專(zhuān)利名稱(chēng)：適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，更確切地說(shuō)是涉及一種適用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000)的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法，可在有效保證接入用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的情況下，充分利用有限的無(wú)線(xiàn)資源、提高系統(tǒng)性能。
背景技術(shù)：
CDMA2000 1X的分組調(diào)度技術(shù)是現(xiàn)有分組業(yè)務(wù)解決方案中的一種較為新穎、有效的技術(shù)。
在數(shù)據(jù)通信中，相對(duì)于上行鏈路而言，下行分組業(yè)務(wù)需占用更多的無(wú)線(xiàn)帶寬資源?；诜纸M業(yè)務(wù)的這種非對(duì)稱(chēng)特性，CDMA2000 1X的EV-DO系統(tǒng)在下行鏈路上采用了高速共享信道，以時(shí)分的方式傳輸各分組用戶(hù)數(shù)據(jù)。在進(jìn)行下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，優(yōu)先傳輸優(yōu)先權(quán)最高的分組用戶(hù)數(shù)據(jù)，分組用戶(hù)k的傳輸優(yōu)先權(quán)由下面的函數(shù)(1)決定δk=DRCk(t)Rk(t)----(1)]]>其中，Rk(t)為分組用戶(hù)k在時(shí)刻t的平均傳輸速率；DRCk(t)為分組用戶(hù)k在時(shí)刻t根據(jù)下行鏈路質(zhì)量估算并上報(bào)申請(qǐng)的數(shù)據(jù)速率。
當(dāng)調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，選擇δk最大的分組用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。這樣，當(dāng)用戶(hù)的信道質(zhì)量較好時(shí)(請(qǐng)求的傳輸速率DRCk(t)較大)會(huì)獲得更多的傳輸機(jī)會(huì)，從而提高系統(tǒng)的吞吐量；當(dāng)用戶(hù)的信道質(zhì)量較差，從而導(dǎo)致平均傳輸速率Rk(t)較低時(shí)，同樣會(huì)使δk值增大，獲得傳輸機(jī)會(huì)，因而利用上述函數(shù)(1)來(lái)決定分組用戶(hù)的傳輸優(yōu)先權(quán)，體現(xiàn)了一定的公平性。
在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000)中，無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)不僅需要承載傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，還引入了多種具有不同QoS需求的新業(yè)務(wù)，如實(shí)時(shí)的多媒體業(yè)務(wù)以及各種高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，因此如何在有效保證接入用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的情況下，充分利用有限的無(wú)線(xiàn)資源、提高系統(tǒng)性能，已成為無(wú)線(xiàn)資源管理的一個(gè)重要課題。
前述的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方案較好地折衷了提高系統(tǒng)吞吐量以及實(shí)現(xiàn)用戶(hù)公平性?xún)煞矫娴囊?，但沒(méi)有考慮不同業(yè)務(wù)類(lèi)型對(duì)QoS的不同需求問(wèn)題。例如，部分分組業(yè)務(wù)有較嚴(yán)格的時(shí)延要求，而部分分組業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的要求比較寬松，如果能在調(diào)度分組數(shù)據(jù)時(shí)充分利用這一特性，就可以在有效保證不同業(yè)務(wù)類(lèi)型用戶(hù)QoS的情況下進(jìn)一步提高系統(tǒng)的容量和資源利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)(如IMT-2000)的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法，在下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度中，充分考慮不同業(yè)務(wù)類(lèi)型對(duì)QoS的不同需求問(wèn)題，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的容量和資源利用率。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法，針對(duì)非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度，其特征在于包括以下處理步驟A.