CN1826015A - 用于移动网络准入控制的方法、准入控制器以及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为移动终端(STA2)到移动网络的准入来提供准入控制的方法，其中所述准入控制基于至少一个表征将被用于移动终端(STA2)到移动网络的连接的无线信道的参数(APP)和至少一个表征所述连接的业务量流的参数(STAP)，一种准入控制器(AC)和一种通信系统。

Description

用于移动网络准入控制的方法、 准入控制器以及通信系统

相关申请的交叉引用

本发明基于优先权申请EP 05290415.8，其在此通过参考并入。

技术领域

本发明涉及一种用于为移动终端到移动网络的准入提供准入控制的方法、一种准入控制器、以及一种通信系统。

背景技术

IEEE 802.11e标准通过借助于增强的分布式信道接入(EDCA)机制支持业务量差别，借助于混合协同功能受控信道接入(HCCA)机制支持时分复用，以及用于请求、释放或修改网络资源的手段，向无线局域网(WLAN)系统提供服务质量(QoS)能力。IEEE 802.11e工具集保证允许或容易诸如互联网协议上(VoIP)的语音电话和视频流的QoS敏感的实时且交互服务的部署。

另一方面，对于QoS支持准入控制也是一种关键的组成部分(building piece)。使用它来为QoS约束的业务量控制网络资源。准入控制功能根据网络资源可用性来接受或拒绝资源保留请求。

不幸地是，在定义请求、释放或修改网络资源的消息的同时，IEEE 802.11e标准没有定义包括决定算法以及估计信道利用率的手段的完整的准入控制机制。

对于可用网络资源的接入，目前仅存在尽力服务(best effort)解决方案，其不提供QoS支持，例如传统的IEEE 802.11a/b/g WLAN系统中那样，或者基于使用例如EDCA机制的业务量差别的不受控制的解决方案。

在基于例如EDCA机制的业务量差别的解决方案的情况下，终端不受控制地使用网络资源。优先级的使用带来有效地业务量差别(例如，语音比web业务量具有更高优先级)，但是资源控制的缺乏并没有使这种解决方案免于网络，即无线信道的饱和。主要问题是，通过降低WLAN系统的全部用户/客户集的整体满意度，例如语音呼叫的新的活跃的业务量流可以影响已经存在的(活跃的)例如语音呼叫的所有流。

发明内容

本发明的目的是针对移动终端到移动网络的准入，提出一种用于提供准入控制的解决方法。

该目的通过一种用于为移动终端到移动网络的准入来提供准入控制的方法实现，其中所述准入控制基于至少一个表征将被用于移动终端到移动网络的连接的无线信道的参数、以及基于至少一个表征所述连接的业务量流的参数。

该目的还通过一种用于为移动终端到移动网络的准入来提供准入控制的准入控制器实现，其中所述准入控制器包括：用于接收移动终端到移动网络的准入的准入请求的装置，用于接收表征将被用于移动终端到移动网络的连接的无线信道的参数的装置，用于接收表征所述连接的业务量流的参数的装置，用于基于至少一个所述表征将被用于移动终端到移动网络的连接的无线信道的参数和基于至少一个所述表征所述连接的业务量流的参数来控制准入的装置，以及用于向移动终端发送关于准入请求的响应的装置。

该目的还通过一种通信系统实现，该通信系统包括至少一个移动终端和至少一个接入点，其中所述通信系统包括至少一个如上所述的准入控制器。

本发明的主要思想是使用可以应用于例如IEEE 802.11e EDCA增强的WLAN系统的基于测量的准入控制。所提出的解决方案可以与由IEEE 802.11e标准所引入的向移动终端提供用于保留、释放以及修改无线资源的手段的QoS能力相结合。该解决方案基于一些表征无线信道的重要度量(metrics)的测量，如例如由IEEE802.11k/D 1.2草案标准所规定的。

资源保留请求，即从移动终端发送给接入点的所谓的ADDTS请求消息(ADDTS＝增加业务量流)，包含例如标定的MSDU大小(MSDU＝MAC服务数据单元)、平均数据速率或者最小PHY(PHY＝物理层)速率的业务量规范。

