專利名稱：微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及寬帶無(wú)線接入技術(shù)，特別涉及微波存取全球互通(WorldwideInteroperability for Microwave Access，簡(jiǎn)稱“WiMAX”)技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的發(fā)展和用戶需求的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)得到了迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的迅速增長(zhǎng)使得人們對(duì)通信帶寬的需求日益高漲，寬帶接入正在向產(chǎn)業(yè)界展現(xiàn)出一個(gè)巨大的市場(chǎng)。為突破接入網(wǎng)的帶寬瓶頸，人們推出了多種寬帶接入技術(shù)。
與有線接入方式相比，采用無(wú)線接入方式的寬帶無(wú)線接入(BroadbandWireless Access，簡(jiǎn)稱“BWA”)技術(shù)具有靈活、方便、可移動(dòng)性以及投資少等明顯的優(yōu)勢(shì)，以第三代移動(dòng)通信(The Third Generation，簡(jiǎn)稱“3G”)、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，簡(jiǎn)稱“WLAN”)和寬帶無(wú)線城域網(wǎng)(Wireless Metropolitan Area Network，簡(jiǎn)稱“WMAN”)為代表的BWA技術(shù)在近幾年得到了飛速的發(fā)展。
WiMAX就是一種無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)，作為寬帶WMAN領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)備受各大廠商和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。WiMAX是目前業(yè)界對(duì)基于電子和電氣工程師協(xié)會(huì)(Institute of Electrical and Electronics Engineers，簡(jiǎn)稱“IEEE”)802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)的約定俗成的稱呼，其基本目標(biāo)是提供一種在城域網(wǎng)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多廠商環(huán)境下，可有效互操作的寬帶無(wú)線接入手段。WiMAX能向固定或移動(dòng)的設(shè)備提供寬帶無(wú)線連接，還可用來(lái)連接WLAN的熱點(diǎn)與因特網(wǎng)，提供校園連接，以及在“最后一公里”寬帶接入領(lǐng)域作為數(shù)字用戶線(Digital Subscriber Line，簡(jiǎn)稱“DSL”)等有線寬帶接入的無(wú)線替代品。
WiMAX系統(tǒng)采用蜂窩技術(shù)，其空中接口數(shù)據(jù)的傳輸在基站(BaseStation，簡(jiǎn)稱“BS”)和若干個(gè)下屬用戶站(Subscriber Station，簡(jiǎn)稱“SS”)之間進(jìn)行的，并由基站進(jìn)行集中控制。其中，BS與城域網(wǎng)、公用電話交換網(wǎng)(Public Switched Telephone Network，簡(jiǎn)稱“PSTN”)相連，一個(gè)SS可以接入一個(gè)或者多個(gè)終端用戶，并匯聚這些用戶的網(wǎng)間互聯(lián)協(xié)議(InternetProtocol，簡(jiǎn)稱“IP”)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音業(yè)務(wù)流量，通過空中接口傳送到BS。
WiMAX具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)。WiMAX中BS的無(wú)線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里，覆蓋面積是3G基站的10倍，通過較少的BS的建設(shè)就可以提供較大區(qū)域的覆蓋；同時(shí)WiMAX采用正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，簡(jiǎn)稱“OFDM”)調(diào)制方式，可以有效利用信道資源，能提供高達(dá)70兆比特每秒(Mbps)的傳輸速率。
WiMAX網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線部分的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，所有和相同BS連接的SS共享空中接口資源；用戶和SS之間可以通過有線也可以通過無(wú)線的WLAN等連接。
根據(jù)服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，簡(jiǎn)稱“QoS”)要求不同，WiMAX系統(tǒng)定義了四種業(yè)務(wù)類型以適應(yīng)不同QoS的要求，分別是主動(dòng)分配業(yè)務(wù)(Unsolicited Grant Service，簡(jiǎn)稱“UGS”)、實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)(Real-time PollingService，簡(jiǎn)稱“rtPS”)、非實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)(Non-real-time Polling Service，簡(jiǎn)稱“nrtPS”)以及盡力而為業(yè)務(wù)(Best Effort Service，簡(jiǎn)稱“BE”)。
