專利名稱：用于當調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸時優(yōu)化無線電資源利用的方法和設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡中的方法和設備，尤其涉及允許用于當調(diào)度數(shù)據(jù) 傳輸時優(yōu)化無線電資源利用的設備，以及用于這種優(yōu)化的方法。本發(fā)明 進一步涉及包括這種設備的無線電基站，和包含用于優(yōu)化這種無線電資 源利用的計算機程序的計算機可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
無線電接入網(wǎng)絡中資源的高效共享(例如GSM/EDGE中的時隙、WCDMA 中的碼和功率)可通過在多個連接中分配和再分配資源的調(diào)度函數(shù)來獲 得。這種調(diào)度函數(shù)的重要例子是在利用高速下行鏈路分組接入(HSDPA) 的無線電基站中使用的調(diào)度器。
在HSDPA中對諸如高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH)之類的共享信 道的接入在無線電基站中通過調(diào)度函數(shù)而被處理。在每個調(diào)度時刻，通 過共享信道傳輸數(shù)據(jù)所必需的資源被暫時分配給一個或幾個用戶。關于 哪個用戶要選擇的調(diào)度決定在每個時刻通?；诋斍坝脩舻奶囟ㄐ畔?， 諸如延遲(從上一次傳輸開始)和無線電鏈路質(zhì)量。公知方法是比例公 平(PF)調(diào)度，其通過利用暫時鏈路質(zhì)量變化(多用戶分集)，同時在 循環(huán)(round robin)調(diào)度的意義上保持公平而實現(xiàn)良好性能。
在文件傳輸，即文件下載或文件上載是公共用戶服務的情況下，可能 存在具有非常大下載量的用戶。這些用戶將相對長時間需要資源，特別 是如果他們另外具有低比特率的無線電鏈路的情況。對于標準的調(diào)度方 法，這些用戶可能對用戶感受的性能有很大影響。這樣，希望識別這種 用戶并在做出調(diào)度決定時將他們的特定要求考慮進去。
前面知道的為處理大文件設計的調(diào)度方法，諸如前景-背景(FB)調(diào) 度器和最短保持處理時間(SRPT),將比特數(shù)目考慮進去。然而，這些 方法暗含著它們不利用多用戶分集并因此不大適合于無線電信道的問 題。

發(fā)明內(nèi)容
6因此，本發(fā)明的目標是提供一種當調(diào)度在無線電基站與一個或更多用 戶設備之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù) 傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用的改進方法，其中所述通信網(wǎng)絡包括所述 用戶設備在其之間移動的多個所述無線電基站服務小區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目標通過如權(quán)利要求l的特征部分限定的 方法來實現(xiàn)，該方法明確指出，無線電資源利用通過執(zhí)行如下步驟而被
優(yōu)化獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量的信息；獲得關于小區(qū)中每 個用戶的通信量的信息；將所述關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息 進行組合；和基于所述組合調(diào)度所迷數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的另 一 目標是提供一種當調(diào)度在無線電基站與 一個或更多用 戶設備之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù) 傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用的改進設備，其中所述通信網(wǎng)絡包括所述 用戶設備在其之間移動的多個所述無線電基站服務小區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該目標通過如權(quán)利要求9的特征部分限定的 設備來實現(xiàn)，該設備明確指出，無線電資源利用通過包括如下組成的設 備而被優(yōu)化用于獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量的信息的裝置； 用于獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息的裝置；用于將所述關于 信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息進行組合的裝置；和調(diào)度器，其被安 排為基于所述組合調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的另 