專利名稱：監測網絡中的擁塞狀態的制作方法
技術領域：
本申請涉及網絡節點、網絡節點中的方法以及計算機可讀介質。
背景技術：
無線網絡包括與至少一個網絡節點通信的至少一個終端。例如，在UMTS (通用移動電信系統)中，節點B與至少一個用戶設備(UE)通信。在LTE (長期演進)中，演進型節點B CeNodeB)與至少一個UE通信。在包括從終端到網絡節點的傳送的上行鏈路方向上，網絡節點中的調度器確定終端何時可以將數據傳送到網絡。由從終端發送到網絡的調度請求(SR)告警網絡節點中的調度器終端有數據要傳送的事實。如果網絡節點接收比它有資源去服務的調度請求更多的調度請求，則不去滿足一些終端的調度請求。在此情況下，終端必須在本地緩沖器中存儲它已經準備好傳送的數據并且重新提交調度請求。緩沖器大小具有有限的極限并且在擁塞事件中終端可能填滿它的緩沖器。一旦它的緩沖器填滿，則終端必須丟掉分組，這對終端功能性有負面影響。因此提供一種用于監測網絡中的擁塞狀態的改進的方法和器件。通過參考并入本文的3GPP技術規格36.321版本8.4.0描述了演進通用陸地無線接入(E-UTRA)媒體接入控制(MAC)協議。此技術規格從功能的觀點描述了 MAC架構和MAC實體。E-UTRA定義了兩個MAC實體；一個在UE中和一個在E-UTRAN中。這些MAC實體處理多個傳輸信道。此技術規格描述如何在E-UTRA網絡中執行調度。
發明內容
提供一種安排為監測由終端作出的連續堵塞調度嘗試的數量的網絡節點。然后，當連續堵塞調度嘗試的數量超過閾值時，網絡節點可以識別特定終端的擁塞事件。設置閾值以使在終端的緩沖器溢出之前識別擁塞。如果網絡節點正在經歷擁塞，則經歷擁塞的終端的數量將增加，這是因為網絡節點將不能夠滿足由連接到該網絡節點的終端作出的所有調度請求。因此，可以由正在經歷擁塞的連接到網絡節點的終端的數量超過閾值來識別該網絡節點中的擁塞。如果網絡節點正在經歷擁塞，則通過標記發送到所連接的終端的分組來將此情況通信到所連接的終端。可以通過連接到網絡節點的終端減少它們的連接的數據率來改善該網絡節點中的擁塞。網絡節點可以是節點B或eNodeB。終端可以是無線通信裝置或用戶設備。另外提供一種網絡節點中的方法，該方法包括:監測由終端作出的連續堵塞調度嘗試的數量；以及當連續堵塞調度嘗試的數量超過閾值時，識別終端的擁塞事件。也提供一種承載指令的計算機可讀介質，當計算機邏輯執行該指令時，使所述計算機邏輯實現任何以上限定的方法。
現在將參考附圖僅以示例的方式來描述用于監測網絡節點擁塞狀態的方法和器件，在附圖中:
圖1圖示用于UE 100與eNodeB 150之間的通信的多個傳送時間間隔(TTI)；
圖2圖示TCP的典型使用；
圖3示出標準MCS 310和保守MCS 320的信道位使用的相對比例；
圖4a和圖4b示出傳送流中的連續堵塞事件的數量與端到端延遲之間的關系；
圖5示出概述本文所描述的過程的流程圖；以及 圖6圖示與網絡節點150通信的多個終端100。
具體實施例方式提供一種方法來基于連續子幀的數量的觀察而獲取關于終端中的擁塞狀態的信息，擁塞狀態下禁止由網絡節點服務的終端發送或接收數據。然后此信息可用于用擁塞通知來標記數據流。另外，提供一種方法，其中監測連接到網絡節點的所有終端的擁塞狀態以便確定該網絡節點的擁塞狀態。在長期演進(LTE)網絡中，調度器位于演進型節點B (eNodeB)的媒體接入控制(MAC)層中。為調度上行鏈路中的終端，調度器在物理下行鏈路控制信道(PDCCH)上發送上行鏈路許可，其規定要使用哪個資源塊(RB)和哪種傳輸格式。在網絡中操作的終端使用兩種機制即調度請求(SR)或緩沖器狀態報告(BSR)來向eNodeB供應關于它的緩沖器中的數據的信息。