WIMAX系统及其非实时业务的上行带宽分配方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910208235.9

申请日:

2009.10.19

公开号:

CN102045846A

公开日:

2011.05.04

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04W 72/04申请日:20091019|||公开

IPC分类号:

H04W72/04(2009.01)I

主分类号:

H04W72/04

申请人:

中兴通讯股份有限公司

发明人:

左江; 高旭昇

地址:

518057 广东省深圳市南山区科技南路55号

优先权:

专利代理机构:

北京康信知识产权代理有限责任公司 11240

代理人:

余刚;吴孟秋

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内容摘要

本发明提供了一种WiMAX系统的非实时业务的上行带宽分配方法,包括:基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息;移动台根据接收到的消息,使用轮询带宽向基站发送带宽请求;基站根据带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽。本发明还提供了一种WiMAX系统。本发明可以在满足非实时业务数据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。

权利要求书

1: 一种 WiMAX 系统的非实时业务的上行带宽分配方法, 其特征在于, 包括 : 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的 消息 ; 所述移动台根据接收到的所述消息, 使用所述轮询带宽向所述基站发送带宽请求 ; 所述基站根据所述带宽请求为所述移动台分配用于业务数据传输的带宽。
2: 根据权利要求 1 所述的分配方法, 其特征在于, 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并 根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息包括 : 设置所述随机函数的方差的值并代入所述随机函数, 所述方差的值在 0 ~ 20ms 的范围 内; 设置一个有带宽申请的期望的值和一个无带宽申请的期望的值, 所述有带宽申请的期 望的值小于所述无带宽申请的期望的值 ; 所述基站判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求 ; 根据判断结果分别以所述有带宽申请的期望的值或所述无带宽申请的期望的值作为 所述随机函数的期望产生轮询间隔 ; 所述基站在所述轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消息。
3: 根据权利要求 2 所述的分配方法, 其特征在于, 根据判断结果分别以所述有带宽 申请的期望的值或所述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生轮询间隔包 括: 若是, 则以所述有带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生所述轮询间隔 ; 若否, 则以所述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生所述轮询间隔。
4: 根据权利要求 2 所述的分配方法, 其特征在于, 当所述基站与所述移动台初始建立 非实时业务的连接时, 所述基站以所述有带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产 生轮询间隔。
5: 根据权利要求 2 所述的分配方法, 其特征在于, 在基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息之前还包括 : 所述基站和所述移动台在所述非实时业务的业务流参数中增加所述有带宽申请的期 望的值和所述无带宽申请的期望的值, 并进行协商。
6: 根据权利要求 1 所述的分配方法, 其特征在于, 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并 根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息包括 : 设置所述随机函数的期望的值并代入所述随机函数, 所述期望的值在 20ms ~ 50ms 的 范围内 ; 设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值, 所述有带宽申请的方 差的值小于所述无带宽申请的方差的值 ; 所述基站判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求 ; 根据判断结果分别以所述有带宽申请的方差的值或所述无带宽申请的方差的值作为 所述随机函数的方差产生轮询间隔 ; 所述基站在所述轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消息。
7: 根据权利要求 6 所述的分配方法, 其特征在于, 根据判断结果分别以所述有带宽 申请的方差的值或所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生轮询间隔包 2 括: 若是, 则以所述有带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述下一次的轮 询间隔 ; 若否, 则以所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述下一次的轮 询间隔。
8: 根据权利要求 6 所述的分配方法, 其特征在于, 当所述基站与所述移动台初始建立 非实时业务的连接时, 所述基站以所述有带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产 生轮询间隔。
9: 根据权利要求 6 所述的分配方法, 其特征在于, 在基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息之前还包括 : 所述基站和所述移动台在所述非实时业务的业务流参数中增加所述有带宽申请的方 差的值和所述无带宽申请的方差的值, 并进行协商。
10: 根据权利要求 1 至 9 任一项所述的分配方法, 其特征在于, 所述随机函数为以下函 数之一 : 正态随机分布函数, 其概率密度函数为 σ2 ; 泊松随机分布函数, 其概率密度函数为 和方差均为 μ ; 二项分布函数, 其分布函数为 2 其中期望为 μ, 方差为 k = 0, 1, ..., n, 其中期望 k = 0, 1, ..., n, 其中期望为 μ = n·p, 方差为 σ = np(1-p)。
11: 一种 WiMAX 系统, 其特征在于, 包括 : 基站, 用于使用随机函数获得轮询间隔, 根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带 宽的消息, 并根据接收到的来自所述移动台的带宽请求为所述移动台分配用于业务数据传 输的带宽 ; 所述移动台, 用于根据接收到的所述消息, 使用所述轮询带宽向所述基站发送所述带 宽请求。
12: 根据权利要求 11 所述的系统, 其特征在于, 所述基站包括 : 设置模块, 用于设置所述随机函数的方差的值, 以及设置一个有带宽申请的期望的值 和一个无带宽申请的期望的值, 所述方差的值在 0 ~ 20ms 的范围内, 所述有带宽申请的期 望的值小于所述无带宽申请的期望的值 ; 判断模块, 用于判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求 ; 轮询模块, 用于根据所述判断模块的判断结果分别以所述有带宽申请的期望的值或所 述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生轮询间隔 ; 发送模块, 用于在所述轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消息。
13: 根据权利要求 12 所述的系统, 其特征在于, 所述轮询模块还用于当所述判断模块 的判断结果为是时, 以所述有带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生所述下一 次的轮询间隔 ; 当所述判断模块的判断结果为否时, 以所述无带宽申请的期望的值作为所 3 述随机函数的期望产生所述下一次的轮询间隔。
14: 根据权利要求 11 所述的系统, 其特征在于, 所述基站包括 : 设置模块, 用于设置所述随机函数的期望的值, 以及设置一个有带宽申请的方差的值 和一个无带宽申请的方差的值, 所述期望的值在 20ms ~ 50ms 的范围内, 所述有带宽申请的 方差的值小于所述无带宽申请的方差的值 ; 判断模块, 用于判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求 ; 轮询模块, 用于根据所述判断模块的判断结果分别以所述有带宽申请的方差的值或所 述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生下一次的轮询间隔 ; 发送模块, 用于在所述下一次的轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消 息。
15: 根据权利要求 14 所述的系统, 其特征在于, 所述轮询模块还用于当所述判断模块 的判断结果为是时, 以所述有带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述下一 次的轮询间隔 ; 当所述判断模块的判断结果为否时, 以所述无带宽申请的方差的值作为所 述随机函数的方差产生所述下一次的轮询间隔。

