在電信系統中根據服務質量和服務類型動態管理資源的方法
2023-12-06 12:08:41
專利名稱：在電信系統中根據服務質量和服務類型動態管理資源的方法
發明目的正如在說明書的題目中所闡述，本發明是指在電信系統中根據服務質量和服務類型動態管理資源的方法，並且面向數據多點對多點數字傳輸的多用戶系統。在本發明的處理過程中，規定了選擇用於存儲等待稍後發射的分組的方法。
本發明允許在所有節點(或者用戶設備)之間進行動態管理資源，並且在分組傳輸和保存等待發射的那些分組期間區分優先級，允許不同的存儲器配置，這樣，如果存儲器的隊列已滿，則能夠考慮已經保存的分組的優先級、資歷或者這兩種參數來對新分組進行排隊。
背景技術：
在現有技術中已知連結單元(cell)系統的使用，所述連結單元形成用來保存通信信息的隊列。在每個單元中有可能保存一個分組信息。存儲器對於能夠支持例如接收中的應答協議是必需的，為了釋放存儲在發射機用戶中的分組，這要求由接收機用戶產生信號。在下文中，當指出一種應用需要CBR類型服務時，這是指這樣一種實事，即此應用產生具有恆定帶寬的業務。同樣，當指出一種應用需要VBR類型服務時，這是指這樣的實事，即該應用產生具有可變帶寬的業務，最後，當指出一種應用需要UBR類型服務時，這是指這樣一種事實，即該應用產生具有不確定帶寬的業務。此外在該說明書中，術語單元用作自包含的邏輯單位，它能夠與目的地、分組、資歷相關聯，換言之，在等待發射的隊列中呆的時間，以及除了分組所屬的服務類型之外還能想到的優先級。
現有技術已知，使用在專利號為US6549541的美國專利中出現的用於多點對多點通信系統的存儲系統，其中考慮存儲位置F的總數、能夠使用存儲位置T*的分組的總數以及給予每個用戶的最小容量來描述存儲過程，當用戶有比給予的最小數多的分組要保存並且F＜T*時，分組沒有被保存。該過程不允許在不同用戶之間使用共享的最大存儲器，而本發明克服了這個問題，具有這種功能。
此外，本發明的過程是有利的，因為它允許在訪問具有最大數、共享最大數隊列時有更強大的控制，以及能夠以最佳的方式根據優先級和資歷來訪問那些隊列。這些特徵使得可能在允許通過使用優先級信息來完成排隊的每個單元中使用該優先級信息，以此，利用該優先級信息可以支持具有不同的帶寬需求的不同應用。此外，本發明的過程允許每個遠端用戶具有為其保留大量單元，用來和一組用戶共享的大量單元，與所有用戶共享的大量單元。最後，為了適應通信的需要，動態調整所述單元最大數配置。
發明描述為了實現本發明的目的並且避免以上章節中闡明的缺點，本發明包括在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其中存在有多個用戶節點通過具有不同的等待時間和帶寬要求的鏈路進行通信，單元為自包含的單位，單元具有優先級、目的地、資歷以及相關聯的分組；隊列是有序的一組單元。
該過程的特徵在於，源節點管理去往目的節點的業務和資源，它在目的節點之間動態地分配資源，在它的隊列中根據所需要的服務等級和服務質量來保留存儲器容量；因為用一個或多個不同配置來插入和提取有序隊列的單元。
該過程的特徵還在於，源節點管理每個目的節點的服務質量，並且選擇性地為自己保留多個單元，它和一組目的節點共享多個單元，它和所有目的節點共享多個單元，或者它同時執行這些行動中的若干項。
此外，源節點管理與每個分組相關聯的服務類型，配置每個目的節點的服務質量，該服務質量對每個目的節點選擇性地不同，並且與目的節點和源節點之間的雙向通信的相反傳輸方向的配置不同，並且它動態地調整服務質量。
源節點配置目的節點的數目和單元的數目，並且在管理處理過程中選擇性地修改所述配置，或者在處理過程中它使之保持固定，並且為了決定後來的目的節點，所述源節點選擇性地使用與優先級、每個目的節點所使用的單元的數目相關的信息，或者使用兩種信息。
這些特徵設法保證對每個目的節點有不同的服務質量，並且滿足了不同應用的最大等待時間要求，並且它們允許組合不同的服務類型。
本發明根據從以下選取的不同方面規定不同的隊列管理配置-基於單元在隊列中的資歷的隊列管理配置，換言之，根據單元在隊列中花費的時間；以這種一種方式，即從該隊列提取在隊列中花最多時間的單元，以便能夠發射包含在該單元中的分組，並且將單元插入隊列中，總是假設隊列不滿。
