CN1853382A - 在电信系统中根据服务质量和服务类型动态管理资源的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在电信系统中根据服务质量和服务类型动态管理资源的方法。本发明的特征在于，使用一组排列的单元在源节点(1)中管理业务和资源，为了分配的原因而具有动态可调的服务质量和不同的插入和提取单元的配置。本发明的方法可用来为每个目的节点(2，3，4，5)保证任一源节点(1)发送的信息的不同服务质量，并且满足与不同通信应用所允许的最大等待时间相关的要求，从而能够组合不同类型的服务。

Description

在电信系统中根据服务质量和服务类型 动态管理资源的方法
                        发明目的
正如在说明书的题目中所阐述，本发明是指在电信系统中根据服务质量和服务类型动态管理资源的方法，并且面向数据多点对多点数字传输的多用户系统。在本发明的处理过程中，规定了选择用于存储等待稍后发射的分组的方法。
本发明允许在所有节点(或者用户设备)之间进行动态管理资源，并且在分组传输和保存等待发射的那些分组期间区分优先级，允许不同的存储器配置，这样，如果存储器的队列已满，则能够考虑已经保存的分组的优先级、资历或者这两种参数来对新分组进行排队。
                        发明背景
在现有技术中已知链接单元(cell)系统的使用，所述链接单元形成用来保存通信信息的队列。在每个单元中有可能保存一个分组信息。存储器对于能够支持例如接收中的应答协议是必需的，为了释放存储在发射机用户中的分组，这要求由接收机用户产生信号。在下文中，当指出一种应用需要CBR类型服务时，这是指这样一种实事，即此应用产生具有恒定带宽的业务。同样，当指出一种应用需要VBR类型服务时，这是指这样的实事，即该应用产生具有可变带宽的业务，最后，当指出一种应用需要UBR类型服务时，这是指这样一种事实，即该应用产生具有不确定带宽的业务。此外在该说明书中，术语单元用作自包含的逻辑单位，它能够与目的地、分组、资历相关联，换言之，在等待发射的队列中呆的时间，以及除了分组所属的服务类型之外还能想到的优先级。
现有技术已知，使用在专利号为US6549541的美国专利中出现的用于多点对多点通信系统的存储系统，其中考虑存储位置F的总数、能够使用存储位置T*的分组的总数以及给予每个用户的最小容量来描述存储过程，当用户有比给予的最小数多的分组要保存并且F＜T*时，分组没有被保存。该过程不允许在不同用户之间使用共享的最大存储器，而本发明克服了这个问题，具有这种功能。
此外，本发明的过程是有利的，因为它允许在访问具有最大数、共享最大数队列时有更强大的控制，以及能够以最佳的方式根据优先级和资历来访问那些队列。这些特征使得可能在允许通过使用优先级信息来完成排队的每个单元中使用该优先级信息，以此，利用该优先级信息可以支持具有不同的带宽需求的不同应用。此外，本发明的过程允许每个远端用户具有为其保留大量单元，用来和一组用户共享的大量单元，与所有用户共享的大量单元。最后，为了适应通信的需要，动态调整所述单元最大数配置。
                        发明描述
为了实现本发明的目的并且避免以上章节中阐明的缺点，本发明包括在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其中存在有多个用户节点通过具有不同的等待时间和带宽要求的链路进行通信，单元为自包含的单位，单元具有优先级、目的地、资历以及相关联的分组；队列是有序的一组单元。
该过程的特征在于，源节点管理去往目的节点的业务和资源，它在目的节点之间动态地分配资源，在它的队列中根据所需要的服务等级和服务质量来保留存储器容量；因为用一个或多个不同配置来插入和提取有序队列的单元。
该过程的特征还在于，源节点管理每个目的节点的服务质量，并且选择性地为自己保留多个单元，它和一组目的节点共享多个单元，它和所有目的节点共享多个单元，或者它同时执行这些行动中的若干项。
此外，源节点管理与每个分组相关联的服务类型，配置每个目的节点的服务质量，该服务质量对每个目的节点选择性地不同，并且与目的节点和源节点之间的双向通信的相反传输方向的配置不同，并且它动态地调整服务质量。
源节点配置目的节点的数目和单元的数目，并且在管理处理过程中选择性地修改所述配置，或者在处理过程中它使之保持固定，并且为了决定后来的目的节点，所述源节点选择性地使用与优先级、每个目的节点所使用的单元的数目相关的信息，或者使用两种信息。
