分組數據業務優先調度方法及系統的製作方法

2023-04-29 02:25:41

專利名稱：分組數據業務優先調度方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種分組數據業務優先調度方法及系統。
背景技術：
隨著人們對移動數據業務需求的不斷增加，移動通信系統支持高速數據的能力也不斷增強。如CDMA2000的演進版本EV-DO就是針對移動通信系統支持高速分組傳輸能力而設計的，可提供前向3. IMbps的峰值速率。針對數據業務特點，EV-DO系統採用了速率控制技術，移動臺在每個時隙測量一次導頻C/I，來預測可以支持的最高傳輸速率，並通過反向的DRC(Data Rate Control)信道向基站報告。基站根據各移動臺反饋的信息，採用一定的無線資源調度算法，從請求傳輸的移動臺中選擇一個用戶分配無線空口資源。在高速數據傳輸情況下，通過無線資源調度可以為申請數據傳輸的用戶確定調度優先級別，並根據優先級別為用戶分配無線資源，為用戶提供服務。目前在無線通信系統中主要使用的是一種根據信道衰落過程而自適應地為傳輸調度用戶的比例公平調度算法，該算法通過結合用戶當前無線環境質量與用戶已獲得的吞吐量兩個因素來確定用戶的調度優先級別。但是該方法沒有為指定優先級的數據通信提供一定的QoS (服務質量)保障，且調度方法由基站實現與控制，對所有用戶一視同仁，沒有考慮用戶的個性需求，難以實現差異化的服務。

發明內容
本發明的目的是提出一種分組數據業務優先調度方法及系統，能針對用戶的個性化需求為用戶提供靈活的資源調度功能。為實現上述目的，本發明提供了一種分組數據業務優先調度方法，包括鑑權計費中心接收接入終端發出的服務級別提升指示信息；所述鑑權計費中心對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升指示信息進行服務級別更新；所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備；所述接入網設備根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數，並根據所述無線調度參數對所述接入終端進行優先調度操作。進一步的，當釋放連接時，所述鑑權計費中心恢復所述接入終端的原服務級別。進一步的，在所述鑑權計費中心接收接入終端發出的服務級別提升指示信息的操作之前，包括所述接入終端通過接入網設備和分組控制功能設備與服務網關建立連接； 所述接入終端向所述服務網關發出認證請求，所述認證請求中包括服務級別提升指示信息；所述服務網關向所述鑑權計費中心發送接入請求，所述接入請求中包括鑑權信息和服務級別提升指示信息。
進一步的，所述鑑權計費中心對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升請求信息進行服務級別更新的操作具體為所述鑑權計費中心根據接收到的接入請求中的鑑權信息確認所述接入終端是否具備服務級別變更的權限，如果確定所述接入終端具備服務級別變更的權限，則根據所述服務級別提升請求信息提升所述鑑權計費中心保存的用戶服務信息中的服務級別。進一步的，所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備的操作具體為
所述鑑權計費中心向所述服務網關發送接入接受消息，所述接入接受消息中包括所述用戶服務信息；所述服務網關根據所述用戶服務信息將更新後的服務級別信息發送到所述接入網設備。進一步的，在所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備時，還包括所述鑑權計費中心對所述接入終端執行與更新後的服務級別信息對應的計費標準的計費操作；當釋放連接時，所述鑑權計費中心恢復所述接入終端的原服務級別，並結束所述計費操作。進一步的，所述當釋放連接時，所述鑑權計費中心恢復所述接入終端的原服務級另IJ，並結束所述計費操作具體為當釋放連接時，所述分組控制功能設備向服務網關發送註冊請求，激活停止計費記錄的操作；所述服務網關向所述鑑權計費中心發送計費結束請求；所述鑑權計費中心根據所述計費結束請求恢復所述接入終端的原服務級別信息，並完成連接的釋放。進一步的，所述接入請求包括多個消息域，分別為代碼消息域、標識符消息域、請求認證字消息域和屬性消息域，所述代碼消息域表示報文類型，所述標識符消息域表示服務類型，所述請求認證字消息域包括用於鑑權的鑑權信息，所述屬性消息域包括服務級別提升指示信息。進一步的，所述接入網設備根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數的操作具體包括所述接入網設備根據所述服務級別提升請求信息中的服務級別信息計算對應的標稱保障速率，計算公式為Rgbr(i) = Rief Xexp, i=l, 2, ···, N其中ReBK(i)表示用戶i的標稱保障速率，Rdef表示預設速率，Class (i)表示用戶I請求的服務級別，C為常量，N表示接入網設備所服務的在線用戶總數；所述接入網設備根據信道能力確定所述接入終端的當前瞬時最大傳輸速率和所述接入終端已獲得的平均傳輸速率；所述接入網設備根據所述接入終端的當前瞬時最大傳輸速率和已獲得的平均傳輸速率以及所述標稱保障速率計算出對應的用戶服務級別作為無線調度參數，計算公式為S(i) = drc^ X P (
