专利名称：宽带无线系统非实时业务带宽请求的轮询装置和方法
技术领域：
本发明涉及宽带无线系统，具体地说，是涉及一种宽带无线系统非实时 业务带宽请求的轮询装置和方法。
背景技术：
业务应运而生，而对于无线网络的QoS (Quality of Service,服务质量)保 证的需求也日趋强烈。Wimax系统是一个基于IEEE802.16协议的宽带无线接入系统。 IEEE802.16协议是一个支持高速无线接入的空中接口协议，具有完备的QoS 机制，可支持实时和非实时业务，并定义了 5种业务类型UGS (Unsolicited Grant Service,主动授予业务)、rtPS (real-time Polling Service,实时轮询 业务)、ErtPS (ExtendedrtPS,扩展的实时轮询业务)、nrtPS (non-rtPS, 非实时轮询业务)和BE (BestEffort,尽力而为业务)。这五种业务类型中， UGS、 rtPS和ErtPS为实时业务，nrtPS和BE为非实时业务。IEEE802.16协议为这5种业务定义了不同的上行带宽分配方式UGS是BS( Base Station,基站)按速率的要求周期性地给SS( Subscriber Station,用户台)分配固定的带宽用于数据传输；rtPS是BS周期性地给SS分配一个轮询带宽，SS按实际的带宽需求用 这个轮询带宽发一个BR (BandwidthRequest,带宽请求)，BS按这个带宽 请求来分配带宽给SS发业务数据；ErtPS和rtPS类似，只是发轮询带宽的时候按上次的带宽请求来发送， 可以比rtPS少一次交互；对于nrtPS，协议没有详细的规定，只是说BS要为SS分配单播轮询带宽；BE在协议中也没有详细说明，只是说BE可以使用单播轮询、组播轮 询和广播4仑询。非实时业务nrtPS和BE —般承载FTP, HTTP, telnet和eMail等用TCP协议发送的业务。这些业务的特点是有突发性，即数据包的产生在时间上是 不均匀的，某段时间内可能有大量数据产生，而在另一段时间内可能没有数 据产生。它们对数据包的时延没有严格的要求，但是对数据包的可靠性有要 求。TCP通过超时重传或是快速重传来降低业务的丢包率，当发送端在预设 的RTO (Retransmission TimeOut，重传超时时间)内没有收到所发出数据 包的正确确认，就认为该数据包在网络中已经丢失，需要在发送端进行重传。 RTO是根据已传输数据包的RTT (Round Trip Time,回程时间)估算得到 的，在一定程度上反映了当前的网络带宽，所以如果数据包之间的RTT变 化得比较激烈，就很难估算后续数据包的RTO。假如MAC层对非实时业务 处理时的延迟和抖动变化较大，TCP的性能将会很差，频繁地引起不必要的 重传，或是造成发送端过长的等待。由于协议没有对nrtPS和BE业务这两种非实时业务的上行带宽分配进 行详细的定义，在具体实现的时候，BS和SS对非实时业务的支持可能会有 所分歧，而带来处理上的不一致。例如，由于对nrtPS的轮询是非周期的， SS无法预见到BS会何时进行轮询，当BS未及时为SS分配轮询带宽而SS 的其他申请带宽的方式又不成功时，可能会因为数据包的丟弃或是延迟过大 而使上层的TCP发起重传，无法为nrtPS提供较为有效的QoS支持，同时 浪费空口带宽。发明内容本发明所要解决的技术问题在于需要提供一种宽带无线系统非实时业 务带宽请求的轮询装置和方法，以解决当前协议中对非实时业务的上行带宽 轮询时机定义不明确而引起的问题。为了解决上述技术问题，本发明首先提供了 一种宽带无线系统非实时业 务带宽请求的轮询装置，包括带宽请求接收^t块，接收用户台的带宽请求；轮询参数处理模块，设定最小轮询间隔为初始轮询间隔，然后根据所述 带宽请求接收模块是否接收到所述带宽请求，以及上一次对基站与所述用户 台的连接所使用的4仑询间隔，确定当前轮询间隔；轮询定时器，按照所述轮询参数处理模块确定的当前轮询间隔来定时， 超时后触发所述基站对所述连接的轮询。如上所述的装置中，可以由所述基站和用户台协商设定所述最小轮询间 隔，或者可以由所述基站或所述用户台直接设定所述最小轮询间隔。如上所述的装置中，所述带宽请求接收模块没有接收到所述带宽请求， 所述轮询参数处理模块可以在所述上一次对基站与所述用户台的连接所使 用的轮询间隔基础上增大轮询间隔，确定所述当前轮询间隔。