用于TCP依赖的流控制的自适应相对比特率管理器的制作方法

文档序号:17008198发布日期:2019-03-02 02:07阅读:158来源:国知局
用于TCP依赖的流控制的自适应相对比特率管理器的制作方法

本发明涉及网络拥塞控制,并且更具体地涉及一种用于在通信网络的网络节点中拥塞控制的方法,所述网络节点适于处理多个数据连接,该多个数据连接用于运送在所述通信网络的核心侧和终端侧之间传递的数据分组。本发明还涉及一种适于执行该方法的网络节点、计算机程序产品和计算机可读介质。



背景技术:

网络拥塞基本上能够出现在复杂通信网络的任何部分,其中潜在的瓶颈可能由于与(瞬间)通信业务负载有关的不足的网络吞吐量能力而发生。一个通常的示例,其将在本文档中被坚持,是移动电信系统中的传送网络。

近年来,移动电信系统提供的功能已经从纯(电路交换)语音通信扩大至除了语音呼叫之外的多种服务。在移动电信网络和关联的广域网,比如因特网上,许多这些附加的服务在服务器和移动终端之间、或者两个移动终端之间采用分组交换数据通信。例如,3G/UMTS(第三代/通用移动通信系统)架构包含根据高速分组接入(HSPA)协议集的基于分组的通信,高速分组接入(HSPA)协议集包括用于下行链路通信的高速下行链路分组接入(HSDPA)以及用于上行链路通信的高速上行链路分组接入(HSUPA),也称为增强型上行链路(EUL)。这些协议定义在第三代伙伴计划(3GPP)规范中。

在任何分组交换通信系统中,像竞争数据流之间的分组丢失或拥塞的问题可以发生在系统中的各种位置。因此在协议架构中的若干层提供了数据流控制。例如,在3G/UMTS(第三代/通用移动通信系统)架构中,传输控制协议(TCP)可以应用在TCP服务器和移动终端(用户设备,UE)中的终端用户应用之间的高层。无线电链路控制(RLC)应用在服务无线电网络控制器(SRNC)和UE之间,而HSPA流控制(FC)应用至传送网络(TN;Iub)上的HSPA业务流,传送网络(TN;Iub)在SRNC和无线电基站(RBS;节点B)之间。

有效的拥塞控制被以下事实变得复杂:牵涉的不同协议在网络中的不同位置终止。在WO 2010/107348中已经解决了这个问题情形,WO 2010/107348采用了TCP不能有效地解决无线电接入网络(其包括传送网络)中的拥塞情况的见解,因为较低层重传输隐藏了来自TCP的拥塞情形。替代地,WO 2010/107348介绍了一种由无线电基站进行的改进HSPA流控制(FC),其特别寻求得到在传送网络上的竞争业务流之间共享的成比例的合理带宽。为了这个目的,将相对比特率(RBR)值分配给每个业务流,这将引起HSPA流控制相比具有较低RBR值的业务流而言更偏爱具有较高RBR值的业务流。RBR概念允许不同类型的终端用户订阅之间的服务质量(QoS)比特率差别。

无线电基站形式的网络节点将典型地处理传送网络上的多个数据连接,其中每个数据连接(经常被称作无线电接入承载,RAB)适于运送在通信网络的核心侧和终端侧之间传递的数据分组。每个数据连接可以处理一个或多个TCP服务器与运行在某个终端用户的移动终端中的TCP客户端之间的变化数量的正在进行的TCP会话。这复杂化了将由传送网络中的无线电基站进行的拥塞控制,并且如果拥塞控制将支持由讨论中的无线电基站处理的数据连接(RAB:s)之中不同类型的终端用户订阅之间的QoS比特率差别,该问题被加重。



技术实现要素:

