專利名稱：一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)及保障方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)及保障方法，應(yīng)用在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
隨著全球網(wǎng)絡(luò)化、信息化需求的不斷發(fā)展，地面通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的多媒體通信需求，利用通信衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)的高效傳輸成為重要的解決方法，尤其是寬帶多媒體通信衛(wèi)星技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以承載多種多媒體業(yè)務(wù)，如視頻會議、VoIP、視頻通話、Web瀏覽、FTP下載等。為了使用戶獲得良好的端到端業(yè)務(wù)體驗，需要系統(tǒng)提供一個合理的QoS保障方案。由于衛(wèi)星通信資源有限，有時會突發(fā)無線信道短暫性質(zhì)量下降、網(wǎng)絡(luò)中突發(fā)流量激增等情況，使業(yè)務(wù)傳輸?shù)膶崟r性受到影響。針對此情況需要為衛(wèi)星通信的QoS保障方案提供一個反饋機(jī)制，使系統(tǒng)具有一定抵御上述突發(fā)情況的能力。目前的衛(wèi)星通信QoS保障技術(shù)一般不具有策略反饋功能，對于包括此功能的，主要是在查詢到隊列中緩存的業(yè)務(wù)包數(shù)超過閾值時，產(chǎn)生一個QoS信令發(fā)送至業(yè)務(wù)發(fā)送端，降低業(yè)務(wù)發(fā)送速率。此方法在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中不能及時應(yīng)對資源受限情況，產(chǎn)生的處理延時是衛(wèi)星通信所不能容忍的。所以需要一個能夠及時解決短暫性資源受限問題的反饋型QoS系統(tǒng)。本方法是在專利一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)端到端服務(wù)質(zhì)量保障方法的基礎(chǔ)上提出的。在端到端服務(wù)質(zhì)量保障方法中增加策略反饋模塊，周期性查看資源占用情況與緩沖區(qū)隊列長度，當(dāng)突發(fā)資源受限，則將觸發(fā)策略生成模塊實施兩級保障方法。當(dāng)突發(fā)資源不足情況解除后，業(yè)務(wù)恢復(fù)原先的QoS策略配置目前尚無本發(fā)明所述的衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是針對衛(wèi)星通信系統(tǒng)無線資源有限，且衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)易受突發(fā)流量影響的問題，提供一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)及方法，此系統(tǒng)及方法可通過兩級反饋方法抵抗無線資源不足、網(wǎng)絡(luò)流量激增、信道質(zhì)量下降所帶來的影響，同時符合衛(wèi)星通信系統(tǒng)QoS保障的要求。本發(fā)明技術(shù)解決方案如下一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)端到端服務(wù)質(zhì)量保障系統(tǒng)，包括主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)、主站策略生成模塊(2)、主站策略實施模塊(3)、主站QoS信令發(fā)送模塊(4)、小站QoS信令接收模塊(5)、小站策略實施模塊(6)和主站策略反饋模塊(7);其中主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)，獲取并識別業(yè)務(wù)申請信令與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過解析業(yè)務(wù)申請信令獲取業(yè)務(wù)特性信息，向主站策略生成模塊(2)傳遞此業(yè)務(wù)特性信息，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射至主站策略實施模塊(3);所述業(yè)務(wù)特性信息包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送端口與IP地址參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送速率參數(shù)、控制信令帶寬參數(shù)、業(yè)務(wù)編碼方式參數(shù)；所述業(yè)務(wù)申請信令為SIP信令，在SIP信令中需要識別INVITE信令、200 OK信令、BYE信令，其中識別INVITE信令和200 OK信令用于生成業(yè)務(wù)特性信息，識別BYE信令用于向主站策略生成模塊(2)提供業(yè)務(wù)承載釋放信息；主站策略生成模塊(2)，接收主站業(yè)務(wù)識別模塊⑴傳遞的業(yè)務(wù)特性信息，依據(jù)業(yè)務(wù)特性信息，決定是否準(zhǔn)入申請業(yè)務(wù)，如果準(zhǔn)入則通過策略生成算法生成策略控制規(guī)則表，并向主站策略實施模塊(3)傳遞策略控制規(guī)則表，向主站QoS信令發(fā)送模塊(4)傳遞QoS 標(biāo)識參數(shù)；所述策略控制規(guī)則表包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)、最大比特速率參數(shù)、保障比特速率參數(shù)，及保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)；若主站策略生成模塊(2)接收到主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)傳遞的業(yè)務(wù)承載釋放信息，則查找相應(yīng)策略控制規(guī)則表，將找到的策略控制規(guī)則表釋放并指示主站策略實施模塊(3)撤銷相應(yīng)QoS配置；若主站策略生成模塊(2)接收到主站策略反饋模塊(7)傳遞的反饋信息，主站策略生成模塊(2)按照反饋信息修改策略控制規(guī)則表；主站策略實施模塊(3)，接收主站策略生成模塊(2)傳遞的策略控制規(guī)則表，依照策略控制規(guī)則表生成業(yè)務(wù)流模板、配置包過濾器與動態(tài)隊列，并向主站策略生成模塊(2)提供策略實施確認(rèn)信息，向主站QoS信令發(fā)送模塊(4)傳遞業(yè)務(wù)流模板信息；所述業(yè)務(wù)流模板與包過濾器包括源業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號、目的業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號，及會話ID信息；所述動態(tài)隊列用于承載主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)識別出的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動態(tài)隊列的配置包括獲取隊列長度、隊列控制參數(shù)、隊列ID、隊列優(yōu)先級及令牌桶速率配置，主站策略實施模塊(3)若收到撤銷QoS配置指示信息，則釋放相應(yīng)QoS配置并向主站QoS信令發(fā)送模塊(4)提供撤銷信息； 主站QoS信令發(fā)送模塊(4)，獲取主站策略生成模塊(2)傳遞來的QoS標(biāo)識參數(shù)及主站策略實施模塊(3)傳遞來的業(yè)務(wù)流模板信息后，生成QoS信令，并向小站QoS信令接收模塊(5)發(fā)送生成的QoS信令，如果從主站策略實施模塊(3)獲取撤銷信息，則生成撤銷信令，并將撤銷信令發(fā)送至小站QoS信令接收模塊(5)；小站QoS信令接收模塊(5)，從接收到的QoS信令中解析QoS參數(shù)，并向小站策略實施模塊(6)傳遞此QoS參數(shù)；所述QoS參數(shù)分為QoS配置參數(shù)和配置撤銷參數(shù)；QoS配置參數(shù)包括QqS標(biāo)識參數(shù)及業(yè)務(wù)流模板信息；小站策略實施模塊(6)，依據(jù)從小站QoS信令接收模塊(5)接收到的QoS參數(shù)，對小站進(jìn)行QoS配置或配置撤銷操作。主站策略反饋模塊(7)周期性查詢策略實施模塊(3)中的資源占用情況、無線信道質(zhì)量以及MAC層緩沖區(qū)，策略實施模塊(3)將MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)及資源占用大小參數(shù)傳遞給主站策略反饋模塊(7)，如果主站策略反饋模塊(7)發(fā)現(xiàn)MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)超過提前設(shè)定的閾值、資源占用大小參數(shù)大于系統(tǒng)帶寬資源，則主站策略反饋模塊(7)觸發(fā)反饋算法并生成反饋信息，主站策略反饋模塊(7)將反饋信息傳遞給策略生成模塊(2)，策略生成模塊(2)依據(jù)反饋信息生成修改的策略控制規(guī)則表并將策略控制規(guī)則表傳遞給策略實施模塊(3)，使系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)在資源受限的情況下獲得合理的QoS保障，同時主站策略實施模塊將觸發(fā)主站QoS信令發(fā)送模塊(4)向小站QoS信令接收模塊(5)發(fā)送QoS修改信令，QoS修改信令包括修改的QoS參數(shù)，即修改的QoS標(biāo)識參數(shù)和業(yè)務(wù)流模板信息，促使小站策略實施模塊(6)完成QoS配置修改；主站資源反饋模塊(7)實時查看資源占用情況及MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度，判斷突發(fā)資源受限情況是否徹底恢復(fù)，如果資源受限情況消失，則恢復(fù)主站策略實施模塊(3)和小站策略實施模塊(6)中原有業(yè)務(wù)QoS配置策略。
