專利名稱：一種多業(yè)務調(diào)度方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多業(yè)務調(diào)度技術(shù)，尤其涉及一種多業(yè)務調(diào)度方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在第三代合作伙伴計劃(3GPP) R4及以前版本的協(xié)議中，分組調(diào)度的功 能主要由無線網(wǎng)絡控制器(RNC)完成。其主要特點是在不同用戶或業(yè)務流 之間調(diào)整資源時， 一般通過高層信令進行通知。3GPPR5協(xié)議引入了高速下行 分組接入(HSDPA)技術(shù)，3GPPR6協(xié)議引入了高速上行分組接入(HSUPA) 技術(shù)，分別用于提高下行和上行方向的系統(tǒng)吞吐量和峰值速率。HSDPA和 HSUPA主要采用了自適應調(diào)制編碼(AMC)、混合自動重發(fā)請求(HARQ)和 快速調(diào)度(FS)三種調(diào)度技術(shù)，上述調(diào)度技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮與所釆用的調(diào)度算法 密切相關(guān)，現(xiàn)階段討論比較多的三種基本調(diào)度算法是輪詢(RR)算法、最大 載波/干擾(MAXC/I)算法、以及正比公平(PF)算法。
(1) 輪詢算法使用該算法為用戶進行資源調(diào)度時，會為不同用戶分配相 同的功率和占用時間，即所有用戶得到等量的資源。如

圖1所示，無論終端
(UE) 1和UE2的信道條件如何，為UE1和UE2所分配的資源相同。
(2) 最大載波/干擾算法使用該算法為用戶進行資源調(diào)度時，將充分考 慮用戶之間的信道條件差異，賦予信道條件最好的用戶以最高的優(yōu)先權(quán)。在圖 2中，假設服務過程中UE1的信道條件始終好于UE2，如圖2所示，只有當信 道條件較好的UE1緩沖區(qū)數(shù)據(jù)全部傳輸完畢、即UE1緩沖區(qū)清空時，系統(tǒng)才 調(diào)度UE2。
(3) 正比公平算法該算法在為用戶進行資源調(diào)度時，會綜合考慮用戶的 信道質(zhì)量和過去一段時間獲得的吞吐量，以確定用戶的優(yōu)先權(quán)。基本思想是信道條件越好，優(yōu)先級越高，而對于已經(jīng)得到較高吞吐量的用戶，優(yōu)先級越低， 根據(jù)計算得到的各個用戶的優(yōu)先級，選擇優(yōu)先級最高的用戶進行數(shù)據(jù)傳輸。在 這種方法中，即使有些用戶信道條件差，但由于長時間得不到調(diào)度，吞吐量會 下降，會使該用戶的優(yōu)先級上升，從而得到傳輸數(shù)據(jù)的機會。從圖3可以看出，
UE1的信道條件要好于UE2，因此，l正l的優(yōu)先級最初要高于UE2，但是，經(jīng) 過一段時間的數(shù)據(jù)傳輸后，UE1的平均吞吐量將上升，而UE2的平均吞吐量將 下降，從而導致UE2的優(yōu)先權(quán)增大，仍然可以被調(diào)度。正比公平算法綜合考慮 了用戶的信道條件與用戶之間的服務公平性，能夠在系統(tǒng)吞吐量和服務公平性 之間取得一定地折中，是目前釆用較多的一種算法。
在3GPP長期演進(LTE )系統(tǒng)中，對業(yè)務配置了新的服務質(zhì)量(QoS ， Quality ofService)屬性。保證比特率(GBR)業(yè)務QoS參數(shù)包括Label、 GBR、 MBR、 分配保持優(yōu)先級(ARP, Allocation and Retention Priority); non-GBR業(yè)務QoS 參數(shù)包括Label、 ARP及最大比特速率集合(AMBR， Aggregate Maximum Bit Rate)。其中，Label參數(shù)用于對不同類型承載的層2 (L2)包時延及L2丟包率 進行明確要求；GBR業(yè)務的GBR參數(shù)及最大比特率(MBR)參數(shù)分別表示GBR 業(yè)務的基本保證傳輸速率及最大傳輸速率。而且，在LTE系統(tǒng)中，基于多業(yè)務 廣泛應用的考慮，對調(diào)度提出了速率控制的需求以避免"饑餓"狀況的發(fā)生。
