專利名稱：一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法和裝置。
背景技術(shù)：
全球微波互操作性(WIMAX，World Interoperability ForMicrowave Access)系統(tǒng)提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的寬帶無(wú)線接入，支持多樣化的多媒體業(yè)務(wù)，其中包括話音業(yè)務(wù)，視頻流媒體等實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)，超文本傳輸協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol)、文件傳輸協(xié)議(FileTransfer Protocol)、電子郵件等非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。媒體接入控制(MediumAccess Control)層的資源管理和調(diào)度方法是提高系統(tǒng)的頻譜利用率、滿足用戶之間的公平性以及保證各種業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的重要機(jī)制。
對(duì)于實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)，可以使用輪循式的調(diào)度策略(Round Robin)進(jìn)行調(diào)度和資源分配。對(duì)于非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，采用輪循式的調(diào)度策略可以滿足用戶之間的公平性，但是其頻譜資源利用率是相對(duì)較低；采用最大載干比(C/I，Carrier to Interference Ratio)調(diào)度策略可以使得系統(tǒng)吞吐量和頻譜資源利用率達(dá)到最大。
采用C/I調(diào)度策略的原理是優(yōu)先將信道資源分配給當(dāng)前時(shí)刻Ck(t)最大的移動(dòng)終端。其中，Ck(t)是將第t幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)可以傳輸?shù)娜萘?，以bit為單位。信道資源可以用信道資源比例xk(t)來(lái)表示，xk(t)是第t幀分配給移動(dòng)終端k的信道資源比例，在電氣電子協(xié)會(huì)(IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，xk(t)是一個(gè)
之間的實(shí)數(shù)，是當(dāng)前資源調(diào)度策略的輸出結(jié)果，表示當(dāng)前分配給移動(dòng)終端的物理幀的比例。
分配給當(dāng)前Ck(t)最大的移動(dòng)終端k*的信道資源xk*(t)確定過(guò)程為首先，令xk(t)＝0；判斷各個(gè)移動(dòng)終端的xk(t)之和是否小于1，如果小于1，則令當(dāng)前Ck(t)最大的移動(dòng)終端k*的信道資源xk*(t)=Hk*(t)/Ck*(t);]]>其中，Hk*(t)為第t幀時(shí)移動(dòng)終端k*的隊(duì)列長(zhǎng)度，以bit為單位。然后進(jìn)行判斷，如果包括k*在內(nèi)的各個(gè)移動(dòng)終端的Σk=1Kxk(t)≥1,]]>則令xk*(t)=1-Σk≠k*xk(t),]]>并更新隊(duì)列長(zhǎng)度Hk*(t)=Hk*(t)-xk*(t)Ck*(t);]]>其中，Σk≠k*xk(t)]]>為不包括移動(dòng)終端k*在內(nèi)的各個(gè)移動(dòng)終端的xk(t)之和。
采用C/I策略能夠達(dá)到較高的頻譜資源利用率，但是不能滿足用戶之間的公平性。
另外一種常用的調(diào)度策略是輪循式的調(diào)度策略，這類方法將信道資源按照一定比例均等地分配給所有用戶。該調(diào)度策略能夠滿足用戶之間一定的公平性，但是在系統(tǒng)總吞吐量和頻譜資源利用率上的性能是比較差的。
因此，提高頻譜資源利用率和滿足用戶之間公平性是任何調(diào)度策略都需要面臨的一個(gè)矛盾。比例公平調(diào)度策略是一種在頻譜資源利用率和用戶公平性之間很好地進(jìn)行折衷的調(diào)度策略，但是WIMAX系統(tǒng)的多載波傳輸機(jī)制使得以往的比例公平調(diào)度策略不能直接推廣到WIMAX系統(tǒng)中。至今，包括WIMAX系統(tǒng)在內(nèi)的一些無(wú)線系統(tǒng)中的比例公平調(diào)度策略還沒(méi)有得到很好的解決。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的方法和裝置在于提供一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法和裝置，使得分配信道資源時(shí)，在頻譜資源利用率和用戶公平性之間得到較佳兼顧。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法，包括獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式；利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例；利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
其中，所述獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式包括通過(guò)測(cè)距或下行信道質(zhì)量報(bào)告幀，獲取移動(dòng)終端k的信干噪比CINR值；利用所述移動(dòng)終端k的CINR值與各個(gè)調(diào)制編碼方式的CINR閾值比較，獲得小于且最接近移動(dòng)終端k的CINR值的調(diào)制編碼方式i，所述調(diào)制編碼方式i為移動(dòng)終端k所使用的調(diào)制編碼方式；其中，i為各個(gè)調(diào)制編碼方式序號(hào)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式是通過(guò)各個(gè)移動(dòng)終端發(fā)起的下行調(diào)制編碼方式的改變來(lái)獲取。
其中，所述獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例為通過(guò)使ΠkRk(t)=Πk((1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t))]]>或Σklog[(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))(Tw-1Tw)]]]>達(dá)到最大值獲取各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度， 為t時(shí)刻的各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例為通過(guò)使J=Σklog(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))-λ-1Σkxk(t)]]>得到J對(duì)xk(t)的偏導(dǎo)數(shù)為零時(shí)xk(t)的值，如果xk(t)≤0，則取xk(t)＝0，如果xk(t)＞0，則將該xk(t)的值進(jìn)行離散化處理得到最終xk(t)的值；其中，λ為預(yù)定條件，且滿足Σk[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+=1,]]>Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述的無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法還包括確定各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)后，更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量，作為獲得下次xk(t)的數(shù)據(jù)。