因此,本发明的目的是消除或减轻上面提及的至少一些问题。

本发明人意识到拥塞控制可能以不同于例如在前述的WO 2010/107348中所采用方式的另一种方式进行。本发明人设想了通过触发上层分组交换协议的固有拥塞避免机制的拥塞控制,该上层分组交换协议可以例如是TCP。由本发明人设想的拥塞控制特别适于在由网络节点处理的数据连接(RAB:s)之中提供增强的QoS比特率差别。

本发明的一个方面因此是一种用于通信网络的网络节点中的拥塞控制的方法,所述网络节点适于处理用于运送在所述通信网络的核心侧和终端侧之间传递的数据分组的多个数据连接。该方法包括,在所述网络节点中:

针对所述多个数据连接的任一数据连接,检测指示拥塞的条件;

在所述多个数据连接之中,选择将针对其引起比特率减小的数据连接;

针对选择的数据连接,确定将被丢弃的数据分组的数量,其中确定的数量取决于在针对选择的数据连接的已经历比特率和目标比特率之间的时间积分差;以及

通过引起所述确定的数量的数据分组的丢弃,发起(240)针对选择的数据连接的比特率减小。

在一个或多个实施例中,针对所述多个数据连接的任一数据连接,检测指示拥塞的条件包括:

监视与进入的数据分组相关联的序列号,其中当监视的序列号指示数据已经丢失或失序接收时,所述条件被触发。

在一个或多个实施例中,将针对其引起比特率减小的数据连接被选择为如下数据连接,针对该数据连接已经检测到拥塞指示条件。

可替换地,在一个或多个实施例中,数据连接与用于服务质量比特率差别的相应权重w相关联,并且其中选择将针对其引起比特率减小的数据连接包括:

针对每个个体数据连接,维持平均比特率值Rk;以及

选择将针对其引起比特率减小的数据连接k作为所述数据连接之中的得到Rk/wk最高值的数据连接。

这个或这些实施方式可以进一步包括:

针对每个个体数据连接,在个体数据连接被选择为所述选择的数据连接的情形中,维持将被丢弃的数据分组的个体数量,

其中将被丢弃的数据分组的个体数量基于来自积分控制器的输出而被计算,积分控制器接受已经历比特率和目标比特率之差作为控制差错;

其中已经历比特率是针对所述个体数据连接的平均比特率值;

其中目标比特率计算为:针对所有的数据连接的平均比特率值的总和、除以针对所有数据连接的权重的总和、乘以个体数据连接的权重。

作为进一步的细化,积分控制器还可以具有一个项,该项与控制差错成比例,并且提供对控制差错的改变的直接响应。

在一个或多个实施例中,网络节点适于按照基于确认的数据传输协议运送所述数据分组,以便从发送主机向接收主机递送数据流,其中针对选择的数据连接发起比特率减小包括:

以如下方式操作每个所述确定数量的数据分组,以使得接收主机当接收到数据分组时将利用关于数据分组没有被及时接收的指示对发送主机进行响应。

基于确认的数据传输协议可以是传输控制协议TCP,其中所述发送主机是TCP服务器,所述接收主机是TCP客户端;并且操作每个所述确定的数量的数据分组包括:引起TCP客户端利用在所述确定的数量的数据分组之前接收的一个或多个数据分组的多个确认,来对所述TCP服务器进行响应。

在一个或多个实施例中,通信网络是用于无线电通信系统的传送网络,网络节点是无线电基站,多个数据连接是无线电接入承载,且数据分组在HS-DSCH数据帧中的协议数据单元的净荷中被运送。

本发明的第二方面是一种计算机程序产品,包括计算机程序代码装置,用于当所述计算机程序代码装置被网络节点的可编程控制器运行时,执行根据第一方面的方法。

本发明的第三方面是一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序包括计算机程序代码装置,用于当所述计算机程序代码装置被网络节点的可编程控制器运行时,执行根据第一方面的方法。

本发明的第四方面是一种通信网络的网络节点,所述网络节点适于处理多个数据连接,用于运送在所述通信网络的核心侧和终端侧之间传递的数据分组,并且所述网络节点包括控制器,其中所述控制器被配置为:

