专利名称：移动通信系统中的数据流控制方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，更准确地说，涉及移动通信系统中的数据流控制。
背景技术：
通常称为通用移动电信系统(UMTS)的全球移动通信系统(GSM)网络的第三代(3G)演进引入高速下行链路分组接入(HSDPA)，以提供高达约10Mbps的数据速率，来支持基于分组的多媒体服务。
支持UMTS HSDPA的系统在下行链路方向上支持一种辅助传输信道类型，高速下行链路共享信道(HS-DSCH)。该逻辑信道提供用于数据传输的逻辑传输机制。
当前，第三代合作伙伴项目(3GPP)正在负责制订HSDPA的技术规范。3GPP规范TS 25.435 v5.6.0(2003-12)提供了对称为lub接口的无线网络控制器(RNC)和基站之间的接口的描述。在该文献中，更准确地说，在章节5.1.6中，定义了从RNC向基站传送HS-DSCH数据帧的数据传送过程。用来控制RNC和基站之间的用户数据流的机制也隐含在该过程中。
因为lub接口上的实际传输容量是有限的，其原因在于基站将通过一条或多条诸如2.048Mpbs(E1)链路或155Mbps(STM-1)链路的物理通信链路与RNC相连，所以特定技术发展水平的RNC-基站用户数据流控制方法的缺点在于，它只控制各用户数据流，亦即，各用户可从RNC那里接收多少HSDPA通信量。基于用户终端的分布以及具有HSDPA通信量的无线小区的空中接口的质量，例如如果基站需要为多个这样的小区提供服务，则该lub接口上的总的数据传输流，即所有单个用户数据流实例的总和，有可能超过最大可用lub接口传输容量，即该lub接口上出现容量过载情况。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，并且为RNC和基站之间的lub接口提供改进的数据流控制方法。
为实现上述目的可以利用以下控制数据流的方法，容量过载控制实体，无线网络控制器以及基站经由lub接口(I2)对具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统的RNC(R)和基站(BS)之间的数据流进行控制的方法，其中HS-DSCH帧协议机制是在所述lub接口(I2)中实现的以便为所述RNC和所述基站之间的HSDPA用户数据通信提供控制和数据服务，该方法包括以下步骤从所述RNC向所述基站发送HS-DSCH容量请求控制报文(HCR)，指示正在所述RNC中等待的总的用户数据量，以便请求数据传输容量；从所述基站向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)，授予在一段时间内允许该RNC发送的数据量；所述RNC借助于HS-DSCH数据帧报文(HDT)向所述基站发送所述授予的用户数据量信息；其特征在于容量过载控制实体(COCU)监视与实际总的lub接口数据传输流(IDF)有关的信息，并且当达到确定的lub接口(I2)传输容量值时，降低所述lub接口(I2)中的数据传输流。
具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的容量过载控制实体(COCU)，其特征在于它包括用于检测和/或计算和/或接收与实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息的装置；用于分析所述信息并确定它是否已经达到一定阈值的装置；用于与无线网络控制器(R)通信的装置；以及用于向所述无线网络控制器(R)发送与所述实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息或发送表示实际总的lub接口数据传输流已经达到一定lub接口传输容量值的指示的装置。
具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的无线网络控制器(R)，包括借助于HS-DSCH帧协议机制经由lub接口(I2)与基站通信的装置，其特征在于它进一步包括用于检测和/或计算和/或接收和/或发送与实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息的装置；用于分析所述信息并确定是否已经达到一定lub接口传输容量值或者用于接收表示实际总的lub接口数据传输流已经达到一定lub接口传输容量值的指示的装置；用于在HS-DSCH帧协议报文中向所述基站发送容量阈值指示(CI)的装置或者用于向所述基站传送小于该基站授权的先前分配的数据量的用户数据量的装置。
具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的基站(BS)，包括借助于HS-DSCH帧协议机制经由lub接口(I2)与RNC通信的装置，其特征在于它进一步包括用于接收容量阈值指示(CI)的装置；用于分析所述容量阈值指示(CI)并进行响应，向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)以降低在一段时间内允许该RNC发送的数据量的装置。
