CN1396744A - 基于gprs业务类型的无线资源规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GPRS业务类型的无线资源规划方法，该方法根据接入的GPRS业务，参考不同业务的业务等级，获得所述业务的业务类型以及数据量，根据所述数据量判断所述业务的资源需求量，获得所述业务的实际信道需求量，进而确定系统为所述业务提供的服务质量等级，按业务需要分配信道及安排信道优先次序，这样，使得本发明具有较好的系统资源规划使用的合理性和灵活性，提高了系统资源的利用率。

Description

基于GPRS业务类型的无线资源规划方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种GPRS(通用分组无线业务)系统中无线资源的规划方法。

(二)背景技术：

GPRS网络是建立在GSM(全球移动通信系统)网络基础上的叠加网络，为无线分组数据业务提供快速接入通道。在GPRS网络中，话音业务与数据业务同时提供，如何根据不同的业务调整网络资源的分配，以优化资源配置，减少业务相互影响，提高网络性能，这是设备优化以及网络规划的重要问题。现有的GPRS无线资源分配方法一是静态PDCH配置和动态PDCH(分组数据信道)转换方法。其中后者的动态PDCH配置控制机制，决定BSC(基站控制器)何时向PCU(分组控制单元)请求TCH(话音信道)和决定BSC对PCU的信道请求是否拒绝。该方法通常将动态PDCH缺省设置为TCH，每个小区设置一个计数器，每分钟记数器进行一次调整。若当前空闲的TCH信道数大于预定值，则将记数器加1，但不能大于记数器设定的最大值；若当前空闲的TCH信道数小于预定值，则将记数器减1，但不能小于记数器设定的最小值。经过上述调整后若当前空闲的TCH信道小于预定值，并且动态PDCH信道可用数大于0，则BSC向PCU请求TCH信道。BSC在收到PCU的信道请求消息时，首先检查记数器的值，根据记数器的结果，决定BSC无条件拒绝PCU的信道请求，还是根据PCU的要求和信道的当前使用情况决定对PCU的应答。

另一种GPRS无线资源分配的方法是CS(信道编码方式)改变方法。该方法共涉及四种不同的编码方案：CS1、CS2、CS3和CS4(信道编码方式1、2、3和4)，它利用手机上报的测量报告，建立测量报告与速率的对应关系，以速率为门限，根据实际速率与之比较，在一定定时器下，调整传输编码方式。用户设定CS改变参数为门限参数，此参数包括CS1到CS2变化参数、CS2到CS3变化参数、CS3到CS4变化参数、CS4到CS3变化参数、CS3到CS2变化参数、CS2到CS1变化参数，且分上、下行方向，用户可以选择缺省参数值或者基于小区定制。当PCU判断数据重传率高于、或者低于门限时，将调整当前TBF(暂时码块流)采用的CS值。通过编码方式的调整，可以提高PDCH的利用率。由于不同的业务有不同的QOS(服务质量)需求，如果能够确定不同业务的QOS需求，在资源分配上做到有的放矢，是需要的。然而，目前的GPRS网络的QOS定义还很模糊，PCU难以得到准确的QOS信息，信道分配方法很大程度上还是较盲目。估计小区PDCH信道数的方法为：

小区静态PDCH数＝

(((GPRS用户总带宽/载频总数)*小区内的载频总数)

/(CS1编码时IP层承载速率*20％+CS2编码时IP层承载速率

*80％))*静态PDCH配置比例

这里假设GPRS业务量是均匀分布的，因为静态PDCH不能转换成TCH，所以对于突发业务量，可以采用动态PDCH承载。静态PDCH配置比例为一经验参数，用户可以在设备运行的过程中根据业务量统计的结果优化配置，细调静态PDCH的数量，以取得最好的效果。由于这种方法主要是通过收集、统计和分析手机的传输特点，得出其QOS的估计，做为信道分配算法的输入，这种估计是不准确的。

由上述可知，现有的无线资源分配方法中，没有考虑到业务类型的不同以及对QOS估计粗略，或没有考虑到QOS。设置不同的分组业务信道，对原有网络话音容量，对网络的干扰影响也不同。如果没有考虑业务类型或者对QOS估计不准确，无线资源的分配是不合理的。另外，由于现有的资源分配方法没有考虑到不同业务类型的特点，仅仅考虑现有话音用户占用信道量，划分出一定时隙用于动态PDCH配置，这样，可能导致下述问题：其一，若不设固定PDCH，数据用户在电话忙时，可能不能占上信道。其二，只要有数据业务，不分种类，都按照同样原则分配信道，不能提高信道使用的有效性。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种能够有效利用GPRS网络无线资源的基于GPRS业务类型的无线资源规划方法。

