專利名稱：一種實時監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種實時監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
在目前的無線通信系統(tǒng)中，由于用戶所需要以及所使用的數(shù)據(jù)功能越來 越強大，包括語音電話、網(wǎng)頁瀏覽、視頻電話、電子郵件、網(wǎng)絡游戲以及數(shù) 據(jù)下載等功能，這些功能對帶寬的吞噬日益嚴重，通信質(zhì)量受到非常大的影 響，掉話率提高，用戶不能正常接入系統(tǒng)，甚至直接導致鏈路的癱瘓，造成 經(jīng)濟損失。運營商需要了解帶寬情況來指導網(wǎng)絡運維、網(wǎng)絡規(guī)劃、擁塞控制、
接納控制以及異構(gòu)無線網(wǎng)絡的切換、性能優(yōu)化等。對QoS( Quality of Service, 服務質(zhì)量)較為敏感的業(yè)務需要在進行業(yè)務量傳輸之前預先了解鏈路帶寬狀 況，選擇不同的服務質(zhì)量或可用帶寬的路由。因此帶寬以及鏈路狀態(tài)的監(jiān)測 就成為提高服務質(zhì)量、改善網(wǎng)絡性能、提高網(wǎng)絡接入效率的重點。
目前的一些鏈路狀態(tài)監(jiān)測方法是通過在鏈路正常通信時發(fā)送探測包來 對鏈路質(zhì)量進行測試，目的是要獲得鏈路的實時通信狀況，但其測試過程會 受到背景流量的影響，因而測試的結(jié)果受影響較大，尤其是在鏈路擁塞時測 試的準確度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種實時監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的方法，利 用該方法可以實時的監(jiān)測無線鏈路的可用帶寬以及繁忙程度，解決了現(xiàn)有技 術(shù)中鏈路測試方法受背景流量影響較大的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了 一種實時監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的方法， 在基站控制端發(fā)送均由探測包對組成的第 一類型探測流和第二類型探測流，在接收端計算得到第一類型探測流的發(fā)送端SCV值SCf^和接收端scv值
sc《1、第二類型探測流的發(fā)送端scv值sc《2和接收端SCV值SC《2、以
及探測流的繁忙程度A后，根據(jù)以下公式獲得用于監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的整個
鏈路的繁忙程度值戶
《-SC《=(1 - AP + A2)( W -鮮(2)。
進一步地，第一類型探測流是周期性探測流，第二類型探測流是泊松探 測流，并根據(jù)以下公式獲得整個鏈路的繁忙程度值p:
SC《"w,c _ scf。" = (i — Ap + Wxsc^"* - SCT,"咖)，
其中，scrf。&為接收端周期性探測流的SCV, SC《。^"為接收端泊松 探測流的SCV， SC《"。&為發(fā)送端周期性探測流的SCV, SCT,w為發(fā)送端
泊松探測流的scv。
進一步地，在接收端分別測量所述探測包對到達接收端的時間間隔；根
據(jù)測得的所述時間間隔計算探測包對到達接收端的scv， scv為所述探測 包對的時間間隔的方差與所述纟采測包對中兩個包之間的平均時間間隔平方 的比值。
進一步地，所述方法根據(jù)所述整個鏈路的繁忙程度值/ 與所述探測流的 流量密度的差值得到無線鏈路本身的流量密度。
進一步地，在得到無線鏈路本身的流量密度后，根據(jù)無線鏈路的服務速 率得出無線鏈路本身的包到達速率，再根據(jù)該包到達速率得出無線鏈路的可 用帶寬。
進一步地，在得到無線鏈路本身的包到達速率A后，根據(jù)下式得出可用
帶寬
^4兩7"Z /e — 5薦c/vW礎=C — A * ， 式中，C為所述無線鏈路的容量，￡2無線鏈路本身的傳輸包包長。
進一步地，所述周期性探測流的探測包對的發(fā)包間隔為固定值，所述泊 松探測流的探測包對的發(fā)包間隔按照指數(shù)分布。
進一步地，所述方法應用于基于CDMA制式的高速率分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)。本發(fā)明提出了 一種可以實時檢測鏈路可用帶寬以及鏈路繁忙程度的方 法，根據(jù)探測包到達接收端的時間間隔，估計鏈路的可用帶寬及繁忙程度， 可以實時了解當前鏈路的帶寬狀況，進而根據(jù)該參數(shù)控制發(fā)送包的速率，避 免鏈路過度擁塞，使鏈路狀態(tài)達到最優(yōu)，提高鏈路的利用率。通過采用兩種 不同類型的探測包，使測試結(jié)果受背景流量的影響大大減小，即使在鏈路擁 塞時也具有較高的準確度。


