專利名稱：數(shù)據(jù)流量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳輸或交換中的數(shù)據(jù)流量控制方法，具體涉及一種可以根據(jù)緩存器的狀態(tài)動(dòng)態(tài)地控制數(shù)據(jù)流量的控制方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)傳輸或交換中，數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流量控制一直是非常關(guān)鍵的技術(shù)問題。
在本發(fā)明中，所稱的“數(shù)據(jù)流量”是指單位時(shí)間內(nèi)輸入緩存器的數(shù)據(jù)量。
對于數(shù)據(jù)的流量控制問題，一般采用緩存器的機(jī)制來對數(shù)據(jù)的傳輸速率進(jìn)行平滑，以避免出現(xiàn)過大的抖動(dòng)。如圖1所示的緩存器的數(shù)據(jù)交換示意圖，當(dāng)數(shù)據(jù)流從發(fā)送端傳向接收端時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)不斷地進(jìn)入位于接收端的緩存器(Buffer)中。同時(shí)，緩存器將其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)輸出給接收端的應(yīng)用程序或用戶。然而，由于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流量不可預(yù)知，當(dāng)大量數(shù)據(jù)突然涌向接收端時(shí)，緩存器的占有量就會(huì)迅速升高。這時(shí)，如果沒有有效的數(shù)據(jù)流量控制方法對數(shù)據(jù)流量加以限制，緩存器將被充滿，從而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖枞?br> 阻塞發(fā)生后，發(fā)送端已經(jīng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)無法進(jìn)入緩存器，將被接收端丟棄，并通知發(fā)送端進(jìn)行重傳。這樣就增加了系統(tǒng)的用于傳輸數(shù)據(jù)的工作負(fù)擔(dān)。同時(shí)，還加大了系統(tǒng)用于傳送控制信息的資源消耗。
隨著用戶對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)容量需求的不斷增大以及用戶數(shù)量的不斷增加，大數(shù)據(jù)量、多用戶公用的數(shù)據(jù)傳輸或交換變得更加普遍，這無疑增加了數(shù)據(jù)傳輸或交換中數(shù)據(jù)阻塞的可能性。因此有必要采取適宜的數(shù)據(jù)流量控制方法，盡可能避免數(shù)據(jù)丟棄和重傳的出現(xiàn)。
參照圖2和圖3，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)流量控制方法為在系統(tǒng)的每一個(gè)傳輸周期，判斷緩存器當(dāng)前的占有量狀態(tài)，當(dāng)緩存器的占有量超過規(guī)定的最上門限時(shí)，中止發(fā)送端的數(shù)據(jù)傳送。通常，將緩存器占有量的最上門限規(guī)定為緩存器最大容量的90％。這樣，當(dāng)緩存器的占有量達(dá)到規(guī)定的最上門限時(shí)，還保留有10％的緩存器空間可以存儲(chǔ)發(fā)送端已經(jīng)發(fā)出的數(shù)據(jù)。
相應(yīng)的，當(dāng)系統(tǒng)中止數(shù)據(jù)傳輸后，繼續(xù)判斷緩存器當(dāng)前的占有量狀態(tài)，當(dāng)緩存器的占有量低于規(guī)定的最下門限時(shí)，恢復(fù)發(fā)送端的數(shù)據(jù)傳送。通常的最下門限規(guī)定為緩存器最大容量的40％。
這種二進(jìn)制的數(shù)據(jù)流量控制方法具有極為簡單的控制條件和工作步驟。但這種方法僅僅是在緩存器的占有量超過規(guī)定的最上門限時(shí)中止數(shù)據(jù)的傳輸，因此如果有大量數(shù)據(jù)需要傳輸造成數(shù)據(jù)流量較大時(shí)，系統(tǒng)一旦恢復(fù)數(shù)據(jù)傳送緩存器占有量就會(huì)立即達(dá)到規(guī)定的最上門限。這樣系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)不斷地在中止?fàn)顟B(tài)與傳輸狀態(tài)間切換，根本無法恢復(fù)正常的數(shù)據(jù)流。該方法的致命缺陷就在于，并沒有利用緩存器本身的存儲(chǔ)信息對緩存器輸入數(shù)據(jù)率進(jìn)行有效的控制。
為了解決上述問題，可以采用一種改進(jìn)的數(shù)據(jù)流量控制方法。參考圖4和圖5，其中在最上門限與最下門限的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)上門限。具體控制方法為當(dāng)緩存器的占有量超過規(guī)定的最上門限時(shí)，中止發(fā)送端的數(shù)據(jù)傳送；當(dāng)緩存器的占有量低于最上門限并且超過規(guī)定的上門限時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)流量控制算法限制發(fā)送端的數(shù)據(jù)傳送；在限制數(shù)據(jù)傳輸?shù)臓顟B(tài)下，緩存器的占有量低于前述的上門限時(shí)，取消數(shù)據(jù)傳輸?shù)南拗?；在?shù)據(jù)傳輸被中止后，緩存器的占有量低于規(guī)定的最下門限時(shí)，無傳輸率限制地恢復(fù)發(fā)送端的數(shù)據(jù)傳送。
