世界微波接入互操作系统中实现带宽申请的方法
专利汇可以提供世界微波接入互操作系统中实现带宽申请的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种WiMAX系统中实现带宽 申请 的方法，其关键是，用户站SS每次只发送一个带宽 请求 报文，因此最大限度地降低了带宽申请报文所占用的开销；提高了SS的数据传输速率和空口资源的利用率。同时，由于BS解析带宽请求报文后，需要寄存申请的带宽大小，而带宽请求报文数量的减少，降低了BS的实现的复杂性。再有，由于SS在重分配带宽的时候，需要考虑为带宽请求报文预留带宽，而带宽请求报文数量的减少，降低了SS的调度的复杂性。并且，为了更好的辅助BS和SS的调度以及资源指配，本发明还提供了两种较佳地实现方式以更好地保证实时业务的需求。本发明实现简单，对 现有技术 改动较小，但效果非常明显。，下面是世界微波接入互操作系统中实现带宽申请的方法专利的具体信息内容。
1、一种WIMAX系统中实现带宽申请的方法，其特征在于，该方法包括以 下步骤：
a、SS计算每个连接所需要的带宽资源，并将各个连接所需的带宽资源相 加，获取当前SS所需要的总带宽资源；
b、利用步骤a所述总带宽资源构建带宽请求报文，之后，向BS发送该宽 资源请求报文。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在，或以捎带方式存在；
当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，发起带宽资源请求的SS 以总量的方式申请带宽资源，或以增量的方式申请带宽资源；
当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，发起带宽资源请求的SS以增量的 方式申请带宽资源。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述带宽请求报文以带宽 请求头的方式存在时，所述带宽请求头中进一步包括标识当前带宽请求报文的 优先级信息；当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，所述带宽请求子头中进 一步包括标识当前带宽请求报文的优先级信息；
在所述带宽请求报文的优先级信息为最高优先级别时，步骤a所述每个连 接为所有实时业务的连接，所述当前SS所需要的总带宽资源为当前SS所需要 的实时业务的总带宽资源；
在所述带宽请求报文的优先级信息为最低优先级别时，步骤a所述每个连 接为所有非实时业务的连接，所述当前SS所需要的总带宽资源为当前SS所需 要的非实时业务的总带宽资源；
在所述带宽请求报文的优先级信息为最高与最低优先级之间的优先级别 时，步骤a所述每个连接为所有实时业务和非实时业务的连接，所述当前SS 所需要的总带宽资源为当前SS所需要实时业务和非实时业务的总带宽资源。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述带宽请求头中的优先级 信息由其TYPE域内的两比特保留位承载；所述带宽请求子头中的优先级信息， 由带宽请求子头中新增加字节内的两比特承载。
5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实时业务为实时轮询业 务rtPS，所述非实时业务为非实时轮询业务nrtPS和尽力而为业务BE。
6、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，所述带宽请求报文中进一 步包括：指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的值；该值为总量值 或增量值；
当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，所述带宽申请子头中进一步包括 指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的增量值。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述带宽请求头中指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的值 由带宽请求头中新增加的字段承载；
