專利名稱：一種移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及一種移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
高速下行分組接入(High-Speed Downlink Packet Access，HSDPA)是寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)在無線傳輸方面的增強和演化，HSDPA與WCDMA相比，在物理層上增加了HS-DSCH、HS-SCCH和HS-DPCCH三條邏輯信道。為提高移動分組數(shù)據(jù)傳輸能力，3GPPRelease5協(xié)議中采用了自適應(yīng)編碼調(diào)制(AMC)、混合自動重傳(HAPQ)和快速調(diào)度等技術(shù)進一步提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。上述技術(shù)的引入要求系統(tǒng)對傳輸模式實現(xiàn)快速自適應(yīng)，而對于傳輸模式選擇的關(guān)鍵是對于調(diào)度方法的選擇，這是系統(tǒng)設(shè)計的核心要素。
在HSDPA系統(tǒng)中，分組調(diào)度器由WCDMA系統(tǒng)的RNC側(cè)移到了NodeB側(cè)，這樣調(diào)度器可以更容易地接收空中接口的測量參數(shù)，更大可能匹配不同無線信道下的數(shù)據(jù)速率，以滿足不同種類高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS要求，其中尤為關(guān)鍵的是通過調(diào)度方法來提高平均業(yè)務(wù)速率和系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。為使吞吐量最大化，調(diào)度器必須選擇最大載干比(C/I)的用戶傳輸數(shù)據(jù)。但這種機制可能會使距離NodeB最近的用戶設(shè)備產(chǎn)生信道時間資源壟斷。因此，HSDPA的調(diào)度方法將起到非常重要的作用，需要充分考慮到各用戶分組排隊等候的情況、信道條件及其變化狀況等。
目前，HSDPA系統(tǒng)是通過高速下行共享信道(High Speed DownlinkShared Channel，HS-DSCH)來傳輸用戶數(shù)據(jù)的。一條高速下行共享信道可以承擔(dān)多個用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)。承載于該信道的用戶可以通過不同時間和信道碼來共享該信道，也就是說，假如高速下行共享信道每2ms發(fā)送一次數(shù)據(jù)(傳輸時間間隔TTI＝2ms)，那么，不同用戶既可以在不同的傳輸時間間隔TTI發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以在相同的時間間隔TTI，但是，使用不同的信道碼來進行數(shù)據(jù)發(fā)送。每個用戶具體的數(shù)據(jù)發(fā)送時間，由調(diào)度方法決定。
HS-DSCH信道的調(diào)度器位于基站NodeB的高速媒體接入控制(MediaAccess Control High Speed，MAC-hs)實體中，在當(dāng)前協(xié)議框架下，影響NodeB業(yè)務(wù)的QoS的因素有保證比特速率(Guaranteed Bit Rate，GBR)和調(diào)度優(yōu)先級(Schedule Priority Indicator，SPI)。其中，保證比特速率GBR的定義為當(dāng)業(yè)務(wù)的傳輸速率大于等于某一設(shè)定的GBR時，業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量是令人滿意的；當(dāng)業(yè)務(wù)傳輸速率小于某一設(shè)定的GBR時，業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量不能接受。調(diào)度優(yōu)先級的定義為用戶優(yōu)先級，優(yōu)先級高的用戶應(yīng)該優(yōu)先得到滿意的服務(wù)。
現(xiàn)有的調(diào)度方法有1.輪循算法(Round Robin，RR)RR算法的基本思想是保證所有用戶設(shè)備按照某種確定的順序循環(huán)占用等時間的無線時間資源來進行通信。每個用戶設(shè)備對應(yīng)一個隊列以存放待傳數(shù)據(jù)，在調(diào)度時對同時承載于HS-DSCH信道的所有用戶設(shè)備輪流進行調(diào)度。
具體算法如下在每個用戶設(shè)備建立或者發(fā)送一次數(shù)據(jù)后，啟動一個計時器，記錄用戶設(shè)備等待時間的長短。在每個時間間隔TTI，按照每個用戶設(shè)備等待時間的長短，以大到小的方式進行排隊，優(yōu)先給等待時間長的用戶設(shè)備分配時隙。
該算法雖然在調(diào)度機會上具有公平性，但是，由于沒有考慮到不同用戶設(shè)備的無線信道的具體情況，因此，對每個用戶設(shè)備的調(diào)度時刻相對固定，不能提供差異化服務(wù)；而且，該算法不能充分利用用戶設(shè)備信道質(zhì)量較高的時間段，在該時間段內(nèi)發(fā)送較多的數(shù)據(jù)，從而使系統(tǒng)時間資源利用效率和系統(tǒng)吞吐量很低；另外，該算法沒有考慮影響NodeB業(yè)務(wù)的QoS的因素用戶保證比特速率(GBR)需求和用戶優(yōu)先級，從而使用戶滿意度很低。
2.最大載干比算法(Maximum Carrier to Interference，Max C/I)最大載干比算法的基本思想是對所用戶設(shè)備依據(jù)其接收信號的CQI(channel quality indicator)預(yù)測值進行排序，并按照從大到小的順序進行數(shù)據(jù)發(fā)送。
具體算法如下在每個時間間隔TTI，首先，將用戶設(shè)備報告的CQI按照從大到小的順序進行排隊；然后，將用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)按照其CQI從大到小的順序進行發(fā)送。