准入控制决定集中在可操作的准入控制器，负责执行信道准入控制(CAC)算法。准入控制器可以驻留在例如所谓的胖接入点(fataccess point)、或者无线网络控制器(WNC)中。以下将把准入控制器描述为在接入点的外部，以便于明确地详述接入点与准入控制器之间的通信。在接入点和准入控制器在同一位置的情况下，这种通信是内部的。

CAC算法将描述要准入的流的业务量规范(TSPEC)，即所谓的TSPEC元素作为输入，将其与所测量的网络负荷信息相结合，该网络负荷信息即当前信道利用率，并决定该流是否可以准入，而不会影响已准入的流的性能。

简要地，可以用以下方式描述信道准入控制处理：

在所谓的测量窗(MW)时间段期间，接入点测量信道利用率U_meas。然后，其将该信息提供给准入控制器，作为CAC算法的输入。

准入控制器使用该信道利用率以及具有初始值来构造其自身的信道利用率的内部视图，其称作当前信道利用率U_curr：

U_meas＝＞U_curr

当准入控制器从移动终端接收资源保留请求时，即ADDTS请求消息时，其计算由新的流所请求的信道利用率的增加U_add为在TSPEC元素中所规定的流特征的综合：

TSPEC＝＞U_add

准入控制器将当前信道利用率U_curr与所计算的称作附加信道利用率U_add的信道利用率的增量相结合，以得到(理论上的)新的信道利用率U_new，就像已经准入了新的流：

U_new＝U_curr+U_add

通过检查U_new是否超过给定的目标信道利用率U_target，即最大可接受信道利用率，准入控制器进行准入决定。如果U_new小于U_target，则准入新的流，否则拒绝：

U_new＜U_target？＝＞决定

当准入一个流时，准入控制器更新其信道利用率的内部视图，即当前信道利用率U_curr，以便于说明由于新准入的流引起的信道利用率的增加：

U_curr＝U_new

本发明的进一步发展可以从从属权利要求和以下描述中获得。

附图说明

以下，将参考附图进一步解释本发明。

图1示意性地表示具有多个通信终端、两个接入点和一个准入控制器的通信系统，用于执行根据本发明的一种方法，该方法用于为移动终端到移动网络的准入提供准入控制。

图2示意性地表示用来执行根据本发明的提供准入控制的方法的CAC算法的原理机制。

具体实施方式

图1中描述了根据本发明的一种通信系统，并且该通信系统包括移动网络，所述移动网络包括至少一个接入点AP1、至少两个移动终端STA1和STA2，以及至少一个准入控制器AC。在以下通过图1所描述的例子中，存在所包括的两个接入点AP1和AP2，以及四个移动终端STA1至STA4。优选地，所述通信系统另外包括至少一个到例如互联网或其它移动网络的网络NW的连接。

接入点AP1和AP2例如经由骨干系统彼此连接，并且至少移动终端STA1经由无线连接而连接到接入点AP1。另外，接入点AP1和AP2二者都经由固定连接或无线连接而连接到接入控制器AC。经由无线连接而连接到接入点AP1的移动终端STA1可以借助于骨干系统经由此外的接入点AP2进一步连接到相同移动网络内的移动终端STA3或STA4之一。此外，该移动终端STA1还可以借助于骨干系统且经由网关而连接到一些设备，所述设备例如位于此外的例如互联网或另一移动网络的网络NW中的服务器或者终端。

接入点AP1和AP2包括移动网络中的接入点的功能，即它们为移动终端提供连接到移动网络的可能性。此外，接入点AP1和AP2包括用于向准入控制器AC发送源自移动终端STA1至STA4的准入请求的装置，和用于从准入控制器AC接收准入响应的装置。

移动终端STA1至STA4包括用于移动网络的移动终端的功能，即借助于接入点AP1或AP2，它们可以连接到移动网络。具体而言，移动终端STA1至STA4包括用于向接入点AP1或AP2发送准入请求的装置，以及用于从接入点AP1或AP2接收准入响应的装置。

根据本发明的准入控制器AC包括：用于接收移动终端STA1至STA4到移动网络的准入的准入请求的装置，用于接收表征将被用于移动终端STA1至STA4到移动网络的连接的无线信道的参数的装置，用于接收表征所述连接的业务量流的参数的装置，用于基于至少一个表征将被用于移动终端STA1至STA4到移动网络的连接的无线信道的参数和基于至少一个表征所述连接的业务量流的参数来控制准入的装置，以及用于向移动终端STA1至STA4发送关于准入请求的响应的装置。

