上行链路背压协调的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般地涉及有线或无线通信网络，并且更具体地涉及一种用于使能在网络 中的改进的上行链路背压（backpressure)协调的方法、装置和计算机程序产品。
【背景技术】
[0002] 长期演进（LTE)引入了提供高得多的吞吐量并且要求较少的等待时间的新的空中 接口，其最终导致比先前的无线电接入网络RAN系统大大改进的系统容量。与也影响在传 输网络处的请求的容量的现有2G/3G网络相比，在空中接口处的改进导致对在LTE之上的 最终用户服务质量的增加的期望。详细地，所述传输网络必须应付： -来自巨大量的非保证比特率非GBR业务的突发（bursty)特性的高度变化的数据负 载；以及 -对交互性应用和语音服务的响应度的较高的期望，其增加对在传输网络中的较低分 组延迟的要求。
[0003] 与LTE空中接口的这些改进相对比，在显著数量的情况下，传输网络仍然是限制 因素，因为传输网络不能提供满足来自改进的空中接口的所有需要的能力。尤其是，在基站 经由租用线路与朝向核心网络(针对用户数据，这是服务网关S-GW)的主干（backbone)连 接的情况下，运营商渴望裁剪（clip)运营费用0PEX。这不仅将某些安装引入到具有有限传 送容量的传输网络，其最终导致来自LTE的谱效率增益的浪费。
[0004] 因此基本上，在LTE网络中，在无线电接口上或者在传输网络上(特别是在将LTE 基站（eNodeB)与传输网络连接的所谓的最后一英里传输上）可以存在拥挤。
[0005] 图1示出了基本的LTE网络拓扑。LTE最终用户16经由无线电接口 18与LTE基 站（eNodeB) 14通信。一个eNodeB14正常地服务于若干无线电小区15a到15k，并且一 个无线电小区通常服务于若干LTE用户16a到16p。在一个无线电小区中的无线电资源到 不同的LTE用户的分配由无线电接口调度器（scheduler)处理。eNodeB14经由所谓的传 输网络17连接到LTE核心网络11，所谓的传输网络17由最后一英里传输链路13和传输聚 合网络12组成，所述传输聚合网络12集中了从许多eNodeB朝向核心网络11的业务。在 对传输网络的接入处，存在控制对所谓的最后一英里传输13的接入的传输调度器。无线电 接口调度器和UL传输调度器两者位于eNodeB14中。
[0006] 更进一步地，端到端服务可以被分解到不同的承载（bearer)，其在图2中示出。通 过无线电接口以及通过S1接口的服务基本上由无线电和S1承载服务限定。针对不同的服 务质量QoS类建立不同的承载。
[0007] 在现今的安装中，无线电接口调度器和传输接口调度器独立地控制通过相应接口 的数据流。有限的传输网络容量或者有限的无线电接口容量在第一阶段中导致在数据传输 中的较高的延迟。在拥挤正在迫近的某个时间段之后，延迟过渡到（passover)数据损失， 因为到达数据速率超过转发数据速率，这导致了缓冲器溢出。因此，比如例如正在控制文件 传输协议FTP服务的传输控制协议TCP的较高层必须发起所需的重传，这导致针对FTP服 务的较高的等待时间。不被传输控制协议保护的服务被数据损失干扰并且大规模地、负面 地影响这些服务的质量。例如，在LTE之上的语音VoLTE服务的质量随着增加的分组损失 而下降并且可以导致语言的中断，使得不能如平常那样保持会话。
[0008] 因此，针对服务分化，已经在无线电接口处以及在传输网络中引进了附加的QoS 机制。在LTE中的QoS处理基于核心网络针对每个无线电承载提供的QCI(服务质量类标 识符)上的3GPP概念。目前为止，在3GPPTS23. 203中已经定义了 9个不同的QCI类，其具 有关于业务类型(保证比特率/非保证比特率GBR/非GBR、优先级、分组延迟预算以及分组 损失率)的不同要求，如在图3中指示的那样。另外，针对GBR承载，由核心网络在承载设立 时提供某个保证比特率。
[0009] 图3示出了根据3GPPTS23. 203的QCI定义，其中以下注解应用于各个项目。
