CN104994525A - 一种基于lte-a网络的协作调节系统 - Google Patents

一种基于lte-a网络的协作调节系统 Download PDF

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Abstract

本发明的基于LTE-A网络的协作调节系统通过解析协作站点的性能实时变化和先前协作工作执行信息，使得中央控制站点对协作工作的分配更合理，更能充分发挥性能较好的协作站点的性能优势，为中央控制站点赋予了选择协作站点去执行协作工作的权利，避免了性能较差的协作站点带来的效率下降问题。

Description

一种基于LTE-A网络的协作调节系统
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于LTE-A网络的协作调节系统。
背景技术
近年来，随着移动通信技术的发展，尽管通信系统对无线通信业务的支持能力有了明显的提高，同时用户对高速率、高质量的多媒体业务也有了更高的期望。因此，在下一代移动通信技术的研究中，对频谱效率、传输速率、系统吞吐量和小区边缘性能等方面也提出了更高的要求。
LTE-A系统采用同频组网技术，OFDM的接入方式使小区内用户的信息承载在相互正交的不同子载波上，有效避免了小区内用户间的多址干扰，但是小区间干扰无法抑制。对于小区边缘用户而言，有用信号强度小，同时来自相邻小区的干扰信号强度大，这限制了小区边缘用户的信噪比(SINR)，导致其吞吐量下降，使得边缘用户得不到满意的服务质量，严重制约了系统性能和系统公平性的提高。因此，小区间干扰抑制成为了LTE-A系统中亟待解决的问题。
协作多点(CoMP)传输技术能有效改善小区边缘用户性能，提高系统吞吐量，在近年来引起了业界的广泛关注和研究，并成为3GPPLTE-Advanced标准化工作的重要研究项目之一。
对于协作处理应用层计算请求的协作站点来说，如何通过协作工作的调节以高效处理上层计算请求，提高性能上异构的协作站点的资源的利用率，并提升作业的响应速度成为当前协作处理领域的研究热点。
然而，在大多数情况下，不同站点的性能各异，不同时刻各站点的负载状况也不同，如何根据站点的性能异构性及实时负载状况确定协作工作的实时分配方案，对于高效处理计算协作工作并提高协作站点的资源利用率、提升作业的响应速度有重要意义。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
根据本发明的实施方式，提出一种基于LTE-A网络的协作调节系统，所述系统通过实时获取并解析协作工作的资源期望及站点的能力参数和先前协作工作执行信息，在满足期望的情况下对协作工作的分配进行实时控制，该系统包括一个中央控制站点和多个协作站点，所述中央控制站点和多个协作站点通过远程调用协议通讯，其中，
所述中央控制站点包括调节器、站点解析器以及工作解析器，所述协作站点包括站点能力监测器和协作工作监测器。
根据本发明的实施方式，所述协作站点分别通过站点能力监测器和协作工作监测器实时采集本站点的能力参数及协作工作执行信息，以规律间隔信息的形式报告给中央控制站点；中央控制站点通过站点解析器和工作解析器接收并解析各协作站点的规律间隔信息，生成站点表现记录文档和协作工作表现记录文档；
中央控制站点根据站点表现记录文档和协作工作表现记录文档，为协作站点尝试分配协作工作，更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档；
如果协作站点中有空闲协作工作时隙可用，则在下次的规律间隔信息中加入向中央控制站点请求协作工作的识别码；
中央控制站点接收到协作站点的协作工作请求后，通过调节器按调节方案为其分配协作工作。
根据本发明的具体实施方式，所述站点能力参数和协作工作执行信息是中央控制站点更新站点表现记录文档和协作工作表现记录文档的数据依据。
根据本发明的具体实施方式，所述站点能力参数包括中央处理器时钟频率、存储空间、处理器利用率、存储空间利用率和接口利用率。