以下，通过例子，参考图1和图2，详细描述根据本发明的方法。

提出的用于提供信道准入控制(CAC)的方法在根据IEEE802.11e标准的WLAN系统中实现，并且该方法基于以下假设和初始考虑：

·借助于向接入点AP1发送规定了所谓的TSPEC元素的所谓的ADDTS请求消息，移动终端STA2请求新的业务量流，所述接入点AP1负责向准入控制器AC转发该ADDTS请求消息。TSPEC元素应当至少包括以下参数：标定的MSDU大小，要求的平均数据速率R_r，要求的最小PHY速率，以及在所谓的TS信息域中规定的所请求的EDCA接入种类。注意，TSPEC元素还可以规定所要求的最小数据速率，其对于所提出的CAC算法不是基本的，但是当在当前QoS要求下无法准入时，对于给予移动终端重新协商希望的QoS等级的可能性是有用的。ADDTS请求消息和TSPEC元素二者都在IEEE802.11e标准中定义。

·以下所解释的所谓的剩余带宽额度是被认为由移动终端STA2所填充的TSPEC域。但是，由于它的极度复杂的计算，移动终端STA2极不可能，尽管不是完全不可能的，可以计算它。在不是由移动终端STA2提供剩余带宽额度的情况下，使用这里所定义的算法：DraftSupplement to Standard For Telecommunications and InformationExchange Between Systems-LAN/MAN Specific Requirements-Part11：Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications：Medium Access Control(MAC)Enhancements forQuality of Service(QoS)，IEEE标准802.11e D0.8，准入控制器AC来计算它。作为选择，剩余带宽额度可以由接入点AP1来计算，并且提供给准入控制器AC。但是，这看起来不是一种好的解决方案。实际上，在这种情况下，接入点AP1必须能够截取ADDTS请求帧，截取它们，计算不工作的剩余带宽额度，将其插入到新的ADDTS请求消息中，并且将其转发给准入控制器AC。

·在时间段T_W持续时间，依赖于业务量负荷和吞吐量，在测量窗(MW)上计算感兴趣的度量。以所观测到的成功接入的数目W_A，即成功传输的分组，来表示它们，而不是以秒来表示它们。该成功传输的分组的数目W_A可以由接入点AP1基于所传输的和所接收的确认ACK的数目来测量。该方法具有在低业务量的情况下避免数据的缺乏和在高负荷或负荷尖峰的情况下避免过度等待时间的优点。

在本发明的基本实施方式中，在系统的所谓的QoS基本服务集(QBSS)中仅定义一类服务，即仅一种所谓的EDCA接入种类。尽管这样的简化，描述明确地和完整地详述了选择方法。将呈现有用的参数以及由接入点AP1所测量的度量和由接入控制器AC所计算的度量。最后详述了准入控制算法自身。

将有用的静态参数的以下定义包括在CAC算法建议中：

·最大分组丢失概率P_drop表示任何分组在无线信道中丢失的最大概率，即在所谓的延迟界限中分组接收失败的概率。需要该值来计算剩余带宽额度。假设使用预先配置的值，对于整个基本服务集(BSS)，即对于准入控制器AC，该值固定为静态参数。IEEE 802.11e标准规范建议使用P_drop＝10^-8。

·目标信道利用率U_target表示准入控制器AC希望取得的、并且在其所控制的QoS基本服务集内不能被超过的利用率的目标值。通过定义，U_target值小于1。参数U_target是可配置的参数，可以调整该参数以调节CAC算法的内在不准确度。

在图2中，描述了可以在例如准入控制器AC中实施的根据本发明的CAC算法CALG的原理机制。移动终端STA2将参数STAP交付给CAC算法CALG，参数STAP表征从移动终端STA2到移动网络的连接的业务量流，并且参数STAP可以包括在例如TSPEC元素中。此外，接入点AP1将参数APP交付给CAC算法CALG，参数APP表征将用于连接的无线信道，所述参数APP例如关于无线信道利用率的信息。CAC算法CALG的结果OUTPUT包括例如是否准入业务量流的决定、以及关于移动终端STA2到无线信道的接入的指令。从其中实施CAC算法CALG的准入控制器AC向移动终端STA2发送结果OUTPUT。

