一種EVDO系統中保證應用業務QoS的方法及裝置的製作方法
2023-05-02 06:24:56 3
專利名稱：一種EVDO系統中保證應用業務QoS的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於通信技術領域，尤其涉及一種CDMA2000Ix-EVDO移動通信系統(簡稱 EVDO系統)中保證用戶應用業務QoS(服務質量，Quality of Service)的方法及裝置。
背景技術：
隨著移動通信業務的不斷普及和發展，CDMA2000Ix-EVDO無線通信系統已不再僅僅被狹義的定位為完成對文件下載、網頁瀏覽等一類傳統業務數據承載的功能。而對于越來越豐富多樣的應用業務的承載，同時也意味著要求無線通信系統為用戶不同應用業務提出的不同傳輸需求(帶寬、時延)提供不同的服務質量(Quality of Service, QoS)保證， 然而與之矛盾的是無線通信系統中有限的網絡資源(帶寬、連接)。這使得對於應用業務數據的傳統無識別區分式的粗放管理往往會導致在網絡負荷較高的情況下，一類有較高服務質量需求的應用業務獲得較少的網絡資源，嚴重影響用戶體驗。通過對不同應用業務進行無線網絡資源的精細分配，為不同傳輸需求的應用業務提供QoS保證，將能夠大大改善用戶的體驗，同時也能夠使得整個網絡的系統資源得到充分合理的利用。EVDO (Evolution Data Only) RevA (Α版本)在標準上支持完善的QoS架構，通過無線鏈路層多流承載上層不同的應用業務，自然的可以為用戶的不同應用業務提供QoS保證，然而目前絕大部分終端不支持發起多流協商，所有應用業務都承載在一個單流(主連接)上傳輸，而主要原因是通用的作業系統和第三方應用軟體和通信制式相對獨立，沒有應用EVDO晶片提供的QoS功能。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對目前EVDO系統中QoS應用存在的問題，提出了一種用戶在主連接單流上承載各種上層應用業務時，保證用戶應用業務QoS的方法及裝置。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案包括一種EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，包括如下步驟對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型，當前的主應用業務類型定義為用戶當前主要使用的上層應用業務類型；根據所述當前的主應用業務類型的QoS需求，進行無線側(Access Network,簡稱 AN)的網絡資源分配。進一步地，通過對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型，具體包括核心網側(Packet Data Service Node，簡稱PDSN)在報文頭部標識出該報文對應的業務類型，並將報文發送到無線側；無線側接收核心網側發送的所述報文，並通過報文標識分類統計各種業務的流量；無線側以流量統計數據為依據判斷用戶當前的主應用業務類型。
進一步地，所述對主連接單流上的報文進行檢測及統計，是周期性地進行檢測和統計。更進一步地，當前的主應用業務類型的檢測算法為如果當前是第一個檢測周期，即當前檢測周期數η取1，則Sn = 1 ；如果當前不是第一個檢測周期，則Sn = (Sn_1+Rn*(x -1))/τ ；其中，foi= Tn/Tsn*100% ；Tn 業務類型A當前檢測周期η的總流量(以字節為單位)；Tsn 所有業務類型當前檢測周期η的總流量(以字節為單位)；Rn 業務類型A當前檢測周期η內流量佔比；Sn 濾波後業務類型A當前周期η的流量佔比；Slri 濾波後業務類型A上一檢測周期η-1的流量佔比；τ 濾波檢測時間常量，τ為正數。進一步地，當無線側第一次收到QoS應用業務類型報文時，直接以該報文對應的業務類型作為所述當前的主應用業務類型。進一步地，本發明方法還包括步驟對於所述當前的主應用業務類型，當對其分配的累計流量或者平均速率超過預設的門限值時，將分配的網絡資源進行釋放，使該業務類型不再獲得無線側的QoS保證。一種EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置，包括主業務類型識別模塊，用於對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型，當前的主應用業務類型定義為用戶當前主要使用的上層應用業務類型；資源分配模塊，用於根據所述當前的主應用業務類型的QoS需求，進行無線側的網絡資源分配。