所述捎带方式中指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的增量 值由带宽请求子头中新增加的两字节承载。
8、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述带宽请求报文中包 含连接标识信息，
所述连接标识信息是基本连接标识Basic CID，或任何业务连接的连接标识 CID。
技术领域
本发明涉及WIMAX技术领域，特别是指一种在世界微波接入互操作 (WIMAX)系统中实现带宽申请的方法。
背景技术
表1
WIMAX为世界微波接入互操作性行业组织，旨在提升IEEE 802.16协 议族空口协议在全球的推广和应用。通常情况下，将应用802.16协议族规 定的技术实现无线宽带接入的系统称为WIMAX系统。
图1所示为符合IEEE802.16协议族的点对多点(PMP)系统示意图。 在PMP系统中，一个基站(BS)可以带多个用户站(SS)。从BS到SS 的方向为下行，从SS到BS的方向为上行。每个SS被BS分配一个唯一的 基本连接标识符(Basic CID)，每个SS都能够支持四种业务类型并存。每 种业务类型可以有多个业务连接同时存在，且每个业务连接对应一个连接标 识符(CID)。
图2所示为SS的业务类型及其CID之间的关系示意图。SS被BS分配 一个Basic CID。假设该SS当前存在三种类型的业务。每种业务类型有两个 业务连接，每个连接对应一个CID，共6个连接。其中，rtPS业务类型有2 个连接：CID1、CID2；nrtPS业务类型有2连接：CID3、CID4；BE业务类 型有2个连接：CID5、CID6。也就是说，每个连接均有一个CID。
除了具有恒定速率特性的实时UGS业务，其他业务连接若要享有上行 带宽，都要经历基于连接的带宽请求/BS分配带宽的过程，即对于rtPS、nrtPS 和BE业务连接，如果某个连接需要向上行方向发送数据报文，需要提前向 BS提出带宽申请。
现有的WIMAX系统中实现带宽申请的方法是：SS计算每个业务连接 所需要的带宽资源，并分别为每个业务连接组建带宽请求报文，该报文中包 含连接的标识信息以及所需带宽的大小，其以字节表示。也就是说，现有的 带宽申请是基于每个业务连接的，多个业务连接如果都需要带宽，则SS可 以针对每个连接同时向BS分别发送带宽请求报文。
例如，当图2所示6个连接都需要发送上行数据报文时，其必须都要首 先获得上行带宽资源，之后才能发送这些数据报文。为此，SS将分别为每 个业务连接组建带宽请求报文，并分别发送给BS以提出带宽申请，即SS 将同时发送6个带宽请求报文，以为不同的连接申请带宽资源。
SS所发送的带宽请求报文可以有两种形式：
一种是带宽请求头的方式，带宽请求头长通常为6字节，其格式参见表 2，表2所示为现有的带宽请求头格式。 头类型 (HeaderTyqe) HT＝1(1) 加密指示 EC＝0(1) 类型域 Tyqe(3) 请求的带宽资源最高有效位 BR MSB(11) 请求的带宽资源最低有效位 BR LSB(8) 连接标识最高有效位 CID MSB(8) 连接标识最低有效位 CID LSB(8) 校验位 HCS(8)
表2
其中，表2各项括号内数字表示该项所占用的比特(Bit)数。应用这 种方式时，可以是增量的带宽申请，也可以是总量的带宽申请。具体是哪种 申请由Type内的1Bit来表示，例如，可设置Type内第0位为0时，表示 增量申请，第0位为1时表示总量申请。
另一种是捎带(Piggyback)的方式，即在某个业务连接的数据报文中附加 带宽请求子头，该子头通常长度为2字节，其内容是表明需要增加的带宽资源 的大小。捎带的带宽申请方式必须是增量的带宽申请。
上述增量的带宽申请指的是在上次带宽申请大小的基础上增加的部分。
当BS接收到SS的带宽请求报文并解析后，要寄存该报文中请求的带 宽资源大小，再根据接收到的每个带宽请求报文分别计算每个请求所需的空 口资源，之后针对某个SS计算出其当前所需的总资源，然后再根据当前空 口资源情况，为该SS分配带宽资源，并通过信令UL_MAP消息告诉SS， 即指定该SS的上行burst的大小。在BS给SS分配带宽资源的信息中并不 指明具体每个业务连接享有的带宽资源。
