АКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОЧЕРЕДЬЮ ДЛЯ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ В СЕТИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2014 года по МПК H04W28/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к сетям беспроводной связи, и в частности относится к активному управлению очередью (AQM) в таких сетях.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

LTE является новой технологией сети радиодоступа, выделенной из WCDMA 3-го поколения, обеспечивающей высокие пиковые скорости передачи битов и хорошее сквозное QoS. Тем не менее, во многих случаях линия радиосвязи по-прежнему является критическим ограничением сквозного соединения. В ситуации перегрузки, то есть ситуации, где входящая скорость передачи данных в линию связи больше исходящей скорости, чрезмерные данные временно сохраняются в запоминающем устройстве. Это запоминающее устройство часто называется буфером передачи или очередью. Если перегрузка продолжается, очередь данных будет накапливаться и станет большой. Это может вызвать некоторое количество проблем, например, большие сквозные задержки, несправедливое разделение между разными потоками и т.д.

Кроме того, поскольку буфер является конечным, очередь, в конечном счете, могла бы превысить физическое ограничение, и некоторые данные пришлось бы отбросить. Непосредственным способом для решения этой проблемы является отбрасывание вновь поступающих данных, когда буфер полон. Этот подход является интуитивным и простым для реализации, однако производительность далека от оптимальной в показателях задержки для конечного пользователя.

Более сложный подход для управления очередями в буфере называется Активным управлением очередью (AQM). AQM выбрасывает пакеты до того, как буфер заполняется. В результате предполагая, что IP-пакеты отправляются по линии связи TCP/IP, отправитель TCP может почувствовать потерю сегмента и, как следствие, уменьшить скорость отправки - см. Stevens, W. TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols. Addison-Wesley, 1994. Таким образом, размер очереди и время ожидания могут поддерживаться на относительно низких уровнях. Более того, пропускная способность сквозной линии связи не сократится значительно.

Для AQM проведена значительная работа. Однако большинство алгоритмов AQM предназначаются для проводных сетей и не подходят для сетей мобильной связи из-за их меняющихся характеристик полосы пропускания, которые следуют из меняющихся условий радиосвязи. С другой стороны, алгоритм Счетчика предупреждения отмены передачи пакета (PDPC) является одним алгоритмом AQM для WCDMA - см. Sågfors, M. Ludwig, R. Meyer, M. Peisa, J. Buffer Management for Rate-Varying 3G Wireless Links Supporting TCP Traffic. In Proceedings of Vehicular Technology Conference, 2003 г. 3GPP также определил простой алгоритм, названный сбросом PDCP в его спецификации - см. 3GPP TS 36.321. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification, версия 8.2.0, май 2008 г. Другой алгоритм AQM предлагается для 3GPP в 3GGP R2-080937, On the Need for Active Queue Management for non-GBR Bearers, TSG-RAN WG2 Meeting #60bis, февраль 2008 г. Это предложение не было принято.

Сброс PDCP, который задан для UE в 3GPP Rel-8, является простым алгоритмом на основе задержки, который отбрасывает пакеты на основе того, как долго пакеты находились в очереди PDCP. Когда задержка превышает некоторую предопределенную пороговую величину, пакеты будут отброшены. Этот алгоритм может поддерживать небольшую сквозную задержку, но в некоторых ситуациях может привести к значительному ухудшению пропускной способности.

Более продуманный алгоритм AQM на основе задержки, предложенный на вышеупомянутом собрании TSG-RAN, реализует механизм для повышения пропускной способности сброса PDCP, например, предотвращая сбросы последовательных пакетов, не внося большую сквозную задержку. Однако, как отмечалось, предложение не было принято в 3GPP для LTE Rel-8. Можно было бы задать механизм AQM восходящей линии связи на основе UE для LTE в Rel-9 (или более поздней) для достижения лучшей производительности, но это потребовало бы деятельности по стандартизации, и механизм был бы не доступен для UE Rel-8.

US2008/186918A1 относится к облегченному активному управлению очередью. Управление очередью может выполняться в обслуживающей базовой радиостанции, а также в терминале доступа, и приложение, которое формирует пакеты данных, может исполняться локально или удаленно либо для базовой станции, либо для терминала доступа.

