Адаптивное сообщение статуса буфера

Изобретение относится к способу для передачи информации в сети. Технический результат состоит в возможности сообщений статуса буфера (BSR) давать достаточную информацию о реальном состоянии буферов второй станции в случае ее высокой активности. Для этого осуществляют передачу из первой станции во вторую станцию, причем первая станция содержит по меньшей мере одну буферную память для сохранения пакетов данных, предназначенных для передачи, причем способ содержит этапы, на которых (a) первая станция оценивает статус по меньшей мере одной буферной памяти, (b) первая станция передает по меньшей мере один пакет статуса буфера, представляющий статус буферной памяти, причем способ дополнительно содержит этап (с), на котором адаптируют значение первого параметра пакетов статуса буфера на основании характеристики трафика данных. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу для передачи информации в сети связи. Более конкретно, оно относится к способу для передачи информации из первой станции во вторую станцию. Оно также относится к радиостанциям, которые могут осуществлять такой способ.

Это изобретение, например, имеет отношение ко всем беспроводным сетям связи и на примере следующего описания к телекоммуникационной сети, такой как UMTS или UMTS LTE.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В сотовой сети каждая ячейка содержит первичную радиостанцию, такую как базовая станция или узел В, или eNB, осуществляющую связь с множеством вторичных станций, таких как мобильные станции или пользовательское оборудование. Чтобы быть в состоянии посылать данные в первичную станцию в некоторых каналах восходящей линии связи, вторичная станция обычно должна иметь назначенный ей ресурс (например, интервал времени, частотную поднесушую и/или код).

Многие системы связи работают с использованием централизованного планировщика, который является ответственным за назначение ресурсов передачи для разных узлов. Типичным примером является восходящая линия связи UMTS LTE (долгосрочное развитие), в которой передачи восходящей линии связи из разных вторичных станций планируются по времени и по частоте посредством первичной станции. Первичная станция передает сообщение «предоставление планирования» во вторичную станцию, указывающее конкретный частотно-временной ресурс для передачи вторичной станции, обычно около 3 мс после передачи сообщения предоставления. Сообщение предоставления также обычно задает параметры передачи, такие как скорость передачи данных и/или мощность, используемые для передачи вторичной станции.

Для того чтобы первичная станция выдавала соответствующие предоставления, она должна иметь достаточно информации об объеме и типе данных, ожидающих передачи в буфере каждой вторичной станции.

Вследствие этого в LTE определены несколько типов сообщений сообщения статуса буфера (BSR), которые могут быть переданы из вторичной станции в первичную станцию, когда имеют место определенные триггеры. Современная версия 3GPP TS36.321 включена сюда в качестве ссылки.

Процедуру сообщения статуса буфера используют, чтобы обеспечивать обслуживающую первичную станцию информацией об объеме данных в буферах восходящей линии связи вторичной станции. Используют два вида сообщений статуса буфера в зависимости от событий. Короткое сообщение статуса буфера (BSR) содержит идентификационный код одной группы логических каналов вместе с 6-ти битовым указателем объема данных, соответствующих этой группе логических каналов, находящихся в текущий момент в буфере вторичной станции в ожидании передачи. Длинное BSR содержит четыре конкатенированных коротких BSR, причем каждое из них соответствует разной группе логических каналов.

Проблема с процедурой BSR, определенной выше, заключается в том, что вторичной станции разрешено передавать BSR, только если она имеет предоставленный ресурс, в котором можно передавать. Если новые данные поступают в буфер вторичной станции и вторичная станция не имеет предоставленного ресурса, в котором можно передавать данные или посылать BSR, чтобы указать, что она имеет данные, ожидающие передачи, вторичная станция должна либо ждать до тех пор, пока не примет предоставление, либо передавать упрощенную версию BSR, которая может быть передана с использованием некоторых специально назначенных ресурсов, которые могут быть использованы без конкретного предоставленного ресурса. Эта упрощенная версия BSR известна как «запрос планирования» (SR) и обычно содержит только один бит, чтобы указывать, что данные находятся в буфере. Также известно, что SR содержит небольшое множество битов, которые дают больше функциональных возможностей. В ответ на прием SR первичная станция может либо передать предоставление, назначающее подходящий объем ресурса передачи для вторичной станции, чтобы затем послать BSR, либо передать предоставление, назначающее больший объем ресурса передачи, который давал бы возможность вторичной станции передавать некоторые данные дополнительно к BSR, однако в последнем случае для первичной станции обычно отсутствуют средства для определения подходящего размера назначения, чтобы выполнить его, если SR не содержит более одного бита.

