專利名稱：一種用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線-光纖混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)(WOBAN)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及WOBAN中動態(tài)帶寬分配系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著用戶對帶寬高敏感應(yīng)用的需求不斷增加，設(shè)計一種新型的、高帶寬可用性的、 靈活機動的接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)刻不容緩。無線-光纖混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)(WOBAN)的提出不失為一個合理可行的解決方案。WOBAN是由一個無源光網(wǎng)絡(luò)(可以是參照EPON或GPON等任意標(biāo)準(zhǔn)的無源光網(wǎng)絡(luò)) 和多個無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(可以是參照WiFi、WiMAX或WLAN等標(biāo)準(zhǔn)的任意無線局域網(wǎng)絡(luò))融合形成的接入網(wǎng)絡(luò)解決方案。WOBAN的后端采用一個有線的PON網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以EPON標(biāo)準(zhǔn)為例，EPON網(wǎng)絡(luò)由一個光線路終端(OLT)，光分布網(wǎng)絡(luò)(ODN)和多個光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)組成。 WOBAN的前端采用一個傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以802. 16標(biāo)準(zhǔn)為例，WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)包括一個基站(BS)和多個用戶終端(SS)。WOBAN的中間節(jié)點將PON網(wǎng)絡(luò)前末端的ONU和無線網(wǎng)絡(luò)后末端的BS進行功能整合，構(gòu)成一個新的、光網(wǎng)絡(luò)單元ONU和無線基站BS功能融合的設(shè)備，稱為ONU-BS Facility(OBF)。融合型設(shè)備OBF主要負責(zé)整個接入網(wǎng)絡(luò)中無線域和光纖域之間的數(shù)據(jù)過渡與傳輸，從而實現(xiàn)光纖和無線混合的接入網(wǎng)絡(luò)方案。由于WOBAN采用了光纖接入和無線接入相結(jié)合的技術(shù)，所以WOBAN兼具了光纖網(wǎng)絡(luò)寬帶寬的特性和無線網(wǎng)絡(luò)靈活接入的特性。然而，考慮到WOBAN網(wǎng)絡(luò)是融合了兩種網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的特殊架構(gòu)，如果在WOBAN中實現(xiàn)數(shù)據(jù)在光纖域和無線域之間順暢地傳輸，并保證良好的接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能，那么采用一種合理的、高效的帶寬分配系統(tǒng)和方法顯得至關(guān)重要。目前，已經(jīng)查閱到的針對各類接入網(wǎng)絡(luò)的帶寬分配系統(tǒng)和方法的專利文獻， 都只適用于單一的接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即無線接入網(wǎng)絡(luò)(申請?zhí)枮镃N200410101505. 3、 200510006270. 4,200710089582. 5 等)或無源光網(wǎng)絡(luò)(申請?zhí)枮镃N20031012^41、 CN200410018356. 4、CN200510110531. 7,200910070806. 7 等)。并且，在各類文獻中，提出的帶寬分配方法優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)性能目標(biāo)都過于單一。目前，尚沒有一種帶寬分配方法可以同時考慮以下三個方面，以綜合優(yōu)化整個混合接入網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)性能1)保證各個OBF公平地分享帶寬資源；2)滿足不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoQ要求；幻業(yè)務(wù)突發(fā)狀況時，能夠自動改變帶寬分配參數(shù)，并自適應(yīng)地調(diào)整各種類型業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配量，從而保證在突發(fā)情況下整個混合接入網(wǎng)絡(luò)能夠維持較好的網(wǎng)絡(luò)性能。除此之外，在各類文獻中，沒有提到過融合型設(shè)備OBF的具體實施方案，特別是在OBF中如何實現(xiàn)無線域的業(yè)務(wù)隊列和光纖域的業(yè)務(wù)隊列進行合理地隊列映射的機制。這種域間的隊列映射機制可以為實現(xiàn)業(yè)務(wù)在無線域和光纖域之間的無縫傳輸提供解決方案
發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)一種適用于WOBAN的、高效的帶寬分配機制，同時克服已有文獻中方案的網(wǎng)絡(luò)性能目標(biāo)過于單一、無法滿足不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求的缺點，提高整個混合接入網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)性能，本發(fā)明提出了一種WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)及方法。本發(fā)明提出的系統(tǒng)及方法，可以根據(jù)用戶的帶寬請求信息和不同請求業(yè)務(wù)的服務(wù)優(yōu)先級，進行合理地帶寬資源分配與調(diào)度；可以保證接入網(wǎng)中各OBF層面的公平性，同時能夠滿足各種不同業(yè)務(wù)類型的不同服務(wù)質(zhì)量要求，而且在某業(yè)務(wù)類型突發(fā)情況下，能夠自動調(diào)節(jié)帶寬分配參數(shù)，為不同類型的業(yè)務(wù)合理地分配網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，優(yōu)先保障高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種WOBAN中基于QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)。主要包括一個光線路終端設(shè)備(OLT)、多個光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)和無線基站BS的功能融合設(shè)備(OBF)，以及數(shù)個用戶終端(SS)。其主要特征在于所述光線路終端設(shè)備通過光分布網(wǎng)絡(luò)分別與所述多個融合型設(shè)備相連接，所述多個融合型設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋在其支配范圍內(nèi)的所述數(shù)個用戶終端。另外，為了敘述方便，說明書做以下補充說明下行業(yè)務(wù)傳輸方向，指的是從OLT到OBF和從OBF到SS的傳輸方向；上行業(yè)務(wù)傳輸方向，指的是從OBF到OLT和從SS到OBF的傳輸方向。所述光線路終端設(shè)備主要負責(zé)為各個OBF及其所支配的無線子網(wǎng)分配帶寬，其中主要包括第一級帶寬分配裝置、OBF帶寬請求接收及處理裝置和OBF帶寬授權(quán)裝置。所述第一級帶寬分配裝置分別與所述OBF帶寬請求接收及處理裝置和所述OBF帶寬授權(quán)裝置相連接。所述融合型設(shè)備OBF主要負責(zé)按不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)類型，為該OBF所支配的各個用戶終端合理地分配帶寬。除此之外，融合型設(shè)備OBF還要負責(zé)實現(xiàn)數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)在光纖域和無線域之間順暢地過渡與傳輸。融合型設(shè)備主要包括0LT授權(quán)信息處理裝置、OBF上行調(diào)度器、SS連接請求接收及處理裝置、業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器、第二級帶寬分配裝置、SS帶寬授權(quán)裝置、光域業(yè)務(wù)類型分類器、無線域業(yè)務(wù)類型分類器、光域業(yè)務(wù)類型隊列、無線域業(yè)務(wù)類型隊列和光-無線隊列映射裝置。