進一步地，所述主業務類型識別模塊包括業務類型標識子模塊，用於在核心網側的報文頭部標識出該報文對應的業務類型，並將報文發送到無線側；流量統計子模塊，用於在無線側接收核心網側發送的所述報文，並通過報文標識分類統計各種業務的流量；主業務類型判斷子模塊，用於在無線側以流量統計數據為依據判斷用戶當前的主應用業務類型。進一步地，所述主業務類型識別模塊還用於，當無線側第一次收到QoS應用業務類型報文時，直接以該報文對應的業務類型作為所述當前的主應用業務類型。進一步地，本發明裝置還包括保護恢復模塊，該模塊用於對於所述當前的主應用業務類型，當對其分配的累計流量或者平均速率超過預設的門限值時，將分配的網絡資源進行釋放，使該業務類型不再獲得無線側的QoS保證。本發明的有益效果為對於用戶在主連接單流上承載各種上層應用業務，本發明通過對主連接單流上的報文進行檢測及統計，從而識別出用戶當前的主應用業務，進而根據該應用業務的實際QoS 需求(帶寬、時延等)進行無線側的資源分配(包括資源預留)。採用本發明方法，能夠為CN 102316483 A
說明書
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不同傳輸需求的應用業務提供QoS保證，從而大大改善用戶的體驗，同時也能夠使得整個網絡的系統資源得到充分合理的利用。本發明技術方案簡便易實施，同時具有成本低的優點，便於產業推廣使用。
圖1為本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的方法原理示意圖；圖2為本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的方法流程示意圖；圖3為本發明中無線側收到第一個QoS應用業務類型報文時處理流程示意圖；圖4為本發明中無線側進行周期性檢測時的處理流程示意圖；圖5為本發明中保護恢復流程示意圖；圖6為本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置結構示意圖；圖7為主業務類型識別模塊組成示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。圖1為本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的方法原理示意圖，如圖1所示，本發明中，對於AT (接入終端，Access Terminal)與AppServer之間的上層應用業務，核心網側通過DPI模塊對業務報文進行識別，並對不同應用業務類型的報文進行標識，圖1中通過不同的填充圖案進行標識，無線側收到應用業務報文後，對不同應用業務的報文進行分類流量統計，從而識別出用戶當前的主要應用業務，即主應用業務類型，本實施例中為填充圖案為左斜線的業務類型。對於該主要應用業務，無線側映射到對應的QoS資源分配策略，進而進行資源分配。從而在無線側包括空口(RLP主連接)獲得滿足上層應用業務需求的傳輸特性，使得接入終端的用戶在進行QoS應用業務時獲得良好的體驗和感知。圖1中，各字符含義如下PCF =Packet Control Function，分組控制功能模塊；AppServer Application krver，應用伺服器；Router 路由器；RLP =Radio Link Protocol，無線鏈路協議。圖2為本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的方法流程示意圖，如圖2所示，本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的方法具體包括如下步驟步驟201、無線側接收核心網側發送的用戶應用業務報文，報文頭部由核心網側標識出業務報文對應的上層應用業務類型，如文件下載、語音視頻、網頁瀏覽等，無線側按照上層應用業務類型分類進行流量統計，從而檢測識別出用戶當前的主應用業務類型。具體包括(1)標識攜帶核心網側通過DPI (De印Pakcet hspect，深度報文識別)功能識別用戶的不同應用業務類型的報文，並通過報文標識攜帶給無線側。(2)流量統計無線側接收核心網側發送的應用業務報文，並通過報文標識分類統計當前用戶各種應用業務的流量。(3)業務檢測無線側以流量統計數據為依據判斷用戶當前的主應用業務類型； 主應用業務類型定義為在當前時間段內用戶主要使用的上層應用業務，若主應用業務類型為QoS應用，如語音視頻業務，則無線側可以通過配置的QoS資源分配策略，大大提升用戶這類業務的體驗感知。