Проект 3GPP "SDU Discard", R2-074689, 12 ноября 2007 г. рассматривает AQM в качестве механизма, который управляет размером очереди данных L2. AQM задается в виде функции на стороне отправителя, используемой для поддержания размеров очередей на стороне отправителя на приемлемом уровне, где решение сбросить пакет может основываться, например, на размере очереди. Предлагается, что механизм AQM следует определить для LTE, и что организация очереди должна моделироваться в PDCP, и механизм AQM должен располагаться на уровне PDCP.

Проект 3GPP "Specifying SDU Discard function for the UE", R2-074703, 12 ноября 2007 г. относится к использованию механизма сброса SDU для реализации механизма AQM в виде функции на стороне отправителя для UE LTE, чтобы управлять размером очереди на стороне отправителя и соответствующими задержками в очереди. AQM выбрасывает пакеты, чтобы вынудить протоколы верхнего уровня снизить скорость отправки, посредством этого приводя к уменьшенному размеру очереди и уменьшенным задержкам.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Основной идеей настоящего изобретения является реализация механизма активного управления очередью (AQM) в восходящей линии связи на базовой станции (например, на eNodeB) вместо UE.

Соответствующая проблема состоит в том, что в упомянутых выше алгоритмах AQM на основе задержки задержка каждого пакета в очереди должна быть известна. Задержки буферов UE в основном известны только на стороне UE, и не существует никакого стандартизованного способа сообщить их eNodeB. Идеи, предложенные в этом документе, позволяют eNodeB или другой базовой станции добыть сведения о задержках буферов UE.

Применительно к LTE алгоритм AQM для восходящей линии связи LTE реализуется в eNodeB, который дает некоторое количество преимуществ, включающих: сеть имеет полный контроль над конфигурацией алгоритма; не нужно никакой деятельности по стандартизации (решение является патентованным); и механизм также работает для UE Rel-8 (в отличие от заданного решения UE для Rel-9 или более поздней).

Таким образом, в соответствии с идеями, представленным для одного или нескольких вариантов осуществления в этом документе, сетевая базовая станция оценивает задержку очереди в буфере передачи в UE на основе принятых отчетов о состоянии буфера от UE и объема обслуживаемых данных. Алгоритм AQM в базовой станции, например в eNodeB, использует оцененную задержку и размер буфера UE, полученный из отчетов о состоянии буфера UE, чтобы решить, когда следует сбросить пакеты в базовой станции, чтобы управлять буфером UE. В результате протокол TCP снизит скорость отправки в ответ на сброс пакета, и размер очереди останется небольшим.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - распечатка псевдокода для одного варианта осуществления способа активного управления очередью, который рассматривается в этом документе.

Фиг. 2 - блок-схема одного варианта осуществления базовой станции, сконфигурированной для предоставления активного управления очередью для пользовательского оборудования (UE).

Фиг. 3 - распечатка псевдокода для одного варианта осуществления способа оценки задержки для активного управления очередью.

Фиг. 4 - блок-схема одного варианта осуществления сети беспроводной связи, например сети LTE, в которой включенная базовая станция обеспечивает активное управление очередью для одного или нескольких мобильных терминалов или другого пользовательского оборудования.

Фиг. 5 - блок-схема одного варианта осуществления базовой станции, например eNodeB, которая конфигурируется с одним или несколькими процессорами, реализующими активное управление очередью для пользовательского оборудования.

Фиг. 6 - логическая блок-схема алгоритма одного варианта осуществления способа, в котором базовая станция обеспечивает активное управление очередью для пользовательского оборудования.

Фиг. 7 - логическая блок-схема алгоритма другого варианта осуществления способа, в котором базовая станция обеспечивает активное управление очередью для пользовательского оборудования.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

По сравнению с подходом на основе размера очереди (например, PDPC), активное управление очередью (AQM) может поддерживать как большее использование линии связи, так и меньшую сквозную задержку. Кроме того, на AQM меньше влияют колебания полосы пропускания. Таким образом, в новом алгоритме, предложенном в настоящем изобретении, сохраняется принцип на основе задержки. Однако преимущественно, что базовая станция, например eNodeB в сети LTE, обеспечивает управление очередью на основе задержки для пользовательского оборудования (UE), например мобильного терминала.

Чтобы применить принцип в eNodeB или другой базовой станции в сети беспроводной связи, задержки в очереди пакетов в буфере UE должны быть известны eNodeB. Однако задержка очереди UE не известна непосредственно в eNodeB и должна быть оценена. Общее описание предложенного алгоритма AQM и обеспечивающего способа оценки задержки для одного или нескольких вариантов осуществления настоящего изобретения раскрываются ниже.