由隊(duì)列管理模塊根據(jù)接入分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的需求，將為該接入的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)流隊(duì)列放入相應(yīng)服務(wù)質(zhì)量的“類(lèi)”中，并按該接入分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率到達(dá)該“類(lèi)”中與之對(duì)應(yīng)的一分組數(shù)據(jù)隊(duì)列，一個(gè)服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”與一種服務(wù)質(zhì)量需求相對(duì)應(yīng)并按服務(wù)質(zhì)量需求的高低確定“類(lèi)”的優(yōu)先級(jí)，隊(duì)列管理模塊計(jì)算每一服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中每一分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的等待時(shí)延及其隊(duì)列長(zhǎng)度，并報(bào)告給調(diào)度決策模塊；B.在調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，調(diào)度決策模塊首先選擇優(yōu)先級(jí)高的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”，當(dāng)高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中沒(méi)有要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列時(shí)，選擇次高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”，在選擇的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中，再選擇優(yōu)先權(quán)參數(shù)相對(duì)最大、優(yōu)先級(jí)最高的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行傳輸，該優(yōu)先權(quán)參數(shù)與該隊(duì)列的等待時(shí)延及該隊(duì)列的長(zhǎng)度相關(guān)。
本發(fā)明設(shè)置隊(duì)列管理、鏈路質(zhì)量監(jiān)測(cè)和調(diào)度決策三個(gè)功能模塊，其中，隊(duì)列管理模塊周期地向調(diào)度決策模塊提供各業(yè)務(wù)隊(duì)列信息，包括等待時(shí)延wi(t)和隊(duì)列長(zhǎng)度li(t)，鏈路質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊周期地向調(diào)度決策模塊上報(bào)已接入的各業(yè)務(wù)隊(duì)列的鏈路質(zhì)量信息φi(t)，由調(diào)度決策模塊通過(guò)上述信息對(duì)已接入的各分組業(yè)務(wù)進(jìn)行下行調(diào)度。在進(jìn)行決策時(shí)采用了固定優(yōu)先級(jí)和相對(duì)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的策略，其固定優(yōu)先級(jí)是根據(jù)已接入業(yè)務(wù)的QoS需求，將接入業(yè)務(wù)劃分為不同的“類(lèi)”，在不同的“類(lèi)”之間采用固定優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，即在調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，選擇優(yōu)先級(jí)高的“類(lèi)”首先進(jìn)行傳輸，只有在高優(yōu)先級(jí)的“類(lèi)”中沒(méi)有分組數(shù)據(jù)待發(fā)送時(shí)，才選擇次高優(yōu)先級(jí)的“類(lèi)”進(jìn)行傳輸。其相對(duì)優(yōu)先級(jí)是指在同一“類(lèi)”中，采用相對(duì)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，即選擇優(yōu)先權(quán)參數(shù)相對(duì)最大(優(yōu)先級(jí)最高)的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行傳輸。各分組數(shù)據(jù)隊(duì)列優(yōu)先權(quán)參數(shù)的大小通過(guò)一算式確定，該算式中包括了時(shí)刻t分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的下行鏈路質(zhì)量φi(t)(如通過(guò)移動(dòng)終端UE測(cè)量上報(bào)的信干比SIR、誤塊率BLER、或誤比特率BER等性能參數(shù))，時(shí)刻t分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的隊(duì)列長(zhǎng)度li(t)，時(shí)刻t分組數(shù)據(jù)隊(duì)列等待時(shí)延wi(t)，和分組數(shù)據(jù)隊(duì)列所要求的時(shí)延門(mén)限WTHi以及緩存溢出的預(yù)警門(mén)限LTHi等。