專利名稱：通信系統(tǒng)中發(fā)射機和接收機實體之間的流控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及到通信系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更加具體而言，通過(但是不局限于)實例，涉及到處理由用戶使通信系統(tǒng)過載而導(dǎo)致的潛在的緩沖器溢出。
相關(guān)技術(shù)描述出于商業(yè)、社會化和娛樂的目的，接入并且使用無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)變得越來越重要，并且越來越流行。目前，無線網(wǎng)絡(luò)用戶依賴于網(wǎng)絡(luò)進行語音和數(shù)據(jù)通信。而且，不斷增長的用戶數(shù)量要求業(yè)務(wù)和能力種類不斷增加，并且為例如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等活動提供更寬的帶寬。為了解決并且滿足新業(yè)務(wù)和更寬帶寬的要求，無線通信產(chǎn)業(yè)需要不斷地改進其業(yè)務(wù)數(shù)量及其無線網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。提供附加業(yè)務(wù)以及更寬帶寬都需要擴展和改進基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，這是非常昂貴的，而且還是勞動力密集型的工作。而且，用戶最終還會提出高帶寬數(shù)據(jù)流的要求，以支持例如實時的音頻-視頻下載以及在兩個或多個人之間的直接音頻-視頻通信等功能。因此在未來，引入下一代無線系統(tǒng)，而不再試圖去升級現(xiàn)有系統(tǒng)是必要的，并且/或者是更加成本有效的。
為了做到這一點，無線通信行業(yè)打算繼續(xù)去改進其所依賴的技術(shù)能力，并且部署下一代系統(tǒng)供其用戶使用。被設(shè)計去滿足無線用戶不斷發(fā)展的要求的下一代標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議正在由第三代合作項目組織(3GPP)進行標(biāo)準(zhǔn)化工作。這一組協(xié)議總體被稱為通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)。
現(xiàn)在參考圖1，以100總體說明有益地采用本發(fā)明的示范無線通信系統(tǒng)。在UMTS網(wǎng)絡(luò)100中，網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)包括核心網(wǎng)120和UMTS地面無線接入網(wǎng)(UTRAN)130。UTRAN 130至少部分地由多個無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)140組成，其中每個控制器都被耦合到一個或多個相鄰的節(jié)點B150。每個節(jié)點B150負責(zé)指定的地理小區(qū)，而且控制RNC140負責(zé)在該節(jié)點B150與核心網(wǎng)120之間路由用戶和信令數(shù)據(jù)。所有的RNC 140都可以直接或間接地相互耦合。在第三代合作項目組織3GPP的技術(shù)規(guī)范TS 25.401 V2.0.0(1999-09)中給出了UTRAN 130的總體概述，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。UMTS網(wǎng)絡(luò)100中還包括多個用戶設(shè)備(UE)110。UE可以包括例如移動臺、移動終端、具有無線鏈接的便攜式電腦/個人數(shù)字助理(PDA)等。
在UMTS框架結(jié)構(gòu)的示范第二層中，提供了一組無線接入承載(RAB)，使得無線資源和業(yè)務(wù)可以供用戶應(yīng)用來使用。對于每個移動臺來說，可以存在一個或若干個RAB，以及以分段形式給出的從RAB到各個無線鏈路控制(RLC)實體的數(shù)據(jù)流。RLC實體緩沖存儲接收到的數(shù)據(jù)分段，并且把RAB映射到各個邏輯信道中。媒體接入控制(MAC)實體接收邏輯信道中傳送的數(shù)據(jù)，并且進一步把邏輯信道中的數(shù)據(jù)映射到一組傳輸信道中。傳輸信道進而又被映射到單個物理傳輸信道中，該信道具備由相關(guān)網(wǎng)絡(luò)為其分配的特定總帶寬。連接到專用傳輸信道的MAC實體被稱為MAC-d，以及連接到公共傳輸信道的MAC實體被稱為MAC-c。最好是，UMTS中的每個移動臺具有一個MAC-d實體，以及每個小區(qū)具有一個MAC-c實體。
在系統(tǒng)的每個傳輸時間間隔內(nèi)，MAC實體必須判斷在與之連接的每個傳輸信道中要傳送多少數(shù)據(jù)。在做出該判斷的過程中，需要共享邏輯信道之間的全部可用帶寬，該邏輯信道要從不同RAB以及它們的、耦合到不同移動臺的各個RLC中接收信息。過去，在多個輸入數(shù)據(jù)流之間共享資源被稱為通用處理器共享(Generalized Processor Sharing，GPS)。然而現(xiàn)在已經(jīng)認識到，在UMTS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)直接利用GPS進行帶寬分配是有困難的。更加具體而言就是，GPS假設(shè)數(shù)據(jù)可以在MAC實體邏輯信道中以無限小的數(shù)據(jù)塊發(fā)送。而這一點在UMTS內(nèi)是不可能的。相應(yīng)地，為了共享從不同RAB接收信息的不同邏輯信道之間的所有的可用帶寬，有必要提供用于管理或控制UMTS內(nèi)的數(shù)據(jù)流的其它替代設(shè)計方案。
發(fā)明概述本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和設(shè)計可以補救上述指出的缺陷，以及與現(xiàn)有方案相關(guān)的其它缺陷。更加具體而言就是，提出如下可用的設(shè)計方案，即使得來自分別與不同邏輯信道相關(guān)的多個不同MAC-d實體的數(shù)據(jù)流可以公平地共享MAC-d實體和一個公共MAC-c實體之間的數(shù)據(jù)速率，而且還可以把MAC-c緩沖器維持在或者接近所期望的填充級別。這可以通過如下操作來實現(xiàn)，即根據(jù)順序，循環(huán)或者流活動性原理，并且利用有關(guān)各個RLC/MAC-d實體的緩沖器填充級別的可用信息，在MAC-d實體的活動數(shù)據(jù)流之間共享MAC-c緩沖器的空閑空間。
總之，本發(fā)明提供在無線通信系統(tǒng)中進行流控制的方法，其中包含如下步驟提供接收機實體以及一個或多個發(fā)射機實體，當(dāng)給定發(fā)射機實體從接收機實體接收到信用額時，給定發(fā)射機實體進行發(fā)送。方法中還包括確定是否給予各個發(fā)射機實體信用額的步驟。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該方法包含按順序或循環(huán)方式，從各個發(fā)射機實體向接收機實體發(fā)送數(shù)據(jù)分組。接收機實體中包含具備接收機緩沖器的公共媒體接入控制實體(MAC-c)，而且每個發(fā)射機實體包含專用媒體接入控制實體(MAC-d)，每個發(fā)射機實體與另一緩沖器相關(guān)。在一有用的實施例中，確定步驟的確定(至少部分)基于接收機緩沖器的填充級別，而且還基于與各個發(fā)射機實體相關(guān)的一個或多個緩沖器的填充級別。在另一有用的實施例中，確定(至少部分)基于接收機緩沖器的填充級別，但是不基于與發(fā)射機實體相關(guān)的任何緩沖器的填充級別。本發(fā)明的另一實施例中包括確定第一活動發(fā)射機實體是否具有小于相關(guān)緩沖器的緩沖器填充級別的當(dāng)前信用額，而且如果有，則把第一活動發(fā)射機實體的當(dāng)前信用額加一，并且把可用的信用額數(shù)量減一。為每個活動發(fā)射機實體重復(fù)這種確定步驟，直到可用的信用額數(shù)量被耗盡，或者所有活動發(fā)射機實體都具有與其相應(yīng)緩沖器填充級別相對應(yīng)的當(dāng)前信用額。這一實施例中還包括如下步驟，即記錄最后一個接收信用額的活動發(fā)射機，以及在下一個分發(fā)信用額的場合，使得按順序緊跟最后一個活動發(fā)射機的另一個活動發(fā)射機實體成為接收信用額的第一個活動發(fā)射機實體。
