专利名称：通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法
技术领域：
本发明涉及无线通信流量控制方法，特别涉及通用移动通信系统地面无线接入网前向接入信道流量控制方法。
背景技术：
宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)是目前全球三种主要的第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)体制之一。如图1所示，WCDMA系统由三部分组成，即核心网(Core Net，简称“CN”)、通用移动通信系统地面无线接入网(UMTSTerrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)和用户设备(UserEquipment，简称“UE”)组成。CN与UTRAN的接口定义为Iu接口，UTRAN与UE的接口定义为Uu接口。
UTRAN中又包括许多通过Iu接口连接到CN的无线网络子系统(RadioNetwork Subsystem，简称“RNS”)。一个RNS包括一个无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)和一个或多个基站(Node B)。Node B通过Iub接口连接到RNC上。每个Node B包括一个或多个小区。在UTRAN内部，各RNS中的RNC能通过Iur接口交互信息，Iur接口可以是RNC之间物理的直接相连或通过适当的传输网络实现。UTRAN结构如图2所示。
UTRAN中的RNC按照逻辑功能又可以划分为控制无线网络控制器(Controlling Radio Network Controller，简称“CRNC”)、服务无线网络控制器(Serving Radio Network Controller，简称“SRNC”)和漂移无线网络控制器(Drift Radio Network Controller，简称“DRNC”)。
UTRAN传输信道是物理层对层2提供的在层1的对等层之间传输数据的信道。传输信道按照数据传输的方式可以分为公共信道(CommonChannel，简称“CCH”)和专用信道(Dedicate Channel，简称“DCH”)，其中CCH包括随机接入信道(Random Access CHannel，简称“RACH”)、前向接入信道(Forward Access Channel，简称“FACH”)、寻呼信道(PagingChannel，简称“PCH”)、下行共享信道(Downlink Shared Channel，简称“DSCH”)和公共分组信道(Common Packet Channel，简称“CPCH”)。
在第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)的协议中只是描述了FACH上应该有流量控制，目的是为了减少信令的时延，并且当FACH发生拥塞时减少数据的数据的重传和丢弃，但是在协议中没有描述该功能是如何实现的。
FACH的流量控制功能是在无线接口层2的媒体访问控制(MediumAccess Control，简称“MAC”)子层实现。无线接口层2由MAC子层和无线链路控制(Radio Link Control，简称“RLC”)子层等4个子层组成。
其中，MAC主要完成数传过程中逻辑信道到传输信道的映射，并且在控制面的指示下完成部分无线资源重配置和测量的功能。MAC层协议可细分为媒体访问控制公共部分(Media Access Control Common，简称“MACC”)和媒体访问控制专用部分(Media Access Control Dedicate，简称“MACD”)，MACC与小区对应，一个小区有一个MACC实例。MACD与UE对应，一个UE有一个MACD实例。
RLC主要提供透明、非确认和确认三种模式的数据传输，分别对应于不同的数传质量要求，其中确认模式提供滑窗机制保证数据的无错发送。