针对所述多个数据连接的任一数据连接,检测指示拥塞的条件;

在所述多个数据连接之中,选择将针对其引起比特率减小的数据连接;

对于所选择的数据连接,确定将被丢弃的数据分组的数量,其中确定的数量取决于在针对选择的数据连接的已经历比特率和目标比特率之间的时间积分差;以及

通过引起所述确定数量的数据分组的丢弃,发起针对选择的数据连接的比特率减小。

网络节点可以进一步配置为进行如上面定义的,对于第一方面的方法的步骤。

应当强调,当使用在本说明书中时,术语“包括/包括有”被用来指明所陈述的特征、整体、步骤、或组件的存在,但不排除额外的一个或多个其他特征、整体、步骤、组件、或它们的群组的存在。

附图说明

参考随附的附图,从下列详细的描述,本发明的实施例的目的、特征和优点将显现。

图1是电信系统的非限制示例的示意图示,本发明的实施例可以运用在该电信系统中。

图2a是图示出发明概念的示意流程图。

图2b图示出具有QoS比特率差别的拥塞控制以得到成比例的公平共享,本发明的实施方式对其特别有用。

图3是本发明的实施例可以实施在其中的无线电基站中HSDPA队列管理器功能的示意框图。

图4示意地图示出HS-DSCH数据帧。

图5示意地图示出以故意地引起将数据分组被丢弃的方式、通过触发上层TCP协议的固有拥塞避免机制进行拥塞控制的方法。

图6图示出根据本发明的一个实施例,通过包括积分控制器功能进行拥塞控制的布置。

图7图示出根据本发明的另一个实施例,通过包括比例和积分控制器功能进行拥塞控制的布置。

图8是图示出由图6和7的布置进行的操作步骤的示意流程图。

图9图示出本发明的实施例可以实施在其中的无线电基站的形式的网络节点的一些关键元件。

具体实施方式

现在将参考随附的附图描述本发明的实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式实施,且不应当解释为对本文阐述的实施例的限制;相反地,提供这些实施例从而本公开内容将彻底和完整,且将完全地传达本发明的范围至本领域的技术人员。图示在随附的附图中的特定实施例的详细描述中使用的术语不意图为本发明的限制。在附图中,相似的数字指代相似的元件。

在转入本公开实施例的详细描述之前,可以将它们运用在其中的例示环境现在将参考图1简要地描述。

图1图示出根据常见的3G/UMTS系统架构的蜂窝电信系统1,如3GPP规范中所定义。用户设备(UE)100(即移动终端)的用户101可以使用不同的电信服务,比如,语音通话、因特网浏览、视频呼叫、数据呼叫、传真传输、静态图像传输、视频传输、电子消息传递、以及电子商务。个体UE 100在去往无线电基站(RBS)114(也已知为节点B)的无线电链路116上连接至移动电信核心网络110,无线电基站(RBS)114转而连接至服务无线电网络控制器(SRNC)112。传送网络(TN)119,也称为Iub 117,提供在SRNC 112和RBS 114之间,并且空中接口118,也称为Uu,提供在RBS 114和UE 100之间。SRNC 112、TN 119和RBS 114因而组成UMTS无线电接入网络(UTRAN)111。

将注意到,为了不以不必要的细节使本公开内容变得模糊不清,图1中的情况保持在一般的级别。如技术人员众所周知的,在真实的3G/UMTS系统中还有其他的元件,在图1中未示出。例如,在一些情况中连接的个体UE 100被切换到另一个小区,漂移无线网络控制器(DRNC)可以充当交换机以在SRNC和UE之间路由信息。

传统的公共交换电话网络(PSTN)130可以连接至移动电信核心网络110。各种电话终端,包括固定电话131,可以连接至PSTN 130。移动电信核心网络110典型地也关联于广域数据网络120,比如因特网。服务器计算机121和客户端计算机122可以连接至广域数据网络120,且因此允许与UE 100的分组数据通信。这种基于分组的通信可以例如,根据HSPA协议集,包括用于下行链路通信的HSDPA和用于上行链路通信的EUL(即HSUPA)。对于关于这些协议的细节,可以参考3GPP规范,3GPP规范可以例如在http://www.3gpp.com/找到。

