通過無線鏈路控制使基於網際網路協議的語音類型的業務的填充最小化的製作方法

2023-06-01 07:20:41

專利名稱：通過無線鏈路控制使基於網際網路協議的語音類型的業務的填充最小化的製作方法
技術領域：
本發明提供了 一種這樣的技術，在採用分段和級聯的無線鏈路上， 如在3G鏈路層RLC上發送VoIP或相似業務時，它能夠最小化填充 量。減少填充可以導致網絡容量的增加。
背景技術：
寬帶碼分多址(WCDMA)無線鏈路控制(RLC)協議包括將高層"分 組"分段和級聯為RLC協議數據單元(PDU)的功能。RLC通常允許採 用不連續數量的RLC PDU大小進行操作。分段涉及將較大的高層分 組分割或"分段，，為較小的RLC PDU。級聯有助於實現在一個RLC PDU 中發送若千高層分組(的若干部分)。在各分組不是完全適合RLC PDU 的情況下，如果若干高層PDU4非隊等待傳送的話，級聯就可以減少對 填充的需要。分段和級聯在非確認模式(UM)以及確認模式(AM)的 WCDMA RLC中都是可行的。目前在3GPP正討論基於網際網路協議的語音(VoIP)的改進的第二 層(L2)解決方案。例如參見R2-0509693,"用於VoIP的L2最優化(L2 Optimizations for VoIP)" (Qualcomm, 3GPP TSG-RAN WG2 meeting 46bis , 2005年4月4日至4月8日)以及R2-041645, "VoIP支持的 L2考慮因素(L2 Considerations for VoIP Support) ，， (Qualcomm.RAN2#43),通過引用將它們結合到本文中。考慮到在應用級聯的鏈路層協議、如WCDMA RLC上映射的VoIP 服務的情況。在目前的無線鏈路控制協議(RLC)的實現中，無線鏈路控 制通常將輸入服務數據單元(SDU)分段為相等大小的所謂協議數據 單元(PDU),它通常配置成攜帶有40位元組的有效載荷。假定在應用級使用ROHC才艮頭壓縮，以最小化鏈路上發送的IP 開銷，並且話音編解碼器以20毫秒間隔發送159個比特大小的語音幀 (7.95kbps AMR)d這將產生大約24位元組大小的RLC SDU。根據ROHC 實現，準確的大小可能會波動一個比特。類似VoIP的業務的一個典型特徵是分組的相當好的可預測間隔 到達時間。在上述實例中，RLCSDU以(平均)20毫秒的間隔到達時間 到達RLC。除非在RLC層上存在任何排隊，否則將RLCSDU在到達 時直接分段為RLC PDU。 二十四字節SDU僅能填充RLC PDU的一部 分，其餘部分將採用表明SDU結束的一個字節長度的指示符，以及隨 後的十五個字節的填充字節來填充。在這種情況中，添加到業務流的 整個填充大約為百分之三十五。因此，當前的實現是才及低效的，因為 傳輸容量的百分之三十五耗用在發送廢棄位(例如填充字節)方面。對 於類似HSDPA的共享傳輸信道的實現，這尤其會成為問題，在其中， 在擁塞的時間點上，隊列構建會發生在無線電基站中。這意味著，大 量資源即使是在無線電資源缺乏時也是被浪費的，因為大量的資源耗 費在填充上。現有的RLC協議支持級聯，例如下一個SDU的一部分(若干部分) 可級聯到攜帶有一個SDU結束標記的RLC PDU中，因而避免使用填 充。但是，這種級聯要求下一個SDU在無線電網絡控制器(RNC)節點 中是可用的。但在實際上，在SDU之間具有20亳秒(或以上)的VoIP 服務的情況中，如果假設空中接口上為低或中等負荷的話，那麼RNC 緩衝器在大多數的時間為空，。在使用HS-DSCH信道時，對於 HS-DSCH信道，調度緩沖器駐留在節點B(例如無線電基站即RBS)中，並且各RLC SDU通常在到達時直接轉發給節點B，情況尤其是這樣。 因此，所需的以及本發明的 一個目的在於用於減少填充數量並由 此而增加網絡容量和/或效率的裝置、方法和技術。發明內容無線網絡節點包括協議數據單元(PDU)形成邏輯、PDU緩衝器、 級聯定時器和緩沖器讀出機構。