用于在移动通信网络中在多链路上分配分组的方法和装置与流程

文档序号:19079931发布日期:2019-11-08 22:11阅读:233来源:国知局
用于在移动通信网络中在多链路上分配分组的方法和装置与流程

本公开涉及移动通信技术,尤其涉及一种多链路分组分配方法和装置。



背景技术:

为了满足自4g通信系统部署之后增长的无线数据业务的需求,已经致力开发改进的5g或准5g通信系统。因此,5g或准5g通信系统也称为“超4g网络”或“后lte系统”。

为了实现更高的数据速率,正在考虑在更高频率(毫米波)频带(例如,60ghz频带)中实现5g通信系统。为了减少无线电波的传播损耗和增大传输距离,在5g通信系统中讨论了波束成形、大规模多输入多输出(mimo)、全维度mimo(fd-mimo)、阵列天线、模拟波束成形和大规模天线技术。

另外,在5g通信系统中,基于先进的小小区、云无线接入网络(ran)、超密度网络、设备对设备(d2d)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(comp)、接收端干扰消除等,用于系统网络改进的开发正在进行中。

在5g系统中,已经开发了作为先进编码调制(acm)的混合fsk和qam调制(fqam)和滑动窗口叠加编码(swsc),以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(fbmc)、非正交多址(noma)和稀疏码多址(scma)接入。

作为下一代无线通信技术的5g的标准化正在诸如3g、4g(例如,lte)和wlan(例如,wi-fi)之类的各种无线通信技术以交织方式被部署的环境中进行。在使用各种无线通信技术的这种环境中,为了实现最佳性能,确定在哪个时间使用哪种技术是非常重要的。吞吐量、成本和安全性可被视为性能确定度量。在从吞吐量角度来确定性能的情况下,最好的方法是通过同时使用所有可用的无线信道来最大化带宽。例如,可以考虑同时使用所有可用的lte、5g和wi-fi链路,通过用于聚合链路的带宽的带宽聚合进行数据传输。

通常,可以通过将分组分配给多个无线链路来实现这种带宽聚合。也就是说,可以通过在链路上交替地传输分组来实现带宽聚合。在通过彼此带宽相似的两个链路上传输足够大的数据的情况下,可以期望达到通过分组分配聚合两个链路的带宽时的性能。然而,链路在诸如分组处理方案、无线信道调度方案和基站参数之类的各种属性方面是不同的,并且它们的带宽和延迟时间也根据用户的位置和拥塞情况而频繁变化。特别是在正在开发的5g标准的链路的情况下,由于车辆经过或终端位置的改变而导致的视距(los)丢失可能导致数据速率的突然下降,并且取决于这种情况,导致链路暂时中断。因此,需要即使当两个链路中的一个暂时不可用时,也维持另一个链路以保证可靠的性能,并且在恢复了不能使用的链路之后,很快就使用恢复后的链路的带宽。也就是说,即使带宽显着变化,总吞吐量也必须快速跟随带宽变化。

因此,需要一种即使在链路状态动态变化的环境中也能够保证稳定和高总吞吐量的分组分配方法。



技术实现要素:

技术问题

本公开提供了在移动通信网络中的诸如网关、交换机和基站之类的设备的分组分配方法。

本公开提供了一种能够有效地聚合支持多链路的任意网络设备的多个链路的带宽的分组分配方法。

问题的解决方案

根据本公开的实施例,提供了一种在移动通信网络中支持多个无线链路的发送设备。所述发送设备包括:分组分配器,所述分组分配器被配置为从接收设备接收关于多个链路的反馈信息,并基于所述反馈信息将分组分配给所述多个链路;以及输出端口,所述输出端口对应于所述多个链路并被配置为通过所述多个链路发送所分配的分组。

根据本公开的另一实施例,提供了一种在移动通信网络中支持多个无线链路的接收设备。所述接收设备包括:链路状态管理器,所述链路状态管理器用于生成关于多个链路的反馈信息,并将所述反馈信息发送给发送设备;以及输入端口,所述输入端口对应于所述多个链路并被配置为接收基于所述反馈信息发送的分组。

