專利名稱：一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及第四代移動通信技術(shù)，屬于無線資源管理技術(shù)領域，利用UE(User Equipment，用戶設備)的 S-GW/P-GW(Serving Gateway/PDN Gateway，業(yè)務網(wǎng)關(guān) / 分組數(shù)據(jù) 網(wǎng)關(guān))進行UE數(shù)據(jù)包的流量控制(以下簡稱流控)，避免無線資源的浪費。
背景技術(shù)：
移動通信發(fā)展到現(xiàn)階段，已成為通信領域中潛力最大的熱點技術(shù)之一。它也同樣 面臨著很多問題，諸如頻譜資源緊張，覆蓋范圍和系統(tǒng)容量受限，用戶日益增長的需求等 等。為應對挑戰(zhàn)，2008年3月ITU(國際電信聯(lián)盟)發(fā)出通函，向各成員征集4G(第四代移動 通信技術(shù))候選技術(shù)提案，正式啟動了 4G標準化工作。3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃)向ITU提交了面向4G的LTE-A (LTE-Advanced)技術(shù)，開展 了 LTE-A的研究工作。在LTE-A中，引入了對中繼技術(shù)的研究。中繼技術(shù)作為LTE-A系統(tǒng)的關(guān)鍵候選技 術(shù)之一，將為小區(qū)帶來更大的覆蓋范圍和更高的系統(tǒng)容量，以及更廉價的網(wǎng)絡建設成本。由于中繼節(jié)點(Relay Node, RN)的引入，原來僅有的UE和eNB(evolvedNode B, LTE中的基站)之間的一個空中接口變成了兩個一個是UE和RN之間的空中通信接口，被 稱作是Uu(用戶-中繼)接口，另一個是RN和其DeNB(Donor eNB，即RN所屬宏小區(qū)的eNB) 之間的空中通信接口，即Un(中繼-基站)接口?？紤]RN是固定節(jié)點的情況，它和DeNB之 間的Un接口鏈路質(zhì)量相對穩(wěn)定。由于UE的移動性，Uu接口的鏈路質(zhì)量可能會發(fā)生很大變 化。如圖1所示，當其鏈路質(zhì)量變差或UE的業(yè)務過于繁忙而處理不了時，RN在Uu接口的 發(fā)送數(shù)據(jù)的速率會降低。但DeNB對此不知情，仍以原速率在Un接口發(fā)送UE的數(shù)據(jù)包，這 樣可能就會造成UE的數(shù)據(jù)包在RN處不斷累積，嚴重的話會導致RN的緩存區(qū)溢出，數(shù)據(jù)包 被RN丟棄。若UE的數(shù)據(jù)包被RN丟棄，DeNB需要重新發(fā)送這些被丟棄的數(shù)據(jù)包給RN。在這種 情況下，Un接口的backhaul (回程線路，即RN到DeNB之間的這一段鏈路)鏈路資源被浪 費。因此，需要對Un接口的流量進行及時有效的控制，以保證backhaul鏈路資源的有效利用。而要對Un接口的流量進行控制，流控的目標應該定為UE或者是每個UE的EPS bearer (Evolved Packet System bearer，演進型分組系統(tǒng)承載)，這兩種方式均不會影響 到其他的無辜UE，僅對需要流控的UE或一個UE的特定業(yè)務進行流控?，F(xiàn)在提倡的方式是由RN告知DeNB關(guān)于Uu接口的鏈路狀態(tài)，在DeNB處進行Un 接口的流控，減少DeNB發(fā)往RN的數(shù)據(jù)包。這種方法是一種很直觀的方式，可以通過控制Un 接口數(shù)據(jù)流起到避免RN緩存區(qū)溢出的效果。然而，對現(xiàn)在3GPP LTE-A中討論的4種relay 協(xié)議結(jié)構(gòu)逐一進行分析，就會發(fā)現(xiàn)一些問題。在LTE-A當前四種relay協(xié)議結(jié)構(gòu)中，選項1和3的DeNB對RN下UE的數(shù)據(jù)包都 是透明傳輸?shù)模鼰o法得知當前傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包屬于哪一個UE，因此在DeNB處進行Un接口的流控時，無法針對UE或UE EPS bearer來進行，僅能對Un接口的無線承載(Un RB)或是對 整個RN做流控。由此一來，DeNB處的流控同時也會控制其他UE的業(yè)務，這就影響了一些 其他的UE。