进一步地，所述轮询参数处理模块可以按照倍数增长的方式，在所述上 一次对基站与所述用户台的连接所使用的轮询间隔基础上增大所述轮询间 隔。以及，所述轮询间隔增大到一个最大轮询间隔，所述带宽请求接收模块 仍然没有收到所述带宽请求，则所述轮询参数处理模块可以将所述最大轮询 间隔确定为所述当前轮询间隔。如上所述的装置中，所述带宽请求接收模块接收到所述带宽请求，所述 轮询参数处理模块可以将所述最小轮询间隔作为所述当前轮询间隔。本发明进而提供了一种宽带无线系统非实时业务带宽请求的轮询方法， 基站以最小轮询间隔对与用户台的连接进行轮询，如果没有收到所述用户台 发送的带宽请求，则逐渐增大轮询间隔，直到收到所述用户台发送的带宽请 求。如上所述的方法中，所述轮询间隔增大到 一个最大轮询间隔，所述基站 仍然没有收到所述用户台发送的带宽请求，则可以以所述最大轮询间隔对所 述连接进行轮询，直到收到所述用户台发送的带宽请求。如上所述的方法中，所述基站收到所述用户台发送的带宽请求后，可以 将所述轮询间隔恢复到所述最小轮询间隔，对所述连接进行轮询。如上所述的方法中，所述最小轮询间隔可以由所述基站和用户台协商， 或者可以由所述基站或用户台设置。如上所述的方法中，所述基站逐渐增大轮询间隔的步骤可以包括，按照 倍数增长的方式增大所述轮询间隔。本发明解决了当前协议中对非实时业务的上行带宽轮询时机定义不明 确而引起的问题，可以满足非实时业务数据突发的传输要求，节约上行的轮询带宽，不会因为延迟和抖动的变化过大而引起上层业务的TCP性能的恶化。
图1是本发明所讨论的轮询方法中以轮询间隔以n为倍数增长的在BS 侧的实施装置示意图；图2是本发明用于宽带无线接入系统的非实时业务的轮询方法在BS側 的具体实施流程图；图3是轮询间隔以2为倍数增长的轮询周期变化示意图；图4是本发明所述的BS和SS在建立非实时业务连接时增加对轮询参 凄t的协商的处理流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明 如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解 并据以实施。基于前述背景技术中的内容可知，如果在现有的协议基础上再对非实时 业务的处理添加一些技术手H会使BS和SS对非实时业务的处理较为一 致，适应非实时业务的突发性同时带来较佳的性能。因此，本发明的基本思 路是改进协议中所定义的对非实时业务的非周期轮询方式，采用一种在初始 轮询间隔基础上，如果没有收到SS的有效带宽请求，就逐渐增大轮询间隔， 直到收到SS的有效带宽请求，以此来解决前述背景技术中的技术缺陷。以rtPS为例，协议中仅要求nrtPS的轮询方式为间隔1秒或更少时间的非周 期轮询，对此就可以采用一种4&询间隔为以n (n为大于0的正整数)为倍 数增长的轮询方法，以适应非实时业务的突发性特点，同时4吏TCP的RTT 保持平緩。在上述基本思路下，设置最小轮询间隔和最大轮询间隔两个参数，BS 开始以最小轮询间隔来为SS发送轮询，BS收到SS的有效带宽请求后就将 轮询间隔恢复到最小轮询间隔。假如SS—直发送有效的带宽请求，BS就按 最小轮询间隔来进行轮询；假如BS没有收到有效的带宽请求，下次的轮询 间隔就增大为原来的n倍，直到轮询间隔增长到最大轮询间隔或是收到有效 的带宽请求为止。为了让nrtPS的轮询间隔能够适应上层应用的需求，同时让SS能预计 到轮询的大概时间，可以将最小轮询间隔和最大轮询间隔作为业务流参数， 当业务流建立时，BS和SS按照上层的业务需要对这两个参数进行协商。如 果BS按上述的机制对nrtPS进行轮询，SS就可以根据相关的轮询参数和上 次的BR发送时间预计出下次轮询的大致时间。由于nrtPS为非实时业务，所以轮询间隔不需要像实时业务那样严格， 如果当前的业务负载较重，BS可以稍緩几帧再发nrtPS的轮询。如果BS收到SS的带宽请求，下次轮询就会按最小轮询间隔进行发送， 假如SS—直有数据发送的话，BS的每次的轮询间隔都会比较接近，所以数 据包之间的RTT也比较稳定，上层TCP的性能亦较佳。协议没有对BE业务的轮询周期和间隔做任何规定，所以BE也可以使 用上面所述的轮询方式。