基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，本发明的方法考虑了同类型的业务流之间的公平性，也就是所有相同类型的业务流之间的释放程度是相同的条件下，根据相应的算法释放带宽，以实现高的信道利用率以及减少系统的整体HCDP；同时为了区分新业务和切换业务，为带宽释放设置了不同的释放阈值，切换业务阈值高于新业务的阈值，进而保证切换业务较新业务有更高的接入优先级，最终使得在保证现有业务流正常传输的前提下，接纳更多的业务。
【专利说明】基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信【技术领域】，具体涉及一种基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法。
【背景技术】
[0002]接纳控制在无线资源管理中起着举足轻重的作用，是防止系统过载和保证用户QoS(Quality of Service,服务质量)质量重要的策略,对维护系统稳定和高效有着不同寻常的意义。在无线网络中，由于要降低切换呼叫的丢失概率和新呼叫的阻塞概率，又要同时满足不同业务类型的QoS要求，使得接纳控制的实现越来越有挑战性。无线接纳控制策略是用于对一个新到达的呼叫提供准入判断的方法。如果无线网络带宽资源充足，那么要求尽可能多的业务接入系统中，以提高带宽资源的利用率；如果无线带宽资源紧张的情况下，那么就可以采用预留带宽或者给现有业务降级的方式，来满足不同业务QoS的需求，无线接纳控制策略就是在寻找带宽的充分利用和满足不同业务需求的两方面需求之间的平衡点。
[0003]在诸如IEEE802.1 lac、IEEE802.1lad等标准的新一代超高速无线局域网中，基于信道竞争的介质访问控制方法无法实现高的信道利用率，因此此类方法不再适用。此外，在新一代超高速无线局域网中不同QoS需求的业务并存，基于信道竞争的接纳控制方法无法提供高质量的QoS保证。因此，采用基于信道预约的介质访问控制方法才能有效地利用信道资源。
[0004]为了便于本领域的普通技术人员理解本发明及其【背景技术】，在对本发明的【背景技术】进行描述时，首先作出如下定义:
[0005]UGS业务类型(Unsolicited Grant Service,非请求的带宽分配业务):周期性传输定长包形成的实时流，最大保持速率等于最小保留速率，在调度中优先级最高。在本专利中即为m = I时的业务类型,其中m表示业务流的等级。典型应用有VoIP (Voice overInternet Protocol,网络电话)。
[0006]rtPS业务类型(Real-Time Polling Service,实时轮询业务):周期性形成的数据包大小可变的实时服务流，其传输速率保持在最大保持速率和最小保留速率之间。在本专利中即为m= 2时的业务类型,其中m表示业务流的等级。典型应用有MPEG (MovingPictures Experts Group,动态图像专家组)视频流。
[0007]ertPS 业务类型(Extended Real-Time Polling Service,拓展实时轮询业务):实时业务，在某些时间间隔内，传输定长数据包。在业务生存时间内，传输速率取决于数据包的大小变化，速率保持在最大保持速率和最小保留速率之间。业务刚被激活后，默认按照最大保持速率为其分配足够的带宽资源。在本专利中即为m =3时的业务类型，其中m表示业务流的等级。典型应用有静音抑制，VoIP视频流。
[0008]nrtPS业务类型(Non-Real-Time Polling Service,非实时轮询业务):非实时业务，没有时延要求，有最大保持速率和最小保留速率的限制。在本专利中即为m = 4时的业务类型，其中m表示业务流的等级。典型应用有FTP(File Transfer Protocol,文件传输协议)等。
[0009]BE业务类型(Best Effort Service，尽力而为业务):非实时业务，没有时延要求，有最大保持速率。在本专利中即为m= 5时的业务类型，其中m表示业务流的等级。典型应有网页浏览等。
[0010]信道利用率:信道利用率表示已用带宽占所有全部带宽的百分比，也表示已经实现了的吞吐量。最大限度的提高信道利用率是接纳控制和资源分配最要的目标。接纳控制通过控制连接的接入和带宽的挪用和收回来优化信道利用率；资源分配通过对包实现分片，重组和资源管理提高信道利用率。
[0011]服务质量(Quality of Service, QoS):网络的一种安全机制,用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，如果网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS。但对于关键应用和多媒体应用就十分必要，当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，保证网络的高效运行。
