CN101959260A - 一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法和装置 - Google Patents

一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法和装置，当接收到移动台发起的新业务流接入请求，该方法包括：A、计算系统中每帧的可用时隙资源Cavailable和所述新业务流所需的时隙资源Cnew；B、如果M％×Cavailable≥Cnew，其中M％为系统中的预留百分率，则接纳该新业务流，否则转入步骤C；C、如果Cavailable＜Cnew，则拒绝该新业务流，否则转入步骤D；D、计算该新业务流的用户优先级Pnew，计算系统中已有业务流的平均用户优先级，记为Paverage，如果Pnew＞Paverage，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。应用本申请提供的方法和装置体现了接纳控制的优先级，并且还提供了业务流最小速率的QoS保证。

Description

一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法和装置
技术领域
本发明涉及宽带无线接入技术，尤其涉及WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access，全球微波互操作性)系统中实现接纳控制的方法和装置。
背景技术
宽带无线接入系统的发展非常迅速，其对资源分配的要求也越来越高。现有技术中，一般由基站(Base Station，BS)按照一定的策略将资源分配给各移动台(Mobile Station，MS)使用。在无线环境下对MS实施分组调度的方法一般需要考虑以下几点：
1、无线链路的可变性；2、公平性；3、服务质量(Quality of Service，QoS)；4、数据吞吐量和信道使用率；5、能力约束及实用性等。
在现有技术中，为了满足QoS的需求，首先要在资源分配之前引入接纳控制，对接入网络的业务流进行限制，所述接纳控制是指根据当前的负载状态决定是否接纳新的业务流或现有业务流对资源的进一步需求，通过控制同一时刻网络服务业务流的数量，保证已接入业务流的QoS，避免系统中业务流的QoS需求总和超过网络能够承载的上限。
如图1所示，现有技术中实现接纳控制的方法包括：
步骤101，基站接收到移动台发起的新业务流接入请求后，计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
步骤102，将系统中每帧的可用时隙资源与所述新业务流所需的时隙资源进行比较，如果系统中每帧的可用时隙大于等于所述新业务流所需的时隙资源则接纳所述新业务流，否则拒绝。
根据上述描述可知，现有WiMAX系统中对业务流的接纳控制没有考虑用户优先级，从而导致系统中的时隙资源得不到有效的利用。
发明内容
本发明提供一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法和装置，用于克服WiMAX系统中接纳控制方法不能有效利用系统中时隙资源的问题。
一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法，当接收到移动台发起的新业务流接入请求，包括：
A、计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
B、判断所述可用时隙中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则转入步骤C；
C、判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则转入步骤D；
D、判断该业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
本发明实施例还提供一种基站，包括：
预处理装置，用于当接收到移动台发起的新业务流接入请求，计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
接纳装置，用于判断所述可用时隙资源中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于所述每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则计算该新业务流的用户优先级，并判断该新业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
本发明实施例提供的方法和装置在接纳控制某一业务时，首先判断系统可用带宽中的预留时隙资源是否能够接纳新业务流，如果不能接纳，则再判断系统中总的可用时隙资源是否能够接纳该新业务流，如果能，则根据新业务的用户优先级接纳所述新业务流，通过本发明实施例所提供的方法和装置，在体现接纳时的优先级的同时，还提供了业务流最小速率的QoS保证；另外系统中的时隙资源得到了有效利用。
附图说明
图1为现有技术中实现接纳控制的方法流程图；
图2为本发明实施例一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法的流程图；
图3为本发明实施例中计算系统中每帧的可用时隙资源的方法的流程图；
图4为应用本发明实施例实现接纳控制的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种基站的结构图；
图6为本发明实施例提供的一种基站中预处理装置的结构图；
图7为本发明实施例提供的一种基站中接纳装置的结构图。
具体实施方式
本发明实施例一种全球微波互操作性WiMAX系统中实现接纳控制的方法，当基站接收到移动台发起的新业务流接入请求，该方法包括：A、计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；B、判断所述可用时隙中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则转入步骤C；C、判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则转入步骤D；D、判断该业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图2所示，本发明实施例一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法，当基站接收到移动台发起的新业务流接入请求时，具体包括步骤：
