CN101184321A - 一种调整用户服务质量的方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种调整用户服务质量的方法，包括：确定系统的负荷程度；根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。本发明还公开一种调整用户服务质量的系统，包括：度量装置，用于确定系统的负荷程度；调整装置，用于根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。此外，本发明还公开一种基站控制器。本发明通过度量系统的负荷程度，可在针对不同的网络负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。本发明能够当系统负荷过重时，保障高优先级用户的服务质量，提高用户感受。

Description

一种调整用户服务质量的方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种调整用户服务质量的方法、系统及装置。

背景技术

现有通信系统中的资源是有限的，随着服务用户的逐渐增多，每个用户的服务质量(QoS，Quality of Service)就会降低，如果不进行有效的控制，用户感受就会受到很大的影响，例如在带宽、时延、时延抖动、丢包率等指标上无法满足业务的要求。对于码分多址演进数据优化业务(CDMA2000EVDO，Code Division Multiple Access 2000 Evolution to packet Data Optimizedservices)系统而言，前向无线资源主要是时隙资源的利用。目前普遍采用的是时隙公平的调度方法，即无论系统繁忙还是空闲，用户分配的时隙资源都是一样的，并且调度策略没有变化。

在实现本发明的过程中，发明人经过研究发现，上述现有技术由于对用户使用资源的方式没有考虑系统忙闲程度，因此，在负荷重的情况下，高等级的用户服务质量无法得到保证，用户整体服务质量也会下降。并且，现有调度策略不能针对网络负荷情况对用户服务质量进行动态调整，也无法实现控制的平衡过渡。

发明内容

本发明实施例提供一种调整用户服务质量的方法、系统及装置，能够在系统负荷重的情况下，给高等级用户分配更多的时隙资源，从而提升用户的服务质量。

本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例提供一种调整用户服务质量的方法，包括：

确定系统的负荷程度；

根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

本发明实施例还提供一种调整用户服务质量的系统，包括：

度量装置，用于确定系统的负荷程度；

调整装置，用于根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

本发明实施例还提供一种基站控制器，包括：

接收单元，用于接收基站的负荷程度结果；

调整单元，用于在基站负荷重的情况下，释放某些低等级或特定用户的空口连接。

本发明实施例提供的上述技术方案，通过度量系统的负荷程度，可以针对不同的网络负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。本发明实施例提供的技术方案能够在系统负荷过重时，保障高优先级用户的服务质量，提高用户感受。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明实施例一调整用户服务质量方法的流程图；

图2是本发明实施例二度量系统负荷的流程图；

图3是本发明实施例三度量系统负荷的流程图；

图4是本发明实施例四调整用户服务质量系统的结构示意图；

图5是本发明实施例五调整用户服务质量系统的结构示意图；

图6是本发明实施例六度量装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种调整用户服务质量的方法、系统及装置，可以根据系统负荷的程度及时调整用户服务质量，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面主要以比较典型的CDMA2000 EVDO系统为例，参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例一给出一种调整用户服务质量的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101、确定系统的负荷程度；

步骤102、根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

具体而言，对于步骤101具体可以通过如下两种方式实现，其中，该两种方式可以单独使用，也可以组合使用。

方式一：扇区用户数方式

根据扇区的实际用户数或等效用户数多少来衡量当前系统的负荷情况。通常情况下，根据扇区的等效用户数判断当前系统的负荷情况更为客观。其中，等效用户数是指：用户的等级权重×该等级的用户数。

如图2所示，本发明实施例二提供一种度量系统负荷的方法，包括如下步骤：

步骤201、系统侧设置用户数门限；

步骤202、计算扇区的等效用户数；

步骤203、将计算得到的等效用户数与预先设置的用户数门限比较，当扇区的等效用户数超过该门限时，则认为系统负荷过重。

例如，某扇区有3个实际用户，即，1个金牌用户、1个银牌用户、1个铜牌用户。其中，金银铜等级权重是4：2：1，则实际用户数为3，而等效用户数为7。系统侧设置的用户数门限为5，则认为系统负荷过重。

方式二：用户等效速率方式

考虑到影响扇区内尽力保障(BE，Best-Effort)业务的前向负载的是用户实际参与数据传输的行为，因此，本发明实施例中利用能够体现用户实际参与数据传输的行为的用户等效速率，来衡量扇区内BE业务的前向负载。