一 目標是提供一種當調(diào)度在無線電基站與一個或更多用 戶設備之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù) 傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用的改進的無線電基站，其中所述通信網(wǎng)絡 包括所述用戶設備在其之間移動的多個所述無線電基站服務小區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，該目標通過如權(quán)利要求17的特征部分限定 的無線電基站來實現(xiàn)，該無線電基站明確指出，無線電資源利用通過包 括如下組成的設備而被優(yōu)化用于獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量 的信息的裝置；用于獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息的裝置； 用于將所述關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息進行組合的裝置；和 調(diào)度器，其被安排為基于所述組合調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的又一目標是提供一種改進的包含計算機程序的計算機可讀 介質(zhì)，用于當調(diào)度在無線電基站與 一個或更多用戶設備之間通過通信網(wǎng) 絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用，其中所述通信網(wǎng)絡包括所述用戶設備在其之間移動的多個所述無 線電基站服務小區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，該目標通過如權(quán)利要求18的特征部分限定 的計算機可讀介質(zhì)來實現(xiàn)，該計算機可讀介質(zhì)明確指出，無線電資源利 用通過實施如下步驟的計算機程序而被優(yōu)化獲得關于所述無線電信道
的信道質(zhì)量的信息；獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息；將所述 關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息進行組合；和基于所述組合調(diào)度 所述數(shù)據(jù)傳輸。 其它實施例在從屬權(quán)利要求中列出。
由于提供了當調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸時，利用信道質(zhì)量信息和通信量信息的組 合的方法和設備，大文件傳送對總體性能的影響被降低，同時仍然提供 多用戶分集的優(yōu)點。并且，用于預測剩余服務要求(例如要傳送的比特 數(shù))的方法和設備可以通過利用或不利用信道質(zhì)量信息組合，以及利用 或不利用明確的服務質(zhì)量指示符，而被用于具有不同要求的用戶之間服 務質(zhì)量的區(qū)分。
本發(fā)明的其它目標和特征將通過下面的詳細描述并結(jié)合附圖而變得 明顯。然而，應當明白，附圖僅僅是為了說明而非定義對本發(fā)明的限制 而設計的，為此應參照隨附權(quán)利要求。應當進一步明白，附圖不必依照 按比例來畫，除非以其它方式指出。它們僅僅旨在在概念上說明這里所 描述的結(jié)構(gòu)和過程。


附圖中，幾個視圖中同樣的附圖標記代表相似的元素
圖1示出了通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的例子；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的通信網(wǎng)絡；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第 一優(yōu)選實施例調(diào)度文件下載的總體發(fā)明模
型；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，通信量信息如何被收集； 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例，如何使文件大小預測更精
確；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例，調(diào)度文件上載的總體發(fā)明 模型；
8圖7是用于不同調(diào)度器的基于質(zhì)量的小區(qū)容量圖，其中每次下載的比 特數(shù)的分布具有大方差；
圖8是用于不同調(diào)度器的基于質(zhì)量的小區(qū)容量圖，其中每次下載的比
特數(shù)是固定的；和
圖9是計算機可讀介質(zhì)的例子。
具體實施例方式
