异构网络中基于策略的QoS映射研究

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

北京邮电大学

硕士学位论文

异构网络中基于策略的QoS映射研究

姓名：金旭

申请学位级别：硕士

专业：计算机应用技术

指导教师：宋俊德

20080301

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

摘要

未来的通信网络是一个包含多种不同接入技术的异构网络，不

同技术的接入网络具有不同的覆盖能力、容量大小、以及对业务的

不同服务质量支持能力等。一个端到端的ＱｏＳ会话可能要跨越多个

不同的网络类型，就需要涉及到的所有网络能够依次协商ＱｏＳ，以

自己理解的方式处理ＱｏＳ需求，但是，使得不同类型网络上的ＱｏＳ

分类和ＱｏＳ参数能够互相映射是一个尚待解决的问题。

为了体现不同技术的优势，各技术体制中都有最合适的ＱｏＳ分

类。在异构环境下，这些分类之间如何互相映射，以及是否需要重

新定义新的分类方式成为讨论的热点。３ＧＰＰ，ＩＥＴＦ等国际标准组织

都把此列为开放性的问题。因此，能够解决ＱｏＳ映射的问题同时更

好地进行ＱｏＳ管理与控制是人们越来越关注的，也是本文致力于研

究的重点。

本文研究了各国际标准组织在服务质量（ＱｏＳ）方面的研究成果

和进展，首先对ＩＥＴＦ、３ＧＰＰ、ＩＴＵ．Ｔ、ＩＥＥＥ等国际标准化组织定义

的ＱｏＳ分类进行了深入的调研和总结，并在此基础上，介绍了两种

ＱｏＳ映射的方法，来解决上述异构网络中端到端的ＱｏＳ需求协商的

问题；本文提出了一种映射粒度相对适中的从几种典型应用业务出

发的统一的ＱｏＳ映射规则，并介绍了项目中提出的一种基于策略的

ＱｏＳ体系结构，将映射规则通过此体系结构来实现，提出了这种基

于策略的ＱｏＳ统一映射方法，并仿真证明其有效地提高了系统的资

源利用率。

本文提出的基于策略的ＱｏＳ统一映射方法，其基于策略的思想

使得管理更灵活、可扩展性更强，改进的ＱｏＳ映射规则粒度适中，

可以在一定程度上对异构网络端到端的ＱｏＳ提供保障，辅助完成接

入控制，有效地增强鲁棒性。

另外，论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳

控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端ＱｏＳ管理的北京邮电大学硕十研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构嘲络中基于策略的００Ｓ映射研究

研究、３Ｇ系统防干扰方案的研究与设计项目中的工作和成果。

关键词：异构网络ＱｏＳ管理策略ＱｏＳ映射

第２页北京邮电大学硕十研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

ＲＥＳＥＡＲＣＨｏＮ

ＰＯＬＩＣＹ－ＢＡＳＥＤＱＯＳＭＡＰＰＩＮＧ

ＩＮＨＥＴＥＲｏＧＥＮＥＯＵＳＮＥＴＷＯＲＫＳ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ

ａｃｃｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｉＳａｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈ

ｓｉｚｅａｎｄｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅａｃｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｖｅｒａｇｅ，ｃａｐａｃｉｔｙ

ａｂｉｌｉｔｙｔｏｓｕｐｐｏｒｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｂｅａｃｒｏｓｓＱｏＳ．Ａｎｅｎｄ－ｔｏ－ｅｎｄＳＯＱｏＳｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎｍａｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｓ，

ｃａｎｉｔｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｔｈａｔａｌｌｉｎｖｏｌｖｅｄｔｏｎｅｔｗｏｒｋｓｃｏｎｓｕｌｔＱｏＳ，ａｎｄｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｉｒａｐｐｒｏａｃｈｔｈｅ

ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆＱｏＳ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｍａｋｉｎｇＱｏＳｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＱｏＳ

ｃａｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋ

ａｂｅｍａｐｐｅｄｔｏｅａｃｈｏｔｈｅｒｉｓｐｒｏｂｌｅｍｎｅｅｄｔｏｓｏｌｖｅ．

Ｔｏｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅｒｅｉｓｔｈｅ

ｍｏｓｔａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅＱｏＳｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｅａｃｈｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｅ

ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋ，ｈｏｗｔｈｅｓｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ

ｍｕｔｕａｌｍａｐｐｉｎｇ，

ｍｅｔｈｏｄｂｅｃｏｍｅａａｎｄｗｈｅｔｈｅｒｎｅｅｄｔｏｒｅｄｅｆｉｎｅａｎｅｗｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＩＥＴＦａｎｄｏｔｈｅｒ

ａｓｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｈｏｔｓｐｏｔｓ．３ＧＰＰ，ＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｓａｌｌｒｅｇａｒｄｔｈｉｓ

ｉｓｓｕｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｗｈａｔｐｅｏｐｌｅ

ｂｅＲｅｒｍａｎａｇｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌ

ｏｆＱｏＳｍａｐｐｉｎｇ，ａｒｅｏｐｅｎｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｃｏｎｃｅｒｎｅｄａｂｏｕｔｉＳｔｏＱｏＳａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｏｆｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｉｔｉｓａｌｓｏｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｔｏｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｈｅＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ（ＱｏＳ）

Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

ＩＴＵ．ＴａｎｄｏｆｔｈｅＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｓｉｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔ，ＱｏＳｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｄｅｆｉｎｅｄａｓｂｙｔｈｅＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎｓｓｕｃｈＩＥＴＦ，３ＧＰＰ，

