無線電網絡控制器、無線通信網絡基站及其操作方法

2023-05-31 07:57:26 2

專利名稱：無線電網絡控制器、無線通信網絡基站及其操作方法
技術領域：
本發明涉及一種操作無線通信網絡的基站的方法，其中，數據在所述基站和無線電網絡控制器之間傳輸。
本發明還涉及一種無線通信網絡的基站，其中，數據在所述基站和無線電網絡控制器之間傳輸。本發明也涉及無線通信網絡的無線電網絡控制器。
背景技術：
現有的無線通信網絡，例如通用移動電信系統(UTMS)等通過使用傳輸控制協議(TCP)提供分組數據傳輸。TCP的慢啟動機制，在例如文獻「TCP慢啟動、堵塞規避、快速重傳和快速恢復算法」，載於IETF RFC2001(網際網路工程任務組，請求註解，參照http//www.ietf.org)和「TCP堵塞控制」，載於IETF RFC 2581，中進行了描述，該機制用來對通信網絡進行慢速地探測以便確定可用的傳輸容量。
所述慢啟動基本上通過在源網元上發布單個數據分組並且通過在接收到目標網元所發布的相應確認消息之後對各個環回時延進行估測而完成。特別是在無線通信網絡中，其中至少大部分目標網元通常為移動終端，環回時延可能會達到比較高的數值。這是我們非常不希望的，因為它破壞了慢啟動機制或者破壞從TCP慢啟動到正常工作狀態的轉變。
前面所提及的環回時延也會受到用於在例如UMTS通信網絡的無線電網絡控制器(RNC)和基站(Node B)之間經過Iub接口傳輸數據的幀協議的影響，即環回時延進一步增大。

發明內容
所以，本發明的目的在於提供一種操作基站的改進的方法、改進的基站以及改進的無線電網絡控制器，其能夠取得減小的環回時延，特別是加快TCP慢啟動機制。
根據本發明，對於前面所述類型的無線通信網絡的基站進行操作的方法，這個目的的解決在於，所述基站自動發布第一容量分配消息到無線電網絡控制器，該消息包括當前基站所支持的基本數據傳送容量的容量信息。
該第一容量分配消息使得無線電網絡控制器能夠立即轉發數據到基站，所述的轉發數據可以例如由分別從核心網絡或源網元接收到的TCP分組數據構成。因為所述第一容量分配消息包括基站當前支持的基本數據傳送容量的容量信息，所以無線電網絡控制器—接收到要轉發到所述基站的TCP分組數據之後—就不需要首先確定基站的數據傳送容量，例如，通過與基站交換進一步的控制消息。
對於包括TCP慢啟動機制的數據傳輸，這導致環回時延的降低，因此加速了從TCP慢啟動到正常的TCP操作的轉換。
根據本發明的很好的實施例，數據傳輸，特別是無線電網絡控制器和基站之間的數據傳輸，根據高速下行鏈路分組接入(HSDPA)模式執行。
在所述HSDPA模式中，TCP數據分組通過MAC-d協議數據單元(PDU)經過Iub接口從無線電網絡控制器(RNC)傳輸到UMTS通信網絡的基站(節點B)。另外，使用幀協議對無線電網絡控制器和基站之間的通信進行控制，並且所述MAC-d PDU在HS-DSCH(高速下行鏈路共享信道)數據幀內傳送。
幀協議在3GPP TS 25.435「公共輸送信道數據流的UTRAN Iub接口用戶平面協議」中描述。
根據現有技術中已知的HSDPA操作，當接收到將要轉發給所述基站的TCP數據分組時，無線電網絡控制器首先將表示所要傳輸的數據量的HS-DSCH容量請求控制消息發布給基站。所述數據量可以，例如，從無線電網絡控制器中的用戶緩衝器的大小得到。
當從無線電網絡控制器接收到現有技術中的HS-DSCH容量請求控制消息時，基站使用HS-DSCH容量分配控制消息對所述HS-DSCH容量請求控制消息做出響應，所述HS-DSCH容量分配控制消息對數據量例如MAC-d PDU的數量和大小做出限定，且無線電網絡控制器被允許在限定的時間期間內發送。
因此，根據現有技術，執行了包括交換所述HS-DSCH容量請求控制消息和所述HS-DSCH容量分配控制消息的授權的過程，這就增加了從無線電網絡控制器到基站的所述數據傳輸中的TCP數據分組的環回時延。