AQM на основе задержки в eNodeB

В LTE отчеты о состоянии буфера (BSR) передаются от UE, чтобы информировать eNodeB о размере очереди в буфере UE. BSR инициируются особыми событиями, которые определяются 3GPP - см. 3GPP TS 36.321. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC) protocol specification, версия 8.2.0, май 2008 г. Как правило, интервал инициирования равен примерно десяткам миллисекунд. Таким образом, BSR можно понимать как монитор длины очереди с небольшим интервалом времени.

Предполагая, что задержка пакета может оцениваться на стороне eNodeB на основе BSR и объема обслуживаемых данных, алгоритм AQM на основе задержки может быть реализован в eNodeB с использованием оцененной задержки пакета. Фиг. 1 иллюстрирует псевдокод для алгоритма в одном варианте осуществления предложенного способа AQM на основе задержки в eNodeB. lowerDropThreshold, minAgeThreshold и minInterDropTime являются тремя конфигурируемыми параметрами. Каждый раз, когда eNodeB принимает элемент BSR, он сначала сравнивает размер очереди, сообщенный BSR, с lowerDropThreshold; если сообщенный BSR размер меньше lowerDropThreshold, сброс не разрешается. В противном случае задержка будет оцениваться способом, приведенным позднее. Если оцененная задержка больше minAgeThreshold, пакет будет отбрасываться, пока интервал времени между текущим временем и предыдущим временем сброса пакета не будет меньше minInterDropTime.

Одна реализация нового алгоритма AQM, который рассматривается в этом документе, иллюстрируется на фиг. 2. Пакеты отбрасываются на уровне Управления радиосвязью (RLC), когда SDU RLC доставляются на верхние уровни в eNodeB. Реализация также может осуществляться на уровне PDCP, и в этом случае отброшенными единицами данных были бы SDU PDCP. Отбрасывание единиц данных на нижних уровнях невозможно, потому что протокол RLC в eNodeB запрашивал бы повторную передачу отброшенного пакета. В результате отправитель TCP не смог бы обнаружить потерю сегмента и соответственно не уменьшил бы скорость отправки.

Также можно использовать другую информацию, кроме BSR, чтобы оценить размер буфера UE в eNodeB. Например, в 3GPP обсуждался ввод разрядов в заголовок MAC, которые переносят информацию, чтобы помочь планировщику eNodeB (обычно известные как "счастливые разряды"). Эти разряды могли бы, например, содержать короткий отчет о состоянии буфера или информацию задержке очереди у пакетов в UE. Если такие разряды вводятся в более позднюю версию стандарта 3GPP, то можно использовать их вместо или в сочетании с BSR для оценивания размера буфера UE в eNodeB.

Следует отметить, что в качестве альтернативы отбрасыванию пакетов в алгоритме AQM также можно "помечать" пакеты путем установки так называемых разрядов ECN в заголовке IP (ECN=уведомление о явной перегрузке). Если устанавливаются разряды ECN, то TCP в результате также снизит скорость. Таким образом, подходы к AQM, описанные в этом документе, можно приспособить к сбросу или маркировке пакетов.

Подробное описание одного варианта осуществления способа для оценки задержки в очереди

В этом подразделе предоставляется вариант осуществления способа AQM для оценки задержки в очереди у головных данных, то есть самых старых данных, в произвольном буфере. Предполагается, что длину очереди можно контролировать дискретно, то есть можно знать длину очереди в дискретные интервалы времени. Также допускается, что доступен объем данных, обслуживаемый буфером в течение каждого интервала времени (либо из объема данных, запланированных для передачи, либо из объема данных, принятых в eNodeB). Также длина интервала времени наблюдения известна и предполагается небольшой.

Для удобства нижеследующий текст использует t_i для обозначения времени, когда контролируется очередь, тогда как длина очереди в t_i обозначается с помощью Q_i. Более того, интервал времени между t_i-1 и t_i обозначается с помощью Δt_i, а данные, обслуживаемые в течение интервала времени Δt_i, обозначаются как L_i. Наконец, пусть R_i обозначает объем данных, поступивших в очередь в течение интервала времени. Новые данные R_i не известны непосредственно, но могут вычисляться из длины очереди и исходящих разрядов, то есть

R_i=Q_i+L_i-Q_i-1,

где Q_i, L_i, Q_i-1 являются известными переменными.

