CN104584627B - 一种网络资源控制方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

一种网络资源控制方法,包括:接收核心网和基站之间的业务流,其中,该业务流携带业务信息;获取该基站上报的负载信息;根据该业务信息和负载信息对该业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;为该整形后业务流建立用户队列;确定该用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为该用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源;利用分配的存储资源处理整形后业务流。此外,还提供一种基站资源控制方法、相关的装置和系统。

Description

一种网络资源控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种网络资源控制方法、装置和系统。
背景技术
随着通信技术的发展,如何提高网络资源的利用率、以及减少能耗已经逐渐成为人们所关注的问题。
在现有技术中,主要由各个基站来对自己的用户进行资源分配和调度,其调度时一般采用尽力(best effort)服务的策略,即该技术的资源调度和分配以容量最大化为目标。例如,该方案的具体步骤可以如下:
S1、业务到达各自基站队列;
其中,每个用户都拥有一个等待调度的队列,当业务到达各自基站队列时,业务包进入队列等待调度,业务的时延信息和队列缓存情况由基站的调度器集中进行控制。
S2、各个基站独立进行资源分配和调度。
进入每个传输时间间隔(TTI,Transmission Time Interval)后,调度器根据服务队列的业务类型、缓存区业务量情况、服务质量(QoS,Quality of Service)要求和时延信息依次计算用户在每个资源块(RB,Resource Block)上的优先级,然后将RB分配给优先级最高的用户。在所有RB上进行等功率配置的功率约束下,被调度的用户在分配到的RB上进行尽力传输。
在对现有技术的研究和实践过程中,本发明的发明人发现,现有的方案的存储空间通常按最大业务量设计并始终处于工作状态,而在长期演进(LTE,Long TermEvolution)系统中,业务在空间和时间上的分布具有很大的动态性,因此,现有的这种方案根本无法适应业务随时间变化的特性,这将会导致存储网络资源的浪费和能耗的增加。
发明内容
本发明实施例提供一种网络资源控制方法、装置和系统,可以节省网络资源,以及降低能耗。
第一方面,本发明实施例提供一种网络资源控制方法,包括:
接收核心网和基站之间的业务流,所述业务流携带业务信息;
获取所述基站上报的负载信息;
根据所述业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;
为所述整形后业务流建立用户队列;
确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;
若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;
若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;
利用分配的存储资源处理整形后业务流。
在第一种可能的实施方式中,结合第一方面,所述根据所述业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流,包括:
根据所述业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数;
根据调整后的整形参数对所述业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
在第二种可能的实施方式中,结合第一方面,所述利用分配的存储资源处理整形后业务流之前,还包括:
获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量(QoS,Quality of Service)信息;
根据所述网络微积分的服务曲线用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
在第三种可能的实施方式中,结合第一方面,所述利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,还包括:
释放分配给所述用户队列的共享存储资源。
在第四种可能的实施方式中,结合第一方面,所述利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,还包括:
当所述用户移出所述基站的服务区时,释放分配给所述用户队列的基本存储资源。
在第五种可能的实施方式中,结合第一方面、第一方面的第一至第四种可能的实施方式中的任意一种,该方法还可以包括:
确定基站是否处于休眠模式;
若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒所述基站对应的基本存储资源;
若否,则在确定所述基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,所述休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断所述基站对应的基本存储资源。
第二方面,本发明实施例提供一种网络资源控制方法,包括:
按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;
根据分配的资源块和所述干扰计算小区内各个用户获得的总速率;
利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰;
向网关设备发送资源分配信息,所述资源分配信息包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率。
在第一种可能的实施方式中,结合第二方面,所述按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块之前,还包括:
初始化各个小区中能够使用的资源块;
对所述资源块进行等功率分配。
在第二种可能的实施方式中,结合第二方面,所述利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区功率,包括:
判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求;
若满足用户最低服务速率要求,计算当前小区功率,确定所述当前小区功率大于等于预置的小区最大功率时,拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率;确定所述当前小区功率小于预置的小区最大功率时,更新迭代次数,在确定当前迭代次数超过最大迭代次数,或各个小区分配结果已经收敛时,执行向网关设备发送资源分配信息的步骤;确定当前迭代次数没有超过最大迭代次数且各个小区分配结果还未收敛时,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤;
若不满足用户最低服务速率要求,则增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤。
在第三种可能的实施方式中,结合第二方面、第二方面的第一种可能的实施方式或第二方面的第二种可能的实施方式,所述向网关设备发送资源分配信息之后,还包括:
确定未分配的资源块的数量超过预置的第二阈值时,对所述未分配的资源块执行符号关断操作。
第三方面,本发明实施例还提供一种网关设备,包括接收单元、获取单元、整形单元、建立单元、分配单元和处理单元;
接收单元,用于接收核心网和基站之间的业务流,所述业务流携带业务信息;
获取单元,用于获取所述基站上报的负载信息;
整形单元,用于根据所述业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;
建立单元,用于为所述整形后业务流建立用户队列;
分配单元,用于确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;