北京邮电大学硕士研究生毕业论文第３页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构嘲络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

ＩＥＥＥｈａｓｂｅｅｎｍａｄｅｄｅｐｔｈｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ

Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｗｏｍｅｔｈｏｄｓｏｆ

ｅｎｄ．ｔｏ—ｅｎｄｏｎｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＱｏＳｍａｐｐｉｎｇｃｏｎｓｕｌｔａｔｉｏｎｓ

ｏｆｕｎｉｆｉｅｄｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆＱｏＳｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｉｎｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｒｕｌｅｗｈｉｃｈｎｅｔｗｏｒｋｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｎ，ａｓｅｔＱｏＳｍａｐｐｉｎｇ

ｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｍｏｄｅｓｔｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙａｎｄｆｒｏｍｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｅｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｎｅｘｔ，ａｐｏｌｉｃｙ—ｂａｓｅｄ

ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｗｈｉｃｈｉＳｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅＱｏＳｐｒｏｊｅｃｔｉＳｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅ

ｍａｐｐｉｎｇｒｕｌｅｗｉｌｌｂｅａｄｏｐｔｅｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｉｎｔｈｉｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅ

ｕｎｉｆｉｅｄｐｏｌｉｃｙ—ｂａｓｅｄＱｏＳ

ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｏｍａｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｉｔｉＳｅｆｆｅｃｔｉｖｅｉｎｒａｉｓｉｎｇａｎｄｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｐｒｏｖｅｔｈａｔｓｙｓｔｅｍ

ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉＳｄｏｎｅ．

Ｔｈｅｐｏｌｉｃｙ—ｂａｓｅｄｔｈｉｎｋｉｎｇｏｆｔｈｅｕｎｉｆｉｅｄｐｏｌｉｃｙ－ｂａｓｅｄＱｏＳ

ｍｏｒｅｍａｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｋｅｓｍａｎａｇｅｍｅｎｔ

ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｒｏｎｇｅｒ．Ｔｈｅｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄ

ｉＳｍｏｄｅｒａｔｅ，ｔｈｅｅｎｄ－ｔｏ－ｅｎｄＱｏＳｍａｐｐｉｎｇｍｅｔｈｏｄ

ＱｏＳｔｏａｗｈｉｃｈｃａｎｅｎｓｕｒｅｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔｆｏｒｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋ，ｓｕｐｐｏｒｔａｄｍｉｓｓｉｏｎ

ｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ．

ｓｅｖｅｒａｌＦｉｎａｌｌｙ，

ｓｔｕｄｙａｒｅｐｒｏｊｅｃｔｓｔｈｅＰａｐｅｒ，ａｕｔｈｏｒｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅｄｉｎｄｕｒｉｎｇｍａｓｔｅｒｉｎｃｌｕｄｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ

ｏｎｓｕｍｍａｉｅｄｉｎｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｏｎａｄｍｉｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｒｅｓｅｒｖｅｄｂａｓｅｄｓｅｒｖｉｃｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｎｅｘｔ

ｍｏｂｉｌｅｎｅｔｗｏｒｋ，ｅｎｄ－ｔｏ—ｅｎｄＱｏＳｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ

ｏｎｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｓｉｇｎ

ｓｙｓｔｅｍ．ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒ３Ｇ

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｅｔｗｏｒｋ，ＱｏＳｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｐｏｌｉｃｙ，

