专利名称：实时业务的调度方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实时业务的调度方法和装置。
背景技术：
随着宽带无线接入系统的发展，对资源分配的要求也越来越高。在资源分配过 程中，基站(Base Station，简称为BS)会按照一定的策略将资源分配给移动台(Mobile Station,简称为MS)，MS使用BS为其分配的资源。在无线环境下，进行分组调度时，采用目前提出的较为简单的调度方法，不能够周 全的考虑到以下几个方面1、无线链路的可变性。在数据传输过程中，各种干扰、衰落以及 MS的位置变化均会引起传输链路的变化，这样会影响数据传输的情况。2、公平性。其定义 和目标在无线环境下变得更加不明确，公平性应该考虑链路状态及其后对较差链路状态的 用户的补偿措施。3、服务质量(Qualityof Service，简称为QoS)。对于不同业务类型业务， 其QoS需求不相同，实施方式也不相同，并在分组调度时确定业务的QoS需求和实施方式。 4、数据吞吐量和信道使用率。带宽是无线网络最珍贵的资源，分组调度时，应达到最大吞吐 量，并提高无线信道的使用率，以提高系统的收益。5、能力约束及实用性。由于MS能量有 限，调度方法应该简单实用，以减少MS提供的信道及控制信息。此外，对于WiMAX系统的QoS保证，虽然IEEE 802. 16协议详细规定了服务类别的 划分以及系统的QoS框架和具体的信令交互机制，提出需要对各种业务的最小速率、最大 时延等相关参数进行保证，但是并没有具体规定能够兼顾QoS保证的调度方法。
发明内容
考虑到相关技术中存在的业务数据调度过程不能够顾及服务质量等多种因素导 致调度过程会降低系统性能、业务的服务质量、以及调度过程本身缺少公平性的问题而提 出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种实时业务的调度方法及装置，以解决上述 问题。根据本发明的一个方面，提供一种实时业务的调度方法。根据本发明的实时业务的调度方法包括通过第一调度方法和第二调度方法调度 至少一个待调度队列中的业务数据，其中，第一调度方法用于调度至少一个待调度队列中 的部分业务数据，第二调度方法用于调度至少一个待调度队列中的另一部分业务数据。优选地，在通过第一调度方法和第二调度方法调度业务数据之前，该方法还包括 确定对业务数据的优先级调度策略。其中，通过第一调度方法和第二调度方法调度业务数据包括在确定的优先级调 度策略为严格优先级调度策略的情况下，根据至少一个待调度队列中的队列排序，通过第 一调度方法和第二调度方法对至少一个待调度队列进行逐个调度；在确定的优先级调度策 略为集成优先级调度策略的情况下，将至少一个待调度队列的所有业务数据作为整体通过 第一调度方法和第二调度方法进行调度。
其中，至少一个待调度队列中的队列排序取决于每个队列中存储的业务数据所对 应业务的优先级。其中，第一调度方法为最早到期优先级调度方法，并且，由第一调度方法调度的部 分数据为与时延相关且与带宽无关的数据。其中，第二调度方法为加权公平队列调度方法，并且，第二调度方法用于根据至少 一个待调度队列中业务数据的所对应的业务的可用带宽和需求带宽为每个业务分配实际 带宽。优选地，上述方法进一步包括根据以下公式(1)确定每个业务的需求带宽 其中，r,为业务QoS的最小预留速率，interval为上一次调度之后到目前的帧间 隔，frame length为帧长度。优选地，上述方法进一步包括根据以下公式(2)确定每个业务的可用带宽
公式⑵其中
是业务 i 的调度优先级，pi = (TrafficPriorityi+l)*a ,
TrafficPriorityi是业务连接i的QoS优先级，α为优先级的权重，ri为业务QoS的最小
预留速率。其中，对每个业务分配的实际带宽为该业务的可用带宽和需求带宽中的最小带
觅ο根据本发明的另一个方面，提供一种实时业务的调度装置。根据本发明的实时业务的调度装置包括数据库，用于存储至少一个待调度队列 中的业务数据；调度模块，用于通过第一调度方法和第二调度方法调度数据库存储的至少 一个待调度队列中的业务数据，其中，第一调度方法用于调度至少一个待调度队列中的部 分业务数据，第二调度方法用于调度至少一个待调度队列中的另一部分业务数据。借助本发明的上述至少一个技术方案，通过引入了多个调度方法对调度队列中的 业务数据进行调度，可以在完成数据调度的同时保证时延以及长期的公平性，同时还可以 灵活实现调度策略的更新，从而能够根据系统的需求进行多目标调度，在保证调度效率的 前提下有效改善了业务的服务质量，提高了用户体验。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1是根据本发明方法实施例的实时业务的调度方法的流程图；图2是根据本发明方法实施例的实时业务的调度方法的详细处理流程图3是根据本发明方法实施例的实时业务的调度装置的结构框图；图4是根据本发明方法实施例的实时业务的调度装置的优选结构框图。