而選項2和4則不同，這兩種選項中的DeNB完成UE EPS bearer到UnRB的映射 功能，因此它可以得知足夠的信息來針對UE EPS bearer或UE做流控。綜合上面的分析，對選項1和選項3需要重新設計方案控制Un接口的數(shù)據(jù)流，以 適應Uu接口的鏈路變化，避免backhaul鏈路資源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，通過 在UE的S-GW/P-GW節(jié)點進行流量控制，能針對具體UE的數(shù)據(jù)包或是UE的承載，不影響其 他UE的業(yè)務，避免backhaul鏈路資源的浪費。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，采用包括UE的 S-GW/P-GW、MME、DeNB 和 RN 的 S-GW/P_GW、RN、UE 的系統(tǒng)，下行數(shù)據(jù)包從 UE 的 S-GW/P-GW 發(fā) 出，依次通過RN的S-GW/P-GW和DeNB、RN發(fā)送至UE，上行數(shù)據(jù)包從UE發(fā)出，依次通過RN、 DeNB和RN的S-GW/P-GW發(fā)送至UE的S-GW/P-GW，RN與UE之間的通信接口為Uu接口，RN 與DeNB之間的通信接口為Un接口，其特征在于RN結(jié)合RN緩存區(qū)的狀態(tài)分析UE反饋的Uu接口鏈路質(zhì)量信息，得到Uu接口鏈路 的有效發(fā)送速率，并將該有效發(fā)送速率與Un接口的速率比較，確定是否采用流量控制；如確定采用流量控制，則RN根據(jù)Uu接口鏈路的有效發(fā)送速率要求分析得出Un接 口合適的發(fā)送速率值，使之與Uu接口鏈路的有效發(fā)送速率匹配，并發(fā)送流量控制請求指令 至UE的S-GW/P-GW，所述的流量控制請求指令包括UE信息或具體承載信息及合適的發(fā)送速 率值；UE的S-GW/P-GW根據(jù)流量控制請求的速率要求發(fā)送數(shù)據(jù)包。UE 的 S-GW/P-GW 節(jié)點對到達的數(shù)據(jù)包進行 GTP (GI3RS Tunneling Protocol)隧道 封裝，然后映射到各個UE EPS bearer上，因此，UE的S-GW/P-GW完全知道每個數(shù)據(jù)包該屬 于哪個UE或UE EPS bearer，在這里可以針對UE以及UE EPSbearer進行流控。當在UE的 S-GW/P-GW處控制數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率，DeNB在Un接口往RN發(fā)送的速率也會隨之變化。作為對上述技術(shù)方案的完善和補充，本發(fā)明進一步采取如下技術(shù)措施或是這些措 施的任意組合所述的DeNB和RN的S_GW/P_GW設于不同的節(jié)點。所述的RN 的 S-GW/P-GW 設于 DeNB 內(nèi)。所述的流量控制請求指令先由RN發(fā)送給移動性管理實體(MME)，再由移動性管理 實體轉(zhuǎn)發(fā)給UE的S-GW/P-GW。所述的Uu接口鏈路質(zhì)量信息被包含在UE的上行數(shù)據(jù)包內(nèi)發(fā)送給RN。所述的Uu接口鏈路質(zhì)量信息由UE直接以信令形式發(fā)送給RN。有益效果本發(fā)明利用UE的S-GW/P-GW進行流控，可以非常準確的對某個UE或是 UE的某個特定業(yè)務進行流控，而不會影響其它無辜的UE ；由于UE反饋Uu接口鏈路狀況的 實時性，使得流控及時有效，避免因為流控不及時而造成擁塞；使Uu和Un接口的速率匹配避免了因為Un接口速率過緩而造成的UE “饑餓”狀態(tài)。本發(fā)明提高了無線信道利用率，避 免資源的浪費。


圖1為通信系統(tǒng)中由于Uu接口鏈路變差或業(yè)務過于繁忙導致RN緩存區(qū)溢出示意 圖；圖2為LTE-A relay架構(gòu)選項1的用戶面協(xié)議架構(gòu)的示意圖；圖3為LTE-A relay架構(gòu)選項3的用戶面協(xié)議架構(gòu)的示意圖；圖4為LTE-A relay架構(gòu)選項1中利用UE的S_GW/P_GW進行Un接口流控的示意 圖。