一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)端到端服務(wù)質(zhì)量保障方法，實現(xiàn)步驟如下步驟1，主站業(yè)務(wù)識別獲取并識別業(yè)務(wù)申請信令與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過解析業(yè)務(wù)申請信令獲取業(yè)務(wù)特性信息，將所述業(yè)務(wù)特性信息送至步驟2，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射至步驟3 ;所述業(yè)務(wù)特性信息包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送端口與IP地址參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送速率參數(shù)、控制信令帶寬參數(shù)、業(yè)務(wù)編碼方式參數(shù)；所述業(yè)務(wù)申請信令為SIP信令，在SIP信令中需要識別INVITE信令、200 OK信令、BYE信令，其中識別INVITE信令和200 OK信令用于生成業(yè)務(wù)特性信息，識別BYE信令送至步驟2，用于提供業(yè)務(wù)承載釋放信息；步驟2，主站策略生成接收業(yè)務(wù)特性信息，依據(jù)業(yè)務(wù)特性信息決定是否準(zhǔn)入申請業(yè)務(wù)，如果準(zhǔn)入則通過策略生成算法生成策略控制規(guī)則表，并將策略控制規(guī)則表傳遞至步驟3，將QoS標(biāo)識參數(shù)送遞至步驟4 ;所述策略控制規(guī)則表包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)、最大比特速率參數(shù)、保障比特速率參數(shù),及保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)；若接收到步驟I傳遞的業(yè)務(wù)承載釋放信息，則查找相應(yīng)策略控制規(guī)則表，將找到的策略控制規(guī)則表釋放并執(zhí)行步驟3撤銷相應(yīng)QoS配置；若接收到步驟7傳遞的反饋信息，則依據(jù)反饋信息生成修改的策略控制規(guī)則表并將此修改的策略控制規(guī)則表傳遞給步驟3，使系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)在資源受限的情況下獲得合理QoS保障；步驟3，主站策略實施接收步驟2傳遞的策略控制規(guī)則表，依照策略控制規(guī)則表生成業(yè)務(wù)流模板、配置包過濾器與動態(tài)隊列，并反饋策略實施確認(rèn)信息，向步驟4傳遞業(yè)務(wù)流模板信息；所述業(yè)務(wù)流模板與包過濾器包括源業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號、目的業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號，及會話ID信息；所述動態(tài)隊列用于承載步驟I識別出的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動態(tài)隊列的配置包括獲取隊列長度、隊列控制參數(shù)、隊列ID、隊列優(yōu)先級及令牌桶速率配置，在此步驟3中若收到撤銷QoS配置指示信息，則釋放相應(yīng)QoS配置并向步驟4提供撤銷信息，若收到修改的策略控制規(guī)則表則將觸發(fā)步驟4發(fā)送QoS修改信令，QoS修改信令包括修改的QoS參數(shù)，既修改QoS標(biāo)識參數(shù)和業(yè)務(wù)流模板信息，促使步驟6完成QoS配置修改；步驟4，主站QoS信令發(fā)送獲取步驟2傳遞來的QoS標(biāo)識參數(shù)及步驟3傳遞來的業(yè)務(wù)流模板信息后，生成QoS信令，并向步驟5發(fā)送生成的QoS信令，如果從步驟3獲取撤銷信息，則生成撤銷信令，并將撤銷信令發(fā)送至步驟5 ；步驟5，小站QoS信令接收從接收到的QoS信令中解析QoS參數(shù)，并向步驟6傳遞此QoS參數(shù)；所述QoS參數(shù)分為QoS配置參數(shù)和配置撤銷參數(shù)；QoS配置參數(shù)包括QoS標(biāo)識參數(shù)及業(yè)務(wù)流模板信息；步驟6，小站策略實施依據(jù)從步驟5接收到的QoS參數(shù)，對小站進(jìn)行QoS配置或配置撤銷操作。步驟7，主站策略反饋周期性查詢系統(tǒng)中的資源占用情況、無線信道質(zhì)量以及MAC層緩沖區(qū)，判斷MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)是否超過提前設(shè)定的閾值、資源占用大小參數(shù)是否大于系統(tǒng)帶寬資源，如大于則觸發(fā)反饋算法并生成反饋信息，將反饋信息傳遞給步驟2，在此步驟中實時查看資源占用情況及MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度，判斷突發(fā)資源受限情況是否徹底恢復(fù)，如果資源受限情況消失，則恢復(fù)原有業(yè)務(wù)QoS配置策略。
所述策略生成算法包括QoS標(biāo)識生成算法、業(yè)務(wù)帶寬獲取算法、保持與釋放優(yōu)先級獲取算法，其中QoS標(biāo)識生成算法生成針對申請業(yè)務(wù)的QoS標(biāo)識，此申請業(yè)務(wù)的QoS標(biāo)識與一組QoS保障特性相對應(yīng)；業(yè)務(wù)帶寬獲取算法用于生成此申請業(yè)務(wù)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中獲得的帶寬保障參數(shù)；保持與釋放優(yōu)先級獲取算法生成保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)，此保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)用于在資源受限情況下對承載業(yè)務(wù)的臨時性釋放提供優(yōu)先級順序；最后將QoS標(biāo)識生成算法QoS標(biāo)識參數(shù)、業(yè)務(wù)帶寬獲取算法所獲得的帶寬保障參數(shù)、保持與釋放優(yōu)先級獲取算法所獲得的保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)寫入策略控制規(guī)則表。所述QoS標(biāo)識生成算法實現(xiàn)如下(I)從步驟I獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)已運行一段時間，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中已存在策略控制規(guī)則表則轉(zhuǎn)入(2);若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)為初始狀態(tài)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)尚無策略控制規(guī)則表生成則轉(zhuǎn)入(3)；(2)查詢此業(yè)務(wù)類型參數(shù)的策略控制規(guī)則表是否已經(jīng)存在，若存在對應(yīng)策略控制規(guī)則表則直接分配此業(yè)務(wù)對應(yīng)的QoS標(biāo)識，否則進(jìn)入(3)；(3)判斷業(yè)務(wù)是否為RTCP (實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，并識別是RTCP中的audio、video、application、control、data業(yè)務(wù)中的哪一種，之后依照不同的業(yè)務(wù)類型為QoS標(biāo)識參數(shù)進(jìn)行賦值，其中data業(yè)務(wù)需依照用戶等級的不同分別進(jìn)行賦值。所述業(yè)務(wù)帶寬獲取算法(I)從步驟I獲取業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬參數(shù)，之后查詢申請業(yè)務(wù)信令是否為RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，如果不是，查看業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬信息中是否含有業(yè)務(wù)速率信息b，若無則帶寬值賦為0，如果是，則帶寬值為b ~k 1000 ；(2)若申請業(yè)務(wù)為RTCP業(yè)務(wù)，查看RTCP中的RR(接收報告)帶寬與SR(發(fā)送報告)帶寬是否同時存在，如同時存在則帶寬值為RR速率與SR速率之和；在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若RR與SR不同時存在且無業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬值賦值為保障比特速率； (3)在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RS帶寬與業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max [O. 05 * 1000 * b，RS];在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RR帶寬和業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max
