1、Mobile WiMAX 定義的QoS
在Mobile WiMAX標準中，為了保證各種應用業(yè)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(yè)務的特點，Mobile WiMAX標準定義了五種不同的業(yè)務類型：UGS、rtPS、ertPs、nrtPs以及BE等，并為這五種業(yè)務類型定義了不同的QoS參數(shù)：
UGS（Unsolicited Grant Service）
UGS業(yè)務是指能夠周期性產生固定包長的實時業(yè)務，這種業(yè)務所產成數(shù)據包的包長是固定的，而且這些數(shù)據包是以一個特定的周期發(fā)送的，比如T1、E1以及沒有靜默壓縮的VOIP等。
rtPS（real-time Polling Service）
rtPS業(yè)務是指能夠周期性產生可變包長的實時業(yè)務，這種業(yè)務所產成數(shù)據包的包長是變化的，而且這些數(shù)據包是以一個特定的周期發(fā)送的，比如MPEG視頻業(yè)務等。
ertPS（extended real-time Polling Service）
ertPS業(yè)務是rtPS業(yè)務的一種擴展，但是這種業(yè)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(yè)務等。
nrtPS（non-real-time Polling Service）
nrtPS業(yè)務是指非實時業(yè)務，這種業(yè)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(xù)發(fā)送數(shù)據包。
BE（Best Effort）
BE是一種盡力而為的非實時業(yè)務，這種業(yè)務的特點是不能保證數(shù)據包的傳輸速率和傳輸時間，該業(yè)務的數(shù)據包是否發(fā)送取決于系統(tǒng)的資源情況，如果系統(tǒng)有足夠資源則可以傳送這些數(shù)據包，否則將拋棄這些數(shù)據包。
這五種不同業(yè)務類型業(yè)務的QoS參數(shù)如下表所示：
???????????????????????????????????????? 表1????? Mobile WiMAX 五類QoS參數(shù)
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當Mobile WiMAX系統(tǒng)為用戶創(chuàng)建服務業(yè)務時，將根據服務業(yè)務的特點，將其映射到五種不同的業(yè)務類型上，同時指定相應的QoS參數(shù)，然后，當這些用戶服務業(yè)務的數(shù)據包到達Mobile WiMAX系統(tǒng)時，Mobile WiMAX系統(tǒng)將根據事先指定的QoS參數(shù)來對這些數(shù)據包實施調度和傳送，從而保證用戶業(yè)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(xiàn)業(yè)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(yè)務數(shù)據包要從應用服務器傳到用戶的終端上需要經歷很多環(huán)節(jié)，其中不少環(huán)節(jié)是Mobile WiMAX標準定義的QoS處理方法所沒有涵蓋的，這些環(huán)節(jié)中就包括傳輸、HA等的影響。
可見，要在Mobile WiMAX系統(tǒng)中實現(xiàn)端到端的QoS保證，必須在整個Mobile WiMAX系統(tǒng)中，包括各個節(jié)點中，如終端、接入網ASN、核心網CSN以及傳輸?shù)?，綜合考慮QoS的實現(xiàn)策略?；诖?，中興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(yè)務分成幾大類，識別每類業(yè)務的QoS參數(shù)，然后將這些業(yè)務的QoS參數(shù)合理分配到傳輸過程中的每個環(huán)節(jié)，并保證在業(yè)務傳送過程中的各個環(huán)節(jié)正確地按照分配的QoS參數(shù)份額處理和傳送相關的業(yè)務數(shù)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(yè)務QoS服務。
一些典型業(yè)務的QoS參數(shù)如表2所示，在實際應用中，只要Mobile WiMAX無線寬帶通訊系統(tǒng)能夠按照這些QoS參數(shù)來保證這些業(yè)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(yè)務服務。
表2????? 典型業(yè)務的QoS參數(shù)
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(tǒng)支持移動IP時才存在）：
中興通訊Mobile WiMAX QoS體系架構