根据本发明的具体实施方式，所述协作工作执行信息包括已经终止的协作工作执行信息和正在进行中的协作工作执行信息；已经终止的协作工作执行信息包括协作工作的工作识别码、所在作业的作业识别码、用于传输的时间即拷贝处理数据和用于中央处理器计算的时间；正在进行中的协作工作执行信息包括协作工作的工作识别码、所在作业的作业识别码、协作工作的执行进程和已执行时间；每个协作站点每隔一段时间采集本站点的这两种信息，并包装为规律间隔信息发送给中央控制站点。
根据本发明的具体实施方式，所述站点表现记录文档和协作工作表现记录文档是中央控制站点制定协作工作分配方案的参考信息。
根据本发明的具体实施方式，所述站点表现记录文档用于记录一段时期内各协作站点的能力表现，所述协作工作表现记录文档用于记录各协作站点在一段时期内处理协作工作的情况。
根据本发明的具体实施方式，所述中央控制站点首次接收到协作站点的规律间隔信息后，生成站点表现记录文档和协作工作表现记录文档并在以后每次接收到协作站点的规律间隔信息后更新这两个文档。
根据本发明的具体实施方式，所述站点表现记录文档包括站点名称变量、处理器速度变量、存储空间大小变量、处理器利用率变量、存储空间利用率变量、以及接口利用率变量；所述协作工作表现记录文档包括作业识别码、工作识别码、站点名称变量、传输时间变量、中央处理器计算时间变量、执行进程变量、以及已执行时间变量。
根据本发明的具体实施方式，所述协作站点的协作工作时隙的大小表示协作站点同一时刻能并行执行的最大协作工作数，协作工作时隙的大小在协作站点协作群启动前设置好；协作站点在有空闲协作工作时隙的时候向中央控制站点申请协作工作，协作工作的申请通过规律间隔信息传递，规律间隔信息中包含申请协作工作的识别码位，如果为真则表明该协作站点有空闲协作工作时隙，中央控制站点可以将协作工作分配给该协作站点执行。
根据本发明的具体实施方式，所述中央控制站点为申请协作工作的协作站点分配协作工作执行是通过CoMP调节规则决定的，通过读取站点表现记录文档、协作工作表现记录文档、站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档，并结合剩余协作工作队列，根据CoMP调节规则确定为协作站点分配协作工作的优先次序及协作工作个数，然后更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档。
与现有技术此，本发明的基于LTE-A网络的协作调节系统通过解析协作站点的性能实时变化和先前协作工作执行信息，使得中央控制站点对协作工作的分配更合理，更能充分发挥性能较好的协作站点的性能优势，为中央控制站点赋予了选择协作站点去执行协作工作的权利，避免了性能较差的协作站点带来的效率下降问题。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细记录，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
附图1示出了根据本发明实施方式的基于LTE-A网络的协作调节系统结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地记录本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，提出一种基于LTE-A网络的协作调节系统，所述系统通过实时获取并解析协作工作的资源期望及站点的能力参数和先前协作工作执行信息，在满足期望的情况下对协作工作的分配进行实时控制，从而提高作业的响应速度和站点的资源利用率，如附图1所示，该系统包括一个中央控制站点和多个协作站点，所述中央控制站点和多个协作站点通过远程调用协议通讯，其中，所述中央控制站点包括调节器、站点解析器以及工作解析器，所述协作站点包括站点能力监测器和协作工作监测器。
所述协作站点分别通过站点能力监测器和协作工作监测器实时采集本站点的能力参数及协作工作执行信息，以规律间隔信息的形式报告给中央控制站点；中央控制站点通过站点解析器和工作解析器接收并解析各协作站点的规律间隔信息，生成站点表现记录文档和协作工作表现记录文档；
