CN101242560A - 一种hsdpa系统中优化实时业务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种HSDPA系统中优化实时业务的方法，包括如下步骤：判断业务是否为实时业务，如果不是实时业务，则进行非实时业务处理；如果是实时业务，在进行实时业务处理前，终端和网络进行修改服务质量参数的交互过程；如果终端和网络在前面接受了修改服务质量参数的请求，则当实时业务处理结束后，终端和网络再次进行修改服务质量参数的交互过程；业务结束。本发明充分利用了HSDPA的资源，提高了用户感受度，具有很强的推广价值。

Description

一种HSDPA系统中优化实时业务的方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的接入技术，尤其涉及一种高速下行分组接入系统(HighSpeed Downlink Packet Access，以下简称HSDPA)中进行实时业务优化的方法。

背景技术

HSDPA是第三代合作组织(3rd Generation Partnership Project，以下简称3GPP)在R5协议中为了满足上/下行数据业务不对称的需求而提出的一种新技术，它很好地解决了系统覆盖与容量之间的矛盾，大大提升了系统容量，满足了用户的高速业务需求。HSDPA引入了短的传输时间间隔(2ms)、自适应调制和编码(Adaptive Modulation and Coding，以下简称AMC)、多码发射和混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request，以下简称HARQ)，并将分组调度器从无线网络控制器(Radio Network Controller，以下简称RNC)移到Node B中，从而更便于接入空口无线环境。

3GPP中将业务按QoS(Quality of Service，服务质量)分为四个大类，分别是会话类(Conversational)、流类(Streaming)、交互类(Interactive)和背景类(Background)。不同的业务有不同的特点，所要求的QoS也不同。表1总结了通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，以下简称UMTS)的四种QoS类别的主要参数。这四种业务类别最主要的区别在于业务对时延的敏感性，会话类业务如语音业务对时延最敏感，而背景类业务最不敏感。会话类和流类都是实时业务，都有保证比特速率的要求，保证比特率是满足一定概率内业务时延要求的速率。图1给出了不同类别业务对时延和误码的要求。

表1UMTS QoS类别及主要特点

	会话类	流类	交互类	背景类
					传输延迟	80ms-	250ms-	-	-
保证比特速率	高达2Mbps	高达2Mbps	-	-
					业务处理优先级	-	-	1，2，3	-
分配/保留优先级	1，2，3	1，2，3	1，2，3	1，2，3

综合考虑时延和业务速率的因素，表2描述了典型业务在HSDPA上的承载策略。

表2HSDPA承载策略

由于HSDPA主要在媒体接纳控制(Media Access Control，以下简称MAC)和物理层增强了无线接入网络(Radio Access Network，以下简称RAN)的下行发送能力，因此引入HSDPA之后对于业务的接入质量、链路保持方面的QoS没有大的影响。它的影响主要是RTT(往返)时延、平均下行吞吐率和峰值速率方面。一般来说，HSDPA的共享信道和分组调度特性使得HSDPA最合适承载非实时业务。

而现今在业务数字化、分组化、IP化的发展驱动下，电路交换域(Circuit-Switch domain，以下简称CS)业务将逐步从无线网络中淡出，取而代之的是分组交换域(Packet-Switched domain，以下简称PS)业务。并且，HSDPA具有吞吐率高的优势，运营商期望它能承载各种业务；此外，已经开始部署WCDMA/HSDPA网络的运营商还未找到一种像短信这样的“杀手锏”业务，而流业务、互动游戏普遍被认为是一种很有前途的业务。

下面以流类业务作一说明：

流业务是一种具有一定实时要求和服务速率要求的、能保持分组间相对时间关系并符合人类感受特性的单方向数据通信业务。它包括：音频流、视频流等。

流业务(如视频流业务、音频流业务)的数据包的大小基本不变，无突发性。流业务对误码率有较高的要求，要求的丢包率较低，对时延和时延抖动的要求较高。

流业务的主要特性如下：

1)数据速率要求低且相对恒定，一般为64kbps到384kbps；

2)时延要求较高，一般不超过5秒到10秒；

3)时延抖动要求高，一般不超过2秒到5秒；

4)较低的BLER(Block Error Ratio，块误码率)和较低的SDU(Service Data Unit，业务数据单元)残留BER(Bit Error Rate，误码率)，物理层BLER一般不应超过2％-5％，MAC层BER不超过0.1％；

