CN100581167C - 资源接入方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传输资源接入方法及其装置，所述方法包括步骤：新用户向通信网络发起接入请求；从资源调度结果中取得已连接用户获取资源的状况；判断所述已连接用户是否能够获得资源，是则准入该新用户，否则拒绝该新用户。本发明更为精确、实时地反映出当前系统中的传输资源被利用的情况，优化资源配置，有利于保证系统稳定。

Description

资源接入方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种通信方法及其装置，特别是涉及一种通信领域中的资源接入方法及其装置。

背景技术

在无线通信领域，为维持通信的正常进行，满足用户对通信资源的使用要求，需要人们投入足够多并且完善的通信资源。通信资源中接入网部分的基站和传输线路设施成本较高，比如光纤的铺设。但用户对资源的使用是持续增加并不断变化的。因此，在极度关注投资成本的当前市场经济中，如何在通信资源有限的情况下有效的管理和利用好这些资源就成了非常重要的一个方面。

其中，对通信中传输资源的管理包括几方面的内容：

1)传输资源的准入。传输资源是有限的，因此不可能不加限制的准入所有的用户，否则的话无法保证所有被准入的用户能够获得足够的资源。2)传输资源的分配。有静态分配和动态分配两种，动态分配方法就是传输资源的调度。3)传输资源的抢占。如果传输资源已经被低优先级用户所占据，然而又有高优先级用户发起请求，此时允许高优先级用户发起抢占以体现差异化服务的能力。4)传输资源管理与其它资源管理的交互。任何资源都不是独立进行管理的，只有系统中的短木板才决定了整个系统的性能，因此传输资源的管理需要和其它资源管理(例如功率管理)交互起来，以达到整体控制的优化。上述传输资源的准入与抢占可以归结为传输资源的接入。

对传输资源的分配而言，经历了从静态分配到动态分配方法的发展历程。

在第二代以前的无线通信网络中，语音业务是网络最基本也是最主要的功能，由于语音业务的实时和持续特性，其对传输资源的占用基本上是固定不变的，因此对这种业务，只需要进行静态、固定的传输资源分配就可以满足要求。另外，在资源的静态分配方法中，准入、抢占、与其它资源的交互都非常简单。

但随着移动宽带化和宽带移动化的趋势发展，无线网络不仅要承载传统的语音业务，视频电话、数据等业务将会占据越来越大的比例，这些业务对网络的QoS(Quality Of Service，业务质量)要求多种多样。比如BE(Best Effort，尽力而为)业务类型，网络不保证其资源供应，在有资源剩余的时候才尽量传输。这些不固定分配资源的业务由于其存在突发特性，使得上述现有技术资源的静态分配方法无法满足不断变化的业务需求。于是，业界当前越来越多地开始使用动态分配传输资源的方法进行资源的分配。

对传输资源的接入而言，目前仍是与静态资源分配算法配合的。以下分准入与抢占两方面进行说明：

一、准入：对非会话业务采用静态、固定的传输资源分配方法，但是设定一个比例因子，让几个用户共享这部分传输资源。例如设定384k数据业务的比例因子为0.1，则10个384k用户可分享384k的传输资源带宽。

参阅图1，现有技术传输资源准入方法具体上包括如下步骤：

101、新用户发起接入请求；

102、判断是否准入，现有技术是采用如下公式以判断是否准入新用户：

NS·G+NR＞AR·T

其中，NS表示新用户申请速率，G表示比例因子，NR表示当前已被占用的传输资源的估算值，是所有旧用户申请速率与比例因子乘积的总和，AR表示总传输资源，T表示准入门限。

103、如果上述公式不成立，则可以准入该新用户；

104、如果成立，则拒绝该新用户。

二、抢占：高优先级用户接入后，直接释放某些低优先级用户的连接。

参阅图2，具体上现有技术传输资源抢占方法包括如下步骤：

205、新用户被准入算法拒绝；

206、判断新用户是否有抢占能力；

207、如果有则准入该新用户，直接释放某些低优先级用户的连接；

208、否则拒绝该新用户。

但是，现有技术传输资源的接入方法存在技术缺陷：

上述准入算法中忽略了当前各个用户的数据传输情况，而只使用了一成不变的比例因子，如果当前各个用户同时出现数据突发，2个请求384k速率的用户都不能获得足够资源，如果再按照0.1的比例因子准入继续准入后面8个请求384k速率用户的话，新增的用户不能得到资源，同时增加系统负载，资源得不到有效使用。