这些特征设法保证对每个目的节点有不同的服务质量，并且满足了不同应用的最大等待时间要求，并且它们允许组合不同的服务类型。
本发明根据从以下选取的不同方面规定不同的队列管理配置：
-基于单元在队列中的资历的队列管理配置，换言之，根据单元在队列中花费的时间；以这种一种方式，即从该队列提取在队列中花最多时间的单元，以便能够发射包含在该单元中的分组，并且将单元插入队列中，总是假设队列不满。
-基于优先级的队列管理配置，换言之基于引入到单元中的分组载送的某个字段的值的队列管理配置；以这种一种方式，即在该队列所有的单元中，将P1定义成最高优先级，将P2定义成最低优先级，P1优先级单元之一(可以是具有等于优先级P1的相同优先级的排队单元中的任何一个单元)总是从队列中提取，并且优先级为PX的新单元(我们通称为单元X)只有当PX大于或等于优先级P2时，才会被插入到满队列中，并且为了能够插入单元X，优先级为P2的单元必须被抽取出来。
-基于单元在队列中的优先级和资历的队列管理配置，以这样一种方式，即在队列的所有的单元中，将P1定义成最高优先级，并将P2定义成最低优先级，将优先级P1的最高级单元从队列中提取出来，优先级为PX的新单元(我们通称为单元X)只有当PX大于优先级P2时才会被插入到满队列中，并且为了能够插入单元X，将优先级为P2的最低级单元，换言之，在队列中花了最少时间的单元必须提取出来。
-基于优先级和新颖性的队列管理配置，例如在队列的所有单元中，将P1定义成最高优先级，并将P2定义成最低优先级，将优先级P1的最高级单元从队列中提取出来，优先级为PX的新单元(我们通称为单元X)只有当PX大于或等于优先级P2时才会被插入到满队列中，并且为了能够插入单元X，将优先级为P2的最高级单元，换言之，在队列中花了最多时间的单元必须提取出来。
对于队列管理，本发明的过程定义四个全局最大数：系统的单元的最大数(MAX)，第一种类型单元的最大数(MAX-A)，第二种类型单元的最大数(MAX-B)，第三种类型单元的最大数(MAX-C)以及一组第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)。这些值遵循一系列关系，例如MAX等于MAX-A和MAX-B-C的和，当第一种类型空闲单元的数目小于MAX-A时，第一种类型单元可用，当第二种类型空闲单元的数目小于MAX-B并且第二种类型空闲单元的数目加上第三种类型空闲单元的数目小于MAX-B-C时，第二种类型单元可用，当第三种类型空闲单元的数目小于MAX-C并且第二类型空闲单元的数目加上第三种类型空闲单元的数目小于MAX-B-C时，第三种类型的单元可用，并且如果MAX-A和MAX-B-C不同时为零，那么最大数MAX-A、MAX-B或MAX-C中的任意一个能够为零。
同样，该过程对每个目的节点描述了两个最大数(MAX-A-NODE，MAX-B-NODE)，这些最大数对于每个节点都不相同，并且具有大于或等于零的值，并且可能选择性地表示出使用第三种类型的单元(USE-C)和没有使用第三种类型的单元(NOT-USE-C)。该过程的特征还在于，通过某个值和这些值中的某种关系，例如MAX-A-NODE是某个目的节点所能够拥有的第一种类型单元的最大数目；MAX-B-NODE是这个节点所能够拥有的第二种类型单元的最大数目，总是假设这里有第二种类型单元可用；所有目的节点的MAX-A-NODE的总和必须小于或等于MAX-A，所有目的节点的MAX-B-NODE的总和能够大于MAX-B；假设这里有这种类型的单元可用，那么可能使用第三种类型单元的节点(USE-C)总是能够使用第三种类型的单元。
为了能够向节点提供不同类型的业务，该过程的特征还在于，通过使用每个节点的最大数配置和全局最大数，使用MAX-A-NODE保证CBR业务、对VBR业务使用MAX-B-NODE，以及对UBR业务使用USE-C或者NOT-USE-C。
最后，该过程规定了对已定义值的动态调整，所述调整是以这样的方式进行，全局和本地最大数动态改变，以便适应于在目地节点的配置中发生的变化、应用所需的带宽、通信所使用的信道条件、应用所要求的服务质量或者应用所要求的业务类型(例如CBR、VBR或者UBR)。
本发明的主要优点是对访问分组队列进行更大的控制。每个用户能够使用来自不同队列的单元并具有最大数目的可用单元，并且和一组用户共享或者单独使用。此外，为了适应于信道的改变或者通信应用的需要，可以动态地修改单元最大数的配置。
下面，为了便于更好地理解此说明书并形成说明书的一个完整部分，包括了一些附图，在这些图中以说明而不是限制的方式表示了本发明的目的。
                        附图说明