电信系统1中的普通情况将是从发送器(比如服务器计算机121之一)至接收器(比如UE:s 100之一)的数据传送。这个数据传送可以典型地根据TCP协议发生。因而,如图5中看到的,TCP服务器应用500将与运行在UE 100中的TCP客户端应用520建立TCP会话。将被传送的数据可以由TCP服务器应用500分成数据分组,比如IP分组,且然后以TCP片段发送至TCP客户端应用520。当然,移动电信核心网络110和无线电接入网络111,包括传送网络119,将包含在数据分组的该传送中。除了TCP,在数据分组的运送期间,将包含许多其他协议,这很容易被技术人员理解。例如,从传送网络中的无线电基站510角度的协议情况在图4中以简化的方式示出。

如在图4中看到的,源自TCP服务器应用500的数据分组430将在无线电基站510中以HS-DSCH数据帧400的形式被处理。每个HS-DSCH数据帧400包括头部410和净荷420。头部包括帧序列号412,且还指明净荷420的内容。净荷420将包含大量MAC-d便携数据单元(PDU)422,其中封装有数据分组430。

众所周知的,TCP协议是基于确认的数据传输协议,其中,对于某个TCP片段,TCP服务器应用500将预期来自TCP客户端应用520的确认。在图5中,响应于具有确定帧号或序列号N-1(见531)的TCP片段“FN=N-1”的成功收到,TCP客户端应用520在541发布确认“ACK N-1”。如果这样的确认没有发布,TCP服务器应用500将行动以重新传输所讨论的TCP片段。

TCP确认方案在拥塞控制或拥塞避免中也发挥作用。例如,在TCP服务器应用500接收到针对先前的TCP片段“FN=N-1”、而不是针对最近发送的TCP片段“FN=N”(见532)的重复确认“ACK N-1”(见542)的情况下,TCP服务器应用500中的拥塞控制/拥塞避免功能将推断这是网络上某处的拥塞条件,并且作为响应,对于即将到来的传输将比特率减小某一速率,比如,例如减小50%的比特率。

在本发明的一些实施例中,即使TCP协议没有在其中终止,无线电基站510将使用TCP协议的这个固有性质,用于在无线电基站510中进行拥塞控制。以图5中示出的示例继续,无线电基站510将以正常的方式,通过在空中接口上转发含有TCP片段“FN=N-1”及其数据分组430的MAC-d PDU 422至TCP客户端应用520,处理先前的TCP片段“FN=N-1”。如上面描述的,这将引起TCP客户端应用520来发布确认“ACK N-1”,如在541所示。

然而,当无线电基站510检测到传送网络中指示拥塞的状况,它可以通过故意地以如下方式修改MAC-d PDU 422的内容,以使得TCP客户端应用520将把所接收的TCP片段“FN=N”解释为丢失或受损并因此丢弃它,从而将该状况发信号至TCP服务器应用500。作为已经将接收到的TCP片段“FN=N”丢弃的结果,一旦随后的TCP片段被正确地接收,TCP客户端应用520将对于先前的TCP片段“FN=N-1”发布确认“ACK N-1”。当三个这种随后的TCP片段“FN=N+1”、“FN=N+2”和“FN=N+3”(图5中未示出)已经被正确地接收时,且引起TCP客户端应用520利用确认“ACK N-1”对于先前的TCP片段“FN=N-1”来响应三次,TCP服务器应用500中的拥塞控制/拥塞避免功能将通过减小用于TCP会话中即将到来的传输的比特率,按照此类多个连续的确认“ACK N-1”行事。

因此,通过以这种方式引起TCP片段“FN=N”被丢弃,即使实际的比特率减小不是由无线电基站510执行,无线电基站510将通过针对TCP会话发起比特率减小,有效地能够执行拥塞控制。