-基於優先級的隊列管理配置，換言之基於引入到單元中的分組載送的某個欄位的值的隊列管理配置；以這種一種方式，即在該隊列所有的單元中，將P1定義成最高優先級，將P2定義成最低優先級，P1優先級單元之一(可以是具有等於優先級P1的相同優先級的排隊單元中的任何一個單元)總是從隊列中提取，並且優先級為PX的新單元(我們通稱為單元X)只有當PX大於或等於優先級P2時，才會被插入到滿隊列中，並且為了能夠插入單元X，優先級為P2的單元必須被抽取出來。
-基於單元在隊列中的優先級和資歷的隊列管理配置，以這樣一種方式，即在隊列的所有的單元中，將P1定義成最高優先級，並將P2定義成最低優先級，將優先級P1的最高級單元從隊列中提取出來，優先級為PX的新單元(我們通稱為單元X)只有當PX大於優先級P2時才會被插入到滿隊列中，並且為了能夠插入單元X，將優先級為P2的最低級單元，換言之，在隊列中花了最少時間的單元必須提取出來。
-基於優先級和新穎性的隊列管理配置，例如在隊列的所有單元中，將P1定義成最高優先級，並將P2定義成最低優先級，將優先級P1的最高級單元從隊列中提取出來，優先級為PX的新單元(我們通稱為單元X)只有當PX大於或等於優先級P2時才會被插入到滿隊列中，並且為了能夠插入單元X，將優先級為P2的最高級單元，換言之，在隊列中花了最多時間的單元必須提取出來。
對於隊列管理，本發明的過程定義四個全局最大數系統的單元的最大數(MAX)，第一種類型單元的最大數(MAX-A)，第二種類型單元的最大數(MAX-B)，第三種類型單元的最大數(MAX-C)以及一組第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)。這些值遵循一系列關係，例如MAX等於MAX-A和MAX-B-C的和，當第一種類型空閒單元的數目小於MAX-A時，第一種類型單元可用，當第二種類型空閒單元的數目小於MAX-B並且第二種類型空閒單元的數目加上第三種類型空閒單元的數目小於MAX-B-C時，第二種類型單元可用，當第三種類型空閒單元的數目小於MAX-C並且第二類型空閒單元的數目加上第三種類型空閒單元的數目小於MAX-B-C時，第三種類型的單元可用，並且如果MAX-A和MAX-B-C不同時為零，那麼最大數MAX-A、MAX-B或MAX-C中的任意一個能夠為零。
同樣，該過程對每個目的節點描述了兩個最大數(MAX-A-NODE，MAX-B-NODE)，這些最大數對於每個節點都不相同，並且具有大於或等於零的值，並且可能選擇性地表示出使用第三種類型的單元(USE-C)和沒有使用第三種類型的單元(NOT-USE-C)。該過程的特徵還在於，通過某個值和這些值中的某種關係，例如MAX-A-NODE是某個目的節點所能夠擁有的第一種類型單元的最大數目；MAX-B-NODE是這個節點所能夠擁有的第二種類型單元的最大數目，總是假設這裡有第二種類型單元可用；所有目的節點的MAX-A-NODE的總和必須小於或等於MAX-A，所有目的節點的MAX-B-NODE的總和能夠大於MAX-B；假設這裡有這種類型的單元可用，那麼可能使用第三種類型單元的節點(USE-C)總是能夠使用第三種類型的單元。
為了能夠向節點提供不同類型的業務，該過程的特徵還在於，通過使用每個節點的最大數配置和全局最大數，使用MAX-A-NODE保證CBR業務、對VBR業務使用MAX-B-NODE，以及對UBR業務使用USE-C或者NOT-USE-C。
最後，該過程規定了對已定義值的動態調整，所述調整是以這樣的方式進行，全局和本地最大數動態改變，以便適應於在目地節點的配置中發生的變化、應用所需的帶寬、通信所使用的信道條件、應用所要求的服務質量或者應用所要求的業務類型(例如CBR、VBR或者UBR)。
本發明的主要優點是對訪問分組隊列進行更大的控制。每個用戶能夠使用來自不同隊列的單元並具有最大數目的可用單元，並且和一組用戶共享或者單獨使用。此外，為了適應於信道的改變或者通信應用的需要，可以動態地修改單元最大數的配置。
下面，為了便於更好地理解此說明書並形成說明書的一個完整部分，包括了一些附圖，在這些圖中以說明而不是限制的方式表示了本發明的目的。
圖1-表示一個系統，其中用戶節點1期望向其它用戶節點2、3、4和5發射。
圖2-表示向不同的用戶節點保存和傳輸新隊列的實例。
發明實施方式描述下列所給出的是對本發明的實例的描述，參考了圖中引用的標號。
在該實施例中，給出了一種數據多點對多點雙向數字傳輸系統，其中，一個用戶節點通過一系列鏈路和不同的用戶節點通信。在該系統中，分組在發射之前保存在單元中。可以在圖1中看到該實施例，其中一些節點(1)、(2)、(3)、(4)和(5)為系統的任意一個用戶節點，節點(1)通過一系列鏈路(6)、(7)、(8)和(9)和其餘的節點通信。