5)顺序播放；

6)对上行流量没有要求，上行无需发送太多的数据。

流媒体等实时业务用户在整个网络覆盖区域接入和使用的时候，其业务质量必须保持稳定，不能随着信号质量的恶化或用户数增加而下降。由于HSDPA使用了AMC技术，用户的吞吐率会随着信号质量的降低而减小；同时还可知，各个HSDPA用户共享空中接口的无线资源，用户数目的增加将降低一个或多个用户的吞吐率。而这与流媒体等的实时业务特性相违背。

在HSDPA系统中的Qos中的参数：分配/保留优先级(Allocation/Retention Priorty，ARP)和业务处理优先级(Traffic Handling Priority)用于网络在资源分配和业务处理时对业务提供差异化服务，以满足不同类型业务例如流类和交互类的QoS和优先级要求，其中业务处理优先级仅对交互类业务有效，用于对交互类业务中不同承载的SDU的区分处理，以体现不同承载的质量。

业务优先级和用户优先级的最高级别在核心网定制，在业务指派时将协调好的业务优先级和用户优先级通知到无线网络控制器(RNC)，无线网络控制器在把业务优先级和用户优先级映射到无线资源管理的各个算法中，并被无线资源管理算法所使用，从而把业务优先级和用户优先级体现到无线资源的分配上。

业务和用户优先级和无线资源管理算法中的所体现的优先级映射关系如图2所示。从图2中可看出，业务指派时的业务类型和用户优先级(分配/保留优先级)构建成基本优先级，基本优先级是无线资源管理算法中对用户和业务进行差异化处理的基础。

基于基本优先级、队列调度算法则可以确定调度优先级、无线优先级，进而可保证高优先级业务/用户的服务质量。

下面以实时业务中的流媒体播放为例，再分析一下手机的工作过程：

移动用户通过手机用户签约的Qos参数浏览门户网站的网页，当发现感兴趣的流媒体内容时，进行点播。用户继续使用与浏览网页相同的Qos参数，将分组数据通过基站发送到GGSN(网关GPRS支持节点)，GGSN对分组数据进行相应的处理，再发送到移动流媒体服务器所在的网络，如因特网中。移动流媒体服务器对用户请求进行响应，由业务管理平台对数据进行认证并判断客户点播的内容及用户终端适配，若用户手机不支持要求播放的媒体格式，则返回用户信息提醒用户，否则将点播内容转交给移动流媒体服务器，移动流媒体服务器开始向用户手机发送相应的流媒体数据，来自因特网的标记有移动台地址的流媒体数据分组，由GGSN接收，并转换成HSDPA网络所能处理的数据形式，继而通过基站子系统传送到用户手机上。当用户手机上的流媒体缓冲区装满后，流媒体播放器开始在手机屏幕上向用户播放流媒体，与此同时，移动流媒体服务器在后台继续源源不断地向用户发送流媒体数据，直到文件播放结束。

从上述手机的工作过程中，可以看出，在当今的HSDPA系统中，不考虑其所进行业务的种类，一律使用签约所确定Qos参数，换句话说，用户所进行的业务种类于其所应当对应的无线优先级没有任何联系。在这种情况下当用户签约流类时，进行交互类业务，则对于网络来说是一种浪费，但是当用户签约交互类，却进行流业务，则会影响用户的感受度。这是一个比较不合理的现象。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题是提供一种HSDPA系统中根据终端所进行的业务类别确定QoS参数进而进一步优化实时业务的方法，该方法能够针对现有HSDPA系统中用户签约和用户进行业务种类所存在的问题和不足，充分利用无线接入网络资源，提高用户感受度，优化用户所进行业务种类和所需无线优先级之间的矛盾。

本发明具体是这样实现的：

一种HSDPA系统中优化实时业务的方法，包括如下步骤：判断业务是否为实时业务，如果不是实时业务，则进行非实时业务处理；如果是实时业务，在进行实时业务处理前，终端和网络进行修改服务质量参数的交互过程；如果终端和网络在前面接受了修改服务质量参数的请求，则当实时业务处理结束后，终端和网络再次进行修改服务质量参数的交互过程；业务结束。