В результате известные реализации для информирования первичной станции о статусе буферов вторичной станции не дают возможности получать адекватный объем информации. Действительно, в случаях низкой активности вторичной станции BSR, передаваемые регулярно, являются более чем достаточными и не используют ресурсы эффективным способом. И, наоборот, в случае высокой активности вторичной станции, BSR могут не давать достаточной информации о реальном состоянии буферов вторичной станции.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является предложить улучшенный способ для передачи информации (т.е. осуществления связи) в сети, который ослабляет вышеописанные проблемы.

Другой задачей изобретения является предложить способ для передачи статуса буферов мобильной станции эффективным способом, делающим использование ресурсов эффективным.

Еще одной задачей изобретения является предложить способ для сигнализации статуса буферных памятей способом, адаптированным к ситуации во вторичной станции.

В соответствии с первым аспектом изобретения предложен способ передачи информации в сети из первой станции во вторую станцию, причем первая станция содержит, по меньшей мере, одну буферную память для сохранения пакетов данных, предназначенных для передачи, причем способ содержит этапы, на которых

(a) первая станция оценивает статус, по меньшей мере, одной буферной памяти,

(b) первая станция передает, по меньшей мере, один пакет статуса буфера, представляющий статус буферной памяти, причем способ дополнительно содержит этап (с), на котором адаптируют значение первого параметра пакетов статуса буфера на основании характеристики трафика данных.

В иллюстративных вариантах осуществления первая станция является вторичной станцией (или пользовательским оборудованием, или мобильной станцией), а вторая станция является первичной станцией (или eNodeB, базовой станцией).

В соответствии с другим аспектом изобретения предложена радиостанция, содержащая средство для связи в сети, по меньшей мере, с дополнительной станцией, причем первая станция дополнительно содержит, по меньшей мере, одну буферную память для сохранения пакетов данных, предназначенных для передачи, средство управления буфером для оценки статуса, по меньшей мере, одной буферной памяти, средство передачи для передачи, по меньшей мере, одного пакета статуса буфера, представляющего статус буферной памяти, причем средство управления буфером выполнено с возможностью регулировки значения первого параметра пакетов статуса буфера на основании характеристики трафика данных.

Благодаря этим признакам радиостанция, такая как вторичная радиостанция, может адаптировать объем информации, передаваемой во вторую станцию, такую как первичная станция, в зависимости от ситуации во вторичной станции или общей занятости сети. Таким образом, это позволяет эффективно использовать ресурсы, предоставленные во вторичные станции для сигнализации статуса буферной памяти.

Кроме того, следует заметить, что в варианте изобретения, в котором вторичные станции передают информацию во множестве логических каналов, их буферные памяти могут содержать множество буферов логических каналов, статус которых сигнализируют независимо один за одним и что этап (с) адаптации может быть выполнен в одном или более сообщениях статуса логического канала. Таким образом, сообщения статуса логического канала, выделенные для логического канала с низкой активностью, могут сигнализироваться менее часто или с низкой точностью таким образом, что сообщения статуса логического канала, выделенные для логического канала с высокой активностью, могут сигнализироваться более часто или с более высокой точностью (например, закодированные в большее число битов).

Эти и другие аспекты изобретения будут понятны из вариантов осуществления, описанных далее в настоящей заявке, и будут объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные далее в настоящей заявке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение далее будет описано более подробно в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - блок-схема сети, в которой осуществляют изобретение.