所述用戶終端主要負責(zé)向OBF報告連接帶寬請求和根據(jù)OBF下發(fā)的SS帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，合理地調(diào)度該SS中各個連接的上行傳輸，其中主要包括ss上行連接請求生成器、OBF授權(quán)信息處理裝置和SS上行連接調(diào)度器。該OBF授權(quán)信息處理裝置與該SS上行連接調(diào)度器相連接。所述OBF帶寬請求接收及處理裝置，接收來自所述多個OBF的上行帶寬請求報告， 整理匯總得到整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息和各個OBF帶寬請求信息。所述第一級帶寬分配裝置，根據(jù)從所述OBF帶寬請求接收及處理裝置輸出的整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息和各個OBF帶寬請求信息，計算將要分配給所述各個OBF 的帶寬授權(quán)量。所述OBF帶寬授權(quán)裝置，根據(jù)從所述第一級帶寬分配裝置計算得到的所述各個 OBF的帶寬授權(quán)量，同時采用某種業(yè)務(wù)上行調(diào)度機制，生成并向所述多個OBF發(fā)送其各自的帶寬授權(quán)及調(diào)度信息。所述OLT授權(quán)信息處理裝置，接收并解析所述光線路終端OLT下發(fā)的OBF帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，獲得該OBF授權(quán)帶寬量并輸出至所述第二級帶寬分配裝置，同時獲得該OBF 的上行傳輸時隙調(diào)度信息，將其輸出至所述OBF上行調(diào)度器。所述OBF上行調(diào)度器，根據(jù)所述OLT授權(quán)信息處理裝置輸出的OBF上行傳輸時隙調(diào)度信息，合理地安排該OBF中上行數(shù)據(jù)的傳輸。所述SS連接請求接收及處理裝置，接收來自該OBF支配的無線子網(wǎng)中所述數(shù)個SS 的上行帶寬請求報告，整理匯總得到整個無線子網(wǎng)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息、按不同業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求信息以及按每個用戶終端SS分類的帶寬請求信息。所述光域業(yè)務(wù)類型分類器，根據(jù)EPON標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的不同業(yè)務(wù)類型，對來自光線路終端OLT的所有下行業(yè)務(wù)進行分類，并將下行業(yè)務(wù)輸出至相應(yīng)的光域業(yè)務(wù)類型隊列中排隊，等待繼續(xù)傳輸。所述無線域業(yè)務(wù)類型分類器，根據(jù)WiMAX網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的不同業(yè)務(wù)類型，對來自用戶終端SS的所有上行業(yè)務(wù)進行分類，并將上行業(yè)務(wù)輸出至相應(yīng)的無線域業(yè)務(wù)類型隊列中排隊，等待繼續(xù)傳輸。所述光域業(yè)務(wù)類型隊列，在業(yè)務(wù)上行傳輸時，接收經(jīng)所述光-無線隊列映射裝置映射后的來自所述無線域業(yè)務(wù)類型隊列的業(yè)務(wù)排隊，同時接受所述OBF上行調(diào)度器的調(diào)度，在業(yè)務(wù)上行時隙到來時上傳數(shù)據(jù)；在業(yè)務(wù)下行傳輸時，根據(jù)所述光域業(yè)務(wù)類型分類器分類結(jié)果，接收不同類型的光域業(yè)務(wù)排隊，并將各業(yè)務(wù)隊列輸出至所述光-無線隊列映射裝置，以待業(yè)務(wù)繼續(xù)向下傳輸至無線子網(wǎng)中。所述無線域業(yè)務(wù)類型隊列，在業(yè)務(wù)上行傳輸時，根據(jù)所述無線域業(yè)務(wù)類型分類器分類結(jié)果，接收不同類型的無線域業(yè)務(wù)排隊，并將各業(yè)務(wù)隊列輸出至所述光-無線隊列映射裝置，以待業(yè)務(wù)繼續(xù)向上傳輸至OLT中；在業(yè)務(wù)下行傳輸時，接收經(jīng)所述光-無線隊列映射裝置映射后的來自所述光域業(yè)務(wù)類型隊列的業(yè)務(wù)排隊。所述光-無線隊列映射裝置，與所述光域業(yè)務(wù)類型隊列和所述無線域業(yè)務(wù)類型隊列相連接，根據(jù)本發(fā)明提出的光域-無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制進行光域和無線域不同業(yè)務(wù)隊列的映射，實現(xiàn)光域和無線域數(shù)據(jù)地順暢過渡和傳輸。所述SS上行連接請求生成器，根據(jù)SS的連接請求信息，生成并向所述融合型設(shè)備 OBF發(fā)送SS帶寬請求報告。所述SS上行連接調(diào)度器，根據(jù)所述OBF授權(quán)信息處理裝置輸出的各個連接授權(quán)帶寬量以及上行傳輸時隙調(diào)度信息，合理地安排各個連接的上行傳輸。進一步，所述融合型設(shè)備OBF還包括業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器，用以由管理員為不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)隊列設(shè)置帶寬分配權(quán)重值的初始值，業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配權(quán)重值用以區(qū)分不同類型業(yè)務(wù)服務(wù)的優(yōu)先程度；第二級帶寬分配裝置，用以根據(jù)從所述SS連接請求接收及處理裝置輸出的該OBF 所支持的無線子網(wǎng)中當(dāng)前周期內(nèi)總連接請求信息和按業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求信息、從所述OLT授權(quán)信息處理裝置輸出的該OBF授權(quán)帶寬量以及各業(yè)務(wù)類型帶寬分配權(quán)重值，計算將要分配給各個業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配量；然后，根據(jù)各個SS不同類型業(yè)務(wù)的帶寬請求信息，為各個SS確定各種類型業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)量和各個SS總帶寬授權(quán)量，其中，各業(yè)務(wù)類型帶寬分配權(quán)重值的初始值從所述業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器中獲得，其他取值根據(jù)上一個帶寬分配周期后的結(jié)果動態(tài)調(diào)整產(chǎn)生；
所述OLT授權(quán)信息處理裝置，獲得該OBF授權(quán)帶寬量并輸出至所述第二級帶寬分配裝置；SS連接請求接收及處理裝置，整理匯總得到按不同業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求信肩、O更進一步，所述用戶終端還包括0BF授權(quán)信息處理裝置，用以對來自O(shè)BF的SS帶寬授權(quán)及調(diào)度信息進行解析，獲得該SS中各個連接的授權(quán)帶寬量以及上行傳輸時隙調(diào)度信息，將其輸出至所述SS上行連接調(diào)度器。一種WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，該帶寬分配方法是一種分層實施的帶寬分配方法，具體來說，該帶寬分配方法分為二層首先，在所述光線路終端OLT中，采用第一級帶寬分配方法，計算并確定各個融合型設(shè)備OBF的帶寬授權(quán)量；其次，在所述融合型設(shè)備OBF中，采用第二級帶寬分配方法，計算并確定該OBF所支配的各個用戶終端SS的帶寬授權(quán)量，包括在光線路終端設(shè)備OLT中，根據(jù)所述多個OBF的帶寬請求信息，在所述第一級帶寬分配裝置中，對各個OBF執(zhí)行第一級帶寬分配方法，確定各個OBF的帶寬授權(quán)量。在融合型設(shè)備OBF中，首先，該融合型設(shè)備OBF根據(jù)來自其所支配的Nss個用戶終端SS上報的帶寬請求信息獲得該無線子網(wǎng)中不同業(yè)務(wù)類型的帶寬請求信息，其次，確定融合型設(shè)備中各個不同業(yè)務(wù)類型獲得的帶寬授權(quán)量，然后，將每種業(yè)務(wù)類型的帶寬授權(quán)量平均分配給具有該類連接請求的用戶終端SS，最后，匯總每個用戶終端SS中所有業(yè)務(wù)類型的總帶寬授權(quán)量，從而確定所述每個用戶終端SS的總帶寬授權(quán)量。另外，由于所述融合型設(shè)備OBF中的第二級帶寬分配方法會在每個帶寬分配周期內(nèi)，動態(tài)地調(diào)整不同業(yè)務(wù)類型的帶寬分配權(quán)重值，因此，在有某類型業(yè)務(wù)請求突發(fā)情況下， 可以合理地調(diào)整各種優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)量。