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1.什麼是令牌桶策略
利用QoS（Quality of Service，業務質量）策略，能將用戶的數據流量限制在特定的帶寬。在LTE裏，要衡量流量是否超過了額定的帶寬，並不是採用單純的數字加減法來決定。比如額定帶寬爲100kB，而某個時刻用戶發送的流量爲110kB，那麼LTE並不是靠110kB減去100kB等於10kB，來認爲用戶超過流量10kB。判斷流量是否超過了額定的帶寬，需要使用令牌桶（Token Bucket）算法來計算。
所謂令牌桶算法，就是在令牌桶中放置一定數量的令牌，一個令牌允許發送1Byte數據。當發送完1Byte數據後，需要從桶中移除一個令牌。當桶裏沒有剩餘令牌的時候，繼續發送任何大小的數據，都會被認爲超過了額定帶寬。只有當桶中有剩餘令牌時，才能繼續發送數據。就好像一個池塘裏的水一樣，既可以流出也可以流入，令牌桶中的令牌不僅僅可以被移除，同樣也可以往裏添加。爲了保證可以隨時發送數據，需要不停地往桶裏加令牌。因此，往令牌桶裏添加令牌的速度，也就決定了發送數據的速度。比如設置用戶的帶寬爲1000Bps，只要保證每秒鐘往桶裏添加1000個令牌即可。
令牌桶的策略在調度邏輯信道數據的時候會用到。
2.邏輯信道的資源授權
單個邏輯信道的調度或者說授權資源，需要考慮令牌桶的算法。協議36321中的Fig4.5.3.2-1列出了下行所有邏輯信道與傳輸信道之間的映射關係圖，與令牌桶設計相關的是DCCH和DTCH邏輯信道。其中，SRB1（Signalling Radio Bearer）、SRB2在DCCH（Dedicated Control Channel）中傳輸，DRB（Data Radio Bearer）在DTCH（Dedicated TrafficChannel）中傳輸。因爲CCCH只走SRB0承載，且僅在隨機接入過程中使用，所以並不涉及令牌桶算法。
協議36321中的Fig4.5.3.1-1列出了上行所有邏輯信道與傳輸信道之間的映射關係圖，與下行相類似，DCCH和DTCH邏輯信道均需要令牌桶的設計。
《LTE-TDD資源調度（1）-QCI、GBR和Non-GBR》裏已有描述，協議設定的時候，UE側只需要邏輯信道優先級Priority、PBR（Prioritised Bit Rate）和BSD（Bucket Size Duration）這幾個參數，它們均在信元LogicalChannelConfig中獲取，具體路徑如下圖所示。其中，邏輯信道優先級Priority決定了多個邏輯信道複用時，資源分配的先後順序，PBR表示每秒鍾向桶內注入的字節個數（1個字節表示1個令牌），BSD表示桶的深度，以ms爲單位。比如，PBR=kBps8，BSD=ms100，則每1ms添加的令牌個數=8k/1000=8Bytes，令牌桶的最大容量=8Bytes*100=800Bytes。
3.eNB側令牌桶設計
無論是GBR還是Non-GBR，對於UE來說，邏輯信道的令牌遞增速度都是（PBR*TTI），最大容量不能超過（PBR*BSD）。而在eNB側，對於GBR和Non-GBR類承載，除了需要像UE側那樣根據PBR和BSD進行令牌桶的設計外，還需要考慮GBR、MBR、AMBR等QoS參數，進行額外的令牌限制。因爲eNB側的設計思想包含了UE側的設計，本文就以eNB側的需求來描述令牌桶的設計。
對於GBR類承載，需要設計的令牌桶有GBR令牌桶、MBR令牌桶；而對於Non-GBR類承載，需要設計的令牌桶是PBR令牌桶和AMBR令牌桶。下面以GBR類承載的2個令牌桶（GBR桶和MBR桶）爲例說明實現的原理，其他的令牌桶原理類似實現。
eNB側在調度GBR類承載的時候，需要考慮2個步驟：
第一步，使用GBR桶，滿足所有GBR類邏輯信道的調度需求。此時按照優先級高低順序（Priority參數值越小表示優先級越高），依次處理，但每個邏輯信道不能超過GBR桶容量限制。
