CN101848500B - 一种服务质量Qos调度的排序方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Qos调度的排序方法，为每个业务类型分别设置一条优先级曲线，为每一条优先级曲线分别设置控制参数，根据每个业务类型的优先级曲线和调度度量值生成排序参数，根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型并对其优先级曲线的控制参数进行调整，根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据调整后的优先级曲线调整排序参数，根据调整后的排序参数对所有业务类型的队列进行排序。采用本发明的排序方法，能够在满足业务类型的Qos要求的情况下最大化***的容量，当***负载过量时保证高优先级的业务类型的Qos要求。

Description

一种服务质量Qos调度的排序方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种服务质量(Qos)调度的排序方法。

背景技术

目前，在高速分组接入(HSPA)和长期演进(LTE)的无线通信***中，通过机会调度提供更高的用户吞吐量。Qos调度器需要在用户速率总和最大化和保持用户间的Qos平衡这两者之间进行权衡，虽然有时某个用户的实时信道质量并非很好，但是由于该用户的实际时延比较大，因此Qos调度器仍然需要对其进行调度。因此，目前无线通信***中的机会调度不一定能像有线通信***那样转化成更好的用户感受的QoS。

目前的通信***中需要支持多种业务类型，并且不同的业务类型具有不同的Qos要求等级，因此需要对各个业务类型的优先级进行区分。在HSPA和LTE***中，通过业务优先级指示(SPI)区分不同业务类型的优先级。因此，Qos调度器需要考虑如何在满足各种业务的Qos要求和最大化***容量之间取得最佳的平衡，并且，当***的负载增加或过量时，如Qos调度器需要考虑何将Qos的降低分散在较低SPI的业务中，以提供Qos平缓退化的服务。

在目前的在HSPA和LTE***中，Qos调度器使用的传统的排序方法包括：轮训调度排序方法、最大载于比调度排序方法和比例公平调度排序方法，上述三种排序方法都未对业务类型SPI进行区分，不适用于存在多种不同业务类型的混合通信***。

目前区分业务类型SPI的排序方法包括2种。在第一种方法中，完全按照业务类型的SPI对用户进行排序，这种方法对不同业务类型的SPI进行简单区分，当***资源不够的时候能够保证高优先级的用户的Qos，但是没有考虑用户的即时信道质量和***负荷，因此排序方法不够合理。在另一种方法中，对于不同SPI的业务类型分别提供不同的优先级曲线，此方法中采用固定的优先级曲线，对于多边的无线通信环境，由于存在动态的***负载，因此该方法无法根据动态变化对不同SPI的业务类型的排序进行调整，排序方法不够合理。总之，目前所有的Qos调度的排序方法中，采用任何排序方法进行Qos调度，均无法在包含多种业务类型的通信***中实现满足各种业务的Qos要求和最大化***容量之间的平衡。

发明内容

本发明提供了一种Qos调度的排序方法，采用该排序方法进行Qos调度能够在包含多种业务类型的通信***中在满足业务的Qos要求的情况下最大化***容量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种服务质量Qos调度的排序方法，该方法包括：

为每个业务类型分别设置一条优先级曲线，为每一条优先级曲线分别设置控制参数，根据调度类型确定调度度量值，根据每个业务类型的优先级曲线和调度度量值分别生成该业务类型的排序参数；

根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型；

对上述优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型对应的优先级曲线的控制参数进行调整；

根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据调整后的优先级曲线调整排序参数，根据调整后的排序参数对业务类型进行排序；

其中：

所述优先级曲线为线性函数曲线：PW_i＝S*p_i*a_i*m_i，其中，i为队列编号，PW_i为优先级曲线，S为业务类型数，p_i为优先级曲线的控制参数，m_i为实际测量获得的Qos参数，a_i为通信***所需的Qos参数的相关参数；

或，

所述优先级曲线为log函数曲线：PW_i＝log(c+S*p_i*a_i*m_i)，其中，i为队列编号，PW_i为优先级曲线，c为常数，S为业务类型数，p_i为优先级曲线的控制参数，m_i为实际测量获得的Qos参数，a_i为通信***所需的Qos参数的相关参数；

所述根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，包括：

等待一个更新间隔；

根据每个业务类型的通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数计算该业务类型的优先级调整度量值；

