[發明專利]一種MBMS系統的自適應調度方法

無效

• 申請號: 201210345288.7
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102905225A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 張艷鳳;付茂豹;劉圣潔;王斌
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W72/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

技術領域

本發明涉及一種MBMS（Multimedia?Broadcast?Multicast?Service，多媒體廣播多播業務）系統的調度方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

近年來，數據業務的爆發式增長和不同用戶的多種服務質量要求，使得移動無線通信系統有了突飛猛進的發展。并且隨著更多的軍事應用和商業服務的擴展，這種需求在將來會更加緊迫。為了滿足上述需求，各大標準組織相繼提出了各自未來的技術研發方向，其中一種有效的方案是將一些應用傳送給選擇的一組用戶，也就是通過多路廣播來傳送一些應用。例如，交通狀況報告，本地新聞，天氣預報，股市行情等地理位置信息的更新以及移動終端上更加豐富的多媒體消息、視頻音樂的點播下載和移動電視等業務都可以通過多播技術實現。

然而，多播面對諸多難題，比如多變的無線信道，高速的用戶移動以及有限的系統資源。為了解決這些難題，將正交頻分多址接入（Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access，OFDMA），多輸入多輸出（Multiple?Input?Multiple?Output，MIMO）天線模式，調度以及動態無線資源分配（Dynamic?radio?resource?allocation，DRA）等技術與多播結合，經驗證這是一種最大化頻譜利用率，最小化基站（Base?Station，BS）的傳輸功率損耗并為網絡中的用戶提供更好的用戶體驗的有效技術。目前，這些技術已經廣泛的被多個移動通信標準諸如IEEE802.16（固定及移動WiMAX），3GPP長期演進（Long?Term?Evolution，LTE）作為多媒體廣播多播服務（Multimedia?Broadcast?Multicast?Service，MBMS）采用，用以適應高速移動性并為漫游和移動用戶提供高速數據傳輸。

3GPP標準R6中定義多媒體廣播多播服務（MBMS）為：MBMS是一種由一個數據源同時向多個用戶發送信息的點到多點的業務，為具有相同業務需求的用戶同時提供服務，從而使網絡資源得到共享。這些資源不僅包括移動核心網和接入網的資源，還包括更為緊張的空中接口資源。MBMS使數據在被稱為MBMS會話的連續傳輸時間段中能有效率地傳輸。因此，MBMS與單播承載業務相比，減少了網絡內的數據量，并且充分利用了資源。

MBMS系統中的多播調度和資源分配基于兩種多播傳輸模式：多速率傳輸和單速率傳輸。在多播傳輸模式下，對屬于同一個多播組的用戶，基站將根據用戶的信道狀況為不同用戶采用不同的傳輸速率。這種模式需要考慮計算復雜度，編碼，同步等問題，因而復雜性較高，不過可以提高系統的頻譜利用率。在單速率傳輸模式下，不考慮多播組中各個用戶因信道狀況不同而導致的可接受數據速率不同，對屬于同一多播組的所有用戶，基站采用相同的傳送速率。這種模式容易實現并且復雜性較低，因此在當今MBMS系統中應用廣泛。

MBMS系統在單速率傳輸模式下，多播服務信息的傳輸速率應該均衡多用戶分集和多播增益的要求。具體來說，多用戶分集就是滿足多播組中最差用戶的接收要求，多播增益是指要最大限度的使用系統資源。因此，單速率傳輸模式的多播系統的首要難題是選擇合適的多播組傳輸速率，使得較差信道狀況的用戶可以接收服務，同時較好信道狀況的用戶不會因為一直受限而不能享受更高質量的服務。因此，單速率模式的多播系統調度分為兩大步驟，第一步每個多播組選擇合適的數據速率，第二步多個多播組之間進行組間調度。簡而言之，單速率的多播傳輸需要均衡考慮多播增益和多用戶分集。

現有的單速率多播傳輸方案有很多，例如：

最小最大算法：多播組的速率選擇適合組內最差用戶的數據速率，然后每個資源塊為在它上面瞬時數據速率最大的那個多播組傳輸數據。

去掉差用戶算法：將每個多播組中信道狀況低于一定速率的用戶去掉，然后多播組的數據速率選擇現有用戶中最差用戶的數據速率，之后使用比例公平調度算法進行組間調度。

最小公平算法（Minimise?Intra-group?and?Propotional?Fairness?Inter-group，MIN）：多播組的速率選擇適合組內最差用戶的數據速率，然后對多播組使用比例公平調度算法，每個資源塊為在它上面調度優先級最高的多播組傳輸數據。