專利名稱：用于HSUPA的基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng))，尤其指在UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network，UMTS地面無線接入網)的基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法及裝置。
背景技術：
UTRAN由用戶設備(UE)、基站(Node B)和RNC(Radio network controller，無線網絡控制器)組成，無線接口(UE-UTRAN)的協(xié)議結構分為物理層、數據鏈路層；RNC負責對各種接口的管理，承擔無線資源管理(RRM)；Node B是受RNC控制，完成RNC與無線信道之間的編碼轉換，實現無線接口與物理層間的相關處理如無線信道編碼、交織、速率匹配和擴頻等，在R6(release 6，第6版本)，如增強型專用傳輸信道E-DCH中負責上行的分組調度功能。
數據鏈路層包括兩個子層，即MAC(Medium Access Control，媒體接入控制)層和RLC(Radio Link control，無線鏈路控制)層，在MAC層中執(zhí)行為RLC層提供的邏輯信道與物理層提供的傳輸信道之間的映射，并根據邏輯信道的資源速率為每個傳輸信道選擇合適的傳輸格式(TF)。
在UTRAN中定義了四種基本業(yè)務類型會話類業(yè)務、流類業(yè)務、交互類業(yè)務、后臺類業(yè)務，并且當UMTS為每一業(yè)務類提供載體服務時需要保持QoS(Qualityof Service，服務質量)。
通常，QoS通?？梢杂煽蓽y量的參數來表征(1)發(fā)送和接受的時間間隔—時延；(2)網絡中業(yè)務的傳輸速率；(3)丟包率；(4)業(yè)務有效性。
在當前UTRAN R6中引入了用于對上行分組域的數據速率進行增強、改善用戶體驗的HSUPA(High speed uplink packet access，高速上行分組接入)。對分組業(yè)務的QoS的支持直接影響HSUPA的應用，3GPP定義了基于RNC的QoS控制機制，但是這種相對靜態(tài)或準靜態(tài)的控制大大影響了無線資源的利用效率。另外，當分組調度功能在Node B上時，在調度器中增強QoS的控制可以在提高資源的利用效率的同時更好地保證業(yè)務的QoS。然而，因為Node B僅僅有有限的業(yè)務QoS信息，如何在調度器實現QoS控制一直是NodeB調度器研究的重點和難點。
HSUPA中采用了基于Node B(基站)的調度的策略，并隨之在基站和終端中引入了相應的上、下行信令來支持該策略。
與調度過程相關的HSUPA的上行命令包括在E-DPCCH(增強型專用控制信道)中傳輸的滿意度比特(Happy bit)。
與調度過程相關的下行信令主要包括用于逐步調整用戶資源的相對命令(RG，Relative Grant)。
目前3GPP標準化組織定義了以下方法在HSUPA(或E-DCH)中實現分布式的QoS控制方法之一，在UE中通過E-TFC(傳送格式組合)選擇進行優(yōu)先級速率調度；方法之二，在RNC中通過區(qū)分非調度傳輸(NST)和調度傳輸(ST)的配置以及通過外環(huán)功率控制(Outer Loop Power Control)來調節(jié)基準E-TFCI(傳送格式組合指示)和每MAC-d流的HARQ(Hybrid automatic retransmissionrequest，混合自動重傳請求)的屬性文件(profile)來實現的。
然而，對于方法一，在基于UE的ETFC選擇中，僅考慮邏輯信道的優(yōu)先級。該方法雖然區(qū)別了相對的優(yōu)先級，但是沒有從根本上保證服務的QoS信息如延遲。
對于方法二，在RNC中與E-DCH(Enhanced dedicate channel，增強專用傳輸信道)相關的RRM中，通過設置每MAC-d流的HARQ屬性來調節(jié)QoS的控制，然而該控制QoS的方法只是很好地控制了HARQ的重傳特性，間接在調度器中引入QoS控制，可以很好地控制丟包率和平均重傳次數，但是無法較好地控制諸如等待延遲和最小比特速率的業(yè)務QoS，另外基于RNC的控制方法有比較大的延遲。另外，如果通過將服務映射到NST上，將會浪費了小區(qū)資源，因為基站調度并不負責NST上業(yè)務的調度。