但是，通過以上描述可知，上述三種傳統(tǒng)調(diào)度算法中，輪詢算法未考慮不 同用戶之間的信道條件差異，不利于改善小區(qū)的總體吞吐量性能；而最大載波/ 干擾算法雖然提高了系統(tǒng)的總吞吐量，卻不能保證用戶間的服務公平性；正比 公平算法雖然在系統(tǒng)總吞吐量和用戶的服務公平性之間取得 一 定的折中，但是 該算法只能適用于單業(yè)務條件。由此，上述傳統(tǒng)調(diào)度算法均不能夠滿足在LTE 系統(tǒng)中多業(yè)務情況下，需要充分考慮業(yè)務的QoS屬性，并對各個業(yè)務的速率進 行控制的需求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多業(yè)務調(diào)度方法和系統(tǒng)，充分考慮業(yè)務的QoS屬性，在避免"饑餓"狀況發(fā)生的同時，滿足業(yè)務的GBR要求。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的 本發(fā)明提供了一種多業(yè)務調(diào)度方法，該方法包括
A、 計算當前調(diào)度時隙之前一定時間段內(nèi)的業(yè)務傳輸速率，統(tǒng)計業(yè)務的L2 分組丟包率以及頭分組等待時長，之后，根據(jù)上述參數(shù)計算業(yè)務間的調(diào)度優(yōu)先 級；
B、 從調(diào)度隊列中獲取優(yōu)先級最高的業(yè)務，確定該業(yè)務為保證比特率GBR 業(yè)務時，通過GBR令牌桶為該業(yè)務分配資源；
C、 更新可用資源，并確定可用資源不為空時，通過最大比特率MBR令牌 桶為該GBR業(yè)務分配資源，并合并通過GBR令牌桶和MBR令牌桶為該GBR 業(yè)務分配的資源。
其中，步驟C之后進一步包括
D、 從調(diào)度隊列中刪除所述業(yè)務，并更新可用資源，之后，確定可用資源 不為空時，返回步驟B;確定可用資源為空時，結(jié)束資源分配。
步驟B進一步包括
確定該業(yè)務為非保證比特率(non-GBR)業(yè)務時，直接按照可用資源的實 際資源量為所述non-GBR業(yè)務最大化分配資源，之后，執(zhí)行步驟D。 步驟A之前進一步包括
對當前調(diào)度時隙可被調(diào)度的資源集合、以及令牌桶參數(shù)值進行初始化。 所述計算業(yè)務傳輸速率具體為
玄 X
根據(jù)公式。."='="-w^ "計算所述業(yè)務傳輸速率；
乂'"
其中，r^為業(yè)務j在當前調(diào)度時隙n之前N個傳輸時間間隔(TTI)內(nèi)的
業(yè)務傳輸速率；j為業(yè)務標識；i為調(diào)度時隙標識；x,、,為業(yè)務j在調(diào)度時隙i通
過令牌桶發(fā)送的數(shù)據(jù)量；A^7T/為滑動窗長。所述計算業(yè)務間的調(diào)度優(yōu)先級具體為
滯；=a("^") + (1 - )(~^) +-。 ),"—闊+1];
其中，a為加權(quán)因子，P為指數(shù)函數(shù)^。"—,的底數(shù),且",(0，1);
1 ;c>0
0 i = 0;勺.,隨為Label屬性中承載j所對應的L2分組延時預測值； —1 x<0
&,為Label屬性中承載j所對應的L2分組丟包率值；r,"為到第n個調(diào)度時 隙時業(yè)務j的頭分組已經(jīng)等待的時長；巧，"為當前調(diào)度時隙n之前N個TTI內(nèi) 的L2分組丟包率；r^為業(yè)務j在當前調(diào)度時隙n之前N個TTI內(nèi)的業(yè)務傳輸 、** 「1 G朋
速率；5= 。
non-GBR業(yè)務時，5取值為0，該因子使得GBR業(yè)務與non-GBR業(yè)務在計算
其中，
即當業(yè)務為GBR業(yè)務時，5取值為1,當業(yè)務為調(diào)度優(yōu)先級時被區(qū)別對待，僅GBR業(yè)務考慮業(yè)務傳輸速率；
