專利名稱：用于確定數(shù)據(jù)通信的延遲和吞吐量的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信，更具體地涉及對數(shù)據(jù)通信的吞吐量的確定。
背景技術(shù)：
在蜂窩無線通信系統(tǒng)中，監(jiān)視終端用戶服務(wù)的性能、識別質(zhì)量差的區(qū)域，以及在可能的情況下通過容量升級和/或網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧來改善性能是很重要的。對于語音服務(wù)，示范組 的關(guān)鍵性能指標(KPI)可以包括未接通呼叫(blocked call)、終止呼叫(dropped call) 以及語音質(zhì)量。無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以按照地理區(qū)域在統(tǒng)計學基礎(chǔ)上測量KPI，以使網(wǎng)絡(luò)運營商 能夠監(jiān)視遞送到移動用戶的語音服務(wù)并檢測服務(wù)性能在可接受水平之下的區(qū)域。KPI還可 以允許運營商識別差性能的根本原因，例如尺寸過小的無線基站(RSB)或小區(qū)關(guān)系中針對 切換的錯誤參數(shù)設(shè)置。因此，應(yīng)該仔細地限定關(guān)鍵性能指標，以使它們能夠準確地衡量終端 用戶所體驗的服務(wù)的性能，并且可以由一個或更多個無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點來測量。隨著蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)服務(wù)的快速增長，人們已進行了多次嘗試來限定最佳 效果數(shù)據(jù)服務(wù)的ΚΡΙ。盡管可以使用各種平均吞吐量量度、終止和未接通無線承載量度以及 無線協(xié)議層次(例如RLC層次)上的量度，但如果這些量度在不同系統(tǒng)中和來自不同基礎(chǔ) 設(shè)施賣方的相似系統(tǒng)中被不同地限定，就會出現(xiàn)問題。例如，愛立信和諾基亞可能在它們各 自的GSM和WCDMA系統(tǒng)中使用不同的量度。另一個問題是，KPI型量度并不反映終端用戶感覺到的質(zhì)量。這在高帶寬的無線 通信系統(tǒng)(例如HSPA、WiMAX和LTE)中特別引起了關(guān)注。例如，諸如平均數(shù)據(jù)速率的KPI 并不精確地表示終端用戶體驗到的性能，因為該指標還包括該終端用戶的發(fā)送緩沖器中并 無數(shù)據(jù)進行發(fā)送的非活動時段(period of inactivity)。結(jié)果是對終端用戶實際體驗到的 吞吐量的明顯低估。處理該“平均數(shù)據(jù)速率”問題的一種方式是僅在發(fā)射機處的發(fā)送(transmit或 send)緩沖器中存儲有待發(fā)送到終端用戶的數(shù)據(jù)時才測量吞吐量。只在這些時間期間測量 吞吐量，這與基本平均數(shù)據(jù)速率KPI相比更接近終端用戶的感受。但該方法的一個問題是， 它沒考慮到在多數(shù)系統(tǒng)中，從第一次將數(shù)據(jù)接收到空的發(fā)送緩沖器中直到開始從發(fā)送緩沖 器發(fā)送數(shù)據(jù)之間存在一初始時間段，在該初始時間段內(nèi)不能傳送數(shù)據(jù)。在本申請中，數(shù)據(jù)連 接不向終端用戶發(fā)送希望內(nèi)容的該初始時間被稱為“延遲”。延遲部分(component)例如包 括數(shù)據(jù)內(nèi)容實際可以被傳送之前所需要的數(shù)據(jù)傳送啟動時間。這可能是由用戶數(shù)據(jù)的內(nèi)部 節(jié)點處理(例如加密、編碼、檢查、調(diào)制、內(nèi)部緩沖器之間的數(shù)據(jù)傳送或其他內(nèi)部處理)或無 線資源(諸如WCDMA和LTE中的無線接入承載和無線承載或者GSM中的臨時塊流)的設(shè)置 而造成的。初始延遲也可能是由與接收器非活動的時間段相對應(yīng)的接收器休眠模式周期而 造成的。系統(tǒng)中所有節(jié)點的延遲一起造成了最小端到端傳送時間，即使是最小的數(shù)據(jù)單元， 也要從系統(tǒng)的一端向另一端來回傳送，即系統(tǒng)的所謂端到端往返時間。端到端往返時間是 任何數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的重要特征，直接影響了終端用戶對系統(tǒng)性能的感受?？紤]一個可分為兩個階段的電子郵件傳送的例子，其中第一階段的持續(xù)時間幾乎完全取決于端到端往返時間。在電子郵件下載中，首先是握手階段，其中在發(fā)送器與接收器之間發(fā)送各種較小的控制消息，以建立并確認數(shù)據(jù)連接。在該第一階段中沒有傳送該電子 郵件消息的任何實質(zhì)內(nèi)容。第二階段是下載階段，其中電子郵件和所有附件經(jīng)由數(shù)據(jù)連接 被傳送。類似的分析對于網(wǎng)絡(luò)瀏覽包括一組對象的網(wǎng)頁也是成立的。這些對象是不同尺寸 的，并表現(xiàn)為圖片、標識、文本框、動畫等。HTTP建立了用于順序下載這些對象的TCP連接。 各對象之間存在一些信令，例如請求下一對象或保持HTTP下載穩(wěn)定。針對短時數(shù)據(jù)傳送(S卩，只存在少量要傳送的數(shù)據(jù))的“計入了”或包括了延遲“開 銷”時段的平均吞吐量量度大大低于并且通常明顯不同于終端用戶實際體驗到的帶寬。