判断是否存在优先级调整度量值大于零的业务类型；

如果否，返回执行等待一个更新间隔的步骤；

如果是，将优先级调整度量值大于零的业务类型确定为优先级待提高的业务类型，并判断是否存在优先级调整度量值小于零的业务类型；

如果是，将优先级调整度量值小于零的业务类型确定为优先级待降低的业务类型；

如果否，确定不存在优先级待降低的业务类型；

所述对上述优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型对应的优先级曲线的控制参数进行调整，包括：

如果确定存在优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，从优先级待降低的业务类型中选择一个或多个组成第一集合，从优先级待提高的业务类型中选择一个或多个组成第二集合，对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整；

如果确定存在优先级待提高的业务类型，且不存在优先级待降低的业务类型，从优先级待提高的业务类型中选择一个或多个组成第一集合，从业务优先级指示SPI小于所有选择出的优先级待提高的业务类型的SPI的业务类型中选择一个或多个组成第二集合，对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整；

所述对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整包括：根据以下公式计算各个业务类型调整后的优先级曲线的控制参数：

p_iu＝p_iu0+δ_iup_id0，

p_id＝p_id0-δ_idp_id0，

∑δ_iu＝∑δ_id，

δ_iu＝t，

${\mathrm{\δ}}_{\mathrm{id}}=\frac{\mathrm{\Σ}{\mathrm{\δ}}_{\mathrm{id}0}}{n},$

其中，p_iu为第一集合中的业务类型在调整后的优先级曲线的控制参数，p_iu0为第一集合中的业务类型在调整前的优先级曲线的控制参数，δ_iu为调整后第一集合中的业务类型的调整步长，t为第一集合步长参数；p_id为第二集合中的业务类型在调整后的优先级曲线的控制参数，p_id0为第二集合中的业务类型在调整前的优先级曲线的控制参数，δ_id为调整后第二集合中的业务类型的调整步长，δ_id0为调整前第二集合中的业务类型的调整步长，n为第二集合的元素总数。

所述排序参数为：

Rank_i＝PW_i*SM_i，其中，i为队列编号，Rank_i为队列i的排序参数，PW_i为优先级曲线，SM_i为调度度量值。

所述调度类型为比例公平调度，则所述调度度量值为

其中，i为队列编号，r_i为队列i的瞬时速率，为队列i过往平均速率。

所述根据每个业务类型的通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数计算该业务类型的优先级调整度量值，包括：

${\mathrm{\&alpha;}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1& m_i-d_i>T\\ \frac{m_i-d_i}{T}& -T<m_i-d_i<T\\ -1& m_i-d_i<-T\end{array}\right.$

其中，i为队列编号，α_i为队列i的优先级调整度量值，m_i为实际测量获得的Qos参数，d_i为通信***所需的Qos参数，T为优先级调整门限，用于将α_i控制在1与-1之间。

所述m_i为实际测量获得的一定时间段内的平均时延；

所述d_i为通信***所需的平均时延要求；

所述T为优先级调整的平均时延门限。

所述根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据调整后的优先级曲线调整排序参数，根据调整后的排序参数对所有业务类型的队列进行排序之后，返回执行等待一个更新间隔的步骤。

由以上发明内容可见，针对某一个Qos中的参量，通过考察其Qos要求值与实际测量值确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，从中各选出一个或多个业务类型，在所选的业务类型中调整优先级曲线的控制参数，通过该控制参数调整所选业务类型的优先级曲线，根据每个业务类型的优先级曲线和传统调度度量值确定其排序参数，根据该参数进行排序，依次调度各个业务类型的队列，因此，对业务类型的排序与实际传输质量相关，从而能够优先调度传输质量高的业务类型。从而能够在满足业务类型的Qos要求的情况下最大化***的容量，并且，当由于用户小区间切换、小区信道急剧下降或其它原因导致***负载过量时，能够保证高优先级的业务类型的Qos要求。

附图说明

图1为移动通信***Qos调度器的排序***示意图；

图2为本发明第一实施例的Qos调度的排序方法流程图；

图3为本发明第二实施例的Qos调度的排序方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明的基本思想是，为每个业务类型设置由控制参数控制的优先级曲线，根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，对上述业务类型对应的优先级曲线的控制参数进行调整，根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据优先级曲线设置排序参数，根据排序参数对业务类型进行排序。

