CN100518083C - 一种动态改变带宽请求最大长度的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种动态改变带宽请求最大长度的实现方法，包括如下步骤：1.在设定的时间周期内，基站侧统计当前系统的剩余带宽，按照微时隙数、字节数、权值、终端相应值的顺序计算出在一个带宽分配映射图中每个终端最大发送数据长度；2.基站将发送数据的最大长度通知给终端；3.终端把接收到的数据长度通知组帧模块；4.组帧模块根据所述数据长度进行组帧；5.终端按照组成数据帧的长度进行带宽请求。本发明方法，使得单用户能够根据系统当前带宽情况进行动态调整带宽请求的数据帧的最大长度，根据系统带宽占用情况动态改变当前的流量，有效地利用了系统带宽。

Description

一种动态改变带宽请求最大长度的实现方法

技术领域

本发明涉及通讯领域中点对点接入系统和点对多点接入系统，根据系统带宽实时占用情况动态调整数据帧的最大长度，使得请求的数据长度随之改变，以能够动态改变上行数据业务流量的实现方法。

背景技术

宽带接入系统采用点对多点(无线/有线)传输方式实现用户网络与骨干网络之间的固定综合业务(数据/电路)接入，其服务对象主要是集团用户，用于企业、居民小区等用户的综合接入。

在点对多点的接入系统中，系统一般分为两部分，一是终端，另外是基站。基站侧控制数据的发送时机和数据的发送长度。终端在发送数据前必须向基站进行带宽请求，由基站综合考虑业务质量QoS(quality of services)情况，给终端分配带宽，带宽分配信息组成一定周期性的带宽分配映射图(MAP)，终端根据MAP中的带宽分配信息发送数据。在整个接入系统中上行链路采用的时分多址TDMA(Time Division Multiple Access)接入方式。

当前的宽带点对多点接入系统，有的支持单业务，有的支持多业务。但是无论是支持单业务还是支持多业务，在进行带宽请求时，对终端来说，是不知道当前系统的带宽占用情况的，这样在带宽请求时就可能出现以下两种现象：

1、请求的带宽长度大于当前系统剩余可供分配的带宽，造成在单个MAP周期内不能够发送整个数据帧，数据帧要在多个MAP中才能够完全发送出去，这样就导致业务空中时延的增大；

2、求的带宽长度远远小于当前系统的剩余带宽，造成空中带宽的浪费。

如何使得用户在不增加空中时延的情况下，有效利用空中带宽，同时还可以提高系统单终端配置情况下的上行最大流量，是目前未能解决的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于点对点和点对多点宽带接入系统中，根据系统带宽占用情况动态改变最大请求长度的方法，使得单用户(终端)能够根据系统当前带宽情况进行动态调整带宽请求的数据帧的最大长度，根据系统带宽占用情况动态改变当前的流量，有效利用系统带宽。

本发明的一种动态改变带宽请求最大长度的实现方法，包括如下步骤：

1)在设定的时间周期内，基站侧统计当前系统的剩余带宽，按照微时隙数、字节数、权值、终端相应值的顺序计算出在一个带宽分配映射图中每个终端最大发送数据长度；

2)基站将发送数据的最大长度通知给终端；

3)终端把接收到的数据长度通知组帧模块；

4)组帧模块根据所述数据长度进行组帧；

5)终端按照组成数据帧的长度进行带宽请求。

上述方法，所述步骤1)中当前系统的剩余带宽统计包括如下步骤：

1.1)确定一个带宽分配映射图MAP的周期和可供分配的总带宽的微时隙数，统计当前终端注册成功的数量，总带宽减去终端正常运行的开销带宽，得到第一带宽；

1.2)以一秒钟为周期，统计当前各个终端的上行流量，如果该终端的上行流量大于设定值(如该终端的最小上行保证带宽)，则该终端需要调整当前的最大带宽请求长度，统计出需要调整带宽请求数据最大长度的终端的个数；如果该终端的上行流量小于设定值(如该终端的最小上行保证带宽)，就用第一带宽减去该终端所占用的带宽，得到第二带宽，利用换算公式将微时隙数转化为字节数；

