1.什么是令牌桶策略
利用QoS（Quality of Service，业务质量）策略，能将用户的数据流量限制在特定的带宽。在LTE里，要衡量流量是否超过了额定的带宽，并不是采用单纯的数字加减法来决定。比如额定带宽为100kB，而某个时刻用户发送的流量为110kB，那么LTE并不是靠110kB减去100kB等于10kB，来认为用户超过流量10kB。判断流量是否超过了额定的带宽，需要使用令牌桶（Token Bucket）算法来计算。
所谓令牌桶算法，就是在令牌桶中放置一定数量的令牌，一个令牌允许发送1Byte数据。当发送完1Byte数据后，需要从桶中移除一个令牌。当桶里没有剩余令牌的时候，继续发送任何大小的数据，都会被认为超过了额定带宽。只有当桶中有剩余令牌时，才能继续发送数据。就好像一个池塘里的水一样，既可以流出也可以流入，令牌桶中的令牌不仅仅可以被移除，同样也可以往里添加。为了保证可以随时发送数据，需要不停地往桶里加令牌。因此，往令牌桶里添加令牌的速度，也就决定了发送数据的速度。比如设置用户的带宽为1000Bps，只要保证每秒钟往桶里添加1000个令牌即可。
令牌桶的策略在调度逻辑信道数据的时候会用到。
2.逻辑信道的资源授权
单个逻辑信道的调度或者说授权资源，需要考虑令牌桶的算法。协议36321中的Fig4.5.3.2-1列出了下行所有逻辑信道与传输信道之间的映射关系图，与令牌桶设计相关的是DCCH和DTCH逻辑信道。其中，SRB1（Signalling Radio Bearer）、SRB2在DCCH（Dedicated Control Channel）中传输，DRB（Data Radio Bearer）在DTCH（Dedicated TrafficChannel）中传输。因为CCCH只走SRB0承载，且仅在随机接入过程中使用，所以并不涉及令牌桶算法。
协议36321中的Fig4.5.3.1-1列出了上行所有逻辑信道与传输信道之间的映射关系图，与下行相类似，DCCH和DTCH逻辑信道均需要令牌桶的设计。
《LTE-TDD资源调度（1）-QCI、GBR和Non-GBR》里已有描述，协议设定的时候，UE侧只需要逻辑信道优先级Priority、PBR（Prioritised Bit Rate）和BSD（Bucket Size Duration）这几个参数，它们均在信元LogicalChannelConfig中获取，具体路径如下图所示。其中，逻辑信道优先级Priority决定了多个逻辑信道复用时，资源分配的先后顺序，PBR表示每秒钟向桶内注入的字节个数（1个字节表示1个令牌），BSD表示桶的深度，以ms为单位。比如，PBR=kBps8，BSD=ms100，则每1ms添加的令牌个数=8k/1000=8Bytes，令牌桶的最大容量=8Bytes*100=800Bytes。
3.eNB侧令牌桶设计
由于RRC消息不会携带QCI参数，因此无论是GBR类还是Non-GBR，对于UE来说，逻辑信道的令牌递增速度都是（PBR*TTI），最大容量不能超过（PBR*BSD）。而在eNB侧，对于GBR和Non-GBR类承载，除了需要像UE侧那样根据PBR和BSD进行令牌桶的设计外，还需要考虑GBR、MBR、AMBR等QoS参数，进行额外的令牌限制。因为eNB侧的设计思想包含了UE侧的设计，本文就以eNB侧的需求来描述令牌桶的设计。
对于GBR类承载，需要设计的令牌桶有GBR令牌桶、MBR令牌桶；而对于Non-GBR类承载，需要设计的令牌桶是PBR令牌桶和AMBR令牌桶。下面以GBR类承载的2个令牌桶（GBR桶和MBR桶）为例说明实现的原理，其他的令牌桶原理类似实现。
