用于通信网络中应用感知准入控制的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了通过使用应用感知准入控制而优化容量和频谱受限的多址通信系统的系统性能的系统和方法。本文所提供的系统和方法能使用关于应用的信息和拥塞信息确定准入控制响应。可从分组检查获得所述关于应用的信息。所述准入控制响应可包括准入新的服务、拒绝所述新的服务、修改所述新的服务或现有的服务、延迟所述新的服务以及暂停现有的服务。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通信网络中应用感知准入控制的系统和方法专利技术背景本专利技术一般涉及通信系统的领域，且更具体地是涉及用于通信网络中应用感知准入控制的系统和方法。在通信网络中，能在网络中各节点之间有效传送数据的速率被限制。在有线网络中，该限制通常是设备能力的函数。例如，千兆以太网链路每秒仅能传送十亿比特。在无线网络中，该限制通常是信道带宽以及所使用的传输技术和通信协议的函数。无线网络进一步地受为特定服务和区域所分配的频谱数量以及在发射和接收节点之间的信号质量的约束。此外，数据能在无线网络中传送的速率通常随时间变化。在历史上，通信系统通过在核心(如在长期演进(LTE)系统的分组网关(P-GW)中)中的服务类别(CoS)使流量分离。这具有的好处是，能够向运营商提供的服务(如源自运营商自己或协调的内容分发网络(CDN)的语音和视频)提供服务质量(QoS)保证，如保证比特率(GBR)。与运营商提供的服务不相关联的流量通常进行较少的分化，从而导致被分成同一CoS的异构流量。进一步地，该流量通常是在尽力而为的基础上所提供的资源，忽略了生成流量的具体应用的QoS的需要并忽略了由最终用户所感知的体验质量(QoE)。额外的通信流量可源自过顶业务(OTT)服务，即，不是运营商所提供的或协调的服务。Skype网络电话(VoIP)、YouTube渐进式下载视频、Netflix流式视频和Pandora电台流式音频均是OTT服务的实例。OTT语音和视频服务倾向于与电子邮件、社交网络和文件传输一起被分成尽力而为的流量。当网络变得拥塞时，无论对最终用户所感知质量的影响如何，通常对所有OTT服务进行相同的处理。通常，是在相同的CoS中对其进行调度。此外，OTT服务通常被分成相同的逻辑承载、逻辑链路或其他虚拟传输信道。在当今的通信系统中，在逻辑承载的基础上进行准入控制，而不考虑在承载上的服务混合。因此，实时服务如语音、流式视频和流式音频均被认为是相对于非实时服务如电子邮件在QoE中具有大幅退化。专利技术概要本专利技术提供了用于通信网络中应用感知准入控制的系统和方法。本文所提供的系统和方法能使用关于应用的信息以做出准入控制决策。实例准入控制决策包括准入、拒绝、修改或延迟。例如，关于应用的信息可包括应用类别和具体应用。例如，可通过检查分组而检测应用信息。例如，可在无线基站中使用系统和方法。在一个方面，本专利技术提供了一种接入节点，其包括：收发器模块，其被配置成提供与终端节点的通信；分组检查模块，其被配置成检查与终端节点通信的分组以检测关于与分组相关联的应用的信息；以及准入控制模块，其被配置成检测源自终端节点的准入请求，准入请求为对通信服务的请求，并基于应用信息和关于与终端节点通信中的拥塞的信息确定对准入请求的准入控制响应。在另一个方面，本专利技术提供了一种接入节点，其包括：收发器模块，其被配置成提供接入节点和终端节点之间的通信；回程接口模块，其被配置成提供在网络中的接入节点和装置之间的通信；以及处理器，其被耦接至收发器且被配置成检测源自终端节点的准入请求，准入请求为对新的通信服务的请求，以及基于与准入请求相关联的应用的特征和关于影响与终端节点的通信的拥塞的信息而确定对准入请求的响应。在另一个方面，本专利技术提供了一种用于确定准入控制响应的方法，该方法包括：检测源自终端节点的准入请求，准入请求为对新的通信服务的请求；检查与准入请求相关联的分组以检测与准入请求相关联的应用的特征；以及基于所检测的应用的特征和关于影响与终端节点的通信的拥塞的信息而确定对准入请求的响应。从下面举例说明本专利技术各方面的描述中可明确地了解本专利技术的其他特征和优点。附图简述可通过研究附图部分地了解本专利技术的结构和操作的详细内容，在附图中相同的参考数字表示相同的部件，且其中：图1为无线通信网络的方框图，其中可根据本专利技术的各方面实现本文所公开的系统和方法；图2为根据本专利技术的各方面的接入节点的方框图；图3为根据本专利技术的各方面的阐明接入节点的各方面的通信系统的图；图4为根据本专利技术的各方面的阐明eNodeB的各方面的通信系统的图；图5为根据本专利技术的各方面的具有应用感知准入控制的通信系统的方框图；图6为根据本专利技术的各方面的用于准入控制的过程的流程图；图7为根据本专利技术的各方面的在通信网络中提供服务的平稳退化的过程的流程图；图8为根据本专利技术的各方面的分组检查模块的方框图；图9为根据本专利技术的各方面的分组分类模块的方框图；以及图10为根据本专利技术的各方面的应用会话检测模块的方框图。具体实施方式本专利技术提供了用于具有应用感知准入控制的通信系统的系统和方法。