由于WiMAX系統(tǒng)是由BS集中控制空中接口資源的分配，因此上行數(shù)據(jù)和信令的發(fā)送機(jī)會(huì)要由BS來(lái)決定，因此需要一種機(jī)制保證上行帶寬申請(qǐng)和分配的合理性。為了提高帶寬的使用效率，WiMAX系統(tǒng)對(duì)上行的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)采用了動(dòng)態(tài)帶寬分配的方法。除了對(duì)UGS業(yè)務(wù)主動(dòng)分配帶寬和對(duì)rtPS業(yè)務(wù)周期輪詢外，其它的兩種業(yè)務(wù)類型都采用帶寬請(qǐng)求的分配方法，也即SS在上行信道上進(jìn)行帶寬資源請(qǐng)求，BS搜集請(qǐng)求信息并根據(jù)SS的鏈路質(zhì)量和服務(wù)協(xié)定對(duì)SS的申請(qǐng)進(jìn)行資源分配。
對(duì)于WiMAX系統(tǒng)而言，nrtPS業(yè)務(wù)以及BE業(yè)務(wù)帶寬請(qǐng)求時(shí)使用共享帶寬資源，就可能存在對(duì)帶寬資源的競(jìng)爭(zhēng)，而對(duì)共享帶寬資源的競(jìng)爭(zhēng)必然會(huì)導(dǎo)致各種業(yè)務(wù)之間的沖突。如果使用普通的競(jìng)爭(zhēng)策略，則無(wú)法適應(yīng)區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)及不同QoS要求的環(huán)境，而且過多的沖突也不利于系統(tǒng)吞吐量的提高。
因此，必須使用適當(dāng)?shù)膸捀?jìng)爭(zhēng)的方法以應(yīng)對(duì)這種沖突，使得系統(tǒng)特別是媒體接入控制層在區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和QoS要求的前提下，在不同的負(fù)載條件下都具有較好的性能。
現(xiàn)有技術(shù)方案中，BS基于對(duì)前一幀以競(jìng)爭(zhēng)方式獲得帶寬的業(yè)務(wù)流數(shù)量的分析，動(dòng)態(tài)確定當(dāng)前幀的用于帶寬競(jìng)爭(zhēng)申請(qǐng)的上行時(shí)隙(簡(jiǎn)稱“競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙”)數(shù)，然后在當(dāng)前上行幀中以廣播的方式動(dòng)態(tài)分配若干個(gè)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，需要請(qǐng)求帶寬的多個(gè)SS在這些競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙中以截?cái)嗟亩M(jìn)制隨機(jī)退避算法解決可能的沖突。
同時(shí)，為滿足不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的需求，BS也可對(duì)需要請(qǐng)求帶寬的多個(gè)SS根據(jù)其優(yōu)先級(jí)或QoS要求的不同進(jìn)行分組，并以組播的方式給各個(gè)組動(dòng)態(tài)分配若干個(gè)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，這樣，各個(gè)組播組內(nèi)以截?cái)嗟亩M(jìn)制隨機(jī)退避算法解決可能的沖突，而組播組之間則不存在競(jìng)爭(zhēng)。
其中，如果BS對(duì)需要請(qǐng)求帶寬的多個(gè)SS進(jìn)行分組，則分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙時(shí)，將為優(yōu)先級(jí)高的SS對(duì)應(yīng)的組播組分配數(shù)量相對(duì)較多競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，這樣就可以保證優(yōu)先級(jí)高的SS發(fā)送帶寬競(jìng)爭(zhēng)請(qǐng)求的成功概率較大。
需要特別說明的是，競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙僅為SS提供了發(fā)送帶寬請(qǐng)求的機(jī)會(huì)，帶寬請(qǐng)求通過競(jìng)爭(zhēng)到達(dá)BS后，需要BS的授權(quán)才可獲取傳輸數(shù)據(jù)的帶寬。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題現(xiàn)有技術(shù)方案分配的當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的數(shù)目不合理，并且會(huì)增大系統(tǒng)的信令交互，浪費(fèi)空中接口資源，造成SS競(jìng)爭(zhēng)成功時(shí)間的延長(zhǎng)和系統(tǒng)吞吐量的降低。
造成這種情況的主要原因在于，首先，現(xiàn)有技術(shù)方案沒有利用WiMAX系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，包括WiMAX系統(tǒng)的靈活的帶寬請(qǐng)求方式和幀長(zhǎng)可變的特點(diǎn)。WiMAX系統(tǒng)支持捎帶請(qǐng)求(Piggyback)方式，使得一個(gè)業(yè)務(wù)只要以帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方式成功請(qǐng)求一次后，后續(xù)的數(shù)據(jù)包就可以在競(jìng)爭(zhēng)得到的帶寬中捎帶請(qǐng)求，而不必需要再次使用競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙請(qǐng)求帶寬，這樣在進(jìn)行當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙分配時(shí)就可以不考慮使用捎帶請(qǐng)求方式的業(yè)務(wù)；WiMAX系統(tǒng)的幀長(zhǎng)可變使得每個(gè)上行幀提供的空中接口容量并不相同，即可用于分配的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的數(shù)目并不相同?，F(xiàn)有技術(shù)方案僅基于對(duì)前一幀以競(jìng)爭(zhēng)方式獲得帶寬的業(yè)務(wù)流數(shù)量的分析而確定當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，由于沒有考慮到上述WiMAX系統(tǒng)的特點(diǎn)，因此分配的當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)目不合理。
