用於增強的回程流控制的技術的製作方法

2023-06-21 13:30:51 3

專利名稱：用於增強的回程流控制的技術的製作方法
技術領域：
本公開一般涉及通信系統，更具體地涉及增強的回程流控制。
背景技術：
通信系統，特別是無線通信系統，被廣泛地用於提供各種類型的通信內容，例 如語音、數據等。這些系統可以是能夠通過共享可用系統資源(例如，帶寬和發射功率) 來支持與多個用戶通信的多址系統。這種多址系統的例子包括碼分多址(CDMA)系統、 時分多址(TDMA)系統、頻分多址(FDMA)系統、3GPP長期演進(LTE)系統以及正交 頻分多址(OFDMA)系統。無線多址或多載波通信系統能夠同時支持多個無線終端的通信。每個終端經由 前向鏈路和反向鏈路上的傳輸來與一個或多個基站進行通信。前向鏈路(或下行鏈路) 是指從基站到終端的通信鏈路，反向鏈路(或上行鏈路)是指從終端到基站的通信鏈路。為了提高無線資源效率，通過允許數據業務在相同時間在多個載波上流動來實 現多載波系統。因此增加了系統效率和性能，並且降低了總的系統延遲。對資源進行組 合能夠提供統計集群增益是本領域公知的。因此，需要如下多載波系統，其優化了系統操作和流控制以允許最大的統計集
群增 ο

發明內容
提供了用於增強的回程流控制的技術。在示例性實施例中，描繪了一種回程控 制系統，其包括基站控制器(BSC)、回程網絡以及基站收發臺(BTS)。它們分別響應於 所發送的以及所接收的數據和消息。在一方面，BTS包括隊列和控制器。由控制器基於 對目標隊列大小的值的計算來調整隊列中的數據量。控制器基於目標隊列大小的值非均 勻地調整隊列中的數據量，其中目標隊列大小的值基於通信系統參數。對目標隊列大小 和隊列中的數據量進行調整，從而減少緩衝器欠載(underran)、降低系統延遲並增加通信 系統吞吐量。下面更具體地描述了本公開的各個其它方面和實施例。本發明內容既不旨在也不應理解為代表本公開的完整範疇和範圍，其中根據具 體描述，尤其是當結合附圖進行具體描述時，這些及其它方面將變得更加顯而易見。


圖1示出了基於IP的多載波無線通信系統的方框圖。圖2示出了基於IP的多載波無線通信系統內的BTS的方框圖。圖3示出了根據示例性實施例由BTS控制器執行的用於增強的流控制的過程。圖4示出了圖3中的過程的更具體的流程圖。圖5示出了根據可替換示例性實施例的用於增強的回程控制的更具體的流程 圖。圖6示出了更新用於增強的流控制的目標隊列大小的子過程的例程。圖7示出了由BSC執行的用於增強的回程流控制的過程。圖8示意性示出了隨時間對目標隊列大小的調整。為了有助於理解，使用了相同的附圖標記來標記在圖中通用的相同元件。除此 之外，在合適時可以增加下標以區分這些元件。為便於說明，簡化了附圖中的圖形並且 不必按比例來進行描繪。這些附圖示出了本公開的示例性配置，因此不應被視為限定本公開的範圍，本 公開可以適用於其它等效配置。因此，能夠設想到一些配置的特徵可以有利地併入其它 配置，而不需要進行進一步描述。
具體實施例方式這裡使用詞語「示例性」來表示「作為例子、實例或示例」。這裡描述為「示 例性」的任何實施例不必理解為比其它實施例更優或有利。下面結合附圖給出的具體描述旨在作為對本發明的示例性實施例的描述，而非 旨在表示能夠實施本發明的僅有實施例。在整個描述中使用的詞語「示例性」表示「作 為例子、實例或示例」，並且不應理解為比其它示例性實施例更優或有利。該具體描述 包括具體細節以用於提供對本發明的示例性實施例的全面理解。對本領域技術人員而言 顯而易見的是，在沒有這些具體細節的情況下也可以實施本發明的示例性實施例。在一 些實例中，以方框圖的形式示出了公知結構和設備以便避免掩蓋這裡給出的示例性實施 例的新穎性。這裡描述的技術可以用於各種無線通信網絡，例如碼分多址(CDMA)網絡、時 分多址(TDMA)網絡、頻分多址(FDMA)網絡、正交FDMA(OFDMA)網絡、單載波 FDMA(SC-FDMA)網絡等。術語「網絡」和「系統」經常可以互換使用。CDMA網 絡可以實現諸如通用陸地無線接入(UTRA)、cdma2000等的無線電技術。UTRA包括寬 帶 CDMA(W-CDMA)和低碼片速率(LCR)。Cdma2000 包括 IS-2000、IS-95 和 IS-856 標準。TDMA網絡可以實現諸如全球移動通信系統(GSM)的無線電技術。