通常，將緩存器占有量的上門限規(guī)定為緩存器最大容量的60％～70％。當(dāng)緩存器的占有量達(dá)到規(guī)定的上門限后，通過數(shù)據(jù)的流量控制機(jī)制使得數(shù)據(jù)流量減小。這樣就避免了大量數(shù)據(jù)涌入造成阻塞，從而使系統(tǒng)能夠連續(xù)的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或交換，大大減少了系統(tǒng)中止數(shù)據(jù)傳輸?shù)目赡堋?br> 然而，這種改進(jìn)的數(shù)據(jù)流量控制方法依然存在不足。主要問題在于，當(dāng)系統(tǒng)中止數(shù)據(jù)傳輸后，必須等待緩存器中的數(shù)據(jù)占有量降低到最下門限以下。因此，如果將最下門限規(guī)定的過低，例如10％，就必須等待較長的時(shí)間才恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。相反，如果提高最下門限的值，例如40％，又可能使系統(tǒng)在恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸后不久再次進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)。
為了克服上述的這些已有的數(shù)據(jù)流量控制方法的缺陷，需要提供一種新的數(shù)據(jù)傳輸或交換中的數(shù)據(jù)流量控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是提供一種新的數(shù)據(jù)傳輸或交換中的數(shù)據(jù)流量控制方法，能夠有效地維持?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸或交換，減少系統(tǒng)進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)的可能性以及減少系統(tǒng)的傳輸時(shí)延。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法包括步驟(a)對當(dāng)前數(shù)據(jù)流量不作限制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(b)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限，如果是則跳至步驟(e)，否則執(zhí)行步驟(c)；(c)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過上門限，如果是則執(zhí)行步驟(d)，否則跳回步驟(a)；(d)根據(jù)第一控制算法限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并跳回步驟(b)；(e)限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量為零，中止數(shù)據(jù)傳輸，并執(zhí)行步驟(f)；(f)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否低于下門限，如果是則執(zhí)行步驟(g)，否則跳回步驟(e)；(g)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否低于最下門限，如果是則跳回步驟(a)，否則執(zhí)行步驟(h)；(h)根據(jù)第二控制算法限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并執(zhí)行步驟(i)；(i)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限，如果是則跳回步驟(e)，否則跳回步驟(g)。
通過上述的數(shù)據(jù)流量控制方法，本發(fā)明達(dá)到了對數(shù)據(jù)流量進(jìn)行線性動(dòng)態(tài)控制的目的，從而提高了數(shù)據(jù)流量控制機(jī)制的靈活性和魯棒性(Robust)。此外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法能夠適用于各種具有緩存器(Buffer)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸或交換系統(tǒng)。


圖1是緩存器的數(shù)據(jù)交換的示意圖；圖2是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流量控制方法設(shè)置緩存器門限的示意圖；圖3是對應(yīng)圖2設(shè)置的門限使用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流量控制方法的流程圖；圖4是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流量控制方法中增加上門限后的緩存器的門限設(shè)置的示意圖；圖5是對應(yīng)圖4使用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流量控制方法的流程圖；圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的緩存器門限設(