在3GPP的TS25.425协议中可以看到当SRNC和CRNC分离时，Iur接口上FACH上流量控制过程如下1.当SRNC有某优先级的数据需要发送而DRNC没有分配流量时，SRNC要向DRNC发送流量申请控制帧以申请FACH流量；2.DRNC根据流量分配算法给SRNC的该优先级数据流分配流量，然后发送流量通知控制帧给见SRNC；3.SRNC根据分配的流量，发送相应的FACH数据帧给DRNC。
在图3中给出了上述FACH上流量控制过程的示意图。
协议中描述的是当SRNC和CRNC分离时的FACH流量控制过程，这时MACC位于DRNC，MACD位于SRNC中。熟悉本发明领域的技术人员会理解，可以采用同样的方式实现SRNC和CRNC不分离时的流量控制。
完成FACH流量的主体是MACC，MACD要配合MACC完成流量控制过程。FACH上流量控制过程主要是MACC和MACD之间的流量控制过程。
与FACH上流量控制相关，能够说明其最新发展状况的的部分3GPP参考文献如下3GPP TS 25.401，《UTRAN overall description v3.6.0》；3GPP TS 25.301，《Radio Interface Protocol Architecture v3.8.0》；3GPP TS 25.321，《MAC Protocol Specification v3.7.0》；3GPP TS 25.427，《UTRAN Iur and Iub user plane protocol for DCH datastreams v3.6.0》；3GPP TS 25.435，《UTRAN Iub interface user plane protocol for CCHdata streams v3.6.0》。
在实际应用中，上述方案存在以下问题3GPP协议中没有提出实现FACH上流量控制功能的具体方案，在其他公开文献上也没有实现FACH上流量控制功能的具体方案，并且目前的普通技术人员尚未能够仅根据3GPP协议中对FACH上流量控制功能的简单描述，通过非创造性劳动实现FACH上流量控制功能。
造成这种情况的一个主要原因在于，3GPP的TS25.425协议中公开的FACH上流量控制方法对于以下重要问题没有给出答案1)怎样确定合理的流量分配方法？2)MACC中数据缓冲区设置为多大合适？3)流量控制的频度为多大合适？。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，使得3GPP协议中提到的FACH上流量控制功能有了具体的实现方案。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，包含以下步骤A在媒体访问控制专用部分周期定时器超时时刻，媒体访问控制专用部分判断是否存在公共信道优先级对应的待发数据量不为0而媒体访问控制公共部分给所述公共信道优先级分配的可发数据量为0的情况，如果是则将待发数据量信息放在流量申请消息中发送给所述媒体访问控制公共部分；B所述媒体访问控制公共部分收到所述流量申请消息后，记录所述待发数据量；C在媒体访问控制公共部分周期定时器超时时刻，所述媒体访问控制公共部分判断每个公共信道优先级缓冲区中的数据量是否小于预先设定的门限，如果是则将所述缓冲区总容量与所述缓冲区中当前数据量的差作为该公共信道优先级的待分配量，在待发数据量不为0的各媒体访问控制专用部分实例间分配所述待分配量，并根据分配结果得到可发数据量；D所述媒体访问控制公共部分将所述可发数据量通过流量分配消息发送给所述媒体访问控制专用部分；
E所述媒体访问控制专用部分响应所述流量分配消息，根据所述可发数据量通过数据传送消息向所述媒体访问控制公共部分发送媒体访问控制公共部分协议数据单元，所述数据传送消息中包含除被发送的所述媒体访问控制公共部分协议数据单元以外的其余待发数据量信息；F所述媒体访问控制公共部分响应所述数据传送消息，记录所述数据传送消息中包含的待发数据量。
其中，在所述步骤C中，所述媒体访问控制公共部分在待发数据量不为0的各媒体访问控制专用部分实例间分配所述待分配量的步骤还包含以下子步骤C1所述媒体访问控制公共部分将所述公共信道优先级中所有的媒体访问控制专用部分实例放进一个队列中；C2所述媒体访问控制公共部分选择排在所述队列第一位的媒体访问控制专用部分实例，将所述待分配量尽可能地分配给所述实例；C3所述媒体访问控制公共部分将已被分配了所述待分配量的所述实例从所述队列的第一位移动到所述队列的最后一位；C4所述媒体访问控制公共部分判断是否还有剩余待分配量并且还有媒体访问控制专用部分实例未被分配所述待分配量，如果是则进入步骤C2，否则结束分配。
