一種基于保護(hù)現(xiàn)有呼叫的搶占策略

隨著通信市場(chǎng)的發(fā)展，服務(wù)差異化逐漸成為運(yùn)營商提高競(jìng)爭力和效益的重要手段之一。目前，無線移動(dòng)通信市場(chǎng)中，將用戶按照資費(fèi)、行業(yè)、消費(fèi)特征等不同準(zhǔn)則細(xì)分為不同層次，以不同的營銷手段、業(yè)務(wù)種類和服務(wù)方式提供相應(yīng)的差異化服務(wù)已經(jīng)非常普遍。這種方式下，從網(wǎng)絡(luò)角度上看并沒有實(shí)現(xiàn)真正的差異化。

對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，不同的業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)有不同的要求。比如音視頻類實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，對(duì)延時(shí)、抖動(dòng)等指標(biāo)有較高要求，而下載類業(yè)務(wù)則更注重丟包率。根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不同，網(wǎng)絡(luò)為不同類業(yè)務(wù)分配不同的帶寬，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前可用資源自適應(yīng)調(diào)整調(diào)制方式、速率等屬性，在提供不同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等級(jí)的同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

對(duì)于話音業(yè)務(wù)而言，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)則尚未能夠提供差異化的服務(wù)，而話音業(yè)務(wù)至今仍然是無線移動(dòng)通信業(yè)務(wù)中的主要業(yè)務(wù)。本文探討利用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)差異化的途徑，并在現(xiàn)有方式基礎(chǔ)上給出一種策略。

一、GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)

GSM網(wǎng)絡(luò)中，從MS發(fā)起呼叫到建立呼叫的過程中涉及到3種信道的分配，RACH、SDCCH和TCH。一般情況下，SDCCH信道的占用時(shí)間比較短，且在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中配置SDCCH為獨(dú)立信道，容量較大，擴(kuò)展也比較容易，因此可以不考慮SDCCH信道的擁塞情況。因此網(wǎng)絡(luò)的差異化服務(wù)主要體現(xiàn)在接入信道獲取和業(yè)務(wù)信道獲取兩個(gè)階段。

1.用戶接入信道獲取的差異化

每個(gè)MS都屬于一個(gè)接入類別（AccessClass）。Access Class作為一個(gè)MS的屬性寫入SIM卡。3GPP規(guī)范對(duì)Access Class有名確定義。

AccessClass描述了MS接入系統(tǒng)的身份，同時(shí)也作為BSS授權(quán)MS使用RACH信道的依據(jù)。以MS發(fā)起呼叫為例。當(dāng)MS欲發(fā)起呼叫時(shí)，將尋找可用的RACH信道發(fā)送CHANNEL REQUEST消息。BSS在廣播信道（BCCH）中周期性廣播系統(tǒng)消息，其中指定RACH信道及可使用該RACH的Access Class。

利用這一定義，可區(qū)分MS在隨機(jī)接入期間的等級(jí)服務(wù)，即按照一定準(zhǔn)則為具有不同AccessClass的MS分配不同數(shù)量的RACH，使不同類MS擁有不同的接入機(jī)會(huì)。

由于3GPP規(guī)范中對(duì)AccessClass已經(jīng)做了明確定義，現(xiàn)網(wǎng)中寫入SIM內(nèi)的Access Class一般取IMSI的最后一位，而BSS對(duì)Access Class也采用等概率分配RACH，因而已經(jīng)入網(wǎng)的MS以相等的幾率獲取接入信道。所以，在現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)施接入信道的差異化分配可能性比較小。

2.用戶業(yè)務(wù)信道獲取的差異化

BSS收到MS的呼叫申請(qǐng)時(shí)，為MS指配TCH。當(dāng)前的策略是，當(dāng)小區(qū)中有空閑TCH時(shí)，即將空閑TCH指配給發(fā)起申請(qǐng)的MS；如果沒有空閑TCH，則直接拒絕該呼叫。在這個(gè)過程中，網(wǎng)絡(luò)對(duì)所有呼叫采用相同的指配策略。

目前無線網(wǎng)絡(luò)資源日益緊張，受各種因素影響，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)呈現(xiàn)出階段性、區(qū)域性繁忙情況，當(dāng)用戶發(fā)出新的呼叫申請(qǐng)時(shí)，部分小區(qū)會(huì)暫時(shí)沒有空閑信道分配給用戶，而相鄰小區(qū)則在同一時(shí)刻可能存在空閑信道。因此無法體現(xiàn)對(duì)用戶的差異化服務(wù)原則。

