專利名稱：基站選擇服務(wù)終端的正比公平調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及基站選擇服務(wù)終端的正比公平調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
2002年發(fā)布的3GPP(第三代移動通信系統(tǒng)協(xié)議)中引入了HSDPA(高速下行分組接入)技術(shù)，以實現(xiàn)下行分組數(shù)據(jù)的高速傳輸，進而提高無線通信系統(tǒng)整體吞吐率。比如未引入HSDPA技術(shù)的W-CDMA(寬帶碼分多址)標準規(guī)定最高的數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mbit/s，而對于諸如下載流媒體類等數(shù)據(jù)時，需要通信系統(tǒng)能提供更高的傳輸速率和更少的延時，而在W-CDMA通信系統(tǒng)中引入HSDPA技術(shù)后，則能使數(shù)據(jù)的傳輸速度高達14.4M Mbit/s的峰值速率。
在3G系統(tǒng)中，基站主要負責(zé)信號的接收和發(fā)送，以實現(xiàn)無線用戶終端(UE)之間的通信功能。隨著小區(qū)用戶密集程度的增加，基站經(jīng)常在同一時刻接收到若干用戶終端提出的業(yè)務(wù)請求，比如要求發(fā)送下行數(shù)據(jù)請求。為此，基站通常采用HSDPA中的一關(guān)鍵技術(shù)“快速調(diào)度方法”來完成從若干提出下行請求的用戶終端中快速選擇本調(diào)度周期接受服務(wù)的用戶終端。
目前，應(yīng)用在無線通信系統(tǒng)的快速數(shù)據(jù)調(diào)度方法主要有以下三種(1)最大C/I(載干比)方法所述最大C/I方法是指在選擇用戶終端時，基站只選擇具有最大載干比C/I的用戶終端。即讓信道條件最好的用戶終端占用資源傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)該用戶信道變差后，基站再選擇其他信道最好的用戶終端。由此，基站能始終為該傳輸時刻信道條件最好的用戶終端服務(wù)，從而使得系統(tǒng)吞葉量最大。這種方法只考慮到無線通信中系統(tǒng)吞吐量，而并未考慮到系統(tǒng)整體性能的其它方面，特別是用戶終端得到服務(wù)的公平性問題。
(2)循環(huán)調(diào)度方法(Roun-Robin，RR)基站循環(huán)地調(diào)用每個發(fā)出下行請求的用戶終端。這種循環(huán)調(diào)度方法對于用戶終端來說是最公平的，但是這種方法的資源利用率低，比如某些信道條件非常惡劣的用戶終端也會得到基站的服務(wù)，由此造成系統(tǒng)的吞吐量比較低。
(3)正比公平調(diào)度方法(Proportional-Fair Scheduler，PF)請參閱圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)中采用的一種正比公平調(diào)度方法的流程圖。以實現(xiàn)基站從處于HSDPA功能激活狀態(tài)的若干用戶終端中選擇其中一用戶終端完成其對應(yīng)業(yè)務(wù)請求，假設(shè)該小區(qū)處于HSDPA功能激活狀態(tài)的用戶終端個數(shù)為K，它包括以下步驟S110基站接收并保存所述用戶終端上報的下行信道條件等調(diào)度信息，所述調(diào)度信息包括用戶終端在本調(diào)度周期請求基站傳輸?shù)膶崟r速率DRC(t)。DRC(t)越大，表明本調(diào)度周期該用戶終端傳輸信道條件越好，t表示調(diào)度周期號，以表明調(diào)度時刻；S120基站通過以下算法選擇本基站本調(diào)度周期服務(wù)的用戶終端，n=argmaxj=1,···,K{DRCj(t)Rj(t)}···(1)]]>其中j是發(fā)出業(yè)務(wù)請求的各個用戶終端編號，n為被基站選中的本調(diào)度周期需要處理的用戶終端編號，Rj(t)為該用戶終端在本調(diào)度周期的平均傳輸速率。在步驟S120中，先計算各個用戶終端請求基站傳輸?shù)膶崟r速率與本基站預(yù)先獲得的本用戶終端的平均傳輸速率之比值，然后基站從中找到比值最大的用戶終端對應(yīng)的編號。
基站通常采用在前一調(diào)度周期計算后一調(diào)度周期各個用戶終端(UE)的平均傳輸速率，以使得在步驟S120中基站能預(yù)先獲得此次調(diào)度周期各個UE的平均傳輸速率。為此，在基站還需在本調(diào)度周期計算獲得下一調(diào)度周期各個UE的平均傳輸速率。目前，基站主要通過Rj(t+1)=(1-1Tc)Rj(t)+1Tc·DRCj(t)]]>來計算每個UE下一調(diào)度周期的平均傳輸速率。其中，t+1為基站下一調(diào)度周期，Tc為時間常數(shù)，表示時間滑窗的大小。而時間滑窗用以反映UE對接收不到基站發(fā)送的下行數(shù)據(jù)的忍受能力，Tc越大，表明UE允許等待更長時間使得本UE的信道質(zhì)量變好，以便提高系統(tǒng)吞吐量。