OFDMA 網絡可以實現諸如演進 UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、IEEE802.20、 Flash-OFDM等的無線電技術。UTRA、E-UTRA和GSM是通用移動電信系統(UMTS) 的一部分。長期演進(LTE)是使用E-UTRA的UMTS的即將發布的版本。在來自名 為「第三代合作夥伴項目」(3GPP)的組織的文檔中描述了 UTRA、E-UTRA、GSM、 UMTS和LTE。在來自名為「第三代合作夥伴項目2」(3GPP2)的組織的文檔中描述了 Cdma2000。這些不同的無線電技術和標準是本領域公知的。如本領域公知的，還使用了網際網路協議(IP)來描述使用數據分組來進行發送和接收的通信系統的一般類別。圖1示出了基於IP的多載波無線通信系統100的方框圖。本領域技術人員應當 理解，僅描繪了無線系統100的那些功能部件，以便於描述所給出的示例性實施例。本 領域技術人員還應理解所給出的示例性實施例也可以用於非無線通信系統，在這些系統 中存在使用IP網絡上的數據分組的數字信息流。此外，如本領域公知的，回程流控制描 述了通信系統中的控制系統，其針對時序或其它預定事件來引導數據的移動。無線系統100由一個或多個基站控制器(BSC) 102a、…、102η組成。每個BSC
102使用網際網路協議(IP)通過各自的回程連接103a..... 103η耦合到回程網絡104。回
程連接103由本領域公知的技術(例如，Tl、Τ3、無線)組成。基站收發臺(BTS) 106a、106b、…、106η通過各自的耦合連接108a、108b、…、 108η耦合到回程網絡104。回程網絡104是本領域公知的網絡(例如，網際網路、ATM、 幀中繼)。耦合連接108也由本領域公知的技術組成。BSC 102通過回程網絡104向BTS 106發送無線網絡數據和控制信號以及從 BTS 106接收無線網絡數據和控制信號。BTS 106通過無線載波下行鏈路(下行鏈路信 號)110a、…、IOOn來向接入終端(AT) 114a、…、114η發送數據。BTS 106還通過無線
載波上行鏈路(上行鏈路信號)112a..... 112η來接收數據。接入終端114也可以稱為
用戶設備(UE)、無線通信設備、終端、接入終端或一些其它術語。基於IP的多載波無線通信系統100允許使用多個下行鏈路信號110同時向任意 接入終端114發送數據以增加數據吞吐量、降低延遲並改善系統吞吐量性能。該多個下 行鏈路信號110可以在頻分雙工(FDD)鏈路上或者在單個BTS內的多個載波上。如本領域公知的，每個BTS可以由多輸入多輸出(MIMO)天線配置組成或者 可以由多個天線扇區配置組成。如本領域公知的，多載波系統採用使用無線電鏈路協議 (RLP)的無線電鏈路控制(RLC)。因為多載波無線系統提供更好的無線資源利用、更好的系統延遲以及改進的連 接速度，所以在本領域中使用該系統。無線系統通過有損信道來發送信息，並且該信息 將存在數據錯誤。當在所接收的下行鏈路信號Iio中出現數據錯誤時，AT 114將向相 應的BTS 106發送自動重傳請求(ARQ)以請求相應的BSC 102重新發送被錯誤接收的信 息。如本領域公知的，無線系統100是基於IP的並且採用數據分組，其中該數據分組的 大小在數據傳輸中可以不同。由BSC 102發送的數據塊可以分割為更小的塊並分布在多 個BTS 106中。該示例性實施例中的增強的回程流控制可以帶來更低的延遲、更高的系 統吞吐量以及降低的緩衝器欠載。本領域技術人員應當意識到，增強的流控制可以實現在所有BTSn中，其中η = 1、2、3..... η,或者可以實現在BTSn的子集中，從而允許系統的靈活性。圖2示出了基於IP的多載波無線通信系統內的BTS的方框圖。控制器208通 過如前面所描述的回程網絡104與任何特定BSC 102進行雙向通信。來自任何特定BSC 102的分組數據210為隊列202饋給將要通過無線信道發送的信息。因為任意單個BTS 106均可能實現多載波無線系統，所以隊列202可以由多個 隊列組成。隊列202向調度器204(其也可以由多個調度器組成)進行饋送，調度器204 按照時間調度如何在各自的載波處發送數據，並且可以動態地調整其調度以適應變化的信道條件、接入終端114負載、多址終端114a、…、114η、發射功率以及本領域公知的其 它參數。