用于为移动互联网服务提供QOS的方法和系统

申请号 CN200780008955.X 申请日 2007-03-15 公开(公告)号 CN101401363A 公开(公告)日 2009-04-01
申请人 POSDATA株式会社; 发明人 郑镇和;
摘要 公开了一种管理移动互联网系统的服务 质量 的QoS(服务质量)提供系统,以及一种根据通过移动互联网网络所提供的移动互联网服务的等级应用QoS的设备和方法。QoS提供系统包括:服务等级表存储单元,用于为多个移动互联网服务存储至少一个QoS参数值;服务识别单元,用于识别通过移动互联网网络所 请求 的移动互联网服务的QoS服务等级;QoS参数提取单元,用于通过参考服务等级表提取所识别的移动互联网服务的QoS参数;以及QoS执行单元,用于根据所提取的QoS参数对所请求的移动互联网服务执行QoS。因此,根据在其中发生资源的实时竞争的移动互联网网络中所请求的服务特征,可以同时并平滑地提供几种类型的服务。
权利要求

1.一种用于管理通过移动互联网网络所提供的移动互联网服务 的质量的QoS提供系统,所述系统包括:
服务等级表存储单元,用于为多个移动互联网服务存储 至少一个QoS参数;
服务识别单元,用于识别通过所述移动互联网网络所请 求的移动互联网服务的QoS服务等级;
QoS参数提取单元,用于通过参考服务等级表来提取所 识别的移动互联网服务的QoS参数;以及
QoS执行单元,用于基于所提取的QoS参数来对所请求 的移动互联网服务执行QoS。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述至少一个QoS参数 是业务最小传输速率、最大等待时间、抖动、以及最大持续速 率值中的一个。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,仅当所请求的服务不是尽 而为时,所述QoS执行单元根据所述QoS服务等级执行所 述QoS。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述移动互联网网络是基 于OFDMA方案的。
5.根据权利要求1所述的系统,其中,所述QoS执行单元包括:
IP包判断单元,用于识别与通过所述移动互联网网络所 接收的IP包对应的所述移动互联网服务;以及
IP包调度程序,用于根据所识别的移动互联网服务的预 定调度方案来确定所述IP包的传输优先级。
6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述IP包调度程序将多 个移动互联网服务分类为具有不同优先级的多个组,以及将相 同的调度方案应用于相同优先级组中的服务。
7.根据权利要求5所述的系统,其中,所述调度方案包括尽力而 为方案、加权公平队列(WFQ)方案、以及比例公平(PF) 方案中的任意一种。
8.根据权利要求5所述的系统,其中,当所请求的服务是MAC 管理消息(MNG)服务时,使用尽力而为调度方案。
9.根据权利要求5所述的系统,其中,当所请求的服务是尽力而 为服务时,所述调度方案是比例公平队列方案。
10.根据权利要求5所述的系统,其中,当所请求的服务是除MAC 管理消息服务和尽力而为服务之外的服务时,所述调度方案是 加权公平队列方案。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,通过以下等式确定用在 所述加权公平队列方案中的传输优先级:
[等式2]
P=W1*TRmin+W2*Lmax+W3*1/J+W4*SRmax+W5*AG+W6*QDF
其中,P表示IP包传输的相对优先级,
TRmin表示最小传输速率,
Lmax表示最大等待时间,
J表示抖动,
SRmax表示最大持续速率,
AG表示老化因子,
QDF表示队列长度因子,以及
W1、W2、W3、W4、W5、以及W5分别表示所述最小传 输速率、所述最大等待时间、所述抖动、所述最大持续速率、 所述老化因子、以及所述队列长度因子的权重。
12.根据权利要求1所述的系统,其中,所述QoS执行单元包括 标记器,用于通过参考存储在所述服务等级表中的所述QoS 参数根据通过所述移动互联网网络所接收的IP包的业务的判 断来标记或重新标记IP包的QoS字段。
13.根据权利要求1所述的系统,其中,所述QoS执行单元通过 参考经由所述移动互联网网络所接收的所述IP包的服务流标 识符(SFID)根据预定的IP包分类规则来将所述服务流标识 符映射为连接标识符(CID)。