处理单元,用于利用分配的存储资源处理整形后业务流。
在第一种可能的实施方式中,结合第三方面,所述整形单元,具体用于根据所述业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数,根据调整后的整形参数对所述业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
在第二种可能的实施方式中,结合第四方面,该网关设备还包括调整单元;
调整单元,用于获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量信息,根据所述网络微积分的服务曲线用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
在第三种可能的实施方式中,结合第四方面,所述分配单元,还用于在处理单元利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,释放分配给所述用户队列的共享存储资源。
在第四种可能的实施方式中,结合第四方面,所述分配单元,还用于当所述用户移出所述基站的服务区时,释放分配给所述用户队列的基本存储资源。
在第五种可能的实施方式中,结合第四方面、第四方面的第一至第四种可能的实施方式中的任一种,所述网关设备还包括控制单元;
控制单元,用于确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒所述基站对应的基本存储资源;若否,则在确定所述基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,所述休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断所述基站对应的基本存储资源。
第四方面,本发明实施例还提供一种基站,包括第一处理单元、运算单元、调整单元和发送单元;
第一处理单元,用于按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;
运算单元,用于根据分配的资源块和所述干扰计算小区内各个用户获得的总速率;
调整单元,用于利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰;
发送单元,用于向网关设备发送资源分配信息,所述资源分配信息包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率。
在第一种可能的实施方式中,结合第四方面,该基站还可以包括第二处理单元;
第二处理单元,用于初始化各个小区中能够使用的资源块,对所述资源块进行等功率分配。
在第二种可能的实施方式中,结合第四方面,所述调整单元,具体可以用于判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求;若满足用户最低服务速率要求,则计算当前小区功率,在确定所述当前小区功率大于等于预置的小区最大功率时,拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率;在确定所述当前小区功率小于预置的小区最大功率时,更新迭代次数,在确定当前迭代次数超过最大迭代次数,或确定各个小区分配结果已经收敛时,执行向网关设备发送资源分配信息的步骤;在确定当前迭代次数没有超过最大迭代次数且各个小区分配结果还未收敛时,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤;若不满足用户最低服务速率要求,则增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤。
在第三种可能的实施方式中,结合第四方面、第四方面的第一种可能的实施方式或第四方面的第二种可能的实施方式,该基站还可以包括控制单元;
所述控制单元,用于确定未分配的资源块的数量超过预置的第二阈值时,对所述未分配的资源块执行符号关断操作。
第五方面,本发明实施例提供一种网关设备,包括处理器、收发设备和用于存储数据的存储器,其中:
收发单元,用于接收核心网和基站之间的业务流,所述业务流携带业务信息;以及获取所述基站上报的负载信息;
处理器,用于根据收发单元获得的业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;为所述整形后业务流建立用户队列,确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;利用分配的存储资源处理整形后业务流。
在第一种可能的实施例方式中,结合第五方面,所述处理器,还用于确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒所述基站对应的基本存储资源;若否,则在确定所述基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,所述休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断所述基站对应的基本存储资源。
第六方面,本发明实施例提供一种基站,包括处理器、收发设备和用于存储数据的存储器,其中:
处理器,用于按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;根据分配的资源块和所述干扰计算小区内各个用户获得的总速率;利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,并控制收发设备向网关设备发送资源分配信息,所述资源分配信息包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率;
收发设备,用于向网关设备发送资源分配信息。
在第一种可能的实施方式中,结合第六方面,所述处理器,还用于初始化各个小区中能够使用的资源块;对所述资源块进行等功率分配。
在第二种可能的实施方式中,结合第六方面,所述处理器,具体用于判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求;若满足用户最低服务速率要求,则计算当前小区功率,在确定所述当前小区功率大于等于预置的小区最大功率时,拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率;在确定所述当前小区功率小于预置的小区最大功率时,更新迭代次数,在确定当前迭代次数超过最大迭代次数,或确定各个小区分配结果已经收敛时,执行向网关设备发送资源分配信息的步骤;在确定当前迭代次数没有超过最大迭代次数且各个小区分配结果还未收敛时,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤;若不满足用户最低服务速率要求,则增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤。
在第三种可能的实施方式中,结合第六方面、第六方面的第一种可能的实施方式或第六方面的第二种可能的实施方式,所述处理器,还用于确定未分配的资源块的数量超过预置的第二阈值时,对所述未分配的资源块执行符号关断操作。
第七方面,本发明实施例提供一种通信系统,包括本发明实施例提供的任一种网关设备和/或本发明实施例提供的任一种基站。
本发明实施例采用接收核心网和基站之间的业务流,并获取该基站上报的负载信息,然后根据业务流中携带业务信息和负载信息对业务流(即随机到达的业务流)进行漏桶整形,得到整形后业务流,为该整形后业务流建立用户队列,在确定该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源,否则,从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源,最后利用分配的存储资源处理整形后业务流。由于在该方案中,可以对业务流进行漏桶整形,并按照实际需求为其灵活地分配存储资源,比如,如果业务流程所对应的用户队列所需占用的存储资源没有超过预置的第一阈值,就只从该用户队列对应的基本存储资源中为其分配存储资源,而如果超过该第一阈值,则除了可以从该用户队列对应的基本存储资源中为其分配存储资源之外,还可以从共享存储资源中申请存储资源,所以,可以避免现在技术中按最大业务量来分配存储资源所导致的存储资源被浪费的问题,以及避免现有技术中存储空间始终处于工作状态所导致的不必要能耗浪费的问题,不仅可以节省网络资源,而且也可以降低能耗。
