CN103079280A - 网络资源调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络资源调度方法和装置，涉及移动网络技术。其中，一种用于网络的资源调度方法，包括：无线网基站控制器接收核心网设备发送的业务数据包，业务数据包包括用户的业务信息；无线网基站控制器对业务信息进行识别；无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。基于上述技术方案，根据本发明的一方面，在核心网部署的DPI设备或模块检测出用户的业务信息之后，通过核心网和无线网之间的接口将业务信息以一定的形式传送到无线网络，无线网络可以根据该信息对资源进行合理调度。

Description

网络资源调度方法和装置

技术领域

本发明涉及移动网络技术，特别是涉及一种网络资源调度方法和装置。

背景技术

在移动网络中，无线资源是共享的。某些大流量的业务(例如P2P下载)会大量占用网络资源，并严重影响其他用户的业务体验，但是在无线网络中，基站无法感知用户的业务信息，只能根据用户的请求进行调度。

为了解决这个问题，部分移动运营商在移动核心网中部署了DPI(深度包检测)设备或模块，该设备或模块可以分析出用户的具体业务信息，从而可以对某些业务进行限制。但是该方法有一定的局限性：只能对某些吞噬带宽的业务做限制，却无法对某些重点业务进行保障。

发明内容

本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。

本发明的一个目的是提供一种用于网络的资源调度方法，包括：无线网基站控制器接收核心网设备发送的业务数据包，业务数据包包括用户的业务信息；无线网基站控制器对业务信息进行识别；无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。

在一个实施例中，用户的业务信息包括：核心网的深度包检测模块对用户的业务数据包增加的业务标识信息。

在一个实施例中，无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度，包括：在CDMA网络中，无线网基站控制器根据比特优先级系数和比特填充优先级系数对用户的业务进行不同优先级的调度，比特优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

比特填充优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

其中：

GoSFactor是权重系数，

TargetThroughput是目标速率，

AvgThroughput是每个流的平均吞吐量，

Thrghpt2DelayConvFactorBM是基于流的参数，

Thrghpt2DelayConvFactorBSM是基于流的参数，

ε是一个很小的正数。

在一个实施例中，无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度，还包括：在CDMA网络中，无线网基站控制器根据包优先级对用户的业务进行不同优先级的调度，其中，包优先级是包的所有字节的比特优先级之和除以发送这个包需要的时隙：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$

其中，k是发送实例的序号，Span是这个实例传输所需要的时隙数，∑BitMetric是这个实例包含的字节的比特优先级之和。

在一个实施例中，资源调度方法还包括：无线网基站控制器接收根据不同的业务类型对调度算法的参数的设置。

本发明还提供了一种用于网络的资源调度装置，包括：接收模块，用于接收核心网设备发送的业务数据包，业务数据包包括用户的业务信息；识别模块，用于对接收到的业务信息进行识别；调度模块，用于根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。

在一个实施例中，用户的业务信息包括：核心网的深度包检测模块对用户的业务数据包增加的业务标识信息。

在一个实施例中，调度模块还用于在CDMA网络中，根据比特优先级系数和比特填充优先级系数对用户的业务进行不同优先级的调度，比特优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

比特填充优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

其中：

GoSFactor是权重系数，

TargetThroughput是目标速率，

AvgThroughput是每个流的平均吞吐量，

Thrghpt2DelayConvFactorBM是基于流的参数，

Thrghpt2DelayConvFactorBSM是基于流的参数，

ε是一个很小的正数。

在一个实施例中，调度模块还用于在CDMA网络中，根据包优先级对用户的业务进行不同优先级的调度，其中，包优先级是包的所有字节的比特优先级之和除以发送这个包需要的时隙：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$

其中，k是发送实例的序号，Span是这个实例传输所需要的时隙数，∑BitMetric是这个实例包含的字节的比特优先级之和。

在一个实施例中，资源调度装置还包括：参数设置模块，用于接收根据不同的业务类型对调度算法的参数的设置。

基于上述技术方案，根据本发明的一方面，在核心网部署的DPI设备或模块检测出用户的业务信息之后，通过核心网和无线网之间的接口将业务信息以一定的形式传送到无线网络，无线网络可以根据该信息对资源进行合理调度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为根据本发明实施例的应用场景的示意图。

图2为根据本发明实施例的资源调度方法的流程图。

图3为根据本发明实施例的资源调度装置的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。在附图中，相同的标号表示相同或者相似的组件或者元素。

图1为根据本发明实施例的应用场景100的示意图。

其中用户可以通过核心网网关102上线并发起业务。核心网侧的DPI设备或模块可以对用户业务进行检测，检查出具体的业务类型之后，对该业务的数据包打上标签，即业务编号，之后将其发送给无线侧。无线网络104可以根据业务信息进行合理的资源调度。

