用于軟件定義網絡中的傳輸管理的系統和方法與流程

技術領域

本發明大體上涉及數字通信，更具體地涉及一種用于軟件定義網絡中的傳輸管理的系統和方法。

背景技術：

軟件定義網絡(Software Defined Network，SDN)為網絡運營商提供開發以及維護的容易性。此外，SDN使得能夠將在單個網絡上同時執行的實驗進行隔離。通常，SDN特征在于分離的數據面和控制面。分離的數據面和控制面通常增加網絡的可擴展性以及配置的容易性。

技術實現要素：

本發明的示例實施方式提供了一種用于軟件定義網絡(SDN)中的傳輸管理的系統和方法。

根據本發明的示例實施方式，提供了一種通信控制器。該通信控制器包括流管理器以及操作上耦接至流管理器的存儲器。流管理器根據分組流的性質、多個切片中的每個切片的負荷狀態以及由多于一個的TP提供的反饋信息中的至少一者，將由多于一個的傳輸點(transmission point,TP)服務的分組流分類為多個切片中的一個切片，并且根據多個切片中的每個切片的負荷狀態以及由多于一個的TP提供的反饋信息來改變分組流的分類。存儲器根據分組流的分類來將分組流的分組存儲在多個分組隊列中的一個分組隊列中。

根據本發明的另一示例實施方式，提供了一種用于操作通信控制器的方法。該方法包括：由通信控制器接收由被通信控制器控制的多于一個的傳輸點(TP)服務的分組流的分組；以及由通信控制器根據分組流的性質、多個切片中的每個切片的負荷狀態以及由多于一個的TP提供的反饋信息中的至少一者，將分組流分類為多個切片中的一個切片。該方法還包括：由通信控制器根據分組流的分類來將分組存儲在多個分組隊列中的一個分組隊列中。

根據本發明的另一示例實施方式，提供了一種通信系統。該通信系統包括多個傳輸點(TP)以及操作上耦接至多個TP的通信控制器。TP為用戶設備服務。通信控制器根據分組流的性質、多個切片中的每個切片的負荷狀態以及由被通信控制器控制的多個TP提供的反饋信息中的至少一者，將由多個TP中的多于一個的TP服務的分組流分類為多個切片中的一個切片。通信控制器根據多個切片中的每個切片的負荷狀態以及由多個TP提供的反饋信息來改變分組流的分類，以及根據分組流的分類來將分組流的分組存儲在多個分組隊列中的一個分組隊列中。

實施方式的一個優點是提供了對切片的動態適配。因此，切片能夠被動態地適配以滿足改變的操作條件，從而有助于確保滿足服務質量(quality of service，QoS)要求。此外，在操作條件改變時，無線節點的數據速率更加平衡。

實施方式的另一優點是針對多個演進型NodeB(evolved NodeB，eNB)向單個用戶設備(UE)發送的情況提供了切片分配和/或管理技術。

附圖說明

為了更完整地理解本發明及其優點，現在參考下文結合附圖進行的描述，在附圖中：

圖1示出了根據本文中描述的示例實施方式的第一示例通信系統；

圖2示出了根據本文中描述的示例實施方式的第二示例通信系統；

圖3示出了根據本文中描述的示例實施方式的突出顯示聯合切片管理(joint slice management，JSM)單元的邏輯視圖的第三示例通信系統；

圖4示出了根據本文中描述的示例實施方式當JSM單元管理業務流時在JSM單元中發生的示例操作的流程圖；

圖5示出了根據本文中描述的示例實施方式的示例分類狀態圖；

圖6示出了根據本文中描述的示例實施方式在將分組流從傳輸切片重新分類為過渡切片時在JSM單元中發生的示例操作的流程圖；

圖7示出了根據本文中描述的示例實施方式的突出顯示同時連接至多個eNB的UE的示例通信系統；

圖8示出了根據本文中描述的示例實施方式當JSM單元在多個eNB的情況下調度網絡資源時在JSM單元中發生的示例操作的流程圖；

圖9示出了根據本文中描述的示例實施方式當JSM單元在單個eNB的情況下動態地調整切片大小時在JSM單元中發生的示例操作的流程圖；以及

圖10示出了根據本文中描述的示例實施方式當JSM單元在多個eNB的情況下聯合執行動態切片大小調整和業務平衡時在JSM單元中發生的示例操作的流程圖。

具體實施方式

下文將詳細論述當前示例實施方式的操作及其結構。然而，應當理解，本發明提供了可以在多種具體背景中實施的許多適用發明構思。所論述的具體實施方式僅僅說明本發明的具體結構和操作本發明的方式，而不限制本發明的范圍。