SS在下行方向收到并解析UL_MAP消息，提取BS分配的带宽资源信 息。由于BS授权带宽的策略是基于整个SS的，此时，SS将按照预设的算 法将BS授权的带宽分配给具体的某个业务连接。并且，SS在做上述操作的 同时，要考虑为带宽请求报文预留资源。
现有的带宽申请的实现方式存在以下缺点：
1、由于每个SS的每个非UGS连接需要发送上行报文时，都必须分别 向BS发送带宽请求报文。这样，在SS的上行Burst里，必然出现大量的带 宽请求报文。这些大量的、基于每个连接CID的带宽请求报文占用了十分 宝贵的空口资源，降低了实际的业务传输的数据速率。
例如，如果一个SS有16个业务连接都需要带宽，且以6字节长的带宽 请求头方式进行带宽申请。假设802.16的无线帧长为2.5ms，则在这一帧内 该SS的带宽申请报文的开销是16×6×8bits＝768bits。若以速率来衡量，见 下面的公式：
如此大的开销，占用了宝贵的空口的带宽资源，降低了SS的数据传输 速率。而在SS拥有连接数比较多的情况下，开销会更大。
2、从上述BS分配的过程中可知，SS将基于每个连接的带宽请求报文 发送给BS以后，BS在指配上行带宽资源时，还是按照SS来指配的，而此 时SS并不知道BS给其中某个连接到底分配了多少带宽，因为BS按照SS 来指配带宽资源的时候，是统一指配的。SS根据BS指配的带宽会再次在各 个连接之间进行再分配。因此从这个层面上理解，这种基于业务连接的带宽 请求和基于SS的带宽指配过程本身没有任何意义，只会占用大量空口资源， 并增加调度复杂性。
发明内容
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种WIMAX系统中实现带宽申请的方法，该方法包括以下步骤：
a、SS计算每个连接所需要的带宽资源，并将各个连接所需的带宽资源 相加，获取当前SS所需要的总带宽资源；
b、利用步骤a所述总带宽资源构建带宽请求报文，之后，向BS发送 该宽资源请求报文。
较佳地，所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在，或以捎带方式存 在；
当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，发起带宽资源请求的 SS以总量的方式申请带宽资源，或以增量的方式申请带宽资源；
当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，发起带宽资源请求的SS以增 量的方式申请带宽资源。
较佳地，当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，所述带宽请 求头中进一步包括标识当前带宽请求报文的优先级信息；当所述带宽请求报 文以捎带方式存在时，所述带宽请求子头中进一步包括标识当前带宽请求报 文的优先级信息；
在所述带宽请求报文的优先级信息为最高优先级别时，步骤a所述每个 连接为所有实时业务的连接，所述当前SS所需要的总带宽资源为当前SS 所需要的实时业务的总带宽资源；
在所述带宽请求报文的优先级信息为最低优先级别时，步骤a所述每个 连接为所有非实时业务的连接，所述当前SS所需要的总带宽资源为当前SS 所需要的非实时业务的总带宽资源；
在所述带宽请求报文的优先级信息为最高与最低优先级之间的优先级 别时，步骤a所述每个连接为所有实时业务和非实时业务的连接，所述当前 SS所需要的总带宽资源为当前SS所需要实时业务和非实时业务的总带宽资 源。
较佳地，所述带宽请求头中的优先级信息由其TYPE域内的两比特保留 位承载；所述带宽请求子头中的优先级信息，由带宽请求子头中新增加字节 内的两比特承载。
较佳地，所述实时业务为实时轮询业务rtPS，所述非实时业务为非实时 轮询业务nrtPS和尽力而为业务BE。
较佳地，当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，所述带宽请 求报文中进一步包括：指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的 值，该值为总量值或增量值；；
当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，所述带宽申请子头中进一步包 括指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的增量值。
