CN1336057A

CN1336057A - 无线本地环系统以及应用了该系统的方法

Info

Publication number: CN1336057A
Application number: CN99815469A
Authority: CN
Inventors: 兹维·斯洛温
Original assignee: Marconi Communications Israel Ltd
Current assignee: Marconi Communications Israel Ltd
Priority date: 1998-12-07
Filing date: 1999-12-07
Publication date: 2002-02-13
Also published as: DE69921183T2; EP1138137A2; NO20012779D0; ATE279829T1; WO2000035145A3; WO2000035145A2; AU1511900A; IL143458A; EP1138137B1; HK1044430A1; JP2002532959A; DE69921183D1; NO20012779L

Abstract

本发明公开了一种无线本地环系统,该系统包括一个数据网/公共电话交换网(PSTN)网关单元,至少一根数据线,至少一个基站通过所述的至少一根数据线连接到网关单元上,多数无线用户单元与基站进行无线通信,每一个无线用户单元包括至少一个接口连接到至少一个包括电话主机的主机,每一个用户单元包括一个模拟转换器用来将进来的IP分组格式的信息转换为模拟语音表示,然后将模拟语音表示提供给电话主机,然后从电话主机上接收进来的模拟语音表示,将进来的模拟语音信息转换为IP分组格式的信息,将IP分组格式的信息提供给基站,分组交换机用来在分组从连接到用户单元的基站到达时执行分组交换,除了到那些主机的电话主机和电话主机到模拟转换器的路由IP分组之外,还包括主机的路由IP分组,在基站处,用来执行基于包括在每个进来的IP分组的IP目的地址进来的IP分组的分组交换,在网关单元处,用来将进来的数据分组交换到数据网络上,将进来的语音分组从IP分组格式转换成模拟语音表示,将模拟语音表示交换到PSTN上。

Description

无线本地环系统以及应用了该系统的方法

发明所属技术领域

本发明通常涉及通信系统，尤其是无线本地环系统及无线信息处理。

发明的背景

已知的无线本地环系统。

IP为常规的因特网协议。

有关服务质量、无线本地环系统和一般因特网的本领域的状态已经在以下的出版物中举例说明：

[1]G.Mapp和S.Hodges基于服务质量的传输

[2]J.Crow Croft和P.Oechslin利用了加权比例公平共享的TCP的特殊的终端到终端因特网服务

[3]D.K.H Tan.通信网络中的速率控制和用户行为

本发明参考说明书中所提到的这些出版物的公开以及这里所引用的出版物来结合构成。

发明简介

本发明试图提供一种无线本地环(WLL)系统和对一个无线IP本地环(WipLL)系统中两个对等层之间的信息处理的服务质量，它的操作机制包括一个因特网协议(IP)分组交换机制，而不是电路交换机制。这种无线IP本地环系统(WipLL)试图提供一个“多合一”带宽访问解决方案，在一个集成平台上支持各种数据和语音应用。

本发明提供了可以根据其分组无线(air)协议以最佳方式被所有客户使用的共享介质。这一技术导致系统的一个独特特征：识别传输内容的能力——例如它的应用程序——以及由此的指定带宽(BW)和服务质量(QoS)。

各种数据应用，例如远程会议，快速网上访问，远程工作，电子邮件(E-mail)，帧中继以及其它程序，每一个都可由本发明最优地支持。

本发明作为一个集成宽带地面无线系统，是一个对小到中型企业(SME)、小办公室家庭办公室(SOHO)以及包括语音、数据、音频的居住场所载体提供多路固定访问的服务供应商的完整的系统解决方案。

主要是由于在客户渗透率的不是最佳且不能完全预测处的无线方案扩展的经济优势，本发明比现有的有线解决方案(HFC、ADSL、FTTC)具有明显的价格和服务优势。系统允许新的载体，以及重叠，来快速并且相对廉价地部署完全服务的宽带访问网络。

不象传统的电路交换系统，本发明将可选择的由实际输出的数据和内容确定的QoS(服务质量)提供有效的BoD(基于需求的带宽)。

本发明的独特特征包括：在一个单独的平台上多种服务的集成，包括数据语音和视频，由先进无线空中协议支持的QoS，根据真实数据输出分配带宽，有效利用频谱进行无线访问，收费品质电话和语音波段数据，大的覆盖地区——半径达25km，基于共位的多无线电设备单元的能力的高基站容量，综合及用户友好的网络管理系统和可扩展性。

服务质量(Quality-of-Service)(QoS)是一个有关会话(session)的术语。

一个会话定义为在2个或更多对等层(相同级的用户)之间的信息传输。

会话的服务质量(QoS of a session)是一组应该在信息传输期间要被保持的条件，例如：需要的带宽(Kbps)，处理等待时间(延迟)，可容忍的抖动(延时变化)，可容忍的信息丢失等等。

Network(网络)为一个图，其结点为交换信息的对等层，其边为物理链接介质，例如：铜导线。

Congestion(拥塞)为负载严重的网络中发生的短暂的信息流阻塞。

本发明的一个带有负载的网络依据拓扑结构和信息负载具有不同的行为，一个特定的行为就是拥塞。拥塞导致资源缺乏(空间-暂时的物理资源访问阻塞)。资源缺乏然后导致大的处理延时和剪切块。拥塞对会话的行为：

当前所有的会话由信息流延时的超时设定来定义。一些会话已被定义并用于固定使用的带宽，例如，电话会话。其它会话使用全部有效带宽——有效通道被返回路径延时读出，并且信息传输率作以适应的调整。(会话利用了全部有效带宽，但是将系统队列最小化)

如果全部会话都是带宽可调的，那么系统中的全部队列将变得非常小。这样，在过载情况下，这样速率适应性和会话拒绝将保持QoS(服务质量)。作为“现实世界”网络(以及网页)是多个会话的混合，一些会话不能调节速率，当前的一些动态的不同的延时需要，等等，带宽调节本身不足以避免拥塞和资源缺乏。

本发明优先利用了三个同步方法来为WipLL系统中两个对等层之间的信息处理提供服务质量保证：加权公平队列(WFQ，基于一个结点的传输队列中不同分组的存活时间)；速率控制，以及QoS调度。本发明特别利用了WFQ和QoS调度以及它们之间的合适组合。

此外，WFQ能够处理结点队列，但是没有拥塞的简介，WFQ不能处理全部接入系统队列(例如，星型拓扑结构)。这样，加权队列在系统中不同的结点之间被执行。每一个队列严格按照网络管理员分配级别来描述。

WipLL系统呈现出一个QoS机制最好包括下面一些或全部三个主要特征：

1.合适的网络过滤和转发代理，转发仅属于无线通道的分

组。这样，不相关的数据流被过滤并且不再竞争无线空中通道。

2.QoS服务对网络层和应用层策略的执行负责，包括分析每

一个进来的分组，检测它的会话，估测通道负载，执行数据流控

制操作(诸如延迟分组，转换到连接层等等)，并且给分组附加

一个QoS头(通过空中)，它描述了分组的边界条件(诸如重新

传输标准，TTL等等)，着重强调的是TCP(举例说明)速率控

制能够以这样的方式实现：接入系统中的队列保持固定的长度。

这样导致系统进入会话的最小限度的会话抖动，并且这样可以提

高性能。

3.在MAC域中TTL的合适的访问延时的分类队列，允许最佳

通道带宽控制(对队列的数据状态)。

这三个特征在系统的求补运算中，保证集成服务系统的服务质量。

根据本发明的一个最佳实施例，这里提供了一个包括一个数据网络/PSTN(公共电话交换网)网关单元的无线本地环系统，包括至少一个数据线，至少一个基站通过至少一条数据线分别连接到网关单元，多个无线用户单元与基站进行无线通信，每一个无线用户单元包括至少一个到至少一个包括电话主机的主机的接口，每一个用户单元包括一个模拟转换器，用来将IP分组格式信息进入的信息转换成模拟语音描述，并且为电话主机供给模拟语音表示，以及从电话主机接收进入的模拟语音信息，将进入的模拟语音信息转换成IP分组格式信息，并且为基站供给IP分组格式信息，而分组交换机用来执行在IP分组从连接到用户单元的基站到达时的分组交换，除了到那些主机的电话主机和电话主机到模拟转换器的路由IP分组，还包括主机的路由IP分组，并且，其中基站用来执行基于一个包括在每一个进入的IP分组的IP目的地址在进入的IP分组的分组交换，其中网关单元用来将进入的数据分组交换到数据网络中，还用来将进入的语音分组格式转换成模拟语音表示，并且将模拟语音表示交换到PSTN上。

