一種帶寬分配方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種帶寬分配方法，接收應(yīng)用程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)對(duì)緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，計(jì)算劃分后的性能損失量并為各隊(duì)列預(yù)分配帶寬使得決策變量最大，當(dāng)決策變量大于0時(shí)按照該分配的帶寬發(fā)送數(shù)據(jù)，否則撤銷(xiāo)預(yù)分配的帶寬不發(fā)送任何數(shù)據(jù)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案能夠?qū)⑸蠈討?yīng)用的性能損失量控制在一個(gè)既定范圍內(nèi)，同時(shí)通過(guò)對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)單元的調(diào)度使得數(shù)據(jù)單元能夠集中在信號(hào)強(qiáng)度好、傳輸帶寬高、系統(tǒng)功耗低的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送，在保障上層應(yīng)用性能的同時(shí)使得系統(tǒng)能耗的降低最大化，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種帶寬分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種帶寬分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)平臺(tái)的飛速發(fā)展，移動(dòng)智能終端的數(shù)量也在以驚人的速度增長(zhǎng)，世界上每天大約有50萬(wàn)臺(tái)Android設(shè)備被激活。這些智能終端功能豐富，它們擁有各種各樣的傳感器、GPS、W1-Fi接口、相機(jī)以及越來(lái)越復(fù)雜、性能越來(lái)越強(qiáng)勁的中央處理器。借助于這些硬件基礎(chǔ)，琳瑯滿(mǎn)目的移動(dòng)應(yīng)用進(jìn)入了人們的日常生活，大大改變了人們的生活方式。然而，隨著應(yīng)用程序的功能越發(fā)復(fù)雜多樣，有限的電池容量成為人們使用這些應(yīng)用的一大阻礙。在移動(dòng)設(shè)備有限的能量?jī)?chǔ)備條件下，如何合理而有效的使用移動(dòng)平臺(tái)上有限的資源，提高設(shè)備的續(xù)航能力，使得用戶(hù)能夠更長(zhǎng)時(shí)間的使用設(shè)備，是移動(dòng)智能終端發(fā)展道路上的一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。
[0003]無(wú)線(xiàn)通信所產(chǎn)生的能耗占據(jù)了移動(dòng)終端總能耗中很大一部分，一些對(duì)傳輸帶寬要求很高的服務(wù)，如VoIP(Voice over Internet Protocol)或流媒體,往往會(huì)造成非常大的傳輸能耗。在通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS,Universal Mobile Telecommunications System)網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)線(xiàn)資源控制(RRC,Radio Resource Control)協(xié)議部署在鏈路層以降低頻譜資源管理所造成的開(kāi)銷(xiāo)。RRC使得終端在結(jié)束3G數(shù)據(jù)傳輸之后不會(huì)立即降低到低能耗狀態(tài)，而是在高能狀態(tài)停滯一段時(shí)間，直到一段時(shí)間內(nèi)再?zèng)]有數(shù)據(jù)傳輸才會(huì)回落到低能耗狀態(tài)。這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的能耗被稱(chēng)為尾能耗(Tail Energy) 0近期研究表明，尾能耗現(xiàn)象不僅在3G網(wǎng)絡(luò)中存在，在4GLTE網(wǎng)絡(luò)中也同樣存在。在一些場(chǎng)景下，尾能耗甚至超過(guò)了數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的能耗，大大縮短了電池可用時(shí)間。
[0004]近年來(lái)，許多研究工作圍繞著降低尾能耗展開(kāi)。一種主要方案是，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)流的調(diào)度將一些數(shù)據(jù)延遲并捆綁發(fā)送，以減少尾能耗。但這種方式?jīng)]有考慮對(duì)上層應(yīng)用的性能影響，對(duì)于延遲敏感的應(yīng)用(如流媒體應(yīng)用)，數(shù)據(jù)被延遲發(fā)送會(huì)對(duì)應(yīng)用性能、用戶(hù)體驗(yàn)造成很大的影響。另一種主要方案是，需要基于對(duì)未來(lái)信息的預(yù)測(cè)，如預(yù)測(cè)信號(hào)強(qiáng)度、發(fā)送帶寬以及下一次數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)間。這種基于預(yù)測(cè)的方案往往由于預(yù)測(cè)的困難導(dǎo)致可行性不聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種帶寬分配方法，在保證上層應(yīng)用性能損失量在給定范圍的前提下，通過(guò)合理的調(diào)度降低因無(wú)線(xiàn)通訊所產(chǎn)生的總能耗，同時(shí)在上層應(yīng)用的性能損失容忍程度動(dòng)態(tài)變化時(shí)也能保證調(diào)度方案能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)這種性能保障要求的動(dòng)態(tài)變化。