終 端用戶對吞吐量的體驗依賴于向終端用戶實際傳送希望數(shù)據(jù)內(nèi)容的時段。對于長時數(shù)據(jù)內(nèi) 容傳送(例如多秒)，數(shù)據(jù)傳送延遲“開銷”時段的影響較小，因為該延遲時間與總的數(shù)據(jù)傳 送時間相比較小。于是，不希望的結(jié)果是，平均吞吐量KPI值的有用性(usefulness)取決 于數(shù)據(jù)傳送的尺寸或長度，而不是終端用戶體驗到的實際希望數(shù)據(jù)有效載荷吞吐量。較短時數(shù)據(jù)傳送在寬帶有線網(wǎng)絡(luò)中是很普遍的，而在高帶寬無線連接越來越快的 無線系統(tǒng)中越來越成為問題。例如，經(jīng)由無線接口在GSM/ACDMA系統(tǒng)中需要10秒來傳送的 網(wǎng)頁經(jīng)由像LTE或WiMAX的移動寬帶系統(tǒng)中的無線接口將耗時小于1秒。因此，不補償傳 送的初始延遲時段的吞吐量量度將更加偏離且更加不能代表終端用戶在這些和其他高帶 寬系統(tǒng)中體驗到的吞吐量。對于網(wǎng)絡(luò)運營商的另一實際問題是賣方特有KPI，其使運營商難以對賣方A通信 設(shè)備的終端用戶服務(wù)性能與賣方B通信設(shè)備的終端用戶服務(wù)性能進行比較。這還造成難以 設(shè)置和跟隨國家性能目標和對比(benchmark)服務(wù)性能。所得到的賣方特有KPI的不希望 的代價是需要耗用精力來理解和對比來自不同賣方的KPI的差別，并創(chuàng)建可以“轉(zhuǎn)換”它們 之間的性能的第三方產(chǎn)品。因此，設(shè)計出由發(fā)生在開放標準化接口上的指示器(probe)和 事件限定的關(guān)鍵性能指標將是有利的。按照該方式限定的KPI可以設(shè)計在任何標準兼容產(chǎn) 品中，并在屬于不同運營商、制造商和標準的系統(tǒng)之間以客觀方式進行對比。

發(fā)明內(nèi)容
監(jiān)視與發(fā)送器和接收器之間的數(shù)據(jù)連接相關(guān)聯(lián)的延遲時段和期望有效載荷數(shù)據(jù) 吞吐量。確定針對接收器的期望有效載荷數(shù)據(jù)何時到達發(fā)送器中的空發(fā)送緩沖器以及何時 在接收器處接收到該數(shù)據(jù)的至少一些的初始發(fā)送。計算與該數(shù)據(jù)的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的延遲時 段。確定當發(fā)送緩沖器中的全部數(shù)據(jù)(可能也包括在第一數(shù)據(jù)發(fā)送期間到達發(fā)送緩沖器的 新數(shù)據(jù))都已被發(fā)送時的數(shù)據(jù)傳送結(jié)束時間，以及包括初始發(fā)送在內(nèi)的直到該結(jié)束時間的 發(fā)送數(shù)據(jù)量。接著基于傳送數(shù)據(jù)量和補償了延遲時段的時段來計算該數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送 吞吐量指標。在優(yōu)選實施方式中，計算出的數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐量指標與經(jīng)由該數(shù)據(jù) 連接來發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的終端用戶所體驗到的數(shù)據(jù)傳送吞吐量充分相關(guān)，并基本上獨立于 經(jīng)由該數(shù)據(jù)連接傳送的數(shù)據(jù)的總的尺寸或量。優(yōu)選的是，對該時段進行補償以使它不包括延遲時段的一些或全部。在使用發(fā)送 時間間隔的系統(tǒng)中，該時段通常包括多個發(fā)送時間間隔，但優(yōu)選地不包括傳送發(fā)送緩沖器 中的最后一部分數(shù)據(jù)的那個發(fā)送時間間隔。最后一個發(fā)送時間間隔通常僅被部分地使用， 因此給出了不準確的吞吐量量度?？梢栽谄骄鶗r段上進行針對數(shù)據(jù)連接的多次數(shù)據(jù)傳送吞吐量計算。在平均時段上針對數(shù)據(jù)連接對這多次數(shù)據(jù)傳送吞吐量計算求平均。在一個非限制性示例實現(xiàn)中，數(shù)據(jù)連接在僅上行鏈路發(fā)送的時段與僅下行鏈路發(fā)送的時段之間交替，就像諸如時分雙工(TDD)系統(tǒng)中那樣。在TDD系統(tǒng)中(例如包括WiMAX 和TD-SCDMA技術(shù)的一些配置)，下行鏈路發(fā)送時段不同于上行鏈路發(fā)送時段。在該示例情 況下，可以針對數(shù)據(jù)連接確定下行鏈路發(fā)送時段與上行鏈路發(fā)送時段之間的關(guān)系。接著基 于下行鏈路傳送的數(shù)據(jù)量和下行鏈路發(fā)送時段中補償了所述延遲時段的下行鏈路時段來 計算該數(shù)據(jù)連接的下行鏈路數(shù)據(jù)傳送吞吐量。此后，可以基于該數(shù)據(jù)連接的下行鏈路數(shù)據(jù) 傳送吞吐量、補償后的下行鏈路時段以及下行鏈路發(fā)送時段與上行鏈路發(fā)送時段之間的關(guān) 系，來計算該數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐量。本技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用，并可以靈活地實現(xiàn)。例如，發(fā)送器和接收器可以經(jīng)由無線接口進行通信，或者它們可以經(jīng)由有線接口進行通信。