图1为移动通信***Qos调度器的排序***示意图。如图1所示，***中有多种业务类型，在图1中以业务类型1、业务类型2至业务类型n表示。不同的业务类型具有不同的SPI，例如，互联网协议电话(VoIP)业务有较高的SPI，而尽力服务(Best-Effort)业务具有最低的SPI，表明***需要优先保证VoIP的Qos。排序***需要决定下次调度按照何种顺序调度不同业务类型的用户，例如，如图1所示，***可能按次序依次调度以下无线承载队列(RB)：RB1，RB 2，RB K2，RB K_N-1+2等等。

以下通过具体的实施方式，对图1所示的Qos调度器的排序方法进行说明。图2为本发明第一实施例的Qos调度的排序方法流程图。图3为本发明第二实施例的Qos调度的排序方法流程图。在图3所示的本发明第二实施例中，对图2所示的第一实施例的排序方法进行了更加详细具体的说明。参见图2和图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤21：为每个业务类型分别设置一条优先级曲线，为每一条优先级曲线分别设置控制参数，根据调度类型确定调度度量值，根据每个业务类型的优先级曲线和调度度量值分别生成该业务类型的排序参数。

在此步骤中，Qos调度器的排序参数定义为：Rank_i＝PW_i*SM_i，其中，i为队列编号。Rank_i为队列i的排序参数，***按照Rank_i对各个业务类型的RB进行降序排序。

SM_i为调度度量值，例如，对于调度类型为比例公平调度的情况，该调度度量值可以确定为其中，i为队列编号，r_i为队列i的瞬时速率，

为队列i过往平均速率。

PW_i为优先级曲线。在初始阶段，调度器为每一种SPI的业务类型分别定义一个基本的优先级曲线PW_i。PW_i既可以是线性函数曲线，也可以是log函数曲线或其它类型函数的曲线。例如，以线性函数曲线优先级曲线为：PW_i＝S*p_i*a_i*m_i，或者，以log函数曲线为例，优先级曲线为：PW_i＝log(c+S*p_i*a_i*m_i)，在上两式中，i为队列编号；PW_i为优先级曲线；c为常数，一种较佳的实施方式是c＝1.1；S为业务类型数，也是一个常数，一种较佳的实施方式是S＝15；p_i为优先级曲线的控制参数，并且所有p_i的总和为1；m_i为实际测量获得的Qos参数，例如实际时延测量值；a_i为通信***所需的Qos参数的相关参数，例如a_i＝5/d_i，d_i为通信***所需的Qos参数，例如Qos时延要求。

图3中的步骤21与图2中的步骤21相同。

步骤22：根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型。

在此步骤中，具体可以采用如图3中所示的步骤221至步骤224完成，具体过程如下：

步骤221：等待一个更新间隔。

步骤222：根据每个业务类型的通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数计算该业务类型的优先级调整度量值。

具体的计算方法是：

${\mathrm{\&alpha;}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1& m_i-d_i>T\\ \frac{m_i-d_i}{T}& -T<m_i-d_i<T\\ -1& m_i-d_i<-T\end{array}\right.$

其中，i为队列编号，α_i为队列i的优先级调整度量值，m_i为实际测量获得的Qos参数，d_i为通信***所需的Qos参数，T为常数，表示优先级调整门限，用于将α_i控制在1与-1之间，在实际应用中，T的取值可以根据不同***要求进行调整。此处可以采用各种Qos性能进行考虑，例如，假设所考虑的Qos性能是指平均时延，则m_i为实际测量获得的一定时间段内的平均时延；d_i为通信***所需的平均时延要求；T为优先级调整的平均时延门限。

步骤223：判断是否存在优先级调整度量值大于零的业务类型；如果否，返回步骤221；如果是，执行步骤224。

在本步骤中，对是否存在α_i＞0的业务类型进行判断，α_i＞0表示实际性能差于Qos要求，需要提高该业务类型的优先级。仍以考虑平均时延为例，α_i＞0表示平均时延大于Qos时延要求，则该业务没有得到足够满足其Qos要求的传输机会，因此该业务类型的优先级权重需要提高。