上面的情况已经保持在简单的级别,只包含单个TCP会话。然而,现实中,传送网络119中的无线电基站114将负责处理各TCP服务器和不同的UE:s 100中的TCP客户端之间的大量并发TCP会话。现在参考图9,其图示出用于处理从无线网络控制器(例如图1中的SRNC 114)接收的下行链路分组数据942的无线电基站900(例如图1中的114)的一些关键元件。RBS传送网络(TN)接收器940行动,以从无线网络控制器接收下行链路分组数据942。无线电接入承载(RAB)业务流处理器930将照看接收到的数据942,且适当地处理它,从而它能够经由RBS Uu发射器950通过空中接口Uu(试比较图1中的118)在多个数据连接或RAB:s 952上,进一步再向前朝向各个UE:s 100传输。每个数据连接或RAB 952可以含有预定到特定UE 100的一个或多个TCP会话,由每个这种数据连接或RAB 952携带的TCP会话的数量将随着时间而变化。

无线电基站900还具有可编程控制器910和关联的存储器或数据储存920。控制器910可以由至少一个中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)或其他可编程电子逻辑设备,比如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA),或它们的任意组合而实施。存储器920可以包含工作存储器和储存存储器,且可以例如以RAM、EEPROM、闪存(例如存储卡)、磁性硬盘、或它们的任意组合的形式实施。存储器920能够储存由控制器910可执行的程序代码装置922a-922n。因此,RAB业务流处理器930的所有或一些功能可以由以程序代码装置922a-922n的形式来适当编程的控制器910执行。

对于RAB业务流处理器930的一个重要任务是传出的数据业务的调度。如在图3中看到的,HSDPA队列管理器功能包括在RAB业务流处理器930中。HSDPA调度器331由多个队列管理器3341-334N辅助,管理相应队列3321-332N。每个队列含有以MAC-d PDU:s 422(见图4)的形式的、预定到数据连接952(RAB 1-RAB N)中的相应数据连接的数据,其已经在942处在来自网络1的核心侧(即SRNC 112)的进入HS-DSCH数据帧400(图4)中被运送至无线电基站900。

对于RAB业务流处理器930的另一个重要任务是拥塞控制。对于本实施例的公开内容,拥塞控制指代传送网络受限场景,而非空中接口受限场景。为此,每个队列管理器334i被配置为检测何时传送网络拥塞针对它的数据连接发生。现在将首先参考图2a基于一般级别而描述由RAB业务流处理器930执行以根据发明的概念提供拥塞控制的功能。然后,将参考其他附图更详细地描述拥塞控制的各种特点和方面。

在图2a的步骤210中,RAB业务流处理器930对于任何的数据连接952检测指示拥塞的条件。作为响应,在步骤220,RAB业务流处理器930在数据连接952之中,选择一个数据连接RABdrop,针对该数据连接RABdrop将引起比特率减小。在步骤230,RAB业务流处理器930为所选择的数据连接RABdrop确定将被丢弃的数据分组数量Xi。所确定的数量Xi取决于针对所选择的数据连接RABdrop的已经历比特率和目标比特率之间的时间积分差。最后,RAB业务流处理器930在步骤240通过引起所确定数量的数据分组的丢弃,来针对所选择的数据连接RABdrop发起比特率的减小。

对于本发明的一些实施例,现在将更详细地描述图2a中示出的拥塞控制的不同步骤的实施方式。以步骤210开始,每个队列管理器3341-334N负责针对它的数据连接952(即,针对队列管理器334i为RAB i,其中i=1…N)检测指示拥塞的条件。这可以包含监视从网络1的核心侧(即SRNC 112)接收的进入HS-DSCH数据帧400的序列号412,其中当所监视的序列号指示数据已经丢失或数据已经被失序接收时,拥塞指示条件被触发。作为备选,拥塞可以以其他方式检测。一种方式是检查MAC-d PDU:s 442的内容,以确定其中包含的数据分组430已经损坏。另一种方式是检测出已经超过用于队列332i的目标缓存器长度或驻留时间。又一个方式是检测处理延迟或存储器溢出。