根据本公开的另一实施例,提供了一种在移动通信网络中支持多个无线链路的发送设备的方法。所述方法包括:从接收设备接收关于多个链路的反馈信息;基于所述反馈信息,将分组分配给所述多个链路;以及通过所述多个链路,发送所分配的分组。

根据另一实施例,提供了一种在移动通信网络中支持多个无线链路的接收设备的方法。所述方法包括:生成关于多个链路的反馈信息;将所述反馈信息发送给发送设备;以及接收基于所述反馈信息发送的分组。

发明的有益效果

所公开的方法在链路状态动态变化的环境中(特别是在5g通信环境中)有效地聚合带宽方面是有利的。

无论层和结构如何,所公开的方法在可应用方面也是有利的。

所公开的方法在独立于更高层协议或应用服务(诸如传输控制协议(tcp)、用户数据报协议(udp)和实时传输协议(rtp))的操作方面也是有利的。

所公开的方法在链路状态和可用带宽连续变化的环境中允许总吞吐量快速跟随链路的改变的方面也是有利的。

附图说明

图1是示出了基于mptcp的分组分配方法的图。

图2是示出了根据本公开实施例的发送实体和接收实体的配置的图。

图3是示出了分组分配器的传输模式转换和操作方法的图。

图4是示出了链路状态管理器的传输模式转换的图。

图5是示出了在分组分配器与链路状态管理器之间交换数据的操作的流程图。

图6是示出了根据本公开实施例的支持多个无线链路的移动通信网络中的发送设备的操作方法的流程图。

图7是示出了根据本公开实施例的支持多个无线链路的移动通信网络中的接收设备的操作方法的流程图。

图8至图10是示出了应用所提出的方法的基于独立的4g-5g互通架构和基于非独立的互通架构的图。

图11是用于说明带宽动态变化的情况下的聚合性能的图。

图12是用于说明非周期性地发生链路故障的情况下的聚合性能的图。

图13是示出了根据本公开实施例的发送设备的配置的框图;以及

图14是示出了根据本公开实施例的接收设备的配置的框图。

具体实施方式

尽管这里参考附图描述了优选实施例,但是可以对所公开的实施例进行各种修改。所公开的实施例不旨在限制权利要求的范围,并且应当理解,实施例包括在本公开的精神和范围内的所有改变、等同形式和替代。可以省略在此合并的公知功能和结构的详细描述,从而避免模糊本公开的主题。

在本说明书中,诸如“第一”和“第二”的术语在本文中用于任意区分这些术语描述的元素,并且不旨在表示或暗示相对重要性或意义。这些术语仅用于将一个元素与另一元素进行区分的目的。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,并不旨在限制本公开。如本文所用,除非上下文另有明确说明,否则单数形式也旨在包括复数形式。应当理解,当在本说明书中使用术语“包括”和/或“具有”时,指定的是所述特征、数字、步骤、操作、组件、元素或其组合的存在,但它们不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、组件、元素或其组合。

在本公开的实施例中,模块或单元执行至少一个功能或操作,并且可以以硬件或软件或者硬件和软件的组合来实现。而且,除了应该用特定硬件实现的模块或单元之外,多个模块或单元可以以至少一个处理器(未示出)的形式集成到一个模块中。

作为代表性的带宽聚合使能器协议,存在由因特网工程任务组(ietf)标准化后的多径传输控制协议(mptcp)。mptcp基本上是传输控制协议(tcp)的扩展版本。

图1是示出了基于mptcp的分组分配方法的图。

在支持多个tcp子流的mptcp中,以如下方式执行分组分配:对具有最小往返时间(rtt)的子流优先排序。如果相应子流的拥塞窗口(cwnd)已满,使得在其中不能再传输分组,则选择具有下一个最小rtt的子流。

详细地,mptcp按照路径(即,链路)开启(open)独立的tcp子流。分组调度器基于按照tcp子流而收集的链路信息(例如,rtt)来确定用于传输分组的子流。在用于mptcp参考码的默认分组调度方法中应用延迟较小的第一策略。延迟较小的第一策略意味着在多个链路中优先使用具有最高速度的链路。也就是说,优先选择具有最小rrt的tcp子流用于向其分配分组,如果cwnd变满而使得在其中不再能够传输分组,则选择具有下一个最小rrt的另一tcp子流。也可以使用循环策略或将相同分组复制到所有用于传输的链路上的策略。