本技術(shù)可以在發(fā)送器中實現(xiàn)，在發(fā)送 器和接收器二者中實現(xiàn)，或者分布在多個節(jié)點上。在示例性無線通信應(yīng)用中，本技術(shù)可以在 經(jīng)由無線接口與一個或更多個用戶設(shè)備通信的無線基站中和/或用戶設(shè)備中實現(xiàn)。在另一 示例性無線通信應(yīng)用中，本技術(shù)可以部分地或完全地在用戶設(shè)備中實現(xiàn)。因此，本申請中的這種技術(shù)將經(jīng)由數(shù)據(jù)通信的吞吐量大致確定為接收數(shù)據(jù)的用戶 所體驗到的吞吐量。所確定的吞吐量基本獨立于經(jīng)由該連接傳送的數(shù)據(jù)總量。該“有效”吞 吐量量度分為兩個部分，以提供兩個性能量度傳送吞吐量和延遲。延遲對應(yīng)于完成與數(shù)據(jù) 連接相關(guān)聯(lián)的一個或更多個功能(例如建立和拆除該連接)所需要的時段，在此期間不傳 送待傳送到終端用戶的有效載荷型數(shù)據(jù)。通過從針對數(shù)據(jù)連接的吞吐量確定中識別和去除 初始延遲，所確定的傳送吞吐量提供了對終端用戶實際體驗的吞吐量的更準確量度。


圖1是例示了延遲和期望數(shù)據(jù)有效載荷吞吐量的曲線圖；圖2是例示了非限制性示例程序的流程圖，該程序用于確定表示終端用戶所體驗 到的吞吐量的數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)吞吐量；圖3是例示了示例通信系統(tǒng)的功能框圖；圖4是例示了示例數(shù)據(jù)連接的圖，其例示了延遲和數(shù)據(jù)吞吐量部分；圖5是例示了對針對特定連接而確定的多個數(shù)據(jù)吞吐量進行平均的例子的圖；圖6是例示了作為可使用本技術(shù)的無線通信環(huán)境的一個示例的非限制性無線通 信系統(tǒng)的功能框圖；圖7例示了本技術(shù)在無線基站中的非限制性示例實現(xiàn)；圖8是例示了示例性基站-UE數(shù)據(jù)連接的圖，其例示了 TDD型系統(tǒng)中的延遲和數(shù) 據(jù)吞吐量部分；而圖9是例示了示例性UE-基站數(shù)據(jù)連接的圖，其例示了 TDD型系統(tǒng)中的延遲和數(shù) 據(jù)吞吐量部分。
具體實施例方式在下面的說明書中，出于說明和非限制性目的闡述了諸如具體節(jié)點、功能實體、技 術(shù)、協(xié)議、標準等具體的細節(jié)，以提供對所描述技術(shù)的理解。在其他情況下，公知方法、設(shè)備、技術(shù)等的詳細描述被略去，以便不因非必要細節(jié)而使說明書變得模糊。圖中示出了各個功能塊。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以使用單獨的硬件電路、與適當編程的微處理器或通用計算機結(jié)合地使用軟件程序和數(shù)據(jù)、使用專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列和/或使用一個或更多個數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)這些塊的功能。圖1是例示了延遲和期望數(shù)據(jù)有效載荷吞吐量的曲線圖。縱軸繪出了對照橫軸上的數(shù)據(jù)尺寸或數(shù)據(jù)量，向接收器傳送該數(shù)據(jù)的時間。關(guān)于該曲線圖重要的是，在建立數(shù)據(jù)連接的同時(例如在發(fā)送器和接收器之間交換信令信息時)存在延遲時段，以及在接收器可以接收該數(shù)據(jù)之前在發(fā)送數(shù)據(jù)時涉及的不可避免的遲滯(delay)。該延遲時段不取決于要經(jīng)由數(shù)據(jù)連接發(fā)送到接收器的期望有效載荷數(shù)據(jù)的量。在該延遲時段內(nèi)，吞吐量實際為零。但如在背景技術(shù)部分指出的，終端用戶通常不是在該延遲時段內(nèi)，而是在經(jīng)由連接實際傳送有效載荷數(shù)據(jù)的時間內(nèi)體驗到吞吐量。該曲線圖示出，在延遲時段之后正在發(fā)送有效載荷數(shù)據(jù)時，曲線的斜率相對恒定。換言之，向接收器傳送更多有效載荷數(shù)據(jù)的時間量以恒定比率線性增加。該線的斜率大約與終端用戶在接收器處體驗到的吞吐量成反比。發(fā)明人認為，終端用戶和運營商通常更為關(guān)注的吞吐量值正是該線性吞吐量，因此應(yīng)當對其進行監(jiān)視和報告。圖2是例示了非限制性示例程序的流程圖，該程序用于確定表示終端用戶體驗到的吞吐量的數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)吞吐量。首先，在發(fā)送器與接收器之間建立數(shù)據(jù)連接(步驟Si)。確定待發(fā)送到接收器的數(shù)據(jù)何時到達發(fā)送器的發(fā)送緩沖器(步驟S2)。接著確定接收器何時接收到至少一些緩沖數(shù)據(jù)的初始發(fā)送(步驟S3)。計算與數(shù)據(jù)的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的延遲 段(步驟S4)。如同在圖1中示出的示例，延遲時段是從在空的發(fā)送緩沖器中接收到待發(fā)送的期望有效載荷數(shù)據(jù)的時刻直到在預(yù)計的接收器中接收到該數(shù)據(jù)的第一部分(first)的時刻的時段。