以上這種自適應(yīng)的特性可以確保最高優(yōu)先級業(yè)務(wù)享有最高帶寬分配的權(quán)利，同時還可以避免次優(yōu)先級業(yè)務(wù)遭遇“帶寬饑渴”現(xiàn)象(即某種次優(yōu)先級業(yè)務(wù)類型沒有分得可用帶寬的情況)，從而保證各種類型業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求 QoS0根據(jù)本發(fā)明提出的帶寬分配系統(tǒng)和方法，可以實現(xiàn)光-無線混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中合理地帶寬資源分配以及光域和無線域業(yè)務(wù)的無縫傳輸，同時具有良好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在1.提出了一個完整的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，為新型的WOBAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中動態(tài)帶寬分配和資源的合理調(diào)度提供了一種具體可行的解決方案；2.提出了一種適用于融合型設(shè)備OBF中的隊列映射機制，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)在光域和無線域的順暢過渡與傳輸；3.在融合型設(shè)備OBF層面，采用公平性的帶寬分配策略，為各個融合型設(shè)備OBF公平合理地分配帶寬；4.對不同業(yè)務(wù)類型的帶寬分配進行優(yōu)先級區(qū)分，保障不同類型業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求QoS ；5.能夠自動改變帶寬分配參數(shù)并調(diào)整不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)類型的帶寬授權(quán)量，在業(yè)務(wù)請求突發(fā)的情況下，優(yōu)先確保最高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬分配權(quán)利，同時避免次優(yōu)先級業(yè)務(wù)遭遇“帶寬饑渴”現(xiàn)象。


圖1是WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)的實施示意圖。圖2是圖1中光線路終端設(shè)備OLT的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中融合型設(shè)備OBF的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1中用戶終端SS的具體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是融合型設(shè)備OBF中光域和無線域業(yè)務(wù)類型隊列的映射關(guān)系圖。圖6是位于光線路終端設(shè)備OLT的第一級帶寬分配方法流程示意圖。圖7是位于融合型設(shè)備OBF的第二級帶寬分配方法流程示意圖。
具體實施例方式為了說明本發(fā)明的具體實施方式
，對相關(guān)的無線-光混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)及其運行方式做如下約定。但是，如下約定不對本發(fā)明內(nèi)容構(gòu)成約束。實施例1參照圖1 圖5，一種一種用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，WOBAN 系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)后端可以看作是1個EPON網(wǎng)絡(luò)，其中包括1個光線路終端OLT和N個融合型設(shè)備0BF，網(wǎng)絡(luò)的上下行傳輸速率均為R，網(wǎng)絡(luò)輪詢周期為Teyele，兩個相鄰OBF傳輸時隙間的保障時間為Tg，由此可知，整個網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬量BWtotal為BWt。tal = (Tcycle-NXTg) XR/8。WOBAN系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)前端可以看作是多個WiMAX無線子網(wǎng)，其中就某個無線子網(wǎng)而言，包括1個融合型設(shè)備OBF和該融合型設(shè)備OBF所支配的Nss個用戶終端SS。在多類型業(yè)務(wù)環(huán)境中，EPON網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)類型按優(yōu)先級降序排列有加速轉(zhuǎn)發(fā)型(EF)業(yè)務(wù)、保證轉(zhuǎn)發(fā)型(AF)業(yè)務(wù)和盡力而為型(BE)業(yè)務(wù)。WiMAX網(wǎng)絡(luò)中，按照不同業(yè)務(wù)對QoS的需求，可以分為五種業(yè)務(wù)類型，按其優(yōu)先級排序如下1.主動授權(quán)型(UGS) 業(yè)務(wù)；2.擴展實時輪詢型(ertPS)業(yè)務(wù)；3.實時輪詢型(rtPS)業(yè)務(wù)；4.非實時輪詢型 (nrtPS)業(yè)務(wù)；5.盡力而為型(BE)業(yè)務(wù)。下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施方式
。圖1是WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)的實施示意圖。在圖1中，光線路終端OLT中具有第一級帶寬分配裝置，所述第一級帶寬分配裝置根據(jù)N個融合型設(shè)備OBF 上報的帶寬請求信息，為每個融合型設(shè)備OBF公平地分配帶寬。由此產(chǎn)生的OBF帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，通過光分布網(wǎng)絡(luò)ODN以廣播的方式傳輸?shù)矫總€0BF。每個融合型設(shè)備OBF中都具有一個第二級帶寬分配裝置，該第二級帶寬分配裝置可以為每個OBF所支配的無線子網(wǎng)中不同業(yè)務(wù)類型和每個用戶終端分配帶寬。其中，以融合型設(shè)備OBFl為例，首先，融合型設(shè)備OBFl根據(jù)來自其所支配的Nss個用戶終端SS上報的帶寬請求信息獲得該無線子網(wǎng)中不同業(yè)務(wù)類型的帶寬請求信息。其次，根據(jù)OBFl中不同業(yè)務(wù)類型帶寬請求信息、光線路終端設(shè)備OLT分配給OBFl的帶寬授權(quán)量以及不同業(yè)務(wù)類型的帶寬分配權(quán)重值，在第二級帶寬分配裝置中，執(zhí)行第二級帶寬分配方法，確定OBFl中不同業(yè)務(wù)類型獲得的帶寬授權(quán)量。然后，將每種業(yè)務(wù)類型的帶寬授權(quán)量平均分配給具有該類連接請求的用戶終端SS。最后，匯總每個用戶終端SS中所有業(yè)務(wù)類型的總帶寬授權(quán)量，從而確定所述每個用戶終端SS的總帶寬授權(quán)量。其余的每個OBF都與OBFl執(zhí)行相同的第二級帶寬分配方法，為其所支配的無線子網(wǎng)中的每個用戶終端SS確定帶寬授權(quán)及調(diào)度信息。由此產(chǎn)生的SS帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，通過無線鏈路以廣播的方式傳輸?shù)皆揙BF所支配的所有用戶終端SS。每個用戶終端SS對來自O(shè)BF下發(fā)的SS帶寬授權(quán)及調(diào)度信息進行解析與處理，合理地安排上行業(yè)務(wù)的調(diào)度和傳輸。