主應用業務衡量的依據是用戶不同業務的流量，給出量化的計算判定方法。由於在一次連接中用戶主應用業務類型可能存在變化，為了能夠動態更新用戶的主應用業務類型，設定業務檢測周期，則在每個業務檢測周期內，無線側對該周期內的所有應用業務根據業務流量進行計算權衡，確定當前用戶在當前周期內使用的主應用業務類型。當檢測到用戶主應用業務類型發生變化，則將會根據對應的新的QoS資源分配策略進行網絡資源重新分配/更新。周期性業務檢測的不足在於存在一定的檢測滯後性，對於穩定持續進行應用業務的用戶來說，這種檢測是近似準確的，但是對於進行突發性小流量業務的用戶(典型的為手機用戶)，這種周期性檢測的滯後性可能導致在無線側還未能夠檢測出用戶的主應用業務類型，而用戶就已經結束了業務。為了對進行突發性小流量業務的用戶實現QoS的保證，也為了對穩定持續進行應用業務的用戶在無線側初次收到QoS應用業務類型報文時能夠據此進行資源分配，本發明實施例中，在無線側初次接收到QoS應用業務類型的報文時，直接判定當前用戶的主應用業務類型為該初次接收到的報文所對應的應用業務類型，並據此進行網絡資源分配。因而，本發明實施例中，本發明方法包括兩個階段1、當第一次收到QoS應用業務類型報文時，直接判定當前用戶的主應用業務類型為該初次接收到的報文所對應的應用業務類型；2、當非第一次收到QoS應用業務報文時，根據業務檢測周期進行檢測，在每個業務檢測周期內，依據流量統計得到用戶的主應用業務類型。對於業務檢測周期內用戶主應用業務類型的計算，本發明實施例中提出了以下的檢測算法首先，定義各參數含義如下Tn 業務類型A當前檢測周期η的總流量(以字節為單位)；Tsn 所有業務類型當前檢測周期η的總流量(以字節為單位)；Rn 業務類型A當前檢測周期η內流量佔比；Sn 濾波後業務類型A當前周期η的流量佔比；Slri 濾波後業務類型A上一檢測周期η-1的流量佔比；τ 濾波檢測時間常量，τ為正數，為計算方便，取自然數為佳。用戶主應用業務類型檢測算法如果當前是第一個檢測周期，則Sn = 1 ；否則，Sn= (^ri+Rn* ( τ -1)) / τ ；其中，Rn= Tn/Tsn*100%。使用濾波檢測時間常量τ的目的是對檢測識別結果進行平滑，從而避免在多個連續的業務檢測周期內檢測得到的用戶主應用業務類型反覆變化，導致空口資源頻繁的分配和釋放。濾波檢測時間常量τ可配置，它決定了當前檢測周期識別的結果受到歷史檢測周期識別結果影響的權重。濾波檢測時間常量τ越大，歷史檢測結果權重越大，得到的結果越平滑，但同時對於當前的用戶應用業務變化反應就越滯後。步驟202、無線側對於檢測出的用戶主應用業務類型，通過預先設置的QoS資源分配策略與主應用業務類型之間的映射關係，對用戶主連接進行資源分配，由於每個業務檢測周期用戶的主應用業務類型可能發生變化，無線側的資源分配將會根據該變化對用戶的網絡資源進行動態更新。該步驟包括(1)配置映射無線側通過用戶主應用業務類型確定為保證該業務配置的QoS資源分配策略。對於不同的用戶業務模型、不同的網絡資源配置，QoS資源分配策略及映射關係為靈活可配的。(2)資源分配根據配置的無線側QoS資源分配策略進行資源分配，包括帶寬、調度優先級等。步驟203、對於已實施QoS資源分配策略的應用業務，將獲得穩定的帶寬和較高的調度優先級，同時也意味著無線側為之消耗較多的網絡資源，為了保證整個網絡資源的合理配置和使用，同時也為了防止可能存在的資源惡意佔用行為，本發明對於進行QoS應用服務保證提供了保護恢復功能，即無線側對於用戶得到QoS保證的應用業務(即當前的主應用業務類型)持續進行流量及平均速率的統計監測，在流量或者平均速率超過QoS保護門限時，將分配的網絡資源進行釋放。(1)保護檢測無線側在每個保護檢測周期監測用戶在進行QoS應用業務並獲得網絡資源進行QoS保證後的累計流量及平均速率。(2)資源釋放當累計流量或者平均速率超過預設的門限時，將分配的網絡資源進行釋放，使其應用業務不再獲得無線側的QoS保證。圖3為本發明中無線側收到第一個QoS應用業務類型報文時處理流程示意圖，如圖3所示，無線側收到第一個QoS應用業務類型報文時，其處理流程包括步驟301、無線側接收到核心網側發送的前向應用業務報文，攜帶了其應用業務報文淨荷的應用業務類型。步驟302、無線側解析報文得到報文的應用業務類型，同時統計到對應應用業務的流量統計項中。步驟303、判斷報文的應用業務類型是否QoS應用業務類型，若是，則轉入304，否則直接結束處理流程。步驟304、判斷當前報文是否為第一個QoS應用業務類型的報文，若是，則以該報文對應的應用業務類型作為用戶的當前主應用業務類型，並轉入步驟305 ；否則轉入周期性檢測模式處理。