参照图1,存在具有30ms的rtt的tcp子流1和具有10ms的rtt的tcp子流2。根据延迟较小的第一策略,即基于延迟对用于分组分配的子流进行优先级排序的策略,tcp子流2优先于tcp子流1,因为tcp子流2的rrt小于tcp子流1的rrt。因此,首先通过tcp子流2(即,链路2)传输分组。之后,如果tcp子流2的cwnd变满(例如,cwnd为100),则通过tcp子流1(即,链路1)传输分组。

当在如mptcp的tcp端点处执行分组分配的情况下,tcp子流独立地用于发送/接收是有利的,因为即使在一个子流上出现问题,其他子流程也正常运行。此外,因为可以在没有任何单独的路径探测过程的情况下收集tcp子流信息(例如,rtt、cwnd和接收缓冲区大小),所以可以保证足够量的信息以用于分组分配。

然而,基于mptcp的分组分配仅适用于tcp端点,并且不能应用于诸如路由器、交换机和网关之类的中间网络实体。为了使中间网络实体负责分配分组,分组分配应该在较低层中执行,例如tcp层下面的互联网协议(ip)层。在较低层分配分组的情况下,需要确定要收集的以用于分组分配的信息,因为不会单独提供链路信息。假定中间网络实体是通过tcp会话内的分组而不是通过每个路径的独立tcp会话来分配tcp业务,如果链路经历过度延迟或被破坏,则这会对总吞吐量产生显着影响。因为与端点服务器不同,中间网络实体不能容易地收集端到端路径信息,所以难以应用基于各种传统tcp信息执行的mptcp分组调度,并且需要通过最小化分组分配所需的信息来减少收集信息的开销。

为了解决上述问题,本公开提供了一种分组分配方法,其能够允许支持多个链路的任意网络实体从而有效地聚合多个链路的带宽。分组分配方法的特征在于收集和测量多个链路的状态信息并确定分组分配方案,并通过反馈消息交换来执行分组分配。不同于以特定层方式(例如,mptcp-tcp层、多路径路由-ip层和双连接-分组数据汇聚协议(pdcp)层)或以特定结构方式(例如,mptcp-代理结构和双连接-非独立(nsa)结构)应用的传统方法,无论层和结构如何,所提出的方法都适用。所提出的方法也可以关于更高层协议(诸如tcp、udp和rtp)或应用服务透明地操作。所提出的方法能够在链路状态和可用带宽连续改变的环境中允许总吞吐量快速跟随链路的改变。

图2是示出了根据本公开实施例的发送实体和接收实体的配置的图。

发送设备(未示出)可以按照与发送设备通信的接收器(未示出)来建立发送实体200。例如,如果发送设备是移动通信网络内的网关并且接收设备是移动终端,则发送设备可以为每个移动终端建立发送实体200。发送实体200可以包括分组分配器210和输出端口211、212、213......,它们功能上连接到分组分配器210。例如,输出端口1211可以被配置为使用4g通信技术,输出端口2112可以被配置为使用5g通信技术,输出端口3213可以被配置为使用wi-fi无线技术。

接收实体300可以包括用于从输出端口211,212,213,......,接收数据的输入端口311,312,313,......、功能上连接到输入端口211,212,213,…...的链路状态管理器310以及分组聚合器320。链路状态管理器310和分组聚合器320可以实现在相同的设备或单独的设备中。例如,分组聚合器320可以包括在终端中,而链路状态管理器310可以包括在基站中或单独的设备中。

在以下描述中,假设所有分组具有唯一的序列号。根据分组分配层、服务和情况,可以为每个分组重新使用或新分配tcp或pdcp层的序列号。

基本上,发送实体200和接收实体300以相对应的方式操作。以下描述了图2中描绘的组件的功能。

发送实体200的分组分配器210被配置为基于从接收实体300的链路状态管理器310接收的每个链路反馈信息来更新每个链路权重和内部状态信息,并将分组分配给与各个链路对应的输出端口211、212、213......。尽管未在图2中示出,但是分组分配器210可以包括用于接收反馈信息的组件。