具体实施例方式功能概述IEEE 802. 16中，主要包括三种实时数据传输业务主动授予服务(Unsolicited Grant Service，简称为 UGS)、扩展实时可变速率(Extended Real-Time Variable-Rate，简 称为ERTVR)和实时可变速率(Real-Time Variable-Rate，简称为RTVR)，这三种业务都能 够提供最小预留速率和最大时延的QoS保证，UGS和ERTVR还能够提供时延抖动的保证。并 且，这三种实时业务也支持业务优先级参数，低优先级的业务流可能会比高优先级的滞后 服务。由于目前对WiMAX的实时业务的调度需要达到以下要求1、保证时延的要求；2、保证最小速率的要求；3、保证公平性及系统的吞吐量；4、调度方法的实现比较简单。基于 此，本发明提出一种实时业务的调度方案，以满足上述需求。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。方法实施例根据本发明实施例，提供了 一种实时业务的调度方法。图1是根据本发明实施例的实时业务的调度方法的流程图，需要说明的是，为了 便于描述，在图1中以步骤的形式示出并描述了本发明的方法实施例的技术方案，在图1中 所示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在图1中示出 了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图 1所示，该方法用于确定对待传输块进行分割所需的参数，主要包括以下步骤(步骤S102至 步骤S104)。步骤S102，通过第一调度方法和第二调度方法调度至少一个待调度队列中的业务 数据，其中，该第一调度方法可以为最早到期优先级(Earliest Deadline First，简称为 EDF)调度方法，并且，由该第一调度方法调度的部分数据为与时延相关且与带宽无关的数 据；该第二调度方法为加权公平队列(Weight Fair Queue，简称为WFQ)调度方法，并且，第 二调度方法用于根据至少一个待调度队列中业务数据的所对应的业务的可用带宽和需求 带宽为每个业务分配实际带宽。步骤S104，上述第一调度方法用于调度所述至少一个待调度队列中的部分业务数 据，第二调度方法用于调度所述至少一个待调度队列中的另一部分业务数据。通过本发明实施例提供的技术方案，通过引入了多个调度方法对调度队列中的业 务数据进行调度，可以在完成数据调度的同时保证时延以及长期的公平性，同时还可以灵 活实现调度策略的更新，从而能够根据系统的需求进行多目标调度，在保证调度效率的前 提下有效改善了业务的服务质量，提高了用户体验。下面结合具体实例对图2所示的方法进行详细说明。步骤1，更新终端的调度信息，具体地，可以在终端的建立连接信息发生变化，或终端所处的信号区域发生变化时，触发更新更新各终端(MS)的业务流的QoS参数，该QoS参 数可以包括最大时延、可容忍的抖动、最小预留速率、最大维持速率、业务优先级、请求/ 传输策略等各种配置参数。 步骤2，将新的连接放入多优先级调度数据库中，具体操作为根据调度信息模块 的数据，将新建立的实时业务连接放在多优先级调度数据库中，不同业务优先级(O 7)的 连接进入不同的调度队列(O 7)。步骤3，调度决策模块选择调度算法，具体操作为首先确定对业务数据的优先级 调度策略，可以根据当前系统的实现目标确定优先级调度策略，其中，优先级调度策略可以 分为严格优先级调度和集成优先级调度。实现目标可以认为是运营策略，运营策略可以与 等级相关，例如，计费策略(不同的收费等级)、客户的等级(VIP或普通用户)、业务的等 级(语音还是数据)，业务在实现过程中涉及到运营策略的，均可以使用严格优先级调度， 如果业务不涉及运营策略，则可以使用集成优先级调度。进一步地，如果选择严格优先级 调度，则首先调度业务优先级高的连接，如果选择集成优先级调度，按照调度优先级进行调 度。在确定出优先级调度策略后，则首先选择EDF调度方法，将本帧内要到期的数据 发送出去，以保证时延的要求。然后选择WFQ调度方法，由该方法选择连接进行数据的调度 和带宽分配，以保证最小速率的要求。(以下主要通过步骤4和步骤5计算WFQ调度方法) 下面对严格优先级调度和集成优先级调度分别进行说明。在确定的优先级调度策略为严格优先级调度策略的情况下，根据至少一个待调度 队列中的队列排序，通过EDF和WFQ对至少一个待调度队列进行逐个调度，其中，至少一个 待调度队列中的队列排序取决于每个队列中存储的业务数据所对应业务的优先级。在确定的优先级调度策略为集成优先级调度策略的情况下，将至少一个待调度队 列的所有业务数据作为整体通过EDF和WFQ进行调度。步骤4，计算业务的对应的需求带宽，具体地，可以根据下述速率估计算法的公式 (1)确定所述每个业务的需求带宽，即，每个连接在一帧中的需求带宽 其中，ri为QoS的最小预留速率，interval为上一次调度之后到目前的帧间隔， frame length为帧长度，frame Iengt的取值可以为5ms。步骤5，计算业务的对应的可用带宽，具体地，可以根据下述公式(1)确定所述每 个业务的可用带宽