相对于在核心网部署DPI进行业务限制的方案来说，本实施例不仅能够实现后者的对P2P业务进行合理的限制的目的，还能够对某些重点业务或者和运营商合作的第三方业务进行优先调度和保障，应用场景和范围更广。

图2为根据本发明实施例的资源调度方法200的流程图。

在步骤202中，无线网基站控制器接收核心网设备发送的业务数据包，所述业务数据包包括用户的业务信息。运营商可以根据自身需求确定需要进行带宽限制的业务，以及需要重点保障的业务，并对这些业务进行编号。核心网通过该编号对业务进行标识，无线网络通过该编号对业务进行识别。

核心网中可以部署DPI设备或者模块。DPI可以内置在网关设备中，也可以外置。DPI模块对用户的业务进行检测，检查出具体的业务类型之后，对该业务的数据包打上标签，即业务编号，之后将其发送给无线侧。比如，用户上线之后，PDSN中的DPI模块对用户的业务进行检测和感知，确定用户的业务类型之后，在下行数据报文的GRE包头中打上合适的标签(标识该业务的类型)。

在步骤204中，无线网基站控制器对业务信息进行识别。

在步骤206中，无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。不同的业务标识对应不同的调度参数，以体现各类不同业务的优先级。无线网可以对不同的业务配置不同的调度优先级或者调度算法。并根据业务编号匹配到不同的调度优先级和调度算法，从而实现对不同业务进行差异化调度。

比如，在CDMA网络中，基站控制器的调度算法可以包括：比特优先级系数和比特填充优先级系数。

比特优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

比特填充优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

其中：

GoSFactor是权重系数。

TargetThroughput是目标速率

AvgThroughput是每个流的平均吞吐量

Thrghpt2DelayConvFactorBM是基于流的参数

Thrghpt2DelayConvFactorBSM是基于流的参数

ε是一个很小的正数，当平均速率低于目标速率时，分母为ε，计算出的系数将很大。这一机制使得系统尽量保证速率敏感流的最低速率要求。

对于比特填充优先级(Bit Stuffing Metric)、比特优先级(BitMetric)均用如下多项式来计算优先级的大小：

Metric＝[MC0]+[MC1]x+[MC2]x2+[MC3]x3+[MC4]x4+[MC5]x5+[MC6]x6+[MC7]x7

其中MC0，...，MC7代表多项式的系数，称为优先级状态。MC0的项代表最低优先级，MC7的项代表最高优先级。系统根据优先级系数所处的门限范围，确定当前优先级系数所处的优先级状态(MC0～MC7之一)。优先级之间的比较方法是：首先比较幂最高的项，系数大则优先级高；如果系数相同，再比较幂次高的项，例如：2x3+2x7比5x3+3x6的优先级高。

包优先级(Packet Metric)是这个包的所有字节的比特优先级之和(Bit Metric)除以发送这个包需要的时隙：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$

其中，k是发送实例的序号；Span是这个实例传输所需要的时隙数；∑BitMetric是这个实例包含的字节的比特优先级之和。

因此，在CDMA网络中可以针对不同的业务类型设置不同的GoSFactor就可以达到对不同业务的优先级调度。

对于GSM网络，可以通过对不同的业务设置不同的schedulingweights，admission thresholds，queue management thresholds参数来达到对不同业务的优先级调度。

例如，在CDMA EVDO系统中前向业务信道数据帧采用时分方式发送，每个时隙只能为某一用户提供服务(多用户包除外)。一个用户可以有多个流(反映用户的不同业务，各个流都可承载不同的QoS属性)，每个流可以有多个队列(首发、RLP重传、MAC层重传)。在每个时隙，用户的所有队列中的字节根据比特填充优先级(Bit StuffingMetric)从大到小的顺序组成候选传输实例，调度器依据给定候选传输实例，结合当前空口环境支持的组包格式计算出这个包所有字节的比特优先级之和(Bit Metric)，即每个用户包的优先级(Packet Metric)，通过比较用户包的优先级(Packet Metric)决定该时隙发送哪个用户的候选传输实例包。

图3为根据本发明实施例的资源调度装置300的结构示意图。资源调度装置300包括：接收模块302、识别模块304和调度模块306。

接收模块302，用于接收核心网设备发送的业务数据包，业务数据包包括用户的业务信息。用户的业务信息包括：核心网的深度包检测模块对用户的业务数据包增加的业务标识信息。

识别模块304，用于对接收到的业务信息进行识别。

调度模块306，用于根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。

调度模块306还用于根据比特优先级系数和比特填充优先级系数对用户的业务进行不同优先级的调度，比特优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