本发明实施例三给出一种扇区前向负载的度量方法，参见图3，包括以下步骤：

步骤301、系统侧设置速率门限；

步骤302、计算用于度量扇区BE业务的前向负载的扇区内用户等效速率；

步骤303、将计算得到的用户等效速率与预先设置的速率门限比较，当扇区的用户等效速率超过该门限时，则认为系统负荷过重。

本发明实施例中，采用扇区内用户等效速率来度量扇区内BE业务的前向负载，并且，扇区内BE业务的前向负载与扇区内用户等效速率之间存在的度量关系可以是：扇区内用户等效速率越大，则表示其所度量的扇区内BE业务的前向负载越小；反之，扇区内用户等效速率越小，则表示其所度量的扇区内BE业务的前向负载越大。对应地，扇区内当前的用户等效速率可用来度量扇区内BE业务的当前前向负载。

本发明实施例中利用用户等效速率体现一个时间段内扇区内BE业务用户传输数据的情况。

本发明实施例中，若扇区内有X个BE业务用户，设在一个时间周期T内扇区内有m个BE业务用户在传输数据，m大于等于1，小于等于X，且该T时段内该m个用户一直在传输数据，设该T时段内扇区内总共发送的数据量为D，那么可得到本发明实施例中该T时段内m个BE业务用户中，平均每个用户传输数据的速率R的计算式为：

R＝(D/m)÷T                (1)

该计算式(1)等价于以下计算式(2)：

R＝D/(m×T)                (2)

逻辑上，计算式(2)中D与T存在对应关系，但是考虑到实际应用中，所选T时段内用户未必一直在传输数据，如所选20s内，前15s内是一个用户在传输数据，后5s内是两个用户在传输数据，因此，如果严格采用计算式(2)计算R，将出现困难，其解决办法之一是将T时段划分为更小的时段，计算更小时段内的R，但由于用户的上网行为是动态的，因此难免会在更小时段内出现与计算T时段内遇到同样的困难。

本发明实施例进一步考虑计算式(2)的实用性，对计算式(2)进行了等价变换。即，令Th表示用户等效速率，则本发明实施例给出的用于计算扇区的用户等效速率的计算式为：

Th＝D/Time。                (3)

计算式(3)表示在一个预设时间周期Time内所计算出的用户等效速率，该用户等效速率等于该Time时段内扇区内所有BE业务用户传输的数据之和除以各个参与数据传输的用户各自传输数据所用时间相加所得之和。计算式(3)中，D即为Time时段内扇区内所有用户传输的数据之和，Time为各个传输数据的用户各自传输数据所用时间相加所得之和，用户传输数据所用时间也可称为该用户的参与调度时间。

上述计算式(1)、(2)和(3)是等价的，因为，计算式(3)实际是将计算式(2)中T时段内的用户数进行了折算。举例说明，设一个时间周期为60s，且设一个扇区内有A、B和C三个BE业务用户，将60s均分为三个时段，如果A在参与调度时间为前20s，传输数据量为D1；B参与调度时间为中间20s，传输数据量为D2；C参与调度时间为后40s，传输数据量为D3；若直接用计算式(2)计算60s内用户的数据传输平均速率，也即用户等效速率，则较困难，而根据计算式(3)，该扇区内用户等效速率为：

Th＝D/Time＝(D1+D2+D3)/(20s+20s+40s)    (4)

计算式(4)中，

Time＝20s+20s+40s＝(1+1/3)×60s         (5)

其实际等价于计算式(1)的如下表达：

m×T＝(1+1/3)×60s

也就是说，在上述60s内一直传输数据的等效用户数是(1+1/3)。

以上所举例并不是数字的拼凑或巧合，而是计算式(3)中隐含了对Time时段内一直传输数据的等效用户数的等价折算。

一个扇区内，每个用户对应同一个用户等效速率。利用该用户等效速率来度量对应的扇区内BE业务的前向负载。因此，本发明实施例中，可通过实时获取扇区当前的用户等效速率，来获取扇区内BE业务的当前前向负载信息，即若扇区当前的用户等效速率下降，则表示扇区内BE业务的当前前向负载增大，也即当前系统的负荷程度过重。

当然，若要得到理想的扇区内BE业务当前的前向负载信息，需要能够计算出当前时刻的用户等效速率，而从现实意义上来讲，计算一个时刻点上的用户等效速率一方面会比较困难，一方面实际上在控制扇区内BE业务的前向负载时，未必需要如此高精度的度量结果，因此，用户等效速率实际可以是一个平均值的概念。

