CN103037315B - 一种基于上下文感知的ip调度组呼话权分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法，包括以下步骤：1)当组呼发起时，初始化用于存放上下文信息的数据结构；2)当组呼话权空闲，系统接收到终端话权申请时，系统进行分配话权：3)分配话权后，更新组呼的上下文信息；4)当话权被释放时，判断是否需要重新进行话权分配，若为是，返回步骤2)，否则执行步骤5)；5)判断是否结束组呼，若为是，释放回收存储上下文信息的数据结构，否则返回步骤2)。与现有技术相比，本发明具有分配效率高、并大大提高分配过程的公平性和准确性等优点。

Description

一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法

技术领域

本发明涉及一种IP调度组呼话权分配方法，尤其是涉及一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法。

背景技术

一个移动用户与预先约定的小组多个成员间的呼叫称为组呼。实际应用中的组呼多以半双工模式工作。所谓半双工组呼，即同一时刻只能有一个成员发话，因此在半双工组呼过程中就必然涉及到话权分配问题。

话权分配方法对于组呼而言至关重要，一个优秀的话权分配方法不仅能保证组呼过程的正常进行，还能显著提升用户体验。一个好的话权分配方法需要具备高效的执行效率，保证公平的分配原则，并兼具分配结果的高准确性。所谓高效指分配方法被实现后具备良好的运行效率，防止方法本身的算法复杂度过高导致延时。公平指方法本身应该保证任意成员在一段时间范围内能以一定的概率获得话权。准确性用于反映分配策略是否将话权分配给最需要获得话权的对象。

经过对现有技术的检索发现，传统的半双工组呼话权分配方法出于高效的考虑，更多地选择了先到先服务(FCFS)的分配方法。该方法始终将空闲的话权分配给接收到的第一个话权申请的发起者。实际应用中该方法往往还和优先级队列结合，即首先选择优先级高的话权申请，然后在相同优先级的话权申请中再以先到先服务的原则分配话权。

传统的话权分配方法实现简单，能很好地满足高效的要求，但是由于分配时只考虑了终端的优先级和话权申请的时间戳信息，导致组呼时的网络环境和成员的设备性能对分配结果影响很大，无法保证话权分配的公平性。而且静态的分配过程也无法使话权的分配结果具备较高的准确性。

上下文是普适计算中的一个概念，于2000年由Anind.K.Dey提出，其定义为：对于描述一个实体状态或动作的特征以及该实体所操作的对应有用的所有信息。话权分配过程中有了上下文的参与，就把传统的静态判断过程转换成了有感知的动态过程，当上下文发生变化时，判断的结果也随之变化。上下文感知的话权分配方法是综合考虑组呼过程中移动终端、通信网络的背景信息以及用户偏好，以便采取更加智能的判决策略，使判决结果更符合实际需求。但是如何将其应用在组呼话权分配成为当下急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分配效率高、并大大提高分配过程的公平性和准确性的基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当组呼发起时，初始化用于存放上下文信息的数据结构；

2)当组呼话权空闲，系统接收到终端话权申请时，系统进行分配话权：

3)分配话权后，更新组呼的上下文信息；

4)当话权被释放时，判断是否需要重新进行话权分配，若为是，返回步骤2)，否则执行步骤5)；

5)判断是否结束组呼，若为是，释放回收存储上下文信息的数据结构，否则返回步骤2)。

所述的上下文信息包括终端语音质量、历史话权分配记录和最长时间未得到话权。

所述的初始化用于存放上下文信息的数据结构具体为：

建立终端语音质量的链表，链表中每个节点对应一个终端设备，每个节点包括终端id和一个用于反应终端设备的语音质量的值，初始时，各节点的值被赋予一个统一的默认值；

建立记录历史话权分配情况的链表，链表中每个节点对应一个终端设备，每个节点包括终端id和一个用于记录该终端设备被分配到话权的次数，初始时，该值为零；

建立反应最长时间未得到话权的链表，链表中每个节点对应一个终端设备，每个节点有一个值记录终端id。

所述的系统进行分配话权具体为：

21)首先根据终端的优先级对话权申请进行过滤，选出最高优先级的话权申请；

22)判断得到的最高优先级的话权申请个数是否唯一，若为是，将话权分配给该申请对应的终端，否则，按照话权申请的时间戳对话权申请进行升序排序；

23)依次遍历时间戳链表的各个节点，根据节点的终端id标识去查找该终端在各上下文信息链表中序号，并进行加权求和，选出求和结果最小时对应的终端id，将话权分配给该终端。