因此，當前HSUPA中的QoS控制分布于RNC、UE中，而基站調度器僅支持RNC中所配置的參數進行調度，應該說在當前基站控制的調度器中還沒有完善的處理業(yè)務QoS的方案。
基于在3GPP TR25.896關于增強UTRA FDD上行鏈路的可行性研究中指出的，通過使用基站控制的調度器可以使系統(tǒng)性能(如小區(qū)通過量、延遲)改善50～70％，因此應該減少使用非調度傳輸支持服務的QoS方法，加強基站調度器對QoS支持可以擴大可調度的分組業(yè)務范圍，從而實現系統(tǒng)性能的提高。
本發(fā)明正是在上述的技術背景下，提出了用于HSUPA的基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法及裝置的技術方案。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種用于HSUPA的基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法及裝置，以在統(tǒng)計上保證分組業(yè)務的QoS，提高無線資源的利用效率。
本發(fā)明所提供的一種基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法，其特征在于在基站調度中利用來自用戶終端上報的狀態(tài)信息、基站測量到的信息以及基站控制器的配置信息中與QoS相關的信息，通過延遲控制和/或速率控制，快速地調節(jié)調度命令，以動態(tài)實現分組業(yè)務的QoS控制的快速調度。
在上述的動態(tài)QoS控制方法中，其速率控制為基站根據該用戶終端中各無線承載的測量比特速率和QoS配置信息來快速動態(tài)地直接調節(jié)最小資源分配命令和/或通過調節(jié)調度優(yōu)先級，以獲取更多的資源，并將最后分配到的資源命令通過物理層信令信道傳送到UE。
在上述的動態(tài)QoS控制方法中，物理層信令信道為E-AGCH(絕對命令信道)。
在上述的動態(tài)QoS控制方法中，其延遲控制為基站充分利用用戶終端上報的“滿意比特”信息和快速的RG命令來動態(tài)地調整用戶終端的資源。
本發(fā)明還提供了一種基站調度中實現動態(tài)QoS控制的裝置，基于基站調度器本體，其特征在于包括延遲控制模塊和/或速率控制模塊，延遲控制模塊，用于通過快速的延遲信息的采集和快速的下行調度命令，增強業(yè)務的延遲控制，以滿足低延遲分組業(yè)務的要求，防止數據丟包及提高在調度中對業(yè)務的QoS的支持；速率控制模塊，用于通過UE實際傳輸的速率統(tǒng)計、基站控制器或/和系統(tǒng)配置管理裝置配置的與業(yè)務QoS相關的速率信息，在基站調度中動態(tài)快速地調整相應UE的無線資源，將最后分配到的無線資源命令通過物理層信令信道傳送到UE。
在上述的裝置中，延遲控制模塊所采集的延遲信息包括“滿意比特”信息，下行調度命令包括RG命令。
在上述的裝置中，物理層信令信道為E-AGCH。
在上述的裝置中，速率控制模塊包括第一定時處理裝置和與之相連的第二定時處理裝置，其中第一定時處理裝置，包括第一定時器，用于定時觸發(fā)統(tǒng)計用戶終端傳輸的測量比特速率的上報，即基站調度中在第一定時器溢出時得到在該時段的用戶終端實際傳輸統(tǒng)計情況；第二定時處理裝置，包括第二定時器，用于定時觸發(fā)對最小分配資源Rmin的調整，即基站調度器在第二定時器溢出時更新最小分配資源Rmin和/或調整用戶調度優(yōu)先級，以得到更多的無線資源。
在上述的裝置中，第一定時器和第二定時器可以采用同一個定時器。
在上述的裝置中，延遲控制模塊包括采集模塊和與之相連的調整模塊，其中采集模塊，用于對UE報告的滿意比特中延遲信息狀態(tài)的快速的采集；調整模塊，用于根據滿意比特中的滿意或不滿意狀態(tài)來動態(tài)地通過RG來相對調整無線資源的分配。
采用了上述的技術解決方案，可以保持所有RNC和UE中的QoS控制，并且同時增強基站中調度器對QoS的控制，使得UTRAN能夠更好地支持具有QoS要求的分組業(yè)務；或者，利用增強QoS控制的基站調度器，可以減少影響系統(tǒng)性能增益的RNC為對QoS控制而作的靜態(tài)或半靜態(tài)的控制。本發(fā)明通過延遲控制模塊和速率控制模塊，大大增強了基站調度器對分組業(yè)務的QoS的支持，減少了對無線網絡控制器(RNC)的依賴，進一步提高了無線資源的利用效率。