針對(duì)這種情況，3GPP特別提出增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆業(yè)務(wù)（eMLPP），可以根據(jù)用戶的不同要求在網(wǎng)絡(luò)無線資源被占用的情況下實(shí)施排隊(duì)、搶占等不同策略，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的差異化服務(wù)。

（1）eMLPP基本原理

eMLPP基本原理是在用戶簽約信息中增加eMLPP優(yōu)先級(jí)別參數(shù)，并在呼叫處理過程中通過消息CALLPROCEEDING下發(fā)到MSC，由MSC進(jìn)行識(shí)別并轉(zhuǎn)換為BSS可識(shí)別的無線資源分配優(yōu)先級(jí)，交由BSS進(jìn)行無線資源分配。

eMLPP是基于主叫的業(yè)務(wù)，主叫端MSC將eMLPP優(yōu)先級(jí)屬性包含在MAP指令中的優(yōu)先級(jí)別傳遞到被叫端MSC，使主叫側(cè)和被叫側(cè)的無線網(wǎng)絡(luò)都能執(zhí)行相同的無線網(wǎng)絡(luò)資源指配策略。在局間傳遞和切換過程中，優(yōu)先級(jí)別也以相同的方式從源端MSC傳遞到目的端MSC。參數(shù)傳遞過程示意圖見圖1。

eMLPP需要HLR、MSC、BSS相互配合實(shí)現(xiàn)。

在HLR中保存MS對(duì)應(yīng)的簽約信息，如果支持eMLPP功能，那么包含MS對(duì)應(yīng)eMLPP的最大優(yōu)先級(jí)屬性。eMLPP優(yōu)先級(jí)一共為7個(gè)，其中優(yōu)先級(jí)A和優(yōu)先級(jí)B僅在一個(gè)MSC范圍內(nèi)有效，實(shí)際有效的優(yōu)先級(jí)為0~4，參見表1。

HLR中的eMLPP屬性在MSC中映射為BSS識(shí)別的無線資源優(yōu)先級(jí)，在ASSIGNMENT REQUEST消息中發(fā)送給BSS。ASSIGNMENT REQUEST消息中包含的優(yōu)先級(jí)參數(shù)見表2。

在這一參數(shù)中，指明該用戶申請(qǐng)資源的優(yōu)先級(jí)，同時(shí)也說明在沒有資源情況下所采取的策略，即是否進(jìn)行排隊(duì)或搶占，而在擁有資源后是否允許資源被強(qiáng)占。

在出局呼叫時(shí)，主叫MSC把eMLPP呼叫優(yōu)先級(jí)轉(zhuǎn)換成MLPP優(yōu)先級(jí)在IAM消息中帶給對(duì)局，兩個(gè)優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表3。此時(shí)由于優(yōu)先級(jí)A和優(yōu)先級(jí)B在一個(gè)MSC之內(nèi)有效，出局時(shí)兩者都映射為優(yōu)先級(jí)0。

從上面過程中可以看出，在eMLPP中，網(wǎng)絡(luò)交換側(cè)將用戶的需求轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線側(cè)的信道指配需求，這些需求體現(xiàn)在PVI、PCI、PL（PriorityLevel）和QA。但在協(xié)議中，并未定義BSS的處理策略，具體的信道指配策略由設(shè)備商自行研制。

（2）一種基于保護(hù)現(xiàn)有呼叫的搶占策略

針對(duì)PVI、PCI、PL和QA的不同，BSS執(zhí)行不同的信道指配策略，可以分為2類策略，即排隊(duì)和搶占。

具有排隊(duì)需求的新呼叫接入時(shí)，若無信道資源，該呼叫進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列等待空閑信道，直到排隊(duì)計(jì)時(shí)器溢出（拒絕接入）或有空閑信道（成功接入）。QA與PL屬性相結(jié)合，可以形成具有優(yōu)先級(jí)的排隊(duì)序列，即后進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列但具有高優(yōu)先級(jí)的呼叫申請(qǐng)可以排在低優(yōu)先級(jí)呼叫申請(qǐng)之前。