以下描述产生参数APP的由接入点AP1所执行的测量，所述参数APP被提供给准入控制器AC作为CAC算法CALG的输入。如已所述，在测量窗(MW)的时间段T_W上计算所测量的感兴趣的度量，其依赖于业务量负荷和吞吐量，并且以所观测到的成功接入W_A，即成功发送的分组，的数目来表示，而不是以秒来表示。

·分组丢失概率P₁表示在无线介质上丢失分组的概率。可以使用由P_e所表示的无线信道上的平均分组错误概率和由P_c所表示的冲突概率二者导出所述分组丢失概率，其中可以由接入点AP1容易地估计P_e，可以使用以下公式估计P_c：

$P_c=1-{(1-\frac{1}{{\mathrm{CW}}_{\min }})}^{N-1}$

在该公式中，CW_min表示所谓的最小竞争窗大小，并且N表示在冲突域中活跃的移动终端的数目，即在互相具有要发送的数据的传输范围之内存在N个移动终端。

当分组冲突或者当其在无线信道上遭受错误时，在无线介质上丢失分组。则P_l由该方程给出：

P_l＝P_e+P_c-P_eP_c

由准入控制器AC使用分组丢失概率P_l，以计算以下所述的剩余带宽额度。

·所测量的信道利用率U_meas提供系统负荷等级指示。U_meas是由接入点AP1要测量的主要度量。理论上，由该公式给出：

$U_{\mathrm{meas}}=1-\frac{T_I}{T_W}=\frac{T_B}{T_W}$

在该公式中，T_I表示信道空闲时间，且T_B表示信道繁忙时间。

从实际角度，如IEEE 802.11k标准规范中所规定，可以由接入点AP1从信道观测中推导出U_meas。根据规定在802.11WLAN网络中的无线资源测量的IEEE 802.11k标准的部分11.7.7.6，接入点AP1执行以下测量：

°CCA(CCA＝空闲信道评估)空闲直方图，即PHY空闲信道评估检测到空闲介质的时间间隔的直方图；

°CCA繁忙直方图，即PHY空闲信道评估检测到繁忙介质的时间间隔的直方图

°NAV(NAV＝网络分配矢量)繁忙直方图，即NAV值被设置为正值的时间间隔直方图。

必须着重强调，根据CCA直方图，可以推导出在测量窗期间，信道的最小、最大和平均空闲和繁忙时间。一种这样的直方图，例如CCA忙直方图，可以报告概率密度函数(pdf)，该概率密度函数表示为连续  忙时隙x的数目b(x)。根据该概率密度函数，可以按照以下方式计算  忙时隙的平均数目E(B)：

$E\left[B\right]=\underset{x=0}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}x\·b\left(x\right)$

可以以相似的方式根据CCA空闲直方图计算空闲时隙的平均数目E[I]。则可以使用以下公式计算所测量的信道利用率U_meas：

$U_{\mathrm{meas}}=\frac{E\left[B\right]}{E\left[B\right]+E\left[I\right]}$

后面的公式是所测量的信道利用率U_meas的实际计算公式。在测量窗的时间段期间测量/计算所测量的信道利用率，并且被提供给准入控制器AC，以在下一个测量窗期间用于CAC算法。

为了执行准入控制，准入控制器AC计算大量度量。由包括在处理中的移动终端STA2和接入点AP1二者提供用于该计算的输入数据。接入点AP1向准入控制器AC提供参数APP，参数APP表征将用于连接的无线信道，所述参数APP例如所测量的信道利用率U_meas、分组丢失概率P₁和表示为T_W的测量窗持续时间。移动终端STA2借助于ADDTS请求消息向准入控制器AC提供参数STAP，参数STAP表征从移动终端STA2到移动网络的连接的业务量流，即例如在TSPEC元素中所包括的要准入的流的描述。

