CN116614886A - 一种实现5g网络gbr调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及5G NR QoS领域，具体提供了一种实现5G网络GBR调度方法及装置，具有如下步骤：S1、把GBR速率Bits/S换算为MAC调度速率Bpt；S2、进行TTI资源调度，根据配置的调度算法选择合适的QoS Flow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源；S3、在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值。与现有技术相比，本发明方法逻辑简单，运行时速率抖动轻微，易于实现。
Description
技术领域
本发明涉及5G NR QoS领域，具体提供一种实现5G网络GBR调度方法及装置。
背景技术
GBR(Guaranteed Bit Rate)是5G网络重要的QoS参数，GBR是网络必须保证的比特速率，即使在网络资源紧张的情况下，相应的比特速率也应该保持，即保证的最小带宽。相比4G网络，5G网络一个重要变更就是将QoS和RB的映射下放到RAN侧管理，这样可以使得5GNR更灵活的根据空口状态来满足业务的QoS需求。QoS Flow是实现5G网络QoS的基础，核心网把各种QoS参数(包括GBR)配置到相关的QoS Flow上，5G NR把QoS Flow映射到一条或多条RB之上，然后5G NR的MAC实体通过调度各RB实现设定的QoS。
目前GBR的一般实现方法都是通过预留空口资源的算法来保障GBR速率，这种算法由于每次都预分配资源，随着QoS Flow的增加，空口资源一般浪费较多。另外，由于QoSFlow经常会随着业务变化动态删建，导致算法复杂度增加，速率抖动严重，且经常会出现GBR速率无法保障的现象。
发明内容
本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种实用性强的实现5G网络GBR调度方法。
本发明进一步的技术任务是提供一种设计合理，安全适用的实现5G网络GBR调度装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种实现5G网络GBR调度方法，具有如下步骤：
S1、把GBR速率Bits/S换算为MAC调度速率Bpt；
S2、进行TTI资源调度，根据配置的调度算法选择合适的QoS Flow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源；
S3、在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值。
进一步的，在步骤S1中，换算为MAC调度速率Bpt后，初始化Gbr流量蓄水桶GbrPoll的初始值。
进一步的，在步骤S1中，具体步骤如下：
S101、收到控制面发来的建立或修改QoS Flow消息,所述控制面称为信令协议面，这里指RRC协议；
S102、判断Flow参数是否包含GBR参数，如果未带，则转步骤S105；
S103、把GBR速率单位bps转换为Bpt,并保存在Flow实例成员变量BytesPerTti中；
S104、初始化Gbr流量池变量GbrPoll＝1；
S105、设置其他QoS Flow参数。
进一步的，在步骤S2中，在每个TTI周期内，根据配置的调度算法选择合适的QoSFlow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源，对于带有GBR参数的QoS Flow，MAC调度模块需要根据GBR速率分配大小合适的资源块。
进一步的，在步骤S2中，具体的步骤如下：
S201、MAC TTI循环处理开始，循环遍历QoS Flow list根据设定的算法优先级选择1个有FlowBSR的flow进行资源调度；
S202、所选flow是否包含GBR参数，如果未包含，则调用资源分配算法请求分配数量为FlowBSR的资源，转步骤S201；
S203、若包含GBR参数，则计算GBR流量:GbrBsr＝GbrPoll*BytesPerTti；
计算当前应当调度的流量:CurrentBsr＝min(GbrBsr,FlowBSR)；
调用资源分配算法请求分配资源数量为CurrentBsr，并最终分配到资源数量为AllocBsr；
S204、计算当前QoS Flow的GBR流量余量：GbrPoll＝(CurrentBsr–AllocBsr)/BytesPerTti；
S205、本次QoS Flow调度结束，转步骤S201，遍历结束。
进一步的，在步骤S3中，AC调度模块在每个TTI调度结束后都需要处理一些优先级较低的流程，在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值。
进一步的，在步骤S3中，具体的步骤如下：
S301、循环遍历GBR Flow List；
S302、向GBR流量蓄水桶中注水：GbrPoll＝GbrPoll+1；
S303、遍历结束。
一种实现5G网络GBR调度装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行一种实现5G网络GBR调度方法。