;在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為 Max [O. 05 * 1000 * b]。所述保持與釋放優(yōu)先級獲取算法首先從步驟I獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，其中業(yè)務(wù)類型參數(shù)為audio、viedo、application、control、data,根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型參數(shù)為保持與釋放優(yōu)先級賦值，取值范圍為1_4。所述反饋算法實現(xiàn)如下反饋算法采用速率降級和按優(yōu)先級釋放兩種方法，當(dāng)反饋算法在步驟7中被觸發(fā)時，將首先采用速率降級策略，若速率降級策略失效則采用按優(yōu)先級釋放策略；若啟動速率降級策略，步驟7獲取所有正在連接業(yè)務(wù)的策略控制規(guī)則表，查詢其中的業(yè)務(wù)ID參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)與保障比特速率參數(shù)，將QoS標(biāo)識最低的業(yè)務(wù)，即實時性較差的端到端業(yè)務(wù)進(jìn)行速率降級處理，計算如果此業(yè)務(wù)采用保障比特速率進(jìn)行QoS配置，是否可解決資源受限問題，如可以解決則完成反饋算法，將反饋信息傳遞給步驟2，此時反饋信息包括需要進(jìn)行速率降級的業(yè)務(wù)ID號。如不可解決資源受限問題，則觸發(fā)按優(yōu)先級釋放方法；若啟動優(yōu)先級釋放方法策略，則查找步驟2的策略控制規(guī)則表中的釋放與保持優(yōu)先級參數(shù)，比較獲取的各業(yè)務(wù)的釋放與保持優(yōu)先級參數(shù)，并在主站策略實施模塊中將此優(yōu)先級參數(shù)最小的業(yè)務(wù)暫時釋放，完成反饋算法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是(I)反饋處理更及時、處理時延短在端到端服務(wù)質(zhì)量保障方法中增加策略反饋模塊，周期性查看資源占用情況與緩沖區(qū)隊列長度，當(dāng)突發(fā)資源受限時，將觸發(fā)策略生成模塊實施兩級保障方法。當(dāng)突發(fā)資源不足情況解除后，業(yè)務(wù)恢復(fù)原先的QoS策略配置。通過策略反饋模塊探測資源占用情況以及物理信道質(zhì)量情況，將反饋信息直接遞交給策略生成模塊進(jìn)行處理，而非傳送到業(yè)務(wù)終端進(jìn)行調(diào)節(jié)，可極大降低系統(tǒng)的處理延時。同時通過預(yù)先 在策略生成模塊中分配的釋放保持優(yōu)先級參數(shù)，使業(yè)務(wù)釋放處理更加迅速，保證策略更新的時效性，有效降低系統(tǒng)反饋處理時間。(2)更適合短暫性可恢復(fù)的鏈路資源受限情況此方法將更適合衛(wèi)星通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信資源有限，對于網(wǎng)絡(luò)突發(fā)流量激增情況缺乏抵抗性，而且衛(wèi)星信道容易受天氣等影響，會出現(xiàn)突發(fā)的信道質(zhì)量下降。但以上兩種情況均有短暫性特點，即在一段時間內(nèi)，系統(tǒng)資源受限的情況將有所改善，所以反饋策略也應(yīng)該具有這種暫時性特點。當(dāng)資源恢復(fù)后，應(yīng)重新實施被暫時放棄的業(yè)務(wù)QoS配置，使系統(tǒng)對極端狀態(tài)的處理具有可恢復(fù)性，提高系統(tǒng)抵御極端情況的能力。(3)具有兩級保障模式通過速率降級與按優(yōu)先級釋放兩級保障模式，可以在資源受限不嚴(yán)重的情況下，通過降低業(yè)務(wù)在主站中的速率配置與業(yè)務(wù)調(diào)度配置，而不用斷開業(yè)務(wù)連接，來緩解資源緊張情況。如資源受限嚴(yán)重，則選擇斷開實時性較低的業(yè)務(wù)，為更高實時性的業(yè)務(wù)爭取更多的資源。通過這種方式，可針對實際資源受限情況，按照不同的方式進(jìn)行處理，可使端到端業(yè)務(wù)在極端情況下得到最好的服務(wù)質(zhì)量保障。(4)本發(fā)明對業(yè)務(wù)的實時性保障更為嚴(yán)格QoS保障通過與SIP信令相結(jié)合，可以獲得業(yè)務(wù)種類、業(yè)務(wù)速率、編碼方式、業(yè)務(wù)IP地址及端口號等有關(guān)申請業(yè)務(wù)的詳細(xì)參數(shù)信息，依據(jù)獲取的業(yè)務(wù)參數(shù)信息通過策略生成算法生成控制規(guī)則表，為策略實施模塊提供策略保障方案。此方法可以更加細(xì)致的區(qū)分實時性業(yè)務(wù)的類型與帶寬保障要求，可以使策略實施模塊根據(jù)不同的終端、不同的業(yè)務(wù)類型、不同的用戶要求為實時性業(yè)務(wù)提供差異細(xì)致可靠的服務(wù)質(zhì)量保障，使得QoS保障更為嚴(yán)格，業(yè)務(wù)傳輸可靠性更高。另外，通過與SIP信令結(jié)合，可使QoS策略在會話連接建立之前生效，使會話建立與QoS保障建立相融合，降低QoS處理時延。(5)本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)資源占用率低本發(fā)明采用QoS標(biāo)識作為主站與小站之間傳遞的QoS參數(shù)。由主站的策略生成算法為QoS標(biāo)識參數(shù)賦值，一個QoS標(biāo)識值對應(yīng)一組QoS特性，如業(yè)務(wù)類型、優(yōu)先級、數(shù)據(jù)包時延和數(shù)據(jù)包丟失率。QoS標(biāo)識值與QoS特性的對應(yīng)表提前配置在主站與小站中，小站在接收到QoS信令后獲得QoS標(biāo)識值參數(shù)，查找對照表配置隊列。通過此方法可簡化QoS信令中復(fù)雜的QoS參數(shù)，進(jìn)而降低衛(wèi)星通信系統(tǒng)資源的占用率。(6)本發(fā)明可在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中提供動態(tài)端到端的服務(wù)質(zhì)量保障本發(fā)明可識別網(wǎng)絡(luò)中的不同業(yè)務(wù)終端，使得地面網(wǎng)絡(luò)中對終端業(yè)務(wù)的保障延續(xù)到衛(wèi)星通信中，使業(yè)務(wù)從源終端發(fā)出到目的終端接收的整個過程中獲得一致性的服務(wù)質(zhì)量保障，在地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間不用提供任何轉(zhuǎn)換設(shè)備。同時主站中的承載隊列均是依據(jù)策略控制規(guī)則表動態(tài)建立的，當(dāng)業(yè)務(wù)中斷時，可及時撤銷策略并銷毀隊列及相關(guān)配置，這種動態(tài)處理方式可以節(jié)約系統(tǒng)內(nèi)存開銷，使業(yè)務(wù)的保障更加可靠精確。