说明书


WiMAX 系统及其非实时业务的上行带宽分配方法

    技术领域 本发明涉及通信领域, 具体而言, 涉及一种 WiMAX 系统及其非实时业务的上行带 宽分配方法。
     背景技术 WiMAX( 微波接入全球互操作性认证联盟 ) 系统是一个基于 IEEE802.16 协议 的宽带无线接入系统。IEEE802.16 协议定义了面向城域的能提供多种业务的点对多点 宽带无线接入系统的空中接口和媒体访问控制 (MAC) 层。IEEE802.16 协议具有完备的 QoS(Qualityof Service, 服务质量 ) 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 )、 ErtPS(Extended real-time Polling Service, 扩展的实时轮询业务 )、 rtPS(real-time Polling Service, 实时轮询业 务 )、 nrtPS(non-real-timePolling Service, 非实时轮询业务 ) 和 BE(Best Effort, 尽力 而为业务 ), 其中 UGS 和 ErtPS、 rtPS 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 MS(Mobile Station, 移动台 ) 分配固定的带宽用 于数据传输 ; rtPS 是周期性地给 MS 分配一个周期性的轮询带宽, MS 按实际的带宽需求用 这个轮询带宽发一个带宽请求, BS 按这个带宽请求来分配带宽给 MS 发业务数据 ; ertPS 和 UGS 类似, 只是 BS 给 ertPS 分配的带宽是可变的 ; 对于 nrtPS, 协议没有详细的规定, 只是说 BS 要为 MS 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、 组播轮询和广播轮询。
     非实时业务 nrtPS 和 BE 一般承载 FTP, HTTP, Telnet 和 eMail 等用 TCP 协议发送 的业务, 这些业务的特点是具有突发性, 即数据包的产生在时间上是不均匀的, 某段时间内 有大量数据产生而在另一段时间内却没有数据。 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。
     发明人发现现有技术至少存在以下问题 : 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 MS 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, MS 无 法预见到 BS 会何时进行轮询, 当 BS 未及时为 MS 分配轮询带宽而 MS 的其他申请带宽的方 式又不成功时, 可能会因为数据包的丢弃或是延迟过大而使上层的 TCP 发起重传而无法为 nrtPS 提供较为有效的 QoS 支持同时浪费空口带宽。
     发明内容 本发明旨在提供一种 WiMAX 系统及其非实时业务的上行带宽分配方法, 以解决当 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 MS 不一致的问题。
     根据本发明的一个方面, 提供了一种 WiMAX 系统的非实时业务的上行带宽分配方 法, 包括 : 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的
     消息 ; 移动台根据接收到的消息, 使用轮询带宽向基站发送带宽请求 ; 基站根据带宽请求 为移动台分配用于业务数据传输的带宽。
     优选地, 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台发送携带轮 询带宽的消息包括 : 设置随机函数的方差的值并代入随机函数, 方差的值在 0 ~ 20ms 的范 围内 ; 设置一个有带宽申请的期望的值和一个无带宽申请的期望的值, 有带宽申请的期望 的值小于无带宽申请的期望的值 ; 基站判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求 ; 根 据判断结果分别以有带宽申请的期望的值或无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望 产生轮询间隔 ; 基站在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。
     优选地, 根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值或无带宽申请的期望的值作 为随机函数的期望产生轮询间隔包括 : 若是, 则以有带宽申请的期望的值作为随机函数的 期望产生轮询间隔 ; 若否, 则以无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔。
     优选地, 当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时, 基站以有带宽申请的期 望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔。
     优选地, 在基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台发送携带 轮询带宽的消息之前还包括 : 基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请 的期望的值和无带宽申请的期望的值, 并进行协商。 优选地, 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台发送携带轮 询带宽的消息包括 : 设置随机函数的期望的值并代入随机函数, 期望的值在 20ms ~ 50ms 的 范围内 ; 设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值, 有带宽申请的方 差的值小于无带宽申请的方差的值 ; 基站判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求 ; 根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽申请的方差的值作为随机函数的方 差产生轮询间隔 ; 基站在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。
     优选地, 根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽申请的方差的值作 为随机函数的方差产生轮询间隔包括 : 若是, 则以有带宽申请的方差的值作为随机函数的 方差产生下一次的轮询间隔 ; 若否, 则以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生 下一次的轮询间隔。
     优选地, 当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时, 基站以有带宽申请的方 差的值作为随机函数的方差产生轮询间隔。
     优选地, 在基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台发送携带 轮询带宽的消息之前还包括 : 基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请 的方差的值和无带宽申请的方差的值, 并进行协商。
     优选地, 随机函数为以下函数之一 :
     正态随机分布函数, 其概率密度函数为其中期望为 μ, 方差为 σ2 ;
     泊松随机分布函数, 其概率密度函数为k = 0, 1, ..., n, 其中期望和方差均为 μ ;二项分布函数, 其分布函数为k = 0, 1, ..., n, 其中期望为 μ = n·p, 方差为 σ2 = np(1-p)。
     根据本发明的另一个方面, 还提供了一种 WiMAX 系统, 包括 : 基站, 用于使用随机 函数获得轮询间隔, 根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息, 并根据接收到的来 自移动台的带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽 ; 移动台, 用于根据接收到的 消息, 使用轮询带宽向基站发送带宽请求。
     优选地, 基站包括 : 设置模块, 用于设置随机函数的方差的值, 以及设置一个有带 宽申请的期望的值和一个无带宽申请的期望的值, 方差的值在 0 ~ 20ms 的范围内, 有带宽 申请的期望的值小于无带宽申请的期望的值 ; 判断模块, 用于判断是否接收到来自移动台 的有效的带宽请求 ; 轮询模块, 用于根据判断模块的判断结果分别以有带宽申请的期望的 值或无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔 ; 发送模块, 用于在轮询间 隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。
     优选地, 轮询模块还用于当判断模块的判断结果为是时, 以有带宽申请的期望的 值作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔 ; 当判断模块的判断结果为否时, 以无带宽 申请的期望的值作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔。 优选地, 基站包括 : 设置模块, 用于设置随机函数的期望的值, 以及设置一个有带 宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值, 期望的值在 20ms ~ 50ms 的范围内, 有带 宽申请的方差的值小于无带宽申请的方差的值 ; 判断模块, 用于判断是否接收到来自移动 台的有效的带宽请求 ; 轮询模块, 用于根据判断模块的判断结果分别以有带宽申请的方差 的值或无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔 ; 发送模块, 用 于在下一次的轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。
     优选地, 轮询模块还用于当判断模块的判断结果为是时, 以有带宽申请的方差的 值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔 ; 当判断模块的判断结果为否时, 以无带宽 申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔。
     因为采用随机函数产生轮询间隔, 且根据是否接收到来自移动台的带宽请求分别 将预先设置的不同期望值或者不同方差值代入该随机函数产生轮询间隔, 使得有带宽申请 时产生的轮询间隔较小而无带宽申请时产生的轮询间隔较大, 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 BS 和 MS 不一致的问题, 从而可以在满足非实时 业务数据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。