本發明的一個實施方式涉及軟件定義網絡(SDN)中的傳輸管理。例如，通信控制器接收由多于一個的傳輸點(TP)服務的分組流的分組，根據分組流的性質、多個切片中的每個切片的負荷狀態以及由多于一個的TP提供的反饋信息中的至少一者，將分組流分類為多個切片中的一個切片，并且根據分組流的分類來將分組存儲在多個分組隊列中的一個分組隊列中。

將針對具體背景中的示例實施方式來描述本發明，該具體背景即將視頻內容遞送給UE的SDN網絡。本發明可以應用于標準兼容通信系統，包括異構通信系統(HetNets)如與第三代合作伙伴計劃(Third Generation Partnership Project，3GPP)、IEEE 802.11等技術標準兼容的通信系統，以及可以應用于向UE遞送具有QoS約束的內容的非標準兼容通信系統。

圖1示出了第一示例通信系統100。通信系統100包括多個用戶設備(user equipment,UE)如UE 105、UE 107、UE 109和UE 111。多個UE中的UE可以由一個或更多個演進型NodeB(eNB)如eNB 115和eNB 117服務。多個UE中的UE還可以由一個或更多個微微基站如微微基站118以及毫微微基站如毫微微基站119服務。eNB、微微基站、毫微微基站等可以向UE提供無線接入。一般來說，從UE進行的通信或者向UE進行的通信會經過一個或更多個eNB、微微基站、毫微微基站等。在一些特殊操作模式中，UE可以能夠彼此直接通信而不需要eNB(或微微基站或毫微微基站)作為中介。

eNB、微微基站、毫微微基站和UE是用于描述3GPP長期演進(Long Term Evolution，LTE)通信系統中的一些裝置的術語，在不同的通信系統中可以使用其他術語。作為說明性示例，eNB通常還可以稱為基站、接入點、NodeB、控制器、基站收發器系統等，而UE通常還可以稱為移動站、移動設備、站、用戶、訂戶、終端等。雖然論述集中于eNB，但是本文中給出的示例實施方式可以與其他無線接入裝置如遠程射頻頭、eNB扇區、微微基站、毫微微基站、接入點等(一般來說，可以將這些裝置稱為傳輸點(TP))以及其他無線接入技術如IEEE 802.11、Wi-Fi、藍牙、WiMAX等一起操作。因此，對eNB和LTE的關注不應被解釋為限制示例實施方式的范圍或精神。

TP例如eNB、微微基站、毫微微基站等可以連接至服務網關120，服務網關120通常可以稱為本地錨點。服務網關120通常可以處理移動性和用戶會話管理。分組數據網絡網關(PDN網關)125可以將服務網關120連接至互聯網協議(Internet Protocol，IP)網絡如因特網130。PDN網關125還可以處理QoS策略和/或計費功能。在WiMAX通信系統中，網關可以稱為應用服務網絡網關(application service network,ASN)和內容服務網絡網關(content service network,CSN)。

雖然應當理解，通信系統可以采用能夠與多個UE進行通信的多個TP(例如，eNB、微微基站、毫微微基站等)，但是為了簡單起見，僅示出了四個TP(2個eNB、1個微微基站和1個毫微微基站)以及多個UE。

根據示例實施方式，SDN架構結合無線接入向視頻內容提供商提供增值的無線視頻傳輸服務。SDN架構使得能夠使用集中式控制面，集中式控制面能夠控制不同接入技術。任何給定的UE可以由一個或更多個可能使用不同的無線接入技術(包括但不限于LTE、Wi-Fi、WiMAX、藍牙等)的TP來服務。

