專(zhuān)利名稱(chēng)：一種ofdm中繼系統(tǒng)中混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景調(diào)度方法及調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及OFDM中繼系統(tǒng)資源調(diào)度，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)用戶(hù)整體滿(mǎn)意度最大化的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
下一代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，是以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸以及無(wú)縫全域覆蓋為目標(biāo)。在頻譜資源稀缺且昂貴的情況下，只有通過(guò)頻率復(fù)用提高頻譜利用率，才能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。正交頻分多址技術(shù)(OFDMA)以其較好的抗多徑效應(yīng)的能力，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。除能夠較好降低多徑效應(yīng)引起的頻率選擇性衰落以外，OFDM網(wǎng)絡(luò)中把頻帶分成多個(gè)子載波，各個(gè)子載波相互獨(dú)立，使得無(wú)線(xiàn)資源分配方式更加靈活，提高了系統(tǒng)頻譜利用率。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中為了實(shí)現(xiàn)無(wú)縫覆蓋，必須增加基站(BS)數(shù)量，這會(huì)造成費(fèi)用的增加。而中繼(Relay)網(wǎng)絡(luò)可以在降低網(wǎng)絡(luò)成本的同時(shí)，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，且具有較好的靈活性。圖I為OFDMA中繼系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。在圖I中BS是小區(qū)基站，RS是中繼，UE是用戶(hù)，在BS和RS上分別為用戶(hù)設(shè)立緩存區(qū)以存放用戶(hù)數(shù)據(jù)。無(wú)線(xiàn)資源調(diào)度算法在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能的提升中起著至關(guān)重要的作用，尤其是在OFDM中繼系統(tǒng)中，多個(gè)子載波和兩跳鏈路使得資源調(diào)度方式更加靈活。合理的資源調(diào)度算法能夠很大程度上提升系統(tǒng)容量，保證用戶(hù)公平性。目前，針對(duì)OFDM中繼系統(tǒng)的調(diào)度算法大都是基于信道狀態(tài)信息、隊(duì)列長(zhǎng)度或用戶(hù)QoS進(jìn)行的。這些資源調(diào)度算法都是從系統(tǒng)角度出發(fā)，以最大化系統(tǒng)性能為目標(biāo)，而沒(méi)有考慮用戶(hù)主觀體驗(yàn)質(zhì)量，不能根據(jù)用戶(hù)需求緊急程度進(jìn)行合理的無(wú)線(xiàn)資源分配。在這種情況下，引入了 QoE (Quality of Experience)的概念。QoE可以理解為一種以用戶(hù)體驗(yàn)或感知為標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)評(píng)價(jià)方法。它受服務(wù)、用戶(hù)和環(huán)境的影響，通過(guò)近似量化的方法，直接反映了用戶(hù)對(duì)所獲資源或服務(wù)的滿(mǎn)意程度。也就是說(shuō)，用戶(hù)的滿(mǎn)意程度不僅在客觀上受系統(tǒng)分配的資源多少影響，還受到人的主觀意識(shí)的影響，比如，當(dāng)用戶(hù)獲得足夠多的資源，滿(mǎn)意度較高時(shí)，繼續(xù)為該用戶(hù)分配資源，用戶(hù)滿(mǎn)意度的增幅會(huì)越來(lái)越小，如果按照傳統(tǒng)的資源調(diào)度算法，就會(huì)造成資源分配的不公平。目前QoE的理論還不成熟，不同的研究人員試圖從不同的角度對(duì)QoE做出量化評(píng)價(jià)，因此出現(xiàn)了很多不同的量化方法和評(píng)估方法。同時(shí)不同用戶(hù)對(duì)服務(wù)的要求不相同，比如實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延要求較高，對(duì)平均速率要求相對(duì)較低，而非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)或BE業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延要求較低而對(duì)平均速率要求較高。相同的資源分配給不同種類(lèi)的用戶(hù)，用戶(hù)的滿(mǎn)意的提升也不會(huì)相同。