ＱｏＳｍａｐｐｉｎｇ

第４页北京邮电大学硕十研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

独创性（或创新性）声明

本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成

果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。

本人签名：尘垫日期：鲨！兰！堑

关于论文使用授权的说明

学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研

究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）

注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。

本人签名：

导师签名：金坐日期：逊！≥！堑

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异构网络中基于策略的ＯｏＳ映射研究

第一章绪论

１．１课题背景

随着ＩＰ网络的普及，网络和人们生活的关系愈加紧密。传统ＩＰ网络是面向无

连接的，其提供的是一种“尽力而为＂的为用户转发信息的服务。当用户有突发

数据流量时，网络资源相对短缺，此时网络所提供的服务质量（ＱｏＳ）下降很快，

甚至部分业务服务无法满足。同时随着网络规模的扩大、应用的逐步扩展，特别

是具有实时要求的新兴业务（女ｔｌＶｏｌＰ、视频会议、多媒体远程教学、视频点播等）

不断出现，更要求网络能够提供高效的端到端ＱｏＳ支持，业内对下一代异构融合

的网络提出了提供高服务质量的要求。因此，如何提供端到端的ＱｏＳ已经成为下

一代异构融合网络核心问题之一，不同网络、不同业务的服务质量保障需求之间

如何兼容和映射的问题，也已经成为当前研究与开发的热点问题。

根据成本分析以及各种接入技术的优势分析，多种接入技术并用会带来技

术的共赢，为整个产业节约成本提高效率，各标准组织也致力于研究各不同接

入技术如何更好地协同服务，但由于不同技术在设计之初的ＱｏＳ保证机制不同，

因此需要研究在多种接入技术共存的情况下如何更好地提供服务质量。传统ＩＰ

网络“尽力而为”服务模式下，网络中所有业务流平等地竞争网络资源，网络

按照先来先服务的原则尽最大努力将ＩＰ包送达目的地。为保证业务的ＱｏＳ需

求，一种直接的思路就是按照服务水平的要求分配资源给每一个数据流，即基

于资源预留的ＱｏＳ保证策略。但是网络带宽是有限资源，各种新应用的不断出

现决定了即使网络带宽不断增长也永远无法完全满足所有业务的需求。同时，

要实现端到端的ＱｏＳ，既需要接入网、核心网和外部网络的不同域之间的共同

保证，还需要ＩＰ承载和业务应用层的相互配合才能达成。但实际上对于不同网

络，运用的应用层协议不尽相同，所使用的技术也不尽相同，例如ＵＭＴＳ中所

定义的４个ＱｏＳ等级并不等同于其它的业务网络的ＱｏＳ等级。可以看出，提供

端到端ＱｏＳ面临着挑战，同时也对更好地进行ＱｏＳ控制和管理，提高用户满意

度，降低运营成本提出新的要求，因此，研究异构网络中的端到端ＱｏＳ控制管

理的相关问题有很大意义。

本文从ＱｏＳ的概念、模型发展、体系结构、映射和策略管理技术几个角度

出发，围绕理论、技术和实现几个方面，对异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射问题进行了相关研究。