     附图说明 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解, 构成本申请的一部分, 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 :
     图 1 示出了根据本发明实施例的 WiMAX 系统的非实时业务的上行带宽分配方法的 流程图 ;
     图 2 示出了根据本发明优选实施例的一的 BS 获得轮询间隔并发送轮询带宽的具 体处理流程图 ;
     图 3 示出了根据本发明优选实施例的二的 BS 获得轮询间隔并发送轮询带宽的具 体处理流程图 ;
     图 4 示出了根据本发明优选实施例的 BS 和 MS 在建立非实时业务连接时对轮询参 数的协商的处理流程图 ;
     图 5 示出了根据本发明实施例的 WiMAX 系统的示意图。 具体实施方式
     下面将参考附图并结合实施例, 来详细说明本发明。
     图 1 示出了根据本发明实施例的 WiMAX 系统的非实时业务的上行带宽分配方法的 流程图, 包括以下步骤 :
     步骤 S10, 基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台发送携带轮 询带宽的消息 ;
     步骤 S20, 移动台根据接收到的消息, 使用轮询带宽向基站发送带宽请求 ;
     步骤 S30, 基站根据带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽。
     该实施例由于通过由随机函数产生轮询间隔, 来对非实时业务进行非周期轮询的 方式为 MS 分配轮询带宽, 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 BS 和 MS 不一致的问题。使用该实施例可以在满足非实时业务数据突发的传输要求 的基础上节约上行的轮询带宽。 优选地, 步骤 S10 包括 : 设置随机函数的方差的值 σ2 并代入随机函数, 方差的值 2 σ 在 0 ~ 20ms 的范围内 ; 设置一个有带宽申请的期望的值 μreq 和一个无带宽申请的期 望的值 μnreq, 有带宽申请的期望的值 μreq 小于无带宽申请的期望的值 μnreq ; 基站判断是 否接收到来自移动台的有效的带宽请求 ; 根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值 μreq 或无带宽申请的期望的值 μnreq 作为随机函数的期望产生轮询间隔 ; 基站在轮询间隔到达 后向基站发送携带轮询带宽的消息。
     其中, 根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值 μreq 或无带宽申请的期望的值 μnreq 作为随机函数的期望产生轮询间隔包括 : 若是, 则以有带宽申请的期望的值 μreq 作为 随机函数的期望产生轮询间隔 ; 若否, 则以无带宽申请的期望的值 μnreq 作为随机函数的期 望产生轮询间隔。
     其中, 当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时, 基站以有带宽申请的期望 的值 μreq 作为随机函数的期望产生轮询间隔。
     该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台 发送携带轮询带宽的消息的一种具体实施方案。 在该优选实施例中通过设置一个较小的方 2 差值 σ , 在 MS 一直有数据发送时, BS 每次的轮询间隔不会很大。
     优选地, 在步骤 S10 之前还包括 : 基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增 加有带宽申请的期望的值 μreq 和无带宽申请的期望的值 μnreq, 并进行协商。 这样, MS 和 BS 可以在业务流建立时对这两个期望的值 μreq 和 μnreq 进行协商。
     优选地, 步骤 S10 包括 : 设置随机函数的期望的值 E 并代入随机函数, 期望的值 E
     在 20ms ~ 50ms 的范围内 ; 设置一个有带宽申请的方差的值 值 有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的 基站判断是否接收到 或无带宽小于无带宽申请的方差的值来自移动台的有效的带宽请求 ; 根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值申请的方差的值
     作为随机函数的方差产生轮询间隔 ; 基站在轮询间隔到达后向基站发 或无带宽申请的方差的值 作为随送携带轮询带宽的消息。 其中, 根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值 作为随机函数的方差产生轮询间隔包括 : 若是, 则以有带宽申请的方差的值 机函数的方差产生下一次的轮询间隔 ; 若否, 则以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔。
     其中, 当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时, 基站以有带宽申请的方差 的值
     作为随机函数的方差产生轮询间隔。该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动 台发送携带轮询带宽的消息的另一种具体实施方案。在该优选实施例中通过设置一个较 小的期望值 E, 在 MS 一直有数据发送时, BS 每次的轮询间隔抖动不会很大, 数据包之间的 RTT( 往返时延 ) 也较稳定。
     优选地, 在步骤 S10 之前还包括 : 基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增 加有带宽申请的方差的值
     和无带宽申请的方差的值 和 进行协商。并进行协商。这样, MS 和 BS 可以在业务流建立时对这两个方差的值优选地, 随机函数可以为以下函数之一 : 正态随机分布函数, 其概率密度函数为 其中期望为 μ, 方差为 σ2 ;
     泊松随机分布函数, 其概率密度函数为k = 0, 1, ..., n, 其中期望和方差均为 μ ;
     二项分布函数, 其分布函数为k = 0, 1, ..., n, 其中期望为 μ = n·p, 方差为 σ2 = np(1-p)。
     该优选实施例给出了本发明中可以使用的几种随机函数。
     本发明的用于 IEEE802.16 协议族的宽带无线接入系统中对非实时业务的上行带 宽分配方法在现有的协议基础上对非实时业务的处理添加一些限制, 使 BS 和 MS 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。 为了达到上述目的, 本发明的用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分 配方法中 BS 采用的轮询方法产生轮询间隔发送轮询带宽 ( 即上述步骤 S10) 可以这样实 现:
     1、 改进协议中所定义的对非实时业务 ( 包括 nrtPS 和 BE 业务 ) 的非周期轮询方 式。 采用由随机函数产生轮询间隔, 来对非实时业务进行非周期轮询的方式。 为该随机函数 2 设置一个较小的方差 σ , 并分别设置有带宽申请和无带宽申请时的期望 μreq 和 μnreq, 且 若 MS 一直 μreq < μnreq。BS 在初始建立连接时以 μreq 作为随机函数的期望产生轮询周期, 有带宽申请, 则 BS 不改变随机函数的期望, 每次收到带宽申请后, 调用该随机函数产生轮 询间隔, 计算下一次轮询的时刻。若 MS 无带宽申请了, 则 BS 改变随机函数的期望为 μnreq,
     此时 BS 对 MS 的轮询间隔增加。直到 MS 再次有带宽请求产生, 再将随机函数的期望恢复为 μreq。
     2、 为了让非实时业务的轮询间隔能够适应上层应用的需求, 同时可以为不同服务 等级的用户提供 QoS 保证, 可以将随机函数在有带宽申请时的期望 μreq 和无带宽申请时的 期望 μnreq 作为业务流参数, 并且对于不同服务等级的用户这两个参数是不等的。 当业务流 建立时, BS 和 MS 按照上层的业务需要对这两个参数进行协商。
     3、 如果 BS 收到 MS 的带宽请求, 下次轮询就会按期望较小的随机函数产生轮询间 隔, 且由于固定较小的方差, 所以假如 MS 一直有数据发送的话, BS 的每次的轮询间隔不大, 且比较接近。当 MS 无带宽请求时, BS 采用期望较大的随机函数产生轮询间隔, 对 MS 的轮 询间隔加大, 这样可以减少 MS 频繁接收轮询消息并发送带宽请求为 0 的请求消息, 节省部 分带宽给其他有需求的业务使用。
     本发明的用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法中 BS 采用的 轮询方法产生轮询间隔发送轮询带宽 ( 即上述步骤 S10) 还可以这样实现 :
     1、 采用由随机函数产生轮询间隔, 来对非实时业务进行非周期轮询的方式。为 该随机函数设置一个较小的期望 E, 并分别设置有带宽申请和无带宽申请时的方差 且 BS 在初始建立连接时以 和 作为随机函数的方差产生轮询周期, 若 MS 一直有带宽申请, 则 BS 不改变随机函数的方差, 每次收到带宽申请后, 调用该随机函数产生 轮询间隔, 计算下一次轮询的时刻。 若 MS 无带宽申请了, 则 BS 改变随机函数的方差为 直到 MS 再次有带宽请求产生, 再将随机函数的方差恢复为
     2、 为了让非实时业务的轮询间隔能够适应上层应用的需求, 同时可以为不同服务 和无带宽申请时的方 作为业务流参数, 并且对于不同服务等级的用户这两个参数是不等的。当业务流建等级的用户提供 QoS 保证, 可以将随机函数在有带宽申请时的方差 差立时, BS 和 MS 按照上层的业务需要对这两个参数进行协商。
     3、 如果 BS 收到 MS 的带宽请求, 下次轮询就会按方差较小的随机函数产生轮询间 隔, 且由于固定较小的期望, 所以假如 MS 一直有数据发送的话, BS 的每次的轮询间隔抖动 不大, 所以数据包之间的 RTT(Round-Trip Time, 往返时间 ) 也比较稳定, 上层 TCP 的性能亦 较佳。当 MS 无带宽请求时, BS 采用方差较大的随机函数产生轮询间隔, 对 MS 的轮询间隔 的波动加大, 由于非实时业务的突发性强并且对时延不敏感, 因此轮询间隔波动范围加大 能满足业务需要并可适当节省轮询开销。
     由上述方案可以看出, 本发明的关键在于 : BS 通过随机函数来产生对非周期业务 的轮询间隔, 改变随机函数的期望或者方差使 BS 对 MS 的轮询在 MS 有带宽请求时轮询间隔 短, 而 MS 无带宽请求时轮询间隔长, 从而达到既满足业务的数据突发性要求, 又可节约上 行轮询带宽的目的。