具有HSDPA能力UMTS移动通信系统中的基站(BS)，包括借助于HS-DSCH帧协议机制经由lub接口(I2)与RNC通信的装置，其特征在于它进一步包括用于检测所述RNC是否向所述基站传送了小于该基站授权的先前分配的数据量的用户数据量的装置，以及用于响应该行为，向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)以降低在一段时间内允许所述RNC发送的数据量的装置。
从属权利要求、以下说明和附图体现了本发明的有利配置。例如，可以看到，通过使用本发明，可以有效使用用于HSDPA通信量的lub接口上的传输容量。同时可以看到，通过对选择的用户组使用下文描述的lub接口数据流控制方法，可以为移动网络运营商提供区分用户的服务质量并对此类服务进行相应计费的方法。
此外，本发明提供用于lub接口上的HSDPA通信量的总的数据流控制。
以下借助于图1至图4说明本发明的实施方式示例。
图1表示常规移动通信系统的经过简化的基本网元体系结构；图2是一个简化的框图，说明常规UMTS HSDPA移动通信系统中的RNC、基站和用户终端之间的通信；图3是一个框图，说明从RNC向基站传输HS-DSCH数据帧的常规数据传送过程；以及图4是一个框图，说明根据本发明对具有HSDPA能力的移动通信系统的RNC和基站之间的数据流进行控制的方法。
具体实施例方式
图1表示常规移动通信系统的基础网元体系结构的一个例子，该系统包括核心网络CN，其经由接口I3与无线接入网RAN相连，无线接入网RAN经由空中接口I1与8个用户终端T1至T8通信。无线接入网RAN包括由两个无线网络控制器R1和R2控制的四个基站BS1至BS4。经由接口I4连接RNC R1和RNC R2，并且经由lub接口I2将RNC R1和RNC R2连接到基站。lub接口I2和其它网元接口I1、I3、I4也是3GPP指定的。在上述规范中，通常把终端称为用户设备(UE)，把基站称为节点B。
图2表示RNC R借助于HS-DSCH数据帧HDT经由lub接口I2向基站BS传送用户数据UD以及基站向用户终端T传送所述用户数据的实施方式。
运行时，RNC接收来自核心网络的用户数据UD，例如诸如视频序列之类的多媒体数据。在RNC R中的媒体访问控制(MAC)协议实体MU1中分割用户数据UD，以提供MAC数据分组，也称为MAC-d协议数据单元(PDU)。把RNC中的所述MAC-d PDU传送到HS-DSCH帧协议实体HFPU1，其负责RNC R和基站BS之间的HSDPA lub接口通信。然后，通过使用HS-DSCH帧协议实体HFPU1和HFPU2的控制和数据服务，在HS-DSCH数据帧HDT中向基站BS传送MAC-d PDU形式的用户数据。
一旦在基站BS中收到数据，HS-DSCH帧协议实体HFPU2就向MAC协议实体MU2传送用户数据MAC-d PDU，MAC协议实体MU2把多个这种MAC-d PDU连接起来以形成MAC-hs PDU，并将其传送给支持HSDPA的用户终端T。
图3更详细地说明了从RNC R向基站BS传送HS-DSCH数据帧HDT的HSDPA lub接口I2 HS-DSCH帧协议服务。
HS-DSCH容量请求过程提供了RNC R请求HS-DSCH容量的手段，亦即，借助于HS-DSCH容量请求控制报文HCR，用信号通知基站BS在该RNC中数据分组的接收，HS-DSCH容量请求控制报文HCR包括正在该RNC中等待的数据总量，即用户缓冲区大小。
基站BS借助于HS-DSCH容量分配控制报文HCA向该RNC授予传输资源，HS-DSCH容量分配控制报文HCA定义了允许该RNC在限定时段内发送的数据量，即MAC-d PDU的大小和数量。基站BS既可以响应HS-DSCH容量请求也可以在任何其它时刻生成HS-DSCH容量分配控制报文HCA，并且基站BS可以在任何时候使用该报文来控制各个用户数据流并修改该容量，而不管所报告的用户缓冲区状态。
根据基站授予的传输容量，RNC开始在HS-DSCH数据帧HDT中向基站发送用户数据。除MAC-d PDU之外，每个HS-DSCH数据帧也都包括有关剩余用户数据的指示，即该RNC中的缓冲区大小，基站可以利用该指示来产生新的HS-DSCH容量分配控制报文HCA。
图4表示根据本发明对RNC R和基站BS之间的数据流进行控制的方法的实施方式。图4中的实施方式表示根据本发明的具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统，该系统包括网元RNC、基站和容量过载控制实体COCU。容量过载控制实体COCU与RNC R相连，并且经由lub接口I2 RNC和基站BS相连。