14.根据权利要求1所述的系统,其中,所述QoS提供系统被布 置在无线接入站(RAS)或访问控制路由器(ACR)中。
15.根据权利要求1所述的系统,其中,所述QoS执行单元为所 请求的移动互联网服务的每个服务流执行所述QoS。
16.一种用于管理通过移动互联网网络所提供的移动互联网服务 的质量的QoS提供系统,所述系统包括:
网元管理系统(EMS),用于创建服务等级表,所述服务 等级表为多个移动互联网服务中的每个存储至少一个第一 QoS参数;
质量管理器(QM),用于基于从便携式用户站所接收的 对于移动互联网服务的请求来产生第二QoS参数;
访问控制路由器(ACR),用于将所述第一QoS参数与所 述第二QoS参数进行比较以识别所请求的移动互联网服务的 等级;以及
无线接入站(RAS),用于为所识别的移动互联网服务分 配无线信道,并经由所分配的无线信道与PSS传输IP包。
17.根据权利要求16所述的系统,其中,所述质量管理器根据公 共开放策略服务(COPS)标准协议向所述ACR发送所述第 二QoS参数。
18.一种用于管理通过移动互联网网络所提供的移动互联网服务 的质量的QoS提供系统,所述系统包括:
访问控制路由器(ACR),用于使用多个QoS参数和服务 等级表产生服务流标识符(SFID),并传输所述服务流标识符 和所述多个QoS参数中的至少一个;以及
无线接入站(RAS),用于向所述SFID分配连接标识符 (CID),并通过考虑所述多个QoS参数中的至少一个而为除 尽力而为(BE)服务之外的服务流提供所述QoS。
19.根据权利要求18所述的系统,其中,通过反映符合预定IP包 分类规则的包分类结果来分配所述CID。
20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述包分类规则是由所 述ACR所创建的并被发送至所述无线接入站。
21.一种用于管理通过移动互联网网络所提供的移动互联网服务 的质量的QoS提供系统,所述系统包括:
无线接入站(RAS),用于向服务流标识符(SFID)分配 连接标识符(CID),并通过考虑至少一个QoS参数来为服务 流提供所述QoS,其中,所述无线接入站包括用于当所述服 务流不对应于尽力而为服务时提供所述QoS的调度程序。
22.一种用于管理通过移动互联网网络所提供的移动互联网服务 的质量的QoS提供方法,所述方法包括以下步骤:
创建服务等级表存储单元,用于为多个移动互联网服务 中的每个存储至少一个第一QoS参数值;
响应于从便携式用户站(PSS)所接收的对于移动互联网 服务的请求来产生第二QoS参数值;
通过将存储在所述服务等级表存储单元中的所述第一 QoS参数与所述第二QoS参数进行比较来识别所请求的移动 互联网服务的QoS服务等级,根据所述QoS服务等级创建所 请求的移动互联网服务的服务流;以及
为每个所创建的服务流执行对于所请求的移动互联网服 务的QoS。
23.一种用于在终端支持移动互联网服务中提供QoS服务的方法, 所述方法包括以下步骤:
通过执行移动互联网服务的应用程序来选择QoS服务等 级;以及
根据所述QoS服务等级是否对应于尽力而为(BE)服务 来确定是否向应用程序功能(AF)请求QoS服务。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,所述QoS服务等级包括 尽力而为(BE)服务、主动授予服务(UGS)、实时轮询服务 (Rt-PS)、扩展实时轮询服务(Ert-PS)、以及非实时轮询服 务(Nrt-PS)中的至少一种。
25.根据权利要求23所述的方法,其中,所述确定是否向应用程 序功能(AF)请求QoS服务的步骤包括以下步骤:当所述QoS 服务等级是所述尽力而为服务时,不经由所述应用程序功能 (AF)发送对QoS服务的请求,以及当所述QoS服务等级不 是所述尽力而为服务时,向所述应用程序功能发送对QoS服 务的请求。
26.一种计算机可读记录介质,其上记录有用于执行根据权利要求 22所述的方法的程序。
27.一种用于提供QoS服务的方法,包括以下步骤:
接收移动互联网服务的请求;
识别来自所述请求的QoS参数;
基于所述QoS参数创建服务流标识符以识别服务流;
将所述服务流标识符映射为连接识别标识符以对所述服 务流执行所述QoS服务。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,当所述服务流标识符不 对应于尽力而为时,执行所述QoS服务。