圖1是本發(fā)明中速率控制的流程圖；
圖2是是本發(fā)明中速率控制模塊的結構框圖；圖3本發(fā)明中延遲控制的流程圖；圖4是本發(fā)明中延遲控制模塊的結構框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明之一，即基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法，其特點是在基站調度中利用來自用戶終端上報的狀態(tài)信息、基站測量到的信息以及基站控制器的配置信息中與QoS相關的信息，通過速率控制，快速地調節(jié)調度命令，以動態(tài)實現分組業(yè)務的QoS控制的快速調度。
在速率控制中，基站根據該用戶終端中各無線承載的測量比特速率和QoS配置信息來快速動態(tài)地直接調節(jié)最小資源分配命令(Rmin，在任何用戶終端得到更多無線資源時每個用戶終端必須保證得到的無線資源)和/或通過調節(jié)調度優(yōu)先級(調度器會根據調度優(yōu)先級來依此把無線資源分配給用戶)來獲取更多的資源，并將最后分配到的資源命令通過物理層信令信道(如E-AGCH)傳送到UE。
具體過程如下參見圖1，對于每個攜帶具有QoS業(yè)務的UE，速率控制包括下列步驟初始化步驟定時器1(如100ms)，定時器2(如SP，SP是調度周期)；設定標志比特Flg＝0；Rmin為系統(tǒng)配置的mGbr(minimum guaranteed bit rate，最小保證比特率)，設置Rmin:＝mGbr；第一定時觸發(fā)步驟觸發(fā)定時器1(觸發(fā)條件是定時器1到時)，開始PBR測量如下基站測量UE中每一優(yōu)先級的邏輯信道的比特率PBR，并通過下式獲得PBR:＝同一優(yōu)先級的所有邏輯信道的比特率之和(即Sum{PBRi})；比較輸出步驟比較PBR與mGbr的大小若PBR＞mGbr，則設置標志比特Flg:＝Flg+1；若PBR＜mGbr，則設置Flg:＝Flg-1；若PBR＝mGbr，則設置Flg:＝Flg；第二定時觸發(fā)步驟
首先判斷第一定時值是否等于第二定時值時，若是，觸發(fā)調節(jié)Rmin程序；若否，則在第二定時值到時，觸發(fā)調節(jié)Rmin程序；調節(jié)Rmin步驟對于在所述比較輸出步驟中的輸出的標志比特Flg＞0時，則進一步判斷若Flg＞＝閾值Th1(正值)時，設置降低UE的調度優(yōu)先級為“UE的調度優(yōu)先級-M”和設置Rmin:＝Rmin-step_sizeA*Flg；若否，則直接設置Rmin:＝Rmin-step_sizeA*Flg；對于在所述比較輸出步驟中的輸出的Flg＜0時，則進一步判斷若Flg＜＝閾值Th2(負值)時，設置增加UE的調度優(yōu)先級為“UE的調度優(yōu)先級+P”和設置Rmin:＝Rmin-Step_sizeB*Flg(Flg是負值)；若否，則直接設置Rmin:＝Rmin-Step_sizeB*Flg；其中Step_sizeA，Step_sizeB，Th1，Th2，M，P是系統(tǒng)配置參數，即Step_sizeA，Step_sizeB為正值用于增加或減少的命令步長；Th1(正值)，Th2(負值)為限定是否需要調節(jié)UE的調度優(yōu)先級的閾值；M，P為調節(jié)調度優(yōu)先級的步長，具體參數可以通過仿真來確定。
如果基站調度器沒有采用優(yōu)先級，則閾值TH1和Th2的判斷及調節(jié)優(yōu)先級的步驟可以省去。
本發(fā)明之二，即基站調度中實現動態(tài)QoS控制的裝置，包括基于基站調度器100上的速率控制模塊101。該速率控制模塊101，用于通過UE實際傳輸的速率統(tǒng)計、基站控制器或/和系統(tǒng)配置管理裝置配置的與業(yè)務QoS相關的速率信息，在基站調度中動態(tài)快速地調整響應UE的無線資源，將最后分配到的無線資源命令通過物理層信令信道(如，E-AGCH)傳送到UE。
在基站調度器中，速率控制模塊為了支持QoS調度，在資源分配中為每個用戶終端引入最小分配資源(Rmin)，定義了該用戶終端應該得到的最小資源。Rmin由基站調度器根據用戶終端的測量比特速率來動態(tài)調整，其初始化值可以設為配置的QoS信息。
