下行链路流管理的制作方法
【技术领域】
[0001]提出的技术总体上涉及电信网络中的流管理，具体涉及长期演进(LTE)电信网络中的下行链路流管理的方法和设备。
【背景技术】
[0002]在最新的电信网络中，同时发生着有很大不同特点的通信。小的分组流(例如，网络电话(VoIP))或传输控制协议(TCP)上传输的小的对象(例如，聊天或游戏)与较大的数据量(例如，大的文件传输协议(FTP)下载)混合在一起。这种业务异构混合出现在下行链路(DL)的信令中，例如，从eNodeB至用户设备(UE)。通常，eNodeB可访问不同承载，并且业务被划分在这些承载之间。
[0003]长期演进(LTE)系统中的现有技术算法将属于特定无线承载的流设成队列。通过不同类型的激活队列管理(AQM)算法来控制队列。如果流具有大致相同的属性，则该方法工作良好，例如，两个大文件下载可以良好地协作。但是，在小快流与大文件下载(还可以是较大域分片(sharded)的网站的下载)相竞争的情况下，结果往往是小快流将遭受高延时和分组丢失。小快流通常是延时敏感的，此时将受到低质量体验(QoE)。
[0004]通过使队列变短(转换为例如AQM中的低延时阈值)，可以在某种程度上缓解这一问题。然而，该方法的缺点是可能使吞吐量变差，并且其通常还会增加分组丢失率，这对小的TCP传输来说是不利的，因为需要往返行程(round trip)来重新发送丢失的TCP数据段。
[0005]缓解该问题的另一个方法是将延时敏感的短快流放置在分离的承载中，并且可以使它们具有较高的调度优先级。然而，类似想法在实现时存在困难。可能的原因是，其需要分类引擎以及附加的信令来建立这些短快流的承载，这些承载经常可能具有非常短的生命期。由此，总的管理处理可能极高。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供混合特点的下行链路业务的改进流管理。通过提出的技术的实施例(如所附独立权利要求所述)，实现上述及其他目的。在从属权利要求中限定了优选实施例。
[0007]根据第一方面，提供一种通信节点中的流管理方法。所述流管理方法包括接收输入下行链路分组。将接收的DL分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队。将下行链路分组从子流队列中提取到公共输出流中。将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。以基本循环方式进行DL分组的提取。这包括:当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时，为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当不存在被优先排序的子流队列时，选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时，选择被优先排序的子流队列用于下次提取。当已从相应子流队列中提取预定数据量时，认为已完成从所述相应子流队列中提取下行链路分组。最后，发送所述公共输出流的下行链路分组。
[0008]根据第二方面，提供一种通信网络中的网络节点。所述网络节点包括输入、处理器、存储器和输出。存储器包括处理器可执行的指令。由此，网络节点操作为在输入上接收输入下行链路分组。网络节点还操作为将接收的下行链路分组分类到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。网络节点还操作为将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队。网络节点还操作为将下行链路分组从子流队列提取到公共输出流中。网络节点还操作为将没有从中提取过下行链路分组的子流队列优先排序。网络节点操作为以基本循环方式选择下行链路分组。这包括:当已完成从相应子流队列中提取下行链路分组时，为每个子流队列分配上次服务时机的指示符。当不存在被优先排序的子流队列时，选择具有最早上次服务的子流队列用于下次提取。当存在被优先排序的子流队列时，选择被优先排序的子流队列用于下次提取。网络节点操作为当已从相应子流队列中提取预定数据量时，认为已完成从相应子流队列中提取下行链路分组。网络节点还操作为在输出上发送公共输出流的下行链路分组。
[0009]提出的技术的优点在于，当小快流与大的流或者以其他方式在性质上处于强势的流相竞争时，实现小快流的低延时。当阅读详细描述时，将认识到其他优点。
【附图说明】
[0010]通过参考以下结合附图的描述，能够最佳地理解实施例及其更多的目的和优点，其中:
[0011]图1示意性地示出了电信系统；
[0012]图2示出了网络节点之间的信令的简化信令方案；
[0013]图3示出了通信节点中的流管理方法的实施例的步骤流程图；
[0014]图4示出了通信网络中的网络节点的实施例的示意性框图；