Фиг.2А и фиг.2В - временные диаграммы, изображающие адаптацию сигнализации, в соответствии с первым вариантом осуществления.

Фиг.3А, фиг.3В и фиг.3С - временные диаграммы, изображающие вариант первого варианта осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к сети связи, имеющей первичную станцию и множество вторичных станций, осуществляющих связь с первичной станцией. Такая сеть проиллюстрирована на фиг.1.

Ссылаясь на фиг.1, система радиосвязи в соответствии с изобретением содержит первичную радиостанцию (BS) 100 и множество вторичных радиостанций (MS) 110. Первичная станция 100 содержит микроконтроллер (µС) 102, средство 104 приемопередатчика (Tx/Rx), соединенное со средством 106 антенны, средство 107 управления мощностью (РС) для изменения уровня передаваемой мощности и средство 108 соединения для соединения с PSTN или другой подходящей сетью. Каждая вторичная станция 110 содержит микроконтроллер (µС) 112, средство 114 приемопередатчика (Tx/Rx), соединенное со средством 116 антенны, и средство 118 управления мощностью (РС) для изменения уровня передаваемой мощности. Передача информации из первичной станции 100 в мобильную станцию 110 имеет место в канале нисходящей линии связи, в то время как передача информации из вторичной станции 110 в первичную станцию 100 имеет место в канале восходящей линии связи.

В беспроводных сетях пакетных данных с централизованным контроллером, таких как сеть фиг.1, требуется механизм, чтобы давать возможность первичной станции 100 (или eNB в терминологии UMTS LTE) эффективно назначать приоритеты для назначения ресурсов передачи восходящей линии связи между разными вторичными станциями 110 (пользовательским оборудованием или UE в UMTS LTE). Каждая вторичная станция обычно имеет данные, поставленные в очередь в буферах, пока они не могут передаваться, при этом могут быть буферы для некоторого числа разных потоков или логических каналов (LC), причем каждый с разным требованием качества обслуживания (QoS). Первичная станция требует информацию, чтобы дать ей возможность принимать решение, какой вторичной станции должно быть предоставлено право передавать и с какой скоростью. Чтобы помочь в этом процессе и уменьшить накладные расходы, можно сгруппировать LC в группы LC (LCG) и передавать указание о буферизированных данных для разных LCG (а именно сообщения статуса буфера, BSR).

Как объяснено выше, в таких системах, как UMTS LTE, определенное число битов, назначенных в BSR, обычно является предварительно определенным и равным для всех LCG. Кроме того, часто допускают точное знание статуса буфера в первичной станции 100, иначе говоря, когда первичная станция имеет очень точное количественное знание о числе байтов в буферах вторичной станции. Некоторое моделирование указывает, что может быть более выгодным посылать грубые обновления статуса буфера, чем более подробные сообщения, дополнительно разделенные промежутками, особенно для функциональных возможностей в реальном времени. В результате фиксированная длина сообщения статуса буфера (BSR), назначенная, чтобы давать точное знание статуса буфера, имеет следующие недостатки:

1. Это приносит существенные накладные расходы, которые не могут быть оправданы в свете того факта, что в некоторых случаях одна и та же или подобная производительность может быть достигнута с меньшим числом битов, назначенных в BSR.

2. Это мешает загружать BSR для множества LCG обратно в первичную станцию в случаях, когда является доступной только часть полного числа требуемых битов, в таких случаях современные системы предоставляли бы только полный BSR для LCG наивысшего приоритета (Пример такого случая имеет место, когда объем данных, которые могут быть переданы, является меньшим, чем предоставленные ресурсы передачи, в результате чего необходимо некоторое заполнение, чтобы заполнить предоставленные ресурсы, и в таком случае некоторые или все из битов заполнения могут быть заменены сигнализацией BSR, но определенное число таких битов заполнения, доступных для замены, может быть недостаточным для полных BSR, передаваемых для всех LCG).

