動態(tài)調(diào)度虛擬化基站資源的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線通信，尤其設(shè)及基站的資源調(diào)度。
【背景技術(shù)】
[0002] 在由中國移動于2013年12月公布的白皮書乂-RAN The Road Tow ards Green RAN"中，首次提出了虛擬化基站的概念。相較于需要對每一個(或幾個)基站設(shè)置獨立機房 的傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)，集中式基站架構(gòu)(C enhalized,Cooperative,Cloud Radio Access 化twork,C-RAN)將一定數(shù)量（幾十、上百甚至上千）的基帶處理模塊（Baseband Unit,B腳） 集中放置在一個大的中屯、機房，并使運些B腳W-定的結(jié)構(gòu)相互連接W構(gòu)成B BU池。在此基 礎(chǔ)上，通過軟件虛擬化的手段，將一定數(shù)量的BBU虛擬化成為一個虛擬化基站。在一個B腳池 中，可存在若干個虛擬化基站。
[0003] 基于上述C-RAN的架構(gòu)，華為公司在公開號為CN104170355、發(fā)明名稱為"一種虛擬 化基站的創(chuàng)建方法及基站云設(shè)備"專利中，提出了一種虛擬化基站的創(chuàng)建方法，該方法通過 基站云設(shè)備生成虛擬資源池。在該方法中，首先由目標基站的通用硬件W及專用硬件生成 虛擬資源池;然后接收用于創(chuàng)建虛擬化基站的配置信息；隨后，再由基站云設(shè)備根據(jù)配置信 息從虛擬資源中獲取用于配置虛擬化基站的目標虛擬資源;最后將目標虛擬資源配置成基 站虛擬機，并為基站虛擬機中的每個目標虛擬資源加載基站軟件，W生成虛擬化基站。
[0004] 然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，仍存在耗時長、效率低的問題。由于虛擬化基站通過申 請BBU資源而分配到的B腳的數(shù)量和位置是不固定的，并且由于采用了靜態(tài)模式來調(diào)度BBU 資源，使得由分配到的全部BBU來同時處理虛擬化基站的任務(wù)。在運種靜態(tài)模式中，完成虛 擬化基站的任務(wù)的時間取決于參與該任務(wù)的全部B腳中耗時最多的BBU，該耗時等于該耗時 最多的B腳的處理時長與數(shù)據(jù)通信時長之和。通常，在虛擬化基站與遠端射頻單元(Remote Radio Unit,RRU)的數(shù)據(jù)通路中，只有一個任務(wù)調(diào)度單元(Task Schedule Unit,TSU)。對于 具有大規(guī)模的B腳的系統(tǒng)，在TSU和BBU之間的數(shù)據(jù)傳遞需要經(jīng)過若干級數(shù)據(jù)交換忍片，而每 經(jīng)過一次數(shù)據(jù)交換忍片都會產(chǎn)生一定的延時，例如Cisco的SFS7000D InfiniB and DDR交 換忍片標稱最高20化S延時，畑i肥T-3/SW交換忍片具有240ns的延時。假設(shè)，射頻接口部分 與某個特定B腳之間的通信需要經(jīng)過200次交換，單次交換的延時是24化S，則進行一次通信 數(shù)據(jù)的往返傳遞，其延時可高達200 X 240ns X 2 = 96us。相對地，在下一代5G無線通信技術(shù) 中，將為用戶提供IGbps到10加 PS的傳輸速率。假設(shè)有一個64kB的任務(wù)，需要基站在64kB/ 1加 PS = 488us的時間內(nèi)完成該任務(wù)的處理，如果虛擬化基站所指定的某個BBU的計算能力 剛好在既定的時間內(nèi)完成任務(wù)，而任務(wù)在處理過程中的通信延時達到了96US，則會導(dǎo)致基 站的性能下降約19%。
[0005] 因此，采用靜態(tài)調(diào)度會導(dǎo)致任務(wù)的完成時間受交換延時的影響，因而帶來很大的 性能損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種調(diào)度虛擬化基站的資源的 方法。
[0007] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0008] 提供一種動態(tài)調(diào)度虛擬化基站資源的方法，包括:將無線通信任務(wù)分成多個子任 務(wù)并確定所述多個子任務(wù)的權(quán)重;并且根據(jù)由虛擬化基站所申請到的每一個B腳與TSU通信 的延時，確定分別分配給每一個所述子任務(wù)的BBU，W使得每一個所述子任務(wù)的處理時長最 短。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0009] 通過將一個完整的無線通信任務(wù)分成依序執(zhí)行的多個子任務(wù)，并且動態(tài)地為每一 個子任務(wù)分配延時最小的相應(yīng)數(shù)量的BBU，從而達到降低耗時、提升效率的效果，并且由于 其相較于現(xiàn)有技術(shù)占用了更少的B腳資源，因而能夠?qū)⒐?jié)省下的B腳資源用于其他任務(wù)。
【附圖說明】
[0010] W下參照附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明，其中：
