，Th2(负值)为限定是否需要调节UE的调度优先级的阈值；M，P为调节调度优先级的步长，具体参数可以通过仿真来确定。
如果基站调度器没有采用优先级，则阈值TH1和Th2的判断及调节优先级的步骤可以省去。
本发明之二，即基站调度中实现动态QoS控制的装置，包括基于基站调度器100上的速率控制模块101。该速率控制模块101，用于通过UE实际传输的速率统计、基站控制器或/和系统配置管理装置配置的与业务QoS相关的速率信息，在基站调度中动态快速地调整响应UE的无线资源，将最后分配到的无线资源命令通过物理层信令信道(如，E-AGCH)传送到UE。
在基站调度器中，速率控制模块为了支持QoS调度，在资源分配中为每个用户终端引入最小分配资源(Rmin)，定义了该用户终端应该得到的最小资源。Rmin由基站调度器根据用户终端的测量比特速率来动态调整，其初始化值可以设为配置的QoS信息。
参加图2，该速率控制模块101包括第一定时处理装置102和与之相连的第二定时处理装置103，其中第一定时处理装置102，包括第一定时器，用于定时触发统计用户终端传输的测量比特速率的上报，即基站调度中在第一定时器溢出时得到在该时段的用户终端实际传输统计情况；第二定时处理装置103，包括第二定时器，用于定时触发对最小分配资源Rmin的调整，即基站调度器在第二定时器溢出时更新最小分配资源Rmin和/或调整用户调度优先级，以得到更多的无线资源。
第一定时器和第二定时器可以设为独立的，也可以使用同一个定时器。
本发明之三，即基站调度中实现动态QoS控制的方法，其特点是在基站调度中利用来自用户终端上报的状态信息、基站测量到的信息以及基站控制器的配置信息中与QoS相关的信息，通过延迟控制，快速地调节调度命令，以动态实现分组业务的QoS控制的快速调度。
在延迟控制中，基站充分利用用户终端上报的“满意比特”信息和快速的RG信令来动态地调整用户终端的资源。“满意比特”信息包含RRC(无线资源控制器)配置的延迟条件，用户终端会在每个TTI向基站报告，而基站调度器中的服务RG(相对命令)也是每个TTI都会发送给UE。基站会统计“满意比特”报告，根据累积的延迟信息(“满意比特”报告)相应增加或减少可用于UE的无线资源，从而直接响应该“满意比特”。
参见图3，对于每个携带具有QoS业务的UE，延迟控制包括下列步骤初始化满意比特数＝0；在E-DPCCH(增强型专用控制信道)信道检测“满意比特”状态；若满意比特为不满意“unhappy”(暗示延迟会扩展QoS相关服务的需求)，则设置服务RG命令(S_RG)为升高，即S_RG:＝UP；设置满意比特数为0；否则设置满意比特数增加1；然后，进一步判断如果满意比特数大于或等于阈值Th3若是设置服务RG命令为降低，即S_RG:＝DOWN，并设置满意比特数为0；若否设置服务RG命令为不变，即S_RG＝KEEP；发送服务RG到UE，即传送S_RG到UEs。
其中Th3是可配置的，当UE处于“满意”状态时它可用于控制发送降低服务RG命令的频率，以避免过快地降低UE的资源，从而延长延迟。
本发明之四，即基站调度中实现动态QoS控制的装置，包括基于基站调度器本体200上的延迟控制模块201。
延迟控制模块201，用于通过快速的延迟信息的采集和快速的下行调度命令，增强业务的延迟控制，以满足低延迟分组业务的要求，防止数据丢包及提高在调度中对业务的QoS的支持。
参见图4，延迟控制模块201包括采集模块202和与之相连的调整模块203，其中采集模块202，用于对UE报告的满意比特中延迟信息状态的快速的采集；调整模块203，用于根据满意比特中的满意或不满意状态来动态地通过RG来相对调整无线资源的分配。
综上所述，基站中的动态QoS控制特点和优点基站中的动态QoS控制进一步增强了—基站调度器对分组业务的支持，可以避免E-DCH的太多NST(非调度传输)配置，其改善了资源分配效率(由于NST属于非调度，在资源使用上比较保守)。其中，支持速率控制的基站调度器可以统计意义上控制E-DCH上的优先级服务的数据速率，同时两级动态的速率控制作用于实际应用以保证快速响应；而支持延迟控制的基站调度器，可以关注到部分具有QoS需求服务的延迟情况，充分利用S_RG(服务RG命令)来快速动态地调整资源的分配来满足分组业务的需求。