[0006]本發(fā)明提供了一種帶寬分配方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、接收應(yīng)用程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)根據(jù)時(shí)隙不同分為多個(gè)數(shù)據(jù)單元；
[0008]步驟二、在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)根據(jù)所述數(shù)據(jù)單元的緊急程度權(quán)重Wi將所述各數(shù)據(jù)單元分為多個(gè)緩存組，再根據(jù)所述數(shù)據(jù)單元的時(shí)延等級(jí)D將每個(gè)緩存組分為多個(gè)緩存隊(duì)列，計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙每個(gè)緩存隊(duì)列的性能損失量以及總性能損失量；
[0009]步驟三、當(dāng)所述總性能損失量小于應(yīng)用程序允許的最大性能損失量時(shí)，為每個(gè)緩存隊(duì)列分配帶寬，所述帶寬小于該緩存隊(duì)列所包含的數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)量，且所有分配的帶寬之和小于傳輸帶寬C，使得決策變量D(t)取得最大值；所述決策變量
【權(quán)利要求】
1.一種帶寬分配方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一、接收應(yīng)用程序產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)根據(jù)時(shí)隙不同分為多個(gè)數(shù)據(jù)單元； 步驟二、在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)根據(jù)所述數(shù)據(jù)單元的緊急程度權(quán)重Wi將所述各數(shù)據(jù)單元分為多個(gè)緩存組，再根據(jù)所述數(shù)據(jù)單元的時(shí)延等級(jí)D將每個(gè)緩存組分為多個(gè)緩存隊(duì)列，計(jì)算當(dāng)前時(shí)隙每個(gè)緩存隊(duì)列的性能損失量以及總性能損失量； 步驟三、當(dāng)所述總性能損失量小于應(yīng)用程序允許的最大性能損失量時(shí)，為每個(gè)緩存隊(duì)列分配帶寬，所述帶寬小于該緩存隊(duì)列所包含的數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)量，且所有分配的帶寬之和小于傳輸帶寬C，使得決策變量D(t)取得最大值；所述決策變量
2.如權(quán)利要求1所述的帶寬分配方法，其特征在于，所述劃分后的第i組第j個(gè)隊(duì)列的性能損失量I3Dij = Wi*f O^Sizeij，其中Wi為緊急程度權(quán)重，f (D)為性能損失函數(shù)，Sizeij為數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)量。
3.如權(quán)利要求2所述的帶寬分配方法，其特征在于，所述性能損失函數(shù)f(D)由應(yīng)用程序的類(lèi)型決定。
4.如權(quán)利要求1所述的帶寬分配方法，其特征在于，每個(gè)緩存組的性能損失量為緩存組內(nèi)所有緩存隊(duì)列的性能損失量之和，所述總性能損失量為緩存區(qū)內(nèi)所有緩存組的性能損失量之和。
5.如權(quán)利要求1所述的帶寬分配方法，其特征在于，所述時(shí)延等級(jí)&= fDeky/g，其中，Delay為延遲時(shí)間，Θ為時(shí)延等級(jí)粒度，所述延遲時(shí)間為當(dāng)前時(shí)間與該數(shù)據(jù)單元到達(dá)時(shí)間的差值，所述時(shí)延等級(jí)粒度根據(jù)劃分精細(xì)度設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的帶寬分配方法，其特征在于，所述應(yīng)用程序允許的最大性能損失量為靜態(tài)配置或動(dòng)態(tài)調(diào)整。
7.如權(quán)利要求6所述的帶寬分配方法，其特征在于，當(dāng)所述應(yīng)用程序允許的最大性能損失量動(dòng)態(tài)調(diào)整時(shí)，對(duì)當(dāng)前時(shí)隙的權(quán)衡因子進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。
8.如權(quán)利要求7所述的帶寬分配方法，其特征在于，對(duì)所述當(dāng)前時(shí)隙的權(quán)衡因子進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整具體為:如果當(dāng)前時(shí)隙的總性能損失量超過(guò)應(yīng)用程序允許的最大性能損失量，則將當(dāng)前時(shí)隙的權(quán)衡因子調(diào)整為上一時(shí)隙的一半；否則將當(dāng)前時(shí)隙的權(quán)衡因子增大。
9.如權(quán)利要求8所述的帶寬分配方法，其特征在于，所述將當(dāng)前時(shí)隙的權(quán)衡因子增大具體為權(quán)衡因子V α) =να-ι)+δ，所述δ為一常數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04W72/04GK103686874SQ201310665112
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】賴(lài)澤祺, 崔勇, 肖詩(shī)漢 申請(qǐng)人:清華大學(xué)