CN101502056B

CN101502056B - 在无线通信网络中确定承载信道的优先级

Info

Publication number: CN101502056B
Application number: CN2007800289274A
Authority: CN
Inventors: 王雅楼
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-07-25
Also published as: JP2009545913A; ATE489792T1; EP2047644A1; WO2008018993A1; US7855958B2; CN101502056A; US20080031273A1; JP5043110B2; EP2047644B1; KR20090029822A; DE602007010784D1; KR101096507B1

Abstract

提供一种在提供各种预定级别的服务质量的无线通信网络中确定无线承载信道的优先级的方法。该方法涉及确定将要应用于无线承载信道的表示优先级等级的数值。这是通过为该承载信道的至少两个服务质量属性中的每一个指定相应的数值、然后处理所述值以便为该承载信道提供优先级等级来完成的。

Description

在无线通信网络中确定承载信道的优先级

技术领域

本申请涉及通信，尤其涉及无线通信。

背景技术

第三代或者更高代的网络包括那些广泛地根据第三代合作伙伴计划3GPP的标准的网络，例如通用移动通信系统(UMTS)网络。在作为第三代或者更高代的用于无线通信的网络中，许多不同类型的服务是可能的，例如多媒体服务。这些服务包括需要实时传输的应用，例如语音和视频流。这些服务还包括定时不太关键的应用，例如web浏览、文件下载和其他数据服务。

在3GPP或UMTS无线网络中，呼叫连接涉及在被称为承载或承载信道的一条或多条信道上的通信数据流，即业务。为了向用户成功地提供上述的各种服务，已在如何为各种类型的业务确保可接受的服务质量QoS上作出了大量努力。基本上，承载根据其所运送的业务类型而利用不同的优先级来处理。因此，判断应该利用什么样的QoS来处理承载很重要。

如在第三代合作伙伴计划3GPP的技术规范TS23.107中所详述的，许多被用来描述应该如何处理承载的QoS属性已经由3GPP标准进行了定义。这既用于端到端的UMTS承载，也用于其中的无线接入承载。端到端UMTS承载是那些在移动用户终端与核心网网关之间的承载。无线接入网络承载常常被称为RAB承载，其涉及从仅移动用户终端远至核心网边缘节点(其是在核心网网关之前到达的)的数据流路径的一部分。

这些QoS属性中较重要的属性包括分配/保持优先级以及通常的四种QoS业务种类，即后台、交互式、流式和对话式。对于交互式业务，业务处理优先级THP也是重要的。其他重要的QoS属性涉及比特率，例如指定比特率、保证比特率或最大比特率。

在对承载进行优先级排序的过程中，通常所知的方法是根据业务种类对承载进行优先级排序，其中对话式种类的承载被给予最高优先级，以及后台种类的承载被给予最低优先级。考虑到在交互式种类内存在三种业务处理优先级THP级别，这给出六级别的优先级方案。结果，分配/保持优先级和比特率未被考虑。

另一种已知的方法是在一系列的分级步骤(通常称作决策树)中考虑各种QoS属性以便根据优先级对承载进行排序。承载根据第一QoS属性被分类成组，然后进一步在那些组内使用第二QoS属性进行分类，等等。这涉及在基站或基站控制器中的大量处理。而且，在诸如UMTS网络之类的网络中，尽管为了提高业务处理性能，但是这种为了QoS而对承载的重排序被频繁地进行，这对所需的控制信令的数量以及业务处理性能具有不利的影响。

发明内容

本发明人认识到，通过同时考虑多个QoS属性来估计将要提供给承载的优先级将是可能的。

本发明的一个例子是一种在提供各种预定级别的服务质量的无线通信网络中确定无线承载信道的优先级的方法。该方法涉及确定将要应用于无线承载信道的表示优先级等级(rating)的数值。这通过为该承载信道的至少两个服务质量QoS属性指定相应的数值、然后处理该值以便为该承载信道提供优先级等级来实现。