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在進(jìn)行分組數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，充分考慮了各種新型分組業(yè)務(wù)對(duì)QoS的不同需求，將各種不同QoS需求的分組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)放入代表不同QoS的“類(lèi)”中，“類(lèi)”間采用固定優(yōu)先級(jí)調(diào)度，從而能夠在滿(mǎn)足用戶(hù)QoS特性需求的情況下接納更多用戶(hù)，提高系統(tǒng)的容量；對(duì)同“類(lèi)”分組業(yè)務(wù)各隊(duì)列間采用相對(duì)優(yōu)先級(jí)調(diào)度，考慮了分組數(shù)據(jù)隊(duì)列大小對(duì)系統(tǒng)資源的影響，有效地避免了緩存溢出對(duì)系統(tǒng)資源的浪費(fèi)；同時(shí)，還考慮了用戶(hù)的無(wú)線(xiàn)鏈路質(zhì)量、各分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的等待時(shí)延，在保證一定的算法公平性的情況下進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的吞吐量。


圖1是下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度原理圖；圖2是下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度流程框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明設(shè)計(jì)的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方案的原理如圖1中所示。
從功能邏輯上可將本發(fā)明的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度算法分為由隊(duì)列管理(Queue Management)模塊11、鏈路質(zhì)量監(jiān)測(cè)(Link Surveillance)模塊12以及調(diào)度決策(Scheduler)模塊13共三個(gè)模塊完成。算法中引入了以下主要參數(shù)wi(t)時(shí)刻t時(shí)某分組數(shù)據(jù)隊(duì)列i的等待時(shí)延；li(t)時(shí)刻t時(shí)某分組數(shù)據(jù)隊(duì)列i的隊(duì)列長(zhǎng)度；φi(t)時(shí)刻t時(shí)某分組數(shù)據(jù)隊(duì)列i的下行鏈路質(zhì)量，如通過(guò)移動(dòng)終端(UE)測(cè)量上報(bào)的信干比(SIRSignal to Interference Ratio)、誤塊率(BLERBlock Error Ratio)、或誤比特率(BERBit Error Ratio)等。
在各模塊算法的執(zhí)行過(guò)程中，隊(duì)列管理模塊11首先會(huì)為每一接入的分組業(yè)務(wù)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)流隊(duì)列，并按照該分組業(yè)務(wù)的QoS特性需求將該數(shù)據(jù)流隊(duì)列放入不同的“類(lèi)”(QoS Class)中。如圖中所示的共有1至m個(gè)“類(lèi)”。
根據(jù)不同QoS特性需求，主要基于業(yè)務(wù)的時(shí)延特性，將分組業(yè)務(wù)劃分為不同的“類(lèi)(QoS Class)”。如把對(duì)時(shí)延要求較高的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(本發(fā)明僅針對(duì)非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))，如網(wǎng)頁(yè)瀏覽(Web Browsing)放在優(yōu)先級(jí)最高的“類(lèi)1”中；把對(duì)時(shí)延要求相對(duì)寬松、盡力而為的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如E-mail的背景下載放在優(yōu)先級(jí)次高的“類(lèi)2”中。實(shí)現(xiàn)時(shí)，可按照上述規(guī)則根據(jù)業(yè)務(wù)的具體QoS特性需求設(shè)定多個(gè)“類(lèi)”(如m個(gè)類(lèi))，如在引入新業(yè)務(wù)時(shí)。
也可以通過(guò)在第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義)中的“業(yè)務(wù)類(lèi)型”與“類(lèi)”(QoS Class)之間建立一定的映射關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)，如對(duì)時(shí)延要求較為嚴(yán)格的“交互類(lèi)”(Interactive Class)非實(shí)時(shí)分組業(yè)務(wù)可以映射到優(yōu)先級(jí)最高的“類(lèi)1”，而對(duì)時(shí)延要求相對(duì)寬松的“背景類(lèi)”(Background Class)非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則可以映射到優(yōu)先級(jí)次高的“類(lèi)2”。在進(jìn)行分組數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)，首先會(huì)選擇優(yōu)先級(jí)高的“類(lèi)”(即各業(yè)務(wù)QoS特性需求較高的“類(lèi)”)中的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
