CN102130819A

CN102130819A - 流业务调度方法和装置

Info

Publication number: CN102130819A
Application number: CN2010100341559A
Authority: CN
Inventors: 龙紫薇; 邓伟; 杨光
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-01-13
Publication date: 2011-07-20

Abstract

本发明公开了一种流业务调度方法和装置。其中流业务调度方法包括：A、接收以固定周期到达的视频帧；B、将每个周期内的视频帧中多个数据片段整型为若干大小相等的数据包；C、以固定时间间隔调度所述整型后的数据包。本发明的流业务调度方法和装置，通过对视频帧进行整型，将大小不规则的数据包整合成数据包大小相对固定的数据包进行发送，方便调度，节省物理层资源。另外，通过采用定时调度，节省调度信令开销，使系统能够承载更多的用户数。

Description

流业务调度方法和装置

技术领域

本发明涉及一种无线技术，尤其涉及一种流业务调度方法和装置。

背景技术

移动视频用户的数量正在飞跃式发展，将从2006年的数百万激增到2010年的5860万，流业务将逐渐成为无线宽带系统的主要业务。流业务的质量保证机制的完善迫在眉睫。而现有的调度算法中并没有专门针对流业务的调度算法。目前常用的调度算法包括频率选择性调度算法，基于QoS等级的调度算法，半持续性调度算法。

频率选择性调度是OFDM系统中特有的调度方式，根据信道的SINR以及频选衰落的情况，对不同的用户在不同时刻选择分配不同的频带(PRB)，可以获得频率选择性增益和多用户分集增益，从而提高系统吞吐量和服务质量。该算法只考虑了物理层信道的情况，无法体现不同业务的优先级差别，可以广泛的使用于任何业务。

基于QoS等级的调度算法，是根据业务的优先级等级不同来分配不同的资源，优先级高的用户会优先调度，保证传输速率，而对优先级的用户不保证传输速率。该算法只考虑了业务的优先级这个单一的因素，一般来说，流业务的优先级较高，能够优先保证流业务的质量，但没有根据每种业务的特点进行调度，也可以广泛的使用于各种业务。

半持续性调度是LTE系统中为了节省PDCCH数量而提出的一种新的调度方法，主要是针对VoIP业务。半持续调度的基本思想是VoIP的新传包由于其达到间隔是20ms，所以可以由一条信令分配频域资源，以后每隔20ms就“自动”用分配的频域资源传输新来的包；而重传包由于其不可预测性，所以动态的调度每一次重传，因而叫“半”持续调度。该调度算法主要用于VoIP业务，而流业务包到达的时间不固定，无法使用半持续性调度。

从以上分析可以看出，虽然目前的调度算法大多数可以应用于流业务的调度，但由于没有考虑到流业务自身的特点，无法达到针对流业务的最优的调度算法。

目前，针对流业务特点的QoS保证主要是提高流业务的调度优先级，而没有过多的考虑到流业务的特点。目前的技术存在以下缺点：

1、频繁调度，增加信令开销

一个视频帧被拆分成固定数目的片段发送，每到一个数据片段都进行一次调度，大大的增加了信令开销；

2、数据包大小不一致，调度复杂，浪费无线资源

一个视频帧被拆分成大小不一的数据片段，有些片段很大，有些片段很小，每次调度时，都需要给这些片段分配无线承载单元，即使小的数据包也会封装在固定大小的物理帧里，浪费无线资源；

3、实时调度，无法资源优化

采用实时调度，虽然保证了时延，但无法进行负载均衡和干扰避免，会影响视频帧传输质量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种流业务调度方法和装置，方便调度，节省物理资源且减少信令开销。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种流业务调度方法，包括：A、接收以固定周期到达的视频帧；B、将每个周期内的视频帧中多个数据片段整型为若干大小相等的数据包；C、以固定时间间隔调度所述整型后的数据包。

为实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供一种流业务调度装置，包括：视频整型模块，用于将接收到的以固定周期到达的视频帧中的多个数据片段整型为若干大小相等的数据包；定时器，用于设置调度模块的固定时间间隔，按照所述时间间隔启动调度模块；调度模块，用于在启动时调度所述整型后的数据包。

本发明的流业务调度方法和装置，通过对视频帧进行整型，将大小不规则的数据包整合成数据包大小相对固定的数据包进行发送，方便调度，节省物理层资源。另外，通过采用定时调度，节省调度信令开销，使系统能够承载更多的用户数。