shè)置的示意圖；圖7是本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法的流程圖；圖8是本發(fā)明第一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的數(shù)據(jù)流傳輸示意圖；圖9是圖8中SRNC端的傳輸緩存器的工作示意圖；圖10是圖8中DRNC端的傳輸緩存器的工作示意圖；圖11是本發(fā)明第二個(gè)應(yīng)用實(shí)例的數(shù)據(jù)流傳輸示意圖；圖12是本發(fā)明第三個(gè)應(yīng)用實(shí)例的數(shù)據(jù)流傳輸示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖6、7詳細(xì)介紹本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法的具體工作方式。
圖6是本發(fā)明對緩存器設(shè)置門限的示意圖。
其中，數(shù)據(jù)由右側(cè)依次進(jìn)入緩存器后，由左向右暫存在緩存器中。同時(shí)，暫存在最左端的數(shù)據(jù)從緩存器中輸出，提供給應(yīng)用程序或者上層結(jié)構(gòu)。隨著最左端數(shù)據(jù)不斷從緩存器中輸出，右側(cè)的數(shù)據(jù)依次向左流動(dòng)。緩存器的占有量就在這樣的動(dòng)態(tài)過程中不斷波動(dòng)。
在本發(fā)明中，為了達(dá)到數(shù)據(jù)流量控制的目的，對緩存器設(shè)置4個(gè)門限，由對應(yīng)的占有量由高至低的次序依次為最上門限(Max Up Threshold)、上門限(Upper Threshold)、下門限(Downer Threshold)、以及最下門限(Max Down Threshold)。
其中，最上門限的值應(yīng)當(dāng)?shù)陀诰彺嫫鞯膶?shí)際最大容量，一般可以設(shè)為最大容量的90％。上門限低于最上門限，一般為最大容量的60％～70％。最下門限較低，可以為最大容量的10％。下門限的值介于最下門限與上門限間，可以將其設(shè)置的較高從而有利于盡快恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸，一般為最大容量的40％。設(shè)置了4個(gè)門限后，就可以根據(jù)緩存器當(dāng)前數(shù)據(jù)占有量與4個(gè)門限之間的關(guān)系，對數(shù)據(jù)流量進(jìn)行控制。具體的控制步驟參考圖7。
當(dāng)緩存器占有量較低時(shí)，例如低于上門限時(shí)，系統(tǒng)工作在步驟10所示的正常狀態(tài)。這時(shí)對數(shù)據(jù)傳輸不作數(shù)據(jù)流量限制，或者控制數(shù)據(jù)流量為系統(tǒng)允許的最高值。
而后，執(zhí)行步驟20，判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限。一旦數(shù)據(jù)占有量超過了最上門限，系統(tǒng)立即轉(zhuǎn)入步驟50。否則，執(zhí)行判斷步驟30。
在步驟30中，判斷緩存器占有量是否已經(jīng)超過了上門限。如果超過，系統(tǒng)進(jìn)入步驟40。否則轉(zhuǎn)回到步驟10，以正常傳輸狀態(tài)繼續(xù)工作。
如系統(tǒng)進(jìn)入步驟40，那么當(dāng)前數(shù)據(jù)占有量介于最上門限與上門限之間。這說明一方面，緩存器還能夠接收新的數(shù)據(jù)，因此不必中止數(shù)據(jù)的傳輸；另一方面，也不宜繼續(xù)正常工作狀態(tài)，否則最終會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹兄?。因此進(jìn)入步驟40后，系統(tǒng)根據(jù)控制算法對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行限制，通過減小數(shù)據(jù)流量，防止緩存器占有量超過最上門限造成數(shù)據(jù)傳輸中止。同時(shí)，減小數(shù)據(jù)流量也有利于使緩存器占有量下降到上門限之下，使系統(tǒng)回到正常傳輸狀態(tài)。
在步驟40中，減小數(shù)據(jù)流量的控制算法可以是簡單的靜態(tài)控制，如控制數(shù)據(jù)流量為某個(gè)固定值。但更佳的是使用動(dòng)態(tài)控制算法，采用變化的數(shù)據(jù)流量控制算法，例如隨著緩存器占有量的提高逐漸減小數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流量。具體可以采用各種線性的、或非線性的算法加以控制，在后文的實(shí)際應(yīng)用中將更詳細(xì)的加以介紹。
如果系統(tǒng)進(jìn)入了步驟50，表明緩存器占有量已經(jīng)超過了最上門限，緩存器的剩余空間不多，必須立即中止數(shù)據(jù)的傳輸，也就是限制數(shù)據(jù)流量為0。這樣才能防止數(shù)據(jù)繼續(xù)傳輸而不能進(jìn)入緩存器，最終造成被丟棄并且要求重傳。同時(shí)，由于最大上限低于緩存器的實(shí)際最大容量，因此，系統(tǒng)中止前已經(jīng)發(fā)出的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)入緩存器，不會(huì)被丟棄。
系統(tǒng)進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)50后，表明數(shù)據(jù)流量過大，因此需要中止傳輸，等待緩存器恢復(fù)工作能力。而后轉(zhuǎn)入判斷步驟60。