^ (O其中DRCi (t)表示在時刻t的當前瞬時最大傳輸速率，Ri⑴表示在時刻t的用戶i已獲得的平均傳輸速率，Pi (t)表示在時刻t的用戶速率保障函數；
平均傳輸速率Ri (t)按下式更新
f j ΛI
Rit + At)= I--R (t)-\--* Current Transmission Rate of User i
I /ΓΓ I \ /ΓΓ ----- J ---
VC JC其中T。為時間常數,表示滑動時間窗口的長度,Current_Transmission_Rate_of_User_i表示第i個用戶當前的傳送速率；Pi⑴的計算公式為
,、 expR1 (t)< R (i)衝)=L其中λ為常量。進一步的，如果在接入網設備所對應的服務小區中存在多個用戶請求的服務級別滿足優先權最高且相同的情況，則將所述多個用戶組成高優先權用戶集合，並從該高優先權用戶集合中按照DRCi (t)的數值大小選取用戶進行調度。為實現上述目的，本發明提供了一種分組數據業務優先調度系統，包括鑑權計費中心，用於接收接入終端發出的服務級別提升指示信息，並對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升指示信息進行服務級別更新，然後將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備；接入網設備，用於根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數，並根據所述無線調度參數對所述接入終端進行優先調度操作。基於上述技術方案，本發明為用戶提供分組數據業務時提供基於用戶需求的優先服務請求與調度功能，當用戶需要更高速率的服務質量時，可自主發起高優先服務請求，接入網設備可根據用戶申請的服務級別，在無線資源分配時為用戶進行更高優先級別的調度，實現盡力而為的速率優先保障，並完成相應的計費。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為本發明分組數據業務優先調度方法實施例的一種應用場景的網絡結構示意圖。圖2為本發明分組數據業務優先調度方法的一實施例的流程示意圖。圖3為本發明分組數據業務優先調度方法的另一實施例中連接建立流程的示意圖。圖4為本發明分組數據業務優先調度方法的又一實施例中連接釋放流程的示意圖。圖5為本發明分組數據業務優先調度方法的再一實施例中無線調度參數的計算流程。圖6為本發明分組數據業務優先調度系統的一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。 現有的無線通信系統(基站和基站控制器)在針對用戶的個性化需求時缺乏靈活的資源調度手段。用戶的服務級別一旦確定，在業務使用過程中將無法靈活變更，無法滿足用戶在某些場景下(如處理緊急業務)臨時需要提升自己服務級別，獲取更高無線數據速率的需求。本發明針對於現有技術的這一技術問題，提出了幾種分組數據業務優先調度方法的實施例，如圖I所示，為本發明分組數據業務優先調度方法實施例的一種應用場景的網絡結構示意圖。本實施例的應用場景以支持Ix EV-DO規範的CDMA2000系統為例，該網絡結構中接入終端AT與接入網設備AN中的基站BTS相連，AN與服務網關I3DSN相連，PDSN與鑑權計費中心AAA相連,並連入Internet。本發明還可以支持其他的3G無線系統,例如WCDMA系統等。如圖2所示，為本發明分組數據業務優先調度方法的一實施例的流程示意圖。在本實施例中，分組數據業務優先調度方法包括步驟101、鑑權計費中心接收接入終端發出的服務級別提升指示信息；步驟102、所述鑑權計費中心對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升指示信息進行服務級別更新；步驟103、所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備；步驟104、所述接入網設備根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數，並根據所述無線調度參數對所述接入終端進行優先調度操作。在本實施例中，當用戶需要處理緊急事務時，可以通過接入終端向鑑權計費中心發出服務級別提升指示信息，該服務級別提升指示信息包括了用戶所希望申請的服務級另IJ，通常高於當前服務級別，以便獲得更高速率的服務質量。鑑權計費中心對服務級別提升指示信息進行審查，確保有權限用戶使用該服務的可靠性和有效性。