步骤201，计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
步骤202，判断所述可用时隙中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则转入步骤203；
步骤203，判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则转入步骤204；
步骤204，将该业务流的用户优先级与预设的用户优先级进行比较，如果所述新业务流的用户优先级大于等于预设的用户优先级，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
如图3所示，在步骤A中，计算系统中每帧的可用时隙资源可以采用以下步骤实现：
步骤301，计算系统中每帧总的时隙资源和系统中所有开销消息占用的时隙资源，并用总的时隙资源减去所述开销消息占用的时隙数得到系统每帧可用于媒体数据的时隙资源；
步骤302，计算系统中已有连接的最小速率所需的时隙资源，并将所述每帧可用于媒体数据的时隙资源减去所述已有连接的最小速率所需的时隙资源得到系统中每帧的可用时隙资源。
如图4所示，在实际应用中，本发明实施例实现方法可以包括步骤：
步骤401，计算系统中每帧总共的时隙资源。
根据WiMAX的帧长度、子载波数量、符号数以及上下行符号比，计算出当前系统中每帧总共的物理Slot数(时隙资源)，记为Call。
步骤402，计算系统中已用的时隙资源，具体包括：
A.计算系统中固定的Preamble、帧控制头(Frame Control Header，FCH)、下行链路图(Down Link Map，DLMAP)、上行链路图(Up Link Map，ULMAP)以及其他管理消息【如下行信道描述符(Downlink Channel Descriptor，DCD)、上行信道描述符(Uplink Channel Descriptor，UCD)】的开销，计算出一定时间内分配给所有开销消息的Slot数，再平均到每帧作为开销消息占用的时隙资源，记为Coverhead。
B.计算得到系统中每帧可用于媒体数据的所有时隙资源，记为Cmedia，其值由每帧的总时隙资源减开销消息在每帧中占用的时隙资源得到，即Cmedia＝Call-Coverhead。
C.计算系统中已有连接的最小速率所需要的时隙资源。
根据每个移动台的调制编码速率(记为MPR)和调制编码方式，折算得到已有连接的最小速率所需要的时隙资源，调制编码方式与MPR的对应关系如表1所示，从表1折算出每个连接要满足最小速率在每帧需要的Slot数，即可得到系统中已有连接的最小速率所需要的时隙数，记为Cold。
  调制方式和编码速率  每个Slot可承载的数据(Bytes)
  QPSK 1/2   6
  QPSK 3/4   9
  16QAM 1/2   12
  16QAM 3/4   18
  16QAM 3/5   14.4
  16QAM 4/5   19.2
  64QAM 1/2   18
  64QAM 2/3   24
  64QAM 3/4   27
  64QAM 5/6   30
表1
步骤403，计算可用于新业务流的时隙资源(即可用带宽)，记为Cavailable，Cavailable＝Cmedia-Cold。根据移动台的调制编码方式和MPR折算出新业务流的最小速率所需的时隙资源，并将计算得到的时隙资源作为所述新业务流所需的时隙资源，记为Cnew。
步骤404，将每帧的可用时隙资源(Cavailable)乘上预设的预留百分率(M％)得到当前的预留时隙资源，如果M％×Cavailable≥Cnew，则直接接纳该新业务流，否则转入步骤407，其中M的取值范围为0～100，一般取值为80。
其中，WiMAX系统中有5种QoS类型的业务，在做接纳控制的时候需要分别进行考虑。5种QoS类型的业务分别为：
主动授予业务(Unsolicited Grant Service，UGS)是一种实时数据传输业务，它提供最小预留速率的QoS保证，最大可维持速率等于最小预留速率，并且还提供时延和抖动的保证。
实时可变速率/扩展实时可变速率业务(Real-Time Variable-Rate/ExtendedReal-Time Variable-Rate，RTVR/ERTVR)是一种实时数据传输业务，它提供最小预留速率的QoS保证，一般不能超过其最大可维持速率，并且还提供时延和抖动的保证。RTVR/ERTVR业务还支持的QoS参数为业务优先级，低优先级的业务流可能会比高优先级的滞后服务。
非实时可变速率业务(Non-Real-Time Variable-Rate，NRTVR)是一种非实时数据传输业务，它提供最小预留速率的QoS保证，一般不能超过其最大可维持速率。NRTVR业务还支持的QoS参数为业务优先级，低优先级的业务流可能会比高优先级的滞后服务。
尽力而为业务(Best Effort，BE)是一种非实时数据传输业务，它不提供任何速率方面的QoS保证，只是在系统的能力范围内尽量为其服务，并且不能超过其最大可维持速率。BE业务还支持的QoS参数为业务优先级，低优先级的业务流可能会比高优先级的滞后服务。
根据上述5中业务的特点在接纳控制时，分别设置各任务的M值，五种业务M值的排列顺序是主动授予业务＞实时可变速率/扩展实时可变速率业务＞非实时可变速率业务＞尽力而为业务。
步骤405，将每帧的可用时隙资源(Cavailable)与所述新业务流的所需时隙资源Cnew进行比较，如果Cavailable＜Cnew，则拒绝该新业务流，否则转入步骤408。
步骤406，计算该新业务流的用户优先级，记为Pnew。计算系统中已有业务流的平均用户优先级，记为Paverage。
步骤407，将新业务的用户优先级(Pnew)与系统中已有业务的平均用户优先级(Paverage)进行比较，如果Pnew＞Paverage，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
步骤408，更新系统中已各业务流的业务流参数和用户优先级参数，其中，所述业务流参数包括业务流的最小预留速率和最大维持速率。
如图5所示，本发明实施例还提供一种基站，在WiMAX系统中，当该基站接收到移动台发起的新业务流接入请求，包括预处理装置501和接纳装置502：
预处理装置501，用于当接收到移动台发起的新业务流接入请求，计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