上述抢占算法中直接释放低优先级用户时没有关注其是否正在传输数据，如果被释放的这些用户当前根本没有传输数据，它们的释放并不能真正释放出资源，新用户的准入只会加重系统负载，资源得不到有效使用。

对于与功率资源管理的交互而言，现有技术是按照以下方式处理的：如果发现某个小区下行功率负载超过限制，则选择某些低优先级用户强制进行吞吐量限制，降低其最大可用的传输格式。

但是，上述与功率资源管理的交互的方法在选择用户强制进行吞吐量限制时并没有关注其是否正在传输数据，如果限制一个并不传输数据的用户吞吐量，对系统负载不会产生任何影响。此外，如果系统采用的是传输资源的动态分配算法，则限制某些用户的吞吐量并不能缓解整个小区的负载，因为这部分用户释放的吞吐量资源会被其它用户使用，而小区总吞吐量不变，小区负载不会减轻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种优化资源使用的传输资源接入方法。

本发明要解决的技术问题是还提供一种优化资源使用的传输资源接入装置。

为解决上述第一技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种传输资源接入方法，包括步骤：新用户向通信网络发起接入请求；从资源调度结果中取得已连接用户获取资源的状况；判断所述已连接用户是否能够获得资源，是则准入该新用户，否则拒绝该新用户。

所述方法还包括：在所述已连接用户优先级与新用户相同情况下，判断新用户申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用资源估算值之和，是否大于总资源与准入门限的乘积，否则执行所述从资源调度结果中取得已连接用户获取资源的状况及其后续步骤。

拒绝该新用户之后进一步包括步骤：判断该新用户是否有抢占能力，是则判断比新用户优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，若不能够获得资源或没有抢占能力，拒绝该新用户。

先判断所述已连接用户优先级低于新用户，并在判断所述已连接用户是否能够获得资源之前判断该新用户是否有抢占能力，若有，则判断所述已连接用户是否能够获得资源。

在拒绝该新用户之前，进一步包括重复采用调度结果分析、判断已连接用户是否能够获得资源的步骤。

所述总资源与下行功率相关，具体上是当发现小区的下行功率超过警戒门限时，可供调度的总资源被限制，当小区的下行功率恢复正常时，解除限制。

为解决上述第二技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种资源接入装置，包括用于接收新用户接入请求的接入模块、用于产生资源调度结果的调度模块和资源状况分析模块，所述资源状况分析模块用于从所述调度结果中取得已连接用户获取资源的状况，在判断已连接用户能够获得资源的情况通知接入模块准入新用户，否则拒绝该新用户。

在已连接用户优先级与新用户相同情况下，所述资源状况分析模块在判断所述已连接用户是否能够获得资源之前用于判断该新用户申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用传输资源估算值之和，是否大于总传输资源与准入门限的乘积，是则通知接入模块拒绝该新用户，否则取得已连接用户获取资源状况。

在拒绝该新用户之后，所述资源状况分析模块还用于判断该新用户是否有抢占能力，是则判断比新用户优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，是则通知接入模块准入该新用户，否则通知接入模块拒绝该新用户。

在拒绝该新用户之前，所述资源状况分析模块还用于重复采用调度结果分析、判断已连接用户是否能够获得资源。

以上第一技术方案可以看出，由于本发明资源的新准入技术充分利用了调度结果统计信息知道哪些用户没有被分配到传输资源的特性，在准入新用户之前判断网络中已连接的与新用户相同优先级的用户实际上是否有资源可用。如果判断相同优先级的已连接用户都没有资源可用，那新用户准入后也没有资源可用，还增加系统负担。当判断相同优先级的已连接用户有资源可用时，才准入一个新用户。相对现有技术盲目准入新用户的技术缺陷，本发明更为精确、实时地反映出当前系统中的传输资源被利用的情况，优化资源配置，不会过度准入新用户，有利于保证系统稳定，减少拥塞的发生。

以上第二技术方案可以看出，本发明资源接入装置充分利用调度结果统计信息知道哪些用户没有被分配到传输资源的特性，采用资源状况分析模块在准入新用户之前判断网络中已连接的与新用户相同优先级的用户实际上是否有资源可用。当判断相同优先级的已连接用户有资源可用时，才通知接入模块准入一个新用户。相对现有技术盲目准入新用户的技术缺陷，本发明更为精确、实时地反映出当前系统中的传输资源被利用的情况，优化资源配置，不会过度准入新用户，有利于保证系统稳定，减少拥塞的发生。