比特填充优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

其中：

GoSFactor是权重系数，

TargetThroughput是目标速率，

AvgThroughput是每个流的平均吞吐量，

Thrghpt2DelayConvFactorBM是基于流的参数，

Thrghpt2DelayConvFactorBSM是基于流的参数，

ε是一个很小的正数。

调度模块306还用于根据包优先级对用户的业务进行不同优先级的调度，其中，包优先级是包的所有字节的比特优先级之和除以发送这个包需要的时隙：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$

其中，k是发送实例的序号，Span是这个实例传输所需要的时隙数，∑BitMetric是这个实例包含的字节的比特优先级之和。

在一个实施例中，资源调度装置300还包括参数设置模块，用于接收根据不同的业务类型对调度算法的参数的设置。

根据本发明的一方面，在核心网部署的DPI设备或模块检测出用户的业务信息之后，通过核心网和无线网之间的接口将业务信息以一定的形式传送到无线网络，无线网络可以根据该信息进行合理调度。例如，对需要重点保障的业务或者和第三方合作的业务进行优先调度，对P2P下载类的业务进行最低优先级的调度。从而使有限的无线资源向更有价值的业务倾斜。不仅能够实现对P2P业务进行合理的限制的目的，还能够对某些重点业务或者和运营商合作的第三方业务进行优先调度和保障，应用场景和范围更广。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种用于网络的资源调度方法，其特征在于，包括：

无线网基站控制器接收核心网设备发送的业务数据包，所述业务数据包包括用户的业务信息；

所述无线网基站控制器对业务信息进行识别；

所述无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。

2.根据权利要求1所述的资源调度方法，其特征在于，所述用户的业务信息包括：

核心网的深度包检测模块对用户的业务数据包增加的业务标识信息。

3.根据权利要求1所述的资源调度方法，其特征在于，所述无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度，包括：

在CDMA网络中，所述无线网基站控制器根据比特优先级系数和比特填充优先级系数对用户的业务进行不同优先级的调度，比特优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

比特填充优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

其中：

GoSFactor是权重系数，

TargetThroughput是目标速率，

AvgThroughput是每个流的平均吞吐量，

Thrghpt2DelayConvFactorBM是基于流的参数，

Thrghpt2DelayConvFactorBSM是基于流的参数，

ε是一个很小的正数。

4.根据权利要求3所述的资源调度方法，其特征在于，所述无线网基站控制器根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度，还包括：

在CDMA网络中，所述无线网基站控制器根据包优先级对用户的业务进行不同优先级的调度，其中，包优先级是包的所有字节的比特优先级之和除以发送这个包需要的时隙：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$

其中，k是发送实例的序号，Span是这个实例传输所需要的时隙数，∑BitMetric是这个实例包含的字节的比特优先级之和。

5.根据权利要求3或4所述的资源调度方法，其特征在于，还包括：

所述无线网基站控制器接收根据不同的业务类型对调度算法的参数的设置。

6.一种用于网络的资源调度装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收核心网设备发送的业务数据包，所述业务数据包包括用户的业务信息；

识别模块，用于对接收到的业务信息进行识别；

调度模块，用于根据识别的业务信息对用户的业务进行不同优先级的调度。

7.根据权利要求6所述的资源调度装置，其特征在于，所述用户的业务信息包括：核心网的深度包检测模块对用户的业务数据包增加的业务标识信息。

8.根据权利要求6所述的资源调度装置，其特征在于，所述调度模块还用于在CDMA网络中，根据比特优先级系数和比特填充优先级系数对用户的业务进行不同优先级的调度，比特优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

比特填充优先级系数为：

${\mathrm{TS}}_{\mathrm{BSM}}=\frac{\mathrm{GoSFactor}\·\mathrm{Thrghpt}2\mathrm{DelayConvFactorBSM}}{\max (\mathrm{\ϵ},\mathrm{AvgThroughput}-T\arg \mathrm{etThroughput})}$

其中：

GoSFactor是权重系数，

TargetThroughput是目标速率，

AvgThroughput是每个流的平均吞吐量，

Thrghpt2DelayConvFactorBM是基于流的参数，

Thrghpt2DelayConvFactorBSM是基于流的参数，

ε是一个很小的正数。

9.根据权利要求8所述的资源调度装置，其特征在于，所述调度模块还用于在CDMA网络中，根据包优先级对用户的业务进行不同优先级的调度，其中，包优先级是包的所有字节的比特优先级之和除以发送这个包需要的时隙：

$\mathrm{PacketMetric}\left[k\right]=\frac{1}{\mathrm{Span}\left[k\right]}\underset{i\∈P\left[k\right]}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{BitMetric}\left[i\right]$

其中，k是发送实例的序号，Span是这个实例传输所需要的时隙数，∑BitMetric是这个实例包含的字节的比特优先级之和。

10.根据权利要求8或9所述的资源调度装置，其特征在于，还包括：

参数设置模块，用于接收根据不同的业务类型对调度算法的参数的设置。

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