Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДСТРОЙКИ РАЗМЕРА ОКНА ПЕРЕДАЧИ НА УРОВНЕ УПРАВЛЕНИЯ РАДИОКАНАЛАМИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к управлению радиоканалами в системе сотовой связи с подвижными объектами (мобильными телефонами), в частности к способу подстройки размера окна передачи на уровне управления радиоканалами.

Предпосылки создания изобретения

Протокол управления радиоканалами (протокол RLC, где RLC = Radio Link Control) является протоколом управления, основанным на окне переменного размера, которое используется для управления передачей по радиоканалу пакета данных, как показано на фиг.1. У передающей RLC-стороны термин "блок с перекрестными смещениями" обозначает пакет данных, который имеет подтверждение, что он не получен противоположной стороной, и который должен быть передан повторно; термин "блоки с отсутствием приема" обозначает пакет данных, подтверждение приема которого противоположной стороной ожидается, а термин "пустые блоки" обозначает неиспользовавшиеся буферы. У принимающей RLC-стороны термин "блок с перекрестными смещениями" обозначает пакет данных, который потерян в процессе передачи противоположной стороной и должен быть принят повторно; термин "блоки с отсутствием приема" обозначает полученный пакет данных, а термин "пустые блоки" обозначает неиспользовавшийся буфер.

Далее описаны основные переменные протокола управления радиоканалами (RLC-протокол):

Configured_Tx_Window_Size: начальное значение окна передачи, сконфигурированное для передающей RLC-стороны протоколом высшего уровня, а также наибольший размер окна передачи с блоком, представленным последовательностью модулей данных протокола PDU (PDU - Protocol Data Units); при этом передающая RLC-сторона обращается к буферу передачи в соответствии с этой переменной.

VT(S): переменная состояния передачи, представляющая собой порядковый номер следующего модуля данных протокола PDU, который нужно передать, без учета повторно передаваемого модуля данных протокола (PDU).

VT(A): переменная состояния подтверждения, представляющая собой порядковый номер следующего в последовательности модуля данных протокола (PDU), подтверждение которого ожидается принимающей стороной.

VT(MS): переменная максимального состояния передачи; если порядковый номер модуля данных протокола (PDU) превышает это значение или равен ему, то передача модуля данных протокола не разрешается, и VT(MS)=VT(A)+VT(WS).

VT(WS): размер окна передачи, причем его начальное значение, являющееся также наибольшим значением, равно Configured_Tx_Window_Size, а наименьшее значение равно 1 или значению, сконфигурированному другим высшим уровнем, и значение VT(WS) изменяется в пределах этого диапазона.

Configured_Rx_Window_Size: размер начального окна приема, сконфигурированный для принимающей RLC-стороны протоколом высшего уровня, причем блок представляется последовательностью модулей данных протокола (PDU); RLC использует буфер приема в соответствии с этой переменной.

VR(R): переменная состояния приема, представляющая собой порядковый номер следующего в последовательности модуля данных протокола (PDU), подлежащего приему.

VR(H): переменная состояния приема с наивысшим ожиданием, представляющая собой наибольший порядковый номер модуля данных протокола (PDU), прием которого ожидается.

VR(MR): переменная наибольшего допустимого состояния приема; если порядковый номер модуля данных протокола (PDU) превышает это значение или равен ему, то принимающая RLC-сторона отказывается принимать модуль данных протокола, и

VR(MR)=VR(R)+Configured_Rx_Window_Size.

Принимающая RLC-сторона уведомляет передающую RLC-сторону пакетом состояния PDU (PDU-состояние), что некоторые пакеты приняты, а некоторые пакеты не приняты. Получив пакет состояния PDU, передающая RLC-сторона изменяет значение переменной состояния подтверждения VT(A) и передает переменную максимального состояния передачи VT(MS), чтобы обеспечить непрерывную передачу данных.

Если передающая RLC-сторона обнаруживает, что принимающая сторона не ответила на некоторый модуль данных протокола (PDU), такой как блок с перекрестными смещениями на передающей RLC-стороне на фиг.1, то значение переменной состояния передачи VT(S) непрерывно увеличивается, пока не достигнет значения переменной максимального состояния передачи VT(MS), и после этого данные с порядковым номером, равным значению VT(MS) или превышающим это значение, не передаются.