在步驟60中，判斷緩存器占有量是否低于下門限。如果不滿足條件，表明自系統(tǒng)中止數(shù)據(jù)傳輸后，緩存器的占有量仍然居高不下，還不能恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。因此跳回步驟50，繼續(xù)保持中止?fàn)顟B(tài)。
如果緩存器占有量已經(jīng)低于下門限，表明可以恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸。但由于下門限設(shè)置的較高，因此需要進(jìn)一步執(zhí)行步驟70，判斷是否低于最下門限。如果超過最下門限，在恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)仍要對數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行限制，避免緩存器中數(shù)據(jù)占有量增長太快。具體步驟如下。
在步驟70中，判斷緩存器占有量是否低于最下門限。如果低于最下門限，表明緩存器已經(jīng)完全恢復(fù)了工作能力，可以立即轉(zhuǎn)回到步驟10，以數(shù)據(jù)流量不受限制的正常狀態(tài)工作。如果緩存器占有量超過最下門限，則進(jìn)入步驟80。
在步驟80中，系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)根據(jù)控制算法對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行限制，逐步增加數(shù)據(jù)流量，防止緩存器占有量增長過快。
步驟80中所依據(jù)的控制算法可以與步驟40中使用的算法相同，也可以不同。當(dāng)兩種控制算法不同時(shí)，稱步驟40中使用的為第一控制算法，步驟80中使用的為第二控制算法。
為防止緩存器中的數(shù)據(jù)占有量超過最上門限，執(zhí)行判斷步驟90。一旦數(shù)據(jù)占有量超過了最上門限，系統(tǒng)立即進(jìn)入步驟50，中止數(shù)據(jù)傳輸。否則，跳回到判斷步驟70，判斷緩存器占有量是否低于最下門限。
在本發(fā)明的方法中，“超過”可以理解為“大于”，也可以理解為“大于等于”；“低于”可以理解為“小于”，也可以理解為“小于等于”。
以上就是本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法，通過使用第一控制算法控制緩存器占有量較高時(shí)的數(shù)據(jù)流量，能夠有效地維持?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸與交換，減少系統(tǒng)進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)的可能性。同時(shí)，使用第二控制算法對數(shù)據(jù)傳輸恢復(fù)時(shí)的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行控制，從而大大縮短了數(shù)據(jù)傳輸中止后的等待時(shí)間，提供了一種兼具靈活性和魯棒性(Robust)的數(shù)據(jù)流量控制機(jī)制。此外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法能夠適用于各種具有緩存器(Buffer)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸或交換系統(tǒng)。
下面就結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法在多種不同數(shù)據(jù)傳輸或交換系統(tǒng)中的應(yīng)用。
本發(fā)明的第一應(yīng)用實(shí)例是在第三代移動(dòng)通信(3GPP)系統(tǒng)中媒體接入控制層(MAC)上的數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用。
在新一代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)中，數(shù)據(jù)流量控制方法是一個(gè)重要而且具有決定意義的技術(shù)問題。尤其是MAC層中，MAC-d邏輯實(shí)體和MAC-c/sh邏輯實(shí)體間的數(shù)據(jù)流量控制方法。其主要功能是在下行鏈路中，將SRNC(主RNC)中MAC-d邏輯實(shí)體上的專有邏輯信道(專用業(yè)務(wù)信道DTCH/專用控制信道DCCH)中的數(shù)據(jù)經(jīng)過Iur協(xié)議接口(RNC間的連接接口)，穩(wěn)定、高效、盡可能流暢地傳送到DRNC(從RNC)中MAC-c/sh邏輯實(shí)體上的公共傳輸信道(前向接入傳輸信道FACH/下行鏈路共享信道DSCH)上；或者在同一RNC中，不經(jīng)過Iur接口而由MAC-d經(jīng)數(shù)據(jù)流量控制機(jī)制直接傳送到MAC-c/sh上。