其次，現(xiàn)有技術(shù)方案以組播組的方式分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，需要進(jìn)行組播組的創(chuàng)建和刪減過程，而組播組的創(chuàng)建和刪減需要進(jìn)行SS加入和退出組播組的信令交互，需要一定的空中接口資源，這樣就增大了系統(tǒng)間的信令交互，造成了空中接口資源的浪費(fèi)，從而導(dǎo)致SS競(jìng)爭(zhēng)成功時(shí)間的延長(zhǎng)，降低了系統(tǒng)吞吐量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，使得在實(shí)現(xiàn)WiMAX系統(tǒng)的帶寬競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，可以合理分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)目，減少空中接口信令的交互，減少競(jìng)爭(zhēng)沖突的次數(shù)，縮短沖突解決的過程和SS競(jìng)爭(zhēng)成功的時(shí)間。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，包含以下步驟
A為用戶站分配服務(wù)等級(jí)并至少部分地根據(jù)所述服務(wù)等級(jí)為用戶站定義固定的組播組；B基站分別為所述組播組分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙并在該組播組內(nèi)廣播；C所述用戶站創(chuàng)建的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在該用戶站的所述組播組的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)帶寬請(qǐng)求。
其中，還包含以下步驟D所述用戶站在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)將其服務(wù)等級(jí)發(fā)送給所述基站；E所述基站根據(jù)所述服務(wù)等級(jí)和所述組播組的對(duì)應(yīng)關(guān)系將所述用戶站的對(duì)應(yīng)的所述組播組的組播地址發(fā)送給該用戶站；F所述用戶站退出所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)退出所述組播組。
此外在所述方法中，所述基站存儲(chǔ)所述組播組和所述服務(wù)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。
此外在所述方法中，所述步驟B中，所述基站根據(jù)對(duì)所述組播組的前一幀以競(jìng)爭(zhēng)方式獲得帶寬的業(yè)務(wù)流數(shù)量分配該組播組當(dāng)前幀內(nèi)的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
此外在所述方法中，所述步驟B中，所述基站綜合至少部分地根據(jù)所述組播組的當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況確定當(dāng)前幀的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)。
此外在所述方法中，所述步驟B還包含以下子步驟B1所述基站為所述組播組的第0幀分配等于初始值個(gè)數(shù)的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙；B2所述基站根據(jù)所述組播組的當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定該組播組的當(dāng)前幀的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)；
B3如果所述基站已接收但未處理的所述組播組的帶寬申請(qǐng)請(qǐng)求數(shù)超過門限，則將該組播組的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)置為所述初始值；B4所述基站將所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的分配結(jié)果在所述組播組內(nèi)廣播。