29.根据权利要求27所述的方法,还包括基于所述QoS参数的权 重来调度所述服务流的包的步骤。

说明书全文

技术领域

发明涉及管理移动互联网服务质量的QoS(服务质量)提供 系统。更特别地,本发明涉及用于通过对各种移动互联网服务应用 QoS策略来执行端到端的QoS管理的设备和方法。

背景技术

由于诸如基于移动电话服务的无线互联网和高速互联网的新 服务的普及,信息通信服务产业已经得到快速发展。由于市场的成 熟,无线互联网和高速互联网市场的发展已经开始放缓。在此关头, 移动互联网服务就成为刺激信息通信产业发展的新潮的焦点。
移动互联网服务允许用户使用便携式用户站(PSS)随地、随 时通过充分移动性快速访问无线互联网以享受各种信息和内容。移 动互联网服务不同于无线互联网服务和高速互联网服务,这在于高 速无线互联网访问是可能的。
由第三代移动通信提供的无线互联网服务克服了第二代移动 通信的局限性(其主要提供语音服务)并允许使用移动终端来发送 和接收数字数据。然而,由于带宽限制,这种无线互联网服务并不 适于多媒体信息交换或大量数据的高速传输。
移动互联网是一种为了克服无线互联网的这种局限性而具有 宽带高速互联网的优点的服务。期望移动互联网能够通过采用各种 高速数据传输技术来提供除了现有的语音或数据服务之外的诸如 游戏点播(GOD)、视频点播(VOD)、数字广播的各种服务。
同时,这种应用的扩展伴随有相当多的业务量增加。因此,与 传统的无线互联网服务相比,移动互联网服务需要非常庞大的带 宽。然而,由于应用在质量和数量方面变得更加多样化,单独地简 单的带宽增加并不能够保证优良的服务质量。
需要一种用于保证传输可靠性和实时能以及带宽增加的技 术。此技术被称作QoS(服务质量)管理技术。
由于高速互联网已经支持宽带服务,所以已经研究并实现了各 种QoS管理方案。然而,因为基于传统无线互联网网络的互联网服 务(例如,码分多址接入(CDMA)、宽带CDMA(W-CDMA)、 全球移动通信系统(GSM))使用线路运行,所以不需要QoS应用。
即,在传统无线互联网系统中,一旦建立起呼叫,就获得业务 资源直到该呼叫结束为止。因此,该呼叫不受其他呼叫的影响。例 如,通过CDMA,每个扇区可以同时容纳直至20个用户,当第21 个用户尝试进行呼叫时,系统就被认为正“忙碌”而不接受该呼叫。 因此,即使没有QoS,关于正在呼叫的用户也不受影响。
然而,对于移动互联网网络,例如WiBro/WiMAX系统,一些 同时连接的用户竞争占用资源。因此,不同于第三代无线互联网服 务,QoS管理(其使用根据服务类型确定业务资源使用方法)是必 要的。
本发明提出一种将QoS管理(其在传统无线互联网系统中是不 必要的)应用到移动互联网网络(即,有线网络和无线网络的结合 的互联网网络)的新技术。

发明内容

技术问题
本发明致力于管理移动互联网服务质量的QoS提供系统。
此外,本发明致力于根据服务等级对移动互联网服务进行分类 并为每个服务等级执行QoS管理,从而灵活地处理来自用户的各种 服务请求
此外,本发明致力于在有线网络和无线网络的结合的移动互联 网网络中执行QoS,以使在PSS和有线终端之间能流畅地提供服务。
此外,本发明致力于为PSS请求的服务动态地提取QoS参数 并将其与服务等级表中预先存储的参数进行比较,以根据业务状态 自适应地执行QoS。
此外,本发明致力于识别对应于所接收的IP包的移动互联网 服务并根据所识别的服务等级来执行调度或QoS字段标识,以有效 地执行QoS。
此外,本发明致力于根据移动互联网服务的等级来应用不同的 调度方案,以改善对于移动互联网服务的QoS管理性能。
此外,本发明致力于对除尽力而为(BE)服务之外的移动互联 网服务应用QoS管理,以有效地支持QoS而不增加系统负荷从而 改善系统性能。
此外,本发明致力于通过包括无线接入站(RAS)、访问控制 路由器(ACR)、质量管理器(QM)、网元管理系统(EMS)等的 系统来实现QoS管理,以通过网络有效地执行QoS。
此外,本发明致力于允许质量管理器和ACR使用诸如COPS 或Diameter的已知标准协议来彼此交换控制信号,以方便与其他系 统互相配合。
技术方案
本发明的一方面提供了一种QoS提供系统,包括:服务等级表 存储单元,用于为多个移动互联网服务存储至少一个QoS参数值; 服务识别单元,用于识别通过移动互联网网络所请求的移动互联网 服务的QoS服务等级;QoS参数提取单元,用于通过参考服务等级 表来提取所识别的移动互联网服务的QoS参数值;以及QoS执行 单元,用于根据所提取的QoS参数值对所请求的移动互联网服务执 行QoS。