中央控制站点根据站点表现记录文档和协作工作表现记录文档，为协作站点尝试分配协作工作，更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档；
如果协作站点中有空闲协作工作时隙可用，则在下次的规律间隔信息中加入向中央控制站点请求协作工作的识别码；
中央控制站点接收到协作站点的协作工作请求后，通过调节器按调节方案为其分配协作工作。
根据本发明的具体实施方式，所述站点能力参数和协作工作执行信息是中央控制站点更新站点表现记录文档和协作工作表现记录文档的数据依据；
所述站点能力参数包括中央处理器时钟频率、存储空间、处理器利用率、存储空间利用率和接口利用率；
所述协作工作执行信息包括已经终止的协作工作执行信息和正在进行中的协作工作执行信息；已经终止的协作工作执行信息包括协作工作的工作识别码、所在作业的作业识别码、用于传输的时间即拷贝处理数据和用于中央处理器计算的时间，其中，拷贝处理数据发生在该协作站点没有此协作工作的输入数据的情况下发生；正在进行中的协作工作执行信息包括协作工作的工作识别码、所在作业的作业识别码、协作工作的执行进程和已执行时间；每个协作站点每隔一段时间采集本站点的这两种信息，并包装为规律间隔信息发送给中央控制站点。
根据本发明的具体实施方式，所述站点表现记录文档和协作工作表现记录文档是中央控制站点制定协作工作分配方案的参考信息；
所述站点表现记录文档用于记录一段时期内各协作站点的能力表现，所述协作工作表现记录文档用于记录各协作站点在一段时期内处理协作工作的情况；
所述中央控制站点首次接收到协作站点的规律间隔信息后，生成站点表现记录文档和协作工作表现记录文档并在以后每次接收到协作站点的规律间隔信息后更新这两个文档；
所述站点表现记录文档包括站点名称变量、处理器速度变量、存储空间大小变量、处理器利用率变量、存储空间利用率变量、以及接口利用率变量；所述协作工作表现记录文档包括作业识别码、工作识别码、站点名称变量、传输时间变量、中央处理器计算时间变量、执行进程变量、以及已执行时间变量；所述站点计划分配文档记录了中央控制站点为协作站点计划分配协作工作的信息，站点计划分配文档包括站点名称变量、计划分配变量、计划分配工作识别码；协作工作尝试分配文档记录了中央控制站点将协作工作尝试分配给协作站点的信息，所述协作工作尝试分配文档包括工作识别码、尝试分配变量、尝试分配站点名称变量。
根据本发明的具体实施方式，所述中央控制站点根据站点表现记录文档和协作工作表现记录文档，为协作站点尝试分配协作工作，更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档具体包括：
中央控制站点探听协作站点的远程调用传输协议接入，接收协作站点发送的规律间隔信息；中央控制站点在一个时刻接收一个协作站点的规律间隔信息，如果中央控制站点在接收某个协作站点的规律间隔信息时，有其他协作站点也向中央控制站点发送规律间隔信息，则中央控制站点将后来的规律间隔的协作站点加入排队序列；
协作站点上的站点能力监测器监测并采集本站点先前一段时间内的能力参数，协作工作监测器监测本站点上正在执行的协作工作的信息并采集已执行的之前几个协作工作的记录，协作站点将能力参数和协作工作信息包装为规律间隔信息；如果先前一段时间内的协作工作信息没有更新，规律间隔信息中可以只包含站点的能力参数；协作站点每隔一段时间将规律间隔信息通过远程调用传输协议方式发送给中央控制站点；规律间隔为2秒，每次规律间隔，规律间隔信息中都包含站点的能力参数和当前正在执行的协作工作的信息，而协作站点每执行完一个协作工作，都在下一次规律间隔后将已经终止的协作工作的执行记录加入规律间隔信息发送给中央控制站点，即协作工作信息中包含两类协作工作信息：已完成但未上传的协作工作信息和正在进行中的协作工作信息；