此外,本发明实施例提供的另一种方案采用了按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,根据分配的资源块和干扰计算小区内各个用户获得的总速率,并利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,最后将该资源分配结果提供给网关设备。由于该方案在对用户获得的总速率进行计算时,不仅考虑到用户被分配到的资源块,而且还考虑了各个资源块上来自邻区的干扰,而且,还可以利用迭代算法对该总速率进行自适应调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,所以,不仅可以提高资源调度的灵活性,而且也可以减少能耗浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是本发明实施例提供的网络资源控制方法的流程图;
图1b是本发明实施例网关存储空间的划分示意图;
图2是本发明实施例提供的网络资源控制方法的另一流程图;
图3a是本发明实施例中网关设备的结构示意图;
图3b是本发明实施例提供的网络资源控制方法的又一流程图;
图4a是本发明实施例中基站的结构示意图;
图4b是本发明实施例提供的网络资源控制方法的又一流程图;
图5是本发明实施例提供的网关设备的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的基站的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种网络资源控制方法、装置和系统。以下分别进行详细说明。
实施例一、
在本实施例中,将从网关设备的角度进行描述,该网关设备具体可以为服务网关(S-GW,Serving Gate Way)等设备。
一种网络资源控制方法,包括:接收核心网和基站之间的业务流,其中,该业务流携带业务信息;获取该基站上报的负载信息,根据该业务信息和负载信息对随机达到的业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;为整形后业务流建立用户队列,确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;利用分配的存储资源处理整形后业务流。
如图1a所示,具体流程可以如下:
101、接收核心网和基站之间的业务流。
其中,该业务流携带业务信息,例如,该业务信息可以包括业务产生时间、业务数据量和业务服务质量(Quality of Service)参数等,其中,业务服务质量参数可以包括业务允许时延和最小保证速率等参数。
102、获取该基站上报的负载信息;
其中,这些负载信息可以由各个基站定期进行上报,负载信息可以包括业务离去速率、缓存数据积累状况和时延限等。
其中,该负载信息还可以包括基站的资源分配信息,该资源分配信息可以包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率,具体可以参见实施例二。
103、根据步骤101中得到的业务信息和步骤102中获取到的负载信息对业务流(随机达到的业务流)进行漏桶整形,得到整形后业务流;
其中,可以给不同的用户设置不同深度的漏桶以实现对到达业务流的整形,通过这样的整形,可以平滑业务的突发性,保证业务平滑性。其中,漏桶的深度取决于整形参数的值,该整形参数可以根据业务信息和基站的负载信息来进行调整,即,步骤103具体可以如下:
根据该业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数,然后根据调整后的整形参数对业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
104、为该整形后业务流建立用户队列。
当用户接入基站并存在业务需要服务时,可以根据业务类型在网关相对应的基本存储空间(Basic Buffer)内为其建立一个先入先出(FIFO,First In FirstOut)队列,在本发明实施例中将该先入先出队列称为用户队列,其中,该用户队列在基本存储空间中所占用的空间称为用户块(User Block)。
需说明的,在本发明实施例中,如图1b所示,网关设备使用半动态的方式共享存储空间,即可以将网关设备的存储空间分为两部分,一部分是分配给基站的基本存储空间,一部分是基站共享的共享存储空间(Shared Buffer),其中,基本存储空间也称为基本存储资源,共享存储空间也称为共享存储资源。具体可以根据各基站的实际配置和业务容量来设置各个基站在网关设备中所对应的基本存储资源的大小,该基本存储资源只供其相对应的基站使用;而共享存储资源则是在各个基站有所需求,比如基本存储资源不足以供基站使用时,提供给基站使用,该从共享存储资源中分配给某个基站使用的存储资源称为该基站的共享块(Shared Block),该共享块被该基站拥有时,不可被重复利用。一个基站可同时申请多个共享块,以满足其存储需要,该共享块的大小可以根据基站的实际配置和业务容量而定。各个基站都有权向该共享存储资源申请分配存储资源。
例如,如图1b中所示,基站1对应的基本存储资源为基本存储空间1,基站2对应的基本存储资源为基本存储空间2、基站3对应的基本存储资源为基本存储空间3,基站n对应的基本存储资源为基本存储空间n,等等,而当基本存储空间已不足以供基站使用时,则可以申请从共享存储空间中分配存储资源,比如基站1从共享存储空间中申请到的存储资源为共享块2,而基站n从共享存储空间中申请到的存储资源为共享块1,以此类推,在此不再赘述。
105、确定该用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值,若是,则执行步骤106,若否,则执行步骤107。
其中,第一阈值可以根据实际应用的需求进行设置。
106、当该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,从基本存储资源和共享存储资源中为该用户队列分配存储资源。
其中,当该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,就表明该基站所对应的基本存储空资源已不足以提供给该用户队列使用,因此,此时需要向共享存储资源申请存储资源,以保证该用户队列能分配到足够的存储空间,也就是说,此时,用户队列所需占用的存储资源包括用户块和共享块。
107、当该用户队列所需占用的存储资源没有超过预置的第一阈值时,从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源;
其中,当该用户队列所需占用的存储资源没有超过预置的第一阈值时,就表明该基站所对应的基本存储空资源已足以提供给该用户队列使用,因此,此时不需要向共享存储资源申请存储资源,也就是说,此时,用户队列所需占用的存储资源包括用户块。
108、利用分配的存储资源处理整形后业务流,比如,将该整形后业务流按照用户优先级发送给基站设备,等等。
可选的,为了提高服务质量,利用分配的存储资源处理整形后业务流之前,还可以对整形后业务流的发送速率进行一定的调整,具体可以如下:
获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量(QoS,Quality of Service)信息;根据该网络微积分的服务曲线用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
此外,若基站占用了共享块(即用户队列所占用的存储资源是网关从基本存储资源和共享存储资源中为其进行分配的),则在基站使用完之后,还需要将该占用的共享块(即分配给用户队列的共享存储资源)释放,以便后续可以提供给其他基站使用,即,在步骤“利用分配的存储资源处理整形后业务流”之后,该网络资源控制方法还可以包括:
释放分配给该用户队列的共享存储资源。
同理,在用户移出基站的服务区时,也可以将分配给相应的用户队列的基本存储资源释放,以供其他用户使用,即,在步骤“利用分配的存储资源处理整形后业务流”之后,该网络资源控制方法还可以包括:
当用户移出所述基站的服务区时,释放分配给该用户队列的基本存储资源。