更进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，每一个主机包括下列主机类型组当中的一种：电话，远程传真机，计算机，数据调制解调器和电缆调制解调器。

再进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，至少一条数据线包括有线数据线。

此外，根据本发明的一个最佳实施例，数据网络包括因特网。

根据本发明的又一个最佳实施例，这里进一步地提供了一种无线本地环方法，本方法用来提供数据网络/PSTN的网关单元，至少一条数据线，至少一个通过至少一条数据线分别连接到网关单元的基站，并且多个无线用户单元与基站进行无线通信，每一个无线用户单元包括至少一个到至少一个包括电话主机的主机的接口，将以IP分组的格式进来的信息转换成模拟语音表示，并且将模拟语音表示提供至电话主机，从电话主机上接收进来的模拟语音表示，将进来的模拟语音信息转换成IP分组格式的信息，将IP分组格式的信息提供给基站，然后在IP分组从连接到用户单元的基站到达时执行分组交换，除了到那些主机的电话主机和电话主机到模拟转换器的路由IP分组以外，还包括用于主机的路由IP分组，以及在基站处，用来基于包括在每一个进来的IP分组的IP目的地址执行进来的IP分组的分组交换的路由IP以外，在网关单元的用来在数据网上执行交换进来的数据分组，将进来的语音分组从IP分组格式转换成模拟语音表示，将模拟语音信息交换到PSTN上。

根据本发明的另一个最佳实施例，这里还提供了一个服务质量系统，系统中包括在避免拥塞单元处用来执行分类队列操作以及业务流控制单元的避免拥塞子单元。

根据本发明的另一个最佳实施例，这里提供了服务质量服务器设备，这一设备包括协议检测器，包括UDP分析器、TCP分析器、ICMP分析器的连接层分析器。

进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，UDP分析器包括一个速率控制UDP分析器。

更进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，TCP分析器包括一个速率控制TCP分析器。

此外，根据本发明的一个最佳实施例，UDP分析器执行至少以下的一些步骤：用端口号标识应用程序，通过比较端口号和会话的参与者的IP地址来检测分组是否属于已经打开的会话，如果是一个打开的会话，从应用程序查找表以TTL给分组做标记，如果是一个新的会话，参考策略代理来确定这一会话是否允许启动，通知在应用程序协定上的MAC，根据CS空中MAC地址，然后将有关会话结束事件通知MAC。

更进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，TCP分析器执行至少以下来的一些可靠性检测：确认分组收到，当检测到丢弃的分组时重发，对分段重新排列，在必要的情况下，如果它们不是按顺序到达的，如果数据在传输期间被破坏，则丢弃分组，删除备份段并且保持数据流控制来管理连接的传输速率。

更进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，拥塞避免单元操作来执行分类队列。

此外，根据本发明的一个最佳实施例，TCP传输速率至少部分地通过检测实时数据流速率以及延迟ACK返回发送端来控制。

进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，TCP传输速率至少部分地通过修改返回到发送端的分组中的窗口大小控制。

更进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，由拥塞避免单元执行的分类队列包括以存活时间标志将到达的标记到发送队列组中，根据存活时间指示器到一个队列中。

根据本发明的一个最佳实施例，这里提供了服务质量系统包括一个合适的网络过滤和转发代理，服务质量服务器，以及分类队列机制。

进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，只是在过滤出不相关的数据流和竞争空中通道时，代理对属于无线通道进行转发分组的操作。

更进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，服务质量服务器的操作用来执行网络和应用层的策略，该策略包括执行至少以下一步：分析每一个进来的分组来检测会话，估算通道负载，执行诸如延迟分组和干涉连接层的数据流控制操作，将服务质量头加入分组到描述分组的边界条件。

此外，根据本发明的一个最佳实施例，实现速率控制，以便于接入系统中的队列保持实质上固定的长度，以减少会话的抖动。

进一步地，根据本发明的一个最佳实施例，分类队列机构提供了MAC域内的TTL适用的访问延时，因此提高了对队列的数据状态的通道带宽控制。

图面说明

本发明将根据以下详细描述并结合附图来理解和评价：

图1为WipLL系统的简化框图，用来根据本发明的最佳实施例，其包括：一个基站单元(BSU)，至少一个终端结点单元(EPU)以及一个管理系统结构。

图2为用来根据本发明的最佳实施例基站单元结构的简化框图。

图3为用来根据本发明的最佳实施例最常见的两个基站结构的简化框图。

图4为用来根据本发明的最佳实施例的无线接口(air interface)单元(AIU)结构的简化框图。

图5为用来根据本发明的最佳实施例的IP路由结构的简化框图。

图6为用来根据本发明的最佳实施例的网关和看守者结构的简化框图。

图7为用来根据本发明的最佳实施例终端结点单元的结构的简化框图。

图8为用来根据本发明的最佳实施例集成室内数据适配器(集成-IDA)的结构的简化框图。

图9为用来根据本发明的最佳实施例利用了这一系统的结构的典型的IP网络的简化框图。

图10为用来根据本发明的最佳实施例在无线IP本地环(WipLL)系统中的全局数据流结构的简化框图。

图11为TCP速率控制流程图。

图12为用来根据本发明的最佳实施例控制数据传输的QoS服务器的结构的简化图示。

图13A和13B，为用来根据本发明的最佳实施例的带有和没有QoS服务器系统控制数据业务流行为的结构的简化框图。

图14为用来根据本发明的最佳实施例QoS服务器系统的结构的简化框图。

图15A-15D为根据不同假设的不同策略简化图示。

最佳实施例的详细描述

在本发明中描述的宽带的一点对多点的无线IP接入系统由三个主要部分组成，如图1所示：

一个基站单元(BSU)10，通过路由器20和网关30将系统连接到数据网络40(IP网、ATM网等等)和PSTN50上，

将全部传输信息转换成分组的位流，并且通过无线链路将分组的位流传输到每一个在网络中的终端结点(EPU)60。

在每一个用户终端至少有一个EPU60。用户的EPU接收分组的位流，然后将所述位流传送到它的PC，LAN70，电话或其它接口设备。

管理系统80——控制和管理系统。管理系统根据合适的服务质量和基于预定服务的服务级别协定的带宽，识别每一个分组和标记的内容。这意味着不在实际使用的频谱范围能够通过系统在其它任何一处使用——比电路交换解决方案更为有效。

基站单元

根据所支持的应用程序等等，BSU在终端用户和不同网络之间接口。基站可支持以太网、POTS和/或支持IP网络上的应用程序。在这种情况下，BSU将EPU的空中(air)协议和IP云(cloud)之间连接起来。为连接到IP云，IP路由可以包括在基站中。

可选择地，BSU可以连接在POTS(或ISDN)终端用户和PSTN网络。在这种情况下，BSU连接在从EPU的空中协议和PSTN之间。为连接到PSTN云，网关可以包含在基站中。

这样，BSU包括以下元素，如图2所示：

一个或多个无线空中接口(air interface)单元(AIU90)，每一个AIU在基站的覆盖区中覆盖一个分区；

IP路由器20，允许连接到IP网络95(当需要这一接口时)；

网关30，当需要连接到不同的网络时(例如PSTN)；以及

看守者100，与网关连接。

最大数量的AIU能根据分配的带宽联合设置在一个单独的基站中。通常情况是，在20MHz波段，10-16个AIU能联合存在。因此，多数的AIU能通过以太网利用IP连接到路由器上(10BaseT接口)。图3表示两个最常见的基站结构。注意到共同存在于同一分区中的每一个两接收器单元由通道波段分开。在6个分区小区中的6个AIU提供了大约24Mbps/区的容量(大约20Mbps/区网络通量)，而在这样的区中的12个AIU将每区的位速率(比特率)加倍到40Mbps/区。无线接口(air interface)单元(AIU)

AIU，如图4所示，为任何基站结构的一个必要组成部分，因为它对一个带有终端用户设备的无线接口负责。

无线接口单元(AIU)包括：

一无线电设备单元，能够与终端用户的设备保持4Mbps的空中连接(净通量3.2Mbps)；

一高功率发射机；以及

-内部高增益定向的天线，与所述高能力传输器共同组成大区--半径可能达到25km。

AIU无线电装置使用频率跳跃传播频谱范围，当利用在2.4GHzISM波段时，尤其有用。而且，它也可以用于动态通道分配，其增加了它的频谱范围效率，并且提高了它的重用因素。

