CN101133673A - 移动上行链路传输的调度技术 - Google Patents

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CN101133673A CNA2006800067630A CN200680006763A CN101133673A CN 101133673 A CN101133673 A CN 101133673A CN A2006800067630 A CNA2006800067630 A CN A2006800067630A CN 200680006763 A CN200680006763 A CN 200680006763A CN 101133673 A CN101133673 A CN 101133673A
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Abstract

一种用于从移动设备(14)经由网络接入点(13)接入优先级服务的上行链路调度技术。接入点(13)向移动设备发送调度信息的请求(2－2)。移动设备(14)返回所请求的调度信息(2－4)。该接入点使用所请求的调度信息来确定为优先级服务配置的筛选器(2－6)，其中该优先级服务意味着优于针对与该优先级服务相关的数据包的尽力调度优先级。该接入点向该移动设备发送调度决定(2－7)。该移动设备根据所述调度决定向该接入点发送数据包(2－8)。该接入点从该移动设备接收上行链路数据包，该接收的上行链路数据包与为该优先级服务配置的筛选器相匹配。

Description

移动上行链路传输的调度技术
技术领域
本发明涉及来自于移动设备的上行链路传输的调度技术，其中该移动设备经由网络接入点使用优先级服务。在此，优先级服务意味着对服务的包应用一些基于优先级的调度的服务。
背景技术
先前的QoS技术基于这样的假设：移动用户为每一个服务或者每一种服务确定具体的QoS，并且根据确定的QoS参数为用户开账单。其中一个这样的QoS技术在授予Jukka Immonen等人的美国专利6738361中公开。本申请的受让人已经测试了这样的QoS技术，并且在试验性用户中实行的调查已经揭示出试验性用户发现这样的QoS技术很难理解。跟踪大量不同的签约对于接入网络运营商是一个负担。
发明内容
本发明的一个目的在于提供用于执行此方法的技术，以便减轻上述缺点。换言之，本发明试图向用户和运营商提供更易管理的调度技术。
本发明的目的通过独立权利要求中公开的方法和软件实现。从属权利要求公开了本发明的具体实施方式。
本发明部分基于找到隐藏的问题，即，这样的事实：众所周知的比喻“一分钱一分货”导致了非常复杂的计价机制。本发明还基于这样的实现：服务提供商替代移动用户为每个优先级服务确定合适的QoS参数。
本发明基于这样的思想：在移动设备的优先级服务接入之前，服务于移动设备的接入点为了调度信息轮询移动设备，即，发送调度信息的请求。移动设备向接入点发送请求的调度信息。接入点使用请求的调度信息，通过相对于优先级服务的可用包筛选器检查该信息，以确定是否需要优先级调度。接着，接入点发送调度决定给移动设备，并且移动设备向接入点发送用于接入优先级服务的一个或者多个上行链路数据包，其中上行链路数据包如由接入点在调度决定中规定。接收的上行链路数据包的包头指示需要优先级服务，其由接入点验证以保证优先级调度仅在适当的时候使用。
如果网络负载保持在确定的阈值之下，对于调度信息和筛选器配置阶段的轮询可以省略。例如，如果网络负载足够低使得网络可以按照优先级服务所需的质量处理每个包，则不需要执行使某些包优先于其他包的额外的步骤。省略轮询阶段节省了无线链路的容量以及移动设备的电池。
调度仅在其中有多个移动设备想要发送数据包的忙的小区内是实用的。调度决定确定以何种顺序将多少无线容量分配给每个移动设备。此决定基于与一个或多个筛选器匹配的调度信息。因此，如果移动设备有与优先级服务相关的数据包要发送，则调度器可以通过从与用于优先级服务的筛选器相匹配的一个或多个包中提取的调度信息得知这件事情。调度器基于此信息进行调度，即分配无线资源，以便优先级服务能在适当的时间内得到其所需的容量。例如，使具有实时要求的包优先于能够容忍延迟的包。
由于优先级服务的数量可能小于用户的数量，所以本发明的调度技术与现有技术的技术相比更易于管理，这也是本发明与服务专用筛选器与用户相关的技术相比需要更少量服务专用筛选器的原因。