北京邮电大学硕士研究生毕业论文第ｌ页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＯｏＳ映射研究

本文基于北邮一爱立信合作项目“Ｈｏｐｅ．ＱＭ”（２００５．９－２００６．９）以及北邮－爱

立信．广东移动合作项目“下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分

类的研究”（２００６．９～２００７．７）。Ｈｏｐｅ．ＱＭ项目关注研究异构网络中端到端的ＱｏＳ问

题，下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究项目关注业务

分类与控制的问题，在１．３节有关于这两个项目的详述。这两个项目都是为了实

现一个指标，那就是服务质量（ＱｏＳ），前者从实现框架方面考虑，后者从实现方

法出发，本论文旨在提取这两个项目中本人的主要研究工作，并将其有机地结合

在一起，为相关的ＱｏＳ问题提供解决方法。

１．２相关技术国际国内研究现状

众多国际标准组织、研究机构都投入了极大热情研究异构网络中的ＱｏＳ问

题，并取得了阶段性成果。３ＧＰＰ，ＩＥＴＦ都把ＱｏＳ分类之间如何互相映射，以

及是否需要重新定义新的分类方式列为开放性的问题ＩｌＪ。ＩＴＵ．Ｔ、３ＧＰＰ、ＩＥＴＦ

等标准化组织也重点研究了基于策略的ＱｏＳ管理，并确定了相关标准或草案。

●ＩＥＴＦ

ＩＥＴＦ主要关注于计算机网络，由于其成立之初就是定位于计算机网络的，其

更多的把焦点对准了计算机网络中的服务质量管理以及实现这些机制的具体协

议和算法，业内著名的ＩｎｔｅＳｅｒｖ、ＤｉｆｆＳｅｒＶ和ＭＰＬＳ，以及这三种框架的相互结合

方案，都是由ＩＥＴＦ提出的。这些基本模型对于后来其它研究组织有着很大的启发

作用。在ＱｏＳ分类方面，其对于ＤｉｆｆＳｅｒｖ定义的不同等级的ＰＨＢ针对性更强，主

要侧重于ＤｉｆｆＳｅｒｖ中的转发等级，并对每个转发等级的ＱｏＳ性能进行的要求。

ＤｉｆｆＳｅｒｖ具有结构简单等优点，但是ＤｉｆｆＳｅｒｖ模型对于业务流的分类过于粗糙，有

限几个业务类难以适应千差万别的用户应用需求。另一方面，目前的ＱｏＳ管理多

是静态的、不具有自适应性的，而ＩＥＴＦ提出的基于策略的管理方法具有高度抽象、

自动化、一致性和动态性等优点，在ＱｏＳ管理和安全领域中得到了广泛应用。

●ＩＴＵ．Ｔ

ＩＴＵ．Ｔ更关注下一代融合网络，因此其考虑的范围更加广阔，包括移动网络

与固定网络，以及多网融合场景下的服务质量，所以其定义了ＩＰＱｏＳ分类，也是

从应用业务角度出发，并且从具体的音频、视频和数据业务的角度，对当前主要

应用的业务提供了详细性能目标参数。ＩＴＵ．ＴＳＧｌ３组的Ｙ．１２９１建议草案提出了在

分组网络中支持ＱｏＳ的框架，如图所示。这一框架由一组ＱｏＳ构建模块组成，包

括控制平面、数据平面和管理平面三个逻辑层面。控制平面负责接纳控制、ＱｏＳ

路由和资源预留机制；数据平面负责缓存管理、拥塞避免、队列和调度、分组标

第２页北京邮电人学硕士研究生毕业论义

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

记、流量分类、流量策略及流量整形；管理平面负责ＳＬＡ、流量测量及记录和流

量恢复机制。．÷—／

管理平面

服ＳＬＩ务等级协议Ｉ

流量测量

和记录

策略管理

流量恢复

÷，．—／

图１－１分组网络中支持ＱｏＳ的框架

●３ＧＰＰ

３ＧＰＰ贝ＪＪ是将移动通信网络视为重点，它定义了ｕＭＴＳ网络中ＱｏＳ等级分类和

部分具体的参数，同时列举了每个等级适用于的业务类型，更加适用于３Ｇ网络

的具体部署和执行；同时在端到端ＱｏＳ框架中引入了基于策略的概念，形成了基

于业务的本地策略（ＳＢＬＰ）框架；后来，它又将该框架与基于流的计费（ＦＢＣ）整合

在一起，提出了策略计费模型（Ｐｃｃ）。可以说，３ＧＰＰ的研究成果与ＩＴＵ．Ｔ相比，

更加具体、偏向于实现。

●ＩＥＥＥ

ＩＥＥＥ８０２．１６主要关注于无线接入网，它针对Ｗｉｍａｘ定了相关的调度服务等

级。

我们可以看出，ＩＥＴＦ、ＩＴＵ—Ｔ和３ＧＰＰ等组织由于其成立的时间和初衷不同，

分别关注的网络业不同，定义了不同的ＱｏＳ等级分类，而要脱离具体的网络类型

谈ＱｏＳ等级是不现实的。只有首先确定异构网络端到端所关注的网络，网络定义

ＱｏＳ等级的出发角度，才能更有效地解决其ＱｏＳ等级相互映射的问题。同时我们

可以发现，ＩＥＴＦ、ＩＴＵ．Ｔ和３ＧＰＰ都吸收了基于策略的思想，提出了不同的基于策

北京邮电大学硕士研究生毕业论文第３页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＯｏＳ映射研究

略的ＱｏＳ管理框架，但是其要么过于抽象和简单，要么太专注于某一种网络，怎

样更好地吸收利用基于策略的思想和基于策略的ＱｏＳ管理框架仍需进一步的研

究。

ＱｏＳ管理就是要为不同的业务流提供不同的服务，并尽可能地有效利用网络

资源，保证各用户的服务质量；ＱｏＳ映射的关键问题是如何在保证用户ＱｏＳ性能

指标满足的前提下，使得网络总代价最小，网络资源利用率达到最大化。因此，

本文将在基于策略的ＱｏＳ管理框架基础上，提出一种统一的ＱｏＳ映射规则来保证

服务质量，并进一步验证其将会有效地提高网络资源利用率。

１．３作者硕士期间主要研究工作介绍

本文作者在攻读硕士学位期问，作为主要人员参加了业务控制和ＱｏＳ管理方

面的重大研究项目，包括：１、下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业

务分类的研究（北邮一爱立信一广东移动合作项目）；２、异构网络中端到端ＱｏＳ

管理的研究（Ｈｏｐｅ．ＱＭ项目）（北邮一爱立信合作项目）：３、３Ｇ系统防干扰方案的

研究与设计（北邮一军方合作项目）。这几方面的研究既各自侧重某一方面，又彼

此联系。

１、下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究

未来的通信网络将是一个包含多种不同接入技术的异构网络，不同技术的接

入网络具有不同的覆盖能力、容量大小、以及对业务的不同ＱｏＳ支持能力等。在

异构通信网络环境中，端到端的ＱｏＳ控制和保障是需要解决的一个非常重要的问

题。另一个方面，无缝的移动性支持也是下一代异构无线网络的一个重要特征，

特别是在移动情况下的资源管理方面。该项目是在继承与爱立信关于ＱｏＳ合作研

究的一期项目的基础上，与爱立信关于ＱｏＳ合作研究的二期项目，对异构网络中

端到端的接纳控制和资源预留的业务分类进行研究。

本人在其中主要承担的工作包括：

调研了ＩＴＵ．Ｔ、ＩＥＴＦ、３ＧＰＰ、ＩＥＥＥ等标准化组织各自针对不同的网

络定义的ＱｏＳ分类标准；

对同一网络和异构网络两种不同情况下ＱｏＳ映射进行了研究，重点分

析比较了两种不同在异构网络中进行ＱｏＳ映射的方法；

在此基础上，提出了一套粒度相对适中的ＱｏＳ映射统一规则，并发表

了相关的论文（ＪｉｎＸｕ，ＷｕＷｅｉｓｕｎ，ＺｈｏｕＷｅｎ’ａｎ，ＳｏｎｇＪｕｎｄｅ，ＱｏＳ

ＭａｐｐｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ

２００７，２００７．１０１。ｏｆＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＮｅｔｗｏｒｋｆｒｏｍＥｎｄ—ｔｏ－Ｅｎｄ，ＦＴＣ

第４页北京邮电大学硕士研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中幕于策略的ＱｏＳ映射研究

本人独立完成的文档包括：

●（（ＱｏＳＣｌａｓｓｅｓａｎｄＭａｐｐｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＮｅｔｗｏｒｋｆｒｏｍ

Ｅｎｄ．ｔｏ．Ｅｎｄ））

该项目的研究成果，包括本人完成的ＱｏＳ

ＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＮｅｔｗｏｒｋｆｒｏｍＣｌａｓｓｅｓａｎｄＭａｐｐｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｎｄ．ｔｏ．Ｅｎｄ调研报告都已经由爱立信、北京邮电大