     上述优选实施例提供了两种用于改进 IEEE802.16 协议的 BS 对非实时业务轮询的 方法, 以产生轮询间隔并向移动台发送轮询带宽, 充分考虑了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。
     如图 2 所示, 本发明用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法的 优选实施例一的 BS 获得轮询间隔并发送轮询带宽的具体实施流程如下 :步骤 S202, BS 对非实时业务连接的轮询开始 ; 步骤 S204, BS 通过正态随机分布函数 ( 其概率密度函数为 期望为 μ, 表征了随机变量可能取值的平均值, 方差为 σ2, 表征随机变量的各可能取值偏离 其均值的程度 )、 泊松随机分布函数 ( 其分布函数为 望和方差均为 μ) 或二项分布函数 ( 其分布函数为2k = 0, 1, ..., n, 期 k = 0, 1, ...,n, 期望 μ = n·p, 方差 σ = np(1-p)) 等随机函数来产生轮询间隔。BS 将业务流参数中 的有带宽申请时的轮询期望 μreq 作为入参传递给随机函数, 用于 BS 产生下一次的轮询间 隔, 时间间隔到了之后为 MS 的连接分配轮询带宽, 等待 MS 的带宽请求。如果收到了 MS 的 请求, 则继续保持此期望值产生下一次轮询间隔 ;
     步骤 S206, 轮询时刻到达后, BS 为 MS 发送轮询带宽, MS 在规定的时隙内发送带宽 请求 ;
     步骤 S208, 检测是否收到 MS 发来的有效带宽申请, 如果收到连接的有效带宽请 求, 则下一步转入步骤 S204, 否则转到步骤 S210 ;
     步骤 S210, 检查连接是否要被删除, 如果是, 则下一步转入步骤 S214, 否则转到步 骤 S212 ;
     步骤 S212, 当 BS 没有收到有效带宽请求时, 说明 MS 在此连接上暂时没有数据要 发送, BS 将业务流参数中的无带宽申请时的轮询期望 μnreq 作为入参传递给随机函数, 用于 BS 的轮询模块产生下一次的轮询间隔, 间隔到了之后为 MS 的连接分配轮询带宽 ;
     步骤 S214, BS 停止对此连接的轮询, 流程结束。
     BS 在接收到来自 MS 的带宽请求后, 根据当前实际可用的带宽以及该带宽请求为 MS 分配带宽用于传输业务数据。
     如图 3 所示, 本发明中用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法 的优选实施例二的 BS 获得轮询间隔并发送轮询带宽的具体实施流程, 与图 2 所示的优选实 施例类似 :
     步骤 S302, BS 对非实时业务连接的轮询开始 ;
     步骤 S304, BS 将业务流参数中的有带宽申请时的轮询方差作为入参传递给随机函数, 用于 BS 产生下一次的轮询间隔, 时间间隔到了之后为 MS 的连接分配轮询带宽, 等 待 MS 的带宽请求。如果收到了 MS 的请求, 则继续保持此轮询方差产生下一次轮询间隔 ;
     步骤 S306, 轮询时刻到达后, BS 为 MS 发送轮询带宽, MS 在规定的时隙内发送带宽 请求 ;
     步骤 S308, 检测是否收到终端发来的有效带宽申请, 如果收到连接的有效带宽请 求, 则下一步转入步骤 S304, 否则转到步骤 S310 ;
     步骤 S310, 检查连接是否要被删除, 如果是, 则下一步转入步骤 S314, 否则转到步 骤 S312 ;
     步骤 S312, 当 BS 没有收到有效带宽申请时, 说明 MS 在此连接上暂时没有数据要发 送, BS 将业务流参数中的无带宽申请时的轮询方差11作为入参传递给随机函数, 用于 BS102045846 A CN 102045850说明书8/9 页产生下一次的轮询间隔, 间隔到了之后为 MS 的连接分配轮询带宽 ;
     步骤 S314, BS 停止对此连接的轮询, 流程结束。
     BS 在接收到来自 MS 的带宽请求后, 根据当前实际可用的带宽以及该带宽请求为 MS 分配带宽用于传输业务数据。
     上述实施例中, 所用到有带宽申请时的轮询期望 μreq 和无带宽申请时的期望 μnreq, 或者有带宽申请时的轮询方差 和无带宽申请时的方差 这两组参数需要 BS 和 MS 进行协商, 如图 4 所示。本发明中 BS 和 MS 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 S402, 业务流开始建立, BS 和 MS 需要对连接的业务流参数进行协商 ;
     步骤 S404, 判断业务流是否为非实时业务流, 则下一步转入步骤 S406, 否则转到 步骤 S408 ;
     步骤 S406, 在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请时的轮询期望 μreq 和
     无带宽申请时的期望 μnreq, 或者有带宽申请时的轮询方差和无带宽申请时的方差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 ;
     步骤 S408, 业务流参数协商完成, 流程结束。
     图 5 示出了根据本发明实施例的 WiMAX 系统的示意图, 包括 : 基站 10, 用于使用随 机函数获得轮询间隔, 根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息, 并根据接收到的 来自移动台的带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽 ; 移动台 20, 用于根据接收 到的消息, 使用轮询带宽向基站发送带宽请求。
     该实施例由于通过由随机函数产生轮询间隔, 来对非实时业务进行非周期轮询的 方式为 MS 分配轮询带宽, 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 BS 和 MS 不一致的问题。使用该实施例可以在满足非实时业务数据突发的传输要求 的基础上节约上行的轮询带宽。
     优选地, 基站 10 包括 : 设置模块 101, 用于设置随机函数的方差的值 σ2, 以及设置 一个有带宽申请的期望的值 μreq 和一个无带宽申请的期望的值 μnreq, 方差的值 σ2 在 0 ~ 20ms 的范围内, 有带宽申请的期望的值 μreq 小于无带宽申请的期望的值 μnreq ; 判断模块 102, 用于判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求 ; 轮询模块 103, 用于根据判断模 块 102 的判断结果分别以有带宽申请的期望的值 μreq 或无带宽申请的期望的值 μnreq 作为 随机函数的期望产生轮询间隔 ; 发送模块 104, 用于在轮询间隔到达后向基站发送携带轮 询带宽的消息。 其中, 轮询模块 103 还用于当判断模块 102 的判断结果为是时, 以有带宽申请的期 望的值 μreq 作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔 ; 当判断模块 102 的判断结果为否 时, 以无带宽申请的期望的值 μnreq 作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔。
     该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动台 发送携带轮询带宽的消息的一种具体实施方案。 在该优选实施例中通过设置一个较小的方 2 差值 σ , 在 MS 一直有数据发送时, BS 每次的轮询间隔不会很大。
     优选地, 基站 10 包括 : 设置模块 101, 用于设置随机函数的期望的值 E, 以及设置
     一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值12期望的值 E 在 20ms ~102045846 A CN 102045850说明书9/9 页50ms 的范围内, 有带宽申请的方差的值小于无带宽申请的方差的值 或无带宽申请的方差的值判断模块 102, 作为随机函数用于判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求 ; 轮询模块 103, 用于根据判断模块 102 的判断结果分别以有带宽申请的方差的值 的方差产生下一次的轮询间隔 ; 发送模块 104, 用于在下一次的轮询间隔到达后向基站发 送携带轮询带宽的消息。
     其中, 轮询模块 103 还用于当判断模块 102 的判断结果为是时, 以有带宽申请的方 差的值
     作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔 ; 当判断模块 102 的判断结果为否 产生下一次的轮询间隔。时, 以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔, 并根据轮询间隔向移动 台发送携带轮询带宽的消息的另一种具体实施方案。在该优选实施例中通过设置一个较 小的期望值 E, 在 MS 一直有数据发送时, BS 每次的轮询间隔抖动不会很大, 数据包之间的 RTT( 往返时延 ) 也较稳定。
     从以上的描述中, 可以看出, 本发明实现了如下技术效果 : 因为采用随机函数产生 轮询间隔, 且根据是否接收到来自移动台的带宽请求分别将预先设置的不同期望值或者不 同方差值代入该随机函数产生轮询间隔, 使得有带宽申请时产生的轮询间隔较小而无带宽 申请时产生的轮询间隔较大, 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 BS 和 MS 不一致的问题, 从而可以在满足非实时业务数据突发的传输要求的基础 上节约上行的轮询带宽。
     显然, 本领域的技术人员应该明白, 上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现, 它们可以集中在单个的计算装置上, 或者分布在多个计算装置所组成 的网络上, 可选地, 它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现, 从而, 可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行, 或者将它们分别制作成各个集成电路模块, 或者将它们 中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样, 本发明不限制于任何特定的 硬件和软件结合。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已, 并不用于限制本发明, 对于本领域的技 术人员来说, 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内, 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等, 均应包含在本发明的保护范围之内。
    