以下列出和描述了由准入控制器AC所计算的度量：

·由准入控制器AC借助于以下公式计算到移动网络的期望接入数目A，如果在持续时间T_W的过去的测量窗期间是活跃的，则请求的移动终端STA2将尝试该数目A的接入：

$A=(\frac{R_{\min }}{S_{\mathrm{MSDU}}}\·T_W)$

在该公式中，R_min表示新的流的最小数据速率，并且S_MSDU表示标定的MSDU大小。在由ADDTS请求消息所承载的TSPEC元素中规定这两个值，并且由接入点AP1提供过去的测量窗T_W的持续时间。

然后将所期望的接入数目A用于计算所谓的剩余带宽额度，如以下所解释。

·由IEEE 802.11e标准定义介质时间参数T_M，并且T_M表示对于单个流的信道利用率的时间。可以由准入控制器AC根据在TSPEC元素中规定的流特征中推导出T_M。可以用以下方式得到介质时间T_M：

$T_M=\mathrm{SBA}\·\left(\frac{R_r}{S_{\mathrm{MSDU}}}\right)\·T_F$

在该公式中，

°R_r是TSPEC元素中规定的所要求的平均数据速率，

°标定MSDU大小S_MSDU也由请求的移动终端STA2在ADDTS请求帧中所承载的TSPEC元素中规定，

°帧交换时间T_F由在移动终端的最小PHY速率的帧的传输时间加上所谓的短帧间空间(SIFS)时间间隔和确认(ACK)传输时间而给出，

°剩余带宽额度因子SBA规定用于限制应用的丢失分组的数目的额外时间分配。该值说明在速率信息中没有规定的MAC和PHY开销以及信道错误、冲突而引起的重新传输。换句话说，其表示实际空中(over-the-air)时间与当没有分组丢失时在最低PHY速率所需要的时间之比，其中为了以所要求的速率来传输MSDU单元，调度器应当分配所述实际空中时间。由此，它必须大于1。当已知由请求的移动终端所规定的最大分组丢失概率P_drop、由接入点AP1所提供的无线介质上的分组丢失概率P_l、以及在规定的时间帧内，在该情况下，该规定的时间帧是测量窗T_W的时间段，的期望的接入尝试的数目A时，可以对它进行计算。在以下文献的附录H.3.2中给出了用于执行该计算的过程：

Draft Supplement to Standard for Telecommunications andInformation Exchange Between Systems-LAN/MAN SpecificRequirements-Part 11：Wireless Medium Access Control(MAC)andPhysical Layer(PHY)specifications：Medium Access Control(MAC)Enhancements for Quality of Service(QoS)，IEEE标准802.11e D0.8。

刚才提到的IEEE 802.11e规范还提供了关于介质时间参数T_M的计算的完整详细的指示。

介质时间参数T_M由准入控制器AC计算，并且用于CAC算法，作为对由新的流所请求的信道利用率的增加U_add的估计：

T_M＝＞U_add

·由准入控制器AC在测量窗T_W的持续时间期间构建和维持对无线信道的当前信道利用率U_curr的估计。这通过将由接入点AP1所提供的在前面的测量窗的末尾所测量的信道利用率U_meas与由每一个新准入的流所消耗的额外信道利用率U_add之和相结合而完成。该估计还要求过去的测量窗T_W的持续时间。

在新的测量窗开始时，准入控制器AC将当前信道利用率U_curr的值设置为由接入点AP1所提供的所测量的信道利用率U_meas的值。此时，当前信道利用率U_curr准确地反映无线信道的当前状态。对于在当前测量窗期间的每一个新接受的流，准入控制器AC通过新的流U_add计算信道的利用率的增加并且更新U_curr，以便于将新的活跃的流考虑进来。可以用以下方式计算当前信道利用率U_curr：

U_curr+U_add＝＞U_curr

在测量窗的末尾，U_curr被更新到由接入点AP1提供的新测量的信道利用率U_meas，并且重新开始整个处理。

接下来的部分详述了所提出的CAC算法CALG。它大量地使用了在前面的部分中所定义的度量。

CAC算法CALG的基本原理如下：准入控制器AC构建和维持当前信道利用率U_curr的估计，并且使用该估计来检查由新的流所引起的信道利用率的增加U_add所需要的资源是否可用或不可用。

