[发明专利]一种在SDWN下的云业务上行调度方法

说明书

本发明公开了一种在SDWN下的云业务上行调度方法，该方法能在多用户的速率限制条件下，最大化系统吞吐量并满足无线云业务的能量需求，不仅考虑了多用户的QoS需求下的系统容量，而且考虑了新兴业务的特殊要求。具体地，该方法将云业务从传统的分类调度中抽离出来，在最大化系统容量和保障多用户速率的子信道分配方案的基础上，利用SDWN动态配置云业务的发送速率，使其在单位时间内的数据发送量与当前时刻的信道增益成正比，从而减小用户的发送能量消耗来延长电池寿命，提升了用户满意度。

技术领域

本发明涉及一种在SDWN下的云业务上行调度方法，属于通信技术领域。

背景技术

近年来，无线应用的发展呈现出爆炸式增长的趋势，然而，目前的网络并不能非常有效地适配每一种应用，例如LTE(即Long Term Evolution)，其就QoS(即Quality ofService)而言共定义了9类QCI(即QoS Class Identifier)，每类QCI中的所有业务都采用同样的调度转发策略。由于3GPP(即3rd Generation Partnership Project)并未指定标准的LTE上行调度方案，业界广泛采用了三种典型的LTE上行调度方案，即最大化系统吞吐量的调度方案、优先保障QoS的调度方案和保障QoS并优化功率的调度方案，然而这三种调度方案都不能适配层出不穷的新业务，特别地，随着云计算的发展，无线云业务对调度方案有着与传统业务不同的要求，具体表现为，无线云业务对实时的速率并没有严格要求，而是需要在限定时间内将本地待处理的数据上传到云端，同时要求传输花费的总能量消耗最小，以延长手机电池的使用时间。因此其QoS需求被定义为在时间T内以最小的能量消耗完成数据量为L的数据传送。根据相关文献对这类问题的研究，要达到最小的能量消耗，需满足传送的速率与当前的信道状态的好坏成正比。很显然，在现有的LTE系统中，不论将云业务归入哪一类的QCI，采用哪一种调度方案，都只能将其和同类QCI的其他业务作同样处理，采用同样的、预定义的资源分配方案，不能单独地为其动态分配资源来保障其速率随信道状态的变化而变化，因而不能满足其能量消耗最小的需求。由此可见，LTE在将业务进行分类的QoS控制方法(即Class-Based QoS Control，CBQC)的基础上采用的分类调度方案只能总体上僵硬地满足一类业务的QoS，并不能灵活地针对某一种具体的业务进行性能保障，究其原因，传统网络结构中相互隔离的节点各有自己的控制系统，它们需要相同的预先定义的配置来保障整个网络的QoS性能，因而不得不把所有数据流分成固定的几类业务来进行分类处理。

软件定义无线网络(即Software-Defined Wireless Networks,SDWN)为这个问题的解决提供了新的思路，它是SDN(Software-Defined Networks)在无线领域的拓展，可以改变整个网络不能灵活地进行动态配置的现状，在这种新的网络结构中，网络控制层和转发层互相分离，能实现逻辑上的集中控制并对应用层提供编程接口，允许应用层通过软件来集中定义网络节点的转发行为。对于LTE上行调度方案的现有研究主要集中在传统的网络结构下，其中，在以最大化系统吞吐量为主要目的的调度方案下，用户总是以最大的速率进行数据传送，显然不满足云业务能量最小的条件；在以优化所有用户总发射功率为目的的调度方案中，业务几乎总是以满足要求的最低速率传送数据，能在一定程度上减小云业务在上行调度中的能量消耗，但仍不能根据信道的变化调整对云业务的资源分配策略，因此也不是最优的。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于提供了一种在SDWN下优化云业务传输能量的LTE上行调度方法，该方法将传统的调度方法从业务分类的束缚中解放出来，根据云业务的特点进行灵活适配的LTE上行调度方法，使云业务的发送速率和当前信道条件成正比，能在最大化系统容量的同时，更好地满足云业务能量消耗最小的需求，提升用户满意度。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种在SDWN下的云业务上行调度方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：定义SDWN下云业务上行调度方案的数学模型；