图1-表示一个系统，其中用户节点1期望向其它用户节点2、3、4和5发射。
图2-表示向不同的用户节点保存和传输新队列的实例。
发明实施方式描述
下列所给出的是对本发明的实例的描述，参考了图中引用的标号。
在该实施例中，给出了一种数据多点对多点双向数字传输系统，其中，一个用户节点通过一系列链路和不同的用户节点通信。在该系统中，分组在发射之前保存在单元中。可以在图1中看到该实施例，其中一些节点(1)、(2)、(3)、(4)和(5)为系统的任意一个用户节点，节点(1)通过一系列链路(6)、(7)、(8)和(9)和其余的节点通信。
本发明的过程规定了某个全局最大数，这在描述本发明的章节中进行了描述，并且将在下面连同为该实施例所确定的值一起来表示：第一种类型单元的最大数(MAX-A)等于15，第二种类型单元的最大数(MAX-B)等于5，第二种类型加上第三种类型单元的联合最大数(MAX-B-C)等于32，第三种类型单元的最大数(MAX-C)等于30。在本实施例中，第一种类型的单元被称为类型A，第二种类型的单元被称为类型B，第三种类型的单元被称为类型C。
发射机节点(1)具有与节点(2)配置的链路，有CBR业务(6)，换言之，具有恒定带宽的业务，并且必须保留固定数目的单元，这些单元总是可用来保存等着从节点(1)发送到节点(2)的分组。在该实施例中，该方法为每个目的节点定义了两个最大数(MAX-A-NODE)。这样，节点(2)的MAX-A-NODE-2等于10。考虑了CBR业务应用的带宽并考虑了信道的当前条件来设置这个最大数，在该实施例中，推断出能够以10个单元来支持CBR业务。单元队列用来保存等着从节点(1)发射到节点(2)的业务，并且使用基于资历和优先级的存储配置来管理该单元队列，这在描述发明的章节中描述过。
发射机节点(1)具有与节点(3)配置的链路，有VBR业务(7)，换言之，具有可变带宽的业务，可变带宽是以这样的方式，即能够为其保留等于5的单元数目的最大数MAX-B-NODE-3，根据该实施例中的最大数，能够和节点(4)共享这5个单元中的3个单元。通过资历配置来管理等着从节点(1)发射到节点(3)的分组的队列。
发射机节点(1)具有与节点(4)配置的链路，有VBR业务(6)，指定MAX-B-NODE-4等于3。但是为了能够支持UBR业务，换言之，为了支持不限定带宽的业务，也准许第三种类型(C)的那些单元访问从节点(1)到节点(4)的链路，在本实施例中被限制在0-30个单元的值之间。根据资历配置来管理等着从节点(1)发射到节点(4)的分组的队列。
最后，从节点(1)至节点(5)的链路(9)只能访问第三种类型(C)的单元，在该通信中使用的存储器配置是通过新颖性和优先级来决定。
下表根据实施例提供了链路和单元排列的概要。为了遵循通信的需要以及通信信道的变化可以动态地实时修改这个配置。
  业务类型  A类型单元的最大数  B类型单元的最大数  使用C类型单元的可能性   在队列中存储的可能性
 链路(6)   CBR   10   0   否   资历和优先级
 链路(7)   VBR   0   5   否   资历
 链路(8)   VBR+UBR   0   3   是   资历
 链路(9)   UBR   0   0   是   新颖性和优先级
正如在图2的时间线中所示，表示了用于发射机节点(1)的时刻以及队列单元的使用，最初，所有的队列都是空的(10)。
在某个时刻(11)，节点(1)给节点(2)发射分组，第一类型(A)的单元用于存储该分组，以便保留了9个第一种类型(A)的单元可用于到节点(2)的传输，虽然这里总共有14个第一类型(A)的单元一起空闲。如果在某个时刻(12)，节点(1)使用10个第一类型(A)的单元，并且一个新的分组到达以保存，其目的地是节点(2)，为了决定一个已经保存的分组是否为了合并新的分组而要清除，或者新的分组是否要被清除，将使用例如表示业务类型的字段来检查新的分组的优先级信息。在此例中，在朝向节点(2)的分组队列的所有单元中进行搜索，来看看是否有单元包括比新的分组优先级更低的分组。如果这里存在较低优先级的分组，在队列中花去最少时间的单元分组以及在所有的单元中具有最低优先级的单元分组被清除。
在时刻(13)，节点(1)必须将分组发射到节点(3)，第二种类型(B)的单元用来保存该分组，对节点(3)保留4个类型(B)单元可用。后来，在某个时刻(14)，必须为节点(4)保存单元，B类型单元和它一起被使用，只有3个第二种类型(B)的单元保持对节点(3)可用，以及只有2个第二种类型(B)的单元保持对节点(4)可用，虽然节点(4)能够使用所有空闲的第三种类型(C)的单元。考虑到节点(3)和(4)具有可变带宽并且它们不总是需要有固定数目的单元对它们可用，所以通过这种方式，节点(3)和(4)共享大量的单元。必须牢记，如果用户节点(4)或者用户节点(3)的应用类型改变，并且它要求固定带宽，则为了吸收该业务，可以给它分配第一种类型(A)的单元。
