周华莹 唐晓梅 季新生 何大可
国家数字交换系统工程技术研究中心
摘 要 本文首先介绍了cdma 2000业务协商的概念及其基本过程，随后分析了业务协商机制对业务质量的控制作用。最后，给出了一种基于该协商机制的实现方案，并分析了该方案中的几个关键问题。
关键词 cdma 2000 业务协商 QoS 无线资源 业务配置
1 引言
新一代移动通信系统采用了一系列业务质量控制机制来保障多种类型的业务（包括话音业务及各种宽带多媒体业务），这些业务质量控制机制贯穿于整个IS-2000系统的体系结构之中，从底层的物理层技术到高层的协议控制，其最终目标都是为用户提供高质量的服务。
物理层中的质量控制机制主要是功率控制、扩频调制、信道编码等技术。第二层（L2）中，主要是复用子层根据服务质量指标优先对时延敏感的业务类型进行复用；RLP子层使用基于否定应答（NAK）的选择重传ARQ协议来保证该层数据的传输质量；LAC层的ARQ协议使用基于肯定应答的选择重传机制，对不同的质量保证要求使用不同的控制参数。在第三层（L3）中，系统的接纳控制、负荷控制、业务协商等均涉及业务质量控制，对于接纳控制、资源管理等机制已有很多讨论，本文主要讨论业务协商过程及其对业务质量的控制作用。
2 业务协商过程及原则
2.1 业务配置及业务协商概念
简言之，业务协商就是在通信链路建立之初，移动台与基站就相应的业务配置进行协商以最终确定通信链路的业务配置。业务协商直接关系到通信链路的业务配置参数，对业务质量有着直接的影响。
业务协商是对业务配置进行协商，因而有必要介绍一下业务配置的概念。所谓业务配置（Service Configuration）是指基站和移动台可选的链路配置的集合。基站和移动台采用集合中一套相同的配置来构造和分解业务信道帧，完成前向链路和反向链路业务信道帧的交互。业务配置参数包括可协商和不可协商两种参数。
可协商参数包括：前/反向复用项目；前/反向业务信道配置；前/反向业务信道速率；业务选项连接等。前/反向复用项目确定业务数据装入前/反向业务信道帧的方式。前/反向业务信道配置确定前/反向业务信道的无线配置（RC）方案和其他必要的属性。前/反向业务信道传输速率确定前/反向业务信道帧的传输速率。业务选项连接确定业务类型和在业务信道（基本信道、补充信道）上的操作方式。
不可协商参数只能由基站确定，不能进行协商，不可协商参数不是本文讨论的对象。
事实上，业务协商包括两个方面：业务选项（SO）协商和业务属性协商。对于基站和移动台支持的每一个业务选项（SO），可用的业务配置属性在一定范围内可选，而非无限制的。也就是说，在协商时，应首先确定欲使用的业务选项，再从该业务选项可选的业务属性中选择合适的配置进行协商。
业务属性协商包括对无线配置（RC），复用选项，编码方式等的协商。它们是相互关联的，因而在一次协商过程中可同时对多种业务属性进行协商，以减少信令交互所耗的时间。
2.2 业务协商过程简述
业务协商的过程可简要描述为以下过程：
· 移动台可以在发起呼叫时请求一个与业务选项相关联的业务配置，也可以在业务信道的工作过程中请求新的业务配置。所请求的业务配置和原来的业务配置可以相去甚远，也可以相差无几。
· 若移动台所请求的业务配置对于基站而言是可以接受的，那么它们就开始使用新的业务配置。否则，基站可以拒绝该请求或提出一个替代用的业务配置。
· 若基站提出替代用的业务配置，移动台可根据具体情况接受或拒绝该业务配置，或者再提出另一个业务配置请求，直到最后移动台和基站找到一个相互都可以接受的业务配置，或者移动台和基站中任意一方拒绝对方所请求的业务配置，协商过程即结束。
类似的，基站可以在寻呼移动台时请求一个与业务选项相关联的业务配置，也可以在业务信道的工作过程中请求新的业务配置。其协商过程如上所述，只是基站与移动台的角色对换了一下。
2.3 业务协商对业务质量的控制作用
业务协商机制本质上是一种QoS机制，基站和移动台之所以通过信令交互选出适宜的业务配置的根本原因是为了提高业务质量。本文从以下几方面分析业务协商对业务质量的控制作用：
· 基站在寻呼移动台时要求移动台使用某种业务选项及相关的业务配置，而移动台可能不支持这种业务配置，若没有业务协商机制，移动台就无法与基站建立连接，导致呼叫失败。
· 移动台在通话中可能会发生软切换，当移动台的控制权转移到新基站后，新基站可能会要求移动台使用另一种业务配置，若不进行业务协商，移动台就得以这种对新基站而言“不适宜”的业务配置继续呼叫，这样掉话的可能性就大大增加了。
· 对于分组业务，数据传输速率是与Walsh码道资源密切相关的，较高的速率要求较短的Walsh码，亦即高速率占用较多码道资源。由于补充信道的速率是不可变的，Walsh码的占用也不会自动地随数据量的减少而减少，因而当无大量的数据可传输时，就会造成资源的浪费，可能导致新呼叫因无资源可用而接入失败。为了节省资源，当移动台需要传送的数据量远远小于已得到的码道资源时，它会向基站发起协商，请求减少所分配的资源。
· 类似的，当移动台需要传送的数据量突然增加，所分配的码道资源不能满足需要时，它也会向基站发起业务协商，以获取更多资源。
· 对基站而言，要尽量容纳更多的用户。若已给某个移动台分配较大的码道资源，又有大量新的移动台试图接入，可能会由于码道资源不足而拒绝新呼叫。此时若基站采用业务协商机制请求该移动台使用较低的速率传输就能收回一些码道资源，用以接纳新的呼叫。