圖2是圖1中光線路終端設(shè)備OLT的具體結(jié)構(gòu)示意圖。光線路終端設(shè)備OLT 200 主要負責(zé)為圖1中N個OBF及其所支配的無線子網(wǎng)分配帶寬，其中主要包括0BF帶寬請求接收及處理裝置201、第一級帶寬分配裝置202和OBF帶寬授權(quán)裝置203。OBF帶寬請求接收及處理裝置201，接收來自圖1中N個OBF的上行帶寬請求報告， 整理匯總得到整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息和每個OBF帶寬請求信息。第一級帶寬分配裝置202，根據(jù)從OBF帶寬請求接收及處理裝置201輸出的整個網(wǎng)絡(luò)總帶寬請求信息和每個OBF帶寬請求信息，執(zhí)行第一帶寬分配方法，確定將要分配給每個OBF的帶寬授權(quán)量。OBF帶寬授權(quán)裝置203，根據(jù)從第一級帶寬分配裝置202計算得到的每個OBF的帶寬授權(quán)量，結(jié)合某種業(yè)務(wù)上行調(diào)度機制，生成并向每個OBF發(fā)送其各自的帶寬授權(quán)及調(diào)度 fn息ο圖3是圖1中融合型設(shè)備OBF的具體結(jié)構(gòu)示意圖。融合型設(shè)備OBF 300主要負責(zé)按不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)類型，為該OBF所支配的各個用戶終端SS合理地分配帶寬。除此之外， 融合型設(shè)備OBF還要負責(zé)實現(xiàn)數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)在光纖域和無線域之間順暢地過渡與傳輸，因此提出了一種光域-無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制，具體的隊列映射關(guān)系可參照圖5，業(yè)務(wù)隊列映射原理將在下文中詳細闡述。在圖3中，融合型設(shè)備OBF 300主要包括以下幾個部分0LT授權(quán)信息處理裝置 301、業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器302、SS連接請求接收及處理裝置303、0BF上行調(diào)度器304、第二級帶寬分配裝置305、SS帶寬授權(quán)裝置306、光域業(yè)務(wù)類型分類器307、光域業(yè)務(wù)類型隊列 308、光-無線隊列映射裝置309、無線域業(yè)務(wù)類型隊列310和無線域業(yè)務(wù)類型分類器311。在融合型設(shè)備OBF 300中，帶寬的動態(tài)分配、業(yè)務(wù)隊列的映射和業(yè)務(wù)的上下行傳輸是同時進行的，融合型設(shè)備OBF 300中各個模塊之間的相互聯(lián)系與作用過程，將通過以下幾個步驟來進一步描述步驟1，帶寬請求和授權(quán)信息解析以及帶寬分配參數(shù)獲取過程。步驟1主要對來自光線路終端設(shè)備OLT的帶寬授權(quán)及調(diào)度信息、0BF300所支配的SS上報的帶寬請求報告進行解析處理，同時獲取帶寬分配參數(shù)，主要是各種業(yè)務(wù)類型的帶寬分配權(quán)重值，為步驟2的動態(tài)帶寬分配過程做準(zhǔn)備。步驟1主要包括3個部分1. OLT授權(quán)信息處理裝置301，接收并解析由光線路終端OLT下發(fā)的OBF帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，獲得該OBF授權(quán)帶寬量和該OBF 的上行傳輸時隙調(diào)度信息。2. SS連接請求接收及處理裝置303，接收來自該OBF所支配的所有用戶終端SS的上行帶寬請求報告，整理匯總得到整個無線子網(wǎng)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息、按不同業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求信息以及按每個用戶終端SS分類的帶寬請求信息。3.各種業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配權(quán)重值的獲取有兩種方式，其一是在第一個帶寬分配周期時，通過業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器304，由管理員為不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)隊列設(shè)置帶寬分配權(quán)重值的初始值；其二是從第二個帶寬分配周期開始，根據(jù)當(dāng)前周期中各種業(yè)務(wù)類型的帶寬請求量以及上一個周期的帶寬分配結(jié)果，由第二帶寬分配方法動態(tài)確定，這是由于本發(fā)明中的第二帶寬分配方法具有自適應(yīng)特性。補充說明，業(yè)務(wù)隊列帶寬分配權(quán)重值用以區(qū)分不同類型業(yè)務(wù)分配到帶寬的優(yōu)先程度，從而保障高優(yōu)先級業(yè)務(wù)優(yōu)先被服務(wù)的特性。步驟2，動態(tài)帶寬分配過程。步驟2是融合型設(shè)備OBF實現(xiàn)帶寬分配的關(guān)鍵步驟， 其具體實施過程是，第二帶寬分配裝置305依據(jù)步驟1中獲得的部分處理結(jié)果，即從OLT授權(quán)信息處理裝置301中輸出的該OBF授權(quán)帶寬量、從SS連接請求接收及處理裝置303中輸出的該OBF中按不同業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求信息和各種業(yè)務(wù)類型的帶寬分配權(quán)重值， 執(zhí)行第二級帶寬分配方法，計算將要分配給該OBF中各種業(yè)務(wù)類型隊列的帶寬授權(quán)量和該 OBF所支配的每個用戶終端SS的帶寬授權(quán)量。步驟3，SS帶寬授權(quán)過程。SS帶寬授權(quán)裝置306根據(jù)步驟2中動態(tài)帶寬分配后輸出的該OBF所支配的每個用戶終端SS的帶寬授權(quán)量，結(jié)合某種業(yè)務(wù)上行調(diào)度機制，生成對每個用戶終端SS的帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，同時下發(fā)給每個用戶終端SS。步驟4，業(yè)務(wù)隊列的映射和業(yè)務(wù)的上下行傳輸過程。步驟4在融合型設(shè)備OBF 300 中與前三個步驟同時進行。下面分別對融合新設(shè)備OBF 300中上下行方向業(yè)務(wù)的映射和傳輸過程進行闡述。下行方向業(yè)務(wù)的映射和傳輸過程首先，光域業(yè)務(wù)類型分類器307，根據(jù) EPON網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的不同業(yè)務(wù)類型，對來自光鏈路終端OLT的所有下行業(yè)務(wù)進行分類， 并將下行業(yè)務(wù)輸出至相應(yīng)的光域業(yè)務(wù)類型隊列308中排隊。然后，光-無線隊列映射裝置 309根據(jù)本發(fā)明中提出的光域和無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制，將光域業(yè)務(wù)類型隊列308映射到相應(yīng)的無線域業(yè)務(wù)類型隊列310，等待繼續(xù)下行傳輸。上行方向業(yè)務(wù)的映射和傳輸過程 首先，無線域業(yè)務(wù)類型分類器311，根據(jù)WiMAX網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的不同業(yè)務(wù)類型，對來自用戶終端SS的所有上行業(yè)務(wù)進行分類，并將上行業(yè)務(wù)輸出至相應(yīng)的無線域業(yè)務(wù)類型隊列310 中排隊。然后，光-無線隊列映射裝置309根據(jù)本發(fā)明中提出的光域-無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制，將無線域業(yè)務(wù)類型隊列310映射到相應(yīng)的光域業(yè)務(wù)類型隊列308，等待繼續(xù)上行傳輸。本發(fā)明中的光域和無線域之間業(yè)務(wù)隊列映射機制將在下文中詳細闡述。步驟5，上行業(yè)務(wù)傳輸調(diào)度過程。步驟5是在步驟1和步驟4完成以后、可以與步驟2或步驟3同時進行的執(zhí)行過程。OBF上行調(diào)度器304根據(jù)步驟1中OLT授權(quán)信息處理裝置301輸出的該OBF的上行傳輸時隙調(diào)度信息，對步驟4完成后等待上行傳輸?shù)墓庥驑I(yè)務(wù)類型隊列308進行合理地安排與調(diào)度。圖4是圖1中用戶終端SS的具體結(jié)構(gòu)示意圖。用戶終端SS 400主要負責(zé)其所屬的OBF上報連接帶寬請求和根據(jù)OBF下發(fā)的SS帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，合理地調(diào)度該SS中各個連接的上行傳輸，其中主要包括SS上行連接請求生成器401、OBF授權(quán)信息處理裝置 402和SS上行連接調(diào)度器403。SS上行連接請求生成器401，根據(jù)SS的連接請求信息，生成并并向用戶終端SS 400所屬的融合型設(shè)備OBF發(fā)送上行帶寬請求報告。OBF授權(quán)信息處理裝置402，接收并解析來自融合型設(shè)備OBF的SS帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，獲得該SS中各連接的授權(quán)帶寬量以及上行傳輸時隙調(diào)度信息，并將上述結(jié)果輸出至SS上行連接調(diào)度器403。SS上行連接調(diào)度器403，根據(jù)OBF授權(quán)信息處理裝置402輸出的各個連接授權(quán)帶寬量以及上行傳輸時隙調(diào)度信息，合理地調(diào)度各個連接的上行傳輸。圖5是本發(fā)明的融合型設(shè)備OBF中光域和無線域業(yè)務(wù)類型隊列的映射關(guān)系圖?？