非地面网络业务优先级计算方法、调度方法、设备及介质技术

本发明专利技术公开了一种非地面网络业务优先级计算方法、调度方法、设备及介质，属于非地面网络通信领域，包括步骤：通过基础优先级的设定，保障不同类别业务之间的优先级；通过扩展优先级的设定，保障同类业务内部的优先级排序。针对非地面网络通信场景下传输时延大的特点，对算法进行时延度量因子增强；针对低优先级业务长时间得不到调度造成的公平性恶化问题，引入最小吞吐量机制，保障同类业务中低优先级业务能够满足最小吞吐量需求；针对无差别丢包导致重传引入的时延增大问题，引入针对性丢包机制，根据业务的业务属性进行按需丢弃。本发明专利技术能够满足非地面网络通信系统下多用户的混合业务调度需求，兼顾优先级和公平性，完成对在网用户的灵活调度。网用户的灵活调度。网用户的灵活调度。

【技术实现步骤摘要】
非地面网络业务优先级计算方法、调度方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及非地面网络通信领域，更为具体的，涉及一种非地面网络业务优先级计算方法、调度方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着无线通信事业的发展，人们可通过终端在地面移动网络覆盖范围下进行通信，但是地面移动网络的覆盖范围有限，在远洋、沙漠和一些偏远地区建站困难，信号难以覆盖。实现通信服务全球、无缝覆盖已成为目前无线通信领域的主要目标方向。典型的非地面网络如低轨卫星星座构成的通信网络能够确保露天环境下在任何时间、任何空间通信可达。从通信的可达性和实时性角度而言，相对于地面网络，其优势在于“天基”和“全球无死角覆盖”。具体的，卫星通信系统在空域通信增强问题、地面网的盲区覆盖问题、稀疏用户密度区域的通信增强问题、自然灾害发生导致地面通信系统不可用时的备份通信等方面，将带来极大的便利之处。低轨卫星通信网络将通信范围延伸，便利人们的工作和生活的同时，如何提供和地面通信无差别的服务体验成为一个亟待解决的问题。一种合适的多用户混合业务优先级计算方法，能够很好的决策不同用户、不同业务之间的优先级，从而差异化的满足不同用户各类业务的Qos要求。
[0003]目前地面常见的调度算法有，轮询算法、最大载干比算法、正比公平算法、基于状态报告预测的资源调度算法、可变最大加权时延优先算法等。轮询算法以均等的调度机会周期的为用户分配资源，保障公平性的同时，无法保障高优先级用户调度的紧迫性；最大载干比算法，将资源优先分配给载干比最高的用户，对边缘用户显得不太公平；正比公平算法介于轮询和最大载干比算法之间，兼顾信道质量和历史流量，但是无法体现不同业务之间的优先级差异；基于用户状态报告预测的资源调度算法使用的业务模型过于理想化，且未考虑服务质量因子；基于可变最大加权时延优先算法忽略了时延因子和不同业务对服务优先级的差异化需求。
[0004]因此上述所列的资源调度算法，将其应用于非地面网络通信系统中的话，仍存在一定的改进空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种非地面网络业务优先级计算方法、调度方法、设备及介质，结合用户的业务优先级、业务的时延敏感或可靠性敏感等特性，进一步增强调度算法在时延、不同业务优先等级等方面的表现，更好的提升了网络的整体调度水平。
[0006]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0007]一种非地面网络业务优先级计算方法，其特征在于，包括步骤：采用如下优先级计算公式计算非地面网络业务优先级P
i，j
(t)：
[0008][0009]式中：
[0010]i表示第i个用户；
[0011]j表示用户的第j个业务；
[0012]T
j
为业务j的最大能容忍时延；
[0013]discardFactor
j
为丢包因子，对于时延敏感类业务，采用超时丢包机制；对于可靠性敏感类业务，不启动丢包机制；
[0014]P
j，base
为业务j的基础优先级因子，不同类别的业务对应的基础优先级不同，同一类别的业务对应相同的基础优先级；
[0015]S
i
(t)是用户i在t时刻的最大速率，其和用户的瞬时信道质量成正比；
[0016]是用户i在t时刻历史平均吞吐量；
[0017]w
i，j
(t)是用户i的业务j所在队列的首包等待时延；对于时延敏感类的允许丢包的业务，等待时延超过T
j
时，调度器会将该报文从调度队列中移除；对于可靠性敏感类的业务，等待时延超过T
j
时，不进行丢包处理；
[0018]为调度时延因子，指数正比于等待调度时间；
[0019]Q
throughput
为最小吞吐量因子，用来保障低优先级的最小吞吐量需求。