综上，业务协商机制作为一种高层的QoS机制，支持基站和移动台灵活地使用业务配置。更为重要的是，通过业务协商机制，可以在保持呼叫的条件下实现无线资源的动态分配，最大限度地利用无线资源，这对于增加整个CDMA系统的容量，保证单个移动台的业务质量都是至关重要的。
3 业务协商的实现
3.1 模块结构图及分析说明
业务协商模块在实现时可分为消息读取模块、消息处理模块、消息发送模块、定时器管理模块及初始化工作表模块，其中，消息处理模块是核心模块。消息读取模块把空中接口LAC专用信道处理模块送上来的PDU（即完全层3消息）读取到按消息域定义的结构体中，以便消息处理模块进行后续处理。
· 消息处理模块处理业务协商请求及响应消息，根据移动台发送该消息的目的（接受基站的建议，提出自己的建议，拒绝基站的建议）分别作相应的处理。此外，消息处理模块还要处理Abis接口发来的重配置证实消息（下节讨论该消息），若成功，继续处理；若失败，要向移动台发释放命令。
· 消息发送模块被消息处理模块调用，当消息处理完毕后，处理模块根据需要决定是否调用消息发送模块，发送业务请求、业务协商、服务连接完成消息及释放命令等。
· 定时器管理模块分配和管理协商中所用的定时器。
· 初始化模块获取当前正在使用的业务选项、前向基本信道复用选项、补充信道复用选项、补充信道编码方式等可协商的业务配置信息。
业务协商模块与Abis接口处理模块间的关系是：消息处理模块控制Abis接口处理模块向基站收发信机发送重配置命令；Abis接口处理模块向处理模块转发基站收发信机对重配置命令的证实（详见下节）。
业务协商模块与资源管理模块存在交互关系的原因是：对某些业务配置进行协商可能会引起一些不可协商配置的改变，这就引起资源的重新分配。例如对补充信道进行速率的协商，可能会引起Walsh码的改变（码长变化），这时就需要调用资源管理模块重新分配Walsh码。
3.2 重配置消息的设计及使用
在实现中需要设计重配置消息的根本原因是基站分为基站控制器（BSC）与基站收发信机（BTS）两部分，BTS负责收发空中接口的无线帧；BSC负责对其所管辖的多个BTS进行管理。业务协商过程实质上是移动台与BSC间的对话过程，若二者对欲使用的业务配置达成一致，即协商成功，此时应使用新的业务配置。然而，实际处理移动台空中信息的是BTS，BTS并不知道BSC与移动台要使用新的业务配置，它仍使用原来的业务配置解析和构造空中信息，这样会造成空中业务帧无法正确解调。因此，BSC在协商成功后要命令BTS使用已协商过的配置，该命令应通过BSC与BTS间的接口——Abis接口发送，该命令称为重配置消息。
在一次业务协商中，基站若同意移动台所提议的业务配置，它需要通过服务连接消息（SCM）通知移动台，同时控制Abis接口处理模块给BTS发重配置消息，命令BTS使用新的业务配置，之后才能收到移动台使用新的业务配置发送过来的服务连接完成消息（该消息是对SCM消息的响应），最终完成一次业务协商。
3.3 定时器的设置及使用
BSC向移动台发送SCM消息表示它接受新的业务配置，同时命令BTS使用新的业务配置。此后并不能立即使用新的配置，协议中指出此时基站应等待一个“业务作用时间”，该时间应设置为多长，与什么值相关是实现中一个很关键的问题。
事实上，在SCM消息中包括一个可选的值——action time，该值表示移动台在收到SCM消息后再过多长时间执行相关操作，亦即使用新的业务配置。因此，基站的“业务作用时间”应该设置得与SCM消息中的“action time”相同。
为实现基站的等待“业务作用时间”操作，应设置一个定时器，该定时器的时长当然就是“action time”。在BSC向移动台发送SCM消息时启动该定时器，在此期间完成对BTS的重配置操作，待该定时器超时，使用新的业务配置，如使能MAC层用新的复用选项工作等。同时，移动台也在“action time”之后使用新的业务配置，这就解决了基站和移动台改变业务配置的同步问题。若无此定时器，或该定时器的时长与SCM消息中的“action time”不一致，在实际系统中的业务协商是不可能成功的。
4 结束语
本文介绍了作为cdma 2000高层QoS机制的一种——业务协商机制的概念及基本过程，并分析了业务协商机制对业务质量的控制作用，指出其对灵活使用码道资源的重要性。文章第3部分指出了实现业务协商机制的几个关键问题。随着研究的深入，利用业务协商机制控制业务质量的方法将越来越多，具体实现方案也将得到进一步的完善。
周华莹，女，1980年出生，于1997年获解放军信息工程大学学士学位，现为解放军信息工程大学通信与信息系统专业硕士研究生，主要研究方向为cdma 2000基站软件研究与设计。
唐晓梅，女，解放军信息工程大学副教授、硕士生导师，主要研究方向为cdma 2000基站软件研究与设计。
季新生，男，解放军信息工程大学副教授、硕士生导师，国家863计划项目——“中国第三代移动通信系统”cdma 2000系统集成项目主管，主要研究方向为cdma 2000系统总体设计。
----《中国数据通信》
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