[0010] 注解1 :应该从给定的分组延迟预算PDB减去在策略和计费强制执行功能PCEF与 无线电基站之间的延迟的20ms的延迟，以导出应用于无线电接口的分组延迟预算。该延 迟是在PCEF"接近于"无线电基站定位的情况(大约10ms)与PCEF"远离"无线电基站定 位的情况之间的平均，与PCEF"远离"无线电基站定位的情况例如是在以归属路由（home routed)的业务漫游的情况下(在欧洲和美国西海岸之间的单向分组延迟大约为50ms)。所 述平均考虑漫游为较不典型的场景。期望从给定PDB减去20ms的该平均延迟将导致在大 部分典型情况中的期望的端到端性能。而且，应注意PDB限定上界。实际的分组延迟，特别 是针对GBR业务，应该通常低于针对QCI指定的TOB，只要用户设备UE具有足够的无线电信 道质量。
[0011] 注解2 :非拥挤相关的分组损失率应该被视为是可忽略的，所述非拥挤相关的分 组损失可以发生在无线电基站和PCEF之间。因此，针对标准化的QCI指定的PELR值完全 应用于在UE和无线电基站之间的无线电接口。
[0012] 注解3 :该QCI通常与运营商控制的服务相关联，所述运营商控制的服务即其中在 授权服务数据流SDF聚合时的时间点处已知服务数据流SDF聚合的上行链路/下行链路分 组过滤器的服务。在E-UTRAN的情况下，这是在相应的专用演进分组系统EPS承载被建立 /修改时的时间点。
[0013] 注解4 :如果网络支持多媒体优先级服务（MPS)，则该QCI可以被用于MPS订户的 非实时数据（即，最通常的基于TCP的服务/应用）的优先化（prioritization)。
[0014] 注解5 :该QCI可以被用于针对任何订户/订户组的专用的"额外费用（premium) 承载"（例如，与额外费用内容相关联)。而且在该情况下，在授权SDF聚合时的时间点处已 知SDF聚合的上行链路/下行链路分组过滤器。替代地，该QCI可以被用于针对"额外费用 订户"的用户设备/分组数据网络UE/PDN的默认承载。
[0015] 注解6 :该QCI通常被用于针对非特权订户的UE/PDN的默认承载。应注意，聚合 的最大比特率AMBR可以被用作"工具"，以向连接到相同的PDN的订户组之间的订户分化提 供在默认承载上的相同QCI。
[0016] 一般地，LTE基于基于IP的传输网络。基于IP的传输网络可以将所谓的DiffServ 概念用于根据IP分组的QoS要求对IP分组进行分类的服务分化并且可以分派不同的 DiffServ代码点（DSCP)。另外，存在限定的某些业务转发原则（所谓的每跳行为=PHB)，根 据所述限定的某些业务转发原则，应该服务于某个类的业务。传输调度器将不同的缓冲器 用于IP分组的不同类并且服务于那些不同的缓冲器，使得可以满足相应的IP业务类的相 应的PHB。首先，针对比如在LTE之上的语音或者视频流的实时业务，应该通过取超过非实 时业务的优先级得到保证比特率和延迟(通常由加速的转发=EFPHB处理)。经由所谓的确 保的转发=AFPHB正常地处理的通过传输接口的非GBR服务分化，所谓的确保的转发=AF Pfffi根据递送优先级和丢弃（drop)优先（precedence)被进一步细分成不同的子类。正常 地，加权的公平排队方案被用于AFPHB，其中不同的权重被应用于不同的AF类。在传输接 口处的加权的公平排队向非GBR业务类中的每个业务类分派与其权重成比例的、从保证比 特率/EF业务剩下的传输容量的份额（share)分派。该权重被静态分派并且不随被分派到 某个DifTServ类的承载的数量缩放。最大努力BE被用于最低的优先级。
[0017] 图4提供了对在QCI和传输PHB之间的示例映射的概观。特别地，图4示出了在QCI、DSCP和PHB之间的示例映射。
[0018] 在无线电接口处的调度原则可以如下： ?根据GBR承载的保证比特率和分组延迟预算调度所述GBR承载； ?非GBR承载不具有限定的数据速率并且可能根据被分派到相应的CQI的调度权重以 及根据相应的UE经历的当前的无线电条件调度(所谓的加权的成比例的公平调度）；以及 ?以每承载/UE为基础执行调度，即被分派到某个QCI的资源的份额随着针对该QCI建 立的承载的数量缩放。
[0019] 现今的传输和无线电接口调度器彼此独立地动作。
[0020] 该技术方案的缺点是发生如下的情况，在该情况中通过上行链路无线电接口成功 地传输的数据，之后在传输拥挤的情况下在eNodeB处丢弃。这引起对邻居小区的不必要 的上行链路干扰。另外，这些不必要的传输减少用户设备UE的电池寿命时间。
[0021] 另一更严重的缺点是，在传输和无线电接口QoS处理之间不存在一致性，因为传 输接口使用在非GBRCQI之间的固定份额，因为