因此，本发明方案使得HSUPA基站调度器能进行QoS控制而不是通过RNC的控制来相应地保持QoS(实际操作在RNC中进行控制)，并在基站的动态QoS控制中，HSUPA可以更好地支持作为分组业务需求的QoS。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明范畴之内，应由各权利要求限定。
权利要求
1.一种基站调度中实现动态QoS控制的方法，其特征在于在基站调度中利用来自用户终端上报的状态信息、基站测量到的信息以及基站控制器的配置信息中与QoS相关的信息，通过延迟控制和/或速率控制，快速地调节调度命令，以动态实现分组业务的QoS控制的快速调度。
2.根据权利要求1所述的动态QoS控制方法，其特征在于在速率控制中，基站根据该用户终端中各无线承载的测量比特速率和QoS配置信息来快速动态地直接调节最小资源分配命令和/或通过调节调度优先级，以获取更多的资源，并将最后分配到的资源命令通过物理层信令信道传送到UE。
3.根据权利要求2所述的动态QoS控制方法，其特征在于所述的物理层信令信道为E-AGCH。
4.根据权利要求1所述的动态QoS控制方法，其特征在于在延迟控制中，基站充分利用用户终端上报的“满意比特”信息和快速的RG命令来动态地调整用户终端的资源。
5.一种基站调度中实现动态QoS控制的装置，基于基站调度器本体，其特征在于包括延迟控制模块和/或速率控制模块，延迟控制模块，用于通过快速的延迟信息的采集和快速的下行调度命令，增强业务的延迟控制，以满足低延迟分组业务的要求，防止数据丢包及提高在调度中对业务的QoS的支持；速率控制模块，用于通过UE实际传输的速率统计、基站控制器或/和系统配置管理装置配置的与业务QoS相关的速率信息，在基站调度中动态快速地调整相应UE的无线资源，将最后分配到的无线资源命令通过物理层信令信道传送到UE。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的延迟控制模块所采集的延迟信息包括“满意比特”信息，下行调度命令包括RG命令。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的物理层信令信道为E-AGCH。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的速率控制模块包括第一定时处理装置和与之相连的第二定时处理装置，其中第一定时处理装置，包括第一定时器，用于定时触发统计用户终端传输的测量比特速率的上报，即基站调度中在第一定时器溢出时得到在该时段的用户终端实际传输统计情况；第二定时处理装置，包括第二定时器，用于定时触发对最小分配资源Rmin的调整，即基站调度器在第二定时器溢出时更新最小分配资源Rmin和/或调整用户调度优先级，以得到更多的无线资源。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述第一定时器和第二定时器可以采用同一个定时器。
10.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述的延迟控制模块包括采集模块和与之相连的调整模块，其中采集模块，用于对UE报告的满意比特中延迟信息状态的快速的采集；调整模块，用于根据满意比特中的满意或不满意状态来动态地通过RG来相对调整无线资源的分配。
全文摘要
本发明涉及用于HSUPA的基站调度中实现动态QoS控制的方法及装置，其中方法为在基站调度中利用来自用户终端上报的状态信息、基站测量到的信息以及基站控制器的配置信息中与QoS相关的信息，通过延迟控制和/或速率控制，以及快速地调节调度命令，可以动态地实现分组业务的QoS控制的快速调度。本发明可以保持所有RNC和UE中的QoS控制，并且同时增强基站中调度器对QoS的控制，使得UTRAN能够更好地支持具有QoS要求的分组业务；或者，利用增强QoS控制的基站调度器，可以减少影响系统性能增益的RNC为对QoS控制而作的静态或半静态的控制。本发明通过延迟控制和速率控制，大大增强了基站调度器对分组业务的QoS的支持，减少了对无线网络控制器RNC的依赖，进一步说提高了无线资源的利用效率。
文档编号H04W72/12GK101060690SQ20061002584
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月19日 优先权日2006年4月19日
发明者尤明礼, 朱学庆, 王亮, 杨涛 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司