第二步，在完成第一步的GBR需求後，如果還有剩餘的資源，使用MBR桶。按照優先級高低順序，依次滿足所有邏輯信道數據傳輸的需求，但每個邏輯信道不能超過MBR桶容量限制。
對於GBR令牌桶來說，桶的單位遞增容量是GBR，深度是BSD，最大容量是（GBR*BSD）。每個TTI時間內，令牌桶內增加的令牌個數固定是GBR個。每發出1Byte的數據，表示使用了1個令牌，就需要從剩餘令牌個數裏減去。調度數據前若檢測到該桶的令牌個數降爲0，則不能在該邏輯信道中發送數據。爲了監視某個令牌桶內還有多少個剩餘的令牌，需要給令牌桶綁定了一個變量Bj_g，來表示當前該桶內還有多少個可用的令牌個數。Bj_g初始值爲0，後續每個TTI內遞增GBR，但不能超過（GBR*BSD）。
對於MBR令牌桶來說，桶的單位遞增容量是MBR，深度是BSD，最大容量是（MBR*BSD）。每個TTI時間內，令牌桶內增加的令牌個數固定是MBR個。同樣的，需要給該令牌桶綁定一個變量Bj_m，來表示當前該桶內還有多少個可用的令牌個數。Bj_m初始值爲0，後續每個TTI內遞增MBR，但不能超過（MBR*BSD）。
GBR桶和MBR桶的使用，可以參考下面幾張過程示意圖。
圖1：添加和刪除令牌的一般流程，剩餘令牌個數Bj在【0，BSD*GBR】之間動態變化
圖2：一段時間內無下行數據調度，令牌桶滿，Bj達到最大值（BSD*GBR）
圖3：短時間內調度大量下行數據，剩餘令牌數急劇減少，直到某次調度完後，Bj<0
圖4：Bj<0後，不能再次調度下行數據，直到向桶內注入足夠多的令牌，滿足Bj>0的條件
4.邏輯信道的複用策略
單個邏輯信道的調度或者說授權資源，需要考慮令牌桶的算法，當有多個邏輯信道在一起需要同時授權時，則需要考慮信道間的優先級和複用策略。下面舉例說明這種策略。
前置條件：
（1）某個TTI週期，UE1的A、B、C三個邏輯信道有數據需要發送，信道優先級分別是高、中、低，承載類型分別是Non-GBR、GBR、Non-GBR。
（2）分配資源前，每個令牌桶的Bj>0（因此每個邏輯信道都有機會發送數據）。 所有Non-GBR類的PBR桶最大容量之和不超過AMBR最大容量。
（3）A信道待傳數據量大於PBR桶最大容量，但小於AMBR桶最大容量。B信道待傳數據量大於GBR桶最大容量，也超過MBR桶最大容量。C信道待傳數據量小於PBR桶最大容量。
策略步驟：
（1）按照優先級高低順序，首先根據A信道的實際待傳數據量需求，預分配RB資源個數，但不能超過PBR桶最大容量限制；然後給B信道分配RB資源，受GBR桶最大容量限制；最後滿足C信道的實際數據傳輸需求。
（2）剩餘的RB資源，繼續按照優先級順序分配。首先判斷A信道是否還有數據待傳，如果有則給A信道分配，但不能超過AMBR桶最大容量限制；其次判斷B信道是否還有數據待傳，如果有則給B信道分配，不能超過MBR限制；最後考慮給C信道分配，不能超過AMBR桶限制（根據前置條件，此處實際不會再給C分配RB資源）。需要注意的是，A、C信道共用1個AMBR桶，在考慮C信道的AMBR桶最大容量限制時，需要考慮A信道已使用的AMBR桶令牌數。
（3）如果此時還有空閒的RB資源，不能再給UE1分配。
上面描述的是一種策略，還有一種策略是：
（1）給高優先級的UE1分配資源，滿足PBR/GBR的需求。
（2）如果還有資源，給低優先級的UE2分配資源，滿足PBR/GBR的需求。
（3）如果還有資源，給高優先級的UE1分配資源，滿足AMBR/MBR的需求。
（4）如果還有資源，給低優先級的UE2分配資源，滿足AMBR/MBR的需求。
具體採用哪種策略，由eNB的實現決定。5.參考文獻
（1）3GPP TS 36.321 V9.6.0 (2012-03) Medium Access Control (MAC) protocol specification
（2）3GPP TS 36.331 V9.18.0 (2014-06) Radio Resource Control (RRC)