CN101001421A

CN101001421A - 用于选择处理设备的方法

Info

Publication number: CN101001421A
Application number: CNA2007100013590A
Authority: CN
Inventors: 胡贝特·弗里茨; 帕特里克·勃朗
Original assignee: Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Current assignee: Alcatel Lucent SAS; Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2027-01-11
Also published as: CN101001421B; ATE482428T1; JP2007189681A; US20070165570A1; EP1808767A1; US7738923B2; DE602006017030D1; EP1808767B1

Abstract

本发明提供了一种用于选择能够运行初始服务并管理至少一种资源的处理设备的系统，其中该系统使得可以提高初始服务的可扩展性，提高正在运行的服务的稳定性，并改善对由若干处理设备提供的资源的利用率，该系统的特征在于：对于每个初始服务，确定两个扩展服务，其中每个扩展服务定义一组用于进一步扩展的资源；将表示扩展服务的保留模式分配给每个保证为初始服务保留该扩展服务的每个处理设备；以及只有当为处理设备分配了保留模式时才会选择该处理设备。

Description

用于选择处理设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于选择用于运行初始服务的处理设备的方法，其中该处理设备提供至少一种资源。

本发明还涉及一种能够被连接到无线网络的基站，其中该基站包括至少两个处理设备，并且每个处理设备提供可以被初始服务请求的至少一种资源。

此外，本发明涉及一种适合于在数据处理设备上、特别是在资源管理器或基站上运行的计算机程序。

背景技术

处理设备提供用于数据处理的不同服务。为了实现服务，需要若干资源。典型地，在处理期间不同的服务需要不同数量的资源。资源管理器管理这些资源。由于处理设备的资源是有限的，因此如果适当的资源不可用，则所请求的服务可能被拒绝。

处理设备可以是通信系统的一部分。处理设备所提供的服务典型地包括：接收数据，例如数据流；处理所接收的数据，例如将所接收的数据转换为不同的数据格式或者查找和移除数据流中的失真数据；以及传送数据，例如传送给另一个处理设备、给用户终端或给另一个通信系统。

当启动一个服务时，其在启动时通常只需要很少的资源。这种所谓的初始服务例如用于建立两个终端(例如两个移动电信设备)之间的通信链路。经常地，在处理初始服务期间该服务需要被扩展，通常需要更多的资源。将来扩展所需要的资源数量在启动该初始服务时是不可知的。如果这些资源不可用，则该服务被停止，这在一方面是用户所不期望的，另一方面会导致系统的不稳定性，与服务的基本目的即可靠性是矛盾的。

如果请求了一个服务，原则上通常有若干处理设备能够服务于所请求的服务，这意味着必须选择这些处理设备中的一个。在通信系统领域中，已知可以根据仍然可用或已经在使用的一种特定资源的数量对处理设备进行分类。然后，根据可用资源的数量来执行对处理设备之一的选择，即选择具有最多的这些仍然可用的资源的处理设备。

在UMTS(通用移动电信系统)中，所谓的节点B包括若干处理设备，并且每个处理设备包括某些资源。这些资源之一是所谓的DL比特率，其代表对作为处理设备的一部分的DSP(数字信号处理器)的下行链路数据流(DL)来说当前可用的比特率。如果从节点B请求了新的服务，则根据每个处理设备的可用DL比特率来选择处理设备。

如果初始服务在处理设备上启动并需要被扩展，则处理设备通常由于在该处理设备上已经有太多的服务在运行这一事实而不提供服务扩展所需的资源。而将服务重新分配给另一个处理设备通常又是不可能的，原因是这将意味着处理数据流时的中断。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于选择处理设备的方法，其可以提高初始服务的可扩展性，并且可以提高正在运行的服务的稳定性。本发明的另一个目的是改善对由若干处理设备提供的资源的利用率。