1.3)按照各个终端的业务质量QoS优先级，确定不同终端的调整请求数据最大长度的权值，根据权值计算各个终端的相应的值。

上述方法，所述步骤2)中基站上以类型长度值的方式把信息组织在上行信道描述符数据中，通过广播形式发送到各个终端。

上述方法，所述步骤4)中采用级联帧的方式进行组帧。

本发明的根据系统带宽占用情况动态改变最大请求长度的方法，使得单用户(终端)能够根据系统当前带宽情况进行动态调整带宽请求的数据帧的最大长度，根据系统带宽占用情况动态改变当前的流量，有效地利用了系统带宽。

附图说明

图1是动态改变请求最大长度的流程图；

图2是TLV的一种组织形式示意图；

图3是DOCSIS协议中级联帧头的结构示意图；

图4是DOCSIS协议中级联帧的结构示意图。

具体实施方式

下面以数据电缆的服务接口规范DOCSIS(Data-Over-Cable Service InterfaceSpecifications)协议为例来简单说明一下本发明的具体的实现。在讲述具体的实现以前，先简单介绍一下DOCSIS协议。

DOCSIS协议是有线电视网络协议，主要是规定了点对多点有线电视网络中介质访问控制MAC(media access control)层和物理PHY(physical)层的操作规范。MAC层具体规定了空中带宽管理和对业务的QoS保证。在上行方向上，业务都是以MAC帧的方式巾形发送，MAC帧长度大小可变。基站侧定时给终端分配发送带宽请求的发送时机，如果终端侧有数据发送，则在该发送时机内发送带宽请求信息，基站接收根据带宽请求信息和当前系统带宽的占用情况对终端进行带宽分配，终端再根据基站的带宽分配情况对数据进行发送。带宽分配信息是在MAP帧中表示。MAP帧中的业务标志符SID(services identification)可以对应到某个终端，MAP信息元素IE(Information Elements)表示了对带宽的分配情况。根据SID和MAP IE就可以确定每个终端带宽分配的具体情况。MAP信息是以广播的形式发送的，终端接收到MAP帧以后，就可以根据MAP中的信息进行数据发送了。DOCSIS协议的详细情况请参考《Data-Over-Cable Service Interface Specifications Radio Frequency Interface Specification》。

参照图1，本发明的实现步骤如下：

1、在一定周期内统计当前系统的剩余带宽，并把其由微时隙数转化为字节数。剩余带宽统计当前系统得剩余带宽的主要工作如下：

1.1在DOCSIS系统中，一个MAP周期为6ms，可供分配的总带宽192个微时隙。首先统计当前有几个终端注册成功，然后用总带宽减去维持几个终端正常运行的开销带宽(如周期性测距、初始测距和带宽请求所占用的带宽)，得到第一带宽。

1.2以一秒钟为周期，统计当前各个终端的上行流量，如果该终端的上行流量大于一定的值(如该终端的最小上行保证带宽)，则表示该终端需要调整当前的最大带宽请求长度，这样就可以统计出需要调整带宽请求数据最大长度的终端的个数。如果该终端的上行流量小于一定的值(如该终端的最小上行保证带宽)，就用第一带宽减去该终端所占用的带宽，得到第二带宽，假设第二带宽对应的可以发送的数据总长度为5000字节。带宽从微时隙到字节的换算公式如下：

Y＝(floor((S*X-PHY)/(K+2*T))*K

其中，y表示得到的字节数，X表示微时隙数，S表示每个微时隙能够容纳的字节数，PHY表示物理开销，K表示RS编码的K值，T表示RS编码中的T值，floor表示对数值进行取整操作。

1.3按照各个终端的QoS优先级，确定不同终端的调整请求数据最大长度的权值，根据权值计算各个终端的相应的值。例如：假设优先级高的SU1的权值为5，优先级低SU2的权值为1，优先级中SU3的权值为3，则可以计算SU1的值为5000*5/(5+3+1)＝2778字节，而SU2的值为5000*1/(5+3+1)＝555字节，SU3的值为5000*3/(5+3+1)＝1667字节。如果权值相同的话，则平均分配。另外，如果计算出来的该值小于以太网帧的最大长度1518字节的话，该长度设置为1518字节。如果该值大于当前系统的剩余带宽5000字节，则等于5000字节。