圖1為本發(fā)明中衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)的QoS組成框圖；圖2為本發(fā)明中衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法的實現(xiàn)流程圖；圖3為本發(fā)明反饋型QoS信令處理流程圖；圖4為本發(fā)明中QoS標(biāo)識生成算法實現(xiàn)流程圖；圖5為本發(fā)明中業(yè)務(wù)帶寬獲取算法實現(xiàn)流程圖；圖6為包過濾器與專用隊列結(jié)構(gòu)圖；圖7為QoS信令結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明反饋算法流程圖。具體的實施方式如圖I所示，本發(fā)明的衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)由以下幾個模塊組成主站業(yè)務(wù)識別模塊I、主站策略生成模塊2、主站策略實施模塊3、主站QoS信令發(fā)送模塊4、小站QoS信令接收模塊5、小站策略實施模塊6和主站策略反饋模塊7。主站業(yè)務(wù)識別模塊1，獲取并識別業(yè)務(wù)申請信令與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過解析業(yè)務(wù)申請信令獲取業(yè)務(wù)特性信息，向主站策略生成模塊2傳遞此業(yè)務(wù)特性信息，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射至主站策略實施模塊3 ;所述業(yè)務(wù)特性信息包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送端口與IP地址參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送速率參數(shù)、控制信令帶寬參數(shù)、業(yè)務(wù)編碼方式參數(shù)；所述業(yè)務(wù)申請信令為SIP信令，在SIP信令中需要識別INVITE信令、200 OK信令、BYE信令，其中識別INVITE信令和200 OK信令用于生成業(yè)務(wù)特性信息，識別BYE信令用于向主站策略生成模塊2提供業(yè)務(wù)承載釋放信息；主站策略生成模塊2，接收主站業(yè)務(wù)識別模塊I傳遞的業(yè)務(wù)特性信息，依據(jù)業(yè)務(wù)特性信息，決定是否準(zhǔn)入申請業(yè)務(wù)，如果準(zhǔn)入則通過策略生成算法生成策略控制規(guī)則表，并向主站策略實施模塊3傳遞策略控制規(guī)則表，向主站QoS信令發(fā)送模塊4傳遞QoS標(biāo)識參數(shù)；所述策略控制規(guī)則表包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)、最大比特速率參數(shù)、保障比特速率參數(shù)，及保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)；若主站策略生成模塊2接收到主站業(yè)務(wù)識別模塊I傳遞的業(yè)務(wù)承載釋放信息，則查找相應(yīng)策略控制規(guī)則表，將找到的策略控制規(guī)則表釋放并指示主站策略實施模塊3撤銷相應(yīng)QoS配置；若主站策略生成模塊2接收到主站策略反饋模塊7傳遞的反饋信息，主站策略生成模塊2按照反饋信息修改策略控制規(guī)則表;主站策略實施模塊3，接收主站策略生成模塊2傳遞的策略控制規(guī)則表，依照策略控制規(guī)則表生成業(yè)務(wù)流模板、配置包過濾器與動態(tài)隊列，并向主站策略生成模塊2提供策略實施確認(rèn)信息，向主站QoS信令發(fā)送模塊4傳遞業(yè)務(wù)流模板信息；所述業(yè)務(wù)流模板與包過濾器包括源業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號、目的業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號，及會話ID信息；所述動態(tài)隊列用于承載主站業(yè)務(wù)識別模塊I識別出的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動態(tài)隊列的配置包括獲取隊列長度、隊列控制參數(shù)、隊列ID、隊列優(yōu)先級及令牌桶速率配置，主站策略實施模塊3若收到撤銷QoS配置指示信息，則釋放相應(yīng)QoS配置并向主站QoS信令發(fā)送模塊4提供撤銷信息；主站QoS信令發(fā)送模塊4，獲取主站策略生成模塊2傳遞來的QoS標(biāo)識參數(shù)及主站策略實施模塊3傳遞來的業(yè)務(wù)流模板信息后，生成QoS信令，并向小站QoS信令接收模塊5發(fā)送生成的QoS信令，如果從主站策略實施模塊3獲取撤銷信息，則生成撤銷信令，并將撤銷信令發(fā)送至小站QoS信令接收模塊5 ;小站QoS信令接收模塊5，從接收到的QoS信令中解析QoS參數(shù),并向小站策略實施模塊6傳遞此QoS參數(shù)；所述QoS參數(shù)分為QoS配置參數(shù)和配置撤銷參數(shù)；QoS配置參數(shù)包括QoS標(biāo)識參數(shù)及業(yè)務(wù)流模板信息；小站策略實施模塊6,依據(jù)從小站QoS信令接收模塊5接收到的QoS參數(shù)，對小站進(jìn)行QoS配置或配置撤銷操作；
主站策略反饋模塊7周期性查詢策略實施模塊3中的資源占用情況、無線信道質(zhì)量以及MAC層緩沖區(qū)，策略實施模塊3將MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)及資源占用大小參數(shù)傳遞給主站策略反饋模塊7，如果主站策略反饋模塊7發(fā)現(xiàn)MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)超過提前設(shè)定的閾值、資源占用大小參數(shù)大于系統(tǒng)帶寬資源，則主站策略反饋模塊7觸發(fā)反饋算法并生成反饋信息，主站策略反饋模塊7將反饋信息傳遞給策略生成模塊2，策略生成模塊2依據(jù)反饋信息生成修改的策略控制規(guī)則表并將策略控制規(guī)則表傳遞給策略實施模塊3，使系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)在資源受限的情況下獲得合理的QoS保障，同時主站策略實施模塊將觸發(fā)主站QoS信令發(fā)送模塊4向小站QoS信令接收模塊5發(fā)送QoS修改信令，QoS修改信令包括修改的QoS參數(shù)，即修改的QoS標(biāo)識參數(shù)和業(yè)務(wù)流模板信息，促使小站策略實施模塊6完成QoS配置修改；主站資源反饋模塊7實時查看資源占用情況及MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度，判斷突發(fā)資源受限情況是否徹底恢復(fù)，如果資源受限情況消失，則恢復(fù)主站策略實施模塊3和小站策略實施模塊6中原有業(yè)務(wù)QoS配置策略。圖2為衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法的實現(xiàn)流程圖，從圖2中可以看出此衛(wèi)星通信系統(tǒng)端到端服務(wù)質(zhì)量保障方法的完整實施過程。圖3為衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障的信令流程，從圖3中可以看出QoS策略的生成和實施融合于會話初始化信令的交互過程中，即在會話連接建立之前，完成主站與小站的QoS配置，降低QoS處理對業(yè)務(wù)傳輸?shù)臅r延，提高系統(tǒng)效率。下面結(jié)合圖1、2、3、4、5、6、7、8對本發(fā)明各部分進(jìn)行詳細(xì)說明。I、業(yè)務(wù)信息識別通過接收SIP協(xié)議INVITE信令，獲取信令中以下字段內(nèi)容從Call-ID字段中獲得會話ID,用以唯一標(biāo)識一次會話；從111字段中獲取業(yè)務(wù)類型(audio, video, data,application, control)和業(yè)務(wù)發(fā)送端口號；從c字段中獲取發(fā)送業(yè)務(wù)終端的IP地址；從b字段獲取業(yè)務(wù)發(fā)送速率，對于有些業(yè)務(wù)申請還帶有RTCP協(xié)議所需的帶寬信息；從a字段獲取業(yè)務(wù)編碼方式等。將獲取的業(yè)務(wù)信息存入結(jié)構(gòu)體中,傳入主站策略生成模塊2。2、生成策略控制規(guī)則表主站策略生成模塊2接收到業(yè)務(wù)特性信息,依據(jù)業(yè)務(wù)特性信息，決定是否準(zhǔn)入申請業(yè)務(wù)，如果準(zhǔn)入則通過策略生成算法生成策略控制規(guī)則表，策略控制規(guī)則表用于為主站策略生成模塊2配置策略提供依據(jù)；所述策略控制規(guī)則表包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)、最大比特速率參數(shù)、保障比特速率參數(shù),及保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)。圖4為本發(fā)明中QoS標(biāo)識生成算法實現(xiàn)流程圖，其算法流程如下從主站業(yè)務(wù)識別模塊I獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)已運行一段時間，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中已存在策略控制規(guī)則表，則查詢此業(yè)務(wù)類型參數(shù)的策略控制規(guī)則表是否已經(jīng)存在，若存在對應(yīng)策略控制規(guī)則表則直接分配此業(yè)務(wù)對應(yīng)的QoS標(biāo)識；若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)為初始狀態(tài)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)尚無策略控制規(guī)則表，則查看申請業(yè)務(wù)類型及是否為RTCP業(yè)務(wù)，如果為RTCP及audio業(yè)務(wù)，則QoS標(biāo)識值為I ;如果為RTCP及video業(yè)務(wù)，則QoS標(biāo)識值為2 ;如果僅為audio業(yè)務(wù),則QoS標(biāo)識值為3 ;如果僅為video業(yè)務(wù),則QoS標(biāo)識值為4 ;如果為application業(yè)務(wù),則QoS標(biāo)識值為I ;如果為control業(yè)務(wù),則QoS標(biāo)識值為5 ;如果為data業(yè)務(wù)則根據(jù)不同用戶等級分別將標(biāo)識值賦值為6、7、8 ;若是其它業(yè)務(wù)類型，則QoS標(biāo)識賦值為9。