附图说明

图1是现有技术传输资源准入的流程图；

图2是现有技术传输资源抢占的流程图；

图3是本发明资源接入方法中资源准入的流程图；

图4是本发明资源接入方法中资源抢占的流程图；

图5是本发明资源接入装置的功能框图。

具体实施方式

本发明基本原理是：本发明利用传输资源动态分配方法的特性，在采用动态分配算法进行分配资源的通信系统中，采用与所述动态分配算法适配的接入算法来管理用户获取资源，即增加一个判断所述已连接用户是否能够获得资源的步骤，如果判断的结果为“是”则准入该新用户，否则拒绝该新用户。这样无论在准入或抢占过程中，都让新用户在能够获得资源的情况下接入，避免资源耗尽时仍然过度准入新用户，有利于保证系统稳定，减少拥塞的发生。

本发明利用传输资源动态分配方法的如下几个特性：

1)可供分配的总传输资源是可控的，即系统可以控制有多少传输资源可供分配，传输资源总量可以减小也可以增大；

2)传输资源的分配是根据优先级进行的，即总是优先分配给高优先级的用户，后分配给低优先级的用户；

3)传输资源动态分配算法知道哪些用户没有被分配到传输资源。

为了便于说明实施例，本发明给出一种简单的动态调度方法的例子，但此例不应作为本发明保护范围的限制。

调度算法以一个很短的调度周期(例如1ms)进行调度，在调度中，首先将所有用户按照优先级排列顺序，然后从前往后遍历每个用户，如果该用户有数据需要传输，则为其分配传输资源，并立刻进行数据传输；如果该用户没有数据需要传输，则直接转向下一个用户；由于可供调度的总传输资源有限，因此当调度算法发现可供调度的总传输资源已经全部分配完毕，则调度中止，即使尚有用户没有被调度到也不再继续，此时调度算法可以获知从哪个优先级开始的用户已经没有资源可被调度，将此优先级信息记录下来。

调度算法设定一个较长的结果统计周期(例如100ms)，对这段时间内每个调度周期的调度结果进行统计，所占比例最多的优先级即为当前无法获得资源的优先级，此统计信息可供本发明使用。

本发明基于上述基本原理而示意性地举多个实施方式作出说明，主要是举了新用户准入时的、以及新用户被拒绝时采用抢占算法两个具有代表性的具体实施方式。以下结合实施方式和附图，对本发明进行详细描述。

参阅图3，是本发明资源接入方法第一实施方式资源准入的流程图。该方法包括步骤：

301、新用户向通信网络发起接入请求；

本实施方式是在CDMA无线通信系统中新用户采用移动台拨打被叫号码向网络发起准入请求。网络中接入模块接收所述准入请求，然后作出下面的判断。

302、判断新用户申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用传输资源估算值之和，是否大于总传输资源与准入门限的乘积；是则跳到步骤305，否则进入步骤303；

本步骤采用传统预测分析网络是否准入该新用户，上述判断的过程可以用如下公式表示：

NS·G+NR＞AR·T

其中，NS表示新用户申请速率，G表示比例因子，NR表示当前已被占用的传输资源估算值，是所有旧用户申请速率与比例因子乘积的总和，AR表示总传输资源，T表示准入门限。

例如设定384k数据业务的比例因子G为0.1，则10个384k用户可分享384k的传输资源带宽。当前有6个用户已经处于与网络连接状态中，而准入门限T是0.8，则有一个申请384k速率的新用户申请准入时采用上述公式计算：

公式左边：384×0.1+6×384×0.1＝0.7×384；

公式右边：384×0.8；

则0.7×384＜384×0.8，因此接入模块准入该新用户，进入下一步骤。

303、判断所述已连接用户是否能够获得资源，是则进入步骤304，否则跳到步骤305；

在本步骤中，从动态分配算法(即调度算法)所产生的资源调度结果中取得已连接用户获取资源的状况。如前所述，调度算法对每个调度周期的调度结果进行统计，所述统计信息中包含当前无法获得资源的用户优先级；然后再进行已连接用户在调度算法中是否能够获得资源的判断，即根据所述统计信息对已连接用户是否能够获得资源进行判断。在本实施方式中，是判断已连接的与新用户相同优先级的用户是否能够获得资源。