Если принимающая RLC-сторона обнаруживает, что некоторый модуль данных протокола (PDU) не получен, такой как блок с перекрестными смещениями на принимающей RLC-стороне на фиг.1, то значение переменной состояния приема с наивысшим ожиданием VR(H) непрерывно увеличивается, пока не достигнет значения переменной максимального допустимого состояния приема VR(MR), и после этого данные с порядковым номером, равным значению VR(MR) или превышающим это значение, не принимаются.

Существующий в настоящее время протокол RLC обеспечивает следующее: принимающая RLC-сторона в зависимости от состояния собственного окна приема управляет размером окна для передачи данных передающей RLC-стороной, тем самым управляя использованием полосы пропускания радиоканала. Схема протокола содержит информацию индикатора размера окна (информация SUFI о размере окна) в пакете состояния PDU, посылаемом передающей RLC-стороне, и после того, как передающая RLC-сторона получает информацию SUFI о размере окна, изменяет размер окна передачи VT(WS) на WSN. Если значение WSN равно нулю, то информация SUFI игнорируется; если значение WSN превышает наибольший размер окна передачи Configured_Tx_Window_Size, то размер окна передачи VT(WS) устанавливается равным Configured_Tx_Window_Size. Если связь по радиоканалу ухудшается, то данные могут быть потеряны, что ведет к увеличению буфера на принимающей RLC-стороне. В это время принимающая RLC-сторона уменьшает передачу данных от передающей RLC-стороны, используя информацию SUFI о размере окна, и уведомляет передающую RLC-сторону о необходимости уменьшить размер окна передачи VT(WS), тем самым уменьшая размер окна передачи и исключая перегрузку канала. Когда принимающая RLC-сторона обнаруживает, что имеющийся в наличии размер буфера приема постоянно растет до определенных пороговых значений, как показано на фиг.2, тогда как все повторно переданные пакеты получены и принимающей RLC-стороне не требуется буфер для использования, то принимающая RLC-сторона аналогичным образом уведомляет передающую RLC-сторону о необходимости увеличить размер окна передачи VT(WS), в результате чего размер окна передачи возрастает и исключается снижение эффективности использования полосы пропускания канала передачи данных.

В соответствии с фактически проведенными измерениями различных услуг вероятность потери модуля данных протокола (PDU) при некоторых услугах передачи данных, предоставляемых не в режиме реального времени, может достигать 10%. При хорошей радиосвязи протокол RLC предписывает, чтобы вероятность потери модуля данных протокола (PDU) не превышала 0,7%. Значит, по результатам сравнения, вероятность потери информации SUFI о размере окна выше. Однако согласно положениям настоящего протокола передающая сторона не "видит" использование полосы пропускания радиоканала и подстраивает размер окна передачи только согласно требованиям, содержащимся в информации SUFI о размере окна, полученной от принимающей стороны. Таким образом, если потеряна информация SUFI о размере окна, то передающая сторона не подстраивает размер окна по собственной инициативе. Более того, в протоколе RLC нет универсального критерия включения информации SUFI о размере окна, и после однократного включения такой информации может пройти длительное время до ее следующего включения. В частности, если состояние радиоканала становится хорошим и вероятность потери пакетов уменьшается, то информация SUFI о размере окна может быть вообще не включена, и в течение этого периода, даже при хорошем радиоканале, данные могут передаваться по радиоканалу с меньшей скоростью, тем самым значительно уменьшая эффективность радиоканала.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает способ подстройки размера окна передачи на уровне управления радиоканалами для эффективной борьбы с такими недостатками протоколов существующего уровня, как полное управление использованием полосы пропускания радиоканала на принимающей стороне, так что нет возможности своевременно подстроить размер окна передачи из-за потери информации SUFI о размере окна, что приводит к уменьшению эффективности использования полосы пропускания для протокола управления радиоканалами.

Настоящее изобретение обеспечивает способ подстройки размера окна передачи на уровне управления радиоканалами, при котором передающая RLC-сторона управляет использованием полосы пропускания радиоканала, периодически принимая решение о необходимости подстройки размера окна передачи и подстраивая размер окна передачи на передающей RLC-стороне, если происходит снижение эффективности использования полосы пропускания.