为达到上述目的，本发明提供的基于GPRS业务类型的无线资源规划方法包括：

(1)根据接入的GPRS业务输出其对应的IP地址；

(2)根据所述IP地址与不同业务的业务等级，获得所述业务的业务类型，并根据所述IP地址与不同业务的业务等级估计所述业务的数据量；

(3)根据所述数据量判断所述业务的资源需求量，进而获得所述业务的实际信道需求量；

(4)根据上述步骤(2)和步骤(3)获得的所述业务的业务类型及实际信道需求量，以及根据不同业务的业务等级确定系统为所述业务提供的服务质量等级；

(5)根据所述服务质量等级为所述业务分配信道及安排信道优先次序。

为更好地实现上述方案，所述方法还包括：

定义系统业务等级，用以获得所述业务的业务类型以及估计所述业务的数据量，其中，设定1级为话音和特殊站点级，2级为高数据量业务级，3级为中数据量业务级，4级为低数据量业务级，5级为实时交互业务级，6级为其它类型业务级。

根据系统业务等级，创建IP地址与业务类型对照表，用以根据系统不同的接入业务判断其业务类型。

创建业务类型与数据量的对应关系表，用以根据系统不同的接入业务判断其数据量大小。

创建业务数据量与资源需求的对应关系表，用以根据系统不同的接入业务的数据量判断其资源需求量。

本发明采用上述方案进行无线资源规划分配时，根据接入的GPRS业务，参考不同业务的业务等级，获得所述业务的业务类型以及数据量，根据所述数据量判断所述业务的资源需求量，获得所述业务的实际信道需求量，进而确定系统为所述业务提供的服务质量等级，按业务需要分配信道及安排信道优先次序，由于充分考虑到了系统的不同接入业务类型，以及不同的业务类型需要的不同服务质量要求，使得本发明能够有效利用系统资源，对系统资源进行合理分配，提高系统资源使用的效率。

(四)附图说明：

图1是本发明所述方法的功能框图；

图2是本发明所述方法的物理定义框图；

图3是本发明实施例流程图。

(五)具体实施方式：

为深入了解本发明，下面结合附图对本发明进行详细说明。

GPRS是在GSM系统之上开发的针对突发性业务数据分组传送的一种新业务。由于在GPRS系统中，同时存在语音业务和数据业务，为提高无线资源的利用率，需要根据业务的种类、数据量和服务质量需求进行无线资源的动态配置。

用户对网络服务质量的期望是和业务是密切相关的。如果用户是在进行单向传输式业务，如EMAIL(电子邮件)、SMS(业务管理系统)，关心的是网络提供的数据带宽；如果用户是在进行交互式业务，如游戏、信息查询，关心的则是网络响应的时延。所以，衡量无线网络指标，需要在整体上平衡性能中的比重，以指导网络不断优化。在实际应用中，GPRS系统提供的服务质量和用户实际感觉的服务质量还是有区别的。整个GPRS网络只是提供一种IP包的承载通道，对于BSS部分的实体来说，它只能看见承载一组IP包的TBF(Temporary Block Flow)的建立、传输和释放过程，而感觉不到不同TBF之间的相关性，所以基于TBF的统计指标，不能完全真实地反映用户感觉到的端对端的服务质量。以WWW业务为例，TCP连接有自身的流控机制，而无线传输通常会导致IP包的丢失，结果是传输速率上不去，而在相同的无线服务质量情况下，WAP访问却可能效果很不错。

在传统的无线资源分配中，可以指定任一小区中的任一时隙用于动态PDCH，总数量上没有限制。配置为动态PDCH的时隙，可以在PCU的控制下，在有语音业务需求时用做TCH，在没有语音业务时用做PDCH。也可以指定任一小区中的任一时隙，用于静态PDCH，总数量上也没有限制。为便于运营商根据该信道组的无线参数，如频率复用系数、是否跳频等参数，进行比较准确的无线资源规划，还可以限定特定的一组时隙用于动态PDCH。由上可知，现有GPRS系统的无线资源分配只是一种基本的资源分配策略，决策较简单，无线资源的浪费可能较大，因此其资源分配方法也留有较大的改进空间。