本发明的一个实施方式包括在接入点内为若干优先级服务中的每一个配置预定的筛选器。
在一个实施方式中，如果上行链路数据包与选定的筛选器不对应，则接入点可以丢弃该数据包或者降低其优先级。
接入点可以用点到点消息将调度信息的请求发送至每个独立的移动设备，或者用广播或者组播消息将其发送至多个移动设备。在一个实施方式中，这样的消息可以是基础无线链路帧结构的一部分，或者是无线电信标或者系统信息消息的一部分，可以参见例如1999年版的3G TS25.304文档的3.2.0版本。
请求的调度信息可以包括关于包或者包头的任何信息，该信息包括将由移动设备发送的数据量和/或协议类型信息和/或数据包的地址信息。例如，地址信息可以包括IP源地址或者IP目的地地址。
接入点可以通过在转发上行链路数据包之前用与筛选器相关的值将DSCP(差分服务代码点)字段进行重写，来将调度决定编码至DSCP字段。
本发明的一个方面是将由接入点执行的方法或者软件。另一个方面是将由移动设备执行的方法或者软件。
附图说明
通过具体实施方式并参照附图，在下文中对本发明进行更详细的描述，在附图中
图1是示出了筛选器管理的信令图；
图2是示出了本发明原理的信令图；
图3示出了使用数据包的DSCP字段以携带QoS信息的本发明的一个实施方式；以及
图4是本发明中使用的各种协议栈的简单呈现。
具体实施方式
图1是示出了根据本发明实施方式的筛选器管理的信令图。在此实施方式中，在接入点13内的筛选器配置在移动设备14经由接入点到服务器11处的优先级服务的接入之前。在步骤1-2中，服务器11(或者操作服务器的服务提供商)发送优先级相关信息，基于该信息最终将适当的筛选器配置用于接入点13。但是接入点13也许不具备对优先级相关信息进行解释的能力，并且服务器11或者其服务运营商也许不能将优先级相关信息解译为适合于接入点的参数。因此，来自于若干服务器的优先级相关信息被发送至诸如适当地配置的服务器的管理系统12，该管理系统12集中地将优先级相关信息解译为适合于若干接入点的参数。此操作由附图标记1-4表示。在步骤1-6中，管理系统12向接入点13发送筛选器。在步骤1-8中，移动设备14经由接入点13使用在服务器11处的优先级服务，将结合图2对此步骤进行更详细地描述。
图2是示出了本发明原理的信令图。在步骤2-2中，接入点13向移动设备14发送调度信息的请求。接入点可以分别将此请求发送至独立的移动设备，或者以组播或者广播消息同时发送至若干移动设备。在步骤2-4中，移动设备14通过发送所请求的调度信息进行响应。例如，调度信息可以指示移动设备14试图可选地使用端口pp，将n千字节发送至其IP地址为x.y.z.w的服务器11。
在步骤2-6中，接入点13基于由移动设备14发送的调度信息确定合适的筛选器。首先，假设基本上如图1所示的筛选器配置已经较早地得以执行。在这种情况下，接入点可以基于自移动设备14接收的可选的端口号和IP地址x.y.z.w为服务器11确定合适的筛选器。
如果如图1所示的筛选器配置并未执行，则接入点13可以基于由移动设备发送的信息从头开始地创建筛选器。例如，可以基于协议类型、IP端口号等创建筛选器。替代地，接入点13可以检测服务器11的一些地址信息，诸如服务器的IP或者URL地址，以及请求来自于服务器本身或者来自于诸如图1中所示的管理系统12的某些其他实体的优先级相关信息。
在步骤2-7中，接入点AP向移动设备MD发送调度决定，使移动设备MD可以使用一些无线资源。
在步骤2-8中，移动设备2-8向接入点13发送数据包，以便在服务器11处接入优先级服务。在步骤2-10中，接入点13检验由移动设备发送的多个数据包(或者多个数据包中的一个)的包头内的一个或者多个参数，以便验证在步骤2-8中发送的数据包与由移动设备在步骤2-4中发送的调度信息相对应。如果在步骤2-8中发送的数据包与较早前发送的调度信息相对应，则接入点13根据在步骤2-6中确定的筛选器处理数据包。此处理由附图标记2-10表示。例如，这样的包处理可以包括覆盖包头中的某些优先级相关参数，在示出了本发明的具体实施方式的图3中更具体地示出。另一方面，如果在步骤2-8中发送的数据包与在步骤2-4中发送的调度信息不对应，则接入点13可以丢弃该数据包或者降低其优先级。在一个实施方式中，降低优先级意味着将另一个筛选器用于该包。在步骤2-12中，接入点13经由路由器21将数据包发送至服务器11。在步骤2-14中，路由器根据包头中的QoS参数，以常规方式处理数据包。在步骤2-16中，路由器将数据包传送至服务器11。如果服务是双向的，则服务器11通过向移动设备14发送数据包进行响应，并且服务器11可以使用包头中的QoS参数来配置组成服务的下行链路部分的包。