学专家评审通过，作为下一步研究的基础。

２、异构网络中端到端ＱｏＳ管理的研究

未来的通信网络是一个异构的网络，这表现在业务、接入网络技术、运营商、

移动终端等多个角度的异构性，而这又给端到端的ＱｏＳ管理带来了新的挑战。目

前各个标准组织，像ＩＴＵ．Ｔ、ＩＥＴＦ、３ＧＰＰ、ＥＴＳＩ、ＭＳＦ都已经开展了这方面的

研究，该项目旨在调研其研究成果的基础上，解决端到端ＱｏＳ管理的相关问题和

理论，并针对其中一到两个问题提出解决方案并仿真验证。

本人在其中主要承担的工作包括：

重点分析总结了ＩＥＴＦ的基于策略的控制思想，３ＧＰＰ端到端的ＰＣＣ体

系结构的演进，对ＩＴＵ．Ｔ的ＲＡＣＦ框架中Ｒｐ接口的调研。

在端到端ＱｏＳ管理关键技术研究和仿真文档中总结了以上三个组织

对基于策略的思想的引入

本人独立完成的文档包括：

●（（ＩＥＴＦ策略控制研究报告》

（（ＩＴＵ．ＴＲｐ接口相关研究》

（（ＰＣＣ体系结构研究报告》

本人参与完成的文档包括：

《端到端的ＱｏＳ管理关键技术研究》《基于费率的接入控制算法》

该项目的研究成果，包括本人独立和参与完成的端到端ＱｏＳ管理调研报告

都已经由爱立信、北京邮电大学专家评审通过，作为下一步研究的基础。

３、３Ｇ系统防干扰方案的研究与设计

该项目是某军方和北邮一爱立信未来通信研究中心的合作项目。该项目旨

在研究３Ｇ系统的相关防干扰方案，将系统分为ＧＳＭ、ＷＣＤＭＡ和ＣＤＭＡ２０００

来分别进行设计，防干扰方案也从防大功率干扰、防导频干扰等方法出发进行

相关研究。

北京邮电大学硕士研究生毕业论文第５页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＯｏＳ映射研究

本人在其中主要参与的工作包括：

●ＷＣＤＭＡ系统防干扰方案的设计

●ＣＤＭＡ２０００系统防干扰方案的设计

ＷＣＤＭＡ系统防干扰方案的仿真数据整理

本人独立完成的文档包括：

《ＷＣＤＭＡ基站大功率防干扰方案的设计说明》

该方案的设计说明及仿真数据已提交给军方，作为进一步对３Ｇ系统防干扰

方案研究的基础。

１．４论文结构

本论文共分为七章，具体章节安排如下：

第一章是绪论部分，介绍ＱｏＳ分类映射和基于策略端到端ＱｏＳ管理的研究背

景，包括研究意义、发展历程、研究现状以及研究重点，引出作者在研究生期间

所作的主要工作，简述论文的主要研究点和章节的组织结构。

第二章是ＱｏＳ概述，本章作为全文的理论基础，从ＱｏＳ的基本概念以及目前

的研究发展出发，引出了论文拟解决的ＱｏＳ热点问题。

第三章对ＱｏＳ等级分类进行了调研与分析。本章分别对各大标准化组织的

ＱｏＳ等级定义进行了简单介绍，并从不同研究组织的角度分析了其特点，进行了

系统的分析与比较。得出结论，异构网络中端到端的融合给ＱｏＳ研究提出了关于

ＱｏＳ映射的难题，可以说本章是后文解决ＱｏＳ映射问题的研究基础。

第四章在第三章的调研与分析的基础上，首先阐述ＴＱｏＳ映射的目的和重要

性，其次总结了两种在不同网络类型的ＱｏＳ分类之间映射的方法，最终提出了一

套统一的ＱｏＳ映射规则。通过统一的ＱｏＳ映射规则可以将ＱｏＳ等级映射成不同网

络所理解的ＱｏＳ类型与ＱｏＳ参数，从而实现端到端的接纳控制，在异构网络中保

障端到端的ＱｏＳ。

第五章首先阐明了策略的基本概念，并系统地整理了ＩＥＴＦ、３ＧＰＰ和ＩＴＵ．Ｔ

标准组织在基于策略的领域中的研究成果，介绍了策略的主要作用，以及策略的

关键技术问题与研究进展。在这些调研的基础，介绍了项目中提出的Ｈｏｐｅ．ＱＭ

体系结构，为以后章节进一步实施ＱｏＳ映射仿真奠定了基础。

第六章阐明了基于策略的ＱｏＳ映射规则的具体控制方法。该映射规则能够保

证对业务没有或很小质量降级的情况下消耗更少的资源，提高对网络资源的有效

的利用，基于第五章的ＱｏＳ体系结构，并最终仿真验证了该映射规则的有效性，

第６页北京邮电大学硕士研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中皋于策略的ＱｏＳ映射研究

提高了系统的鲁棒性，体现了策略思想的灵活性。该映射规则是本文的主要创新

之一。

第七章对全文进行概括，总结了研究中所取得的经验和不足，并对未来工作

进行了简短的展望。

下图显示了本文的章节组织结构以及相互关系：

图Ｉ－２论文组织结构图北京邮电大学硕士研究生毕业论文第７页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

第二章ＱｏＳ概述

２．１ＱｏＳ的概念

任何服务都需要考虑服务质量，在通信和计算机网络中的服务质量简称为

ＱｏＳ。

ＱｏＳ的提出始于ＡＴＭ交换机，随后扩展到各种类型网络中。学术界普遍认为

ＱｏＳ有广义和狭义之分。狭义的ＱｏＳ指技术指标，比如传输时延、抖动、丢失率、

带宽要求、吞吐量等。广义ＱｏＳ指资源调配与利用、层与层之间的协商，从而涉

及实现最终服务各个层次和部分。

质量最初的定义在ＩＳ０８４０２标准中【２】：质量是有关实体的一组特征的总和，

这些特征反映了该实体满足其被明确规定或隐含的需求的能力。ＩＳ０９０００取代了

ＩＳ０８４０２，并将质量定义为一组固有属性对需求的满足程度【３】。而被引用最多的

ＱｏＳ定义是ＩＴＵ．ＴＥ．８００中的描述：服务质量是一种服务性能的综合体现，这种服

务性能决定了网络在多大程度上满足业务用户的要求【４Ｊ。

ＱｏＳ的基本功能包括以下４个方面：

（１）接入控伟ＪｌＪ（ＡｄｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒ０１），允许或拒绝流量或应用对网络资源的使

用，确保网络资源不被超额占用；

（２）拥塞管Ｌ里（ＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎＭａｎａｇｅｍｅｎｔ），处理网络拥塞，对拥塞网络的流量

采取各种处理措施；

（３）拥塞回避（ＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎＡｖｏｉｄａｎｃｅ），主要用于防止拥塞，它与拥塞管理不