該算法雖然能夠得到最大的系統(tǒng)吞吐率，但是，距離基站近的用戶設(shè)備由于其信道條件好會一直接受服務(wù)，而處于小區(qū)邊緣的用戶設(shè)備由于其CQI較低，因而得不到服務(wù)機會，這就使得用戶所得到的服務(wù)非常不公平，低信道質(zhì)量的用戶經(jīng)常得不到服務(wù)而出現(xiàn)所謂“餓死現(xiàn)象”，因而，從占有系統(tǒng)時間資源的角度來看，這種算法是最不公平的。另外，該算法也沒有考慮用戶保證比特速率(GBR)需求，使高信道質(zhì)量的用戶得到遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于GBR的速率，而低信道質(zhì)量的用戶得不到GBR速率服務(wù)，用戶滿意率低，同時，也不能提供差異化服務(wù)。
3.比例公平算法(Proportional Fair，PF)PF算法給每個用戶設(shè)備分配一個相應(yīng)的優(yōu)先級，優(yōu)先級最大的用戶設(shè)備首先接受服務(wù)。
具體算法如下首先，在每個時間間隔TTI，對用戶設(shè)備按照以下公式計算優(yōu)先級Priorityi=Ri_max(t)ri(t),i=1,2,3...N]]>其中，Ri_max(t)是在t時刻，用戶設(shè)備所處位置所支持的最大傳輸速率，ri(t)表示用戶設(shè)備在前面一段時間內(nèi)實際得到的調(diào)度速率。
然后，按照用戶設(shè)備的優(yōu)先級，從高到低依次發(fā)送相應(yīng)用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)。
該算法雖然使同一小區(qū)內(nèi)的用戶設(shè)備在任意時刻獲取服務(wù)的概率是相等的，但是，由于沒有考慮用戶保證比特速率(GBR)需求，會造成因有大量低信道質(zhì)量用戶設(shè)備的存在，而分配了大量機會給低信道質(zhì)量的用戶設(shè)備，從而使高信道質(zhì)量的用戶設(shè)備得不到足夠的調(diào)度機會，也使得系統(tǒng)中滿意的用戶數(shù)目低，并且，不能提供差異化服務(wù)。
因此，有必要提出一種新的調(diào)度方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的就是提供一種移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，包括以下步驟
步驟A)設(shè)置調(diào)度周期，將調(diào)度周期劃分為多個調(diào)度時間段；步驟B)在不同調(diào)度時間段選用不同的調(diào)度算法進行調(diào)度。
所述調(diào)度時間段包括業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段和強制調(diào)度時間段。
所述步驟B)包括步驟B1)在業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段選用最大載干比調(diào)度算法和/或比例公平調(diào)度算法進行調(diào)度；在強制調(diào)度時間段按照調(diào)度優(yōu)先級大小順序進行調(diào)度。
所述步驟A)包括下列步驟A1)根據(jù)仿真結(jié)果劃分調(diào)度周期。
所述業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段的長度為仿真結(jié)果中用戶滿意度和系統(tǒng)吞吐量都達(dá)到最大值時對應(yīng)的時間長度。
所述步驟A)包括下列步驟A1′)將業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段分為最大載干比調(diào)度時間段和比例公平調(diào)度時間段。
本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，還包括下列步驟步驟C)在所有用戶的業(yè)務(wù)速率達(dá)到用戶保證比特速率后，業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段或強制調(diào)度時間段結(jié)束。
所述步驟C)還包括下列步驟步驟C1)在所有用戶的業(yè)務(wù)速率達(dá)到用戶保證比特速率后，對調(diào)度周期的剩余時間資源進行補充調(diào)度。
所述剩余時間資源的補充調(diào)度為輪循調(diào)度或比例公平調(diào)度。
所述調(diào)度周期長度為0～5秒。
所述調(diào)度周期長度為0.5秒。


圖1為本發(fā)明實施例的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖1及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細(xì)的說明。
本實施例子是以一種高速下行分組接入(HSDPA)通信系統(tǒng)的調(diào)度方法進行描述，但本發(fā)明同樣適用除了以上提到的支持高速下行分組接入(HSDPA)無線移動通信技術(shù)的調(diào)度方法的情況，如碼分多址2000(CDMA2000)通信系統(tǒng)，時分雙工-同步碼分多址(TD-SCDMA)通信系統(tǒng)或者寬帶碼分多址(WCDMA)通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)調(diào)度方法的基本思想是首先，盡量保證用戶得到GBR業(yè)務(wù)速率，讓用戶在一段時間內(nèi)按照較高效率的調(diào)度方法進行調(diào)度；然后，將不滿意的業(yè)務(wù)質(zhì)量進行補償；最后，將多余的時間資源再分配。
本實施例移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法的具體步驟如下1)將調(diào)度時刻劃分為多個調(diào)度周期，再將每個調(diào)度周期劃分為2個調(diào)度時間段。
11)將調(diào)度時刻劃分為多個調(diào)度周期，每個調(diào)度周期包含若干傳輸時間間隔TTI；每個調(diào)度周期時長為0到5秒，優(yōu)選為0.5秒。
傳輸時間間隔TTI是由系統(tǒng)本身所設(shè)定的。