該延遲是由用戶數(shù)據(jù)的內(nèi)部節(jié)點處理(例如，加密、編碼、檢查、調(diào)制、內(nèi)部緩沖器之間的數(shù)據(jù)傳送或其他內(nèi)部處理)或資源的設(shè)立而引起的，例如在通信系統(tǒng)為移動無線通信系統(tǒng)時，所述資源為WCDMA和LTE中的無線接入承載和無線承載或者GSM中的臨時塊流。在該相同移動無線環(huán)境中，初始延遲也可能是由于表示接收器不活動的短時段的接收器休眠模式周期。在發(fā)送完所有發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)的時間點處確定結(jié)束時間(步驟S5)。還確定從初始發(fā)送到結(jié)束時間所傳送的數(shù)據(jù)量?；谠诳紤]了該延遲時段的時段內(nèi)所傳送的數(shù)據(jù)量來計算該數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐量(步驟S6)。優(yōu)選的是，按照這樣的方式來確定所計算的數(shù)據(jù)傳送吞吐量，即減少、最小化或完全忽略該延遲時段以使吞吐量更好地反映終端用戶在接收器處實際體驗到的吞吐量。圖3是一功能框圖，該圖例示了示例性通信系統(tǒng)10，該系統(tǒng)10包括經(jīng)由通信介質(zhì)20進行通信的發(fā)送器12和接收器22。通信介質(zhì)20可以是任何適當類型，包括有線、線纜、光纖、網(wǎng)絡(luò)、無線電、紅外等。此外，發(fā)送器節(jié)點12包括用于對要發(fā)送到接收器22的數(shù)據(jù)進行接收和緩沖的發(fā)送緩沖器14。發(fā)送控制器16控制發(fā)送緩沖器14和經(jīng)由通信介質(zhì)20從緩沖器14向接收器22的數(shù)據(jù)發(fā)送。延遲和吞吐量處理器18監(jiān)視數(shù)據(jù)通信并執(zhí)行各種功能(例如在圖2中描述的那些功能)以確定與向接收器發(fā)送數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的延遲時段和與考慮到或補償了延遲時段的數(shù)據(jù)發(fā)送相關(guān)聯(lián)的吞吐量。接收器22包括接收緩沖器24，緩接收沖器24用于在接收控制器26的管理下經(jīng)由通信介質(zhì)20接收和存儲從發(fā)送器12發(fā)送來的數(shù)據(jù)?？刂破?6例如可以向發(fā)送器12返回確認或否定確認，以表明數(shù)據(jù)傳送的成功與否。接收器22還可以包括延遲和吞吐量處理器 28，該處理器28監(jiān)視數(shù)據(jù)通信并執(zhí)行各個功能(例如在圖2中描述的那些功能)以確定與 向接收器發(fā)送數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的延遲時段和與考慮到或補償了延遲時段的數(shù)據(jù)發(fā)送相關(guān)聯(lián)的 吞吐量。它是以虛線示出的，以表明它可以自己執(zhí)行這些功能或與延遲和吞吐量處理器28 結(jié)合地執(zhí)行這些功能。在另選示例性實現(xiàn)中，與發(fā)送器和/或接收器進行通信的另一節(jié)點 可以基于從發(fā)送器和/或接收器提供的信息而執(zhí)行延遲和吞吐量處理操作。 圖4是例示了示例性數(shù)據(jù)連接的圖，其例示了從發(fā)送器向接收器的發(fā)送方向被標 記為“下行鏈路(DL) ”的情況下的延遲和數(shù)據(jù)吞吐量。數(shù)據(jù)發(fā)送的時間線被表示為斷開成 多個時間發(fā)送間隔(TTI)。在各TTI期間，可以發(fā)送大量數(shù)據(jù)。下行鏈路緩沖器可以按照較 高的數(shù)據(jù)速率經(jīng)由通信介質(zhì)而很快被清空。不是簡單地測量總數(shù)據(jù)量除以傳送該數(shù)據(jù)量的 時間，假設(shè)可能存在顯著的延遲，且還存在發(fā)送緩沖器為空并不發(fā)送數(shù)據(jù)的一些時段，在該 示例性說明中，只有那些在緩沖器中存在實際正在發(fā)送數(shù)據(jù)的那些時段才被包括在傳送時 間中。而且，存在這樣的情況，通常是在最后一個TTI中，剩余的數(shù)據(jù)量未填滿一個TTI時 段。結(jié)果，優(yōu)選的是，在評估吞吐量時不包括未填滿至少一個TTI時段的數(shù)據(jù)傳送。因此， 圖4示出了不包括延遲時段T_Lat_DL或最后一個被部分填充的TTI的有效傳送時間T_tp_ DL0在有效傳送時間T_tp_DL期間實際傳送的數(shù)據(jù)量V_tp_DL是圖中示出的“成功的 發(fā)送、緩沖器不為空”框的總和。由于錯誤而造成的失敗發(fā)送或由于通信介質(zhì)的競爭而導 致的未發(fā)送被包括進來作為有效傳送時間T_tp_DL的一部分，但不向?qū)嶋H傳送的數(shù)據(jù)量乂_ tp_DL中添加任何數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^在最后一個TTI中添加少量的傳送數(shù)據(jù)而確定總數(shù)據(jù)量 V_tot_DL。延遲時gT_Lat_DL在數(shù)據(jù)首次進入發(fā)送緩沖器時開始，而在接收器中接收到緩 沖數(shù)據(jù)的第一部分時結(jié)束。有效傳送時與延遲時段重疊了一個TTI，在此期間數(shù) 據(jù)正在發(fā)送但還未完全接收，因此同樣地被接收器檢測到。接著通過將V_tp_DL除以T_tp_ DL可以計算出有效吞吐量。