此外在所述方法中，所述初始值為mpi，min，所述步驟B2中，根據(jù)下述公式計(jì)算當(dāng)前幀的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)mpi,j=max{3×(Npi,max-mpi,(j-1)-npi,(j-1))×pi/8(k*ld/lc),mpi,min}]]>其中，Pi為所述組播組的服務(wù)等級(jí)，j為幀號(hào)，Npi，max為一個(gè)最長(zhǎng)幀內(nèi)分配給該組播組的用戶數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)，mpi，j是第j幀該組播組分配的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，npi，(j)為第j幀傳送該組播組的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的授權(quán)帶寬時(shí)隙數(shù)，k為該組播組中一個(gè)業(yè)務(wù)流所包含的平均數(shù)據(jù)包數(shù)目，ld為該組播組中傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的平均時(shí)隙數(shù)，lc為該組播組中傳輸一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)帶寬請(qǐng)求所需的平均時(shí)隙數(shù)。
所述步驟B3中，根據(jù)下述公式計(jì)算所述門限α*Σi(Npi,max-mpi,(j-1)-npi,(j-1))]]>其中，2.5＜α＜3.5。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，通過為SS分配不同服務(wù)等級(jí)并分別定義不同等級(jí)SS對(duì)應(yīng)的組播地址，實(shí)現(xiàn)組播組固定以避免組播組的建立和刪除過程中的信令交互，同時(shí)，本發(fā)明綜合考慮當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來(lái)了較為明顯的有益效果，即首先，本發(fā)明方案的組播組固定，SS在接入或退出網(wǎng)絡(luò)時(shí)自動(dòng)加入或退出組播組，從而避免了組播組建立過程中的協(xié)商和信令交互，減少了空中接口資源的使用，降低了SS競(jìng)爭(zhēng)成功的時(shí)間，增加了系統(tǒng)吞吐量。
第二，本發(fā)明方案為SS配置不同的服務(wù)等級(jí)，不同服務(wù)等級(jí)對(duì)應(yīng)不同組播組，可以很容易實(shí)現(xiàn)不同優(yōu)先級(jí)和QoS需求的業(yè)務(wù)，有利于差異化服務(wù)，將大大有利于市場(chǎng)的拓展。
第三，本發(fā)明方案綜合考慮當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，充分利用了WiMAX系統(tǒng)的特點(diǎn)，使得競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)的分配更合理，既避免了因?yàn)榉峙涓?jìng)爭(zhēng)時(shí)隙過多造成的資源浪費(fèi)，也大大減小了因分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙過少造成的頻繁沖突，縮短了沖突解決過程，這些都大大有利于系統(tǒng)吞吐量的提高和用戶體驗(yàn)的改善。


圖1是WiMAX網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線部分的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的在WiMAX系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的分配方法的流程。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明方案為SS分配不同服務(wù)等級(jí)，SS創(chuàng)建的nrtPS和BE業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)和該SS的服務(wù)等級(jí)相同，并為不同優(yōu)先級(jí)的SS定義對(duì)應(yīng)的組播地址，SS在接入或退出網(wǎng)絡(luò)時(shí)自動(dòng)加入或退出對(duì)應(yīng)的組播組。
本發(fā)明方案在分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)時(shí)，BS針對(duì)不同服務(wù)等級(jí)的SS組播組分別綜合考慮該服務(wù)等級(jí)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，并將分配結(jié)果以組播形式通知組播組內(nèi)的SS。
為了保證競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙分配方案的收斂性，本發(fā)明還根據(jù)已到達(dá)BS但未被處理的請(qǐng)求和系統(tǒng)的負(fù)載能力決定是否分配最少競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙以避免接收到更多的請(qǐng)求。
為了更好的說明本發(fā)明方案，下面結(jié)合本發(fā)明較佳實(shí)施例和附圖進(jìn)行說明。
根據(jù)本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的在WiMAX系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法的流程如圖2所示。
首先，進(jìn)入步驟210，BS將SS劃分為若干個(gè)服務(wù)等級(jí)并定義相應(yīng)的組播地址。在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，BS將其所服務(wù)的SS劃分為8個(gè)不同的服務(wù)等級(jí)，即Pi(i＝0，1，L，7)＝{1，2，3，4，5，6，7，8}，同時(shí)定義相對(duì)應(yīng)的8個(gè)組播地址Mi(i＝0，1，2，L，8)。其中，服務(wù)等級(jí)Pi可以在SS申請(qǐng)入網(wǎng)時(shí)根據(jù)BS提供商的運(yùn)營(yíng)協(xié)議確定。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，由于固定了服務(wù)等級(jí)和組播地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此本發(fā)明方案中不需要在BS和SS之間進(jìn)行組播組創(chuàng)建相關(guān)的協(xié)商和信令交互，只要BS收到SS的服務(wù)等級(jí)后就可以直接將該SS加入相應(yīng)的組播組。