承载优先级等级是单个数值，这使得易于在控制业务中进行处理，而在考虑多个适当加权的QoS属性的过程中也是全面的。

本发明可以允许在确定承载优先级的过程中考虑承载的比特率，例如保证比特率。比特率对承载使用多少资源(例如功率和网络带宽)可以具有显著的影响。因此，在对承载进行优先级排序的过程中考虑比特率会是有用的。

附图说明

现在将通过实例并参考附图来描述本发明的实施例，其中：

图1是说明根据本发明第一实施例的用于移动通信的网络的图；

图2是说明图1中所示的无线网络控制器的图；

图3是更详细地说明图2中所示的无线网络控制器的实例的图。

具体实施方式

当考虑一个已知系统时，本发明人认识到分开考虑每一个属性，并且依次具有缺点。

本发明人认识到，通过同时考虑多个QoS属性来估计将更被提供给承载的优先级将是可能的。

示例网络

一个示例网络是通用移动通信系统(UMTS)陆地接入网(UTRAN)，其是一种类型的用于移动通信的宽带码分多址(CDMA)网络。UTRAN网络基本上如图1所示。为了简单起见，仅示出UTRAN网络2的一个无线网络控制器和两个基站。如该图所示，UTRAN网络2包括基站4。在该图中，每一个基站4根据UMTS术语也被称为“节点B”。也称为扇区的小区是由基站的相应天线所服务的无线覆盖区域。典型地，每一个基站具有三个小区6，每一个小区由三个定向天线7之一所覆盖，所述三个定向天线7彼此成120度的方位角。每一个无线网络控制器(RNC)8典型地控制几个基站4，并且因此控制多个小区6。基站4经由被称为IuB接口的相应接口10与控制它的无线网络控制器(RNC)8连接。在使用中，移动用户终端12(在UMTS术语中常常被称为用户设备(UE))经由至少一个基站4的至少一个小区6来与服务无线网络控制器(RNC)8进行通信。这样，该移动用户终端就与UTRAN网络2进行通信。

QoS属性

呼叫连接的通信流(被称作承载或承载信道)根据它们运送的业务类型来利用在资源分配方面的不同优先级来处理。

如前面所述，正如在第三代合作伙伴计划3GPP的技术规范TS23.107中所详述的那样，在UMTS网络中许多被用来描述应该如何处理承载的QoS属性已经被定义。这既用于端到端的UMTS承载，也用于其中的无线接入承载。端到端UMTS承载是那些在移动用户终端与核心网网关之间的承载。无线接入网络承载常常被称作RAB承载，其涉及从仅移动用户终端远至核心网边缘节点(其是在核心网网关之前到达的)的数据流路径的一部分。

QoS属性包括分配/保持优先级(ARP)，四个QoS业务种类，即后台、交互式、流式和对话式。对于交互式业务，业务处理优先级THP也很重要。其他QoS属性是指定比特率、保证比特率和最大比特率。

根据QoS属性对承载进行优先级排序

基本上为了产生用于承载的优先级等级，同时考虑多个QoS属性以便产生表示优先级的单个数字。

在无线网络控制器RNC 8中对承载进行优先级排序，这常常也被称作分等级。如图2所示，控制基站(未在图2中示出)的RNC 8包括承载优先级排序器14。RNC 8还包括作为输入连接到承载优先级排序器14的转换器15。承载优先级排序器14包括处理器16，该处理器16由用于预选的权重的权重应用级18和加法器20组成。该加法器20具有输出22。

承载优先级值由承载优先级排序器14来确定。

对于任何特定的承载，承载优先级排序器14接收相关联的QoS属性，其在图2中被表示为A₁、A₂、...、A_N。如果这些属性还不是数值形式，那么就根据预定规则由转换器15将它们转换为数值形式。直接使用已经处于数值形式的属性，例如分配/保持优先级(ARP)、比特率、延迟、和/或差错率。