在所述通用移动通信系统地面无线接入网中，主要缓冲点设置在无线链路控制层，在所述媒体访问控制公共部分中只设置容量较小的工作缓冲。
所述媒体访问控制公共部分的缓冲区容量是可以容纳几个传输时间间隔数据的大小。
所述媒体访问控制公共部分的缓冲区容量可以在实施过程中根据硬件的限制和性能进行调整。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，MACD在周期定时器未超时期间，查看每个公共信道优先级对应的待发数据量，如果有待发数据但MACC中未分配流量的公共信道优先级，则向MACC发送流量申请消息；MACC收取并记录各公共信道优先级的待发数据量；当周期定时器超时时，MACC判断每个公共信道优先级缓冲区的数据个数是否小于预先设定的门限，如果是则将所述缓冲区总容量减去所述缓冲区中当前数据的个数，得到该公共信道优先级的待分配量，然后将所述待分配量在待发数据量不为0的媒体访问控制专用部分实例间分配；随后，MACC向MACD发送流量分配消息。
另外在UTRAN中，将主要缓冲点设置在RLC层，在MACC中只设置容量较小的工作缓冲。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即普通技术人员可以参照本发明所提出的流量控制方法，无需创造性劳动即可实现FACH上流量控制功能。本方法在实际系统的运行中证明是可行且满足业务的服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)要求的。
图1是WCDMA系统结构示意图；图2是UTRAN结构示意图；图3是Iur接口FACH上流量控制过程示意图；图4是根据本发明的一个实施例的UTRAN流量控制方法流程图；图5是根据本发明的一个实施例的待分配缓冲区容量的顺序轮流分配方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图4所示，在步骤100中，在MACD周期定时器超时时刻，MACD查看每个公共信道优先级对应的数据量。在MACC和MACD中各有一个周期定时器，每隔一段预定的时间(即“周期”)，周期定时器会触发一次超时事件。
MACD向MACC发送的数据是根据公共信道优先级分类的，每一个待发送数据都有一个公共信道优先级，MACC根据公共信道优先级的取值对不同的数据采用不同的发送顺序。这样做的好处是一方面能够使不同类型的数据能够复用同一通道发送，另一方面能够使得重要的数据，例如信令，可以优先传输。在MACC中，对应于每一个公共信道优先级都有一个发送缓冲区，来自MACD的数据先按公共信道优先级存入相应的缓冲区，然后按照一定的规则先后发送。
此后进入步骤110，MACD判断是否存在某个公共信道优先级待发数据量不为0而MACC给所述公共信道优先级分配的可发数据量为0的情况，如果是则进入步骤120，否则不作处理，直接进入步骤140。由于可发数据量是根据各个公共信道优先级待发数据量的情况动态调整的，因此有可能出现MACD中某个公共信道优先级待发数据量不为0而MACC给所述公共信道优先级分配的可发数据量为0的情况，例如MACD中某一个公共信道优先级在一段时间内一直没有数据发送，MACC可能会将该公共信道优先级的可发数据量定为0，但在某一时刻的突发业务产生了若干属于该公共信道优先级的数据，需要发送，此时就会出现有待发数据但可发数据量为0的情况。
在步骤120中，MACD将待发数据量放在专门的流量申请消息中发送，此后进入步骤140。
在一般情况下，MACC是通过权衡各个公共信道优先级高低和待发数据量多少来为各个公共信道优先级分配可发数据量的。在一般情况下，MACD将待发数据量附带在发送协议数据单元(Protocol Data Unit，简称“PDU”)的数据传输消息中一起发送给MACC的，MACC由此获知MACD中待发数据量。但是当MACC给某个公共信道优先级分配的可发数据量为0时，MACD中该公共信道优先级的待发数据量无法附带在数据传输消息中一起发送过来，因此必须通过步骤120中的专门的流量申请消息向MACC申请流量。