接收实体300的链路状态管理器310测量和收集各种链路信息,例如估计的链路速率、延迟和无线信道状态,并且基于链路状态周期性地或者非周期性地将链路信息发送到发送实体200的分组分配器210。在检测到链路的改变时,链路状态管理器310可以向分组分配器210传输模式转换消息。尽管未在图2中示出,链路状态管理器310可以包括用于发送反馈信息(即链路信息和/或模式转换消息)的组件。

接收实体的分组聚合器320可以基于序列号对通过多个链路进入的无序分组进行重新排序,并将重新排序的分组递送到上层或下一个节点。

稍后进行链路权重计算、内部状态更新和重新排序的详细描述。

在所公开的实施例中,三种传输模式定义如下:1)用于基于针对所有可用链路计算的权重来分配分组的分割(splitting)模式;2)用于将相同分组复制到所有链路的复制(duplicating)模式;以及3)用于将分组临时分配给特定链路的预先分割(pre-splitting)模式。

以下描述传输模式中的操作方法。在分割模式中,分组分配器210基于从链路状态管理器310接收的链路信息来执行带宽聚合。即,分组分配器210基于针对所有可用链路计算出的权重来分配分组。在分割模式中,如果分组分配器210检测到导致数据速率显着下降或导致传输失败的链路上的问题,则它可以立即将传输模式切换到复制模式。在复制模式中,由于在所有链路上传输相同的分组,因此能够至少保证在仍然正常运行的链路上期望的数据速率的性能。如果问题得到解决,使得相应链路的数据速率恢复,则可以将传输模式切换回分割模式。

即使传输模式切换回分割模式,在复制模式下正常操作以进行传输的链路的传输管道可能已满。因此,如果对正常传输分组的链路执行正常的分组分配并且链路立即恢复,则可能导致性能下降。假设链路1和链路2在分割模式下操作,并且在带宽比链路1的带宽更宽和更快的链路2上的传输被暂时中断。传输模式可以切换到复制模式,并且tcp传输量可以适合链路1的速度。之后,如果链路2被恢复使得传输模式切换回分割模式,则在链路1使用全带宽而链路2的传输管道未完全填满的情况下收集每个链路信息。因此,尽管链路2已经被恢复,但链路2的速度仍然被低估,使得链路2被分配了用于分组分配的低权重。同时,通过未完全填满的链路2传输的数据可能相对较早地到达接收设备,因此被保持在接收设备的重新排序缓冲器中。结果,延迟与通过链路2传输的数据对应的确认(ack)的传输,这导致了链路上的连续下溢并且导致了即时tcp传输量恢复的失败概率的增加。

同时,分割模式中链路带宽的突然增加可能引起问题。在5g通信环境中,可能发生通信环境从非los情况变为los情况(例如当卡车经过时)。在这种情况下,使用传统技术填充增加的带宽可能需要很长时间。

为了解决上述问题,为所提出的方法定义了预分割模式。也就是说,如果在从复制模式转换到分割模式之前或者在分割模式期间,峰值带宽等于或大于预定阈值,则可以将传输模式临时设置为预分割模式。在预分割模式中,在可用于传输的链路中被估计为未充分利用的链路被设置为目标链路,使得分组仅被分配给目标链路。在预分割模式期间,暂停除了目标链路之外的链路的信息更新,并且保持在进入预分割模式之前所更新的链路信息。之后,如果传输模式从预分割模式转换到分割模式,则基于已经更新过的目标链路的链路信息和在预分割模式期间保持的其他链路的链路信息,执行分组分配。这使得能够在所有链路的带宽是充分填满的状态下利用计算出的权重来执行分组分配。