Изобретение основано на осознании того, что BSR должны быть адаптированы к ситуации трафика данных во всей сети, конкретной вторичной станции и/или группе логического канала, соответствующего BSR. В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения предложенным решением является разрешить конфигурируемые грубости и/или частоты BSR. В результате в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения он состоит из стоящих в очереди единиц данных в буферах вторичной станции для оценки уровня грубости BSR, подходящей для конкретного сценария, либо в самой вторичной станции, либо в первичной станции, а затем адаптации грубости сигнализации BSR в соответствии с оценкой. Пример этого варианта осуществления проиллюстрирован на фиг.2А. В соответствии с этим примером вторичная станция на первом этапе 200 работы передает один BSR 201, выделенный для, по меньшей мере, одного логического канала регулярным образом. После оценки характеристики трафика данных, побуждающей вторичную станцию входить на второй этап, такой как более строгое требование QoS для этого логического канала или более высокая активность, вторичная станция передает BSR 301 с большей точностью, например с большим числом битов. В результате в данный момент времени объем данных, переданных выделенным образом по этому логическому каналу, выше на втором этапе 300, чем на первом этапе 200. Таким образом, BSR адаптируются по времени.

В соответствии с вариантом первого варианта осуществления проиллюстрированным на фиг.2В, BSR на втором этапе 300 передают более часто, чем BSR 202 первого этапа 200. Размер BSR не должен быть изменен. В результате, как в первом примере фиг.2В, в течение времени объем данных, переданных выделенным образом в этом логическом канале, выше на втором этапе 300, чем на первом этапе 200. Таким образом, BSR адаптируются по времени.

Следует заметить, что эти два примера могут быть объединены, например, когда BSR посылают более часто и, например, с более низкой точностью.

В соответствии с первым вариантом осуществления, вход на второй этап выполняется после оценки определенной характеристики профилей трафика. Возможные варианты включают в себя:

а. Интенсивность трафика, которая может быть определена посредством среднего числа новых поступлений в систему;

b. Требование QoS всей системы, такое как общее число удовлетворенных пользователей;

с. Тип трафика (например, VoIP или видео, или передача файла);

d. Объем буферизированных данных для одного или более потоков трафика.

Эта оценка может выполняться первичной станцией 100 и может быть выполнена для каждой группы логического канала. Затем первичная станция может передать значение оцененной характеристики, а вторичная станция делать вывод из значения о приемлемой грубости BSR (посредством адаптации частоты или точности BSR) или даже грубости BSR, явно сигнализированной для каждой LCG. Это значение может быть разным для разных LCG.

Перед явной сигнализацией грубости BSR отдельно для каждой LCG группирование LC в LCG может выполняться сетью (например, на основании подобности между уровнями BSR, достаточной для удовлетворительной производительности). В варианте этого изобретения грубость BSR оценивается на основании числа доступных битов заполнения или учитывая фактический использованный алгоритм планирования.

Во втором варианте осуществления изобретения может быть создана таблица удовлетворительных уровней грубости BSR для данного QoS и диапазона изменения нагрузок трафика для трафика VoIP. В зависимости от фактического объема трафика в системе, известного первичной станции, вторичная станция может затем активно адаптировать грубость BSR на основании информации о нагрузке трафика из первичной станции.

Другим примером является случай заполнения BSR в UMTS Rel-8 (LTE). Если имеется более одной LCG с буферизированными данными и не имеется достаточно битов, чтобы послать длинный BSR, разработан механизм в соответствии с изобретением, который определяет, для каких из LCG их BSR будут отправляться, а не просто LCG с наивысшим приоритетом. Это решение может быть основано на следующем:

1. Приоритеты: выбирают 2, 3 или 4 LCG, которые имеют наивысший приоритет, а не просто LCG с наивысшим приоритетом;

2. Заполнения уровня буфера: дополнительно к приоритетам могут быть введены пороги, которые при их превышении указывают, что рассматриваемая LCG получает право отправлять свой BSR, или указывают адаптацию степени детализации BSR;

3. Задержка начала очереди (т.е. длительности времени, в течение которого самый старший пакет был в буфере).