本发明的另一方面提供了一种QoS提供方法,包括以下步骤: 创建用于为多个移动互联网服务中的每个存储至少一个第一QoS 参数值的服务等级表存储单元;响应于从PSS接收的移动互联网服 务的请求来产生第二QoS参数值;将存储在服务等级表存储单元中 的第一QoS参数值与第二QoS参数值进行比较以识别所请求的移 动互联网服务的QoS服务等级;根据QoS服务等级创建所请求的 移动互联网服务的服务流;以及为每个已创建的服务流来对所请求 的移动互联网服务执行QoS。
本发明的又一方面提供了一种QoS提供系统,包括:网元管理 系统(EMS),创建服务等级表用于为多个移动互联网服务中的每 个存储至少一个第一QoS参数值;质量管理器(QM),用于响应于 从PSS接收的对移动互联网服务的请求来产生第二QoS参数值; 访问控制路由器(ACR),用于将第一QoS参数值与第二QoS参数 值进行比较以识别所请求的移动互联网服务的等级;以及无线接入 站(RAS),用于为所识别的移动互联网服务分配无线信道,并经 由所分配的无线信道与PSS传输IP包。
本发明的又一方面提供了一种用于提供QoS服务的方法,包括 以下步骤:接收移动互联网服务的请求;从该请求识别QoS参数; 基于QoS参数创建服务流标识符以识别服务流;将该服务流标识符 映射为连接识别标识符以为服务流执行QoS服务。
有益效果
利用根据本发明的QoS提供方法和系统,为关于通过移动互联 网网络所提供的移动互联网服务的每个服务流执行QoS管理,使得 各种移动互联网服务被分配有适当的业务资源量,从而对具有不同 需求的多个移动互联网服务有效地执行QoS。
对有线网络和无线网络的结合的移动互联网网络执行QoS,从 而使在PSS和有线终端之间能顺畅地提供服务。
另外,为PSS所请求的服务动态地提取QoS参数并将其与服 务等级表中预先存储的参数进行比较,从而根据业务状态自适应地 执行QoS。
识别对应于所接收的IP包的移动互联网服务,并根据所识别 的服务等级来执行调度或标识QoS字段,从而有效地执行QoS。
特别地,根据服务特性,将移动互联网服务分为几种类型,对 每种服务类型分配不同的优先级,并将不同的调度方案应用到具有 相同优先级的服务,从而灵活地处理各种服务请求。
可以只对除尽力而为(BE)服务之外的移动互联网服务应用 QoS管理,从而有效地支持QoS而没有极大地增加系统负荷。
另外,由包括无线接入站(RAS)、ACR、质量管理器(QM)、 网元管理系统(EMS)等的系统来实现QoS管理,从而通过网络有 效地执行QoS。
质量管理器和ACR使用已知标准协议来彼此交换控制信号, 从而方便与其他系统互相配合。
另外,PSS决定所请求的服务是否是尽力而为服务以确定是否 向AF(应用程序功能)发送QoS服务提供请求,从而简化QoS提 供方法和系统的配置。
附图说明
图1是示出根据本发明的QoS提供系统的框图
图2是在根据本发明的QoS提供系统中用于服务识别的服务等 级表;
图3是示出根据本发明的QoS提供系统的QoS执行单元的框 图;
图4是示出根据本发明的移动互联网网络(其为有线网络和无 线网络的结合)中的QoS管理系统的框图;
图5是示出通过将标准协议应用到根据本发明的QoS提供系统 中来处理包括移动互联网服务请求的呼叫的过程的流程图
图6是示出根据本发明的QoS提供系统的质量管理器(QM) 的框图;
图7是示出根据本发明的QoS提供系统的访问控制路由器 (ACR)的框图;
图8是示出根据本发明的QoS提供系统的无线接入站(RAS) 的框图;
图9是示出根据本发明的QoS管理方法的流程图;以及
图10是示出在根据本发明示例性实施例的QoS提供系统中由 PSS执行的QoS提供方法的框图。

具体实施方式

将参考附图详细描述根据本发明的移动互联网服务的QoS管 理方法和设备。然而,本发明并不限于以下公开的示例性实施例, 而可以以不同形式实现。提供示例性实施例以确保此公开使本领域 的普通技术人员能实现本发明。
图1是示出根据本发明的QoS提供系统的框图。参考图1,当 从PSS接收到对于移动互联网服务105的请求时,根据本发明的 QoS提供系统100必须确定网络资源的总量和所请求的服务的相对 优先级,其对于提供服务是必须的。这个确定需要被称作“(多个) QoS参数”的业务变量。将各种服务所需的一个或多个QoS参数预 先存储为服务等级表存储单元101中的服务等级表。
