专利名称：两时隙动态长度的wfq日程表的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息通信，并且尤其涉及高速数据业务的调度和维护。
背景技术：
信息，包括数据信息，可方便地通过通信信道传输。这些信道可包括一条或多条允许通过一种或多种通信介质(例如有线线路，光缆和无线连接)传送信息的在实体之间的路径。典型地，通信信道具有有限的带宽，即，在一定时间段内通过该信道只能传输有限的信息量。来自几个信源的信息可以通过在时间上先后排序在一个公共的通信信道传输。
不同类型的信息有不同的通信要求。这种要求的例子包括最低带宽，最大允许时延，可允许的最大的不能成功传送信息的比例。例如，电话会议应用可能要求在高的带宽上传送信息并具有很小的延迟，但是如果信息的一部分在传送中丢失也不会严重降低质量。另一种应用，例如交互式网页浏览应用，可以容忍较大的延迟，但是对丢失信息有很小的或者没有容忍度。作为另一个示例，文件传输应用可以容忍相当大的延迟，但是需要所传送信息的完全的可靠性。因此，期望以适应各种类型信息的各种通信要求的方式来提供通信。能够在具有相似通信要求的各类信息中合理分配通信资源也是有益的。
已经尝试使用日程表结构来将信息分配到各通信信道。然而，这样的日程表结构通常要求储藏和处理大量的附加信息以控制通过通信信道的信息传送。这样的要求限制了用于为信道分配信息的系统运行速度。因此，需要一种避免这些缺点的调度和维护技术。
一种典型的现有技术的调度结构是传统的n-时隙加权公平排队(WFQ)日程表，其可以包含几百个日程表时隙，以满足各种带宽要求和可变的分组大小。由于这点，需要大量的存储器来执行以及这种大量存储器的需求导致了等待时间问题。
由Olesinski等人于2002年12月30号提交的美国专利申请序列号10/334,204描述了一种现有技术的日程表结构。在标题为“使用日程表结构调度和维护各事件的方法和装置”的申请10/334,204中介绍了一个多层结构，这意味着其相对于典型的n-时隙WFQ日程表需要较少的存储器。虽然它不像在n-时隙WFQ日程表中一样需要几百个日程表时隙，但它仍需要数十个日程表时隙，就如之前所指出的增加了等待时间问题。申请10/334,204的内容通过参考结合于此。
存在于n-时隙WFQ日程表和前述申请中公开的结构中的另外的一个问题是日程表中的日程表时隙数量是固定的。这意味即使有些日程表时隙从不被使用，用于执行它们的存储空间也会被保留着。
在典型的WFQ日程表结构中，每个日程表时隙必须既存储报头又存储尾指针。需要的时隙越多，就要有越多的存储器被用来存储这些报头和尾指针。这是一个特别的问题，因为内存储器经常被用于该实施中以最小化等待时间。这种使用内存储器的需要对于可在数据通路中执行的WFQ调度程序来说是有重要影响的。例如，Alcatel设计的业务管理芯片支持3.5kWFQ日程表并占用大约4M比特的内存储器空间。希望在芯片上再执行另外的2k的WFQ日程表，但是由于大量内存储器空间的占用，这是不可行的。
本发明通过以非常有效的方式利用资源同时保持良好的性能来处理前述问题。通过使用2-时隙动态长度WFQ日程表来提供调度和服务的公平性。日程表可配置为通过利用分层的WFQ方案来提供小的间隔尺寸。
发明概要因此，根据本发明的第一个实施例，提供一种在通信系统中调度事件的方法，该方法包括使用多个时隙来配置调度日程表，其中每个时隙的长度是基于其中预定队列的虚拟理论发射时间(virtual theoretical emission time，VTET)动态变化的。
根据发明的第二个方面，提供一种用于在通信系统中调度事件的系统，该系统包括具有多个时隙的调度日程表，其中每个时隙的长度是基于其中预定队列的虚拟理论发射时间(VTET)动态变化的。
附图简述现在将参考以下附图更加详细地描述本发明，其中
图1图示2-时隙动态长度WFQ日程表；和图2图示通过许多2-时隙动态长度日程表的高精度WFQ日程表的形成。
发明详述如图1所示，2-时隙动态长度WFQ日程表由2个时隙组成，但是每个日程表时隙的长度可基于日程表时隙中的预定队列的最大虚拟理论发射时间(也就是vtet)而动态变化。在图1中，时隙0的长度(VT_slot0)等于VtetA和VtetB中的最大长度，时隙1的长度(VT_slot1)等于VtetC，VtetD，VtetE和VtetF中的最大长度。
为了图示的目的，VTET的概念通过以下的伪码来表示Vtet X队列X的虚拟理论发射时间；VTP虚拟时间指针，并且它在WFQ算法中代表系统的虚拟时间；VweightPeriod X队列X的加权的倒数值；scheduling packet size调度分组的长度。
如果队列X是空的，则Vtet X＝VTP+VweightPeriod X*scheduling packet size；否则Vtet X＝Vtet X_previous+VweightPeriod X*scheduling packet size结束条件2-时隙动态长度WFQ日程表的调度和维护方法与传统的n-时隙WFQ日程表相同。在调度事件的过程中，调度队列位于表示该调度队列的Vtet范围的日程表时隙中。在维护事件的过程中，虚拟时间指针(Virtual Time Pointer，VTP)将前进到最近的占用时隙，并且最近占用时隙中的头队列被允许。