当个体队列管理器334i在步骤210检测到拥塞,它将通过发布丢掉请求336i指示这个情况(如在图3中看到的)。在一个实施例中,对其发布丢掉请求336i的数据连接952(RAB i),也在步骤220中被选择为对其将引起比特率减小的数据连接RABdrop。在其他更高级的实施例中,在步骤220中的选择考虑了数据连接952的相对比特率(RBR:s)。在对此详细解释之前,将参考图2b给出对RBR方法的介绍。

如在图2b中看到的,引进相对比特率的概念提供了一类服务质量简档,其中当提到在用户的竞争业务流(数据连接952/RAB 1-N)共享相同的传输网络瓶颈之时共享可用带宽时,划分优先级的用户可以比较低优先级的用户受优待。相对比特率,RBR,的概念用于在遭受相同的传送网络瓶颈的竞争业务流之中获得成比例的公平带宽共享。RBR概念的效果在图2b中的ii)图示出,而当没有应用RBR概念时的对应(传统)情况在图2b中的i)图示出。

以图2b中的i)在230开始,许多用户A、B、C接收遭受相同的传送网络瓶颈240的业务流232。换句话说,竞争业务流232具有相同的TN QoS差别等级,且穿过传送网络119中相同的路径。传统的HSPA流控制250将通过使每个流如同对于其他流一样,以相同量的比特率增加遭受加性增加操作,同等地(虽然是个别地)对待所有竞争业务流232,直到拥塞发生,其中适当的时候替代为进行乘性减少操作。作为HSPA流控制250的结果,对于给定的TN瓶颈240,所有的用户A、B、C-在流控制的一些迭代之后—将达到大约相同的比特率262,如在260所示—即公平的带宽共享。因为业务流232在相同的TN QoS差异等级内通信,所以即使用户A、B、C在网络运营商心中可能具有不同的性质,比如具有不同重要性级别的订阅(例如,由不同的订阅费用区分),这也将发生。

通过引进RBR的概念,如在图2b中的ii)看到的,成比例的公平带宽共享可以替代地提供给用户A、B、C的业务流232。此处,假定用户A具有订阅类型金,订阅类型金比用户B的订阅类型银更优先,订阅类型银转而比用户C的订阅类型铜更优先。每个订阅类型被分配了各自的RBR权重,如在270看到的。因此,因为共同的TN瓶颈240,当针对用户A-C的业务流232拥塞发生时,针对用户A的业务流将比针对用户B的业务流(例如2)具有更高的RBR权重(例如4),而针对用户C的业务流将具有更低的RBR权重(例如,标称的,1)。拥塞控制250’适于考虑每个业务流各自的RBR权重,从而具有较高RBR权重的业务流(例如,用户A的流)将比那些具有较低RBR值的那些流(例如,用户B或C的流)更受优待。

结果,将获得竞争业务流之中的成比例的公平带宽共享。这意味着每个流将得到一个比特率,在与RBR中的相对差异对应的程度上,该比特率相对于标称比特率(即通过传统的公平带宽共享方案将获得的比特率)是不同的。换句话说,与提供给用户B的比特率相比,给用户A的比特率264将接近差异因子4/2=2,反映了类型订阅金和银之间在RBR方面的差异。相应地,与提供给用户B的比特率262相比,给用户C的标称比特率266将接近差异因子1/2=0.5,其对应于类型订阅铜和银之间在RBR方面的差异。用户A和C之间的差异将是因子4/1=4。