所述的加权求和V(U_i)具体如下：

$V\left(U_i\right)=\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Seq}}_k\left(U_i\right)*W_K$

其中U_i代表第i个终端设备，k用来标识基于某一种上下文信息下的排序策略，对于n种不同的上下文信息排序策略，k的取值以1到n进行区分，W_k为第k种排序策略对应的权重值。

所述的更新组呼的上下文信息具体为：

31)系统监控拥有话权的终端发送出的语音数据包，并对数据包的语音质量进行评估，更新语音质量链表中的该终端对应节点中反应语音质量的值，然后对该链表按照语音质量值的大小进行升序排序，值越小表示语音质量越好；

32)查找记录历史话权分配情况的链表中得到话权终端对应的节点，对该节点中的历史话权分配次数进行加一操作后，按照历史话权分配次数降序对该终端进行排序，被分配到话权次数越多的终端对应的节点排位越靠前。

33)更新最长时间未得到话权链表，将得到话权对应终端的节点调整到列表结尾处。最长时间未得到话权的终端对应列表首结点。

所述的对数据包的语音质量进行评估具体为：在一个固定时间内统计节点的丢包率，用该丢包率来重设该节点中语音质量的值，丢包率值越小语音质量越好，其中丢包率按以下公式计算：

PacketLoss(U_i)＝(S-R_i)/S

节点i的丢包率PacketLoss(U_i)等于同一时间内服务端发送的语音包个数S与节点i接收到的数据包R_i的差值除以服务端发送的语音包个数S后的值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过引入组呼过程中的上下文信息，使话权分配不再仅依靠终端的话权申请时间戳和终端优先级，在保证话权分配方法高效的基础上，大大提高分配过程的公平性和准确性；通过考虑最长时间未得到服务的终端，保证了话权分配算法的公平性；通过考量历史话权分配情况，有助于提高频繁发话的终端得到话权的几率，基于我们总是认为话权对于进行频繁说话的终端更加重要的假设，该操作有助于提高准确性；通过考虑语音质量，能降低话权被语音质量过差的终端占用，当语音质量不足以保证对于发话内容的正确理解时，话权实际上被浪费掉了，此举也有助于提高准确性。

2、本发明话权分配方法具备一定的伸缩性和扩展性，通过调整各上下文信息在加权求和中对应的权重值，可对话权分配策略进行调整，另外，如需增加额外的上下文信息辅助判断话权，只需要为新增的上下文信息提供合适的数据结构和排序算法，然后重新调整各上下文信息在话权判定过程中的权重值便可，良好的伸缩性和扩展性有助于话权分配方法针对实际应用场景进行优化，进一步提升其在实际应用过程中的公平性和准确性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为实施例的依次话权分配过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本实施例的上下文信息包括终端语音质量、历史话权分配记录和最长时间未得到话权。

如图1所示，本实施例包括以下步骤：

第一步、当组呼发起时，初始化用于存放上下文信息的数据结构。为每一个上下文信息生成一个链表。链表中的每个节点对应一个终端，默认以终端id标识进行排序。

对于语音质量链表，初始化时各节点的值默认为0。设置其权重为W₂＝0.3。

对于历史话权分配记录链表，初始化时各节点的话权分配次数默认为0。设置权重其为W₃＝0.2。

对于最长时间未得到话权链表，节点不必具有额外的值。设置其权重为W₄＝0.2。

第二步、当组呼话权空闲，系统接收到终端话权申请。按如下过程进行话权分配。

首先根据终端的优先级对话权申请进行过滤，选出最高优先级的话权申请。

如果最高优先级的话权申请个数唯一，则将话权分配给该申请对应的终端。如不唯一，按照话权申请的时间戳进行升序排序，即越早收到的话权申请排得越前。

依次遍历时间戳链表的各个节点，根据节点的终端id标识去查找该终端在各上下文信息链表中序号，按照如下公式进行加权求和。选出求和结果最小时对应的终端id，将话权分配给该终端设备。

$V\left(U_i\right)=\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Seq}}_k\left(U_i\right)*W_K$