AIU输出用IP协议10BaseT的以太网线，所述输出用于接口，通过一个合适的路由器，到IP网络。

每一个AIU能够与其它AIU联合存在，提供全区覆盖，例如，10-16AIU能够联合存在于20MHz带宽中，依据地点和环境条件，分别对应40-60Mbps/区的容量。

每一个在BSU中的AIU无线电设备单元在分区中能够与用户保持4Mbps链接。在这一链接中，无线电设备被保持诸如50个同步(64kbps)的语音链接。表1表示同时使用的用户连接到在一个典型的带有每分区有一个AIU(无线电设备)6分区单元一个BSU，假设100mE/用户和1％GOS。

Voice@64kbps	Data@256kbps	Videocon@384kbps
Voice@64kbps	Data@256kbps	Videocon@384kbps	300(1)	-	-
150	38	-	300(1)	-	-
150	38	-	125	31	8

(1)每一个分区提供50个POTS通道。表1

表2表示了在一个典型的6分区单元中利用一个BSU服务的用户总数，每一个分区带有一个AIU(无线电设备)，假设100mE/用户和1％GOS。

Voice@64kbps	Data@256kbps	Videocon@384kbps
Voice@64kbps	Data@256kbps	Videocon@384kbps	2280(2)	-	-
1140	300	-	2280(2)	-	-
1140	300	-	950	250	67

(2)占线小时(Erlang)计算分别对每一个分区执行以及加入所有6个分区计算占线时间值。表2

IP路由器

当基站连接到一个IP网络时，在基站中会使用一个IP路由器。IP路由器连接在基站的AIU和IP网络之间。

IP路由器20在基站中从每一个AIU90接收以太网(10BaseT)线，然后向IP网络输出一个IP以太网(100BaseT或10BaseT)线，如图5所示。

网关

系统通过网关30连接到PSTN50上。网关处理PSTN信号以及将PSTN信号转换成IP寻址分组，所述分组被提供到路由器，然后到用户。路由器和网关之间的接口使用的是以太网100BaseT上的IP。

网关向PSTN的输出被处理成适当的电话信号格式。

看守者(gatekeeper)

看守者100执行呼叫处理、回声消除、网管的电话部分的任务。网关和看守者在图6中表示。

终端结点单元(EPU)

EPU包括安装在终端用户允许的所有的硬件(不包括用户的终端产品，例如电话、PC、传真机、计算机工作站等等)。EPU被分成两个主要部分，如图7所示：

一无线接口单元(AIU)110；以及

一室内数据适配器(IDA)120模块，其具有IP电话接口以及到用户LAN和PC的以太网连接。

无线空中接口单元(AIU)

在EPU中的AIU与在BSU中的AIU类似；但是，二者之间有所区别。

EPU中的AIU主要功能是在基站和IDA之间连接。AIU利用基于空中协议的分组交换连接基站，并且通过以太网利用IP与IDA连接。

作为AIU的机械特征，空中协议和无线接口二者在两个方面都是类似的。

在EPU中的AIU的内部天线比BSU中的AIU更加定向，因为在用户端AIU仅与单独的一个点通信，基站。这样，当基站的AIU装配了60°方向的天线时，在用户终端的AIU装配23°天线。

室内数据适配器(indoor Data Adapter)(IDA)

室内数据适配器为到终端用户设备的接口。这样，终端用户的电话、PC或任何其它像远程会议(teleconference)、自动柜员机(ATM)、售货点或遥感勘测(telemetry)设备等数据设备都将连接到IDA上。

不同的IDA视不同的应用程序而变：例如，对于LAN应用程序，连接到以太网10BaseT LAN的一个特殊的以太网IDA是可变的。如果需要POTS电话附加到不同IDA单元的应用程序上，需要一个集成IDA。集成IDA在此之前具有以太网接口，但是除此之外，在系统中其具有两个POTS支持高属性64kbps PCM。可以在图8中看到集成IDA的图示。

图9根据本发明的最佳实施例给出了一个典型的用作IP主干云(backbone cloud)无线接入系统WipLL系统应用程序的结构。

这里应该注意到，直到20个AIU能够联合存在于一个单独的BSU，每一个分区能够有许多EPU。

更需要注意的是，系统能够在一个单独的区环境中执行(没有相邻的区)，也可以大量地扩充而在多区环境中执行。

表3根据本发明的最佳实施例给出了系统结构的技术规程。

参数	值	备注
参数	值	备注	数据通道
AIU数据速率	1，2，3，4Mbps	取决于BER和距离	数据通道
AIU数据速率	1，2，3，4Mbps	取决于BER和距离	基站未加工的数据速率	24-64Mbps	依靠乡村地区
TCP/IP压缩	1.8∶1	Zip-Lempel压缩方法	基站未加工的数据速率	24-64Mbps	依靠乡村地区
TCP/IP压缩	1.8∶1	Zip-Lempel压缩方法	有效输出(tpy.)	80％	在BER＝10^-5
通信范围	6-25km	依靠速率和地区	有效输出(tpy.)	80％	在BER＝10^-5
通信范围	6-25km	依靠速率和地区	网络管理
特征	HPOV＋Solaris操作系统，支持MIBII，IPMIB和桥MIB，此外还有私人MIB		网络管理
特征	HPOV＋Solaris操作系统，支持MIBII，IPMIB和桥MIB，此外还有私人MIB		电话技术
语音	PCM-Toll资格		电话技术
语音	PCM-Toll资格		语音波段数据	最大到53Kbps	调制解调器
PSTN接口	E1(V5.2，CAS，)T1(TR008，303)		语音波段数据	最大到53Kbps	调制解调器
PSTN接口	E1(V5.2，CAS，)T1(TR008，303)		后备电池	4小时
延迟(典型的)	＜30msec	短“存活时间”	后备电池	4小时
延迟(典型的)	＜30msec	短“存活时间”	回声消除	最大到160msec
无线电设备			回声消除	最大到160msec
无线电设备			通道范围	2.4-2.8GHz	PCC/PART 15-未许可

		的，其他通道可变的
		的，其他通道可变的	AIU传输能力	30dBm
信息带宽	1MHz		AIU传输能力	30dBm
信息带宽	1MHz		差错纠正	ARQ	Turbo码
调制解调器	8级FSK		差错纠正	ARQ	Turbo码
调制解调器	8级FSK		频谱性能	通过FCC/PART 15	目前
物理特征			频谱性能	通过FCC/PART 15	目前
物理特征			尺寸	302×196×67mm
环境	-30到75		尺寸	302×196×67mm

表3

本发明的最佳实施例的特殊优点在于提供了一个解决方案：根据要求提供带宽，同时，对各种集成服务提供可接受的服务质量，包括(但不仅限于)语音、数据和多媒体。根据本发明的最佳实施例通过以诸如IP网络的分组交换网络的无线本地环的方便形式代替电路交换网络，解决了这个问题。

为了实现无线本地环分组交换的实施例，下面最优提供了以下特征：

a.将所有信息流所有格式转换成一个单独的信息格式，例如

IP分组(数据报)格式，利用合适的转换标准，例如H-323或

MGCP。H-323标准根据www.itu.org是可变的。MGCP标准在

www.faqs.org/rfcs发布的RFC2705标准中描述了。

b.分组的路由。典型的是，使用了通用的路由技术，并且通

用的路由补偿管理系统的设计，例如，路由技术和补偿在Martha

E.Steenstrup(Ed.)Prentice-Hall，1995，ISBN 0-13-010752-

2，通信网络中的路由中描述过了。

c.服务质量代理的提供，最优先包括三层：拥塞避免、数据

流控制、允许控制，它们协作操作提供最大的通道利用。服务质

量代理的一个实施例参考图10-14将在下文描述。

可选择地，根据在www.faas.org/rfcs提供的描述中，服务质量代理可以由其中描述了各种服务质量工具构成。可选择地，服务质量代理可以是一些联合体或这里描述的全部特征或在上一页中的一个、一些或全部服务质量工具中描述的全部特征。

