提供一個分離的服務質量架構用于通信的系統和方法技術方案

本發明專利技術提供一個分離的服務質量（ＱｏＳ）架構用于通信的系統和方法。實施例執行一個分離的數據包調度功能和數據包映射功能的ＱｏＳ技術，以提供滿足期望的ＱｏＳ參數的通信。因此，實施例提供一個ＱｏＳ架構，其中一個數據包調度器被用來確定數據包傳輸優先級，其中一個數據映射器被用來分配傳輸幀空間給數據包，其中數據包調度和數據映射算法是分離的或獨立的。一個協議數據單元（ＰＤＵ）池被用來緩沖分離的數據包調度器和數據映射器之間的數據包以便于其組合的操作，從而能夠提供期望的ＱｏＳ輸出。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術通常涉及通信技術，特別涉及提供一個分離的服務質量架構用于通信。
技術介紹
各種通信設施的使用，無論是有線的、無線的、光纖的等等，近些年來都已取得極大增長，達到無所不在的程度。例如，無線電話設施，諸如高級移動電話系統(AMPS)、個人通 信服務(PCS)系統、全球移動通訊(GSM)系統等，都已被廣泛采用，并用于提供無線語音通 信已經多年。由無線局域網(WLAN)系統(如根據IEEE802. 11協議標準運行的WiFi接入 點)、無線城域網(WMAN)系統(如根據IEEE802. 16協議標準運行的WiMAX基站)、和無線 電話系統(如第二代(2G)和第三代(3G)無線網絡)提供的無線數據通信設施，最近被采 用并用來提供無線數據通信。使用前述設施可以將無線通信提供給多種不同的終端設備結 構。例如，手機、個人數字助理(PDA)、個人電腦(PC)、因特網設備、多媒體設備等等，各自都 可以使用上述一種或多種無線通信設施進行信息交流，如語音、視頻、數據等等。不同的通信會話、設備、應用等會有其不同的通信要求。例如，語音和視頻通信通 常不能容忍延遲和抖動。即在復制的聲音和流圖象質量里，通常很容易察覺到與聲音和流 圖象有關的復制反常，如部分信息在傳輸時出現相當大的延遲或信息以能夠覺察到的不同 延遲量到來。同樣，因為丟失信息包和請求重新傳輸，經常會導致數據通信比較費時。因此， 各種參數都會影響感知服務質量，取決于將進行的具體通信會話、使用設備的具體型號、具 體應用等等。為了方便通過網絡設施提供期望等級的通信服務，提出了“服務質量”這個概念。 通常和通信設施有關的服務質量(QoS)，是指提供不同優先權給不同應用、用戶、或通信會 話(如數據流)的能力，或保證給一個通信會話的某個性能等級的能力。例如，對一個具 體等級的服務質量，可以保證比特率、延遲、抖動、丟包率、和/或誤碼率在一個預定臨界值 (threshold)上。如果網絡容量不足以接納發給該網絡的所有請求時，對于一個應用、用戶、 或通信會話來說，這個服務質量就變得很重要。例如，當網絡請求超出容量、并且QoS技術 又沒有實施時，實時流媒體應用(如VoIP網絡電話、在線游戲、和IPTV網絡電視)的用戶 就無法忍受，因為這些通信會話通常要求固定的誤碼率，而且對延遲很敏感。因此，各種網絡通信標準都采用執行QoS技術。一個支持QoS的網絡協議可以為具 體應用、用戶、通信會話等規定最小和/或最大流量參數(traffic parameter)，并在網絡 節點上預留容量給其網絡流量。例如，在一個會話建立階段，可以設立這個QoS流量參數。 在通信會話期間，一個網絡控制器可以監控所達到的性能等級，如數據率和延遲，并動態控 制在網絡節點上的優先權調度以達到事先協議的QoS。這個QoS技術，盡管在概念上很容易理解，但實施起來通常非常復雜。許多網絡 通信標準，盡管規定了一些QoS等級，卻經常無法實際地確定具體的QoS實施方法。例如， IEEE 802. 