隨后參考附圖中給出的說明性實例，詳細解釋本發(fā)明的上述以及其它特征。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解到，出于說明和理解的目的提供所描述的實施例，并且在此可以考慮多種等效實施例。
附圖簡述參考隨后的詳細描述，以及結(jié)合附圖，可以更加完整地理解本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和設(shè)計，附圖中包括圖1說明有益地采用本發(fā)明的示范無線通信系統(tǒng)；圖2說明有益地采用本發(fā)明的示范下一代系統(tǒng)的協(xié)議模型；圖3說明根據(jù)本發(fā)明的示范下一代系統(tǒng)的示范第二層體系結(jié)構(gòu)的概述；圖4以流程圖的形式，說明用于為在圖3的示范第二層體系結(jié)構(gòu)中的實體之間的數(shù)據(jù)流分配帶寬資源的示范方法；圖5說明在發(fā)射和接收實體之間相互連接的、包含本發(fā)明實施例的流控制；圖6更加詳細地示出圖5的實施例的一部分；圖7說明圖5的實施例的緩沖器；圖8說明圖5中所示的實施例的流控制的操作；圖9給出本發(fā)明的第二實施例的緩沖器；圖10是說明第二實施例操作的概要框圖；圖11是針對第二實施例，描述緩沖器填充級別以及信用額之間關(guān)系的示意圖；圖12和13是用于說明本發(fā)明第三實施例的概要框圖。
附圖詳細描述在下文的描述中，為了提供對本發(fā)明的完整理解，出于解釋(而不是限制)的目的，提出特定細節(jié)，例如特定電路、邏輯模塊(例如在軟件、硬件、固件、它們之間的某些組合等等中來實施)、技術(shù)等等。然而很明顯，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，本發(fā)明也可以被實現(xiàn)于脫離這些特定細節(jié)的其它實施例中。在其它情況下，為了不使非必要細節(jié)對本發(fā)明的描述造成混淆，眾所周知的方法、設(shè)備、邏輯碼(例如硬件、軟件、固件等等)等等的詳細描述將被省略。
參考附圖1-13，可以最好地理解本發(fā)明的優(yōu)選實施例及其好處，圖中類似的數(shù)字被用于表示各附圖中類似和相應(yīng)的部分。采用UMTS的角度來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而應(yīng)該可以理解到，本發(fā)明的原理也可以適用于其它無線通信標(biāo)準(zhǔn)(或系統(tǒng))，特別是那些基于分組通信的情況。
現(xiàn)在參考圖2，以200總體說明有益地采用本發(fā)明的示范下一代系統(tǒng)的協(xié)議模型。在協(xié)議模型200中(例如對于前向接入信道(FACH)傳輸信道類型)，“Uu”表示UTRAN 130和UE 110之間的接口，以及“Iub”表示RNC 140和節(jié)點B150(其中“節(jié)點B”是例如基站收發(fā)機(BTS)的總稱)之間的接口。利用無線接入承載(RAB)可以在RNC 140和UE 110之間承載用戶和信令數(shù)據(jù)，下面將參考圖3說明。典型地，為UE 110分配一個或多個RAB，每個RAB都能承載一個用戶或信令數(shù)據(jù)流。RAB被映射到各個邏輯信道。在媒體接入控制(MAC)層，一組邏輯信道進而又被映射到傳輸信道，其中包括兩種類型由不同UE 110共享的“公共”傳輸信道，以及分配給單個UE 110的“專用”傳輸信道(從而得到術(shù)語“MAC-c”和“MAC-d”)。一種類型的公共信道是FACH。FACH的基本特征就是在每個傳輸時間間隔(例如10、20、40或80ms)內(nèi)能夠發(fā)送一個或多個固定大小的分組。在物理層，若干個傳輸信道(例如FACH)進而又被映射到輔助公共控制物理信道(S-CCPCH)，用于通過節(jié)點B 150和UE 110之間的空中接口進行傳輸。
當(dāng)UE 110經(jīng)過節(jié)點B150注冊到RNC 140時，該RNC 140(至少最初)被當(dāng)作UE 110的服務(wù)和控制RNC 140。(隨后在UMTS網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)，服務(wù)RNC 140可以與控制RNC 140不同，但是在此是否存在這一情況并沒有特別的關(guān)系。)RNC 140控制空中接口無線資源，并且終止第3層的智能操作(例如無線資源控制(RRC)協(xié)議)，從而把UE 110的相關(guān)數(shù)據(jù)直接路由自和至核心網(wǎng)120。
應(yīng)該可以理解到，利用RNC 140和節(jié)點B150之間的FACH幀協(xié)議(FACH FP)實體的業(yè)務(wù)，RNC 140內(nèi)的MAC-c實體把MAC-c分組數(shù)據(jù)單元(PDU)傳遞到UE 110的對等MAC-c實體。FACH FP實體把頭信息添加到MAC-c PDU中，構(gòu)成通過AAL2(或者其它傳輸機制)連接傳輸?shù)焦?jié)點B150的FACH FP PDU。節(jié)點B150的互通功能使由FACH FP實體接收到的FACH幀在PHY實體可作用。
在圖2說明的方案的示范方面，MAC-c實體的一個重要任務(wù)就是安排通過空中接口傳輸?shù)姆纸M(MAC PDU)。如果MAC-c實體接收到的所有分組都有相同的優(yōu)先級(以及相同的大小)，則安排就會變得非常簡單，即把接收到的分組進行排隊，并且基于先到先接受服務(wù)(例如先進先出(FIFO))原則來進行發(fā)送。然而UMTS定義了一個框架結(jié)構(gòu)，其中不同的業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)可以被分配到不同的RAB。與分配了高QoS的RAB相對應(yīng)的分組應(yīng)該以高優(yōu)先級通過空中接口被發(fā)送，而與分配了低QoS的RAB相對應(yīng)的分組應(yīng)該以較低的優(yōu)先級通過空中接口被發(fā)送。在RAB參數(shù)的基礎(chǔ)上，MAC實體(例如MAC-c或MAC-d)確定這種優(yōu)先級。
UMTS通過在控制RNC 140內(nèi)為每個FACH提供一組隊列，來處理優(yōu)先級的問題。隊列可以與各個優(yōu)先級級別相關(guān)。實施一個被定義為按如下方式從隊列中選擇分組的算法，即與較低優(yōu)先級隊列的分組相比，(平均)更快地去處理較高優(yōu)先級隊列的分組。由于存在如下事實，即在同一物理信道中發(fā)送的FACH不是相互獨立的，因此這一算法的本質(zhì)就很復(fù)雜。更加具體而言，為每個S-CCPCH定義一組傳輸格式組合(TFC)，其中每個TFC中包括傳輸時間間隔、分組的大小以及每個FACH的總體傳輸規(guī)模(表示傳輸中分組的數(shù)量)。根據(jù)UMTS協(xié)議，算法應(yīng)該為FACH選擇與該組TFC中出現(xiàn)的一個TFC相匹配的TFC。
在控制RNC 140內(nèi)接收到的分組最好被安置在隊列中(用于在FACH中傳輸)，其中該隊列與附加于分組的優(yōu)先級級別和分組的大小相對應(yīng)。在節(jié)點B 150或UTRAN 130的其它相應(yīng)節(jié)點中，F(xiàn)ACH被映射到S-CCPCH。在一種替代的優(yōu)選方案中，F(xiàn)ACH中傳輸?shù)姆纸M與專用控制信道(DCCH)或者專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)相關(guān)。最好應(yīng)該注意到，每個FACH都被設(shè)計為只承載一種大小的分組。但這并不是必需的，而且從一個傳輸時間間隔到另一時間間隔，給定FACH所能承載的分組的大小是可以變化的。
