CN101155093A - 一种无线通信网络带宽分配方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通信网络的带宽分配方法。统计各优先级业务的带宽请求队列令牌值；根据各级业务带宽请求队列中实际请求带宽预留总量和带宽请求队列令牌值，判断某级业务是否处于流量高峰；如果所述某级业务处于流量高峰，则重新分配各级业务带宽请求队列的令牌值；在此基础上，按照从高优先级业务到低优先级业务的顺序轮询处理各级业务的带宽请求。同时提供了应用该方法的装置。本发明的方法和装置可以动态地针对各级业务的流量状况来调整系统的带宽资源分配，降低了整个网络系统的传输时延，同时提高通信业务的通信质量；而且在得到上述有益效果时，对业务带宽分配的公平性只有极小的影响。

Description

一种无线通信网络带宽分配方法与装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其是在一种无线通信网络带宽分配方法与装置。

背景技术

城域网(Metropolitan Area Network)是指介于广域网和局域网之间，以比局域网更高的速率在城市及郊区范围内实现信息传输与交换的一种网络。宽带城域网以IP和ATM电信技术为基础，完成各种带宽业务接入，是不断发展的、开放的多媒体通信网络。宽带城域网无线接入技术是指从公用电信网的交换节点到用户驻地网或用户终端之间采用无线接入方式向用户终端提供电话、数据、Internet、视频点播、广播视频和电视会议等宽带多媒体业务的技术。

BWA-MAN的媒体接入控制层(MAC，Medium Access Control)支持两种网络模式：点到多点模式(PMP，Point to Multi Point)和多点到多点模式(Mesh，multipoint-to-multipoint)。

带宽请求和动态分配是MAC层的一个重要机制，各用户节点采用时分多址(TDMA，Time Division Multiple Access)方式共享上行信道，用户节点首先提出带宽请求，向基站上报服务量信息，基站根据整个系统的服务量来分配带宽。用户节点向基站提出带宽请求有两种方式，一种是单独请求(Stand alone request)，通过MAC层带宽请求数据包独立请求带宽。另一种是捎带请求(piggyback request)，通过用户数据包的背负请求方式。该方式由于没有单独指示带宽增加与否的比特，所以默认为这种方式请求的带宽是增加的。当用户节点提出带宽请求以后，基站有针对连接号的分配方式(Grant Per Connection，GPC)和针对用户节点的分配方式(Grant Per Subscriber Station，GPSS)两种分配带宽方式：GPC是指基站单独为某个连接分配带宽，适合于每个用户节点具有较少业务的情况，这样做需要基站能承担相应增加的工作负荷。GPSS是指基站在应答请求时，首先将这个用户节点所属所有连接请求的所有带宽应答给用户节点，用户节点再进行带宽的具体分配。

BWA-MAN有4种不同的服务类型，分别是非申请授予服务(UGS，Unsolicited Grant Service)、实时轮询服务(rtPS，Real-time PollingService)、非实时轮询服务(nrtPS，Non-real-time Polling Service)和尽力而为服务(BE，Best Effort)，以上不同业务类型对应不同的带宽请求方式。

UGS为周期性、定长分组、固定比特率的实时数据流，例如基于IP的语音服务。基站周期性以强制方式进行调度，不接受来自用户节点的请求，同时禁止使用捎带请求(Piggyback Request)。基站周期性地向携带该服务的UGS连接提供固定带宽，以减少用户节点请求开销并保证满足服务流的实时需求。rtPS为周期性、变长分组、变比特率的实时数据流，例如MPEG视频服务流。基站向携带该rtPS服务的连接提供实时、周期的单播请求机会，并禁止使用其他竞争请求机会和捎带请求。从而使该连接能周期地告知基站其变化的带宽需求，基站也就能周期的为其分配可变的突发带宽供其发送变长分组。由于用户节点提出请求，rtPS比UGS的请求开销大，但能使基站按需动态分配带宽。nrtPS为非周期、变长分组、变比特率的非实时数据流，例如高带宽的FTP服务流。基站有规律地(不一定是周期地)向携带该服务的nrtPS连接提供单播请求机会，可以使用竞争请求(多播或广播)机会，以保证即便在网络阻塞时，该连接也有机会发出带宽请求。BE服务的特点是不提供完整的可靠性，支持非实时无任何速率和时延抖动要求的分组数据服务，通常执行一些错误控制和有限重传机制，不要求提供吞吐量和时延保证。这种连接不仅可使用单播请求机会，而且可使用竞争请求机会来发送带宽请求。