紤]到EPON和WiMAX網(wǎng)絡(luò)中各有一套業(yè)務(wù)類型分類的機制，為了實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)類型分類機制的融合，本發(fā)明中提出了一種光域-無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制。該映射機制的主要原理，是將光網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)中，具有類似業(yè)務(wù)特性和QoS要求的、屬于不同域的業(yè)務(wù)類型隊列進行映射。在本發(fā)明中，將所述具有映射關(guān)系的光域和無線域業(yè)務(wù)類型隊列統(tǒng)一定義為抽象隊列Abstract Queue (AQ)，作為描述無線-光纖混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)WOBAN中具有不同服務(wù)優(yōu)先級的業(yè)務(wù)類型隊列。按照優(yōu)先級降序排列，依次有AQ1、AQ2和AQ3。根據(jù)上文中對多業(yè)務(wù)環(huán)境下EPON網(wǎng)絡(luò)和WiMAX網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)類型分類的約定，同時結(jié)合圖5，進一步闡述光域-無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制的具體實現(xiàn)過程。在本發(fā)明中，使得 EPON中的EF業(yè)務(wù)與WiMAX中的UGS業(yè)務(wù)構(gòu)成一對“一對一”的映射關(guān)系，并將上述兩種具有映射關(guān)系的業(yè)務(wù)隊列用抽象隊列AQl來表示，該抽象隊列中的業(yè)務(wù)要求較小的端到端時延抖動和足夠的保證帶寬，可以用來模擬語言業(yè)務(wù)，具有最高優(yōu)先級；使得EPON中的AF業(yè)務(wù)與WiMAX中的ertPS業(yè)務(wù)和rtPS業(yè)務(wù)構(gòu)成一對“一對二”的映射關(guān)系，并將上述三種具有映射關(guān)系的業(yè)務(wù)隊列用抽象隊列AQ2來表示，該抽象隊列中的業(yè)務(wù)對端到端時延不太敏感，但是要求有足夠的保證帶寬，可以用來模擬視頻業(yè)務(wù)，具有次優(yōu)先級；使得EPON中的BE 業(yè)務(wù)與WiMAX中的nrtPS業(yè)務(wù)和BE業(yè)務(wù)構(gòu)成一對“一對二”的映射關(guān)系，并將上述三種具有映射關(guān)系的業(yè)務(wù)隊列用抽象隊列AQ3來表示，該抽象隊列中的業(yè)務(wù)對帶寬和時延的要求都不如AQl類型和AQ2類型嚴(yán)格，可以用來模擬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有最低優(yōu)先級。進一步，本發(fā)明中提出的光域-無線域業(yè)務(wù)隊列映射機制，實現(xiàn)了光域和無線域中不同類型業(yè)務(wù)隊列之間的映射和過渡，從而使得業(yè)務(wù)在可以通過融合型設(shè)備OBF在光線路終端OLT和用戶終端SS之間順暢地傳輸。在隊列映射機制提出的同時，本發(fā)明引入了抽象隊列AQ的概念，抽象隊列AQ可以看作是無線-光纖混合寬帶接入WOBAN網(wǎng)絡(luò)中特有的一種業(yè)務(wù)類型隊列，用來表征不同服務(wù)優(yōu)先級的、相互具有映射關(guān)系的光域和無線域的業(yè)務(wù)隊列。在下文將要闡述的本發(fā)明提出的帶寬分配方法中，無論是來自光線路終端設(shè)備OLT 的下行業(yè)務(wù)，還是來自用戶終端SS的上行業(yè)務(wù)，當(dāng)其到達融合型設(shè)備OBF后，統(tǒng)一將其劃分到三個抽象隊列中等待繼續(xù)傳輸，即AQ1、AQ2和AQ3，而不再對光域和無線域業(yè)務(wù)隊列做區(qū)分討論。實施例2參照圖6和圖7，一種無線-光纖混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中基于QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，該帶寬分配方法是一種分層實施的帶寬分配方法。具體來說，該帶寬分配方法分為二層實施方法首先，在所述光線路終端OLT中，采用第一級帶寬分配方法，計算并確定各個融合型設(shè)備OBF的帶寬授權(quán)量；其次，在某一所述融合型設(shè)備OBF中，采用第二級帶寬分配方法，計算并確定該OBF所支配的每個用戶終端SS的帶寬授權(quán)量。圖6是本發(fā)明中位于光線路終端設(shè)備OLT的第一級帶寬分配方法流程示意圖，也是圖2中第一級帶寬分配裝置202的帶寬分配算法流程圖。該方法包括以下步驟步驟601，光線路終端設(shè)備OLT中的OBF帶寬請求接收及處理裝置201，接收并解析 N個融合型設(shè)備OBF上報的帶寬請求信息，獲得每個融合型設(shè)備OBF的帶寬請求量^巧-，
其中i = 1，2，K，N，以及所有融合型設(shè)備OBF總的帶寬請求量SPTeg = Y^llBWrq。步驟602，判斷整個無線-光纖混合寬帶接入WOBAN網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是否充足，即判斷整個網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬量BWtotal是否大于整個網(wǎng)絡(luò)總的帶寬請求量BWre<1。若WOBAN網(wǎng)絡(luò)中的可用帶寬量充足，即BWt。tal ^ 則執(zhí)行步驟603 ；若WOBAN網(wǎng)絡(luò)中的可用帶寬量不能滿足所有的帶寬請求，即BWt。tal < BWrai,則執(zhí)行步驟606。步驟603，此時整個網(wǎng)絡(luò)中總的可用帶寬可以滿足所有融合型設(shè)備OBF的總帶寬
1請求，為每個融合型設(shè)備OBF分配與其帶寬請求量^巧-相等的帶寬量，即每個融合型設(shè)備 OBF獲得的帶寬授權(quán)量S^g = BW廠ο步驟604，判斷經(jīng)步驟603后是否還有帶寬剩余，若仍有可用帶寬剩余，即 BWtotal-BWreq > 0，則執(zhí)行步驟605 ；若沒有可用帶寬剩余，則完成對每個融合型設(shè)備OBF的帶寬分配，流程跳轉(zhuǎn)至步驟609。步驟605，匯總剩余的帶寬量BWrairessl,并將所述剩余帶寬量平均分配給N個融合型設(shè)備0BF，其中，Bffexcessl = Bfft0tal-Bffretlo因此，每個融合型設(shè)備OBF獲得的帶寬授權(quán)量 BWr = BWlSBWexcessJN0步驟606，此時整個網(wǎng)絡(luò)中總的可用帶寬不能滿足所有融合型設(shè)備OBF 的總帶寬請求，為每個融合型設(shè)備OBF公平地分配一個保障帶寬量蓋，其中 BWZgF = BWtoJN。因此，每個融合型設(shè)備OBF獲得的帶寬授權(quán)量SMg = BW^8f。每個融合型設(shè)備OBF的帶寬請求量與步驟606中為每個融合型設(shè)備OBF分配的保障帶寬量可能有一定的差別。當(dāng)某融合型設(shè)備OBF的帶寬請求量小于保障帶寬量，即 BWrq < bKbf，就會造成帶寬浪費。反而言之，當(dāng)某融合型設(shè)備OBF的帶寬請求量大于保障帶寬量，即SMreg 蓋，這種融合型設(shè)備OBF將不能分配到足夠的帶寬。假定其中有 k個帶寬分配不足的融合型設(shè)備0BF。步驟607，回收具有帶寬浪費現(xiàn)象的融合型設(shè)備OBF的冗余帶寬量BWexeess2，其中 BWexcess2 = Σ ^οΖ - BWDI {Bwr < BW-%)，同時可知，存在帶寬浪費現(xiàn)象的融合型設(shè)備OBF獲得的帶寬授權(quán)量為S^g ‘ = BWP。步驟608，將回收的冗余帶寬量BWraress2平均分配給k個帶寬分配不足的融合型設(shè)備0BF，則帶寬分配不足的融合型設(shè)備OBF獲得的帶寬授權(quán)量為 BWr = BW^BWexcesJk0步驟609，根據(jù)上述步驟中為每個融合型設(shè)備OBF分配的帶寬量，生成每個融合型設(shè)備OBF的帶寬授權(quán)信息，輸出至圖2中的OBF帶寬授權(quán)裝置203進一步處理。此時已完成一個帶寬分配周期，流程跳轉(zhuǎn)至步驟601，進入下一個帶寬分配周期。圖7是本發(fā)明中位于融合型設(shè)備OBF的第二級帶寬分配方法流程示意圖。也是圖 3中第二級帶寬分配裝置305的帶寬分配算法的流程圖。下文中，以融合型設(shè)備OBF 1為例進行說明，其他融合型設(shè)備OBF的帶寬分配方法與OBF 1采用的帶寬分配方法相同。該方法包括以下步驟步驟701，融合型設(shè)備OBF 1中的OLT授權(quán)信息處理裝置301，接收并解析來自光線路終端設(shè)備OLT下發(fā)的帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，獲取該融合型設(shè)備OBF 1的帶寬授權(quán)量 BWj8 0步驟702，融合型設(shè)備OBFl中的SS帶寬請求接收及處理裝置303，接收并解析 Nss個用戶終端SS發(fā)送的帶寬請求報告，并按不同的抽象隊列業(yè)務(wù)類型，對上述來自SS的帶寬請求報告進行處理，獲得每個抽象隊列的總帶寬請求量，其中j = 1，2，3，分別代表三個抽象隊列AQ1、AQ2、AQ3。同時可以獲得融合型設(shè)備OBF 1中總的帶寬請求量