如上文中間接提到的，UE 110可以經(jīng)過UTRAN 130內(nèi)單獨的服務(wù)和控制(或漂移)RNC 140，與UMTS系統(tǒng)100的核心網(wǎng)120進行通信(例如，當(dāng)UE 110從原始服務(wù)RNC 140所覆蓋的區(qū)域移動到由控制/漂移RNC 140所覆蓋的新區(qū)域時)(沒有特別示出)。在服務(wù)RNC 140的MAC-d實體內(nèi)接收來自核心網(wǎng)120的指定給UE 110的信令和用戶數(shù)據(jù)分組，并且這些數(shù)據(jù)分組被“映射”到邏輯信道，即例如專用控制信道(DCCH)和專用業(yè)務(wù)信道(DTCH)中。MAC-d實體構(gòu)造MAC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)，其中包括包含邏輯信道數(shù)據(jù)在內(nèi)的有效負荷部分，以及尤其是包含邏輯信道標(biāo)識符在內(nèi)的MAC頭。MAC-d實體把MAC SDU傳遞給FACH FP實體。這一FACH FP實體又把FACH FP頭添加到每個MAC SDU中，其中FACH FP頭中包括由RRC實體分配給MAC SDU的優(yōu)先級級別。隨著UE 110進入到漂移RNC 140的覆蓋區(qū)域，RRC得到可用的優(yōu)先級級別，以及每個優(yōu)先級級別的一個或多個可接受分組大小的標(biāo)識。
FACH FP分組經(jīng)過AAL2(或其它)連接被發(fā)送到漂移RNC 140中的對等FACH FP實體。該對等FACH FP實體把MAC-d SDU拆包，并且識別包含在FRAME FP頭內(nèi)的優(yōu)先級。SDU以及相關(guān)優(yōu)先級被傳遞給控制RNC140內(nèi)的MAC-c實體。MAC-c層負責(zé)安排在FACH中傳輸SDU。更加具體而言就是，每個SDU被放置在對應(yīng)于其優(yōu)先級和大小的隊列中。例如，如果存在16個優(yōu)先級，則每個FACH都會存在16個隊列集合，在16個隊列集合的每個隊列集合中的隊列數(shù)量要取決于相關(guān)優(yōu)先級所接受的分組尺寸的數(shù)量。如上文所述，根據(jù)某些預(yù)定的算法(例如為了滿足物理信道的TFC要求)，從隊列中為給定的FACH選擇SDU。
隨后參考圖3和4所描述的方案涉及到電信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，并且特別是(盡管非必需)涉及到UMTS內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。
如上文中提到的，3GPP目前正在為移動電信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化一組新的協(xié)議。這一組協(xié)議總體被稱為UMTS。參考圖3，以300總體說明根據(jù)本發(fā)明的示范下一代系統(tǒng)的示范第二層體系結(jié)構(gòu)的概要圖。特別是，僅通過實例的方式，示范第二層體系結(jié)構(gòu)300說明了簡化的UMTS第2層協(xié)議結(jié)構(gòu)，它被包含在移動臺(例如移動電話)，或者更廣義地講是UE 110與UMTS網(wǎng)絡(luò)100的無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)140之間的通信中。RNC 140類似于現(xiàn)有GSM移動電信網(wǎng)絡(luò)中的基站控制器(BSC)，它經(jīng)過節(jié)點B150與移動臺進行通信。
示范第二層體系結(jié)構(gòu)300的第2層結(jié)構(gòu)中包括使得可供用戶應(yīng)用使用的無線資源(和業(yè)務(wù))的一組無線接入承載(RAB)305。對于每個移動臺，可以存在一個或若干個RAB 305。從RAB 305發(fā)出的數(shù)據(jù)流(例如以分段形式給出)被傳遞給各個無線鏈路控制(RLC)實體310，它除了完成其它工作之外，還用于緩沖存儲接收到的數(shù)據(jù)分段。每個RAB 305只具備一個RLC實體310。在RLC層，RAB 305被映射到各個邏輯信道315中。媒體接入控制(MAC)實體320接收邏輯信道315內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并且進一步把來自邏輯信道315中的數(shù)據(jù)映射到一組傳輸信道325。傳輸信道325最終被映射到單個的物理傳輸信道330，它占據(jù)由網(wǎng)絡(luò)為其分配的所有帶寬(例如小于2M比特/秒)。根據(jù)物理信道是否被專用于一個移動臺，或者在多個移動臺之間共享，它被當(dāng)作“專用物理信道”或“公共信道”。連接到專用物理信道的MAC實體被稱為MAC-d；每個移動臺最好具有一個MAC-d實體。連接到公共信道的MAC實體被稱為MAC-c；每個小區(qū)最好具有一個MAC-c實體。
傳輸信道325的帶寬并不直接由物理層330的能力限制，而是由無線資源控制器(RRC)實體335利用傳輸格式(TF)進行配置。對于每個傳輸信道325來說，RRC實體335定義一個或若干個傳輸塊(TB)的大小。每個傳輸塊的大小都直接與所允許的MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)相對應(yīng)，并且告訴MAC實體它可以使用什么樣的分組大小把數(shù)據(jù)傳遞給物理層。除了塊的大小之外，RRC實體335把傳輸塊集合(TBS)的大小通知給MAC實體320，這是在單一傳輸時間間隔(TTI)內(nèi)，MAC實體可以向物理層發(fā)送的比特總數(shù)量。TB的大小和TBS的大小，以及某些涉及到所允許的物理層配置的其它信息共同構(gòu)成TF。TF的實例就是(TB＝80比特，TBS＝160比特)，這就意味著MAC實體320可以在單一TTI內(nèi)發(fā)送兩個80比特的分組。這樣，這種TF可以被寫為TF＝(80，160)。RRC實體335還把給定傳輸信道的所有可能的TF通知給MAC實體。這種TF的組合被稱作傳輸格式組合(TFC)。TFC的一個實例就是{TF1＝(80，80)，TF2＝(80，160)}。在這一實例中，MAC實體可以在所討論的特定傳輸信道中，在一個TTI內(nèi)選擇發(fā)送一個或兩個PDU；在兩種情況下，PDU具有80比特的大小。
在每個TTI中，MAC實體320必須確定在與之相連的每個傳輸信道325中傳輸多少數(shù)據(jù)。這些傳輸信道325并不是相互獨立的，并且隨后在物理層330復(fù)用形成單一物理信道330(如上述的討論)。RRC實體335必須確保所有傳輸信道325中的總傳輸能力不會超出下層物理信道330的傳輸能力。這可以通過如下來完成，即給MAC實體320分配傳輸格式組合集合(TFCS)，其中包含所有傳輸信道所允許的傳輸格式組合。
通過實例，考慮MAC實體320，其中擁有兩個傳輸信道325，它們進一步被復(fù)用到單一物理信道330中，后者在每個傳輸時間間隔內(nèi)具有160比特的傳輸能力(應(yīng)該理解到，在實際中該能力應(yīng)該大于160)。RRC實體335能夠確定為兩個傳輸信道325分配三種傳輸格式TF1＝(80，0)，TF2＝(80，80)以及TF3＝(80，160)。然而，很明顯MAC實體320不能選擇同時利用TF3在兩個傳輸信道325中進行傳輸，因為這將導(dǎo)致需要在物理信道330中傳輸320比特，而物理信道只具備傳輸160比特的能力。RRC實體335必須通過不允許所有的TF的組合來限制總傳輸速率。這種實例可以是如下的TFCS[{(80，0)，(80，0)}，{(80，0)，(80，80)}，{(80，0)，(80，160)}，{(80，80)，(80，0))，{(80，80)，(80，80)}，{(80，160)，(80，0)}]，其中傳輸信道“1”的傳輸格式由每個元素對的第一元素給出，而且傳輸信道“2”的傳輸格式由第二元素給出。由于MAC實體320只能從傳輸格式組合集合中選擇這些所允許的傳輸格式組合當(dāng)中的一種，因此不可能超出物理信道330的能力。