为了适应用户节点对接入媒质的竞争，同时提高带宽利用率，基站要综合使用主动带宽授予、轮询方式以及竞争请求这三种过程来优化系统性能。由于基于竞争的带宽请求会不可避免地增大总的传输延迟，因此这种模式只应用在对时延不太敏感的nrtPS和BE服务上。轮询指的是基站会给某个或某些用户节点分配指定的上行带宽用于传输带宽申请消息。轮询有单播、多播和广播等3种方式。单播轮询指基站为每个用户节点分配上行带宽；多播和广播时基站为多个用户节点分配相同的上行带宽，这时由于多个用户节点可能同时发送申请，会造成竞争。由于UGS服务速率恒定，不需要经常申请，基站对其主动授予带宽，不进行周期轮询。综合考虑单播的确定性和多播、广播带来的高频带利用率以及竞争问题，基站中的调度模块需要有相应的方法来综合控制轮询方式的使用。

现有技术中，按照上述不同带宽请求方式从高优先级业务到低优先级业务的顺序轮询处理各级业务的分配带宽，未考虑不同数据业务的突发高峰情况，导致带宽分配不合理，带宽利用率低，且不能满足突发业务的传输质量要求。

发明内容

本发明提供了一种通信业务带宽分配方法，该方法包括：

根据基站中连接建立队列里保存的业务建立的连接信息，统计所述业务的业务带宽请求队列的令牌值；

根据相邻优先级的所述业务带宽请求队列中实际请求带宽预留总量和所述相邻优先级的所述带宽请求队列令牌值，判断所述相邻优先级中的高优先级业务是否处于流量高峰；

如果所述高优先级的业务处于流量高峰，则重新分配所述相邻优先级的业务带宽请求队列的令牌值；

根据所述重新分配的业务带宽请求队列的令牌值，按照从高优先级业务到低优先级业务的顺序轮询处理各级业务的带宽请求。

本发明还提供了一种通信业务带宽分配装置，包含带宽分配模块，，其特征在于，所述带宽分配装置还包含：

连接建立队列模块，用于保存各级业务已建立的连接信息；

统计模块，用于根据所述各级业务已建立的连接信息，统计各级业务的带宽请求队列令牌值；

业务流量判断模块，用于根据所述各级业务的带宽请求队列令牌值和带宽请求队列中的实际请求带宽预留总量，判断某级业务是否处于流量高峰；

重新分配模块，用于根据当所述某级业务处于流量高峰，重新分配各业务带宽请求队列的令牌值；

所述带宽分配模块，进一步用于根据重新分配的各业务带宽请求队列的令牌值从最高优先级业务开始轮询处理各级业务的带宽请求。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的方法流程图；

图2为本发明具体实施方式的装置结构示意图；

图3为本发明仿真实验中rtPS业务上行帧平均延时性能比较图；

图4为为本发明仿真实验中rtPS业务上行帧内数据吞吐量比较图；

图5为本发明仿真实验中对rtPS业务和nrtPS业务的带宽分配公平性函数比较图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，以下结合具体实施例以及附图进一步的对本发明进行说明。

具体实施方式一

以宽带无线接入城域网为例，具体是针对IEEE 802.16协议中PMP模式下基于连接方式进行带宽的分配，介绍本发明，但本发明方案并不局限于此。

根据IEEE 802.16协议规定，宽带无线接入城域网主要涉及UGS、rtPS、nrtPS、BE四种业务，本实施方式中，设定UGS为第0级，即i＝0；rtPS为第1级，即i＝1；nrtPS为第2级，即i＝2；BE为第3级，即i＝3的优先级顺序，其中，第0级为最高优先级，第1级、第2级、第3级的优先级依次降低。按照从高优先级到低优先级的顺序依次处理各队列的带宽请求。不同优先级的业务需要不同等级的服务质量QoS性能保障，具体为请求的带宽大小，最大延时，延时抖动，丢包率等。一般而言，优先级越高，对QoS要求越高，比如第0级业务比第1级业务请求的带宽更大，最大延时门限值更小，延时抖动更小，丢包率更小。因而，本具体实施过程中主要规定rtPS业务窃取nrtPS业务队列对应的令牌值。