步驟703，獲取不同類型業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配權(quán)重值，即三個抽象隊列的帶寬分配權(quán)重值％，其中j = 1，2，3。抽象隊列的帶寬分配權(quán)重初始值由管理員在圖3融合型設(shè)備 OBF 1的業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器304中進行配置。該初始值只適用于第一個帶寬分配周期，從第二個帶寬分配周期開始，抽象隊列的帶寬分配權(quán)重值將根據(jù)當(dāng)前周期的抽象隊列帶寬請求量和上一周期的帶寬分配情況進行動態(tài)地調(diào)整，具有自適應(yīng)的特性，可以保障不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求QoS。抽象隊列帶寬分配權(quán)重值的具體確定方法將在下文中詳細闡述。步驟704，根據(jù)當(dāng)前周期的該融合型設(shè)備OBF 1的帶寬授權(quán)量SRg和三個抽象
隊列AQ的帶寬分配權(quán)重值Wj，計算三個抽象隊列AQ的帶寬上限值召爐/，其中
BWuPPer-bound = βψ, χ ^。為了避免高優(yōu)先級業(yè)務(wù)獨占帶寬的情況發(fā)生，本發(fā)明中提出
帶寬上限值的概念，規(guī)定在每個帶寬分配的起始階段，各個抽象隊列分得的帶寬量不能超過各自的帶寬上限值。這一限制將在步驟709中體現(xiàn)。步驟705，判斷融合型設(shè)備OBF 1從OLT分得的帶寬授權(quán)量是否充足，即判斷OBF 1的帶寬授權(quán)量是否能夠滿足OBF 1中總的帶寬請求量召巧-。若OBF 1中的帶寬授權(quán)量充足，即爐，則執(zhí)行步驟706，若OBF 1中的帶寬授權(quán)量不能滿足所有的帶寬請求，即BW18 < BW;eq，則執(zhí)行步驟川9。步驟706，此時OBF 1中的帶寬授權(quán)量可以滿足OBF 1中總的帶寬請求，為三個抽象隊列按其帶寬請求量分配帶寬，即三個抽象隊列獲得的帶寬量= ΒΚ7。步驟707，判斷經(jīng)步驟706為每個抽象隊列分配帶寬以后，是否仍有帶寬剩余，若有帶寬剩余，即BW18 - BW;eq > 0，則執(zhí)行步驟708 ；若沒有帶寬剩余，則完成對OBF 1中每個抽象隊列的帶寬分配，流程跳轉(zhuǎn)至步驟716。步驟708，匯總剩余的帶寬量BWexeess3，并將所述剩余帶寬量按帶寬分配權(quán)重值分配給三個抽象隊列，其中，■一3 =BW-BW1-。因此，每個抽象隊列獲得的帶寬授步驟709，此時OBF 1中的帶寬授權(quán)量不能滿足OBF 1中總的帶寬請求，為每個抽象隊列按帶寬請求量分配帶寬，但是要求每個抽象隊列分得的帶寬量不大于帶寬上限值召爐/^"^"^。因此，每個抽象隊列獲得的帶寬授權(quán)量
步驟710，判斷經(jīng)步驟709為每個抽象隊列分配帶寬以后，是否仍有帶寬剩余，若有帶寬剩余，即Σ^β^ >0，則執(zhí)行步驟711 ；若沒有帶寬剩余，則完成對OBF 1 中每個抽象隊列的帶寬分配，流程跳轉(zhuǎn)至步驟716。步驟711，判斷經(jīng)步驟709為每個抽象隊列分配帶寬以后有幾個抽象隊列帶寬請求沒有完全滿足，即判斷有幾個抽象隊列滿足< ΒΚ7。這里有兩種情況丄有一個抽象隊列的帶寬請求沒有完全滿足，則執(zhí)行步驟712 ；2.有兩個抽象隊列的帶寬請求沒有完全滿足，則執(zhí)行步驟713。補充說明，經(jīng)步驟709為每個抽象隊列分配帶寬以后，若為三個抽象隊列的帶寬請求都沒有完全滿足的情況，表示此時三個抽象隊列的帶寬請求均大于各自的帶寬上限值，因此，每個抽象隊列分得與各自帶寬上限值相等的帶寬量，此時已沒有剩余帶寬，即在步驟710中將被判斷為“否”;若為三個抽象隊列的帶寬請求都完全滿足的情況，表示此時三個抽象隊列的帶寬請求均小于等于各自的帶寬下限值，換而言之，表示當(dāng)前周期內(nèi)，OBF 1 中總的帶寬請求量小于OBF 1總的授權(quán)帶寬量。因此，在步驟705中將被判斷為“是”。因此，步驟711的判斷結(jié)果，有且僅有所述兩種情況，即有一個或兩個抽象隊列的帶寬請求沒有完全滿足。步驟712，此時有一個抽象隊列的帶寬請求沒有完全滿足，假設(shè)所述抽象隊列為AQX，匯總剩余的帶寬量BWraress4，并將所述剩余帶寬量全部附加給抽象隊列
Α( χ。其中，BWacess4 = BW18 - I3mBW己。因此，抽象隊列AQx獲得的帶寬授權(quán)量
BW,y = BW1^x+BWexcess4.步驟713，此時有兩個抽象隊列的帶寬請求沒有完全滿足，假設(shè)所述兩個抽象隊列分別為AQy和AQZ，匯總剩余的帶寬量BW_ss4，并將所述剩余帶寬量按帶寬分配權(quán)重值
分配給抽象隊列AQy和AQZ，其中，= BW18 - I3mBW己。抽象隊列AQy獲得的帶
寬授權(quán)量為β巧J ’ = BW^y + wY/{wY + wz)BWexcess4，抽象隊列AQz獲得的帶寬授權(quán)量為 BWX% ’ = BWX% + wz/(wY + wz)BWexcess4。步驟714，判斷抽象隊列AA和AQz是否存在帶寬浪費現(xiàn)象，即判斷抽象隊列和
AQz中是否有= LZ)。若其中某抽象隊列有帶寬浪費現(xiàn)象，則執(zhí)行步驟
715 ；若沒有帶寬浪費現(xiàn)象，則完成對OBF 1中每個抽象隊列的帶寬分配，流程跳轉(zhuǎn)至步驟 716。步驟715，回收具有帶寬浪費現(xiàn)象的抽象隊列中的冗余帶寬量BWrairess5，并將所述冗余帶寬量分配給不存在帶寬浪費現(xiàn)象的抽象隊列。為了敘述方便，假設(shè)具有帶寬浪費現(xiàn)象的抽象隊列為AQY，則BWexcess5 = BWxgY - BW1J，則經(jīng)步驟715后，抽
象隊列AA獲得的帶寬授權(quán)量為=，抽象隊列AQz獲得的帶寬授權(quán)量為
SriJ “ = β巧J ’+。同理可知，當(dāng)具有帶寬浪費現(xiàn)象的抽象隊列為AQz，采用與上述類似的方法為抽象隊列和AQz分配帶寬。步驟716，根據(jù)上述步驟中獲得的三個抽象隊列的帶寬授權(quán)量以及每個用戶終端 SS對三個抽象隊列業(yè)務(wù)的請求量，將每個抽象隊列的帶寬授權(quán)量平均分配給每個具有該類型抽象隊列業(yè)務(wù)請求的用戶終端SS。假設(shè)有ηΑ( 個用戶終端SS具有的業(yè)務(wù)請求。則每個
具有類型業(yè)務(wù)請求的用戶終端SS χ獲得的類型的帶寬授權(quán)量為=SMgyZ^427。步驟717，根據(jù)步驟716的結(jié)果，對每個用戶終端SS χ中獲得的三種抽象隊列類型
的帶寬量求和，獲得每個用戶終端ss χ總的帶寬授權(quán)量，即趙=Σ3= 。
步驟718，根據(jù)步驟717中確定的每個用戶終端SS的分配帶寬量，生成每個用戶終端SS的帶寬授權(quán)信息，輸出至圖3中的SS帶寬授權(quán)裝置306進一步處理。步驟719，根據(jù)每個抽象隊列獲得的帶寬授權(quán)量，計算每個抽象隊列的帶寬分配率，為下一個帶寬分配周期中的帶寬分配權(quán)重值的確定做準(zhǔn)備。本發(fā)明中提出了一個抽象隊列的帶寬分配率的概念，指的是某個抽象隊列AQ在經(jīng)過一個帶寬分配周期后，實際分配到的帶寬授權(quán)量與該周期開始時的帶寬請求量的比值。將抽象隊列的帶寬分配率記為 Cj，則有
權(quán)利要求
1. 一種用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于所述自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)包括光線路終端設(shè)備、光網(wǎng)絡(luò)單元和無線基站的功能融合型設(shè)備、以及用戶終端， 