公式(2)其中，
是业务 i 的调度优先级，Pi = (TrafficPriorityi+Ι) * α ,
TrafficPriorityi是业务连接i的QoS优先级(取值范围O 7)，α为优先级的权重，α可以根据系统需要灵活配置；ri为QoS的最小预留速率。在WFQ调度时，计算出每个业务连接上的需求带宽BWi和当前系统的可用带宽 Bffi'之后，取BWi和BWi'中的最小值，分配给该业务使用。步骤6，根据调度决策的处理结果，选择连接进行处理。读取该连接上的服务数据单元(Service Data Unit，简称为SDU)数据，并根据分配的带宽预组协议数据单元 (Protocol Data Unit，简称为 PDU)。步骤7，进行后续处理。装置实施例根据本发明实施例，提供一种实时业务的调度装置。图3示出了根据本发明实施例的实时业务的调度装置的示意图，如图3所示，该装 置包括数据库2和调度模块4。数据库2，用于存储至少一个待调度队列中的业务数据；调度模块4，连接至数据 库2，用于通过第一调度方法和第二调度方法调度数据库2存储的至少一个待调度队列中 的业务数据，其中，第一调度方法用于调度至少一个待调度队列中的部分业务数据，第二调 度方法用于调度至少一个待调度队列中的另一部分业务数据。图4示出了本发明实施例的实时业务的调度装置的优选结构框架图，如图4所示， 该装置包括调度信息模块40、多优先级调度数据库42、调度决策模块44和调度输出模块 46，其中，多优先级调度数据库42可以为图3中的数据库2，调度信息模块40、调度决策模 块44和调度输出模块46可以为图3中的调度模块4。下面对各模块的功能进行说明。调度信息模块40用于更新各个MS的信息，信息可以包括QoS参数和各种配置参 数，其中，QoS参数信息可以包括最大时延、可容忍抖动、最小预留速率，最大维持速率、业务 优先级和请求/传输策略，该QoS参数信息可以在UGS、ERTVR、RTVR等实时业务流建立和更 改的时候进行更新；各种配置参数可以包括窗口大小、优先级权重等，该各种配置参数可以 随时更新并影响之后的调度过程。多优先级调度数据库42的主要功能为在新建UGS、ERTVR、RTVR等实时业务连接 的时候，根据调度信息模块40保存的其业务优先级(例如，该优先级可以为O 7)，将不同 优先级的连接放入不同的调度队列(例如，可以放入相应的调度队列O 7)。调度决策模块44的功能如下根据当前系统的实现目标选择优先级调度策略。具体地，如果选择了严格优先级调度策略，则在之后进行调度时，调度方法每次只在当前最高 优先级队列中进行选择并调度业务数据，直到该优先级队列中的连接全部调度完毕才进入 下一个次高优先级队列中进行选择，以此类推(即，对多个调度队列逐个进行调度)；如果 调度时选择了集成优先级调度，则在之后进行调度时，调度方法会在所有的优先级队列中 进行选择，同时将业务优先级作为权重折算到后面的调度优先级中(即，将所有调度队列 的业务数据作为一个整体，并对所有业务数据进行调度)。确定优先级策略后，调度决策模块44就可以根据确定的优先级策略进行调度队 列中业务数据的调度。具体地，在调度业务数据时，调度决策模块44首先选择EDF调度方 法，在EDF工作完毕后，再选择WFQ作为系统当前的调度方法。根据EDF方法调度出本帧内 要到期的数据，然后根据WFQ方法计算出所有连接的调度优先级，然后选择最高调度优先级的连接继续进行调度。如果调度完该连接后还有剩余带宽，则继续选择次高调度优先级的连接进行调度，以此类推，直到所有连接调度完毕或者带宽耗尽退出。EDF和WFQ这两种 调度方法的具体实现方式之前已经描述，这里不再重复。另外，除了选择EDF和WFQ两种调 度方法之外，调度决策模块44还可以根据实时业务的特点，选择其他的相关调度方法来满 足实际业务的QoS需求。优选地，调度决策模块44可以根据上述的公式(1)和公式(2)将实际的带宽分 配给调度队列中业务数据所对应的业务(具体的带宽分配过程之前已经描述，这里不再重 复)，以便后续通过分配的带宽将业务数据传输给进行相应业务的终端。调度输出模块46的功能为根据调度决策模块44的处理结果，选择连接(每个业 务的连接)进行处理，具体的处理过程包括读取该连接上的SDU数据；根据分配的带宽预 组PDU，并将结果发给后续模块进行后续处理。应当注意，上文中提到后续模块以及该模块进行的后续处理的具体过程是本领域 技术人员所公知的，后续模块的结构以及其执行的处理过程不在本发明的讨论范围内，本 文中不对此进行描述。