本具体实施方式中，所有的连接建立请求在上行子帧开始收到，连接认证接纳控制模块和动态带宽分配模块在上行子帧末尾，即将转入下行通信子帧时处理各连接建立请求信息；连接建立请求在上行通信子帧内到达基站的个数服从泊松分布，同样，基于已建立连接产生的各业务的带宽请求个数也服从泊松分布；连接建立到数据发送完毕的服务时间服从指数分布；业务优先级高的连接上产生带宽请求的泊松分布参数值高于低优先级的泊松分布参数值。

参照图1，图1为本具体实施方式的通信业务带宽分配方法的流程，具体为：

步骤1.初始化系统参数

在一个上行通信帧开始时，由泊松分布随机产生不同业务的连接建立请求，然后在上行子帧结束时通过连接认证接纳控制模块，形成已建立连接队列。根据已建立连接队列保存的各连接信息，对UGS业务直接主动分配带宽，并随机产生rtPS、nrtPS、BE三种业务的带宽请求队列；初始化如下参数：参数L_a是一个TDD时间帧中的可用剩余容量，L_total为TDD时间帧总容量。L_a初始值为L_total。参数DeficitCounter[i]是一个变量，初始值为Quantum[i]。参数Quantum[i](i＝0，1，2，3)为业务带宽请求队列的令牌值，具体为基站与移动台连接建立队列中第i类优先级业务流所连接的最大承载带宽值之和，计算公式如下：

$\mathrm{Quantum}\left[i\right]=\underset{j=0}{\overset{J_i}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{\max }(i,j)$

其中，J_i是第i类优先级业务流的连接总数，r_max(i，j)表示第i类优先级业务第j条已建立连接的最大承载带宽值。

Puantum[i]，(i＝0，1，2，3)是各级业务带宽请求队列的令牌最小值参数，是基站连接建立队列中已建立的第i类优先级业务连接的最小带宽预留值之和，计算公式如下：

$\mathrm{Puantum}\left[i\right]=\underset{j=0}{\overset{J_i}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{\min }(i,j)$

其中J_i是第i类优先级服务流的连接总数，r_min(i，j)表示第i类优先级服务第j条已建立连接的最小带宽预留值；

其中，Quantum[i]不低于Puantum[i]，

参数Bdwreq[i]，(i＝0，1，2，3)为各业务带宽请求队列中实际请求的带宽总量。

步骤2.更新带宽请求队列

基站收到带宽请求消息BDW_REQ时，根据该消息里的业务等级参数，采用先入先出(FIFO)原则将其传送到对应等级的带宽请求队列中

删除要处理的服务流带宽请求队列中超时的请求信息。对于为空的请求队列，基站不予以访问，对于非空带宽请求队列，基站按照预定的优先级进行轮询处理。

步骤3.引入带宽“窃取”决策机制，动态调节带宽分配

所谓动态调节，在于增加对是否引入带宽“窃取”机制进行决策的过程，以及窃取的过程。上述动态调节过程具体为：

计算更新L_a的值，其中，L_a是一个TDD时间帧中的可用剩余容量；

计算

的比值，与阀值

进行比较，判断是否是高优先级第i级业务高峰时期；

如果 $\frac{\mathrm{Bdwreq}\left[i\right]}{\mathrm{Bdwreq}[i+1]}>\frac{\mathrm{Quantum}\left[i\right]}{\mathrm{Quantum}[i+1]},$ 则高优先级业务第i级业务处于业务高峰期，则对低优先级i+1级业务按照线性法则进行线性带宽窃取。

可以简单用线性关系表述Quantum[i]的窃取分配，具体窃取方法如下：

$\frac{\mathrm{Bdwreq}\left[i\right]}{\mathrm{Bdwreq}[i+1]}=\frac{\mathrm{Quantum}\left[i\right]+\mathrm{\Δr}}{\mathrm{Quantum}[i+1]-\mathrm{\Δr}}=\frac{\mathrm{Quantumnew}\left[i\right]}{\mathrm{Quantumnew}[i+1]}$

且Δr≤Quantum[i+1]-Puantum[i+1]

其中，Δr为从低优先级业务上窃取的令牌值，Quantumnew[i](i＝1，2)为经过带宽窃取机制后重新分配的高优先级第i类级业务请求队列的令牌值。Quantumnew[i+1]为被窃取后低优先级第i+1级业务重新得到的令牌值。