可选的,为了进一步减少网络资源的不必要能耗,还可以对业务量少于设定值的基站所对应的存储资源进行关断,并在接收到关于该基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的存储资源。即该网络资源控制方法还可以包括:
确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的基本存储资源;若否,则在确定该基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,该休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断该基站对应的基本存储资源。
其中,基站是否进入休眠模式,以及是否被唤醒除了可以由网关来控制之外,也可以由基站自身进行判断,若是由基站自身进行判断,则基站需要将进入休眠模式或被唤醒的情况通知给网关,以便网关进行后续操作,比如,若得知基站进入休眠模式,则关断该基站对应的基本存储资源,并在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的基本存储资源。
由上可知,本实施例采用接收核心网和基站之间的业务流,并获取该基站上报的负载信息,然后根据业务流中携带业务信息和负载信息对业务流(即随机到达的业务流)进行漏桶整形,得到整形后业务流,为该整形后业务流建立用户队列,在确定该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源,否则,从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源,最后利用分配的存储资源处理整形后业务流。由于在该方案中,可以对业务流进行漏桶整形,并按照实际需求为其灵活地分配存储资源,比如,如果业务流程所对应的用户队列所需占用的存储资源没有超过预置的第一阈值,就只从该用户队列对应的基本存储资源中为其分配存储资源,而如果超过该第一阈值,则除了可以从该用户队列对应的基本存储资源中为其分配存储资源之外,还可以从共享存储资源中申请存储资源,所以,可以避免现在技术中按最大业务量来分配存储资源所导致的存储资源被浪费的问题,以及避免现有技术中存储空间始终处于工作状态所导致的不必要能耗浪费的问题,不仅可以节省网络资源,而且也可以降低能耗。
实施例二、
在本实施例中,将从基站的角度进行描述,该基站具体可以为演进基站(eNodeB,Evolved Node B)等。
一种网络资源控制方法,包括:按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;根据分配的资源块和所述干扰计算小区内各个用户获得的总速率;利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰;向网关设备发送资源分配信息,其中,该资源分配信息包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率。
如图2所示,具体流程可以如下:
201、按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;
其中,在为小区内的各个用户分配资源块(即步骤201)之前,还可以先对各个小区中能够使用的资源块进行初始化,并对这些资源块进行等功率分配,即在为小区内的各个用户分配资源块之前,该方法还可以包括:
初始化各个小区中能够使用的资源块;对该资源块进行等功率分配。
此外,在为小区内的各个用户分配资源块之前,还可以接收来自网关设备的业务流。
202、根据分配的资源块和所述干扰计算小区内各个用户获得的总速率。
例如,具体可以根据分配的资源块和所述干扰,利用香农公式计算小区内各个用户获得的总速率。
203、利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰;例如,具体可以如下:
判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求;
若满足用户最低服务速率要求,则计算当前小区功率,在确定该当前小区功率大于等于预置的小区最大功率时,拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率;在确定该当前小区功率小于预置的小区最大功率时,更新迭代次数,并在确定当前迭代次数超过最大迭代次数,或各个小区分配结果已经收敛时,执行向网关设备发送资源分配信息的步骤(即步骤204);否则,确定当前迭代次数没有超过最大迭代次数且各个小区分配结果还未收敛时,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤;
若不满足用户最低服务速率要求,则增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤。
204、向网关设备发送资源分配信息。
其中,该资源分配信息可以包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率等信息。
这样,网关在接收到该资源分配信息之后,就可以根据该资源分配信息对网络资源做进一步的控制,例如,具体可以参见实施例一,在此不再赘述。
可选的,为了避免网络资源的浪费,以及减少能耗,还可以关断使用较少的资源,即在步骤“向网关设备发送资源分配信息”之后,该网络资源控制方法还可以包括:
确定未分配的资源块的数量超过预置的第二阈值时,对该未分配的资源块执行符号关断操作。
其中,该第二阈值可以根据实际应用的需求进行设置。
由上可知,本实施例采用了按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,根据分配的资源块和干扰计算小区内各个用户获得的总速率,并利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,最后将该资源分配结果提供给网关设备。由于该方案在对用户获得的总速率进行计算时,不仅考虑到用户被分配到的资源块,而且还考虑了各个资源块上来自邻区的干扰,而且,还可以利用迭代算法对该总速率进行自适应调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,所以,不仅可以提高资源调度的灵活性,而且也可以减少能耗浪费。
需说明的是,本发明实施例所提供的网络资源控制方法,可以独立于实施例一中所提供的网络资源控制方法而实施,也可以结合实施例一中所提供的网络资源控制方法而实施。
根据实施例一和二所描述的方法,以下将在实施例三、四和五中分别举例作进一步详细说明。
实施例三、
在本实施例中,网关设备可以为不同的用户设置不同深度的漏桶,以实现对业务流的整形,并将整形后业务流存入优化后的存储空间,再利用网络微积分原理设计整形后业务流的离去曲线,并通过与基站间的信息交互,协调控制业务流的发送速率、小区休眠状态和相应存储空间的关断或开启,以达到控制网络整体能耗的目的,以下将进行详细说明。
如图3a所示,网关设备可以包括业务整形模块、存储资源控制节能模块、服务质量控制模块和关断控制模块,如下:
(1)业务整形模块;
在业务整形模块中,网关设备为每个用户设置一个整形漏桶,当业务流到达网关设备后,网关设备将业务流输入到漏桶中进行整形,以平滑业务的突发性,保证业务平滑性,然后将得到的整形后业务流输入到存储资源控制节能模块中,以便配合下层的服务质量控制和节能调度算法。
(2)存储资源控制节能模块;
存储资源控制节能模块在接收到业务整形模块传送过来的整形后业务流后,为该整形后业务流建立用户队列,其中,该用户队列所需占用的存储资源(即队列空间)可以根据用户的业务类型来设置,然后根据该用户队列所需占用的存储资源为其分配存储资源,例如,可以确定该用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值,若是,则基本存储资源和共享存储资源中为该用户队列分配存储资源,若否,则从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源,这样,既可以简化内存规划的复杂度,又可以减少资源的浪费。
其中,网关设备的存储空间可以划分为基本存储空间和共享存储空间,其中,基本存储空间也称为基本存储资源,共享存储空间也称为共享存储资源,具体可参见实施例一中的描述,在此不再赘述。
(3)服务质量控制模块;