此后，继续以这样的方式存储用于用户节点(4)和(3)的分组，即在时刻(15)，所有类型B的单元都被使用，例如，用户节点(4)已经使用了3个第二种类型的单元，用户节点(3)已经使用了2个第二种类型的单元，接着有必要在时刻(16)以资历的存储配置来为用户节点(4)保存分组，由于这里没有空闲的第二种类型(B)的单元可用，将那个分组清除。
此外，在将分组发射到用户节点(4)和(3)时，这里再次有5个第二种类型(B)的单元空闲，这在时刻(17)发生。在时刻(18)，在该实施例中，必须为用户节点(5)发送29个分组，29个第三种类型(C)的单元将用于该节点。此后，必须使用3个第二种类型(B)的单元为用户节点(3)发射3个分组(19)。如果后来，在某个时刻(20)，必须为用户节点(5)发送另一个分组，考虑所使用的第二和第三种类型的单元集的总数是32，这里没有单元能够用来保存这个分组。必须牢记，用户节点(5)的存储器配置是通过新颖性和资历进行的，在至节点(5)的分组队列中所有具有最低优先级的单元，将被搜寻，并且包含在队列中花去最多时间的单元中的信息将被丢弃以便能够保存新的分组。

Claims (9)

1、一种在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其中存在有多个用户节点通过具有不同的等待时间和带宽要求的链路进行通信，单元为自包含的单位，单元具有优先级、目的地、资历以及相关联的分组；队列是有序的一组单元，其特征在于源节点：
管理去往目的节点的业务和资源，
在目的节点之间动态地分配资源，在它的队列中根据所需要的服务等级和服务质量来保留存储器容量；
使用至少一个配置来插入和提取排序队列的单元；
管理每个目的节点的服务质量，并且选择性地为它自己保留多个单元，它和一组目的节点共享多个单元，它和所有目的节点共享多个单元，并且它同时选择性地执行这些行动的组合；
管理与每个分组相关联的服务类型；
配置每个目的节点的服务质量，它对每个目的节点选择性地不同并且与目的节点和源节点之间的双向通信中在相反方向配置的服务质量不同；
动态地调整服务质量；
配置目的节点的数目，并且在管理处理过程中选择性地修改它；
以可配置的方式保持单元的数目以便在管理处理过程中允许它们的修改；
使用从优先级、每个目的节点所使用的单元的数目选出的信息或者这两种信息的组合，以便决定它所要发射到的随后的目的节点；
为了保证对每个目的节点有不同的服务质量，遵照不同应用所允许的最大等待时间必要条件，并且允许组合不同类型的服务。
2、根据权利要求1的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于它包括：使用基于队列中单元的资历的队列管理配置，换言之，根据单元在队列中花费的时间，以便从队列中将花最多时间的单元提取出来并在队列中插入单元，总是假设队列不满。
3、根据权利要求1的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于它包括：使用基于优先级的队列管理配置，换言之，使用基于引入到该单元的分组载送的某个字段的值的队列管理配置；以便在队列的所有单元中，将P1定义成最高优先级，将P2定义成最低优先级，P1优先级单元之一总是从队列中提取，并且优先级为PX的新单元X只有当在大于优先级P2的值和等于优先级P2的值之间选取PX时，才会被插入到满队列中，并且为了能够插入新的单元X，优先级为P2的单元必须被提取出来。
4、根据权利要求2和3的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于它包括：使用基于队列中单元的优先级和资历两者的队列管理配置，以便，在队列的所有单元中，将P1定义成最高优先级，并将P2定义成最低优先级，将优先级P1的最高级单元从队列中提取出来，优先级为PX的新单元X只有当PX大于优先级P2时才会被插入到满队列中，并且为了能够插入新单元X，将优先级为P2的最低级单元，换言之，在队列中花了最少时间的单元必须被提取出来。