较佳地，所述带宽请求头中指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资 源总和的值由带宽请求头中新增加的字段承载；
所述捎带方式中指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的增 量值由带宽请求子头中新增加的两字节承载。
较佳地，所述带宽请求报文中包含连接标识信息，
所述连接标识信息是SS的基本连接标识Basic CID，或任何业务连接的 连接标识CID。
应用本发明，每个SS每次只发送一个带宽请求报文，因此最大限度地 降低了带宽申请报文所占用的开销；提高了SS的数据传输速率和空口资源 的利用率。
同时，由于BS解析带宽请求报文后，需要寄存申请的带宽大小，而带 宽请求报文数量的减少，降低了BS的实现的复杂性。再有，由于SS在重 分配带宽的时候，需要考虑为带宽请求报文预留带宽，而带宽请求报文数量 的减少，降低了SS的调度的复杂性。
并且，为了更好的辅助BS和SS的调度以及资源指配，本发明还提供 了两种较佳地实现方式以更好地保证实时业务的需求。
本发明实现简单，对现有技术改动较小，但效果非常明显。例如，如果 SS每帧都要提出带宽申请，不论该SS有多少个连接，其带宽申请所占的开 销都很小，以2.5ms的帧长为例，见下面的公式：
可见，与现有技术相比，在SS所申请的总带宽资源不变的情况下，应 用本发明的方法可大大节约空口带宽资源。
附图说明
图1所示为符合IEEE802.16协议族的点对多点(PMP)系统示意图；
图2所示为SS的业务类型及其CID之间的关系示意图；
图3所示为应用本发明的在WIMAX系统中申请带宽资源的实现流程图。
具体实施方式
本发明的思路是：最大限度地减少SS向BS发送带宽请求报文的数量， 从而降低带宽申请报文所占用的空口资源，提高空口资源的利用率。
图3所示为应用本发明的在WIMAX系统中申请带宽资源的实现流程图。
步骤301、SS计算每个连接所需要的带宽资源，具体的计算方式与现有 技术相同。
步骤302、将各个连接所需的带宽资源相加，获取当前SS所需要的总 带宽资源；
步骤303、利用步骤302所述总带宽资源构建带宽请求报文，之后，向 BS发送该宽资源请求报文，具体构建带宽请求报文的方式与现有技术相同。
至此，实现了带宽资源的申请。当BS接收到带宽请求报文后，根据该 报文中包含的总带宽资源，为该SS分配带宽资源。虽然BS的具体分配方 式与现有技术相同，但BS只需针对一个请求报文进行处理，降低了BS实 现的复杂度。
应用本发明，最大限度地减少了SS向BS发送带宽请求报文的数量， 从而降低了带宽申请报文所占用的空口资源。
上述SS所构建的带宽请求报文可以以带宽请求头的方式存在，也可以 以捎带方式存在。无论是带宽请求头的方式还是捎带方式，其格式均与现有 的格式完全相同。所述带宽请求报文中包含连接标识信息，该连接标识信息 可以是SS的基本连接标识Basic CID，也可以是任何业务连接的连接标识 CID。
当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，可以是增量的带宽申 请，也可以是总量的带宽申请，当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，只 能是总量的带宽申请。
为了更好的辅助BS和SS的调度以及资源指配，以更好地保证实时业 务的需求，在SS每次只发送一个带宽请求报文的基础上，本发明还提供了 以下两个较佳实施方式。
方式一：设置带宽请求报文的优先级信息，令最高优先级的带宽请求报 文只请求所有实时业务连接，如rtPS业务，所需的总资源，令最低优先级 的带宽请求报文只请求所有非实时业务连接，如nrtPS和BE业务，所需的 总资源，从而保证实时业务的需求。
当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，所述带宽请求头中可 以进一步包括标识当前请求的优先级信息；该优先级信息由带宽请求头中的 TYPE域内的两比特承载；当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，在带宽 请求子头中进一步包括优先级信息，该优先级信息由带宽请求子头中新增加字 节内的两比特承载。