在步骤140中，MACC收到所述流量申请消息后，记录各个优先级的待发数据量。待发数据量的记录是MACC进行流量调整的一个主要依据。
随后进入步骤150，当周期定时器超时时，MACC判断每个公共信道优先级缓冲区中的数据量是否小于预先设定的门限，如果是则进入步骤160，否则进入步骤170。设立门限的目的是为了不浪费FACH带宽。因为假如不设定门限，而是等缓存中已没有数据时才进行流控，由于MACD根据流量指示发送数据到MACC是需要一定时间的，因此MACC可能在下一个TTI(MACC在FACH上发送数据的时刻)就没有数据发送，这样流控的不及时就造成了FACH带宽的浪费。门限值可以根据经验设定也可以根据FACH带宽设定。
在步骤160中，MACC将所述缓冲区总容量减去所述缓冲区中当前数据量，得到该公共信道优先级的待分配量，然后将所述待分配量在待发数据量不为0的MACD实例间分配。所述待分配量分配完毕以后就得到了每个公共信道优先级中各MACD实例的可发数据量。此后进入步骤170。
MACD实例是与UE相对应的，一个UE一个MACD实例。所述待分配量分配的方法有多种，在本发明的一个较佳实施例中，采用顺序轮流分配方法，如图5所示，其具体流程如下在步骤210中，MACC将所述公共信道优先级中所有的MACD实例放进一个队列中。使用队列的目的是利用其先进先出的特性。
此后进入步骤220，MACC选择排在队列第一位的MACD实例，将所述待分配量尽可能地分配给所述实例。例如某个公共信道优先级的待分配量是19，而排在队列第一位的MACD实例总的待发数据量是15，则将待分配量尽量满足该实例后还有4的剩余。
此后进入步骤230，MACC将已被分配了待分配量的MACD实例从队列的第一位移动到队列的最后一位。因为要实现顺序轮流分配，因此已经被分配过的MACD实例，要等一轮结束后才能够第二次进行分配，这样做的目的是保证对各个MACD实例的公平。
此后进入步骤240，MACC判断是否还有剩余待分配量并且还有MACD实例未被分配待分配量，如果是则进入步骤220，再次进行分配，否则结束分配。
在步骤170中，MACC向MACD发送流量分配消息，其中带有该MACD可发数据量。
此后进入步骤180，MACD响应流量分配消息，根据可发数据量通过数据传送消息向MACC发送MACD的PDU，该数据传送消息中包含除被发送的MACD的PDU以外的其余待发数据量信息。
此后进入步骤190，MACC响应数据传送消息，记录数据传送消息中包含的待发数据量。
通过上面对流控方法的说明，熟悉本发明领域的技术人员会理解，MACC的FACH数据缓冲区大小和流量控制的频度是成反比的，缓冲区越大，流控的频度就小。但是缓冲区过大就会导致业务量测量不准，并且RLC的状态报告不能及时发送。另外，MACC的缓冲也不能设置得过小，过小会使得流控频度增大，流控消息量增大，同时若数据不能及时送达至MACC，会导致FACH带宽的浪费。
另外，从前面的描述也可看出，流控的周期设定也是需要考虑的。周期若设定的太小，可能导致在下一个流控周期到来之前，MACD没有将数据送到MACC。因此在下一个流控周期时由于数据量仍然低于缓冲区门限，所以MACC继续向MACD分配流量。而这时有可能MACD的数据已经在传送的路上了，MACD收到第二条流控消息后，若真的又有数据要发，则将新数据发送给MACC。因此MACD发送给MACC的数据总量，其实不是MACC所期望的，这样可能导致MACC缓存溢出，丢弃数据。
当然周期设定得太大，会导致流控不及时，最终导致FACH带宽的浪费。
终上所述，流控的下门限、MACC的流控缓存大小、流控周期三个参数的设定很重要，它们彼此关联，共同决定流控算法的性能。