5、根据权利要求2和3的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于它包括：使用基于优先级和新颖性两者的队列管理配置，以便在队列的所有单元中，将P1定义成最高优先级，并将P2定义成最低优先级，将优先级P1的最高级单元从队列中提取出来，优先级为PX的新单元X只有当在大于优先级P2的值和等于优先级P2的值之间选择PX时才会被插入到满队列中，并且为了能够插入新单元X，将优先级为P2的最高级单元，换言之，在队列中花了最多时间的单元必须被提取出来。
6、根据权利要求1的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于定义了四个全局最大数：
系统的单元的最大数(MAX)，第一种类型单元的最大数(MAX-A)，第二种类型单元的最大数(MAX-B)，第三种类型单元的最大数(MAX-C)以及一组第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)，其中
系统的单元的最大数(MAX)等于第一种类型单元的最大数(MAX-A)和一组第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)的总和；
当第一种类型空闲单元的数目小于第一种类型单元的最大数(MAX-A)时，第一种类型单元可用，
当第二种类型空闲单元的数目小于第二种类型单元的最大数(MAX-B)，并且第二种类型空闲单元的数目加上第三种类型空闲单元的数目小于第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)时，第二种类型单元可用，
当第三种类型空闲单元的数目小于第三种类型单元的最大数(MAX-C)，并且第二类型空闲单元的数目加上第三种类型空闲单元的数目小于第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)时，第三种类型的单元可用；
如果第一种类型单元的最大数(MAX-A)，以及该组第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)不同时为零，那么第一种类型单元的最大数(MAX-A)，第二种类型单元的最大数(MAX-B)以及第二和第三种类型单元的最大数(MAX-B-C)是从大于零的值和等于零的值中选取的独立值。
7、根据权利要求6的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于：对每个目的节点(MAX-A-NODE，MAX-B-NODE)定义了两个最大数，这些最大数是从大于的值和等于零的值之间选取的，并且对于每个节点都不相同，并且表示出在使用第三种类型的单元(USE-C)和没有使用第三种类型的单元(NOT-USE-C)之间选择的动作，其中：
最大数(MAX-A-NODE)是某个目的节点所能够拥有的第一种类型单元的最大数目；
另一个最大数(MAX-B-NODE)是这个目的节点所能够拥有的第二种类型单元的最大数目，总是假设这里有第二种类型单元可用；
所有目的节点的第一类型单元的最大数目(MAX-A-NODE)的总和必须是从小于第一种类型单元的最大数目(MAX-A)的值和等于第一种类型单元的最大数目(MAX-A)的值之间选取的一个值；
所有目的节点的第二种类型单元的最大数目(MAX-B-NODE)的总和不受到第二类型单元最大数(MAX-B)的限制；
如果这里有这种类型的单元可用，那么可能使用第三种类型单元(USE-C)的节点总是选择性地使用第三种类型的单元，当这里没有这种类型的单元可用时，则不用它们。
8、根据权利要求6和7的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于：每个节点的最大数和全局最大数的配置用来通过使用某个节点能够拥有的第一类型单元的最大数目(MAX-A-NODE)来保证CBR业务(具有恒定带宽)，总是假设这里仍然保持第二种类型的单元可用的情况下，使用该节点能够拥有的第二类型单元的最大数目(MAX-B-NODE)来保证VBR业务(具有可变带宽)，以及从使用第三种类型的单元(USE-C)和不使用所述的第三种类型单元(NOT-USE-C)之间选出的可能性来保证UBR业务(具有未限定的带宽)。
9、根据权利要求8的在电信系统中根据服务质量和服务类型来动态管理资源的方法，其特征在于：
动态改变全局和本地最大数，以便选择性地适应于在目地节点的配置中的变化、应用所需的带宽、通信所使用的信道条件、应用所要求的服务质量或者应用所要求的业务类型，例如CBR、VBR和UBR。
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