该目的通过上面提到的方法实现，其中

-对于每个初始服务，确定两个扩展服务，其中每个扩展服务定义一组用于进一步扩展的资源；

-将表示扩展服务的保留模式分配给每个保证为初始服务保留该扩展服务的处理设备；以及

-只有当为处理设备分配了保留模式时才会选择该处理设备。

本发明方法使得可以为每个处理设备定义保证将初始服务扩展到的至少一种资源的数量。这些扩展服务用分配给每个处理设备的保留模式来表示，每个处理设备保证为初始服务保留该扩展服务，即该组资源。

定义扩展服务可以考虑若干参数。特别地，扩展服务可以包括执行某种服务所需要的资源。例如，如果服务允许传送流视频，则该组资源中必须包括高下行链路(DL)比特率。如果处理设备处于表示该扩展服务的保留模式下，则保证运行在该处理设备上的每个初始服务能够被扩展，以便可以传送流视频。

本发明方法提高了运行在处理设备上的初始服务的稳定性，因为只有当保证扩展到至少一个扩展服务时，才启动初始服务。请求该服务的单元由此了解哪一扩展服务是可用的。

有利地，这两个扩展服务被实现为最大扩展服务和最小扩展服务。最大扩展服务定义保留以供初始服务使用的最大一组资源。最小扩展服务定义保留以供初始服务使用的最小一组资源。

这特别地可以提高正在运行的服务的稳定性，原因是只有当处理设备至少允许将初始服务扩展为最小扩展服务时，才启动初始服务。可以确定最小扩展服务所定义的最小一组资源，例如以便在通信系统内能够传送至少与语音相关的数据。

可以定义最大扩展服务以限定当处理设备处于最大保留模式时初始服务可以至少扩展到的一种或多种资源的数量。可以确定最大扩展服务以实现一个处理设备或一组处理设备可以服务的服务数目与该处理设备应当服务的服务类型之间的折中。在通信系统领域，最大扩展服务可以定义例如根据某种数据格式以及例如根据某种采样率来处理和传送视频流所需的资源。

如果处理设备保证每个由该处理设备服务的初始服务当前能够扩展到最大扩展服务，则该处理设备处于最大保留模式下。

如果处理设备保证所有由该处理设备服务的初始服务能够扩展到最小扩展服务，则该处理设备处于最小保留模式下。

如果处理设备从最大保留模式切换到最小保留模式，则至少当该处理设备切换回最大保留模式时，将只能保证每个已经运行的初始服务扩展到最小扩展服务。

由于只有当为处理设备分配了保留模式时才会选择该处理设备，因此每个被选择的处理设备至少处于最小保留模式下。这保证了每个初始服务至少被扩展到最小扩展服务。

如果初始服务在服务开始后的预定时间间隔内不扩展，则取消针对初始服务的保留。至少在预定时间间隔内，这避免了资源由于为初始服务保留而不能用于服务扩展而造成阻塞。

根据本发明的优选实施例，将负载分配给每个处理设备。为了选择处理设备，估计至少一个处理设备的负载。这例如使得可以将初始服务均匀地分配到可用的处理设备，以便每个处理设备具有近似的负载。

优选地，根据以下内容确定处理设备的负载：

-仍然可用的资源；

-已经在使用的资源；

-已经运行在处理设备上的服务的数目；

-根据当前保留模式仍然可以启动的服务的数目；或者

-针对每个资源而对仍然可用的部分或已经在使用的部分进行考虑的度量。

这些值特别适合于确定处理设备的负载。如果该负载由仍然可用的资源定义，则可以容易地确定是否能够在处理设备上启动新的初始服务。

典型地，必须对每个运行在处理设备上的初始服务进行管理，这会带来开销。这就是处理设备所服务的初始服务数目受到限制的原因。因此，有利地，可以考虑去了解已经运行的服务的数目或仍然能够启动的服务的数目，以便选择处理设备。然而，必须提到的是，在本上下文中能够由处理设备服务的服务的数目本身可以看作一种资源。