接著進(jìn)入步驟220，SS在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)將其服務(wù)等級(jí)發(fā)送給BS。需要說明的是，SS創(chuàng)建的nrtPS和BE業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)和該SS的服務(wù)等級(jí)相對(duì)應(yīng)，在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，SS創(chuàng)建的nrtPS和BE業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)等于該SS的服務(wù)等級(jí)。為了減少空中接口的信令交互，在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，可在能力協(xié)商(SBC-REQ/RSP)的交互過程中以類型/長(zhǎng)度/值(Type Length Value，簡(jiǎn)稱“TLV”)編碼的方式捎帶發(fā)送給BS。
接著進(jìn)入步驟230，BS將SS對(duì)應(yīng)的組播地址發(fā)送給SS。其中，SS對(duì)應(yīng)的組播地址和服務(wù)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以使用表格的形式存儲(chǔ)在BS上。
接著進(jìn)入步驟240，BS分別為不同服務(wù)等級(jí)的SS組播組分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙并在對(duì)應(yīng)的組播組內(nèi)廣播。其中，為不同服務(wù)等級(jí)的SS組播組分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙時(shí)，可以使用現(xiàn)有技術(shù)方案，即根據(jù)對(duì)需要分配的服務(wù)等級(jí)的sS組播組的前一幀以競(jìng)爭(zhēng)方式獲得帶寬的業(yè)務(wù)流數(shù)量的分析進(jìn)行當(dāng)前幀內(nèi)該服務(wù)等級(jí)的SS組播組的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙分配。
接著進(jìn)入步驟250，同一組播組中需要請(qǐng)求帶寬的多個(gè)SS在其組播組的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙中競(jìng)爭(zhēng)帶寬請(qǐng)求。本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，由于各個(gè)組播組使用不同的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，這樣就避免了不同優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)相同的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，同一組播組中需要請(qǐng)求帶寬的多個(gè)SS在該組播組的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙中以截?cái)嗟亩M(jìn)制隨機(jī)退避算法解決可能的沖突。
接著進(jìn)入步驟260，SS在退出網(wǎng)絡(luò)時(shí)自動(dòng)退出其組播組。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明方案中，SS接入網(wǎng)絡(luò)后始終處于其對(duì)應(yīng)的組播組中，不會(huì)出現(xiàn)多次加入和退出組播組的情況，而現(xiàn)有技術(shù)方案則有可能出現(xiàn)該情況，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)方案本發(fā)明方案可以節(jié)約空中接口的資源占用。
在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明第二較佳實(shí)施例優(yōu)化了步驟240中競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的分配方式。
根據(jù)本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的分配方法的流程如圖3所示。
首先進(jìn)入步驟310，BS分別為每個(gè)組播組的第0幀分配等于初始值的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)。在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，以mpi，i表示第i幀中服務(wù)等級(jí)為Pi的組播組對(duì)應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，其中，第0幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)設(shè)定為初始值mpi,0=mpi,min.]]>接著進(jìn)入步驟320，BS根據(jù)組播組對(duì)應(yīng)的當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定該組播組的當(dāng)前幀競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)。在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，為第j幀分配的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)根據(jù)下式(1)計(jì)算得出。