16無線通信標準，通常是指WiMAX，規定了所要提供的QoS技術，但卻沒有確定任 何具體的算法或方法去實施該QoS。所以，就任由設備生產商(如WiMAX基站生產商)和/或通信服務提供商(如網絡運營商)去開發和實施一個合適的QoS技術。本專利技術的專利技術人發現實施QoS技術的傳統方法經常會帶來各種不好的特性，例 如，與期望的通信設備不相容、用戶間不公平的帶寬分配、不實際地請求可用資源以執行算 法，等等。例如，一個提供QoS技術的傳統方法是多用戶分集方法，其中資源被分配給信道 質量較好的用戶。但是，由于該QoS技術會懲罰信道質量較差的用戶，所以通常不能保證用 戶間公平的帶寬分配。另一個提供QoS技術的傳統方法是效用最大化方法，其中使用了一個使用率自適應方案，如使用以下公式⑴J4EiUl(T)) 條件<formula>formula see original document page 6</formula>取決于使用率自適應方法，β是一個關于目標誤碼率乘以5的常數A = .ln(5BER)但是，這些方案非常復雜，而且通常不適合實際實施。例如，即使有足夠的處理資源去求解上述方程 式，在網絡里也通常沒有解出上述方程式的精確參數。專利技術概述本專利技術涉及提供一個分離的QoS結構用于通信的系統和方法。本專利技術實施例實施 一個QoS技術，其將一個數據包調度功能和一個數據包映射功能分離，以提供滿足期望QoS 參數的通信。所以，本專利技術實施例提供一個QoS結構，其中一個數據包調度器被用來確定數 據包傳輸優先級，并且其中一個數據映射器被用來分配傳輸幀空間給數據包(也被稱為脈 沖或請求(如數據傳輸請求))，其中數據包調度和數據映射算法是分離的或獨立的。一個 協議數據單元(PDU)池被用來緩沖數據包調度器和數據映射器之間的數據包，以便于其組 合的操作能夠提供期望的QoS輸出。依照本專利技術實施例實施的分離QoS構造提供實際且有效的調度以滿足期望的QoS 度量。實施例的分離數據映射在傳輸幀內提供有效的脈沖分配，如依照WiMAX標準運行的 一個無線通信系統的正交頻分多址(OFDMA)幀。依照本專利技術實施例，通過實施一個分離的 QoS結構，可以利用一個獨立的調度算法，其能夠達到期望的QoS度量，同時一個獨立的數 據映射算法能夠達到期望的無線資源效率。前述已經相當廣泛地闡述了本專利技術的特征和技術優勢，以便能夠更好地理解本發 明隨后的詳細描述。本專利技術其它特征和優勢將在其后進行描述，其構成本專利技術權利要求的 主題。本領域技術人員應該理解，披露的概念和具體實施例可以被容易地利用作為一個基 礎，用來修改或設計用來執行本專利技術相同目的的其它結構。本領域技術人員也應該認識到， 這種等同的構造沒有脫離如在附加權利要求里所闡述的本專利技術的精神和范圍。被認為是本 專利技術特性的新穎性特征，無論其組織還是操作方法，與其它目的和優勢一起，從以下結合附 圖的描述，將被更好地理解。但是，應該深刻地認識到，所提供的每個附圖僅是用于描述和 敘述的用途，并不是意在作為限制本專利技術的定義。附圖說明為了更全面地理解本專利技術，現結合附圖并參照以下的描述，其中圖1是本專利技術實施例的一個系統；圖2是本專利技術實施例的圖1系統提供的分離服務質量架構用于通信的操作流程示 意圖；圖3顯示本專利技術實施例的有關圖1協議數據單位池的詳情；圖4顯示本專利技術實施例的有關圖2數據包映射功能的詳情；和圖5A和5B是本專利技術實施例的映射效率和映射成本的示意圖。專利技術詳述圖1顯示本專利技術實施例的一個系統。具體地，系統100有一個分離的QoS結構，如通過一個或多個網絡(如局域網(LAN)、城域網(MAN)、廣域網(WAN)、內部網、外部網、因特 網、公共交換電話網(PSTN)、蜂窩網絡、有線傳輸系統等等)的鏈接進行通信。