参照图3至图5描述上述传输模式中的各个组件的详细操作。

图3是示出了分组分配器210的传输模式转换和操作方法的图。

分组分配器210以上述三种传输模式之一(分割模式、复制模式和预分割模式)执行分组分配。如果触发数据传输,则分组分配器210开始以分割模式分配分组。在分割模式中,基于链路的权重,执行权重随机分割操作。例如,假设对两个链路执行分组分配,即对链路权重为0.7的链路1和链路权重为0.3的链路2执行分组分配,则可以将每个分组以70%的概率分配给链路1,以30%的概率分配给链路2。在传输的初始阶段,因为没有收集到的关于链路的信息,初始值被分配给相应的链路。

可以基于从链路状态管理器310接收到的每个链路估计的链路速率,通过等式1来计算链路权重。

【等式1】

weight_i=link-rate_i/sum(link-rate_i)

这里,weight_i表示第i个链路的权重,link-rate_i表示第i个链路的估计链路速率。一旦从链路状态管理器310接收到链路状态反馈,就可以更新链路的权重。如果新计算出的weight_i大于旧值,则只要link-rate_i实际上增加了,就进行检查以确定link-rate_i是否增加来更新weight_i。

如果来自链路状态管理器210的反馈指示传输模式转换或者如果发送实体200确定传输模式转换,则传输模式可以从分割模式转换到复制模式或预分割模式。

在复制模式下,因为相同的分组被复制到所有链路,所以不必更新每个链路权重。但是,链路速率始终使用从链路状态反馈获得的新值进行更新。

在预分割模式下,可以从链路状态管理器210接收目标链路号(以及模式转换请求)。在预分割模式下,仅将分组分配给目标链路,仅更新目标链路的链路速率,并保持另一链路的链路速率,使其与进入预分割模式(即,在分割模式或复制模式下)链路之前的链路速率相同。在从预分割模式转换到分割模式之后,在预分割模式下与目标链路相关联地更新的信息和与另一链路相关联地在进入预分割模式之前使用的信息可以在分割模式下被用于计算链路速率。

通过引入预分割模式,能够在充分使用所有链路时基于信息来应用权重。在进入分割模式之后,基于每个链路状态反馈,对每个链路执行链路速率更新,并且基于链路速率更新的结果来计算每个链路权重。

链路状态管理器310收集每个链路的状态信息。链路状态管理器310可以基于每个链路状态信息或发送反馈信息来确定传输模式,以供发送实体200在确定传输模式时使用。链路状态管理器310还基于每个链路的进入数据分组来计算链路速率。链路状态管理器310在每个预定时段期间获取链路速率样本或从每个预定数据量获取链路速率样本,并基于该链路速率样本执行移动平均值以计算链路速率的近似平均值。例如,如果从经过1ms之后的时间点累积的接收到的数据分组的数量等于或大于预定值(例如,等于或大于10)或者如果经过了预定时间段(例如,10ms),则可以如等式2计算link-rate_sample的值。

【等式2】

link-rate_sample=received_data_packet_size(bytes)*8/δt

可以使用等式3对计算出的link-rate_sample进行滤波。

【等式3】

link-rate=link-rate*α+link-rate_sample*(1-α)

这里,α可以设置为7/8。可以将以这种方式测量的诸如链路速率的每个链路信息周期性地发送到分组分配器210。例如,可以以100ms的间隔发送该信息。每个链路信息也可以不定期地发送到分组分配器210。

如果在链路状态监视或报告期间,在某个链路上检测到速度问题,则可以发生传输模式转换。图4是示出了链路状态管理器的传输模式转换的图。尽管图4针对接收实体的链路状态管理器确定传输模式的情况,但是链路状态管理器还可以被配置为向发送实体发送信息,以便发送实体基于信息确定传输模式。

参照图4,如果链路的数据速率(即链路速率)降低到预定水平(mode_thresh)(例如1mbps),则链路状态管理器确定相应链路上存在问题,将相应链路指定为目标链路,并确定将传输模式转换到复制模式。之后,如果目标链路的数据速率恢复到等于或大于预定水平,则链路状态管理器可以确定经由预分割模式将传输模式转换到分割模式。