应用感知准入控制可改善用户的体验质量(QoE)。系统和方法在容量和频谱受限的多址通信系统中是特别有用的。本文所公开的系统和方法可与含有源自异构应用的数据流、流或会话的服务类别一起使用。本文所公开的系统和方法可被应用至各种容量受限的通信系统，包括有线和无线技术。例如，本文所公开的系统和方法可用于蜂窝2G、3G和4G(包括长期演进(LTE)、高级LTE和WiMAX)、蜂窝回程、Wi-Fi、超移动宽带(UMB)、电缆调制解调器和其他点对点或点对多点有线或无线技术。为了简明的阐述，描述了使用特定技术、标准和服务的术语和组织的各种实施方案。然而，本文所述的系统和方法广泛地适用于其他技术、标准和服务。图1为无线通信网络的方框图，其中可根据本专利技术的各方面实现本文所公开的系统和方法。宏基站110通过回程连接170被连接至核心网络102。在一个实施方案中，回程连接170为双向链路或两个单向链路。从核心网络102至宏基站110的方向被称之为下游或下行(DL)方向。从宏基站110至核心网络102的方向被称之为上游或上行(UL)方向。用户站150(1)和150(4)可通过宏基站110连接至核心网络102。在一个实施方案中，在用户站150和宏基站110之间的无线链路190为双向的点对多点链路。从宏基站110至用户站150的无线链路190的方向被称之为下行或下游方向。从用户站150至宏基站110的无线链路190的方向被称之为上行或上游方向。有时，用户站被称之为用户设备(UE)、用户、用户装置、客户端、手持设备、移动站、终端节点或用户终端且通常为移动装置，如智能手机或平板电脑。用户站可包括多个物理装置，例如，被耦接至笔记本电脑的无线加密狗。用户站150通过无线链路190使用基站如宏基站110作为桥梁以访问内容。也就是说，基站通常在用户站150和核心网络102之间传递用户应用数据和任何用户应用控制消息而不是基站作为数据和控制消息的目的地或数据和控制消息的来源。在图1中所示的网络配置中，办公大楼120(1)导致宏基站110无法达到的覆盖阴影104。微微站130能提供至覆盖阴影104中的用户站150(2)和150(5)的覆盖。微微站130经回程连接170被连接至核心网络102。用户站150(2)和150(5)可经与在用户站150(1)和150(4)和宏基站110之间的无线链路190类似或相同的链路190而被连接至微微站130。在另一个办公大楼120(2)中，企业毫微微小区140提供至用户站150(3)和150(6)的室内覆盖。企业毫微微小区140能通过利用企业网关103所提供的宽带连接160而经互联网服务提供商(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接入节点，其包括：收发器模块，其被配置成提供与终端节点的通信；分组检查模块，其被配置成检查与所述终端节点通信的分组以检测关于与所述分组相关联的应用的信息；以及准入控制模块，其被配置成检测源自所述终端节点的准入请求，所述准入请求为对通信服务的请求，并基于所述应用信息和关于与所述终端节点通信中的拥塞的信息确定对所述准入请求的准入控制响应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.17 US 61/625,459;2012.05.01 US 61/640,984;1.一种接入节点，其包括：收发器模块，其被配置成提供与终端节点的通信；调度程序模块，所述调度程序模块被配置成接收下行分组、将所述下行分组分成队列并调度所述下行分组以利用调度程序参数传输至所述终端节点中的一个或多个；分组检查模块，其被配置成检查与所述终端节点通信的分组以检测关于与所述分组相关联的应用信息；以及准入控制模块，其被配置成检测源自所述终端节点的准入请求，所述准入请求为对通信服务的请求，并基于所述应用信息和关于与所述终端节点通信中的拥塞的信息确定对所述准入请求的准入控制响应，其中所述通信服务的所述请求包括异构应用的服务类别，其中，所述调度程序模块将拥塞度量供给至所述准入控制模块以用于确定所述准入控制响应，其中，所述准入控制模块创建所述准入控制响应以改变调度优先级或调度资源分配，所述调度程序模块从所述准入控制模块接收对所述调度程序参数的更新。2.根据权利要求1所述的接入节点，其中所述应用信息包括应用类别和具体应用。3.根据权利要求1所述的接入节点，其中所述准入控制模块包括：资源估计模块，其被配置成估计用于与所述终端节点进行通信的资源；拥塞监控模块，其被配置成监控与所述终端节点的所述通信中的所述拥塞；以及控制响应模块，其被配置成使用源自所述资源估计模块的所估计的资源和源自所述拥塞监控模块的所监控的拥塞而确定所述准入控制响应。4.根据权利要求1所述的接入节点，其中所述准入控制模块设定交互式语音和视频会话的视频部分比其他视频承载具有更低的优先级，而所述准入控制模块设定所述交互式语音和视频会话的语音部分比其他视频承载具有更高的优先级。5.根据权利要求1所述的接入节点，其中所述拥塞度量包括从由丢弃率、调度队列出口速率、分组龄和调度队列占用所组成的组选择的信息。6.