一种实时监测通信链路状态的方法

专利名称：一种实时监测通信链路状态的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实时监测通信链路状态的方法。
背景技术：
在目前的无线通信系统中，由于用户所需要以及所使用的数据功能越来 越强大，包括语音电话、网页浏览、视频电话、电子邮件、网络游戏以及数 据下载等功能，这些功能对带宽的吞噬日益严重，通信质量受到非常大的影 响，掉话率提高，用户不能正常接入系统，甚至直接导致链路的瘫痪，造成 经济损失。运营商需要了解带宽情况来指导网络运维、网络规划、拥塞控制、
接纳控制以及异构无线网络的切换、性能优化等。对QoS( Quality of Service, 服务质量)较为敏感的业务需要在进行业务量传输之前预先了解链路带宽状 况，选择不同的服务质量或可用带宽的路由。因此带宽以及链路状态的监测 就成为提高服务质量、改善网络性能、提高网络接入效率的重点。
目前的一些链路状态监测方法是通过在链路正常通信时发送探测包来 对链路质量进行测试，目的是要获得链路的实时通信状况，但其测试过程会 受到背景流量的影响，因而测试的结果受影响较大，尤其是在链路拥塞时测 试的准确度较低。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实时监测通信链路状态的方法，利 用该方法可以实时的监测无线链路的可用带宽以及繁忙程度，解决了现有技 术中链路测试方法受背景流量影响较大的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了 一种实时监测通信链路状态的方法， 在基站控制端发送均由探测包对组成的第 一类型探测流和第二类型探测流，在接收端计算得到第一类型探测流的发送端SCV值SCf^和接收端scv值
sc《1、第二类型探测流的发送端scv值sc《2和接收端SCV值SC《2、以
及探测流的繁忙程度A后，根据以下公式获得用于监测通信链路状态的整个
链路的繁忙程度值户
《-SC《=(1 - AP + A2)( W -鮮(2)。
进一步地，第一类型探测流是周期性探测流，第二类型探测流是泊松探 测流，并根据以下公式获得整个链路的繁忙程度值p:
SC《"w,c _ scf。" = (i — Ap + Wxsc^"* - SCT,"咖)，
其中，scrf。&为接收端周期性探测流的SCV, SC《。^"为接收端泊松 探测流的SCV， SC《"。&为发送端周期性探测流的SCV, SCT,w为发送端
泊松探测流的scv。
进一步地，在接收端分别测量所述探测包对到达接收端的时间间隔；根
据测得的所述时间间隔计算探测包对到达接收端的scv， scv为所述探测 包对的时间间隔的方差与所述纟采测包对中两个包之间的平均时间间隔平方 的比值。
进一步地，所述方法根据所述整个链路的繁忙程度值/ 与所述探测流的 流量密度的差值得到无线链路本身的流量密度。
进一步地，在得到无线链路本身的流量密度后，根据无线链路的服务速 率得出无线链路本身的包到达速率，再根据该包到达速率得出无线链路的可 用带宽。
进一步地，在得到无线链路本身的包到达速率A后，根据下式得出可用
带宽
^4兩7"Z /e — 5薦c/vW础=C — A * ， 式中，C为所述无线链路的容量，￡2无线链路本身的传输包包长。
进一步地，所述周期性探测流的探测包对的发包间隔为固定值，所述泊 松探测流的探测包对的发包间隔按照指数分布。
进一步地，所述方法应用于基于CDMA制式的高速率分组数据系统。本发明提出了 一种可以实时检测链路可用带宽以及链路繁忙程度的方 法，根据探测包到达接收端的时间间隔，估计链路的可用带宽及繁忙程度， 可以实时了解当前链路的带宽状况，进而根据该参数控制发送包的速率，避 免链路过度拥塞，使链路状态达到最优，提高链路的利用率。通过采用两种 不同类型的探测包，使测试结果受背景流量的影响大大减小，即使在链路拥 塞时也具有较高的准确度。


图1为本发明方法的处理流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细描述，但并不作为 对本发明的限定。
参考图l所示，以基于CDMA (Code Division Multiple Access,码分多 址)制式的HRPD (High Rate Packet Data,高速率分组数据)系统为例，本 发明方法主要包括以下步骤
步骤IOI， CDMA制式的HRPD系统初始化，监测算法进入开始状态；
步骤102,控制端发送由探测包对组成的探测流；
具体地，在基站控制端发送成对的链路探测包流，控制端会先后发送两 种探测流，第一种是周期性探测流，第二种是Poisson (泊松)探测流。两 种探测流只是发包间隔不同，即周期性的探测流包对的发包间隔是固定不变 的，而泊松探测流的包对的发包间隔是按照指数分布的，发送的其它参数保 持不变。发送不同类型的探测流的目的是进行比对，通过两种探测流抵消背 景业务流量对测试结果的影响。
步骤103，接收端分别统计两种探测流探测包对到达接收端的时延(时 间间隔)；
步骤104,估算整个无线链路的繁忙程度；
链路的繁忙程度可以用总流量密度p来估算，户-V卜其中，X为包(包括业务流和探测流)的到达速率，^为无线链路的服务速率， 一条链路的服 务速率一般是固定的，因而链路的繁忙程度与包的到达速率X有关。p—般 为小于1的值，若/7 —1，则表示链路非常繁忙，包的到达速率接近链路服务速率，导致不能及时传输而造成丢包；当p〉l时，到达速率大于链路可 以服务的速率，将导致丟包率大幅度提高甚至链路瘫痪。首先，我们引入SCV的概念，由于链路本身存在有业务流量(可视为 背景流量)，因此，包对到达接收者，即AT (Access Terminal,接收终端) 的时间间隔将发生变化，这一变化可以用SCV (Squared Coefficient of Variation)值来表征，SCV即包对时间间隔的方差与包对中两个包之间的平 均时间间隔平方的比值。SCV包括发送端的SCV,接收端的SCV和服务过 程的SCV。下面介绍整个无线链路的繁忙程度p的估算过程。将通信链路上的流量视为队列，则根据针对队列的F.S (Fisher Stanford) 近似算法，有SCrf = A2Ci,+A2(A/iaC2《+ c。 + (1 —pip+A2)SCf; c d式)；和 SC《。'咖"=a2c〖+ /922(a//72)[C2S+c。+(1 —Ap + A2)sc《。^" ( 2式) 上式中，SC《^^为接收端周期性探测流的scv， SC《一"为接收端泊 松探测流的SCV, SCTf 。^为发送端周期性探测流的SCV, SC《。&。"为发送 端泊松探测流的SCV; Cf为探测流服务过程的SCV， q背景业务流服务过 程的SCV,《为发送端背景业务流的SCV, A和^分别为探测流和背景业 务流的到达概率；A为探测流的繁忙程度，A为链路本身的背景繁忙程度。由于周期性的探测流包对的间隔是固定不变的，因此其方差为O,所以 得到SCPf= 0;而泊松探测流的包对间隔是按照指数分布的，因此可得 出sc《。&。" = 1;将这些已知条件带入1式和2式，即可得到SC《"硫-A2(^+《(A/;aq + C。 (3式)；和W" = A2《+ A2(A^十A2) (4式)由于两种探测流只是将发包间隔加以改变，其它参数一律不变，合并以上两式，即可得到<formula>formula see original document page 8</formula>( 5式)根据步骤103中统计的两种探测流到达接收端的探测包对时间间隔，可 以分别计算得出scrf^和sc《^。"的值，又由于探测流为已知并且可控， 探测流的繁忙程度A为已知，因此，可以根据5式得到整个链路的繁忙程度p。步骤105，根据下面的公式计算链路本身的繁忙程度a;/7产yO-(6式)由于探测流的繁忙程度A为已知，再利用步骤104中估算出的整个无线 链路的繁忙程度p,可以根据式3得到链路本身的背景繁忙程度/v即可以 知道此时链路本身的状态(繁忙与否)。步骤106,根据下面的公式计算可用带宽；(7式)其中，c为链路容量，为已知的固定值，^为链路本身业务流传输包的 包长，也为已知值。由于我们已经得到了链路本身的背景繁忙程度^ ,因此就可以得到链路 本身的包到达速率^， 4=//*a,再根据7式即可得出可用带宽 爿vaZ/^/e — 的值。得到可用带宽后，我们可以根据该参数得知链路的利用率，也可根据该 参数来判断允许接入的终端个数。步骤107，算法结束。最后应说明的是，以上实施方法仅用以说明本发明的技术方案而非限 制，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下， 本领域技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的 改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种实时监测通信链路状态的方法，其特征在于，在基站控制端发送均由探测包对组成的第一类型探测流和第二类型探测流，在接收端计算得到第一类型探测流的发送端SCV值SCVDnT1和接收端SCV值SCVInT1、第二类型探测流的发送端SCV值SCVDnT2和接收端SCV值SCVInT2、以及探测流的繁忙程度ρ1后，根据以下公式获得用于监测通信链路状态的整个链路的繁忙程度值ρ
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一类型探测流是周期性 探测流，第二类型探测流是泊松探测流，并根据以下公式获得整个链路的繁 忙程度值p:<formula>formula see original document page 2</formula>其中，scp^"旨为接收端周期性探测流的scv， serf为接收端泊松 探测流的scv， sc《^&为发送端周期性探测流的scv, serf为发送端 泊木〉探测流的scv。
3、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收端分别测量所述探 测包对到达接收端的时间间隔；才艮据测得的所述时间间隔计算探测包对到达 接收端的SCV, SCV为所述探测包对的时间间隔的方差与所述探测包对中 两个包之间的平均时间间隔平方的比值。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法根据所述整个链 路的繁忙程度值与所述探测流的流量密度的差值得到无线链路本身的流 量密度。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在得到无线链路本身的流 量密度后，根据无线链路的服务速率得出无线链路本身的包到达速率，再根 据该包到达速率得出无线链路的可用带宽。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，在得到无线链路本身的包 到达速率^后，根据下式得出可用带宽^4va"aZ fe — 5am/H7础=C 一 >^ *丄2 ，式中，c为所述无线链路的容量，A无线链路本身的传输包包长。
7、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述周期性探测流的探测 包对的发包间隔为固定值，所述泊松探测流的探测包对的发包间隔按照指数 分布。
8、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法应用于基于CDMA 制式的高速率分组数据系统。
全文摘要
本发明公开了一种实时监测通信链路状态的方法，在基站控制端发送均由探测包对组成的第一类型探测流和第二类型探测流，在接收端计算得到第一类型探测流的发送端SCV值SCV_Dn^T1和接收端SCV值SCV_In^T1、第二类型探测流的发送端SCV值SCV_Dn^T2和接收端SCV值SCV_In^T2、以及探测流的繁忙程度ρ₁后，根据以下公式获得用于监测通信链路状态的整个链路的繁忙程度值ρSCV_Dn^T1-SCV_Dn^T2=(1-ρ₁ρ+ρ₁²)(SCV_In^T1-SCV_In^T2)。采用本发明方法可以实时了解链路当前的繁忙程度和带宽状况，进而根据带宽状况控制发送包的速率，避免链路过度拥塞，使链路状态达到最优，提高链路的利用率。
文档编号H04L12/26GK101222381SQ20081000471
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者洁 梁 申请人:中兴通讯股份有限公司