所述光線路終端設(shè)備通過光分布網(wǎng)絡(luò)分別與多個融合型設(shè)備相連接，多個融合型設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋在其支配范圍內(nèi)的數(shù)個用戶終端；所述光線路終端設(shè)備用以為各個融合型設(shè)備及其所支配的無線子網(wǎng)分配帶寬；所述融合型設(shè)備用以按不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)類型，為該融合型設(shè)備所支配的各個用戶終端分配帶寬，以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)在光纖域和無線域之間順暢地過渡與傳輸；所述用戶終端用以向融合型設(shè)備報告連接帶寬請求和根據(jù)融合型設(shè)備下發(fā)的用戶終端帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，調(diào)度該用戶終端中各個連接的上行傳輸；所述光線路終端設(shè)備包括0BF帶寬請求接收及處理裝置，用以接收來自所述多個融合型設(shè)備的上行帶寬請求報告，整理匯總得到整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息和各個融合型設(shè)備帶寬請求信息；第一級帶寬分配裝置，用以根據(jù)從所述OBF帶寬請求接收及處理裝置輸出的整個網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息和各個融合型設(shè)備帶寬請求信息，計算將要分配給所述各個融合型設(shè)備的帶寬授權(quán)量；OBF帶寬授權(quán)裝置，用以根據(jù)從所述第一級帶寬分配裝置計算得到的所述各個融合型設(shè)備的帶寬授權(quán)量，同時采用某種業(yè)務(wù)上行調(diào)度機制，生成并向所述多個融合型設(shè)備發(fā)送其各自的帶寬授權(quán)及調(diào)度信息；所述融合型設(shè)備包括0LT授權(quán)信息處理裝置，用以接收并解析所述光線路終端設(shè)備下發(fā)的融合型設(shè)備帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，獲得該融合型設(shè)備的上行傳輸時隙調(diào)度信息，將其輸出至所述OBF上行調(diào)度器；OBF上行調(diào)度器，用以根據(jù)所述OLT授權(quán)信息處理裝置輸出的融合型設(shè)備上行傳輸時隙調(diào)度信息，安排該融合型設(shè)備中上行數(shù)據(jù)的傳輸；SS連接請求接收及處理裝置，用以接收來自該融合型設(shè)備支配的無線子網(wǎng)中所述數(shù)個用戶終端的上行帶寬請求報告，整理匯總得到整個無線子網(wǎng)當(dāng)前周期內(nèi)總帶寬請求信息以及按每個用戶終端分類的帶寬請求信息；光域業(yè)務(wù)類型分類器，用以根據(jù)EPON標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的不同業(yè)務(wù)類型，對來自光線路終端設(shè)備的所有下行業(yè)務(wù)進行分類，并將下行業(yè)務(wù)輸出至相應(yīng)的光域業(yè)務(wù)類型隊列中排隊，等待繼續(xù)傳輸；無線域業(yè)務(wù)類型分類器，用以根據(jù)WiMAX網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的不同業(yè)務(wù)類型，對來自用戶終端的所有上行業(yè)務(wù)進行分類，并將上行業(yè)務(wù)輸出至相應(yīng)的無線域業(yè)務(wù)類型隊列中排隊，等待繼續(xù)傳輸；光域業(yè)務(wù)類型隊列，用以在業(yè)務(wù)上行傳輸時，接收經(jīng)所述光-無線隊列映射裝置映射后的來自所述無線域業(yè)務(wù)類型隊列的業(yè)務(wù)排隊，同時接受所述OBF上行調(diào)度器的調(diào)度，在業(yè)務(wù)上行時隙到來時上傳數(shù)據(jù)；在業(yè)務(wù)下行傳輸時，根據(jù)所述光域業(yè)務(wù)類型分類器分類結(jié)果，接收不同類型的光域業(yè)務(wù)排隊，并將各業(yè)務(wù)隊列輸出至所述光-無線隊列映射裝置，以待業(yè)務(wù)繼續(xù)向下傳輸至無線子網(wǎng)中；無線域業(yè)務(wù)類型隊列，用以在業(yè)務(wù)上行傳輸時，根據(jù)所述無線域業(yè)務(wù)類型分類器分類結(jié)果，接收不同類型的無線域業(yè)務(wù)排隊，并將各業(yè)務(wù)隊列輸出至所述光-無線隊列映射裝置，以待業(yè)務(wù)繼續(xù)向上傳輸至光線路終端設(shè)備中；在業(yè)務(wù)下行傳輸時，接收經(jīng)所述光-無線隊列映射裝置映射后的來自所述光域業(yè)務(wù)類型隊列的業(yè)務(wù)排隊；光-無線隊列映射裝置，與所述光域業(yè)務(wù)類型隊列和所述無線域業(yè)務(wù)類型隊列相連接，用以進行光域和無線域不同業(yè)務(wù)隊列的映射，實現(xiàn)光域和無線域數(shù)據(jù)地順暢過渡和傳輸；所述用戶終端包括用戶終端上行連接請求生成器，用以根據(jù)用戶終端的連接請求信息，生成并向所述融合型設(shè)備發(fā)送用戶終端帶寬請求報告；SS上行連接調(diào)度器，用以根據(jù)上行傳輸時隙調(diào)度信息，安排各個連接的上行傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于 所述融合型設(shè)備還包括業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器，用以由管理員為不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)隊列設(shè)置帶寬分配權(quán)重值的初始值，業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配權(quán)重值用以區(qū)分不同類型業(yè)務(wù)服務(wù)的優(yōu)先程度；第二級帶寬分配裝置，用以根據(jù)從所述SS連接請求接收及處理裝置輸出的該融合型設(shè)備所支持的無線子網(wǎng)中當(dāng)前周期內(nèi)總連接請求信息和按業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求信息、 從所述OLT授權(quán)信息處理裝置輸出的該融合型設(shè)備授權(quán)帶寬量以及各業(yè)務(wù)類型帶寬分配權(quán)重值，計算將要分配給各個業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配量；然后，根據(jù)各個用戶終端不同類型業(yè)務(wù)的帶寬請求信息，為各個用戶終端確定各種類型業(yè)務(wù)的帶寬授權(quán)量和各個用戶終端總帶寬授權(quán)量，其中，各業(yè)務(wù)類型帶寬分配權(quán)重值的初始值從所述業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器中獲得， 其他取值根據(jù)上一個帶寬分配周期后的結(jié)果動態(tài)調(diào)整產(chǎn)生；所述OLT授權(quán)信息處理裝置，獲得該融合型設(shè)備授權(quán)帶寬量并輸出至所述第二級帶寬分配裝置；所述SS連接請求接收及處理裝置，整理匯總得到按不同業(yè)務(wù)類型分類的帶寬請求fe息。
3.如權(quán)利要求2所述的用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于 所述用戶終端還包括0BF授權(quán)信息處理裝置，用以對來自融合型設(shè)備的用戶終端帶寬授權(quán)及調(diào)度信息進行解析，獲得該用戶終端中各個連接的授權(quán)帶寬量以及上行傳輸時隙調(diào)度信息，將其輸出至所述SS上行連接調(diào)度器。
4.如權(quán)利要求1 3之一所述的用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于所述光-無線隊列映射裝置中，映射機制如下將所述具有映射關(guān)系的光域和無線域業(yè)務(wù)類型隊列統(tǒng)一定義為抽象隊列AQ，作為描述無線-光纖混合寬帶接入網(wǎng)絡(luò)WOBAN中具有不同服務(wù)優(yōu)先級的業(yè)務(wù)類型隊列，按照優(yōu)先級降序排列，依次有AQ1、AQ2和AQ3。
5.如權(quán)利要求4述的用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，其特征在于所述映射機制中，使得EPON中的EF業(yè)務(wù)與WiMAX中的UGS業(yè)務(wù)構(gòu)成一對“一對一”的映射關(guān)系，并將上述兩種具有映射關(guān)系的業(yè)務(wù)隊列用抽象隊列AQl來表示，用來模擬語言業(yè)務(wù)，具有最高優(yōu)先級；使得EPON中的AF業(yè)務(wù)與WiMAX中的ertPS業(yè)務(wù)和rtPS業(yè)務(wù)構(gòu)成一對“一對二”的映射關(guān)系，并將上述三種具有映射關(guān)系的業(yè)務(wù)隊列用抽象隊列AQ2來表示，用來模擬視頻業(yè)務(wù)，具有次優(yōu)先級；使得EPON中的BE業(yè)務(wù)與WiMAX中的nrtPS業(yè)務(wù)和BE業(yè)務(wù)構(gòu)成一對“一對二”的映射關(guān)系，并將上述三種具有映射關(guān)系的業(yè)務(wù)隊列用抽象隊列AQ3來表示，用來模擬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，具有最低優(yōu)先級。