協議數據單元(PDU)形成邏輯例如用 於將輸入服務數據單元(SDU)分段，以便形成協議數據單元(PDU)。 PDU緩衝器存儲一個或多個PDU。緩沖器讀出機構控制PDU緩沖器 的內容的讀出。例如，當PDU緩衝器中的PDU的內容沒有達到預定 充填等級時，緩沖器讀出機構使用級聯定時器來確定從PDU緩沖器讀 出PDU的延遲。在從PDU緩衝器中讀出PDU之前，延遲提供了將還 要到達的SDU的至少一部分包含在PDU中的機會，由此能夠減少輸 出PDU中的填充。緩沖器讀出機構將PDU從PDU緩衝器的讀出延遲到(1)緩衝器 中的PDU的內容已經達到預定充填等級，或者(2)預定時間間隔(由級 聯定時器維護)已經到期。在一個非限制性的示例實現中，SDU是二十四字節的基於網際網路 協議的語音(VoIP)分組，它們以二十毫秒間隔到達時間到達；在各PDU 中允許四十個八位字節的有效載荷；並且預定時間延遲設置在二十毫 秒與四十毫秒之間。根據預定充填等級，在一個示例實施例中，如果在傳送PDU緩衝 器中的PDU的當前內容時出現的填充程度不小於某個門限，則緩衝器 讀出機構將PDU從PDU緩沖器中的讀出延遲預定時間間隔。在一個 示例實現中，該門限是PDU大小的長度的百分之十。該技術的另一個方面涉及一種操作無線電接入網節點的方法。該 方法包括將輸入服務數據單元(SDU)分段以便形成協議數據單元(PDU) 的基本示例步驟將一個或多個PDU存儲在PDU緩衝器中；以及在PDU緩衝器中的PDU的內容仍未達到預定充填等級時延遲從PDU緩 沖器讀出PDU。在從PDU緩衝器中讀出PDU之前，延遲提供了將還 要到達的SDU的至少一部分包含在PDU中的機會，由此減少輸出PDU 中的填充。該方法可包括將PDU從PDU緩沖器的讀出延遲到(1)緩 衝器中的PDU的內容已經達到預定充填等級，或者(2)預定時間間隔 已經到期。


通過以下結合附圖對優選實施例的更具體il明，本發明的上述及 其它目的、特徵和優點將會非常明顯，在附圖中，參考標號表示各個 視圖中的相同部件。附圖不一定按照規定比例，重點是在於說明本發 明的原理。圖1是執行RLC協議級聯的控制節點的示意圖。 圖2A和圖2B是說明一個示例實施例的示例步驟的流程圖。 圖3A-圖3C是圖解視圖，說明到達實現了 RLC協議級聯的節點 的三個分組的序列。
具體實施方式
為了便於說明而不是出於進行限制的目的，以下描述中提出了諸 如特定體系結構、接口、技術等的具體細節，以便透徹地了解本發明。然而，本領域的技術人員很清楚，在不同於這些具體細節的其它實施 例中也可實施本發明。也就是iJL,雖然本文中沒有進行明確地描述或 表示，但本領域的技術人員能夠設計各種方案，這些方案可以體現本 發明的原理，因此包含在它的精神和範圍之內。在一些情況中，省略 了對眾所周知的裝置、電路及方法的詳細描述，以免不必要的細節妨 礙對本發明的描述。本文中描述本發明的原理、方面和實施例的所有 陳述及其具體實例意在包含其結構以及功能等效方面。另外，預計這 類等效方面包括當前已知的等效方面以及將來發展的等效方面、即所開發的執行相同功能的任何元件，而與結構無關。因此，例如，本領域的技術人員會理解，本文中的框圖可能表示 體現該技術的原理的說明性電路的概念圖。類似地，大家會理解，任 何流程圖、狀態轉換圖、偽代碼等都表示實質上可通過計算機可讀媒 體所表示、因而可由計算機或處理器所執行的各種過程，無論是否明 確示出這種計算機或處理器。包括標記為"處理器"或"控制器"的功能塊的各種元件的功能 可通過使用專用硬體以及使用能夠與適當軟體結合來運行軟體的硬體 來提供。在由處理器提供時，功能可由單個專用處理器、由單個共享 處理器或者由多個獨立處理器來提供，其中這多個獨立處理器的一部 分可能是共享的或者可能是分布式的。此外，術語"處理器"或"控 制器"的明確使用不應當理解為唯一地表示能夠運行軟體的硬體，而 是非限制性地可包括數位訊號處理器(DSP)硬體、用於存^fi者軟體的只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)和非易失性存儲裝置。