Кроме того, ниже предложены форматы, которые дают возможность объединять 2, 3 и 4 грубых BSR в октет. Передаваемый формат BSR мог бы быть указан посредством значения LCID, такого как в первой версии LTE. Новые значения LCID должны бы быть зарезервированы для этих трех форматов на фиг.3А - фиг.3С.

На фиг.3А, если LCG сигнализируются в первичную станцию в одном BSR, в этом случае аналогично длинному BSR нет необходимости указывать ID LCG при условии, что соответствующие BSR даны в правильной последовательности (поскольку только 4 LCG определены в LTE, в общем случае этот формат применяется к передаче информации BSR для всех сконфигурированных LCG). В варианте осуществления, в котором являются доступными 8 битов, это означает, что имеются 2 бита для каждой из 4 LCG, как изображено на фиг.3А.

На фиг.3В, если 3 LCG сигнализируются в первичную станцию в одном BSR, если было бы нужно послать 3 2-х битовых ID, в LTE осталось бы только 8-6=2 бита для трех BSR. Ниже предложена альтернатива, которая сообщает ID LCG, BSR которой не надо сообщать (в этом случае LCG #2), за которым следуют 3 2-х битовых BSR в правильной последовательности.

На фиг.3С только 2 LCG сигнализируются в одном BSR, причем ID двух групп логических каналов сигнализируются со значением статуса буфера этой LCG. Для 8-ми битового BSR 2 бита используются для ID, и два бита используются для значения статуса буфера этой LCG.

В другом варианте осуществления длину BSR устанавливают в соответствии с классом трафика. Например, вторичная станция могла бы передать длинный BSR для LCG, содержащей, по меньшей мере, один поток данных с критерием многоуровневого удовлетворения (например, загрузка FTP, где степень удовлетворения пользователя обычно увеличивается с уменьшением задержки передачи), в то время как вторичная станция могла бы передать более короткий BSR для LCG, содержащего только потоки данных с критерием удовлетворения двойного состояния (например, услуга VoIP, где пользователь обычно либо удовлетворен, либо нет в зависимости от определенной пропорции успешно доставленных пакетов в течение фиксированного периода времени).

Другим вариантом осуществления является случай, в котором предварительно конфигурируется частота, с которой посылают BSR. Вторичная станция могла бы в этом случае регулировать длину BSR, чтобы достичь требуемого QoS, способом, зависящим от предварительно сконфигурированной частоты.

В случаях когда оценку подходящей длины BSR выполняют в базовой станции, базовая станция затем сигнализирует результат оценки в UE. В типичном варианте осуществления UE таким образом может принять список логических каналов, групп логических каналов или приоритеты с соответствующей длиной связанного BSR для каждого из них.

В варианте изобретения первичная станция является мобильным терминалом, таким как пользовательское оборудование, а вторичная станция является базовой станцией, такой как eNodeB.

Изобретение может применяться к мобильным телекоммуникационным системам, таким как UMTS LTE и усовершенствованная UMTS LTE, а также в некоторых вариантах к любой системе связи, имеющей назначение ресурсов, выполняемое динамически или, по меньшей мере, периодически.

В настоящем описании и формуле изобретения указание элемента в единственном числе не исключает возможности наличия множества таких элементов. Кроме того, слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, отличных от перечисленных элементов и этапов.

Подразумевается, что включение ссылочных позиций в скобках в формулу изобретения должно способствовать пониманию, но не рассматриваться как ограничение.

На основе настоящего раскрытия специалистам в данной области техники будут понятны другие его модификации. Такие модификации могут включать в себя другие признаки, которые уже известны в области техники радиосвязи.