更新关键变量DeficitCounter[i]的值，该值等于上一个上行帧末DeficitCounter[i]的值加上Quantumnew[i]，即：

DeficitCounter[i]＝DeficitCounter[i]+Quantumnew[i]

带宽窃取的主要对象主要为nrtPS业务，具体实施过程中主要是rtPS业务窃取nrtPS业务队列对应的令牌值。

rtPS业务：最大承载带宽r_max ¹

$\mathrm{Quantum}\left[1\right]=\underset{j=0}{\overset{j_1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{\max }^1(1,j)$

nrtPS业务：最大承载带宽r_max ²，最小带宽预留r_min ²

$\mathrm{Quantum}\left[2\right]=\underset{j=0}{\overset{j_2}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{\max }^2(2,j)$

设想nrtPS业务降级分配，也就是说计算nrtPS带宽请求队列令牌值时不再使用参数r_max ²。

步骤4.进行动态带宽分配在前述更新每个等级带宽请求队列的参数值基础上，按照rtPS、nrtPS、BE的优先级顺序处理依次带宽请求，直到以下任一个条件出现：

条件(1)DeficitCounter[i]≤0；

条件(2)带宽请求队列为空；

条件(3)没有剩余可用带宽，即L_a≤0；

条件(4)到了发送上行链路映射(UL_MAP)消息的时间。其中，UL_MAP是上行链路映射消息，用于广播通知各个移动站在下一个通信分帧内的数据发送时间。

步骤5.如果条件(1)或条件(2)成立，对下一个优先级的带宽请求队列从步骤2开始重复操作，如果没有更低优先级的请求队列，则从最高优先级的业务开始进行下一个轮询处理，也从步骤2起重复操作。

步骤6.如果条件(3)或条件(4)成立，发送UL_MAP信令，结束当前TDD时间帧的带宽分配。然后转入下一个TDD时间帧，从步骤1起重复操作。

其次，由上述具体实施方式可以看到，本专利发明中，根据业务的实际请求带宽总量进行合理地对带宽分配进行再分配调节，以增加网络对于高优先级业务突发高峰的适应性。也就是说，具体实施方式一中的步骤3是具有普遍意义的，称为自适应性，可以用于其他网络拓扑或其他协议类型的网络带宽分配场景。

比如基于802.16Mesh模式的网络，和PMP模式网络的最大区别在于Mesh模式下各个移动节点可能和其他节点有直接的连接。Mesh模式根据调度机制类型又可以细分为分布式调度(Distributed Scheduling)和集中调度(Centralized Scheduling)两种方式。在集中调度方式里，可以把Mesh网络与外面骨干网相连的移动节点看作是PMP模式中的基站，进而在该节点与周围一跳范围内的移动节点协调通信时，根据周围邻居节点的业务类型和实际带宽请求予以合理动态分配通信时间，起到调度平衡网络流量的效果。其具体分配过程与前述具体实施方式相同，在此不赘述。

在分布式协作调度方式里，首先假设各个移动站只在其扩展的两跳邻居节点组成的小网络中进行协调分布式调度通信，每个节点相对于它传输范围覆盖的其他邻居节点而言可以看作是一个“基站”。在各个节点同样存放着来自周围邻居节点对rtPS，nrtPS，BE三种服务流的带宽请求队列信息，分布式网络决定了各个节点的独立性，因此可以把各个节点和每一个节点周围两跳范围内的邻居节点看作是一个“虚拟”小型的PMP模式网络。由此，对于每一个节点，它接受来自其邻居节点的控制消息，包括连接建立消息，带宽请求消息，然后进行自身协调，调度处理，并将调度安排信息广播给它周围的邻居节点，协调通过它的业务流量。对于每一个移动节点的带宽分配，其执行过程和前述具体实施方式保持一致，唯一不同的是用“虚拟”的小型网络的各种参数代替前述具体实施方式中对应的整个网络参数。其具体分配过程本领域内技术人员不经过创造性劳动能够参考上述实施方式推出，在此不赘述。

具体实施方式二

为了实现本发明的网络带宽分配方法，提供一种通信网络带宽分配装置，参考图2，该装置包含带宽分配模块，用于从最高优先级业务开始轮询处理各级业务的带宽请求，该带宽分配装置还包含：