12)根據(jù)仿真結(jié)果，將每個調(diào)度周期分為業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間和強制調(diào)度時間。
表1為調(diào)度周期劃分表，如表1所示，每個調(diào)度時間段分別用X、Y表示表1

X、Y∈
，分別代表每個調(diào)度時間段所占調(diào)度周期的比例。
對于X、Y值的確定，是跟據(jù)系統(tǒng)的仿真結(jié)果得到的。
對于X值，從0到100，用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件分別進行仿真，分析仿真結(jié)果，當(dāng)用戶滿意度和系統(tǒng)吞吐量都達(dá)到最大值時對應(yīng)的X取值為X的最大值X_max，也是較佳取值。
用100減去X值，即可得到Y(jié)值。
(X_max％×調(diào)度周期)為X時間段的時長，(Y_max％×調(diào)度周期)為Y時間段的時長。
2)對一個周期內(nèi)的不同調(diào)度時間段，分別采用不同的調(diào)度算法進行調(diào)度。
21)在X時間段的最后一個TTI到達(dá)之前，判斷各用戶在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率是否達(dá)到GBR；22)對在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶進行調(diào)度，調(diào)度算法采用MAX C/I調(diào)度算法、PF調(diào)度算法；對在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率已達(dá)到GBR的用戶，降低優(yōu)先級，排在所有業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶之后。
23)如果在X時間段的最后一個TTI到達(dá)時，判斷是否有用戶在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR；24)如果在X時間段的最后一個TTI到達(dá)時，有用戶在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR，X時間段結(jié)束，進入Y時間段，對在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶按照調(diào)度優(yōu)先級(SPI)大小順序進行調(diào)度，直到所有用戶在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率都達(dá)到GBR，Y時間段結(jié)束。
如果在X時間段的最后一個TTI到達(dá)之前，已經(jīng)沒用戶在該周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR，X時間段提前結(jié)束，不進入Y時間段。
判斷用戶在一個周期內(nèi)所得到的業(yè)務(wù)速率是否達(dá)到GBR的方法是1)該用戶在當(dāng)前周期中已經(jīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)量超過“GBR×調(diào)度周期”；2)在調(diào)度周期結(jié)束點，如果已經(jīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)沒有超過“GBR×調(diào)度周期”，但是該用戶在NodeB的MAC-hs隊列緩存中已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)。
較佳地，如果所有用戶所得到的業(yè)務(wù)速率達(dá)到GBR后，該調(diào)度周期仍然未結(jié)束，則進入補充調(diào)度時間段(Z階段，長度為所有用戶所得到的業(yè)務(wù)速率達(dá)到GBR后，調(diào)度周期的剩余時間資源)，采用Round Robin或PorportionalFair調(diào)度算法將剩余的時間資源再次分配給所有用戶。
表2為每個調(diào)度時間段所采用的調(diào)度算法及其針對的用戶，和目的說明表2各調(diào)度時間段的調(diào)度算法說明表


如表2所表明，本發(fā)明移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法針對業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶，在X時間段，即業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段，采用對所有帶GBR的用戶按照較高效率的算法進行調(diào)度，可以選擇的算法有MAX C/I調(diào)度算法、PF調(diào)度算法，達(dá)到使所有帶GBR的用戶先在信道環(huán)境變好的情況下多發(fā)送數(shù)據(jù)，提高時間資源利用率的目的；針對業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶，在Y時間段，即強制調(diào)度時間段，采用對未滿足GBR的用戶按照調(diào)度優(yōu)先級(SPI)大小順序進行調(diào)度，達(dá)到考慮用戶優(yōu)先級，滿足差異化服務(wù)需求的目的；針對業(yè)務(wù)速率已達(dá)到GBR的用戶，在Z時間段，即補充調(diào)度時間段，將剩余的時間資源再次分配給所有用戶，采用的調(diào)度算法可以使用RoundRobin，Porportional Fair，達(dá)到分配多余時間資源的目的。