mpi,j=max{3×(Npi,max-mpi,(j-1)-npi,(j-1))×pi/8(k*ld/lc),mpi,min}]]>......式(1)其中，Pi為服務(wù)等級(jí)，j為幀號(hào)，Npi，max為一個(gè)最長(zhǎng)幀內(nèi)分配給服務(wù)等級(jí)為Pi的用戶數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)，mpi，j是第j幀為服務(wù)等級(jí)為Pi的組播組分配的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，npi，(j)為第j幀傳送該優(yōu)先級(jí)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的授權(quán)帶寬時(shí)隙數(shù)，k為該組播組中一個(gè)業(yè)務(wù)流所包含的平均數(shù)據(jù)包數(shù)目，ld為該組播組中傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的平均時(shí)隙數(shù)，lc為該組播組中傳輸一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)帶寬請(qǐng)求信令所需的平均時(shí)隙數(shù)。
可以看出，分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙時(shí)，服務(wù)等級(jí)高的SS對(duì)應(yīng)的Pi值大，相應(yīng)組播組分配到數(shù)量相對(duì)較多競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，這樣就可以保證服務(wù)等級(jí)高的SS發(fā)送帶寬競(jìng)爭(zhēng)請(qǐng)求的成功概率較大。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，相比于現(xiàn)有的僅基于對(duì)前一幀以競(jìng)爭(zhēng)方式獲得帶寬的業(yè)務(wù)流數(shù)量確定當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)的技術(shù)方案，本發(fā)明方案中使用的式(1)考慮到了WiMAX系統(tǒng)可變幀長(zhǎng)以及捎帶請(qǐng)求方式的特點(diǎn)。
接著進(jìn)入步驟330，判斷BS已接收但未處理的組播組的帶寬申請(qǐng)請(qǐng)求數(shù)是否超過門限，如果是則進(jìn)入步驟340，否則直接進(jìn)入步驟350。其中，門限值可以根據(jù)當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)和前一幀時(shí)隙分配情況計(jì)算得出。在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，該步驟通過判斷下式(2)是否成立實(shí)現(xiàn)。
Q≥α*Σi(Npi,max-mpi,(j-1)-npi,(j-1))]]>.....................式(2)其中，Q表示BS已接收但未處理的帶寬申請(qǐng)請(qǐng)求數(shù)，α為經(jīng)驗(yàn)值，在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，其取值范圍為2.5＜α＜3.5。
如果BS已接收但未處理的帶寬申請(qǐng)請(qǐng)求數(shù)超過門限，則在步驟340中，BS分別設(shè)定組播組競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)等于其第0幀的初始值。在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，服務(wù)等級(jí)等于Pi的組播組第0幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)的初始值為mpi，min。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，步驟330和步驟340可以保證競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙分配方案的收斂性，防止BS接收太多帶寬請(qǐng)求卻無(wú)法進(jìn)行帶寬分配的情況出現(xiàn)。
在步驟350中，BS為每個(gè)組播組分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙，并在該組播組中廣播分配結(jié)果。在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，在UL_MAP中為組播組分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。其中，UL_MAP為上行幀中的一個(gè)信息元素(Information Element，簡(jiǎn)稱“IE”)，用于指定所有上行資源的分配情況。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，包含以下步驟A為用戶站分配服務(wù)等級(jí)并至少部分地根據(jù)所述服務(wù)等級(jí)為用戶站定義固定的組播組；B基站分別為所述組播組分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙并在該組播組內(nèi)廣播；C所述用戶站創(chuàng)建的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在該用戶站的所述組播組的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)帶寬請(qǐng)求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，還包含以下步驟D所述用戶站在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)將其服務(wù)等級(jí)發(fā)送給所述基站；E所述基站根據(jù)所述服務(wù)等級(jí)和所述組播組的對(duì)應(yīng)關(guān)系將所述用戶站的對(duì)應(yīng)的所述組播組的組播地址發(fā)送給該用戶站；F所述用戶站退出所述網(wǎng)絡(luò)時(shí)退出所述組播組。