本發明的過程規定了某個全局最大數，這在描述本發明的章節中進行了描述，並且將在下面連同為該實施例所確定的值一起來表示第一種類型單元的最大數(MAX-A)等於15，第二種類型單元的最大數(MAX-B)等於5，第二種類型加上第三種類型單元的聯合最大數(MAX-B-C)等於32，第三種類型單元的最大數(MAX-C)等於30。在本實施例中，第一種類型的單元被稱為類型A，第二種類型的單元被稱為類型B，第三種類型的單元被稱為類型C。
發射機節點(1)具有與節點(2)配置的鏈路，有CBR業務(6)，換言之，具有恆定帶寬的業務，並且必須保留固定數目的單元，這些單元總是可用來保存等著從節點(1)發送到節點(2)的分組。在該實施例中，該方法為每個目的節點定義了兩個最大數(MAX-A-NODE)。這樣，節點(2)的MAX-A-NODE-2等於10。考慮了CBR業務應用的帶寬並考慮了信道的當前條件來設置這個最大數，在該實施例中，推斷出能夠以10個單元來支持CBR業務。單元隊列用來保存等著從節點(1)發射到節點(2)的業務，並且使用基於資歷和優先級的存儲配置來管理該單元隊列，這在描述發明的章節中描述過。
發射機節點(1)具有與節點(3)配置的鏈路，有VBR業務(7)，換言之，具有可變帶寬的業務，可變帶寬是以這樣的方式，即能夠為其保留等於5的單元數目的最大數MAX-B-NODE-3，根據該實施例中的最大數，能夠和節點(4)共享這5個單元中的3個單元。通過資歷配置來管理等著從節點(1)發射到節點(3)的分組的隊列。
發射機節點(1)具有與節點(4)配置的鏈路，有VBR業務(6)，指定MAX-B-NODE-4等於3。但是為了能夠支持UBR業務，換言之，為了支持不限定帶寬的業務，也準許第三種類型(C)的那些單元訪問從節點(1)到節點(4)的鏈路，在本實施例中被限制在0-30個單元的值之間。根據資歷配置來管理等著從節點(1)發射到節點(4)的分組的隊列。
最後，從節點(1)至節點(5)的鏈路(9)只能訪問第三種類型(C)的單元，在該通信中使用的存儲器配置是通過新穎性和優先級來決定。
下表根據實施例提供了鏈路和單元排列的概要。為了遵循通信的需要以及通信信道的變化可以動態地實時修改這個配置。
正如在圖2的時間線中所示，表示了用於發射機節點(1)的時刻以及隊列單元的使用，最初，所有的隊列都是空的(10)。
在某個時刻(11)，節點(1)給節點(2)發射分組，第一類型(A)的單元用於存儲該分組，以便保留了9個第一種類型(A)的單元可用於到節點(2)的傳輸，雖然這裡總共有14個第一類型(A)的單元一起空閒。如果在某個時刻(12)，節點(1)使用10個第一類型(A)的單元，並且一個新的分組到達以保存，其目的地是節點(2)，為了決定一個已經保存的分組是否為了合併新的分組而要清除，或者新的分組是否要被清除，將使用例如表示業務類型的欄位來檢查新的分組的優先級信息。在此例中，在朝向節點(2)的分組隊列的所有單元中進行搜索，來看看是否有單元包括比新的分組優先級更低的分組。如果這裡存在較低優先級的分組，在隊列中花去最少時間的單元分組以及在所有的單元中具有最低優先級的單元分組被清除。
在時刻(13)，節點(1)必須將分組發射到節點(3)，第二種類型(B)的單元用來保存該分組，對節點(3)保留4個類型(B)單元可用。後來，在某個時刻(14)，必須為節點(4)保存單元，B類型單元和它一起被使用，只有3個第二種類型(B)的單元保持對節點(3)可用，以及只有2個第二種類型(B)的單元保持對節點(4)可用，雖然節點(4)能夠使用所有空閒的第三種類型(C)的單元。考慮到節點(3)和(4)具有可變帶寬並且它們不總是需要有固定數目的單元對它們可用，所以通過這種方式，節點(3)和(4)共享大量的單元。必須牢記，如果用戶節點(4)或者用戶節點(3)的應用類型改變，並且它要求固定帶寬，則為了吸收該業務，可以給它分配第一種類型(A)的單元。
此後，繼續以這樣的方式存儲用於用戶節點(4)和(3)的分組，即在時刻(15)，所有類型B的單元都被使用，例如，用戶節點(4)已經使用了3個第二種類型的單元，用戶節點(3)已經使用了2個第二種類型的單元，接著有必要在時刻(16)以資歷的存儲配置來為用戶節點(4)保存分組，由於這裡沒有空閒的第二種類型(B)的單元可用，將那個分組清除。