如上所述,预分割模式是用于充分填充目标链路的管道的中间传输模式;如果在另一链路上发送的数据到达接收侧(即,link-rate_sample值变为0),则链路状态管理器确定传输模式转换到分割模式。为了在分割模式期间快速应对带宽的突然增加,链路状态管理器可以确定传输模式从分割模式切换到预分割模式。也就是说,如果某个链路的链路速率与最后反馈所指示的链路速率相比增加了预定量或更多(例如,等于或大于两倍),则链路状态管理器可以将相应的链路指定为目标链路,并从分割模式转换到预分割模式。

在进行传输模式转换确定之后,链路状态管理器将传输模式转换消息发送到分组分配器,该分组分配器转换到如消息所指示的传输模式。

图5是示出了在分组分配器与链路状态管理器之间交换数据的操作的流程图。

如果在步骤511接收到分组,则在步骤512分组分配器确定该分组是从链路状态管理器接收到的反馈分组还是数据分组。如果确定所接收的分组是反馈分组,则在步骤513分组分配器基于反馈分组中包括的反馈信息来更新链路状态,例如链路速率和链路权重。如果确定到达的分组是数据分组,则分组分配器执行用于带宽聚合的分组分配。也就是说,在步骤514,分组分配器根据在步骤514的传输模式选择输出链路并将分组分配给所选择的输出链路,并在步骤515通过输出端口将数据分组发送到接收设备。

链路状态管理器利用所接收的数据分组执行测量以获取链路信息。也就是说,链路状态管理器在步骤521从发送设备接收数据分组,并在步骤522收集和测量链路信息(例如链路速率估计)。在步骤523,链路状态管理器还基于所测量的和所收集的信息来确定传输模式转换是否需要或者反馈周期是否到来,并且基于确定的结果,在步骤524将反馈消息发送到分组分配器,或者在步骤525将数据分组发送到下一节点,或者如果链路状态管理器在终端中操作,则发送到分组聚合器。

在分割模式和预分割模式下,分组聚合器在将数据发送到接收侧的tcp端点之前执行重新排序。分组聚合器在内部维护一个变量next_seq以进行重新排序。变量next_seq表示下一个有序序列号。如果分组到达分组聚合器,则分组聚合器将分组的序列号packet_seq与next_seq进行比较。如果packet_seq大于next_seq,则这意味着该分组是无序分组,并且相应的分组被输入到重新排序队列。但是,如果序列是重复的,则丢弃相应的分组。如果packet_seq与nex_seq相同,则这意味着相应的分组是有序分组,并且刷新包括了在重新排序队列中排队的相应分组的所有有序分组。接下来,使用packet_seq+data_size更新next_seq值。如果packet_seq小于next_seq,则表示该分组是旧的,并且该分组刚刚通过。

如果传输模式转换到复制模式,则不执行重新排序。在传输模式转换之前,所有分组都保留在重新排序队列中。如果在重新排序队列中更新第一分组之后经过了预定时间段(例如,200ms),则发出超时以便清除队列中的所有分组。

图6是示出了根据本公开的实施例的支持多个无线链路的移动通信网络中的发送设备的操作方法的流程图。

参照图6,在步骤610,发送实体的分组分配器从接收设备接收关于多个链路的反馈信息。如上所述,发送实体可以在每个接收实体的发送设备(例如网关)中实现。反馈信息可以包括链路状态信息,诸如链路速率、信号强度和缓冲器消耗速率。反馈信息也可以包括由接收的实体基于此信息所确定的传输模式。

在步骤620,发送实体的分组分配器基于所接收的反馈信息将分组分配给多个链路。分组分配器可以以传输模式分配分组。如上所述,传输模式可以包括多种传输模式中的至少一种,该多种传输模式包括:分割模式,用于基于权重(基于反馈信息确定该权重)将不同分组分配给多个链路;复制模式,用于将相同分组分配给多个链路;以及预分割模式,用于将分组分配给多个链路中的特定链路。