圖1為本發(fā)明方法的處理流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述，但并不作為 對本發(fā)明的限定。
參考圖l所示，以基于CDMA (Code Division Multiple Access,碼分多 址)制式的HRPD (High Rate Packet Data,高速率分組數(shù)據(jù))系統(tǒng)為例，本 發(fā)明方法主要包括以下步驟
步驟IOI， CDMA制式的HRPD系統(tǒng)初始化，監(jiān)測算法進入開始狀態(tài)；
步驟102,控制端發(fā)送由探測包對組成的探測流；
具體地，在基站控制端發(fā)送成對的鏈路探測包流，控制端會先后發(fā)送兩 種探測流，第一種是周期性探測流，第二種是Poisson (泊松)探測流。兩 種探測流只是發(fā)包間隔不同，即周期性的探測流包對的發(fā)包間隔是固定不變 的，而泊松探測流的包對的發(fā)包間隔是按照指數(shù)分布的，發(fā)送的其它參數(shù)保 持不變。發(fā)送不同類型的探測流的目的是進行比對，通過兩種探測流抵消背 景業(yè)務流量對測試結(jié)果的影響。
步驟103，接收端分別統(tǒng)計兩種探測流探測包對到達接收端的時延(時 間間隔)；
步驟104,估算整個無線鏈路的繁忙程度；
鏈路的繁忙程度可以用總流量密度p來估算，戶-V卜其中，X為包(包括業(yè)務流和探測流)的到達速率，^為無線鏈路的服務速率， 一條鏈路的服 務速率一般是固定的，因而鏈路的繁忙程度與包的到達速率X有關(guān)。p—般 為小于1的值，若/7 —1，則表示鏈路非常繁忙，包的到達速率接近鏈路服務速率，導致不能及時傳輸而造成丟包；當p〉l時，到達速率大于鏈路可 以服務的速率，將導致丟包率大幅度提高甚至鏈路癱瘓。首先，我們引入SCV的概念，由于鏈路本身存在有業(yè)務流量(可視為 背景流量)，因此，包對到達接收者，即AT (Access Terminal,接收終端) 的時間間隔將發(fā)生變化，這一變化可以用SCV (Squared Coefficient of Variation)值來表征，SCV即包對時間間隔的方差與包對中兩個包之間的平 均時間間隔平方的比值。SCV包括發(fā)送端的SCV,接收端的SCV和服務過 程的SCV。下面介紹整個無線鏈路的繁忙程度p的估算過程。將通信鏈路上的流量視為隊列，則根據(jù)針對隊列的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《^^為接收端周期性探測流的scv， SC《一"為接收端泊 松探測流的SCV, SCTf 。^為發(fā)送端周期性探測流的SCV, SC《。&。"為發(fā)送 端泊松探測流的SCV; Cf為探測流服務過程的SCV， q背景業(yè)務流服務過 程的SCV,《為發(fā)送端背景業(yè)務流的SCV, A和^分別為探測流和背景業(yè) 務流的到達概率；A為探測流的繁忙程度，A為鏈路本身的背景繁忙程度。由于周期性的探測流包對的間隔是固定不變的，因此其方差為O,所以 得到SCPf= 0;而泊松探測流的包對間隔是按照指數(shù)分布的，因此可得 出sc《。&。" = 1;將這些已知條件帶入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)由于兩種探測流只是將發(fā)包間隔加以改變，其它參數(shù)一律不變，合并以上兩式，即可得到<formula>formula see original document page 8</formula>( 5式)根據(jù)步驟103中統(tǒng)計的兩種探測流到達接收端的探測包對時間間隔，可 以分別計算得出scrf^和sc《^。"的值，又由于探測流為已知并且可控， 探測流的繁忙程度A為已知，因此，可以根據(jù)5式得到整個鏈路的繁忙程度p。步驟105，根據(jù)下面的公式計算鏈路本身的繁忙程度a;/7產(chǎn)yO-(6式)由于探測流的繁忙程度A為已知，再利用步驟104中估算出的整個無線 鏈路的繁忙程度p,可以根據(jù)式3得到鏈路本身的背景繁忙程度/v即可以 知道此時鏈路本身的狀態(tài)(繁忙與否)。步驟106,根據(jù)下面的公式計算可用帶寬；(7式)其中，c為鏈路容量，為已知的固定值，^為鏈路本身業(yè)務流傳輸包的 包長，也為已知值。由于我們已經(jīng)得到了鏈路本身的背景繁忙程度^ ,因此就可以得到鏈路 本身的包到達速率^， 4=//*a,再根據(jù)7式即可得出可用帶寬 爿vaZ/^/e — 的值。得到可用帶寬后，我們可以根據(jù)該參數(shù)得知鏈路的利用率，也可根據(jù)該 參數(shù)來判斷允許接入的終端個數(shù)。