服务识别单元102提取表示对于支持所请求的移动互联网服务 所需的网络资源的QoS参数。然后服务识别单元102将所提取的 QoS参数和存储在服务等级表中的对于每种服务的参数进行比较 以确定所请求的移动互联网服务属于由服务等级表预先定义的哪 一种服务类型。
QoS参数提取单元103从存储在服务等级表存储单元101中的 服务等级表中提取对应于由服务识别单元102所识别的服务等级类 型的QoS参数。
QoS执行单元104执行对应于所提取的QoS参数的QoS策略。 将更详细地描述QoS提供系统100的部件。
图2示出存储在服务等级表存储单元101中的服务等级表的实 例。如图2中所示,根据本发明示例性实施例的服务等级表存储单 元101可以将多个移动互联网服务分类为包括主动授予服务 (UGS)、实时轮询服务(Rt-PS)、扩展实时轮询服务(Ert-PS)、 非实时轮询服务(Nrt-PS)、以及尽力而为(BE)服务的5种服务, 并存储包括对应于这些服务的业务最小传输速率、最大等待时间、 抖动、以及最大持续速率中的至少一个。
对于图2的服务等级表,如果请求需要100kbps传输速率的服 务(例如,广播服务中的电影A),则根据本发明的QoS控制装置 的服务识别单元102可以将所请求的服务分类为Rt-PS或Ert-PS, 创建相应的服务流(例如,传送电影A的IP包流),并分配无线信 道。
图3是示出根据本发明示例性实施例的QoS提供系统的QoS 执行单元104的框图。当通过对于支持所请求的移动互联网服务所 需的QoS参数确定了QoS策略时,QoS执行单元104以适当的形 式并在适当的时间处将通过移动互联网网络来传输从PSS或服务 提供商接收的互联网协议(IP)包。
参考图3,QoS执行单元104可以包括:IP包判断单元301, 用于判定服务流属于从PSS或服务提供商接收的哪个IP包303的 服务流;以及IP包调度程序302,用于根据判断来确定所接收的IP 包303的传输优先级。根据所确定的优先级将IP包304发回至服务 提供商或PSS。
根据本发明的另一示例性实施例,IP包调度程序302可以将多 个移动互联网服务分类为具有不同优先级的多个优先级组,并对具 有相同优先级的组中的服务应用相同的调度方案。
例如,当对应于所接收的IP包303的移动互联网服务是用于 控制与PSS的信息通信的MAC管理消息(MNG)的服务时,IP 包调度程序302可以使用最快的方案来执行调度使得所接收的IP 包比任何其他业务数据更早地被传输和接收。
当移动互联网服务是尽力而为服务时,IP包调度程序302可以 通过将最低的优先级分配给所接收的IP包以及在对应于BE服务的 IP包之间应用比例公平队列(PFQ)方案来执行调度。
最终,当接收了对应于除MNG服务和BE服务之外的服务(例 如,UGS、Rt-PS、Nrt-PS、以及Ert-PS)的IP包时,IP包调度程 序可以将比MNG更低且比BE更高的优先级分配给所接收的IP包, 并对具有相同优先级的包应用加权公平队列(WFQ)方案。
WFQ方案将恒定的权分配给多个QoS参数以确定优先级。由 根据本示例性实施例的WFQ方案所确定的IP包传输优先级可以由 以下等式来确定:
[等式1]
P=W1*TRmin+W2*Lmax+W3*1/J+W4*SRmax+W5*AG+W6*QDF
此处,P表示IP包传输的相对优先级,TRmin表示最小传输速 率,Lmax表示最大等待时间,J表示抖动,SRmax表示最大持续速率, AG表示老化因子,QDF表示队列长度因子,以及W1、W2、W3、 W4、W5、以及W5分别表示最小传输速率、最大等待时间、抖动、 最大持续速率、老化因子、以及队列长度因子的权重。
在本示例性实施例中,通过根据移动互联网服务的分类来选择 性地应用不同的IP包调度方案,根据本发明的QoS提供系统可以 灵活地处理并发服务请求。
在本发明的另一示例性实施例中,仅当由PSS所请求的服务不 是尽力而为(BE)服务时,QoS执行单元104可以执行QoS。即, QoS执行单元104可以正如在传统技术中一样对不需要QoS的服务 (例如,消息数据传输服务、超文本标记语言(HTML)传输服务 等)应用BE调度,使得由传统互联网网络提供商支持服务而没有 由QoS的实现而产生额外的负荷。另外,对于尽力而为服务,QoS 执行单元将它作为不依赖于所请求的服务数目的组来处理。再者, 因为根据本发明的QoS提供系统需要在执行QoS策略之前接收到 对于移动互联网服务的请求,所以它必须在执行QoS策略之前将所 请求的服务作为BE服务来处理。因此,需要基本上提供BE服务 并仅对其他服务应用单独的QoS程序。