當一個業(yè)務的數(shù)據包在Mobile WiMAX系統(tǒng)中傳送時，需要經過很多環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)在端到端QoS保證種的起著很重要的作用，因為這些環(huán)節(jié)也必須要承擔所分配的QoS處理份額，只有在各個環(huán)節(jié)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(fā)和建設中，需要根據所傳送業(yè)務的特點做一個合理的QoS參數(shù)分配，把總體端到端的QoS參數(shù)分配到各個處理環(huán)節(jié)中去，然后在每個環(huán)節(jié)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(shù)的分配中，一個很重要的參數(shù)就是時延的分配，也就是合理規(guī)定每個處理環(huán)節(jié)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(tài)，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(huán)節(jié)都能在分配的時延范圍內處理VoIP數(shù)據包，那么Mobile WiMAX系統(tǒng)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(yè)務數(shù)據包在傳送過程中，需要經過不同的處理環(huán)節(jié)，每個處理環(huán)節(jié)所處理的協(xié)議層次不一樣，所以，在Mobile WiMAX系統(tǒng)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(shù)，特別是IP層以及Mobile WiMAX傳輸?shù)?。也就是說，QoS參數(shù)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(shù)層間傳遞
其中：
“1”到“2”是指Mobile WiMAX系統(tǒng)綜合應用業(yè)務特征、應用業(yè)務優(yōu)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(tǒng)所需要的QoS參數(shù)的過程，這些QoS參數(shù)包括：帶寬、時延、抖動等
“2”到“3”是指為保證應用業(yè)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(yè)務對應的QoS參數(shù)按照一定的規(guī)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(tǒng)根據IP層QoS參數(shù)，如ToS、DSCP等，按照一定的算法，獲取Mobile WiMAX系統(tǒng)所需要的QoS參數(shù)的過程，這些QoS參數(shù)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(shù)，如ToS、DSCP等，按照一定的規(guī)則或算法，獲取傳輸網所需要的QoS參數(shù)的過程，然后，傳輸網根據這些獲取的QoS參數(shù)來傳輸所承載的Mobile WiMAX的IP數(shù)據包，從而在Mobile WiMAX傳輸網層次保證Mobile WiMAX業(yè)務的QoS等級。
2.2 ?????Mobile WiMAX系統(tǒng)各節(jié)點的QoS保證策略
下面簡要介紹一下中興通信Mobile WiMAX系統(tǒng)中各主要網元節(jié)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(xiàn)5種業(yè)務類型的調度：UGS、ertPS、rtPS、nrtPS、BE；
對每個業(yè)務流的調度嚴格按照CSN指定的QoS參數(shù)進行，如帶寬、時延、抖動、優(yōu)先級等；
用戶優(yōu)先級；
業(yè)務優(yōu)先級；
支持對每個終端建立多條業(yè)務流；
完善的接納控制機制；
完善的擁塞控制機制；
考慮BE業(yè)務的公平性；
流量管制和整形；
Mobile WiMAX QoS參數(shù)和IP層QoS參數(shù)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(yōu)先級；
業(yè)務優(yōu)先級；
業(yè)務QoS保證；
支持對每個終端建立多條業(yè)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(yè)務類型分配帶寬；
Mobile WiMAX QoS參數(shù)和IP層QoS參數(shù)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(yè)務提供正確的QoS參數(shù)和保證機制，如根據和用戶簽署的服務協(xié)議SLA、業(yè)務的特征、業(yè)務的優(yōu)先級、用戶的等級、IP層QoS參數(shù)等，提取Mobile WiMAX系統(tǒng)中調度所需要的參數(shù)，如帶寬、時延、抖動、優(yōu)先級等信息。
在CSN（PCC/IMS）上采用的QoS策略包括：
用戶優(yōu)先級；
業(yè)務優(yōu)先級；
業(yè)務QoS保證；
支持對每個終端建立多條業(yè)務流；
用戶級帶寬限制；
按業(yè)務類型分配帶寬；
Mobile WiMAX QoS參數(shù)和IP層QoS參數(shù)的映射（用于傳輸QoS的保證）；
傳輸網絡主要通過兩方面來保證傳輸?shù)腝oS：
IP層的QoS參數(shù)，如Tos、DSCP等，這些值是從Mobile WiMAX系統(tǒng)中的QoS參數(shù)映射過來的，傳輸就是通過ToS、DSCP的數(shù)值，結合傳輸本身的QoS保證機制來實現(xiàn)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(xiàn)傳輸，這些傳輸網絡技能很好的適合IP傳輸?shù)奶匦裕材芎芎玫臐M足Mobile WiMAX對傳輸?shù)腝oS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(tǒng)的端到端QoS保證策略能很好的保證各種業(yè)務的QoS等級，為用戶提供滿意的基于一定QoS等級的服務業(yè)務。