根据本发明的容量过载控制实体COCU被设计用来监视有关实际lub接口数据传输流IDF的信息，亦即，例如它有检测和/或计算和/或接收与对于到基站BS的数据传输可用的专用信道(DCH)通信量、HSDPA通信量、控制通信量和总的lub接口容量有关的信息的手段。容量过载控制实体COCU还被设计为，当达到确定的lub接口传输容量值时，生成容量阈值指示CI，并将其发送到RNC。
根据本发明，当收到来自容量过载控制实体COCU的容量阈值指示CI时，RNC在HS-DSCH帧协议报文中向该基站发送所述容量阈值指示CI，并且该基站响应所述报文，向该RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文，以降低在一段时间内允许该RNC发送的数据量。
例如，可以将lub接口I2的传输容量值确定为低于该lub接口I2的最大传输容量的一定百分比值，或将其设置为该lub接口的最大传输容量。在第一种情况中，当达到该值时，容量过载控制实体COCU向该RNC发送出现临界负载情况的容量阈值指示CI，在第二种情况中，容量过载控制实体COCU向该RNC发送出现过载情况的容量阈值指示CI。
例如，如果容量过载控制实体COCU向该RNC指示过载情况并向该基站传送该指示，则基站可以将允许该RNC发送的数据量降低为零。
例如，为了向该基站发送容量阈值指示CI，该RNC可以使用HS-DSCH数据帧报文，并在此报文的确定比特字段中对具体容量阈值指示CI进行编码。但是，RNC也可以使用其他的HS-DSCH帧协议报文。
同时，容量过载控制实体COCU可以在一定时段中向该RNC发送当前的lub接口I2传输容量或数据传输流信息，从而该RNC可以基于该信息进行响应并做出决策。
根据本发明，向基站指示已经达到一定lub接口I2的传输容量值的一种可选方式可以用以下方式实现当收到来自容量过载控制实体COCU的容量阈值指示CI时，RNC向基站传送小于该基站授予的先前分配的数据量的用户数据量。该基站响应来自该RNC的所述行为，向该RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文，以降低在一段时间内允许该RNC发送的数据量。例如，如果容量过载控制实体COCU生成指示lub接口过载情况的容量阈值指示CI，则该RNC可以做出响应，向该基站发送不含用户数据的HS-DSCH数据帧报文，从而该基站可以理解该RNC行为的含义，并将其解释为一种过载情况。在此种情况中，基站可以作出响应，生成发往RNC的HS-DSCH容量分配控制报文，以将在一段时间内允许该RNC发送的数据量降低为零。
如上所述，可以看到，通过使用根据本发明的数据流控制方法，移动通信网络的运营商可以避免lub接口过载情况，并且在无线网络控制器和基站之间提供了一种更可靠并且有效的用户数据传输服务。另外，当在lub接口处达到确定的负载情况时，运营商可以降低向其提供低优先级数据或低质量服务的确定数目用户的数据传输流，从而允许其他高质量服务客户不受过载情况的影响，继续接收数据。
在本发明的优选实施方式中，容量过载控制实体COCU位于RNC内，所述容量过载控制实体是用硬件和/或软件的形式实现的，但是，它也可以位于移动通信系统的其他网元内，或作为这种网络系统的独立实体。
广义地，应该理解，用来执行用于对具有本文描述的HSDPA能力的UMTS移动通信系统的RNC和基站之间的数据流进行控制的方法或执行该方法一定步骤的装置，可以位于该移动通信系统内的任意位置，即位于该移动通信系统的基站或任何资源管理实体内。所述装置是用硬件或软件形式实现的。
权利要求
1.经由lub接口(I2)对具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统的RNC(R)和基站(BS)之间的数据流进行控制的方法，其中HS-DSCH帧协议机制是在所述lub接口(I2)中实现的以便为所述RNC和所述基站之间的HSDPA用户数据通信提供控制和数据服务，该方法包括以下步骤从所述RNC向所述基站发送HS-DSCH容量请求控制报文(HCR)，指示正在所述RNC中等待的总的用户数据量，以便请求数据传输容量；从所述基站向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)，授予在一段时间内允许该RNC发送的数据量；所述RNC借助于HS-DSCH数据帧报文(HDT)向所述基站发送所述授予的用户数据量信息；其特征在于容量过载控制实体(COCU)监视与实际总的lub接口数据传输流(IDF)有关的信息，并且当达到确定的lub接口(I2)传输容量值时，降低所述lub接口(I2)中的数据传输流。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于当达到所述确定的lub接口(I2)传输容量值时，所述容量过载控制实体(COCU)生成一个容量阈值指示(CI)并将它发送给所述RNC；所述RNC(R)在HS-DSCH帧协议报文中向所述基站发送所述容量阈值指示(CI)；以及所述基站(BS)响应所述报文，向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)，以降低在一段时间内允许该RNC发送的数据量。