步驟107，算法結(jié)束。最后應說明的是，以上實施方法僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限 制，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下， 本領(lǐng)域技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的 改變和變形都應屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種實時監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的方法，其特征在于，在基站控制端發(fā)送均由探測包對組成的第一類型探測流和第二類型探測流，在接收端計算得到第一類型探測流的發(fā)送端SCV值SCVDnT1和接收端SCV值SCVInT1、第二類型探測流的發(fā)送端SCV值SCVDnT2和接收端SCV值SCVInT2、以及探測流的繁忙程度ρ1后，根據(jù)以下公式獲得用于監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的整個鏈路的繁忙程度值ρ
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第一類型探測流是周期性 探測流，第二類型探測流是泊松探測流，并根據(jù)以下公式獲得整個鏈路的繁 忙程度值p:<formula>formula see original document page 2</formula>其中，scp^"旨為接收端周期性探測流的scv， serf為接收端泊松 探測流的scv， sc《^&為發(fā)送端周期性探測流的scv, serf為發(fā)送端 泊木〉探測流的scv。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在接收端分別測量所述探 測包對到達接收端的時間間隔；才艮據(jù)測得的所述時間間隔計算探測包對到達 接收端的SCV, SCV為所述探測包對的時間間隔的方差與所述探測包對中 兩個包之間的平均時間間隔平方的比值。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法根據(jù)所述整個鏈 路的繁忙程度值與所述探測流的流量密度的差值得到無線鏈路本身的流 量密度。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在得到無線鏈路本身的流 量密度后，根據(jù)無線鏈路的服務速率得出無線鏈路本身的包到達速率，再根 據(jù)該包到達速率得出無線鏈路的可用帶寬。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在得到無線鏈路本身的包 到達速率^后，根據(jù)下式得出可用帶寬^4va"aZ fe — 5am/H7礎=C 一 >^ *丄2 ，式中，c為所述無線鏈路的容量，A無線鏈路本身的傳輸包包長。
7、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述周期性探測流的探測 包對的發(fā)包間隔為固定值，所述泊松探測流的探測包對的發(fā)包間隔按照指數(shù) 分布。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法應用于基于CDMA 制式的高速率分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實時監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的方法，在基站控制端發(fā)送均由探測包對組成的第一類型探測流和第二類型探測流，在接收端計算得到第一類型探測流的發(fā)送端SCV值SCV_Dn^T1和接收端SCV值SCV_In^T1、第二類型探測流的發(fā)送端SCV值SCV_Dn^T2和接收端SCV值SCV_In^T2、以及探測流的繁忙程度ρ₁后，根據(jù)以下公式獲得用于監(jiān)測通信鏈路狀態(tài)的整個鏈路的繁忙程度值ρSCV_Dn^T1-SCV_Dn^T2=(1-ρ₁ρ+ρ₁²)(SCV_In^T1-SCV_In^T2)。采用本發(fā)明方法可以實時了解鏈路當前的繁忙程度和帶寬狀況，進而根據(jù)帶寬狀況控制發(fā)送包的速率，避免鏈路過度擁塞，使鏈路狀態(tài)達到最優(yōu)，提高鏈路的利用率。
文檔編號H04L12/26GK101222381SQ20081000471
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者潔 梁 申請人:中興通訊股份有限公司