为了提高服务质量,还可以对各个用户的小区归属进行统计,获得这些用户在所属小区的用户优先级,然后再根据缓存区数据积累状况和业务时延要求,由服务质量控制模块对当前该用户的整形后业务流的发送速率进行调整,使得该发送速率既能够满足服务质量需求的同时,又可以适当降低发送功率,减少功放能耗。
(4)关断控制模块;
该关断控制模块用于确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的基本存储资源;若否,则在确定该基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,该休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断该基站对应的基本存储资源。
基于上述网关设备的结构,如图3b所示,具体流程可以如下:
301、网关设备对自身(即网关设备)的存储空间进行划分,并根据各基站的实际配置和业务容量设置基本存储资源和共享存储资源的大小。
302、当来自核心网的用户接入基站并存在业务时,网关设备的业务整形模块接收该核心网和基站之间的业务流,并获取该基站上报的负载信息。
其中,该业务流携带业务信息,该业务信息可以包括业务产生时间、业务数据量和业务服务质量参数等,其中,业务服务质量参数可以包括业务允许时延和最小保证速率等参数。而基站的负载信息可以由各个基站定期进行上报,负载信息可以包括业务离去速率、缓存区数据积累状况和时延限等。
303、业务整形模块根据该业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数,然后根据调整后的整形参数对业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
304、存储资源控制节能模块根据业务类型在网关设备相对应的基本存储空间内为该整形后业务流建立一个用户队列,其中,该用户队列在基本存储空间中所占用的空间称为用户块。
305、存储资源控制节能模块确定该用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值,若是,则执行步骤306,若否,则执行步骤307。
其中,第一阈值可以根据实际应用的需求进行设置。
306、当该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,存储资源控制节能模块从基本存储资源和共享存储资源中为该用户队列分配存储资源,如下:
若基站对应的基本存储资源不足以供该用户队列使用,则可以申请共享存储资源供其使用,此时该从共享存储资源中分配给某个基站使用的存储资源称为该基站的共享块,该共享块被该基站拥有时,不可被重复利用。一个基站可同时申请多个共享块,以满足其存储需要,该共享块的大小可以根据基站的实际配置和业务容量而定。
307、当该用户队列所需占用的存储资源没有超过预置的第一阈值时,存储资源控制节能模块从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源;
其中,当该用户队列所需占用的存储资源没有超过预置的第一阈值时,就表明该基站所对应的基本存储空资源已足以提供给该用户队列使用,因此,此时不需要向共享存储资源申请存储资源。
308、服务质量控制模块获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量信息。
309、服务质量控制模块根据该网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
310、服务质量控制模块采用调整后的业务流的发送速率的大小发送调整后的业务流,比如,发送给基站或用户设备等。
需说明的是,若基站占用了共享块(即用户队列所占用的存储资源是网关从基本存储资源和共享存储资源中为其进行分配的),则在基站使用完之后,还需要将该占用的共享块(即分配给用户队列的共享存储资源)释放,以便后续可以提供给其他基站使用。同理,在用户移出基站的服务区时,也可以将分配给其用户队列的基本存储资源释放,以供其他用户使用。
此外,为了进一步减少网络资源的不必要能耗,关断控制模块还可以对业务量少于设定值的基站所对应的存储资源进行关断,并在接收到关于该基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的存储资源,具体可以如下:
S1、关断控制模块遍历各个基站对其进行休眠和资源关断的决策。
S2、关断控制模块确定当前基站,判断当前基站是否处于休眠模式,若是,则执行步骤S3,若否,则执行步骤S4。
S3、如果基站处于休眠模式,则关断控制模块在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的基本存储资源,比如,可以下达存储资源唤醒指令,然后执行步骤S5。
S4、如果基站不处于休眠模式,则关断控制模块在确定该基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,该休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断该基站对应的基本存储资源,然后执行步骤S5。
其中,休眠条件为基站一段时间内均处于空闲状态。
S5、关断控制模块确定是否遍历了该系统中所有的基站,若是,则流程结束,若否,则返回执行步骤S2。
由上可知,本实施例采用给不同用户设置不同深度的漏桶以实现对业务流的整形,并将整形后业务流存入优化后的存储空间,所以,可以避免现在技术中按最大业务量来分配存储资源所导致的存储资源被浪费的问题;而且,由于该方案还可以利用网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息来调整整形后业务流的发送速率,使得整形后业务流的发送速率满足该服务质量信息,因此,可以在保证满足服务质量信息的前提下,进一步降低能耗。
此外,该方案还可以通过与基站间的信息交互,协调控制业务流的发送速率、小区休眠状态和相应存储空间的关断或开启,所以,可以避免业务量较低的基站长期占用资源所导致的资源浪费和能耗浪费的问题,可以进一步节省资源和降低能耗。
实施例四、
在本实施例中,基站在进行资源分配时,除了考虑满足用户的业务需求之外,还可以考虑基站间交互干扰、资源使用和能耗等信息,并以能耗优化为目标,自适应地动态调配无线资源,以及将资源分配信息定时上报网关设备。
如图4a所示,基站可以包括资源块分配模块、功率分配模块和资源块资源符号关断模块,如下:
(1)资源块分配模块;
资源块分配模块在假设各个资源等功率的情况下,根据软频率复用确定小区边缘及小区中心所占用的资源块,并按照服务质量的要求,将对应的资源块分配给相应区域的用户。同时,也将资源块分配信息传递给功率分配模块。
(2)功率分配模块;
资源块分配模块在对各个用户进行资源块分配之后,不可避免的带来对邻小区的共道干扰。此时,功率分配模块可以计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,根据该干扰和分配的资源块计算小区内各个用户获得的总速率,利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,从而实现多小区干扰协调,达到节能的目的。
(3)资源块资源符号关断模块;
在低业务持续时间内,各小区会剩余许多空闲的未分配资源块,此时可以对该未分配的资源块执行符号关断操作,比如可采用符号关断技术在那些“没有数据发送”的符号周期内关闭功放,以便进一步降低功耗。
基于上述基站的结构,如图4b所示,具体流程可以如下:
401、资源块分配模块设置迭代次数为t=1;对每个小区m,初始化各个小区中能够使用的资源块集合为Nm=N,对小区内各个资源块进行等功率分配。
402、资源块分配模块接收来自网关设备的业务流,按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块。
403、功率分配模块计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,根据分配的资源块和计算出的干扰计算小区内各个用户获得的总速率。
404、功率分配模块判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求,若不满足用户最低服务速率要求,则执行步骤405,若满足用户最低服务速率要求,则执行步骤406。