1. Способ передачи информации в сети из первой станции во вторую станцию, причем первая станция содержит, по меньшей мере, одну буферную память для сохранения пакетов данных, предназначенных для передачи, причем способ содержит этапы, на которых:
(a) первая станция оценивает статус по меньшей мере одной буферной памяти,
(b) первая станция передает по меньшей мере один пакет статуса буфера, представляющий статус буферной памяти, причем способ дополнительно содержит этап (с), на котором первая станция выводит значение первого параметра пакетов статуса буфера на основании характеристики трафика данных, причем первый параметр содержит по меньшей мере одно из следующего: объем информации, переданной посредством пакетов статуса буфера в данный момент времени, размер пакетов статуса буфера и степень детализации информации, содержащейся в пакетах статуса буфера.

2. Способ по п. 1, в котором первый параметр этапа (с) содержит частоту передачи пакетов статуса буфера.

3. Способ по п. 1, в котором характеристику трафика данных оценивают посредством второй станции, причем способ дополнительно содержит этап, на котором вторая станция сигнализирует характеристику трафика данных в первую станцию и в котором на этапе (с) первая станция адаптирует значение первого параметра пакетов статуса буфера на основании сигнализированной характеристики трафика данных.

4. Способ по п. 1, в котором характеристику трафика данных оценивают посредством второй станции, причем способ дополнительно содержит этап, на котором вторая станция сигнализирует в первую станцию значение второго параметра пакетов статуса буфера, предназначенного для использования первой станцией на этапе (с).

5. Способ по п. 4, в котором этап (с) содержит этап, на котором первая станция принимает значение второго параметра, причем первая станция дополнительно адаптирует первый параметр пакетов статуса буфера на основании принятого значения второго параметра.

6. Способ по п. 5, в котором первый параметр пакетов статуса буфера является таким же, как второй параметр.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором буферная память содержит множество буферов логических каналов, причем каждый буфер логического канала адаптируют для сохранения пакетов данных, выделенных для соответствующего логического канала или группы логических каналов, причем пакеты статуса буфера содержат по меньшей мере одну часть, выделенную для информации, относящейся к статусу одного соответствующего буфера логического канала, и в котором на этапе (с) для каждой части первый параметр адаптируют в зависимости от логического канала или группы логических каналов, к которым относится рассмотренная часть.

8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий этап, на котором группируют логические каналы в группу логических каналов в зависимости от того, что они имеют значение первого параметра пакета статуса буфера, являющееся по существу одинаковым.

9. Способ по п. 8, в котором этап (с) дополнительно содержит этап, на котором выбирают подмножество буферов логических каналов и передают пакет статуса буфера, указывающий статус выбранных буферов логических каналов.

10. Способ по п. 9, в котором размер упомянутого подмножества сигнализируется второй станцией.

11. Способ по п. 9, в котором буферы логических каналов выбирают на основании по меньшей мере одного из следующего: приоритета логического канала, задержки начала очереди, уровней заполнения буфера логического канала или числа битов заполнения, доступных в пакете данных.

12. Способ по любому из пп. 1-6, в котором характеристика трафика данных включает в себя по меньшей мере одну из следующих характеристик: интенсивность трафика, требование QoS (качества обслуживания), общее число удовлетворенных пользователей, тип трафика, объем буферизированных данных для одного или более потоков трафика или логических каналов, статус буферной памяти, число битов заполнения, доступных в пакете данных.

13. Радиостанция, содержащая средство для связи в сети по меньшей мере с дополнительной станцией, причем радиостанция дополнительно содержит, по меньшей мере, одну буферную память для сохранения пакетов данных, предназначенных для передачи, средство управления буфером для оценки статуса по меньшей мере одной буферной памяти, средство передачи для передачи по меньшей мере одного пакета статуса буфера, представляющего статус буферной памяти, причем средство управления буфером выполнено с возможностью вывода значения первого параметра пакетов статуса буфера на основании характеристики трафика данных, причем первый параметр содержит по меньшей мере одно из следующего: объем информации, переданной посредством пакетов статуса буфера в данный момент времени, размер пакетов статуса буфера и степень детализации информации, содержащейся в пакетах статуса буфера.