eNB侧在调度GBR类承载的时候，需要考虑2个步骤：
第一步，使用GBR桶，满足所有GBR类逻辑信道的调度需求。此时按照优先级高低顺序（Priority参数值越小表示优先级越高），依次处理，但每个逻辑信道不能超过GBR桶容量限制。
第二步，在完成第一步的GBR需求后，如果还有剩余的资源，使用MBR桶。按照优先级高低顺序，依次满足所有逻辑信道数据传输的需求，但每个逻辑信道不能超过MBR桶容量限制。
对于GBR令牌桶来说，桶的单位递增容量是GBR，深度是BSD，最大容量是（GBR*BSD）。每个TTI时间内，令牌桶内增加的令牌个数固定是GBR个。每发出1Byte的数据，表示使用了1个令牌，就需要从剩余令牌个数里减去。调度数据前若检测到该桶的令牌个数降为0，则不能在该逻辑信道中发送数据。为了监视某个令牌桶内还有多少个剩余的令牌，需要给令牌桶绑定了一个变量Bj_g，来表示当前该桶内还有多少个可用的令牌个数。Bj_g初始值为0，后续每个TTI内递增GBR，但不能超过（GBR*BSD）。
对于MBR令牌桶来说，桶的单位递增容量是MBR，深度是BSD，最大容量是（MBR*BSD）。每个TTI时间内，令牌桶内增加的令牌个数固定是MBR个。同样的，需要给该令牌桶绑定一个变量Bj_m，来表示当前该桶内还有多少个可用的令牌个数。Bj_m初始值为0，后续每个TTI内递增MBR，但不能超过（MBR*BSD）。
GBR桶和MBR桶的使用，可以参考下面几张过程示意图。
图1：添加和删除令牌的一般流程，剩余令牌个数Bj在【0，BSD*GBR】之间动态变化
图2：一段时间内无下行数据调度，令牌桶满，Bj达到最大值（BSD*GBR）
图3：短时间内调度大量下行数据，剩余令牌数急剧减少，直到某次调度完后，Bj<0
图4：Bj<0后，不能再次调度下行数据，直到向桶内注入足够多的令牌，满足Bj>0的条件
4.逻辑信道的复用策略
单个逻辑信道的调度或者说授权资源，需要考虑令牌桶的算法，当有多个逻辑信道在一起需要同时授权时，则需要考虑信道间的优先级和复用策略。下面举例说明这种策略。
前置条件：
（1）某个TTI周期，UE1的A、B、C三个逻辑信道有数据需要发送，信道优先级分别是高、中、低，承载类型分别是Non-GBR、GBR、Non-GBR。
（2）分配资源前，每个令牌桶的Bj>0（因此每个逻辑信道都有机会发送数据）。 所有Non-GBR类的PBR桶最大容量之和不超过AMBR最大容量。
（3）A信道待传数据量大于PBR桶最大容量，但小于AMBR桶最大容量。B信道待传数据量大于GBR桶最大容量，也超过MBR桶最大容量。C信道待传数据量小于PBR桶最大容量。
策略步骤：
（1）按照优先级高低顺序，首先根据A信道的实际待传数据量需求，预分配RB资源个数，但不能超过PBR桶最大容量限制；然后给B信道分配RB资源，受GBR桶最大容量限制；最后满足C信道的实际数据传输需求。
（2）剩余的RB资源，继续按照优先级顺序分配。首先判断A信道是否还有数据待传，如果有则给A信道分配，但不能超过AMBR桶最大容量限制；其次判断B信道是否还有数据待传，如果有则给B信道分配，不能超过MBR限制；最后考虑给C信道分配，不能超过AMBR桶限制（根据前置条件，此处实际不会再给C分配RB资源）。需要注意的是，A、C信道共用1个AMBR桶，在考虑C信道的AMBR桶最大容量限制时，需要考虑A信道已使用的AMBR桶令牌数。
（3）如果此时还有空闲的RB资源，不能再给UE1分配。
5.参考文献
（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)