一种用户体验公平的即时消息业务调度方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用户体验公平的即时消息业务调度方法，包括如下步骤：（1）根据各子业务的归一化质量评分，计算当前时段各子业务的关注度增量；根据该关注度增量及前一时段的用户关注度，计算当前时段的用户关注度；（2）选取当前时段用户关注度最高的子业务作为用户的代表业务，令该代表业务的归一化质量评分作为用户的代表业务质量评分；（3）对代表业务质量评分最差的用户的子业务进行调度。一种即时消息业务调度装置，包括数据队列时延信息维护模块，用户体验估计模块及子业务数据流调度模块。本发明可以在网络中存在多个即时消息用户、每个用户使用一个或多个子业务的场景下，估计用户体验，并通过数据流调度实现用户体验公平。
【专利说明】—种用户体验公平的即时消息业务调度方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体涉及一种无线网络中即时消息业务调度方法及其实现
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]即时消息业务是当前移动互联网中使用最为广泛的业务之一。其用户数目庞大，以Skype为例，其同时在线用户数高达7千万。即时消息业务是指包含视频对话、语音对话以及文本等三种即时消息子业务(以下简称子业务)的混合型特殊业务。与一般数据业务(如ftp和email)不同，即时消息业务是会话式的交互业务，有实时性要求。但与被接纳后可以得到专用信道或带宽保障的实时业务不同，即时消息业务用户需要竞争共享信道带宽，没有质量保障机制。因此，调度技术对于即时消息业务质量和用户体验尤为重要。
[0003]在同时存在多个即时消息用户的网络场景下，设计使用户获得相近的服务体验调度是一个技术挑战，其原因如下:
[0004](I)用户体验不仅受到网络资源数量及网络中用户数量的影响，而且受到用户们所使用子业务种类和数目的影响；
[0005](2)用户可通过多种 子业务进行交互，但不同种类子业务对于同一用户，同一种类子业务对于不同用户的影响均不相同，用户体验难以度量与比较。
[0006](3)子业务对系统带宽的需求呈阶梯型。使用不同种类子业务的用户对带宽的需求有差异。同一用户在不同时间关注不同子业务的特点又导致其对系统带宽的需求是动态变化的。对于此类动态并且差异化的需求，简单的基于资源公平的调度方法无法达到公平的用户体验。
[0007]Z.Han 等人在文献“Delay Sensitive Scheduling Schemes for HeterogeneousQoS over Wireless Networks”中给出了一种可以为时延敏感业务用户提供公平服务的调度方法。其提出的用户满意因子(USF)作为用户收益(体验)的度量。但是该USF是针对每个用户任一时段只使用一个子业务的场景设计的，不适用于每个用户可能使用多个子业务的即时消息场景。N.Zhou等人在文献“Low Complexity Cross-Layer Design with PacketDependent Scheduling for Heterogeneous Traffic in Multiuser OFDM Systems，，中提出了一种以用户加权容量最大(Maximum Weighted Sum Capacity, MWSC)为优化目标，以数据包为调度对象的调度方法。但该方法的目标函数中的权重只与子业务时延有关，不能反映子业务种类、用户关注度等因素对用户体验的影响大小，在即时消息用户使用多个子业务时，该方法会将有限的资源分配给某些对用户体验影响不大的子业务，从而造成用户真正关注的子业务无法得到保障的情况。
[0008]专利号为US8，315，213的美国专利公开了一种为使用多种移动业务的用户提供比例公平服务的技术，声称可适用于即时消息业务。其依据子信道质量和移动终端平均吞吐量来分配子信道资源。但是吞吐量不能反映即时消息业务三种实时子业务的质量，该技术不适用于即时消息业务场景，因为影响即时消息业务用户体验的主要因素是子业务时延。专利号为US7，957，417的美国专利公开了一种可以在多接入无线网络中为移动业务用户(包括即时消息用户)提供公平服务的技术。其方法为依据当前用户资源平均使用情况及未来资源使用预测，为资源使用较少的用户设置高优先级，使得到服务的用户数目最多，但会使得资源使用多的部分用户的体验始终很差。
【发明内容】
[0009]本发明的目地是克服现有技术的不足，针对即时消息业务自身的特点，根据用户行为特征的分析，给出一种用户体验公平的即时消息业务调度方法和装置。