在實際調(diào)度過程，調(diào)度周期通常以一個發(fā)送幀周期或若干個發(fā)送幀周期為單位。比如，UE的平均傳輸速率以一個發(fā)送幀周期為周期進行更新。如果在上一發(fā)送幀周期該UE沒有被調(diào)度，則本發(fā)送幀周期的平均傳輸速率更新為Rj(i+1)=(1+1Tc)Rj(t);]]>否則，在上一發(fā)送幀周期UE被基站調(diào)度，則該UE的平均傳輸速率更新速率為Rj(i+1)=(1+1Tc)Rj(i)+1TcDRCj(i),]]>其中，I為發(fā)送幀周期，Tc為時間常數(shù)，表示時間滑窗的大小，Rj(i+1)為該用戶終端在下一發(fā)送幀周期的平均傳輸速率Rj(i)為用戶終端在本發(fā)送幀周期的平均傳輸，DRCj(i)為用戶終端在本發(fā)送幀周期請求基站傳輸?shù)膶崟r速率。
現(xiàn)有的正比公平調(diào)度方法中，若UE的信道條件好，則上報的該UE請求基站傳輸?shù)膶崟r速率也較大，因此該UE也會被基站優(yōu)先處理；若UE對接收不到數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜淌苣芰^差，則UE平均傳輸速率也較小，同時該UE也可能被基站優(yōu)先處理，由此，現(xiàn)有的正比公平調(diào)度方法能夠?qū)崿F(xiàn)在吞吐量最大化和用戶公平性這兩個方面實現(xiàn)很好的折衷，這也是正比公平調(diào)度方法為目前使用最廣的調(diào)度方法的原因。
但是，現(xiàn)有的正比公平調(diào)度方法僅考慮到系統(tǒng)整體性能中的吞吐量和用戶公平性這兩個方面，并未考慮到在調(diào)度過程影響系統(tǒng)整體性能的其他因素，如用戶提出請求的業(yè)務(wù)類型的等級、用戶需要發(fā)送的數(shù)據(jù)所占存儲空間的比例等。最重要的是，沒有公開一種依據(jù)調(diào)度過程中影響系統(tǒng)整體性的各種因素而進行調(diào)度的方法，由此導(dǎo)致現(xiàn)有的調(diào)度方法在基站選擇服務(wù)用戶終端時，存在片面性，進而影響系統(tǒng)整體性能的后果。
比如由于HSDPA支持流業(yè)務(wù)、交互式業(yè)務(wù)、背景業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)方式，因此處于HSDPA激活狀態(tài)的UE提出的業(yè)務(wù)請求的業(yè)務(wù)類型(如服務(wù)質(zhì)量QoS)也存在不同的等級，而且不同的業(yè)務(wù)QoS區(qū)別較大。但是在目前的正比公平調(diào)度方法中并未考慮到提出業(yè)務(wù)請求業(yè)務(wù)類型，由此可能造成Qos等級高的UE的業(yè)務(wù)請求延時傳輸、進而造成影響通信質(zhì)量等后果。
還有，該方法未充分考慮系統(tǒng)的存儲量對系統(tǒng)性能的影響。由于在分組數(shù)據(jù)傳輸中，基站為每個傳輸數(shù)據(jù)的用戶開辟一定的存儲空間，如果該用戶到達數(shù)據(jù)較多，而在該用戶數(shù)據(jù)的傳輸較慢的情況下，很大的容量占滿其存儲容量，為此容易造成高層多次重傳，進而浪費傳輸資源。因此，在正比公平調(diào)度方法中有必要考慮目前每個UE等發(fā)數(shù)據(jù)占用基站存儲空間的比例。
另外，在現(xiàn)有的正比公平調(diào)度方法中主要應(yīng)用在EV-DO(CDMA2000系統(tǒng)的分組數(shù)據(jù)傳輸演進)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)中不同用戶之間采用時分多址接入方式(TDMA)，即在一個調(diào)度周期(如1.667ms)中只能有一個UE作為基站的服務(wù)用戶。但是，在支持HSDPA功能的TDD(時分雙工)通信系統(tǒng)和FDD通信系統(tǒng)中，如TD-SCDMA通信系統(tǒng)，由于調(diào)度周期較長(5ms)，則基站在一個調(diào)度周期中需要發(fā)送數(shù)據(jù)也相對較多，若采用現(xiàn)有的調(diào)度方法在一個調(diào)度周期基站只能處理一個UE的業(yè)務(wù)請求，則無法滿足無線通信系統(tǒng)通信的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有公開一種依據(jù)調(diào)度過程中影響系統(tǒng)整體性的各種因素而進行調(diào)度的方法，由此導(dǎo)致現(xiàn)有的調(diào)度方法在基站選擇服務(wù)用戶終端時，存在片面性，進而影響系統(tǒng)整體性能的后果的技術(shù)問題。
為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種正比公平調(diào)度方法，以實現(xiàn)基站從處于高速下行分組接入功能激活狀態(tài)的若干用戶終端中選擇本調(diào)度周期需要完成所述業(yè)務(wù)請求的用戶終端，包括(1)基站設(shè)置所述調(diào)度過程中需考慮的各個因子所占的比重，所述因子至少包括用戶終端的信道條件因子；(2)基站先計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值，然后將每個因子值與所述因子對應(yīng)的比重之積進行求和，以獲得所述用戶終端在本調(diào)度周期的服務(wù)因子；(3)基站根據(jù)每個用戶的服務(wù)因子選擇本調(diào)度周期服務(wù)的用戶終端，以進行所述用戶對應(yīng)的業(yè)務(wù)請求操作。
