CN109462554B - 一种基于队列状态的时隙调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于队列状态的时隙调度方法，包括以下步骤：步骤S1、依次统计无人设备的MAC队列中，当前时刻i及其之前多个时刻的待发送的总业务数据量，并计算时刻i及其之前多个时刻的总业务数据量平均值
Figure DDA0001858279350000011
步骤S2、根据所述总业务数据量平均值
Figure DDA0001858279350000012
以及硬件队列长度参数DL，计算调度加权值wi,k；步骤S3、判断无人设备当前时刻i的瞬时信道质量是否高于当前时刻i之前的平均信道质量与调度加权值wi,k的乘积，如果是，则将当前时隙s分配给无人设备,否则将所述时隙s分配给有人设备。本发明基于队列状态进行公平的时隙调度，有效保障传输时延。

Description

一种基于队列状态的时隙调度方法
技术领域
本发明涉及无人设备传输时延控制方法技术领域，具体涉及一种基于队列状态的时隙调度方法。
背景技术
无人设备在进行视频回传业务时，具有时延要求。与指控命令的短报文不同，无线传输视频延迟主要是由于报文的分割重组。由于分配给回传的时隙更多，对随机到达MAC层的视频数据进行分组，不用等待太久时间可以被物理层发送出去。但是，视频数据每个分组通常包含了一帧图片信息量，因此图片数据量会远远大于每个时隙承载。实时传输一帧图片，需要多个业务时隙资源提供速率。因此时隙的合理分配显得尤为重要。现有技术中通常采用最大信噪比调度方法进行时隙的调度，这种方法仅仅依赖于底层信道状态，时隙分配不够公平，使得视频回传时延得不到有效控制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于队列状态的时隙调度方法，解决现有技术中时隙调度方法仅仅依赖于底层信道状态，时隙分配不公平，视频回传时延高的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于队列状态的时隙调度方法，包括以下步骤：
步骤S1、依次统计无人设备的MAC队列中，当前时刻i及其之前多个时刻的待发送的总业务数据量，并计算时刻i及其之前多个时刻的总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000011
步骤S2、根据所述总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000012
以及硬件队列长度参数DL，计算调度加权值wi,k；
步骤S3、判断无人设备当前时刻i的瞬时信道质量是否高于当前时刻 i之前的平均信道质量与调度加权值wi,k的乘积，如果是，则将当前时隙s 分配给无人设备,否则将所述时隙s分配给有人设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明计算无人设备的MAC 队列中多个时刻的总业务数据量平均值，进而计算出调度加权值wi,k，通过调度加权值wi,k客观描述当前队列优先级，再结合信道质量，进行比例公平时隙调度，能有效降低排队时延。
附图说明
图1是本发明提供的基于队列状态的时隙调度方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明的实施例1提供了一种基于队列状态的时隙调度方法，包括以下步骤：
步骤S1、依次统计无人设备的MAC队列中，当前时刻i及其之前多个时刻的待发送的总业务数据量，并计算时刻i及其之前多个时刻的总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000021
步骤S2、根据所述总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000022
以及硬件队列长度参数DL，计算调度加权值wi,k；
步骤S3、判断无人设备当前时刻i的瞬时信道质量是否高于当前时刻 i之前的平均信道质量与调度加权值wi,k的乘积，如果是，则将当前时隙s 分配给无人设备,否则将所述时隙s分配给有人设备。
本发明在每一时刻对无人设备MAC队列中待发送的总业务数据量进行统计，计算当前时刻及其之前多个时刻的待发送的总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000023
再计算总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000024
与硬件队列长度参数DL的比值，得到调度加权值wi,k，通过调度加权值wi,k描述队列优先级，集合队列优先级以及信道质量，进行公平的时隙分配调度。
本发明通过队列的统计以及底层信道质量关系，进行业务时隙调度管理，有效降低了时延。
优选的，所述步骤S1具体为：
对所述无人设备的MAC队列中每一时刻待发送的总业务数据量进行统计；设置固定时长的时间窗，通过所述时间窗筛选当前时刻i及其之前的多个时刻，并计算时刻i及其之前的多个时刻的总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000031