如果反馈信息包括传输模式,则分组分配器以反馈信息中指示的传输模式分配分组。或者,分组分配器可以基于反馈信息确定传输模式。例如,如参照图3和图4描述的,在发送设备当前以复制模式操作的情况下,如果反馈信息指示多个链路之一的数据速率等于或大于预定阈值,则分组分配器可以确定传输模式转换到预分割模式。在发送设备当前以分割模式操作的情况下,如果反馈信息指示多个链路之一的数据速率已经增加了预定的倍数或更多,则分组分配器可以确定传输模式转换为预分割模式。在发送设备当前以预分割模式操作的情况下,如果反馈信息指示非目标链路的数据速率下降到等于或小于预定值(例如,0),则分组分配器可以确定传输模式转换到分割模式。

在步骤630,发送实体的输出端口通过相应的链路发送分配的分组。

图7是示出了根据本公开的实施例的支持多个无线链路的移动通信网络中的接收设备的操作方法的流程图。

参照图7,在步骤710,接收实体的链路状态管理器收集并测量多个链路上的状态信息以生成反馈信息。如上所述,接收实体的链路状态管理器可以与移动终端中的分组聚合器一起实现。链路状态管理器可以实现在基站中,而分组聚合器实现在移动终端中。反馈信息可以包括链路状态信息,例如链路速率、信号强度和缓冲器消耗速率。在接收实体确定发送实体的传输模式的情况下,反馈信息可以包括传输模式。

如果反馈信息包括传输设备将分组分配给多个链路的传输模式,则链路状态管理器可以基于关于多个链路的状态信息来确定传输模式。如上所述,传输模式可以包括以下项中的一个:分割模式,用于基于权重(基于反馈信息确定该权重)将不同分组分配给多个链路;复制模式,用于将相同分组分配给多个链路;以及预分割模式,用于将分组分配给多个链路中的特定链路。例如,如参照图3和图4描述的,在发送设备当前以复制模式操作的情况下,如果反馈信息指示多个链路之一的数据速率等于或大于预定阈值,则链路状态管理器可以确定发送设备的传输模式转换到预分割模式。在发送设备当前以分割模式操作的情况下,如果反馈信息指示多个链路之一的数据速率已经增加预定倍数或更多,则链路状态管理器可以确定发送设备的传输模式转换到预分割模式。在发送设备当前以预分割模式操作的情况下,如果反馈信息指示非目标链路的数据速率下降到等于或小于预定值(例如,0),则链路状态管理器可以确定发送设备的传输模式转换到分割模式。

在步骤720,链路状态管理器将所生成的反馈信息发送到发送实体,并在步骤730接收发送实体基于反馈信息发送的分组。

可以将所公开的实施例应用于各种通信环境中,尤其是当在移动通信网络中聚合lte链路和5g链路时。虽然lte和5g之间的互通架构的标准化尚未最终确定,但是可以考虑基于独立的4g-5g互通架构和基于非独立的互通架构。

图8至图10是示出了应用所提出的方法的基于独立的4g-5g互通架构和基于非独立的互通架构的图。

在基于独立的架构的情况下,分组分配器可以在核心网络的网关处实现,链路状态管理器和分组聚合器可以实现在终端中。也就是说,终端可以收集链路信息并将链路信息发送到网关的分组管理器。在公开的实施例中,负责上行链路业务的组件可以以对称方式布置。

图9和图10示出了所提出的方法如何适用于5g标准化组织中讨论的基于非独立的互通架构中的双连接情况。负责收集和发送链路信息的链路状态管理器可以以图8中所示的相同的方式实现在图9中所示在终端处或以图10所示的分布式方式实现在基站处。在从基站接收链路信息的情况下,可以使用基站的缓冲器消耗率而不是所估计的链路速率。例如,不是通过等式2的link-rate_sample,而是可以通过等式4导出buffer-drain-rate_sample。

【等式4】

buffer-drain-rate_sample=drained_data_size(bytes)*8/δt

也就是说,可以通过计算在预定时间段期间从缓冲器导出多少数据来估计链路的带宽。因此,可以指定基站的链路状态管理器,在该基站中分组分配器被实现为主链路状态管理器,使得主链路状态管理器从其他基站的链路状态管理器收集信息并发送反馈,并将传输模式消息发送到分组分配器。分组分配器可以实现在pdcp中,并且在这种情况下,传统pdcp序列编号/有序传递功能可以重新使用或以扩展方式使用。