鑑權計費中心在根據服務級別提升指示信息更新自身保存的服務級別信息後，將該服務級別信息發送給接入網設備，由接入網設備進行實際的優先調度操作。而當釋放連接時，鑑權計費中心可以恢復接入終端的原服務級別，以釋放資源。通過本實施例中的分組數據業務優先調度方法，可以在用戶有個性化需求時提供靈活的資源調度手段，尤其對於用戶在某些場景下(例如需要更高速率的服務質量來處理緊急業務等)可以提供高服務級別，獲得更高無線數據速率的功能。如圖3所示，為本發明分組數據業務優先調度方法的另一實施例中連接建立流程的示意圖。本實施例的網絡架構以CDMA2000 EVDO網絡為例，連接建立流程具體包括步驟201、接入終端AT發起呼叫建立，接入終端AT與接入網設備AN建立會話；步驟202、接入網設備AN發送A9-建立-A8消息給分組控制功能設備PCF，申請建立A8連接；步驟203、分組控制功能設備PCF與服務網關I3DSN之間建立A10/A11連接；步驟204、分組控制功能設備PCF向接入網設備AN返回A9-連接-A8消息；步驟205、接入終端AT發起與服務網關I3DSN之間的PPP連接及用於接入認證的鏈路控制協議(Link Control Protocol,簡稱LCP)協商；步驟206、接入終端AT向服務網關F1DSN發送認證請求(AuthenticationRequest),認證請求中包括服務級別提升指示信息；步驟207、服務網關F1DSN向鑑權計費中心AAA發送接入請求(Access Request),接入請求中包括鑑權信息(例如用戶名、密碼等)和服務級別提升指示信息；步驟208、鑑權計費中心AAA根據接收到的接入請求中的鑑權信息確認該接入終端AT是否具備服務級別變更的權限，如果確定該接入終端AT具備服務級別變更的權限，則根據服務級別提升請求信息提升保存的用戶服務信息(Subscriber Qos Profile)中的服務級別(Inter user priority)；步驟209、鑑權計費中心AAA向服務網關F1DSN發送接入接受消息(AccessAccept)，接入接受消息中包括用戶服務信息；步驟210、服務網關H)SN完成認證過程，並根據用戶服務信息將更新後的服務級別信息發送到接入網設備AN;步驟211、PPP連接建立，分組數據可以在接入終端AT和服務網關I3DSN之間傳送；步驟212、接入網設備AN根據接收的更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數，並根據所述無線調度參數對所述接入終端進行優先調度操作。在本實施例中，步驟201 204實現了在CDMA2000 EVDO網絡下，接入終端通過接入網設備和分組控制功能設備與服務網關建立連接的這一過程。在本實施例步驟206中的接入請求消息(Access Request)中除了鑑權信息之外，還包括服務級別提升指示信息，而接入請求消息可以包括多個消息域，分別為代碼(Code)消息域、標識符(Identifier)消息域、請求認證字(Request Authenticator)消息域和屬性(Attributes)消息域。該接入請求消息的消息格式如下
權利要求
1.一種分組數據業務優先調度方法，包括 鑑權計費中心接收接入終端發出的服務級別提升指示信息； 所述鑑權計費中心對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升指示信息進行服務級別更新； 所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備； 所述接入網設備根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數，並根據所述無線調度參數對所述接入終端進行優先調度操作。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，當釋放連接時，所述鑑權計費中心恢復所述接入終端的原服務級別。
3.根據權利要求I所述的方法，其中，在所述鑑權計費中心接收接入終端發出的服務級別提升指示信息的操作之前，包括 所述接入終端通過接入網設備和分組控制功能設備與服務網關建立連接； 所述接入終端向所述服務網關發出認證請求，所述認證請求中包括服務級別提升指示信息； 所述服務網關向所述鑑權計費中心發送接入請求，所述接入請求中包括鑑權信息和服務級別提升指示信息。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述鑑權計費中心對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升請求信息進行服務級別更新的操作具體為 所述鑑權計費中心根據接收到的接入請求中的鑑權信息確認所述接入終端是否具備服務級別變更的權限，如果確定所述接入終端具備服務級別變更的權限，則根據所述服務級別提升請求信息提升所述鑑權計費中心保存的用戶服務信息中的服務級別。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備的操作具體為 所述鑑權計費中心向所述服務網關發送接入接受消息，所述接入接受消息中包括所述用戶服務信息； 所述服務網關根據所述用戶服務信息將更新後的服務級別信息發送到所述接入網設備。