同，在拥塞发生前就采取措施来尝试和避免拥塞状态；

（４）监视和流量整形（ＴｒａｆｆｉｃＳｈａｐｉｎｇ／Ｐｏｌｉｃｉｎｇ），监视技术利用标记桶来严格

限制发送速率，流量整形（ＴＳ）技术以更成熟的方式工作，如一般流量整

形（ＧＴＳ）和帧中继流量整形（ＦＲＴＳ）。

２．２ＱｏＳ的分类

随着移动通信技术的快速发展，人们的日常生活和工作越来越离不开信息的

交互，同时也会提出越来越多的应用需求。应用需求的增加不仅体现在数量上也

体现在服务类型上，这将导致当前所使用的相对简单的Ｑｏｓ分类机制相形见绌。

第８页北京邮电大学硕士研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

这方面的工作已经在很多标准化组织中展开，先进的ＱｏＳ定义会进一步促进ＱｏＳ

的管理和优化，也会对相关技术提出更高要求。

由于不同类型网络支持的数据速率、信道参数、带宽的分配策略、容错能

力、切换方式都不同，使得ＱｏＳ问题尤为重要。我们从分组型业务、电路型业

务、多媒体业务、用户的移动能力、网络能力等不同角度出发满足不同情况下

的ＱｏＳ要求。

（１）对于分组型业务的ＱｏＳ，主要考虑的是时延抖动、吞吐量和误码率指标。

网络的缓存空间大小以及接入协议都有可能影响这些指标值。

（２）电路型业务的ＱｏＳ，主要考虑的是呼损率指标。此项指标主要依赖于网络

建立端到端电路连接和保持这种连接的能力。通话路由算法和位置管理策

略是电路型业务的两个主要特征。

（３）多媒体业务的ＱｏＳ，既要考虑完成通话的时间，又要考虑分组丢失率。某

些业务（例如话音业务）对时间敏感，而其他业务（例如数据、图像业务）

对分组丢失率提出很高要求。

（４）移动用户的ＱｏＳ，主要考虑的是用户的移动性能力和应用的业务类型。

两个用户之间的端到端通信过程可能会涉及多个无线网络，因为不同网络

所能提供的ＱｏＳ不同，为了满足不同移动模式用户的不同ＱｏＳ要求，需要一个

统一的ＱｏＳ控制策略。为此需要改变现有的ＱｏＳ机制，其中包括管理控制、动

态资源预留方案和ＱｏＳ协商机制等。这种ＱｏＳ控制机制可以根据网络实情动态

配置或运营商预先设定等方法灵活地进行ＱｏＳ控制，能够在不同网络所提供的

不同ＱｏＳ等级之间进行映射，在确保ＱｏＳ等级不降级的基础上，合理分配有效

的网络资源，提高资源利用率，提高系统的鲁棒性，在有限的带宽资源下为更

多的用户提供更好的ＱｏＳ保证服务。

ＱｏＳ是可以通过若干性能指标来度量的，通过度量ＱｏＳ来反映网络对不同级

别的流量或应用给予不同级别服务的能力。常用的性能度量指标有：

（１）带宽Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ：用户对网络传输速度的要求，通常对保证服务有要求的连

接会有一定的带宽要求，并希望网络专门为其分配最小带宽；

（２）延迟Ｄｅｌａｙ：也称为时延，指两个参照点之间发送和接收数据包的时间间隔；

（３）延迟抖动ＤｅｌａｙＪｉｔｔｅｒ：指在同一条路由上发送的一组数据流中数据包之间的

时间差异：

北京邮电大学硕士研究生毕业论文第９页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

（４）丢包率ＬｏｓｓＲａｔｅ：在网络中传输数据包时丢弃数据包的最高比率。数据包丢

失一般是由网络拥塞时丢弃分组引起的；

（５）＃吐且Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ：在不丢包的情况下，被测对象所能到达的最大传输速度，

可用平均速率或峰值速率表示。

２．３ＱｏＳ的发展

ＱｏＳ模型

近年来众多的国际组织和研究机构针对ＩＰＱｏＳ技术进行了大量的研究工作，

提出了多种ＱｏＳ解决方案，影响较大的主要有：集成服务模型（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓ，

以下简称ＩｎｔＳｅｒｖ）【５１、区分服务模型（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓ，以下简称ＤｉｆｆＳｅｒｖ）［６１、

多协议标签交换（ＭｕｌｔｉＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ，以下简称ＭＰＬＳ）ｐＪ、流量工程和

ＱｏＳ路由等，其中影响最大的是ＩｎｔＳｅｒｖ矛ＤＤｉｆｆＳｅｒｖ两种。

集成服务模型ＩｎｔＳｅｒｖ是ＩＥＴＦ在ＲＦＣ１６３３中正式提出来的，目标是在ＩＰ网络中

提供端到端严格的ＱｏＳ保证，其采用的信令协议为资源预留协议（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ

ＲｅｓｅｒｖａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ，以下简称ＲＳＶＰ）。ＩｎｔＳｅｒｖ具有良好的ＱｏＳ保证能力，但由