控制器208可以從任意特定BSC 102接收信息。如本領域公知的，調度器204 向數據Tx/Rx 206進行饋送，其中數據Tx/Rx 206實現系統的物理層並且發送和接收無線 信息。多載波系統針對在IP無線系統上發送的特定數據塊採用多個隊列。分組數據210 可以包括更大數據塊的子塊，例如由特定BSC進行分割以助於數據的多載波傳輸。AT 114接收空口傳輸並對所接收的數據進行解碼。在多載波無線系統中，分組可能無序地到 達接入終端114(例如，一些數據分組是在具有更高吞吐量的載波上發送的)，使得任意 特定數據塊可能是不完整的。在本領域中，無序數據稱為「歪斜失真(skew)」，而丟失 的數據稱為刪除失真(erasure)。無線電鏈路協議(RLP)是本領域公知的術語，其用於從 BSC 102向AT 114提供對數據流的可靠有序的傳遞。因為例如TCP的高層協議可能不能 適合在無線系統中通常出現的、不可預期且不可靠的數據傳輸情況，所以需要RLP。此 外，對於多鏈路多流無線電鏈路協議(RLP)，如本領域公知的，AT 114通常在檢測到所 接收數據中的間隔之後等待某個預定時間T。如果在時間T之後，AT 114確定存在丟失 的或錯誤的數據分組，則AT 114將在回程網絡104上通過上行鏈路信號112通過相應的 BTS 106向相應的BSC 102發送否定確認(NACK)以便重傳丟失的數據。由於丟失的數 據而發生的數據重傳會對整個無線系統100的吞吐量性能產生負面影響，因此是不期望 的。一種解決方案是使用相當長的時間T來等待遲些仍會到達的分組。如果將T選擇為 相對較大，則當刪除失真出現時系統延遲會顯著增加。因此，使T最小而同時使歪斜失 真最小是重要的。如本領域所公知的，歪斜失真是指數據分組不按照原始發送的順序到 達。用於無線系統優化的一種方法是動態地改變T值。在實踐中，由於不易於計算的因 素，例如扇區負載、信道條件以及變化的往返延遲，因此不能以確定的方式選擇最優的T 值。希望以自適應方式來增加系統效率並減少由於無序或丟失數據而造成的數據重傳。 根據示例性實施例，可以自適應地調整隊列202的大小以使歪斜失真最小化。如果隊列 202過小，則會發生不期望的緩衝器欠載。如本領域所公知的，將緩衝器欠載定義為在隊 列202處缺乏數據而BTS 106具有充足的物理層資源來發送更多數據並且BSC 102仍具有 可用於傳送到AT 114的數據。如本領域所公知的，流控制是一種用於控制從源端到目的端的數據流的機制。 在無線通信系統中，使用流控制調節從BSC 102通過回程網絡104到BTS 106的數據傳 輸。無線系統中的典型流控制使用閉環機制，其中BTS106能夠向BSC 102發送確認消 息。本領域技術人員將會意識到，流控制窗是在沒有來自BTS 106的任何確認的情況下 能夠發送的數據量。在多載波無線系統中使用流控制，其中在該多載波無線系統中有多 個BTS 106，並且每個BTS 106可能由於硬體、軟體和操作約束而具有不同的對來自BSC 102的數據進行處理的能力。在完成每個流控制窗傳輸之後，BTS 106可以向BSC 102 確認數據傳輸以及傳送附加的信息消息。如本領域技術人員所認識到的，術語「流控制 窗」和「目標隊列」是同義的並且所謂「隊列的大小」和「目標隊列大小」是用於描 述流控制和流控制窗的術語。圖3示出了由BTS控制器執行的用於增強的流控制的過程。該示例性實施例適 用於基於網際網路協議(IP)的通信系統，該通信系統用於在網際網路協議版本4(IPv4)系統 和網際網路協議版本6 (IPv6)系統中的至少一個系統中進行操作。
流程方框302等待針對至少一個預定事件的進入到隊列202中的數據，其中該至 少一個預定事件是時間間隔、所接收數據量間隔以及時間間隔和所接收數據量間隔的組 合中的至少一個。然後流程繼續到方框304，其中控制器208計算針對如上所述的至少 一個預定事件的目標隊列大小(Target_QBTS)。然後流程移動到方框306，其中控制器208 基於所計算的針對至少一個預定事件的目標隊列大小來以非均勻的方式調整隊列的大小 (Q_bts)。應當注意，由BTS 106通過對到BSC 102的數據傳輸的請求進行管理來間接地 執行對隊列大小(Q_bts)的調整。如果隊列的大小將要增加，則BTS 106將向BSC 102 發送消息以便發送更多數據。如果隊列的大小將要減小，則BTS 106將在每個流控制窗 向BSC 102發送消息以便減少將要發送的數據量。根據該示例性實施例，在下面的表格中定義了下列參數和變量