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1、10申请公布号CN102045846A43申请公布日20110504CN102045846ACN102045846A21申请号200910208235922申请日20091019H04W72/0420090171申请人中兴通讯股份有限公司地址518057广东省深圳市南山区科技南路55号72发明人左江高旭昇74专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人余刚吴孟秋54发明名称WIMAX系统及其非实时业务的上行带宽分配方法57摘要本发明提供了一种WIMAX系统的非实时业务的上行带宽分配方法,包括基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息;移动台根据接。

2、收到的消息,使用轮询带宽向基站发送带宽请求;基站根据带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽。本发明还提供了一种WIMAX系统。本发明可以在满足非实时业务数据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书3页说明书9页附图4页CN102045850A1/3页21一种WIMAX系统的非实时业务的上行带宽分配方法,其特征在于,包括基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息;所述移动台根据接收到的所述消息,使用所述轮询带宽向所述基站发送带宽请求;所述基站根据所述带宽请求为所述移动台分配用于业务数。

3、据传输的带宽。2根据权利要求1所述的分配方法,其特征在于,基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息包括设置所述随机函数的方差的值并代入所述随机函数,所述方差的值在020MS的范围内;设置一个有带宽申请的期望的值和一个无带宽申请的期望的值,所述有带宽申请的期望的值小于所述无带宽申请的期望的值;所述基站判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求;根据判断结果分别以所述有带宽申请的期望的值或所述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生轮询间隔;所述基站在所述轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消息。3根据权利要求2所述的分配方法,其特征在于,根据判。

4、断结果分别以所述有带宽申请的期望的值或所述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生轮询间隔包括若是,则以所述有带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生所述轮询间隔;若否,则以所述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生所述轮询间隔。4根据权利要求2所述的分配方法,其特征在于,当所述基站与所述移动台初始建立非实时业务的连接时,所述基站以所述有带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生轮询间隔。5根据权利要求2所述的分配方法,其特征在于,在基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息之前还包括所述基站和所述移动台在所述非实时业务的业务流参数中增加。

5、所述有带宽申请的期望的值和所述无带宽申请的期望的值,并进行协商。6根据权利要求1所述的分配方法,其特征在于,基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息包括设置所述随机函数的期望的值并代入所述随机函数,所述期望的值在20MS50MS的范围内;设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值,所述有带宽申请的方差的值小于所述无带宽申请的方差的值;所述基站判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求;根据判断结果分别以所述有带宽申请的方差的值或所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生轮询间隔;所述基站在所述轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的。

6、消息。7根据权利要求6所述的分配方法,其特征在于,根据判断结果分别以所述有带宽申请的方差的值或所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生轮询间隔包权利要求书CN102045846ACN102045850A2/3页3括若是,则以所述有带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述下一次的轮询间隔;若否,则以所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述下一次的轮询间隔。8根据权利要求6所述的分配方法,其特征在于,当所述基站与所述移动台初始建立非实时业务的连接时,所述基站以所述有带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生轮询间隔。9根据权利要求6所述的分配方法,其特征在于,在基。

7、站使用随机函数获得轮询间隔,并根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息之前还包括所述基站和所述移动台在所述非实时业务的业务流参数中增加所述有带宽申请的方差的值和所述无带宽申请的方差的值,并进行协商。10根据权利要求1至9任一项所述的分配方法,其特征在于,所述随机函数为以下函数之一正态随机分布函数,其概率密度函数为其中期望为,方差为2;泊松随机分布函数,其概率密度函数为K0,1,N,其中期望和方差均为;二项分布函数,其分布函数为K0,1,N,其中期望为NP,方差为2NP1P。11一种WIMAX系统,其特征在于,包括基站,用于使用随机函数获得轮询间隔,根据所述轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽。

8、的消息,并根据接收到的来自所述移动台的带宽请求为所述移动台分配用于业务数据传输的带宽;所述移动台,用于根据接收到的所述消息,使用所述轮询带宽向所述基站发送所述带宽请求。12根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述基站包括设置模块,用于设置所述随机函数的方差的值,以及设置一个有带宽申请的期望的值和一个无带宽申请的期望的值,所述方差的值在020MS的范围内,所述有带宽申请的期望的值小于所述无带宽申请的期望的值;判断模块,用于判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求;轮询模块,用于根据所述判断模块的判断结果分别以所述有带宽申请的期望的值或所述无带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生轮询。

9、间隔;发送模块,用于在所述轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消息。13根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述轮询模块还用于当所述判断模块的判断结果为是时,以所述有带宽申请的期望的值作为所述随机函数的期望产生所述下一次的轮询间隔;当所述判断模块的判断结果为否时,以所述无带宽申请的期望的值作为所权利要求书CN102045846ACN102045850A3/3页4述随机函数的期望产生所述下一次的轮询间隔。14根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述基站包括设置模块,用于设置所述随机函数的期望的值,以及设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值,所述期望的值在20MS50。