[0015]图5示出了处理器以软件装置实现的网络节点的实施例；
[0016]图6是示出网络节点的示例的示意性框图；
[0017]图7示出了实现通信节点的rocp层中的流管理方法的实施例的步骤流程图；
[0018]图8示出了rocp层中的网络节点的操作的实现的实施例；以及
[0019]图9和10是测试仿真图。
【具体实施方式】
[0020]附图中，相同的参考标记用于表示类似或对应的单元。
[0021]本公开描述了如何在LTE中为下行链路业务的队列管理实现流排队。本发明解决了本发明所描述的如何在LTE中实现流队列算法以及如何确保高峰值吞吐量的问题。为更好地理解提出的技术，开始先简述电信系统的概况，尤其是eNodeB中的下行链路分组处理可能是有用的。
[0022]图1示意性地示出了电信系统。基站(例如，eNodeB10)通过连接5与分组提供装置2相连。分组提供装置2通常可以是电信网络I的核心网，网络节点连接至互联网等。如其名称，分组提供装置2提供将在电信网络I中沿DL方向被转发的分组。eNodeB 1操作为与不同UE 20A、20B通信。从eNodeB 10在DL链路19上向UE发送分组。因此，网络节点包括用于与一个或多个其他节点通信(包括发送和/或接收信息)的无线电路。
[0023]DL分组可能具有很大不同的特点。在本公开中，术语“小鼠流(mice flow)”用于表示小的分组流，例如，VoIP或TCP上传输的小对象(如，聊天或游戏)。类比地，术语“大象流”用于表示大的分组流，例如，长时间的大FTP下载(如，大FTP下载，还可以是较大域分片网站的下载)。域分片是提升网页下载的常用技术。网络浏览器可以向多个不同域开启同时进行的TCP连接，因而能够按照良好的网络规范循环。该技术是争夺带宽的强势方法，实际上还可能使网页下载的性能变差。
[0024]这里，术语“无线设备”可以指用户设备UE、移动电话、蜂窝电话、装备有无线通信功能的个人数字助理(PDA)、智能手机、装备有内部或外部移动宽带调制解调器的膝上型电脑或个人电脑(PC)、具有无线通信能力的平板PC、便携式电子无线通信设备、装备有无线通信能力的传感器设备等。具体地，术语“UE”应被解释为非限制性术语，包括装备有根据任意相关通信标准的无线通信的无线电路的任意没备。
[0025]本文中使用的术语“无线网络节点”或简称的“网络节点”可以指基站、网络控制节点等。具体地，术语“基站”可以包含不同类型的无线基站，其中包括标准基站(例如，节点B或演进节点B eNB)，还可以包括宏/微/微微无线基站、家庭基站(也称为毫微微基站)、中继节点、中继器、无线接入点、甚至控制一个或多个远程无线单元RRU的无线控制节点等。
[0026]图2提出了分组提供装置2(图1)中包括的第一节点3、eN0deB10和UE 20之间的信令的简化信令方案。第一节点3向eNodeB 10发送410DL分组，所述分组将进一步被发送至承载。DL分组在eNodeB 10中被接收并被分类420到子流。所述分类基于在相应接收的DL分组的首部中可用的信息。将每个子流的下行链路分组在相应子流队列中排队430。创建多个子流队列使得具有不同特点或性质的分组有可能分离。这时，在单个队列情形中有可能使项目阻塞的大象流分组可以与小鼠流分离。这开启了对某些类型分组优先排序的不同例程。
[0027]在一个实施例中，通过分组首部的信息元素中的5元组或3元组将流分类。5元组包括源ip地址和端口、目的ip地址和端口、以及所用的协议。3元组包括源ip地址和端口以及所用的协议。基于分类，具有不同5元组或3元组的分组被放置在不同队列中。
[0028]在具体实施例中，每个子流队列维持其自身的AQM算法。AQM的目的是将子流队列的大小保持在合理限度中。然而，不需要为了低延时而调节AQM阈值。这有助于确保高链路使用。换句话说，流管理方法优选包括分别在每个子流队列中执行AQM的步骤。
[0029]实际上，并非完全严格必须使用AQM。在备选实施例中，子流队列没有单独的AQM算法。子流队列是隔离的，这意味着大象流不会使小鼠流的性能变差。
[0030]然而，优选使用某种AQM，因为个别队列可能以某种方式消耗大量内存，并且最佳地，当网络中部署AQM时，进行典型的传输(如TCP)。
[0031]在一个具体实施例中，将从分组首部中选择的内容输入到哈希函数中，得到输出数字。该数字指示将分组放置到哪个子流队列中。哈希函数用于维持每个队列中的子流的数量上界。如果子流数量较少，则哈希冲突的风险，即，两个以上不同的流被分类至相同子流的风险上升。通过一个巧妙的哈希算法设计可以限制哈希冲突的影响。由此，例如，可以避免将用户数据报文协议(UDP)和TCP流分类至相同的子流队列中。在LTE eNodeB实现的上下文中，允许大量子流可能是有益的。从统计意义上看，用户维持平均子流数量。可以从公共队列池中选择用于子流的队列。仅当该池几乎耗空时才需要限制子流的最大数量。