在根据本发明的另一示例性实施例的QoS提供系统中,QoS 执行单元通过参考存储在服务等级表中的QoS参数来确定从PSS 接收的IP包的业务,并可以包括用于根据判断来标记或重新标记 IP包的QoS字段的标记符。在这种情况下,可以参考在中继IP包 的另一QoS提供系统中所标记的IP包的QoS字段来执行QoS。
可以将根据本发明的QoS提供系统布置在移动互联网网络的 无线接入站(RAS)或访问控制路由器(ACR)中。
图4是根据本发明的移动互联网QoS提供系统的框图。参考图 4,QoS提供系统可以包括:网元管理系统(EMS)405,用于创建 为多个移动互联网服务中的每个存储至少一个QoS参数值的服务 等级表;质量管理器(QM)404,用于为从PSS 401接收的移动互 联网服务产生表示对于支持所请求的服务所需的业务资源的QoS 参数;ACR 403,用于将存储在服务等级表中的QoS参数和由质量 管理器产生的QoS参数进行比较以识别所请求的移动互联网服务 的等级;以及RAS 402,用于经由为所识别的移动互联网服务所分 配的无线信道与PSS传输IP包。
如前所述,可以将根据本发明的QoS提供系统布置在系统的 RAS 402或ACR 403中。通过将QoS提供系统布置在RAS 402或 ACR 403中,可以通过移动互联网网络有效地执行QoS管理。
图4示出为无线互联网网络410和有线互联网网络420的结合 的移动互联网网络。图4中示出的无线互联网网络410可以通过(例 如)基于正交频分多址接入(OFDMA)方案的WiBro或WiMAX 系统来实现。再者,在有线终端408和软交换机407之间的有线互 联网网络可以是(例如)公用交换电话网(PSTN)。
图4中示出的软交换机407通过连接在有线互联网网络420和 IP网络之间来用于中继有线终端408的互联网接入。当PSS 401请 求移动互联网服务时,软交换机接收此请求并将其发送至应用程序 功能(AF)406。一旦接收到该服务请求,AF就向该AF属于的网 络中的QM以及向其他网络发送请求。
QM可以提取满足所请求的服务的QoS参数并根据诸如公共开 放策略服务(COPS)或Diameter的标准协议将它们发送至ACR。 通过使用COPS(其是支持如上所述的QoS的国际标准方案),根 据本发明的QoS提供系统可以容易地与其他系统互相配合并以最 小负荷被修改
图5示出根据本示例性实施例的QoS提供系统的实例,其中包 括服务请求的呼叫由COPS标准协议处理。
将当前支持的移动互联网服务显示在PSS的屏幕上。如果用户 选择并请求服务,则该请求经由RAS、ACR、以及交换机被发送至 AF。AF向WiMAX网络中的QM以及向另一网络请求所选择的服 务。QM分析所请求的服务以提取必要的QoS参数,使用COPS协 议将QoS参数发送至ACR,并同时请求获得无线资源。
ACR 403根据所请求的事件确定用于识别服务流和IP包分类 规则的服务流标识符(SFID),然后将它们发送至RAS 402。RAS 402 通过与PSS(即,PSS 401)通信获得无线资源,然后将应答发送至 ACR。ACR 403将此应答发送至QM 404。作为参考,RAS 402可 以将SFID从ACR 403映射到对应实际无线资源的连接标识符 (CID)以获得无线资源。
依次,QM发送应答至AF 406。AF 406向提供服务的相应网 络请求相同的服务并接收应答。如果两个应答都成功,则发起所请 求的服务。
根据本发明的另一示例性实施例,典型的区分服务代码点 (DSCP)(其在有线网络中通常可以不作进一步修改而被使用)用 于控制信号和QoS参数的传输或标记/重新标记QoS字段,这使得 在不作修改的情况下能够容易地对现有系统应用本发明。
现在参考图6至图8以实例的方式来描述用于执行根据本发明 的QoS管理的QM 404、ACR 403、以及RAS 405。
图6是示出在根据本发明的QoS提供系统中的QM 404的框 图。QM 404用于为所请求的移动互联网服务确定QoS策略并将其 提供给QoS执行装置。
参考图6,QM可以包括:ACR接口601,用于使用标准协议 与ACR 403进行通信;以及AF接口603,用于与AF交换服务请 求和服务应答消息;以及策略管理单元602,用于响应于所接收的 对移动互联网服务的请求,确定满足服务的QoS参数。
图7是示出根据本发明的QoS提供系统中的ACR 403的框图。 ACR 403用于根据从QM 404接收的QoS策略来创建服务流,并为 每个已创建的服务流执行QoS策略。ACR 403将从QM接收的QoS 参数和从QoS参数确定的IP包分类规则发送至RAS 402(其执行 低等级的QoS)。