Qbts在BTS處的當前隊列大小或隊列中的數據量，以字節為單位Qbsc在BSC處的當前隊列大小，以字節為單位Target Qbts在BTS處的目標隊列大小，以字節為單位Current Bytes已經由調度器發送到AT 114的當前字節數Bytes_since_last_request自BTS的最後的流控制請求以來已經發送的字節數FC_Bytes_Trigger在從BTS發送下一個流控制請求之前保留的字節數Target_QBTS_Freeze狀態標記，當設置為邏輯「真」(1)時向BTS通知不改變 Target_QbtsQBTS_Thresh以字節為單位的閾值，其中將對Twgei一進行調整k用於對流控制請求的數目進行控制的常量Min_Target_QBTS的最小大小，以字節為單位，通常設置為 QBTS_Thresh/(l-l/k)Target_QBTS_DECJJONST和式減小常量，以字節為單位Target一 QBTSJNC—FAC積式増加因子Qmax在BTS處的最大可能隊列大小，以字節為單位
權利要求
1.一種通信系統中的方法，包括基於至少一個預定事件的操作參數來計算目標隊列大小(Target_QBTS)，其中所述至 少一個預定事件是時間間隔、所接收數據量間隔以及時間間隔和所接收數據量間隔的組 合中的至少一個；以及以非均勻間接方式基於所計算的目標隊列大小來調整隊列的大小(Q_bts)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，調整隊列的大小(Q_bts)以減小延遲。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，調整隊列的大小(Q_bts)以減小緩衝器欠載。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，調整隊列的大小(Q_bts)以增加通信系統吞吐量。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，針對所述至少一個預定事件有選擇地實現調整 隊列的大小(Q_bts)。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，將隊列的目標大小(Target_Q_BTS)調整到不小 於最小值(Q_mm)且不大於最大值(Q_max)的大小。
7.—種用在通信系統中的設備，所述設備具有隊列和控制器，所述控制器用於 基於至少一個預定事件的操作參數來計算目標隊列大小(Target_QBTS)，其中所述至少一個預定事件是時間間隔、所接收數據量間隔以及時間間隔和所接收數據量間隔的組 合中的至少一個；以及以非均勻間接方式基於針對至少一個預定事件所計算的目標隊列大小來調整隊列的 大小(Q_bts)。
8.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器調整隊列的大小(Q_bts)以減小延遲。
9.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器調整隊列的大小(Q_bts)以減小緩 衝器欠載。
10.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器調整隊列的大小(Q_bts)以增加系統吞吐量。
11.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器和隊列是多載波無線系統(100) 的一部分。
12.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器用於實現和禁止對隊列的大小 (Q_bts)的調整。
13.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器用於將隊列的目標大小(Target_ Q_bts)調整為不小於最小值(Q_mn)且不大於最大值(Q_max)。