优选地，使用度量来确定处理设备的负载。任意适当地表达负载及由此的资源消耗并提供处理设备关于负载方面的可比性的度量在当前上下文中都是可以考虑的。度量针对处理设备提供的每种资源考虑该资源的仍然可用的部分或该资源的已经在使用的部分。这种度量还可以给每种资源分配权重，以便根据该权重按照比率考虑每种资源的仍然可用或已经在使用的部分。

优选地，如果至少一个处理设备处于最大保留模式下，则选择具有最高负载并处于最大保留模式下的处理设备。这意味着在处于最大保留模式下的所有处理器当中选择具有最多负载的处理器来启动新的服务。

使用这种选择标准，处于最大保留模式下的具有最高负载的处理器趋向于被占用，直至进入最小保留模式。在新的服务将在该处于最大保留模式下的具有最高负载的处理器上启动的同时，其他处于最大保留模式下的处理器趋向于由于停止的服务而变得空闲。同样，处于最小保留模式下的处理设备趋向于由于停止的服务而变得空闲。当有可能将初始服务扩展到最大扩展服务时，这使得处于最小保留模式下的处理设备可以进入最大保留模式。因此这一选择标准使得可以运行最多的处于最大保留模式下的处理设备。

优选地，如果没有处理设备处于最大保留模式下，但是至少一个处理设备处于最小保留模式下，则选择具有最小负载并处于最小保留模式下的处理设备。这意味着，如果没有处理设备处于最大保留模式下，则在处于最小保留模式下的所有处理设备当中选择具有最小负载的处理器来启动新的服务。

这确保了所有处理设备被平均地占用(fill)。当服务停止时，只要扩展到最大扩展服务变得可能，处理设备就进入最大保留模式。假如具有平均负载的处理设备具有相似的资源利用和相似的保留级别，则当处理设备的空闲资源达到最大扩展服务的级别时处理设备进入最大保留模式。

根据另一个有利的实施例，如果没有处理设备处于最大保留模式下，但是至少一个处理设备处于最小保留模式下，则选择处于最小保留模式下的具有最高负载的处理设备。这种选择处于最小保留模式下的具有最大负载而非最小负载的处理设备的做法导致更早地从最小保留模式转换到最大保留模式，原因是单个处理设备达到最大保留模式的可能性更高。使用这种选择标准，所分配的初始服务不能被扩展到最大扩展服务的风险更高。

如果没有处理设备处于最大保留模式下，并且没有处理设备处于最小保留模式下，则根本不选择任何处理器并且拒绝所请求的服务。因此，降低了由于所请求的资源不可用的事实而导致初始服务不能被扩展的可能性。相反，只有在保证至少扩展到最小扩展服务时，才启动初始服务。

根据本发明的方法，有利地，可以定义最大保留模式或最小保留模式，以便能够服务于仅仅很少但较大的服务，或者以便能够服务于很多较小的服务。因此，相应地可以选择由最小扩展服务或由最大扩展服务定义的一组资源。

根据本发明的另一个优选实施例，处理设备是基站的一部分，其中基站能够被连接到无线网络。根据UMTS标准，无线网络可以被实现为UTRAN(UMTS陆地无线接入网)，并且基站可以被实现为节点B。

该目的还可以通过能够被连接到无线网络的基站来实现，其中该基站包括至少两个处理设备，并且每个处理设备提供能够被初始服务请求的至少一种资源，其中该基站适合于执行本发明的方法。

该目的还可以通过一种适合于在数据处理单元上、特别是在基站或资源管理器上运行的计算机程序来实现，其中该计算机程序被编程为如果该计算机程序在数据处理单元上运行则执行本发明的方法，其中该数据处理单元包括至少两个处理设备。

以计算机程序的形式来实现本发明是特别重要的。计算机程序的各部分可以运行在不同的处理单元上或在不同的计算机上，以便实现本发明的方法。本发明由此通过计算机程序来实现，其中该计算机程序在与该计算机程序适合于执行的方法相同的意义上体现本发明。计算机程序优选地存储在存储单元中。特别地，存储单元可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或类似于压缩光盘(CD)或数字通用盘(DVD)的光存储介质。