此外，在將分組發射到用戶節點(4)和(3)時，這裡再次有5個第二種類型(B)的單元空閒，這在時刻(17)發生。在時刻(18)，在該實施例中，必須為用戶節點(5)發送29個分組，29個第三種類型(C)的單元將用於該節點。此後，必須使用3個第二種類型(B)的單元為用戶節點(3)發射3個分組(19)。如果後來，在某個時刻(20)，必須為用戶節點(5)發送另一個分組，考慮所使用的第二和第三種類型的單元集的總數是32，這裡沒有單元能夠用來保存這個分組。必須牢記，用戶節點(5)的存儲器配置是通過新穎性和資歷進行的，在至節點(5)的分組隊列中所有具有最低優先級的單元，將被搜尋，並且包含在隊列中花去最多時間的單元中的信息將被丟棄以便能夠保存新的分組。
權利要求
1.一種在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其中存在有多個用戶節點通過具有不同的等待時間和帶寬要求的鏈路進行通信，單元為自包含的單位，單元具有優先級、目的地、資歷以及相關聯的分組；隊列是有序的一組單元，其特徵在於源節點管理去往目的節點的業務和資源，在目的節點之間動態地分配資源，在它的隊列中根據所需要的服務等級和服務質量來保留存儲器容量；使用至少一個配置來插入和提取排序隊列的單元；管理每個目的節點的服務質量，並且選擇性地為它自己保留多個單元，它和一組目的節點共享多個單元，它和所有目的節點共享多個單元，並且它同時選擇性地執行這些行動的組合；管理與每個分組相關聯的服務類型；配置每個目的節點的服務質量，它對每個目的節點選擇性地不同並且與目的節點和源節點之間的雙向通信中在相反方向配置的服務質量不同；動態地調整服務質量；配置目的節點的數目，並且在管理處理過程中選擇性地修改它；以可配置的方式保持單元的數目以便在管理處理過程中允許它們的修改；使用從優先級、每個目的節點所使用的單元的數目選出的信息或者這兩種信息的組合，以便決定它所要發射到的隨後的目的節點；為了保證對每個目的節點有不同的服務質量，遵照不同應用所允許的最大等待時間必要條件，並且允許組合不同類型的服務。
2.根據權利要求1的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於它包括使用基於隊列中單元的資歷的隊列管理配置，換言之，根據單元在隊列中花費的時間，以便從隊列中將花最多時間的單元提取出來並在隊列中插入單元，總是假設隊列不滿。
3.根據權利要求1的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於它包括使用基於優先級的隊列管理配置，換言之，使用基於引入到該單元的分組載送的某個欄位的值的隊列管理配置；以便在隊列的所有單元中，將P1定義成最高優先級，將P2定義成最低優先級，P1優先級單元之一總是從隊列中提取，並且優先級為PX的新單元X只有當在大於優先級P2的值和等於優先級P2的值之間選取PX時，才會被插入到滿隊列中，並且為了能夠插入新的單元X，優先級為P2的單元必須被提取出來。
4.根據權利要求2和3的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於它包括使用基於隊列中單元的優先級和資歷兩者的隊列管理配置，以便，在隊列的所有單元中，將P1定義成最高優先級，並將P2定義成最低優先級，將優先級P1的最高級單元從隊列中提取出來，優先級為PX的新單元X只有當PX大於優先級P2時才會被插入到滿隊列中，並且為了能夠插入新單元X，將優先級為P2的最低級單元，換言之，在隊列中花了最少時間的單元必須被提取出來。
5.根據權利要求2和3的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於它包括使用基於優先級和新穎性兩者的隊列管理配置，以便在隊列的所有單元中，將P1定義成最高優先級，並將P2定義成最低優先級，將優先級P1的最高級單元從隊列中提取出來，優先級為PX的新單元X只有當在大於優先級P2的值和等於優先級P2的值之間選擇PX時才會被插入到滿隊列中，並且為了能夠插入新單元X，將優先級為P2的最高級單元，換言之，在隊列中花了最多時間的單元必須被提取出來。