304、准入该新用户；

305、拒绝该新用户。

从以上可以看出，本发明资源的新准入技术充分利用了调度算法(即传输资源动态分配算法)知道哪些用户没有被分配到传输资源的特性，在准入新用户之前判断网络中已连接的与新用户相同优先级的用户实际上是否有资源可用。如果判断相同优先级的已连接用户都没有资源可用，那新用户准入后也没有资源可用，还增加系统负担。当判断相同优先级的已连接用户有资源可用时，才准入一个新用户。相对现有技术盲目准入新用户的技术缺陷，本发明更为精确、实时地反映出当前系统中的传输资源被利用的情况，不会过度准入新用户，优化资源配置，有利于保证系统稳定，减少拥塞的发生。

在本发明资源接入方法中还提供一种资源抢占方法，作为本发明第二实施方式。该方法用于在采用准入方法被拒绝后给高优先级用户机会接入网络。参阅图4，所述准入方法包括以下步骤：

406、新用户被准入算法拒绝；

该步骤即上述步骤305，本资源抢占方法实施方式是在采用准入方法被拒绝后开始。

407、判断该新用户是否有抢占能力，是则进入步骤408，否则跳到步骤410；

网络根据新用户请求信息中的属性，得知该用户是否有抢占能力。

408、判断比新用户优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，是则进入步骤409，否则跳到步骤410；

在本步骤中，采用调度结果分析已连接用户获取资源状况；然后判断比新用户优先级低的已连接用户在调度算法中是否能够获得资源，根据判断结果进入步骤409或410。

409、准入新用户；

410、拒绝该新用户。

从以上可以看出，本发明资源接入方法中的抢占技术充分利用了调度算法中传输资源的分配是根据优先级进行的特性，在优先级较高的新用户被准入过程被拒绝时，还有机会根据本发明方法对其进行是否有抢占能力的判断。如果有则再判断已连接用户中的较低优先级用户在调度算法中是否能够获得资源，如果是，则可以准入。满足更需要资源的用户要求，优化资源配置，并使得差异化服务得到了新的体现。

此外，本发明还有更多实施方式。比如在最终拒绝该新用户之前，在预定时间内重复采用上述调度结果分析、判断已连接用户是否能够获得资源的步骤。即重复准入、抢占流程，以期在网络繁忙而开始不能接入网络时，错开资源使用高峰，成功接入网络。

本发明资源接入方法中资源抢占流程可以不进行准入流程，直接采用抢占流程，即在收到接入请求时，直接判断比新用户优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，是则允许高优先级的新用户接入，但不释放低优先级用户的连接；否则拒绝该新用户。该方法让新用户接入流程更快速、方便。

本发明不仅可用于传输资源的接入流程，也可以用于功率等资源的接入流程上，具有广泛的应用价值。

本发明在处理与功率资源接入交互时，采用如下方法：当发现某个小区的下行功率已经超过警戒门限的时候，对可供调度的总传输资源进行限制，例如减少10％，这样该小区的总吞吐量就被降低，从而立即缓解下行功率负载过高的拥塞现象。当发现某个小区的下行功率恢复正常时，解除对可供调度的总传输资源的限制，例如按照10％的比例逐步恢复。在不断限制和不断解除限制的反复过程中，传输资源的利用和功率资源的利用达到一个动态的平衡状态，使得资源的利用效率最高。而且，根据调度算法的特性，当总传输资源受到限制而减少的时候，必然是低优先级的用户减少流量，而不会损害高优先级的用户，因此符合差异化服务的需要。

基于本发明原理，本发明又提供一种资源接入装置。参阅图5，该资源接入装置包括接入模块11和调度模块12。所述调度模块12包括资源状况分析模块121。

所述接入模块11用于接收新用户30接入请求。所述调度模块12用于对已连接用户20动态分配资源和产生资源调度结果。所述资源状况分析模块121从所述资源状况结果中取得已连接用户20获取资源的状况，所述已连接用户20可以具有和新用户30相同的优先级，也可以具有不同优先级。

在已连接用户20优先级与新用户30相同情况下，所述资源状况分析模块121用于判断该新用户30申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用传输资源估算值之和，是否大于总传输资源与准入门限的乘积。是则通知接入模块11拒绝新用户30，否则分析已连接用户20获取资源状况，在判断已连接用户20能够获得资源的情况下通知接入模块11准入新用户30，否则拒绝该新用户30。

所述的判断该新用户30申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用传输资源估算值之和是否大于总传输资源与准入门限的乘积的技术细节，可以参阅前述本发明资源接入方法中的准入过程。