例如，最佳的无线本地环分组交换实施例可以包括以下特征：

a.将全部信息流的全部格式转换成一个单独的诸如IP分组(数据

报)格式的信息格式，利用MGCP标准转换语音格式。

b.现行的分组路由基于静态的路由/RIP(路由信息协议)，一个

在RFC Nos.1721-1724中定义的协议，发布在IETF网页上，

www.faqs.org/rfcs。路由策略根据基于出版在IETF网页上的

RFC No.2702路由的定义MPLS(多协议标记转换)服务质量标

准所确定。

c.服务质量代理的提供，典型的服务质量代理具有以下特征：

i.IETF RFC No.2205中的拥塞避免特征，RSVP术语，在半

确定性和确定性的状态下。

ii.服务质量代理的拥塞避免特征在下文中参考附图10-14描

述，在WLL实施例的特征的随机状态中。

iii.DiffSERV RFC No.2475中的业务流控制特征，以

及

iv.服务质量代理的认证控制特征，在下文中参考附图10-14

描述。

服务集成的WipLL系统的服务质量(QoS)部分一般分成三个主要部分：

1.网络访问过滤/转发；

2.QoS服务器；以及

3.空中访问分类队列。

网络访问部分对进来的数据的路由/桥负有责任，以这种方式，即全部业务流通过更进一步地进入系统，被指定为“空中”地址。QoS服务器对业务流行为、整形、应用程序识别负责，并且对执行QoS策略的分类队列负责。图10表示了系统中的从网络到网络的全局数据流。

在网络中有三种业务流：最佳效果业务流；外部业务流以及按需业务流。

最佳效果业务流目前是已知的。业务流输出到网络上，并且希望业务流到达目的接收方。由于没有带宽控制并且没有看守者。将来，本发明希望继续应用最大效果业务流特征到诸如电子邮件和不重要的网页拥塞。

外部业务流具有预先设定的规则/策略来应用。这些策略可以包括将这种特定业务流的带宽限制、优先权、预留、安全和其它控制进行特征化。

按需业务流需要新的策略作为辅助应用程序来应用下载。有一个可能不调度视频会议的实例。

所有的三种类型的业务流在WipLL系统中描述了。QoS服务器中的带宽整形策略将影响那些应用程序业务流类型。下文将讨论，通过QoS-S向那些业务流的拓扑结构使用不同的方法。

如图10所示，QoS服务器(1010)将以以下方式描述结构：

它确定(1030)进来的分组是否是数据报(IP分组)。在不是的情况下，通过通知一个由用户定义的策略图标将其标识为一个TTL标记，基于源/接收站地址，分组类型(一对一传播，多点传送或传播)，等等；

它分析在第4层的分组(连接层，1020)，然后标记相关的策略；

并且它识别产生分组的应用程序和标记TTL(存活时间，1070)记号。

由于协议(第3层)认可(1030)是直接转发的，让我们讨论一下连接层分析。注意：连接层分析(1020)仅为IP业务流被执行，例如：UDP、ICMP和TCP协议。

下面描述图10中单元1070、4080、1090的操作的执行方法。

通常图示中的设备对服务供应商总数服务，例如电话公司、ISP(因特网服务供应商)，NAP(网络访问供应商)等等。它们中的每一个依次服务于终端用户总数。通常地，图10中的设备操作来接收一个IP数据流，包括一个多交替会话。每一个会话属于诸如：视频、语音、多媒体、因特网业务的几个应用程序服务类型的单独一个。例如，IP数据流可以包含一个或多个从跟随一个或多个单独的数据会话的分组单独的电话呼叫的分组，跟随一个或多个从同一个电话呼叫的分组，跟随一个或多个视频会话的分组，等等。每一个会话具有一个当前服务级别；服务级别通常包括一个包括下面的一些或全部组件的向量：

a.有效带宽

b.最大潜在因素或最大容许延迟

c.最大容许IP分组丢失率，在一个分组其延迟超过(b)所提到的

最大延迟丢失。

后两个组件共同称为“延迟组件”。

根据本发明的一个最佳实施例，每一个会话由一个或多个合成向量来描述，向量的实际组件与会话的延迟组件相配。

每一个服务供应商具有其自己的从资源要求需求，例如：从本地环，每一个会话在它的任何一个应用程序中发生。通常情况下，每一个服务供应商限定每一个应用程序的服务，服务的入口级别包括以上组件的至少一些或全部入口级别。

服务质量由本发明的系统提供，通常包括一个看守者，一旦代表服务供应商的会话被建立，这一会话的服务级别就回降低到服务供应商选择的服务的入口级别，例如，服务的入口级别保护输出会话。这允许多个应用程序数据流通过共同资源联合存在。这通常通过拒绝启动一定的会话来完成。

图10的系统更好地执行下列4项任务：

1.分析进来的分组按顺序将每一个分组确认为属于一个预定的设

置的应用程序(图10中的单元1040、1050、1060)。

2.接收一个关于当前利用资源的级别的更新数据流，例如，拥塞

级别，这是确定什么资源对于标识每一个进来的和存在的分组

是有效的。这通常通过利用监控单元1085由图10中预定的背

景程序执行。

3.标记以存活时间(TTL)标记每一个分组，确定分组时间的总数

被允许保护不传递。例如，电话分组通常具有短存活时间。每

一个分组标记为一个计数器，计数器随时间流逝倒计数。如果分组标记到零，分组被拒收。这构成了IP分组丢失。任务3通常由QoS策略单元1080执行，1080通常按照以下步骤操作：

a.接收分组；

b.标识会话启动分组，并且如果使用调节在特定的应用程序

中新的会话来说太大，则拒绝分组(图10中单元

1070)。标识会话终止分组并记录已经结束的有关会话。

c.为所有未被拒绝的会话启动分组标识一个TTL标记，然后

对所有分组另一个会话启动分组，并且

d.将所有的分组标识一个TTL标记传输到用于倒计数的单元

1070中。

4.流出分组到通信通道，例如，为分组标记资源，用TTL

赋给优先权，以便于较低的TTL分组先出(单元

1090)。

一个优选的方法，通过单元1080标记一个TTL标记到给出的分组包括以下的步骤：

a.开始，为分组标记最大可能的TTL的标记，由服务供应商所选

择的最大延时确定。

b.利用已知的带宽或分组最坏情况下的带宽(分组为可以由分组

所属的应用程序服务使用的最大带宽)，模拟进入通信通道分

组入口来确认其入口是否导致任何存在的会话以违反由于错误

的需求提供至少一个服务级别的入口组件。

c.如果分组进入，甚至在最大可能的TTL，会导致至少一个存在的

会话违反它的需要，那么：

如果分组是一个会话启动的分组，则丢弃这一分组。

如果分组是一个在会话中的分组(有效负载)或会话终端分组，将分组流出到通信信道，确认其TTL大于存在的任何分组，例如，如果其TTL小于或等于存在的任何分组，将其TTL改变为超过所有存在的分组的TTL的“非法的”值。

在后备中，例如，不仅仅暂时的在步骤(c)和(d)之间，单元1085中存储了表明当前有效资源级别的分配的直方图，例如，存储了关于有效资源的每一个级别的相关通道的信息。d.如果分组入口，在最大可能的TTL，没有导致一个存在的会话违反其需求，那么：

i.在资源有效的直方图中确定当前资源有效级别的位

置。

ii.选择一个时间窗口，这个时间窗口与最大可能TTL同

样幅度顺序。

iii.在资源有效直方图中确定下一个时刻窗口的资源有效

级别的电势位置的设置。设置为具有区域S的椭球体，包

括两个子区域Sg和Sl。Sg是椭球体中位置设置地区，与

比当前级别更高级别的资源有效相一致。Sl是椭球体中位

置设置地区，与比当前级别更低级别的资源有效相一致。

iv.计算Sl/S，Sl/S为预定概率，例如，短缺资源的预

定概率。

v.为每一个由设备支持的应用程序服务类型给出Erlang

(占线小时)，按照下文计算服务的中间入口级别

(MTG)：

MTG＝全部应用程序服务类型的服务的入口级别的总

和，由它们各自单独的Erlang分别加权，由Erlang的总和

分解。

vi.如果Sl/S＜MTG，为分组标识最小的TTL，其中最小的

TTL为系统硬件限制的功能。

如果Sl/S＞＝MTG，为分组保持最初的TTL值，例如，

最大可能的TTL标记，由服务供应商选择的最大的延时确

定。

由单元1070执行的最佳方法确定以下是否拒绝会话启动的分组。正如以上所指出的，拒绝标准为是否当前利用分组对于在特殊的应用程序类型中调节新的会话来说太大。例如，这可能通过从每一个服务供应商获得利用每一个应用程序服务类型的入口以确定从被拒绝的类型的进一步的会话点实现。

用户数据报协议(UDP)分析(1040)