考虑到实际应用中，用户等效速率会受噪声影响，因此，为使检测出的用户等效速率不至于因突发事件干扰太大，可对由计算式(3)算出的用户等效速率进行滤波处理。设扇区当前预设时间长度T(n)内的用户等效速率为AvgTh(n)，前一时段T(n-1)内的用户等效速率为AvgTh(n-1)，AvgTh(n)所占权重为α，该权重体现当前用户等效速率对度量扇区内BE业务的前向负载的贡献，可设置α的默认取为0.5。对AvgTh(n)进行滤波处理的计算式为：

AvgTh(N)＝(1-α)AvgTh(n-1)+αAvgTh(n)。    (6)

AvgTh(N)为经过滤波处理的用于度量扇区内BE业务的当前前向负载的扇区当前的用户等效速率，经过滤波处理的各时段的用户等效速率之间的变化趋势较平滑。

通过上述度量方法可以较为准确地度量系统的负荷程度。

对CDMA2000 EVDO系统而言，前向空口资源主要是时隙资源。本发明根据通过步骤101得到的系统负荷情况，对不同用户分配资源的策略可以进行相应调整。具体而言，对于步骤102可以通过如下三种方式实现，该三种方式可以单独使用，也可以任意组合使用。

方式一：动态改变空口调度参数，在负荷重的情况下给予高等级用户更高的空口调度参数值。

对于本实施例的CDMA2000 EVDO系统而言，所述的空口调度参数具体为GosFactor值。

在CDMA2000 EVDO系统中，前向业务信道数据帧采用时分方式发送，所以，在特定时隙，系统只能为其中某一用户提供服务，如何确定在特定时隙时为哪个某个用户服务，就是系统的前向调度算法。

首先，介绍算法涉及到的三种优先级：

Bit Stuffing Metric(BSM)：每个字节都具有自身的Bit stuffing优先级，它决定了在Queue中等待的字节填充到包中的顺序(值越大越先进入数据包)。

Bit Metric(BM)：每个字节的优先级，它决定了不同的队列中哪些数据可以加入到传输实例。

Packet Metric(PM)：包的优先级，它决定了候选Transmission instance中个包被调度(优先级最大的那个数据包将会被调度)。

BSM决定了一个给定的传输实例中各个队列的字节(或bit)顺序。一旦候选传输实例被创建，PM也就计算出来了，用于决定哪个实例被调度。PM是由候选传输实例所有字节的BM之和除以传输实例包格式的时隙span。

具体地说，以数据流所属用户终端的“GosFactor”参数值为系数因子，根据如下公式一计算各数据流的优先级高低：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$ 公式一

同样以数据流所属用户终端的“GosFactor”参数值为系数因子，根据如下公式二计算各数据流中各比特的优先级高低：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$ 公式二

其中，TS_BSM表示数据流的优先级，TS_BM表示数据流中比特的优先级，Thrght2DelayConvFactorBM和Thrght2DelayConvFactorBSM分别为全局参数，对所有吞吐量敏感流的都有效，用于吞吐量敏感业务向时延敏感业务转化，从而使吞吐量敏感业务可以和时延敏感业务一起进行比较，在单用户复合包和多用户包中都具有重要意义；ε为小于预定门限的正数(即较小的正数)，AvgThroughput表示实际的平均吞吐量，这是一个滤波后的吞吐量；TargetThroughput表示目标吞吐量，是对每一个流所设置的参数。

然后，通过如下公式三决定当前被调度的用户终端：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$ 公式三

其中，BitMetric表示比特优先级，可通过公式一和公式二获取到，Span表示占用的时隙，PacketMetric表示数据包的优先级。也就是说，当前调度的用户终端即是优先级最高的数据包所属的用户终端。

由于在通过公式一和公式二计算出各数据流的优先级和各数据流中各比特的优先级时，考虑到了实际的平均吞吐量和目标吞吐量的关系，即实际的平均吞吐量大于目标吞吐量越多，数据流和数据流中各比特的优先级就越低，进入候选传输实例的机会就越低，获得调度的机会就越低；而实际的平均吞吐量小于目标吞吐量时，由于ε是很小的正数，所以比值很大，显然，数据流和数据流中各比特的优先级就越高，从而获得进入候选传输实例的机会就越大，获得调度的机会就越高，体现出了时隙分配的公平性。

具体分配可参考下表(数值可另外更改)