TFCS的元素由傳輸格式組合指示符(TFCI)指出，它是相應(yīng)TFC的索引。例如在上述實例中，存在6種不同的TFC，這就意味著TFCI可以從1到6當(dāng)中任意取值。TFCI＝2對應(yīng)于第二個TFC，即{(80，0)，(80，80)}，這就意味著在第一傳輸信道中沒有傳輸任何信息，而且在第二傳輸信道中傳輸單個80比特的分組。
當(dāng)然有必要在邏輯信道315中共享所有可用的帶寬。由MAC實體320通過選擇適當(dāng)?shù)腡FCI，而為每個傳輸時間間隔進行把帶寬分布到不同傳輸信道的判斷?？梢酝ㄟ^若干種方式來實現(xiàn)這種帶寬共享，例如為被認為比其它流更加重要的流分配絕對優(yōu)先權(quán)。這將是最簡單的實施方法，但是這可能導(dǎo)致帶寬分布會非常不公平。特別是，具有較低優(yōu)先級的流有可能不被允許在延長的時段內(nèi)進行傳輸。如果較低優(yōu)先級的流的流控機制這樣工作，則將會導(dǎo)致性能很差。這種流控機制的典型實例可以在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)所使用的傳輸控制協(xié)議(TCP)協(xié)議中找到。在現(xiàn)有技術(shù)中，例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)以及異步傳送模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)中，已做出規(guī)定用于把單一輸出信道中的資源分配給多個輸入流。然而在這種系統(tǒng)中被用于共享資源的算法不能被直接用于UMTS，其中的多個輸入流在各個邏輯輸出信道中進行傳輸。
在多個輸入數(shù)據(jù)流中共享資源被稱為通用處理器共享(GPS)。當(dāng)GPS被用于只具備單一輸出信道的系統(tǒng)中時，GPS被稱為是加權(quán)公平排隊(WFQ)，并且在由A.K.Parekh、R.G.Gallager在IEEE/ACMTransaction on Networking(1993年6月，第1卷，No.3，第344-357頁)中發(fā)表的，題為“A Generalized Processor Sharing Approachto Flow Control in Integrated Services NetworksThe Single節(jié)點Case(在綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)中用于流控制的通用處理器共享方案單節(jié)點情況)”一文中有描述。簡而言之，GPS中包括在與流相關(guān)的特定參數(shù)的基礎(chǔ)上，為每個輸入流計算GPS權(quán)值。把為所有輸入流計算得到的權(quán)值相加起來，而且根據(jù)每個流的權(quán)值在總權(quán)值中所占據(jù)的比例，可以在輸入流中分配所有可用的輸出帶寬。GPS可以被用于UMTS內(nèi)的MAC實體，在由網(wǎng)絡(luò)分配給相應(yīng)RAB的特定RAB參數(shù)的基礎(chǔ)上，(由RRC實體)確定每個輸入流的權(quán)值。特別是，RAB參數(shù)可以等于服務(wù)質(zhì)量(QoS)，或者針對特定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分配給用戶的保證速率。
現(xiàn)在繼續(xù)參考圖3和4所描述的方案，可以認識到由于GPS假設(shè)在MAC實體邏輯信道中，可以發(fā)送無限小的數(shù)據(jù)塊，因此在UMTS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)直接利用GPS進行帶寬分配是有困難的。由于UMTS依賴于傳輸格式組合集合(TFCS)，作為定義每個TTI內(nèi)能夠發(fā)送多少數(shù)據(jù)的基本機制，因此這在UMTS內(nèi)是不可能的。如果要在UMTS內(nèi)采用GPS，則有必要(從TFCS中)選擇與由GPS分配給輸入流的帶寬最匹配的TFC。這種方案的結(jié)果就是在給定幀內(nèi)為輸入流發(fā)送的實際數(shù)據(jù)數(shù)量或者低于最佳的速率，或者超出最佳速率。在前一種情況中，需要為輸入流構(gòu)造未被發(fā)送數(shù)據(jù)的積壓。
在此參考圖3和4所描述的方案的目的就是在于克服，或者至少減輕上述段落中所提到的缺點。通過維持用于跟蹤MAC實體給定輸入流的未發(fā)送數(shù)據(jù)的積壓的積壓計數(shù)器，可以至少部分實現(xiàn)這一以及其它目的。當(dāng)為輸入流的隨后幀確定適當(dāng)?shù)腡FC時，需要考慮這種積壓。根據(jù)該方案的第一方面，提供在通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)節(jié)點的媒體接入控制(MAC)實體中分配傳輸資源的方法，該方法中對于輸出數(shù)據(jù)流的每個幀包括如下步驟為MAC實體的每個輸入流計算MAC實體的可用輸出帶寬的公平共享；基于計算得到的共享帶寬為輸入流從TFC集合(TFCS)中選擇傳輸格式組合(TFC)，其中TFC中包括分配給每個輸入流的傳輸格式；以及針對每個輸入流，如果所分配的TF導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速率小于所確定的公平分配，則把差值加到該輸入流的積壓計數(shù)器中，其中當(dāng)為該輸出數(shù)據(jù)流的隨后的幀選擇TFC時，要考慮積壓計數(shù)器的取值。本發(fā)明實施例允許用于隨后幀的TFC選擇過程考慮任何現(xiàn)有輸入流的積壓。這樣的意圖是調(diào)整所選擇的TFC，以減小積壓。由于TFCS只能提供有限數(shù)量的數(shù)據(jù)傳輸可能性，因此可能存在這種積壓。采用本方案的方法的節(jié)點可以包括移動臺(例如移動電話以及通信器類型的設(shè)備)(或者更廣義為UE)以及無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)。
MAC實體的輸入流最好由各個無線鏈路控制(RLC)實體提供。而且，每個RLC實體最好為相關(guān)的數(shù)據(jù)流提供緩沖器。而且，最好由無線資源控制(RRC)實體執(zhí)行為輸入流計算資源公平共享的步驟。而且，為輸入流計算資源公平共享的步驟中最好還包括確定分配給該流的權(quán)值與分配給所有輸入流的權(quán)值和的比值的步驟。然后，通過總輸出帶寬與所確定的比值相乘，則可以確定公平共享。而且，這一步驟中最好還利用通用處理器共享(GPS)機制。數(shù)據(jù)流的權(quán)值可以由UMTS網(wǎng)絡(luò)分配給RAB的一個或多個無線接入承載(RAB)參數(shù)來定義，其中RAB與每個MAC輸入流有關(guān)。而且，最好在給定輸入流的積壓計數(shù)器具有正值的情況下，方法中還包括如下步驟把積壓計數(shù)器的值添加到該流計算得到的公平共享中，并且在所有輸入流計算得到的總和的基礎(chǔ)上，選擇TFC。
在參考圖3和4所描述的方案的特定實施例中，其中針對給定的輸入流，如果所分配的TF將導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速率高于所確定的公平分配，則從該輸入流的積壓計數(shù)器中減去該差值。根據(jù)該方案的第二方面，提供通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)的節(jié)點，該節(jié)點中包括用于接收多個輸入數(shù)據(jù)流的媒體接入控制(MAC)實體；用于為MAC實體的每個輸入流計算MAC實體可用輸出帶寬的公平共享，以及用于在為該輸入流計算得到的帶寬共享的基礎(chǔ)上，從TFC集合(TFCS)中選擇傳輸格式組合(TFC)的第一處理器裝置，其中TFC中包括分配給每個輸入流的傳輸格式；如果數(shù)據(jù)傳輸速率低于所確定的公平共享，用于把由所選的TFC而得到的流的數(shù)據(jù)傳輸速率與所確定的公平共享之間的差值加到與每個輸入流相關(guān)的積壓計數(shù)器的第二處理器裝置，其中第一處理器裝置被設(shè)計成在為該輸出數(shù)據(jù)流的隨后的幀選擇TFC時，考慮積壓計數(shù)器的取值。第一和第二處理器裝置最好由無線資源控制(RRC)實體提供。