Шаг периодического принятия решения о необходимости подстройки размера окна передачи на передающей RLC-стороне включает в себя:

Шаг 1: задание порога N в зависимости от состояния радиоканала;

Шаг 2: периодическое измерение отношения K переменной состояния передачи VT(S) и переменной состояния подтверждения VT(A) к наибольшему размеру окна передачи Configured_Tx_Window_Size на передающей RLC-стороне, причем отношение K представляет собой отношение относительного расстояния между VT(S) и VT(A) к значению Configured_Tx_Window_Size;

Шаг 3: сравнение отношения K с порогом N и определение необходимости подстройки размера окна передачи, если отношение K меньше порога N; в противном случае, возврат к шагу 2.

Шаги для подстройки размера окна передачи на передающей RLC-стороне включают в себя:

Шаг 1: определение значения W на передающей RLC-стороне, т.е. размера окна передачи, который может быть обеспечен радиоканалом, и

Шаг 2: сравнение размера окна передачи VT(WS) со значением W и, если значение VT(WS) меньше W, задание значения VT(WS) равным W.

Согласно настоящему изобретению передающая RLC-сторона не полагается на информацию SUFI о размере окна, передаваемую принимающей RLC-стороной, а определяет состояние использования полосы пропускания радиоканала в зависимости от собственных переменных состояния и, таким образом, подстраивает размер окна передачи. Благодаря этому, можно исключить недостаток, состоящий в отсутствии возможности своевременной подстройки размера окна передачи при потере информации SUFI о размере окна, и быстро подстроить размер окна передачи, стремясь обеспечить полное и максимально эффективное использование полосы пропускания радиоканалов.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - это схематическое представление протокола управления радиоканалами.

Фиг.2 - это схема, на которой принимающая RLC-сторона уведомляет передающую RLC-сторону о необходимости изменения окна передачи, посылая пакет состояния, содержащий информацию SUFI о размере окна.

Фиг.3 - это алгоритм способа согласно настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительной реализации изобретения

Далее представлено более подробное описание настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.

Основная идея настоящего изобретения состоит в определении состояния буфера на принимающей RLC-стороне за счет периодического измерения соотношения переменных на передающей RLC-стороне. Как показано на фиг.1, если подтверждена потеря данных PDU на передающей RLC-стороне, как блока с перекрестными смещениями, то относительное расстояние между переменной состояния подтверждения VT (А) и переменной состояния передачи VT (S) постепенно увеличивается, и заполнение буфера передачи постепенно растет. Так как на принимающей RLC-стороне также происходит потеря данных PDU как блока с перекрестными смещениями, то относительное расстояние между переменной состояния приема VR(R) и переменной состояния приема с наивысшим ожиданием VR(H) постепенно увеличивается, и заполнение буфера передачи у принимающей стороны постепенно растет.

Однако из-за задержки в радиоканале значение переменной состояния приема с наивысшим ожиданием VR(H) не превысит значения переменной состояния передачи VT(S), а значение переменной состояния подтверждения VT(A) не превысит значения переменной состояния приема VR(R). Нужно также отметить, что относительное расстояние между переменной состояния приема VR(R) и переменной состояния приема с наивысшим ожиданием VR(H) определенно не превысит относительное расстояние между переменной состояния подтверждения VT(A) и переменной состояния передачи VT(S), т.е.:

(4096+VT(S)-VT(A)mod4096=(4096+VR(H)-VR(R))mod4096.

Но для конфигурации общих переменных протокола RLC имеет место:

Configured_Rx_Window_Size = Configured_Tx_Window_Size.

В протоколе 3GPP TS 25.306 это означает, что буфер передачи RLC должен быть использован в соответствии с окном передачи, а буфер приема RLC - в соответствии с окном приема. Более того, поскольку Configured_Tx_Window_Size и Configured_Rx_Window_Size являются начальными значениями окна передачи и окна приема RLC, то, когда установлен радиоресурс, буфер передачи, конечно, соответствует Configured_Tx_Window_Size, а буфер приема - Configured_Rx_Window_Size. Поэтому состояние заполненности буфера на принимающей RLC-стороне можно определить, периодически измеряя отношение К переменной состояния передачи VT(S) и переменной состояния подтверждения VT(A) к наибольшему размеру окна передачи Configured_Tx_Window_Size на передающей RLC-стороне. Даже если Conrigured_Rx_Window_Size < Configured_Tx_Window_Size, то отношение К переменной состояния передачи VT(S) и переменной состояния подтверждения VT(A) к наибольшему размеру окна передачи Configured_Tx_Window_Size можно также изменить, подстроив весовой коэффициент Р. Если при сравнении отношения К и некоторого порога N имеет место неравенство, например, "меньше чем", то для передающей RLC-стороны может быть принято меньшее заполнение в буфере принимающей RLC-стороны, и потом может быть определен размер окна передачи VT(WS); если VT(WS) меньше W, то размер окна передачи может быть обеспечен радиоканалом. Это показывает, что использование полосы пропускания радиоканала недостаточно, и нужно установить VT(WS) на W, т.е. на размер окна передачи, который может быть обеспечен радиоканалом.

