CN101340390A - 一种实时业务的调度装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实时业务的调度装置及方法，包括：依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列；将SDU分别放入对应的所述SDU队列中；设置所述SDU队列的优先级，依据所述优先级将所述SDU队列中的SDU依次放入统一SDU队列中；调度统一SDU队列中的SDU。本发明的调度方法引入了时限系数和统一SDU队列，能够保证对时间要求紧迫的SDU及时被调度，避免因为调度超时而被丢弃，具有更好的时间保证性，达到了降低丢包率、保证时延要求的效果。

Description

一种实时业务的调度装置及方法
技术领域
本发明属于通讯领域，具体涉及一种实时业务的调度技术。
背景技术
目前，基于IEEE802.16协议的OFDM系统支持五种下行数据发送业务类型：UGS(Unsolicited grant service，实时周期性恒定速率业务)，RT-VR(Real-Time Variable Rate，实时可变速率业务)，NRT-VR(Non-Real-Time Variable Rate，非实时可变速率业务)，BE(BestEffort，尽力而为业务)和ERT-VR(Extended Real-Time Variable Rate，扩展实时可变速率业务)。其中UGS、ERT-VR和RT-VR为实时业务，NRT-VR为非实时业务，BE为尽力而为业务。以上这五种业务类型的QoS需求不同，所以实施调度的方式也不同。
QoS(Quality of Service，服务质量)指分组或流通过网络时的性能，这种性能通过一系列可度量的参量来描述。QoS的目标是提供端到端的服务质量保证，提高网络资源利用率。
下面我们来分析下行实时业务的调度，因为下行主要是对到达BS(Base Station，基站)的SDU(Service Data Unit，服务数据单元)进行调度，所以UGS、ERT-VR、RT-VR这3种实时业务在处理上没有太大的区别。
调度的流程是按优先级对下行连接上的SDU进行扫描，优先级的顺序为：UGS->ERT-VR->RT-VR，相同业务类型连接上的SDU按QoS参数中的传输优先级进行排队，每一种业务类型会有一个按优先级高低排列的SDU队列，由于UGS的QoS参数中没有优先级这一参数，所以UGS的SDU优先级是先到先排列。然后通过速率估计算法得到连接可利用的带宽，依次调度SDU，只有在UGS的SDU队列全部调度完才会调ERT-VR的SDU队列，然后是RT-VR的SDU队列。这样做的确能够保证优先级高的业务优先调度的原则，但是如果UGS中排在队列前面的SDU距离必须被调度还有一段时间，而ERT-VR或RT-VR队列中的某些SDU需要马上被调度，否则超过了调度时间只能丢弃。这样就有可能出现ERT-VR或RT-VR队列中的SDU未得到调度，造成丢包的问题。
在其他的实时业务调度中，也可能存在同样的问题，即由于调度不及时而导致丢包的问题。
发明内容
本发明目的在于解决在实时业务调度中丢包的问题，同时又能满足QoS需求，提出了一种实时业务的调度装置及调度方法。
根据本发明的一个方面，提出了一种实时业务的调度装置，包括：
业务服务数据单元SDU队列模块，依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列，将接收到的SDU放入对应的所述SDU队列中；
参数配置模块，设置所述SDU队列的优先级，所述优先级是根据不同实时业务类型的时间敏感性设定的时限系数；
统一SDU队列模块，依据所述SDU队列优先级，依次将所述SDU队列中的SDU放入统一SDU队列。
统一调度模块，对所有的SDU队列进行调度处理。
其中，所述统一调度模块在进行调度处理时，先调度统一SDU队列中的SDU，直到所述统一SDU队列为空时，接着调度其他SDU队列中的SDU。
进一步地，所述统一调度模块在进行调度处理时，判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果满足，则进行调度；否则退出，调度结束。
进一步地，所述统一调度模块在进行调度处理时，判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果满足，则进行调度；否则进行分片，分片成功则进行调度，分片失败则退出，调度结束。
进一步地，所述统一调度模块在进行调度处理时，在足够带宽的情况下，通过令牌桶计算出该帧调度的数据总量，更新调度剩余带宽量，直到满足该实时业务连接下服务质量QoS的速率需求。