根据以下对如附图所示的本发明示例性实施例的描述，本发明的其他特征、应用和优势将变得显而易见。其中，所描述和示出的所有特征单独地或以任意组合的方式表现本发明的主题，而与描述中的措辞或附图中的表示无关，并且与权利要求中的组合或权利要求的依赖关系无关。

附图说明

图1示出了概略显示的数据处理单元，在该数据处理单元上可以实现本发明的方法；

图2示出了处理设备的已经使用的资源的简化示图；

图3a示出了初始服务的资源利用的简化例子；

图3b示出了最小扩展服务的资源利用的简化示图；

图3c示出了最大扩展服务的资源利用的简化示图；以及

图4示出了本发明的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了数据处理单元1，例如通信系统中的基站，其包括若干处理设备2。处理单元1通过链路3和天线4链接到通信系统。处理单元1具体体现为通过无线链路5向用户终端6(例如，移动电信设备)传送数据。数据处理单元1还包括资源管理器7。资源管理器7还可以实现为在数据处理单元1内部的硬件。然而，资源管理器7还可以是处理设备2的一部分，其中资源管理器可以实现为运行在特定处理设备2上的软件。当从数据处理单元1请求服务时，资源管理器7选择一个处理设备2，在其上启动初始服务或者拒绝该请求。

如果第一用户终端(图1中未示出)想要建立到用户终端6的连接，则从第一用户终端通过链路3向处理单元1发送服务请求。在处理单元1中选择处理设备2来服务于所请求的服务。如果选择了处理设备2，则将所请求的服务作为初始服务而启动。

根据本发明，被选择为服务于初始服务的处理设备2保证该初始服务能够至少被扩展到预定的最小扩展服务。这种处理设备2运行于最小保留模式下。

如果一个或多个处理设备2处于最大保留模式下，则将选择这些处理设备2中的一个处理设备，以便至少当处理设备2处于最大保留模式下时，保证扩展到最大扩展服务。如果处理设备2从最大保留模式切换到最小保留模式，则对于所有正在运行的初始服务，将只保证扩展到最小扩展服务。在处于最大保留模式下的处理设备2当中，所请求的服务将运行在具有最高负载的处理设备2上。

如果没有处理设备处于最大保留模式下，并且没有处理设备2处于最小保留模式下，则拒绝所请求的服务。

可以根据考虑了处理设备2所提供的一种或多种资源的度量来确定每个处理设备2的负载。

图2示出了在给定时间可供给定处理设备2用于处理正在运行的服务的资源的简化示图。可以想到，在预定的时间间隔上确定由处理设备2使用的资源。图2示出的柱状图中的每个条柱表示一种资源。阴影线部分表示被保留以便能够根据处理设备2的当前模式扩展每个服务的资源的部分。例如，如果处理设备2当前处于最大保留模式下，则条柱的阴影线部分表示在每个当前正在运行的服务将被扩展到最大保留模式的情况下每种资源将被使用的数量。然而，如果处理设备2当前处于最小保留模式下，则条柱的阴影线部分表示在每个当前正在运行的服务将被扩展到最小保留模式的情况下每种资源将被使用的数量。

如果处理单元1是基站，则资源可以是上行链路(UL)信用(credit)、下行链路(DL)信用、UL比特率、DL比特率、多个双扩频器、数字信号处理(DSP)负载或者由处理设备2维护的多个用户终端或用户设备。

根据这个例子，对于每个处理设备2，为上行链路和下行链路定义信用，其中每个信用表示处理设备2的当前估计处理能力。双扩频器描述了使得能够在激活发射分集的情况下执行对一个或两个发射天线4的传输信道的扩频和扰码的处理资源。DSP负载用于过载保护并且应当保证负载处于预定门限之下。