圖1示出了諸如寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)之類的通信系統(tǒng)，其包 括無線電接入網(wǎng)絡(RAN),諸如UMTS地面無線電接入網(wǎng)絡(UTRAN) 結(jié)構(gòu)，其包括連接到一個或更多無線電網(wǎng)絡控制器(RNC) 10 (圖1中 只示出一個)的至少一個無線電基站(RBS)(或節(jié)點B) 15a-b。 RAN 通過諸如Iu接口之類的接口而被連接到核心網(wǎng)絡(CN) 12,其可以是 諸如公共交換電話網(wǎng)絡(PSTN)或綜合服務數(shù)字網(wǎng)絡(ISDN)之類的面 向連接的外部CN,和/或如互聯(lián)網(wǎng)的無連接外部CN。
RAN和CN 12提供用于多個用戶設備(UE) 18a-d的通信和控制。UE 18 的每一個均使用下行鏈路(DL)信道(即基站到用戶或前向)和上行鏈 路(UL)信道(即用戶到基站或反向)以與至少一個RBS 15通過無線 電或空中接口進行通信。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，通信系統(tǒng)在這里被叫做WCDMA通信系統(tǒng)。 然而，本領域技術(shù)人員意識到，本發(fā)明方法和設備在所有通信系統(tǒng)上運 行良好，諸如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或長期演進(LTE)系統(tǒng)。用戶 設備18可以是移動臺，諸如移動電話("蜂窩"電話)和具有移動終 端的膝上型電腦，并且因此可以是例如便攜式、口袋式、手持式、包括 計算機的或者車載的移動設備，其與RAN互通語音和/或數(shù)據(jù)。
本發(fā)明應用到例如通過共享信道提供多個接入的無線分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 本發(fā)明的目標是通過將剩下的、部分未知的、不同用戶的下載要求包括 到調(diào)度函數(shù)中而將通信量特征考慮在內(nèi)的方法，其可以改善性能，且對 于可能發(fā)生小的和非常大的文件下載混合的情況來說特別有用。
本發(fā)明涉及一種調(diào)度方法，其降低大的文件傳輸對整體性能的影響， 同時仍然提供多用戶分集的優(yōu)點。該調(diào)度方法基于在共享網(wǎng)絡上對每個 用戶剩余的服務時間。這需要關于用戶請求的文件大小的知識。在對于 調(diào)度器不能得到這種信息的情況下，調(diào)度器基于到現(xiàn)在為止已經(jīng)傳輸?shù)?br> 9比特數(shù)目使用所估計的(即預測的)文件大小。在用戶子集下載文件， 同時其他用戶使用對話或流服務的多服務情形的情況下，調(diào)度器為每個 用戶連接另外使用服務等級信息。
所提出的調(diào)度是基于如下組成部分
-將用戶下載的比特總數(shù)劃分為三部分的總體模型已下載
的比特(已知)、已知的剩余比特數(shù)和要傳送的未知的剩余比
-使用當前鏈路質(zhì)量和通信量信息為用戶排序的記分函數(shù)。 -將剩余的比特數(shù)量(可選的、不完整的可能信息)通知調(diào) 度器的方法。 -估計每用戶剩余比特數(shù)的方法。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的通信網(wǎng)絡系統(tǒng)。所考慮的 系統(tǒng)包括一組服務器16 (圖2中只示出了一個)、 一組用戶18和用戶 18與服務器16之間的通信路徑(用箭頭示出)。每條路徑的至少一部 分包括利用調(diào)度函數(shù)提供多個接入的公共無線無線電信道，如圖2所示。 用戶18請求從一個或多個服務器16下載文件。調(diào)度器14通過調(diào)度函 數(shù)來控制由文件下載所共享的無線信道的共享。
使1 = 1， 2，...是用于共享信道的傳輸時刻。與每個傳輸時刻相關聯(lián) 的是調(diào)度決定。調(diào)度函數(shù)包括記分函數(shù)s(u，t),如果存在請求服務的 n(t)個用戶，則對于每個傳輸時刻t其對用戶u-l，2,.,.，n(t)進行排 序。調(diào)度函數(shù)還具有決定函數(shù)
d(s (1, t), s (2， t)，…，s (n(t), t)) (1)
其基于它們的得分值選擇用戶。通常，具有最高得分的用戶被選中， 即用戶\1*由下面給出
= argmaxu (2)
在同分情況下，即如果兩個或更多用戶具有最高分，則它們其中的一 個通過隨機畫圖或選擇唯一用戶的某一其它方法而被選擇。
通常，本發(fā)明中所考慮的記分函數(shù)是關于已下載和未決比特數(shù)、信道特數(shù)。質(zhì)量以及其它可能的信息，諸如延遲、用戶優(yōu)先級等可用信息的函數(shù)f， 即
+,0= /("，(w力，"2(XO'々3(M力'g(",0,o(w力) (3)
其中A(M力是接收到的比特數(shù)，"2(M,0是已知的尚未接收到的比特數(shù)，
》,(w, )是未知剩余比特數(shù)的估計，《(w力表示用戶u在時間t可得到的 信道質(zhì)量信息，和表示未被信道質(zhì)量和比特數(shù)所覆蓋的其它可能 的調(diào)度信息。質(zhì)量O(M力在下面將會被省略，但是應當被認為是可能的 擴展。信道質(zhì)量信息在下面用潛在鏈路比特率來表示。