注意，盡管論述集中于視頻傳輸和視頻內容遞送，但是本文中論述的示例實施方式可以操作于其他形式的內容傳輸，特別是具有QoS約束、性能敏感度等的內容。這樣的內容的示例可以包括語音、健康監測、應急監測等。

圖2示出了第二示例通信系統200。通信系統200包括集中式控制面205，其中，集中式控制面205執行流級管理，該流級管理通常建立與特定規則匹配的針對每個流要采取的動作的列表，并且通過切切片將網絡資源虛擬化，并且使得具有不同路由和/或策略的多種類型的服務或運營商在單個物理基礎設施上共存。

集中式控制面205可以耦接至服務網關(如服務網關210和212)和PDN網關(如PDN網關215和217)。集中式控制面205可以指定對來自視頻內容提供商220的分組的分發，其中視頻內容提供商220通過因特網225連接至PDN網關和服務網關。對來自視頻內容提供商220的分組以及來自其他服務的分組的分發可以通過流(例如，視頻流)的分類以及通信系統200的運行條件(包括視頻流隊列的負荷狀態、TP負荷、UE負荷、信道條件等)來指定。

來自視頻內容提供商220的分組(以及來自其他服務的分組)可以被提供給TP(如TP 230至234)以遞送給UE(如UE 240至248)。集中式控制面205可以指定哪些TP接收哪些視頻分組。作為說明性示例，不是為訂閱了指定視頻流的任何UE服務的TP不可能接收與指定視頻流相關聯的任何分組。作為另一說明性示例，如果兩個(或更多個)TP協作以向UE提供視頻流，則所涉及的TP會被提供與視頻流相關聯的分組以遞送給UE。

圖3示出了突出顯示聯合切片管理(JSM)單元的邏輯視圖的第三示例通信系統300。通信系統300包括可以耦接在因特網310與在為多個UE(如UE 320至326)服務的多個TP(如TP 310至314)之間的(以邏輯形式示出的)JSM單元305。

根據示例實施方式，JSM單元305可以作為集中式控制器運行以聯合處理流準入控制(例如，分組流的分類、分組流的排隊和/或丟棄等)和分組傳輸的調度以及其他操作。JSM單元305可以利用將數據面和控制面分離的SDN架構，主要用于將無線接入網絡虛擬化，并且允許對于分組業務如視頻分組業務的區分服務。其結果是，JSM單元305可以能夠處理同時連接至多個eNB的UE。JSM單元305可以在數據面內將具有相似特性的分組流分組到切片中。JSM單元305可以使用控制面來管理跨越切片及多個TP的無線資源分配過程。

一般來說，JSM單元305能夠處理連接至多個TP的UE的分組。在UE與通信運營商之間設置有QoS限制如最小提供速率、最大可容忍延遲等。因此，JSM單元305可以不涉及指定QoS限制。然而，可以基于QoS限制來確定JSM單元305的操作。此外，TP可以向JSM單元305提供周期性反饋。周期性反饋可以包括：TP利用率(用于分組傳輸的網絡資源的數目以及可用時隙的總數)、每個UE當前使用的調制編碼方案(modulation and coding scheme,MCS)以及每個UE的信干噪比(signal to interference plus noise ratio,SINR)。JSM單元305可以在控制分組流通過TP到UE時考慮反饋信息。

JSM單元305可以虛擬化并且支持多個TP、多種無線接入技術(radio access technology，RAT)以及多個頻帶。JSM單元305還可以根據優化框架動態地適配所分配的切片的資源，目的是試圖確保滿足QoS限制的同時使切片的效用函數最大化。此外，JSM單元305還可以平衡相鄰TP之間的分組業務以避免擁塞，同時使TP利用率最大化。另外，JSM單元305可以通過使丟棄的分組最小化來提高UE的體驗質量(quality of experience，QoE)。