图1是本发明所述方法的功能框图。图中虚线部分表示四大功能模块：接入系统模块、解析PS(分组业务)业务模块、级别模块、资源分配模块，实线部分表示本发明需要完成的功能实体。各模块之间关系为，当GPRS用户接入系统后，附着系统，通过DNS(域名服务器)解析接入业务的IP地址，根据IP地址分析业务，同时估计数据量大小，输出业务类型及信道需求，最后进行服务等级排队，分配无线资源。

上述模块涉及GPRS系统的四个实体，参考图2。图中虚线部分表示本发明驻留的实体，PCU(分组控制单元)、SGSN(服务GPRS支持节点)、GGSN(网关GPRS支持节点)和BSS(基站子系统)，实线部分表示本发明部分。GGSN通过DNS完成IP地址分析，估计不同业务数据量及对无线资源的要求，将业务类别、信道请求通过SGSN透明传送到PCU，在PCU中实现服务级别排队及资源占用分配，最后由BSS执行系统资源的分配。

图3是本发明实施例流程图。按照图3实施本发明，在步骤1，空闲状态的GPRS移动台检视广播信道上系统消息，从系统消息中可以知道系统是否支持GPRS业务，如果支持，移动台通过发“分组信道请求报文信息”，发起接入过程，该信息包括指示各种接入类型，系统按照CS1及一个时隙指配信道。在接入的GPRS业务附着系统后，系统根据接入的GPRS业务输出其对应的IP地址；步骤2，系统根据所述IP地址与不同业务的业务等级，获得所述业务的业务类型，并根据所述IP地址与不同业务的业务等级估计所述业务的数据量。为实现本步骤，需要预先定义系统业务等级，用以获得所述业务的业务类型以及估计所述业务的数据量，其中，设定1级为话音和特殊站点级，为最高优先级，一些预约ISP具有该级别，这样便于资源分配和实际中的运营控制；2级为高数据量业务级；3级为中数据量业务级；4级为低数据量业务级；5级为实时交互业务级；6级为其它类型业务级。对业务进行级别划分，目的是根据不同的数据业务，安排不同数量的信道，例如某些特殊站点的数据可以享用同话音一样的信道分配权利，以确立合理的资源占用。由于可以定义某些分组业务可以优先分配信道，在实际中，对于静态分配信道可以不设置，避免系统容量造成影响，特别是对于GPRS系统建立初期，分组业务不是很大的情况下，这是一种有效利用无线资源的办法。

此外，还需要根据系统业务等级，创建IP地址与业务类型对照表，用以根据系统不同的接入业务判断其业务类型。还需要创建业务类型与数据量的对应关系表，用以根据系统不同的接入业务判断其数据量大小。例如可以根据现有互联网数据模型，确定移动办公、信息服务、FTP传送数据量较大，WWW、电子邮件数据量较小。在根据系统不同的接入业务判断其业务类型的过程中，还包括通过DNS进行接入业务的IP地址解析，获得接入业务的域名地址以及GGSN根据所述域名地址进行域名解析的过程。所述GGSN根据域名地址进行域名解析，采用从右向左递归的方式进行。

步骤3，根据所述数据量判断所述业务的资源需求量，进而获得所述业务的实际信道需求量。为此需要创建业务数据量与资源需求的对应关系表，用以根据系统不同的接入业务的数据量判断其资源需求量。业务数据量主要与可用PDCH的数目和编码方式有关。例如当IP包包长平均为200字节时，一个PDCH在不同的CS编码方式下所对应的IP层承载速率见下表：

	CS-1(Kbps)	CS-2(Kbps)	CS-3(Kbps)	CS-4(Kbps)
					IP层承载速率	5.58	8.31	9.89	13.95

另外数据量还受移动台的多时隙能力，无线信道质量，承载业务类型等多方面影响。数据量大，需要无线通道就多，反之，数据量小，需要无线通道就少。信道编码方式、数据数率与信道数的关系是确定的，因此决定不同的业务需要的无线资源的数量。例如，对于www业务，移动台具有3个时隙捆绑能力，则需要2～3时隙即可。

