[发明专利]一种JT-CoMP在C-RAN架构下的虚拟机调度机制

说明书

本发明公开了一种JT‑CoMP在C‑RAN架构下的虚拟机调度机制，具体包括：(1)将小区边缘用户的计算任务集中到虚拟基带池中；(2)模块分类器通过极差法对所有用户的协议功能模块进行分类；(3)系统配置三种类型的VM，且每类VM都有一个非常大的请求队列；(4)模块调度器根据模块分类信息将模块调度到相应类型的VM中执行；(5)本地管理器根据调度方案计算出资源信息和时间信息，并反馈到全局管理器；(6)全局管理器根据不同的启发式算法调整映射方案，直到得到最优方案。本发明适用于解决C‑RAN架构下CoMP下行JT场景中的VM调度问题，能够有效地实现协作RRU之间的同步，并保证用户之间任务执行的公平性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种JT-CoMP在C-RAN架构下的虚拟机调度机制。

背景技术

近年来移动网络的数据流量呈现出爆炸式的增长，用于建设和升级无线接入网(Radio Access Network,RAN)的支出不断增加，而收入却增加缓慢，甚至在慢慢减少，这严重影响移动运营商的盈利能力。在传统的无线接入网中,运营数量巨大的基站意味着高额的资本开支(建设投资、站址租赁等)和运维开支(人工维护、能源消耗等)，此外，现有的不同基站之间无法共享处理能力，所以基站的实际利用率很低，频谱效率也很难提高。在这个情况下，寻找一种适合移动互联网的高性能、低费用的无线接入网方法显得相当重要。基于以上背景，一种新型的集中式无线接入网架构—C-RAN应运而生。C-RAN是一种融合集中处理(Centralized Processing)、协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云型基础设施(Real-time Cloud Infrastructure)为一身的绿色无线接入网架构(Clean System)。它主要包括三个部分：由射频拉远单元(Radio Remote Unit,RRU)和天线组成的分布式无线网络；由高带宽低延迟的光传输网络连接RRU；由高性能处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带处理池(Building Baseband Unit,BBU)。其中，集中式基带处理池以VM的形式向用户提供计算资源(CPU、内存、带宽等)。在C-RAN架构下，JT-COMP技术通过几个协作RRU同时向目标用户发送相同的数据能够有效地避免区间干扰，提高小区边缘用户的频率效率和系统吞吐量。在基带处理池中，所有用户的数据被集中处理，每个用户的数据都是由一系列相互关联的协议功能模块组成的。将这些模块调度到VM上执行，不同的调度方案得到的任务完成时间、系统能耗等目标值也是不同的。在这个场景中，协作RRU之间的同步是一个非常重要的指标，为了实现这一指标的最优化，VM调度问题成为一个非常有挑战性的话题。当前，对VM调度机制的研究很多，但是由于C-RAN是个新型无线接入网架构，很少有学者对JT-CoMP在C-RAN基带池中的VM调度问题进行研究。Michale Cardosa等人在Shares andutilities based power consolidation invirtualized server environments中提出了一种异构云计算环境中功率有效的VM调度方法，Nam Thoai等人在“Virtual MachineAllocation in Cloud Computing for Minimizing Total Execution TimeonEachMachine”中实现了将每个VM上的整体执行时间最小化的目标。但是他们的工作都是关于独立任务的，不适用于JT-COMP在C-RAN架构中的实现这一场景。Sungho Kang等人在“Total Energy Minimization ofReal-Time Tasks in an On-Chip MultiprocessorUsing Dynamic Voltage Scaling Efficiency Metric”中考虑了任务之间的依赖性，但是没有实现协作RRU之间时间上的联合同步。Kai Sun等人在“Joint Synchronization andChannel Estimation for the Uplink CoordinatedMulti-Point Systems”中实现了联合同步，但是是从通信的角度实现的。