其中，所述更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量可以通過(guò)Rk(t)=(1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t)]]>來(lái)完成；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k的當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例為通過(guò)線形規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃得到各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例。
本發(fā)明還提供一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的裝置，包括下行調(diào)制編碼方式管理單元，用于獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式并發(fā)送至信道資源劃分單元；信道資源劃分單元，用于利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例并發(fā)送至資源分配單元；資源分配單元，用于利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
其中，所述下行調(diào)制編碼方式管理單元包括信道質(zhì)量單元，用于通過(guò)測(cè)距或下行信道質(zhì)量報(bào)告幀，獲取移動(dòng)終端k的信干噪比CINR值；所述下行調(diào)制編碼方式管理單元用于利用所述移動(dòng)終端k的CINR值與各個(gè)調(diào)制編碼方式的CINR閾值比較，獲得小于且最接近移動(dòng)終端k的CINR值的調(diào)制編碼方式i，所述調(diào)制編碼方式i為移動(dòng)終端k所使用的調(diào)制編碼方式；其中，i為各個(gè)調(diào)制編碼方式的序號(hào)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述下行調(diào)制編碼方式管理單元用于通過(guò)各個(gè)移動(dòng)終端發(fā)起的下行調(diào)制編碼方式的改變來(lái)獲取各個(gè)移動(dòng)終端的當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式。
其中，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)使ΠkRk(t)=Πk((1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t))]]>或Σklog[(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))(Tw-1Tw)]]]>達(dá)到最大值獲取各個(gè)移動(dòng)終端信道資源比例xk(t)；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度， 為t時(shí)刻的各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)J=Σklog(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))-λ-1Σkxk(t)]]>得到J對(duì)xk(t)的偏導(dǎo)數(shù)為零時(shí)xk(t)的值，如果xk(t)≤0，則取xk(t)＝0，如果xk(t)＞0，則將該xk(t)的值進(jìn)行離散化處理得到最終xk(t)的值；其中，λ為預(yù)定條件，且滿足Σk[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+=1,]]>Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述信道資源劃分單元還用于更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量，作為獲得下次xk(t)的數(shù)據(jù)。
其中，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)使Rk(t)=(1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t)]]>來(lái)更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k的當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
其中，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)線形規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例。
通過(guò)本發(fā)明的方法和裝置，以各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積作為信道資源優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)，能夠達(dá)到較高的系統(tǒng)吞吐量的同時(shí)，又能根據(jù)終端情況公平的為各個(gè)終端分配信道資源，實(shí)現(xiàn)了在系統(tǒng)吞吐量和用戶公平之間得到較佳的兼顧。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是本發(fā)明裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明在每一幀將各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積作為資源調(diào)度策略的優(yōu)化目標(biāo)，即第t幀輸出的xk(t)必須最大化各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積。其中，xk(t)為第t幀分配給移動(dòng)終端k的信道資源比例，用
之間的實(shí)數(shù)表示，k是待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。本發(fā)明使用移動(dòng)終端速率的乘積作為優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)際上是同時(shí)考慮了系統(tǒng)總吞吐量和用戶間公平性兩個(gè)因素。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的方法，參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的方法包括步驟S101獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式；步驟S102利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例；步驟S103利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
下面詳細(xì)描述應(yīng)用本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