在步驟(1)中所述因子還包括所述用戶終端請求業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。為此，步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值具體為基站計算各個用戶終端在本用戶周期的信道條件因子，包括基站先保存各個用戶終端發(fā)送的本用戶終端在本調(diào)度周期請求基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實時速率DRCk(t)，并通過Lk(t)=DRCk(t)Rk(t)]]>獲得各個用戶終端的比值參數(shù)，其中Rk(t)為基站預(yù)先獲得的該用戶終端在本調(diào)度周期的平均傳輸速率，Lk(t)為比值參數(shù)，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號；基站先從所有比值參數(shù)Lk(t)中找到最大的比值參數(shù)，然后所有用戶終端的比值參數(shù)與所述最大比值參數(shù)進行相除，進而得到各個用戶終端的信道條件因子；基站根據(jù)各個用戶的請求業(yè)務(wù)查找預(yù)先設(shè)置的業(yè)務(wù)優(yōu)先級表，獲得所述各個用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，所述業(yè)務(wù)優(yōu)先級表保存每種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
步驟(1)中所述因子還包括用戶存儲量因子，所述存儲量因子用以表明所述用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)占用存儲空間的比例。
為此，步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值具體為基站計算各個用戶終端在本用戶周期的信道條件因子，包括基站先保存各個用戶終端發(fā)送的本用戶終端在本調(diào)度周期請求基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實時速率DRCk(t)，并通過Lk(t)=DRCk(t)Rk(t)]]>獲得各個用戶終端的比值參數(shù)，其中Rk(t)為基站預(yù)先獲得的該用戶終端在本調(diào)度周期的平均傳輸速率，Lk(t)為比值參數(shù)，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號；基站先從所有比值參數(shù)Lk(t)中找到最大的比值參數(shù)，然后所有用戶終端的比值參數(shù)與所述最大比值參數(shù)進行相除，進而得到各個用戶終端的信道條件因子；基站通過Vk(t)=mk(t)Mk]]>獲得用戶存儲量因子，其中，Vk(t)為用戶存儲量因子，mk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)大小，Mk為基站為所述用戶終端開辟的存儲空間，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號。
步驟步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值還包括基站根據(jù)各個用戶的請求業(yè)務(wù)查找預(yù)先設(shè)置的業(yè)務(wù)優(yōu)先級表，獲得所述各個用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，所述業(yè)務(wù)優(yōu)先級表保存每種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
其中，步驟(1)還包括基站設(shè)置在一調(diào)度周期內(nèi)能夠處理的用戶終端總數(shù)M；步驟(3)進一步包括基站將M個最大服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端作為本調(diào)度周期選中的用戶終端，并將本基站的資源分配至所述選中的用戶終端，以進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理操作，其中，M為基站在一調(diào)度周期處理的用戶終端總數(shù)。
另外，步驟(1)還包括基站設(shè)置服務(wù)因子比較系數(shù)；步驟(3)中基站將M個最大服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端作為本調(diào)度周期選中的用戶終端進一步為基站將從M個最大服務(wù)因子中的第二大服務(wù)因子到第M大服務(wù)因子分別與第一大服務(wù)因子進行比值計算，若其比值大于所述服務(wù)因子比較系數(shù)，則所述服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端為基站在本調(diào)度周期選擇的用戶終端。
