[發(fā)明專利]一種基于無線網(wǎng)絡(luò)中混合業(yè)務(wù)的公平調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210130746.5
• 申請日: 2012-04-29
• 公開（公告）號: CN102769914A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃東;黃林果
• 申請（專利權(quán)）人: 黃林果
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及移動通信和最優(yōu)化理論。

背景技術(shù)

隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)前的無線通信系統(tǒng)同時面臨著用戶數(shù)量迅速增加和用戶對各種多媒體服務(wù)要求不斷提高這兩項重要挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須在不斷提高系統(tǒng)容量的基礎(chǔ)上，保證不同用戶獲得滿意的服務(wù)質(zhì)量(Quality?of?Service，QoS)。

無線網(wǎng)絡(luò)中混合業(yè)務(wù)的類型包括硬服務(wù)質(zhì)量業(yè)務(wù)(Hard?Quality?of?Serivce)、盡力而為(Best?Effort)業(yè)務(wù)和軟服務(wù)質(zhì)量(Soft?Quality?of?Serivce)業(yè)務(wù)。效用值是一種表征用戶對其所請求業(yè)務(wù)的滿意程度的量化數(shù)值。效用值與接收端用戶的傳輸速率，或分配得到的帶寬相關(guān)，現(xiàn)有混合業(yè)務(wù)的調(diào)度參考模型如圖1所示。不同類型的業(yè)務(wù)的效用值與傳輸速率或帶寬具有不同的關(guān)聯(lián)形式，相同種類的業(yè)務(wù)也可能具有不同的效用參數(shù)。相比于傳輸速率和系統(tǒng)吞吐量，效用值更能夠反映業(yè)務(wù)的特征和接收端的對該業(yè)務(wù)的滿意程度。此外，一些實時業(yè)務(wù)或半實時業(yè)務(wù)，如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語音(VOP)業(yè)務(wù)、視頻流業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視(IPTV)業(yè)務(wù)等對時延和傳輸速率等QoS指標(biāo)要求較高，因此在信道條件較差時，可能分配到的資源無法滿足其QoS要求而產(chǎn)生分配中斷。?

到目前為止，人們對有線網(wǎng)絡(luò)的分組調(diào)度問題的研究已漸進(jìn)成熟。由于有線鏈路具有傳輸帶寬恒定的特性，基于有線網(wǎng)絡(luò)的分組調(diào)度算法能夠在任意短的時間內(nèi)為所有業(yè)務(wù)流提供明確的吞吐量和時延保證，從而使有線網(wǎng)絡(luò)用戶能夠獲得很好的QoS。然而，我們很難將針對有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的業(yè)務(wù)調(diào)度機制直接移植到無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中，這是因為無線網(wǎng)絡(luò)本身較之有線網(wǎng)絡(luò)具有很多特殊性，因此，為提高無線網(wǎng)絡(luò)的資源利用率，需設(shè)計高效的混合業(yè)務(wù)調(diào)度方法，典型的業(yè)務(wù)調(diào)度模型如圖1所示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：解決無線網(wǎng)絡(luò)中的混合業(yè)務(wù)無法實現(xiàn)公平傳輸問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)中混合業(yè)務(wù)的公平調(diào)度方法，其特征在于：

A、對無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的上行鏈路和下行鏈路進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度；?

B、建立無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的資源管理機制；

C、建立無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)帶寬請求機制；

D、計算無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的有效帶寬。

所述步驟A中，通過在無線網(wǎng)絡(luò)中的接入點設(shè)置虛擬數(shù)據(jù)包，使用單個統(tǒng)一的調(diào)度器對虛擬數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度，當(dāng)對虛擬數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度時，AP點通過產(chǎn)生相應(yīng)的序列發(fā)出輪詢指令，為上行鏈路的數(shù)據(jù)包爭取傳輸機會，總的流程如圖2所示。其中上行鏈路中產(chǎn)生的虛擬數(shù)據(jù)包通過特定的上行業(yè)務(wù)流模式獲得，下行鏈路中產(chǎn)生的虛擬數(shù)據(jù)包通過使用圖3中的內(nèi)部調(diào)度器對下行鏈路中的實際數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類和排列獲得，實際數(shù)據(jù)包和虛擬數(shù)據(jù)包通過內(nèi)部調(diào)度器區(qū)分獲得。實際的數(shù)據(jù)包在下行鏈路中被直接發(fā)送，而在上行鏈路中的虛擬數(shù)據(jù)包通過輪詢信息和分配相應(yīng)的TXOP信息被發(fā)送。

所述步驟B中，無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的資源管理機制的子步驟為：a.?選擇高優(yōu)先級用戶的隊列分組進(jìn)入調(diào)度緩沖區(qū)，參與當(dāng)前資源分配周期內(nèi)的信道分配；b.進(jìn)行業(yè)務(wù)測量信息獲取用于估計帶寬需求，用于重配置網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)置滿足業(yè)務(wù)要求的路由機制，并且為保證業(yè)務(wù)的QoS，需對混合業(yè)務(wù)中每一業(yè)務(wù)的QOS進(jìn)行監(jiān)測，并對相應(yīng)的帶寬需求進(jìn)行分配，相應(yīng)的業(yè)務(wù)調(diào)度模型如圖4所示。

所述步驟C中，令業(yè)務(wù)流為ON-OFF模型，則相應(yīng)的子步驟為：a.計算隊列長度，在存在業(yè)務(wù)到達(dá)情況下的隊列長度為????????????????????????????????????????????????，在不存在業(yè)務(wù)到達(dá)情況下的隊列長度為；b.采用獲得個到達(dá)業(yè)務(wù)流之間的估計時間間隔，其中為權(quán)重系數(shù)，為第個業(yè)務(wù)流到達(dá)估計時間的平均累積誤差，為之前的歷史記錄可估計時間問隔，為第個業(yè)務(wù)發(fā)送帶寬請求所需的時間間隔，為時刻t累計到達(dá)業(yè)務(wù)隊列的數(shù)據(jù)量，：為時刻累計離開業(yè)務(wù)隊列的數(shù)據(jù)量，為業(yè)務(wù)隊列輸出鏈路的最大傳輸速率；c.?采用估計數(shù)據(jù)平均到達(dá)速率，其中為權(quán)重系數(shù)，為第個業(yè)務(wù)到達(dá)的實際平均速率，為的估計誤差，為第次的累計誤差，為第個業(yè)務(wù)發(fā)送帶寬請求的時刻。