用户数据报协议(UDP)在假设因特网协议(IP)用于低层协议的计算机网络互连设置环境中产生有效的分组交换计算机通信数据报模式。

UDP提供了通过协议机构最小值用于应用程序将消息发送到其它程序的过程。UDP面向处理，并且不提供发送和备份保护。应用程序需要数据流顺序的可靠的发送应该利用传输控制协议(TCP)。每一个应用程序利用UDP必须标识一个自己的端口号。所有的端口号是唯一的(在应用程序和端口号之间为一一映射关系)。应用程序在会话类型连接操作被迫产生三个端口号。假设某一主机A通过VOIP应用程序连接到主机B上。A上的应用程序产生一个会话初始化数据报，它有一个特定的主端口号，可被B上的应用程序识别一个产生会话的分组。B回复一个会话数据报具有某一其它端口号——这是一个已经指定一个通过主机B的会话分组的端口号(一个会话端口号)。在这一点，会话已经建立，并且A利用第三个端口号与B通信，定义连接活动方。当主机中的一个确认了会话，会话结束数据报包含第一个端口号被发送。

UDP具有三个主要无能为力之处：UDP不能执行任何关于数据流或拥塞控制的信息，会话分组记录不能被默认，没有描述连接层机构。

当一个UDP数据报被定义，QoS-S按照下列方式操作：

通过它的端口号定义应用程序；

通过比较端口号和会话参与者的IP地址，检测这一分组是否属于一个已经打开的会话；

在一个打开的会话中，从应用程序查找表中用TTL标识分组；

在一个新的会话中，以策略代理通知来确定会话是否允许启动。策略代理利用以下项目：网络负载(空中)，中值空中延时，应用程序需要的带宽，以及主机访问权利。

通知在应用程序约定的MAC，在CS-空中MAC地址术语中；以及

通知关于会话结束事件的MAC(会话终点，或者会话失败)。

ICMP(因特网络控制信息协议)分析(1050)

互连网络系统中IP用来作主机到主机的数据报服务称为链式网。网络连接设备称为网关。这些网关在控制目标本身之间通过网关到网关协议(GGP)通信。

不时地，网关或者目的主机将与资源主机通信，例如，为了在使用了因特网控制信息协议(ICMP)的数据报过程中报错时。ICM，使用基本IP支持，看起来好象是较高级别的协议，但是，ICMP实际上是一IP的一个集成部分，并且必须由每一个IP模块来实现。

ICMP信息在几种情况下发送：例如，当数据报不能到达目的时，当网关没有缓冲区容量转发数据报时，当网关能引导主机在较短路由上发送业务流时。IP没有设计成绝对可靠。这些控制信息的目的是提供关于通信环境中问题的反馈，不是使IP可靠。还是不能保证数据报将会被传送或者控制信息将被返回。一些数据报在没有任何丢失的报告时仍然不可以被传送。如果需要相关的通信，使用IP(UDP或者TCP)的较高级别的协议必须实现它们自己的相关处理过程。

ICMP信息通常在数据报处理期间报错。为了避免关于信息等的不定的信息返回，没有关于ICMP信息的ICMP信息被发送。同时，ICMP信息仅仅发送有关处理碎片的段落数据报零的错误(段落零具有段落补偿等于零)。

在ICMP QoS-S操作模式下：

用户以默认的TTL(存活时间)标记ICMP分组。系统默认的设置与最短可能的TTL等值——任何网关与主机之间的通信为时间临界值，在网关中(或者在其之后)当队列拥塞发生时，作为ICMP最拥塞产生；

接入系统，例如，MAC协议传送分组(ICMP分组丢失能导致网关中暂存的队列主体，甚至运行应用程序)；以及

QoS-S检测访问队列的深度。长队列(长是定义在队列中中间访问延时的术语中)固化到较低队列的消耗。QoS-S拒绝新的会话(那些允许被拒绝会话由用户定义)用于衰弱时期。但是，在拒绝会话之前，业务流控制能够由于TCP/IP业务流被实现。常见的情况是，这影响了所需要的队列的衰减。

TCP(传输控制协议)分析(1060)

TCP提供了协议应用程序层的连接方向服务，例如，客户和服务器必须建立连接以交换数据。TCP在嵌入在数据报中的段中传输数据，与校验和用于检测数据破坏一道，然后序列号确定一个顺序字节数据流。TCP被认为是可靠的传输机构，因为需要接收计算机来获得不仅是接收的数据而且完全和顺序。如果在预期时间帧内发送计算机不接收从接收计算机的通知，重发段落。接收器通知窗口大小，指出句柄中有多少字节。

TCP提供以下相关检测：

获得分组接收；

检测到被丢弃的分组时，重发分组；

如果分组没有按照顺序到达，必要时，重新排列段落顺序；

如果在传输期间数据被破坏，则丢弃分组；

删除备份段；以及

保持业务流控制来管理连接传输速率。

带宽挑战

TCP/IP最初设计是用来支持两种业务流应用程序——FTP和Telnet。随着因特网的普及，网络应用程序和用户期望改变。现在，随着更高速率的用户，以及脉冲串，人机交互网页业务流，较大的要求放置在网络上，导致冲击用户的服务质量的延迟和瓶颈。许多特征使TCP是可靠的，包括当网络云丢弃分组或延迟获得转发，以及当它推理拥塞存在返回，贡献性能问题。

通常的TCP带宽管理利用间接反馈到中间网络拥塞，TCP提高了连接的传输速率，直到它觉出问题以及返回。它解释丢弃分组作为一个拥塞信号。TCP的目标是单独连接按照要求分段来利用全部有效带宽，而同时相应的中间问题适当的按顺序减轻拥塞

TCP利用了滑动窗口数据流控制机构来增加通过广域网的通量。允许发送端在停止之前传输多个分组，然后等待一个承认。这导致较快的数据传输，因为发送端不必每次分组被发送都等待承认。

发送端“填充管道”，并且在发送更多的数据之前等待承认。接收器不仅承认已经接收到的数据，而且通知窗口大小，例如，能管理多少数据。

TCP的慢速启动方法试图减轻多个分组的问题充满路由队列。TCP数据流控制通常由接收器管理，接收器告诉发送端它可以管理多少数据。另一方面，慢速启动方法利用由发送端控制的数据流控制机构的拥塞窗口。有了TCP慢速启动，当开放连接仅发送一个分组，直到ACK被接收。对于每一个接收到的ACK，拥塞窗口由一个增加。对于每一个环形历程，显著段的号码加倍，直到到达一个入口。总之，TCP利用数据流控制，由客户和服务器操作系统配置确定，距离，以及其它网络条件。QoS-S提供速率控制，直接配置到用户定义的策略中。

带宽管理方法

面对带宽约束时，有效的解决数量包括：

在路由器上使用用户队列计划；

分类队列；以及

定义准确的控制——QoS-S解决方案。

在B/路由器上的队列计划

对于主要部分，网络设备与扩展的高速技术保持步调一致。路由器提供队列机制例如，WFQ，优先输出队列，以及试图优化和给单独的数据流分配带宽的客户队列以便于低值的应用程序，例如交互式的网页应用程序，不被大的数据传输超过，通常是FTP业务流。

基于B/路由器的队列计划具有几点局限性：

B/路由器被动地管理带宽，颠倒分组以及对终端系统提供非直接的反馈；

B/路由器仅能利用队列——也就是说，缓冲区和增加延迟——或者丢弃分组，试图控制业务流资源；

B/路由器队列为单一方向的——仅仅输出数据流；

队列结果块业务流，并且不稳定的特性，因为多个、独立的TCP资源为带宽竞争，向上倾斜和返回，并且在访问连接队列积累。队列，尤其是WFQ不能很好的工作因为块的流动因为分组到达趋向被删除。

B/路由器不允许为特殊的业务流类型设置保证速率；以及

B/路由器不能防止“负载过低”——也就是说，它们不能提供允许控制策略来指明当连接超过用户时所发生的。

分类队列

在WipLL系统中访问机构不同于网络第二层(以太网)，队列为不可避免的。为了保持第四层的选择(在QoS服务器中)，排序为“ligking”的是队列中预期的。这由第四层和第二层之间为每一个分组标识一个接口头。这个头包含关于分组的TTL和传输策略的信息(下面再描述)。

定义精确的控制——QoS-S解决方案

拥塞，一般说来包括积累数据块，当多个相互独立的数据资源为合成的。这些数据块趋向于在访问连接形成速率转换管理。

设想放置好的砂粒，而不是砾石，通过网络管道。比块更均匀地和更快地砂粒能通过管道。QoS-S条件业务流以便于它变成比砾石更象砂粒。这些顺利的控制连接更少发生分组丢失和更加重要，终端用户经历包含服务。