在本實(shí)例中，主要針對RNC的MAC層中，MAC-d實(shí)體和MAC-c/sh實(shí)體之間，在下行鏈路中由專用邏輯信道(DTCH/DCCH)映射到前向接入傳輸信道(FACH)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)流量控制問題。尤其是在不同RNC間，數(shù)據(jù)由SRNC中MAC-d的專有邏輯信道(DTCH/DCCH)經(jīng)Iur接口處理后，傳入DRNC中MAC-c/sh的FACH信道的情況。在同一RNC中，數(shù)據(jù)從MAC-d中的專有邏輯信道(DTCH/DCCH)直接映射到MAC-c/sh中的FACH信道，而無需經(jīng)過Iur接口處理的情況對于數(shù)據(jù)流量控制方法是相同的，僅僅是數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)流量控制信息不經(jīng)過Iur接口而直接在MAC-d和MAC-c/sh之間進(jìn)行傳輸。
圖8就是SRNC中MAC-d與DRNC中MAC-c/sh之間的數(shù)據(jù)流傳輸示意圖。在數(shù)據(jù)流從SRNC中MAC-d流向DRNC中MAC-c/sh的過程中，SRNC中MAC-d內(nèi)不同用戶的傳輸緩存器110中同一優(yōu)先級(jí)別的數(shù)據(jù)，經(jīng)過Iur接口，在流量控制方法的控制下，流向指定的DRNC中MAC-c/sh內(nèi)具有相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的傳輸緩存器120中。
圖9為圖8中SRNC端某個(gè)用戶的傳輸緩存器110的工作示意圖。該傳輸緩存器110位于SRNC端的MAC-d邏輯實(shí)體中。來自專有邏輯信道(DTCH/DCCH)的數(shù)據(jù)流在MAC-d控制器的控制下，經(jīng)過傳輸信道類型切換以及C/T復(fù)用/優(yōu)先級(jí)設(shè)置后，按照優(yōu)先級(jí)的高低不同，在每個(gè)觸發(fā)時(shí)刻將數(shù)據(jù)送入對應(yīng)各個(gè)優(yōu)先級(jí)的傳輸緩存器110中。并且等待在下一個(gè)觸發(fā)時(shí)刻，由該緩存器110將數(shù)據(jù)傳送到MAC-c/sh中。其中，依據(jù)協(xié)議參數(shù)，優(yōu)先級(jí)的設(shè)置數(shù)目最高可以為15。該緩存器110的數(shù)據(jù)容量大小可以設(shè)置為在一個(gè)傳輸觸發(fā)時(shí)刻中，傳輸?shù)淖畲驪DU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)個(gè)數(shù)與最大PDU容量的乘積，即每個(gè)觸發(fā)時(shí)刻所能傳遞的最大數(shù)據(jù)容量。在實(shí)際工作中，為保證緩存器110的工作穩(wěn)定性，其容量可以規(guī)定得略大一些。
圖10為圖8中DRNC端的傳輸緩存器120的工作示意圖。來自SRNC端MAC-d邏輯實(shí)體中的緩存器110的數(shù)據(jù)流經(jīng)過Iur協(xié)議接口的處理后，進(jìn)入DRNC端的MAC-c/sh層中。在MAC-c/sh控制器的控制下，經(jīng)過TCIF復(fù)用/UE Id復(fù)用，最后依據(jù)優(yōu)先級(jí)的不同進(jìn)入MAC-c/sh中具有相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的傳輸緩存器120中。此外，為了支持隨后的時(shí)序/優(yōu)先級(jí)操作以及TFC選擇處理，對應(yīng)于每一個(gè)傳輸緩存器120，都設(shè)置有一個(gè)輔助緩存器(圖上未示)，該輔助緩存器用來存儲(chǔ)進(jìn)入到傳輸緩存器120的數(shù)據(jù)流的SDU(服務(wù)數(shù)據(jù)單元)的個(gè)數(shù)與容量。MAC-c/sh中各個(gè)優(yōu)先級(jí)對應(yīng)的傳輸緩存器120的結(jié)構(gòu)如圖6所示。
雖然在上述系統(tǒng)中，用戶數(shù)目、各自優(yōu)先級(jí)及其數(shù)據(jù)流量具有不可預(yù)知性，但通過采用本發(fā)明的數(shù)據(jù)流量控制方法，可以有效避免更多的丟棄和重傳幾率的出現(xiàn)。
在3GPP協(xié)議中，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的消息交換機(jī)制來傳遞與數(shù)據(jù)流量控制有關(guān)的各種參數(shù)及狀態(tài)信息。例如，在Iur接口中可以采用FACH FLOW CONTROL和FACH CAPACITY REQUEST消息對用來傳輸包含數(shù)據(jù)流量控制參數(shù)的控制幀。在FACH FLOW CONTROL控制幀中，一個(gè)長度為8位的參數(shù)Credits的設(shè)定只規(guī)定了，當(dāng)其值為0時(shí)無傳輸限制，而為255時(shí)則中止傳輸，其它的值可以由用戶自己定義。因此可以通過自己定義Credits值，利用FACH FLOW CONTROL控制幀實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的控制方法。
具體控制方法為對于發(fā)送端(SRNC的MAC-d)在新的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)刻，發(fā)送端要發(fā)送一個(gè)控制幀信息FACH CAPACITY REQUEST給接收端，告知接收端自己需要的緩存器容量的大小，并等待DRNC發(fā)送FACH FLOW CONTROL控制幀。其中，F(xiàn)ACH CAPACITY REQUEST控制幀和FACH FLOW CONTROL控制幀的格式見下表1和表2。
表一FACH CAPACITY REQUEST控制幀的格式7 0

表二FACH FLOW CONTROL控制幀的格式7 0

如果在規(guī)定的等待時(shí)間內(nèi)收到FACH FLOW CONTROL控制幀，進(jìn)入(a)，反之進(jìn)入(b)。