時間線被表示為如圖的右下角所示，并在圖5中用來例示可以 確定連接的平均有效吞吐量的方式。圖5是例示了用于對針對具體連接而確定的多個數(shù)據(jù)吞吐量進行平均的示例的 圖。T_Lat_l被定義為屬于時段^1，而1~_1^站_4被定義為屬于時段N+1。于是可以將平均 吞吐量計算為Throughput_DL = V_tp_DL/T_tp_DL (字節(jié) / 秒)上面描述的技術(shù)例如在演進3DPP UMTS系統(tǒng)中可能是有用的，該演進3DPP UMTS 系統(tǒng)諸如為長期演進(LTE)，其中，有望得到經(jīng)由無線無線接口的較高數(shù)據(jù)速率，這增大了 空緩沖器(尤其是在基站中)的可能性。圖6中示出了一個示例性LTE系統(tǒng)100。當然， 可以在諸如GSM、WCDMA、HSPA和WiMAX的任何現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中使用本技術(shù)。為了容易 描述，用戶設(shè)備(UE)可以不受限制地被稱為用戶終端或移動終端，而eNodeB可以使用更 普遍和熟悉的術(shù)語被稱為基站。應(yīng)該理解，本技術(shù)不限于無線通信系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于諸如 ADSL、VASL的有線系統(tǒng)以及例如GPON的基于光纖的技術(shù)。通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)是一種工作在基于歐洲系統(tǒng)的寬帶碼分多址(WCDMA)、 全球移動通信系統(tǒng)(GSM)和通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)中的第三代(3G)異步移動通信系 統(tǒng)。UMTS的長期演進(LTE)正處于對UMTS進行標準化的第三代合作伙伴計劃(3GPP)的開發(fā)中。3GPP網(wǎng)站處提供了許多與演進型通用陸地無線接入(E-UTRA)和演進型通用陸地無 線接入網(wǎng)絡(luò)(E-UTRAN)有關(guān)的技術(shù)規(guī)范，例如3GPP TS36. 300。LTE工作的目標是開發(fā)出一 種面向高數(shù)據(jù)速率、低延遲和分組優(yōu)化無線接入技術(shù)的3GPP無線接入技術(shù)的演進框架。具 體地說，LTE目的在于支持從分組交換(PS)域提供的業(yè)務(wù)。3GPP LTE技術(shù)的關(guān)鍵目標是實 現(xiàn)大約IOOMbps或更高的高速分組通信。在示例LTE型移動通信系統(tǒng)100中，E-UTRAN 120包括經(jīng)由無線接口向用戶設(shè)備 (UE) 200提供E-UTRA用戶平面和控制面協(xié)議端接(termination)的E-UTRAN NodeB (eNodeB 或eNB)180。盡管eNB是邏輯節(jié)點(經(jīng)常但不必然由實際基站實現(xiàn))，但術(shù)語基站這里用于 一般地涵蓋邏輯節(jié)點和實際節(jié)點二者。eNB通過X2接口彼此互聯(lián)。eNB還借助Sl接口通 過Sl-MME連接到包括移動性管理實體(MME)的演進型分組核心(EPC) 140，并通過Sl-U連 接到系統(tǒng)架構(gòu)演進(SAE)網(wǎng)關(guān)。在該示例中，MME/SAE網(wǎng)關(guān)被稱為單個節(jié)點220。Sl接口 支持MME/SAE與eNB之間的多對多關(guān)系。E-UTRAN 120和EPC 140 —起構(gòu)成了公共陸地移 動網(wǎng)(PLMN)。MME/SAE網(wǎng)關(guān)220直接或間接地連接到因特網(wǎng)160和其他網(wǎng)絡(luò)。圖7例示了本技術(shù)在無線基站180中的非限制性實現(xiàn)，盡管本技術(shù)還可以實現(xiàn)在 UE 200中?；?80被示出為配置成向多個UE 200發(fā)送數(shù)據(jù)，并包括發(fā)送控制器160以控 制該過程。向各個發(fā)送緩沖器140提供針對UE 1, UE2, ...，UEn的數(shù)據(jù)。來自這些緩沖器的 數(shù)據(jù)在寬帶處理電路中被處理(例如編碼、調(diào)制等)，并上變頻為射頻且經(jīng)由無線電路190 在空中發(fā)送。延遲和吞吐量處理器165監(jiān)視發(fā)送緩沖器和到各UE 200的發(fā)送，并執(zhí)行在圖 2和圖4中例示的上述示例中描述的功能，以針對到一個或更多個UE的每個數(shù)據(jù)發(fā)送來計 算延遲時段和有效吞吐量(即時的或平均的)。圖8是例示了示例性基站-UE數(shù)據(jù)連接的圖，其例示了 TDD系統(tǒng)中圖7中的基站 180的延遲和數(shù)據(jù)吞吐量部分。該圖類似于圖4，但適于時分雙工(TDD)型接入系統(tǒng)。該吞 吐量被計算為Throughput_DL = (DL fraction)XV_tp_DL/T_tp_DL"DL fraction”是相對于系統(tǒng)處于下行鏈路發(fā)送時段的總通信時間的時間量。當 然，如果對發(fā)送器或接收器何時可以通信沒有施加時間約束，則DL fraction將是“1”。在 該示例中，DL fraction = 6/10，因為10個TTI中的6個TTI被用于DL發(fā)送(從網(wǎng)絡(luò)向 UE發(fā)送)，而10個TTI中的4個被用于從UE向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送(上行鏈路時段)。