参考图7,ACR可以包括QoS控制器701,用于当发起需要 QoS的呼叫时通过与QM进行通信来确认用于满足所请求的移动互 联网服务的QoS参数,并通过参考服务等级表来识别相应的服务类 型。QoS控制器可以根据所识别的服务类型创建服务流(其为移动 互联网服务的事例)、管理服务流,并将其发送至RAS,从而为每 个服务流执行QoS管理。
ACR 403可以包括:分类器703,用于对接收到的IP包进行分 类并响应于来自QoS控制器701的命令来指定处理方案;调度程序 702,用于根据来自QoS控制器701的命令和来自分类器703的分 类结果对接收到的IP包确定传输优先级;以及标记器704,用于根 据来自分类器703的分类结果和设置命令来标记或重新标记接收到 的IP包的QoS字段。
根据标准协议,ACR 403经由QM接口707从QM 404接收 QoS参数,并经由RAS接口706将它们发送至RAS 402。ACR 403 包括交换机/路由器705,其是用于发送和接收IP包的硬件装置。
图8是示出在根据本发明的QoS提供系统中的RAS 402的框 图。RAS是根据来自QM 404的QoS参数和来自ACR 403的分类 规则来执行与PSS的用于服务提供的基本IP包交换的系统。
参考图8,RAS 402可以包括QoS控制器801、分类器802、 调度程序803、映射器804、标记器805、ACR接口806、以及交换 机807。
RAS 402的分类器802、调度程序803、标记器805、以及交换 机807具有与ACR 403的分类器702、调度程序703、标记器704、 以及交换机/路由器705相同的或相应的功能,所以将省略对其的详 细描述。RAS 402的QoS控制器801用于识别由ACR 403确定的 服务类型并向低等级的部件发送用于管理相应的服务流的命令。
RAS 402的映射器804将由ACR 403创建的服务流映射到实际 的无线信道资源。即,映射器804识别对应于输入IP包的服务流并 向该服务流分配无线信道资源以提供相应的服务。例如,映射器804 可以将对应于实际无线资源的连接标识符(CID)分配给对应于服 务流的服务流标识符(SFID)。即,RAS 402可以通过将所接收的 IP包的SFID适当地映射到CID来分配无线资源。
RAS 402可以进一步包括用于与ACR 403进行通信的ACR接 口806,并且RAS 402可以包括用于与PSS进行通信的RF发射和 接收模。可以使用根据OFDMA方案的WiBro/WiMAX标准的协 议来执行RAS 402和PSS 401之间的通信。
在根据本发明的另一示例性实施例的QoS提供系统中,ACR 403使用QoS参数和服务等级表来产生服务流标识符(SFID),并 发送该服务流标识符和至少一个QoS参数。在接收到SFID和QoS 参数之后,RAS 402可以根据SFID分配连接标识符(CID),并通 过考虑至少一个QoS参数为除尽力而为(BE)服务之外的服务流 的每个SFID提供QoS。
在这种情况下,通过反映符合由ACR 403创建并发送至RAS 402的IP包分类规则的包分类结果来进行CID分配。
图9是示出根据本发明的移动互联网服务的QoS管理方法的流 程图。参考图9,根据本发明的QoS管理可以包括:为移动互联网 服务创建存储QoS参数的服务等级表的步骤(S901)、响应于从PSS 接收到的对移动互联网服务请求产生表示为提供服务所需的业务 资源量的QoS参数(S902)、将存储在服务等级表值中的QoS参数 与在步骤S902中产生的QoS参数进行比较以识别所请求的移动互 联网服务的等级的步骤、根据所识别的服务等级类型为QoS管理创 建为服务事例的服务流的步骤(S904)、以及按照每个已创建的服 务流为所请求的移动互联网服务执行QoS的步骤(S905)。
在步骤S901中创建的服务等级表可以包括每个服务的诸如业 务最小传输速率、最大等待时间、抖动、最大持续速率等中的至少 一个QoS参数。可以通过与步骤S901的装置分开的装置来执行步 骤S902。在步骤S902中产生的QoS参数可以与在步骤S901中产 生的QoS参数相同或被包括在其中。
可以通过一个装置来执行步骤S903和S904。根据已建立的 QoS策略来执行QoS的步骤S905可以包括通过标记/重新标记输入 IP包的QoS字段或确定输入IP包的传输优先级来进行调度的步骤。 特别地,通过将输入IP包分类为多个相应的组并对每个组应用单独 的调度方案来实现调度。此外,可以只对除基本尽力而为服务之外 的移动互联网服务应用调度。