图3a示出了示例性地表示初始服务所需的资源的柱状图。再一次地，每个条柱表示一种资源，其中该条柱的阴影线部分表示用于启动和处理初始服务的该资源的数量。在图3a所示的例子中，只需要6种资源中的3种资源来启动初始服务。这仅仅是一个示例性的假设，因为在实际情况下，经常是所有或几乎所有种类的资源都用于初始服务，至少以非常小的数量用于初始服务。

图3b以柱状图的形式示出了服务于某种最小扩展服务所需的资源的数量。图3c示出了服务于最大扩展服务所需的资源。再一次地，每个条柱的阴影线部分表示服务于适当的服务所需的资源数量。

很明显，只有当此时处理设备的阴影线条柱可以增加初始服务3a的阴影线条柱的数量而不超过图2中所示的限制时，处理设备2才能启动初始服务3a。相应地，只有当阴影线条柱可以延伸适当资源的数量而不超过该给定的限制时，处理设备2才能服务于最小扩展服务3b和最大扩展服务3c。

根据本发明，只有当处理设备2能够服务于最小扩展服务时，才能启动初始服务。这意味着，对于每个新的初始服务，不但要确定初始服务所需的资源在处理设备2上是否可用，而且要确定将初始服务扩展到最小扩展服务所需的资源在处理设备2上是否可用。如果初始服务所需的资源可用，但是最小扩展服务所需的资源不可用，则拒绝该初始服务。换言之，这意味着，只有当保证初始服务能够被扩展到最小扩展服务时才能在处理设备2上启动初始服务。这接着又意味着只有当处理设备2至少处于最小保留模式下时，才能启动初始服务。

根据图2和图3a-图3c中示出的例子，由于处理设备2能够保证至少可以扩展到如图3b所示的最小扩展服务，因此能够在具有如图2中所示负载的处理设备2上启动如图3a所示的初始服务。

处理设备2不能保证如图3c中所示的资源保留所定义的将初始服务扩展到最大扩展服务，原因是图3c中的第五个条柱所表示的并用于保证扩展到最大扩展服务的资源数量不适合于图2中相应资源的表示该部分仍然可用的非阴影线部分。由此可以得出结论，假定处理设备具有如图2所示的负载，如图3b所示地定义最小扩展服务并且如图3c所示地定义最大扩展服务，则处理设备2处于最小保留模式下。这意味着至少当处理设备2处于最大保留模式下时，处于最大保留模式下的处理设备2只保证扩展到最大扩展服务。

图4示出了根据本发明的方法的实施例的流程图。

该方法开始于步骤100，其中请求初始服务。

在步骤101中，确定是否有任何处理设备2处于最大保留模式下。如果有处理设备2处于最大处理模式下，则该方法分流到步骤102，其中识别并选择处于最大保留模式下的具有最高负载的处理设备2。根据如图2所示的处理设备2的负载的例子，可以引入度量以定义每个处理设备2的负载，使得可以比较两个或更多处理设备2的负载并可以确定具有最高负载的处理器。从数学的角度来说，所引入的度量必须能够定义每个处理设备2在处于最大保留模式下的一组处理设备2中的次序。这种度量例如可以将负载定义为百分比值，其中将负载确定为每种资源的负载的平均值，可以首先为每种资源定义一个权重，并用该权重乘以每种资源的负载。本领域的普通技术人员能够想到各种其他和更复杂的度量。特别地，这些度量可以包括根据应用的范围定义一种或多种资源的重要性的特征。

在步骤105中，在在步骤102中选择的处理设备2上启动初始服务。

如果在步骤101中，确定没有处理设备2处于最大保留模式下，则该方法分流到步骤103中。在步骤103中，检查是否有任何处理设备2处于最小保留模式下。如果有处理设备2处于最小保留模式下，则在步骤104中选择处于最小保留模式下的具有最小负载的处理设备2。再一次地，可以使用如上所述的度量来确定和比较一组具有最小负载的处理设备2中的处理设备2的负载。选择了具有最小负载的处理设备2之后，在步骤105中在所选择的处理设备2上启动初始服务。