在本发明的一个较佳实施例中，数据的主要缓冲点放在RLC，MACC的缓冲只是工作缓冲，设置得较小，例如只存放几个TTI的数据，但要保证FACH的带宽要求。在实现中可根据硬件限制和性能(信令、数据时延)等调整缓冲大小，例如在系统调试时进行调整。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，其特征在于，包含以下步骤A 在媒体访问控制专用部分周期定时器超时时刻，媒体访问控制专用部分判断是否存在公共信道优先级对应的待发数据量不为0而媒体访问控制公共部分给所述公共信道优先级分配的可发数据量为0的情况，如果是则将待发数据量信息放在流量申请消息中发送给所述媒体访问控制公共部分；B 所述媒体访问控制公共部分收到所述流量申请消息后，记录所述待发数据量；C 在媒体访问控制公共部分周期定时器超时时刻，所述媒体访问控制公共部分判断每个公共信道优先级缓冲区中的数据量是否小于预先设定的门限，如果是则将所述缓冲区总容量与所述缓冲区中当前数据量的差作为该公共信道优先级的待分配量，在待发数据量不为0的各媒体访问控制专用部分实例间分配所述待分配量，并根据分配结果得到可发数据量；D 所述媒体访问控制公共部分将所述可发数据量通过流量分配消息发送给所述媒体访问控制专用部分；E 所述媒体访问控制专用部分响应所述流量分配消息，根据所述可发数据量通过数据传送消息向所述媒体访问控制公共部分发送媒体访问控制公共部分协议数据单元，所述数据传送消息中包含除被发送的所述媒体访问控制公共部分协议数据单元以外的其余待发数据量信息；F 所述媒体访问控制公共部分响应所述数据传送消息，记录所述数据传送消息中包含的待发数据量。
2.根据权利要求1所述的通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，其特征在于，所述步骤C中，所述媒体访问控制公共部分在待发数据量不为0的各媒体访问控制专用部分实例间分配所述待分配量的步骤还包含以下子步骤C1 所述媒体访问控制公共部分将所述公共信道优先级中所有的媒体访问控制专用部分实例放进一个队列中；C2 所述媒体访问控制公共部分选择排在所述队列第一位的媒体访问控制专用部分实例，将所述待分配量尽可能地分配给所述实例；C3 所述媒体访问控制公共部分将已被分配了所述待分配量的所述实例从所述队列的第一位移动到所述队列的最后一位；C4 所述媒体访问控制公共部分判断是否还有剩余待分配量并且还有媒体访问控制专用部分实例未被分配所述待分配量，如果是则进入步骤C2，否则结束分配。
3.根据权利要求1所述的通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，其特征在于，在所述通用移动通信系统地面无线接入网中，主要缓冲点设置在无线链路控制层，在所述媒体访问控制公共部分中只设置容量较小的工作缓冲。
4.根据权利要求3所述的通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，其特征在于，所述媒体访问控制公共部分的缓冲区容量是可以容纳几个传输时间间隔数据的大小。
5.根据权利要求3所述的通用移动通信系统地面无线接入网流量控制方法，其特征在于，所述媒体访问控制公共部分的缓冲区容量可以在实施过程中根据硬件的限制和性能进行调整。
全文摘要
本发明涉及无线通信流量控制方法，公开了一种UTRAN流量控制方法，使得3GPP协议中提到的FACH上流量控制功能有了具体的实现方案。这种UTRAN流量控制方法包含以下步骤A在MACD周期定时器超时时刻，MACD判断是否存在某个优先级待发数据量不为0而MACC给该优先级分配的可发数据量为0的情况，如果是则将待发数据量信息放在流量申请消息中发送；B MACC记录待发数据量；C在MACC周期定时器超时时刻，MACC判断每个优先级缓冲区中的数据量是否小于门限，如果是则将该缓冲区空闲的容量在待发数据量不为0的MACD实例间分配；D MACC向MACD发送流量分配消息；E MACD响应流量分配消息，按可发数据量通过数据传送消息向MACC发送PDU，其中包含剩余待发数据量信息；F MACC记录待发数据量。
文档编号H04L29/06GK1581747SQ0315426
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月15日 优先权日2003年8月15日
发明者邱华 申请人:华为技术有限公司