[發明專利]一種LTE通信系統中基于混合業務的分組調度方法

有效

• 申請號: 201410657885.2
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104363663B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 陳浪;陳劼;李少謙
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙)51227
• 代理人: 李玉興

技術領域

本發明涉及長期演進(Long Term Evolution，LTE)通信系統的調度功能，尤其涉及一種LTE通信系統中多業務的分組調度。

背景技術

LTE技術作為移動通信系統的主要演進方向，以其高速率、低時延的特點，越來越受到世界各大運營商和設備廠商的廣泛關注。分組調度技術主要任務是為無線用戶的分組業務合理分配無線資源，在保證用戶公平性的前提下，可有效提高移動信道利用率和業務的服務質量(Quality of Service，QoS)。

調度算法通常會分為針對實時業務和非實時業務兩大類，分組業務的類型不同，對調度技術的要求也有差異。實時業務，比如VoIP(Voice over IP)和會話類視頻，主要特點是對時延和抖動要求較為嚴格，但是允許一定的數據丟包率。而非實時業務(Non-Guranteed Bit Rate，Non-GBR)，比如網頁瀏覽，對分組時延沒有嚴苛的要求，主要約束因素是信息的完整性，即丟包率要求高，因此這類業務需要有完整的糾錯功能和重傳機制，所以不需要像實時業務(Guranteed Bit Rate，GBR)一樣將分組時延作為主要約束因素。實時業務的調度方法有時延優先方法(Modified Largest Weighted Delay First，M-LWDF)，指數比例公平方法(EXP/PF)等，非實時業務調度方法有比例公平(Adaptive proportional fairness，APF)方法等。

不同的業務對分組時延會有著不同的要求，而經典的實時業務調度方法通常針對某一種特定的業務作出實時調度，無法隨著業務類型改變而進行調整。因此，無法滿足混合業務下的調度。而傳統的非實時業務的調度方法主要都在考慮吞吐量和公平性，無法體現丟包率對用戶體驗的影響。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出了一種LTE通信系統中基于混合業務的分組調度方法。

本發明是先按業務將用戶劃分為GBR用戶和Non-GBR用戶。不同類型的用戶采取不同的調度方案。針對GBR用戶，先把用戶劃分為過載用戶和非過載用戶，過載用戶即時延無法滿足QoS要求的用戶，為了避免資源的浪費，其優先級低于非過載用戶。兩種用戶的調度方式也不同，HOL分組時延越大，非過載用戶的分組優先級越高，過載用戶的優先級越低。針對Non-GBR用戶，為了保證用戶數據的完整性，將用戶劃分為重傳用戶和新傳用戶，且重傳用戶的優先級高于新傳用戶。二者的調度方式一致，選擇經典的APF算法進行調度。

一種LTE通信系統中基于混合業務的分組調度方法，包括如下步驟：

S1、判斷用戶i的業務類型的服務質量類別標示(QoS Class Identifier，QCI)值，若為GBR業務則轉入S2，若為Non-GBR業務則轉入S3，其中，i＝1,2,3，...，n,n為不為零的自然數；

S2、針對GBR業務的優先級進行排序，具體如下：

S21、劃分用戶組：當過載狀態指數U_i＜0時，用戶i被劃分到過載狀態用戶組，當U_i≥0時，用戶i被劃分到非過載狀態用戶組，其中，U_i＝D_i-W_i-G，D_i為所述GBR業務允許的最大時延，W_i為用戶i的緩存隊列頭數據包的等待時延，G為用戶數據隊列的保護間隔，所述用戶i的緩存隊列頭數據包的等待時延即分組時延(Head Of Line，HOL)；

S22、對S21劃分的不同用戶組采用不同的方法計算用戶調度優先級，具體如下：

步驟A、對非過載狀態用戶組中的用戶，根據公式

計算調度優先級，其中，f(W_i)為單調遞增函數，r_i(t)為用戶i在第t個時間傳輸間隔(Time Transmission Interval，TTI)的速率，R_i(t)為用戶i一個時間窗的平均吞吐量，其中，a,b是可調整參數，a,b的值越大，函數的遞增速率越低；

步驟B、對過載用戶組的用戶，根據公式計算調度優先級；

S23、根據S22所得不同用戶組內用戶調度優先級進行組內排序；

S24、遵循非過載狀態用戶優于過載狀態用戶的調度原則進行組間排序；

S3、針對Non-GBR業務的優先級進行排序，具體如下：

S31、根據用戶數據包是否為第一次發送，將用戶分為新傳用戶組和重傳用戶組；