JSM單元305可以包括控制面330和數據面340。控制面330可以是圖2的邏輯集中式控制面205的示例實現方式，而數據面340可以是服務網關和PDN網關的邏輯表示。控制面330可以包括流管理單元332，流管理單元332被配置成實現用于控制視頻流的分類的改變的遷移策略。根據示例實施方式，遷移策略考慮諸如視頻流分類、切片狀態(例如，切片負荷、切片隊列大小等)、TP狀態(例如，TP容量、信道容量、信道條件等)、性能度量等信息來改變視頻流的分類。下面提供了對示例遷移策略的詳細論述。控制面330還可以包括多節點切片調度器334和同步器336。多節點切片調度器334可以被配置成調度視頻流的分組的從數據面340到TP的傳輸。雖然被稱為多節點調度器，但是多節點切片調度器334可以在單個TP為UE服務的情況下以及多個TP為UE服務的情況下操作。同步器336可以被配置成協調數據面340例如服務網關及PDN網關的操作。

邏輯上，數據面340可以包括多個分組隊列如視頻業務隊列342以及其他業務隊列344。作為說明性示例，如果視頻流被分類為三種可能的視頻切片之一，則視頻業務隊列342可以包括三個單獨的視頻隊列。注意，盡管在圖3中示出為包括三個視頻隊列，但是視頻業務隊列342可以包括不同數目的視頻隊列，通常對于每種視頻切片存在一個視頻隊列。然而，對于具有相對輕閑的分組業務的視頻切片，可能可以為多于一個的視頻切片使用單個視頻隊列。還應注意，盡管在圖3中示出為單個隊列，但是其他業務隊列344可以包括不同數目的隊列，通常為對于其他業務的每種不同分類存在一個隊列，盡管可以為其他業務的多于一個的分類使用單個隊列。數據面340還可以包括流分類器350。流分類器350可以將分組流的分組引導至與分組相關聯的分組隊列。作為說明性示例，數據面340可以將視頻流的分組引導至視頻業務隊列342中的視頻隊列，并將其他分組流的分組引導至其他業務隊列344。

如前所述，數據面340可以是服務網關和PDN網關的邏輯表示。因此，分組隊列可以僅在服務網關中、僅在PDN網關中或者在服務網關和PDN網關的組合中實現。另外，在數據面340在多個服務網關和PDN網關上實現的示例實現方式中，分組隊列可以在多個服務網關和PDN網關上實現。可替代地，服務網關和PDN網關可以僅在與其相關聯的UE在接收與特定隊列相關聯的分組時實現特定分組隊列。作為說明性示例，如果UE在接收第一視頻流，則與為該UE服務的TP相關聯的服務網關和PDN網關可以實現與第一視頻流相關聯的視頻隊列。

盡管在圖3中示出為包括單個JSM單元，但是通信系統可以包括多于一個的的JSM單元。作為說明性示例，可以在通信系統的不同地理區域中實現不同的JSM單元。作為另一說明性示例，可以實現不同的JSM單元以管理不同類型的分組流。作為又一說明性示例，通信的不同部分可以由不同的JSM單元管理，其中每個JSM單元可能以不同的方式管理業務流。

圖4示出了當JSM單元管理業務流時在JSM單元中發生的示例操作400的流程圖。操作400可以指示在JSM單元如JSM單元305管理業務流時在JSM單元中發生的操作。

操作400可以開始于JSM單元對業務流進行分類(框405)。JSM單元可以利用流管理單元如流管理單元332來對業務流進行分類。JSM單元可以根據分類標準將業務流例如視頻流分類為一種或更多種類型，分類標準可以包括流的時長、視頻流數據速率、可用通信系統資源(例如，緩沖器空間、傳輸資源等)、視頻流優先級等。作為說明性示例，JSM單元可以將業務流分類為四種不同切片(類型)中的一種：三種視頻切片(傳輸切片、過渡切片和穩定切片)或另一種切片(其可以是對通信系統中的其他類型的業務流的泛稱)中的一種。一般來說，新的視頻流被分類為傳輸切片。然而，如果傳輸切片視頻隊列過載，則視頻流可以被臨時分類為過渡切片。此外，如果在過渡切片視頻隊列中沒有足夠的容量，則可以丟棄與視頻流相關聯的分組。注意，在不同的示例實現方式中，可以存在不同數目的切片。作為說明性示例，可以存在多于3個的視頻切片或少于3個的視頻切片。此外，可以存在多個其他不是視頻流的業務流類型的切片。

