1、Mobile WiMAX 定義的QoS

在Mobile WiMAX標準中，為了保證各種應用業務的服務質量，定義了豐富的QoS機制，可以說QoS是Mobile WiMAX的一個很重要的亮點。

根據用戶業務的特點，Mobile WiMAX標準定義了五種不同的業務類型：UGS、rtPS、ertPs、nrtPs以及BE等，并為這五種業務類型定義了不同的QoS參數：

UGS（Unsolicited Grant Service）

UGS業務是指能夠周期性產生固定包長的實時業務，這種業務所產成數據包的包長是固定的，而且這些數據包是以一個特定的周期發送的，比如T1、E1以及沒有靜默壓縮的VOIP等。

rtPS（real-time Polling Service）

rtPS業務是指能夠周期性產生可變包長的實時業務，這種業務所產成數據包的包長是變化的，而且這些數據包是以一個特定的周期發送的，比如MPEG視頻業務等。

ertPS（extended real-time Polling Service）

ertPS業務是rtPS業務的一種擴展，但是這種業務的一個獨特之處是對實時性要求很高，如有靜默壓縮的VOIP業務等。

nrtPS（non-real-time Polling Service）

nrtPS業務是指非實時業務，這種業務的特點是始終以一個大于等于最小傳輸速率的速率在連續發送數據包。

BE（Best Effort）

BE是一種盡力而為的非實時業務，這種業務的特點是不能保證數據包的傳輸速率和傳輸時間，該業務的數據包是否發送取決于系統的資源情況，如果系統有足夠資源則可以傳送這些數據包，否則將拋棄這些數據包。

這五種不同業務類型業務的QoS參數如下表所示：

???????????????????????????????????????? 表1????? Mobile WiMAX 五類QoS參數

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當Mobile WiMAX系統為用戶創建服務業務時，將根據服務業務的特點，將其映射到五種不同的業務類型上，同時指定相應的QoS參數，然后，當這些用戶服務業務的數據包到達Mobile WiMAX系統時，Mobile WiMAX系統將根據事先指定的QoS參數來對這些數據包實施調度和傳送，從而保證用戶業務的服務質量。

2、中興通訊Mobile WiMAX QoS 端到端解決方案

眾所周知，Mobile WiMAX標準對基站側如何實現業務QoS的定義是很清晰也是很豐富的，但是僅靠這些標準的定義還無法為用戶提供真正的QoS保證，因為每個用戶的每個業務數據包要從應用服務器傳到用戶的終端上需要經歷很多環節，其中不少環節是Mobile WiMAX標準定義的QoS處理方法所沒有涵蓋的，這些環節中就包括傳輸、HA等的影響。

可見，要在Mobile WiMAX系統中實現端到端的QoS保證，必須在整個Mobile WiMAX系統中，包括各個節點中，如終端、接入網ASN、核心網CSN以及傳輸等，綜合考慮QoS的實現策略?；诖耍信d通訊推出了一套完整的綜合解決方案，在這個解決方案中，首先將各種應用業務分成幾大類，識別每類業務的QoS參數，然后將這些業務的QoS參數合理分配到傳輸過程中的每個環節，并保證在業務傳送過程中的各個環節正確地按照分配的QoS參數份額處理和傳送相關的業務數據包，從而保證了整體的端到端QoS服務質量，為用戶提供滿意的業務QoS服務。

一些典型業務的QoS參數如表2所示，在實際應用中，只要Mobile WiMAX無線寬帶通訊系統能夠按照這些QoS參數來保證這些業務的傳送，那么就能很好的滿足用戶的需求，為用戶提供滿意的高質量業務服務。

表2????? 典型業務的QoS參數

2.1 ????端到端QoS體系架構

中興通訊Mobile WiMAX的QoS的體系架構如下圖所示（其中，HA只有當系統支持移動IP時才存在）：

中興通訊Mobile WiMAX QoS體系架構

當一個業務的數據包在Mobile WiMAX系統中傳送時，需要經過很多環節，這些環節在端到端QoS保證種的起著很重要的作用，因為這些環節也必須要承擔所分配的QoS處理份額，只有在各個環節都保證了所分擔的QoS處理份額后，端到端的QoS服務質量才能夠得到真正的保證。在Mobile WiMAX網絡的開發和建設中，需要根據所傳送業務的特點做一個合理的QoS參數分配，把總體端到端的QoS參數分配到各個處理環節中去，然后在每個環節中按照分配的QoS份額進行處理，這一點對端到端QoS保證非常重要。

在QoS參數的分配中，一個很重要的參數就是時延的分配，也就是合理規定每個處理環節的時延，下面以VOIP為例分析一下時延的分配策略，VOIP對時延（端到端）的要求如下表所示：