下面的简单例子描述了如何进行处理队列X和队列Y在日程表中被调度，并且队列X和Y的VweightPeriod分别是1和2。在队列X和Y中的分组都是100字节的分组，并且两个队列都将不会是空的。
最初，VT_slot0＝100，VT_slot1＝200，并且没有队列在其上被调度。队列X首先在时隙0上被调度，因为它的Vtet＝100；然后队列Y在时隙1上被调度，因为它的Vtet＝200。VT_slot0和VT_slotl都不需要调整。
(1)在第一个服务事件中，队列X被允许，在重新调度之后它的Vtet＝200并且其被再一次放置到时隙1上，并且VT_slotl不需要调整；(2)在第二个服务事件中，队列Y被允许，在重新调度之后它的Vtet＝400并且其被放置到时隙0上，并且VT_slot0被调整到400。
服务事件的序列以及相应数据在表1中列出，可以很容易看出其实现了预期的公平性(也就是说，队列X比队列Y的服务快2倍)。
表1如图2所示，为了增加WFQ日程表的间隔尺寸和精确度，有可能通过使用基于分层的方案的许多2-时隙动态长度WFQ日程表来实现高精度WFQ日程表。在图2中，队列1、2、3的加权分别是w1、w2、w3。日程表X的加权(wx)等于在日程表X上被调度的所有队列的加权总和。通过参阅Rexford等人的论文可以更好的理解分层方案，其中，该论文题目为“Hardware-Efficient Fair QueuingArchitectures for High-Speed Networks”，Proc.IEEE INFOCOM，1996年3月，第638-646页。
在达到相同公平性的情况下，与其它的WFQ日程表相比较，2-时隙动态长度WFQ日程表节省了大量珍贵的内存储器空间。这意味着一个给定的TM装置，例如ASIC，可以支持更多WFQ调度程序或该WFQ调度程序将需要更少的资源来实现其功能。
随着例如具有许多这种2-时隙WFQ日程表的ASIC芯片一样的设备的实现，会很容易的实现支持数千个大间隔尺寸的WFQ调度程序，或者支持数百个小间隔尺寸的WFQ调度程序，或者支持一些小间隔尺寸的WFQ调度程序和一些大间隔尺寸的WFQ调度程序。
这是非常有益的特征！例如，我们可以将小间隔尺寸的WFQ调度程序来用于实时业务，并将大间隔尺寸的WFQ调度程序用于最佳效果通信。或者基于在其上被调度的队列数量来动态地确定WFQ日程表的间隔尺寸。
WFQ日程表最难实现的部分之一是维护日程表时隙的选择。使用这样的2时隙WFQ日程表，维护日程表时隙的选择非常简单，因此它更容易被执行，并且对于高速调度程序的执行来说更容易。
虽然已描述并图示了本发明的特定实施例，但是本领域普通技术人员将会理解可以在不离开其基本概念的情况下作出各种变形。可以理解，这些变形将会落入如附带的权利要求中所定义的本发明的所述范围之内。
权利要求
1.一种在通信系统中调度事件的方法，该方法包括用多个时隙来配置调度日程表，其中每个时隙的长度是基于在其上被调度队列的虚拟理论发射时间动态变化的。
2.如权利要求1所述的方法，其中该日程表是加权公平排队日程表。
3.如权利要求2所述的方法，其中该日程表具有2个时隙。
4.如权利要求3所述的方法，其中每个时隙的长度是基于最大的虚拟理论发射时间动态地变化的。
5.如权利要求4所述的方法，其中在调度事件过程中，所述调度队列位于表示该调度队列的虚拟理论发射时间范围的日程表时隙中。
6.如权利要求5所述的方法，其中在维护事件过程中，表示系统虚拟时间的虚拟时间指针前进到最近的被占用时隙并且其中的头队列被维护。
7.如权利要求3所述的方法，其中所述2个时隙中的每一个都具有相同的间隔尺寸。
8.如权利要求3所述的方法，其中所述2时隙中的每一个具有不同的间隔尺寸。
9.如权利要求8所述的方法，其中具有不同的间隔尺寸的时隙用于不同的调度执行。
10.如权利要求8所述的方法，其中具有小间隔尺寸的时隙用于调度实时业务，并且具有大间隔尺寸的时隙用于维护最佳效果通信。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述日程表的间隔尺寸动态地由在其上被调度的队列数量来确定。
12.一种用于在通信系统中调度事件的系统，该系统包括具有多个时隙的调度日程表，其中每个时隙的长变是基于在其上被调度队列的虚拟理论发射时间动态变化的。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述日程表是加权公平排队日程表。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述日程表具有2个时隙。
15.如权利要求14所述的系统，其中每个时隙的长度是基于最大的虚拟理论发射时间动态变化的。
16.如权利要求13所述的系统，其中所述2个时隙中的每一个都具有相同的间隔尺寸。
17.如权利要求13所述的系统，其中所述2个时隙中的每一个具有不同的间隔尺寸。
18.如权利要求17所述的系统，其中具有不同间隔尺寸的时隙用于不同的调度执行。
全文摘要
本发明描述了一种在通信网络中调度和维护事件的系统和方法。为了在保持所有业务公平性的同时提高效率，实现一种2时隙动态长度的加权公平排队(WFQ)日程表。该2时隙日程表可以改变以利用分层的WFQ方案来提供小的间隔尺寸。
文档编号H04L5/22GK1809024SQ20051011917
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者J·卢, R·E·罗博坦姆 申请人:阿尔卡特公司