中央控制站点根据接收到的规律间隔信息，更新站点表现记录文档和协作工作表现记录文档；对于站点表现记录文档，将规律间隔信息中的协作站点表现信息替换中央控制站点中站点表现记录文档对应于该协作站点的信息；协作工作表现记录文档中记录着每个站点上执行的先前几个协作工作的信息和正在进行中的协作工作信息，中央控制站点每次收到新的协作工作表现信息时，首先判断是否有已完成但未上传的协作工作信息，如果有，则获得该协作工作的工作识别码并查看该协作工作在协作工作表现记录文档中是否已存在，若存在则更新协作工作表现记录文档中该协作工作的信息，否则删除协作工作表现记录文档中该协作站点的最旧的协作工作信息并加入该已完成的协作工作信息；对于正在进行中的协作工作信息，获得该协作工作的工作识别码，如果该协作工作在协作工作表现记录文档中已存在，则更新协作工作表现记录文档中该协作工作的信息，否则，在协作工作表现记录文档中加入该协作工作的信息；
根据站点表现记录文档和协作工作表现记录文档更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档；对于协作工作列表中的第m个协作工作，根据站点表现记录文档和协作工作表现记录文档，预判每个站点执行该协作工作所需的时间，预判算法如下：
T i , j = Σ j - h j - 1 ( t s + t io + t cpu ) h , i = 1,2 , . . . , n ,
其中，Tij为第i个协作站点执行其第j个协作工作所需的预判时间，ts为出现可用协作工作时隙的时间，ti0为拷贝数据所需的时间，tcpu为数据处理时间，h为协作站点已经成功执行的协作工作的参考数，n为协作群中的协作站点数；
获得Tij的值后，中央控制站点选择最小的一个，向其对应的协作站点尝试分配协作工作，并将协作工作m标记为已计划分配，将即将执行该协作工作的协作站点标记为已尝试分配；
随后，中央控制站点继续在未被标记为已尝试分配的各协作站点中为下一个没有标记为已计划分配的协作工作选择执行它的协作站点，每次只预分k个协作工作，其中k＝4；预分完毕后，协作工作队列里可以剩余未被标记为已计划分配的协作工作，站点列表中也可以剩余未被标记为已尝试分配的站点；
如果协作站点在规律间隔信息中将请求协作工作变量标记为真，则进入调节器。
根据本发明的具体实施方式，所述协作站点的协作工作时隙的大小表示协作站点同一时刻能并行执行的最大协作工作数，协作工作时隙的大小在协作站点协作群启动前设置好；协作站点在有空闲协作工作时隙的时候向中央控制站点申请协作工作，协作工作的申请通过规律间隔信息传递，规律间隔信息中包含申请协作工作的识别码位，如果为真则表明该协作站点有空闲协作工作时隙，中央控制站点可以将协作工作分配给该协作站点执行。
根据本发明的具体实施方式，所述中央控制站点为申请协作工作的协作站点分配协作工作执行是通过CoMP调节规则决定的；CoMP调节规则在中央控制站点的调节器中实现，同一时刻可能有多个协作站点同时申请协作工作执行，调节器通过读取站点表现记录文档、协作工作表现记录文档、站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档，并结合剩余协作工作队列，根据CoMP调节规则确定为协作站点分配协作工作的优先次序及协作工作个数，然后更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档。
根据本发明的具体实施方式，所述中央控制站点接收到协作站点的协作工作请求后，通过调节器按调节方案为其分配协作工作具体包括：
中央控制站点首先通过查找站点计划分配文档判断是否已为该站点计划分配协作工作，如果已计划分配，则为该站点分配已计划分配的协作工作，并标记该协作工作已分配，标记该站点为未尝试分配；
如果中央控制站点没有为该站点计划分配协作工作，根据S2中所述的预判算法公式，未被标记为已尝试分配的站点是能力较差或计算能力较弱的站点，则从协作工作队列中选取一个协作工作给该站点执行，但是并不将该协作工作标记为已分配，待下次预分时，该协作工作将被预分给处理速度较快的站点，该协作工作设置一个冗余协作工作在快站点上执行以保证其可靠执行；
为协作站点分配协作工作结束后，中央控制站点更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档；