6.根據權利要求1的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於定義了四個全局最大數系統的單元的最大數(MAX)，第一種類型單元的最大數(MAX-A)，第二種類型單元的最大數(MAX-B)，第三種類型單元的最大數(MAX-C)以及一組第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)，其中系統的單元的最大數(MAX)等於第一種類型單元的最大數(MAX-A)和一組第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)的總和；當第一種類型空閒單元的數目小於第一種類型單元的最大數(MAX-A)時，第一種類型單元可用，當第二種類型空閒單元的數目小於第二種類型單元的最大數(MAX-B)，並且第二種類型空閒單元的數目加上第三種類型空閒單元的數目小於第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)時，第二種類型單元可用，當第三種類型空閒單元的數目小於第三種類型單元的最大數(MAX-C)，並且第二類型空閒單元的數目加上第三種類型空閒單元的數目小於第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)時，第三種類型的單元可用；如果第一種類型單元的最大數(MAX-A)，以及該組第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)不同時為零，那麼第一種類型單元的最大數(MAX-A)，第二種類型單元的最大數(MAX-B)以及第二和第三種類型單元的最大數(MAX-B-C)是從大於零的值和等於零的值中選取的獨立值。
7.根據權利要求6的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於對每個目的節點(MAX-A-NODE，MAX-B-NODE)定義了兩個最大數，這些最大數是從大於的值和等於零的值之間選取的，並且對於每個節點都不相同，並且表示出在使用第三種類型的單元(USE-C)和沒有使用第三種類型的單元(NOT-USE-C)之間選擇的動作，其中最大數(MAX-A-NODE)是某個目的節點所能夠擁有的第一種類型單元的最大數目；另一個最大數(MAX-B-NODE)是這個目的節點所能夠擁有的第二種類型單元的最大數目，總是假設這裡有第二種類型單元可用；所有目的節點的第一類型單元的最大數目(MAX-A-NODE)的總和必須是從小於第一種類型單元的最大數目(MAX-A)的值和等於第一種類型單元的最大數目(MAX-A)的值之間選取的一個值；所有目的節點的第二種類型單元的最大數目(MAX-B-NODE)的總和不受到第二類型單元最大數(MAX-B)的限制；如果這裡有這種類型的單元可用，那麼可能使用第三種類型單元(USE-C)的節點總是選擇性地使用第三種類型的單元，當這裡沒有這種類型的單元可用時，則不用它們。
8.根據權利要求6和7的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於每個節點的最大數和全局最大數的配置用來通過使用某個節點能夠擁有的第一類型單元的最大數目(MAX-A-NODE)來保證CBR業務(具有恆定帶寬)，總是假設這裡仍然保持第二種類型的單元可用的情況下，使用該節點能夠擁有的第二類型單元的最大數目(MAX-B-NODE)來保證VBR業務(具有可變帶寬)，以及從使用第三種類型的單元(USE-C)和不使用所述的第三種類型單元(NOT-USE-C)之間選出的可能性來保證UBR業務(具有未限定的帶寬)。
9.根據權利要求8的在電信系統中根據服務質量和服務類型來動態管理資源的方法，其特徵在於動態改變全局和本地最大數，以便選擇性地適應於在目地節點的配置中的變化、應用所需的帶寬、通信所使用的信道條件、應用所要求的服務質量或者應用所要求的業務類型，例如CBR、VBR和UBR。
全文摘要
本發明涉及一種在電信系統中根據服務質量和服務類型動態管理資源的方法。本發明的特徵在於，使用一組排列的單元在源節點(1)中管理業務和資源，為了分配的原因而具有動態可調的服務質量和不同的插入和提取單元的配置。本發明的方法可用來為每個目的節點(2，3，4，5)保證任一源節點(1)發送的信息的不同服務質量，並且滿足與不同通信應用所允許的最大等待時間相關的要求，從而能夠組合不同類型的服務。
文檔編號H04L12/54GK1853382SQ200480026594
公開日2006年10月25日 申請日期2004年6月14日 優先權日2003年7月15日
發明者J·V·布拉斯科克萊爾特, J·C·裡韋羅因蘇亞, M·普伊赫塞弗卡爾博, D·魯伊斯洛佩斯, F·戈麥斯馬丁內斯, J·卡雷拉斯阿雷尼 申請人:矽系統設計公司