图2显示了在6个成员(U₁至U₆)构成的组呼中，上述公式的工作原理。根据图2中的话权申请时间戳信息和上下文信息，组呼话权最后分配给了加权结果最小对应的终端U₂。由于上述分配方法可以通过对所有链表的一次遍历，求出话权归属，所以该方法在实现时的算法复杂度能控制在O(n)，我们可以认为该方法能被高效的执行。

第三步、根据分配结果更新上下文信息链表。

本实施例中通过统计一个固定时间片内的丢包率作为反映语音质量的标准。搜索语音质量链表中被得到话权终端所对应的节点，用计算出的丢包率重设该节点中用于反映语音质量的值，并重新排序链表。

搜索历史话权分配记录链表中获得话权终端对应的节点，对其话权分配次数执行加一操作。然后重新排序。

搜索长时间未得到话权链表中获得话权终端对应的节点，将该节点调整至链表结尾位置。

当组呼话权被释放，系统再次面临话权分配时，重复步骤二至三。组呼结束前，需要释放回收存储上下文信息的数据结构。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可依据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当组呼发起时，初始化用于存放上下文信息的数据结构；

2)当组呼话权空闲，系统接收到终端话权申请时，系统进行分配话权：

3)分配话权后，更新组呼的上下文信息；

4)当话权被释放时，判断是否需要重新进行话权分配，若为是，返回步骤2)，否则执行步骤5)；

5)判断是否结束组呼，若为是，释放回收存储上下文信息的数据结构，否则返回步骤2)；

所述的上下文信息包括终端语音质量、历史话权分配记录和最长时间未得到话权；

所述的系统进行分配话权具体为：

21)首先根据终端的优先级对话权申请进行过滤，选出最高优先级的话权申请；

22)判断得到的最高优先级的话权申请个数是否唯一，若为是，将话权分配给该申请对应的终端，否则，按照话权申请的时间戳对话权申请进行升序排序；

23)依次遍历时间戳链表的各个节点，根据节点的终端id标识去查找该终端在各上下文信息链表中序号，并进行加权求和，选出求和结果最小时对应的终端id，将话权分配给该终端；

所述的更新组呼的上下文信息具体为：

31)系统监控拥有话权的终端发送出的语音数据包，并对数据包的语音质量进行评估，更新语音质量链表中的该终端对应节点中反应语音质量的值，然后对该链表按照语音质量值的大小进行升序排序，值越小表示语音质量越好；

32)查找记录历史话权分配情况的链表中得到话权终端对应的节点，对该节点中的历史话权分配次数进行加一操作后，按照历史话权分配次数降序对该终端进行排序，被分配到话权次数越多的终端对应的节点排位越靠前；

33)更新最长时间未得到话权链表，将得到话权对应终端的节点调整到列表结尾处，最长时间未得到话权的终端对应列表首结点。

2.根据权利要求1所述的一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法，其特征在于，所述的初始化用于存放上下文信息的数据结构具体为：

建立终端语音质量的链表，链表中每个节点对应一个终端设备，每个节点包括终端id和一个用于反应终端设备的语音质量的值，初始时，各节点的值被赋予一个统一的默认值；

建立记录历史话权分配情况的链表，链表中每个节点对应一个终端设备，每个节点包括终端id和一个用于记录该终端设备被分配到话权的次数，初始时，该次数为零；

建立反应最长时间未得到话权的链表，链表中每个节点对应一个终端设备，每个节点有一个值记录终端id。

3.根据权利要求1所述的一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法，其特征在于，所述的加权求和V(U_i)具体如下：

$V\left(U_i\right)=\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Seq}}_k\left(U_i\right)*W_K$

其中U_i代表第i个终端设备，k用来标识基于某一种上下文信息下的排序策略，对于n种不同的上下文信息排序策略，k的取值以1到n进行区分，W_k为第k种排序策略对应的权重值。

4.根据权利要求1所述的一种基于上下文感知的IP调度组呼话权分配方法，其特征在于，所述的对数据包的语音质量进行评估具体为：在一个固定时间内统计节点的丢包率，用该丢包率来重设该节点中语音质量的值，丢包率值越小语音质量越好，其中丢包率按以下公式计算：

PacketLoss(U_i)＝(S–R_i)/S

节点i的丢包率PacketLoss(U_i)等于同一时间内服务端发送的语音包个数S与节点i接收到的数据包R_i的差值除以服务端发送的语音包个数S后的值。