10、MS的范围内,所述有带宽申请的方差的值小于所述无带宽申请的方差的值;判断模块,用于判断是否接收到来自所述移动台的有效的带宽请求;轮询模块,用于根据所述判断模块的判断结果分别以所述有带宽申请的方差的值或所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生下一次的轮询间隔;发送模块,用于在所述下一次的轮询间隔到达后向所述基站发送携带轮询带宽的消息。15根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述轮询模块还用于当所述判断模块的判断结果为是时,以所述有带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述下一次的轮询间隔;当所述判断模块的判断结果为否时,以所述无带宽申请的方差的值作为所述随机函数的方差产生所述。

11、下一次的轮询间隔。权利要求书CN102045846ACN102045850A1/9页5WIMAX系统及其非实时业务的上行带宽分配方法技术领域0001本发明涉及通信领域,具体而言,涉及一种WIMAX系统及其非实时业务的上行带宽分配方法。背景技术0002WIMAX微波接入全球互操作性认证联盟系统是一个基于IEEE80216协议的宽带无线接入系统。IEEE80216协议定义了面向城域的能提供多种业务的点对多点宽带无线接入系统的空中接口和媒体访问控制MAC层。IEEE80216协议具有完备的QOSQUALITYOFSERVICE,服务质量机制,可支持实时和非实时业务,并定义了5种业务类型UGSUNSO。

12、LICITEDGRANTSERVICE,主动授予业务、ERTPSEXTENDEDREALTIMEPOLLINGSERVICE,扩展的实时轮询业务、RTPSREALTIMEPOLLINGSERVICE,实时轮询业务、NRTPSNONREALTIMEPOLLINGSERVICE,非实时轮询业务和BEBESTEFFORT,尽力而为业务,其中UGS和ERTPS、RTPS为实时业务;NRTPS和BE为非实时业务。0003IEEE80216协议为这5种业务定义了不同的上行带宽分配方式UGS是BSBASESTATION,基站按速率的要求周期性地给MSMOBILESTATION,移动台分配固定的带宽用于数据传。

13、输;RTPS是周期性地给MS分配一个周期性的轮询带宽,MS按实际的带宽需求用这个轮询带宽发一个带宽请求,BS按这个带宽请求来分配带宽给MS发业务数据;ERTPS和UGS类似,只是BS给ERTPS分配的带宽是可变的;对于NRTPS,协议没有详细的规定,只是说BS要为MS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、组播轮询和广播轮询。0004非实时业务NRTPS和BE一般承载FTP,HTTP,TELNET和EMAIL等用TCP协议发送的业务,这些业务的特点是具有突发性,即数据包的产生在时间上是不均匀的,某段时间内有大量数据产生而在另一段时间内却没有数据。它们对数据包的。

14、时延没有严格的要求但是对数据包的可靠性有要求。0005发明人发现现有技术至少存在以下问题由于协议没有对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MS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,MS无法预见到BS会何时进行轮询,当BS未及时为MS分配轮询带宽而MS的其他申请带宽的方式又不成功时,可能会因为数据包的丢弃或是延迟过大而使上层的TCP发起重传而无法为NRTPS提供较为有效的QOS支持同时浪费空口带宽。发明内容0006本发明旨在提供一种WIMAX系统及其非实时业务的上行带宽分配方法,以解决当。

15、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MS不一致的问题。0007根据本发明的一个方面,提供了一种WIMAX系统的非实时业务的上行带宽分配方法,包括基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的说明书CN102045846ACN102045850A2/9页6消息;移动台根据接收到的消息,使用轮询带宽向基站发送带宽请求;基站根据带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽。0008优选地,基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息包括设置随机函数的方差的值并代入随机函数,方差的值在020MS的范围内;设置一个有带宽申请的期望。

16、的值和一个无带宽申请的期望的值,有带宽申请的期望的值小于无带宽申请的期望的值;基站判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值或无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔;基站在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0009优选地,根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值或无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔包括若是,则以有带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔;若否,则以无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔。0010优选地,当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时,基站以有带宽申请的期望的值作为随机函数的期。

17、望产生轮询间隔。0011优选地,在基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息之前还包括基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请的期望的值和无带宽申请的期望的值,并进行协商。0012优选地,基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息包括设置随机函数的期望的值并代入随机函数,期望的值在20MS50MS的范围内;设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值,有带宽申请的方差的值小于无带宽申请的方差的值;基站判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽申请的方差的值作为随机。

18、函数的方差产生轮询间隔;基站在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0013优选地,根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生轮询间隔包括若是,则以有带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔;若否,则以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔。0014优选地,当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时,基站以有带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生轮询间隔。0015优选地,在基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息之前还包括基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请的方差。

19、的值和无带宽申请的方差的值,并进行协商。0016优选地,随机函数为以下函数之一0017正态随机分布函数,其概率密度函数为其中期望为,方差为2;0018泊松随机分布函数,其概率密度函数为K0,1,N,其中期望和方差均为;说明书CN102045846ACN102045850A3/9页70019二项分布函数,其分布函数为K0,1,N,其中期望为NP,方差为2NP1P。0020根据本发明的另一个方面,还提供了一种WIMAX系统,包括基站,用于使用随机函数获得轮询间隔,根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息,并根据接收到的来自移动台的带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽;移动台,用于根据接收到。

20、的消息,使用轮询带宽向基站发送带宽请求。0021优选地,基站包括设置模块,用于设置随机函数的方差的值,以及设置一个有带宽申请的期望的值和一个无带宽申请的期望的值,方差的值在020MS的范围内,有带宽申请的期望的值小于无带宽申请的期望的值;判断模块,用于判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;轮询模块,用于根据判断模块的判断结果分别以有带宽申请的期望的值或无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生轮询间隔;发送模块,用于在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0022优选地,轮询模块还用于当判断模块的判断结果为是时,以有带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔;当判断模块。

21、的判断结果为否时,以无带宽申请的期望的值作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔。0023优选地,基站包括设置模块,用于设置随机函数的期望的值,以及设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值,期望的值在20MS50MS的范围内,有带宽申请的方差的值小于无带宽申请的方差的值;判断模块,用于判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;轮询模块,用于根据判断模块的判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔;发送模块,用于在下一次的轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0024优选地,轮询模块还用于当判断模块的判断结果为是时,以有带宽申。

22、请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔;当判断模块的判断结果为否时,以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔。0025因为采用随机函数产生轮询间隔,且根据是否接收到来自移动台的带宽请求分别将预先设置的不同期望值或者不同方差值代入该随机函数产生轮询间隔,使得有带宽申请时产生的轮询间隔较小而无带宽申请时产生的轮询间隔较大,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BS和MS不一致的问题,从而可以在满足非实时业务数据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。附图说明0026此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意。

23、性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中0027图1示出了根据本发明实施例的WIMAX系统的非实时业务的上行带宽分配方法的流程图;0028图2示出了根据本发明优选实施例的一的BS获得轮询间隔并发送轮询带宽的具体处理流程图;0029图3示出了根据本发明优选实施例的二的BS获得轮询间隔并发送轮询带宽的具体处理流程图;说明书CN102045846ACN102045850A4/9页80030图4示出了根据本发明优选实施例的BS和MS在建立非实时业务连接时对轮询参数的协商的处理流程图;0031图5示出了根据本发明实施例的WIMAX系统的示意图。具体实施方式0032下面将参考附。

24、图并结合实施例,来详细说明本发明。0033图1示出了根据本发明实施例的WIMAX系统的非实时业务的上行带宽分配方法的流程图,包括以下步骤0034步骤S10,基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息;0035步骤S20,移动台根据接收到的消息,使用轮询带宽向基站发送带宽请求;0036步骤S30,基站根据带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽。0037该实施例由于通过由随机函数产生轮询间隔,来对非实时业务进行非周期轮询的方式为MS分配轮询带宽,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BS和MS不一致的问题。使用该实施例可以在满足非实时业务数。