[0012]优先级:当有多个数据等待处理是，决定各个数据接入信道的优先等级的参数。
[0013]连接接纳控制(Connection Access Control,CAC):在开始建立连接时分配资源，判断是否可以满足连接申请的各种要求并达成某种协约。
[0014]公平性:对于CAC和资源分配，寻求信道利用率和公平性之间的平衡点，是一个具有挑战性的问题。
[0015]为了衡量这个问题可以下面的指标来衡量:
【权利要求】
1.一种基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，具体为: 当业务到达时，确定用户接入能力然后再根据AP记录的关于相应带宽的信息来做出接纳判决； 所述接纳判决的具体过程如下:当系统带宽未被充分利用时，计算每个信道的SINR，然后挑选信噪比大的信道以最大保留速率给新业务分配带宽；当带宽充分利用时，计算带宽释放因子，将到达业务分为BE类新业务，非BE类新业务和切换业务；根据不同的业务类型来具体决定计算带宽释放因子的算法，并计算出相应的带宽释放因子，再通过与对应业务下的释放阈值比较来决定是否接纳相关业务。
2.根据权利要求1所述的基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，其特征在于，所述的计算带宽释放因子的具体过程如下: 定义m类业务等级业务流带宽释放因子βπ如下:
3.根据权利要求1或2所述的基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，其特征在于，所述的释放阈值α表示带宽释放因子上限，具体为:分别表示新业务的带宽释放因子上限athn和切换业务的带宽释放因子上限Cithh，并且athn〈athh。
4.根据权利要求3所述的基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，其特征在于，所述的通过与对应业务下的阈值比较来决定是否接纳相关业务具体过程如下: 对于BE类新业务，计算β5，通过与a thn的比较决定是否接纳新业务； 对于非BE类新业务，先计算β 5，若单通过释放BE类业务的带宽还不能满足带宽需求即β5> CIthn时，再计算β4，通过^34与CIthn的比较决定是否接纳新业务； 对于切换业务，先计算β 5，若单通过释放BE类业务的带宽还不能满足带宽需求即35>athh时，再计算β4，通过@4与a thh的比较决定是否接纳新业务。
5.根据权利要求4所述的基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，其特征在于，所述的通过与对应业务下的阈值比较来决定是否接纳相关业务具体过程如下: 对于BE类新业务,如果β m < a thn(此时m = 5),则接纳业务3集合中的业务流按照Snu(1-^m)的比例释放带宽，H隼合中的业务流按照δπ?(β ' ω-βω)的比例释放带宽；如果β,α thn (此时m = 5)，则拒绝接纳新业务； 对于非BE类新业务，如果K α-(此时m=5)，则接纳业务，3?集合中的业务流按照Sm i(1-Pm)的比例释放带宽，集合中的业务流按照δπ ?(β' ω-βω)的比例释放带览；如果β m> a thn，设直m为4,根据式⑵计算β m ;如果β m < a thn (此时m = 4),则接纳新业务，反之则拒绝接纳新业务； 对于切换业务，如果P111S athh(此时m = 5)，则接纳业务，?集合中的业务流按照Snu(1-Pm)的比例释放带宽，9L集合中的业务流按照δπ?(β ' ω-βω)的比例释放带宽；如果β m〉α _，设直m为4,根据式⑵计算β m ;如果β m < a ti*(此时m = 4),则接纳切换业务，反之则拒绝接纳切换业务。
6.根据权利要 求1至5任一项权利要求所述的基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，其特征在于，所述系统带宽充分利用具体指的是ζ arrivai+Coccupied ^ C ;所述系统带宽未被充分利用具体指的是(mival+C。。一d〈C，其中，4a?ival表示到达呼叫申请带宽，Ct^upied表示已经被使用的带宽，C表示用户总带宽。
7.根据权利要求1至5任一项权利要求所述的基于信道预约的超高速无线局域网的接纳控制方法，其特征在于，所述的非BE类新业务包括nrtPS和实时业务。
【文档编号】H04W72/10GK103974437SQ201410166768
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】冷甦鹏, 王会磊, 赵健午, 韦云凯 申请人:电子科技大学