乘以因子“DL fraction”對由于系統(tǒng)的TDD結(jié)構(gòu)而造成的監(jiān)視方向的發(fā)送不能發(fā)生的時間進行了補償， 并確保所得到的監(jiān)視吞吐量反映了終端用戶所體驗到的吞吐量。圖9是例示了示例性UE-基站數(shù)據(jù)連接的圖，其例示了 TDD型接入系統(tǒng)中的UE中 實現(xiàn)的延遲和數(shù)據(jù)吞吐量部分。圖9類似于圖8，并且上行鏈路吞吐量被計算為Throughput_UL = (UL fraction)XV_tp_UL/T_tp_UL上面描述的技術(shù)也具有廣泛的應(yīng)用，以靈活地在每用戶水平上、每數(shù)據(jù)流水平上 監(jiān)視吞吐量和延遲，或?qū)σ粋€以上用戶累積(例如在每小區(qū)水平上)吞吐量和延遲。在 一個示例性應(yīng)用中，發(fā)送緩沖器可以是將分組包含到僅一個數(shù)據(jù)流(例如基于IP的語音 (VoIP))的發(fā)送緩沖器，在VoIP中，流傳送僅包含語音幀的數(shù)據(jù)分組。本技術(shù)也可應(yīng)用于與 第二發(fā)送緩沖器有關(guān)的第二流。第二流例如可以與盡力服務(wù)數(shù)據(jù)(best effortdata)的傳 送有關(guān)，表示第二緩沖器包含了與盡力服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)連接相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)分組。在該情況下，可以使用該技術(shù)來測量彼此獨立的兩個流的延遲和吞吐量。這兩個流可以是去往同一個用戶 或兩個不同用戶的。在另一示例性應(yīng)用中，發(fā)送緩沖器包含與發(fā)送器和接收器之間的所有傳送和流相 關(guān)聯(lián)的分組。在該示例中可以使用本技術(shù)來測量去往一個終端用戶的、在所有流和傳送上 集合的總延遲和吞吐量。在另外一個示例性應(yīng)用中，發(fā)送緩沖器包含與發(fā)送器和多個接收器以及用戶之間的所有傳送和流相關(guān)聯(lián)的分組。在諸如無線網(wǎng)絡(luò)小區(qū)的服務(wù)區(qū)中確定在所有流、用戶和傳 送上集合的總延遲和吞吐量。上述技術(shù)解決了在背景技術(shù)部分中描述的技術(shù)問題，并獨立于通信介質(zhì)、接入方 法等在許多數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中有非常廣泛的應(yīng)用。例如，本技術(shù)使運營商能夠測量和監(jiān)視系 統(tǒng)中的終端用戶體驗到的所提供的數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量。運營商還可以使用該技術(shù)來識別較 差的系統(tǒng)性能，以發(fā)現(xiàn)瓶頸并識別需要升級、擴展或調(diào)諧的節(jié)點和設(shè)備。系統(tǒng)的延遲和吞 吐量特征可以被測量，這些特征與終端用戶所測量到的網(wǎng)頁、電子郵件、文件等的下載次數(shù) (download times)密切相關(guān)。也可以在多個開放標準化接口上來提供延遲和吞吐量量度， 這實現(xiàn)了對來自不同運營商和賣方的系統(tǒng)之間的客觀性能評價和對比。另一優(yōu)點是提供了 可以在諸如GPRS的低帶寬系統(tǒng)和諸如HSPA、LTE、VDSL和光纖網(wǎng)絡(luò)等的高帶寬系統(tǒng)二者中 使用的性能量度。此外，可以應(yīng)用上述技術(shù)來提供不同技術(shù)之間的客觀對比。對于運營商 而言，這意味著例如在組合的GSM/WCDMA/LTE網(wǎng)絡(luò)中可以使用相同的性能量度和目標。盡管已詳細示出和描述了各種實施方式，但權(quán)利要求不限于任何具體的實施方式 或示例。例如，盡管主要針對擾碼序列來進行描述，但也可以使用針對隨機接入擾碼序列而 描述的兩種類型的方法來確定在各上行鏈路幀中發(fā)送的基準信號序列，基站接收器為了上 行鏈路信道估計目的而使用該基準信號序列。上述說明書的任何部分都不應(yīng)該被理解為暗 示了任何具體的元件、步驟、范圍或功能是必要的，從而必須被包括在權(quán)利要求范圍中。專 利主題的范圍只由權(quán)利要求書來限定。法律保護的范圍是由授權(quán)的權(quán)利要求書及其等同 物中陳述的詞語來限定。與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的上述優(yōu)選實施方式的元素的所有 結(jié)構(gòu)和功能等同物清楚地通過引用并入于此，并旨在由現(xiàn)在的權(quán)利要求所包含。此外，設(shè)備 或方法不必要解決本發(fā)明尋求解決的每個問題，因為它是由現(xiàn)在的權(quán)利要求包含的。任何
權(quán)利要求都不旨在援引35USC§ 112的款6，除非使用了措辭“用于......的裝置”或“用
于.......的步驟”。此外，不管在權(quán)利要求書中是否陳述了說明書中的實施方式、特征、組
成部分或步驟，這些實施方式、特征、組成部分或步驟都不是要呈現(xiàn)于公眾。
權(quán)利要求