根據一個示例模式，RNC分段緩衝器中的最後一個PDU被延遲 某個時間量，這個時間量由以下(僅為了方便起見)被稱作級聯定時器 40的定時器來監控。通過將RNC中的最後一個PDU延遲到下一個 SDU到達，可採用此下一個SDU的若干部分而不是填充來裝填PDU。 這消除了此鏈路上填充的使用，因而增加系統的容量。所付出的代價 無疑是增加的延遲。門限入用於設置輸出PDU中的填充的可接受百分 比。將超過這個等級的PDU存儲，直到級聯定時器超時為止。作為實現的一個非限制性示例實施例，圖l說明了控制節點，如 無線電網絡控制器(RNC)24，它(如箭頭32所示)例如從核心網絡接收 SDU。 RNC 24包括(可選)SDU接收緩衝器34、 PDU形成邏輯36、 PDU 緩衝器38、 PDU緩沖器讀出機構39、級聯定時器40以及其它許多未 示出的組成元件。圖2A和圖2B是流程圖，說明了一個示例實施例的典型的非限制 性示例步驟。圖2A和圖2B的步驟可即時或者實質上即時執行。圖2A具體說明處理輸入SDU的示例步驟，而圖2B則說明在級聯定時器到 期時所執行的示例步驟。觸發採作的兩個事件是(l)輸入SDU(步驟 SA-1)，或者(2)級聯定時器到期(步驟SB-2)。步驟SA-2反映輸入SDU 的接收和處理。作為步驟SA-3，(例如由PDU形成邏輯36)檢查PDU 緩沖器38中是否已經存在任何PDU。如果不存在，則作為步驟SA-4， (例如由PDU形成邏輯36)將輸入SDU分段為PDU，並且PDU存儲在 PDU緩沖器38中。如果PDU已滿，或者如果在這時(PDU緩衝器38 中的PDU的)當前內容^^送時產生的填充的程度小於門限入，則作 為步驟SA-5，(例如由PDU緩衝器讀出機構39)將那個PDU從緩衝器 38讀出到例如節點B。然後，作為步驟SA-6，檢查PDU緩衝器38中 是否存在具有高於門限A的填充比的任何剩餘PDU。如果檢查結果為 肯定，則作為SA-7,級聯定時器40被初始化為零，然後再作為步驟 SA-8被啟動。在級聯定時器40在步驟SA-8開始之後，圖2A的SDU 處理例程暫時結束或掛起(步驟SA-IO)。如果步驟SA7的檢查結果為 否定，則級聯定時器40在步驟SA9淨皮停止，然後圖2A的SDU處理 例程暫時結束或掛起(步驟SA-IO)。如果在步驟SA-4,在接收到輸入SDU時判定有PDU已經駐留在 PDU緩衝器38中，則作為步驟SA-ll,輸入SDU被分段為PDU,並 與已經在PDU緩沖器38中的上一個PDU級聯。作為步驟SA-12,檢 查PDU緩衝器38是否包含填充程度小於門限入的任何PDU。如果步 驟SA-12的判定是肯定的，則執行步驟SA-5以及後續步驟(例如步驟 SA-6、步驟SA-7、步驟SA-8或者(適當的)步驟SA-9)。如杲步驟SA-12 的判定是否定的，則圖2A的SDU處理例程暫時結束或掛起(步驟 SA-13)。如步驟SB-1所反映的那樣，級聯定時器40受到適當監控。如果 級聯定時器40到期，則接收到中斷或另外的指示(步驟SB-2)。由於級 聯定時器40的到期，作為步驟SB-3， PDU緩衝器38中的最後一個 PDU4皮讀出，以及圖2B的定時器監控例程暫時結束。因此，當PDU緩沖器中的PDU的內容沒有達到預定充填等級時， 緩沖器讀出機構使用級聯定時器來確定從PDU緩衝器讀出PDU的延 遲。在從PDU緩沖器中讀出PDU之前，延遲提供了將還要到達的SDU 的至少一部分包含在PDU中的機會，由此減少了輸出PDU中的填充。 緩沖器讀出機構將PDU從PDU緩沖器的讀出延遲到(1)緩衝器中的 PDU的內容已經達到預定充填等級(步驟SA-5)，或者(2)預定時間間 隔(由級聯定時器維護)已經到期(步驟SB-3)。為了使引起的額外延遲儘可能的小，級聯定時器(例如級聯定時器 40)可適配於輸入SDU的間隔到達時間。