协作工作调节阶段结束，转入信息更新阶段，中央控制站点继续接收并处理协作站点发送过来的规律间隔信息。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于LTE-A网络的协作调节系统，所述系统通过实时获取并解析协作工作的资源期望及站点的能力参数和先前协作工作执行信息，在满足期望的情况下对协作工作的分配进行实时控制，该系统包括一个中央控制站点和多个协作站点，所述中央控制站点和多个协作站点通过远程调用协议通讯，其中，
所述中央控制站点包括调节器、站点解析器以及工作解析器，所述协作站点包括站点能力监测器和协作工作监测器。
2.一种如权利要求1所述的系统，所述协作站点分别通过站点能力监测器和协作工作监测器实时采集本站点的能力参数及协作工作执行信息，以规律间隔信息的形式报告给中央控制站点；中央控制站点通过站点解析器和工作解析器接收并解析各协作站点的规律间隔信息，生成站点表现记录文档和协作工作表现记录文档；
中央控制站点根据站点表现记录文档和协作工作表现记录文档，为协作站点尝试分配协作工作，更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档；
如果协作站点中有空闲协作工作时隙可用，则在下次的规律间隔信息中加入向中央控制站点请求协作工作的识别码；
中央控制站点接收到协作站点的协作工作请求后，通过调节器按调节方案为其分配协作工作。
3.一种如权利要求2所述的系统，所述站点能力参数和协作工作执行信息是中央控制站点更新站点表现记录文档和协作工作表现记录文档的数据依据，所述站点能力参数包括中央处理器时钟频率、存储空间、处理器利用率、存储空间利用率和接口利用率。
4.一种如权利要求3所述的系统，所述协作工作执行信息包括已经终止的协作工作执行信息和正在进行中的协作工作执行信息；已经终止的协作工作执行信息包括协作工作的工作识别码、所在作业的作业识别码、用于传输的时间即拷贝处理数据和用于中央处理器计算的时间；正在进行中的协作工作执行信息包括协作工作的工作识别码、所在作业的作业识别码、协作工作的执行进程和已执行时间；每个协作站点每隔一段时间采集本站点的这两种信息，并包装为规律间隔信息发送给中央控制站点。
5.一种如权利要求4所述的系统，所述站点表现记录文档和协作工作表现记录文档是中央控制站点制定协作工作分配方案的参考信息。
6.一种如权利要求5所述的系统，所述站点表现记录文档用于记录一段时期内各协作站点的能力表现，所述协作工作表现记录文档用于记录各协作站点在一段时期内处理协作工作的情况。
7.一种如权利要求6所述的系统，所述中央控制站点首次接收到协作站点的规律间隔信息后，生成站点表现记录文档和协作工作表现记录文档并在以后每次接收到协作站点的规律间隔信息后更新这两个文档。
8.一种如权利要求7所述的系统，所述站点表现记录文档包括站点名称变量、处理器速度变量、存储空间大小变量、处理器利用率变量、存储空间利用率变量、以及接口利用率变量；所述协作工作表现记录文档包括作业识别码、工作识别码、站点名称变量、传输时间变量、中央处理器计算时间变量、执行进程变量、以及已执行时间变量。
9.一种如权利要求8所述的系统，所述协作站点的协作工作时隙的大小表示协作站点同一时刻能并行执行的最大协作工作数，协作工作时隙的大小在协作站点协作群启动前设置好；协作站点在有空闲协作工作时隙的时候向中央控制站点申请协作工作，协作工作的申请通过规律间隔信息传递，规律间隔信息中包含申请协作工作的识别码位，如果为真则表明该协作站点有空闲协作工作时隙，中央控制站点可以将协作工作分配给该协作站点执行。
10.一种如权利要求9所述的系统，所述中央控制站点为申请协作工作的协作站点分配协作工作执行是通过CoMP调节规则决定的，通过读取站点表现记录文档、协作工作表现记录文档、站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档，并结合剩余协作工作队列，根据CoMP调节规则确定为协作站点分配协作工作的优先次序及协作工作个数，然后更新站点计划分配文档和协作工作尝试分配文档。
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