从以上可以看出，本发明资源接入装置充分利用调度算法知道哪些用户没有被分配到传输资源的特性，采用资源状况分析模块121在准入新用户之前判断网络中已连接的与新用户相同优先级的用户实际上是否有资源可用。当判断相同优先级的已连接用户有资源可用时，才通知接入模块准入一个新用户。相对现有技术盲目准入新用户的技术缺陷，本发明更为精确、实时地反映出当前系统中的传输资源被利用的情况，不会过度准入新用户，有利于保证系统稳定，减少拥塞的发生。

另一方面，所述资源状况分析模块121在拒绝该新用户30申请之后，还用于判断该新用户30是否有抢占能力，是则执行以下是否能够获得资源的判断；否则仍拒绝新用户申请。

是否能够获得资源的判断：判断比新用户30优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，是则通知接入模块11准入该新用户30，否则通知接入模块11拒绝该新用户30。具体技术细节可以参阅前述本发明资源接入方法中的抢占过程。

以上，本发明资源接入装置中的抢占技术充分利用了调度算法中传输资源的分配是根据优先级进行的特性，在优先级较高的新用户被准入过程被拒绝时，采用资源状况分析模块121对其进行是否有抢占能力的判断。满足更需要资源的用户要求，优化资源配置，并使得差异化服务得到了新的体现。

在另外的实施方式中，所述资源状况分析模块121在拒绝该新用户30之前还用于重复采用调度结果分析、判断已连接用户20是否能够获得资源。这样，确保网络在资源使用不繁忙时接入新用户。

在又一实施方式中，资源状况分析模块121在新用户申请连接时还可直接判断该新用户30是否有抢占能力，是则执行上述是否能够获得资源的判断；否则仍拒绝新用户申请。这样避免繁琐的判断流程，仅凭新用户是否有抢占能力进行接入，而不管资源是否足够，满足特殊需要，进一步优化资源配置。

以上对本发明所提供的一种传输资源接入方法及其系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种资源接入方法，其特征在于，包括步骤：

新用户向通信网络发起接入请求；

从资源调度结果中取得已连接用户获取资源的状况；

判断所述已连接用户是否能够获得资源，是则准入该新用户，否则拒绝该新用户。

2.根据权利要求1所述的资源接入方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述已连接用户优先级与新用户相同情况下，判断新用户申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用资源估算值之和是否大于总资源与准入门限的乘积，如果不大于则执行所述从资源调度结果中取得已连接用户获取资源的状况及其后续步骤。

3.根据权利要求1或2所述的资源接入方法，其特征在于，拒绝该新用户之后进一步包括步骤：判断该新用户是否有抢占能力，是则判断比新用户优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，若不能够获得资源或没有抢占能力，拒绝该新用户。

4.根据权利要求1所述的资源接入方法，其特征在于，在所述已连接用户优先级低于新用户情况下，并在判断所述已连接用户是否能够获得资源之前判断该新用户是否有抢占能力，若有，则判断所述已连接用户是否能够获得资源。

5.根据权利要求1，2或4所述的资源接入方法，其特征在于，在拒绝该新用户之前，进一步包括重复采用调度结果分析、判断已连接用户是否能够获得资源的步骤。

6.根据权利要求2所述的资源接入方法，其特征在于，所述总资源与下行功率相关，具体上是当发现小区的下行功率超过警戒门限时，可供调度的总资源被限制，当小区的下行功率恢复正常时，解除限制。

7.一种资源接入装置，包括用于接收新用户接入请求的接入模块和用于产生资源调度结果的调度模块，其特征在于，还包括资源状况分析模块，用于从所述调度结果中取得已连接用户获取资源的状况，在判断已连接用户能够获得资源的情况通知接入模块准入新用户，否则拒绝该新用户。

8.根据权利要求7所述的资源接入装置，其特征在于，在已连接用户优先级与新用户相同情况下，所述资源状况分析模块在判断所述已连接用户是否能够获得资源之前用于判断该新用户申请速率与比例因子的乘积与当前已被占用传输资源估算值之和，是否大于总传输资源与准入门限的乘积，是则通知接入模块拒绝该新用户，否则取得已连接用户获取资源状况。

9.根据权利要求7或8所述的资源接入装置，其特征在于，在拒绝该新用户之后，所述资源状况分析模块还用于判断该新用户是否有抢占能力，是则判断比新用户优先级低的用户在调度算法中是否能够获得资源，是则通知接入模块准入该新用户，否则通知接入模块拒绝该新用户。

10.根据权利要求7或8所述的资源接入装置，其特征在于，在拒绝该新用户之前，所述资源状况分析模块还用于重复采用调度结果分析、判断已连接用户是否能够获得资源。

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