在本发明的一个实施方式中，在实际服务使用之前对调度信息进行轮询仅在网络负载超过某个预定的阈值时执行。只要网络负载保持在该阈值之下，步骤2-2、2-4、2-6和2-10就可以省略。在本发明的一个实施方式中，步骤2-7也可以省略。这样对应于AP根本不执行调度的情况，但是MD可以在其检测到频率将空闲(如在以太网中)时发送。如果步骤2-7未省略，而省略了较早的步骤，则AP将在没有任何具体调度信息的情况下，也许使用轮叫(round-robin)方式进行调度，从而给每个终端它们随后可能使用也可能不使用的一些资源。
在图1和图2中，由移动设备14发送的数据包在服务器11处终止，但这只是说明性的示例，术语“服务器”可以解释为提供一个或者多个服务的任何网络实体。例如，服务可以是两个或者多个终端之间的呼叫、聊天或者音频/视频会议，在这种情况下，服务器将数据包从一个终端传送至一个或者多个其他终端，或者服务也可以在另一个终端中实现，而完全不必在其中间设置服务器。
图3示出了使用数据包的DSCP字段携带QoS信息的本发明的一个实施方式。附图标记32表示由移动设备发送的数据包。该数据包包括有效载荷321和包头322。该包头依次包括目的地地址字段323和QoS信息，在本实施方式中QoS信息由DSCP(差分服务代码点)字段324代表。接入点13从移动设备14接收数据包324。接入点13还预先配置或者在传输过程中配置筛选器31，该筛选器也包含地址字段和DSCP′字段，分别由附图标记313和314表示。DSCP′字段314右上角的符号表示本字段的内容可能与移动设备发送的包内的相应字段324的内容不同。
接入点13检查移动发起的数据包32的包头322。在本实施方式中，接入点13尤其检查地址字段323，并验证地址字段323的内容与筛选器31的地址字段313的内容相对应。如果地址字段323和313相匹配，则接入点13根据筛选器处理数据包。地址的匹配可以基于具有相同值的两个地址内的全部或者部分比特来判定，这样做覆盖了筛选器指定了通配符而不是全地址的情况。例如，具有地址“123.24.*.*”的筛选器与其地址由“123.24”开始的任何包相匹配。在本实施方式中，这样的处理包括用筛选器31的DSCP′字段314覆盖移动发起的包32的DSCP字段324。
如图3中所示的特殊字段是说明性的而不是限制性的示例，其他字段也可以使用。替代基于目的地ADDR字段323确定合适的筛选器31，可以基于源地址、流标签、协议类型(TCP/UDP、RTP等)、IP端口号等。同样地，优先级相关信息可以在除了DSCP字段以外的字段中传送。
图4是本发明中使用的各种协议栈的简单呈现。附图标记41和44分别指示在移动设备和服务器(或者其他主机)处的协议栈。附图标记42和43分别指示对于无线接口(移动设备)和数据网络(服务器)的接入点的协议栈。这些协议栈是简单的版本但已足够说明本发明。照常，每个协议栈的最底层是物理层、链路或者无线链路层和互联网协议层。移动设备和服务器或者其他主机如应用程序的要求具有较高层，诸如UDP/TCP和RTP/H.323/SIP。
如图4所示，本发明可以通过在移动设备和接入点的物理和/或无线链路层中的变化以及在接入点的互联网协议层中的变化来执行。在此示例中，对于移动设备的接入点的协议栈42以及移动设备的协议栈41分别包括调度功能422和412。这两个调度功能422和412合作执行如图2中所示的步骤2-2、2-4和2-6。另外，接入点的互联网协议层包括执行步骤2-10的头处理功能424，该头处理功能424的一个具体示例在图3中描述。因此，本发明不需要在服务器或者其他主机上或者移动设备的较高层上做任何改变。
除了如图4中所示的协议的改变外，本发明的一些实施方式涉及管理系统，如图1中的项12所示。该管理系统被编程以从若干服务器或者服务提供商接收优先级相关信息，以将接收的优先级相关信息处理成适合于若干接入点的筛选器，以及将处理过的筛选器分发至若干接入点。

Claims (18)