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于当达到所述确定的lub接口(I2)传输容量值时，所述容量过载控制实体(COCU)生成一个容量阈值指示(CI)并将它发送给所述RNC；所述RNC(R)向所述基站(BS)传送小于该基站授权的先前分配的数据量的用户数据量；以及所述基站响应所述RNC行为，向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)，以降低在一段时间内允许该RNC发送的数据量。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于所述容量过载控制实体(COCU)监视的有关实际lub接口数据传输流(IDF)的信息是，对于到所述基站(BS)的数据传输可用的专用信道通信量、HSDPA通信量、控制通信量和总的lub接口(I2)容量。
5.根据权利要求2或3的方法，其特征在于所述容量阈值指示(CI)为临界负载情况指示，指示已经达到低于所述lub接口(I2)的最大传输容量的一定百分比值；或者为过载情况指示，指示已经达到所述lub接口(I2)的最大传输容量值。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于通过根据运营商客户服务标准降低确定的各用户的数据传输流，来降低所述lub接口(I2)中的所述数据传输流。
7.具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的容量过载控制实体(COCU)，其特征在于它包括用于检测和/或计算和/或接收与实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息的装置；用于分析所述信息并确定它是否已经达到一定阈值的装置；用于与无线网络控制器(R)通信的装置；以及用于向所述无线网络控制器(R)发送与所述实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息或发送表示实际总的lub接口数据传输流已经达到一定lub接口传输容量值的指示的装置。
8.具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的无线网络控制器(R)，包括借助于HS-DSCH帧协议机制经由lub接口(I2)与基站通信的装置，其特征在于它进一步包括用于检测和/或计算和/或接收和/或发送与实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息的装置；用于分析所述信息并确定是否已经达到一定lub接口传输容量值或者用于接收表示实际总的lub接口数据传输流已经达到一定lub接口传输容量值的指示的装置；用于在HS-DSCH帧协议报文中向所述基站发送容量阈值指示(CI)的装置或者用于向所述基站传送小于该基站授权的先前分配的数据量的用户数据量的装置。
9.具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的基站(BS)，包括借助于HS-DSCH帧协议机制经由lub接口(I2)与RNC通信的装置，其特征在于它进一步包括用于接收容量阈值指示(CI)的装置；用于分析所述容量阈值指示(CI)并进行响应，向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)以降低在一段时间内允许该RNC发送的数据量的装置。
10.具有HSDPA能力UMTS移动通信系统中的基站(BS)，包括借助于HS-DSCH帧协议机制经由lub接口(I2)与RNC通信的装置，其特征在于它进一步包括用于检测所述RNC是否向所述基站传送了小于该基站授权的先前分配的数据量的用户数据量的装置，以及用于响应该行为，向所述RNC发送HS-DSCH容量分配控制报文(HCA)以降低在一段时间内允许所述RNC发送的数据量的装置。
全文摘要
本发明涉及经由lub接口(I2)对具有HSDPA能力的UMTS移动通信系统中的RNC(R)和基站(BS)之间的数据流进行控制的方法，其中HS－DSCH帧协议机制是在lub接口(I2)中实现的以便为该RNC和该基站之间的HSDPA用户数据通信提供控制和数据服务，其中容量过载控制实体(COCU)监视与实际lub接口数据传输流(IDF)有关的信息，并且当达到确定的lub接口(I2)传输容量值时，降低该lub接口(I2)中的数据传输流。
文档编号H04W28/16GK1735239SQ20051009032
公开日2006年2月15日 申请日期2005年8月12日 优先权日2004年8月13日
发明者哈约·巴克, 贝恩德·哈伯兰 申请人:阿尔卡特公司