表3 ???? VOIP的端到端時延特性

由此可見，VOIP的端到端延遲應控制在150ms左右，此時VOIP的通話質量處理一種較好的狀態，用戶感受滿意。

VOIP的端到端時延分配如下圖所示：

其中：

“1”是指終端的處理時延

“2”是指R1接口的傳輸時延

“3”是指基站BS的處理時延

“4”是指R6接口的傳輸時延，如MTPS或IP承載網的傳輸時延

“5”是指AGW的處理時延

“6”是指AGW到HA的傳輸時延，如MTPS或IP承載網的傳輸時延

“7”是指HA的處理時延

VoIP的時延分配

只要每個環節都能在分配的時延范圍內處理VoIP數據包，那么Mobile WiMAX系統就能保證VoIP的QoS，為用戶提供滿意的VoIP服務。

另一方面，一個業務數據包在傳送過程中，需要經過不同的處理環節，每個處理環節所處理的協議層次不一樣，所以，在Mobile WiMAX系統中，QoS不能僅靠哪一個層次來保證，而是需要在不同的層次分別來保證QoS參數，特別是IP層以及Mobile WiMAX傳輸等。也就是說，QoS參數需要在不同的層次傳遞和映射，這樣才能保證QoS能夠不失真的傳遞下去，從而保證端到端的QoS保證。QoS的分層映射如下圖所示：

QoS參數層間傳遞

其中：

“1”到“2”是指Mobile WiMAX系統綜合應用業務特征、應用業務優先級、用戶級別（如金牌用戶、銀牌用戶等）等信息，按照一定的算法，獲取Mobile WiMAX系統所需要的QoS參數的過程，這些QoS參數包括：帶寬、時延、抖動等

“2”到“3”是指為保證應用業務能夠正常在Mobile WiMAX傳輸網中按照一定的QoS等級傳輸，將該業務對應的QoS參數按照一定的規則映射到IP層的過程，映射可以通過DSCP或TOS完成。

“3”到“2”是指Mobile WiMAX系統根據IP層QoS參數，如ToS、DSCP等，按照一定的算法，獲取Mobile WiMAX系統所需要的QoS參數的過程，這些QoS參數包括：帶寬、時延、抖動等

“3”到“4”是指Mobile WiMAX傳輸網根據IP層QoS參數，如ToS、DSCP等，按照一定的規則或算法，獲取傳輸網所需要的QoS參數的過程，然后，傳輸網根據這些獲取的QoS參數來傳輸所承載的Mobile WiMAX的IP數據包，從而在Mobile WiMAX傳輸網層次保證Mobile WiMAX業務的QoS等級。

2.2 ?????Mobile WiMAX系統各節點的QoS保證策略

下面簡要介紹一下中興通信Mobile WiMAX系統中各主要網元節點的QoS保證策略。

2.2.1???BS的QoS保證策略

在Mobile WiMAX基站BS上采用的QoS策略包括：

完善、高效的調動控制算法；
上下行實現5種業務類型的調度：UGS、ertPS、rtPS、nrtPS、BE；
對每個業務流的調度嚴格按照CSN指定的QoS參數進行，如帶寬、時延、抖動、優先級等；
用戶優先級；
業務優先級；
支持對每個終端建立多條業務流；
完善的接納控制機制；
完善的擁塞控制機制；
考慮BE業務的公平性；
流量管制和整形；
Mobile WiMAX QoS參數和IP層QoS參數的映射（用于傳輸QoS的保證）；

2.2.2???AGW/HA的QoS保證策略

在Mobile WiMAX AGW/HA上采用的QoS策略包括：

用戶優先級；
業務優先級；
業務QoS保證；
支持對每個終端建立多條業務流；
完善的接納控制機制；
完善的擁塞控制機制；
流量管制和整形；
用戶級帶寬限制；
按業務類型分配帶寬；
Mobile WiMAX QoS參數和IP層QoS參數的映射（用于傳輸QoS的保證）；

2.2.3??CSN的QoS保證策略

這里說的CSN涵蓋AAA、PCC或IMS等，這些網元主要作用是為Mobile WiMAX業務提供正確的QoS參數和保證機制，如根據和用戶簽署的服務協議SLA、業務的特征、業務的優先級、用戶的等級、IP層QoS參數等，提取Mobile WiMAX系統中調度所需要的參數，如帶寬、時延、抖動、優先級等信息。

在CSN（PCC/IMS）上采用的QoS策略包括：

用戶優先級；
業務優先級；
業務QoS保證；
支持對每個終端建立多條業務流；
用戶級帶寬限制；
按業務類型分配帶寬；
Mobile WiMAX QoS參數和IP層QoS參數的映射（用于傳輸QoS的保證）；

2.2.4??傳輸的QoS保證策略

傳輸網絡主要通過兩方面來保證傳輸的QoS：

IP層的QoS參數，如Tos、DSCP等，這些值是從Mobile WiMAX系統中的QoS參數映射過來的，傳輸就是通過ToS、DSCP的數值，結合傳輸本身的QoS保證機制來實現QoS保證的；

傳輸本身的QoS機制，如50ms倒換等。

目前，Mobile WiMAX可以采用MSTP、IP承載網等傳輸網絡來實現傳輸，這些傳輸網絡技能很好的適合IP傳輸的特性，也能很好的滿足Mobile WiMAX對傳輸的QoS要求。

3?結論

經過測試以及試驗局、商用局的驗證，中興通訊Mobile WiMAX系統的端到端QoS保證策略能很好的保證各種業務的QoS等級，為用戶提供滿意的基于一定QoS等級的服務業務。