[發(fā)明專利]一種C-RAN網(wǎng)絡中的資源分配系統(tǒng)及任務/業(yè)務調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410177403.3
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103945548B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設計）人: 楊清海;熊琦;趙宇榮
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種C?RAN網(wǎng)絡中的資源分配系統(tǒng)及任務/業(yè)務調(diào)度方法，其創(chuàng)新點在于，包括以下步驟：(1)建立基于C?RAN網(wǎng)絡特性的計算和通信資源相結合的資源分配體系；(2)建立基帶資源池(BBU)負載預測機制，得到所需的虛擬機配置規(guī)模；(3)根據(jù)系統(tǒng)中任務/業(yè)務的QoS特性建立對應的任務分類機制；(4)計算每個任務所需的計算資源和通信資源；(5)通過虛擬機的動態(tài)調(diào)度機制將任務/業(yè)務分配到最優(yōu)的虛擬機上。本發(fā)明的方法能夠滿足用戶任務/業(yè)務的QoS要求，同時通過預測機制，以使用較小的虛擬機資源變化量，達到BBU內(nèi)多種物理資源均勻分配的目的。

技術領域

本發(fā)明涉及虛擬化技術領域，具體涉及C-RAN(Cloud Radio Access Network)網(wǎng)絡中的資源分配系統(tǒng)以及任務/業(yè)務調(diào)度方法。本發(fā)明適用于解決在C-RAN架構下，擁有不同服務質(zhì)量(Quality of Service，QoS)要求的任務/業(yè)務的資源分配問題。

背景技術

在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡應用服務中，數(shù)據(jù)中心提供以整機為基本單位的服務器租賃服務，由于資源分配的粗粒度，造成數(shù)據(jù)中心服務器的負載不均衡，能耗較高，并且無法靈活分配資源。

而C-RAN是基于集中化處理、協(xié)作式無線電和實時云架構的綠色無線接入網(wǎng)構架，它主要包含三個部分：分布式無線網(wǎng)絡，由遠端無線射頻單元(Radio Remote Unit,RRU)和天線組成；集中式基帶處理池(Base Band Unit,BBU)，由加載實時虛擬技術的高性能通用處理器組成；光纖環(huán)網(wǎng)，用高帶寬低延遲的光傳輸網(wǎng)絡來連接遠端無線射頻單元和集中式基帶處理池。集中式基帶處理池內(nèi)通過采用虛擬化技術，以虛擬機(Virtual Machine，VM)取代傳統(tǒng)的基站的功能，成為數(shù)據(jù)中心的基本服務單元。這樣的改變可以提高用戶訪問的服務質(zhì)量，同時降低網(wǎng)絡流量。

集中式基帶處理池由高性能通用處理器組成，通過實時的虛擬化技術連接在一起，集合成具有強大處理能力的基帶資源池，來為每個虛擬機基站提供所需的處理性能需求。集中化基帶處理可以保證資源共享，即虛擬基站可以在集中式基帶處理池中共享所有用戶發(fā)送和接收的信息、業(yè)務數(shù)據(jù)和信道質(zhì)量等信息，從而實現(xiàn)聯(lián)合處理和動態(tài)調(diào)度，增強了集中式基帶處理池整體運行的可靠性。不同時刻不同遠端無線射頻單元小區(qū)的負載會有差異，這種差異將導致每個虛擬基站申請計算資源量的變化。而合理的動態(tài)資源分配算法可承載更多的負載，有效提高系統(tǒng)資源利用率。

現(xiàn)有的任務/業(yè)務調(diào)度方法主要針對最大化剩余資源量、最小化通信負載、減少功耗等。然而從用戶的角度來說，不同的任務/業(yè)務有不同的服務質(zhì)量要求，而只有基于服務質(zhì)量約束的虛擬機映射方式，才能在滿足任務需求的同時，保持系統(tǒng)物理資源的高利用率。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提出了一種C-RAN網(wǎng)絡中的資源分配系統(tǒng)及任務/業(yè)務調(diào)度方法。

鑒于任務/業(yè)務的多樣性，本發(fā)明根據(jù)任務的服務質(zhì)量特性，提供一種在C-RAN網(wǎng)絡中計算和通信資源相結合的分配系統(tǒng)以及任務/業(yè)務調(diào)度方法。

進一步地，本發(fā)明可以保證任務的時延約束，同時達到集中式基帶處理池內(nèi)多種物理資源均勻分配的目的。

本發(fā)明的基本思路，首先根據(jù)集中式基帶處理池內(nèi)的預測模型得到某一時刻的負載波動范圍；然后利用預測結果適當?shù)卣{(diào)整虛擬機隊列；同時根據(jù)任務的服務質(zhì)量約束為任務分類，更新任務隊列；動態(tài)地調(diào)度任務到最優(yōu)的虛擬機上。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種C-RAN網(wǎng)絡中的資源分配系統(tǒng)及任務/業(yè)務調(diào)度方法，所述一種C-RAN網(wǎng)絡中的資源分配系統(tǒng)包括：

集中式基帶處理池負載預測模塊：預測集中式基帶處理池中工作負載的波動區(qū)間，并把預測的結果匯報給所述虛擬機管理模塊，提供虛擬機添加或刪除的依據(jù)。

虛擬機隊列：維護和監(jiān)控所有虛擬機的狀態(tài)，給任務調(diào)度模塊提供調(diào)度依據(jù)。