附图说明

图1是流业务的业务模型；

图2是本发明流业务调度方法实施例一的流程图；

图3是本发明流业务调度方法实施例二的流程图；

图4是本发明流业务调度系统实施例的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。

流业务具有以下四个特点，如图1所示：(1)每个视频帧以固定时间间隔T到达；(2)每个视频帧分解为固定数目的片段，并分别作为单独的数据包发送；(3)数据包的大小服从截短的Pareto分布；(4)各个包之间的时间间隔也服从截短的Pareto分布。

以64kbps流业务为例，其视频帧固定100ms，每个视频帧分成8个小的数据包，数据包大小服从截短的Pareto分布，最大的包有125byte，最小的包只有40byte，平均包大小为50byte，小包的比例占到了80％。数据包到达时间也服从截短的Pareto分布，最长的时间间隔为12.5ms，最短的时间间隔只有2.5ms，平均到达时间间隔为6ms，短时间间隔的比例占到了80％。

流业务视频帧固定时间到达，而视频帧又被拆分为多个数据包，且每个数据包大小和到达时间都不固定。因此，本发明在调度前，先在PDCP层将多个数据片段进行视频帧整型，即等待一定的时间间隔T(单个数据包到达时间＜T＜＝视频帧达到时间)，将在时段T内到达的数据片段按照预设的数据帧大小进行整型，形成大小固定的数据包，然后将整型后的数据包发到MAC层等待调度，MAC层调度时，综合考虑数据包的优先级、QoS时延要求以及物理层资源的干扰情况(例如参考SINR值)，给数据包选择最佳的无线资源承载，保证流业务数据包的传输质量。

方法实施例一

如图2所示，本发明流业务调度方法实施例一包括以下步骤：

步骤202，接收以固定周期到达的视频帧，每个周期内的视频帧中包括多个数据片段；

步骤204，判断视频帧中若干个数据片段大小的总和是否等于预设值，该预设值为事先按照无线帧的要求和视频流的特点设定，整型后的数据包大小应小于协议中规定的最大业务数据包的大小，如设定整型后数据包大小为100Byte；如果是，执行步骤212；如果否，执行步骤206；

步骤206，判断这些数据片段的大小总合是否小于预设值，如果是，执行步骤208；如果否，执行步骤210；

步骤208，补零，整合后形成其中一个数据包；

步骤210，去掉最后一个数据片段，补零，整合后形成其中一个数据包；

步骤212，判断是否达到预设的调度时间，设定相邻两个数据包间隔的时间相等，即以固定时间间隔调度整型后的数据包，以不影响流业务QoS为前提，调度数据包的固定时间间隔应当小于流业务要求的时延；例如某流业务时延要求为300ms，那么固定时间调度可以设置为100ms；固定时间间隔可以根据不同的业务不同的用户进行设置；

步骤214，调度整型后的数据包。

本实施例，通过对视频帧进行整型，将大小不规则的数据包整合成数据包大小相对固定的数据包进行发送，方便调度，节省物理层资源。另外，通过采用定时调度，节省调度信令开销，使系统能够承载更多的用户数。

方法实施例二

如图3所示，本发明流业务调度方法实施例二包括以下步骤：

步骤302；接收以固定周期到达的视频帧；

步骤304，将接收到的视频帧中的数据片段整型为若干大小相等的数据包；具体整型方法上述方法实施例一中已具体说明，在此不再赘述；

步骤306，对物理层各物理资源单位的干扰情况进行干扰分析，

统计一段时间内各子帧的物理资源的信号与干扰和噪声比(Signal toInterference plus Noise Ratio，简称SINR)，以设定的整形后的数据包大小为单位，对物理层各物理资源单位进行SINR的比较；

步骤308，根据分析结果为所述数据包分配物理资源，并以固定时间调度整型后的数据包，例如选择一段时间段内，SINR高的物理资源单位发送整型后的数据包。

本实施例中，通过对物理资源单位的干扰分析，选择最优的物理资源单位发送整型后的数据包，使调度能更灵活的避免干扰，提高流业务帧的正确接收率。当存在某个子帧瞬时干扰很大的情况时，可以通过子帧间负荷均衡将业务帧协调到瞬间干扰较轻的后续子帧上，从而保证流业务的Qos需求。

优选地，在步骤306之前，对于不同的流业务，按照流业务的优先级对所述视频帧进行排序。更优地，在步骤306之前，对于同一个流业务，按照时间顺序对整型后的数据包进行排序。