一種監(jiān)視與發(fā)送器和接收器之間的數(shù)據(jù)連接相關(guān)聯(lián)的延遲和吞吐量的方法，該方法包括以下步驟(a)確定針對所述接收器的數(shù)據(jù)何時到達所述發(fā)送器中的發(fā)送緩沖器；(b)確定何時在所述接收器處接收到該數(shù)據(jù)的至少一些的初始發(fā)送；(c)計算與該數(shù)據(jù)的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的延遲時段；(d)確定當所述發(fā)送緩沖器中的全部數(shù)據(jù)都已被發(fā)送時的結(jié)束時間，以及包括所述初始發(fā)送在內(nèi)的直到該結(jié)束時間的發(fā)送數(shù)據(jù)量；以及(e)基于傳送數(shù)據(jù)量和補償了所述延遲時段的時段來計算所述數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐量指標。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述時段不包括所述延遲時段的一些或全部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述時段包括多個發(fā)送時間間隔，并且不包括傳 送所述發(fā)送緩沖器中的最后一部分數(shù)據(jù)的那個發(fā)送時間間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟在平均時段上進行針對所述數(shù)據(jù)連接的多次數(shù)據(jù)傳送吞吐量計算，以及 在所述平均時段上對針對所述數(shù)據(jù)連接的所述多次數(shù)據(jù)傳送吞吐量計算求平均。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，計算出的所述數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐量指標 與經(jīng)由所述數(shù)據(jù)連接來發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的終端用戶所體驗到的數(shù)據(jù)傳送吞吐量大體上是 關(guān)聯(lián)的，并且大體上獨立于經(jīng)由所述數(shù)據(jù)連接而傳送的數(shù)據(jù)的總尺寸或總量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)連接包括與上行鏈路發(fā)送時段不同的 下行鏈路發(fā)送時段，并且其中該方法還包括以下步驟確定所述數(shù)據(jù)連接的下行鏈路發(fā)送時段與上行鏈路發(fā)送時段之間的關(guān)系； 基于下行鏈路傳送的數(shù)據(jù)量和下行鏈路發(fā)送時段中補償了所述延遲時段的下行鏈路 時段，來計算所述數(shù)據(jù)連接的下行鏈路數(shù)據(jù)傳送吞吐量；以及基于所述下行鏈路數(shù)據(jù)傳送吞吐量、補償后的下行鏈路時段，以及所述數(shù)據(jù)連接的下 行鏈路發(fā)送時段與上行鏈路發(fā)送時段之間的所述關(guān)系，來計算所述數(shù)據(jù)連接的所述數(shù)據(jù)傳 送吞吐量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)送器和所述接收器經(jīng)由無線接口進行通fn °
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)送器和所述接收器經(jīng)由有線接口進行通fn °
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述發(fā)送器中執(zhí)行步驟(a)-(e)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述發(fā)送器中執(zhí)行所述步驟(a)-(e)中的一 個或更多個，而在所述接收器中執(zhí)行所述步驟(a)-(e)中的一個或更多個。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述發(fā)送器中執(zhí)行所述步驟(a)-(e)中的一 個或更多個，而在網(wǎng)絡(luò)或運行節(jié)點中執(zhí)行所述步驟(a)-(e)中的一個或更多個。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在經(jīng)由無線接口與一個或更多個用戶設(shè)備進行 通信的無線基站中執(zhí)行步驟(a)-(e)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在經(jīng)由無線接口與無線基站進行通信的用戶設(shè) 備中執(zhí)行所述步驟(a)-(e)中的一些。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述初始發(fā)送包括在發(fā)送時間間隔TTI內(nèi)發(fā)送 的數(shù)據(jù)量，并且所述數(shù)據(jù)是在多個TTI中遞送的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述傳送吞吐量指標報告給運行和維護系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)送緩沖器包含僅與單個數(shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)的 數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)送緩沖器包含僅與單個用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián) 的數(shù)據(jù)。