再次参考图2a的选择步骤220。在使用RBR概念的实施例中,选择步骤220考虑了数据连接952的相对比特率(RBR权重)。为此,提供了RBR管理器337,如图3所示。一旦它在步骤210中检测到拥塞,RBR管理器337从任何队列管理器334i接收丢掉请求336i。RBR管理器337然后以下列的方式确定哪个数据连接RABdrop来引起比特率减少。对于每个个体的数据连接952(RAB k,k=1-N),平均比特率值Rk被维持。比特率减少将针对其引起的数据连接RABdrop继而被选择为得出Rk/wk最高值的数据连接,其中wk是关联于数据连接RABk的RBR权重。

如先前提到的,图2a的步骤230然后对于所选择的数据连接RABdrop确定将被丢弃的数据分组的数量Xi。在图6-8中示出的有利实施例中,将被丢弃的数据分组的数量Xi通过对于每个数据连接RAB1-N提供积分控制器I(图6和7)而确定,积分控制器I对于讨论中的数据连接的已经历比特率和目标比特率之差而操作。如果且当数据连接RAB i在步骤220中被选择时,积分控制器I的输出然后得出将被丢弃的数据分组的数量Xi。

图6和7图示出积分控制器I的两个不同实施例,以及它工作的环境,包括输入和输出参数。作为控制差错e(t),积分控制器I接受已经历比特率和目标比特率之差。对于个体的数据连接RAB i,已经历比特率是平均比特率值,Ri。目标比特率计算为:所有的数据连接RAB k(k=1-N)的平均比特率值Rk的总和、除以所有数据连接的RBR权重wk的总和、乘以个体数据连接的权重wi。这在图6中的620和630,以及图7中的720和730所示。如图7中看到的,通过经过低通滤波器710馈送瞬时比特率Rk_m,获得平均比特率值Rk。已经历比特率和目标比特率之间的差异在640/740计算,且在馈送至积分控制器I之前在650/750乘以因子C。

C是一个影响拥塞控制的动态行为的参数设置。C的确切值是如下两方面的折中:一方面(C的高值)是向环境中的改变(例如正在进行的TCP会话的数量的改变(比如新的TCP会话的开放或已有TCP会话的关闭),或正在进行的TCP会话的改变的行为,或像往返时间那样的参数的改变,等等)的快速收敛;另一方面是良好的静态估计精确度(C的低值)。当考虑实际的实施方式时,确定C的适当值完全在技术人员的领域内。

积分控制器I因而在时刻t对于RAB i估计待丢掉的分组数量Xi(t)。这能够数学地表达为

这里S是一个小值,比如0.01。当已经历比特率和目标比特率之差很小时,以S进行拖尾减法使得Xi(t)朝向1漂移。max函数用于限定待丢掉的分组数量大于1。

图7中示出的实施例与图6中示出的实施例不同点在于,除了积分项I,它还包括与控制差错e(t)成比例、且提供对控制差错中的改变的直接响应的项P。来自积分和比例项I和P的结果在760相加,得出输出值Xi(t)。具有比例项P将行动以加速收敛。因此,可以使用较低值的C。

图8示出对操作步骤810-860进行概述的示意流程图,操作步骤810-860由图6和图7的元件执行,以便在时间t对于数据连接(RAB)i计算待丢掉的分组数量Xi(t)。

公开的实施例的基本概念因此是,对于每个数据连接或RAB,考虑过去已经历的和目标相对比特率之间的差异。在时间上的差异被总结并且以固定的调谐参数缩放,以得出需要针对特定RAB而被丢掉的分组的数量,以便得到目标相对比特率。这也为TCP依赖的流控制算法内的RBR算法的增加奠定了基础。该增加可以指代为自动控制领域内的外环,因为当被RBR算法针对比特率减小而作为目标时,它调整RAB应当丢掉多少分组。该模拟来自如下事实:该算法处理慢动态(TCP会话的数量的改变),而基本RBR算法处理快动态(当前的相对比特率)。然而,该模拟并不完美,因为自动控制领域内的传统外环为内环设置参考(目标)值。在公开的实施例的情形中,外环替代地操作控制信号(待丢掉的分组数量)。