本发明的一种实现5G网络GBR调度方法及装置和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：
本发明方法逻辑简单，运行时速率抖动轻微，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
附图1是一种实现5G网络GBR调度方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的方案，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明。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，本领域普通技术人员在没有做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。
下面给出一个最佳实施例：
如图1所示，本实施例中的一种实现5G网络GBR调度方法，具有如下步骤：
S1、把GBR速率Bits/S换算为MAC调度速率Bpt；
MAC调度模块在建立GBR Flow时需要把GBR速率bps(bits per second)转换为MAC调度速率Bpt(Bytes per TTI)，并且初始化Gbr流量蓄水桶GbrPoll的初始值，具体处理流程如下：
S101、收到控制面发来的建立或修改QoS Flow消息，所述控制面称为信令协议面，这里指RRC协议；
S102、判断Flow参数是否包含GBR参数，如果未带，则转步骤S105；
S103、把GBR速率单位bps转换为Bpt,并保存在Flow实例成员变量BytesPerTti中；
S104、初始化Gbr流量池变量GbrPoll＝1；
S105、设置其他QoS Flow参数。
S2、进行TTI资源调度，根据配置的调度算法选择合适的QoS Flow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源；
在每个TTI周期内，MAC调度模块需要根据配置的调度算法选择合适的QoS Flow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源。对于带有GBR参数的QoS Flow，MAC调度模块需要根据GBR速率分配大小合适的资源块，保障GBR速率，具体处理流程如下：
S201、MAC TTI循环处理开始，循环遍历QoS Flow list根据设定的算法优先级选择1个有FlowBSR的flow进行资源调度；
S202、所选flow是否包含GBR参数，如果未包含，则调用资源分配算法请求分配数量为FlowBSR的资源，转步骤S201；
S203、若包含GBR参数，则计算GBR流量:GbrBsr＝GbrPoll*BytesPerTti；
计算当前应当调度的流量:CurrentBsr＝min(GbrBsr,FlowBSR)；
调用资源分配算法请求分配资源数量为CurrentBsr，并最终分配到资源数量为AllocBsr；
S204、计算当前QoS Flow的GBR流量余量：GbrPoll＝(CurrentBsr–AllocBsr)/BytesPerTti；
S205、本次QoS Flow调度结束，转步骤S201，遍历结束。
S3、在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值；
MAC调度模块在每个TTI调度结束后都需要处理一些优先级较低的流程，比如周期性或半周期性调度等，在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值。具体处理流程如下：
S301、循环遍历GBR Flow List；
S302、向GBR流量蓄水桶中注水：GbrPoll＝GbrPoll+1；
S303、遍历结束。
基于上述方法，本实施例中的一种实现5G网络GBR调度装置，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行一种实现5G网络GBR调度方法。
其中，5G网络中，UE和DN(data network)之间通过建立PDU Session进行通信，5G网络/协议终结在DN节点上，从UE到DN之间的这段5G传输承载被称为PDU Session。PDUSession由QoS Flow组成，一个5G PDU Session最多可以包含64个QoS Flow。顾名思义，5G网络的QoS建立在PDU Session中的Qos Flow的基础之上，相比4G网络，5G NR一个重要变更就是将QoS和RB的映射下放到RAN侧管理，这样做RAN侧可以更灵活的根据空口状态来满足业务的QoS需求。5G QoS中包含多个指标参数：QCI、ARP、GBR、MBR。
GBR：Guaranteed Bit Rate，是指保证的比特速率，即使在网络资源紧张的情况下，相应的比特速率也能够保持，即保证的最小带宽。
Non-GBR：非GBR，指的是网络不提供最低的传输速率保证，在网络拥挤的情况下，业务需要承受降低速率的要求，由于Non-GBR承载不需要占用固定的网络资源，因而可以长时间地维持。
MBR：Max Bit Rate，最大比特速率，即最大带宽，超过MBR的数据流量都通过数据策略丢弃。