在TCP依靠非直接的网络反馈从丢失的分组到断定拥塞之处，QoS-S通过检测远程用户的访问速率和网络延时以及有关这个数据聚集数据流信息提供直接的反馈到传输器。结果在顺利的业务流数据流。

QoS-S怎样工作——速率控制以及业务流控制

QoS-S保持独立的TCP连接的状态信息，给出提供直接的能力，服务质量反馈到转换器。此外，用户能够定义QoS-S策略，管理不同的业务流类别和部分带宽资源来满足它的商务需求。结果，获得了对服务级别的精确控制。QoS-S，正如本发明中描述的，提供几个区别于其它带宽解决方案的关键功能：

控制终端到终端连接，减小破坏，以便用户使用顺利，甚至数据显示；

给精确控制业务流分类(由专门的应用程序QoS-S分类)和压缩一个QoS-S头；以及

根据用户定义的策略分配带宽。

QoS-S速率控制怎样工作

TCP速率控制与“即时”产生放置利用的产生业务流控制概念和相似。TCP速率控制执行如图11所示的以下步骤：

检测当前即时的终端到终端延时(在数据流中已介绍了)，根据一旦我们“按照顺序”一个分组到达需要花费多少时间(1360)；

计算何时分组将被需要以便满足延时边界和速率保证(1370)。(延时根据数据流控制因素，除了时间感觉因素)

具体地说，多少数据“排序”(带有PTC头的分组)，通过设置TCP窗口大小(1380)。以及

在固定时间内设置“顺序”，以便于恰好在另一个会话大小期望的数据到达，例如，释放ACK(1390)。

终端对终端连接控制

QoS-S利用两个方法控制TCP传输速率：

检测实时数据流速率，然后延迟接收返回传输器，以及

在分组发送到传输器时，更新通知的窗口。

QoS-S改变了从连接中间终端到终端的TCP语法。它计算环形历程时间(RTT)，截取获得的分组，紧紧抓住获得的分组承认为时间总数需要没有发生重发(RTO)的情况下使业务流数据流流畅。它同时支持帮助发送端确定什么时候发送分组的窗口大小。这种速率控制机构在图11和下面的例子中给出。

一个QoS-S数据流例子

图12示出QoS-S(1010)怎样干涉和调节传递可预定的服务的数据传输。接下来的步骤描述了图11所示的数据传输：

一个从发送端(1140)发送到数据接收端(1130)的数据段(1150)。

接收端承认接收以及通知一个8000字节窗口大小(1160)。

QoS-S截获ACK和数据必须被均匀地传输，否则后来的数据段将排列以及由于可利用的带宽不充足而使分组将被延迟的决定，已由这一流策略定义。

QoS-S发送一个ACK(1170)到发送端，计算到达发送端使发送端立即编辑数据，例如ACK按顺序排列的数据加大窗口的大小，ACK允许发送端传输一个附加分组(1180)。然后QoS-S发送另一个ACK(1190)到发送端，ACK允许发送端发送分组(1200)到没有拥塞的接收端。这样通过QoS-S获得了使拥塞流畅流动。

没有QoS-RDC的好处，多重分组被发送；一个中间路由器队列分组；以及当队列到达其容量时，路由器丢弃必须重发的分组。图13A和13B给出了破坏的业务流(1210.1……1210.7)，当QoS-S没有使用时，以及甚至在QoS-S控制下的数据传输(1220.1……1220.7)。

但是，独立的访问连接拥塞问题，相当大的部分块的业务流比平等的空间的业务流更加容易丢失分组。

精确控制的分类业务流

QoS-S利用分阶树结构来为业务流分类。用户定义将被控制的业务流类型，例如从一个特定的应用程序的业务流。用户不需要为所有的网络业务流分类，仅仅是需要QoS-S的业务流。QoS-S通过遍历业务流树来为一个业务流的数据流分类，试图去匹配一个由用户定义的数据流。在分类过程中的最后一步表明了一个数据流到一个定义服务类型的策略，这一业务流类型已经接收，例如，保证速率。

QoS-S业务流分类功能：

提供了一个应用程序的分类；

保持一个业务流类型分级来管理优先级和使策略分级；以及

为业务流类型自动排序。(通过TTL，对于队列段)

控制许可

用户定义如果业务流分类全部保证速率利用起来将发生什么。

如果对于需要保证速率的类别和没有有效带宽的下一个连接，QoS-S能够管理带宽需求，或者通过拒绝连接或者通过将连接挤压到已经存在的带宽管道中。

有效带宽利用的连接速率带宽

QoS-S监控连接速率并且在速率改变时判断带宽分配。低速连接和高速连接能够被分配的保证速率以便于QoS-S能够扩展带宽相应的利用。例如，在通常的网页会话中，点击之间的延时不消耗带宽，QoS-S释放这个没有用的带宽，但是另一方面无效的满足其它要求的带宽，例如TBS(VOIP、MPEG等等)。

优先带宽分配

“基于优先权”策略是为了不需要保留，保证速率的业务流而优选法的，但是仍然更好地管理根据竞争业务流。用户给业务流类型标记一个优先权(0-255)以便于QoS-S能确定如何管理聚集的数据流。用户不必为所有的业务流分类。使任何没有分类的业务流通过“默认优先权”作为“基于优先权”业务流处理。

QoS-S带宽分配顺序

QoS-S利用为确定如何分配带宽而定义的策略。当确定带宽分配，QoS-S带来计算所有的带宽要求，不仅是独立的业务流数据流。

分类队列(1090)

所有的分组都被TTL(1070)参数标记。基站被预期以TTL升值顺序为传输给所有的分组排序，首先发送最小的TTL。

基本处理即是(逻辑处理)到达(沿着它们的存活时间标记)传输队列族的分组，根据它们的存活时间指示标记到队列中。当应用程序在标识存活时间标记与输出分组一致时，来自同一个应用程序的分组将不被重新排序。重新排序将发生在应用程序之间，并且这是一个不比关心情况。

在连续的基本要素上，作为背景任务，如果它们的更新存活时间变为零，分组期望被从队列中删除，仅有一个例外——TCP数据报。正如上面所说的，TCP数据报包含会话控制信息，并且丢失这一数据将导致应用程序失去带宽。这样，QoS-S应该只是MAC队列操作者是否分组应该丢弃TTL变成零。

假设远程单元(EPU)访问空间域MAC(空中访问)协调器被设置在基站中(无线段的默认网关)。MAC协调器根据它们要传输的“紧急程度”分配它的远程单元。这个“紧急程度”参数是一个队列长度以及其中TTL分配的结合因素，通过每一个远程单元的计算。

分类队列满足两个系统目标：

站队列优先权解决方案，例如，通过同一个远程单元产生的应用程序之间的优先次序；以及在最佳通道时间配置的远程单元之间通道资源缺乏大小的标准化。

这样，根据上文所述，QoS服务器对网络和应用程序层策略执行负责，应用程序层策略执行包括分析每一个进来的分组，检测它的会话，估计通道负载，执行数据流控制操作(例如延迟分组，干涉到连接层，等等)以及给描述分组边界条件例如重发命令，TTL等等的分组附加QoS头(通过空中)，如图14所示。

根据本发明的最佳实施例，将描述执行队列权和专门通道计算的方法。1. 1.1.1访问参数设置——定义

CC将获得下列参数设置列表。对每一个参数，将详细说明CC接收参数以及如何更新参数。1)碎片错误率fer_j

注释：

1.1这个参数用来通过CC计算。见项目(8.3.3).

