一種C-RAN架構(gòu)下基于CoMP同步約束的關(guān)聯(lián)任務(wù)調(diào)度機(jī)制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及新型無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò) C-RAN(Centralized_RadioAccessNetwork)基帶池內(nèi)關(guān)聯(lián)任務(wù)調(diào)度機(jī)制。本發(fā)明適用于 解決C-RAN架構(gòu)下基于協(xié)同多點(diǎn)傳輸（CoordinatedMultiplePoints，CoMP)中并行信號(hào) 同步約束，并具有不同服務(wù)質(zhì)量（QualityofService，QoS)需求的關(guān)聯(lián)任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的上升，移動(dòng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流量的迅猛增長(zhǎng)，給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)了日趨 激烈的競(jìng)爭(zhēng)壓力，運(yùn)營(yíng)商必須投入更多的成本來(lái)進(jìn)行無(wú)線接入網(wǎng)的建設(shè)和升級(jí)。在傳統(tǒng)的 無(wú)線接入網(wǎng)（ResidentialAccessNetwork，RAN)中，大量的基站會(huì)產(chǎn)生昂貴的建設(shè)和維護(hù) 費(fèi)用以及高額的站址配套和租賃費(fèi)用，另外，不同基站的工作能力不能共享，致使基站資源 的實(shí)際利用效率很低。因此，尋找一種既滿足用戶服務(wù)需求又能高效利用基帶資源的任務(wù) 調(diào)度機(jī)制非常重要。
[0003] 基于上述背景，一種新型的集中式無(wú)線接入網(wǎng)架構(gòu)C-RAN應(yīng)運(yùn)而生。C-RAN是基于 集中化處理（CentralizedProcessing)，協(xié)作式無(wú)線電（CollaborativeRadio)和實(shí)時(shí)云 計(jì)算構(gòu)架（Real-timeCloudInfrastructure)的綠色無(wú)線接入網(wǎng)構(gòu)架（CleanSystem)。 C-RAN架構(gòu)實(shí)質(zhì)上是采用減少分布機(jī)房的方式實(shí)現(xiàn)功耗的降低，其采用了虛擬化和協(xié)作技 術(shù)，實(shí)現(xiàn)共享基帶資源和任務(wù)的靈活調(diào)度，進(jìn)而提升頻譜資源的利用效率，節(jié)約處理成本， 改善系統(tǒng)性能。
[0004] C-RAN架構(gòu)主要包含三個(gè)部分：由射頻拉遠(yuǎn)單元（RadioRemoteUnit，RRU)和天 線組成的分布式無(wú)線協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、高帶寬低延遲的光纖傳輸網(wǎng)和基于實(shí)時(shí)云架構(gòu)的基帶資源 處理池（BuildingBasebandUnit，BBU)。虛擬基帶池采用虛擬化技術(shù)將物理設(shè)備抽象化， 將高性能的處理器連接起來(lái)，具有很強(qiáng)的處理和計(jì)算功能，可以滿足每個(gè)虛擬機(jī)（Virtual Machine，VM)的性能需求。
[0005] 虛擬基帶池內(nèi)的計(jì)算任務(wù)由調(diào)制、編碼等多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的協(xié)議功能模塊組成，有 些模塊需要接收到其它模塊的輸出結(jié)果后才能啟動(dòng)，否則只能處于等待狀態(tài)而白白占用系 統(tǒng)資源，另外，每個(gè)模塊對(duì)時(shí)延、資源量的約束各不相同，可以將這些功能模塊視為QoS需 求不同的關(guān)聯(lián)任務(wù)。在CoMP技術(shù)中，小區(qū)邊緣用戶工作在若干相鄰基站的同頻率上，位于 不同地理位置的多個(gè)小區(qū)基站共同參與一個(gè)用戶數(shù)據(jù)的接收和傳輸，這種協(xié)同的小區(qū)基站 稱為該用戶的協(xié)作RRU。由于距離差異和多徑時(shí)延等原因，協(xié)作RRU產(chǎn)生的多路并行信號(hào)到 達(dá)基帶池后存在時(shí)延差異、頻率偏移等問(wèn)題，在數(shù)據(jù)合并之前需要對(duì)這些并行信號(hào)進(jìn)行處 理，造成時(shí)延等待開(kāi)銷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種C-RAN架構(gòu)下基于CoMP同步約束的關(guān) 聯(lián)任務(wù)調(diào)度機(jī)制，解決C-RAN架構(gòu)下基于CoMP中并行信號(hào)同步約束，并具有不同服務(wù)質(zhì)量 (QualityofService，QoS)需求的關(guān)聯(lián)任務(wù)調(diào)度問(wèn)題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種C-RAN架構(gòu)下基于CoMP同步約束的關(guān)聯(lián)任務(wù)調(diào)度機(jī)制，包括如下步驟：
[0009] 步驟1，協(xié)作射頻拉遠(yuǎn)單元將其服務(wù)的小區(qū)邊緣用戶的數(shù)據(jù)傳輸?shù)教摂M基帶池，形 成多路并行信號(hào)；