具體實施例方式一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，RN結(jié)合自己緩存區(qū)的狀態(tài)分析UE反饋的鏈路質(zhì)量 信息(反饋信息可以攜帶在UE的上行數(shù)據(jù)包里，也可以直接以信令的形式發(fā)給RN)得知Uu 接口鏈路的有效發(fā)送速率，將此速率與Un接口的速率相比較，確認兩者是否匹配。若不匹 配且持續(xù)這種狀態(tài)會造成擁塞或鏈路利用率很低，則需要通過流控的手段來緩解。此時，RN 根據(jù)分析得出一個適當?shù)乃俾手祦碇笇E的S-GW/P-GW節(jié)點進行流控，改變發(fā)送UE數(shù)據(jù) 包的速率，使Uu和Un接口的速率匹配。前述中，UE的數(shù)據(jù)包之所以會持續(xù)在RN處累積，是因為數(shù)據(jù)包到達RN的速率大 于RN向UE發(fā)送的速率。同樣的，在降低Un接口往RN發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率后，若Uu接口鏈 路質(zhì)量變得足夠好，UE的處理能力也很強的時候，若下行數(shù)據(jù)到達RN的速率仍然保持一個 較低的水平，則UE會一直處于一種“饑餓”的狀態(tài)，這時應該增大UE的數(shù)據(jù)包到達RN的速 率。本方法使Uu接口的傳輸速率和Un接口的傳輸速率保持匹配，就能解決現(xiàn)有技術(shù)中的 問題。圖2、3分別為relay架構(gòu)選項1和選項3的用戶面協(xié)議架構(gòu)的示意圖，從圖上可 以看出在這兩種架構(gòu)選項中DeNB由于協(xié)議結(jié)構(gòu)的關(guān)系，只能透明的傳輸UE的數(shù)據(jù)包。UE 的S-GW/P-GW節(jié)點對到達的數(shù)據(jù)包進行GTP隧道封裝，然后映射到各個UE EPS bearer上， 因此，UE的S-GW/P-GW完全知道每個數(shù)據(jù)包該屬于哪個UE或UE EPS bearer，在這里可以 針對UE以及UE EPS bearer進行流控。當在UE的S-GW/P-GW處控制數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率， DeNB在Un接口往RN發(fā)送的速率也會隨之變化。圖4所示為架構(gòu)選項1中利用UE的S-GW/P-GW進行Un接口流控的流程，下行數(shù) 據(jù)包依次經(jīng)過UE的S-GW/P-GW、RN的S-GW/P_GW、DeNB和RN，達到UE ；上行數(shù)據(jù)包由UE發(fā) 出，反向傳輸至UE的S-GW/P-GW。RN分析UE反饋的關(guān)于Uu接口鏈路質(zhì)量的測量報告，結(jié)合 自己緩存區(qū)狀態(tài)以及Un接口的下行速率，確定是否采用流量控制；如確定采用流量控制， 則RN根據(jù)Uu接口鏈路的有效發(fā)送速率要求分析得出Un接口合適的發(fā)送速率值，使之與Uu 接口鏈路的有效發(fā)送速率匹配，并發(fā)送流量控制請求指令至UE的S-GW/P-GW，流量控制請 求指令包括UE信息或UE承載及合適的發(fā)送速率值；UE的S-GW/P-GW根據(jù)流量控制請求的 速率要求發(fā)送數(shù)據(jù)包。選項3和選項1的流程基本一致，唯一的區(qū)別是RN的S-GW/P-GW融合到DeNB中，因此僅僅只是數(shù)據(jù)和信令在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中少了一個中間節(jié)點，不再對其贅述。
應當指出，本實施例僅列示性說明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任 何熟悉此項技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對上述實施例進行修改。因 此，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍，應如權(quán)利要求書所列。
權(quán)利要求