步骤4，根据上述步骤2和步骤3获得的所述业务的业务类型及实际信道需求量，以及根据不同业务的业务等级确定系统为所述业务提供的服务质量等级。

不同的服务质量等级安排信道的优先级不同，特殊网站如公安、政府、高付费ISP等优先级较高。为此可以根据业务类型及实际信道需求量，以及根据不同业务的业务等级建立一个服务质量级别表，如：

业务区域	服务质量级别
		www.huawei.com	1

在业务类型和信道需求量确定后，先查上表，表中有的业务，按照表中的服务质量排队，若没有定义，根据资源量排序，资源要求大的，排序级别高。

步骤5，根据所述服务质量等级为所述业务分配信道及安排信道优先次序。例如，在将级别1的业务接入后，透传给BSC，令BSC将此时的“分组信道请求”视为“话音的信道请求”相同处理，因此可以得到优先分配的信道，保证该业务的信道占用。

由上可知，本发明关键之处在于：

一、在进行系统资源规划分配时，识别GPRS业务类型，根据不同的业务类型进行资源的配置。利用GGSN通过DNS域名服务器，采用递归查寻，获得业务类型。采用业务数据量与所需无线资源的估计，建立业务类型与数据量的对应关系表，将业务类型和对无线资源需求传送到PCU，在信息中定义业务类型及所需信道数，提供PCU作进一步处理。GPRS通道为承载通道，需求量的大小取决于传输数据内容，不同内容，数据量差别很大，使用网络资源的时间不同，同时对网络性能主观感觉不同，本发明将对分组业务类型的识别作为无线资源管理的基础，保证了资源管理合理性与灵活性。

二、为不同的业务定义不同的服务质量级别，根据不同业务的不同服务质量要求分配系统资源以及优先级。这样可以将某些级别数据透传给BSC，令BSC将这些数据业务同话音一样处理，按需分配信道，保证级别较高业务的资源占用。不同业务数据流量不同，对无线资源要求也是不同。例如定义1级为信道优先级业务，某些特殊站点，预约ISP具有此级别。将这些级别数据业务回送给BSC，令BSC将其视为话音一样处理，保证这部分数据业务占用资源。由于在GPRS系统中，话音和分组数据共享无线资源，配置信道时，若考虑固定给GPRS业务留容量，不可避免对GSM容量产生影响，采用本发明根据实际的分组业务分配资源较好地解决了这一问题。

Claims (7)

1、一种基于GPRS业务类型的无线资源规划方法，包括：

(1)根据接入的GPRS业务输出其对应的IP地址；

(2)根据所述IP地址与不同业务的业务等级，获得所述业务的业务类型，并根据所述IP地址与不同业务的业务等级估计所述业务的数据量；

(3)根据所述数据量判断所述业务的资源需求量，进而获得所述业务的实际信道需求量；

(4)根据上述步骤(2)和步骤(3)获得的所述业务的业务类型及实际信道需求量，以及根据不同业务的业务等级确定系统为所述业务提供的服务质量等级；

(5)根据所述服务质量等级为所述业务分配信道及安排信道优先次序。

2、根据权利要求1所述的无线资源规划方法，其特征在于，该方法还包括：定义系统业务等级，用以获得所述业务的业务类型以及估计所述业务的数据量，其中，设定1级为话音和特殊站点级，2级为高数据量业务级，3级为中数据量业务级，4级为低数据量业务级，5级为实时交互业务级，6级为其它类型业务级。

3、根据权利要求2所述的无线资源规划方法，其特征在于，该方法还包括：根据系统业务等级，创建IP地址与业务类型对照表，用以根据系统不同的接入业务判断其业务类型。

4、根据权利要求3所述的无线资源规划方法，其特征在于，该方法还包括：创建业务类型与数据量的对应关系表，用以根据系统不同的接入业务判断其数据量大小。

5、根据权利要求4所述的无线资源规划方法，其特征在于，该方法还包括：创建业务数据量与资源需求的对应关系表，用以根据系统不同的接入业务的数据量判断其资源需求量。

6、根据权利要求1、2、3、4或5所述的无线资源规划方法，其特征在于：在根据系统不同的接入业务判断其业务类型的过程中，还包括通过DNS进行接入业务的IP地址解析获得接入业务的域名地址以及GGSN根据所述域名地址进行域名解析的过程。

7、根据权利要求6所述的无线资源规划方法，其特征在于：所述GGSN根据域名地址进行域名解析，采用从右向左递归的方式进行。

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