各分組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流隊(duì)列會(huì)以不同的業(yè)務(wù)速率λ(t)m，i到達(dá)所確定的“類(lèi)”中的隊(duì)列，如1至N個(gè)業(yè)務(wù)速率隊(duì)列。隊(duì)列管理模塊11通過(guò)為每一隊(duì)列設(shè)置計(jì)數(shù)器來(lái)統(tǒng)計(jì)其等待傳輸?shù)臅r(shí)延wi(t)在原隊(duì)列為空的情況下有分組到來(lái)，或?qū)Ρ娟?duì)列的調(diào)度結(jié)束但隊(duì)列非空時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，以一定的時(shí)間單位T(如10ms)開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)對(duì)本隊(duì)列的調(diào)度傳輸開(kāi)始時(shí)計(jì)數(shù)結(jié)束，則此時(shí)的等待時(shí)延wi(t)為N(計(jì)數(shù)器數(shù)值)×T(時(shí)間單位)。同時(shí)，隊(duì)列管理模塊11還會(huì)監(jiān)測(cè)各隊(duì)列的字節(jié)(Bytes)長(zhǎng)度li(t)，同各隊(duì)列的等待時(shí)延wi(t)一起周期上報(bào)給調(diào)度決策單元13。
算法中的鏈路監(jiān)測(cè)模塊12會(huì)控制已接入的分組用戶(hù)監(jiān)測(cè)其下行鏈路質(zhì)量φi(t)，并周期上報(bào)給調(diào)度決策模塊13，供其進(jìn)行調(diào)度判決。
在對(duì)各分組業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度時(shí)，調(diào)度決策模塊13將讀取最新的隊(duì)列管理信息wi(t)、li(t)，并結(jié)合各接入用戶(hù)的下行鏈路質(zhì)量φi(t)，按照下述算法進(jìn)行調(diào)度判決，選擇分組數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
首先，調(diào)度決策模塊13在各個(gè)“類(lèi)”之間采用固定優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，即首先選擇優(yōu)先級(jí)最高的“類(lèi)1”中的隊(duì)列傳輸，僅當(dāng)此“類(lèi)”中沒(méi)有需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組時(shí)，才考慮對(duì)優(yōu)先級(jí)次高的“類(lèi)2”進(jìn)行調(diào)度。依次類(lèi)推。
然后，對(duì)于選中的同一個(gè)“類(lèi)”中的各分組數(shù)據(jù)隊(duì)列，調(diào)度決策模塊13采用了基于優(yōu)先權(quán)的相對(duì)優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，即先傳輸優(yōu)先權(quán)參數(shù)高的隊(duì)列中的用戶(hù)數(shù)據(jù)。各隊(duì)列的優(yōu)先權(quán)參數(shù)按下式?jīng)Q定pi(t)=φi(t)exp{wi(t)‾/WTHi+li(t)/LTHi-[Σi=1N(wi(t)‾/WTHi+li(t)/LTHi)]/N}----(2)]]>式中WTHi、LTHi分別為第i隊(duì)列的等待時(shí)延門(mén)限和第i隊(duì)列的長(zhǎng)度門(mén)限(也是緩存溢出的預(yù)警門(mén)限)。由(2)式可見(jiàn)，在確定隊(duì)列的調(diào)度優(yōu)先權(quán)時(shí)，引入了已接入分組用戶(hù)測(cè)量的下行鏈路質(zhì)量φi(t)，隊(duì)列的平均等待時(shí)延 和隊(duì)列的長(zhǎng)度li(t)，N為“類(lèi)”中的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列總數(shù)。這樣，在滿(mǎn)足各業(yè)務(wù)QoS特性要求的情況下，算法能夠盡量選擇鏈路質(zhì)量好的用戶(hù)傳輸，從而可以達(dá)到較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，降低分組重傳的幾率，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的吞吐量。
下面利用公式(3)、(4)進(jìn)一步解釋公式(2)參數(shù)的獲取。在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，時(shí)延是各種分組業(yè)務(wù)QoS特性需求中的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。因此，為滿(mǎn)足用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量，在調(diào)度時(shí)必須考慮各業(yè)務(wù)的時(shí)延要求。由于各類(lèi)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的要求不同，在進(jìn)行優(yōu)先權(quán)計(jì)算時(shí)需首先進(jìn)行歸一化處理，即假設(shè)對(duì)某一用戶(hù)業(yè)務(wù)i的時(shí)延門(mén)限要求為WTHi，那么在時(shí)刻t它的歸一化時(shí)延是wi(T)/WTHi。這樣，在時(shí)刻t通過(guò)計(jì)算公式(3)wi(t)/WTHi-1NΣi=1N[wi(t)/WTHi]----(3)]]>得到了隊(duì)列i的時(shí)延與該“類(lèi)”中所有隊(duì)列平均時(shí)延之間的偏差，以此作為指數(shù)函數(shù)的冪指數(shù)exp。