无论何时接收到ADDTS请求消息，由准入控制器执行CAC算法CALG，即这种ADDTS请求消息的接收充当触发事件。CAC算法CALG采用以下度量作为输入：

·由准入控制器AC所维持的当前信道利用率U_curr，如前面的部分所描述。

·借助于TSPEC元素，由准入控制器AC所计算的由新的流所请求的信道利用率的增加U_add，如前面的部分所描述。

给定这些输入数据，准入控制器AC计算如果准入该新的流则具有的新的(理论的)信道利用率U_new：

U_new＝U_curr+U_add

一旦计算了新的信道利用率U_new，准入控制器AC可以通过检查是否新的信道利用率U_new超出给定阈值，目标信道利用率U_target，进行其准入决定。目标信道利用率U_target表示在其所控制的QBSS集内准入控制器AC希望取得的利用率的目标值。

准入控制器AC可以采用三个可能的决定：接受新的流且保留所要求的资源、拒绝它、或通过对于该流建议一个较小的资源消耗TSPEC元素而开始重新协商。

如果U_new＜U_target，

准入控制器AC将接受新的流的准入。

在该情况下，准入控制器AC更新当前信道利用率U_curr，以便于将新接受的流考虑进来：

U_curr＝U_new

在ADDTS响应消息中，准入控制器AC将为该流所计算的由该新的流所请求的信道利用率的增加U_add指示为在TSPEC元素中的介质时间参数T_M。

如果U_new＞U_target，

准入控制器AC将尝试与移动终端STA2重新协商新的流的准入。

如果存在数据速率R’_r的值大于或等于由移动终端STA2所规定的新流所要求的最小数据速率R_min，如果以下不等式：

U’_new＜U_target

成立，这个数据速率R’_r的值在由新的流所要求的信道利用率的增加U_add的计算中，即在介质时间参数T_M的计算中，可以代替平均数据速率R_r，

在该式子中，U’_new表示在对由新的流所请求的信道利用率增加U_add的计算中，通过使用数据速率R’_r的值，而不是平均数据速率R_r所推导出的新的信道利用率。

在重新协商处理期间，当前信道利用率U_curr不用所请求的流的参数更新，并且不保留资源。

如果U_new＞U_target，

对于任何大于或等于由移动终端STA2所规定的最小数据速率R_min的平均数据速率R_r，准入控制器AC将拒绝该新的流的准入。

很清楚，在拒绝的情况下，当前信道利用率U_curr不用所请求的流的参数更新。

在优选实施方式中，所描述的准入控制机制延伸到更现实的情况，其中定义了业务量/服务的多个类型，即多个EDCA接入种类，例如语音、视频和数据。主要差别在于目前必须考虑不同的接入种类，来测量/计算最重要的度量。

以下描述了在有用参数的定义中所要求的修改，以及在由接入点AP1所测量的度量和由准入控制器AC所计算的度量中所要求的修改。此外，准入控制决定必须考虑不同的EDCA接入种类的存在。

在多类型服务的情况下，静态参数发展为以下：

·最大分组丢失概率P_drop相对于其在基本实施方式中所给出的定义保持不变，因为它是应用于整个QBSS集的值，并且不依赖于不同类型的服务。

·目标信道利用率U_target ^ACi依赖于接入种类ACi。当定义了多个类型的服务，即EDCA接入种类时，准入控制器通过初始配置确定它希望不同的接入种类之间怎样共享在它的QBSS集中的可用带宽。例如，准入控制器可以选择保留总可用带宽的70％用于VoIP业务量(VoIP＝互联网协议上的语音)，保留总可用带宽的20％用于视频流业务量，以及剩下的10％用于尽力服务数据业务量，例如web浏览。很明显，以下关系描述了全部目标信道利用率U_target：

$\underset{\{\mathrm{ACi}\}}{\mathrm{\Σ}}{U}_{t\arg \mathrm{et}}^{\mathrm{ACi}}=U_{t\arg \mathrm{et}}$

由接入点AP1所执行的测量也受到多类型服务的存在的影响：

·每个接入种类的分组丢失概率P_l ^ACi依赖于冲突概率P_c ^ACi，而冲突概率P_c ^ACi依赖于最小竞争窗大小CW_min ^ACi。由于竞争窗大小在不同的EDCA接入种类之间不同，冲突概率也依赖于不同的EDCA接入种类。因此，必须对于每一个接入种类计算它，使用相对应的CW_min ^ACi以以下方式：