В момент n задержка очереди у самых старых данных в очереди, если допустить, что ничего не обслуживается в течение интервала наблюдения, равна

где r - индекс события наблюдения t_r, когда поступили головные данные, то есть самые старые данные, по-прежнему существующие в очереди. Однако в течение наблюдаемого интервала времени данные, соответствующие L_n, уже удаляются из очереди. Таким образом, фактическая головная задержка у головных данных зависит от области, в которой расположена Q_n. Например, предположим, что Q_n находится между , тогда максимальная задержка очереди вычисляется как среднее соответствующих задержек, то есть

Псевдокод подробного варианта осуществления способа для оценки задержки (пакета) приводится на фиг. 3. В алгоритме количество разрядов, которые еще не обслуживаются, сохраняется вместе с соответствующими задержками. Значения сохраняются в структурах данных, обозначенных с помощью R[] и D[]. Когда принимаются текущая длина очереди, объем данных, обслуживаемый буфером, L_i, и интервал времени Δt_i, тогда на основе этих значений величины обслуживаемых разрядов удаляются из R[], и задержки всех разрядов обновляются.

Дополнительные примерные варианты осуществления

Фиг. 4 иллюстрирует UE 10, например сотовый телефон или другой мобильный терминал, обладающий возможностями установления соединения на пакетных данных. UE 10 имеет информационное соединение 12 с узлом 14 связи, который может быть другим UE или по существу любым устройством связи, сервером или другой системой, допускающей установление сквозного информационного соединения с UE 10. На иллюстрации информационное соединение 12 может быть линией связи TCP/IP.

Конкретнее, сеть 20 беспроводной связи, например сеть LTE, поддерживает информационное соединение 12 между UE 10 и узлом 14 связи путем коммуникационного подключения UE 10 к одной или нескольких внешним сетям 22 передачи данных, например Интернету. Конечно, один и тот же тип информационного соединения может поддерживаться сетью 20 для UE, работающих в сети 20, и активное управление очередью на базовых станциях, в отношении UE, может выполняться для информационных соединений, установленных внутри и вне сети 20.

Более подробно, сеть 20 включает в себя Сеть 24 радиодоступа (RAN), которая коммуникационно подключается к Базовой сети 26 (CN), которая в свою очередь коммуникационно соединяется с внешней сетью (сетями) 22. RAN 24 включает в себя некоторое количество базовых станций 28, где для простоты показана одна. Базовая станция 28, которая может быть eNodeB в варианте осуществления сети 20 с LTE, преимущественно включает в себя одну или несколько схем обработки, которые конфигурируются для обеспечения активного управления очередью для буферов передачи в любом количестве UE 10, имеющих информационные соединения 12, установленные через базовую станцию 28.

Таким образом, с помощью линии связи TCP/IP, установленной между UE 10 и узлом 14 связи через базовую станцию 28, базовая станция 28 может инициировать управление потоком на основе TCP для передач восходящей линии связи от UE 10 на основе выборочного отбрасывания или маркировки восходящих пакетов (IP-пакетов), отправленных от UE 10 к узлу 14 связи. То есть потеря (или маркировка при перегрузке) IP-пакетов, идущих по восходящей линии связи, заставит TCP снизить скорости отправки пакетов UE и посредством этого ослабить перегрузку.

Фиг. 5 иллюстрирует неограничивающий примерный вариант осуществления базовой станции 28. Проиллюстрированная базовая станция 28 включает в себя схемы 30 приемопередатчика для сигнализации нисходящей линии связи и восходящей линии связи к потенциально большому количеству UE 10 и от них. Базовая станция 28 дополнительно включает в себя схемы 32 сопряжения с CN для коммуникационного соединения с CN 26. Более того, базовая станция 28 включает в себя некоторое количество схем 34 управления связью и обработки, которые могут содержать набор плат обработки в стойке/корзине или другие подсистемы обработки.