基站是根據(jù)ci(t)=Si(t)Σl=10Sl(t)*cs]]>分配對應(yīng)資源至各個選中用戶終端，其中，o為基站在本調(diào)度周期基站選中的用戶終端總數(shù)，cs為基站在本調(diào)度周期用于處理下行數(shù)據(jù)的總的HSDPA發(fā)送下行分組數(shù)據(jù)的總信道資源，Sl(t)為選中用戶終端的服務(wù)因子， 為所有選擇用戶終端的服務(wù)因子之和，ci(t)為選中用戶終端獲得的基站發(fā)送信道資源。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明在調(diào)度過程中能從系統(tǒng)整體性能出發(fā)選擇服務(wù)終端，先確定調(diào)度過程中影響系統(tǒng)整體性能的各個因子，所述因子不僅考慮系統(tǒng)的吞吐率和用戶公平性，而且還考慮諸如提出業(yè)務(wù)請求的業(yè)務(wù)類型、用戶終端待發(fā)送數(shù)據(jù)占存儲空間的比值等其他影響系統(tǒng)整體性能的各個因子，并且提出了給各個因子分配其比重，然后獲得所有用戶的服務(wù)因子，最后依據(jù)所有用戶的服務(wù)因子基站確定服務(wù)用戶終端的這種調(diào)度思想，從而使得系統(tǒng)在調(diào)度過程中的整體性能得到提高。
另外，本發(fā)明不僅能適用在EV-DO(中文)系統(tǒng)中，而且還適用支持HSDPA功能的TDD(時分雙工)通信系統(tǒng)及FDD(頻分雙工)通信系統(tǒng)，基站在一個調(diào)度周期內(nèi)為多個用戶服務(wù)，可提高系統(tǒng)的頻帶利用率。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的正比公平調(diào)度方法的流程圖；
圖2為本發(fā)明的正比公平調(diào)度方法的流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，具體說明本發(fā)明。
請參閱圖2，其為發(fā)明正比公平方法的一種流程圖。該調(diào)度方法用以實現(xiàn)基站從處于高速下行分組接入功能激活狀態(tài)的若干用戶終端中選擇本調(diào)度周期需要完成所述業(yè)務(wù)請求的用戶終端，主要包括以下步驟首先，基站設(shè)置所述調(diào)度過程中需考慮的各個因子所占的比重，所述因子至少包括用戶終端的信道條件因子(步驟S210)；然后，基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值，并且將每個因子值與所述因子對應(yīng)的比重之積進行求和，以獲得所述用戶終端在本調(diào)度周期的服務(wù)因子(步驟S220)；最后，基站根據(jù)每個用戶的服務(wù)因子選擇本調(diào)度周期服務(wù)的用戶終端，以進行所述用戶對應(yīng)的業(yè)務(wù)請求操作(步驟S230)。
在步驟S210中，除了考慮用戶終端信道條件因子外，所述因子還可以包括所述用戶終端請求業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。每個用戶待傳輸業(yè)務(wù)類型不同，如用戶的QoS不同，要求傳輸質(zhì)量差別很大，進而各種業(yè)務(wù)類型要求基站處理的時間存在差異。因此根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型進行有區(qū)別的調(diào)度傳輸是非常有必要的。基站可以對所有的業(yè)務(wù)類型設(shè)置對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，以形成業(yè)務(wù)優(yōu)先級表。業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子越大，說明要求基站調(diào)度的處理的優(yōu)先級越高。
如果基站在調(diào)度時僅考慮用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級和用戶終端信道條件，則在步驟S220中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的用戶終端的信道條件因子及業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
其中，基站可以通過以下步驟計算各個用戶終端在本調(diào)度周期的信道條件因子(1)基站先保存各個用戶終端發(fā)送的本用戶終端在本調(diào)度周期請求基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實時速率DRCk(t)，并通過Lk(t)=DRCk(t)Rk(t)]]>獲得各個用戶終端的比值參數(shù)，其中Rk(t)為基站預(yù)先獲得的該用戶終端在本調(diào)度周期的平均傳輸速率，Lk(t)為比值參數(shù)，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號；(2)基站先從所有比值參數(shù)Lk(t)中找到最大的比值參數(shù)，然后所有用戶終端的比值參數(shù)與所述最大比值參數(shù)進行相除，進而得到各個用戶終端的信道條件因子。