统计无人设备的MAC队列中每一时刻待发送的总业务数据量。无人设备MAC队列时刻i统计的总业务数据量记录为Di。设计一个时间窗口进行Di平均值的计算，时间窗口大小为j+1个时刻，随着时间***帧增加，队列是在动态变化着。按照连续j+1次计算平均值结果
Figure RE-GDA0001950973720000032
优选的，所述步骤S3中将时隙s分配给无人设备具体为：
将所述时隙s按速率
Figure RE-GDA0001950973720000033
分配给所述无人设备：
Figure RE-GDA0001950973720000034
上式中，Tk(s)是无人设备在时隙s统计的往期平均速率，Rk(s)是当前时隙s预计可在无人设备上实现的预期速率。
Figure RE-GDA0001950973720000035
表示无人设备k在时隙s的速率。在某些信道条件下，需要在不同信道衰落状态时都保证中断容量，例如慢衰落信道在一个包周期不具有多次信道响应衰落，所以信道状态会对部分包出现中断，因此需要实现在各个时刻达到基本容量，称为时延受限容量。无论当前是否位于不利的衰落环境，在每个时隙必须保证给定的基本数据速率。
优选的，所述预期速率Rk(s)的计算方法为：
Rk(s)＝log(1+SNRk(s))
上式中，SNRk(s)为无人设备在所述时隙s的信噪比。
信噪比SNRk(s)可通过噪声放大系数以及带宽计算得到。
优选的，所述往期平均速率Tk(s)计算方法如下：
Figure RE-GDA0001950973720000036
上式中，tc为计算所述总业务数据量平均值
Figure RE-GDA0001950973720000037
时的时间窗的时长。
往期平均速率Tk(s)通过上式递归计算得到。在较长地时间窗下，即tc较大时，采用恒定功率控制将导致相同的平均速率结果。在较短地时间窗下，即tc较小时，则趋同于最大化每个瞬时的信道利用，而不考虑无人设备的公平性。
实施例2：
本发明的实施例2提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上任一实施例提供的基于队列状态的时隙调度方法。
本发明提供的计算机存储介质，用于实现上述基于队列状态的时隙调度方法，因此，上述基于队列状态的时隙调度方法所具备的技术效果，计算机存储介质同样具备，在此不再赘述。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于队列状态的时隙调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、依次统计无人设备k的MAC队列中，当前时刻i及其之前多个时刻的待发送的总业务数据量，并计算时刻i及其之前多个时刻的总业务数据量平均值
Figure FDA0003549130570000011
步骤S2、根据所述总业务数据量平均值
Figure FDA0003549130570000012
以及硬件队列长度参数DL，计算调度加权值wi,k；
步骤S3、判断无人设备k当前时刻i的瞬时信道质量是否高于当前时刻i之前的平均信道质量与调度加权值wi,k的乘积，如果是，则将当前时隙s分配给无人设备k,否则将所述时隙s分配给有人设备。
2.根据权利要求1所述的基于队列状态的时隙调度方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
对所述无人设备的MAC队列中每一时刻待发送的总业务数据量进行统计；设置固定时长的时间窗，通过所述时间窗筛选当前时刻i及其之前的多个时刻，并计算时刻i及其之前的多个时刻的总业务数据量平均值
Figure FDA0003549130570000013
3.根据权利要求2所述的基于队列状态的时隙调度方法，其特征在于，所述步骤S3中将时隙s分配给无人设备具体为：
将所述时隙s按速率
Figure FDA0003549130570000014
分配给所述无人设备：
Figure FDA0003549130570000015
上式中，T(s)是无人设备在时隙s统计的往期平均速率，Rk(s)是当前时隙s预计可在无人设备上实现的预期速率。
4.根据权利要求3所述的基于队列状态的时隙调度方法，其特征在于，所述预期速率Rk(s)的计算方法为：
Rk(s)＝log(1+SNRk(s))
上式中，SNRk(s)为无人设备在所述时隙s的信噪比。
5.根据权利要求4所述的基于队列状态的时隙调度方法，其特征在于，所述往期平均速率T(s)计算方法如下：
Figure FDA0003549130570000016
上式中，tc为计算所述总业务数据量平均值
Figure FDA0003549130570000017
时的时间窗的时长。
6.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-5任一所述的基于队列状态的时隙调度方法。
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