SR是在控制信道(物理上行鏈路控制信道(PUCCH)或隨機接入信道(RACH))上傳送的一個位的通知而BSR在數據信道(物理上行鏈路共享信道，PUSCH)上通常與用戶數據一起傳送。在eNodeB的MAC層內的調度器調度由eNodeB服務的終端的上行鏈路傳送。每個終端包含用于緩沖數據的緩沖器而終端等待傳送時隙來將數據傳送到eNodeB。終端通知eNodeB它有想要傳送的數據。如果終端有用于在任何傳送時間間隔(TTI)中配置的調度請求的有效PUCCH資源，則它在適當的時候發送一個位的調度請求。否則，終端發起隨機接入過程并且取消所有未決的調度請求。圖1圖示用于UE 100與eNodeB 150之間的通信的多個傳送時間間隔(TTI )。在t =2 ms處，在UE 100中形成準備好傳送到eNodeB 150的數據分組120。終端100可使用PUCCH來將調度請求(SR)發送到eNodeB 150，但可能只在由D-SR間隔確定的預定時間點處這樣做。生成用于傳送的數據分組的時間與傳送調度請求的時間之間的延遲可以與D-SR間隔一樣大。在t =5 ms處，第一 SR時隙來到UE 100并且它將SR傳送101到eNodeB 150。eNodeB 150從UE 100接收SR并且在調度延遲102之后許可要傳送103 (G)到UE 100的允許。在t =17 ms處，eNodeB 150使用HXXH (物理下行鏈路控制信道)來將它指示到UE100。在t =21ms處，UE 100使用PUSCH來將數據分組120傳送104(T)到eNodeB 150。由eNodeB 150接收此傳送，但它是不準確的或不完全的，并且因此在t =25 ms處，eNodeB 150使用PHICH (物理HARQ指示符信道，HARQ =混合自動重復請求)來將未確認消息105 (N)發送到 UE 100。在 t =29 ms 處，UE 100 將數據分組重傳 106 (R)到 eNodeB 150。eNodeB150成功接收數據分組并且在t =33 ms處，eNodeB 150將確認107 (A)發送到UE 100。使用終端之間的共享資源的分組交換網絡可能經歷擁塞。當共享資源的入口節點的業務總和超過相同共享資源的出口節點的業務總和時，將發生擁塞。擁塞的典型示例出現在具有特定數量的連接的路由器中。即使路由器具有足夠的處理能力來根據估計的鏈路吞吐量而重新路由該業務，當前鏈路吞吐量也可能約束來自路由器的外出鏈路可以應對的業務量。因此，路由器的緩沖器將開始填滿并且最終它們將溢出。現在網絡經歷擁塞并且強制路由器丟掉分組，如以下所解釋的。任何路由節點的正常行為提供緩沖器，它可以管理輸入/輸出鏈路容量中的一定量的變化并且因此吸收小的擁塞事件。然而，當擁塞足夠嚴重時，路由節點將最終丟掉分組。傳輸協議可用于減輕被丟掉的分組的影響。傳送控制協議(TCP)是面向連接的擁塞控制協議。對于TCP業務，由于沒有接收到被丟掉的分組的ACK，發送器將檢測到那個特定分組并且將發生重傳。另外，TCP協議具有內建的速率自適應特征，當發生分組丟失并且在IP層上發生重傳時，該內建的速率自適應特征將降低傳送位速率。因此，TCP可以被視為可靠的并且很適合響應網絡擁塞。圖2圖示TCP的典型使用，其中將包含文件傳遞協議(FTP)數據的分組從終端210發送201到文件服務器220。一旦接收到分組，文件服務器200將確認消息發送202到終端210。確認消息可包含用于下一 TCP分組的可接受的序列號范圍。用戶數據報協議(UDP)是無連接傳輸協議，它只提供具有端到端校驗和的多路服務。