基站可以通過以下步驟計算各個用戶終端在本調(diào)度周期的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子基站先根據(jù)各個用戶的請求業(yè)務(wù)查找預(yù)先設(shè)置的業(yè)務(wù)優(yōu)先級表，然后獲得所述各個用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，所述業(yè)務(wù)優(yōu)先級表保存每種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
另外，除了考慮上述兩個因子外，影響基站選擇服務(wù)終端的因子還包括用戶存儲量因子，即用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)占用存儲空間的比例?；緸樾枰獋鬏敂?shù)據(jù)的UE分配存儲空間，若該用戶存儲空間待發(fā)數(shù)據(jù)過多且達到基站為其分配的存儲容量時，高層傳送過來的關(guān)于本用戶的數(shù)據(jù)就會被基站刪除，由此造成高層的多次重傳，進而浪費網(wǎng)絡(luò)資源。為此，在調(diào)度過程，基站需要考慮用戶存儲量因子，用戶存儲量因子越大，說明基站在調(diào)度時需預(yù)先考慮該用戶終端，盡快下發(fā)數(shù)據(jù)至所述用戶終端。
基站可以通過Vk(t)=mk(t)Mk]]>獲得用戶存儲量因子，其中，Vk(t)為用戶存儲量因子，mk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)大小，Mk為基站為所述用戶終端開辟的存儲空間，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號。
基站在調(diào)度過程中可以都考慮三個因子用戶存儲量因子、業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子及用戶信道條件因子，也可以只考慮用戶存儲因子和用戶信道條件因子，或只考慮業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子及用戶信道條件因子。當(dāng)基站在調(diào)度過程中考慮的因子確定后，可以確定各個因子所占的比重，并計算各個用戶終端的各個要考慮因子值。另外，本發(fā)明還需要說明的是，在計算過程中，計算各個因子值是不分先后順序的，也即上述公開先計算用戶信道條件因子值，再計算其他因子值僅為說明，不是用于限定本發(fā)明。
若所述調(diào)度方法是應(yīng)用在EV-DO等時分多址通信系統(tǒng)中，則基站可以從所有用戶終端中選擇其中服務(wù)因子最大的一個用戶終端作為本調(diào)度周期服務(wù)用戶，進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)操作。
所述調(diào)度方法也可以應(yīng)用在TDD通信系統(tǒng)和FDD通信系統(tǒng)。TDD系統(tǒng)和FDD通信系統(tǒng)的基站在同一次調(diào)度周期可以為多個用戶提供服務(wù)。為此，在步驟S210中還可以設(shè)置基站在一個調(diào)度周期內(nèi)能夠處理的用戶終端個數(shù)M。在步驟S230中，基站可以將M個最大服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端作為本調(diào)度周期選中的用戶，并將本基站的資源分配至所述選中的用戶終端，進行相應(yīng)的下行數(shù)據(jù)處理操作。
在本發(fā)明中，由于存在M個最大服務(wù)因子值相差很大的情況，因此若將基站的資源分配至該些M個用戶終端，也有可能造成資源性能下降的后果。為此，在步驟S210還設(shè)置服務(wù)因子比較系數(shù)f，在步驟S230中，基站將從M個最大服務(wù)因子中的第二大服務(wù)因子到第M大服務(wù)因子分別與最大服務(wù)因子進行比值計算，若其比值大于所述服務(wù)因子比較系數(shù)f，則所述服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端為基站在本調(diào)度周期選擇的用戶終端。從上可知，基站通過設(shè)置f來進一步篩選用戶終端，以保證調(diào)度過程的系統(tǒng)整體性能。并且，基站可以根據(jù)ci(t)=Si(t)Σl=10Sl(t)*cs]]>分配對應(yīng)資源至各個選中用戶終端，其中，o為基站在本調(diào)度周期基站選中的用戶終端總數(shù)，cs為基站在本調(diào)度周期用于HSDPA發(fā)送下行分組數(shù)據(jù)的總的信道資源，Si(t)為選中用戶終端的服務(wù)因子， 為所有選擇用戶終端的服務(wù)因子之和，ci(t)為選中用戶終端獲得的基站發(fā)送信道資源。