接纳装置502，用于判断所述可用时隙资源中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于所述每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则计算该新业务流的用户优先级，并判断该新业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
如图6所示，所述预处理装置包括第一预处理模块601、第二预处理模块602和第三预处理模块603：
第一预处理模块601，用于计算系统中每帧的时隙资源和系统中所有开销消息占用的时隙资源，并用所述总时隙资源减去所述开销消息占用的时隙资源得到系统每帧可用于媒体数据的时隙资源；
第二预处理模块602，用于计算系统中已有连接的最小速率所需的时隙资源，并将所述每帧可用于媒体数据的时隙资源减去所述已有连接的最小速率所需的时隙资源得到系统中每帧的可用时隙资源；
第三预处理模块603，用于根据移动台的调制编码方式和调制编码速率计算所述新业务流的最小速率所需占用的时隙资源，并将计算得到的时隙资源作为所述新业务流所需的时隙资源。
如图7所示，所述接纳装置502包括第一接纳模块701和第二接纳模块702：
第一接纳模块701，用于判断所述可用时隙资源中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则执行第二接纳模块；
第二接纳模块702，用于判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于所述每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则计算该新业务流的用户优先级，并判断该新业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
该第二接纳模块还用于计算得到系统中已连接业务流的平均用户优先级，并将计算得到的平均用户优先级作为预设的用户优先级。
本发明实施例提供的方法和装置在接纳控制某一业务时，首先判断系统可用带宽中的预留时隙资源是否能够接纳新业务流，如果不能接纳，则再判断系统中总的可用时隙资源是否能够接纳该新业务流，如果能，则根据新业务的用户优先级接纳所述新业务流，通过本发明实施例所提供的方法和装置，体现了接纳时的优先级同时提供了业务流最小速率的QoS保证；另外系统中的时隙资源得到了有效利用。
本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种WiMAX系统中实现接纳控制的方法，其特征在于，当接收到移动台发起的新业务流接入请求后，包括：
A、计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
B、判断所述可用时隙中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则转入步骤C；
C、判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则转入步骤D；
D、判断该业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算系统中每帧的可用时隙资源包括：
计算系统中每帧总的时隙资源和开销消息占用的时隙资源，并用总的时隙资源减去所述开销消息占用的时隙数得到系统每帧可用于媒体数据的时隙资源；
计算系统中已有连接的最小速率所需的时隙资源，并将所述每帧可用于媒体数据的时隙资源减去所述已有连接的最小速率所需的时隙资源得到系统中每帧的可用时隙资源。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述新业务流所需的时隙资源包括：
根据移动台的调制编码方式和调制编码速率计算该业务流的最小速率所需的时隙资源，并将计算得到的时隙资源作为所述新业务流所需的时隙资源。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预留时隙资源通过将所述可用时隙资源乘上预设的预留百分率得到，并且该预留百分率与所述新业务流的业务类型对应。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，通过系统网络的负荷及用户优先级业务的分布情况设定所述预留百分率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的用户优先级是系统中已连接业务流的平均用户优先级。
7.一种基站，其特征在于，包括：
预处理装置，用于当接收到移动台发起的新业务流接入请求，计算系统中每帧的可用时隙资源和所述新业务流所需的时隙资源；
接纳装置，用于判断所述可用时隙资源中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于所述每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则计算该新业务流的用户优先级，并判断该新业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
8.如权利要求7所述的基站，其特征在于，预处理装置包括：
第一预处理模块，用于计算系统中每帧的时隙资源和系统中所有开销消息占用的时隙资源，并用所述总时隙资源减去所述开销消息占用的时隙资源得到系统每帧可用于媒体数据的时隙资源；
第二预处理模块，用于计算系统中已有连接的最小速率所需的时隙资源，并将所述每帧可用于媒体数据的时隙资源减去所述已有连接的最小速率所需的时隙资源得到系统中每帧的可用时隙资源；
第三预处理模块，用于根据移动台的调制编码方式和调制编码速率计算所述新业务流的最小速率所需占用的时隙资源，并将计算得到的时隙资源作为所述新业务流所需的时隙资源。
9.如权利要求7所述的基站，其特征在于，所述接纳装置包括：
第一接纳模块，用于判断所述可用时隙资源中的预留时隙资源是否大于所述新业务流所需的时隙资源，如果是，则接纳该新业务流，否则执行第二接纳模块；
第二接纳模块，用于判断所述新业务流所需的时隙资源是否大于所述每帧的可用时隙资源，如果是，则拒绝该新业务流，否则计算该新业务流的用户优先级，并判断该新业务流的用户优先级是否大于预设的用户优先级，如果是，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流，则接纳该新业务流，否则拒绝该业务流。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述第二接纳模块还用于计算得到系统中已连接业务流的平均用户优先级，并将计算得到的平均用户优先级作为预设的用户优先级。
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