圖5為本發(fā)明中業(yè)務(wù)帶寬獲取算法實現(xiàn)流程圖，其算法流程如下從主站業(yè)務(wù)識別模塊I獲取業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬參數(shù)，之后查詢申請業(yè)務(wù)信令是否為RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，如果不是，查看業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬信息中是否含有業(yè)務(wù)速率信息b，若無則帶寬值賦為0，如果是，則帶寬值為b * 1000 ;若申請業(yè)務(wù)為RTCP業(yè)務(wù)，查看RTCP中的RR(接收報告)帶寬與SR(發(fā)送報告)帶寬是否同時存在，如同時存在則帶寬值為RR速率與SR速率之和；在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若RR與SR不同時存在且無業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬值賦值為保障比特速率；在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RS帶寬與業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max [O. 05 * 1000 * b，RS];在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RR帶寬和業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max [O. 05 * 1000 * b，RR];在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為 Max [O. 05 * 1000 * b]。如下表I所示，QoS標(biāo)識參數(shù)對應(yīng)一組QoS特性，即資源類型、業(yè)務(wù)優(yōu)先級、數(shù)據(jù)包延時和數(shù)據(jù)包丟失率。此對應(yīng)關(guān)系以一張表的形式被提前配置到主站與小站中，主站策略實施模塊3和小站策略實施模塊6接收到QoS標(biāo)識之后，通過查表即可獲知需要為對應(yīng)業(yè)務(wù)提供何種級別的服務(wù)保障。策略控制規(guī)則表以鏈表的形式存儲在主站中，其中會話ID字段用以標(biāo)識不同業(yè)務(wù)連接的策略控制規(guī)則表。每生成一個新的規(guī)則表，將其插在鏈表中的第一個位置。3、策略實施主站策略實施模塊3獲得策略控制規(guī)則表，通過其中的業(yè)務(wù)類型、源目的IP地址和源目的端口號參數(shù)生成包過濾器，包過濾器負(fù)責(zé)對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的篩選。在每個包過濾器之后動態(tài)生成一個數(shù)組循環(huán)隊列，此隊列長度、隊列控制參數(shù)、隊列ID、隊列優(yōu)先級信息保存在隊列頭部中，隊列的相關(guān)參數(shù)由策略控制規(guī)則表中的QoS標(biāo)識參數(shù)、業(yè)務(wù)速率參數(shù)以及QoS標(biāo)識與QoS特性對應(yīng)表提供，在每一個循環(huán)隊列之后配置令牌桶以調(diào)節(jié)業(yè)務(wù)發(fā)送速率，令牌速率嚴(yán)格按照策略控制規(guī)則表參數(shù)中的業(yè)務(wù)發(fā)送速率配置。圖6所示為包過濾器與專用隊列結(jié)構(gòu)示意圖。4、QoS信令的發(fā)送與接收在主站生成策略控制規(guī)則表并完成QoS策略配置后，主站生成QoS信令發(fā)送給小站，QoS信令包含兩個部分，一個是由主站策略生成模塊2生成的QoS標(biāo)識參數(shù)，一個是主站策略實施模塊3生成的業(yè)務(wù)流模板信息，業(yè)務(wù)流模板信息包括包過濾器更新信息。小站接收到QoS信令后，獲取業(yè)務(wù)流模板，更新小站中的包過濾器配置，并獲得QoS標(biāo)識參數(shù)，查找提前配置在小站中的QoS信令與QoS特性對應(yīng)表獲得配置參數(shù)，之后配置隊列與令牌桶參數(shù)，完成業(yè)務(wù)承載的建立。圖7所示為QoS信令結(jié)構(gòu)示意圖。5、策略的釋放
當(dāng)主站業(yè)務(wù)識別模塊I收到SIP協(xié)議的BYE信令后，將獲取其中的會話ID信息，并在主站策略生成模塊2中查找并刪除相應(yīng)的策略控制規(guī)則表，在主站策略實施模塊3中撤銷包過濾器和與之對應(yīng)的循環(huán)隊列。同時小站策略實施模塊6在收到撤銷信息后完成循環(huán)隊列與包過濾器的撤銷。6、業(yè)務(wù)過濾與映射主站策略實施模塊3中的隊列是依據(jù)策略控制規(guī)則表動態(tài)建立的，用于承載實時性的業(yè)務(wù)，可以為實時性業(yè)務(wù)提供嚴(yán)格的低延時與低丟包保障，每一個隊列都是一個具有特定QoS保障的IP承載。對于到達(dá)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，首先在主站業(yè)務(wù)識別模塊I完成業(yè)務(wù)識別 功能，將業(yè)務(wù)區(qū)分為音頻、視頻、HTTP、FTP、TELNET等不同業(yè)務(wù)。區(qū)分的業(yè)務(wù)需要經(jīng)過包過濾器進(jìn)行篩選，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按照一定的優(yōu)先級經(jīng)過包過濾器，符合某一包過濾器的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)被映射至與過濾器相對應(yīng)的動態(tài)隊列中，若無一包過濾器與之對應(yīng)則丟棄業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包，衛(wèi)星通信系統(tǒng)將不對此類業(yè)務(wù)進(jìn)行處理。本發(fā)明可為目前衛(wèi)星通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)傳輸提供可靠的服務(wù)質(zhì)量保障，可識別更為詳細(xì)的業(yè)務(wù)信息，能夠為不同終端的各種實時性業(yè)務(wù)提供嚴(yán)格的帶寬與延時保障，依靠在主站與小站之間傳遞的QoS標(biāo)識參數(shù)極大的簡化了 QoS信令的復(fù)雜度，業(yè)務(wù)承載的建立及其QoS配置動態(tài)化。表I為QoS標(biāo)識與QoS特性對應(yīng)表；
qUj 速率數(shù)據(jù)包時延數(shù)據(jù)包丟失率典型業(yè)務(wù)舉例
1600msIO'2會話語音
2650ms__IT__多媒體會話信令_
3保障速 700ms__lT__會話視頻(直播流媒體)
— 4 率 ^700^^ 10_6 一非會話視頻(緩沖流媒體)
L0076」-----
5800ms1(Γ6實時式游戲
61000msIO-3交互式游戲
7
——-不保障 ιηηηιη-6視頻(緩沖流)、實時文字聊天、
-J-速率 1CKK)mS10某些TCP業(yè)務(wù)等
97、QoS策略反饋主站策略反饋模塊7周期性查看主站策略實施模塊3中的資源占用情況和調(diào)度緩沖區(qū)隊列長度，若出現(xiàn)資源受限情況則向主站策略生成模塊2傳遞反饋信息。主站策略反饋模塊7調(diào)出系統(tǒng)承載的所有業(yè)務(wù)的策略控制規(guī)則表，從中獲取業(yè)務(wù)ID參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)與保障比特速率參數(shù)。查找QoS標(biāo)識最低的業(yè)務(wù)，計算若此業(yè)務(wù)采用保障比特速率在主站策略實施模塊3中進(jìn)行QoS配置，是否可以緩解資源受限，若可以則改變此業(yè)務(wù)的QoS配置，將令牌桶的速率規(guī)劃參數(shù)賦值為保障比特速率。若不能緩解資源受限，則繼續(xù)查找QoS標(biāo)識相同或次低的業(yè)務(wù)，計算若此業(yè)務(wù)也采用保障比特速率進(jìn)行配置，是否可以緩解資源受限情況，若不能則繼續(xù)查找直到所有業(yè)務(wù)速率降級，如果仍不能滿足資源要求，則放棄速率降級方法，采用按優(yōu)先級釋放方法。如果速率降級不能滿足當(dāng)前資源受限情況，將采用按優(yōu)先級釋放的方法。主站策略反饋模塊7查看主站策略生成模塊2中的策略控制規(guī)則表的釋放保持優(yōu)先級參數(shù)，在系 統(tǒng)所承載的所有業(yè)務(wù)中查找優(yōu)先級最低的業(yè)務(wù)，其代表此業(yè)務(wù)的實時性與其他業(yè)務(wù)相比略 低，在主站策略實施模塊3中將此業(yè)務(wù)的包過濾器與專用隊列暫時撤銷，釋放此業(yè)務(wù)的承 載，用以緩解資源受限情況。此方法以犧牲實時性較差業(yè)務(wù)的連續(xù)性為代價，在極端情況下 保障高實時性業(yè)務(wù)的可靠性。這種釋放僅是暫時性的，被釋放業(yè)務(wù)的QoS配置被保存在主 站策略實施模塊3中，當(dāng)無線資源恢復(fù)正常后，重新承載此業(yè)務(wù)。按優(yōu)先級釋放采用暫時性 的應(yīng)急處理方式。