JSM單元還可以對切片進行調度(框406)。當在JSM單元的數據面中接收到各種分組流的分組時，可以在相應的分組隊列中對這些分組排隊。JSM單元可以使分組從分組隊列中出隊并且將分組轉發到相應的TP以用于傳輸到UE。多節點切片調度器如多節點切片調度器334可以執行分組的出隊和轉發。根據示例實施方式，JSM單元可以以確保用于發送分組的傳輸資源的數目滿足指定比率的方式使分組從分組隊列中出隊。作為說明性示例，指定比率可以表示為St:Ss:So，其中St指定用于傳輸切片分組的傳輸資源的數目，Ss指定用于穩定切片分組的傳輸資源的數目，以及So指定用于其他切片分組的傳輸資源的數目。由每個分組使用的傳輸資源的數目可以被確定為以字節為單位的分組大小與(由信道的MCS指定的)信道的當前傳輸比特率的比率。注意，傳輸切片分組、穩定切片分組和其他切片分組在調度期間比過渡切片分組優先，并且僅當不存在傳輸切片分組時才調度過渡切片分組。

根據示例實施方式，JSM單元可以針對每個切片實現不同且獨立的資源管理機制。作為說明性示例，可以使用基于用于傳輸切片和穩定切片的分組流的大小的加權公平調度技術，而可以使用對重要分組(例如，H.264視頻編碼中的I個幀)可給予較高優先級的最短作業第一調度來調度過渡切片分組。獨立調度機制的使用可以通過為不同的切片定義合適的調度技術來使分組遞送的概率最大化。

多節點切片調度器不僅可以決定切片的調度順序，而且還可以確定應當在哪個接口上(即哪種無線接入技術)發送分組。多節點切片調度器還可以確保TP調度不干擾JSM單元自己的調度機制。作為示例，多節點切片調度器可以通過使其分組緩沖器饑餓來隱式地控制TP調度的工作，使得不必使用多節點切片調度器自己的調度算法。JSM單元可以使用由TP提供的利用率信息。

JSM單元可以接收和處理來自TP的反饋(框407)。如前所述，JSM單元可以從TP接收反饋信息，反饋信息包括利用率信息、隊列狀態、信道條件信息、MCS信息等。JSM單元可以使用反饋信息來調整其切片調度。

JSM單元可以評估性能度量(框408)。JSM單元可以評估用于在調整JSM單元的配置時使用的一個或更多個度量。度量的示例可以包括延遲(例如，端到端延遲)、丟棄(例如，幀丟棄、分組丟棄等)、損壞(例如，損壞的幀、損壞的分組等)、重新緩沖(例如，當顯示特定視頻流時對凍結時間量的度量)、幀速率偏差(例如，視頻流的實際幀速率與預定義的幀速率的偏差)等。如下所述，度量的值可以用于流遷移(重新分類)。

JSM單元可以執行流遷移(重新分類)(框410)。改變分組流的分類可能是必要的或有利的。可以執行分組流的分類的改變以滿足改變的條件，如過載的分組隊列、欠載的分組隊列、TP利用率等。圖5示出了示例分類狀態圖500。分類狀態圖500可以包括三種狀態：穩定切片505、傳輸切片510和過渡切片515。如圖5所示，被分類為傳輸切片的分組流可以被重新分類為穩定切片或過渡切片。類似地，被分類為穩定切片的分組流可以被重新分類為過渡切片，而被分類為過渡切片的分組流可以被重新分類為傳輸切片。下面給出對分組流分類的示例重新分類的詳細論述。

圖6示出了在JSM單元中發生的將分組流從傳輸切片重新分類到過渡切片的示例操作的流程圖。操作600可以指示在JSM單元如JSM單元305在將分組從傳輸切片重新分類到過渡切片時發生的操作。操作600可以被調度為周期性地執行，例如每θ₁個時間單位執行一次。

操作600可以開始于JSM單元確定每個TPi的容量C_i和閾值T_i(框605)。對于給定分組流w，容量C_i可以解釋為與連接至TP i的UE相關聯的傳輸切片中的流的容量F_w加上連接至多個TP的流的容量F_w的比例，容量C_i可以在數學上表示為：