根据权利要求1所述的接入节点，其中所述准入控制响应包括修改所述调度程序参数的响应。7.根据权利要求1所述的接入节点，其中通过所述分组检查模块所检查的所述分组包括上行分组和下行分组。8.一种接入节点，其包括：收发器模块，其被配置成提供所述接入节点和终端节点之间的通信；回程接口模块，其被配置成提供在网络中的所述接入节点和装置之间的通信；以及处理器，其被耦接至所述收发器且被配置成：接收下行分组、将所述下行分组分成队列并调度所述下行分组以利用调度程序参数传输至所述终端节点中的一个或多个，检测源自终端节点的准入请求，所述准入请求为对新的通信服务的请求，基于与所述准入请求相关联的应用的特征和关于影响与所述终端节点的通信的拥塞的信息而确定对所述准入请求的响应，其中所述通信服务的所述请求包括异构应用的服务类别，供给拥塞度量以用于确定所述准入请求的响应，以及改变调度优先级或调度资源分配，并更新所述调度程序参数。9.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述应用的所述特征包括应用类别和具体应用。10.根据权利要求9所述的接入节点，其中对所述准入请求的所述响应还基于与所述应用相关联的应用类别和具体应用的优先表。11.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述关于拥塞的信息是具体到所述终端节点的信息。12.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述关于拥塞的信息是被连接至所述接入节点的一组终端节点所共有的信息。13.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述关于拥塞的信息包括预测的拥塞。14.根据权利要求13所述的接入节点，其中对所述准入请求的所述响应更是当预测到拥塞时拒绝所述请求。15.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述准入请求是用于视频服务的，且其中所述关于拥塞的信息包括与视频数据的文件大小相比对随时间传输的所述视频数据的分析。16.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述准入请求为用于将服务添加至现有承载的请求。17.根据权利要求16所述的接入节点，其中对所述准入请求的所述响应还基于在所述现有承载上的其他服务。18.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述处理器还被配置成检查与所述准入请求相关联的分组以检测与所述准入请求相关联的所述应用的所述特征。19.根据权利要求18所述的接入节点，其中所述接入节点用于长期演进系统中，且其中检查与所述准入请求相关联的分组包括通过检测互联网协议多媒体子系统信令而后创建具有语音比特率的承载来检测LTE语音会话。20.根据权利要求18所述的接入节点，其中检查与所述准入请求相关联的分组包括通过检测互联网协议多媒体子系统信令而后创建具有语音比特率的承载和创建具有视频比特率的承载来检测交互式语音和视频会话。21.根据权利要求20所述的接入节点，其中确定对所述准入请求的所述响应包括拒绝创建具有视频比特率的所述承载却支持具有语音比特率的所述承载。22.根据权利要求18所述的接入节点，其中所检测的特征包括比特率。23.根据权利要求22所述的接入节点，其中如果所述比特率如此之高准入所述新的通信服务会导致其他服务退化，则拒绝对所述准入请求的所述响应。24.根据权利要求8所述的接入节点，其中所述处理器还被配置成检测现有服务是否正使用小于为所述服务预算的带宽，且其中当所述关于拥塞的信息指示所述现有服务和所述新的通信服务将具有高于可用资源的所述带宽的带宽分配且检测到使用小于为所述服务预算的带宽的现有服务时，准入所述新的通信服务。25.根据权利要求8所述的接入节点，其中对所述准入请求的所述响应为拒绝所述请求。26.根据权利要求25所述的接入节点，其中拒绝所述请求包括丢弃用于发起所请求的服务的一个或多个分组。27.根据权利要求26所述的接入节点，其中丢弃用于发起所请求的服务的一个或多个分组包括用拒绝所请求的服务的消息替换接受所请求的服务的消息。28.根据权利要求27所述的接入节点，其中拒绝所述服务请求的所述消息包括重试时间。29.根据权利要求28所述的接入节点，其中所述重试时间是基于预计的拥塞而进行设置的。30.根据权利要求8所述的接入节点，其中对所述准入请求的所述响应为延迟所述准入请求。31.根据权利要求30所述的接入节点，其中延迟所述准入请求包括延迟用于发起所请求的服务的一个或多个分组的传输。32.根据权利要求8所述的接入节点，其中对所述准入请求的所述响应为修改所述准入请求。33.根据权利要求32所述的接入节点，其中所述准入请求...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·L·斯坦伍德，D·吉奥，W·罗迪，Y·鲍，H·徐，
申请(专利权)人：WILAN研究所公司，
类型：发明
国别省市：美国;US