如图1所示，本发明所迷的用于宽带无线接入系统的非实时业务的BS 侧的轮询装置，主要包括轮询参数处理模块101,根据连接业务流参数中的轮询间隔，和上次轮 询是否收到有效BR,来确定本次轮询的轮询间隔；轮询定时器102,按照轮询参数处理模块101确定的轮询间隔来定时， 超时后触发BS对此连接进4于4仑询；轮询带宽分配模块103,由轮询定时器102触发，为连接分配轮询间隔；带宽请求接收模块104,接收来自SS的连"^妄带宽请求，并将收到的连 接带宽请求反馈给轮询参数处理模块101。下面给出本发明用于宽带无线接入系统的非实时业务的轮询方法中，轮 询间隔以n = 2为倍数增长时的实施例，本实施例在BS侧的具体实施流程 如下步骤210, BS对非实时业务连接的轮询开始；步骤220,假设最小轮询间隔为50ms,最大轮询间隔为800ms， BS的 轮询参数处理模块101用业务流参数中的最小轮询间隔作为初始轮询间隔， 来设置轮询定时器102对此连接进行轮询；轮询定时器102超时后，轮询带宽分配模块103为连接分配轮询带宽， 假如在首次轮询中，BS的带宽请求接收模块104没有收到有效的带宽请求， 说明SS在此连接上暂时没有数据要发送，那么下次的轮询就间隔100ms (50msx2)后进行；假如间隔100ms也没有收到有效的带宽请求，那么轮 询间隔就扩大至200ms ( 100msx2)，如果仍然没有收到有效的带宽请求， 就如此类推，直到轮询间隔增长到最大间隔800ms后就不再增长，BS—直 以800ms为周期进行轮询，直到收到SS的有效带宽请求；BS收到SS的有效带宽请求后，就将轮询周期恢复到初始轮询间隔，假 如SS —直发送有效的带宽请求，BS就按初始轮询间隔为周期来进行轮询；步骤230,检查连接是否要被删除，如果是，则下一步转入步骤280， 否则转到步骤240;步骤240,如果带宽请求接收模块104收到连接的有效带宽请求，则下 一步转入步骤220，否则转到步骤250;步骤250,如果轮询间隔已经达到连接业务流参数中的最大轮询间隔， 则下一步转入步骤270,否则转到步骤260;步骤260,轮询定时器102以上一次轮询间隔的2倍作为当前轮询间隔 对连接进行轮询；轮询定时器102超时后，轮询带宽分配模块103为连接分 配轮询带宽，并继续步骤230;步骤270,轮询定时器102以连接的最大轮询间隔对连接进行轮询；轮 询定时器102超时后，轮询带宽分配模块103为连接分配轮询带宽，并继续 步骤230;步骤280， BS停止对此连接的轮询，流程结束。图3示出了^^询间隔以2为倍数增长的轮询周期变化示意图，在轮询开 始时，以50ms这一最小轮询间隔开始^^询，BS连续四次没有收到SS发送 的有效BR，此时，轮询间隔变化为800ms这一最大轮询间隔。紧接着，BS 收到SS发送的有效BR，就将轮询间隔变化为最小轮询间隔，之后仍然收 到SS发送的有效BR,则保持最小轮询间隔；没有收到有效BR，就将轮询 周期变化为最小轮询间隔的两倍，也即100ms。后续的流程中，轮询间隔根 据前次轮询间隔以及是否收到有效BR来确定。图2所示实施例中，所用到的最小轮询间隔和最大轮询间隔的参数，需 要BS和SS进行协商，协商的过程如图4所示。当然在其他实施例当中， 最小轮询间隔和最大轮询间隔，也可是由BS或SS直接设置而获得。本发 明中BS和SS在建立非实时业务连接时增加对轮询参数的协商的处理流程 如下步骤410,业务流开始建立，BS和SS对连接的业务流参数进行协商；步骤420， BS和SS对连接原有的业务流参数进行协商；步骤430,如果业务流是非实时业务流，则下一步转入步骤440，否则 转到步骤450;步骤440，在非实时业务的业务流参数中，增加最小轮询间隔和最大轮 询间隔这两个参数进行协商，这两个参数主要是按上层业务的特点来设置， 最大轮询间隔一般为最小轮询间隔的2的指数倍，如1倍，2倍，4倍，8 倍，16倍等等，之后转步骤450;步骤450,业务流参数协商完成，流程结束。与现有技术相比较，本发明在非实时业务建立时BS和SS需要对轮询 参数进行协商以确定最小轮询间隔和最大^^询间隔，并对非实时业务采用一 种轮询间隔以n为倍数增长的轮询方法，以适应非实时业务的突发性特点，同时使TCP的RTT保持平緩。当SS没有申请带宽请求时，BS的轮询间隔 每次会扩大一倍，直到到达最大轮询间隔，当SS有带宽请求时，BS的轮询 间隔就会以最小轮询间隔对SS进行轮询。SS根据轮询参数可以预计到下次 的轮询时间，这样方便BS和SS对非实时业务的处理。