连接建立队列模块，用于保存各级业务已建立的连接信息；

统计模块，用于根据所述连接建立队列模块里保存的各级业务已建立的连接信息，统计各级业务的带宽请求队列令牌值；

业务流量判断模块，用于根据所述各级业务的带宽请求队列令牌值和带宽请求队列中的实际请求带宽预留总量，判断某级业务是否处于流量高峰；

重新分配模块，用于根据当所述某级业务处于流量高峰，重新分配各业务带宽请求队列的令牌值；

其中，带宽分配模块，进一步用于根据重新分配的各业务带宽请求队列的令牌值从最高优先级业务开始轮询处理各级业务的带宽请求。

其中，业务流量判断模块，具体包括第一存储模块，用于计算并存储高优先级业务和其相邻的低优先级业务的带宽请求预留总量比值；

第二存储模块，用于计算并存储所述高优先级业务和其相邻的低优先级业务的业务带宽请求队列的令牌值的比值；

判断输出模块，用于比较所述第一存储模块和所述第二存储模块存储的值，如果所述第一存储模块存储的值大于所述第二存储模块存储的值，则输出高优先级业务处于高峰期的信号。

其中，重新分配模块，具体包括：

窃取量获取模块，用于根据下述线性公式计算获得窃取获取量。用Δr表示从第i+1级业务带宽请求队列上取出并给予第i级业务带宽请求队列的令牌值，其中，第i+1级为比第i级低一级的相邻优先级，用Quantumnew[i]表示经过带宽重新分配后的第i类业务带宽请求队列的令牌值，用Bdwreq[i]表示实际收到的第i级业务的带宽请求预留总量；用Quantumnew[i]表示经过带宽重新分配的第i类业务带宽请求队列的令牌参数；公式为： $\frac{\mathrm{Bdwreq}\left[i\right]}{\mathrm{Bdwreq}[i+1]}=\frac{\mathrm{Quantum}\left[i\right]+\mathrm{\Δr}}{\mathrm{Quantum}[i+1]-\mathrm{\Δr}}=\frac{\mathrm{Quantumnew}\left[i\right]}{\mathrm{Quantumnew}[i+1]};$

分配模块，用于从所述第i+1级业务带宽请求队列上取出所述窃取量Δr的带宽并给予第i类业务带宽请求队列。

下面参考以上行通信时间子帧和下行通信时间子帧大小固定且相等为10ms，带宽为10Mbps为例的仿真实验，介绍本发明的有益效果。

首先，本发明能改善通信业务的平均延时。

本仿真实验对rtPS业务上行帧平均延时性能在实施本方明前后进行对比，用rtPSavdelay表示原带宽分配方法中rtPs业务上行帧平均延时变量，用rtPSavdelaystealing表示应用本发明方法后的rtPS业务上行帧平均延时变量，用R表示平均延时比率(Average DelayRatio)，设定R的仿真公式为

$R=\frac{\mathrm{rtPSavdelay}-\mathrm{rtPSavdelaystealing}}{\mathrm{rtPSavdelay}}$

参考图3，为rtPS业务上行帧平均延时性能比较图，图3中，横坐标为仿真时间轴，纵坐标为rtPS业务和nrtPS业务的平均延时比率，图上可以看出在每一个时刻时，启用了动态带宽分配机制的rtPS业务平均延时比没有采用动态带宽分配机制的rtPs业务平均延时减少的百分比。从中可以看到，在仿真程序执行初期和时间段[4s，8s]内，该期间rtPS业务处于一个数据突发期，满足带宽自适应分配条件后，由于自动启用具体实施方式一所述的动态带宽分配机制，可以明显看到此间本发明所述的方法可以有效地改善rtPS业务的平均延时。

其次，本发明能提高通信业务的通过量。

参考图4，为仿真实验中rtPS业务上行帧内数据吞吐量比较图。图4中，横坐标为仿真时间轴，纵坐标为rtPS业务的数据吞吐量，图上可以分别看出在每一个时刻时，启用了本发明动态带宽分配机制的rtPS业务吞吐量和没有采用本发明动态带宽分配机制的rtPS业务吞吐量数值。可以看到在仿真程序执行初期和时间段[4s，8s]内，rtPS业务由于窃取低优先级带宽请求队列的令牌数，使得此间自身业务吞吐量有效的提高。