可以通过一个装置或通过直接执行QoS的几个装置来执行根 据本发明的示例性实施例的移动互联网服务的QoS管理方法。当由 几个装置执行时,该方法可以包括由ACR 403将由EMS 405所创 建的服务等级表的QoS参数与由QM 404所创建的QoS参数进行 比较以识别所请求的服务的等级并创建相应的服务流的步骤、以及 由ACR 403和RAS 402为每个服务流的IP包执行QoS的步骤。即, 以分布的方式,通过EMS 405执行步骤S901、通过QM 404执行 步骤S902、通过ACR 403执行步骤S903和S904、以及通过ACR 403 和RAS 402执行步骤S905。
通过根据本发明的另一示例性实施例的QoS服务提供方法,可 以由PSS直接执行确定服务等级。PSS执行具体的应用程序,并当 由已执行的应用程序所请求的移动互联网服务需要QoS时确定所 请求的QoS服务的等级。
PSS根据QoS服务等级是否是尽力而为服务来确定是否向应用 程序功能请求QoS服务。例如,当所请求的服务的QoS服务等级 是尽力而为时,PSS不经由AF请求提供该服务。当QoS服务等级 不是尽力而为时,PSS请求AF提供服务从而执行QoS提供的适当 的步骤。
如上述,QoS服务等级可以是BE、UGS、Rt-PS、Ert-PS、以 及Nrt-PS之一。
图10示出整个系统中QoS提供方法的过程。参考图10,根据 是否请求QoS以不同方式来对由PSS 401执行的服务应用程序进行 分类和处理。需要QoS的应用程序1001和1002经由应用程序功能 (AF)406被分别连接到应用程序服务器1005和1006。为此,将 服务请求发送至应用程序传输单元。
另一方面,不需要QoS的应用程序1003和1004连接到应用程 序服务器1007和1008,其将直接经由IP网络而不经由AF406来 提供该服务。
关于由PSS 401所执行的服务应用程序是否需要QoS的决定是 基于该服务应用程序是否是尽力而为(BE)服务的。即,如果对应 于所执行的应用程序的移动互联网服务不是尽力而为服务时,将该 服务请求经由AF 406发送至应用程序服务器。反之移动互联网服 务是尽力而为服务,则将该服务请求直接经由IP网络而不经由AF 406发送至应用程序服务器。
根据本示例性实施例,由PSS 401直接执行关于是否将对移动 互联网服务的请求发送至AF 406的确定。将QoS选择性地应用于 除尽力而为服务之外的服务并不对尽力而为服务执行QoS,使得其 最小化由于QoS提供所导致的系统开销并有效地提供QoS。
作为参考,在本文中所使用的“便携式用户站(PSS)”指手持 无线通信装置,包括具有无线通信功能的装置(诸如正交频分复用 (OFDM)或正交频分多址接入(OFDMA)通信终端),或诸如个 人数字助理(PDA)、手持PC、笔记本电脑、膝上型电脑、WiBro 终端、MP3播放器、MD播放器等的移动终端。PSS可以包括诸如 OFDMA模块、蓝牙模块、红外线数字信号连接、有线/无线LAN 卡的通信模块,或具有使用全球定位系统(GPS)允许定位追踪的 GPS芯片的无线通信装置。PSS共同地指能够使用具有多媒体回放 功能的微处理器来执行计算操作的终端。
用于根据本发明的移动互联网服务的QoS管理方法可以作为 计算机程序被实现并被记录在计算机可读介质上。计算机可读介质 可以包括程序命令、数据文件、数据结构或它们的组合。可以为本 发明特定地设计和构造记录在介质上的程序命令或其对于计算机 编程领域的那些技术人员来说是可获得的。计算机可读记录介质的 实例包括磁介质(诸如硬盘软盘、以及磁带);光学介质(诸如 CD-ROM和DVD);磁光介质(诸如光盘);ROM;RAM;以及闪 存。该介质可以是传输编程命令、数据结构等的传输介质,诸如传 输程序命令、数据结构等的光纤线路或金属线路、波导、或载波。 程序命令可以以(例如)使用解释器能由计算机执行的高级语言代 码、以及由编译器所产生的机器语言代码编写。在本文中所描述的 硬件可以作为一个或多个软件模块来体现以实现本发明。
虽然已经参考本发明的某些示例性实施例示出并描述了本发 明,但本领域的技术人员应当理解,在不背离由所附权利要求限定 的本发明的精神和范围的情况下,可以对其作出形式和细节上的不 同改变。
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