25、据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。0038优选地,步骤S10包括设置随机函数的方差的值2并代入随机函数,方差的值2在020MS的范围内;设置一个有带宽申请的期望的值REQ和一个无带宽申请的期望的值NREQ,有带宽申请的期望的值REQ小于无带宽申请的期望的值NREQ;基站判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值REQ或无带宽申请的期望的值NREQ作为随机函数的期望产生轮询间隔;基站在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0039其中,根据判断结果分别以有带宽申请的期望的值REQ或无带宽申请的期望的值NREQ作为随机函数的期望产生轮询间隔包括。

26、若是,则以有带宽申请的期望的值REQ作为随机函数的期望产生轮询间隔;若否,则以无带宽申请的期望的值NREQ作为随机函数的期望产生轮询间隔。0040其中,当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时,基站以有带宽申请的期望的值REQ作为随机函数的期望产生轮询间隔。0041该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息的一种具体实施方案。在该优选实施例中通过设置一个较小的方差值2,在MS一直有数据发送时,BS每次的轮询间隔不会很大。0042优选地,在步骤S10之前还包括基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请的期望的值REQ和无带宽申请的期望的。

27、值NREQ,并进行协商。这样,MS和BS可以在业务流建立时对这两个期望的值REQ和NREQ进行协商。0043优选地,步骤S10包括设置随机函数的期望的值E并代入随机函数,期望的值E在20MS50MS的范围内;设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值有带宽申请的方差的值小于无带宽申请的方差的值基站判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;根据判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽说明书CN102045846ACN102045850A5/9页9申请的方差的值作为随机函数的方差产生轮询间隔;基站在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0044其中,根据判断结果分别以有带宽申请。

28、的方差的值或无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生轮询间隔包括若是,则以有带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔;若否,则以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔。0045其中,当基站与移动台初始建立非实时业务的连接时,基站以有带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生轮询间隔。0046该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息的另一种具体实施方案。在该优选实施例中通过设置一个较小的期望值E,在MS一直有数据发送时,BS每次的轮询间隔抖动不会很大,数据包之间的RTT往返时延也较稳定。0047优选地,在步骤。

29、S10之前还包括基站和移动台在非实时业务的业务流参数中增加有带宽申请的方差的值和无带宽申请的方差的值并进行协商。这样,MS和BS可以在业务流建立时对这两个方差的值和进行协商。0048优选地,随机函数可以为以下函数之一0049正态随机分布函数,其概率密度函数为其中期望为,方差为2;0050泊松随机分布函数,其概率密度函数为K0,1,N,其中期望和方差均为;0051二项分布函数,其分布函数为K0,1,N,其中期望为NP,方差为2NP1P。0052该优选实施例给出了本发明中可以使用的几种随机函数。0053本发明的用于IEEE80216协议族的宽带无线接入系统中对非实时业务的上行带宽分配方法在现有的协。

30、议基础上对非实时业务的处理添加一些限制,使BS和MS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。0054为了达到上述目的,本发明的用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法中BS采用的轮询方法产生轮询间隔发送轮询带宽即上述步骤S10可以这样实现00551、改进协议中所定义的对非实时业务包括NRTPS和BE业务的非周期轮询方式。采用由随机函数产生轮询间隔,来对非实时业务进行非周期轮询的方式。为该随机函数设置一个较小的方差2,并分别设置有带宽申请和无带宽申请时的期望REQ和NREQ,且REQNREQ。BS在初始建立连接时以REQ作为随机函数的期望产生轮询周期,若M。

31、S一直有带宽申请,则BS不改变随机函数的期望,每次收到带宽申请后,调用该随机函数产生轮询间隔,计算下一次轮询的时刻。若MS无带宽申请了,则BS改变随机函数的期望为NREQ,说明书CN102045846ACN102045850A6/9页10此时BS对MS的轮询间隔增加。直到MS再次有带宽请求产生,再将随机函数的期望恢复为REQ。00562、为了让非实时业务的轮询间隔能够适应上层应用的需求,同时可以为不同服务等级的用户提供QOS保证,可以将随机函数在有带宽申请时的期望REQ和无带宽申请时的期望NREQ作为业务流参数,并且对于不同服务等级的用户这两个参数是不等的。当业务流建立时,BS和MS按照上层的。

32、业务需要对这两个参数进行协商。00573、如果BS收到MS的带宽请求,下次轮询就会按期望较小的随机函数产生轮询间隔,且由于固定较小的方差,所以假如MS一直有数据发送的话,BS的每次的轮询间隔不大,且比较接近。当MS无带宽请求时,BS采用期望较大的随机函数产生轮询间隔,对MS的轮询间隔加大,这样可以减少MS频繁接收轮询消息并发送带宽请求为0的请求消息,节省部分带宽给其他有需求的业务使用。0058本发明的用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法中BS采用的轮询方法产生轮询间隔发送轮询带宽即上述步骤S10还可以这样实现00591、采用由随机函数产生轮询间隔,来对非实时业务进行非周期轮询的方。

33、式。为该随机函数设置一个较小的期望E,并分别设置有带宽申请和无带宽申请时的方差和且BS在初始建立连接时以作为随机函数的方差产生轮询周期,若MS一直有带宽申请,则BS不改变随机函数的方差,每次收到带宽申请后,调用该随机函数产生轮询间隔,计算下一次轮询的时刻。若MS无带宽申请了,则BS改变随机函数的方差为直到MS再次有带宽请求产生,再将随机函数的方差恢复为00602、为了让非实时业务的轮询间隔能够适应上层应用的需求,同时可以为不同服务等级的用户提供QOS保证,可以将随机函数在有带宽申请时的方差和无带宽申请时的方差作为业务流参数,并且对于不同服务等级的用户这两个参数是不等的。当业务流建立时,BS和M。

34、S按照上层的业务需要对这两个参数进行协商。00613、如果BS收到MS的带宽请求,下次轮询就会按方差较小的随机函数产生轮询间隔,且由于固定较小的期望,所以假如MS一直有数据发送的话,BS的每次的轮询间隔抖动不大,所以数据包之间的RTTROUNDTRIPTIME,往返时间也比较稳定,上层TCP的性能亦较佳。当MS无带宽请求时,BS采用方差较大的随机函数产生轮询间隔,对MS的轮询间隔的波动加大,由于非实时业务的突发性强并且对时延不敏感,因此轮询间隔波动范围加大能满足业务需要并可适当节省轮询开销。0062由上述方案可以看出,本发明的关键在于BS通过随机函数来产生对非周期业务的轮询间隔,改变随机函数的。

35、期望或者方差使BS对MS的轮询在MS有带宽请求时轮询间隔短,而MS无带宽请求时轮询间隔长,从而达到既满足业务的数据突发性要求,又可节约上行轮询带宽的目的。0063上述优选实施例提供了两种用于改进IEEE80216协议的BS对非实时业务轮询的方法,以产生轮询间隔并向移动台发送轮询带宽,充分考虑了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。0064如图2所示,本发明用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法的优选实施例一的BS获得轮询间隔并发送轮询带宽的具体实施流程如下说明书CN102045846ACN102045850A7/9页110065步骤S202,BS对非实时业务连接的轮询。