最后，本发明对带宽分配的公平性影响极低。

用rtPSbdwreq表示rtPS业务在上行帧内带宽请求总量，用rtPSbdwadm表示经过带宽分配模块所获得的实际带宽总量，同样，用nrtPSbdwreq表示nrtPS业务在上行帧内带宽请求总量，用nrtPSbdwadm表示经过带宽分配模块所获得的实际带宽总量，设定公平性函数Fair为：

$\mathrm{Fair}=|\frac{\mathrm{rtPSbdwadm}}{\mathrm{rtPSbdwreq}}-\frac{\mathrm{nrtPSbdwadm}}{\mathrm{nrtPSbdwreq}}|$

图5为仿真实验中使用本发明方法和使用现有技术方法对rtPS业务和nrtPS业务的带宽分配的公平性函数比较图。如图5所示，横坐标为仿真时间轴，纵坐标为rtPS业务和nrtPS业务分别对应的公平性函数值。在仿真程序执行初期引入了带宽窃取机制的带宽分配算法可以更好地保持公平性，而在时间段[4s，8s]内，为了保证rtPS数据突发时的通信质量而引入的带宽窃取机制，不可避免地会略为降低些两种业务之间的公平性，但并不明显。

综上所述，与现有技术相比，本发明的方法与装置考虑不同数据业务的突发高峰情况，带宽分配时，从比处于业务高峰的业务等级较低的业务带宽中窃取一部分，使处于突发高峰的业务得到更多的带宽分配，从而提高了突发业务的传输质量。因而，本发明的方法和装置可以动态地针对各级业务状况来调整系统的带宽资源分配，降低了整个网络系统的传输时延，同时提高通信业务的通信质量；而且在得到上述有益效果时，对业务带宽分配的公平性只有极小的影响。

以上对本发明所提供的一种通信网络中的带宽分配方法与装置做了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其发明思想；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，本说明书的内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种通信业务带宽分配方法，其特征在于，该方法包括：

根据基站中连接建立队列里保存的业务建立的连接信息，统计所述业务的业务带宽请求队列的令牌值；

根据各优先级的所述业务带宽请求队列中实际请求带宽预留总量和所述各优先级的所述带宽请求队列令牌值，判断所述各优先级中的某高优先级业务是否处于流量高峰；

如果所述高优先级的业务处于流量高峰，则重新分配所述各优先级的业务带宽请求队列的令牌值；

根据所述重新分配的业务带宽请求队列的令牌值，按照从高优先级业务到低优先级业务的顺序轮询处理各级业务的带宽请求。

2.根据权利要求1所述的通信业务带宽分配方法，其特征在于，所述业务带宽请求队列的令牌值为基站与移动台连接建立队列中各业务流所连接的最大承载带宽值之和。

3.根据权利要求2所述的通信业务带宽分配方法，其特征在于，所述业务带宽请求队列的令牌值大于等于业务带宽请求队列的令牌最小值，所述业务带宽请求队列的令牌最小值是基站连接建立队列中已建立的某优先级业务连接的最小带宽预留值之和。

4.根据权利要求1所述的通信业务带宽分配方法，其特征在于，所述根据判断某级业务是否处于流量高峰期的方法具体为：

Quantum[i]和Quantum[i+1]表示基站第i级和第i+1级级业务带宽请求队列的令牌值，Bdwreq[i]和Bdwreq[i+1]表示实际收到的第i级和第i+1级优先级业务的带宽请求预留总量；其中，第i级为高优先级，第i+1级为与第i级相邻的低优先级；

在一个上行通信时间帧后，若 $\frac{\mathrm{Bdwreq}\left[i\right]}{\mathrm{Bdwreq}[i+1]}>\frac{\mathrm{Quantum}\left[i\right]}{\mathrm{Quantum}[i+1]},$ 则第i级业务处于流量高峰期。

5.根据权利要求1所述的通信业务带宽分配方法，其特征在于，所述重新分配各级业务带宽请求队列的令牌值的方法具体为：

Δr表示从第i+1级业务带宽请求队列上取出并给予第i类业务带宽请求队列的令牌值，Quantumnew[i]表示经过带宽重新分配后的第i类业务带宽请求队列的令牌值，Bdwreq[i]表示实际收到的第i级业务的带宽请求预留总量；Quantumnew[i]表示经过带宽重新分配的第i类业务带宽请求队列的令牌参数；其中，第i级为高优先级，第i+1级为与第i级相邻的低优先级；