1.2CC在每次轮询后更新fer_j。2)基本通道分配bch_j。

注释：

2.1网络管理分配这个参数。3)通道使用b_j。

注释：

3.1这个参数用来通过CC计算。见项目(8.3.3)。

3.2 CC在每次轮询后更新b_j。4)从最后轮询-Tx时间的时间流逝：(1.3)t₀-t_lastt₀为当前时刻。注释：4.1这个参数用来通过CC计算。4.2 CC在每次轮询后更新这个参数。5)在基站中的队列中的HOL分组的存活时间：TL_j ^l。注释：5.1标记在CS轮询_ACK中和PRD中的传输的时间，见(8.4.3)。5.2 CC在每次轮询后更新TL_j ^l。6)在基站中的队列中的HOL分组的分组长度：Plengh_j ^l。注释：6.1传输在CS轮询_ACK中和PRD中的HOL分组长度，见(8.4.3)。6.2 CC在轮询j基站后更新Plengh_j ^l。7)TLs的队列的加权平均：<TL>_j。(1.4)

< TL >_{j} : = Σ_{i = 2}^{e_{j}} (aMaxTL - {TL}_{j}^{i})^{*} \max (1, Σ [\frac{{TL}_{CR}}{{TL}_{j}^{i}} {])}^{*} Qlength

其中：TL_CR代表临界存活时间并且管理MIB项目。AMaxTL代表标记允许的最大存活时间以及同时为MIB项目。Qlength_j是在基站j中的队列中分组的数目。注释：7.1队列的加权平均由CS计算。7.2 CS将作为背景任务更新<TL>_j。7.3因为<TL>_j，参数将非常大的CS将不传输在精确方法中的<TL>_j。在CS状态域CS发送到CC的数目称为基本专门通道。(见下一段)8)基本专门频率basicf_j：

这一参数描述了传输数据的基站“紧急程度”，这一参数实际是写在16位域中的队列的加权平均。操作数，将<TL>_j传输到basicf_j，在8.4.3中描述。注释：8.1 basicf_j将在CS的PHY头的CS状态域被传输。8.2 CC在轮询j基站后更新basicf_j。9)专门频率f_j。

专门频率定义为基站传输的相关“紧急程度”，标准化它的频率使用。

专门频率根据接下来的公式由CC计算。

(1.5) f_{j} = (\frac{1}{Max (1, b_{j})}) * bas {icf}_{j}

当：b_j在可调窗口中传输的位数，见Eq。(1.2)注释：9.1这个参数由CC计算。9.2 CC将根据项目8.4.3更新f_j。10)CS将被CC分成三个功能类型：

辅助的和积极的：如果CS的所有参数都不同，则为空，并且CS为辅助的。

辅助的和不积极的：如果CS的所有参数都为空，并且CS为辅助的。

非辅助的：如果CS与NRP(非一致轮询)时间不相一致，CC将考虑CS为非辅助的。11)条件参数：见第11章的MIB列表。2.专门频率计算a)basicf_j计算

CS在背景任务中计算队列加权平均<TL>_j，当CS获得轮询-Tx时，

它在16位SPF域传输<TL>_j。一个专门包含这一参数值的16位

域。为不超过域长度，下面定义了安排过程。

下面是在16位域写入<TL>_j的过程：步骤(1)：在最先的5位写下满足条件的数字x：最接近的2的冪(2^x)仍然小于<TL>_j。步骤(2)：在b5写下1，如果：2^x＋2^x－1＜<TL>_j。

写下0，如果：2^x＋2^x－1＞<TL>_j。步骤(3)在b6写下1，如果：步骤2＋2^x－2＜<TL>_j。

写下0，如果：步骤2＋2^x－2＞<TL>_j。步骤n：在b(n＋3)写下1，如果：步骤(n－1)＋2^x－n＋1＜<TL>_j。

写下0，如果：步骤(n－1)＋2^x－n＋1＞<TL>_j。直到n＝12或者x－n＋1＝0于是basicf_jCC将具有下面的数值：

(1.6) basic f_{j} = {\overset{or}{\overset{k = x}{Σ}}}_{k = 1}^{k = 12} 2^{x} + b (k + 4)^{*} 2^{x - k} 2

b)专门频率计算

基于以上描述，基站的专门频率(CS)根据MAC标准点描述，CS的“紧急程度”访问频率以及因此执行一个分组或者控制传输。

对于非积极的CS，CC将标识f_j＝0，直到时间从最后轮询-Tx执行到t_nock值(一个MIB项目)，然后CC标识f_j＝10¹⁰(例如，这个值作为一个输出标志使用)。

对于非辅助的CS，CC将标识f_j＝0，直到时间从最后轮询执行到t_nc值，然后CC标识f_j＝10¹⁰。

对于积极的CS，CC将以下面的方式更新专门频率：

在轮询j站之后，CC将更新这里的基本专门频率。

如果新的基本专门频率比原来的大，CC将根据下面的公式更新所有的基本专门频率：

(1.7) basic f_{jnew} = basic f_{j} * \frac{{basicf}^{new} All}{basic f^{old} All}

其中项目ALL表示轮询的CS(Polled CS)。

(1.5) f_{i} = (\frac{1}{MAx (1, b_{j})}) * {basicf}_{j}

则专门频率为：CC将在每次轮询之后更新所有站的专门频率。注释：对于CC站basicf_CC＝<TL>_CC。下面描述确定TTL的最佳规则。建立分析分组的规则：

IP分组的分析标准用于定义规则的类型，用户可能希望为网络中的分组创建规则(或者使用预先的规则设置)以控制TTL值。除了定义可能的规则以外，还可以定义对于一个回答不止一个标准的分组，这些规则如何设置TTL，以及是否每一个设置了一个TTL的绝对值或者一个带有几种递增和基于各种标准的递增的机制的规则将被使用。

规则根据一些MIB最优定义了，并且被用户通过网络管理软件使用。有许多预先定义的规则和为用户创建附加的复杂规则的能力。每一个规则将以某种方式为满足一些定义好的标准的分组标识一个TTL值。

在排列不同排列之间的交互和在这样环境下的TTL值有许多不同的能力。下面是一些关于将要决定的区别和可能性的一个列表。- 一个问题是为没有满足在已知的分组中定义的标准的分组定义一个TTL值。看起来解决这个问题是方便的——通过每次发现一个根本没有标准分组使用默认的TTL值。- 而且，我们必须确定一个这样的TTL值是否用于所有的“未确定”分组，或者将为每一个较高级别的分组类型为一个默认识值。例如，考虑到一个被发现为TCP分组的分组，但是，对于基于端口号或其它的TCP分组没已有的规则与之匹配。在所有的TCP分组有默认TTL值的情况下，这一分组将被标识这样一个值代替全局的默认TTL值。- 因为有许多不同的标准来检验标识了TTL值的分组，理解一个TTL值如何被标识到一个在已有数据库中满足几个规则的分组是重要的。例如，考虑一个基于IP源地址的满足规则的分组，并且根据规则，它将被标识为TTLA，并且它同时满足一个基于TCP端口号的标准，并且根据这一规则，它将被标识为TTLB。毕竟我们必须确定分组的TTL。最容易的方式看来是在那些在匹配的规则中找到的规则之中为分组标识最低的TTL值。另一个可能性是：最迟匹配规则设置TTL，然后在数据库事件中为规则排序，并应该一致确定，另一个可能的方案是，可能更加直观，是最早的。然而，另一个可能的方案是，每一个规则具有一个用户可以设置的标志，如果设置了，意味着“如果这一规则匹配并且标识了TTL，停止查找其它匹配规则”。然后标识TTL的处理能继续进行通过查找越来越多的匹配规则，直到它或者满足一个带有标志设置的规则或没有更多的匹配规则以及利用了最后一个。对于一定的规则有不同的方式来查找TTL值，并且其关于它的“父类”默认的TTL值或全局默认TTL值。对于一个规则的一个TTL值，能为一个绝对值或者它能被特定为从这一个分组类别的默认值的一个相关值。在前一种情况下，例如，如果有一个端口号为80的TCP分组的规则获得TTL5，所有这样的分组将获得TTL5；在后一种情况下，如果这样的含义特定为TTL-3，则所有这样的分组获得TTL等于TCP分组默认的TTL减去3(见上面)。前一种机制具有明显的优点：TTL立即清楚的标识在规则中，并且这些TTL彼此不相依存。在后一种情况下，而且，相容性优点：例如，如果用户希望对所有的TCP分组有较低的TTL值，它有对默认TCP分组的足够低的TTL值，并且TCP分组的其它规则的所有TTL将被自动更新因为有相对的并且不是绝对的。

优选的另一种规则被使用，对于某些类型的分组(例如，所有的TCP分组)，一种对于用户可以设置的能力，由数据库标识大TTL值应该仅用作记录在输出队列中的分组，但是不应该用作丢弃一个分组。将要讨论这一功能应该如何方便和对用户准确地方式获得；一个可能的方案是简单地为每一个规则加一个标志，如果由用户设置，意味着“如果匹配这一规则，告诉MAC不再丢弃这一分组”。同时也应该注意到，在分组满足几个规则和TTL中的一个被拾取为根据先前描述的情况下，分组将获得这一特殊的标志(对MAC一个指示——不要丢弃分组)，如果对于这一个特殊标志至少有一个匹配规则，甚至如果这一规则不给出这一分组的最后的TTL。允许控制(Admin)

由于上述定义，这里定义允许控制功能：会话产生的接收或拒绝。允许功能规定在进入的会话和即将进行的无线通道条件之间。

下面的状态向量能计划地描述空中通道：带宽、BER(FER)、通道占有以及积极结点数目。而不同的应用程序会话可以按照下面描述：需要的带宽(可以是固定的或可变的)。

访问引擎将周期性地提供允许控制机构为一个通道占用参数(COP)，COP为一个描述MAC支持附加会话能力的唯一的级别，在当前时刻。依次地，允许机构配置一个会话允许表，具有以下结构，

应用程序Ident	主要有效性	第二有效性	….	最低有效性
应用程序Ident	主要有效性	第二有效性	….	最低有效性	H.323	#会话	0	….	0
FTP	#会话	#会话	….	#会话	H.323	#会话	0	….	0
FTP	#会话	#会话	….	#会话	….	….	….	….	….
….	#会话	#会话	….	#会话	….	….	….	….	….

