[發(fā)明專利]一種多業(yè)務調度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110181669.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102858015A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 李遠;宿淑艷
• 申請（專利權）人: 普天信息技術研究院有限公司
• 主分類號: H04W72/10
• 分類號: H04W72/10
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 王一斌;王琦

技術領域

本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)的調度技術，特別是涉及LTE系統(tǒng)的基于多輸入多輸出(MU-MIMO)的多業(yè)務調度方法。

背景技術

在3GPP長期演進(LTE)系統(tǒng)支持多種不同類型的業(yè)務，如語音業(yè)務、視頻流業(yè)務、WWW業(yè)務和FTP業(yè)務等，并將這些業(yè)務按照不同的QoS需求，如業(yè)務時延、保證比特速率等劃分為會話業(yè)務、流業(yè)務、交互業(yè)務和背景類業(yè)務四類。通常一個用戶可以在同一時間并行地應用多種業(yè)務，比如可以在語音業(yè)務的同時瀏覽網頁或傳輸視頻流，因此為了支持這種多用戶多業(yè)務的應用場景，LTE系統(tǒng)的多層傳輸資源分配方案需要針對不同類型的業(yè)務設計合理的調度方案。一般來說，按照QoS需求的不同，承載可以分為兩類，即保證比特速率(GBR)承載和非保證比特速率(Non-GBR)承載。前者可以用來提供語音業(yè)務和視頻流業(yè)務等實時性業(yè)務，對時延有較高的要求，而且對傳輸比特速率有要求，需要為這類業(yè)務分配足夠的帶寬以保障比特速率；后者可以提供WWW業(yè)務和FTP業(yè)務等非實時性業(yè)務，不需要保障比特速率，因此對分配帶寬沒有要求，而且一般來說對時延要求也低于實時性業(yè)務。為了結合業(yè)務的QoS需求進行調度，LTE系統(tǒng)的接入網利用S1接口傳遞的質量等級指示(quality?class?indicator，QCI)指示應用于eNodeB?MAC的層資源調度。

在R5以后的的UMTS系統(tǒng)中，分組調度的功能被移植到基站端完成，從而可以根據實時的鏈路狀況進行快速鏈路自適應和實現(xiàn)更為靈活的分組調度。在LTE系統(tǒng)中，分組調度算法所要完成的任務就是在每個調度周期為具有不同時延要求、不同QoS等級和不同速率要求的用戶提供合理的資源分配，使調度結果可以滿足不同業(yè)務的需求。衡量一種調度算法的性能一方面要看其是否能夠滿足用戶的業(yè)務需求以及用戶公平性，另一方面則關注其是否能夠結合時變信道的瞬時質量實現(xiàn)頻率選擇性調度，實現(xiàn)更高的下行數據速率。常見的分組調度算法包括輪詢(Round?Robin)算法、最大載干比(MAXC/I)算法、比例公平(Proportional?Fair)算法等。

輪詢算法的基本思想是：循環(huán)地調用每個用戶，就被調度的概率而言，對K個用戶，一次循環(huán)中每個用戶就被調度的概率都等于1/K，每個用戶以相同的概率占有可分配的資源。該算法不考慮用戶以前被調度的情況，屬于沒有記憶的調度算法。輪詢算法認為不同用戶的傳輸優(yōu)先級是同等的，因而實現(xiàn)了用戶間的最佳公平性，在考慮公平性時，一般都把輪詢算法作為衡量的標準。輪詢算法的優(yōu)點在于可以保證用戶間的長時間和短時間內的時間公平性，而且實現(xiàn)簡單。但是輪詢算法主要考慮了用戶間的時間公平性，沒有考慮到資源的使用效率和不同用戶無線信道的具體情況，因此一般來說使用該算法時的系統(tǒng)吞吐量是很低的。

MAX?C/I算法和比例公平算法是兩種基于信道衰落的調度算法。MAXC/I算法只考慮調度信道質量最好的用戶，系統(tǒng)資源一直給這些用戶服務，使得信道質量好的用戶一直得到服務，等到該用戶信道質量變差后再選擇信道質量更好的用戶傳輸。由于系統(tǒng)永遠為信道質量最好的用戶服務，因此該算法可以獲得較高的頻率選擇性增益。最大C/I調度算法的吞吐量是調度算法的吞吐量極限，其優(yōu)點在于當系統(tǒng)采用自適應調制編碼技術時，采用最大載干比算法的無線系統(tǒng)可獲得最大的系統(tǒng)吞吐量，而且實現(xiàn)簡單；但是MAXC/I算法沒有考慮到用戶公平性，導致信道狀況較差的邊緣用戶很難得到有效的服務。

相比而言，PF調度算法根據用戶的瞬時信道質量和用戶在一個時間窗內的平均速率計算得到一個優(yōu)先級因子，將資源分配給優(yōu)先級因子最高的用戶；優(yōu)先級因子公式表示為瞬時速率和平均速率的比例，如果用戶的信道條件較好，比如離服務基站比較近，則該用戶的瞬時吞吐量比較大，由優(yōu)先級公式可知，該用戶的優(yōu)先級提高。反之，如果用戶因為信道條件較差，特別是由于它處于小區(qū)邊緣，SINR長時間較低，得不到傳輸機會，則其平均傳輸速率就會減小，由優(yōu)先級公式可知，這同樣會使其優(yōu)先級提高并使邊緣獲得傳輸機會。PF算法能在吞吐量和用戶公平性之間獲得較好的折衷，而且通過調整滑動時間窗的長度可以調節(jié)調度的長期公平性和短期公平性。