6.一種用如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)實現(xiàn)的WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，其特征在于在光線路終端設(shè)備中，根據(jù)所述多個融合型設(shè)備的帶寬請求信息，在所述第一級帶寬分配裝置中，對各個融合型設(shè)備執(zhí)行第一級帶寬分配方法，確定各個融合型設(shè)備的帶寬授權(quán)量；在融合型設(shè)備中，首先，該融合型設(shè)備根據(jù)來自其所支配的Nss個用戶終端上報的帶寬請求信息獲得該無線子網(wǎng)中不同業(yè)務(wù)類型的帶寬請求信息，其次，確定融合型設(shè)備中各個不同業(yè)務(wù)類型獲得的帶寬授權(quán)量，然后，將每種業(yè)務(wù)類型的帶寬授權(quán)量平均分配給具有該類連接請求的用戶終端，最后，匯總每個用戶終端中所有業(yè)務(wù)類型的總帶寬授權(quán)量，從而確定所述每個用戶終端的總帶寬授權(quán)量。
7.如權(quán)利要求6所述的WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，其特征在于在融合型設(shè)備中，根據(jù)該融合型設(shè)備中不同業(yè)務(wù)類型帶寬請求信息、所述光線路終端設(shè)備分配給該融合型設(shè)備的帶寬授權(quán)量以及不同業(yè)務(wù)類型的帶寬分配權(quán)重值，在第二級帶寬分配裝置中，對該融合型設(shè)備中不同的業(yè)務(wù)類型執(zhí)行第二級帶寬分配方法，確定融合型設(shè)備中各個不同業(yè)務(wù)類型獲得的帶寬授權(quán)量。
8.如權(quán)利要求6或7所述的WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，其特征在于 第一級帶寬分配方法包括以下步驟步驟601，光線路終端設(shè)備中的OBF帶寬請求接收及處理裝置201，接收并解析N個融合型設(shè)備上報的帶寬請求信息，獲得每個融合型設(shè)備的帶寬請求量^巧-，其中i = 1，2，K，N，以及所有融合型設(shè)備總的帶寬請求量SPTeg = Y^llBWrq。步驟602，判斷整個無線-光纖混合寬帶接入WOBAN網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬是否充足，即判斷整個網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬量BWttrtal是否大于整個網(wǎng)絡(luò)總的帶寬請求量BWrai，若WOBAN網(wǎng)絡(luò)中的可用帶寬量充足，即BWt。tal ^ 則執(zhí)行步驟603 ；若WOBAN網(wǎng)絡(luò)中的可用帶寬量不能滿足所有的帶寬請求，即BWt。tal < Bffre%則執(zhí)行步驟606 ；步驟603，此時整個網(wǎng)絡(luò)中總的可用帶寬可以滿足所有融合型設(shè)備的總帶寬請求，為每個融合型設(shè)備分配與其帶寬請求量萬巧-相等的帶寬量，即每個融合型設(shè)備獲得的帶寬授權(quán)量步驟604，判斷經(jīng)步驟603后是否還有帶寬剩余，若仍有可用帶寬剩余，即BWtotal-BWretl > 0，則執(zhí)行步驟605 ；若沒有可用帶寬剩余，則完成對每個融合型設(shè)備的帶寬分配，流程跳轉(zhuǎn)至步驟609 ；步驟605，匯總剩余的帶寬量BW_ssl，并將所述剩余帶寬量平均分配給N個融合型設(shè)備，其中，Bffexcessl = Bfftotal-Bffre',每個融合型設(shè)備獲得的帶寬授權(quán)量 BWr = BWr^BWexceJN;步驟606，此時整個網(wǎng)絡(luò)中總的可用帶寬不能滿足所有融合型設(shè)備的總帶寬請求，為每個融合型設(shè)備公平地分配一個保障帶寬量，其中BW:=BWtotal/N，每個融合型設(shè)備獲得的帶寬授權(quán)量= BW^8f ；每個融合型設(shè)備的帶寬請求量與步驟606中為每個融合型設(shè)備分配的保障帶寬量有一定的差別，設(shè)定當(dāng)某融合型設(shè)備的帶寬請求量小于保障帶寬量，即^^^^〈^^^蓋， 就會造成帶寬浪費。反而言之，當(dāng)某融合型設(shè)備的帶寬請求量大于保障帶寬量，即 BWrq > bKbf，這種融合型設(shè)備將不能分配到足夠的帶寬，假定其中有k個帶寬分配不足的融合型設(shè)備；步驟607，回收具有帶寬浪費現(xiàn)象的融合型設(shè)備的冗余帶寬量BWra^ss2，其中 BWexcess2 = Σ ^οΖ - BWDI {Bwr < BW-%)，同時可知，存在帶寬浪費現(xiàn)象的融合型設(shè)備獲得的帶寬授權(quán)量為‘ = Bw;eq ；步驟608，將回收的冗余帶寬量BWra^ss2平均分配給k個帶寬分配不足的融合型設(shè)備， 則帶寬分配不足的融合型設(shè)備獲得的帶寬授權(quán)量為
9.如權(quán)利要求7所述的WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，其特征在于第二級帶寬分配方法包括以下步驟步驟701，OLT授權(quán)信息處理裝置，接收并解析來自光線路終端設(shè)備下發(fā)的帶寬授權(quán)及調(diào)度信息，獲取該融合型設(shè)備的帶寬授權(quán)量；步驟702，OBF帶寬請求接收及處理裝置，接收并解析Nss個用戶終端發(fā)送的帶寬請求報告，并按不同的抽象隊列業(yè)務(wù)類型，對上述來自用戶終端的帶寬請求報告進行處理，獲得每個抽象隊列的總帶寬請求量SM^，其中j = 1，2，3，分別代表三個抽象隊列AQ1、AQ2、AQ3。同時可以獲得融合型設(shè)備中總的帶寬請求量召爐廣；步驟703，獲取不同類型業(yè)務(wù)隊列的帶寬分配權(quán)重值，即三個抽象隊列的帶寬分配權(quán)重值Wj，其中j = 1，2，3。抽象隊列的帶寬分配權(quán)重初始值由管理員在業(yè)務(wù)類型參數(shù)配置器中進行配置，該初始值只適用于第一個帶寬分配周期，從第二個帶寬分配周期開始，抽象隊列的帶寬分配權(quán)重值將根據(jù)當(dāng)前周期的抽象隊列帶寬請求量和上一周期的帶寬分配情況進行動態(tài)地調(diào)整；步驟704，根據(jù)當(dāng)前周期的該融合型設(shè)備的帶寬授權(quán)量^爐嚴(yán)和三個抽象隊列AQ的帶寬分配權(quán)重值Wj，計算三個抽象隊列AQ的帶寬上限值B WJpper-bound，其中
10.如權(quán)利要求9所述的WOBAN中QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配方法，其特征在于對步驟703中，通過自適應(yīng)的方式確定抽象隊列帶寬分配權(quán)重值的方法，具體過程如下在除第一個帶寬分配周期以外的某個帶寬分配周期開始時，根據(jù)當(dāng)前周期中融合型設(shè)備總帶寬授權(quán)量和三個抽象隊列的帶寬請求量，以及上一個周期從步驟719中獲得的三個抽象隊列的帶寬分配率，來確定當(dāng)前周期中三個抽象隊列的帶寬分配權(quán)重值；為了優(yōu)先保障具有最高服務(wù)優(yōu)先級的語音類型業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求QoS，即優(yōu)先保障抽象隊列AQl中業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，規(guī)定在每個帶寬分配周期中，要保證抽象隊列AQl的帶寬分配率不小于其他兩個抽象隊列的帶寬分配率，即有=CV(CdCdC3)≥1/3 ；假定前一周期的帶寬分配率記為Cp經(jīng)當(dāng)前周期中步驟704自適應(yīng)調(diào)整后的帶寬分配率記為C、；對上述條件進行弱化處理，取等號做極限值計算，即有
全文摘要
一種用于WOBAN的QoS感知的自適應(yīng)帶寬分配系統(tǒng)，包括光線路終端設(shè)備、光網(wǎng)絡(luò)單元和無線基站BS的功能融合型設(shè)備、以及用戶終端，光線路終端設(shè)備通過光分布網(wǎng)絡(luò)分別與多個融合型設(shè)備相連接，多個融合型設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋在其支配范圍內(nèi)的數(shù)個用戶終端；光線路終端設(shè)備用以為各個OBF及其所支配的無線子網(wǎng)分配帶寬；融合型設(shè)備OBF用以按不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)類型，為該OBF所支配的各個用戶終端分配帶寬，以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)在光纖域和無線域之間順暢地過渡與傳輸。以及提出一種自適應(yīng)帶寬分配方法。本發(fā)明根據(jù)用戶的帶寬請求信息和不同請求業(yè)務(wù)的服務(wù)優(yōu)先級，進行合理地帶寬資源分配與調(diào)度。
文檔編號H04L12/56GK102571583SQ20121000741
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者樂孜純, 付明磊, 蔣玲 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)