步驟305、無線側查找步驟304確定的主應用業務類型對應的QoS資源分配策略；步驟306、根據查到的策略進行無線側資源分配。以上僅是無線側收到第一個QoS應用業務類型報文時的一個具體處理實例，本發明方法中，無線側收到第一個QoS應用業務類型報文時也可以按別的方式進行處理，例如當無線側收到第一個QoS應用業務類型報文時，可以不做任何處理，這對於穩定持續進行應用業務的用戶來說，對其QoS的影響並不大。圖4為本發明中無線側進行周期性檢測時的處理流程示意圖，如圖4所示，在用戶應用業務持續過程中，無線側在每個業務檢測周期進行主應用業務類型檢測並進行無線側資源分配的具體過程如下步驟401、周期檢測定時器超時，無線側啟動用戶主應用業務類型周期性檢測。步驟402、根據當前檢測周期內各應用業務類型的流量比例及上一周期內應用業務類型的歷史流量佔比，計算當前各應用業務類型濾波後的流量佔比，從而計算得到本檢測周期內用戶的主應用業務類型。當然，該步驟中也可以不進行濾波處理，也就是說不考慮各業務類型的歷史流量佔比，而直接根據當前檢測周期內各應用業務類型的流量佔比來確定該周期內的主應用業務類型。具體地，是以當前檢測周期內流量佔比最大的應用業務類型作為主應用業務類型。步驟403、判斷當前的用戶主應用業務類型是否發生變化，若未發生變化，則表明用戶當前已經獲得了當前應用業務所需要的無線側資源分配，結束檢測流程，否則轉入步驟 404。步驟404、無線側查找新的主應用類型對應的QoS資源分配策略；步驟405、根據新的策略進行無線側資源分配的更新。圖5為本發明中保護恢復流程示意圖，如圖5所示，用戶在獲取QoS應用服務保證後累計流量或者平均速率超過保護門限值後進行保護恢復的過程如下步驟501、QoS保護檢測定時器超時，啟動保護檢測流程。步驟502、計算用戶在獲取QoS應用服務保證後累計流量及平均速率，即計算分配給當前的主應用業務類型的累計流量及平均速率；步驟503、判斷累計流量或者平均速率是否超過預設的門限，若是，則轉入504，否則直接結束保護檢測流程。504、釋放分配給該用戶QoS應用服務保證的網絡資源。圖6為本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置結構示意圖，如圖6所示，本發明EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置包括主業務類型識別模塊601、資源分配模塊602 和保護恢復模塊603。其中，主業務類型識別模塊601用於對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型，當前的主應用業務類型定義為用戶當前主要使用的上層應用業務類型。如圖7所示，主業務類型識別模塊601包括業務類型標識子模塊6011，用於在核心網側的報文頭部標識出該報文對應的業務類型，並將報文發送到無線側；流量統計子模塊6012，用於在無線側接收核心網側發送的報文，並通過報文標識分類統計各種業務的流量；主業務類型判斷子模塊6013，用於在無線側以流量統計數據為依據判斷用戶當前的主應用業務類型。本發明實施例中，主業務類型識別模塊601還用於，當無線側第一次收到QoS應用業務類型報文時，直接以該報文對應的業務類型作為當前的主應用業務類型。資源分配模塊602用於根據當前的主應用業務類型的QoS需求，進行無線側的網絡資源分配。保護恢復模塊603用於對於當前的主應用業務類型，當對其分配的累計流量或者平均速率超過預設的門限值時，將分配的網絡資源進行釋放，使該業務類型不再獲得無線側的QoS保證。以上所述的具體實施例，對本發明的技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應注意的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求記載的技術方案及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種EVDO系統中保證應用業務服務質量QoS的方法，其特徵在於，包括如下步驟 對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型； 根據所述當前的主應用業務類型的QoS需求，進行無線側的網絡資源分配。