按照以下线性公式重新分配各级业务带宽请求队列的令牌值：

$\frac{\mathrm{Bdwreq}\left[i\right]}{\mathrm{Bdwreq}[i+1]}=\frac{\mathrm{Quantum}\left[i\right]+\mathrm{\Δr}}{\mathrm{Quantum}[i+1]-\mathrm{\Δr}}=\frac{\mathrm{Quantumnew}\left[i\right]}{\mathrm{Quantumnew}[i+1]}.$

6.根据权利要求1所述的通信业务带宽分配方法，其特征在于，所述根据重新分配的各级业务带宽请求队列的令牌值，按照从高优先级业务到低优先级业务的顺序轮询处理各级业务的带宽请求具体为：

定义亏损变量，其初始值为业务带宽请求队列的令牌值；

基站处理某优先级业务的带宽请求时，所述亏损变量增加所述某优先级业务带宽请求队列的令牌值；

如果所述某优先级业务实际请求的带宽值小于等于亏损变量，则接纳该带宽请求，同时亏损变量减去所述被接纳的带宽请求对应的分配带宽值；

重复执行上述步骤直到亏损变量小于等于零或者所述业务带宽请求队列为空；

轮询处理下一个优先级业务的非空带宽请求队列。

7.根据权利要求1到5所述的通信业务带宽分配方法，在点到多点网络中，按照非申请授予服务UGS为第0级、非申请授予服务rtPS为第1级、非实时轮询服务nrtPS为第2级、尽力而为服务BE为第3级的顺序，其中，第0级为最高优先级，第1级、第2级、第3级的优先级依次降低，轮询处理各级业务的带宽请求。

8.一种通信业务带宽分配装置，包含分配模块，其特征在于，所述带宽分配装置还包含：

连接建立队列模块，用于保存各级业务已建立的连接信息；

统计模块，用于根据所述各级业务已建立的连接信息，统计各级业务的带宽请求队列令牌值；

业务流量判断模块，用于根据所述各级业务的带宽请求队列令牌值和带宽请求队列中的实际请求带宽预留总量，判断某级业务是否处于流量高峰；

重新分配模块，用于根据当所述某级业务处于流量高峰，重新分配各业务带宽请求队列的令牌值；

所述带宽分配模块，进一步用于根据重新分配的各业务带宽请求队列的令牌值从最高优先级业务开始轮询处理各级业务的带宽请求。

9.根据权利要求8所述的通信业务带宽分配装置，其特征在于，所述业务流量判断模块，具体包括第一存储模块，用于计算并存储高优先级业务和其相邻的低优先级业务的带宽请求预留总量比值；

第二存储模块，用于计算并存储所述高优先级业务和其相邻的低优先级业务的业务带宽请求队列的令牌值的比值；

判断输出模块，用于比较所述第一存储模块和所述第二存储模块存储的值，如果所述第一存储模块存储的值大于所述第二存储模块存储的值，则输出高优先级业务处于高峰期的信号。

10.根据权利要求8所述的通信业务带宽分配装置，其特征在于，所述重新分配模块，具体包括：

窃取量获取模块，用于根据下述线性公式计算获得窃取获取量。用Δr表示从第i+1级业务带宽请求队列上取出并给予第i级业务带宽请求队列的令牌值，其中，第i+1级为比第i级低一级的相邻优先级，用Quantumnew[i]表示经过带宽重新分配后的第i类业务带宽请求队列的令牌值，用Bdwreq[i]表示实际收到的第i级业务的带宽请求预留总量；用Quantumnew[i]表示经过带宽重新分配的第i类业务带宽请求队列的令牌参数；公式为： $\frac{\mathrm{Bdwreq}\left[i\right]}{\mathrm{Bdwreq}[i+1]}=\frac{\mathrm{Quantum}\left[i\right]+\mathrm{\Δr}}{\mathrm{Quantum}[i+1]-\mathrm{\Δr}}=\frac{\mathrm{Quantumnew}\left[i\right]}{\mathrm{Quantumnew}[i+1]};$

分配模块，用于从所述第i+1级业务带宽请求队列上取出所述窃取量Δr的带宽并给予第i类业务带宽请求队列。

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