權(quán)利要求
1.一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型Q0S保障系統(tǒng)，其特征在于包括主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)、主站策略生成模塊(2)、主站策略實施模塊(3)、主站QoS信令發(fā)送模塊(4)、小站QoS信令接收模塊(5)、小站策略實施模塊(6)和主站策略反饋模塊(7);其中 主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)，獲取并識別業(yè)務(wù)申請信令與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過解析業(yè)務(wù)申請信令獲取業(yè)務(wù)特性信息，向主站策略生成模塊(2)傳遞此業(yè)務(wù)特性信息，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射至主站策略實施模塊(3);所述業(yè)務(wù)特性信息包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送端口與IP地址參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送速率參數(shù)、控制信令帶寬參數(shù)、業(yè)務(wù)編碼方式參數(shù)；所述業(yè)務(wù)申請信令為SIP信令，在SIP信令中需要識別INVITE信令、200 OK信令、BYE信令，其中識別INVITE信令和200 OK信令用于生成業(yè)務(wù)特性信息，識別BYE信令用于向主站策略生成模塊(2)提供業(yè)務(wù)承載釋放信息； 主站策略生成模塊(2)，接收主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)傳遞的業(yè)務(wù)特性信息，依據(jù)業(yè)務(wù)特性信息，決定是否準(zhǔn)入申請業(yè)務(wù)，如果準(zhǔn)入則通過策略生成算法生成策略控制規(guī)則表，并向主站策略實施模塊(3)傳遞策略控制規(guī)則表，向主站QoS信令發(fā)送模塊(4)傳遞QoS標(biāo)識參數(shù)；所述策略控制規(guī)則表包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)、最大比特速率參數(shù)、保障比特速率參數(shù)，及保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)；若主站策略生成模塊(2)接收到主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)傳遞的業(yè)務(wù)承載釋放信息，則查找相應(yīng)策略控制規(guī)則表，將找到的策略控制規(guī)則表釋放并指示主站策略實施模塊(3)撤銷相應(yīng)QoS配置；若主站策略生成模塊(2)接收到主站策略反饋模塊(7)傳遞的反饋信息，主站策略生成模塊(2)依據(jù)反饋信息生成修改的策略控制規(guī)則表并將此修改的策略控制規(guī)則表傳遞給策略實施模塊(3)，使系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)在資源受限的情況下獲得合理QoS保障； 主站策略實施模塊(3)，接收主站策略生成模塊(2)傳遞的策略控制規(guī)則表，依照策略控制規(guī)則表生成業(yè)務(wù)流模板、配置包過濾器與動態(tài)隊列，并向主站策略生成模塊(2)提供策略實施確認(rèn)信息，向主站QoS信令發(fā)送模塊(4)傳遞業(yè)務(wù)流模板信息；所述業(yè)務(wù)流模板與包過濾器包括源業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號、目的業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號，及會話ID信息；所述動態(tài)隊列用于承載主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)識別出的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動態(tài)隊列的配置包括獲取隊列長度、隊列控制參數(shù)、隊列ID、隊列優(yōu)先級及令牌桶速率配置，主站策略實施模塊(3)若收到撤銷QoS配置指示信息，則釋放相應(yīng)QoS配置并向主站QoS信令發(fā)送模塊(4)提供撤銷信息，若主站策略實施模塊(3)收到修改的策略控制規(guī)則表則將觸發(fā)主站QoS信令發(fā)送模塊(4)向小站QoS信令接收模塊(5)發(fā)送QoS修改信令，QoS修改信令包括修改的QoS參數(shù)，既修改QoS標(biāo)識參數(shù)和業(yè)務(wù)流模板信息，促使小站策略實施模塊(6)完成QoS配置修改； 主站QoS信令發(fā)送模塊(4)，獲取主站策略生成模塊(2)傳遞來的QoS標(biāo)識參數(shù)及主站策略實施模塊(3)傳遞來的業(yè)務(wù)流模板信息后，生成QoS信令，并向小站QoS信令接收模塊(5)發(fā)送生成的QoS信令，如果從主站策略實施模塊(3)獲取撤銷信息，則生成撤銷信令，并將撤銷信令發(fā)送至小站QoS信令接收模塊(5)； 小站QoS信令接收模塊(5)，從接收到的QoS信令中解析QoS參數(shù)，并向小站策略實施模塊(6)傳遞此QoS參數(shù)；所述QoS參數(shù)分為QoS配置參數(shù)和配置撤銷參數(shù)；QoS配置參數(shù)包括QqS標(biāo)識參數(shù)及業(yè)務(wù)流模板信息； 小站策略實施模塊￠)，依據(jù)從小站QoS信令接收模塊(5)接收到的QoS參數(shù)，對小站進(jìn)行QoS配置或配置撤銷操作；主站策略反饋模塊(7)，周期性查詢策略實施模塊(3)中的資源占用情況、無線信道質(zhì)量以及MAC層緩沖區(qū)，并接收策略實施模塊(3)的MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)及資源占用大小參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)超過提前設(shè)定的閾值、資源占用大小參數(shù)大于系統(tǒng)帶寬資源，則觸發(fā)反饋算法并生成反饋信息，然后將反饋信息傳遞給策略生成模塊(2)，主站資源反饋模塊(7)實時查看資源占用情況及MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度，判斷突發(fā)資源受限情況是否徹底恢復(fù)，如果資源受限情況消失，則恢復(fù)主站策略實施模塊(3)和小站策略實施模塊(6)中原有業(yè)務(wù)QoS配置策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)，其特征在于所述策略生成算法包括QoS標(biāo)識生成算法、業(yè)務(wù)帶寬獲取算法、保持與釋放優(yōu)先級獲取算法，其中QoS標(biāo)識生成算法生成針對申請業(yè)務(wù)的QoS標(biāo)識，此申請業(yè)務(wù)的QoS標(biāo)識與一組QoS保障特性相對應(yīng)；業(yè)務(wù)帶寬獲取算法用于生成此申請業(yè)務(wù)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中獲得的帶寬保障參數(shù)；保持與釋放優(yōu)先級獲取算法生成保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)，此保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)用于在資源受限情況下對承載業(yè)務(wù)的臨時性釋放提供優(yōu)先級順序；最后將QoS標(biāo)識生成算法QoS標(biāo)識參數(shù)、業(yè)務(wù)帶寬獲取算法所獲得的帶寬保障參數(shù)、保持與釋放優(yōu)先級獲取算法所獲得的保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)寫入策略控制規(guī)則表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)，其特征在于所述反饋算法實現(xiàn)如下采用速率降級和按優(yōu)先級釋放兩種方法結(jié)合，當(dāng)反饋算法在主站策略反饋模塊(7)中被觸發(fā)時，將首先采用速率降級策略，若速率降級策略失效則采用按優(yōu)先級釋放策略； 若啟動速率降級策略，主站策略生成模塊(7)獲取所有正在連接業(yè)務(wù)的策略控制規(guī)則表，查詢其中的業(yè)務(wù)ID參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)與保障比特速率參數(shù),將QoS標(biāo)識最低的業(yè)務(wù)，即實時性較差的端到端業(yè)務(wù)進(jìn)行速率降級處理，所述實時性較差指業(yè)務(wù)的端到端時延大于此類業(yè)務(wù)在系統(tǒng)中的最大容忍延時，計算如果此業(yè)務(wù)采用保障比特速率進(jìn)行QoS配置，是否可解決資源受限問題，如可以解決則完成反饋算法，將反饋信息傳遞給主站策略生成模塊(2)，此時反饋信息包括需要進(jìn)行速率降級的業(yè)務(wù)ID號，如不可解決資源受限問題，則觸發(fā)按優(yōu)先級釋放方法； 若啟動優(yōu)先級釋放方法策略，則查找主站策略生成模塊(2)策略控制規(guī)則表中的釋放與保持優(yōu)先級參數(shù)，比較獲取的各業(yè)務(wù)的釋放與保持優(yōu)先級參數(shù)，并在主站策略實施模塊中將此優(yōu)先級參數(shù)最小的業(yè)務(wù)暫時釋放，完成反饋算法。