這里提出的特別的調(diào)度方法基于記分函數(shù)
z 1 、
+力=
+
(4)
其中R(u, t)是用戶u當前的潛在鏈路比特率。潛在鏈路比特率通常 基于來自UE的最近的測量報告。數(shù)量f O力是每個用戶經(jīng)濾波的比特率， 其可例如通過如下《合出
尸(w力—卜l/r)-尸(M,卜l) + l/r.雖,卜l) (5)
其中r是正常數(shù)("濾波時間系數(shù)")。數(shù)量《(w, )是估計(可替換 地為已知)的剩余比特數(shù)。表達式(4)中的參數(shù)a是加權(quán)系數(shù)。記分函 數(shù)為相對于濾波比特率來說具有較大潛在比特率((4)中的第一項)， 或者具有小的剩余服務時間》(w力/辨w,f) ( (4)中的第二項)的用戶生 成高分。第二項使得調(diào)度器響應于通信量特征。特殊地，得分將下載文 件大小分布的尾部特征考慮在內(nèi)。
利用記分函數(shù)(4 )的方法在下面表示為SRLST (最短剩余登記逗留時 間)。特別地，"=1是優(yōu)選設置。
為最后一項給出較大或較小加權(quán)的a的其它設置是可能的，并且可能 是理想的，這取決于通信量的特征(QoS要求、文件大小分布)。小"意 味著調(diào)度器主要將比例公平(PF)意義上的信道質(zhì)量和公平考慮在內(nèi)。 例如，通過《= 0獲得純^f卒的PF。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的發(fā)明性總體模型。所考慮的系統(tǒng)包括一組服務器16 (圖3中只示出了一個)、 一組用戶18a和18b (圖3中示出了兩個)和包括調(diào)度器14的無線電基站15,其通過調(diào)度 函數(shù)控制由文件下載共享的無線信道的共享。在時間t,用戶u(圖3 中示出了兩個用戶)已經(jīng)接收了 nl(u, t)比特，其被調(diào)度器(用箭頭示 出)得知。RBS 15被提供有用于對每個用戶確認的多個比特計數(shù)的函數(shù)， 且該信息可由調(diào)度器14得到。并且，等待傳輸?shù)谋忍氐囊阎獢?shù)目n2 (u, t) 被調(diào)度器14得知，因為RBS 15進一步被提供有用于監(jiān)視緩存的比特數(shù)， 并可選地與諸如RNC的其它節(jié)點關于每個用戶存儲多少數(shù)目的比特進行 通信。在剩余比特數(shù)部分未知的情況下，其必須基于可得到的信息而被 預測?；趫D3所示的模型，剩余比特數(shù)通過如下來估計 "20力+》30,0. (6)
剩余比特數(shù)通過(6)來估計，其中N3(u, t)對調(diào)度器14來說可以是 未知的。注意到，該模型還覆蓋所有剩余比特的數(shù)目被完全知道或者完 全未知的極端情況。假設關于網(wǎng)絡中文件大小(可替換地，請求的每個 文件傳送的比特數(shù))的分布函數(shù)F的知識，給定文件大小大于已知的比 特數(shù)，則未知的總比特數(shù)通過關于文件大小分布的條件期望來預測。
= > ",o,f) + "20,o]-w,(w,0. (7)
通常，文件大小分布不是已知的，但是一定能根據(jù)前面的和可能正在 進行的下載而被估計。這可利用全參數(shù)模型來完成，例如參數(shù)適于數(shù)據(jù)
的對數(shù)正態(tài)分布，或者非參數(shù)的方法，例如基于Kaplan-Meier估計器 或者從關于統(tǒng)計方法的文獻中得知的類似方法。所估計的文件大小分布 的更新可通過最大似然方法或貝葉斯方法而連續(xù)完成。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，如何收集通信量信息。所 考慮的系統(tǒng)包括一組服務器16 (圖4中只示出了一個)、 一組用戶18a 和18b (圖4中示出了兩個)和包括調(diào)度器14的無線電基站15,其通 過調(diào)度函數(shù)來控制由文件下載共享的無線信道的共享。RBS 15進一步包 括估計器44,其收集前面和當前的下載信息，使用該信息預測每個用戶 的剩余比特數(shù)，并將其進一步報告給調(diào)度器14。在時間t,用戶u (圖 4中示出了兩個用戶)已經(jīng)接收了 nl(u, t)個比特，其被報告給估計器 44 (用箭頭示出)用于進一步傳送給調(diào)度器14。并且，已知的等待傳輸 的比特數(shù)n2 (u, t)被報告給估計器4 4 。在剩余比特數(shù)部分未知的情況下，
12其 一 定能基于可得到的信息而被預測。
對于參數(shù)方法來說，注意到適于數(shù)據(jù)的分布類型對調(diào)度器行為來說很 重要是很重要的。如果目標是懲罰大的下載，則諸如對數(shù)正態(tài)分布或
Pareto分布的次指數(shù)分布可能是好的初始設置。隨著所收集的下載統(tǒng)計
數(shù)量的增加，該模型可以被細化。