Независимо от конкретной физической реализации, базовая станция 28 дополнительно включает в себя процессор 40 активного управления очередью (AQM) для реализации активного управления очередью в буферах передачи в одном или нескольких UE 10. (Схема может конфигурироваться для предоставления AQM для нескольких UE 10, или параллельные реализации схемы могут использоваться для предоставления AQM для нескольких UE 10.) Касательно такой гибкости нужно будет принять во внимание, что схемы 34 обработки в одном или нескольких вариантах осуществления включают в себя один или несколько микропроцессоров и/или схем цифрового процессора сигналов вместе с ассоциированной памятью для программ и данных. По существу, проиллюстрированные схемы могут представлять реализации функциональных схем, по меньшей мере, частично реализованные посредством исполнения команд компьютерной программы, сохраненных на машиночитаемом носителе в базовой станции 28.

В примерной реализации процессора 40 AQM контроллер сброса/маркировки выборочно определяет, сбросить ли (или отметить) пакеты от UE, на основе оценивания, по меньшей мере, одного из оцененного размера буфера передачи для UE 10 и оцененной задержки очереди для пакетов в буфере передачи UE. Поддерживая такие функциональные возможности, процессор 40 AQM включает в себя или ассоциируется с одним или несколькими таймерами, блоком оценки размера буфера передачи и блоком оценки задержки очереди, и нужно будет принять во внимание, что рабочая память данных и программ может включаться или ассоциироваться с этими схемами.

Для дополнительной справки показан примерный вариант осуществления UE 10, включающего схемы 50 приемопередатчика, процессор 52 передачи и буфер 54 передачи. Тогда для проиллюстрированного примера процессор 40 AQM в базовой станции 28 будет восприниматься соответственно как обеспечивающий AQM для буфера 54 передачи в UE 10.

При поддержке функциональной обработки, показанной на фиг. 5, нужно будет принять во внимание, что один вариант осуществления способа, раскрытого в этом документе, содержит способ на базовой станции для управления очередью передачи в пользовательском оборудовании, передающем пакеты базовой станции. Как показано в примерном варианте осуществления на фиг. 6, способ включает в себя оценивание, по меньшей мере, одного из размера буфера передачи и задержки очереди в буфере передачи для пользовательского оборудования (этап 100), и выборочное отбрасывание или маркировку при перегрузке пакетов, принятых на базовой станции от пользовательского оборудования, на основе, по меньшей мере, одного из оцененного размера буфера передачи и оцененной задержки очереди в буфере передачи (этап 102).

Пакеты в одном или нескольких вариантах осуществления является пакетами Интернет-протокола (IP), отправленными пользовательским оборудованием по информационному соединению Протокола управления передачей (TCP)/IP. По существу, выборочное отбрасывание или маркировка при перегрузке пакетов, принятых на базовой станции от пользовательского оборудования, содержит выборочное отбрасывание или маркировку при перегрузке IP-пакетов для инициирования управления потоком на основе TCP в информационном соединении.

В одном или нескольких вариантах осуществления выборочное отбрасывание или маркировка при перегрузке пакетов содержит выборочное отбрасывание пакетов на уровне Управления радиосвязью (RLC) или на уровне Протокола конвергенции пакетных данных (PDCP), чтобы избежать инициирования повторной пакетной передачи на основе RLC или PDCP отброшенных пакетов пользовательским оборудованием.

Дополнительно, как подробно излагалось раньше в этом документе, выборочное отбрасывание или маркировка при перегрузке пакетов, принятых на базовой станции от пользовательского оборудования, содержит выборочное отбрасывание или маркировку при перегрузке пакетов, принятых от пользовательского оборудования, если оцененный размер буфера передачи превышает заданную пороговую величину размера буфера. В одном или нескольких вариантах осуществления оценивание размера очереди в буфере передачи пользовательского оборудование основывается на приеме отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера от пользовательского оборудования. Аналогичным образом, оценивание задержки очереди в буфере передачи также может основываться на отчетах о состоянии буфера или индикаторах состояния буфера, и объеме обслуживаемых данных, который вычислен из объема переданных или запланированных для передачи данных восходящей линии связи от пользовательского оборудования к базовой станции.

По меньшей мере в одном варианте осуществления оценивание задержки очереди в буфере передачи содержит вычисление объема еще не обслуженных данных из буфера передачи пользовательского оборудования на основе отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера, и объема обслуживаемых или запланированных данных, и сохранение и обновление этого объема данных вместе с соответствующей задержкой в структуре данных, поддерживаемой на базовой станции. Здесь оцененная задержка очереди в буфере передачи может вычисляться в виде задержки самой старой записи в структуре данных.