(a)根據(jù)FACH FLOW CONTROL控制幀中的信息，決定要發(fā)送的SRNC中MAC-d的PDU的數(shù)目；(b)發(fā)送一個(gè)FACH CAPACITY REQUEST給接收端。根據(jù)該控制幀結(jié)構(gòu)，發(fā)送請求中包含發(fā)送容量需求，且需求為可發(fā)送容量的最小值。
其中，上述的等待時(shí)間可以根據(jù)不同系統(tǒng)決定。作為一個(gè)具體示例，可以設(shè)為M×TTI(Transmission Time Interval)，而參數(shù)M可以由產(chǎn)品設(shè)計(jì)者根據(jù)具體情況設(shè)定。
對于接收端(DNRC的MAC-c/sh)，參考圖7及前述流程，在每一個(gè)接收觸發(fā)時(shí)刻觀測當(dāng)前緩存器的容量占有量Q。
執(zhí)行步驟20，判別該Q值+接收的數(shù)據(jù)量是否大于最上門限(Max Up Threshold)。
如果是，跳轉(zhuǎn)到步驟50；如果否，則跳轉(zhuǎn)到步驟30。
步驟30，判別該Q值+接收的數(shù)據(jù)量是否大于上門限(Upper Threshold)。
如果是，則執(zhí)行步驟40，根據(jù)后面介紹的計(jì)算規(guī)則，發(fā)送FACH FLOW CONTROL控制幀給當(dāng)前用到該緩存器的MAC-d，用該幀中的Credits參數(shù)調(diào)整MAC-c/sh的SDU的發(fā)送數(shù)目；如果否，則執(zhí)行步驟10，根據(jù)原來的各種參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行發(fā)送和接收。而后返回20。
進(jìn)入步驟50，發(fā)送一個(gè)Credit值為0的FACH FLOW CONTROL控制幀給當(dāng)前用到該緩存器的MAC-d，中止數(shù)據(jù)傳輸；同時(shí)記下中止信息，格式見下表3。
表37 0

步驟60，判斷該Q值是否小于下門限(Downer Threshold)，如果是，則進(jìn)入步驟70；如果否，則跳轉(zhuǎn)到步驟50。
步驟70，判斷該Q值是否小于最下門限(Max Down Threshold)，如果是，則根據(jù)中止信息(按照表3格式記錄)，發(fā)送一個(gè)Credit值為255的FACH FLOW CONTROL控制幀(按照表2格式記錄)給所有用到該緩存器的MAC-d，進(jìn)入步驟10，MAC-d重新發(fā)送數(shù)據(jù)；如果否，進(jìn)入步驟80，根據(jù)表3中記錄的中止信息，按照給出的計(jì)算規(guī)則，發(fā)送FACH FLOWCONTROL控制幀給當(dāng)前用到該緩存器的MAC-d，調(diào)整DRNC中MAC-c/sh的SDU的發(fā)送數(shù)目。
其中，使用的步驟40和80中MAC-c/sh的SDU數(shù)目的調(diào)整規(guī)則為在假定每一個(gè)用戶的優(yōu)先級(jí)別相同的條件下，根據(jù)式(1)來估計(jì)每個(gè)用戶可以擁有的傳輸容量。
mind=1N(QMax-QCur)---(1)]]>其中QMax緩存器的可用的最大容量，即等于最上門限；QCur緩存器當(dāng)前被占用的容量；mind當(dāng)前使用該緩存器的用戶可以使用的容量大小；N當(dāng)前使用該緩存器的用戶數(shù)目。
然后根據(jù)該容量和傳輸?shù)腟DU的容量估計(jì)可以傳輸?shù)腟DU的個(gè)數(shù)，最后將該信息通過FACHFLOW CONTROL控制幀中的Credits參數(shù)傳送給發(fā)送端，用來控制發(fā)送端應(yīng)該發(fā)送的數(shù)據(jù)容量的大小。
所有的門限均由緩存器的設(shè)計(jì)大小以及相關(guān)的系統(tǒng)具體參數(shù)設(shè)置。作為一個(gè)實(shí)例，我們給出該數(shù)據(jù)流量控制算法各個(gè)參數(shù)的量化設(shè)定。Qmax由產(chǎn)品設(shè)計(jì)者根據(jù)產(chǎn)品的具體情況設(shè)定。為保證一定的冗余度，設(shè)定Max Up Threshold為0.9×Qmax；而Max Down Threshold為0.1×Qmax。二階門限中Upper Threshold為0.6×Qmax；而Downer Threshold為0.4×Qmax。
這樣，就充分、靈活地利用了3GPP中給出的規(guī)則，盡量避免了在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中，SRNC的MAC-d與DRNC的MAC-c/sh之間頻繁的控制信息交換。該方法發(fā)送請求信息FACH CAPACITYREQUEST只在新的數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)刻或者系統(tǒng)重新置位時(shí)才啟用，減少了控制信息的交換，有利于改善控制算法的復(fù)雜程度、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在具體應(yīng)用中，還可以對上述的數(shù)據(jù)流量控制的算法以及各個(gè)門限值加以變化，從而適用于不同的系統(tǒng)。