通过本发明实施例提供的实时业务的调度装置，通过引入了多个调度方法对调度 队列中的业务数据进行调度，可以在完成数据调度的同时保证时延以及长期的公平性，同 时还可以灵活实现调度策略的更新，从而能够根据系统的需求进行多目标调度，在保证调 度效率的前提下有效改善了业务的服务质量，提高了用户体验。借助于本发明的上述技术方案，通过引入了实时业务的多优先级调度数据库，可 以在严格优先级调度和集成优先级调度之间进行灵活的切换；通过引入了 EDF和WFQ作 为调度方法，可以保证时延以及长期的公平性，同时还可以灵活实现调度策略的更新，从而 能够根据系统的需求进行多目标调度，在保证调度效率的前提下有效改善了业务的服务质 量，提高了用户体验。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种实时业务的调度方法，其特征在于，包括通过第一调度方法和第二调度方法调度至少一个待调度队列中的业务数据，其中，所述第一调度方法用于调度所述至少一个待调度队列中的部分业务数据，所述第二调度方法用于调度所述至少一个待调度队列中的另一部分业务数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过第一调度方法和所述第二调 度方法调度所述业务数据之前，所述方法还包括确定对所述业务数据的优先级调度策略。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第一调度方法和所述第二调度 方法调度所述业务数据包括在确定的所述优先级调度策略为严格优先级调度策略的情况下，根据所述至少一个待 调度队列中的队列排序，通过所述第一调度方法和所述第二调度方法对所述至少一个待调 度队列进行逐个调度；在确定的所述优先级调度策略为集成优先级调度策略的情况下，将所述至少一个待调 度队列的所有业务数据作为整体通过所述第一调度方法和所述第二调度方法进行调度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个待调度队列中的队列排序 取决于所述每个队列中存储的业务数据所对应业务的优先级。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一调度方法为最早到 期优先级调度方法，并且，由所述第一调度方法调度的部分数据为与时延相关且与带宽无 关的数据。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二调度方法为加权公 平队列调度方法，并且，所述第二调度方法用于根据所述至少一个待调度队列中业务数据 的所对应的业务的可用带宽和需求带宽为每个业务分配实际带宽。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括根据以下公式(1)确定所述 每个业务的需求带宽 其中，A为业务QoS的最小预留速率，interval为上一次调度之后到目前的帧间隔， frame length为帧长度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括根据以下公式(2)确定所述 每个业务的可用带宽 公式⑵ 其中， ‘是业务i的调度优先级，Pi = (TrafficPriorityJl)* α， TrafficPriorityi是业务连接i的QoS优先级，α为优先级的权重，巧为业务QoS的最小预留速率。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述每个业务分配的实际带宽为该业 务的可用带宽和需求带宽中的最小带宽。
10.一种实时业务的调度装置，其特征在于，包括 数据库，用于存储至少一个待调度队列中的业务数据；调度模块，用于通过第一调度方法和第二调度方法调度所述数据库存储的所述至少一 个待调度队列中的业务数据，其中，所述第一调度方法用于调度所述至少一个待调度队列 中的部分业务数据，所述第二调度方法用于调度所述至少一个待调度队列中的另一部分业 务数据。
全文摘要
本发明公开了一种实时业务的调度方法和装置，其中，该方法包括通过第一调度方法和第二调度方法调度至少一个待调度队列中的业务数据，其中，第一调度方法用于调度至少一个待调度队列中的部分业务数据，第二调度方法用于调度至少一个待调度队列中的另一部分业务数据。借助于本发明的技术方案，通过引入了多个调度方法对调度队列中的业务数据进行调度，可以在完成数据调度的同时保证时延以及长期的公平性，同时还可以灵活实现调度策略的更新，从而能够根据系统的需求进行多目标调度，在保证调度效率的前提下有效改善了业务的服务质量，提高了用户体验。
文档编号H04W28/24GK101848494SQ20091011970
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月25日 优先权日2009年3月25日
发明者彭卓, 高旭昇 申请人:中兴通讯股份有限公司