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)，其特征在于所述QoS標(biāo)識生成算法實現(xiàn)如下 (1)從主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)已運行一段時間，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中已存在策略控制規(guī)則表則轉(zhuǎn)入(2);若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)為初始狀態(tài)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)尚無策略控制規(guī)則表生成則轉(zhuǎn)入(3)； (2)查詢此業(yè)務(wù)類型參數(shù)的策略控制規(guī)則表是否已經(jīng)存在，若存在對應(yīng)策略控制規(guī)則表則直接分配此業(yè)務(wù)對應(yīng)的QoS標(biāo)識，否則進(jìn)入(3)； (3)判斷業(yè)務(wù)是否為RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，并識別是RTCP中的audio、video、application、control、data業(yè)務(wù)中的哪一種，之后依照不同的業(yè)務(wù)類型為QoS標(biāo)識參數(shù)進(jìn)行賦值，其中data業(yè)務(wù)需依照用戶等級的不同分別進(jìn)行賦值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)，其特征在于所述業(yè)務(wù)帶寬獲取算法 (1)從主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)獲取業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬參數(shù)，之后查詢申請業(yè)務(wù)信令是否為RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，如果不是，查看業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬信息中是否含有業(yè)務(wù)速率信息b，若無則帶寬值賦為0，如果是，則帶寬值為b * 1000 ； (2)若申請業(yè)務(wù)為RTCP業(yè)務(wù)，查看RTCP中的RR(接收報告)帶寬與SR(發(fā)送報告)帶寬是否同時存在，如同時存在則帶寬值為RR速率與SR速率之和；在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若RR與SR不同時存在且無業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬值賦值為保障比特速率； (3)在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RS帶寬與業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max
;在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RR帶寬和業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max[O. 05 * 1000 * b，RR];在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max[O. 05 * 1000 * b]。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)，其特征在于所述保持與釋放優(yōu)先級獲取算法首先從主站業(yè)務(wù)識別模塊(I)獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，其中業(yè)務(wù)類型參數(shù)為audio、viedo、application、control、data,根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型參數(shù)為保持與釋放優(yōu)先級賦值，取值范圍為1_4。
7.—種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下 步驟1，主站業(yè)務(wù)識別獲取并識別業(yè)務(wù)申請信令與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過解析業(yè)務(wù)申請信令獲取業(yè)務(wù)特性信息，將所述業(yè)務(wù)特性信息送至步驟2，并將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)映射至步驟3 ;所述業(yè)務(wù)特性信息包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送端口與IP地址參數(shù)、業(yè)務(wù)發(fā)送速率參數(shù)、控制信令帶寬參數(shù)、業(yè)務(wù)編碼方式參數(shù)；所述業(yè)務(wù)申請信令為SIP信令,在SIP信令中需要識別INVITE信令、200 OK信令、BYE信令，其中識別INVITE信令和200 OK信令用于生成業(yè)務(wù)特性信息，識別BYE信令送至步驟2，用于提供業(yè)務(wù)承載釋放信息； 步驟2，主站策略生成接收業(yè)務(wù)特性信息，依據(jù)業(yè)務(wù)特性信息決定是否準(zhǔn)入申請業(yè)務(wù)，如果準(zhǔn)入則通過策略生成算法生成策略控制規(guī)則表，并將策略控制規(guī)則表傳遞至步驟3,將QoS標(biāo)識參數(shù)送遞至步驟4 ;所述策略控制規(guī)則表包括會話ID參數(shù)、業(yè)務(wù)類型參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)、最大比特速率參數(shù)、保障比特速率參數(shù),及保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)；若接收到步驟I傳遞的業(yè)務(wù)承載釋放信息，則查找相應(yīng)策略控制規(guī)則表，將找到的策略控制規(guī)則表釋放并執(zhí)行步驟3撤銷相應(yīng)QoS配置；若接收到步驟7傳遞的反饋信息，則依據(jù)反饋信息生成修改的策略控制規(guī)則表并將此修改的策略控制規(guī)則表傳遞給步驟3，使系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)在資源受限的情況下獲得合理QoS保障； 步驟3，主站策略實施接收步驟2傳遞的策略控制規(guī)則表，依照策略控制規(guī)則表生成業(yè)務(wù)流模板、配置包過濾器與動態(tài)隊列，并反饋策略實施確認(rèn)信息，向步驟4傳遞業(yè)務(wù)流模板信息；所述業(yè)務(wù)流模板與包過濾器包括源業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號、目的業(yè)務(wù)終端IP地址和端口號，及會話ID信息；所述動態(tài)隊列用于承載步驟I識別出的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，動態(tài)隊列的配置包括獲取隊列長度、隊列控制參數(shù)、隊列ID、隊列優(yōu)先級及令牌桶速率配置，在此步驟3中若收到撤銷QoS配置指示信息，則釋放相應(yīng)QoS配置并向步驟4提供撤銷信息，若收到修改的策略控制規(guī)則表則將觸發(fā)步驟4發(fā)送QoS修改信令，QoS修改信令包括修改的QoS參數(shù)，既修改QoS標(biāo)識參數(shù)和業(yè)務(wù)流模板信息，促使步驟6完成QoS配置修改； 步驟4，主站QoS信令發(fā)送獲取步驟2傳遞來的QoS標(biāo)識參數(shù)及步驟3傳遞來的業(yè)務(wù)流模板信息后，生成QoS信令，并向步驟5發(fā)送生成的QoS信令，如果從步驟3獲取撤銷信息，則生成撤銷信令，并將撤銷信令發(fā)送至步驟5 ； 步驟5，小站QoS信令接收從接收到的QoS信令中解析QoS參數(shù)，并向步驟6傳遞此QoS參數(shù)；所述QoS參數(shù)分為QoS配置參數(shù)和配置撤銷參數(shù)；QoS配置參數(shù)包括QoS標(biāo)識參數(shù)及業(yè)務(wù)流模板信息； 步驟6，小站策略實施依據(jù)從步驟5接收到的QoS參數(shù)，對小站進(jìn)行QoS配置或配置撤銷操作。