例如可以采用臺(tái)階式的控制算法，舉例而言0.6Qmax＜Qcur＜0.7Qmax時(shí)，mind=1N(QMax-QCur);]]>0.7Qmax＜Qcur＜0.8Qmax時(shí)，mind=12N(QMax-QCur);]]>0.8Qmax＜Qcur＜0.9Qmax時(shí)，mind=13N(QMax-QCur);]]>也可以采用隨QCur的增大，mind呈拋物線下降的拋物線算法等其它算法，甚至采用靜態(tài)算法，例如規(guī)定數(shù)據(jù)流量為單位傳輸時(shí)間內(nèi)小于緩存器容量的5％。
進(jìn)一步，步驟40和80可以分別使用不同的控制算法。例如，步驟40使用式(1)所示的算法作為第一控制算法，步驟80使用上述的靜態(tài)算法作為第二控制算法。
此外，各門限值也可以做出改變。例如設(shè)定Max Up Threshold為0.85×Qmax；而Min DownThreshold為0.2×Qmax。二階門限中Upper Threshold為0.7×Qmax；而Downer Threshold為0.5×Qmax。只要滿足最上門限＞上門限＞下門限＞最下門限即可。
本發(fā)明的第二個(gè)應(yīng)用實(shí)例是在ISDN(Integrated Services Digital Network)交換技術(shù)的排隊(duì)機(jī)制中。
ISDN交換機(jī)是根據(jù)信頭的信息和基本信元完成交換的。一個(gè)ISDN交換機(jī)使用信頭來決定如何轉(zhuǎn)發(fā)信息。ISDN交換有兩個(gè)基本特點(diǎn)信元交換和各虛連接間的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。為解決信元對傳輸資源的競爭，必須對信元進(jìn)行排隊(duì)，從時(shí)間上將各信元分開。借用電路交換的思想，ISDN在交換中體現(xiàn)為時(shí)分交換，并通過緩存排隊(duì)機(jī)制實(shí)現(xiàn)?；镜呐抨?duì)機(jī)制有三種輸入排隊(duì)、輸出排隊(duì)和中央排隊(duì)。
我們以中央排隊(duì)機(jī)制作為我們的緩存機(jī)制的一個(gè)實(shí)施例。如圖11所示。
從中我們看出它的緩存隊(duì)列也必須解決隊(duì)列擁塞的問題。為此可以使用如圖7所示的控制方法。
當(dāng)緩存器占有量較低時(shí)，例如低于上門限時(shí)，系統(tǒng)工作在步驟10所示的正常狀態(tài)。這時(shí)對數(shù)據(jù)傳輸不作數(shù)據(jù)流量限制，或者控制數(shù)據(jù)流量為系統(tǒng)允許的最高值。
而后，執(zhí)行步驟20，判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限。一旦數(shù)據(jù)占有量超過了最上門限，系統(tǒng)立即進(jìn)入步驟50。否則，執(zhí)行判斷步驟30。
在步驟30中，判斷緩存器占有量是否已經(jīng)超過了上門限。如果超過，系統(tǒng)進(jìn)入步驟40。否則回到步驟10，以正常傳輸狀態(tài)繼續(xù)工作。
系統(tǒng)進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)50后，執(zhí)行判斷步驟60。
步驟60中，判斷緩存器占有量是否低于下門限。如果不滿足條件，跳回步驟50。如果緩存器占有量已經(jīng)低于下門限，進(jìn)一步執(zhí)行步驟70，判斷是否低于最下門限。如果低于最下門限，立即回到步驟10，以數(shù)據(jù)流量不受限制的正常狀態(tài)工作。如果緩存器占有量超過最下門限，則進(jìn)入步驟80。
在步驟80中，系統(tǒng)根據(jù)控制算法對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行限制，并執(zhí)行判斷步驟90。
其他兩種排隊(duì)策略亦同樣可以使用這樣的緩存隊(duì)列機(jī)制來完成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量控制，以防止系統(tǒng)產(chǎn)生阻塞。
本發(fā)明的第三個(gè)應(yīng)用例是ATM(異步傳輸模式)交換結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)流量控制。
緩沖策略或排隊(duì)策略是ATM交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要內(nèi)容，它主要包括緩沖設(shè)置方式、緩沖器的數(shù)量、隊(duì)列的存取控制、以及緩沖器的管理。而緩沖器的管理中就包含如何為緩沖器設(shè)計(jì)有效而合理的門限的問題。如圖12所示。
因此，使用本發(fā)明的具體控制方法可以有效的解決上述問題。
當(dāng)緩存器占有量較低時(shí)，系統(tǒng)工作在步驟10所示的正常狀態(tài)。這時(shí)對數(shù)據(jù)傳輸不作數(shù)據(jù)流量限制，或者控制數(shù)據(jù)流量為系統(tǒng)允許的最高值。
而后，執(zhí)行步驟20，判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限。一旦數(shù)據(jù)占有量超過了最上門限，系統(tǒng)立即進(jìn)入步驟50。否則，執(zhí)行判斷步驟30。
在步驟30中，判斷緩存器占有量是否已經(jīng)超過了上門限。如果超過，系統(tǒng)進(jìn)入步驟40。否則回到步驟10，以正常傳輸狀態(tài)繼續(xù)工作。
系統(tǒng)進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)50后，執(zhí)行判斷步驟60。