在偏差較大時(shí)(即鏈路質(zhì)量相對(duì)較差，造成等待時(shí)延較長(zhǎng))，函數(shù)值會(huì)以較大的斜率上升，從而能夠比較及時(shí)的增大其調(diào)度的優(yōu)先權(quán)；而在偏差較小時(shí)(即鏈路質(zhì)量相差不大，等待時(shí)延基本相同)，函數(shù)值變化較小，此時(shí)優(yōu)先權(quán)函數(shù)主要以φi(t)為參考確定傳輸隊(duì)列，以提高系統(tǒng)的吞吐量。因此，通過(guò)此歸一化處理后的時(shí)延要求參數(shù)，不僅可以有效滿(mǎn)足各業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的要求，同時(shí)也保證了用戶(hù)即使在較差的鏈路環(huán)境下(如小區(qū)邊緣的用戶(hù))也能夠得到服務(wù)，體現(xiàn)了算法的公平性。
再考慮到某些用戶(hù)的鏈路可能長(zhǎng)時(shí)間處于較差的狀態(tài)，將上述方案中的等待時(shí)延wi(t)利用公式(4)進(jìn)一步優(yōu)化為平均等待時(shí)延wi(t)‾=(1-α)wi(t-Δt)‾+αwi(t)----(4)]]>其中wi(t)是隊(duì)列管理模塊報(bào)告的該隊(duì)列當(dāng)前等待時(shí)延， 是上一次調(diào)度該隊(duì)列前的平均等待時(shí)間，a為遺忘因子(0＜a≤1)，t是當(dāng)前調(diào)度該隊(duì)列的時(shí)刻，t-Δt是上一次調(diào)度該隊(duì)列的時(shí)刻，這樣，當(dāng)用戶(hù)由于持續(xù)處在鏈路質(zhì)量較差的無(wú)線(xiàn)環(huán)境而得到的服務(wù)機(jī)會(huì)較少時(shí)，平均等待時(shí)間會(huì)逐步增大，從而使用戶(hù)獲得更多的服務(wù)機(jī)會(huì)。
需要注意的是，a取值不能太大，否則對(duì)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的改善將不夠明顯；a的取值也不可太小，否則不能更快的反應(yīng)當(dāng)前無(wú)線(xiàn)環(huán)境的變化。由上述分析可以得到，通過(guò)改變a的取值可以改變處于較差無(wú)線(xiàn)環(huán)境下用戶(hù)的服務(wù)機(jī)會(huì)，從而改善算法的公平性。因此，a的取值可視實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)現(xiàn)中，會(huì)通過(guò)為每一隊(duì)列分配一個(gè)緩沖器(Buffer)來(lái)緩存下行分組數(shù)據(jù)，但由于無(wú)線(xiàn)環(huán)境的變化和分組數(shù)據(jù)的突發(fā)性，某些情況下會(huì)因?yàn)椤癇uffer”的溢出而導(dǎo)致部分分組數(shù)據(jù)丟棄，但這部分被丟棄的分組數(shù)據(jù)，已經(jīng)占用了核心網(wǎng)、公網(wǎng)以及對(duì)端的資源，最終被丟棄的結(jié)果無(wú)疑造成了很大的資源浪費(fèi)；同時(shí)，在其他條件相同的情況下選擇分組較大或者說(shuō)隊(duì)列較長(zhǎng)的隊(duì)列傳輸也會(huì)提高當(dāng)前無(wú)線(xiàn)接口的資源利用率。因此，在優(yōu)先權(quán)公式(2)中又引入了隊(duì)列長(zhǎng)度參量li(t)及隊(duì)列長(zhǎng)度門(mén)限LTHi，對(duì)其進(jìn)行的處理與 類(lèi)似。隊(duì)列長(zhǎng)度門(mén)限LTHi(字節(jié))也是緩存溢出的預(yù)警門(mén)限，可根據(jù)各業(yè)務(wù)的特性(如業(yè)務(wù)速率)和緩存大小進(jìn)行合理設(shè)置。由于其作用是監(jiān)測(cè)當(dāng)前無(wú)線(xiàn)環(huán)境變化、分組數(shù)據(jù)的突發(fā)性對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懀纳葡到y(tǒng)性能，因此這里不需要再對(duì)li(t)進(jìn)行平均處理。
在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000)中，各主流系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000等)都在無(wú)線(xiàn)接口為分組業(yè)務(wù)的傳輸配置了共享信道。通過(guò)上述方法，在共享信道上實(shí)現(xiàn)分組用戶(hù)的調(diào)度傳輸，可以在有效保證用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的吞吐量和資源利用率。例如，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)的RLC層會(huì)對(duì)各接入用戶(hù)的下行分組數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存處理，通過(guò)配置、接收各測(cè)量消息，無(wú)線(xiàn)資源管理功能單元可進(jìn)一步獲知上述算法中的wi(t)、li(t)、φi(t)等重要參數(shù)信息，然后根據(jù)一定的調(diào)度時(shí)間間隔按照流程對(duì)各接入用戶(hù)的分組數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度傳輸。