如在此參考圖3的描述，簡化的UMTS第2層中包括一個無線資源控制(RRC)實體、每個移動臺的媒體接入控制(MAC)實體、以及每個無線接入承載(RAB)的無線鏈路控制(RLC)實體。MAC實體負責(zé)安排輸出數(shù)據(jù)分組，而RLC實體為各個輸入流提供緩沖器。RRC實體通過為每個MAC分配一組所允許的傳輸格式組合(TFC)(被當(dāng)作TFC集合或TFCS)，可以設(shè)置每個流中能夠傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量的上限，但是每個MAC必須通過從TFCS中選擇最佳可用傳輸格式組合(TFC)，獨立地確定從每個流傳輸了多少數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在參考圖4，總體以400說明用于為實體之間的數(shù)據(jù)流分配帶寬資源的示范方法(以流程圖的形式)，這些實體位于圖3中的示范第二層體系結(jié)構(gòu)中。流程圖400是例如為圖3的第2層中MAC實體的輸入流分配帶寬資源的方法的流程圖。通常，根據(jù)流程圖400的示范方法可以遵循如下步驟。首先，RLC接收到輸入流，并且緩沖存儲數(shù)據(jù)(步驟405)。緩沖器填充級別信息被傳遞給MAC實體(步驟410)。緩沖器填充級別信息被傳遞之后，計算每個輸入流的公平MAC帶寬共享(步驟415)。然后，通過把相關(guān)積壓計數(shù)器的內(nèi)容添加到各個計算得到的公平共享中，來調(diào)整每個流計算得到的公平共享(步驟420)。一旦計算得到的公平共享被調(diào)整，從TFC集合中選擇與經(jīng)過調(diào)整的公平共享最為匹配的TFC(步驟425)。隨后，根據(jù)所選擇的TFC，指示RLC向MAC實體傳遞分組(步驟430)。MAC實體也可以根據(jù)所選擇的TFC去安排分組(步驟435)。分組安排完成之后，可以在物理信道上傳輸業(yè)務(wù)信道(步驟440)。一旦分組業(yè)務(wù)量被傳遞，就應(yīng)該更新積壓計數(shù)器(步驟445)。當(dāng)RLC接收到新的輸入流并緩沖存儲數(shù)據(jù)時(步驟405)，過程會繼續(xù)(經(jīng)過箭頭450)。
而且，通過如下方式來操作本方案的特定實施例，即在每傳輸時間間隔(TTI)的基礎(chǔ)上，MAC實體利用通用處理器共享(GPS)方案來計算可用帶寬的最佳分布(參見上述參考的A.K.Parekh等人的文章)。而且利用各自的積壓計數(shù)器去跟蹤每個流距離最佳帶寬分配的程度。利用標(biāo)準(zhǔn)GPS權(quán)值為流分發(fā)可用帶寬，該權(quán)值可以利用RAB參數(shù)，由RRC計算得到。
該方法可以首先為輸入流計算GPS分布，并且把當(dāng)前各個積壓添加到GPS取值中。每10ms的TTI內(nèi)執(zhí)行一次這種操作，并且為每個流產(chǎn)生公平的傳輸速率。然而，由于可能出現(xiàn)如下情況即在所有的緩沖器內(nèi)沒有足夠的數(shù)據(jù)要被發(fā)送，因此這一速率可能不是最佳的。為了獲得最佳的吞吐量以及公平性，公平GPS分布被降低，使得不會超出當(dāng)前的緩沖器填充級別或任意邏輯信道的最大允許速率。然后執(zhí)行兩步驟的評估過程。
首先，為所有輸入流計算得到的一組公平速率依次與可能的傳輸格式組合(TFC)相比，每個TFC被根據(jù)與發(fā)出的最佳速率的接近程度而打分。實際上，這一點可以簡單地通過如下操作來實現(xiàn)，即計算TFC發(fā)送失敗的公平配置的多少(如果給定的TFC能夠以公平速率發(fā)送所有分組，則其分值為零)，并且然后只考慮具有最低分值的TFC。最為接近的匹配被選擇，并且被用于確定從每個隊列中發(fā)出的分組的數(shù)量。根據(jù)具備相同分值的TFC還能夠發(fā)送多少附加比特，為其分配獎勵分值(為了確保超出的容量能分給具有最高質(zhì)量等級的承載者，則這可以進一步由業(yè)務(wù)質(zhì)量評估進行加權(quán))。最終的選擇基于兩級別的得分選用具有最低分值的TFC。如果存在有若干個相同分值的TFC，則選擇具有最高獎勵分值的TFC。這樣就確保每個TTI的速率能夠?qū)崿F(xiàn)最大化。通過下述操作可以實現(xiàn)公平性，即檢驗如果所選擇的TFC不能為所有流至少提供其所確定的公平速率，則所丟失的比特被添加到相應(yīng)流的積壓計數(shù)器中，并且在下一TTI中重復(fù)進行選擇。如果任何流都沒有信息需要傳送，則積壓被設(shè)置為零。給出這一算法，能夠提供與GPS相近的帶寬(以及在某些假設(shè)下的時延界限)。然而它仍然保持公平性，并且維持所有流之間的獨立性。由于該算法利用了如下事實，即MAC層能夠同時在若干個傳輸信道中進行傳輸，因此就計算而言，該算法比加權(quán)公平排隊算法更為簡單。這就可以導(dǎo)致UMTS無線鏈路中無線接口的最佳利用或者接近最佳利用。隨后的偽代碼就是用于實施上述參考圖3和4所描述的方案的示范算法的概述
<pre listing-type="program-listing">/**基于GPS的TFC選擇。通過優(yōu)化吞吐量來調(diào)度分組*同時仍保持該公平性(即保證的速率)int sched_gps(){double weight，weight_sum；double score，bonus_score；double min_score＝HUGE_NUMBER；double max_bonus_score＝0；int maxrate；inti，j；int tfc，tfci，qf，rate，trch；int tfc_to_use；double backlog[MAX_TRCCH]；double gps_req[MAX_TRCH]；double gps_req_comp[MAX_TRCH]；/*首先計算所有活動隊列的加權(quán)和*/weight_sum＝0；for(trch＝0；trch＜MAX_TRCH；trch++){ if(queue_fill_state[trch]＞0){ weight_sum，+＝weight_vector[trch]； } }<!-- SIPO <DP n="14"> --><dp n="d14"/>/*然后使用GPS計算可用帶寬的公平分布。*如果在緩沖器中沒有足夠數(shù)據(jù)或者如果安排*的速率高于給定邏輯信道的最大速率，則修*改該GPS安排，減小該速率*/int gps_rate＝0；for(trch＝0；trch＜MAX_TRCH；trch++){if(queue_fill_state[trch]＝0){ backlog[trch]＝0；}//這里我們計算我們應(yīng)通過GPS在每條信道上//發(fā)送多少比特gps_req[trch]＝0；gps_req_comp[trch]＝0；if(queue_fill_state[trch)＞0){ weight＝weight_vector[trch]； gps_req[trch]＝weigbt/weight_sum*maxrate+ backlog[trch]； gps_req_comp[trch]＝gps_req[trch]；if(gps_req_comp[trch]＞queue_fill_state[trch]){ gps_req_comp[trch]＝queue_fill_state[trch]； } if(gps_req_comp[trch]＞trch_max_rate[trch]){ gps_req_comp[trch}＝trch_max_rate[trch]； }}}<!