2.根據權利要求1所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，其特徵在於，通過對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型，具體包括核心網側在報文頭部標識出該報文對應的業務類型，並將報文發送到無線側； 無線側接收核心網側發送的所述報文，並通過報文標識分類統計各種業務的流量； 無線側以流量統計數據為依據判斷用戶當前的主應用業務類型。
3.根據權利要求1所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，其特徵在於，所述當前的主應用業務類型定指用戶當前主要使用的上層應用業務類型。
4.根據權利要求1所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，其特徵在於，所述對主連接單流上的報文進行檢測及統計，是周期性地進行檢測和統計；所述當前的主應用業務類型的檢測算法為如果當前是第一個檢測周期，則Sn = 1 ； 否則，Sn = (Sn-Jfo^(T-I))/τ ； 其中，Rn = Tn/Tsn*100% ； Tn表示業務類型A當前檢測周期η的總流量； Tsn表示所有業務類型當前檢測周期η的總流量； Rn 表示業務類型A當前檢測周期η內流量佔比； Sn表示濾波後業務類型A當前周期η的流量佔比； Slri表示濾波後業務類型A上一檢測周期η-1的流量佔比； τ表示濾波檢測時間常量，τ為正數。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，其特徵在於，當無線側第一次收到QoS應用業務類型報文時，直接以該報文對應的業務類型作為所述當前的主應用業務類型。
6.根據權利要求1至4中任一項所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，其特徵在於，還包括步驟對於所述當前的主應用業務類型，當對其分配的累計流量或者平均速率超過預設的門限值時，將分配的網絡資源進行釋放。
7.一種EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置，其特徵在於，包括主業務類型識別模塊，用於對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型；資源分配模塊，用於根據所述當前的主應用業務類型的QoS需求，進行無線側的網絡資源分配。
8.根據權利要求7所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置，其特徵在於，所述主業務類型識別模塊包括業務類型標識子模塊，用於在核心網側的報文頭部標識出該報文對應的業務類型，並將報文發送到無線側；流量統計子模塊，用於在無線側接收核心網側發送的所述報文，並通過報文標識分類統計各種業務的流量；主業務類型判斷子模塊，用於在無線側以流量統計數據為依據判斷用戶當前的主應用業務類型。
9.根據權利要求7所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置，其特徵在於，所述主業務類型識別模塊還用於，當無線側第一次收到QoS應用業務類型報文時，直接以該報文對應的業務類型作為所述當前的主應用業務類型。
10.根據權利要求7或8或9所述的EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置，其特徵在於，還包括保護恢復模塊；所述保護恢復模塊，用於對於所述當前的主應用業務類型，當對其分配的累計流量或者平均速率超過預設的門限值時，將分配的網絡資源進行釋放。
全文摘要
本發明公開了一種EVDO系統中保證應用業務QoS的方法，包括如下步驟對主連接單流上的報文進行檢測及統計，識別出用戶當前的主應用業務類型；根據所述當前的主應用業務類型的QoS需求，進行無線側的網絡資源分配；對於所述當前的主應用業務類型，當對其分配的累計流量或者平均速率超過預設的門限值時，將分配的網絡資源進行釋放。採用本發明方法，能夠為不同傳輸需求的應用業務提供QoS保證，從而大大改善用戶的體驗，同時也能夠使得整個網絡的系統資源得到充分合理的利用。本發明還公開了一種EVDO系統中保證應用業務QoS的裝置，包括主業務類型識別模塊、資源分配模塊和保護恢復模塊。
文檔編號H04W24/00GK102316483SQ201110256618
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月1日 優先權日2011年9月1日
發明者佟志新, 唐靈靈, 喻磊, 王躍, 翟來國 申請人:中興通訊股份有限公司