6.根據權利要求2所述的方法，其中，在所述鑑權計費中心將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備時，還包括 所述鑑權計費中心對所述接入終端執行與更新後的服務級別信息對應的計費標準的計費操作； 當釋放連接時，所述鑑權計費中心恢復所述接入終端的原服務級別，並結束所述計費操作。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述當釋放連接時，所述鑑權計費中心恢復所述接入終端的原服務級別，並結束所述計費操作具體為 當釋放連接時，所述分組控制功能設備向服務網關發送註冊請求，激活停止計費記錄的操作； 所述服務網關向所述鑑權計費中心發送計費結束請求； 所述鑑權計費中心根據所述計費結束請求恢復所述接入終端的原服務級別信息，並完成連接的釋放。
8.根據權利要求3所述的方法，其中所述接入請求包括多個消息域，分別為代碼消息域、標識符消息域、請求認證字消息域和屬性消息域，所述代碼消息域表示報文類型，所述標識符消息域表示服務類型，所述請求認證字消息域包括用於鑑權的鑑權信息，所述屬性消息域包括服務級別提升指示信息。
9.根據權利要求3所述的方法，其中所述接入網設備根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參數的操作具體包括 所述接入網設備根據所述服務級別提升請求信息中的服務級別信息計算對應的標稱保障速率，計算公式為 ^gbr(0 = ^def Xexp Cla^S^ , i=l，2, N 其中R (i)表示用戶i的標稱保障速率，Rdef表示預設速率，Class (i)表示用戶i請求的服務級別，C為常量，N表示接入網設備所服務的在線用戶總數； 所述接入網設備根據信道能力確定所述接入終端的當前瞬時最大傳輸速率和所述接入終端已獲得的平均傳輸速率； 所述接入網設備根據所述接入終端的當前瞬時最大傳輸速率和已獲得的平均傳輸速率以及所述標稱保障速率計算出對應的用戶服務級別作為無線調度參數，計算公式為 其中DRCi (t)表示在時刻t的當前瞬時最大傳輸速率，Ri (t)表示在時刻t的用戶i已獲得的平均傳輸速率，Pi (t)表示在時刻t的用戶速率保障函數； 平均傳輸速率Ri (t)按下式更新 f I ) I Ri (t + At)= I-— R1 (0 + —巾 Current Transmission Rate of User i Vc )c 其中T。為時間常數，表示滑動時間窗ロ的長度，Current_Transmission_Rate_of_User_i表示第i個用戶當前的傳送速率； Pi (t)的計算公式為 p (ハ P (A expI 義 1 - n A fR1 (0 < rGBR (0[ L U,)」J JR人知 RGBR(i) 其中\為常量。
10.根據權利要求9所述的方法，其中如果在接入網設備所對應的服務小區中存在多個用戶請求的服務級別滿足優先權最高且相同的情況，則將所述多個用戶組成高優先權用戶集合，並從該高優先權用戶集合中按照DRCi (t)的數值大小選取用戶進行調度。
11.一種分組數據業務優先調度系統，包括 鑑權計費中心，用於接收接入終端發出的服務級別提升指示信息，並對所述接入終端進行鑑權，鑑權通過後根據所述服務級別提升指示信息進行服務級別更新，然後將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備； 接入網設備，用於根據接收到的所述更新後的服務級別信息計算出對應的無線調度參 數，並根據所述無線調度參數對所述接入終端進行優先調度操作。
全文摘要
本發明涉及一種分組數據業務優先調度方法，包括鑑權計費中心接收接入終端發出的服務級別提升指示信息；對接入終端進行鑑權，鑑權通過後進行服務級別更新；將更新後的服務級別信息經服務網關發送到接入網設備；接入網設備根據更新後的服務級別信息計算出無線調度參數，並根據無線調度參數對接入終端進行優先調度操作。本發明還涉及一種分組數據業務優先調度系統。本發明為用戶提供分組數據業務時提供基於用戶需求的優先服務請求與調度功能，當用戶需要更高速率的服務質量時，可自主發起高優先服務請求，接入網設備可根據用戶申請的服務級別，在無線資源分配時為用戶進行更高優先級別的調度，實現盡力而為的速率優先保障，並完成相應的計費。
文檔編號H04W72/12GK102651865SQ201110043408
公開日2012年8月29日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者李志軍, 陸曉東 申請人:中國電信股份有限公司