-- SIPO <DP n="15"> --><dp n="d15"/> /*現(xiàn)在我們有我們的用于選擇TFC的基本原則。*通過計算所有可用的TFC離修改的GPS結(jié)果*有多遠而給它們評分。如果有幾個可發(fā)送整*個GPS結(jié)果的TFC(或者同等地接近)則選擇*使最高QoS等級的吞吐量最大化的TFC。注意*TFCI被假定為按相對帶寬使用的升序*/for(tfci＝o；tfci＜MAX_TPCI；tfci+H+){rate＝score＝bonus_score＝0；for(trch＝0；trch＜MAX_TRCH；trch+-+){ int tbs＝tfcs[trch][tfci][O]； int tbss＝tfcs[trch][tfci][1]； rate +＝tbss； if(tbss＜gps_req_comp[trch]){ score+＝gps_req_comp[trch]-tbss； }else{if(tbss＜＝queue_fill_state(trch]){ bonus_score+＝QoS_vector[trch]*(tbss-<br/>gps_req_comp[trch])； }}}if(score＜min_score){ tfc_to_use＝ffci； min_score＝ffcScore； max_bonus_score＝bonus_score；}<!-- SIPO <DP n="16"> --><dp n="d16"/>if(score＝＝min_score&amp;&amp;bonus_score＞max-bonus-score){ tfc_to_use＝tfci； min_score＝score； max_bonus_score＝bonus_score； }}/*現(xiàn)在我們已經(jīng)選擇TFC來使用。更新該積壓*并且輸出該合適的TFCI*/for(trch＝0；trch＜MAX_TRCH；trch++){ tbss＝tfcs[trch][ffcToUse][1]； if(tbs8＜queue_fil_state){ if(gps_req[trch]-gps_req_comp[trch]){backlog[trch]＝gpsReq[trch]-tbss；if(backlog[trch]＜0)backlog[trch]＝0； }else{backlog[trchG1]＝0； }}return tfc_to_use；}</pre>現(xiàn)在參考圖5，其中給出圖3中描述的第二層體系結(jié)構(gòu)的一部分。更加具體而言，其中給出圖3的MAC實體320中包含如上所述的MAC-c實體500，該實體500連接到同樣如上所述的專用MAC-d實體510。圖5還給出RLC實體515，其從各個RAB中接收分段格式的數(shù)據(jù)，并且把數(shù)據(jù)映射到相應(yīng)的邏輯信道315中。每個RLC 515都被配備緩沖器520，用于緩沖接收到的、包含PDU在內(nèi)的數(shù)據(jù)分段。MAC-d實體510為單個移動臺(沒有示出)提供服務(wù)，而且MAC-d實體發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過傳輸信道325被傳遞給專用物理信道DPCH。
再參考圖5，其中給出配有緩沖器525并且被連接以從MAC-d實體510以及其它沒有畫出的MAC-d實體中接收數(shù)據(jù)，特別是PDU的公共MAC-c實體500。根據(jù)本發(fā)明，希望在每個專用MAC-d實體和公共MAC-c實體500之間提供流控機制530。通過有選擇地管理從MAC-d實體到MAC-c實體500的緩沖器525的業(yè)務(wù)流，流控制530能夠使得多個分別處于活動數(shù)據(jù)流模式的不同MAC-d實體去共享MAC-c緩沖器525的可用空閑空間。流控制被設(shè)計去為每個活動MAC-d實體提供由MAC-d緩沖器空閑空間所給出的額外數(shù)據(jù)流容量的“公平共享”，這就確保所有活動MAC-d實體都被分配合理的機會，去使用這種緩沖器容量，以提高它們各自的數(shù)據(jù)流速率。這樣，在所有活動專用邏輯信道中就會共享可用的公共傳遞信道數(shù)據(jù)速率。流控制還被設(shè)計去把MAC-c實體緩沖器的填充級別維持在或者接近于最佳填充級別上。
再參考圖5，可以看到，MAC-c實體500傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被送到傳輸信道FACH。
參考圖6，其中給出被耦合以管理數(shù)據(jù)流從多個RLC 515的每個RLC到MAC-c PDU緩沖器525的流控制530，每一個RLC 515被耦合到不同的移動臺或者其它用戶設(shè)備1-n。在本發(fā)明的有用實施例中，流控制根據(jù)“循環(huán)”或某些其它原理進行操作，即連接到給定MAC-c實體的每個MAC-d實體能夠順序或者依次，或者根據(jù)流活動性(貪婪方式)向其傳遞數(shù)據(jù)。在該實施例中，根據(jù)下文中進一步詳細描述的準(zhǔn)則，為各個MAC-d實體分配信用額。接收到信用額之后，MAC-d實體被授權(quán)向MAC-c緩沖器525發(fā)送一個分組數(shù)據(jù)單元。
參考圖7，其中給出MAC-c緩沖器525，可供與MAC-d實體相關(guān)的專用信道使用。MAC-c緩沖器具有最佳級別Qcopt，它與緩沖器操作的時延和吞吐量要求有關(guān)。流控制530利用從MAC-d實體接收到的反饋信息，盡力維持這種水平。流控制還負責(zé)保持MAC-c緩沖器盡可能低，使得與使用公共信道相關(guān)的時延可以均勻地分布在不同MAC-d用戶中。如果在一個特定時刻，緩沖器525的級別是Qc，則可用的緩沖器空間Qcdiff等于Qcopt-Qc。流控制530進行操作，通過為用戶(如果它們具有可用于傳輸?shù)腜DU)分配相同數(shù)量的信用額，在MAC-d用戶之間去共享這種空間。根據(jù)MAC-d與MAC-c的緩沖器填充級別，流控制為每個MAC-d實體計算信用額。更加特別的是，流控制建立與緩沖器級別Qcopt以及圖7中也給出的級別Qcmax和Qcun相關(guān)的信用額分配準(zhǔn)則。這些準(zhǔn)則如下(1)如果MAC-c緩沖器填充級別Qc小于Qcun，則為MAC-d實體分配無限或無限制的信用額。
(2)如果當(dāng)前MAC-c緩沖器填充級別Qc大于Qcun，但是小于Qcopt，則差值(Qcopt-Qcun)在活動MAC-d實體中進行分配。
(3)如果當(dāng)前MAC-c緩沖器填充級別Qc大于Qcont，則除了初始的信用額之外，不會有新的信用額被批準(zhǔn)。如果信用額先前被設(shè)置為“無限制的”，則通過向適當(dāng)?shù)腗AC-d實體發(fā)送“零”信用額，把它們清零。
我們期望算法能夠容易地被生成，以操作流控制530，根據(jù)上述準(zhǔn)則分布或分配信用額。有用的是，當(dāng)特定用戶變?yōu)榉腔顒訒r，算法會繼續(xù)為其余用戶分配剩余的信用額?？梢岳斫獾?，活動用戶就是連接到公共信道的專用信道業(yè)務(wù)，并且在其RLC-d緩沖器內(nèi)擁有數(shù)據(jù)。當(dāng)其RLC-d緩沖器變空時，活動用戶變?yōu)楸粍佑脩?。算法可以提供在擁有可用帶寬的活動用戶之間公平共享所有的可用帶寬。該算法還最小化分組的時延，當(dāng)其它用戶都具備大尺寸的分組時，這對于利用小分組進行操作的用戶來說尤為重要。
在過載情況下，流控制算法分離不同的數(shù)據(jù)，并且只提高具有最高速率的專用信道的RLC緩沖器填充級別。其它速率保持不變的信道的RLC緩沖器填充級別不會被提高。這樣，該算法支持信道切換功能的工作，該功能能夠識別過載信道，并且把過載信道切換到專用傳輸信道。該算法在其終止計算處存儲用戶標(biāo)識，并且當(dāng)流控制算法再次被使用時，繼續(xù)從下一個用戶識別開始。