$P_c^{\mathrm{ACi}}=1-{(1-\frac{1}{C{W}_{\min }^{\mathrm{ACi}}})}^{N-1}$

因此，分组丢失概率也在不同的EDCA接入种类之间不同：

$P_l^{\mathrm{ACi}}=P_e+P_c^{\mathrm{ACi}}-P_e{P}_c^{\mathrm{ACi}}$

·接入点AP1需要测量每个接入种类的信道利用率U_meas ^ACi。这可以通过使用在IEEE 802.11k标准中所定义的机制来容易地获得。实际上，IEEE 802.11k草案标准专门涉及针对不同EDCA接入种类的QoS测量，其如下所述：

Section 11.7.7.6 of Draft Supplement to Standard forTelecommunication and Information Exchange between Systems-LAN/MAN Specific Requirements-Part 11：Wireless Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications：Specificationfor Radio Resource Measurement，IEEE标准802.11k D0.8，2003年12月。

可选择的解决方案可以采取蒙特卡罗方法，通过选择所接收/所发送的分组的子集，例如总分组的约15％-20％，并在该缩减的子集上执行估计。

在任何情况下，定义必须考虑以下关系：

$\underset{\left\{\mathrm{ACi}\right\}}{\mathrm{\Σ}}{U}_{\mathrm{meas}}^{\mathrm{ACi}}=U_{\mathrm{meas}}$

由准入控制器AC所计算的一些度量受不同类型的服务中区分优先次序的效果的影响：

·所希望的接入A的数目不受多个EDCA接入种类的存在的影响，并且与上述仅一个EDCA接入种类的情况相比较，其定义保持不变。

·介质时间参数T_M ^ACi和因此由新的流所请求的信道利用率的增加U_add ^ACi依赖于接入种类ACi，因为使用依赖于接入种类ACi的分组丢失概率P_l ^ACi计算剩余带宽额度。介质时间参数T_M ^ACi的计算是显而易见的。

·由准入控制器AC依赖于接入种类ACi来估计当前信道利用率U_curr ^ACi。知道要被准入的流总是映射在接入种类ACi上，随后的定义从上述一个定义直接推导出：

$U_{\mathrm{curr}}^{\mathrm{ACi}}+U_{\mathrm{add}}^{\mathrm{ACi}}\⇒U_{\mathrm{curr}}^{\mathrm{ACi}}$

为了将所提出的CAC算法CALG解决方案扩展到定义了多个EDCA接入种类的情况下，CAC算法CALG必须考虑业务量差别。为此，必须使用以下重新定义的度量：来自接入点AP1的所测量的每个接入种类的信道利用率U_meas ^ACi、每个接入种类的目标信道利用率U_target ^ACi每个接入种类的介质时间参数T_M ^ACi、以及每个接入种类的当前信道利用率U_curr ^ACi。

使用针对多个接入种类的情况下所重新定义的度量，CAC算法CALG可以从上述基本情况中容易地推导出来。主要思想在于目前准入控制器AC执行每个EDCA接入类型的准入控制，保持针对每一个接入种类ACi的当前信道利用率U_curr ^ACi的指示。

在每一个测量窗的末尾，接入点AP1向准入控制器AC提供针对每一个接入种类ACi所测量的信道利用率U_meas ^ACi。

当由准入控制器AC接收到ADDTS请求消息时，准入控制器AC借助于TSPEC元素的所谓的TS信息域，识别新的流映射到哪一个接入种类ACi，并执行与在仅一个接入种类ACi的情况下完全一样的处理，只是现在使用多个接入种类的度量，即准入控制器AC根据以下公式在所请求的接入种类ACi中计算如果准入了该新的流所具有的新的(理论的)信道利用率U_new ^ACi：

$U_{\mathrm{new}}^{\mathrm{ACi}}=U_{\mathrm{curr}}^{\mathrm{ACi}}+U_{\mathrm{add}}^{\mathrm{ACi}}$