QCI：QoS class identifier，QoS类标识符，QCI的定义是在3GPP规范的23.203规范中定义的。它是一种标量，用于标识提供给SDF的特定数据包转发行为，它用于定义UE和PCEF之间基于SDF总量的包转发处理行为。每个业务数据流都需要设置QCI。QCI可以定义的特性包括资源类型(GBR还是Non-GBR)、优先级、预计的时延(Packet Delay Budget)、数据包错误丢失率(Packet Error Loss Rate)、一些GBR QCI的最大数据突发量(Maximum DataBurst Volume)和数据速率平均窗(Data Rate Averaging Window，指对GBR SDF的GBR和MBR总量计算的时间段滑动窗口，例如以2000ms为单位计算)。
ARP：Allocation and Retention Priority，分配和保留优先权，用于执行资源分配与保留优先级方面的差异化功能，ARP的主要目的是在资源紧张的情况下决定接受还是拒绝承载的建立或修改请求。同时，ARP用于特殊的资源限制时(例如在切换时)，决定丢弃哪个承载。比如在一些场景中如果发生资源拥塞需要释放一些低优先级资源时候需要根据ARP的设置来确认谁释放谁保留。
上述具体的实施方式仅是本发明具体的个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体的实施方式，任何符合本发明的一种实现5G网络GBR调度方法及装置权利要求书的且任何所述技术领域普通技术人员对其做出的适当变化或者替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，具有如下步骤：
S1、把GBR速率Bits/S换算为MAC调度速率Bpt；
S2、进行TTI资源调度，根据配置的调度算法选择合适的QoS Flow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源；
S3、在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值。
2.根据权利要求1所述的一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，在步骤S1中，换算为MAC调度速率Bpt后，初始化Gbr流量蓄水桶GbrPoll的初始值。
3.根据权利要求2所述的一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，在步骤S1中，具体步骤如下：
S101、收到控制面发来的建立或修改QoS Flow消息；
S102、判断Flow参数是否包含GBR参数，如果未带，则转步骤S105；
S103、把GBR速率单位bps转换为Bpt,并保存在Flow实例成员变量BytesPerTti中；
S104、初始化Gbr流量池变量GbrPoll＝1；
S105、设置其他QoS Flow参数。
4.根据权利要求3所述的一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，在步骤S2中，在每个TTI周期内，根据配置的调度算法选择合适的QoS Flow，并为有BSR请求的FLow分配空口资源，对于带有GBR参数的QoS Flow，MAC调度模块需要根据GBR速率分配大小合适的资源块。
5.根据权利要求4所述的一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，在步骤S2中，具体的步骤如下：
S201、MAC TTI循环处理开始，循环遍历QoS Flow list根据设定的算法优先级选择1个有FlowBSR的flow进行资源调度；
S202、所选flow是否包含GBR参数，如果未包含，则调用资源分配算法请求分配数量为FlowBSR的资源，转步骤S201；
S203、若包含GBR参数，则计算GBR流量:GbrBsr＝GbrPoll*BytesPerTti；
计算当前应当调度的流量:CurrentBsr＝min(GbrBsr,FlowBSR)；
调用资源分配算法请求分配资源数量为CurrentBsr，并最终分配到资源数量为AllocBsr；
S204、计算当前QoS Flow的GBR流量余量：GbrPoll＝(CurrentBsr–AllocBsr)/BytesPerTti；
S205、本次QoS Flow调度结束，转步骤S201，遍历结束。
6.根据权利要求5所述的一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，在步骤S3中，AC调度模块在每个TTI调度结束后都需要处理一些优先级较低的流程，在每个TTI调度结束后计算各GBR Flow的Gbr流量蓄水桶GbrPoll的余量值。
7.根据权利要求6所述的一种实现5G网络GBR调度方法，其特征在于，在步骤S3中，具体的步骤如下：
S301、循环遍历GBR Flow List；
S302、向GBR流量蓄水桶中注水：GbrPoll＝GbrPoll+1；
S303、遍历结束。
8.一种实现5G网络GBR调度装置，其特征在于，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行权利要求1至7中任一所述的方法。
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