文件下載通常與交互式或后臺服務等級相關聯(lián)，其意味著所提出的調(diào) 度方法主要針對這種用戶。
對于流或?qū)υ挿盏挠脩魜碚f，關于剩余比特數(shù)的調(diào)度方法可能不大 適合，在所提出框架內(nèi)的可替換方法是使用同樣的記分函數(shù)，但是將表
示剩余比特數(shù)(例如記分函數(shù)(4)中的B)的變量設置為例如常數(shù)、預 先確定的值。特別地，在對話和流通信量應具有高優(yōu)先級的混合通信量 情形中，比特數(shù)變量可被設置為用于這種服務的典型的IP分組大小。
應當明白，所述方法可被擴展為自適應參數(shù)設置(例如記分函數(shù)(4 ) 中的參數(shù)")，這取決于當前估計的每次下載比特數(shù)分布。
該方法還基于例如根據(jù)用戶范疇的文件大小分布，擴展為包括更詳細 的用戶信息，其中用戶范疇可以基于預訂類型、服務類型、地理位置或 某一其它分類。收集操作者網(wǎng)絡中相關下載統(tǒng)計的數(shù)據(jù)庫然后將用作用 于處理特定小區(qū)中通信量的調(diào)度器的信息源。
因此，圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例，如何使文件大小預測更精 確。所考慮的系統(tǒng)包括一組服務器16 (圖5中只示出一個)、 一組用戶 18a和18b (圖5中示出兩個)和無線電基站15,該無線電基站15包括 調(diào)度器14,其通過調(diào)度函數(shù)控制由文件下載共享的無線信道的共享。RBS 15進一步包括估計器44，其收集前面的和當前的下載信息，使用該信 息來預測每個用戶的剩余比特數(shù)，并將其進一步報告給調(diào)度器14。在時 間t,用戶u (圖4中示出了兩個用戶)已經(jīng)接收到nl (u， t)個比特，其 被報告給估計器44 (用箭頭表示)以便進一步傳送給調(diào)度器14。并且， 已知的等待傳輸?shù)谋忍財?shù)n2(u， t)被報告給估計器44。在剩余比特數(shù)部 分未知的情況下，其必須基于可得到的信息而被預測。該系統(tǒng)進一步包 括網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫52，其提供補充信息，諸如預訂信息、應用信息、基于前 面通信量特征的用戶分類，以便使估計器44中的文件大小預測更加精 確，并可能直接影響到調(diào)度器14中的調(diào)度決定。這種數(shù)據(jù)庫的一個優(yōu) 點將會是存儲通信量統(tǒng)計，并在網(wǎng)絡中構(gòu)建關于訂戶通信量要求的知
13識。
例如，該信息可用于幫助調(diào)度器將用戶分類為可能性較大或較小的繁 忙下載用戶。該分類可基于當前信息和收集的信息。當前信息可以是與 數(shù)據(jù)流相關的應用信息(例如應用協(xié)議的類型，以識別通信量類型)。 收集的信息可以是用戶先前的下載量統(tǒng)計，或者用戶通過例如預訂類型 而被關聯(lián)到的用戶組的統(tǒng)計。該用戶特定信息與用于操作者網(wǎng)絡中所有 用戶的數(shù)據(jù)通信量統(tǒng)計相比較。第一分類可以是用戶的平均文件大小， 與對于所有用戶的平均文件大小相比較。如果對于用戶的平均大大高于 總體平均，則用戶被分類為調(diào)度決定中的繁忙。第二分類是關于預測用
戶下載行為中的不確定性。如果對于該用戶沒有或很少有統(tǒng)計可以得 到，或者如果下載文件大小的方差很大，則用戶被分類為較容易或者較
難預測?；诘谝缓偷诙诸悾烙嬈?4現(xiàn)在可形成用戶自適應的文 件大小扭無率分布，以用作估計剩余比特數(shù)的基礎。例如，用戶自適應文
件大小分布KO)可以是下面的形式
其中Cu是0和1之間的系數(shù)，其取決于用戶u的分類，A(x)是對應 于用戶u下載的文件大小分布，且/^(x)是從所有用戶的下載獲得的分布。
上面討論的文件傳送主要是文件下載。然而，本發(fā)明在文件上載方面 也運行地非常好，這對本領域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，圖6 示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例調(diào)度文件上載的發(fā)明總體模型，對 應于圖3所示的調(diào)度文件下載的模型。所考慮的系統(tǒng)包括一組服務器16 (圖6中只示出一個)， 一組用戶18a和18b(圖6中示出兩個)和無 線電基站15,所述無線電基站15包括調(diào)度器14,其利用調(diào)度函數(shù)來控 制由文件上載共享的無線信道的共享。在時間t,用戶u (圖6中示出 兩個用戶)已經(jīng)傳輸了 nl (u， t)個比特，這被調(diào)度器(用箭頭表示)所 知。并且，已知的等待傳輸?shù)谋忍財?shù)n2(u， t)被調(diào)度器14所知。在剩余 比特數(shù)部分未知的情況下，其必須基于可得到的信息而被預測?；趫D 6中所示的模型，剩余比特數(shù)通過方程(6)來估計。