參加圖2，該速率控制模塊101包括第一定時處理裝置102和與之相連的第二定時處理裝置103，其中第一定時處理裝置102，包括第一定時器，用于定時觸發(fā)統(tǒng)計用戶終端傳輸的測量比特速率的上報，即基站調度中在第一定時器溢出時得到在該時段的用戶終端實際傳輸統(tǒng)計情況；第二定時處理裝置103，包括第二定時器，用于定時觸發(fā)對最小分配資源Rmin的調整，即基站調度器在第二定時器溢出時更新最小分配資源Rmin和/或調整用戶調度優(yōu)先級，以得到更多的無線資源。
第一定時器和第二定時器可以設為獨立的，也可以使用同一個定時器。
本發(fā)明之三，即基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法，其特點是在基站調度中利用來自用戶終端上報的狀態(tài)信息、基站測量到的信息以及基站控制器的配置信息中與QoS相關的信息，通過延遲控制，快速地調節(jié)調度命令，以動態(tài)實現分組業(yè)務的QoS控制的快速調度。
在延遲控制中，基站充分利用用戶終端上報的“滿意比特”信息和快速的RG信令來動態(tài)地調整用戶終端的資源?！皾M意比特”信息包含RRC(無線資源控制器)配置的延遲條件，用戶終端會在每個TTI向基站報告，而基站調度器中的服務RG(相對命令)也是每個TTI都會發(fā)送給UE?；緯y(tǒng)計“滿意比特”報告，根據累積的延遲信息(“滿意比特”報告)相應增加或減少可用于UE的無線資源，從而直接響應該“滿意比特”。
參見圖3，對于每個攜帶具有QoS業(yè)務的UE，延遲控制包括下列步驟初始化滿意比特數＝0；在E-DPCCH(增強型專用控制信道)信道檢測“滿意比特”狀態(tài)；若滿意比特為不滿意“unhappy”(暗示延遲會擴展QoS相關服務的需求)，則設置服務RG命令(S_RG)為升高，即S_RG:＝UP；設置滿意比特數為0；否則設置滿意比特數增加1；然后，進一步判斷如果滿意比特數大于或等于閾值Th3若是設置服務RG命令為降低，即S_RG:＝DOWN，并設置滿意比特數為0；若否設置服務RG命令為不變，即S_RG＝KEEP；發(fā)送服務RG到UE，即傳送S_RG到UEs。
其中Th3是可配置的，當UE處于“滿意”狀態(tài)時它可用于控制發(fā)送降低服務RG命令的頻率，以避免過快地降低UE的資源，從而延長延遲。
本發(fā)明之四，即基站調度中實現動態(tài)QoS控制的裝置，包括基于基站調度器本體200上的延遲控制模塊201。
延遲控制模塊201，用于通過快速的延遲信息的采集和快速的下行調度命令，增強業(yè)務的延遲控制，以滿足低延遲分組業(yè)務的要求，防止數據丟包及提高在調度中對業(yè)務的QoS的支持。
參見圖4，延遲控制模塊201包括采集模塊202和與之相連的調整模塊203，其中采集模塊202，用于對UE報告的滿意比特中延遲信息狀態(tài)的快速的采集；調整模塊203，用于根據滿意比特中的滿意或不滿意狀態(tài)來動態(tài)地通過RG來相對調整無線資源的分配。
綜上所述，基站中的動態(tài)QoS控制特點和優(yōu)點基站中的動態(tài)QoS控制進一步增強了—基站調度器對分組業(yè)務的支持，可以避免E-DCH的太多NST(非調度傳輸)配置，其改善了資源分配效率(由于NST屬于非調度，在資源使用上比較保守)。其中，支持速率控制的基站調度器可以統(tǒng)計意義上控制E-DCH上的優(yōu)先級服務的數據速率，同時兩級動態(tài)的速率控制作用于實際應用以保證快速響應；而支持延遲控制的基站調度器，可以關注到部分具有QoS需求服務的延遲情況，充分利用S_RG(服務RG命令)來快速動態(tài)地調整資源的分配來滿足分組業(yè)務的需求。
因此，本發(fā)明方案使得HSUPA基站調度器能進行QoS控制而不是通過RNC的控制來相應地保持QoS(實際操作在RNC中進行控制)，并在基站的動態(tài)QoS控制中，HSUPA可以更好地支持作為分組業(yè)務需求的QoS。
以上實施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發(fā)明范疇之內，應由各權利要求限定。
權利要求
1.一種基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法，其特征在于在基站調度中利用來自用戶終端上報的狀態(tài)信息、基站測量到的信息以及基站控制器的配置信息中與QoS相關的信息，通過延遲控制和/或速率控制，快速地調節(jié)調度命令，以動態(tài)實現分組業(yè)務的QoS控制的快速調度。