可變參數(shù)",/ e(0,1),"、以及(1-a)是加權(quán)因子，調(diào)節(jié)"的值可以在 調(diào)度優(yōu)先級計算時改變業(yè)務Label屬性中時延和分組丟包率的權(quán)重，即如希 望時延權(quán)重較大，則取a的值大于0.5，相應的(l-")的值小于0.5,如希望 分組丟包率的權(quán)重較大，則取a的值小于0.5，相應的(l-")的值大于0.5， 如果希望權(quán)重相同，則取"為0.5即可； 〃是以業(yè)務傳輸速率為指數(shù)的函數(shù) ,"—，)的底數(shù)；
<formula>formula see original document page 12</formula>
巧,max為Label屬性中業(yè)務j所對應的L2數(shù)據(jù)包延時預測(Packet Delay Budge)值；
巧,隨為Label屬性中業(yè)務j所對應的L2分組丟包率(Packet Loss Rate )值； r,"為第n個調(diào)度時隙，業(yè)務j的頭分組已經(jīng)等待的時長；
A，"為當前調(diào)度時隙n之前N個TTI內(nèi)的L2分組丟包率。 對于GBR業(yè)務，因式(_g朋)+1 )使得業(yè)務傳輸速率7 在大于GBR時，尸7 /;"為； 的增函數(shù)，傳輸速率越高的業(yè)務優(yōu)先被調(diào)度；^ 小 于GBR時，尸i "為。.，"的減函數(shù)，傳輸速率越低的業(yè)務優(yōu)先級越高。且業(yè)務傳 輸速率小于GBR時的調(diào)度優(yōu)先級絕對大于已經(jīng)超過GBR的業(yè)務。GBR業(yè)務調(diào) 度優(yōu)先級絕對大于non-GBR業(yè)務。non-GBR業(yè)務之間的優(yōu)先級僅考慮時延和丟 包率。
步驟403:從調(diào)度隊列中獲取優(yōu)先級最高的業(yè)務，判斷該業(yè)務是否為GBR 業(yè)務，如果是，執(zhí)行步驟404;如果否，即該業(yè)務為non-GBR業(yè)務，執(zhí)行步驟 407。
步驟404:通過GBR令牌桶為GBR業(yè)務分配資源，保證業(yè)務的基本傳輸速率，執(zhí)行步驟405。
步驟405:更新可用資源，并判斷可用資源是否為空，如果否，執(zhí)行步驟 406;如果是，則執(zhí)行步驟410。
步驟406:通過MBR令牌桶為該GBR業(yè)務分配資源，保證業(yè)務的最大傳 輸速率，合并通過GBR令牌桶和MBR令牌桶為該GBR業(yè)務分配的資源，執(zhí) 行步驟408。
其中，具體如何進行所述資源的合并屬于公知技術(shù)，這里不再贅述。 步驟407:按照可用資源的實際的資源量為non-GBR業(yè)務最大化分配資源，
保證業(yè)務的最大傳輸速率，執(zhí)行步驟408。
具體如何最大化分配資源屬于公知技術(shù)，這里不再贅述。
步驟408:從隊列中刪除已分配資源的業(yè)務，更新可用資源。
步驟409:判斷可用資源是否為空，如果不為空，則返回步驟403;否則，
執(zhí)行步驟410。
步驟410:結(jié)束資源分配。
圖5為本發(fā)明多業(yè)務調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該系統(tǒng)包括初 始化模塊510、優(yōu)先級計算模塊520、資源分配模塊530、以及調(diào)度隊列管理模 塊540，其中
初始化模塊510,用于對當前調(diào)度時隙可被調(diào)度的資源集合、以及令牌桶 速率、大小等令牌桶參數(shù)值進行初始化，將初始化后的上述參數(shù)發(fā)送給優(yōu)先級 計算模塊520。
其中，令牌桶分為GBR令牌桶和MBR令牌桶兩種，初始化模塊510對令 牌桶參數(shù)進行初始化時，將分別對兩種令牌桶的參數(shù)值進行初始化。