這也為在混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下對(duì)無(wú)線(xiàn)資源進(jìn)行調(diào)度分配帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，旨在OFDM中繼系統(tǒng)中混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，建立統(tǒng)一的用戶(hù)滿(mǎn)意度模型，并根據(jù)用戶(hù)滿(mǎn)意度對(duì)無(wú)線(xiàn)資源進(jìn)行分配，從而提高系統(tǒng)整體效率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在基站(BS)和中繼(RS)中設(shè)立緩存區(qū)以存放用戶(hù)數(shù)據(jù)，BS端設(shè)置信道狀態(tài)信息收集模塊和隊(duì)列狀態(tài)信息收集模塊，收集兩跳鏈路中各條鏈路的信道狀態(tài)信息以及BS和RS端緩存區(qū)的隊(duì)列狀態(tài)信息，并估算用戶(hù)滿(mǎn)意程度。根據(jù)用戶(hù)滿(mǎn)意度對(duì)子信道進(jìn)行分配。用戶(hù)通過(guò)中繼和基站通信，中繼設(shè)置緩存區(qū)以存放基站發(fā)送的數(shù)據(jù)，并在下一個(gè)子時(shí)隙對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)?；臼占溌烽g的信道狀態(tài)信息和緩存區(qū)的隊(duì)列狀態(tài)信息，并估計(jì)用戶(hù)滿(mǎn)意度，再根據(jù)用戶(hù)滿(mǎn)意度進(jìn)行資源分配。具體調(diào)度方法如下步驟信道狀態(tài)信息提取單元和隊(duì)列狀態(tài)信息提取單元分別提取用戶(hù)QoS要求的時(shí)延
D:eq、速率Kn和實(shí)時(shí)用戶(hù)能夠容忍的最大時(shí)延D:，計(jì)算用戶(hù)當(dāng)前時(shí)隙的平均時(shí)延ΖΓ 7]和平均速率瓦屈;根據(jù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)分別對(duì)時(shí)延和平均速率的不同要求，用戶(hù)滿(mǎn)意度估計(jì)單元對(duì)用戶(hù)的平均時(shí)延或平均速率進(jìn)行歸一化處理，建立用戶(hù)滿(mǎn)意度方程
權(quán)利要求
1.一種OFDM中繼系統(tǒng)中混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下資源調(diào)度方法，其特征在于，包括如下步驟信道狀態(tài)信息提取單元和隊(duì)列狀態(tài)信息提取單元分別提取用戶(hù)QoS要求的時(shí)延D1;、速率C9和實(shí)時(shí)用戶(hù)能夠容忍的最大時(shí)延I，計(jì)算用戶(hù)當(dāng)前時(shí)隙的平均時(shí)延■和平均速率RJt);用戶(hù)滿(mǎn)意度估計(jì)單元對(duì)用戶(hù)的平均時(shí)延或平均速率進(jìn)行歸一化處理，建立用戶(hù)滿(mǎn)意度方程
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下資源調(diào)度方法，其特征在于，所述建立的目標(biāo)函數(shù)為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下資源調(diào)度方法，其特征在于，所述對(duì)中繼鏈路用戶(hù)資源進(jìn)行調(diào)度具體為根據(jù)基站和中繼端的數(shù)據(jù)隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行資源調(diào)度，把每條子信道分配給在該子信道上滿(mǎn)意度提升最大的用戶(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下資源調(diào)度方法，其特征在于，根據(jù)基站和中繼端的數(shù)據(jù)隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行資源調(diào)度，具體包括反饋信息接收單元從反饋信道獲取第一跳中信道狀態(tài)信息和RS端隊(duì)列狀態(tài)信息，初始化獲得子信道集合為X ;從可用子信道中選取信道條件最好的子信道η ;選擇BS端隊(duì)列長(zhǎng)度和RS端隊(duì)列長(zhǎng)度差距最大的用戶(hù)m ;將子信道η分配給用戶(hù)m，更新用戶(hù)BS端和RS端數(shù)據(jù)隊(duì)列信息，子信道集合更新為X ’ =X\n ;直至子信道集合為空。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下資源調(diào)度方法，其特征在于，把每條子信道分配給在該子信道上滿(mǎn)意度提升最大的用戶(hù)具體包括從反饋信道獲取第二跳中信道狀態(tài)信息，初始化子信道集合為X，用戶(hù)集合為U ;從可用子信道中任選一條子信道n，將子信道分配給用戶(hù)；對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)用戶(hù)，計(jì)算用戶(hù)平均時(shí)延，對(duì)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)用戶(hù)，計(jì)算用戶(hù)平均速率，并根據(jù)公式ΔΜ)Λ'(0 =減)義(0-減)\(0汁算子信道η分配給該用戶(hù)后的用戶(hù)滿(mǎn)意度增長(zhǎng)幅度，其中，MOSm(t)為用戶(hù)當(dāng)前滿(mǎn)意度，Masy/)為把子信道n分配給該用戶(hù)后的用戶(hù)滿(mǎn)意度；選擇AMOS(t)最大的用戶(hù)m，將子信道η分配給用戶(hù)m，更新用戶(hù)m的隊(duì)列狀態(tài)信息以及平均速率；直至子信道集合為空。
