一种C-RAN架构下基于CoMP同步约束的关联任务调度机制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及新型无线接入网络 C-RAN(Centralized_RadioAccessNetwork)基带池内关联任务调度机制。本发明适用于 解决C-RAN架构下基于协同多点传输（CoordinatedMultiplePoints，CoMP)中并行信号 同步约束，并具有不同服务质量（QualityofService，QoS)需求的关联任务调度问题。
【背景技术】
[0002] 近年来网络业务量的上升，移动业务数据流量的迅猛增长，给运营商带来了日趋 激烈的竞争压力，运营商必须投入更多的成本来进行无线接入网的建设和升级。在传统的 无线接入网（ResidentialAccessNetwork，RAN)中，大量的基站会产生昂贵的建设和维护 费用以及高额的站址配套和租赁费用，另外，不同基站的工作能力不能共享，致使基站资源 的实际利用效率很低。因此，寻找一种既满足用户服务需求又能高效利用基带资源的任务 调度机制非常重要。
[0003] 基于上述背景，一种新型的集中式无线接入网架构C-RAN应运而生。C-RAN是基于 集中化处理（CentralizedProcessing)，协作式无线电（CollaborativeRadio)和实时云 计算构架（Real-timeCloudInfrastructure)的绿色无线接入网构架（CleanSystem)。 C-RAN架构实质上是采用减少分布机房的方式实现功耗的降低，其采用了虚拟化和协作技 术，实现共享基带资源和任务的灵活调度，进而提升频谱资源的利用效率，节约处理成本， 改善系统性能。
[0004] C-RAN架构主要包含三个部分：由射频拉远单元（RadioRemoteUnit，RRU)和天 线组成的分布式无线协作网络、高带宽低延迟的光纤传输网和基于实时云架构的基带资源 处理池（BuildingBasebandUnit，BBU)。虚拟基带池采用虚拟化技术将物理设备抽象化， 将高性能的处理器连接起来，具有很强的处理和计算功能，可以满足每个虚拟机（Virtual Machine，VM)的性能需求。
[0005] 虚拟基带池内的计算任务由调制、编码等多个相互关联的协议功能模块组成，有 些模块需要接收到其它模块的输出结果后才能启动，否则只能处于等待状态而白白占用系 统资源，另外，每个模块对时延、资源量的约束各不相同，可以将这些功能模块视为QoS需 求不同的关联任务。在CoMP技术中，小区边缘用户工作在若干相邻基站的同频率上，位于 不同地理位置的多个小区基站共同参与一个用户数据的接收和传输，这种协同的小区基站 称为该用户的协作RRU。由于距离差异和多径时延等原因，协作RRU产生的多路并行信号到 达基带池后存在时延差异、频率偏移等问题，在数据合并之前需要对这些并行信号进行处 理，造成时延等待开销。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种C-RAN架构下基于CoMP同步约束的关 联任务调度机制，解决C-RAN架构下基于CoMP中并行信号同步约束，并具有不同服务质量 (QualityofService，QoS)需求的关联任务调度问题。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种C-RAN架构下基于CoMP同步约束的关联任务调度机制，包括如下步骤：
[0009] 步骤1，协作射频拉远单元将其服务的小区边缘用户的数据传输到虚拟基带池，形 成多路并行信号；
[0010] 步骤2,负载预测模块根据系统当前时刻和前一时刻的负载变化情况，对下一时刻 的系统负载作出预测，将预测信息提交给任务管理模块和VM管理模块；
[0011] 步骤3,并行信号到达虚拟基带池后，任务管理模块根据接收到的任务信息统计每 个任务的QoS属性，并据此对每个任务进行分类，然后将任务分类信息提交给VM管理模块 和任务调度模块；
[0012] 步骤4,VM管理模块根据任务量和任务分类信息对虚拟基带池的虚拟资源进行配 置，并将虚拟资源配置信息传送到任务调度模块；
[0013] 步骤5,任务调度模块根据任务分类信息和虚拟资源配置信息，对任务进行调度， 保证并行信号的同步处理和虚拟资源的合理利用。
[0014] 需要说明的是，每个小区边缘用户的协作射频拉远单元是该用户根据现网条件选 择的射频拉远单元集合。
[0015] 进一步需要说明的是，每个小区边缘用户以吞吐量为标准确定自身的协作射频拉 远单元，具体过程如下：
[0016] 1)小区边缘用户首先选取周围所有能够为其提供服务的射频拉远单元，从而确定 一个初始射频拉远单元集合；
[0017] 2)依次选择初始射频拉远单元集合中的每个射频拉远单元加入协作射频拉远单 元集合中，计算并比较该射频拉远单元加入前后的用户吞吐量，如果该射频拉远单元加入 后用户吞吐量上升，则确定其作为协作射频拉远单元，否则将该射频拉远单元从协作射频 拉远单元集合中剔除。
[0018] 需要说明的是，所述步骤4的具体实施步骤如下：
[0019] 步骤4. 1，VM管理模块根据接收到的任务分类信息，按照任务分类数目将虚拟基 带池内的虚拟资源划分为对应数目的虚拟机集群；
[0020] 步骤4. 2,根据对应的任务类型，确定每个虚拟机集群内的虚拟机配置标准，对不 同的虚拟机集群进行差异化配置；
[0021] 步骤4. 3,根据每个任务类型的任务数目，确定对应虚拟机集群内配置虚拟机的规 模，并对同一虚拟机集群内的虚拟机进行均匀配置；
[0022] 步骤4. 4,将虚拟资源配置信息传送至所述任务调度模块。
[0023] 需要说明的是，所述步骤5具体包括：
[0024] 步骤5. 1，定义试验次数n及其最大门限N、所有用户并行信号处理完成时间的均 方根时延目标值1~_及其门限r^
[0025] 步骤5. 2,根据每个任务的QoS属性及分类，确定与之对应的虚拟机集群；
[0026] 步骤5. 3,根据步骤5. 2确定的对应关系，按照随机原则确定一个调度方案，所述 调度方案的内容包括指定每个任务具体分配到哪个虚拟机上；
[0027] 步骤5. 4,计算虚拟基带池内虚拟机的资源利用率并验证该调度方案是否满足用 户的资源量以及时延约束，若满足则执行步骤5. 5,若不满足，则更新试验次数n=n+1，并 执行步骤5. 6 ;
[0028] 步骤5. 5,计算第n次试验的调度方案中所有用户并行信号处理完成时间的均方 根时延平均值rn，并执行步骤5. 7 ;
[0029] 步骤5. 6,更新各虚拟机剩余资源量和资源利用率，以及各虚拟机上的任务队列和 任务完成时间，并返回步骤5.3 ;
[0030] 步骤5. 7,更新均方根时延目标值rmin=min{rmin，rn}并与其门限进行比较，若rmin >rQ，执行步骤5. 8,若rmin彡r。，执行步骤5. 9 ;
[0031] 步骤5. 8,将已运行的试