В другом варианте осуществления выборочное отбрасывание или маркировка при перегрузке пакетов, принятых на базовой станции от пользовательского оборудования, содержит выборочное отбрасывание или маркировку при перегрузке пакетов, принятых от пользовательского оборудования, если оцененный размер буфера передачи превышает заданную пороговую величину размера буфера и если оцененная задержка очереди в буфере передачи превышает заданную пороговую величину задержки очереди. Конкретнее, способ может не содержать отбрасывание или маркировку при перегрузке пакетов, если оцененный размер буфера передачи ниже заданной пороговой величины размера.

Основываясь на этом подходе, способ может дополнительно включать в себя выборочное отбрасывание или маркировку при перегрузке пакетов, принятых на базовой станции от пользовательского оборудования, дополнительно на основе проверки, превышает ли оцененная задержка очереди в буфере передачи заданную пороговую величину задержки, если оцененный размер буфера передачи выше заданной пороговой величины размера. Если это так, то способ выбрасывает или маркирует при перегрузке текущий принятый пакет, пока интервал времени от последнего события отбрасывания или маркировки пакета не меньше заданной пороговой величины времени.

Фиг. 7 иллюстрирует вариант осуществления способа, описанного непосредственно выше. В соответствии с проиллюстрированной логикой обработки, которая может быть реализована для заданного пакета с помощью процессора 40 AQM из фиг. 5, оцененный размер буфера передачи UE, обозначенный как EBS, сравнивается с заданной пороговой величиной размера буфера, обозначенной как TH(S) (этап 110). Если оцененный размер буфера передачи ниже заданной пороговой величины размера (этап 112, EBS не превышает TH(S)), то заданный пакет не отбрасывается или не маркируется иным образом (этап 114).

Однако если превышена пороговая величина размера буфера, обработка продолжается сравнением оцененной задержки очереди в буфере передачи UE, обозначенной как EQD, с заданной пороговой величиной задержки, обозначенной как TH(D) (этапы 116 и 118). Если оцененная задержка очереди не превышает заданную пороговую величину задержки, то заданный пакет не отбрасывается/маркируется (этап 120). Однако, если превышена пороговая величина задержки очереди, то заданный пакет можно отбросить/маркировать в этот момент, либо выполняется дополнительная проверка по меньшей мере в одном варианте осуществления.

Как показано на фигуре, дополнительная проверка может быть определением, превышает ли интервал времени с последнего события отбрасывания/маркировки заданный интервальный таймер(INT. > TMR?) (этапы 122 и 124). Если прошло меньше заданной длительности таймера с последнего события сброса/маркировки, то заданный пакет не отбрасывается или не маркируется иным образом (этап 126). Если прошло минимальное затраченное время, то выполняется отбрасывание (или маркировка) (этап 128).

Эта проверка затраченного времени предотвращает отбрасывание или иную маркировку при перегрузке слишком большого количества пакетов и препятствует отбрасыванию/маркировке последовательных пакетов. Конечно, таймер, используемый для разнесения событий отбрасывания/маркировки, может обновляться или изменяться динамически на основе контроля производительности или другого показателя, ассоциированного с каналом передачи данных, как и другие заданные пороговые величины, используемые для AQM.

Неограничивающие преимущества изобретения

Решение, предложенное настоящим изобретением, обладает следующими характеристиками, но не ограничивается ими: (1) оно реализуется в сети (например, на базовой станции), а не на UE, обеспечивая соответственно лучший контроль буфера UE со стороны сети; (2) не требуется никакой деятельности по стандартизации (патентованное решение); (3) решение работает также для существующих UE Rel-8, что не было бы верным для стандартизованного решения UE в Rel-9 или поздней; (4) оно поддерживает небольшую сквозную задержку пакета без значительного влияния на пропускную способность.

В одном или нескольких вариантах осуществления настоящее изобретение содержит механизм в восходящей линии связи для выборочного отбрасывания (или маркировки) принятых пакетов на базовой станции, чтобы повысить производительность TCP. По меньшей мере в одном варианте осуществления критерии отбрасывания (или маркировки) основываются на оцененном размере буфера UE и, при желании, на оцененной задержке в буфере UE.

Размер буфера UE оценивается, например, из принятых отчетов о состоянии буфера UE, а задержка в буфере UE оценивается, например, на основе принятых отчетов о буфере и объема обслуживаемых данных. В поддержку этой оценки объем обслуживаемых данных вычисляется из объема запланированных данных восходящей линии связи или объема принятых данных на базовой станции (eNodeB).