405、功率分配模块增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤,即返回执行步骤404。
406、功率分配模块计算当前小区功率,并确定该当前小区功率是否小于预置的小区最大功率,若是,则执行步骤407,若否,则拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率,然后可以执行步骤407。
407、功率分配模块更新迭代次数t,比如将t加1,即t=t+1,然后执行步骤408。
408、功率分配模块确定当前迭代次数是否超过最大迭代次数tmax,即t≥tmax,若是,则执行步骤410,若否,则执行步骤409。
409、功率分配模块确定各小区分配结果是否已经收敛,若是,则执行步骤410,若否,则返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤,即返回执行步骤404。
410、功率分配模块向网关设备发送资源分配信息,其中,该资源分配信息可以包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率。
例如,具体可以向网关设备中的业务整形模块和服务质量控制模块发送该资源分配信息。
此外,为了避免网络资源的浪费,以及减少能耗,还可以关断使用较少的资源,即还可以执行步骤411。
411、基站判断剩余的未分配资源块数否超过预置的第二阈值,若超过该第二阈值,则对这些该未分配的资源块执行符号关断操作;若没有超过该第二阈值,则结束该流程。
其中,该第二阈值可以根据实际应用的需求进行设置。
由上可知,本实施例采用了按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,根据分配的资源块和干扰计算小区内各个用户获得的总速率,并利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,最后将该资源分配结果提供给网关设备。由于该方案在对用户获得的总速率进行计算时,不仅考虑到用户被分配到的资源块,而且还考虑了各个资源块上来自邻区的干扰,而且,还可以利用迭代算法对该总速率进行自适应调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,所以,不仅可以提高资源调度的灵活性,而且也可以减少能耗浪费。
实施例五、
在实施三和四的基础上,进一步的,可以将实施例三和四所提供的方案结合起来实施,即,将该网络节能控制分为两级来实施,第一级由网关设备给不同用户设置不同深度的漏桶,以实现对业务流的整形,并将整形后业务流存入优化后的存储空间,再利用网络微积分原理设计整形后业务流的离去曲线,并通过与基站间的信息交互,协调控制业务流的发送速率、小区休眠状态和相应存储空间的关断或开启,以达到控制网络整体能耗的目的。而第二级则是由基站根据基站间交互干扰、资源使用和能耗等信息,并以能耗优化为目标,自适应地动态调配无线资源,以及将资源分配信息定时上报网关设备,具体实施可参见实施例三和四,在此不再赘述。
该实施例可以实现实施三和四同样的有益效果,在此不再赘述。
实施例六、
为了更好的实施以上方法,本发明实施例还提供一种网关设备,如图5所示,该网关设备包括接收单元501、获取单元502、整形单元503、建立单元504、分配单元505和处理单元506;
接收单元501,用于接收核心网和基站之间的业务流。
其中,该业务流携带业务信息,例如,该业务信息可以包括业务产生时间、业务数据量和业务服务质量参数等,其中,业务服务质量参数可以包括业务允许时延和最小保证速率等参数。
获取单元502,用于获取该基站上报的负载信息;
其中,这些负载信息可以由各个基站定期进行上报,负载信息可以包括业务离去速率、缓存数据积累状况和时延限等。
整形单元503,用于根据该业务信息和负载信息对该业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;
其中,可以给不同的用户设置不同深度的漏桶以实现对到达业务流的整形,通过这样的整形,可以平滑业务的突发性,保证业务平滑性。其中,漏桶的深度取决于整形参数的值,该整形参数可以根据业务信息和基站的负载信息来进行调整,即:
整形单元503,具体可以用于根据该业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数,根据调整后的整形参数对所述业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
建立单元504,用于为该整形后业务流建立用户队列;
分配单元505,用于确定该用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为该用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源;
其中,第一阈值可以根据实际应用的需求进行设置。而网关设备的存储空间则可以分为两部分,一部分是分配给基站的基本存储空间,一部分是基站共享的共享存储空间,其中,基本存储空间也称为基本存储资源,共享存储空间也称为共享存储资源,具体可参见前面的实施例,在此不再赘述。
处理单元506,用于利用分配的存储资源处理整形后业务流,比如,将该整形后业务流按照用户优先级发送给基站设备,等等。
可选的,为了提高服务质量,利用分配的存储资源处理整形后业务流之前,还可以对整形后业务流的发送速率进行一定的调整,即该网关设备还可以包括调整单元;
调整单元,用于获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量信息,根据该网络微积分的服务曲线用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得该整形后业务流的发送速率满足该服务质量信息。
此外,若基站占用了共享块(即用户队列所占用的存储资源是网关从基本存储资源和共享存储资源中为其进行分配的),则在基站使用完之后,还需要将该占用的共享块(即分配给用户队列的共享存储资源)释放,以便后续可以提供给其他基站使用,即:
分配单元505,还可以用于在处理单元506利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,释放分配给该用户队列的共享存储资源。
同理,在用户移出基站的服务区时,也可以将分配给相应的用户队列的基本存储资源释放,以供其他用户使用,即:
分配单元505,还可以用于当该用户移出该基站的服务区时,释放分配给该用户队列的基本存储资源。
可选的,为了进一步减少网络资源的不必要能耗,还可以对业务量少于设定值的基站所对应的存储资源进行关断,并在接收到关于该基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的存储资源。即该网关设备还可以包括控制单元;
控制单元,可以用于确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到该基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的基本存储资源;若否,则在确定该基站达到休眠条件时,向该基站发送休眠指令,该休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断该基站对应的基本存储资源。
其中,基站是否进入休眠模式以及是否被唤醒除了可以由网关来控制之外,也可以由基站自身进行判断,若是由基站自身进行判断,则基站需要将进入休眠模式或被唤醒的情况通知给网关,以便网关进行后续操作,比如,若得知基站进入休眠模式,则关断该基站对应的基本存储资源,并在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的基本存储资源。
具体实施时,以上各个单元可以作为独立的实体来实现,也可以进行任意组合,作为同一或若干个实体来实现,例如,可以参见实施例三中网关设备的结构。以上各个单元的具体实施可以参见前面的实施例,在此不再赘述。