如果当前带宽请求报文中的优先级信息为最高优先级别时，步骤301中 所述每个连接为所有实时业务的连接，步骤302所述当前SS所需要的总带 宽资源为当前SS所需要的实时业务的总带宽资源；上述实时业务是指rtPS。
如果当前带宽请求报文中的优先级信息为最低优先级别时，步骤301所 述每个连接为所有非实时业务的连接，步骤302所述当前SS所需要的总带 宽资源为当前SS所需要的非实时业务的总带宽资源；上述非实时业务是指 nrtPS和BE业务。
如果当前带宽请求报文中的优先级信息为最高与最低优先级之间的优 先级别时，步骤301所述每个连接为所有实时业务和非实时业务的连接，所 述当前SS所需要的总带宽资源为当前SS所需要实时业务和非实时业务的 总带宽资源，即为rtPS、nrtPS和BE业务所需带宽资源的总和。
例如：设置用于表示优先级信息的2bit的值，其中，00为等级0；表示 最高优先级别；11为等级3；表示最低优先级别；01为等级1，10为等级2； 等级1和等级2的优先级界于等级0和等级3之间。
此时，BS接收到带宽请求报文后，首先判断当前请求报文内是否有优 先级信息，如果没有，则按常规流程进行处理，如果有，则根据该请求报文 中的优先级别信息以及当前可分配的带宽资源，决定是否完全满足SS所需 的带宽资源。仍以上述设置为例，如果请求报文中的优先级别信息为00， 即为等级0，则在空口带宽资源允许的情况下，BS一定满足SS申请的带宽 资源，因为SS当前是在为实时业务申请带宽资源；如果请求报文中的优先 级别信息为11，即为等级3，则在空口带宽资源允许的情况下，BS可以根 据当前状况全部满足或部分满足SS申请的带宽资源，因为SS当前是在为 非实时业务申请带宽资源；如果请求报文中的优先级别信息为等级1或2， 则在空口带宽资源允许的情况下，BS的处理介于等级0与等级3之间。
方式二：设置指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的值， 该值用于表示所有业务连接中的实时业务连接，如rtPS业务，所需的总资源， 这样，在BS无法保证为SS申请的所有总资源时，尽量保证SS所申请的最 小带宽资源需求，以保证实时业务的需求。
当所述带宽请求报文以带宽请求头的方式存在时，所述带宽请求报文中 进一步包括：指示所有业务连接中的实时连接所需带宽资源总和的值；该值 可以是总量值也可以是增量值，由带宽请求头中新增加的字段承载，即由新 增加的两字节承载。此时，带宽请求头的形式参见表3，表3所示为采用实 施方式二时带宽请求头格式。 头类型 HT＝1(1) EC＝0(1) 类型域 Tyqe(3) 请求的最小带宽资源最高有效位 MinBwReqSize MSB(11) 请求的最小带宽资源 最低有效位 MinBwReqSize LSB(5) 请求的总带宽资源最高有效位 MaxBwReqSize MSB(11) 请求的总带宽资源 最低有效位 MaxBwReqSize LSB(8) 连接标识 最高有效位 CID MSB(8) 连接标识 最低有效位 CID LSB(8) 校验位 HCS(8)
表3
表3各项括号内数字表示该项所占用的比特(Bit)数。其中，请求的 最小带宽资源(MinBwReqSize)字段即表示所有业务连接中的实时连接所需 带宽资源总和的值。
当所述带宽请求报文以捎带方式存在时，所述带宽申请子头中进一步包 括指示所有业务连接中实时连接所需带宽资源总和的增量值，该增量值由带 宽申请子头中新增加的两字节承载。
此时，BS接收到带宽请求报文后，首先判断当前请求报文内是否有最 小带宽资源需求总和，如果没有，则按常规流程进行处理，如果有，则BS 根据当前可分配的带宽资源判断出当前不能为发起请求的SS分配满足其所 需的总带宽资源时，进一步判断当前是否能够满足发起请求的SS所需的最 小带宽资源需求总和，如果是，则给该发起请求的SS分配满足其最小带宽 资源需求总和的带宽资源，否则，再按常规流程进行处理。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本 发明的保护范围之内。
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