系統100可 以包括各種通信裝置構造，如接入點、基站、路由器、復用器、交換機、網關、集訊器、網絡集 線器、網絡接口等。例如，本專利技術實施例的系統100包括一個依照IEEE 802. 16協議標準運 行的基站(如一個WiMAX基站)。在這個實施例里，數據流101-103可以包括有關一個或多 個網絡節點與系統100正在進行的通信會話，并且本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種方法，包括：對將被傳輸的數據包，執行調度分析，該調度分析使用服務質量參數來確定該數據包的調度分級；以調度分析結果為順序，將該數據包放置在一個池內；和將池內的數據包映射成一個通信幀，其中映射依照服務質量參數執行質量服務通信。

【技術特征摘要】
US 2009-10-21 12/603,166一種方法，包括對將被傳輸的數據包，執行調度分析，該調度分析使用服務質量參數來確定該數據包的調度分級；以調度分析結果為順序，將該數據包放置在一個池內；和將池內的數據包映射成一個通信幀，其中映射依照服務質量參數執行質量服務通信。2.根據權利要求1所述的方法，其中調度分析識別多個數據包狀態。3.根據權利要求1所述的方法，其中調度分析識別出有關保證帶寬數據流的數據包。4.根據權利要求3所述的方法，其中調度分析識別出有最嚴格傳輸需求的數據包。5.根據權利要求1所述的方法，其中執行數據包的調度分析利用一個質量服務數據庫 的信息。6.根據權利要求1所述的方法，其中將數據包放置在一個池內包括 將第一選擇的數據包放置在池的第一隊列上；和將第二選擇的數據包放置在池的第二隊列上，其中第一選擇的數據包和第二選擇的數 據包是依照調度分析而進行選擇的。7.根據權利要求6所述的方法，其中第一隊列包括一個保證隊列，在此排隊的數據包 保證通過映射被映射成通信幀，其中第二隊列包括一個非保證隊列，在此排隊的數據包在 有可用空間的基礎上通過映射被映射成通信幀。8.根據權利要求1所述的方法，其中映射數據包包括 合并有同一目的地的數據包；依照其長度對至少一部分數據包進行分類； 選擇分類數據包中的一個最大的未映射數據包； 將選擇的數據包映射成通信幀；和 重復選擇和映射。9.根據權利要求8所述的方法，其中至少一部分數據包包括被分配到池內同一隊列的 數據包。10.根據權利要求8所述的方法，其中將選擇的數據包映射成通信幀包括 提供一個最佳適配給通信幀有效載荷部分的一個可用矩形面積。11.根據權利要求10所述的方法，其中提供一個最佳適配使用一個最大可用列運行長 度，用于將選擇的數據包映射成通信幀。12.根據權利要求10所述的方法，其中提供一個最佳適配將產生一個選擇數據包的剩 余部分，其被返回到池內以用于隨后的映射。13.一種方法，包括提供有關一個網絡節點的一個分離服務質量數據包處理結構，其中分離服務質量數據 包處理結構被設置以提供一個與數據包映射功能分離的信息包調度功能。 在該網絡節點上接收將被傳輸的數據包；為有關數據包提供分離服務質量數據包處理結構的數據包調度功能，其中信息包調度 功能依照服務質量參數組織數據包；和為有關由數據包調度功能組織的數據包提供分離服務質量數據包處理結構的數據包 映射功能，其中數據包映射功能將至少一部分數據包映射成一個通信幀，以實施一個期望等級的服務質量。14.根據權利要求13所述的方法，包括依照由信息...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳健聰，
申請(專利權)人：香港應用科技研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：HK[中國|香港]