圖8中說明了從專用信道的緩沖器向MAC-c實體510的緩沖器525傳遞數(shù)據(jù)的過程，以及利用順序或者循環(huán)過程的方式為各個專用信道分配或分發(fā)信用額的過程。更加具體而言，圖8中給出步驟600，分別以1-18標(biāo)號，其中描述了相對分別并入無線鏈路控制RLC-1、RLC-2和RLC-3的若干專用信道的信用額的順序分配以及相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸。步驟1-12中的每一步顯示一個指示步驟序號的標(biāo)志，而且還在括號內(nèi)給出一定的計數(shù)信息。如圖8中的項目620所示，計數(shù)信息中包含MAC-c緩沖器填充級別Qc，對應(yīng)于一個專用信道緩沖器的填充級別Qd，以及步驟結(jié)尾中的可用信用額計數(shù)。通過說明，項目620給出步驟2的注解。
再參考圖8，給出其項目610，用于指示在圖8所示過程的開始，MAC-c緩沖器525內(nèi)的可用數(shù)據(jù)空間Qcdiff等于12個信用額。如上所述，為專用信道分配信用額，能夠使得信道把特定數(shù)量的數(shù)據(jù)(例如一個PDU)傳遞給MAC-c緩沖器。這樣，在圖8的步驟1，RLC-1的信道接收一個信用額。結(jié)果是，MAC-c緩沖器的可用空間就會從12降低到11，而且可以把對應(yīng)于一個信用額的一個PDU從RLC-1緩沖器發(fā)送給MAC-c緩沖器。相應(yīng)地，初始值等于2個信用額的RLC-1緩沖器的數(shù)據(jù)內(nèi)容可以降低到Qd計數(shù)是1。
再參考圖8，從中可以看到，在隨后的步驟2中，RLC-2信道已經(jīng)接收了一個信用額，則可用的Qc計數(shù)被降低到10，而且緩沖器RLC-2的計數(shù)Qd也從初始計數(shù)值4降低為3。步驟3的過程與之相類似，與RLC-3緩沖器相關(guān)。然而，步驟4說明了本發(fā)明實施例的循環(huán)過程，其中給出下一個信用額再次被分配給RLC-1信道。接收到信用額之后，RLC-1計數(shù)的Qd計數(shù)值達到零，表示信道已經(jīng)沒有可用的PDU了。這樣根據(jù)步驟5，針對RLC-2信道，如步驟7的指示，把下一個信用額分配給RLC-2信道。這是根據(jù)上述的準(zhǔn)則(2)。類似地，按照步驟9，RLC-2信道的Qd計數(shù)值變?yōu)榱?，其中所有隨后的信用額都被分配給RLC-3信道。
在本發(fā)明的第二實施例中，流控制530再次根據(jù)基于循環(huán)或者流活動性(貪婪方式)的信用額算法進行操作。參考圖9，其中給出再次被專用信道使用的MAC-c緩沖器525。圖9中的Q最佳(Qcopt)虛線表示關(guān)于非希望的緩沖器溢出、時延方差以及良好的吞吐量的最佳級別。流控制通過當(dāng)前緩沖器隊列填充級別(Qc)以及隊列最大(Qcmax)門限數(shù)值的方式，并且通過屬于被連接到MAC-c緩沖器的活動用戶的信息方式，盡力把緩沖器維持在Qcopt級別上。如上所述，活動用戶就是連接到公共信道的專用信道業(yè)務(wù)，并且在其RLC-d緩沖器中擁有數(shù)據(jù)。當(dāng)其RLC-d緩沖器變空時，活動用戶就會變成被動用戶。
為了構(gòu)建第二實施例的流控制算法，按照如下公式計算信用額Cf=min(1,(Qcmax-Qc)2Qcopt2)]]>等式(1)
Qcopt＝Th+Rcmax(2*Td)等式(2)C=fQcoptNmac.d]]>等式(3)在上述等式中，Th是操作時延/處理時延，Td是傳輸時延，以及Rcmax是這一緩沖器的FACH傳輸信道的最大速率。Nmac-d是活動MAC-d實體的數(shù)量，而且Qcmax是緩沖器高級別。Qcmax的默認值可以是2×Qcopt。
流控制具有相關(guān)的預(yù)處理功能，可以由輸入的PDU、定時器或者上述兩者來觸發(fā)進行操作。預(yù)處理器檢驗用戶的信用額狀態(tài)，Qc的值以及緩沖器的活動用戶的數(shù)量。如果信用額大于零或者其它預(yù)定值，則不啟動流控制算法。
參考圖10，其中給出本發(fā)明第二實施例的流控制的一般操作。最初在0毫秒處，信用額(C)等于2，而且在專用MAC-d用戶現(xiàn)有三個PDU要傳遞給MAC-c。如果存在兩個可用的信用額，則可以傳遞兩個PDU，隨后信用額(C)變?yōu)榱?。這樣就啟動流控制算法，根據(jù)公式(3)的計算，提供如圖10所示的4個信用額。不再進行流控制處理，直到20毫秒之后，信用額的數(shù)值再次變?yōu)榱?，或者其它預(yù)定值。
圖11根據(jù)公式(1)到(3)，給出了Qc和信用額之間的關(guān)系。虛線表示把C限制在最大值范圍內(nèi)所作出的調(diào)整。
參考圖12，其中給出在本發(fā)明的上述任一個實施例中可以有用地被采用的修改。
來自RLC-d緩沖器的分組經(jīng)過MAC-d首先被傳送給MAC-c的適當(dāng)緩沖器，然后被傳遞給FACH傳輸信道。按照圖12的路徑700的指示，MAC-d分組與還包含RLC-d緩沖器填充級別信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)幀一起被發(fā)送。MAC-c利用包含信用額的控制幀，去控制來自MAC-d的用戶數(shù)據(jù)流，信用額即是用戶可以傳輸?shù)姆纸M數(shù)量，以圖12中的路徑710來表示。
當(dāng)MAC-d用戶向MAC-c發(fā)送其最后一個分組時，如路徑720所示，該分組會與表示“緩沖器空”的數(shù)據(jù)幀一起被傳遞。相應(yīng)地，MAC-c實體會把MAC-d用戶的信用額設(shè)置為初始值。這樣，在從用戶接收到最后一個分組后，如路徑730所示，MAC-c會向MAC-d用戶發(fā)送帶有初始信用額參數(shù)的控制幀消息。然而，從用戶接收到最后一個分組之后再發(fā)送這種消息會增加下一個到達的分組的傳輸時延，并且還增加控制幀消息的個數(shù)，如圖12所示。
為了在其緩沖器暫時變空之后，使得用戶的下一個分組的時延較小，同時降低控制消息的數(shù)量，需要使用提前初始信用額批準(zhǔn)設(shè)計。相應(yīng)地，當(dāng)流控制算法顯示計算得到的信用額等于或大于特定RLC-d緩沖器內(nèi)剩余的分組的個數(shù)時，MAC-c內(nèi)的流控制算法應(yīng)該把初始信用額添加到計算得到的信用額中。這樣，初始信用額應(yīng)該提前被發(fā)送到MAC-d，而且在接收到最后一個分組之后，沒有必要向其發(fā)送任何新的信用額參數(shù)。這一點在圖13中給出說明，其中給出通過利用路徑740(信用額和初始信用額)的控制幀，圖12中的路徑730的附加控制幀被省略。
盡管在
中并且在上述的詳細描述中描述了本發(fā)明的方法、系統(tǒng)和設(shè)計的優(yōu)選實施例，但是應(yīng)該理解到，本發(fā)明不局限于所公開的實施例，而是能夠呈現(xiàn)為多種再設(shè)計、修改和替換，而不會超出隨后權(quán)利要求所提出和定義的本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在無線通信系統(tǒng)中用于提供流控制的方法，其中包括如下步驟提供接收機實體；提供至少一個發(fā)射機實體，當(dāng)該至少一個發(fā)射機實體具有來自該接收機實體的信用額時，該至少一個發(fā)射機實體進行發(fā)送；確定是否將信用額給予該至少一個發(fā)射機實體；以及如果在該確定步驟中確定將信用額給予該至少一個發(fā)射機實體，則由該接收機實體將信用額給予該至少一個發(fā)射機實體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中還包括如下步驟當(dāng)該至少一個發(fā)射機實體具有信用額時，從該至少一個發(fā)射機實體向該接收機實體發(fā)送分組，該分組的發(fā)送是以循環(huán)方式或者按照基于流活動性(貪婪模式)信用額原理來執(zhí)行的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該接收機實體包括媒體接入控制(MAC)-c實體，以及該至少一個發(fā)射機實體包括MAC-d實體，而且該無線通信系統(tǒng)包括通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該接收機實體包括接收機緩沖器，而且該至少一個發(fā)射機實體與另一緩沖器相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中該確定步驟中的確定至少部分地基于該接收機緩沖器的填充級別以及該另一緩沖器的填充級別。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中該確定步驟中的確定至少部分地基于該接收機緩沖器的填充級別，但是不基于該另一緩沖器的填充級別。