14圖7- 8示出了對于兩個不同下載情形中的不同調(diào)度器和各種參數(shù)設 置來說，基于所估計質(zhì)量的小區(qū)容量的例子。被比較的調(diào)度器是比例公
平(PF)、最短剩余處理時間(SRPT) 、 PF和SRPT的組合(SRPT-PT ) 和利用記分函數(shù)(4)的最短剩余登記逗留時間(SRLST) 。 SRPT利用最 短剩余服務時間(在該例子中其被假定為已知)來調(diào)度用戶。PF是比例 公平調(diào)度，即基于信道質(zhì)量。SRPT-PF是SRPT和PF的組合。SRPT-PF 具有如下給出的記分函數(shù)s (u, t)
其中R(u，t)是用戶u在時間t的潛在比特率，尸(w,O是一直到時間t 的濾波比特率，例如由方程(5)給出，P(u, t)是剩余的處理時間(即 通過無線電接口的傳輸時間)，和Y是參數(shù)。剩余處理時間通常是未知 的，但是可通過如下來估計
力=^艮 ("力 ao)
其中》0力是剩余比特數(shù)的估計(參見方程(6) ) ， A一("力是為用 戶u估計的平均比特率(傳輸期間)。
圖7中示出了對于不同調(diào)度器和各種參數(shù)設置(x軸)的基于質(zhì)量的 小區(qū)容量。每次下載的比特數(shù)具有大方差分布。該繪圖示出，對于這種 通信量情形，將通信量信息考慮在內(nèi)的SRPT產(chǎn)生比將信道質(zhì)量信息考 慮在內(nèi)的PF更高的容量。該繪圖還示出，對于將通信量和信道質(zhì)量均 考慮在內(nèi)的調(diào)度方法(SRLST和SRPT-PF),可獲得甚至更高的容量， 特別是對于適當?shù)膮?shù)設置。該繪圖還示出了對于SRLST， a=l產(chǎn)生容 量最大ii。
在圖8中示出了對于不同調(diào)度器和各種參數(shù)設置(x軸)的基于質(zhì)量 的小區(qū)容量。每次下載的比特數(shù)是固定的。該繪圖示出了對于這種通信 量情形，SRLST能夠提供的小區(qū)容量等于由PF提供的小區(qū)容量。SRPT 不被設計用于這種通信量情形，并且提供比PF和SRLST低得多的容量。一種重要觀察是，SRLST對a-l提供高的容量，這是對第一種通信量情 形的最佳選擇。當網(wǎng)絡中的通信量特征是未知或變化很大時，這種SRLST 的魯棒性(相對于錯誤模型假設)是優(yōu)點。SRPT-PF的性能對于通信量 情形更加敏感。
應當理解，至少其中 一些上述過程有必要被重復執(zhí)行以對發(fā)射機和接 收機之間的時變信道特征做出響應。為了便于理解，本發(fā)明的很多方面 都依照要由例如可編程計算機系統(tǒng)元件來執(zhí)行的行為序列來描述。將會 認識到，各種行為可以由專用電路(例如#皮互連以用于實施專用功能的 離散邏輯門或?qū)Ｓ眉呻娐?，通過由一個或更多處理器執(zhí)行的程序指 令或者它們的組合來實施。
并且，本發(fā)明附加地被考慮完全在任意形式的計算機可讀存儲介質(zhì)中 體現(xiàn)，其中的一個例子被示于圖9中并且用90來表示，其上存儲適當 的指令集，以用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置，諸如基于計算機的系 統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)或者能夠從介質(zhì)中取出指令并執(zhí)行該指令的其它 系統(tǒng)來使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置，諸如基于計算機的系統(tǒng)、 包含處理器的系統(tǒng)或者能夠從介質(zhì)中取出指令并執(zhí)行該指令的其它系 統(tǒng)相關。正如這里所使用的，"計算機可讀介質(zhì)，，90可以是能夠包含、 存儲、傳送、傳播或傳輸由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置使用或者與它們 相關的的程序的任意裝置。計算機可讀介質(zhì)90可以例如是但不限于電 的、磁的、光的、電磁的、紅外的或半導體的系統(tǒng)、設備和裝置或傳播 介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的更特定的例子(非窮盡式列舉)包括具有一個 或更多電線的電連接、便攜式計算機磁盤、隨機存取存儲器(RAM)、 只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或閃存)、光纖 和便攜式光盤只讀存儲器(CD-ROM)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包含計算機程序的計算機可讀介質(zhì) 用于當調(diào)度在無線電基站與一個或更多用戶設備之間通過通信網(wǎng)絡中 無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用， 其中該通信網(wǎng)絡包括所述用戶設備在其之間移動的多個所述無線電基 站服務小區(qū)，其中該計算機程序執(zhí)行如下步驟獲得關于所述無線電信 道的信道質(zhì)量的信息；獲得關于小區(qū)內(nèi)通信量的信息；將所述關于信道 質(zhì)量的信息與所述通信量信息組合；并基于所述組合調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳 輸。在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下，對在前面描述 的本發(fā)明實施例進行修改是可以的。