閾值T_i可以被計算為在發送切片R_t中服務的字節的移動平均值，閾值T_i可以在數學上表示為：

T_i＝delay^max×R_t

然后，對于初始的i(例如，i＝0)，JSM單元可以執行檢查以確定容量C_i是否大于閾值T_i(框610)。換言之，JSM單元確定TPi的流的容量是否大于TPi的閾值。如果容量C_i大于閾值T_i，則JSM單元可以將具有最大懲罰度量P_w的流w從傳輸切片遷移(重新分類)到過渡切片(框615)。作為示例，懲罰度量可以是流w的實際比特率R_w和流w的平均延遲delay_w的函數，懲罰度量可以在數學上表示為：

通常，P_w的分子(即，平均延遲delay_w)指示較大延遲不太可能被服務，直到信道條件改善為止，從而確保在過載條件期間，具有較好信道條件的UE可以優于具有較差信道條件的UE。P_w的分母指示具有較高比特率的流接收更好的處理。

將分組流遷移到過渡切片的另一種方式是當分組流的分組達到其最大延遲時。在這種情況下，將分組遷移到過渡切片，以期望如果存在足夠的資源時這些分組被服務。如果這些分組的延遲大于θ₂，則這些分組可能由于超時而被丟棄。

JSM單元可以確定流w的大小B_w(框620)并且更新容量C_i(框625)。作為說明性示例，JSM單元可以從容量C_i中減去流w的大小。JSM單元可以通過返回到框610來繼續將流遷移(重新分類)直到容量C_i不再大于閾值T_i為止。JSM單元可以執行檢查以確定是否還存在沒有針對其執行流遷移的TP(框630)。如果還存在TP，則JSM單元可以選擇下一個i(例如，增量i)并且返回到框610。如果不再存在TP，則操作600可以終止。

類似地，如果分組流被激活達θ₃個時間單位，則可以將分組流從傳輸切片重新分類到穩定切片。如果容量不足，則可以拒絕分組流。

另外，如果分組流原本是傳輸切片并且被重新分類為過渡切片并且如果該傳輸切片沒有過載，則可以將分組流從過渡切片重新分類為傳輸切片。如果傳輸切片過載，則分組流仍然為過渡切片。這種重新分類可以每θ₄個時間單位發生。

此外，如果分組來自已經在穩定切片中被服務的分組流并且由于穩定切片(暫時地)過載而不能獲得對穩定切片的接入，則可以將分組流從穩定切片重新分類為過渡切片。分組流可以被遷移到過渡切片。如果過渡切片中的容量不足，則可以丟棄該分組流。

現在返回到圖4，JSM單元可以執行檢查以確定JSM單元是否正在接收新的(例如，未分類的)分組流(框415)。如果JSM單元正在接收新的分組流，則JSM單元可以返回到框405以對新的分組流進行分類。如果JSM單元不在接收新的分組流，則JSM單元可以返回到框406以對切片進行調度。

圖7示出了突出顯示同時連接至多個TP的UE的示例通信系統700。如前所述，UE同時連接至多個TP的情況是需要考慮的重要場景。在這種情況下，跨越多個TP進行資源分配并且使UE的總體QoE最大化是重要的考慮因素。如圖7所示，UE 705可以在TP 710和TP 712的覆蓋區域內操作。因此，UE 705可以連接至TP 710和TP 712兩者。

TP 710和TP 712兩者都由JSM單元715管理。控制兩個TP的JSM單元715使得能夠聯合優化對TP處的分組流的調度，從而潛在地產生有利結果。JSM單元715能夠處理兩個或更多個TP并且在多個接口有效地準入和分配網絡資源。

單個UE可以同時連接至多個TP的另一種情況是當UE在eNB的覆蓋區域內操作并且UE還連接至微微基站或毫微微基站或者連接至Wi-Fi接入點時。在這種情況下，JSM單元也可以管理兩個TP，并且使得能夠對到達UE的分組流進行聯合優化的調度。

圖8示出了當JSM單元在多個TP的場景中調度網絡資源時在JSM單元中發生的示例操作800的流程圖。操作800可以指示當JSM單元如JSM單元305在多個TP在為單個UE服務的情況下調度網絡資源時在JSM單元中發生的操作。