參見(jiàn)圖2，圖中示出對(duì)各接入用戶(hù)的分組數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度傳輸?shù)牧鞒獭?br> 步驟21分組用戶(hù)接入后，隊(duì)列管理模塊通過(guò)接收移動(dòng)終端(UE)以及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)發(fā)送的測(cè)量報(bào)告獲得或更新各分組業(yè)務(wù)隊(duì)列的wi(t)、li(t)、φi(t)等重要參數(shù)；步驟22當(dāng)調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，若當(dāng)前接入的所有分組用戶(hù)都沒(méi)有數(shù)據(jù)需要傳輸，即所有“類(lèi)”中的li(t)＝0，則等待一段時(shí)間(如若干個(gè)TTI)后返回步驟21，否則進(jìn)行步驟23；步驟23隊(duì)列管理模塊開(kāi)始查找有分組數(shù)據(jù)等待傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)最高的“類(lèi)”，即li(t)≠0的優(yōu)先級(jí)最高的“類(lèi)”；步驟24結(jié)合步驟21獲得的參數(shù)，計(jì)算該“類(lèi)”中各隊(duì)列優(yōu)先權(quán)值pi(t)的大??；步驟25調(diào)度決策模塊選擇步驟24中優(yōu)先權(quán)值最大的隊(duì)列進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，然后返回步驟21。
本發(fā)明的方法可以在下行分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，在有效保證接入用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的情況下，充分利用有限的無(wú)線(xiàn)資源、提高系統(tǒng)性能。
本發(fā)明方法在進(jìn)行決策時(shí)采用了固定優(yōu)先級(jí)和相對(duì)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的策略。其固定優(yōu)先級(jí)是根據(jù)已接入業(yè)務(wù)的QoS需求，把接入業(yè)務(wù)劃分到不同的“類(lèi)”，QoS需求高的“類(lèi)”的優(yōu)先級(jí)也高，在不同的“類(lèi)”之間采用固定優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，即調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，首先選擇優(yōu)先級(jí)高的“類(lèi)”進(jìn)行傳輸，只有在高優(yōu)先級(jí)的“類(lèi)”中沒(méi)有數(shù)據(jù)分組要發(fā)送時(shí)，才選擇次高優(yōu)先級(jí)的“類(lèi)”進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。其相對(duì)優(yōu)先級(jí)是指在選中的“類(lèi)”中，采用相對(duì)優(yōu)先級(jí)的調(diào)度策略，即優(yōu)先選擇優(yōu)先權(quán)參數(shù)相對(duì)最大(優(yōu)先級(jí)最高)的隊(duì)列進(jìn)行傳輸。該優(yōu)先權(quán)參數(shù)是綜合考慮隊(duì)列的等待時(shí)延、隊(duì)列長(zhǎng)度、該隊(duì)列用戶(hù)占用的鏈路質(zhì)量及隊(duì)列的等待時(shí)延門(mén)限、隊(duì)列的長(zhǎng)度門(mén)限等的結(jié)果，且利用算式計(jì)算實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于時(shí)分雙工系統(tǒng)，如TD——SCDMA系統(tǒng)，本發(fā)明的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)中完成。
權(quán)利要求
1.一種適用于移動(dòng)通信系統(tǒng)的下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法，針對(duì)非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度，其特征在于包括以下處理步驟A.由隊(duì)列管理模塊根據(jù)接入分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量的需求，將為該接入的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)流隊(duì)列放入相應(yīng)服務(wù)質(zhì)量的“類(lèi)”中，并按該接入分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率到達(dá)該“類(lèi)”中與之對(duì)應(yīng)的一分組數(shù)據(jù)隊(duì)列，一個(gè)服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”與一種服務(wù)質(zhì)量需求相對(duì)應(yīng)并按服務(wù)質(zhì)量需求的高低確定“類(lèi)”的優(yōu)先級(jí)，隊(duì)列管理模塊計(jì)算每一服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中每一分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的等待時(shí)延及其隊(duì)列長(zhǎng)度，并報(bào)告給調(diào)度決策模塊；B.