与简单地丢弃单个分组相比,估计待丢弃的分组的合适数量是有利的,原因如下。第一,注意到RBR算法具有对多个RAB:s的控制是重要的;参见,例如图3中的RBR管理器337和数据连接1…N。当RAB:s之一经历拥塞时,因此通过来自相应队列管理器334i的丢掉请求336i的方式,通知RBR管理器337。然后由RBR管理器337中的RBR算法决定哪个RAB应当减小它的比特率。然而,因为RBR算法操作每一RAB,它没有关于运行在RAB中的个体TCP会话的信息。因此,RBR管理器对运行在RAB中的TCP会话的数量是敏感的。这能够由TCP减小TCP流比特率的性质来解释。本质上,因为TCP将TCP流比特率减小一半,对RAB比特率的影响取决于多少个TCP会话在RAB上运行。由单个分组丢掉引起的有效比特率减小因此在所选择的RAB运行小数量的TCP会话时将相当地不同于当它运行更高数量的TCP会话时。转而,这意味着成比例的公平带宽共享将难以获得;尽管RBR算法以相等的RAB比特率为目标,具有多个TCP会话的RAB比具有单个TCP会话的RAB将经历相当地更高RAB比特率。

通过丢掉若干分组且不是只丢掉一个,很有可能一些丢掉的分组属于不同的TCP会话,且对于由RAB当前运行的TCP会话的至少一个子集引起比特率减小。这将情况向成比例的公平带宽共享进行改善。

第二,RAB中运行的并发TCP会话的数量,典型地将随着时间相当大地变化。已有的TCP会话将结束,且新的TCP会话将以不能被RBR算法本身导致的方式被发起。基于已经历比特率和目标比特率之间的时间积分差确定待丢掉的分组的数量,将进一步将情况朝着成比例的公平带宽共享进行改善。

现在参考图2a的最后的步骤240,在其中对于所选择的RAB的比特率减小是通过引起丢弃在先前的步骤230中所确定的数量的分组而发起的。在公开的实施例中,步骤240包含以如下方式操作每个所确定数量的数据分组,以使得接收主机(例如图5中的TCP客户端520)当接收到数据分组时将利用数据分组没有被及时接收到的指示来对发送主机(例如图5中的TCP服务器500)进行响应。如已经提到的,图3的RBR管理器337将接收丢掉请求336i,且确定为哪个数据连接RABdrop引起比特率减小。响应于此,图3中的分组操作模块339将故意地以如下方式修改传出数据(例如图4中的HS-DSCH数据帧400)的内容,以使得在接收UE 100中的TCP客户端520将把所接收的分组解释为丢失或受损,且因此丢弃它们。这种故意的修改可以例如包含,修改包括在MAC-d PDU 422中的数据分组430的一个或多个比特,替换一部分或整个数据分组430,改变HS-DSCH数据帧400的校验和或者携带在其中的任意数据,或者基本上以任何可以想到的方式操作传出数据,这引起TCP客户端520中的TCP差错改正/检测功能,来将所接收的数据分组作为丢失或损坏,且因此利用先前所接收的数据分组的多个确认响应TCP服务器500,因而指示数据拥塞。

一个细化的实施例通过向分组操作模块339提供功能,来有意地在由所确定的数据连接RABdrop当前运行的不同TCP会话之中分发将被丢掉的分组,进一步将情况向成比例的公平带宽共享改善。为此,为分组操作模块339提供数据解码和分析功能,以便检查在数据连接RABdrop上的数据流中的个体分组,并确定它们所属于的相应TCP会话。

本发明已经参考它的实施例在上面详细描述。然而,本领域的技术人员容易理解,在由附加的权利要求书限定的本发明范围内其他的实施例是同等可能的。

例如,本发明还可应用至不同于3G/UMTS的其他网络,包括但不限于LTE。因而,在可替换的实施例中,已经在上面针对RBS(节点B)114;510;900描述的拥塞控制功能替代地被实施在一般称为eNodeB的LTE无线电基站中。

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