步驟7，主站策略反饋周期性查詢系統(tǒng)中的資源占用情況、無線信道質(zhì)量以及MAC層緩沖區(qū)，判斷MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度參數(shù)是否超過提前設(shè)定的閾值、資源占用大小參數(shù)是否大于系統(tǒng)帶寬資源，如大于則觸發(fā)反饋算法并生成反饋信息，將反饋信息傳遞給步驟2，在此步驟中實時查看資源占用情況及MAC層調(diào)度緩沖區(qū)業(yè)務(wù)隊列長度，判斷突發(fā)資源受限情況是否徹底恢復(fù)，如果資源受限情況消失，則恢復(fù)原有業(yè)務(wù)QoS配置策略。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法，其特征在于所述策略生成算法包括QoS標(biāo)識生成算法、業(yè)務(wù)帶寬獲取算法、保持與釋放優(yōu)先級獲取算法，其中QoS標(biāo)識生成算法生成針對申請業(yè)務(wù)的QoS標(biāo)識，此申請業(yè)務(wù)的QoS標(biāo)識與一組QoS保障特性相對應(yīng)；業(yè)務(wù)帶寬獲取算法用于生成此申請業(yè)務(wù)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中獲得的帶寬保障參數(shù)；保持與釋放優(yōu)先級獲取算法生成保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)，此保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)用于在資源受限情況下對承載業(yè)務(wù)的臨時性釋放提供優(yōu)先級順序；最后將QoS標(biāo)識生成算法QoS標(biāo)識參數(shù)、業(yè)務(wù)帶寬獲取算法所獲得的帶寬保障參數(shù)、保持與釋放優(yōu)先級獲取算法所獲得的保持與釋放優(yōu)先級參數(shù)寫入策略控制規(guī)則表。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法，其特征在于所述反饋算法實現(xiàn)如下反饋算法采用速率降級和按優(yōu)先級釋放兩種方法，當(dāng)反饋算法在步驟7中被觸發(fā)時，將首先采用速率降級策略，若速率降級策略失效則采用按優(yōu)先級釋放策略； 若啟動速率降級策略，步驟7獲取所有正在連接業(yè)務(wù)的策略控制規(guī)則表，查詢其中的業(yè)務(wù)ID參數(shù)、QoS標(biāo)識參數(shù)與保障比特速率參數(shù)，將QoS標(biāo)識最低的業(yè)務(wù)，即實時性較差的端到端業(yè)務(wù)進(jìn)行速率降級處理，計算如果此業(yè)務(wù)采用保障比特速率進(jìn)行QoS配置，是否可解決資源受限問題，如可以解決則完成反饋算法，將反饋信息傳遞給步驟2，此時反饋信息包括需要進(jìn)行速率降級的業(yè)務(wù)ID號。如不可解決資源受限問題，則觸發(fā)按優(yōu)先級釋放方法; 若啟動優(yōu)先級釋放方法策略，則查找步驟2的策略控制規(guī)則表中的釋放與保持優(yōu)先級參數(shù)，比較獲取的各業(yè)務(wù)的釋放與保持優(yōu)先級參數(shù)，并在主站策略實施模塊中將此優(yōu)先級參數(shù)最小的業(yè)務(wù)暫時釋放，完成反饋算法。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法，其特征在于所述QoS標(biāo)識生成算法實現(xiàn)如下 (I)從步驟I獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)已運行一段時間，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中已存在策略控制規(guī)則表則轉(zhuǎn)入(2);若此時衛(wèi)星通信系統(tǒng)為初始狀態(tài)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)尚無策略控制規(guī)則表生成則轉(zhuǎn)入(3)；(2)查詢此業(yè)務(wù)類型參數(shù)的策略控制規(guī)則表是否已經(jīng)存在，若存在對應(yīng)策略控制規(guī)則表則直接分配此業(yè)務(wù)對應(yīng)的QoS標(biāo)識，否則進(jìn)入(3)； (3)判斷業(yè)務(wù)是否為RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，并識別是RTCP中的audio、video、application、control、data業(yè)務(wù)中的哪一種，之后依照不同的業(yè)務(wù)類型為QoS標(biāo)識參數(shù)進(jìn)行賦值，其中data業(yè)務(wù)需依照用戶等級的不同分別進(jìn)行賦值。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障方法，其特征在于所述業(yè)務(wù)帶寬獲取算法 (1)從步驟I獲取業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬參數(shù)，之后查詢申請業(yè)務(wù)信令是否為RTCP(實時傳輸控制協(xié)議)業(yè)務(wù)，如果不是，查看業(yè)務(wù)申請信令中的帶寬信息中是否含有業(yè)務(wù)速率信息b，若無則帶寬值賦為0，如果是，則帶寬值為b ~k 1000 ； (2)若申請業(yè)務(wù)為RTCP業(yè)務(wù)，查看RTCP中的RR(接收報告)帶寬與SR(發(fā)送報告)帶寬是否同時存在，如同時存在則帶寬值為RR速率與SR速率之和；在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若RR與SR不同時存在且無業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬值賦值為保障比特速率； (3)在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RS帶寬與業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max[O. 05*1000 b，RS];在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有RR帶寬和業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max [O. 05 * 1000 * b，RR];在RTCP業(yè)務(wù)情況下，若僅有業(yè)務(wù)速率信息b，則帶寬賦值為Max
。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)端到端服務(wù)質(zhì)量保障方法，其特征在于所述保持與釋放優(yōu)先級獲取算法首先從步驟獲取業(yè)務(wù)類型參數(shù)，其中業(yè)務(wù)類型參數(shù)為audio、viedo、appl icat ion、control、data,根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型參數(shù)為保持與釋放優(yōu)先級賦值，取值范圍為1-4。
全文摘要
一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)及保障方法包括主站業(yè)務(wù)識別模塊、主站策略生成模塊、主站策略實施模塊、主站QoS信令發(fā)送模塊、小站QoS信令接收模塊、小站策略實施模塊和主站策略反饋模塊；本發(fā)明針對衛(wèi)星通信系統(tǒng)無線資源有限，且衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)易受突發(fā)流量影響的問題，提供一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)反饋型QoS保障系統(tǒng)及方法，可通過兩級反饋方法抵抗無線資源不足、網(wǎng)絡(luò)流量激增、信道質(zhì)量下降所帶來的影響，同時符合衛(wèi)星通信系統(tǒng)QoS保障的要求。
文檔編號H04L29/08GK102624631SQ201210098408
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者劉?？? 張華健, 王海濤, 鄒光南 申請人:航天恒星科技有限公司