以下以一個具體應(yīng)用實例來說明本發(fā)明的正比公平調(diào)度方法。在本發(fā)明的正比公平調(diào)度方法中，申請人充分考慮了業(yè)務(wù)優(yōu)先級、待發(fā)送數(shù)據(jù)存儲量和多用戶服務(wù)的特點，設(shè)某小區(qū)有K個用戶處于HSDPA功能激活狀態(tài)，具體方法如下步驟1基站進行調(diào)度初始設(shè)置確定調(diào)度過程需考慮的因子及各個因子所占的比重。比如，在本實施例中，調(diào)度過程需考慮的因子包括用戶信道條件因子、用戶存儲量因子及業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。所述用戶信道條件因子所占的比重為W1、用戶存儲量因子所占的比重為W2、業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子所占的比重為W3，并且W1+W2+W3＝1；若基站未保存用戶優(yōu)先級表，則在調(diào)度初始設(shè)置步驟中還需建立用戶優(yōu)先級表，表明各種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的優(yōu)先級因子。并且優(yōu)先級因子應(yīng)落在
范圍內(nèi)；設(shè)置基站在一個調(diào)度周期提供服務(wù)的用戶總數(shù)M，考慮到一個調(diào)度周期內(nèi)提供服務(wù)的用戶數(shù)目不應(yīng)過多，可以設(shè)每次提供服務(wù)的用戶個數(shù)不大于M；確定服務(wù)因子比較系數(shù)f。
步驟2計算每個用戶終端的各個因子值，包括a計算每個用戶終端本調(diào)度周期的信道條件因子基站保存每個用戶終端向基站請求本調(diào)度周期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實時速率DRCk(t)，k＝1，…，K，若該用戶終端在本調(diào)度周期未向基站發(fā)送數(shù)據(jù)實時速率，則該用戶終端的數(shù)據(jù)實時速率為0。基站通常預(yù)先保存每個用戶終端在本調(diào)度周期的平均傳輸速率為Rk(t)。則根據(jù)等式Lk(t)=DRCk(t)Rk(t),]]>獲得各個用戶終端的比值參數(shù)Lk(t)，Lk(t)反映了用戶終端的信道條件和根據(jù)公平性得到的平均傳輸速率。
根據(jù)上述獲得的各個用戶終端的Lk(t)，獲得最大的比值參數(shù)，即Lmax(t)=maxk=1,···,K{Lk(t)}.]]>然后為每個用戶終端計算信道條件因子Pk(t)=Lk(t)Lmax(t),k=1,2,···,K.]]>b通過Vk(t)=mk(t)Mk]]>計算用戶存儲量因子。其中，Vk(t)為用戶存儲量因子，mk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)大小，Mk為基站為所述用戶終端開辟的存儲空間，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號。
c基站先根據(jù)各個用戶的請求業(yè)務(wù)查找預(yù)先設(shè)置的業(yè)務(wù)優(yōu)先級表，然后獲得所述各個用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，所述業(yè)務(wù)優(yōu)先級表保存每種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
步驟3通過Sk(t)＝(w1Pk(t)+w2Vk(t)+w3Uk(t))計算每個用戶的服務(wù)因子。其中，W1為用戶信道條件因子所占的比重，Pk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期的信道條件因子值，W2為用戶存儲量因子所占的比重，Vk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期的用戶存儲量因子值，W3為用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，Uk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
步驟4基站根據(jù)各個用戶終端的服務(wù)因子選擇用戶終端，并給選中的用戶終端分配資源，以進行相應(yīng)的下行數(shù)據(jù)發(fā)送操作。
假設(shè)M為3，則服務(wù)因子最大的三個用戶終端分別為k1，k2，k3，對應(yīng)的服務(wù)因子分別為 并設(shè) 的值最大。雖然目前三個侯選用戶的服務(wù)因子值排在前三名，但從吞吐量的角度考慮，還需考察它們之間值的大小。如果三個侯選用戶的服務(wù)因子值相差太大，而這個差別是由于用戶信道條件的差距造成的，同時為這三個用戶傳輸數(shù)據(jù)，將會將為了使頻帶資源用于傳輸速率較低的用戶數(shù)據(jù)，從而降低系統(tǒng)的吞吐率和頻帶資源的利用率，為了解決這問題，獲得較大的吞吐量，我們可以比較 相對值的大小，只有當(dāng) 分別與 進行比值計算，當(dāng)其比值大于服務(wù)因子比較系數(shù)f時(Sk2(t)Sk1(t)>f,Sk3(t)Sk1(t)>f),]]>所述用戶終端才能被基站選中。
例如f＝0.8，當(dāng)其比值大于服務(wù)因子比較系數(shù)時，說明三個用戶終端之間的差別不是很大時，則用戶k2和k3將和k1一起被基站所選中。