用于描述和要求保護本發(fā)明的表達，諸如"包括"、"包含"、"合 并"、"由......組成"、"具有"、"是，，旨在以非排他的方式來理解，
也就是允許也可以存在未被明確描述的項目、組件和元素。引用單數(shù)也 可以;波理解為與復數(shù)有關，反之亦然。
所附權(quán)利要求中括號內(nèi)包含的數(shù)字旨在用于幫助理解權(quán)利要求，且不 應被理解為以任何方式限制由這些權(quán)利要求限定的主題內(nèi)容。
權(quán)利要求
1、一種當調(diào)度在無線電基站與一個或更多用戶設備之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用的方法，其中該通信網(wǎng)絡包括所述用戶設備在其之間移動的多個所述無線電基站服務小區(qū)，其特征在于該方法包括如下步驟-獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量的信息；-獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息；-將所述關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息進行組合；和-基于所述組合調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，通過為特定用戶估計所述 無線電信道的鏈路比特率來獲得所述信道質(zhì)量的信息。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述通信量信息是通信量 類型信息，諸如文件傳送通信量、流通信量或者對話通信量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該方法進一步包括基于所 述數(shù)據(jù)傳輸包括多少比特來調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟襟E。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，該方法進一步包括如下步 驟將所述比特數(shù)分為已經(jīng)傳輸?shù)谋忍財?shù)、要傳輸?shù)囊阎氖Ｓ啾忍財?shù) 以及要傳輸?shù)奈粗氖Ｓ啾忍財?shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，該方法進一步包括如下步 驟根據(jù)前面和正在進行的數(shù)據(jù)傳輸，通過使用每次數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍財?shù) 概率分布的參數(shù)模型，估計要傳輸?shù)乃鑫粗氖Ｓ啾忍財?shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該方法進一步包括如下步 驟利用所述通信量信息和由數(shù)據(jù)庫提供的預訂信息來分類所述用戶， 以便使文件大小預測更精確，并且直接地影響調(diào)度決定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該方法進一步包括如下步驟當調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸時使用記分函數(shù)，其表示為 「1 "、其中，R(u，t)是用戶u的當前潛在鏈路比特率； 量尸O力是每個用戶經(jīng)濾波的比特率； 量《0力是將要傳輸?shù)氖Ｓ啾忍財?shù)；和 a是加權(quán)因子。
9、 一種用于當調(diào)度在無線電基站(15)與一個或更多用戶設備(18) 之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時， 優(yōu)化無線電資源利用的設備，其中該通信網(wǎng)絡包括所述用戶設備(18) 在其之間移動的多個所述無線電基站(15)服務小區(qū)，其特征在于該設備包括-用于獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量的信息的裝置； -用于獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息的裝置； -用于將所述關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息進行組合的裝 置；和-調(diào)度器(14),其被安排為基于所述組合，調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其特征在于，所述用于獲得關于信道質(zhì)量的信息的裝置被安排為，通過為特定用戶估計所述無線電信道的鏈路 比特率來獲得信道質(zhì)量的信息。