[0010]一种用户体验公平的即时消息业务调度方法，包括如下步骤:
[0011](I)根据子业务数据队列的平均时延，计算当前时段用户运行的各子业务的归一化质量评分；
[0012](2)根据当前时段各子业务的归一化质量评分，计算当前时段各子业务的关注度增量；根据前一时段各子业务的用户关注度以及当前时段各子业务的关注度增量，计算当前时段各子业务的用户关注度；
[0013](3)选取当前时段用户关注度最高的子业务作为用户的代表业务，令该代表业务的归一化质量评分作为用户的代表业务质量评分；
[0014](4)根据步骤(1)~(3)遍历基站覆盖范围内的所有用户，得到各用户的代表业务质量评分，选取其中代表业务质量评分最差的用户作为待服务用户，以用户关注度为概率选取该待服务用户的一个子业务进行服务，以提高待服务用户的子业务的归一化质量评分。
[0015]所述的步骤 (4)对选取的待服务用户的子业务进行服务时，若该子业务包含两个数据流，则对平均时延较大的数据流进行服务。
[0016]所述的步骤(1)中各子业务的归一化质量评分的计算公式如下:
【权利要求】
1.一种用户体验公平的即时消息业务调度方法，包括如下步骤: (1)根据子业务数据队列的平均时延，计算当前时段用户运行的各子业务的归一化质量评分； (2)根据当前时段各子业务的归一化质量评分，计算当前时段各子业务的关注度增量；根据前一时段各子业务的用户关注度以及当前时段各子业务的关注度增量，计算当前时段各子业务的用户关注度； (3)选取当前时段用户关注度最高的子业务作为用户的代表业务，令该代表业务的归一化质量评分作为用户的代表业务质量评分； (4)根据步骤(1)~(3)遍历基站覆盖范围内的所有用户，得到各用户的代表业务质量评分，选取其中代表业务质量评分最差的用户作为待服务用户，以用户关注度为概率选取该待服务用户的一个子业务进行服务，以提高待服务用户的子业务的归一化质量评分。
2.根据权利要求1所述的即时消息业务调度方法，其特征在于:所述的步骤(4)对选取的待服务用户的子业务进行服务时，若该子业务包含两个数据流，则对平均时延较大的数据流进行服务。
3.根据权利要求1所述的即时消息业务调度方法，其特征在于:所述的步骤(1)中各子业务的归一化质量评分的计算公式如下:
4.根据权利要求1所述的即时消息业务调度方法，其特征在于:所述的步骤(2)中根据当前时段各子业务的归一化质量评分，计算当前时段用户各子业务的加权质量评分；根据当前时段各子业务的加权质量评分的排序，利用ROC算法计算当前时段用户各子业务的关注度增量。
5.根据权利要求4所述的即时消息业务调度方法，其特征在于:所述的加权质量评分的计算公式如下:
6.根据权利要求1所述的即时消息业务调度方法，其特征在于:所述的步骤(2)中各子业务的用户关注度的计算公式如下:
Sl1 (η) = Y Ei1 (n-1) + (1- Y ) Aai (η) 其中:ai(n)和ai(n-l)分别为η时段和η_1时段用户对第i个子业务的用户关注度，Y为前一时段的用户关注度对当前时段的用户关注度的影响权重；Aai (η)为η时段用户对第i个子业务的关注度增量。
7.一种用户体验公平的即时消息业务调度装置，其特征在于，包括: 数据队列时延信息维护模块，用于存储各子业务的数据队列的信息，计算并输出数据队列的平均时延； 用户体验估计模块，用于根据所述的平均时延，计算并输出当前时段用户的代表业务质量评分； 子业务数据流调度模块，用于选取当前时段基站覆盖范围内代表业务质量评分最差的用户，以用户关注度为概率对该用户的一个子业务进行调度。
8.根据权利要求7所述的即时消息业务调度装置，其特征在于:所述的用户体验估计模块包括: 归一化质量评分计算子模块，用于根据所述的平均时延，计算并输出当前时段各子业务的归一化质量评分； 用户关注度维护子模块，用于根据当前时段各子业务的归一化质量评分，计算当前时段用户各子业务的加权质量评分；进而利用ROC算法计算当前时段用户各子业务的关注度增量；根据前一时段各子业务的用户关注度以及当前时段各子业务的关注度增量，计算并输出当前时段各子业务的用户关注度； 用户代表业务质量评分计算子模块，选取当前时段用户关注度最高的子业务作为用户的代表业务，并从归一化质量评分计算子模块中读取对应的归一化质量评分，令该代表业务的归一化质量评分作为该用户的代表业务质量评分并输出。
【文档编号】H04L12/58GK103795610SQ201310755185
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】黄爱苹, 信晓峰, 单杭冠, 王玮 申请人:浙江大学