Сокращения

Используются следующие сокращения:

AQM: Активное управление очередью;

ARQ: Автоматический запрос на повторение;

BSR: Отчет о состоянии буфера;

eNodeB: усовершенствованный Узел Б;

LTE: Проект долгосрочного развития;

PDCP: Протокол конвергенции пакетных данных;

PDPC: Счетчик предупреждения отмены передачи пакета;

PDU: Протокольный блок данных;

QoS: Качество обслуживания;

RLC: Управление радиосвязью; и

SDU: Сервисный блок данных.

Специалисты в данной области техники примут во внимание, что настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутыми примерами и иллюстрациями, а скорее ограничивается только нижеследующей прилагаемой формулой изобретения и ее юридическими эквивалентами.

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в уменьшении задержки передачи сигналов. В соответствии с идеями, представленными в изобретении, базовая станция реализует активное управление очередью (AQM) для передач по восходящей линии связи от пользовательского оборудования (UE), например мобильного терминала. Базовая станция, например eNodeB в сети Долгосрочного развития (LTE), использует, например, отчеты о состоянии буфера для оценивания задержек пакетов для пакетов в буфере передачи восходящей линии связи у UE. В одном варианте осуществления способ AQM (базовой станции) для восходящей линии связи включает в себя оценивание по меньшей мере одного из размера буфера передачи и задержки очереди в буфере передачи для UE и выборочное отбрасывание или маркировку при перегрузке пакетов, принятых на базовой станции от UE. Выборочное отбрасывание или маркировка основывается на оцененном размере буфера передачи и/или оцененной задержке очереди в буфере передачи. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке, в базовой станции, пакетов, принимаемых от пользовательского оборудования (10), отличающийся тем, что активное управление очередью восходящей линии связи в буфере (54) передачи в пользовательском оборудовании осуществляют в упомянутой базовой станции (28) посредством этапов, на которых:
оценивают (100) в упомянутой базовой станции (28) по меньшей мере одно из размера буфера передачи и задержки очереди в буфере передачи для буфера передачи в пользовательском оборудовании (10); и
выборочно отбрасывают или маркируют при перегрузке (102), в упомянутой базовой станции (28), пакеты, принимаемые на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), на основе по меньшей мере одного из оцененного размера буфера передачи и оцененной задержки очереди в буфере передачи.

2. Способ по п.1, в котором пакеты являются пакетами Интернет-протокола (IP), принимаемыми от пользовательского оборудования (10) по информационному соединению Протокола управления передачей (TCP)/IP, и в котором этап выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), содержит выборочное отбрасывание или маркирование при перегрузке IP-пакетов, чтобы инициировать управление потоком на основе TCP в информационном соединении.

3. Способ по п.1, в котором этап выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов содержит выборочное отбрасывание пакетов на уровне Управления радиосвязью (RLC) или на уровне Протокола конвергенции пакетных данных (PDCP), чтобы избежать инициирования повторной пакетной передачи на основе RLC или PDCP отброшенных пакетов пользовательским оборудованием (10).

4. Способ по п.1, в котором этап выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), содержит выборочное отбрасывание или маркирование при перегрузке пакетов, принимаемых от пользовательского оборудования (10), если оцененный размер буфера передачи превышает заданную пороговую величину размера буфера.

5. Способ по п.1, в котором этап выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), содержит выборочное отбрасывание или маркирование при перегрузке пакетов, принимаемых от пользовательского оборудования (10), если оцененный размер буфера передачи превышает заданную пороговую величину размера буфера и если оцененная задержка очереди в буфере передачи превышает заданную пороговую величину задержки очереди.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором на базовой станции (28) оценивают размер очереди в буфере передачи у пользовательского оборудования на основе приема отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера от пользовательского оборудования (10).

7. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором на базовой станции (28) оценивают задержку очереди в буфере передачи на основе отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера и объема обслуживаемых данных, который вычислен из объема переданных или запланированных для передачи данных восходящей линии связи от пользовательского оборудования (10) к базовой станции (28).

8. Способ по п.1, в котором этап выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), включает в себя не отбрасывание или не маркирование при перегрузке пакетов, если оцененный размер буфера передачи ниже заданной пороговой величины размера.