當(dāng)基站確定在下一調(diào)度周期對用戶k1，k2，k3的數(shù)據(jù)進行傳輸時，需要將資源按用戶k1，k2，k3的服務(wù)因子進行比值分配。所述資源主要指信道資源如發(fā)送幀周期時隙、碼道等用于發(fā)送數(shù)據(jù)的資源。假設(shè)基站在下一調(diào)度周期用于HS-DSCH信道的資源為Cs，則三個用戶對應(yīng)的分配資源為Ci(t)=Si(t)Sk1(t)+Sk2(t)+Sk3(t)·Cs,]]>i＝k1，k2，k3，其中，Cs為基站在本調(diào)度周期用于HSDPA發(fā)送下行分組數(shù)據(jù)的總的信道資源，Ci(t)為選中用戶終端獲得的基站發(fā)送信道資源。
步驟5在本調(diào)度周期完成調(diào)度判決后，需要對每個用戶終端的平均傳輸速率進行更新。如果上一調(diào)度周期，該用戶終端沒有被調(diào)度，則所述用戶終端對應(yīng)的平均傳輸速率可以按下述等式進行更新Rk(t+1)=(1+1Tc)Rk(t)]]>對于用戶k1，k2，k3的平均傳輸速率可以按下述等式進行更新Ri(t+1)=(1+1Tc)Ri(t)+Ci(t)TcCsDRCi(t),]]>i＝k1，k2，k3
同樣，上述公開的調(diào)度周期可以是一個或若干個發(fā)送幀周期。
通過以上步驟對正比公平調(diào)度方法的改進，Node B在進行快速調(diào)度分配數(shù)據(jù)的過程中，能充分考慮了每個用戶待傳輸業(yè)務(wù)的優(yōu)先級和QoS要求，以及數(shù)據(jù)存儲容量對系統(tǒng)性能的影響。并且，由于在本發(fā)明中提出了服務(wù)因子的計算方式，實現(xiàn)了優(yōu)化調(diào)度的目的。以上公開的僅為本發(fā)明幾個具體實施例，但本發(fā)明并非局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基站選擇服務(wù)終端的正比公平調(diào)度方法，以實現(xiàn)基站從處于高速下行分組接入功能激活狀態(tài)的若干用戶終端中選擇本調(diào)度周期內(nèi)需要完成業(yè)務(wù)請求的用戶終端，其特征在于，包括(1)基站設(shè)置所述調(diào)度過程中需考慮的多數(shù)個因子所占的比重，所述因子至少包括用戶終端的信道條件因子；(2)基站先計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值，然后將每個因子值與所述因子對應(yīng)的比重之積進行求和，以獲得所述用戶終端在本調(diào)度周期的服務(wù)因子；(3)基站根據(jù)每個用戶的服務(wù)因子選擇本調(diào)度周期服務(wù)的用戶終端，以進行所述用戶對應(yīng)的業(yè)務(wù)請求操作。
2.如權(quán)利要求1所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值具體為基站計算各個用戶終端在本用戶周期的信道條件因子，包括基站先保存各個用戶終端發(fā)送的本用戶終端在本調(diào)度周期請求基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實時速率DRCk(t)，并通過Lk(t)=DRCk(t)Rk(t)]]>獲得各個用戶終端的比值參數(shù)，其中Rk(t)為基站預(yù)先獲得的該用戶終端在本調(diào)度周期的平均傳輸速率，Lk(t)為比值參數(shù)，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號；基站先從所有比值參數(shù)Lk(t)中找到最大的比值參數(shù)，然后所有用戶終端的比值參數(shù)與所述最大比值參數(shù)進行相除，進而得到各個用戶終端的信道條件因子。
3.如權(quán)利要求1所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(1)中所述因子還包括所述用戶終端請求業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值還包括基站根據(jù)各個用戶的請求業(yè)務(wù)查找預(yù)先設(shè)置的業(yè)務(wù)優(yōu)先級表，獲得所述各個用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，所述業(yè)務(wù)優(yōu)先級表保存每種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
4.如權(quán)利要求1所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(1)中所述因子還包括用戶存儲量因子，所述存儲量因子用以表明所述用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)占用存儲空間的比例。
5.如權(quán)利要求4所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值，還包括基站通過Vk(t)=mk(t)Mk]]>獲得用戶存儲量因子，其中，Vk(t)為用戶存儲量因子，mk(t)為用戶終端在本調(diào)度周期待發(fā)送的數(shù)據(jù)大小，Mk為基站為所述用戶終端開辟的存儲空間，k為用戶終端編號，t為本調(diào)度周期號。