步骤224：将优先级调整度量值大于零的业务类型确定为优先级待提高的业务类型。

步骤225：判断是否存在优先级调整度量值小于零的业务类型；如果是，执行步骤226；如果否，执行步骤227。

步骤226：将优先级调整度量值小于零的业务类型确定为优先级待降低的业务类型。在步骤226之后，执行步骤231。

步骤227：确定不存在优先级待降低的业务类型。在步骤227之后，执行步骤232。

在步骤225中，对是否存在α_i＜0的业务类型进行判断，α_i＜0表示实际性能优于Qos要求，可以适当降低该业务类型的优先级。仍以考虑平均时延为例，α_i＜0表示平均时延小于Qos时延要求，则该业务得到了足够满足其Qos要求的传输机会，因此可以适当降低该业务类型的优先级权重，以使得其它有需要的业务得到更多的传输机会。

在完成步骤22之后，继续执行以下步骤23。

步骤23：对上述优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型对应的优先级曲线的控制参数进行调整。

在此步骤中，具体可以采用如图3中所示的步骤231至步骤234完成，具体过程如下：

如果步骤22中确定存在优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，则依次执行步骤231、步骤233和步骤235。

步骤231：从优先级待提高的业务类型中选择一个或多个组成第一集合。在步骤231之后，执行步骤233。

步骤233：从优先级待降低的业务类型中选择一个或多个组成第二集合。在步骤233之后，执行步骤235。

如果步骤22中确定存在优先级待提高的业务类型，且不存在优先级待降低的业务类型，则依次执行步骤232、步骤234和步骤235。

步骤232：从优先级待提高的业务类型中选择一个或多个组成第一集合。在步骤232之后，执行步骤234。

步骤234：从SPI小于所有选择出的优先级待提高的业务类型的SPI的业务类型中选择一个或多个组成第二集合。在步骤234之后，执行步骤235。

步骤235：对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整。

在步骤235中，根据以下公式计算各个业务类型调整后的优先级曲线的控制参数：

p_iu＝p_iu0+δ_iup_id0，

p_id＝p_id0-δ_idp_id0，

∑δ_iu＝∑δ_id，

δ_iu＝t，

${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{id}}=\frac{\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{id}0}}{n},$

其中，p_iu为第一集合中的业务类型在调整后的优先级曲线的控制参数，p_iu0为第一集合中的业务类型在调整前的优先级曲线的控制参数，δ_iu为调整后第一集合中的业务类型的调整步长，t为第一集合步长参数，在实际应用中，根据不同的***要求，t可以取不同的常数值；p_id为第二集合中的业务类型在调整后的优先级曲线的控制参数，p_id0为第二集合中的业务类型在调整前的优先级曲线的控制参数，δ_id为调整后第二集合中的业务类型的调整步长，δ_id0为调整前第二集合中的业务类型的调整步长，n为第二集合的元素总数。

在完成步骤23之后，继续执行以下步骤24。

步骤24：根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据调整后的优先级曲线调整排序参数，根据调整后的排序参数对业务类型进行排序。

在步骤24中，根据步骤23中调整后的控制参数调整优先级曲线。

图3中的步骤24与图2中的步骤24相同。并且，参见图3，在步骤24完成之后，返回步骤221，重新等待一个更新间隔，循环执行步骤221至步骤24。

由以上具体实施方式可见，针对某一个Qos中的参量，通过考察其Qos要求值与实际测量值确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，从中各选出一个或多个业务类型，在所选的业务类型中调整优先级曲线的控制参数，通过该控制参数调整所选业务类型的优先级曲线，根据每个业务类型的优先级曲线和传统调度度量值确定其排序参数，根据该参数进行排序，依次调度各个业务类型的队列。因为针对业务类型的某一个Qos中的参量，通过考察其Qos要求值与实际测量值对优先级进行调整，因此，对业务类型的排序与实际传输质量相关，从而能够优先调度传输质量高的业务类型，因此，能够在满足业务类型的Qos要求的情况下最大化***的容量，并且，当由于用户小区间切换、小区信道急剧下降或其它原因导致***负载过量时，能够保证高优先级的业务类型的Qos要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种服务质量Qos调度的排序方法，其特征在于，该方法包括：

为每个业务类型分别设置一条优先级曲线，为每一条优先级曲线分别设置控制参数，根据调度类型确定调度度量值，根据每个业务类型的优先级曲线和调度度量值分别生成该业务类型的排序参数；

根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型；

对上述优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型对应的优先级曲线的控制参数进行调整；

根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据调整后的优先级曲线调整排序参数，根据调整后的排序参数对业务类型进行排序；

