CN102685911A - 一种lte系统中的业务调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LTE系统中的业务调度方法，包括：设置在接入网中的DPI设备，检测所接收数据流的承载业务信息，包括每个承载上的所有业务类型信息；根据检测的承载业务信息确定每个承载上各个业务的QoS参数，根据确定的QoS参数进行业务的优先级排队和调度。应用本发明，能够对不同应用属性的业务实现区分调度。

Description

一种LTE系统中的业务调度方法

技术领域

本发明涉及资源调度技术，特别涉及一种LTE系统中的业务调度方法。

背景技术

当前LTE调度算法中，为了满足各个逻辑信道的QoS要求，按照逻辑信道进行优先级排队和调度。

为了保证各类业务QoS要求，实现不同业务间的调度公平性，计算业务的满意度，从而将业务分为不满意业务和满意业务，不满意业务的调度优先级高于满意业务，并为满意业务和不满意业务分别计算优先级因子，再按照该优先级因子进行优先级排队。

现有的满意度计算方式如下：

根据业务对时延的要求，可以分为GBR业务和非GBR业务。GBR业务的满意度计算公式为：

$\mathrm{Sat}(i,t)=\frac{\stackrel{\‾}{R}(i,t)}{{\mathrm{GBR}}_i}---(3-1)$

其中：Sat(i，t)为t时刻逻辑信道i的满意程度，

为t时刻逻辑信道i的MAC层的有效数据速率(bps)，GBR_i为逻辑信道i的GBR体现在MAC层的有效数据速率(bps)；

非GBR业务的满意度计算公式为：

$\mathrm{Sat}(i,t)=\frac{\mathrm{Delay}\_{\mathrm{Timer}}_i-\mathrm{Timer}\_\mathrm{threshold}}{\mathrm{WT}(i,t)}---(3-3)$

其中：Delay_Timer_i为通过逻辑信道i的QCI等级对应的PDB折算的RLC端到端的时延要求(ms)，WT(i，t)为截至到子帧t业务i的最先到达的数据包的等待时间(ms)，Timer_threshold为非GBR业务在RLC层允许的时延门限(ms)。

如上，用Sat(i，t)表示业务i在子帧t的满意度，当Sat(i，t)＜1时为不满意业务，否则为满意业务。将业务区分为满意业务和不满意业务之后，进行业务调度优先级的计算，对业务调度顺序进行排序。

对于不满意业务，业务调度时的优先级因子计算方式如下：

$\mathrm{priority}(i,t)=\frac{{\mathrm{Spectrum}}_{\mathrm{wide}\_\mathrm{band}}(i,t)}{\mathrm{Sat}(i,t)\·f_{\mathrm{QCIi}}}---(3-4)$

其中：priority(i，t)为t时刻逻辑信道i的优先级因子，Spectrum_{wide_band}(i，t)为t时刻逻辑信道i所属用户的归一化宽带频谱效率，

为逻辑信道i的QCI对应的优先级映射的因子(0～1)。QCI对应的优先级等级为1～9。其中，除了信令以外，GBR业务的优先级都高于非GBR业务，映射后的因子应该能体现出GBR业务和非GBR业务的优先级区别。

对于满意业务，业务调度时的优先级因子计算方式如下：

$\mathrm{priority}(i,t)=\frac{{\mathrm{Spectrum}}_{\mathrm{wide}\_\mathrm{band}}(i,t)}{f_{\mathrm{QCIi}}}---(3-6)$

其中：priority(i，t)为t时刻逻辑信道i的优先级因子，Spectrum_{wide_band}(i，t)为t时刻逻辑信道i所属用户的归一化宽带频谱效率，