這可通過對輸入業務上的連 續濾過測量(filtered measurement),或者通過讀取例如保證比特率和幀 大小之類的QoS特徵來進行(如果可行的話)。級聯定時器可設置成略 大於輸入SDU的間隔到達時間，以便覆蓋可能的抖動情況。也可測量 這種糹牛動。考慮圖3A-圖3C的時間序列中所示的示例情況。在該示例情況中， 24位元組的VoIP分組到達PDU緩衝器38,並以20毫秒的時間間隔到 達RLC,在其中，RLC PDU允許每個PDU中有40個八位字節的有效 載荷(除了長度指示符之外)。圖3A說明第一分組(分組射)到達(步驟 2A-2)並存儲在PDU緩衝器38中。對於這個實例假定可接受的填充百 分比設置為10%。由於分組#1是PDU緩衝器38中的唯一分組，因而 PDU緩沖器38隻有24位元組，所以對於分組#1，在步驟SA-5判斷填 充對整個PDU長度的百分比或比率超過門限入。因此，分組#1保留 在PDU緩衝器38(步驟SA-6)中，並且級聯定時器40被初始化(步驟 SA-7)且啟動(步驟SA-8)。優選地，級聯定時器被初始化/設置為大於 20毫秒、但在這個實例中小於40毫秒的值。圖3B說明了第二分組(分組#2)的到達。在第二分組(分組#2)到達 時，在步驟SA-3確定PDU已經駐留在PDU緩衝器38中，即，分組 #1已經在緩衝器38的第一PDU中。因此，作為步驟SA-ll,新到達 的分組(分組#2)在38中分段為兩個RLCPDU。因此，PDU緩沖器38中的第一 PDU包括第一 VoIP分組、一字節長度的指示符(LI)和十五字 節的第二VoIP分組。但是，第二分組的九個字節不能裝配入PDU緩 衝器38的第一 RLC PDU，因此存儲在PDU緩衝器38的第二 PDU位 置上，如圖3B所示。PDU緩衝器38的第一 PDU按照步驟SA-5讀出，如圖3B所示。 但是，由於在步驟SA-6判定PDU緩衝器38的第二 PDU(如圖3B所 示)中的填充的百分比高於門限人，所以執行兩個步驟SA-7和步驟 SA-8。在步驟SA-7，級聯定時器40被重新初始化，並且在步驟SA-8， 級聯定時器40再次被啟動。在圖3C所示的接收"第三'，分組(分組#3)時，作為步驟SA-ll, 第三分組與已存儲的、分組#2的九字節級聯到PDU緩沖器38的唯一 佔用的PDU(PDU #2)。在這種情況中，PDU #2的佔用(單位為八位字 節)為9+24=33八位字節加上2長度指示符，因而小於RLCPDU有 效載荷大小。根據"最優化"等級(延遲對容量)，PDU弁2這時可採用 七個八位字節的填充來發送，或者被存儲以便與又一個VoIP分組級 聯。對於10%的門限，在步驟SA-12確定PDU #2應當仍然保留在PDU 緩衝器38中。注意，在這種情況中，因為沒有發送PDU，所以級聯 定時器40沒有重新被啟動。級聯定時器40始終特定於PDU。通過使 用更高的門限，如20%，圖3C的PDU弁2將被發送，從而引起更多的 填充但更小的延遲。對於下行鏈路，所提出的功能可在RNC中實現，而無需對標準進 行改變。而上行鏈路則確實需要標準化解決方案。本文所述的技術為類似VoIP的服務提供了一種用於在延遲性能 與容量之間進行折衷的機制。在活動時，這些技術能夠減少無線鏈路 上的填充量，這將增加系統的容量。從PDU緩沖器38和從包含PDU緩沖器38的節點讀出分組可能 對任何適當的裝置或傳輸線而進行。此外，"讀出"的概念可包括將 PDU從PDU緩衝器38移動到適當的傳輸單元，以便將PDU從包含PDU緩沖器38的節點或裝置中傳送出去。雖然已經詳細說明和描述了本發明的各種實施例，但權利要求不 限於任何具體實施例或實例。以上描述不應當被理解為表示任何具體 元件、步驟、範圍或功能是絕對必要的而使得它必須包含在權利要求 的範圍內。專利主題的範圍僅由權利要求書來定義。法律保護的範圍 由所允許的權利要求及其等效物中所述的詞語來定義。要理解，本發 明並不限於所公開的實施例，而是意在涵蓋各種修改和等效配置。
權利要求