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其特征在于，所述通信量信息是通信量 類型信息，諸如文件傳送類型、流通信量或?qū)υ捦ㄐ帕俊?br> 12、 根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其特征在于，所述調(diào)度器(14)被進一 步安排為，基于所述數(shù)據(jù)傳輸包括多少比特來調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12的設備，其特征在于，該設備進一步包括用于將比特數(shù)分為已經(jīng)傳輸?shù)谋忍財?shù)、要傳輸?shù)囊阎氖Ｓ啾忍財?shù)以及要傳 輸?shù)奈粗氖Ｓ啾忍財?shù)的裝置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的設備，其特征在于，該設備進一步包括用于 根據(jù)前面和正在進行的數(shù)據(jù)傳輸，通過使用每次數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍財?shù)概率 分布的參數(shù)模型，估計要傳輸?shù)乃鑫粗氖Ｓ啾忍財?shù)的裝置。
15、 根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其特征在于，該設備進一步包括用于利 用所述通信量信息和由數(shù)據(jù)庫提供的預訂信息來分類所述用戶，以便使 文件大小預測更精確，并且直接地影響調(diào)度決定的裝置。
16、 根據(jù)權(quán)利要求9的設備，其特征在于，該設備進一步包括用于當 調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸時使用記分函數(shù)的裝置，其表示為其中，R(u,t)是用戶u的當前潛在鏈路比特率；量尸O,O是每個用戶經(jīng)濾波的比特率； 量鄉(xiāng)O,O是將要傳輸?shù)氖Ｓ啾忍財?shù)；和 a是加權(quán)因子。
17、 一種用于當調(diào)度在無線電基站(15)與一個或更多用戶設備(18) 之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時， 優(yōu)化無線電資源利用的無線電基站(15),其中該通信網(wǎng)絡包括所述用 戶設備(18)在其之間移動的多個所述無線電基站(15)服務小區(qū)，其 特征在于所述無線電基站(15 )包括根據(jù)權(quán)利要求9 - 16中任意一項所 述的設備。
18、 一種包含計算機程序的計算機可讀介質(zhì)(90),用于當調(diào)度在無 線電基站與 一 個或更多用戶設備之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在 無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用，其中該通信網(wǎng)絡包括所述用戶設備在其之間移動的多個所述無線電基站服務小區(qū)，其特征在于該計算機程序執(zhí)行如下步驟 -獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量的信息； -獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息； -將所述關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息進行組合；和 -基于所述組合調(diào)度所述數(shù)據(jù)傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于當調(diào)度在無線電基站(15)與一個或更多用戶設備(18)之間通過通信網(wǎng)絡中的無線電接口在無線電信道上進行的數(shù)據(jù)傳輸時，優(yōu)化無線電資源利用的方法和設備，其中該通信網(wǎng)絡包括所述用戶設備(18)在其之間移動的多個所述無線電基站(15)服務小區(qū)。首先，獲得關于所述無線電信道的信道質(zhì)量的信息。并且，獲得關于小區(qū)中每個用戶的通信量的信息。然后，所述關于信道質(zhì)量的信息和所述通信量信息被組合，并基于所述組合調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號H04L12/56GK101517992SQ200780034797
公開日2009年8月26日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者B·奧林, H·尼伯格, N·德伯納迪 申請人:艾利森電話股份有限公司