假如SS—直有凝:据 发送的话，BS的每次的轮询间隔都会比较接近，所以数据包之间的RTT也 比较稳定，上层TCP的性能亦较佳。综上所述，本发明这种轮询方法可以满足非实时业务数据突发的传输要 求，也可以节约上行的轮询带宽，充分考虑非实时业务数据的突发性特点和 节约上行轮询带宽的要求，又不会因为延迟和抖动的变化过大而引起上层业 务的TCP性能的恶化，解决当前协议中对非实时业务的上行带宽轮询要求 的不明确而引起BS和SS不一致的问题。虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本 发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内 的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的 形式上及细节上作些许的更动与润饰，但本发明的专利保护范围，仍须以所 附的权利要求书所界定者为准。
权利要求
1、一种宽带无线系统非实时业务带宽请求的轮询装置，其特征在于，包括带宽请求接收模块，接收用户台的带宽请求；轮询参数处理模块，设定最小轮询间隔为初始轮询间隔，然后根据所述带宽请求接收模块是否接收到所述带宽请求，以及上一次对基站与所述用户台的连接所使用的轮询间隔，确定当前轮询间隔；轮询定时器，按照所述轮询参数处理模块确定的当前轮询间隔来定时，超时后触发所述基站对所述连接的轮询。
2、 如权利要求l所述的装置，其特征在于由所述基站和用户台协商设定所述最小轮询间隔，或者由所述基站或所 述用户台直接设定所述最小轮询间隔。
3、 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述带宽请求接收模块没有接收到所述带宽请求，所述轮询参数处理模 块在所述上一次对基站与所述用户台的连接所使用的轮询间隔基础上增大 轮询间隔，确定所述当前轮询间隔。
4、 如权利要求3所述的装置，其特征在于所述轮询参数处理模块按照倍数增长的方式，在所述上 一 次对基站与所 述用户台的连接所使用的轮询间隔基础上增大所述轮询间隔。
5、 如权利要求3所述的装置，其特征在于所述轮询间隔增大到 一个最大轮询间隔，所述带宽请求接收模块仍然没 有收到所述带宽请求，则所述轮询参数处理模块将所述最大轮询间隔确定为 所述当前轮询间隔。
6、 如权利要求l所述的装置，其特征在于所述带宽请求接收模块接收到所述带宽请求，所述轮询参数处理模块将所述最小轮询间隔作为所述当前轮询间隔。
7、 一种宽带无线系统非实时业务带宽请求的轮询方法，其特征在于基站以最小轮询间隔对与用户台的连接进行轮询，如果没有收到所述用 户台发送的带宽请求，则逐渐增大轮询间隔，直到收到所述用户台发送的带 宽请求。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述轮询间隔增大到一个最大轮询间隔，所述基站仍然没有收到所述用 户台发送的带宽请求，则以所述最大轮询间隔对所述连接进行轮询，直到收 到所述用户台发送的带宽请求。
9、 如权利要求7或8所述的方法，其特征在于所述基站收到所述用户台发送的带宽请求后，将所述轮询间隔恢复到所 述最小轮询间隔，对所述连接进行轮询。
10、 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述最小轮询间隔，由所述基站和用户台协商，或者由所述基站或用户 台设置。
11、 如权利要求7所述的方法，其特征在于所述基站逐渐增大轮询间隔的步骤包括，按照倍数增长的方式增大所述 轮询间隔。
全文摘要
本发明公开了一种宽带无线系统非实时业务带宽请求的轮询装置和方法，以解决当前协议中对非实时业务的上行带宽轮询时机定义不明确而引起的问题。本发明方法中基站以最小轮询间隔对与用户台的连接进行轮询，如果没有收到所述用户台发送的带宽请求，则逐渐增大轮询间隔，直到收到所述用户台发送的带宽请求。本发明解决了当前协议中对非实时业务的上行带宽轮询要求的不明确而引起基站和用户台不一致的问题。
文档编号H04Q7/38GK101217804SQ20081000278
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月21日 优先权日2008年1月21日
发明者陈嘉明 申请人:中兴通讯股份有限公司