为逻辑信道i的归一化的QCI对应的优先级映射的因子(0～1)。

将业务按业务优先级因子进行排序后，在MAC层按业务队列顺序进行调度，分配资源。

在现有的LTE系统中，业务建立过程对运营商是透明的，运营商不能为每一个业务设置精细的QoS参数和相应策略，不能精确细分到业务类型，无法进行精确的调度。例如在上述调度优先级的计算过程中，可能对应用属性不同的业务设置相同的QCI、GBR等参数，从而使得各业务计算出的调度优先级相同。而由于空口资源有限，对所有业务调度“一视同仁”，无法优先调度高优先级用户，保障高价值业务的用户体验。

同时，在现有LTE系统中，MAC层包调度的最小粒度是逻辑信道(RB)，对于单个RB承载多个业务的情况，该RB上的各上层业务数据包使用一个RLC实体，并且只使用一条逻辑信道，相应地，在MAC层也只有一个优先级队列，因此，当当个RB承载多个业务时，同一承载上的不同业务在MAC层进行调度时无法区分处理，也就无法做到按业务类型进行区分调度。

发明内容

本发明提供了一种LTE系统中的业务调度方法，能够对不同应用属性的业务实现区分调度。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种LTE系统中的业务调度方法，包括：

设置在接入网中的DPI设备，检测所接收数据流的承载业务信息，包括每个承载上的所有业务类型信息；

根据检测的承载业务信息确定每个承载上各个业务的QoS参数，根据确定的QoS参数进行业务的优先级排队和调度。

较佳地，所述根据确定的QoS参数进行业务的优先级排队和调度包括：

当同一承载上承载不同业务类型的业务时，将不同业务类型的业务转到不同的承载上，使同一承载上承载相同业务类型的业务；

根据确定的QoS参数计算各个不同承载上的业务优先级，并进行业务的优先级排队和调度。

较佳地，所述DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息为：在用户面解析完成GTP-U数据后，所述DPI设备接收净载荷数据报的备份，进行所述检测。

较佳地，所述DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息为：接入网设备接收数据后直接发送给独立的DPI设备，所述DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息。

由上述技术方案可见，本发明中，设置在接入网中的DPI设备，检测所接收数据流的承载业务信息，包括每个承载上的所有业务类型信息；根据检测的承载业务信息确定每个承载上各个业务的QoS参数，根据确定的QoS参数进行业务的优先级排队和调度。通过上述方式，利用DPI设备的功能，对业务类型进行检测，再针对不同的业务设置QoS参数，并按照设置后的参数进行优先级排队和调度，从而对不同应用属性的业务实现区分调度。

附图说明

图1为本发明中DPI设备的部署示意图；

图2为本发明中业务调度方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：利用DPI设备进行业务类型检测，并依据检测结果对不同业务类型进行QoS参数设置。

在本发明的业务调度方法中，在接入网增加了两个基本模块和一个附加模块，基本模块是DPI模块和策略匹配模块，附加模块是业务统计模块。其中，DPI模块与策略匹配模块相连，策略匹配模块与现有的RRM模块相连，具体DPI模块接入网中的部署示意图如图1所示，具体部署方式与现有相同。图2为本发明中业务调度方法的总体流程示意图。如图2所示，该方法包括：

步骤201，DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息。

DPI检测数据流存在一定延时，因此优选地，DPI检测应不影响正常数据的处理过程。在具体实现时，可以在用户面解析完成GTP-U数据后，将净载荷数据报备份并发送至DPI模块；也可以考虑在线卡刚接收到数据时，即发送到独立的DPI板卡进行检测。

DPI设备检测到的承载业务信息包括承载标识和业务类型列表，从而实现识别同一承载中不同业务类型的功能。进一步地，DPI设备检测到的承载业务信息中还可以进一步包括流量信息等参数，从而确定每个业务的流量信息，为各个业务的QoS参数确定提供进一步的参考。