按上述方案，所述判断业务是否为实时业务包括：通过检测终端中与实时业务相关的软件的启动来确定进行的为实时业务；或者，通过检测终端设有的缓存来确定进行的为实时业务；或者，通过检测终端浏览器的MIME的标记来确定进行的为实时业务。

按上述方案，所述终端和网络进行修改服务质量参数的交互过程包括如下步骤：终端发出修改服务质量参数的Modify PDP Context request；网络判断是否接受该请求，如果不接受，则维持原有的服务质量参数；如果网络接受，则网络回复Modify PDP context accept，该实时业务使用新的服务质量参数。

按上述方案，所述终端和网络第一次进行修改服务质量参数的交互过程为基于提高服务质量的交互，包括如下步骤：终端发出Modify PDP Context request，该信息中包含新请求的服务质量参数，该服务质量参数中，Precedence class和Traffic handling priority将会在用户签约的服务质量范围内提高一个优先级；网络在接收到Modify PDP Context request后，将根据现有的网络资源判断是否接受，接受则网络将依据高优先级服务质量参数选择一个高的无线优先级，并回复一个Modify PDP context accept消息；拒绝则终端将维持原有的服务质量参数。

按上述方案，所述终端和网络再次进行修改服务质量参数的交互过程为基于降低服务质量的交互，包括如下步骤：终端发出Modify PDP Context request，该信息中包含新请求的服务质量参数，该服务质量参数中，Precedence class和Traffic handling priority将会在用户签约的服务质量范围内降低一个优先级；网络在接收到Modify PDP Context request后，将依据低优先级服务质量参数选择一个低的无线优先级，并回复一个Modify PDP contextaccept消息。

由于采用了上述处理过程，本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明依据终端对所进行业务种类的识别，采用不同的业务种类对应不同的QoS，从而更充分的利用了HSDPA的资源，提高了用户感受度。本发明简单、效果好、具有很强的推广价值。

附图说明

图1是UMTS中不同类别业务对时延和误码的要求示意图；

图2是业务/用户优先级和无线资源管理算法中所体现的优先级映射关系图；

图3是本发明的处理流程图；

图4是本发明中修改Qos的PDP Context Modification交互的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施作进一步的说明：

如图3所示，本发明包括如下步骤：

1、终端取得用户签约的Qos参数；

2、初始数据业务请求Qos参数；

3、在进行分组交换域业务时，首先判断网络是否接受该业务，如果不接受，则结束该业务；

4、如果网络接受该业务，则判断该业务是否为流媒体等实时业务，如果不是流媒体等实时业务，则进行非实时业务处理；

5、如果是流媒体等实时业务，在进行流媒体播放等实时业务前，终端和网络进行修改Qos的PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)Context Modification交互过程；

6、进行流媒体播放等实时业务；

7、当流媒体播放等实时业务结束后，如果网络在步骤5中接受进行修改Qos的请求，则终端和网络再次进行修改Qos的PDP Context Modification交互过程，否则进入第八步；

8、业务结束。

其中，步骤4中判断该业务是否为流媒体等实时业务包括如下方法：

1)要进行流媒体等实时业务必须要启动相关的软件，通过相关软件的启动来确定进行的为流媒体等实时业务；

2)播放流媒体时本地会设有缓存来保持一定时间的业务连续，因此也可通过检测设有的缓存，来确定所进行的业务为流媒体等实时业务；

3)流媒体播放需要浏览器的支持。通常情况下，浏览器是采用MIME(Multi-purposeInternet Mail Extension，多用途因特网邮件扩充)来识别各种不同的简单文件格式，所有的Web浏览器都是基于HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传送协议)协议，而HTTP协议都有内建MIME。所以Web浏览器能够通过HTTP协议中的MIME来标记Web上众多的多媒体文件格式，包括各种流媒体文件格式。因此可通过MIME的标记来确定所进行的业务为流媒体等实时业务。

如图4所示，步骤5和步骤7中修改Qos的PDP Context Modification交互过程包括如下子步骤：

1)终端发出修改Qos的Modify PDP Context request；

2)网络判断是否接受，如果不接受，则维持原有的Qos参数；

3)如果网络接受，则网络回复Modify PDP context accept，业务使用新的Qos参数。

以下是本发明的一个具体实施实例，本发明的步骤5中基于提高Qos的PDP ContextModification交互过程包括如下子步骤：

5-1、终端发出Modify PDP Context request，该信息中包含新请求的Qos参数。该Qos参数中，Precedence class和Traffic handling priority将会在用户签约的Qos范围内提高一个优先级；