2.根據權利要求1所述的動態(tài)QoS控制方法，其特征在于在速率控制中，基站根據該用戶終端中各無線承載的測量比特速率和QoS配置信息來快速動態(tài)地直接調節(jié)最小資源分配命令和/或通過調節(jié)調度優(yōu)先級，以獲取更多的資源，并將最后分配到的資源命令通過物理層信令信道傳送到UE。
3.根據權利要求2所述的動態(tài)QoS控制方法，其特征在于所述的物理層信令信道為E-AGCH。
4.根據權利要求1所述的動態(tài)QoS控制方法，其特征在于在延遲控制中，基站充分利用用戶終端上報的“滿意比特”信息和快速的RG命令來動態(tài)地調整用戶終端的資源。
5.一種基站調度中實現動態(tài)QoS控制的裝置，基于基站調度器本體，其特征在于包括延遲控制模塊和/或速率控制模塊，延遲控制模塊，用于通過快速的延遲信息的采集和快速的下行調度命令，增強業(yè)務的延遲控制，以滿足低延遲分組業(yè)務的要求，防止數據丟包及提高在調度中對業(yè)務的QoS的支持；速率控制模塊，用于通過UE實際傳輸的速率統(tǒng)計、基站控制器或/和系統(tǒng)配置管理裝置配置的與業(yè)務QoS相關的速率信息，在基站調度中動態(tài)快速地調整相應UE的無線資源，將最后分配到的無線資源命令通過物理層信令信道傳送到UE。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述的延遲控制模塊所采集的延遲信息包括“滿意比特”信息，下行調度命令包括RG命令。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述的物理層信令信道為E-AGCH。
8.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述的速率控制模塊包括第一定時處理裝置和與之相連的第二定時處理裝置，其中第一定時處理裝置，包括第一定時器，用于定時觸發(fā)統(tǒng)計用戶終端傳輸的測量比特速率的上報，即基站調度中在第一定時器溢出時得到在該時段的用戶終端實際傳輸統(tǒng)計情況；第二定時處理裝置，包括第二定時器，用于定時觸發(fā)對最小分配資源Rmin的調整，即基站調度器在第二定時器溢出時更新最小分配資源Rmin和/或調整用戶調度優(yōu)先級，以得到更多的無線資源。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于所述第一定時器和第二定時器可以采用同一個定時器。
10.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于所述的延遲控制模塊包括采集模塊和與之相連的調整模塊，其中采集模塊，用于對UE報告的滿意比特中延遲信息狀態(tài)的快速的采集；調整模塊，用于根據滿意比特中的滿意或不滿意狀態(tài)來動態(tài)地通過RG來相對調整無線資源的分配。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于HSUPA的基站調度中實現動態(tài)QoS控制的方法及裝置，其中方法為在基站調度中利用來自用戶終端上報的狀態(tài)信息、基站測量到的信息以及基站控制器的配置信息中與QoS相關的信息，通過延遲控制和/或速率控制，以及快速地調節(jié)調度命令，可以動態(tài)地實現分組業(yè)務的QoS控制的快速調度。本發(fā)明可以保持所有RNC和UE中的QoS控制，并且同時增強基站中調度器對QoS的控制，使得UTRAN能夠更好地支持具有QoS要求的分組業(yè)務；或者，利用增強QoS控制的基站調度器，可以減少影響系統(tǒng)性能增益的RNC為對QoS控制而作的靜態(tài)或半靜態(tài)的控制。本發(fā)明通過延遲控制和速率控制，大大增強了基站調度器對分組業(yè)務的QoS的支持，減少了對無線網絡控制器RNC的依賴，進一步說提高了無線資源的利用效率。
文檔編號H04W72/12GK101060690SQ20061002584
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月19日 優(yōu)先權日2006年4月19日
發(fā)明者尤明禮, 朱學慶, 王亮, 楊濤 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司