于存在系统开销过高、实现复杂、可扩展性差的问题，使得单纯的ＩｎｔＳｅｒｖ体系结

构难以在互联网中得到广泛应用。

针对ＩｍＳｅｒｖ的不足，人们希望出现一种介于尽最大努力传送网络和ＩｎｔＳｅｒｖ

网络之间的折中的解决方案，因此有了区分服务模型ＤｉｆｆＳｅｒｖ的出现。ＤｉｆｆＳｅｒｖ

是ＩＥＴＦ于１９９８年在ＲＦＣ２４７５中正式提出来的，其核心思想是边缘分类，内部转发。

ＤｉｆｆＳｅｒｖ通过将状态相关的控制转移到网络边界节点，简化网络内部节点的服务

对象和服务机制等途径解决了ＩｎｔＳｅｒｖ复杂、可扩展性差的不足，提供了一种具有

良好可扩展性的简单有效的ＱｏＳ解决方案。但是由于没有引入资源预留机制，还

缺乏有效的端到端ＱｏＳ解决方案。单独的ＩｎｔＳｅｒｖ和ＤｉｆｆＳｅｒｖ都难以满足网络需要，

因此，就有了将两者结合起来建立端到端ＱｏＳ方案的研究。

ＱｏＳ控制

ＱｏＳ控制平面是研究的重点。数据平面的各种机制，一直以来都是大家讨论

比较的对象，目前已经比较成熟了，无论具体网络是怎样，数据平面的机制是相

似的。因此，数据平面并不是未来研究的重点。控制平面和管理平面在某种程度

上是比较相似的。控制平面的时间周期比较短，比如一个小时或者几天，而管理

平面的时间周期比较长，比如几周、几个月乃至几年。但是二者都是实现控制功

第ｌＯ页北京邮电大学硕士研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＱｏＳ映射研究

能，其实质是相同的。另一方面，管理平面的机制与具体运营过程中的策略、政

府行为有关，目前看来比较难统一控制，因此这几个组织还是把关注点放在了控

制平面。

接入控制和资源预留是其基本思想。ＩＰ网络原先是“尽力服务”的，提出ＱｏＳ

问题之后，实质解决ＩＰＱｏＳ的思想其实来自于电路交换。也就是说，几乎所有

ＱｏＳ机制和模型，都是采用了电路交换的思想来换取ＩＰ网络的ＱｏＳ。而在电路交

换中，接入控制和资源预留是其根本设计理念。从这一点来说，研究ＩＰ网络中的

服务质量问题，接入控制和资源预留便自然而然地成为了核心功能。

基于策略的思想。在实际情况中，由于不同的网络属于不同的运营商或其它

网络维护机构，因此其采用的ＱｏＳ机制也很可能不同。不同的ＱｏＳ管理技术具有

不同的ＱｏＳ保证能力。在一个ＩＰ网上，如果个转发节点采用的ＱｏＳ技术不同，数

据流的分类规则、优先级的设置规则也各不相同，那么对某一个应用来说，它在

每一个节点上获得的ＱｏＳ也是不相同的。如果发生这种情况，既浪费了网络资源，

又不能使用户获得好的ＱｏＳ。为了在ＩＰ网络上实现高效、统一的ＱｏＳ管理技术，

３ＣＯＭ、Ｃｉｓｃｏ、Ｎｏｒｔｅｌ等通信设备制造商提出了策略服务的改念。另一方面，标

准组织也都在他们的研究中引入了这个概念。

２．４论文拟解决的ＱｏＳ问题

不同的网络中具有不同的ＱｏＳ机制满足用户和业务的需求。通信网络不断地

发展，服务质量问题也随之呈现不同的特点和发展趋势。

传统电话的ＱｏＳ仅能反映网络性能；ＡＴＭ网络为了保｛，ｉＥＱｏＳ实现起来既复杂

又昂贵；很多组织都对ＩＰ网络进行了研究，其有些成果也已相对成熟；移动通信

网的ＱｏＳＸＩ｜对更难以实现，因为它涉及到很多问题，比如切换、计费，以及移动

终端的处理能力限制等；对于整个下一代网络来讲，异构网络的融合带来的ＱｏＳ

问题成为难点，也是研究的重点。

所以，本文拟从以下几个方面进行研究，解决异构网络端到端ＱｏＳ保证的关

键技术问题：

ＱｏＳ分类与映射

为了体现不同技术的优势，各技术体制中都有最合适的ＱｏＳ分类。在异构

网络环境下，这些分类之间如何互相映射，以及是否需要重新定义新的分类方

式成为讨论的热点。３ＧＰＰ，ＩＥＴＦ都把此列为开放性的问题。

北京邮电大学硕＋研究生毕业论文第１１页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＯｏＳ映射研究

传统的映射方法主要有两种：基于查找表的映射和基于函数的映射。基于查

找表的映射不能适应不同用户的使用需要，而传统基于函数的映射只能将用户的

ＱｏＳ需求映射到一个固定值，不能适应动态变化环境下的自适应要求‘８】【９】，本文

将在对现有ＱｏＳ等级分类、映射方法的调研与分析的基础上，提出一套统一的ＱｏＳ

映射规则。

ＱｏＳ体系结构

为了保证ＷＣＤＭＡ／３ＧＰＰ在价格和功能方面具有竞争力，满足ＩＰ业务的大规

模增长，支持多种接入技术，３ＧＰＰ正在研究业务体系结构演进，ＱｏＳ体系结构是

其中的关键问题，包括ＱｏＳ的属性定义，承载业务结构，资源建立和ＱｏＳ信令。

ＩＴＵ．Ｔ制定下一代网络时，也在研究如何制定更好的ＱｏＳ体系结构。

本文将在对现有的ＱｏＳ体系结构的调研的基础上，介绍项目中提出的

Ｈｏｐｅ．ＱＭ体系结构。

基于策略的ＱｏＳ控制

端到端的ＱｏＳ需要自顶向下所有网络层次以及端到端的所有网络元素的整

体协作。而如何有效的配置网络以保证网络所提供的服务达到用户所要求的

ＱｏＳ是目前提供具有端到端ＱｏＳ保证的多媒体服务的主要困难。为了在复杂的