装置实施例

如图4所示，本发明流业务调度装置实施例包括：

视频整型模块402，用于将接收到的以固定周期到达的视频帧中的多个数据片段整型为若干大小相等的数据包；

定时器404，用于设置调度模块的固定时间间隔，按照时间间隔启动调度模块；

调度模块406，用于在启动时调度整型后的数据包。

本实施例中，通过对视频帧进行整型，将大小不规则的数据包整合成数据包大小相对固定的数据包进行发送，方便调度，节省物理层资源。另外，通过采用定时调度，节省调度信令开销，使系统能够承载更多的用户数。

优选地，本实施例还包括：干扰分析模块408，用于对物理层各物理资源单位的干扰情况进行干扰分析；调度模块406，用于在启动时根据所述分析结果为所述数据包分配物理资源。通过对物理资源单位的干扰分析，选择最优的物理资源单位发送整型后的数据包，使调度能更灵活的避免干扰，提高流业务帧的正确接收率。

优选地，流业务调度装置还包括：优先权排序模块410，用于在视频整型后，按照流业务的优先级对所述视频帧进行排序。对于不同的流业务或者不同的用户的流业务，优先级可以不同，调度模块406优先调度优先级高的数据包。

更优地，流业务调度装置还包括：时间排序模块412，用于对同一个流业务按照时间顺序对整型后的数据包进行排序。调度模块406，按时间顺序依次调度整型后的数据包。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，本发明也并不仅限于上述举例，一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种流业务调度方法，其特征在于，包括：

A、接收以固定周期到达的视频帧；

B、将每个周期内的视频帧中多个数据片段整型为若干大小相等的数据包；

C、以固定时间间隔调度所述整型后的数据包。

2.根据权利要求1所述的流业务调度方法，其特征在于，所述步骤B包括：

当所述视频帧中若干个数据片段大小总和等于预设值，整合后形成其中一个数据包；

当所述视频帧中若干个数据片段大小总和不足预设值，则补零，整合后形成其中一个数据包；

当所述视频帧中若干个数据片段大小总和超过预设值，则去掉最后一个数据片段，补零，整合后形成其中一个数据包。

3.根据权利要求1所述的流业务调度方法，其特征在于，所述调度数据包的固定时间间隔小于流业务要求的时延。

4.根据权利要求1所述的流业务调度方法，其特征在于，所述步骤C之前还包括：

对物理层各物理资源单位的干扰情况进行干扰分析；

根据所述分析结果为所述整型后的数据包分配物理资源。

5.根据权利要求4所述的流业务调度方法，其特征在于，所述对物理层各物理资源单位的干扰情况进行干扰分析的操作包括：

统计一段时间内各子帧的物理资源的SINR，以设定的数据帧大小为单位，对物理层各物理资源单位的干扰情况进行估计分析。

6.根据权利要求5所述的流业务调度方法，其特征在于，

选择SINR高的物理资源发送整型后的数据包。

7.根据权利要求1所述的流业务调度方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

对于不同流业务，按照流业务的优先级对所述整型后的数据包进行排序；

按照所述排序依次调度所述整型后的数据包。

8.根据权利要求1所述的流业务调度方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

对于同一流业务，按照时间顺序对所述整型后的数据包进行排序；

按照所述排序依次调度所述整型后的数据包。

9.一种流业务调度装置，其特征在于，包括：

视频整型模块，用于将接收到的以固定周期到达的视频帧中的多个数据片段整型为若干大小相等的数据包；

定时器，用于设置调度模块的固定时间间隔，按照所述时间间隔启动调度模块；

调度模块，用于在启动时调度所述整型后的数据包。

10.根据权利要求9所述的流业务调度装置，其特征在于，还包括：

干扰分析模块，用于对物理层各物理资源单位的干扰情况进行干扰分析；

所述调度模块，用于在启动时根据所述分析结果为所述数据包分配物理资源。

11.根据权利要求9所述的流业务调度装置，其特征在于，还包括：

优先权排序模块，用于对于不同流业务，按照流业务的优先级对所述整型后的数据包进行排序；

所述调度模块，依次调度所述排序后的整型后的数据包。

12.根据权利要求9所述的流业务调度装置，其特征在于，还包括：

时间排序模块，用于对同一个流业务，按照时间顺序对整型后的数据包进行排序；

所述调度模块，依次调度所述排序后的整型后的数据包。