6.一種OFDM中繼系統(tǒng)中混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下資源調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括反饋信息接收單元、信道狀態(tài)信息提取單元、隊(duì)列狀態(tài)信息提取單元、用戶(hù)滿(mǎn)意度估計(jì)單元和資源調(diào)度單元，信道狀態(tài)信息提取單元和隊(duì)列狀態(tài)信息提取單元分別提取用戶(hù)QoS要求的時(shí)延AS、速率Cg和實(shí)時(shí)用戶(hù)能夠容忍的最大時(shí)延 ，計(jì)算用戶(hù)當(dāng)前時(shí)隙的平均時(shí)延■和平均速率 00 ;用戶(hù)滿(mǎn)意度估計(jì)單元對(duì)用戶(hù)的平均時(shí)延或平均速率進(jìn)行歸一化處理，建立用戶(hù)滿(mǎn)意度方程
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述建立的目標(biāo)函數(shù)為 max i>g2(“弓>)受限于冗⑴，其中 i(t)m m=1丄 o表示用戶(hù)m獲得的資源，表示用戶(hù)QoS要求的最小速率或延時(shí)，哪表示在t時(shí)刻用戶(hù)m在中繼鏈路第二跳上獲得的速率，說(shuō)(0表示在t時(shí)刻中繼緩存中用戶(hù)m的隊(duì)列長(zhǎng)度，MOSm (t)表示在t時(shí)刻用戶(hù)m的滿(mǎn)意度，Ttl為時(shí)隙長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)中繼鏈路用戶(hù)資源進(jìn)行調(diào)度具體包括，反饋信息接收單元從反饋信道獲取第一跳中信道狀態(tài)信息和RS端隊(duì)列狀態(tài)信息，初始化獲得子信道集合為X ;從可用子信道中選取信道條件最好的子信道η ;選擇BS端隊(duì)列長(zhǎng)度和RS端隊(duì)列長(zhǎng)度差距最大的用戶(hù)m ;將子信道η分配給用戶(hù)m，更新用戶(hù)BS端和RS端數(shù)據(jù)隊(duì)列信息，子信道集合更新為X丨=X\n ;直至子信道集合為空。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)中繼鏈路用戶(hù)資源進(jìn)行調(diào)度具體包括，從反饋信道獲取第二跳中信道狀態(tài)信息，初始化子信道集合為X，用戶(hù)集合為U ;從可用子信道中任選一條子信道n，將子信道分配給用戶(hù)；對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)用戶(hù)，計(jì)算用戶(hù)平均時(shí)延，對(duì)非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)用戶(hù)，計(jì)算用戶(hù)平均速率，并根據(jù)公式ΔΜ)Λ’(/)計(jì)算子信道η分配給該用戶(hù)后的用戶(hù)滿(mǎn)意度增長(zhǎng)幅度，其中，MOSffl(t)為用戶(hù)當(dāng)前滿(mǎn)意度， ⑴為把子信道n分配給該用戶(hù)后的用戶(hù)滿(mǎn)意度；選擇AMOS(t)最大的用戶(hù)m，將子信道η分配給用戶(hù)m，更新用戶(hù)m的隊(duì)列狀態(tài)信息以及平均速率；直至子信道集合為空。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種OFDM中繼系統(tǒng)中混合業(yè)務(wù)場(chǎng)景下，基于用戶(hù)質(zhì)量體驗(yàn)的資源調(diào)度系統(tǒng)和方法。涉及OFDM中繼系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(rtPS)對(duì)平均時(shí)延的要求和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(nrtPS)對(duì)平均速率的要求，為用戶(hù)建立統(tǒng)一的用戶(hù)滿(mǎn)意度模型，以反映用戶(hù)當(dāng)前的滿(mǎn)意程度。通過(guò)把子信道分配給在該子信道上滿(mǎn)意度增長(zhǎng)幅度最大的用戶(hù)來(lái)提高系統(tǒng)整體用戶(hù)滿(mǎn)意度。采用本發(fā)明的方法，能夠解決目前移動(dòng)通信系統(tǒng)中只從系統(tǒng)角度考慮，忽略用戶(hù)感受，造成資源浪費(fèi)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)基于用戶(hù)QoE的資源調(diào)度算法。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102932308SQ201210433360
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者陳前斌, 楊磊, 唐倫 申請(qǐng)人:重慶郵電大學(xué)