操作800可以開始于JSM單元更新TPn的容量Capn(框805)。例如，JSM單元可以每δ個時間單位更新容量。示例性容量可以在數學上表示為：

其中N為TP的集合，W_n為由TPn服務的分組流的集合，Cap_n為以每秒比特計的TPn的總可達速率。R_n為TPn的總平均服務速率。

JSM單元可以更新用于TPn的決策度量D_n(框810)。一般來說，可以針對要由JSM單元調度的每個分組更新決策度量。示例性決策度量可以在數學上表示為：

其中R_n為TPn的總平均服務速率。

對于給定分組，JSM單元可以選擇TP來服務該分組。一般來說，如果分組的目的端由單個TP服務，則JSM單元分配該TP來服務該分組。然而，如果分組的目的端由多個TP服務，則JSM單元基于多個TP的決策度量值來分配TP。JSM單元可以執行檢查以確定分組是否去往僅由第一TP即TPx服務的UE(框815)。如果UE僅由第一TP服務，則JSM單元將分組調度到第一TP即TPx(框820)，并且移動到框855以執行檢查，以確定是否存在要調度的另外的分組。JSM單元可以執行檢查以確定分組是否去往僅由第二TP即TPy服務的UE(框825)。如果UE僅由第二TP服務，則JSM單元將分組調度到第二TP即TPy(框830)，并且移動到框855以執行檢查，以確定是否存在要調度的另外的分組。

如果UE不是僅由一個TP服務，則JSM單元可以執行檢查以確定UE是否由兩個TP即TPx和TPy服務(框835)。如果UE由第一TP和第二TP兩者服務，則JSM單元可以執行檢查以確定用于TPx的決策度量D_x是否小于用于TPy的決策度量D_y(框840)。如果用于TPx的決策度量D_x小于用于TPy的決策度量D_y，則JSM單元可以將分組調度到第二TP即TPy(框845)，并且移動到框855以執行檢查，以確定是否存在要調度的另外的分組。如果用于TPx的決策度量D_x不小于用于TPy的決策度量D_y，則JSM單元可以將分組調度到第一TP即TPx(框850)，并且移動到框855以執行檢查，以確定是否存在要調度的另外的分組。雖然操作800示出了UE由兩個TP服務的情況，但是本文中給出的示例實施方式在UE由不同數目的TP如三個TP、四個TP、五個TP等服務的情況下也可以操作。

JSM單元可以執行檢查，以確定是否存在要調度的另外的分組(框855)。如果還存在要調度的分組，則JSM單元可以返回到框810以更新決策度量并且調度另外的分組。

切片的大小(例如，分配給切片的資源比例如緩沖器空間)可能對通信系統滿足QoS要求以及實現用戶的QoE目標的能力具有顯著影響。作為說明性示例，如果切片太小(例如，分配給切片的資源的比例小)，則可能會丟棄太多的分組，從而產生低切片速率、大量丟棄的幀或分組、質量差的視頻等。

根據示例實施方式，JSM單元執行對切片大小的動態適配。JSM單元使用對速率進行約束的基于速率的效用、多個TP之間的資源平衡、用戶QoE等來動態地適配切片大小。切片大小可以是在執行優化之后分配給切片的速率。可以根據平均切片速率、切片速率的移動平均值、基于QoE目標的速率閾值和/或分組之間的丟失速率比率等為每個切片定義權重。當滿足性能度量(例如，幀丟棄速率、平均切片速率、QoE目標等)時，當接收到執行動態適配的請求等時，可以(例如，以指定的間隔)周期性地發生對切片大小的動態適配。

圖9示出了當JSM單元在單個TP的情況下動態地調整切片大小時在JSM單元中發生的示例操作900的流程圖。操作900可以指示當JSM單元如JSM單元305在單個TP的情況下動態地調整切片大小時在JSM單元中發生的操作。

操作900可以開始于JSM單元確定每個切片的權重(框905)。例如，可以通過優化切片的速率來確定每個切片的權重。作為說明性示例，優化切片的速率可以通過使速率的效用函數最大化來實現。然而，也可以通過使速率的不同效用函數最小化來優化切片的速率。為了論述的目的，令W為分組流的集合，I為視頻服務的索引集(對應于短時長視頻和長時長視頻)和通用索引i。任何給定的分組流w∈W屬于給定的切片S_i。此外，假定每個分組流w包括許多分組p，是切片S_i上的瞬時可達速率(以每秒比特數計)，并且每個切片需要帶寬供應。另外，QoE是視頻質量的函數，并且取0與1之間的值。對于QoE的實際定義可以是先前論述的懲罰度量P_w。