5-2、网络在接收到Modify PDP Context request后，将根据现有的网络资源判断是否接受，接受则转入5-3，拒绝则转入5-4；

5-3、网络将依据高优先级Qos参数选择一个高的无线优先级，并回复一个Modify PDPcontext accept消息；

5-4、终端将维持原有的Qos参数。

本发明的步骤7中基于降低Qos的PDP Context Modification交互过程包括如下子步骤：

7-1、终端发出Modify PDP Context request，该信息中包含新请求的Qos参数，该Qos参数中，Precedence class和Traffic handling priority将降低一个优先级；

7-2、网络在接收到Modify PDP Context request后，将依据低优先级Qos参数选择一个低的无线优先级，并回复一个Modify PDP context accept消息。

本发明所涉及的修改Qos参数过程可以按照如下程序实现：

501).Modify PDP Context request.QoS.Precedence class＝2(Normal priority)

.Modify PDP Context accept.Negotiated QoS.Traffic handling priority＝2(Prioritylevel 2)

502).Modify PDP Context accept.QoS.Precedence class＝2(Normal priority)

.Modify PDP Context accept.Negotiated QoS.Traffic handling priority＝32(Priority level 2)

701).Modify PDP Context request.QoS.Precedence class＝3(Low priority)

.Modify PDP Context request.Negotiated QoS.Traffic handling priority＝3(Priority level 3)

702).Modify PDP Context accept.QoS.Precedence class＝3(Low priority)

.Modify PDP Context accept.Negotiated QoS.Traffic handling priority＝3(Prioritylevel 3)

以上所述仅为本发明的示意性实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种HSDPA系统中优化实时业务的方法，包括如下步骤：

1.1、判断业务是否为实时业务，如果不是实时业务，则进行非实时业务处理；

1.2、如果是实时业务，在进行实时业务处理前，终端和网络进行修改服务质量参数的交互过程；

1.3、如果终端和网络在步骤1.2中接受了修改服务质量参数的请求，则当实时业务处理结束后，终端和网络再次进行修改服务质量参数的交互过程；

1.4、业务结束。

2. 如权利要求1所述的优化实时业务的方法，其特征在于，步骤1.1中判断业务是否为实时业务包括：

通过检测终端中与实时业务相关的软件的启动来确定进行的为实时业务；或者，

通过检测终端设有的缓存来确定进行的为实时业务；或者，

通过检测终端浏览器的MIME的标记来确定进行的为实时业务。

3. 如权利要求1或2所述的优化实时业务的方法，其特征在于，步骤1.2和步骤1.3中终端和网络进行修改服务质量参数的交互过程包括如下步骤：

3.1、终端发出修改服务质量参数的Modify PDP Context request；

3.2、网络判断是否接受该请求，如果不接受，则维持原有的服务质量参数；

3.3、如果网络接受，则网络回复Modify PDP context accept，该实时业务使用新的服务质量参数。

4. 如权利要求1或2所述的优化实时业务的方法，其特征在于，步骤1.2中终端和网络进行修改服务质量参数的交互过程为基于提高服务质量的交互，包括如下步骤：

4.1、终端发出Modify PDP Context request，该信息中包含新请求的服务质量参数，该服务质量参数中，Precedence class和Traffic handling priority将会在用户签约的服务质量范围内提高一个优先级；

4.2、网络在接收到Modify PDP Context request后，将根据现有的网络资源判断是否接受，接受则转入4.3，拒绝则转入4.4；

4.3、网络将依据高优先级服务质量参数选择一个高的无线优先级，并回复一个ModifyPDP context accept消息；

4.4、终端将维持原有的服务质量参数。

5. 如权利要求4所述的优化实时业务的方法，其特征在于，步骤1.3中终端和网络再次进行修改服务质量参数的交互过程为基于降低服务质量的交互，包括如下步骤：

5.1、终端发出Modify PDP Context request，该信息中包含新请求的服务质量参数，该服务质量参数中，Precedence class和Traffic handling priority将会在用户签约的服务质量范围内降低一个优先级；

5.2、网络在接收到Modify PDP Context request后，将依据低优先级服务质量参数选择一个低的无线优先级，并回复一个Modify PDP context accept消息。

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