因此，UDP業務不具有與TCP類似的機制來響應擁塞。因為沒有任何特定分組的遞送是有保證的，所以UDP業務固有地不可靠。除非使用由UDP提供的傳輸服務的應用層具有允許此情況的某個特殊特征，否則將不重傳丟失的UDP分組。盡管應用層機制可實現對擁塞的某個形式的響應，但是m)P自身不以任何方式響應網絡擁塞。數據報擁塞控制協議(DCCP)是提供擁塞受控不可靠數據報的雙向單播連接的傳輸協議。DCCP適合于傳遞相當大數據量并且可以受益于及時性和可靠性之間的折衷上的控制的應用。對于固定分組交換網絡，當在鏈路上提供的負載達到接近鏈路容量的值時，鏈路典型地被認為是擁塞的。換句話說，擁塞定義為其中網絡鏈路接近被字節傳送完全利用的狀態。這主要是因為鏈路容量是隨時間的常數，并且因為入口和出口鏈路的物理特性是類似的。當所提供的負載超過鏈路容量時，傳送器必須開始丟掉分組，除非有可能緩沖數據直至情況改善。如果在一段時間上保持擁塞狀況，則緩沖器占有可增長到超過傳送器的緩沖器容量，在此時除了丟掉分組之外沒有其它可用手段。在例如無線LAN (IEEE 802.11 a/b/g))或移動網絡(例如高速分組接入(HSPA)、長期演進(LTE)以及全球微波接入互操作性(WiMAX)網絡)等無線網絡中；定義擁塞比簡單地根據可以傳送的位的數量涉及容量更復雜。無線網絡中的擁塞可以定義為其中傳送信道接近被完全利用的狀態。例如，在LTE的情況下，基站(eNodeB)將在MAC層上管理到移動終端(用戶設備，UE)的重傳，其將影響eNodeB在任何給定時刻上可以提供吞吐量的業務量。在UE處的成功的接收所需的重傳越多，可用于為其它終端提供吞吐量的可用資源(例如，傳送功率、可用的傳送時隙的數量)越少。在LTE的情況下，通過為物理信道選擇適當的調制和編碼方案(MCS)，基站(eNodeB)也將管理添加多少冗余來保護數據免受傳送錯誤。然后eNodeB匹配產生的位與多個資源塊(RB)。為傳送選擇的MCS越保守(例如，用于處于差的無線電狀況的UE)，可用于為終端提供吞吐量的可用資源塊越少。傳送信道的總容量分布在具有不同無線電狀況的不同接收器之間；這意味著通過變化保護對終端有用的數據(例如IP分組等有效載荷數據)所必需的冗余(重傳、信道編碼)的水平，部分消耗共享資源。在圖3圖示此情況，圖3示出標準MCS 310和保守MCS 320的信道位使用的相對比例。這兩種編碼方案使用相同數量的信道位用于循環冗余校驗(CRC)311、321。標準MCS 310中的有效載荷位312的數量大于保守MCS 320中的有效載荷位322的數量。這是因為保守MCS 320需要比標準MCS 310所需的信道編碼位313更多的信道編碼位323。以上論述集中在從終端到網絡節點的通信中的上行鏈路傳送。應該注意到，類似原理適用于下行鏈路傳送。對于每個TTI，用于LTE節點的典型的調度器將檢查小區中的所有UE來確定它們是否有要發送的數據。然后，在可調度UE列表中列出有要發送的數據的UE。在低負載的情況下，將非常快地為每個UE許可傳送資源。然而，隨著網絡負載增力口，將更難以為UE許可傳送資源。在此情況下，則一些UE將被堵塞而不能傳送。哪個UE被堵塞取決于以下因素，例如:信道質量或調度器類型。根據在本文所公開的方法,對于每個UE, eNodeB記錄UE被堵塞而不能傳送的連續TTI的數量。當UE已經提交·調度請求但eNodeB沒有許可那個請求時，該UE被視為被堵塞而不能傳送。如果UE被堵塞而不能傳送的連續TTI的數量超過給定閾值，則引發擁塞事件。通過以下偽代碼的幫助可理解調度器的功能性，為每個TTI (Ims)運行該代碼。
權利要求