14.根據權利要求7所述的設備，其中，所述控制器和隊列是基於網際網路協議(IP)的 通信系統的一部分，所述基於網際網路協議(IP)的通信系統用於在網際網路協議版本4(IPv4) 系統和網際網路協議版本6 (IPv6)系統中的至少一個系統中進行操作。
15.—種基站收發臺(BTS)，包括隊列和控制器，所述控制器用於 基於至少一個預定事件的操作參數來計算目標隊列大小(Target_QBTS)；以及以非均勻間接方式基於所計算的目標隊列大小來調整隊列的大小(Q_bts)，其中所述 至少一個預定事件是時間間隔、所接收數據量間隔以及時間間隔和所接收數據量間隔的 組合中的至少一個。
16.根據權利要求15所述的BTS，其中，調整隊列的大小(Q_bts)以減小延遲。
17.根據權利要求15所述的BTS，其中，調整隊列的大小(Q_bts)以減小緩衝器欠載。
18.根據權利要求15所述的BTS，其中，調整隊列的大小(Q_bts)以增加系統吞吐量。
19.根據權利要求15所述的BTS，其中，所述BTS是多載波無線系統(100)的一部分。
20.根據權利要求15所述的BTS，其中，所述控制器還用於實現和禁止對隊列的大小 (Q_bts)的調整。
21.根據權利要求15所述的BTS，其中，將隊列的目標大小(Target_Q_BTS)調整為不 小於最小值(Q_mm)且不大於最大值(Q_max)。
22.根據權利要求15所述的BTS，其中，所述BTS是基於網際網路協議(IP)的通信系 統的一部分，所述基於網際網路協議(IP)的通信系統用於在網際網路協議版本4(IPv4)系統 和網際網路協議版本6 (IPv6)系統中的至少一個系統中進行操作。
23.—種用在通信系統中的設備，包括隊列，所述設備包括用於基於至少一個預定事件的操作參數來計算目標隊列大小(Target_QBTS)的模塊， 其中所述至少一個預定事件是時間間隔、所接收數據量間隔以及時間間隔和所接收數據 量間隔的組合中的至少一個；以及用於以非均勻間接方式基於所計算的目標隊列大小來調整隊列的大小(Q_bts)的模塊。
24.根據權利要求23所述的設備，其中，所述用於調整隊列的大小(Q_BTS)的模塊減 小延遲。
25.
26.根據權利要求23所述的設備，其中，所述用於調整隊列的大小(Q_BTS)的模塊減 小緩衝器欠載。
27.根據權利要求23所述的設備，其中，所述用於調整隊列的大小(Q_BTS)的模塊增 加通信系統吞吐量。
28.根據權利要求23所述的設備，其中，針對所述至少一個預定事件有選擇地實現所 述用於調整隊列的大小(Q_bts)的模塊。
29.根據權利要求23所述的設備，其中，所述用於調整隊列的目標大小(Target_Q_ bts)的模塊將大小調整為不小於最小值(Q_mn)且不大於最大值(Q_max)。
30.一種包括指令的機器可讀介質，其中當機器執行所述指令時使得所述機器 基於至少一個預定事件的操作參數來計算目標隊列大小(Target_QBTS)，其中所述至少一個預定事件是時間間隔、所接收數據量間隔以及時間間隔和所接收數據量間隔的組 合中的至少一個；以及以非均勻間接方式基於所計算的目標隊列大小來調整隊列的大小(Q_bts)。
31.根據權利要求30所述的機器可讀介質，其中，針對所述至少一個預定事件有選擇 地實現用於調整隊列的大小(Q_bts)的指令。
32.根據權利要求30所述的機器可讀介質，其中，用於調整隊列的目標大小(Target_ Q_bts)的指令將大小調整為不小於最小值(Q_mn)且不大於最大值(Q_max)。
全文摘要
提供了用於增強的回程流控制的技術。在示例性實施例中，描繪了一種回程控制系統，其包括基站控制器(BSC)、回程網絡以及基站收發臺(BTS)。它們分別響應於所發送的以及所接收的數據和消息。在一方面，BTS包括隊列和控制器。由控制器基於對目標隊列大小的值的計算來調整隊列中的數據量。控制器基於目標隊列大小的值非均勻地調整隊列中的數據量，其中目標隊列大小的值基於通信系統參數。對目標隊列大小和隊列中的數據量進行調整，從而減少緩衝器欠載、降低系統延遲並增加通信系統吞吐量。
文檔編號H04W28/10GK102017695SQ200980116703
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月7日 優先權日2008年5月9日
發明者M·亞武茲, P·丁娜功西素帕普, R·雷扎法, V·古普塔 申請人:高通股份有限公司