對(duì)于搶占需求的處理則可以有多種理解。目前一般設(shè)備商采用的策略是，當(dāng)具有搶占需求的新呼叫接入時(shí)，若無信道資源，將正在連接狀態(tài)中可被搶占的低級(jí)別用戶連接拆除，并將該連的接業(yè)務(wù)信道指配給新呼叫。這種策略可以使高級(jí)別用戶享受有質(zhì)量保證的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

但相應(yīng)的，這種搶占策略對(duì)低級(jí)別用戶的呼叫連接進(jìn)行強(qiáng)制拆除，一定程度上損害了低級(jí)別用戶的權(quán)利。是否采用這種強(qiáng)拆方式的搶占策略，是運(yùn)營商是否引入eMLPP業(yè)務(wù)需要考慮的問題。

在此提出試切方式的搶占策略。這種搶占策略在保護(hù)現(xiàn)有用戶呼叫連接的基礎(chǔ)上，為高級(jí)別用戶（搶占需求）提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在此，高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指網(wǎng)絡(luò)試圖在發(fā)起呼叫申請(qǐng)的小區(qū)為該類用戶提供業(yè)務(wù)信道，一般而言，MS一般停留在無線信道條件好的小區(qū)，并會(huì)在該小區(qū)發(fā)起呼叫申請(qǐng)。

試切方式搶占策略流程見圖2。

試切方式搶占策略包括以下幾個(gè)步驟：

①檢查新呼叫的指配需求是否為搶占，如果是，執(zhí)行②，否則退出試切方式搶占流程；

②BSS搜索小區(qū)內(nèi)是否有可被搶占的用戶（PVI=1），且判斷該呼叫的優(yōu)先級(jí)是否比當(dāng)前新呼叫優(yōu)先級(jí)低，如果有優(yōu)先級(jí)低且可被搶占的用戶，執(zhí)行 ③，否則退出試切方式搶占流程；

③BSS發(fā)起正常的切換過程，將可被搶占的用戶切換到其他小區(qū)；

④如果切換成功，執(zhí)行⑤，否則可被搶占的用戶保留在原業(yè)務(wù)信道上，并退出試切方式搶占流程；

⑤將可被搶占的用戶釋放的業(yè)務(wù)信道分配給搶占需求的呼叫，上報(bào)MSC指配成功結(jié)果，退出試切方式搶占流程。

這一策略要求被切換用戶在切換不成功時(shí)能夠保留在原小區(qū)的業(yè)務(wù)信道，維持呼叫的連接狀態(tài)。

在引入試切方式搶占策略時(shí)，可以將PVI、PCI、PL和QA四種屬性相結(jié)合，構(gòu)建層次化信道指配需求體系，比如QA與PCI相結(jié)合，使排隊(duì)溢出后嘗試試切或強(qiáng)拆方式的搶占，也可以結(jié)合PL將搶占分為不同的策略，比如網(wǎng)絡(luò)對(duì)具有某一類PL的搶占用戶實(shí)施強(qiáng)拆方式搶占，而另一類PL的搶占用戶實(shí)施試切方式搶占。

這種策略也可以引入其他無線移動(dòng)通信系統(tǒng)中。

二、總結(jié)

在以話音業(yè)務(wù)為主的GSM網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的差異化服務(wù)更多體現(xiàn)在為用戶快速地指配高質(zhì)量業(yè)務(wù)信道上。eMLPP作為一種無線業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)為網(wǎng)絡(luò)提供差異化服務(wù)提供了依據(jù)，但eMLPP中主要定了總體目標(biāo)、需求分類、接口信令等方面，具體的無線指配策略則由設(shè)備商自行確定。從現(xiàn)有策略看，搶占策略大多采用強(qiáng)拆方式，強(qiáng)制拆除低優(yōu)先級(jí)用戶的業(yè)務(wù)信道對(duì)低優(yōu)先級(jí)用戶的權(quán)益造成了一定影響。本文提出了一種試切方式的搶占策略，在無線信道繁忙時(shí)，以保護(hù)現(xiàn)有通話為前提，為高優(yōu)先級(jí)用戶指配高質(zhì)量業(yè)務(wù)信道。與不同的需求屬性和優(yōu)先級(jí)屬性相結(jié)合，可以構(gòu)建層次化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，為運(yùn)營商提供差異化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供更多選擇。