在調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，調(diào)度決策模塊首先選擇優(yōu)先級(jí)高的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”，當(dāng)高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中沒(méi)有要發(fā)送的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列時(shí)，選擇次高優(yōu)先級(jí)的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”，在選擇的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中，再選擇優(yōu)先權(quán)參數(shù)相對(duì)最大、優(yōu)先級(jí)最高的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行傳輸，該優(yōu)先權(quán)參數(shù)與該隊(duì)列的等待時(shí)延及該隊(duì)列的長(zhǎng)度相關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A中的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”是由隊(duì)列管理模塊基于分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的時(shí)延特性對(duì)服務(wù)質(zhì)量的特性需求劃分“類(lèi)”，將對(duì)時(shí)延要求高的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)放在優(yōu)先級(jí)高的“類(lèi)”中，將對(duì)時(shí)延要求相對(duì)寬松、盡力而為的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)放在優(yōu)先級(jí)低的“類(lèi)”中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A中的服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”是由隊(duì)列管理模塊在“分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型”與服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”間建立起映射關(guān)系，將對(duì)時(shí)延要求高的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)映射到優(yōu)先級(jí)高的“類(lèi)”中，將對(duì)時(shí)延要求相對(duì)寬松、盡力而為的非實(shí)時(shí)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)映射到優(yōu)先級(jí)低的“類(lèi)”中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A中的等待時(shí)延及其隊(duì)列長(zhǎng)度由隊(duì)列管理模塊周期地向調(diào)度決策模塊報(bào)告。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A中，每一服務(wù)質(zhì)量“類(lèi)”中每一分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的等待時(shí)延的獲得，包括以下步驟A1.由隊(duì)列管理模塊為所述“類(lèi)”中每一個(gè)分組數(shù)據(jù)隊(duì)列設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器；A2.在分組數(shù)據(jù)隊(duì)列為空且有分組數(shù)據(jù)送入時(shí)，或者對(duì)分組數(shù)據(jù)隊(duì)列調(diào)度結(jié)束但隊(duì)列不為空時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器按計(jì)數(shù)時(shí)間單位計(jì)數(shù)；A3.在對(duì)分組數(shù)據(jù)隊(duì)列開(kāi)始調(diào)度時(shí)計(jì)數(shù)結(jié)束；A4.統(tǒng)計(jì)分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的當(dāng)前等待時(shí)延，為計(jì)數(shù)器值與計(jì)數(shù)時(shí)間單位的乘積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的步驟B中，所述的優(yōu)先權(quán)參數(shù)，根據(jù)該隊(duì)列的等待時(shí)延、該隊(duì)列長(zhǎng)度及該隊(duì)列的鏈路質(zhì)量信息計(jì)算獲得；該鏈路質(zhì)量信息是由鏈路質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊，對(duì)已接入的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