2、在基站上以类型长度值TLV(type length value)的方式把信息组织在上行信道描述符UCD(up channel descriptor)数据中，UCD通过广播形式发送到各个终端，终端解析到和自己对应的值后把该值通知数据组帧模块。图2是TLV的一种组织形式。

3、数据组帧模块接收到数据的最大长度后，根据该长度按照一定的组帧方式进行组帧。在DOCSIS协议中，采用级联帧的方式进行组帧。图3是级联帧帧头结构示意图，图4是级联帧的帧结构示意图。

4、带宽请求模块从组帧模块中读取数据的长度，形成请求帧进行带宽请求。

在DOCSIS协议中，级帧的长度包含在QoS参数中，并且不会动态改变。本发明对DOCSIS协议中这一点进行了扩充和修改，使得级联帧的最大长度可以根据当前空中剩余带宽的情况进行动态的调整，克服了现在系统中由于请求带宽过大而带宽分配不能满足要求情况下导致的时延增大现象，也克服了在带宽充足而请求过小情况下的带宽浪费现象。动态调整带宽请求长度功能的实现，使得在不增加空中时延的情况下，能够有效的利用空中带宽资源。终端的上行流量可以计算如下：

终端上行流量＝1/Map周期(ms)×1000×每个map中发送的字节数×8，当只有一个终端接入时，每个map中发送的字节数随着请求长度的调整而调整，这样该终端的上行流量就相应的增加。

Claims (6)

1、一种动态改变带宽请求最大长度的实现方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)在设定的时间周期内，基站侧统计当前系统的剩余带宽，将所述剩余带宽从微时隙数转换为字节数，并根据每个终端的权值计算出在一个带宽分配映射图中每个终端的发送数据的带宽请求最大长度；

2)基站将所述发送数据的带宽请求最大长度通知给终端；

3)终端把接收到的所述发送数据的带宽请求最大长度通知组帧模块；

4)组帧模块根据所述发送数据的带宽请求最大长度进行组帧；

5)终端按照组成数据帧的长度进行带宽请求。

2、根据权利要求1所述的动态改变带宽请求最大长度的实现方法，其特征在于，所述步骤1)中当前系统的剩余带宽统计包括如下步骤：

1.1)确定一个带宽分配映射图的周期和可供分配的总带宽的微时隙数，统计当前终端注册成功的数量，总带宽减去终端正常运行的开销带宽，得到第一带宽；

1.2)以一秒钟为周期，统计当前各个终端的上行流量，如果该终端的上行流量大于设定值，则该终端需要调整当前的带宽请求最大长度，统计出需要调整带宽请求最大长度的终端的个数；如果该终端的上行流量小于设定值，就用第一带宽减去该终端所占用的带宽，得到第二带宽，利用换算公式将微时隙数转化为字节数；

1.3)按照各个终端的业务质量优先级，确定不同终端的调整带宽请求最大长度的权值，根据权值计算各个终端的相应的值。

3、根据权利要求1所述的动态改变带宽请求最大长度的实现方法，其特征在于，所述步骤2)中基站上以类型长度值的方式把信息组织在上行信道描述符数据中，通过广播形式发送到各个终端。

4、根据权利要求1所述的动态改变带宽请求最大长度的实现方法，其特征在于，所述步骤4)中采用级联帧的方式进行组帧。

5、根据权利要求2所述的动态改变带宽请求最大长度的实现方法，其特征在于，所述步骤1.2)中设定值是该终端的最小上行保证带宽。

6、根据权利要求2所述的动态改变带宽请求最大长度的实现方法，其特征在于，所述步骤1.2)中，对于DOCSIS系统，将微时隙数转化为字节数的换算公式是：

Y＝(floor((S*X-PHY)/(K+2*T))*K

其中，Y表示得到的字节数，X表示微时隙数，S表示每个微时隙能够容纳的字节数，PHY表示物理开销，K表示RS编码的K值，T表示RS编码中的T值，floor表示对数值进行取整操作。

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