由上可知,本实施例的网关设备的接收单元501接收核心网和基站之间的业务流,并由获取单元502获取该基站上报的负载信息,然后由整形单元503根据业务流中携带业务信息和负载信息对业务流(即随机到达的业务流)进行漏桶整形,得到整形后业务流,由建立单元504为该整形后业务流建立用户队列,在确定该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,由分配单元505从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源,否则,由分配单元505从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源,最后由处理单元506利用分配的存储资源处理整形后业务流。由于在该方案中,可以对业务流进行漏桶整形,并按照实际需求为其灵活地分配存储资源,所以,可以避免现在技术中按最大业务量来分配存储资源所导致的存储资源被浪费的问题,以及避免现有技术中存储空间始终处于工作状态所导致的不必要能耗浪费的问题,不仅可以节省网络资源,而且也可以降低能耗。
实施例七、
相应的,本发明实施例还提供一种基站,如图6所示,该基站包括第一处理单元601、运算单元602、调整单元603和发送单元604。
第一处理单元601,用于按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;
运算单元602,用于根据分配的资源块和该来自邻区的干扰计算小区内各个用户获得的总速率;例如,具体可以如下:
根据分配的资源块和所述干扰,利用香农公式计算小区内各个用户获得的总速率。
调整单元603,用于利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰;
发送单元604,用于向网关设备发送资源分配信息,其中,该资源分配信息可以包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率等信息。
其中,在按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块之前,还可以先对各个小区中能够使用的资源块进行初始化,并对这些资源块进行等功率分配,即该基站还可以包括第二处理单元;
第二处理单元,可以用于初始化各个小区中能够使用的资源块,对所述资源块进行等功率分配。
其中,调整单元603,具体可以用于判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求;若满足用户最低服务速率要求,则计算当前小区功率,在确定所述当前小区功率大于等于预置的小区最大功率时,拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率;在确定所述当前小区功率小于预置的小区最大功率时,更新迭代次数,在确定当前迭代次数超过最大迭代次数,或确定各个小区分配结果已经收敛时,执行向网关设备发送资源分配信息的步骤;在确定当前迭代次数没有超过最大迭代次数且各个小区分配结果还未收敛时,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤;若不满足用户最低服务速率要求,则增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤,具体可参见前面的实施例,在此不再赘述。
可选的,为了避免网络资源的浪费,以及减少能耗,还可以关断使用较少的资源,即该基站还可以包括控制单元;
控制单元,用于确定未分配的资源块的数量超过预置的第二阈值时,对该未分配的资源块执行符号关断操作。
其中,该第二阈值可以根据实际应用的需求进行设置。
此外,在为小区内的各个用户分配资源块之前,还可以接收来自网关设备的业务流,即该基站还可以包括接收单元;
接收单元,用于收来自网关设备的业务流。
具体实施时,以上各个单元可以作为独立的实体来实现,也可以进行任意组合,作为同一或若干个实体来实现,例如,可以参见实施例四中基站的结构。以上各个单元的具体实施可以参见前面的实施例,在此不再赘述。
由上可知,本实施例的基站的第一处理单元601可以按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,然后由运算单元602根据分配的资源块和干扰计算小区内各个用户获得的总速率,并由调整单元603利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,最后由发送单元604将该资源分配结果提供给网关设备。由于该方案在对用户获得的总速率进行计算时,不仅考虑到用户被分配到的资源块,而且还考虑了各个资源块上来自邻区的干扰,而且,还可以利用迭代算法对该总速率进行自适应调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,所以,不仅可以提高资源调度的灵活性,而且也可以减少能耗浪费。
实施例八、
相应的,本发明实施例还提供一种通信系统,本发明实施例提供的任一种网关设备和/或本发明实施例提供的任一种基站。其中,网关设备具体可以参见实施例六,基站具体可以参见实施例七,在此不再赘述。
由于该通信系统包括本发明实施例提供的任一种网关设备和/或本发明实施例提供的任一种基站,因此,可以实现和本发明实施例提供的网关设备和/或基站同样的有益效果,在此不再赘述。
实施例九、
本发明实施例提供一种网关设备,包括处理器、收发设备和用于存储数据的存储器,其中:
收发单元,用于接收核心网和基站之间的业务流,所述业务流携带业务信息;获取所述基站上报的负载信息;
处理器,用于根据收发单元获得的业务信息和负载信息对该业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;为该整形后业务流建立用户队列,确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;利用分配的存储资源处理整形后业务流。
可选的,为了提高服务质量,利用分配的存储资源处理整形后业务流之前,还可以对整形后业务流的发送速率进行一定的调整,即:
该处理器,还可以用于获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量信息;根据该网络微积分的服务曲线用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
此外,若基站占用了共享块(即用户队列所占用的存储资源是网关从基本存储资源和共享存储资源中为其进行分配的),则在基站使用完之后,还需要将该占用的共享块(即分配给用户队列的共享存储资源)释放,以便后续可以提供给其他基站使用,即:
该处理器,还用于释放分配给该用户队列的共享存储资源。
同理,在用户移出基站的服务区时,也可以将分配给相应的用户队列的基本存储资源释放,以供其他用户使用,即:
该处理器,还用于当用户移出所述基站的服务区时,释放分配给该用户队列的基本存储资源。
可选的,为了进一步减少网络资源的不必要能耗,还可以对业务量少于设定值的基站所对应的存储资源进行关断,并在接收到关于该基站的唤醒信息时,唤醒该基站对应的存储资源。即:
处理器,还可以用于确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒所述基站对应的基本存储资源;若否,则在确定所述基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,所述休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断所述基站对应的基本存储资源。
以上各个设备的具体实现可以参见前面的实施例,在此不再赘述。
由上可知,本实施例的网关设备接收核心网和基站之间的业务流,并获取该基站上报的负载信息,然后根据业务流中携带业务信息和负载信息对随机达到的业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流,为该整形后业务流建立用户队列,在确定该用户队列所需占用的存储资源超过预置的第一阈值时,从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源,否则,从基本存储资源中为该用户队列分配存储资源,最后利用分配的存储资源处理整形后业务流。由于在该方案中,可以对业务流进行漏桶整形,并按照实际需求为其灵活地分配存储资源,所以,可以避免现在技术中按最大业务量来分配存储资源所导致的存储资源被浪费的问题,以及避免现有技术中存储空间始终处于工作状态所导致的不必要能耗浪费的问题,不仅可以节省网络资源,而且也可以降低能耗。