的鏈路質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將鏈路質(zhì)量信息周期地報(bào)告給調(diào)度決策模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的鏈路質(zhì)量信息，是由移動(dòng)終端測(cè)量上報(bào)的包括信干比SIR、誤塊率BLER、或誤比特率BER的性能參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的優(yōu)先權(quán)參數(shù)是按公式Pi(t)=φi(t)exp{wi(t)‾/WTHi+li(t)/LTHi-[Σi=1N(wi(t)‾/WTHi+li(t)/LTHi)]/N}]]>計(jì)算獲得的，式中的φi(t)表示時(shí)刻t所述“類(lèi)”中第i分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的下行鏈路質(zhì)量， 表示時(shí)刻t所述“類(lèi)”中第i分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的平均等待時(shí)延，li(t)表示時(shí)刻t所述“類(lèi)”中第i分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的隊(duì)列長(zhǎng)度，WTHi表示對(duì)所述“類(lèi)”中第i分組數(shù)據(jù)隊(duì)列所要求的等待時(shí)延門(mén)限，LTHi表示所述“類(lèi)”中對(duì)第i分組數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存溢出的預(yù)警門(mén)限，N是所述“類(lèi)”中分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的總數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的時(shí)刻t所述“類(lèi)”中分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的平均等待時(shí)延按公式wi(t)‾=(1-a)wi(t-Δt)‾+awi(t)]]>計(jì)算，a為遺忘因子，t-Δt是上一次調(diào)度該分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的時(shí)刻， 表示上一次調(diào)度該分組數(shù)據(jù)隊(duì)列前的平均等待時(shí)延，wi(t)表示時(shí)刻t調(diào)度第i分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的等待時(shí)延。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的遺忘因子在0＜a≤1的范圍內(nèi)調(diào)整，通過(guò)改變a的取值改變處于較差無(wú)線(xiàn)環(huán)境下對(duì)分組業(yè)務(wù)用戶(hù)的服務(wù)機(jī)會(huì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存溢出的預(yù)警門(mén)限是為所述“類(lèi)”中每一分組數(shù)據(jù)隊(duì)列分配的緩沖器大小門(mén)限，該門(mén)限是根據(jù)分組業(yè)務(wù)的速率特性和緩存大小設(shè)置的。
全文摘要
本發(fā)明涉及下行分組數(shù)據(jù)調(diào)度方法，可在有效保證接入用戶(hù)QoS的情況下充分利用無(wú)線(xiàn)資源。隊(duì)列管理模塊向調(diào)度決策模塊提供各業(yè)務(wù)隊(duì)列信息，包括隊(duì)列等待時(shí)延和隊(duì)列長(zhǎng)度，由鏈路質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊向調(diào)度決策模塊報(bào)告各業(yè)務(wù)隊(duì)列的鏈路質(zhì)量信息，調(diào)度決策模塊采用固定優(yōu)先級(jí)和相對(duì)優(yōu)先級(jí)相結(jié)合的策略進(jìn)行下行調(diào)度。固定優(yōu)先級(jí)是根據(jù)接入業(yè)務(wù)的QoS需求，將接入業(yè)務(wù)放入不同的“類(lèi)”，調(diào)度時(shí)刻到來(lái)時(shí)，選擇優(yōu)先級(jí)高的“類(lèi)”，只有在高優(yōu)先級(jí)“類(lèi)”中沒(méi)有待發(fā)送分組數(shù)據(jù)時(shí)，才選擇次高優(yōu)先級(jí)“類(lèi)”。其相對(duì)優(yōu)先級(jí)是在同一“類(lèi)”中，選擇優(yōu)先權(quán)參數(shù)最大的分組數(shù)據(jù)隊(duì)列進(jìn)行傳輸，優(yōu)先權(quán)參數(shù)由算式獲得，包括分組數(shù)據(jù)隊(duì)列的鏈路質(zhì)量、隊(duì)列長(zhǎng)度、隊(duì)列等待時(shí)延等。
文檔編號(hào)H04W72/12GK1710980SQ20041004832
公開(kāi)日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2004年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月17日
發(fā)明者楊博, 郭俊利, 趙瑾波, 周德鎖 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司