网络上通过简单的设备配置来提供具有ＱｏＳ保证的ＩＰ服务，人们于２０世纪９０

年代初提出了基于策略的网络概念，它使用ＳＬＡ描述运营商要提供的ＱｏＳ业

务，利用策略规则保证在网络域中执行。

本文将在介绍基于策略的网络管理的提出与发展的基础上，分析策略控制

的相关技术与研究重点，充分利用策略思想在ＱｏＳ控制中的优势。

端到端的ＱｏＳ

端到端ＱｏＳ是业务开展的必需条件，当前电信运营商Ｊ下大力推广其增值业

务，都需要考虑如何对这些业务提供满足要求的端到端ＱｏＳ。此外，各种业务的

ＱｏＳ需求不一致，包括带宽、时延、时延抖动和丢包率等，要根据不同需求进行

ＱｏＳ方面的考虑。

本文将在对ＱｏＳ分类与映射、基于策略的ＱｏＳ控制研究的基础上，考虑将两

种技术进行融合，保证异构网络中端到端的ＱｏＳ，并通过仿真进行验证。

２．５本章小结

本章是对于ＱｏＳ以及ＱｏＳ控制相关问题的概念综述。首先定义ＴＱｏＳ的概念

和ＱｏＳ分类方式，引出了异构网络中不同网络的ＱｏＳ分类之间需要解决映射的问

题，接着介绍ＴＱｏＳ模型与控制的发展状况；其次，对于本文拟解决的ＱｏＳ问题

第１２页北京邮电人学硕士研究生毕业论文

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的ＯｏＳ映射研究

进行了分析，这些问题都是当今的研究热点，本章指明了解决这几项ＱｏＳｌｈ］题的

方向，为后面的章节打下坚实的基础。

北京邮电大学硕士研究生毕业论文第１３页

本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

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本文提出的基于策略的QoS统一映射方法,其基于策略的思想使得管理更灵活、可扩展性更强,改进的QoS映射规则粒度适中,可以在一定程度上对异构网络端到端的QoS提供保障,辅助完成接入控制,有效地增强鲁棒性。论文中还介绍了作者参加的下一代移动网络中基于接纳控制和资源预留的业务分类的研究、异构网络中端到端QoS管理的研究、3G系统防干扰方案的研究与设计项目的工作和成果。

异构网络中基于策略的００Ｓ映射研究

动要求非常严格。传统ＩＰ网络只能提供“尽力而为”服务，所有业务流公平地竞

争网络资源，很难保证每类业务的通信要求，所以提出一种合理有效地业务分类

方式能够更好地进行业务的接纳控制，从而合理地分配网络资源，更好地、满足

更多的业务通信要求。

目前国际上从事ＩＰ网络ＱｏＳ标准研究的主要组织有：ＩＥＴＦ（互联网工程任务

组）、３ＧＰＰ、ＩＴＵ．Ｔ（国际电信同盟）、ＥＴＳＩ（欧洲标准化组织）等。这些组织以及ＩＥＥＥ

８０２．１１８０２．１６中都制定了一些解决方案，对ＱｏＳ业务分类也做了一定建议，下面

将分别进行介绍。

３．３标准化组织研究分析与比较

３．３．１ＩＥＴＦ互联网工程任务组对ＰＨＢ的定义

互联网工程任务组（ＩＥＴＦ，ＩｎｔｅｍｅｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋＦｏｒｃｅ）始创于１９８６年，是

一个由关４二ｑｎｔｅｍｅｔ体系结构发展和平稳实施的网络设计者、运营者、解决方案提

供者和研究人员组成的开放的国际性团体，是从事新的互联网规范的主要研究机

构。］习ＪＪ：ＬＩＥＴＦ的ＱｏＳ研究全部是以互联网为网络基础的。研究的总的思想是：通

过在网络中添加一些协议，对网络中不同的业务进行分类，通过制定优先等级和

资源预留协议，对优先级高的业务有限预留网络资源（如带宽，缓冲区等），从而

满足其对ＱｏＳ的要求。

ＤｉｆｆＳｅｒｖ模型，为了克）］艮ＩｍＳｅｒｖ／ＲＳＶＰ（集成服务）体系结构的缺点，ＩＥＴＦ组织

在ＲＦＣ２４７５中正式提出的。ＤｉｆｆＳｅｒｖ模型的基本思想是将用户的数据流按照服务

质量要求来划分等级，任何用户的数据流都可以自由进入网络，但是当网络出现

拥塞时，级别高的数据流在排队和占用资源时比级别低的数据流有更高的优先

权。但它只承诺相对的服务质量，而不对任何用户承诺具体的服务质量指标。

ＤｉｆｆＳｅｒｖ克服了ＩｍＳｅｒｖ的扩展性差、实现复杂的缺点，易于扩展，适合主干网的

使用，但它还不能实现真正的端到端的ＱｏＳ。一些问题需要进一步明确，如业务

类的划分和具体实现，每个业务性能的具体量化描述以及一些ＰＨＢ（Ｐｅｒ．Ｈｏｐ

Ｂｅｈａｖｉｏｒ，逐跳行为）的具体定义与实现等。ＤｉｆｆＳｅｒｖ结构前景很好，其数据流

集合确实具有很好的扩展性，但缺乏端到端信令传输，不能独立应用于任何环境。

ＤｉｆｆＳｅｒｖ模型只有具备从核心网络到区分服务边界的资源可用协议和从边界到客

户的应用信令，才能更好地提供端到端的ＱｏＳ保证。

ＤｉｆｆＳｅｒｖ网络定义了四类ＰＨＢ：

北京邮电大学硕Ｉ：研究生毕业论文第１５页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/fl81.html