36、开始;0066步骤S204,BS通过正态随机分布函数其概率密度函数为期望为,表征了随机变量可能取值的平均值,方差为2,表征随机变量的各可能取值偏离其均值的程度、泊松随机分布函数其分布函数为K0,1,N,期望和方差均为或二项分布函数其分布函数为K0,1,N,期望NP,方差2NP1P等随机函数来产生轮询间隔。BS将业务流参数中的有带宽申请时的轮询期望REQ作为入参传递给随机函数,用于BS产生下一次的轮询间隔,时间间隔到了之后为MS的连接分配轮询带宽,等待MS的带宽请求。如果收到了MS的请求,则继续保持此期望值产生下一次轮询间隔;0067步骤S206,轮询时刻到达后,BS为MS发送轮询带宽,MS在规。

37、定的时隙内发送带宽请求;0068步骤S208,检测是否收到MS发来的有效带宽申请,如果收到连接的有效带宽请求,则下一步转入步骤S204,否则转到步骤S210;0069步骤S210,检查连接是否要被删除,如果是,则下一步转入步骤S214,否则转到步骤S212;0070步骤S212,当BS没有收到有效带宽请求时,说明MS在此连接上暂时没有数据要发送,BS将业务流参数中的无带宽申请时的轮询期望NREQ作为入参传递给随机函数,用于BS的轮询模块产生下一次的轮询间隔,间隔到了之后为MS的连接分配轮询带宽;0071步骤S214,BS停止对此连接的轮询,流程结束。0072BS在接收到来自MS的带宽请求后,根。

38、据当前实际可用的带宽以及该带宽请求为MS分配带宽用于传输业务数据。0073如图3所示,本发明中用于宽带无线接入系统的非实时业务的上行带宽分配方法的优选实施例二的BS获得轮询间隔并发送轮询带宽的具体实施流程,与图2所示的优选实施例类似0074步骤S302,BS对非实时业务连接的轮询开始;0075步骤S304,BS将业务流参数中的有带宽申请时的轮询方差作为入参传递给随机函数,用于BS产生下一次的轮询间隔,时间间隔到了之后为MS的连接分配轮询带宽,等待MS的带宽请求。如果收到了MS的请求,则继续保持此轮询方差产生下一次轮询间隔;0076步骤S306,轮询时刻到达后,BS为MS发送轮询带宽,MS在规定。

39、的时隙内发送带宽请求;0077步骤S308,检测是否收到终端发来的有效带宽申请,如果收到连接的有效带宽请求,则下一步转入步骤S304,否则转到步骤S310;0078步骤S310,检查连接是否要被删除,如果是,则下一步转入步骤S314,否则转到步骤S312;0079步骤S312,当BS没有收到有效带宽申请时,说明MS在此连接上暂时没有数据要发送,BS将业务流参数中的无带宽申请时的轮询方差作为入参传递给随机函数,用于BS说明书CN102045846ACN102045850A8/9页12产生下一次的轮询间隔,间隔到了之后为MS的连接分配轮询带宽;0080步骤S314,BS停止对此连接的轮询,流程结束。

40、。0081BS在接收到来自MS的带宽请求后,根据当前实际可用的带宽以及该带宽请求为MS分配带宽用于传输业务数据。0082上述实施例中,所用到有带宽申请时的轮询期望REQ和无带宽申请时的期望NREQ,或者有带宽申请时的轮询方差和无带宽申请时的方差这两组参数需要BS和MS进行协商,如图4所示。本发明中BS和MS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0083步骤S402,业务流开始建立,BS和MS需要对连接的业务流参数进行协商;0084步骤S404,判断业务流是否为非实时业务流,则下一步转入步骤S406,否则转到步骤S408;0085步骤S406,在非实时业务的业务流参数中增加有带。

41、宽申请时的轮询期望REQ和无带宽申请时的期望NREQ,或者有带宽申请时的轮询方差和无带宽申请时的方差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;0086步骤S408,业务流参数协商完成,流程结束。0087图5示出了根据本发明实施例的WIMAX系统的示意图,包括基站10,用于使用随机函数获得轮询间隔,根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息,并根据接收到的来自移动台的带宽请求为移动台分配用于业务数据传输的带宽;移动台20,用于根据接收到的消息,使用轮询带宽向基站发送带宽请求。0088该实施例由于通过由随机函数产生轮询间隔,来对非实时业务进行非周期轮询的方式为MS分配轮询带宽,解。

42、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BS和MS不一致的问题。使用该实施例可以在满足非实时业务数据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。0089优选地,基站10包括设置模块101,用于设置随机函数的方差的值2,以及设置一个有带宽申请的期望的值REQ和一个无带宽申请的期望的值NREQ,方差的值2在020MS的范围内,有带宽申请的期望的值REQ小于无带宽申请的期望的值NREQ;判断模块102,用于判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;轮询模块103,用于根据判断模块102的判断结果分别以有带宽申请的期望的值REQ或无带宽申请的期望的值NREQ作为随机函数的期望产生轮询间。

43、隔;发送模块104,用于在轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0090其中,轮询模块103还用于当判断模块102的判断结果为是时,以有带宽申请的期望的值REQ作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔;当判断模块102的判断结果为否时,以无带宽申请的期望的值NREQ作为随机函数的期望产生下一次的轮询间隔。0091该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息的一种具体实施方案。在该优选实施例中通过设置一个较小的方差值2,在MS一直有数据发送时,BS每次的轮询间隔不会很大。0092优选地,基站10包括设置模块101,用于设置随机函数的期望的值E,。

44、以及设置一个有带宽申请的方差的值和一个无带宽申请的方差的值期望的值E在20MS说明书CN102045846ACN102045850A9/9页1350MS的范围内,有带宽申请的方差的值小于无带宽申请的方差的值判断模块102,用于判断是否接收到来自移动台的有效的带宽请求;轮询模块103,用于根据判断模块102的判断结果分别以有带宽申请的方差的值或无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔;发送模块104,用于在下一次的轮询间隔到达后向基站发送携带轮询带宽的消息。0093其中,轮询模块103还用于当判断模块102的判断结果为是时,以有带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮。

45、询间隔;当判断模块102的判断结果为否时,以无带宽申请的方差的值作为随机函数的方差产生下一次的轮询间隔。0094该优选实施例提供了基站使用随机函数获得轮询间隔,并根据轮询间隔向移动台发送携带轮询带宽的消息的另一种具体实施方案。在该优选实施例中通过设置一个较小的期望值E,在MS一直有数据发送时,BS每次的轮询间隔抖动不会很大,数据包之间的RTT往返时延也较稳定。0095从以上的描述中,可以看出,本发明实现了如下技术效果因为采用随机函数产生轮询间隔,且根据是否接收到来自移动台的带宽请求分别将预先设置的不同期望值或者不同方差值代入该随机函数产生轮询间隔,使得有带宽申请时产生的轮询间隔较小而无带宽申请。

46、时产生的轮询间隔较大,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BS和MS不一致的问题,从而可以在满足非实时业务数据突发的传输要求的基础上节约上行的轮询带宽。0096显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。0097以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN102045846ACN102045850A1/4页14图1说明书附图CN102045846ACN102045850A2/4页15图2说明书附图CN102045846ACN102045850A3/4页16图3说明书附图CN102045846ACN102045850A4/4页17图4图5说明书附图CN102045846A。

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