6.如權(quán)利要求5所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(2)中基站計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值還包括基站根據(jù)各個用戶的請求業(yè)務(wù)查找預(yù)先設(shè)置的業(yè)務(wù)優(yōu)先級表，獲得所述各個用戶終端的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子，所述業(yè)務(wù)優(yōu)先級表保存每種業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子。
7.如權(quán)利要求1、3、5、6中任何一項所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(1)還包括基站設(shè)置在一調(diào)度周期內(nèi)能夠處理的用戶終端總數(shù)M；步驟(3)進一步包括基站將M個最大服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端作為本調(diào)度周期選中的用戶終端，并將本基站的資源分配至所述選中的用戶終端，以進行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理操作，其中，M為基站在一調(diào)度周期處理的用戶終端總數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(1)還包括基站設(shè)置服務(wù)因子比較系數(shù)；步驟(3)中基站將M個最大服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端作為本調(diào)度周期選中的用戶終端進一步為基站將從M個最大服務(wù)因子中的第二大服務(wù)因子到第M大服務(wù)因子分別與第一大服務(wù)因子進行比值計算，若其比值大于所述服務(wù)因子比較系數(shù)，則所述服務(wù)因子對應(yīng)的用戶終端為基站在本調(diào)度周期選擇的用戶終端。
9.如權(quán)利要求7所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，基站是根據(jù)ci(t)=Si(t)Σl=1oSl(t)*cs]]>分配對應(yīng)資源至各個選中用戶終端，其中，o為基站在本調(diào)度周期基站選中的用戶終端總數(shù)，cs為基站在本調(diào)度周期用于HSDPA發(fā)送下行分組數(shù)據(jù)的總的信道資源，Si(t)為選中用戶終端的服務(wù)因子，Σl=1oSl(t)]]>為所有選擇用戶終端的服務(wù)因子之和，ci(t)為選中用戶終端獲得的發(fā)送信道資源。
10.如權(quán)利要求9所述的正比公平調(diào)度方法，其特征在于，步驟(6)之后還包括通過Ri(t+1)=(1-1Tc)Ri(t)+Ci(t)Tc*CsDRCi(t)]]>獲得每個被選中的用戶終端的下一調(diào)度周期的平均傳輸速率；通過Rk(t+1)=(1-1Tc)Rk(t)]]>獲得每個未被選中的用戶終端的下一調(diào)度周期的平均傳輸速率，其中，Ri(t+1)為用戶終端的下一調(diào)度周期的平均傳輸速率，Tc為時間常數(shù)，表示時間滑窗的大小，Ri(t)為用戶終端的本調(diào)度周期的平均傳輸速率，ci(t)為所述用戶終端獲得的發(fā)送信道資源，Cs為基站在本調(diào)度周期用于HSDPA發(fā)送下行分組數(shù)據(jù)的總的信道資源，DRCi(t)為本用戶終端在本調(diào)度周期請求基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實時速率。
全文摘要
一種正比公平調(diào)度方法，以實現(xiàn)基站從處于高速下行分組接入功能激活狀態(tài)的若干用戶終端中選擇本調(diào)度周期需要完成所述業(yè)務(wù)請求的用戶終端，包括(1)基站設(shè)置調(diào)度過程中需考慮的各個因子所占的比重，因子至少包括用戶終端的信道條件因子；(2)基站先計算各個用戶在本調(diào)度周期的每個因子值，然后將每個因子值與所述因子對應(yīng)的比重之積進行求和，以獲得所有用戶終端在本調(diào)度周期的服務(wù)因子；(3)基站根據(jù)每個用戶的服務(wù)因子選擇本調(diào)度周期服務(wù)的用戶終端，以進行所述用戶對應(yīng)的業(yè)務(wù)請求操作。因子還可以為用戶終端請求業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級因子和用戶存儲量因子，本發(fā)明使得基站能從系統(tǒng)整體性能出發(fā)選擇服務(wù)用戶終端。
文檔編號H04W88/08GK1780426SQ20041009114
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月19日
發(fā)明者孫韶輝, 沈潔 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司