步驟60中，判斷緩存器占有量是否低于下門限。如果不滿足條件，跳回步驟50。如果緩存器占有量已經(jīng)低于下門限，進(jìn)一步執(zhí)行步驟70，判斷是否低于最下門限。如果低于最下門限，立即回到步驟10，以數(shù)據(jù)流量不受限制的正常狀態(tài)工作。如果緩存器占有量高于最下門限，則進(jìn)入步驟80。
在步驟80中，系統(tǒng)根據(jù)控制算法對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行限制，并執(zhí)行判斷步驟90。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式以及多種具體應(yīng)用，這些描述以及附圖僅是為了說明本發(fā)明的思想、內(nèi)容以及應(yīng)用。對于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)熟練的技術(shù)人員而言，根據(jù)以上描述的內(nèi)容作出各種變化和修改是顯而易見的，因此，都不能脫離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求的記載為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種帶有緩存器的數(shù)據(jù)流量控制方法，用于對緩存器的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)流量的動(dòng)態(tài)控制，該方法包括步驟(a)對當(dāng)前數(shù)據(jù)流量不作限制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；(b)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限，如果是則跳至步驟(e)，否則執(zhí)行步驟(c)；(c)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過上門限，如果是則執(zhí)行步驟(d)，否則跳回步驟(a)；(d)根據(jù)第一控制算法限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并跳回步驟(b)；(e)限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量為零，中止數(shù)據(jù)傳輸，并執(zhí)行步驟(f)；(f)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否低于下門限，如果是則執(zhí)行步驟(g)，否則跳回步驟(e)；(g)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否低于最下門限，如果是則跳回步驟(a)，否則執(zhí)行步驟(h)；(h)根據(jù)第二控制算法限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并執(zhí)行步驟(i)；(i)判斷緩存器中的數(shù)據(jù)占有量是否超過最上門限，如果是則跳回步驟(e)，否則跳回步驟(g)。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)流量控制方法，其特征在于，所述的上門限低于所述的最上門限，所述的下門限低于該上門限，所述的最下門限低于該下門限。
3.如權(quán)利要求1或2所述的數(shù)據(jù)流量控制方法，其特征在于，所述的第一控制算法和第二控制算法相同或不同。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的數(shù)據(jù)流量控制方法，其特征在于，所述的第一控制算法或第二控制算法是動(dòng)態(tài)算法或者靜態(tài)算法。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)流量控制方法，其特征在于，所述的動(dòng)態(tài)算法是線性算法、拋物線算法、或者臺(tái)階式算法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新的數(shù)據(jù)傳輸或交換的數(shù)據(jù)流量控制方法，能夠有效地維持?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸與交換，減少系統(tǒng)進(jìn)入中止?fàn)顟B(tài)的可能性，有效地降低系統(tǒng)的傳輸時(shí)延。本發(fā)明主要包括判斷所述緩存器的占有量當(dāng)前狀態(tài)的步驟；當(dāng)緩存器的占有量超過規(guī)定的上門限時(shí)，根據(jù)第一控制算法限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量的步驟；當(dāng)緩存器的占有量超過規(guī)定的最上門限時(shí)，限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量為零的步驟；當(dāng)緩存器的占有量低于規(guī)定的最下門限時(shí)，對當(dāng)前數(shù)據(jù)流量不作限制的步驟；以及當(dāng)緩存器的占有量低于規(guī)定的下門限但不低于最下門限時(shí)，根據(jù)第二控制算法限制當(dāng)前數(shù)據(jù)流量的步驟。
文檔編號(hào)H04L29/02GK1627745SQ20031010928
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者梁宗闖, 晁華, 呂玲, 桂洛寧 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司