9. Способ по п.8, в котором этап выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), если оцененный размер буфера передачи выше заданной пороговой величины размера, дополнительно содержит проверку, превышает ли оцененная задержка очереди в буфере передачи заданную пороговую величину задержки, и если это так, то отбрасывают или маркируют при перегрузке текущий принятый пакет, пока интервал времени от последнего события отбрасывания или маркировки пакета не меньше заданной пороговой величины времени.

10. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором на базовой станции (28) оценивают задержку очереди в буфере передачи путем вычисления объема еще не обслуженных данных из буфера передачи (54) пользовательского оборудования (10) на основе отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера и объема обслуживаемых или запланированных данных и сохраняют и обновляют этот объем данных вместе с соответствующей задержкой в структуре данных, поддерживаемой на базовой станции (28).

11. Способ по п.10, в котором вычисляют оцененную задержку очереди в буфере передачи в виде задержки самой старой записи в структуре данных.

12. Базовая станция (28), включающая в себя одну или несколько схем обработки (40), сконфигурированных для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых от пользовательского оборудования (10), для обеспечения активного управления очередью в буфере передачи (54) в пользовательском оборудовании (10) на основе:
оценивания по меньшей мере одного из размера буфера передачи и задержки очереди в буфере передачи для буфера передачи в пользовательском оборудовании (10); и
выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), на основе по меньшей мере одного из оцененного размера буфера передачи и оцененной задержки очереди в буфере передачи.

13. Базовая станция по п.12, в которой пакеты являются пакетами Интернет-протокола (IP), принимаемыми от пользовательского оборудования по информационному соединению Протокола управления передачей (ТСР)/IP, причем базовая станция (28) сконфигурирована для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), путем выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке IP-пакетов, чтобы инициировать управление потоком на основе TCP в информационном соединении.

14. Базовая станция по п.12, которая сконфигурирована для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов путем выборочного отбрасывания пакетов на уровне Управления радиосвязью (RLC) или на уровне Протокола конвергенции пакетных данных (PDCP), чтобы избежать инициирования повторной пакетной передачи на основе RLC или PDCP отброшенных пакетов пользовательским оборудованием (10).

15. Базовая станция по п.12, которая сконфигурирована для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), путем выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых от пользовательского оборудования (10), если оцененный размер буфера передачи превышает заданную пороговую величину размера буфера.

16. Базовая станция по п.12, которая сконфигурирована для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), путем выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых от пользовательского оборудования (10), если оцененный размер буфера передачи превышает заданную пороговую величину размера буфера и если оцененная задержка очереди в буфере передачи превышает заданную пороговую величину задержки очереди.

17. Базовая станция по п.12, которая сконфигурирована для оценивания размера очереди в буфере передачи у пользовательского оборудования на основе приема отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера от пользовательского оборудования (10).

18. Базовая станция по п.17, которая сконфигурирована для оценивания задержки очереди в буфере передачи на основе отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера и объема обслуживаемых данных, который вычислен из объема переданных или запланированных для передачи данных восходящей линии связи от пользовательского оборудования (10) к базовой станции (28).

19. Базовая станция по п.12, которая сконфигурирована для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), путем отказа от отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, если оцененный размер буфера передачи ниже заданной пороговой величины размера.

20. Базовая станция по п.19, которая, если оцененный размер буфера передачи выше заданной пороговой величины размера, сконфигурирована для выборочного отбрасывания или маркировки при перегрузке пакетов, принимаемых на базовой станции (28) от пользовательского оборудования (10), путем дополнительной проверки того, превышает ли оцененная задержка очереди в буфере передачи заданную пороговую величину задержки, и если это так, отбрасывания или маркировки при перегрузке текущего принятого пакета, пока интервал времени от последнего события отбрасывания или маркировки пакета не меньше заданной пороговой величины времени.

21. Базовая станция по п.12, которая сконфигурирована для оценивания задержки очереди в буфере передачи путем вычисления объема еще не обслуженных данных из буфера (54) передачи пользовательского оборудования (10) на основе отчетов о состоянии буфера или индикаторов состояния буфера и объема обслуживаемых или запланированных данных и сохранения и обновления этого объема данных вместе с соответствующей задержкой в структуре данных, поддерживаемой на базовой станции (28).

22. Базовая станция по п.21, которая сконфигурирована для вычисления оцененной задержки очереди в буфере передачи в виде задержки самой старой записи в структуре данных.