1.一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，采用包括用戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、移動性 管理實體、基站和中繼業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)、中繼節(jié)點、用戶設備的系統(tǒng)，下行數(shù)據(jù)包 從用戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)發(fā)出，依次通過中繼業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和基站、 中繼節(jié)點發(fā)送至用戶設備，上行數(shù)據(jù)包從用戶設備發(fā)出，依次通過中繼節(jié)點、基站和中繼業(yè) 務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)發(fā)送至用戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，中繼節(jié)點與用戶設備之 間的通信接口為用戶-中繼接口，中繼節(jié)點與基站之間的通信接口為中繼-基站接口，其特 征在于中繼節(jié)點結(jié)合中繼節(jié)點緩存區(qū)的狀態(tài)分析用戶設備反饋的用戶-中繼接口鏈路質(zhì)量 信息，得到用戶-中繼接口鏈路的有效發(fā)送速率，并將該有效發(fā)送速率與中繼-基站接口的 速率比較，確定是否采用流量控制；如確定采用流量控制，則中繼節(jié)點針對具體的用戶設備分析出一合適的發(fā)送速率值， 使該發(fā)送速率值與用戶設備的用戶-中繼接口鏈路的有效發(fā)送速率匹配，并發(fā)送流量控制 請求指令至用戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，所述的流量控制請求指令包括用戶設備信 息或具體承載及合適的發(fā)送速率值；用戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)根據(jù)流量控制請求的速率要求發(fā)送數(shù)據(jù)包。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，其特征在于所述的基站和中 繼業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)設于不同的節(jié)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，其特征在于所述的中繼業(yè)務 網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)設于基站內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，其特征在于所述 的流量控制請求指令先由中繼節(jié)點發(fā)送給移動性管理實體，再由移動性管理實體轉(zhuǎn)發(fā)給用 戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，其特征在于所述 的用戶_中繼接口鏈路質(zhì)量信息被包含在用戶設備的上行數(shù)據(jù)包內(nèi)發(fā)送給中繼節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，其特征在于所述 的用戶_中繼接口鏈路質(zhì)量信息由用戶設備直接以信令形式發(fā)送給中繼節(jié)點。
全文摘要
一種中繼網(wǎng)絡流量控制方法，涉及無線資源管理技術(shù)領域?，F(xiàn)有技術(shù)存在資源浪費、無法準確進行流控等缺陷，本發(fā)明的中繼節(jié)點結(jié)合中繼節(jié)點緩存區(qū)的狀態(tài)分析用戶設備反饋的用戶-中繼接口鏈路質(zhì)量信息，得到用戶-中繼接口鏈路的有效發(fā)送速率，并將該有效發(fā)送速率與中繼-基站接口的速率比較，確定是否采用流量控制；如確定采用流量控制，則中繼節(jié)點根據(jù)用戶-中繼接口鏈路的有效發(fā)送速率要求分析得出中繼-基站接口合適的發(fā)送速率值，并發(fā)送流量控制請求指令至用戶設備業(yè)務網(wǎng)關(guān)/分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。使流控準確及時，提高了無線信道利用率，避免資源的浪費。
文檔編號H04W28/10GK102104913SQ20091020047
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者張晨璐, 徐景, 曾媛, 朱元萍, 杜婷, 楊馨 申請人:上海無線通信研究中心