Подробные шаги согласно настоящему изобретению представлены на фиг.3.

Шаг 1: задание порога N, причем обычно порог N очень мал, что можно оценить в зависимости от окна передачи и от требований к скорости передачи по радиоканалу; при этом предпочтительно порог составляет около 10.

Шаг 2: периодическое определение, получена ли информация SUFI о размере окна на передающей RLC-стороне; если да, то переход к шагу 8, в противном случае переход к шагу 3.

Шаг 3: периодическое измерение отношения K переменной состояния передачи VT(S) и переменной состояния подтверждения VT(A) к наибольшему размеру окна передачи Configured_Tx_Window_Size на передающей RLC-стороне, причем отношение К представляет собой отношение относительного расстояния между VT(S) и VT(A) к Configured_Tx_Window_Size.

Шаг 4: сравнение отношения K и порога N; если отношение K меньше порога N, что показывает необходимость увеличения размера окна передачи, то переход к шагу 5; в противном случае возврат к шагу 2.

Шаг 5: расчет размера окна передачи W, который может быть обеспечен радиоканалом, в зависимости от переменной состояния передачи VT(S), переменной состояния подтверждения VT(A) и наибольшего размера окна передачи Configured_Tx_Window_Size; или задание заранее на передающей RLC-стороне соответствующего соотношения между K и W и прямое определение соответствующего размера окна передачи W в зависимости от значения K.

Шаг 6: сравнение размера окна передачи VT(WS) и W; если VT(WS)<W, то переход к шагу 7; в противном случае, переход к шагу 2.

Шаг 7: задание значения переменной VT(WS), равным W, и переход к шагу 2.

Шаг 8: задание значения VT(WS), равным значению WSN в последней полученной информации SUFI о размере окна, и возврат к шагу 2 для продолжения измерений.

Описанный выше процесс выполняется в течение всего периода работы на передающей RLC-стороне, пока существует соединение с передающей RLC-стороной.

Ниже описан пример реализации изобретения, в котором отношение К вычисляется по следующей формуле:

если K>100, K=100; и в этой формуле Р - это весовой коэффициент, удовлетворяющий следующему условию:

А значение W, размер окна передачи, который может быть обеспечен радиоканалом, можно вычислить следующим образом:

и использовать после округления значения, рассчитанного по формуле выше, до ближайшего меньшего значения.

Порог задан как N=10; если K<N, размер окна передачи увеличивается. Предполагается, что Configured_Tx_Window_Size = 512, Configured_Rx_Window_Size = 512, размер окна передачи VT(WS), определенный на передающей RLC-стороне, равен 1, переменная состояния передачи VT(S) = переменная состояния подтверждения VT(A)=300.

Такой процесс может быть реализован следующим образом:

задание порога N=10; передающая сторона не получает информацию SUFI о размере окна, потом периодическое определение значения отношения К, здесь K=0; определение, удовлетворяют ли значения K и N условию для увеличения размера окна; так как K<N, размер окна передачи нужно увеличить; расчет значения W, размера окна передачи, который может быть обеспечен радиоканалом, W = Configured_Tx_Window_Size = 512;

сравнение размера окна передачи VT(WS) с W, что дает неравенство VT(WS)<W; задание размера окна передачи VT(WS), равным W, 512; потом продолжение измерений.

Нужно иметь в виду, что описанные выше реализации изобретения предназначены только для иллюстрации технических решений согласно настоящему изобретению и ни в коей мере не ограничивают настоящее изобретение. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылками на предпочтительные реализации изобретения, специалист в данной технической области должен понимать, что технические решения согласно настоящему изобретению могут быть изменены или заменены подобными им без отхода от духа и объема настоящего изобретения и что все изменения и замены охватываются объемом формулы настоящего изобретения.