准入控制器AC现在可以通过检查新的(理论的)信道利用率U_new ^ACi是否超出所考虑的接入种类ACi的目标信道利用率U_target ^ACi，来进行其决定。与具有仅一个接入种类ACi的基本情况相似，准入控制器可以接受、拒绝或者重新协商该流。

如果以下不等式

$U_{\mathrm{new}}^{\mathrm{ACi}}<U_{t\arg \mathrm{et}}^{\mathrm{ACi}}$

成立，则准入控制器AC将接受该新的流的准入。

在该情况下，准入控制器AC以以下方式更新相应的当前信道利用率U_curr ^ACi，以便于考虑该新接受的流：

$U_{\mathrm{curr}}^{\mathrm{ACi}}=U_{\mathrm{new}}^{\mathrm{ACi}}$

在发送给移动终端STA2的ADDTS响应消息中，准入控制器AC将对该流所计算的由新的流所请求的信道利用率的增加U_add ^ACi表示为TSPEC元素中的介质时间参数T_M ^ACi。

如果 $U_{\mathrm{new}}^{\mathrm{ACi}}=U_{t\arg \mathrm{et}}^{\mathrm{ACi}},$

准入控制器AC将尝试与移动终端STA2重新协商该新的流的准入。

如果存在一个数据速率R_r′的值大于或等于由移动终端STA2所规定的新的流所要求的最小数据速率R_min，如果以下不等式

${U_{\mathrm{new}}^{\&prime;\mathrm{ACi}}<U}_{t\arg \mathrm{et}}^{\mathrm{ACi}}$

成立，则在由新流所请求的信道利用率的增加U_add ^ACi的计算中，即在介质时间参数T_M ^ACi的计算中，这个数据速率R_r′的值可以代替平均数据速率R_r。

在该公式中，U_new ^′ACi表示新的信道利用率，该新的信道利用率借助于在由新的流所请求的信道利用率的增加U_add ^ACi的计算中，使用数据速率R_r′的值而不是使用平均数据速率R_r的值而推导出。

在重新协商处理期间，当前信道利用率U_curr ^ACi不用所请求的流的参数更新，并且不保留资源。

如果 $U_{\mathrm{new}}^{\mathrm{ACi}}>U_{t\arg \mathrm{et}}^{\mathrm{ACi}},$

对于大于或等于由移动终端STA2所规定的最小数据速率R_min的任何平均数据速率R_r，准入控制器AC将拒绝该新的流的准入。

显而易见，在拒绝的情况下，当前信道利用率U_curr ^ACi不用所请求的流的参数更新。

Claims (8)

1.一种用于为移动终端到移动网络的准入来提供准入控制的方法，其中所述准入控制基于至少一个表征将被用于移动终端到移动网络的连接的无线信道的参数、以及基于至少一个表征所述连接的业务量流的参数。

2.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个表征所述无线信道的参数的至少一个用于推导出所述无线信道的无线信道利用率。

3.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个表征所述无线信道的参数的至少一个和所述至少一个表征所述连接的所述业务量流的参数的至少一个，用于推导出由所述连接的所述业务量流所引起的额外的无线信道利用率。

4.根据权利要求3的方法，其中所述准入控制基于所述无线信道利用率和所述额外的无线信道利用率之和与目标信道利用率的比较。

5.根据权利要求1的方法，其中针对不同类型的业务量，给出或推导出所述至少一个表征所述无线信道的参数，所述至少一个表征所述连接的业务量流的参数、所述无线信道利用率和/或所述额外的无线信道利用率。

6.一种用于为移动终端到移动网络的准入来提供准入控制的准入控制器，其中所述准入控制器包括：用于接收移动终端到移动网络的准入的准入请求的装置，用于接收表征将被用于移动终端到移动网络的连接的无线信道的参数的装置，用于接收表征所述连接的业务量流的参数的装置，用于基于至少一个所述表征将被用于移动终端到移动网络的连接的无线信道的参数和基于至少一个所述表征所述连接的业务量流的参数来控制准入的装置，以及用于向移动终端发送关于准入请求的响应的装置。

7.根据权利要求6的准入控制器，其中所述准入控制器与所述移动网络的接入点在同一位置。

8.一种通信系统，包括至少一个移动终端和至少一个接入点(AP1)，其中所述通信系统包括至少一个根据权利要求6的准入控制器。