18. —種監(jiān)視與發(fā)送器和接收器之間的數(shù)據(jù)連接相關(guān)聯(lián)的延遲和吞吐量的裝置，其中 該發(fā)送器包括發(fā)送緩沖器，該裝置包括被設(shè)置為執(zhí)行以下操作的電路確定針對所述接收器的數(shù)據(jù)何時到達所述發(fā)送器中的發(fā)送緩沖器；確定何時在所述接收器處接收到該數(shù)據(jù)的至少一些的初始發(fā)送；計算與該數(shù)據(jù)的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的延遲時段；確定當所述發(fā)送緩沖器中的全部數(shù)據(jù)都已被發(fā)送時的結(jié)束時間，以及包括所述初始發(fā) 送在內(nèi)的直到該結(jié)束時間的發(fā)送數(shù)據(jù)量；以及基于傳送數(shù)據(jù)量和補償了所述延遲時段的時段來計算所述數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐 量指標。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述時段不包括所述延遲時段的一些或全部。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述時段包括多個發(fā)送時間間隔，并且不包括 傳送所述發(fā)送緩沖器中的最后一部分數(shù)據(jù)的那個發(fā)送時間間隔。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，該裝置還包括被設(shè)置為執(zhí)行以下操作的電路在平均時段上進行針對所述數(shù)據(jù)連接的多次數(shù)據(jù)傳送吞吐量計算，以及在所述平均時段上對針對所述數(shù)據(jù)連接的所述多次數(shù)據(jù)傳送吞吐量計算求平均。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，計算出的所述數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)傳送吞吐量指 標與經(jīng)由所述數(shù)據(jù)連接來發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的終端用戶所體驗到的數(shù)據(jù)傳送吞吐量大體上 是關(guān)聯(lián)的，并且大體上獨立于經(jīng)由所述數(shù)據(jù)連接而傳送的數(shù)據(jù)的總尺寸或總量。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述數(shù)據(jù)連接包括與上行鏈路發(fā)送時段不同 的下行鏈路發(fā)送時段，并且其中所述電路被設(shè)置為執(zhí)行以下操作確定所述數(shù)據(jù)連接的下行鏈路發(fā)送時段與上行鏈路發(fā)送時段之間的關(guān)系；基于下行鏈路傳送的數(shù)據(jù)量和下行鏈路發(fā)送時段中補償了所述延遲時段的下行鏈路 時段，來計算所述數(shù)據(jù)連接的下行鏈路數(shù)據(jù)傳送吞吐量；以及基于所述下行鏈路數(shù)據(jù)傳送吞吐量、補償后的下行鏈路時段，以及所述數(shù)據(jù)連接的下 行鏈路發(fā)送時段與上行鏈路發(fā)送時段之間的所述關(guān)系，來計算所述數(shù)據(jù)連接的所述數(shù)據(jù)傳 送吞吐量。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述發(fā)送器和所述接收器經(jīng)由無線或有線接 口進行通信。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述裝置是在基站中實現(xiàn)的。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述裝置是在無線移動臺中實現(xiàn)的。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述裝置分布在多個節(jié)點上。
全文摘要
本申請中的技術(shù)將經(jīng)由數(shù)據(jù)通信的吞吐量大致確定為接收數(shù)據(jù)的用戶所體驗的吞吐量。所確定的吞吐量大致獨立于經(jīng)由連接而傳送的總數(shù)據(jù)量。該“有效”的吞吐量量度分為兩個部分，以提供兩個性能量度傳送吞吐量和延遲。延遲對應(yīng)于完成與數(shù)據(jù)連接相關(guān)聯(lián)的一個或更多個功能(例如建立和拆除連接)所需要的時段，在此期間不傳送要傳送到終端用戶的有效載荷型數(shù)據(jù)。通過根據(jù)數(shù)據(jù)連接的吞吐量來確定識別和去除初始延遲，所確定的傳送吞吐量提供了對終端用戶實際體驗的吞吐量的更準確量度。
文檔編號H04L12/26GK101803302SQ200880104025
公開日2010年8月11日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月24日
發(fā)明者埃里克·韋斯特伯格, 米卡埃爾·瑟德斯特倫, 肯尼思·布萊克, 馬丁·斯卡威爾 申請人:Lm愛立信電話有限公司