在X時間段，如果采用MAX C/I調(diào)度算法，雖然可以得到最大的時間資源利用率，但是不能對小數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)進行及時調(diào)度，而PF調(diào)度算法就能夠很及時地調(diào)度小數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)，但是在時間資源利于效率方面可能低于MAX C/I算法。因此，可以將X時間段再劃分為兩個時間段，劃分的依據(jù)是使?jié)M意用戶數(shù)量和小數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)的響應(yīng)時間這兩個系統(tǒng)指標(biāo)都達(dá)到綜合性能最優(yōu)，這兩個時間段分別是(1)最大載干比調(diào)度時間段，(2)比例公平調(diào)度時間段。在這兩個時間段分別采用MAX C/I調(diào)度算法和PF調(diào)度算法分別進行時間資源調(diào)度。
本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，充分考慮了用戶保證比特速率需求，提高了系統(tǒng)中滿意的用戶數(shù)目，設(shè)置調(diào)度周期，使用戶在調(diào)度周期內(nèi)盡量得到保證速率；在X時間段，對業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶采用MAX C/I調(diào)度算法、PF調(diào)度算法等算法進行調(diào)度，使所有帶GBR的用戶先在信道環(huán)境變好的情況下多發(fā)送數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)時間資源利用率；在Y時間段，對業(yè)務(wù)速率未達(dá)到GBR的用戶，按照調(diào)度優(yōu)先級(SPI)大小順序進行調(diào)度，優(yōu)先保證高優(yōu)先級用戶得到滿意服務(wù)，滿足了差異化服務(wù)的需求；在Z時間段，對業(yè)務(wù)速率已達(dá)到GBR的用戶，采用Round Robin或Porportional Fair調(diào)度算法將剩余的時間資源進行再次分配，充分利用了剩余時間資源，避免了時間資源浪費。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，包括以下步驟步驟A)設(shè)置調(diào)度周期，將調(diào)度周期劃分為多個調(diào)度時間段；步驟B)在不同調(diào)度時間段選用不同的調(diào)度算法進行調(diào)度。
2.如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，其特征在于，所述調(diào)度時間段包括業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段和強制調(diào)度時間段。
3.如權(quán)利要求2所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟B)包括步驟B1)在業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段選用最大載干比調(diào)度算法和/或比例公平調(diào)度算法進行調(diào)度；在強制調(diào)度時間段按照調(diào)度優(yōu)先級大小順序進行調(diào)度。
4.如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述步驟A)包括下列步驟A1)根據(jù)仿真結(jié)果劃分調(diào)度周期。
5.如權(quán)利要求4所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段的長度為仿真結(jié)果中用戶滿意度和系統(tǒng)吞吐量都達(dá)到最大值時對應(yīng)的時間長度。
6.如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述步驟A)包括下列步驟A1′)將業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段分為最大載干比調(diào)度時間段和比例公平調(diào)度時間段。
7.如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，還包括下列步驟步驟C)在所有用戶的業(yè)務(wù)速率達(dá)到用戶保證比特速率后，業(yè)務(wù)速率調(diào)度時間段或強制調(diào)度時間段結(jié)束。
8.如權(quán)利要求7所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述步驟C)還包括下列步驟步驟C1)在所有用戶的業(yè)務(wù)速率達(dá)到用戶保證比特速率后，對調(diào)度周期的剩余時間資源進行補充調(diào)度。
9.如權(quán)利要求8所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述剩余時間資源的補充調(diào)度為輪循調(diào)度或比例公平調(diào)度。
10.如權(quán)利要求1或8所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述調(diào)度周期長度為0～5秒。
11.如權(quán)利要求1或8所述的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，所述調(diào)度周期長度為0.5秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，包括以下步驟設(shè)置調(diào)度周期，將調(diào)度周期劃分為多個調(diào)度時間段；在不同調(diào)度時間段選用不同的調(diào)度算法進行調(diào)度。本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，充分考慮了用戶保證比特速率需求，提高了系統(tǒng)中滿意的用戶數(shù)目，使用戶在調(diào)度周期內(nèi)盡量得到保證速率；能對不同調(diào)度優(yōu)先級的用戶提供差異化服務(wù)；充分利用了剩余時間資源，提高了系統(tǒng)時間資源利用率。
文檔編號H04W72/12GK1968505SQ20061007448
公開日2007年5月23日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月21日
發(fā)明者王曉霞, 郭房富 申請人:華為技術(shù)有限公司