7.一種在無線通信系統(tǒng)中用于提供流控制的方法，其中包含如下步驟提供接收機實體，該接收機實體具有帶填充級別的接收機緩沖器；提供多個發(fā)射機實體，當(dāng)該多個發(fā)射機實體中每個發(fā)射機實體由該接收機實體給予信用額時，該多個發(fā)射機實體中的每一個實體進行發(fā)送；相對第一級別、第二級別以及第三級別，分析該接收機緩沖器的填充級別；以及響應(yīng)該分析步驟，從該接收機實體給出信用額。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該分析步驟中包含確定該填充級別是否小于該第一級別的步驟，并且如果是，則該給出信用額的步驟中包括為所有該多個發(fā)射機實體給出無限的信用額的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該分析步驟中包含確定該填充級別是否是大于該第一級別而小于該第二級別的步驟，并且如果是，則該給出信用額的步驟中包含給出該第三級別和當(dāng)前級別之間的、在對于該多個發(fā)射機實體中所有活動發(fā)射機中劃分的信用額的差值的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該第三級別與該當(dāng)前級別之間的差值中包含可用的信用額數(shù)量，而且該給出第三級別和當(dāng)前級別之間差值的步驟中包含如下步驟確定該多個發(fā)射機實體的該所有活動發(fā)射機實體的第一活動發(fā)射機實體是否具有小于相關(guān)緩沖器的緩沖器填充級別的當(dāng)前信用額；如果是，則該第一活動發(fā)射機實體的該當(dāng)前信用額加一，并且該可用的信用額數(shù)量減一；為該多個發(fā)射機實體的該所有活動發(fā)射機實體的每個活動發(fā)射機實體重復(fù)該確定步驟，直到該可用的信用額數(shù)量被耗盡，或者該多個發(fā)射機實體的該所有活動發(fā)射機實體使其相應(yīng)的當(dāng)前信用額等于其相應(yīng)緩沖器填充級別；以及記錄該多個發(fā)射機實體的該所有活動發(fā)射機實體中接收信用額的最后一個活動發(fā)射機實體，并且使該最后一個活動發(fā)射機實體之后的活動發(fā)射機實體成為下一個第一活動發(fā)射機實體。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中該分析步驟中包括確定該填充級別是否大于該第二級別的步驟，并且如果是，則該給出信用額的步驟中包含除了初始信用額，不向任何發(fā)射機實體給出新信用額的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中如果先前設(shè)定信用額為“無限制的”，則通過向相應(yīng)的發(fā)射機實體發(fā)送零信用額消息來將其清零。
13.一種在無線通信系統(tǒng)中用于提供流控制的方法，其中包括如下步驟提供接收機實體，該接收機實體具有帶填充級別的接收機緩沖器；提供多個發(fā)射機實體，當(dāng)從該接收機實體向該多個發(fā)射機實體中的每個實體給出信用額時，該多個發(fā)射機實體中的每個實體進行發(fā)送；相對于第一級別、第二級別以及該多個發(fā)射機實體中的活動發(fā)射機實體的數(shù)量，分析該接收機緩沖器的填充級別；以及根據(jù)該分析步驟，從該接收機實體給出信用額。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該分析步驟中包含確定該填充級別是否大于該第二級別的步驟，并且如果是，則該給出信用額的步驟中包含不向該多個發(fā)射機實體的所有活動發(fā)射機實體給出新信用額的步驟，但是該多個發(fā)射機實體的該所有活動發(fā)射機實體被允許發(fā)送未清的信用額。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中該分析步驟中包含確定該填充級別是否小于該第二級別的步驟，并且如果是，則該給出信用額的步驟中包含根據(jù)等于一函數(shù)與該第一級別除以該多個發(fā)射機實體中活動發(fā)射機實體數(shù)量的商相乘所得到的一個值，向該多個發(fā)射機實體的所有活動發(fā)射機實體給出信用額的步驟，該函數(shù)等于一和該第二級別與該填充級別之間差值的n次冪除以該第一級別的n次冪所得到商之間的最小值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中該n次冪的變量n等于2。
17.一種在無線通信系統(tǒng)內(nèi)用于提供流控制的方法，其中包括如下步驟接收數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀包括緩沖器填充級別指示符；以及響應(yīng)該數(shù)據(jù)幀而發(fā)送控制幀，該控制幀包含信用額供給，該信用額供給等于普通信用額供給和初始信用額供給之和。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括如下步驟接收第二數(shù)據(jù)幀，該第二數(shù)據(jù)幀中包括緩沖器空指示符；以及接收第三數(shù)據(jù)幀，該第三數(shù)據(jù)幀包括緩沖器填充級別指示符。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中響應(yīng)于確定該信用額供給等于或大于該緩沖器填充級別而執(zhí)行該發(fā)送控制幀的步驟。
20.一種在無線通信系統(tǒng)內(nèi)用于提供流控制的方法，其中包含如下步驟提供接收機實體；提供至少一個發(fā)射機實體，該至少一個發(fā)射機實體具有帶緩沖器填充級別的發(fā)射機緩沖器；以及比較分配給該至少一個發(fā)射機實體的信用額供給與該緩沖器的填充級別。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中還包括如下步驟響應(yīng)該比較步驟，確定該信用額供給是否是等于或大于該緩沖器填充級別；以及如果是，則從該接收機實體向該至少一個發(fā)射機實體發(fā)送控制幀，該控制幀中包括該信用額供給和初始信用額供給。
全文摘要
在特定無線通信系統(tǒng)中，公共信道MAC－c層(500)、專用信道MAC－d層(510)和無線鏈路控制器分別位于無線網(wǎng)絡(luò)控制中。MAC－c層(500)配備流控機制(530)，用于管理多個指向MAC－c緩沖器(525)的MAC－d實體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流，使得緩沖器填充級別和MAC－c實體(500)可以維持在理想的級別上，并且所有相應(yīng)的數(shù)據(jù)流的每個數(shù)據(jù)流都可以公平共享在MAC－c(500)和MAC－d(510)實體之間的數(shù)據(jù)速率。流控制進行操作以便與每個MAC－d實體(510)共享MAC－c緩沖器空間，所述實體以順序、循環(huán)的方式或基于流活動性(貪婪樣式)而提供活動數(shù)據(jù)流。在MAC－c填充級別上限的基礎(chǔ)上，指派或分配緩沖器空間，而且某些實施例還基于活動MAC－d緩沖器填充級別。
文檔編號H04L12/56GK1426651SQ0180849
公開日2003年6月25日 申請日期2001年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者G·舒爾茨, J·佩薩, T·維格爾, R·馬廷米科 申請人:艾利森電話股份有限公司