像文件传输和网页浏览等数据应用是基于TCP,这保证了无错误数据分发。开发TCP拥塞控制机制是基于下面的假设:①由不完美的物理媒介引起的比特错误是不可能的;②触发拥塞的唯一原因是系统中的丢包。对有线系统来说,这个说法是对的,但是对无线系统却不适用,是因为无线系统中经常发生比特错误和数据块错误。由于空中接口的不完美特性导致TCP机制不能很好地处理数据丢失。WCDMA系统中,RNC和NodeB之间的用户面业务大部分承载在经过Iub和Iur接口的专用传输信道。
为了克服数据业务中空中接口错误导致的负面影响,由RLCAM实例(一个实例位于RNC侧,另一个对等实例位于UE侧)处理NRT承载。当RLCAM实体接收到NACK时,RLCAM实例中存在负责重传丢失数据分组的ARQ机制。由于RLCAM实例分别位于RNC和UE侧,对空中接口错误和分组丢失的响应存在值得注意的延时,并且会对传输网的TCP性能带来负面影响。
由于RLCAM实例重传丢弃的数据,所以来自于TCP的传输拥塞被隐藏了。RLCAM模式的另一个功能:按序递交,在接收端接收到重传的丢弃数据以及丢弃错误接收到的TCP分片前,阻止RLCAM实体递交已经收到的连续且正确的TCP分片到上层。当达到RLCAM模式允许的最大重传后仍旧没有成功接收到重传数据,丢弃相应的TCP分片数据并且RLC启动另一个连续的TCP分片。如果重传成功了,发送一个重复ACK给可能处于慢启动的TCP源。这种慢启动可能是由RLC重传机制的过长重传定时器引起的。为了提升系统性能,也就是说,最小化重传数量,应该标定传输以便于过渡性拥塞的可能性变低。以上形成了过度标定以及昂贵的传输网络。
HSPA系统引入附加的系统特性(快速调度、自适应编码和调制、HARQ、HSDPA流控)和根据系统速率和延时提升系统性能的Iub接口协议(MAC-hs、MAC-e和MAC-es)。
HARQ机制是为了减少由于空中接口错误导致的层2重传时延:当接收到NACK或者没有在规定时间接收到ACK时,执行HARQ重传。这种机制能有效地处理空中接口错误,但是由于传输拥塞产生的丢包仍旧由位于RNC侧和UE侧的RLCAM实体处理。另一方面,HSDPA流控算法只考虑了空中接口(当计算容量分配时),因而很容易使已经拥塞以及最终丢包的传输网络过载。由于传输网络的丢包会触发RLCAM重传,这会导致性能恶化。
在3GPPTR25.902协议中提出了HSDPA/HSUPA拥塞控制功能,范围是为了处理由于传输拥塞引起的有效性问题。这种方法是为了重用现存的网络特性以及为HSDPA/HSUPA提供类似的解决方案,尽管HSDPA/HSUPA有技术差异。(www.daowen.com)
不管是HSDPA还是HSUPA,拥塞控制实例都位于NodeB侧。NodeB控制连接速率,要么是通过发送给SRNC的容量分配(HSDPA),要么是通过给UE的授权(HSUPA)。
拥塞检测是基于在UL或者DL方向上发送每一帧中附带的额外信息:帧被发送时的参考时间以及一个序列号。使用参考时间是为了检测时延建立,相比之下使用序列号是为了检测丢帧。时延建立意味着由于过载帧在传输缓存中排队,然而丢帧意味着由于过载丢包。图8.14展示了通过HSDPA进行网页下载时Iub接口协议的角色和功能。
图8.14 使用HSDPA进行网页下载时Iub协议的角色
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