所提出的用于快速处理链路改变的方法假定发送侧和接收侧以相对应的方式操作。在终端实现链路状态管理器的情况下,终端厂商很容易检测到本发明的使用。即使从基站供应商的角度来看,也容易检测到对本公开方法的使用,因为链路状态管理器功能是在非独立架构中以分布式方式实现的。因为链路信息和传输模式信息应该连续地交换操作精度,所以可以通过分组监视来推断所提出的方法的使用。

为了评估所提出的方法的总吞吐量,已经使用ns-3网络模拟器来模拟了所提出的方法。图11示出了在网络拓扑中测量文件传输协议(ftp)下行链路性能时带宽动态变化的情况下的总吞吐量,在该网络拓扑中lte和5g链路以与图8的网络环境中的链路类似的方式进行模拟。在lte链路的带宽固定为100mbps的状态下,通过在将5g链路的带宽从100mbps改变到900mbps时测量总吞吐量来获得图11的模拟结果。在图11中,虚线表示通过每5秒改变每个链路带宽来测量的lte和5g链路的带宽之和。在图11中,实线表示每100ms测量的总吞吐量。根据图11,观察到在使用所提出的方法的情况下,即使当带宽显着变化时,总吞吐量也快速跟随链路的改变。

图12示出了在非周期性地发生链路故障的情况下的总吞吐量。图12的模拟结果是在lte和5g链路的带宽分别固定为100mbps和500mbps的状态下,经过在5到8秒之间、15到20秒之间以及30到40秒之间在5g链路上模拟100%分组丢失的链路故障事件,通过测量总吞吐量而获得的。图12的上部的曲线图示出了链路状态管理器测量的链路速率。它表明lte链路上的链路速率随时间保持在100mbps的水平,而5g链路的链路速率在链路故障期间降至0。图12的下部的曲线图示出了总吞吐量。大约600mbps的总吞吐量下降到100mbps的水平(等于链路故障期间lte链路的吞吐量),而在5g链路上的链路故障解决后迅速恢复。

图13是示出了根据本公开实施例的发送设备的配置的框图。

参照图13,发送设备可以包括收发器1310、控制器1320和存储单元1330。在本公开中,控制器可以被定义为电路、专用集成电路或至少一个处理器。

收发器1310可以向其他网络实体发送信号或从其他网络实体接收信号。收发器1310可以从接收设备接收关于多个链路的反馈信息,并且通过多个链路发送分组。

根据所公开的实施例,控制器1320可以控制发送设备的整体操作。例如,控制器1320可以控制组件之间的信号流以执行参考流程图描述的操作。详细地,控制器1320可以控制所提出的分组分配器的操作。

存储单元1330可以存储由收发器1310发送/接收的信息和由控制器1320生成的信息中的至少一个。例如,存储单元1330可以存储从接收设备接收到的关于多个链路的反馈信息。

图14是示出了根据本公开实施例的接收设备的配置的框图。

参照图14,基站可以包括收发器1410、控制器1420和存储单元1430。在本公开中,控制器可以被定义为电路、专用集成电路或至少一个处理器。

收发器1410可以向另一网络实体发送信号或从另一网络实体接收信号。例如,收发器1410可以将关于多个链路的反馈信息发送到发送设备,并且基于该反馈信息接收正在发送的分组。

根据所公开的实施例,控制器1420可以控制接收设备的整体操作。例如,控制器1420可以控制组件之间的信号流以执行参考流程图描述的操作。详细地,控制器1420可以控制所提出的链路状态管理器和分组聚合器的操作。

存储单元1430可以存储由收发器1410发送/接收的信息和由控制器1420生成的信息中的至少一个。例如,存储单元可以存储关于多个链路的反馈信息。

尽管已经使用特定术语描述了本公开的优选实施例,但是为了帮助理解本公开,说明书和附图应被视为说明性而非限制性的。对于本领域技术人员来说是显而易见的是,在不脱离本公开的更广泛的精神和范围的情况下,可以对其进行各种修改和改变,并且这些修改和改变不应该脱离本公开的技术精神或前景而进行单独理解。

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