其中：

所述优先级曲线为线性函数曲线：PW_i＝S*p_i*a_i*m_i，其中，i为队列编号，PW_i为优先级曲线，S为业务类型数，p_i为优先级曲线的控制参数，m_i为实际测量获得的Qos参数，a_i为通信***所需的Qos参数的相关参数；

或，

所述优先级曲线为log函数曲线：PW_i＝log(c+S*p_i*a_i*m_i)，其中，i为队列编号，PW_i为优先级曲线，c为常数，S为业务类型数，p_i为优先级曲线的控制参数，m_i为实际测量获得的Qos参数，a_i为通信***所需的Qos参数的相关参数；

所述根据通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数确定优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，包括：

等待一个更新间隔；

根据每个业务类型的通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数计算该业务类型的优先级调整度量值；

判断是否存在优先级调整度量值大于零的业务类型；

如果否，返回执行等待一个更新间隔的步骤；

如果是，将优先级调整度量值大于零的业务类型确定为优先级待提高的业务类型，并判断是否存在优先级调整度量值小于零的业务类型；

如果是，将优先级调整度量值小于零的业务类型确定为优先级待降低的业务类型；

如果否，确定不存在优先级待降低的业务类型；

所述对上述优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型对应的优先级曲线的控制参数进行调整，包括：

如果确定存在优先级待提高的业务类型和优先级待降低的业务类型，从优先级待提高的业务类型中选择一个或多个组成第一集合，从优先级待降低的业务类型中选择一个或多个组成第二集合，对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整；

如果确定存在优先级待提高的业务类型，且不存在优先级待降低的业务类型，从优先级待提高的业务类型中选择一个或多个组成第一集合，从业务优先级指示SPI小于所有选择出的优先级待提高的业务类型的SPI的业务类型中选择一个或多个组成第二集合，对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整；

所述对第一集合和第二集合中的业务类型的优先级曲线的控制参数进行调整包括：根据以下公式计算各个业务类型调整后的优先级曲线的控制参数：

p_iu＝p_iu0+δ_iup_id0，

p_id＝p_id0-δ_idp_id0，

∑δ_iu＝∑δ_id，

δ_iu＝t，

${\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{id}}=\frac{\mathrm{\&Sigma;}{\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{id}0}}{n},$

其中，p_iu为第一集合中的业务类型在调整后的优先级曲线的控制参数，p_iu0为第一集合中的业务类型在调整前的优先级曲线的控制参数，δ_iu为调整后第一集合中的业务类型的调整步长，t为第一集合步长参数；p_id为第二集合中的业务类型在调整后的优先级曲线的控制参数，p_id0为第二集合中的业务类型在调整前的优先级曲线的控制参数，δ_id为调整后第二集合中的业务类型的调整步长，δ_id0为调整前第二集合中的业务类型的调整步长，n为第二集合的元素总数。

2.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，所述排序参数为：

Rank_i＝PW_i*SM_i，其中，i为队列编号，Rank_i为队列i的排序参数，PW_i为优先级曲线，SM_i为调度度量值。

3.根据权利要求1或2所述的排序方法，其特征在于，

所述调度类型为比例公平调度，则所述调度度量值为

其中，i为队列编号，r_i为队列i的瞬时速率，为队列i过往平均速率。

4.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，所述根据每个业务类型的通信***所需的Qos参数和实际测量获得的Qos参数计算该业务类型的优先级调整度量值，包括：

${\mathrm{\&alpha;}}_i=\left\{\begin{array}{cc}1& m_i-d_i>T\\ \frac{m_i-d_i}{T}& -T<m_i-d_i<T\\ -1& m_i-d_i<-T\end{array}\right.$

其中，i为队列编号，α_i为队列i的优先级调整度量值，m_i为实际测量获得的Qos参数，d_i为通信***所需的Qos参数，T为优先级调整门限，用于将α_i控制在1与-1之间。

5.根据权利要求4所述的排序方法，其特征在于，

所述m_i为实际测量获得的一定时间段内的平均时延；

所述d_i为通信***所需的平均时延要求；

所述T为优先级调整的平均时延门限。

6.根据权利要求1所述的排序方法，其特征在于，所述根据调整后的控制参数调整优先级曲线，根据调整后的优先级曲线调整排序参数，根据调整后的排序参数对所有业务类型的队列进行排序之后，返回执行等待一个更新间隔的步骤。

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