優(yōu)先級計算模塊520，用于通過令牌桶計算當前調(diào)度時隙之前一定時間段 內(nèi)的業(yè)務傳輸速率，統(tǒng)計業(yè)務的L2分組丟包率以及頭分組等待時長，之后， 根據(jù)上述參數(shù)計算調(diào)度隊列中各業(yè)務的調(diào)度優(yōu)先級，將計算得到的各個業(yè)務的 調(diào)度優(yōu)先級發(fā)送給資源分配模塊530。
資源分配模塊530，用于根據(jù)業(yè)務的調(diào)度優(yōu)先級，從調(diào)度隊列中獲取優(yōu)先級最高的業(yè)務，當該業(yè)務為GBR業(yè)務時，通過GBR令牌桶為該業(yè)務分配資源， 并在確定存在可用資源時，通過MBR令牌桶繼續(xù)為該業(yè)務分配資源，之后， 合并通過GBR令牌桶和MBR令牌桶為該GBR業(yè)務分配的資源；當該業(yè)務為 non-GBR業(yè)務時，直接按照可用資源的實際的資源量為該業(yè)務最大化分配資源， 對所述業(yè)務的資源分配完成后，發(fā)送所述業(yè)務的刪除信號給調(diào)度隊列管理模塊 540。資源分配模塊530還用于為業(yè)務分配資源后，更新可用資源。
調(diào)度隊列管理模塊540,用于接收到所述刪除信號后，從調(diào)度隊列中相應 刪除該業(yè)務。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種多業(yè)務調(diào)度方法，其特征在于，該方法包括A、計算當前調(diào)度時隙之前一定時間段內(nèi)的業(yè)務傳輸速率，統(tǒng)計業(yè)務的層2L2分組丟包率以及頭分組等待時長，之后，根據(jù)上述參數(shù)計算業(yè)務間的調(diào)度優(yōu)先級；B、從調(diào)度隊列中獲取優(yōu)先級最高的業(yè)務，確定該業(yè)務為保證比特率GBR業(yè)務時，通過GBR令牌桶為該業(yè)務分配資源；C、更新可用資源，并確定可用資源不為空時，通過最大比特率MBR令牌桶為該GBR業(yè)務分配資源，并合并通過GBR令牌桶和MBR令牌桶為該GBR業(yè)務分配的資源。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，步驟C之后進一步包括D、 從調(diào)度隊列中刪除所述業(yè)務，并更新可用資源，之后，確定可用資源 不為空時，返回步驟B;確定可用資源為空時，結(jié)束資源分配。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟B進一步包括 確定該業(yè)務為非保證比特率non-GBR業(yè)務時，直接按照可用資源的實際資源量為所述non-GBR業(yè)務最大化分配資源，之后，執(zhí)行步驟D。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，步驟A之前進 一步包括對當前調(diào)度時隙可被調(diào)度的資源集合、以及令牌桶參數(shù)值進行初始化。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，其特征在于，所述計算業(yè)務傳 輸速率具體為根據(jù)公式r,." = '="-wm "計算所述業(yè)務傳輸速率；其中，r^為業(yè)務j在當前調(diào)度時隙n之前N個傳輸時間間隔TTI內(nèi)的業(yè)務傳輸速率；j為業(yè)務標識；i為調(diào)度時隙標識；《,7為業(yè)務j在調(diào)度時隙i通過令 牌桶發(fā)送的數(shù)據(jù)量；7V.r77為滑動窗長。
6、根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所迷的方法，其特征在于，所述計算業(yè)務間的調(diào)度優(yōu)先級具體為，"=+ (1 - a)("^) +》[一(G朋-C'"-譜)+1];其中，《為加權(quán)因子，"為指數(shù)函數(shù)^。"^,的底數(shù)，且a^e(0,l);1 jc>00^ = 0;、."為Label屬性中業(yè)務j所對應的L2分組延時預測值；一l x<0&，為Label屬性中業(yè)務j所對應的L2分組丟包率值；為到第n個調(diào)度時 隙時業(yè)務j的頭分組已經(jīng)等待的時長；；^為當前調(diào)度時隙n之前N個TTI內(nèi) 的L2分組丟包率；^"為業(yè)務j在當前調(diào)度時隙n之前N個TTI內(nèi)的業(yè)務傳輸 、士古 f 1 G朋速率；5— 。LO 畫_ G朋