如果在步骤103中确定没有处理设备2处于最小保留模式下，则方法分流到步骤106，其中拒绝初始服务。特别地，这意味着如果不能保证至少扩展到最小扩展服务，则即使至少一个处理设备2将提供足够的资源以服务于初始服务本身，也要拒绝对初始服务的请求。

可以想到本发明方法的其他实施例。例如，可以想到，在步骤104中，选择处于最小保留模式下的具有最高负载的处理设备。还可以想到，在步骤102中，选择处于最大保留模式下的具有最小负载的处理设备。

Claims

1.一种用于选择用于运行初始服务的处理设备(2)的方法，其中所述处理设备(2)管理至少一种资源，所述方法的特征在于：

-将表示扩展服务的保留模式分配给每个保证为所述初始服务保留该扩展服务的处理设备(2)；以及

-只有当为处理设备(2)分配了保留模式时才会选择所述处理设备。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述两个扩展服务被实现为最大扩展服务和最小扩展服务，其中所述最大扩展服务定义保留以供所述初始服务使用的最大一组资源，所述最小扩展服务定义保留以供所述初始服务使用的最小一组资源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，只要保证将每个初始服务扩展到所述最大扩展服务，所述处理设备(2)就处于最大保留模式下；只要保证将每个初始服务扩展到所述最小扩展服务，所述处理设备(2)就处于最小保留模式下，并且如果所述处理设备(2)从最大保留模式切换到最小保留模式，则至少当所述处理设备(2)切换回所述最大保留模式的时候，将只能保证将已经在运行的每个初始服务扩展到所述最小扩展服务。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果初始服务在服务启动后的预定时间间隔内不扩展，则取消针对所述初始服务的保留。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，可以重新配置运行在处理设备(2)上的每个服务，以便释放先前已经使用的资源。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将负载分配给每个处理设备(2)，估计至少一个处理设备(2)的负载，并根据所述估计的结果选择所述处理设备(2)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据下述内容确定处理设备(2)的负载：

-仍然可用的资源；

-已经在使用的资源；

-已经运行在所述处理设备(2)上的服务的数目；

-根据当前保留模式仍然可以启动的服务的数目；或者

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果至少一个处理设备(2)处于最大保留模式下，则选择具有最高负载并处于所述最大保留模式下的处理设备(2)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果没有处理设备(2)处于最大保留模式下，但是至少一个处理设备(2)处于最小保留模式下，则选择具有最小负载并处于所述最小保留模式下的所述处理设备(2)。

10.根据权利要求2-9中任一项所述的方法，其特征在于，如果没有处理设备(2)处于最大保留模式下，但是至少一个处理设备(2)处于最小保留模式下，则选择具有最高负载并处于所述最小保留模式下的处理设备(2)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果没有处理设备(2)处于最大保留模式下，并且没有处理设备(2)处于最小保留模式下，则不选择任何处理设备(2)。

12.根据权利要求2-11中任一项所述的方法，其特征在于，根据应当提供仅仅很少但较大的服务还是应当提供很多较小的服务来定义最大保留模式或最小保留模式。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述处理设备(2)是能够被连接到无线网络的基站的一部分。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述无线网络是UTRAN，并且所述基站是节点B。

15.一种能够被连接到无线网络的基站，其中所述基站包括至少两个处理设备(2)，并且每个处理设备(2)提供能够被初始服务请求的至少一种资源，其特征在于，所述基站适合于执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。

16.一种适合于在数据处理单元(1)上运行的计算机程序，所述数据处理单元(1)特别是基站，其特征在于，所述计算机程序被编程为在所述数据处理单元(1)上运行时执行根据权利要求1-14中任一项所述的方法。

17.根据权利要求16所述的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序存储在存储设备上，特别是在随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、压缩光盘(CD)、数字通用盘(DVD)或硬盘上。