根據本發明，基站自動地發布第一容量分配消息，使得無線電網絡控制器能夠立即啟動到基站的數據傳輸，因此避免了現有技術中的HS-DSCH容量請求控制消息，從而降低了環回時延。
因此，本發明具有優勢地節省了用於生成、傳送和估測所述HS-DSCH容量請求控制消息的時間。
作為本發明方法的進一步的優點，經由本發明方法且以第一容量分配消息作為形式的HS-DSCH容量分配控制消息的生成，不會對環回時延造成負面的影響，這是因為在任何TCP分組數據到達無線電網絡控制器之前有利地完成了第一容量分配消息的生成、傳送和估測，例如，在TCP慢啟動環境下。
在本說明書中，術語「自動地」指基站不等待任何進來的容量請求消息，例如，前面所述的來自無線電網絡控制器的用於發布發明的第一容量分配消息的HS-DSCH容量請求控制消息。本發明的第一容量分配消息優選在用戶連接的設置或重新配置，即TCP連接上發布，和/或在通過Iub接口的TCP數據分組傳輸的末端上發布，該Iub接口可以例如在接收到指示無線電網絡控制器內的空用戶緩存的HS-DSCH數據幀時由所述基站進行檢測。
基站也可以在任意時間點上發布所述發明的第一容量分配消息，而不用考慮與無線電網絡控制器或進一步的網元的通信狀態。
基站也可以周期性地發布所述發明的第一容量分配消息，以便保證將基站當前的傳輸容量的適當值提供給無線電網絡控制器。在這種情況下，兩個本發明的容量分配消息之間的持續時間優選地選擇為大於通過Iub接口的TCP數據分組傳輸的持續時間。
根據本發明方法的很好的實施例，基站在接收來自無線電網絡控制器的容量請求消息之前將第一容量分配消息發布給無線電網絡控制器。
在本發明方法的另一個有利的實施例中，基站發布一個或多個進一步的容量分配消息，優選地在與無線電網絡控制器進行數據傳輸的期間進行發布。所述進一步的容量分配消息允許傳輸參數的修改並且提高了無線電網絡控制器和基站之間數據傳輸的靈活性。根據本發明的精神，所述進一步的容量分配消息也可以自動地發布。
根據本發明的方法的另一個有利的實施例的特徵在於，包括在所述進一步容量分配消息中的所述容量信息，由基站根據所述無線電網絡控制器的容量請求和/或基站當前支持的數據傳送容量，而進行改變。
根據本發明的進一步有利的實施例，如果無線電網絡控制器向基站指示有空用戶緩存，則所述基站將進一步的容量分配消息發布給無線電網絡控制器。
從無線電網絡控制器向基站的空用戶緩存指示可以，例如，包含在用於傳輸MAC-d PDU的HS-DSCH數據幀中。可選擇地，所述空用戶緩存的指示也可以因特定的控制消息例如容量請求消息而實現。
本發明目的的進一步解決方案由根據權利要求7的無線通信網絡的基站提供，其中，數據在所述基站和無線電網絡控制器之間傳輸。所述基站的特徵在於，配置成自動地將第一容量分配消息發布給無線電網絡控制器，所述第一容量分配消息包括基站當前支持的基本數據傳送容量的信息。
有利地，本發明的基站能夠執行根據權利要求1到6的發明方法。
本發明目的的另一個解決方案由無線通信網絡的無線電網絡控制器提供，其中，數據在所述無線電網絡控制器和基站之間傳輸。本發明的無線電網絡控制器配置為，在發布容量請求消息到所述基站之前接收所述基站的第一容量分布消息。
本發明的無線電網絡控制器的進一步的有利實施例的特徵在於，配置為當接收到數據時，特別是接收到將由所述無線電網絡控制器轉發到所述基站的分組數據時，立即啟動到所述基站的數據傳輸。
本發明的另一個有利的實施例的特徵在於，所述無線電網絡控制器配置為，根據所述第一容量分配消息執行所述的數據傳輸。


本發明的進一步的應用、特徵和優點將在下面結合附圖進行詳細的描述，其中，圖1為表示本發明的第一個實施例的信號流示意圖。
具體實施例34UMTS無線通信網絡的基站10和無線電網絡控制器20在圖1中用垂直線表示，並通過傳輸控制協議(TCP)提供分組數據傳輸。
無線電網絡控制器20和基站10之間的數據傳輸根據高速下行鏈路分組接入模式(HSDPA)進行，其中，TCP分組數據通過包括在HS-DSCH數據幀DF_1、DF_2……中的MAC-d協議數據單元(PDU)從所述無線電網絡控制器20輸送到所述基站10。