系统负荷情况	金牌用户	银牌用户	铜牌用户
				轻负荷	3	2	1
重负荷	5	2	1

将系统负荷情况和用户等级映射为“GosFactor”参数，在进行调度的过程中，以数据流所属用户终端的“GosFactor”参数值为系数因子，计算各数据流的优先级高低，以及各数据流中各比特的优先级高低，再根据计算的各数据流的优先级和各数据流中各比特的优先级，决定当前被调度的用户终端。为如何根据检测系统负荷情况，在空口优先调度高等级的用户终端，提供了具体的实施方式。

在计算各数据流的优先级高低，以及各数据流中各比特的优先级高低时，还考虑到了实际的平均吞吐量和目标吞吐量的关系，即实际的平均吞吐量大于目标吞吐量越多，进入候选传输实例的机会就越低，获得调度的机会就越低；而平均吞吐量小于目标吞吐量时，由于ε是很小的正数，所以比值很大，从而获得进入候选传输实例的机会就越大，获得调度的机会就越高，体现出了时隙分配的公平性。

方式二：让某些低等级或特定的用户一段时间内不参与空口调度。

在系统负荷重的情况下，通过基站调度芯片利用函数(FwdTrafficQueueDataUnavailableNotification)将某些特定用户的发送缓冲区标识为空或不可用，让这些用户不参与空口调度，将节省的时隙分配给高等级的用户使用，为防止某些用户长期不能得到空口资源导致释放连接，还要对这些禁止调度的用户按时间进行轮流限制，当系统负荷降低时，恢复之前的调度方法。

方式三：释放某些低等级或特定用户的空口连接。

具体是，系统根据负荷情况，选择低等级或特定用户并释放该选定用户的空口连接。

同时，本发明实施例四提供一种调整用户服务质量的系统，如图4所示，该系统包括度量装置401和调整装置402，其中：

度量装置401，用于确定系统的负荷程度；

调整装置402，用于根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

具体而言，所述度量装置401的一种结构可以如图4所示，包括：第一设置单元411、等效用户数计算单元412、第一比较单元413，其中：

第一设置单元411，用于设置用户数门限；

等效用户数计算单元412，用于计算扇区的等效用户数；

第一比较单元413，用于比较所述等效用户数与用户数门限，当所述等效用户数超过该门限时，则确定系统负荷过重。

参见图5，图5是本发明实施例五提供的另一种调整用户服务质量的系统结构示意图，该系统包括度量装置501和调整装置502，其中：

度量装置501，用于确定系统的负荷程度；

调整装置502，用于根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

具体而言，所述度量装置501的一种结构可以如图5所示，包括：第二设置单元511、速率计算单元512、第二比较单元513；其中，

第二设置单元511，用于设置速率门限；

速率计算单元512，用于计算用于度量扇区内BE业务的前向负载的扇区内用户等效速率，将所述用户等效速率信息传送给第二比较单元513；

第二比较单元513，用于接收来自速率计算单元512的所述用户等效速率信息，根据所述用户等效速率，获得扇区内BE业务的前向负载信息。

对于如图4和图5所示的调整装置而言，在系统负荷重的情况下，通过以下单元之一或任意组合对不同用户分配资源的策略进行调整：动态调整等级用户的空口调度参数值的单元；将某些低等级或特定用户在一段时间内不参与空口调度的单元；释放某些低等级或特定用户的空口连接的单元。