实施例十、
相应的,本发明实施例还提供一种基站,包括处理器、收发设备和用于存储数据的存储器,其中:
处理器,用于按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰;根据分配的资源块和所述干扰计算小区内各个用户获得的总速率;利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,并控制收发设备向网关设备发送资源分配信息,所述资源分配信息包括小区内的资源块的分配情况和调整后的用户获得的总速率;
收发设备,用于向网关设备发送资源分配信息。
例如,其中,处理器,具体可以用于判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求;若满足用户最低服务速率要求,则计算当前小区功率,在确定所述当前小区功率大于等于预置的小区最大功率时,拒绝小区消耗功率最多的用户,并降低被拒绝用户的总速率;在确定所述当前小区功率小于预置的小区最大功率时,更新迭代次数,在确定当前迭代次数超过最大迭代次数,或确定各个小区分配结果已经收敛时,执行向网关设备发送资源分配信息的步骤;在确定当前迭代次数没有超过最大迭代次数且各个小区分配结果还未收敛时,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤;若不满足用户最低服务速率要求,则增加用户获得的总速率,返回执行判断用户获得的总速率是否满足用户最低服务速率要求的步骤。
其中,在按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块(即步骤201)之前,还可以先对各个小区中能够使用的资源块进行初始化,并对这些资源块进行等功率分配,即:
处理器,还可以用于初始化各个小区中能够使用的资源块,对该资源块进行等功率分配。
可选的,在为小区内的各个用户分配资源块之前,该处理器,还可以接收来自网关设备的业务流。
可选的,为了避免网络资源的浪费,以及减少能耗,还可以关断使用较少的资源,即:
处理器,还可以用于确定未分配的资源块的数量超过预置的第二阈值时,对该未分配的资源块执行符号关断操作。
其中,该第二阈值可以根据实际应用的需求进行设置。
以上各个设备的具体实现可以参见前面的实施例,在此不再赘述。
由上可知,本实施例的基站采用了按照各个用户业务信息要求为小区内的各个用户分配资源块,并计算每个小区内各个资源块上来自邻区的干扰,根据分配的资源块和干扰计算小区内各个用户获得的总速率,并利用迭代算法对用户获得的总速率进行调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,最后将该资源分配结果提供给网关设备。由于该方案在对用户获得的总速率进行计算时,不仅考虑到用户被分配到的资源块,而且还考虑了各个资源块上来自邻区的干扰,而且,还可以利用迭代算法对该总速率进行自适应调整,使得用户获得的总速率在满足最小服务速率的同时,最小化小区的功率和减小对其他小区的干扰,所以,不仅可以提高资源调度的灵活性,而且也可以减少能耗浪费。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM,RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的一种网络资源控制方法、装置和系统进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种网络资源控制方法,其特征在于,包括:
接收核心网和基站之间的业务流,所述业务流携带业务信息,所述业务信息包括业务产生时间、业务数据量和业务服务质量参数;
获取所述基站上报的负载信息,所述负载信息包括基站的资源分配信息、业务离去速率、缓存区数据积累状况和时延限;
根据所述业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;
为所述整形后业务流建立用户队列;
确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;
若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;
若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;
利用分配的存储资源处理整形后业务流;
所述利用分配的存储资源处理整形后业务流之前,还包括:
获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量信息;
根据所述网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流,包括:
根据所述业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数;
根据调整后的整形参数对所述业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,还包括:
释放分配给所述用户队列的共享存储资源。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,还包括:
当所述用户移出所述基站的服务区时,释放分配给所述用户队列的基本存储资源。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
确定基站是否处于休眠模式;
若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒所述基站对应的基本存储资源;
若否,则在确定所述基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,所述休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断所述基站对应的基本存储资源。
6.一种网关设备,其特征在于,包括:
接收单元,用于接收核心网和基站之间的业务流,所述业务流携带业务信息,所述业务信息包括业务产生时间、业务数据量和业务服务质量参数;
获取单元,用于获取所述基站上报的负载信息,所述负载信息包括基站的资源分配信息、业务离去速率、缓存区数据积累状况和时延限;
整形单元,用于根据所述业务信息和负载信息对所述业务流进行漏桶整形,得到整形后业务流;
建立单元,用于为所述整形后业务流建立用户队列;
分配单元,用于确定所述用户队列所需占用的存储资源是否超过预置的第一阈值;若是,则从基本存储资源和共享存储资源中为所述用户队列分配存储资源;若否,则从基本存储资源中为所述用户队列分配存储资源;
处理单元,用于利用分配的存储资源处理整形后业务流;
还包括:
调整单元,用于获取网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息、业务时延要求信息、以及服务质量信息,根据所述网络微积分的服务曲线、用户在所属小区的用户优先级、缓存区数据积累状况信息和业务时延要求信息调整所述整形后业务流的发送速率,使得所述整形后业务流的发送速率满足所述服务质量信息。
7.根据权利要求6所述的网关设备,其特征在于,
所述整形单元,具体用于根据所述业务信息和负载信息,利用网络微积分原理调整整形参数,根据调整后的整形参数对所述业务流的发送速率进行整形,得到整形后业务流。
8.根据权利要求6所述的网关设备,其特征在于,
所述分配单元,还用于在处理单元利用分配的存储资源处理整形后业务流之后,释放分配给所述用户队列的共享存储资源。
9.根据权利要求6所述的网关设备,其特征在于,
所述分配单元,还用于当所述用户移出所述基站的服务区时,释放分配给所述用户队列的基本存储资源。
10.根据权利要求6至9任一项所述的网关设备,其特征在于,还包括控制单元;
控制单元,用于确定基站是否处于休眠模式;若是,则在确定接收到所述基站的唤醒信息时,唤醒所述基站对应的基本存储资源;若否,则在确定所述基站达到休眠条件时,向所述基站发送休眠指令,所述休眠指令指示基站进入休眠模式,并关断所述基站对应的基本存储资源。
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