[0020]进一步地，所述基础优先级因子P
j，base
由调度器设定，且将该值和业务的属性绑定，根据业务类别进行分类，优先级越高的业务，设定的基础优先级因子P
j，base
也越高。
[0021]进一步地，所述丢包因子discardFactor由调度器在获取到业务模块获取业务属性后，按如下方式设定：
[0022][0023]discardFactor
j
设置为0时，节点的优先级会将为0，节点的优先级排序会降到队列尾，不对该节点进行调度，同时触发丢弃超时业务报文动作。
[0024]进一步地，所述调度时延因子其中，w
i，j
(t)是用户i的业务j所在队列的首包等待时延，其取值范围为0＜w
i，j
(t)＜T
j
。
[0025]进一步地，所述最小吞吐量因子Q
throughput
，其中：
[0026][0027]其中C
j
为业务j预先定义的最小吞吐量，λ
i，j
为是用户i的j业务统计窗内已经获得的历史平均吞吐量。
[0028]一种非地面网络业务调度方法，包括以下步骤：
[0029]步骤S1：将未达到速率要求的业务生成待调度队列；
[0030]步骤S2：遍历待调度队列中的各待调度节点，对各待调度节点获取用于计算优先级的参数；
[0031]步骤S3：按照如权利要求1所述方法对各待调度节点进行优先级计算；
[0032]步骤S4：各待调度节点计算完优先级后，根据优先级顺序重新进行排序；
[0033]步骤S5：遍历排序后的待调度队列，根据信道质量及待传数据，决定给待调度节点分配合适的时频码域资源块大小。
[0034]进一步地，在步骤S2中，所述参数采用权利要求2～5中任一所述方法进行处理后，再用于执行进行优先级计算。
[0035]进一步地，在步骤S4中，所述优先级顺序包括从高到低的顺序。
[0036]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现如上任一所述的方法。
[0037]一种可读存储介质，存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任一所述的方法。
[0038]本专利技术的有益效果包括：
[0039]本专利技术实施例提出的一种非地面网络通信系统下的多用户混合业务调度方法，综合考虑了业务属性(时延敏感或可靠性敏感)、瞬时信道吞吐量、历史平均吞吐量、最小吞吐量等影响调度策略的多因素在内，适用于非地面网络通信系统中多用户混合业务调度场景。
[0040]本专利技术实施例通过基础优先级的设定，保障高优先级业务的优先调度权；扩展优先级中纳入正比公平思想，考虑最小吞吐量保障机制，防止同类别业务低优先级用户极端情况下轮空被“饿死”。算法指数增强了时延因子，以适应非地面网络单向链路大时延的特点，能够很好的兼顾高优先级用户的优先调度权和低优先级用户的调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非地面网络业务优先级计算方法，其特征在于，包括步骤：采用如下优先级计算公式计算非地面网络业务优先级P
i，j
(t)：式中：i表示第i个用户；j表示用户的第j个业务；T
j
为业务j的最大能容忍时延；discardFactor
j
为丢包因子，对于时延敏感类业务，采用超时丢包机制；对于可靠性敏感类业务，不启动丢包机制；P
j，base
为业务j的基础优先级因子，不同类别的业务对应的基础优先级不同，同一类别的业务对应相同的基础优先级；S
i
(t)是用户i在t时刻的最大速率，其和用户的瞬时信道质量成正比；是用户i在t时刻历史平均吞吐量；w
i，j
(t)是用户i的业务j所在队列的首包等待时延；对于时延敏感类的允许丢包的业务，等待时延超过T
j
时，调度器会将该报文从调度队列中移除；对于可靠性敏感类的业务，等待时延超过T
j
时，不进行丢包处理；为调度时延因子，指数正比于等待调度时间；Q
throughput
为最小吞吐量因子，用来保障低优先级的最小吞吐量需求。2.根据权利要求1所述的非地面网络业务优先级计算方法，其特征在于，所述基础优先级因子P
j，base
由调度器设定，且将该值和业务的属性绑定，根据业务类别进行分类，优先级越高的业务，设定的基础优先级因子P
j，base
也越高。3.根据权利要求1所述的非地面网络业务优先级计算方法，其特征在于，所述丢包因子discardFactor由调度器在获取到业务模块获取业务属性后，按如下方式设定：discardFactor
j
设置为0时，节点的优先级会将为...

【专利技术属性】
技术研发人员：商科峰，刘田，张毅，袁田，邹钦羊，梁荟萃，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：