不同的有效性分类描述了不同应用程序会话可能必然服务为不同的服务级别(而一些可以不)。在服务级别之间的突变，在以上的情况下(对于一个给定的应用程序)，被通过对会话分组的不同的TTL标记配置，例如，对于较低属性会话的较大TTL值。

这样，相应地，允许进入新的新来的会话，通过拒绝或允许一个会话产生，并且标记其更进一步的一致的分组。图15A-15D的图表，说明了能假设的不同策略(列状态条，描述系统负载)。

依次地，允许控制机构通常基于其预先标识的策略决定更新上面的会话表。

由于这种情况，允许控制机构应该以在访问领域中描述的WRED方法相互关联它的活动。对于一个给定网络，作为WRED避免尾丢弃同步，允许进入控制提供对其调整的入口，假设以上的表。有一个问题要问：作为允许控制由应用程序级别确认，所加的值WRED分配系统QoS？(或其它方式的环)。对这一问题的回答见下面：1.尾丢弃事件发生超过非时间敏感的应用程序，例如：作为实时应用程序能不获得空间资源缺乏——通过定义，以及通过允许控制功能解决。2.允许进入控制机构，不能带进考虑自发地非实时应用畅叙的工作负载波动。这样，仅仅基于ADMIN提供了界限数据流控制超过这样的数据流，将导致一个“底层预约”，对于在给定通道组中那些应用程序。这样，通过提供ADMIN给所有这样的应用程序进入访问域的进入权，以及令WRED执行尾数据流控制，将编辑最好的通道密度，根据同时开放的通道数目。

显然，如果希望得到，本发明的软件组件可以，在ROM(只读存储器)中执行的形式。如果希望得到，软件组件通常可以在硬件中利用常规技术执行。

显然，本发明的各种特征，分别在各个实施例内容中清楚地描述的，同时也可以组合成一个单独的实施例。相反地，为简便起见，本发明的各种特征，在单独实施例内容中没有描述的也可以分别或在任何一种合适的组合中提供。

显然，对于本领域普通技术人员来说，本发明并不限于以上所特别给出和描述的。进一步地，本发明的范围由下面的权利要求给出。

Claims

1.一无线本地环系统，包括：

一数据网络/PSTN网关单元；

至少一条数据线；

至少一个基站，与网关单元通过所述至少一条数据线分别相连；

多个无线用户单元，与基站无线通信，每个无线用户单元包括至少一个接口连接到至少一台包括电话主机的主机上；每个用户单元包括：

一个模拟转换器，用来将以IP分组格式进来的信息转换

成模拟语音表示，并将所述模拟语音表示提供至电话主机，及

从电话主机上接收进来的模拟语音信息、将所述进来的模拟语

音信息转换成IP分组格式的信息，并将所述IP分组格式的信

息提供给基站；以及

一分组交换机，用来在IP分组从连接到用户单元的基站

到达时执行分组交换，除了到那些主机的电话主机和电话主机

到模拟转换器的路由IP分组以外，还包括用于主机的路由IP

分组；

其中，所述基站用来基于包括在每个所述的进来的IP分组

的IP目的地址执行进来的IP分组上的分组交换；

其中，所述的网关单元用来将进来的数据分组交换到数据网

络上，将进来的语音分组从IP分组格式转换成模拟语音表示，

将所述模拟语音表示转换到PSTN上。

2.根据权利要求1的系统，其中每一个主机包括下列主机类型组中的一个：

电话；

传真机；

计算机；

数据调制解调器；以及

电缆调制解调器。

3.根据权利要求1的系统，其中所述至少一条数据线包括有线数据线。

4.根据权利要求1的系统，其中数据网络包括因特网。

5.一种无线本地环方法，包括：

提供一数据网络/PSTN网关单元，至少一条数据线，至少一个基站通过所述至少一条数据线分别与网关单元相连接，多个无线用户单元与基站无线通信，每个无线用户单元包括至少一个接口连接到至少一台包括电话主机的主机上，将以IP分组格式进来的信息转换成模拟语音表示，并将所述模拟语音表示提供至电话主机，从电话主机上接收进来的模拟语音信息，将所述进来的模拟语音信息转换成IP分组格式的信息，并将所述IP分组格式的信息提供给基站；以及

对从连接到用户单元的基站到达的IP分组执行分组交换，除了到那些主机的电话主机和电话主机到模拟转换器的路由IP分组以外，还包括用于主机的路由IP分组；

其中，所述基站用来执行基于包括在每个进来的IP分组的IP目的地址进来的IP分组的分组交换；

其中，所述的网关单元用来将进来的数据分组交换到数据网络上，将进来的语音分组从IP分组格式转换成模拟语音表示，将所述模拟语音表示交换到PSTN上。

6.一服务质量系统包括：

一个拥塞避免子单元；以及

业务流控制单元。

7.服务质量服务器设备，包括

协议检测器；以及

连接层属性分析器；包括

一UDP分析器；

一TCP分析器；以及

一ICMP分析器。

8.根据权利要求7的服务器设备，其中UDP分析器包括一速率控制UDP分析器。

9.根据权利要求7的服务器设备，其中TCP分析器包括一速率控制TCP分析器。

10.根据权利要求7的设备，其中UDP分析器操作用来执行至少一些以下步骤：

用端口号标识应用程序；

通过比较端口号和会话参与者的IP地址检验分组是否属于已

经打开的会话；

如果是已经打开的会话，用来自应用程序查找表中的TTL标

记分组；

如果是一个新的会话，咨询策略代理来确定这一会话是否允

许启动；

根据CS无线(air)MAC地址，在应用程序的协定上通知MAC；及

将会话结束事件通知MAC。

11.如权利要求7所述的设备，其中TCP分析器执行至少以下一些可靠性检测：

确认分组接收；

当检测到丢弃的分组时，重发分组；

如果分段没有按照顺序到达，必要的时候，重新排列分段；

如果在传输过程中数据被破坏，丢弃分组；

丢弃备份段；以及

保持数据流控制来管理连接的传输速率。

12.如权利要求6所述的系统，其中拥塞避免单元用来执行分类队列。

13.如权利要求6所述的系统，其中TCP传输速率至少部分地通过检测实时数据流速率和然后延迟ACK返回传输端来控制。

14.如权利要求6所述的系统，其中TCP传输速率至少部分地由更改在发送到传输端的分组中的通知窗口的大小来控制。

15.如权利要求12所述的系统，其中由拥塞避免单元执行的分类队列包括标记分组、到达一个存活时间标记到传输队列簇，到根据它们的存活时间指示器的队列。

16.一服务质量系统包括：

合适的网络过滤和转发代理；

服务质量服务器；以及

分类队列机构。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述代理用于仅在过滤出不相关的数据流和竞争无线通道道时来转发属于无线通道的分组。

18.如权利要求16所述的系统，其中服务质量服务器用来执行网络业务和应用层的政策，包括执行至少下面一步：分析每一个进来的分组以检测它的会话，估算通道负载，执行数据流控制操作、如延迟分组和插入到连接层，为分组加入服务质量头来描述分组的边界条件。

19.如前面任何一个权利要求所述的系统，其中，执行速率控制，以便在接入系统中的队列保持实际上固定的长度，因此减少会话抖动。

20.如权利要求16所述的系统，其中分类队列机构提供了在MAC域中的TTL合适的访问等待时间，因此能改进用于队列的数据状态的通道带宽控制。