如图6所示，为本发明实施例六提供的度量装置的另一个结构示意图，包括：第二设置单元611、速率计算单元612、第二比较单元613；其中，

第二设置单元611，用于设置速率门限；

速率计算单元612进一步包括：存储子单元6121和计算子单元6122；其中，

存储子单元6121，用于存储用于计算扇区内用户等效速率所需的计算式信息；

计算子单元6122，用于利用所述计算式，计算扇区的用户等效速率；

而第二比较单元613进一步包括：平均值计算子单元6131和滤波子单元6132；其中，

平均值计算子单元6131，用于计算预先设定的时间长度内所述用户等效速率的平均值AvgTh，将计算结果传送给滤波子单元6132；

滤波子单元6132，用于对平均值计算子单元6131的计算结果进行滤波处理。

需要说明的是，上述系统的实施例中有不详尽的内容可以参照前述方法实施例的内容介绍，此处不再赘述。

另外，上述说明是针对度量装置和调整装置在一个系统内的情况，例如，度量装置和调整装置在一个基站内；而在实际应用中，调整装置的部分功能也可以在基站控制器中实现。

本发明实施例七提供一种基站控制器，在基站负荷重的情况下，可以对不同用户分配资源的策略进行调整。具体而言，所述基站控制器包括：

接收单元，用于接收基站的负荷程度结果；

调整单元，用于在基站负荷重的情况下，释放某些低等级或特定用户的空口连接，从而及时调整用户服务质量。

对于其它通信系统而言，也可以采用类似的处理。下面，以WiMAX为例进行简单说明：

WiMAX系统资源包括：以正交频分复用技术(OFDM，OrthogonalFrequency Division Multiplexing)符号体现的时域资源；以子信道形式体现的频域资源；以多接收多发射分集(MIMO，Multiple Input Multiple Output)形式体现的空域资源；以及以发射功率形式体现的功率域资源。由于WiMAX系统调度单位是时隙(slot)，一个slot具有48个数据子载波，每个子载波可以承载1个调制符号。因此，时域上需要确定占用OFDM符号的数量；频域上需要确定频带和子信道数量。

WiMAX系统的负荷度量可以采用时隙的占用情况。根据系统的负荷情况高低和各个流的QoS要求来决定传输的字节数、编码调制方式、MIMO模式、时频资源位置和数量。

以上对本发明所提供的一种调整用户服务质量的方法及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 (14)

1.一种调整用户服务质量的方法，其特征在于，包括：

确定系统的负荷程度；

根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

2.根据权利要求1所述的调整用户服务质量的方法，其特征在于，按照以下方式确定系统的负荷程度：

设置用户数门限；

计算扇区的等效用户数；

比较所述等效用户数与用户数门限，当所述等效用户数超过该门限时，则确定系统负荷过重。

3.根据权利要求1所述的调整用户服务质量的方法，其特征在于，按照以下方式确定系统的负荷程度：

设置速率门限；

计算用于度量扇区内尽力保障BE业务的前向负载的用户等效速率；

比较所述用户等效速率与速率门限，当所述等效用户数超过该门限时，则确定系统负荷过重。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述用户等效速率的步骤包括：

所述用户等效速率等于预先设定的时间周期内所述扇区内所有用户传输的BE业务数据之和除以该时间周期内各个参与BE业务数据传输的用户参与调度时间之和。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述用户等效速率AvgTh进行滤波处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述进行滤波处理的步骤包括：设扇区当前预设时间长度内所述用户等效速率的平均值为AvgTh(n)，所述当前预设时间长度之前的同等预设时间长度内所述用户等效速率的平均值为AvgTh(n-1)，AvgTh(n)所占权重为α，则对AvgTh(n)进行滤波处理得到用于度量扇区内BE业务的当前前向负载的当前用户等效速率AvgTh(N)为：

AvgTh(N)＝(1-α)AvgTh(n-1)+αAvgTh(n)。

7.根据权利要求1所述的调整用户服务质量的方法，其特征在于，在系统负荷重的情况下，按照以下方式之一或任意组合对不同用户分配资源的策略进行调整：

动态调整等级用户的空口调度参数值；

将某些低等级或特定用户在一段时间内不参与空口调度；

释放某些低等级或特定用户的空口连接。

8.一种调整用户服务质量的系统，其特征在于，包括：

度量装置，用于确定系统的负荷程度；

调整装置，用于根据系统的负荷情况，对不同用户分配资源的策略进行调整。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述度量装置包括：

第一设置单元，用于设置用户数门限；

等效用户数计算单元，用于计算扇区的等效用户数；

第一比较单元，用于比较所述等效用户数与用户数门限，当所述等效用户数超过该门限时，则确定系统负荷过重。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述度量装置包括：

第二设置单元，用于设置速率门限；

速率计算单元，用于计算用于度量扇区内BE业务的前向负载的扇区内用户等效速率；

第二比较单元，用于比较所述用户等效速率与速率门限，当所述等效用户数超过该门限时，则确定系统负荷过重。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述速率计算单元包括：

存储子单元，用于存储用于计算扇区的用户等效速率的计算式信息；

计算子单元，用于利用所述存储子单元存储的计算式，计算扇区的用户等效速率。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第二比较单元包括：

平均值计算子单元，用于计算预先设定的时间长度内所述用户等效速率的平均值AvgTh；

滤波子单元，用于对所述平均值计算子单元的计算结果进行滤波处理。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述调整装置在系统负荷重的情况下，通过以下单元之一或任意组合对不同用户分配资源的策略进行调整：

动态调整等级用户的空口调度参数值的单元；

将某些低等级或特定用户在一段时间内不参与空口调度的单元；

释放某些低等级或特定用户的空口连接的单元。

14.一种基站控制器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收基站的负荷程度结果；

调整单元，用于在基站负荷重的情况下，释放某些低等级或特定用户的空口连接。

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