7、 一種多業(yè)務調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括優(yōu)先級計算模塊、以 及資源分配模塊，其中，優(yōu)先級計算模塊，用于通過令牌桶計算業(yè)務傳輸速率，統(tǒng)計業(yè)務的L2分 組丟包率以及頭分組等待時長，之后，根據(jù)上述參數(shù)計算調(diào)度隊列中各業(yè)務的 調(diào)度優(yōu)先級，將各個業(yè)務的調(diào)度優(yōu)先級發(fā)送給資源分配模塊；資源分配模塊，用于根據(jù)業(yè)務的調(diào)度優(yōu)先級，從調(diào)度隊列中獲取優(yōu)先級最 高的業(yè)務，當該業(yè)務為GBR業(yè)務時，通過GBR令牌桶為該業(yè)務分配資源，并 在確定存在可用資源時，通過MBR令牌桶繼續(xù)為該業(yè)務分配資源，之后，合 并通過GBR令牌桶和MBR令牌桶為該GBR業(yè)務分配的資源。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進一步包括 調(diào)度隊列管理模塊，用于接收到刪除信號后，從調(diào)度隊列中刪除相應的業(yè)務；相應的，資源分配模塊進一步用于合并為GBR業(yè)務分配的資源后，發(fā)送 該業(yè)務的刪除信號給調(diào)度隊列管理模塊。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的泉統(tǒng)，其特征在于，該殺鏡進一步包括 初始化模塊，用于對當前調(diào)度時隙可被調(diào)度的資源集合、以及令牌桶參數(shù)值進行初始化，將初始化后的上述參數(shù)發(fā)送給優(yōu)先級計算模塊。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，資源分配模塊還用于: 當所述優(yōu)先級最高的業(yè)務為non-GBR業(yè)務時，按照可用資源的實際資源量直接 為該業(yè)務最大化分配資源，之后，發(fā)送該業(yè)務的刪除信號給調(diào)度隊列管理模塊。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，資源分配模塊還用于: 為業(yè)務分配資源后，更新可用資源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多業(yè)務調(diào)度方法，包括A.計算當前調(diào)度時隙之前一定時間段的業(yè)務傳輸速率，統(tǒng)計業(yè)務的L2分組丟包率以及頭分組等待時長，之后，計算業(yè)務間的調(diào)度優(yōu)先級；B.從調(diào)度隊列中獲取優(yōu)先級最高的業(yè)務，確定該業(yè)務為GBR業(yè)務時，通過GBR令牌桶為該業(yè)務分配資源；C.更新可用資源，并確定可用資源不為空時，通過MBR令牌桶繼續(xù)為GBR業(yè)務分配資源，并合并通過GBR令牌桶和MBR令牌桶為該業(yè)務分配的資源。本發(fā)明同時公開了一種多業(yè)務調(diào)度系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)充分考慮業(yè)務的QoS屬性，在避免“饑餓”狀況發(fā)生的同時，滿足業(yè)務的GBR要求。
文檔編號H04L12/56GK101621457SQ20081011602
公開日2010年1月6日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者紅 李 申請人:大唐移動通信設備有限公司