处于数值形式的属性被传递到承载优先级排序器14，并通过在处理器16的权重应用级18进行适当地加权而在其处理器16中进行处理。适当的权重被应用于每一个属性值。要被应用的权重值是预定的。权重被存储以供在权重应用级18中使用。权重在图2中被表示为W₁、W₂、...、W_N。选择权重以便考虑到每一个属性的相对重要性。

经加权的属性随后由加法器20进行求和以在输出22处提供承载的优先级值。

该方法可以被写为下列公式(公式1)：

承载优先级值＝A₁*W₁+A₂*W₂+......+A_n*W_n

其中A_i表示承载的第i个QoS属性，以及W_i表示表示该属性的权重，i是等于或大于2的整数值。

上面的公式为一个承载优先级等级给出单个值，因此在后续由承载优先级排序器14将资源分配给承载的过程中容易进行承载之间的直接的优先级比较。该资源是无线资源或其他网络资源。

每当承载的QoS属性改变时，就为承载再次执行承载优先级值的计算。

权重和QoS属性的特定例子

上面描述的更一般的情况的特定例子由下列公式(公式2)来给出：

承载优先级值＝ARP*10+业务种类+保证比特率/1000

在这个特定的例子中，承载是无线接入承载(RAB)，而且，分配/保持优先级(ARP)是整数值。对于与UMTS标准的版本1到版本5中的任何一个兼容的网络，可能值为ARP＝1、2、3。1表示比3更高的分配/保持优先级。(在根据UMTS标准的版本6的一些可选实施例(未示出)中，ARP可以取1、2、3...直到15的值。)

此外，使用下列固定关系将业务种类转换为整数值：

对话式＝1

流式＝2

交互式(THP＝1)＝3

交互式(THP＝2)＝4

交互式(THP＝3)＝5

后台＝6。

此外，比特率是当前指定的无线承载比特率。该比特率遵守3GPP的允许的承载速率组合，并且范围从8千比特每秒(kbps)到384kbps，其使用了三位数。例如，对于上面的公式2，128kbps被取作128，64kbps被取作064(因此除以1000将得到0.064)，等等。

如图3所示，承载优先级值由在控制基站(未在图3中示出)的无线网络控制器RNC 8’中的承载优先级排序器14确定。该RNC 8还包括转换器15，该转换器15操作来根据上面解释的预定规则将与承载相关联的QoS属性转换为数值。该承载优先级排序器14’包括处理器16’，该处理器16’由用于预选的权重的权重应用级18’和加法器20’组成。处于数值形式的三种属性，即ARP、业务种类和比特率，通过在处理器16’的权重应用级18’中被适当地加权而在处理器16中被处理，然后由加法器20’求和以便在输出22’处提供承载优先级值。

上面的公式(公式2)为一个承载优先级等级给出单个值，因此在后续由承载优先级排序器14将网络或无线资源分配给承载的过程中容易进行承载之间的直接的优先级比较。

值越小，承载优先级越高。

例如，对于ARP＝2、THP＝2以及比特率为128k的承载，其被计算为具有的优先级值为24.128。因此，该承载具有比ARP＝1、THP＝3、比特率为128k、从而具有优先级值为13.128的承载更低的优先级。

顺便提一句，上述的优先级值为24.128的承载也具有比ARP和THP相等的、64k比特率的承载(其优先级值为24.064)更低的优先级。

优先级值的使用

一旦被确定，承载优先级值就被无线网络控制器用于承载QoS控制。这是重要的，因为网络和无线资源(例如容量和发射功率)受到限制，所以需要动态QoS控制以便最佳地处理业务。这基本上意味着计算出的承载优先级被用来决定哪个承载何时得到哪些资源。