根据本发明的另一方面，还提出了一种实时业务的调度方法，包括：
依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列；
将SDU分别放入对应的所述SDU队列中；
设置所述SDU队列的优先级，依据所述优先级将所述SDU队列中的SDU依次放入统一SDU队列中；
调度统一SDU队列中的SDU。
其中，所述SDU的优先级是依据不同实时业务的时间敏感性设定的时限系数。
进一步地，所述方法进一步包括，所述统一SDU队列中的全部SDU调度完成后，可以直接调度其他SDU对列中新接收的SDU，此时不需要将所述新接收的SDU放入统一SDU队列。
进一步地，所述方法进一步包括，在进行调度时，判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果满足，则进行调度；否则进行分片，分片成功则进行调度，分片失败则退出，调度结束。
进一步地，所述方法进一步包括，在进行调度时，在足够带宽的情况下，通过令牌桶计算出该帧调度的数据总量，更新调度剩余带宽量，直到满足该实时业务连接下QoS的速率需求。
与现有技术相比，本发明的调度方法引入了时限系数和统一SDU队列，能够保证对时间要求紧迫的SDU及时被调度，避免因为调度超时而被丢弃，具有更好的时间保证性，达到了降低丢包率、保证时延要求的效果。
附图说明
图1是本发明方法的基本流程图；
图2是本发明装置的框图；
图3是本发明实施例的将各SDU放入统一SDU队列的示意图；
图4是本发明实施例的统一SDU队列的实例图；
图5是本发明的下行业务调度流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的详尽阐述。
本发明的核心思想是将不同实时业务类型的SDU，按照设定的优先级依次放入事先建立的统一SDU队列中，在调度时，先调度统一SDU队列中的SDU，然后再调度各SDU队列中的SDU，所述的优先级是按照不同业务类型的SDU的时限敏感性设定的时限系数。
本发明方法的基本流程，如图1所示，具体包括：
第一步：依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列；
第二步：将SDU分别放入对应的所述SDU队列中；
第三步：设置所述SDU队列的优先级，依据所述优先级将所述SDU队列中的SDU依次放入统一SDU队列中；
第四步：调度统一SDU队列中的SDU。
这里需要说明的是，当统一SDU队列中的全部SDU调度完成后，可以直接调度其他SDU对列中新接收的SDU，此时不需要将所述新接收的SDU放入统一SDU队列。
本发明的调度装置，如图2所示，包括以下几个部分：
业务SDU队列模块，依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列，将接收到的SDU放入对应的所述SDU队列中；
参数配置模块，设置所述SDU队列的优先级，并依据所述优先级为所述SDU队列分配调度机会，所述优先级是根据不同实时业务类型的时间敏感性设定的时限系数。
统一SDU队列模块，依据所述SDU队列优先级，依次将所述SDU队列中的SDU放入统一SDU队列。
统一调度模块，对所有的SDU队列进行调度处理。在具体进行调度处理时，先调度统一SDU队列中的SDU，直到所述统一SDU队列为空时，接着调度其他SDU队列中的SDU。
下面以OFDM系统支持的三种实时业务UGS、ERR-VR和RT-VR，结合本发明提出的调度装置，进一步解释本发明是如何应用的。
一、业务SDU队列模块，首先分别创建UGS、ERT-VR和RT-VR业务的SDU队列，MS会向BS不断发送新的SDU，根据具体的业务类型依次将这些SDU放入到各自相应业务的SDU队列中。
二、参数配置模块，负责为UGS、ERT-VR和RT-VR业务设定时限系数。实现系数的设定不是唯一的，这里举例来说明时限系数的设定方法，具体包括：
UGS的时限系数Wu(t)：考虑到实现复杂度我们可以定义Wu(t)＝3×T，其中T表示UGS队列距离死限的间隔，单位为帧。由于T为整数，那么Wu(t)的取值为0、3、6...
ERT-VR时限系数We(t)：可以定义We(t)＝3×T+1，其中T为ERT-VR队列距离死限的间隔，单位为帧。由于T为整数，那么We(t)的取值为1、4、7...
RT-VR时限系数Wr(t)：可以定义Wr(t)＝3×T+2，其中T为RT-VR队列距离死限的间隔，单位为帧。由于T为整数，那么We(t)的取值为2、5、8...