[0010] 步驟2,負(fù)載預(yù)測(cè)模塊根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻和前一時(shí)刻的負(fù)載變化情況，對(duì)下一時(shí)刻 的系統(tǒng)負(fù)載作出預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)信息提交給任務(wù)管理模塊和VM管理模塊；
[0011] 步驟3,并行信號(hào)到達(dá)虛擬基帶池后，任務(wù)管理模塊根據(jù)接收到的任務(wù)信息統(tǒng)計(jì)每 個(gè)任務(wù)的QoS屬性，并據(jù)此對(duì)每個(gè)任務(wù)進(jìn)行分類，然后將任務(wù)分類信息提交給VM管理模塊 和任務(wù)調(diào)度模塊；
[0012] 步驟4,VM管理模塊根據(jù)任務(wù)量和任務(wù)分類信息對(duì)虛擬基帶池的虛擬資源進(jìn)行配 置，并將虛擬資源配置信息傳送到任務(wù)調(diào)度模塊；
[0013] 步驟5,任務(wù)調(diào)度模塊根據(jù)任務(wù)分類信息和虛擬資源配置信息，對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度， 保證并行信號(hào)的同步處理和虛擬資源的合理利用。
[0014] 需要說(shuō)明的是，每個(gè)小區(qū)邊緣用戶的協(xié)作射頻拉遠(yuǎn)單元是該用戶根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)條件選 擇的射頻拉遠(yuǎn)單元集合。
[0015] 進(jìn)一步需要說(shuō)明的是，每個(gè)小區(qū)邊緣用戶以吞吐量為標(biāo)準(zhǔn)確定自身的協(xié)作射頻拉 遠(yuǎn)單元，具體過(guò)程如下：
[0016] 1)小區(qū)邊緣用戶首先選取周圍所有能夠?yàn)槠涮峁┓?wù)的射頻拉遠(yuǎn)單元，從而確定 一個(gè)初始射頻拉遠(yuǎn)單元集合；
[0017] 2)依次選擇初始射頻拉遠(yuǎn)單元集合中的每個(gè)射頻拉遠(yuǎn)單元加入?yún)f(xié)作射頻拉遠(yuǎn)單 元集合中，計(jì)算并比較該射頻拉遠(yuǎn)單元加入前后的用戶吞吐量，如果該射頻拉遠(yuǎn)單元加入 后用戶吞吐量上升，則確定其作為協(xié)作射頻拉遠(yuǎn)單元，否則將該射頻拉遠(yuǎn)單元從協(xié)作射頻 拉遠(yuǎn)單元集合中剔除。
[0018] 需要說(shuō)明的是，所述步驟4的具體實(shí)施步驟如下：
[0019] 步驟4. 1，VM管理模塊根據(jù)接收到的任務(wù)分類信息，按照任務(wù)分類數(shù)目將虛擬基 帶池內(nèi)的虛擬資源劃分為對(duì)應(yīng)數(shù)目的虛擬機(jī)集群；
[0020] 步驟4. 2,根據(jù)對(duì)應(yīng)的任務(wù)類型，確定每個(gè)虛擬機(jī)集群內(nèi)的虛擬機(jī)配置標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不 同的虛擬機(jī)集群進(jìn)行差異化配置；
[0021] 步驟4. 3,根據(jù)每個(gè)任務(wù)類型的任務(wù)數(shù)目，確定對(duì)應(yīng)虛擬機(jī)集群內(nèi)配置虛擬機(jī)的規(guī) 模，并對(duì)同一虛擬機(jī)集群內(nèi)的虛擬機(jī)進(jìn)行均勻配置；
[0022] 步驟4. 4,將虛擬資源配置信息傳送至所述任務(wù)調(diào)度模塊。
[0023] 需要說(shuō)明的是，所述步驟5具體包括：
[0024] 步驟5. 1，定義試驗(yàn)次數(shù)n及其最大門限N、所有用戶并行信號(hào)處理完成時(shí)間的均 方根時(shí)延目標(biāo)值1~_及其門限r(nóng)^
[0025] 步驟5. 2,根據(jù)每個(gè)任務(wù)的QoS屬性及分類，確定與之對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)集群；
[0026] 步驟5. 3,根據(jù)步驟5. 2確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，按照隨機(jī)原則確定一個(gè)調(diào)度方案，所述 調(diào)度方案的內(nèi)容包括指定每個(gè)任務(wù)具體分配到哪個(gè)虛擬機(jī)上；
[0027] 步驟5. 4,計(jì)算虛擬基帶池內(nèi)虛擬機(jī)的資源利用率并驗(yàn)證該調(diào)度方案是否滿足用 戶的資源量以及時(shí)延約束，若滿足則執(zhí)行步驟5. 5,若不滿足，則更新試驗(yàn)次數(shù)n=n+1，并 執(zhí)行步驟5. 6 ;
[0028] 步驟5. 5,計(jì)算第n次試驗(yàn)的調(diào)度方案中所有用戶并行信號(hào)處理完成時(shí)間的均方 根時(shí)延平均值rn，并執(zhí)行步驟5. 7 ;
[0029] 步驟5. 6,更新各虛擬機(jī)剩余資源量和資源利用率，以及各虛擬機(jī)上的任務(wù)隊(duì)列和 任務(wù)完成時(shí)間，并返回步驟5.3 ;
[0030] 步驟5. 7,更新均方根時(shí)延目標(biāo)值rmin=min{rmin，rn}并與其門限進(jìn)行比較，若rmin >rQ，執(zhí)行步驟5. 8,若rmin彡r。，執(zhí)行步驟5. 9 ;
[0031] 步驟5. 8,將已運(yùn)行的試