1.一種無線電接入網節點，包括協議數據單元(PDU)形成邏輯，用於將輸入服務數據單元(SDU)分段，以便形成協議數據單元(PDU)；PDU緩衝器，用於存儲一個或多個PDU；級聯定時器；緩衝器讀出機構，用於控制PDU緩衝器中的PDU的讀出，所述緩衝器讀出機構經過設置，因而在所述PDU緩衝器中的PDU的內容還沒有達到預定充填等級時，所述緩衝器讀出機構採用所述級聯定時器來確定從所述PDU緩衝器中讀出PDU的延遲，以便在從所述PDU緩衝器中讀出PDU之前，提供將還要到達的SDU的至少一部分包含在所述PDU中的機會，並由此減少輸出PDU中的填充。
7. 如權利要求6所述的節點，其特徵在於，所述門限是所述PDU 的長度的百分之十。
8. 如權利要求l所述的節點，其特徵在於，在從所述緩衝器中讀 出PDU時，所述級聯定時器被重置。
9. 一種操作無線電接入網節點的方法，包括 將輸入服務數據單元(SDU)分段，以便形成協議數據單元(PDU); 在PDU緩衝器中存儲一個或多個PDU;當所述PDU緩沖器中的PDU的內容仍未達到預定充填等級時， 使所述PDU緩衝器的PDU的讀出延遲，由此提供了在從所述PDU緩 沖器中讀出PDU之前，將還要到達的SDU的至少一部分包含在所述 PDU中的機會，並由此減少了輸出PDU中的填充。
10. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括將PDU從所 述PDU緩衝器的讀出延遲到(l)所述緩衝器中的PDU的內容已經達 到所述預定充填等級，或者(2)予貞定時間間隔已經到期。
11. 如權利要求IO所述的方法，其特徵在於，還包括為輸入SDU 的間隔到達時間調節所述預定時間間隔。
12. 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，還包括通過對輸入 業務上的連續濾過測量或者通過讀取服務質量(QoS)特徵，而為輸入 SDU的間隔到達時間調節所述予頁定時間間隔。
13. 如權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述SDU是二十 四字節的基於網際網路協議的語音(VoIP)分組，所述分組以二十毫秒的 間隔到達時間到達，還包括在每個PDU中允許四十個/\位字節的有效載荷； 將所述預定時間延遲設置在二十毫秒與四十毫秒之間。
14. 如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括如果在傳 送所述PDU緩衝器的當前內容時出現的填充程度不小於某個門限，則 延遲所述PDU緩衝器的讀出。
15. 如權利要求14所述的方法，其特徵在於，所述門限是所述PDU大小的長度的百分之十。
16.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，還包括在從所述緩沖器中讀出PDU時重置所述級聯定時器。
全文摘要
無線電接入網節點(24)包括協議數據單元(PDU)形成邏輯(36)、PDU緩衝器(38)、級聯定時器(40)和緩衝器讀出機構(39)。協議數據單元(PDU)形成邏輯(36)例如用於將輸入服務數據單元(SDU)分段，以便形成協議數據單元(PDU)。PDU緩衝器(38)存儲一個或多個PDU。緩衝器讀出機構(39)控制PDU緩衝器(38)的內容的讀出。例如，當PDU緩衝器(38)中的PDU的內容仍未達到預定充填等級時，緩衝器讀出機構(39)使用級聯定時器來確定從PDU緩衝器(38)讀出PDU的延遲。在從PDU緩衝器(38)中讀出PDU之前，延遲提供了將還要到達的SDU的至少一部分包含在該PDU中的機會，並由此減少輸出PDU中的填充。
文檔編號H04L12/56GK101223743SQ200680026024
公開日2008年7月16日 申請日期2006年6月27日 優先權日2005年7月19日
發明者J·託斯納, M·薩格福斯, S·韋傑 申請人:艾利森電話股份有限公司