1.一种用于从移动设备经由网络接入点接入优先级服务的上行链路调度方法，该方法包括：
a)该接入点向该移动设备发送调度信息的请求；
b)该接入点从该移动设备接收该所请求的调度信息；
c)该接入点使用该所请求的调度信息来确定为优先级服务配置的筛选器，其中该优先级服务意味着优于针对与该优先级服务相关的数据包的尽力调度优先级；
d)该接入点向该移动设备发送调度决定；
e)该接入点从该移动设备接收上行链路数据包，该接收的上行链路数据包与为该优先级服务配置的筛选器相匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在该接入点内为若干优先级服务的每一个配置预定的筛选器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该接入点根据由该数据包匹配的该筛选器相关的优先级信息确定从该接入点朝向该网络的链路上的该接收的数据包的调度优先级。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该接入点将该确定的调度优先级映射到差分服务代码点或者DSCP值，并根据为该选定的DSCP值指定的转发处理转发该接收的数据包。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该接收的上行链路包包括差分服务代码点或者DSCP字段，并且该接入点在转发该上行链路数据包前，根据与由该数据包匹配的该筛选器相关的规则重写该接收的上行链路包的DSCP字段。
6.根据权利要求1所述的方法，其中权利要求1中的一些步骤仅响应于确定在该接入链路中的业务负载超过预定阈值才得以执行。
7.根据权利要求1所述的方法，其中如果该接收的上行链路数据包基于优先级服务被调度，但是该接收的上行链路数据包与该选定的筛选器不相对应，则该接入点丢弃该接收的上行链路数据包或者降低其优先级。
8.根据权利要求1所述的方法，其中该接入点用广播或者组播消息发送该调度信息的请求。
9.根据权利要求8所述的方法，其中该广播或者组播消息是无线电信标或者系统信息消息，或者无线链路帧结构的一部分。
10.根据权利要求1所述的方法，其中该请求的调度信息包括将要由该移动设备发送的数据量。
11.根据权利要求1所述的方法，其中该请求的调度信息包括该包头的一个或者多个字段。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该请求的调度信息包括与该优先级服务相对应的包目的地地址。
13.根据权利要求12所述的方法，其中该包目的地地址是网际协议(IP)地址。
14.一种用于接入网络的接入点的软件，该软件包括用于使得该接入点执行以下步骤的程序例行程序：
a)该接入点向移动设备发送调度信息的请求；
b)该接入点从该移动设备接收该所请求的调度信息；
c)该接入点使用该所请求的调度信息来确定为优先级服务配置的筛选器，其中该优先级服务意味着优于针对与该服务相关的数据包的尽力调度优先级；
d)该接入点向该移动设备发送调度决定；
e)该接入点从该移动设备接收上行链路数据包，该接收的上行链路数据包与为该优先级服务配置的筛选器相匹配。
15.一种用于接入网络的接入点，该接入点包括根据权利要求14所述的软件。
16.一种用于移动设备经由网络接入点发送上行链路数据包以访问一个或者多个优先级服务的软件，该软件包括使得该移动设备执行以下步骤的程序例行程序：
a)从该接入点接收调度信息的请求；
b)通过将该所请求的调度信息发送给该接入点来响应该调度信息的请求；
c)从该接入点接收该调度决定；以及
d)向该接入点发送与该接收的调度决定相对应的上行链路数据包。
17.一种用于移动网络的移动设备，该移动设备包括根据权利要求16所述的软件。
18.一种用于分组数据网络的管理系统，该管理系统包括：
-用于从多个优先级服务提供商中的每一个接收调度优先级相关信息的装置；以及
-用于将该接收的调度优先级相关信息处理成适合于接入网络的接入点的筛选器的装置；以及
-用于将该处理过的筛选器分发至该接入网络的多个接入点的装置。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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