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，所述基站存儲(chǔ)所述組播組和所述服務(wù)等級(jí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述基站根據(jù)對(duì)所述組播組的前一幀以競(jìng)爭(zhēng)方式獲得帶寬的業(yè)務(wù)流數(shù)量分配該組播組當(dāng)前幀內(nèi)的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，所述步驟B中，所述基站綜合至少部分地根據(jù)所述組播組的當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況確定當(dāng)前幀的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，所述步驟B還包含以下子步驟B1所述基站為所述組播組的第0幀分配等于初始值個(gè)數(shù)的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙；B2所述基站根據(jù)所述組播組的當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定該組播組的當(dāng)前幀的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)；B3如果所述基站已接收但未處理的所述組播組的帶寬申請(qǐng)請(qǐng)求數(shù)超過門限，則將該組播組的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)置為所述初始值；B4所述基站將所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的分配結(jié)果在所述組播組內(nèi)廣播。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，所述初始值為mpi，min，所述步驟B2中，根據(jù)下述公式計(jì)算當(dāng)前幀的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)mpi,j=max{3×(Npi,max-mpi,(j-1)-npi,(j-1))×pi/8(k*ld/lc),mpi,min}]]>其中，pi為所述組播組的服務(wù)等級(jí)，j為幀號(hào)，Npi，max為一個(gè)最長(zhǎng)幀內(nèi)分配給該組播組的用戶數(shù)據(jù)時(shí)隙數(shù)，mpi，j是第j幀該組播組分配的所述競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)，npi，(j)為第j幀傳送該組播組的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的授權(quán)帶寬時(shí)隙數(shù)，k為該組播組中一個(gè)業(yè)務(wù)流所包含的平均數(shù)據(jù)包數(shù)目，ld為該組播組中傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包所需的平均時(shí)隙數(shù)，lc為該組播組中傳輸一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)帶寬請(qǐng)求所需的平均時(shí)隙數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，其特征在于，所述步驟B3中，根據(jù)下述公式計(jì)算所述門限α*Σi(Npi,max-mpi,(j-1)-npi,(j-1))]]>其中，2.5＜α＜3.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及寬帶無(wú)線接入技術(shù)，公開了一種微波存取全球互通系統(tǒng)中帶寬競(jìng)爭(zhēng)的方法，使得在實(shí)現(xiàn)WiMAX系統(tǒng)的帶寬競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，可以合理分配競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)目，減少空中接口信令的交互，減少競(jìng)爭(zhēng)沖突的次數(shù)，縮短沖突解決的過程和SS競(jìng)爭(zhēng)成功的時(shí)間。本發(fā)明中，通過為SS分配不同服務(wù)等級(jí)并分別定義不同等級(jí)SS對(duì)應(yīng)的組播地址，實(shí)現(xiàn)組播組固定以避免組播組的建立和刪除過程中的信令交互，同時(shí)，本發(fā)明綜合考慮當(dāng)前幀時(shí)隙數(shù)、前一幀時(shí)隙分配情況和傳輸情況等信息確定當(dāng)前幀的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙數(shù)。
文檔編號(hào)H04W48/10GK1949914SQ20051003056
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者涂旭東, 王棟耀 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司