有了以上的时限系数，每个SDU都有了自己的优先级。
三、统一SDU队列模块，负责按照SDU的优先级，将当前三种实时业务的SDU队列中已收到的SDU放入到统一SDU队列，如图3所示。
统一SDU队列Q：用来描述一条以时限系数作为优先级排列的SDU队列，Q(n)是优先级为n的一个SDU，当n＝0时表示最高优先级。UGS、ERT-VR和RT-VR这三种实时业务的SDU队列中每个SDU的时限系数也就对应这条统一SDU队列的下标，SDU的时限系数越小，该SDU在统一SDU队列中的下标就越小，该SDU的优先级也就越高，如图4所示。
四、统一调度模块，首先需要对统一SDU队列进行调度，从时间要求紧迫的SDU开始调度，即从时限优先队列的队列头开始调度。由于统一SDU队列是以距离时间窗口的因子为下标，下标为0表示必须马上调度的SDU，下标为1标识距离必须调度还有1帧的时间，以此类推。
在实际调度过程中，可以首先判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果带宽不足，可以尝试进行分片，如果不能分片，则退出，调度结束；否则就将当前调度的SDU放入统一SDU队列的调度器中执行调度。
由于UGS、ERT-VR和RT-VR都存在QoS的速率要求，所以在保证时间因子情况下，还需要考虑速率因素，我们这里采用了令牌桶方式来保证速率要求，这部分不是本方法的重点。在还有足够带宽的情况下，通过令牌桶计算出该帧调度的数据总量，更新调度剩余带宽量，直到该连接下QoS的速率需求被保证。如果QoS需求被保证后，统一SDU队列中还有剩余的SDU，那么会在下一帧进行调度。
如果在调度完统一SDU队列中的所有SDU后，发现还有剩余的带宽，则会调度UGS业务的SDU队列中新进收到的SDU，这时的调度不需要再考虑时限系数。调度完UGS业务的SDU队列后再调度ERT-VR业务的SDU队列，调度完ERT-VR业务的SDU队列后如果仍有带宽，则会调度RT-VR业务的SDU队列，直到带宽被耗尽，具体的流程如图5所示。
采用本发明方法，能够保证对时间要求紧迫的SDU及时被调度，避免因为调度超时而被丢弃，同时也能在一定程度上保证优先级高的业务优先调度的原则。
上述例子只是本发明方法应用于OFDM系统中的一个实施例而已，其他类似的系统中如果有相同或类似问题时，也可采用本方法解决。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1、一种实时业务的调度装置，其特征在于，包括：
业务服务数据单元SDU队列模块，依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列，将接收到的SDU放入对应的所述SDU队列中；
参数配置模块，设置所述SDU队列的优先级，所述优先级是根据不同实时业务类型的时间敏感性设定的时限系数；
统一SDU队列模块，依据所述SDU队列优先级，依次将所述SDU队列中的SDU放入统一SDU队列。
统一调度模块，对所有的SDU队列进行调度处理。
2、如权利要求1所述的调度装置，其特征在于，所述统一调度模块在进行调度处理时，先调度统一SDU队列中的SDU，直到所述统一SDU队列为空时，接着调度其他SDU队列中的SDU。
3、如权利要求2所述的调度装置，其特征在于，所述统一调度模块在进行调度处理时，判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果满足，则进行调度；否则退出，调度结束。
4、如权利要求2所述的调度装置，其特征在于，所述统一调度模块在进行调度处理时，判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果满足，则进行调度；否则进行分片，分片成功则进行调度，分片失败则退出，调度结束。
5、如权利要求2所述的调度装置，其特征在于，所述统一调度模块在进行调度处理时，在足够带宽的情况下，通过令牌桶计算出该帧调度的数据总量，更新调度剩余带宽量，直到满足该实时业务连接下服务质量QoS的速率需求。
6、一种实时业务的调度方法，其特征在于，包括：
依据不同实时业务类型，分别建立SDU队列；
将SDU分别放入对应的所述SDU队列中；
设置所述SDU队列的优先级，依据所述优先级将所述SDU队列中的SDU依次放入统一SDU队列中；
调度统一SDU队列中的SDU。
7、如权利要求6所述的调度方法，其特征在于，所述SDU的优先级是依据不同实时业务的时间敏感性设定的时限系数。
8、如权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述方法进一步包括，所述统一SDU队列中的全部SDU调度完成后，可以直接调度其他SDU对列中新接收的SDU，此时不需要将所述新接收的SDU放入统一SDU队列。
9、如权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在进行调度时，判断剩余的带宽是否满足调度当前的SDU，如果满足，则进行调度；否则进行分片，分片成功则进行调度，分片失败则退出，调度结束。
10、如权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述方法进一步包括，在进行调度时，在足够带宽的情况下，通过令牌桶计算出该帧调度的数据总量，更新调度剩余带宽量，直到满足该实时业务连接下QoS的速率需求。
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