對于給定的時間步長δ，效用的最大化可以在數學上表示為：

其中U()為效用函數。效用函數的示例可以包括比例公平性、加權公平隊列等。效用的最大化可以受制于：

其中等式(1)表示以下條件：分配給每個切片的速率至少等于為每個切片預留的速率(可以被選擇為使得其中為在n個時間步長上采用的平均切片速率，并且)；等式(2)確保總分配速率必須小于總可用速率R；等式(3)確保重要分組(1-P_IP)的丟棄概率小于非重要分組(1-P_B)的丟棄概率；以及等式(4)確保在所有切片上的最小QoE，為在n個時間步長上采用的切片S_i的平均體驗質量，以及為每個切片上的最小可接受QoE值。

效用函數可以被建模為關于的凹函數，因此方便地將效用的最大化重新表示為

每個切片上的指數移動平均權重可以在數學上表示為

其中索引t表示時間步長，常數參數γ表示權重減少的程度，γ取0與1之間的值。每個時間步長處的權重的集合可以表示為

JSM單元可以對權重進行歸一化(∑weight_i＝1)(框910)。JSM單元可以確定每個切片的容量(框915)。作為說明性示例，切片i的容量可以表示為

capacity_i＝weight_i×R

JSM裝置可以根據切片的容量向eNB發送分組(框920)。

圖10示出了當JSM單元在多個TP的情況下聯合執行動態切片大小調整和業務平衡時在JSM單元中發生的示例操作1000的流程圖。操作1000可以指示當JSM單元如JSM單元305在多個TP的情況下聯合執行動態切片大小調整和業務平衡時在JSM單元中發生的操作。

操作1000可以開始于JSM單元確定每個TP上的每個切片的權重(框1005)。例如，可以通過優化切片的速率來確定每個切片的權重。作為說明性示例，優化切片的速率可以通過使速率的效用函數最大化來實現。然而，也可以通過使速率的不同效用函數最小化來優化切片的速率。為了推廣到多個TP的情況，可能需要用切片編號(i∈I)和TP編號(n∈N)兩者來對量進行索引。每個切片可以在多個TP之間虛擬分離，使得分配給切片i的速率是在所有TP上分配給切片i的速率的總和。優化問題(效用的最大化)可以表示為

其受制于

其中等式(5)表示以下條件：分配給每個切片的速率至少等于為每個切片預留的速率應當被選擇為使得并且其中是在δ個時間步長上采用的平均切片速率并且等式(6)確保總分配速率小于TPn上的總可達速率；等式(7)確保由每個TP管理的平均速率與總可達速率R_n成比例，其中K為確保業務平衡的參數，并且可以在迭代t處被選擇為使得其中和是在所有TP上取的平均；等式(8)確保重要分組(1-P_IP)的丟棄概率小于非重要分組(1-P_B)的丟棄概率；以及等式(9)確保所有切片中的最小QoE，其中為在δ個時間步長上采用的切片S_n，i和TPn的平均體驗質量，并且是每個切片上的最小可接受QoE值。

效用函數可以被建模為關于的凹函數，因此方便地將效用的最大化重新表示為

每個切片上的指數移動平均權重可以在數學上表示為

其中索引t表示時間步長，常數參數γ表示權重減少的程度，γ取0與1之間的值。每個時間步長處的權重集合可以表示為

JSM單元可以對權重進行歸一化(∑weight_i＝1)(框1010)。JSM單元可以確定每個切片的容量(框1015)。作為說明性示例，切片i的容量可以表示為

capacity_n，i＝weight_n，i×R_n

JSM單元可以為每個TP選擇切片(框1020)。作為示例，JSM裝置可以通過確定來選擇切片。JSM裝置可以根據切片的容量向TP發送分組(框1025)。

雖然已經詳細描述了本發明及其優點，但是應當理解，在不脫離由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍的情況下，可以在本文中進行各種改變、替換和更改。