[發明專利]一種WiMax系統中的資源分配方法

無效

• 申請號: 201010299162.1
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101951683A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 胡亞輝;慈松;唐暉;譚紅艷
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

1.一種WiMax系統中的資源分配方法，該方法假設每個連接的分組以泊松分布的方式到達基站，并且每個連接只能屬于UGS、rtPS、ertPS、nrtPS和BE五種業務中的一種業務類型；所述的方法把來自于同一連接的分組存在一個緩沖區里，排成一個隊列；在隊列之間，基站端中的調度器根據調度優先級因子調度分組和分配子信道；所述的方法具體包括以下步驟：

步驟1)：基站端劃分不同的資源塊，設備端根據劃分結果進行信道信息反饋；

步驟2)：基站端的調度器計算不同業務類型調度效用函數的值，調度效用函數的值即是調度優先級因子；

步驟3)：調度器根據所獲得的調度優先級因子在MAC層進行調度；

步驟4)：基站端中的功率分配模塊根據調度器的結果在相應的子載波上采用Greedy算法進行功率分配；

至此，完成了WiMax系統中的所有業務的資源分配。

2.根據權利要求1所述的WiMax系統中的資源分配方法，其特征在于，所述的資源分配方法中步驟1)具體包括如下子步驟：

步驟(1.1)：將所有的子載波以1為單位劃分成Q組，每組子載波為一個子信道，每個子信道是最小的資源分配單元；

步驟(1.2)：每組子載波只需要反饋中間位置子載波的發送波束成型向量、信道的信噪比信息以及所有子載波的信道增益因子；

步驟(1.3)：基站端根據線性插值算法恢復所有子載波的發送波束成型向量；

至此，信道狀態信息抽取與反饋的工作基本完成。

3.根據權利要求1所述的WiMax系統中的資源分配方法，其特征在于，所述的資源分配方法中步驟2)具體包括如下子步驟：

步驟(2.1)：計算歸一化信道增益因子，其計算公式為：

G(s,u,n,q)=ΣK=l(q-1)+1lqλ(s,u,n,k)Σu=1UΣn=1NuΣk=L(q-1)+1Lqλ(s,u,n,k)]]>(q＝0，1，...，Q)????(1)

式(1)中，G(s，u，n，q)代表第s個符號間隔內用戶u的連接n在第q個子信道上的歸一化信道增益因子；λ(s，u，n，k)代表第s個符號間隔內用戶u的連接n在第k個子載波上的信道增益因子；

步驟(2.2)：計算rtPS業務的調度效用函數；

Φrt(s,u,n,q)=βrtG(s,u,n,q)1F(u,n),if F(u,n)≥1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;βrt,if F(u,n)<1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;0,if L(s,u,n)=0or G(s,u,n,q)=0.---(2)]]>

式(2)中，β_rt∈[0，1]是rtPS類的系數，當最大延遲不能夠滿足時，調度因子的最大值設為β_rt；

L(s，u，n)是符號s時用戶u的連接n的隊列長度；當L(s，u，n)＝0時，意味著該連接的所有分組均被發送了；

F(u,n)=T(u,n)-Tw(u,n)Tg(u,n)---(3)]]>

式(3)中，T_g(u，n)為保護時間，T(u，n)為保護時間界，T_W(f，u，n)為等待時間，可以通過基站端的調度器的時間戳得到；當F(u，n)≥1，表示用戶u的連接n的分組仍然可以等待一段時間，此時該隊列的計數器還不為零；當F(u，n)＜1，隊列計算器為零，就意味著為了滿足QoS需求用戶u的連接n的分組必須立即發送；

步驟(2.3)：計算nrtPS業務的調度效用函數；

Φnrt(s,u,n,q)=βnrtG(s,u,n,q)1F(u,n),if F(u,n)≥1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;βnrt,if F(u,n)<1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;0,if L(s,u,n)=0or G(s,u,n,q)=0.---(4)]]>

式(4)中，β_nrt∈[0，1]是nrtPS類的系數，當最小預存速率得不到保證時，最高的調度優先級效用函數值被設置為β_nrt；

F(u,n)=R(u,n)Rmin(u,n)---(5)]]>

式(5)中，R(u，n)和R_min(u，n)分別代表用戶u連接n的估計平均吞吐量和可以獲得的最小預留速率；R(u，n)在當前幀的最開始按照R(u，n)＝R′(u，n)(1-1/t_c)+R′(u，n)/t_c進行估計，其中，R′(u，n)為前一幀的平均吞吐量，t_c為估計窗的長度；

步驟(2.4)：計算BE業務的調度效用函數；

Φbe(s,u,n,q)=βbeG(s,u,n,q),if L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;0,if L(s,u,n)=0or G(s,u,n,q)=0.---(6)]]>

式(6)中，β_be∈[0，1]是BE類的系數；

至此，不同業務的調度效用函數計算完畢。

4.根據權利要求1所述的WiMax系統中的資源分配方法，其特征在于，所述的資源分配方法中步驟3)具體包括如下子步驟：

步驟(3.1)：根據步驟2)的計算結果，對于每個子信道組(s，q)按照優先級因子降序的方式形成一個隊列，如式(7)；

Qn={j1,j2,...,jΣu=1UNu,Φj1(s,u,n,q)≥Φj2(s,u,n,q)≥...≥ΦjΣu=1UNu(s,u,n,q)}---(7)]]>

步驟(3.2)：根據步驟(3.1)得出的子載波排列順序Q_n，將每個資源塊分配給每個子信(s，q)中在該子信道上具有最大調度優先級因子的連接；

步驟(3.3)：如果一個連接的所有分組都被傳送完了，停止為該連接分配子信道；如果所有子信道都被分配完了或者沒有分組需要發送，停止步驟(3.2)的工作。