[0011] 圖1是B腳池的示意圖；
[0012] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的虛擬化基站為子任務(wù)分配B腳資源的示意圖；
[0013] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的資源調(diào)度方法與現(xiàn)有的靜態(tài)調(diào)度方法在最大交換機數(shù)量為 100、300與600時的虛擬化基站性能的示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作詳細說明。
[0015] 如圖1所示，在一個B腳池100中包括成百上千個BBU和一個TSU104;在某一段時間 內(nèi)，所述成百上千個BBU中包括多個被占用的BBU 102(如圖中未標注編號的BBU組件）和多 個未被占用的BBU 101 (如圖中標注編號的BBU組件KBBU池中的B腳可W通過該TSU 104與 RRU 105通信。在某一段時間內(nèi)，根據(jù)業(yè)務(wù)量的需求，可W申請若干個未被占用的B腳來構(gòu)成 虛擬化基站。
[0016] 發(fā)明人在仔細研究現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，由于不同的B腳與TSU通信所經(jīng)過的交 換器的數(shù)量是不相同的，其導(dǎo)致使用不同的BBU所帶來的延時是不相同的。在虛擬化基站處 理無線通信任務(wù)的過程中，一個無線通信任務(wù)可W劃分成多個子任務(wù)，并且運些子任務(wù)之 間是順序執(zhí)行的，因此在處理每一個子任務(wù)時，針對不同的子任務(wù)需求，動態(tài)地為它分配處 理延時最小的多個BBU，使得每一個子任務(wù)的處理時間最優(yōu)化，由此獲得整個無線通信任務(wù) 的效率最優(yōu)化，實現(xiàn)虛擬基站的性能提升，從而克服在現(xiàn)有技術(shù)中由同時使用全部B腳處理 完整的無線通信任務(wù)而造成的耗時長、效率低的問題。
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，需要獲得不同BBU的延時大小的排列順序，并且為不同的子任 務(wù)動態(tài)地分配不同數(shù)量的BBU，W分別使用延遲最小的前多個B腳來處理相應(yīng)的子任務(wù)。
[0018] 由于B腳的延遲主要來自于其與T洲通信的耗時，而通信的耗時與通信信號所經(jīng)過 的交換器的數(shù)量有關(guān)，因此可W根據(jù)每個B腳與TSU通信所經(jīng)過的交換器的數(shù)量進行排序。
[0019] 為了針對不同的子任務(wù)動態(tài)地分配其所需數(shù)量的BBU，可W采取捜索算法分別找 出使得每個子任務(wù)耗時最短的分配BBU的方法，W使得虛擬化基站處理整個的無線通信任 務(wù)的總時間最短、效率最局。
[0020]基于W上研究，可W使用包含分配給每個子任務(wù)的BBU數(shù)量的變量的表達式來表 示虛擬化基站處理無線通信任務(wù)的時間和效率，所使用的變量名稱如下：
[0021 ] N為虛擬化基站在該段時間內(nèi)申請到的BBU的數(shù)量；
[0022] M為在某一段時間內(nèi)的某個時刻到達BBU池的標準的無線通信任務(wù)的大?。?br>[0023] Y為該大小為M的任務(wù)被分成的子任務(wù)的數(shù)量（例如，在使用LTE進行通信的系統(tǒng) 中，一個完整的處理任務(wù)可W被拆解為FFT、MIM0收、解調(diào)、解碼、編碼、MIMO發(fā)、IFFT的7個子 任務(wù)）；
[0024] Qi是每個子任務(wù)的歸一化權(quán)重，i = 1，2，…，Y，^義,=1 (例如，在使用通用處理器 /:二 I 的情況下，可W經(jīng)計算獲得上述FFT、MIM0收、解調(diào)、解碼、編碼、MIMO發(fā)、IFFT的7個子任務(wù)的 歸一化權(quán)重Qi，其分別為0.19、0.1、0.02、0.38、0.02、0.1、0.19);
[00巧]化是每個子任務(wù)的大小，i = l ,2,... ,Y，化=Mqi;
[0026] m是在進行資源分配時分配給第i個子任務(wù)的BBU的數(shù)量，i = l，2,…，Y;由于多個 子任務(wù)是由同一個任務(wù)拆分而成，必須順序地執(zhí)行每個子任務(wù)，在不需要針對每個子任務(wù) 分配不同B腳的情況下，可能使用相同的幾個B腳依次執(zhí)行多個子任務(wù)，因此m < N;
[0027] P為單個B腳的處理能力；
[0028] di是從TSU到達m個B腳中的任意一個B腳所經(jīng)過的交換忍片數(shù)量的最大值；
[0029] h是單個交換忍片的交換延時。
[0030] 由于處理大小為化的單個子任務(wù)所消耗的時間取決于耗時最長的BBU和通信延 時，因此由虛擬化基站分配給處理第i個子任務(wù)的時間ti應(yīng)等于分配給該子任務(wù)的B腳的處 理時長與交換忍片所導(dǎo)致的通信延時的最大值之和，即
，其將在后續(xù) 實施例中詳細描述。
[0031] 由此，在依序執(zhí)行每個子任務(wù)的情況下，虛擬化基站處理大小為M的任務(wù)所消耗的 時間T為處理全部子任務(wù)的時間之和，即
[0033] 因此，虛擬化基站的處理效率R為無線通信任