從圖1中可以看出，基站10自動地發布第一容量分配消息CAM_1到無線電網絡控制器20。在本說明書中，「自動地」是指基站10不等待任何進來的控制消息或者時刻或是類似來對本發明的第一容量分配消息CAM進行觸發。基站10可以在任意時間點上發布所述本發明的第一容量分配消息CAM_1，而不管與無線電網絡控制器20或進一步的網元的任何通信狀況。例如，基站也可以周期性地發布本發明的第一容量分布消息CAM_1。
相應地，本發明的無線電網絡控制器20接收包括基站10當前支持的基本傳送容量的容量信息的第一容量分配消息CAM_1。因此，無線電網絡控制器20自動地被告知基站10的當前傳輸容量。容量信息可以以例如數據量的形式給出，即MAC-d PDU的數量和大小，且無線電網絡控制器20可以被允許在限定的時間期間向基站10發送。
使用這個信息，無線電網絡控制器20可以立即啟動到所述基站10的數據傳輸，而不需要如同現有技術中的被預先請求發布HS-DSCH容量請求控制消息，因為基站的當前傳輸容量通過本發明的第一容量分配消息CAM_1已經—自動地—通知給了本發明的無線電網絡控制器20。
圖1中描述了相應的情況。箭頭TCP_1表示進來的將由無線電網絡控制器20轉發給基站10的TCP分組數據。
當接收到所述TCP分組數據TCP_1時，無線電網絡控制器20立即根據預先接收到的容量信息將第一個HS-DSCH數據幀D_1通過第一容量分配消息CAM_1傳送給基站10。
之後，基站10通過發布包括所述基站10當前所支持的傳送容量的容量信息的第二分配消息CAM_2而做出響應。
第二容量分配消息CAM_2的容量信息，可以與通過第一容量分配消息CAM_1轉發到無線電網絡控制器20的容量信息不同，並且可以，例如，由基站10根據基站10的當前負載情況和/或根據來自所述無線電網絡控制器20或類似設備的容量請求，而進行改變。
從基站10接收第二容量分配消息CAM_2之後，無線電網絡控制器20傳輸依次對應於相應的容量分配消息CAM_3，……，CAM_N+1的進一步的數據幀DF2，……，DF_N到基站10，直到所有的TCP分組數據TCP_1已經傳輸到基站10。
通過使用所述基站10自動發布的本發明的第一容量分配消息CAM_1，TCP分組數據的環回時延可以降低，因為使用本發明的方法，可以避免現有技術中的HS-DSCH容量請求控制消息。所述環回時延的降低對於加快TCP慢啟動過程特別有用。
因此，本發明有利地節省了用於生成、傳送和估測所述HS-DSCH容量請求控制消息的時間。
另外，本發明的第一容量分配消息CAM_1的生成不會對慢啟動TCP分組數據或其它TCP分組數據的環回時延造成負面影響，所述第一容量分配消息CAM_1替代現有技術中僅當接收到HS-DSCH容量請求控制消息時所發布的HS-DSCH容量分配控制消息，因為在TCP慢啟動中，本發明的第一容量分配消息CAM_1在任何TCP分組數據TCP_1(圖1)到達無線電網絡控制器20之前被有利地生成、傳送和估測。
進一步的容量分配消息CAM_2，CAM_3，……可以由基站10對例如數據幀DF_1，DF_2，……進行響應而發布，但是它們也可以周期性地或者甚至以(偽)隨機方式發布，或者簡單地當關於基站10的傳送容量出現巨大變化的任何時候發布。即，根據本發明的精神，所述進一步的容量分配消息CAM_2，CAM_3，……可以自動發布。
一般地，不僅當建立新連接時而且當前TCP進程中斷時，都可以應用本發明方法。例如，已經傳輸網頁內容之後，無線電網絡控制器20內保留的用戶緩存大小可以為零從而表示當前TCP進程的中斷。結果是，不用等待新的TCP分組數據和來自無線電網絡控制器20的HS-DSHC容量請求控制消息，基站10可以再次—自動地—發布「新」的第一容量分配消息，該消息將基站10當前支持的可用來傳輸下一頁網頁及其類似的基本傳輸容量通報給無線電網絡控制器20。