1.一種網絡節點，安排為監測由終端作出的連續堵塞調度嘗試的數量，并且當連續堵塞調度嘗試的所述數量超過閾值時，識別所述終端的擁塞事件。
2.如權利要求1所述的網絡節點，其中所述網絡節點監測由多個終端作出的連續堵塞調度嘗試的所述數量。
3.如權利要求2所述的網絡節點，其中當具有同時引發的擁塞事件的終端的數量超過第二閾值時，所述網絡節點識別所述網絡節點的擁塞事件。
4.如權利要求3所述的網絡節點，其中所述第二閾值是所述多個終端的比例。
5.如上述權利要求中的任一項所述的網絡節點，其中在所述網絡節點的協議棧的第一層執行所述終端的擁塞事件的所述識別，并且響應于終端的擁塞事件的識別，所述網絡節點將通知發送到所述網絡節點的所述協議棧的第二層，所述第二層高于所述第一層。
6.如上述權利要求中的任一項所述的網絡節點，其中響應于終端的擁塞事件的識別，用擁塞指示符來標記所述終端的數據分組。
7.如上述權利要求中的任一項所述的網絡節點，其中響應于終端的擁塞事件的所述識別，所述網絡節點在從所述終端接收的分組的IP報頭中設置標志。
8.如上述權利要求中的任一項所述的網絡節點，其中響應于終端的擁塞事件的所述識別，所述網絡節點在所述終端的至少一個數據分組上作出明確擁塞通知。
9.如權利要求1到5中的任一項所述的網絡節點，其中響應于所述終端的擁塞事件的所述識別，丟掉所述終端的至少一個數據分組。
10.一種網絡節點中的方法，所述方法包括: 監測由終端作出的連續堵塞調度嘗試的數量；以及 當連續堵塞調度嘗試的所述數量超過閾值時，識別所述終端的擁塞事件。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括監測由多個終端作出的連續堵塞調度嘗試的所述數量。
12.如權利要求10或11所述的方法，其中所述方法還包括當具有同時引發的擁塞事件的終端的數量超過第二閾值時，識別所述網絡節點的擁塞事件。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述第二閾值是所述多個終端的比例。
14.如權利要求10到13中的任一項所述的方法，其中在所述網絡節點的協議棧的第一層執行所述終端的擁塞事件的所述識別，并且響應于終端的擁塞事件的識別，所述方法包括通知所述網絡節點的所述協議棧的第二層，所述第二層高于所述第一層。
15.如權利要求10到14中的任一項所述的方法，其中響應于終端的擁塞事件的識別，用擁塞指示符來標記所述終端的數據分組。
16.如權利要求10到15中的任一項所述的方法，其中響應于終端的擁塞事件的所述識別，所述方法還包括在從所述終端接收的分組的IP報頭中設置標志。
17.如權利要求10到16中的任一項所述的方法，其中響應于終端的擁塞事件的所述識別，所述方法還包括在所述終端的至少一個數據分組上作出明確擁塞通知。
18.如權利要求10到14中的任一項所述的方法，其中響應于所述終端的擁塞事件的所述識別，丟掉所述終端的至少一個數據分組。
19.一種承載指令的計算機可讀介質，當計算機邏輯執行所述指令時，使所述計算機邏輯實現由權利要求10到18限定的方法中的任一個。
全文摘要
一種網絡節點，安排為監測(531)由終端作出的連續堵塞調度嘗試的數量(532)，并且當連續堵塞調度嘗試的數量超過閾值時(533)，識別終端的擁塞事件(534)。
文檔編號H04L12/801GK103181130SQ201080070033
公開日2013年6月26日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年11月8日
發明者I.約翰松, S.萬施泰特 申請人:瑞典愛立信有限公司