作为例子，两个承载具有相等的分配/保持优先级(ARP)和THP，但是第一承载具有指定的比特率384kbps，以及第二承载具有指定的比特率128kbps。因而，第一承载比第二承载具有更高的经计算的优先级值，所以在资源方面得到更低的优先级。如果资源变得稀少，则第一承载被降级到一个减小的指定比特率，比方说64kbps。然后重新计算它的承载优先级值，并且发现其已经减小。因而，从那时起就给予其比第二(128kbps)承载信道更高的优先级，所以必要时，将对第二信道进行指定的速率的下一次降级。这是一种动态公平的方法，因为它避免具有较低指定速率的用户在资源分配方面相比于当前具有较高的指定比特率而其他方面类似的用户处于过度不利的地位。

总则

该方法是灵活的，例如可以很容易考虑附加的或者可选的QoS属性。

在一些实施例中，不是每当承载的QoS属性改变时就再次执行上面的承载优先级计算，而是仅仅执行一次承载优先级计算，特别是在承载建立时，并且在呼叫连接的持续时间认为其是正确的。

在一些实施例中，选择权重以使权重是整数。在一些实施例中，选择权重以使经加权的属性也是整数。这使得处理变得更容易。

一些实施例与UMTS网络相关，但是本发明的方法也能够被用在基于服务质量责任而对承载信道进行优先级排序的其他网络中。业务信道的任何QoS属性都可以使用，例如区分服务(DiffServ)代码点(DSCP)。

本发明在不脱离其必要特征的情况下可以以其他特定形式来具体实现。应当认为所描述的实施例在所有方面都仅仅是说明性的，而不是限制性的。特别地，可以使用其他QoS属性和/或QoS属性的组合，和/或不同的权重、权重值和/或权重的组合。例如，可以选择权重以便较低的承载优先级值指示较低的优先级，而不是较高的优先级。

因此，本发明的范围由所附权利要求书来限定，而不是由前面的描述来限定。所有在权利要求书的含义以及等同范围内的变化都应被包含在其范围内。

Claims

1.一种在提供各种预定级别的服务质量的无线通信网络中通过以下步骤来确定无线承载信道的优先级的方法：

确定将要应用于无线承载信道的表示优先级等级的数值，这是通过以下步骤来实现的：

为所述承载信道的至少两个服务质量属性的每一个指定相应的数值；

处理所述值以便为所述承载信道提供所述优先级等级，

其中所述值是通过被加权和求和来进行处理的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中选择权重以使所述权重是整数。

3.根据权利要求2所述的方法，其中选择权重以使经加权的属性是整数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述属性包括具有分配/保持优先级、业务种类、保证比特率、最大比特率的组中的两个或更多个。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述属性是分配/保持优先级、业务种类、以及指定比特率。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述分配/保持优先级被指定1与15之间的值，并由因子10进行加权，业务种类被指定1与6之间的值，并由因子1进行加权，以及指定比特率取一个表示每秒千比特的值，并由因子10^-3进行加权。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络是通用移动通信系统(UMTS)网络，以及所述属性之一是业务种类，

所述业务种类能够选自对话式、流式、业务处理优先级＝1的交互式、业务处理优先级＝2的交互式、业务处理优先级＝3的交互式、以及后台业务种类；

所述对话式业务种类被指定的值为1；

所述流式业务种类被指定的值为2；

业务处理优先级＝1的所述交互式的业务种类被指定的值为3；

业务处理优先级＝2的所述交互式的业务种类被指定的值为4；

业务处理优先级＝3的所述交互式的业务种类被指定的值为5；以及

所述后台业务种类被指定的值为6。

8.一种通过以下步骤在无线通信网络中使资源分配适于无线承载信道的方法：

应用根据权利要求1所述的确定优先级的方法，以及

根据所述优先级等级，使资源分配适于无线承载信道。

9.一种无线通信网络，其被配置成提供各种预定级别的服务质量，

所述网络包括网络节点，所述网络节点操作来确定将要应用于无线承载信道的表示优先级等级的数值；

所述网络节点包括转换器和处理器；

所述转换器被配置成为所述承载信道的至少两个服务质量属性中的每一个指定相应的数值；

所述处理器被配置成处理所述值以便为所述承载信道提供所述优先级等级，

其中所述值是通过被加权和求和来进行处理的。