相應地，例如，接收所述下一頁網頁的第一數據幀之後，進一步的容量分配消息可以以前面已經進行描述的方式由基站10發布。
如果無線電網絡控制器20向基站10指示空用戶緩存，則所述基站10也可以將進一步的容量分配消息CAM_2，CAM_3，……發布給無線電網絡控制器20。從無線電網絡控制器20到基站10的空用戶緩存指示可以，例如包括在用於輸送MAC-d PDU的HS-DSCH數據幀中。可選擇地，所述空用戶緩存指示也可以因例如容量請求消息的特定控制消息而實現。
權利要求
1.一種操作無線通信網絡的基站(10)的方法，其中，數據在所述基站(10)和無線電網絡控制器(20)間傳輸，其特徵在於，所述基站(10)自動地發布第一容量分配消息(CAM_1)到無線電網絡控制器(20)，該第一容量分配消息包括所述基站(10)當前支持的基本數據傳送容量的容量信息。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，根據高速下行鏈路分組接入(HSDPA)模式進行數據傳輸。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於，所述基站(10)在從無線電網絡控制器(20)接收容量請求消息之前，發布所述第一容量分配消息(CAM_1)到無線電網絡控制器(20)。
4.根據前面權利要求之一的方法，其特徵在於，所述基站(10)發布一個或多個進一步的容量分布消息(CAM_2，CAM_3，……)，優選地在與無線電網絡控制器(20)進行數據傳輸期間發布。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述基站(10)根據所述無線電網絡控制器(20)的容量請求和/或所述基站(10)當前支持的數據傳送容量，改變包括在所述進一步的容量分配消息(CAM_2，CAM_3，……)中的所述容量信息。
6.根據權利要求4或5的方法，其特徵在於，如果無線電網絡控制器(20)向基站(10)指示空用戶緩存，則所述基站(10)發布進一步的容量分配消息(CAM_2，CAM_3，……)到無線電網絡控制器(20)。
7.一種無線通信網絡的基站(10)，其中，數據在所述基站(10)和無線電網絡控制器(20)之間傳輸，其特徵在於，配置成自動地發布第一容量分配消息(CAM_1)到無線電網絡控制器(20)，所述第一容量分配消息(CAM_1)包括基站(10)當前所支持的基本數據傳送容量的信息。
8.根據權利要求7所述的基站(10)，其特徵在於，能夠執行根據權利要求1到6中的任一個權利要求的方法。
9.一種無線通信網絡的無線電網絡控制器(20)，其中，數據在所述無線電網絡控制器(20)和基站(10)之間傳輸，其特徵在於，所述無線電網絡控制器(20)配置成在發布容量請求消息到所述基站(10)之前接收所述基站(10)的第一容量分配消息(CAM_1)。
10.根據權利要求9所述的無線電網絡控制器(20)，其特徵在於配置成當接收到數據時，特別是當接收到由所述無線電網絡控制器(20)轉發到所述基站(10)的分組數據時，立即啟動到所述基站(10)的數據傳輸。
11.根據權利要求10的無線網絡控制器(20)，配置成根據所述第一容量分配消息(CAM_1)執行所述數據傳輸。
全文摘要
本發明涉及操作無線通信網絡的基站的方法，其中，數據在該基站(10)及無線電網絡控制器(20)之間傳輸。本發明方法的特徵在於，所述基站(10)自動地發布第一容量分配消息(CAM_1)到無線電網絡控制器(20)，該消息包括基站(10)當前支持的基本數據傳送容量的容量信息。本發明還涉及無線通信網絡的一種基站(10)和無線電網絡控制器(20)。
文檔編號H04L29/06GK1794701SQ20051013431
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月14日 優先權日2004年12月23日
發明者哈約·巴克, 克勞斯·凱爾 申請人:埃沃列姆公司