步骤202，DPI设备将承载业务信息发送给策略匹配模块。

可以利用各种自定义的信息格式传输承载业务信息。

步骤203，策略匹配模块根据接收的承载业务信息，确定每个承载上各个业务的QoS参数。

本步骤中，策略匹配模块根据运营商策略进行业务类型和QoS参数的匹配。

QoS参数主要由QCI，ARP，GBR、MBR、AMBR组成。其中，ARP、MBR和AMBR一般由运营商根据需要对不同业务类型进行相应参数的设定，具体按照现有QoS参数确定方式进行即可。而QCI(QoS等级索引)则有相应协议建议各种不同业务类型的典型参数设置，如表1所示。

表1

步骤204，策略匹配模块将QoS参数的匹配结果发送给RRM模块。

可以利用各种自定义的信息格式传输匹配结果。

步骤205，RRM模块及其后续模块根据策略匹配模块发送的匹配结果进行优先级计算和调度。

其中，RRM模块为现有模块，它按照已实现的RRM策略，处理QoS参数改变事件，执行修改空口HS调度优先级、修改承载QoS等动作。RRM模块根据此时资源利用情况执行相应的操作，如优先级调整(修改包调度优先级)、接纳和拥塞控制(释放业务、抢占业务)等。

当同一承载上承载不同业务类型的业务时，将不同业务类型的业务转到不同的承载上，使同一承载上承载相同业务类型的业务。将一个承载上的业务转到其他承载上的具体方式，可以采用现有技术实现。这样，在后续进行调度和优先级计算时，仍然按照现有方式进行，以承载为单位进行优先级计算和调度，但是却可以实现对不同业务类型进行了区分调度。

具体地进行优先级计算时，可以按照背景技术中给出的业务满意度和调度的优先级因子的计算方式进行，计算得到相应承载的优先级因子，按照优先级进行排队和调度。

至此，本发明中的方法基本方法流程结束。通过上述本发明的具体实现，可以看出本发明具备如下优点：

1、在接入网，对于不同UE间业务或同一UE建立在不同承载上的业务，DPI可根据业务的应用层信息，识别不同业务，从而为不同业务配置不同的Qos参数，计算得出不同的调度优先级因子，实现高价值业务优先调度，保障高价值业务的用户体验，合理利用空口资源，或根据这些参数，进行业务的接纳和拥塞控制，如释放业务，抢占业务等。

2、对于一个RAB上承载多种业务的情况，通过DPI的检测输出，为不同的业务类型设置不同的QoS参数，例如设置不同的QCI、GBR、ARP等参数，从而在RLC层即可根据不同的业务优先级参数，实现按业务优先级调度，即优先发送优先级高的上层业务数据，而优先级低的业务数据包只有在高优先级业务无数据传输时才能传输，进而在MAC层实现按业务类型进行区分调度。

如前所述，本发明的调度方法中还包括一个附加模块是业务统计模块，该模块与DPI模块相连，也接收DPI检测得到的承载业务信息，能够实现对于业务的各种特性的统计，可为运营商策略制订提供详细的数据支撑。当然，该模块是为本发明进一步的技术效果而设定的模块，在基本的调度方法中，可以不包括该模块。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种LTE系统中的业务调度方法，其特征在于，该方法包括：

设置在接入网中的DPI设备，检测所接收数据流的承载业务信息，包括每个承载上的所有业务类型信息；

根据检测的承载业务信息确定每个承载上各个业务的QoS参数，根据确定的QoS参数进行业务的优先级排队和调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据确定的QoS参数进行业务的优先级排队和调度包括：

当同一承载上承载不同业务类型的业务时，将不同业务类型的业务转到不同的承载上，使同一承载上承载相同业务类型的业务；

根据确定的QoS参数计算各个不同承载上的业务优先级，并进行业务的优先级排队和调度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息为：在用户面解析完成GTP-U数据后，所述DPI设备接收净载荷数据报的备份，进行所述检测。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息为：接入网设备接收数据后直接发送给独立的DPI设备，所述DPI设备检测所接收数据流的承载业务信息。