首先，可以通過(guò)獲得各個(gè)移動(dòng)終端的下行信道質(zhì)量信息來(lái)確定各個(gè)移動(dòng)終端的下行調(diào)制編碼方式。
下行信道質(zhì)量信息可以通過(guò)對(duì)各個(gè)移動(dòng)終端測(cè)距來(lái)獲取；也可以通過(guò)下行信道質(zhì)量報(bào)告幀獲取到下行信道質(zhì)量信息。移動(dòng)終端k的調(diào)制編碼方式可以通過(guò)下行信道質(zhì)量信息中的信干噪比(CINR，Carrierto Interference-and-Noise Ratio)值進(jìn)行確定。從各個(gè)移動(dòng)終端中的下行信道質(zhì)量信息中得到各個(gè)移動(dòng)終端的CINR，與預(yù)先設(shè)定的各種調(diào)制編碼方式(Burst Profile)的CINR門限閾值進(jìn)行比較來(lái)確定各個(gè)移動(dòng)終端所使用的下行調(diào)制編碼方式。確定各個(gè)移動(dòng)終端的下行調(diào)制編碼方式時(shí)，先將所有可使用的調(diào)制編碼方式按照頻譜效率從低到高排序，即調(diào)制編碼方式i的CINR門限值CINRi小于調(diào)制編碼方式i+1的CINR門限值CINRi+1。然后判斷當(dāng)前各個(gè)移動(dòng)終端下行信道的CINR值在哪兩個(gè)調(diào)制編碼方式的CINR之間，選擇最接近的調(diào)制編碼方式。例如若CINRi＜CINR≤CINRi+1，則當(dāng)前移動(dòng)終端所使用調(diào)制編碼方式為i，i為各個(gè)調(diào)制編碼方式序號(hào)。
確定移動(dòng)終端k的調(diào)制編碼方式不僅限于上述方式，也可以通過(guò)移動(dòng)終端k發(fā)起的調(diào)制編碼方式改變過(guò)程獲得移動(dòng)終端k所使用的調(diào)制編碼方式。
向當(dāng)前各個(gè)移動(dòng)終端分配所需要的信道資源，先要確定各個(gè)移動(dòng)終端所使用的調(diào)制編碼方式，根據(jù)移動(dòng)終端k的下行調(diào)制編碼方式來(lái)獲得將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所能得到的傳輸比特?cái)?shù)Ck(t)。移動(dòng)終端k的Ck(t)通過(guò)移動(dòng)終端k的物理幀的調(diào)制編碼方式與信道帶寬以及幀長(zhǎng)度相乘獲得。
為確定向各個(gè)移動(dòng)終端分配的信道資源，除了移動(dòng)終端的Ck(t)，還需要得到Rk(t-1)。其中，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，以bit為單位，Rk(t)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻的平均傳輸容量，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，且存在如下關(guān)系Rk(t)=(1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t);]]>則確定當(dāng)前時(shí)刻t的使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積最大的xk(t)，就是確定使ΠkRk(t)=Πk((1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t))]]>達(dá)到最大值的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)。
確定當(dāng)前時(shí)刻t使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積最大的xk(t)還可通過(guò)另一種方式得到解決，即通過(guò)使Σklog[(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))(Tw-1Tw)]]]>達(dá)到最大值獲取各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)。
對(duì)于上述方法所述的確定各個(gè)移動(dòng)終端的xk(t)的過(guò)程，可以利用拉格朗日釋限法(Lagrangian Relaxation)，先假定xk(t)可以取連續(xù)的值，構(gòu)造拉格朗日乘數(shù)，J=Σklog(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))-λ-1Σkxk(t)---(1)]]>對(duì)(1)式函數(shù)J的變量xk(t)求偏導(dǎo)數(shù)，對(duì)任意一個(gè)移動(dòng)終端k，令偏導(dǎo)數(shù)為零，即∂J∂xk(t)=0,∀k,]]>可以得到各個(gè)移動(dòng)終端k的xk(t)的值，xk(t)=λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t),]]>考慮到xk(t)的取值可能存在正負(fù)兩種情況，由于xk(t)不能取負(fù)值，通過(guò)下面的(2)式修正，xk(t)=[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+---(2)]]>其中，(x)+=x,x>00,x≤0,]]>表示(2)中得到的xk(t)均為正值。上述(1)式、(2)式中的預(yù)定條件λ滿足下面的(3)式要求，
Σk[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+=1---(3)]]>上述過(guò)程中由(2)式給出的xk(t)可以最大化 而其中的λ可以通過(guò)(3)式獲得，獲得的方法可以是數(shù)值尋根的方法，例如，對(duì)分法、牛頓法等等。
由(2)式和(3)式確定的xk(t)再進(jìn)行離散化的處理就可以獲得最終分配給各個(gè)用戶的信道資源比例，離散化處理方法可以是向下取整，四舍五入，向上取整等方法。
確定好各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)后，通過(guò)下面的迭代(4)式更新各個(gè)移動(dòng)終端所獲得的平均傳輸容量Rk(t)。
Rk(t)=(1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t)---(4)]]>通過(guò)(4)式更新后的Rk(t)作為確定下一幀各個(gè)移動(dòng)終端xk(t)時(shí)的Rk(t-1)。對(duì)于(4)式更新吞吐量的平滑濾波方法，也可以采用其它的濾波方法得到。
確定滿足每一幀各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積 最大時(shí)的xk(t)的過(guò)程，也可通過(guò)線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等方法獲得。
在確定好各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例后，利用所述信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的裝置，參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的裝置包括下行調(diào)制編碼方式管理單元201，用于獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式并發(fā)送至信道資源劃分單元202；信道資源劃分單元202，用于利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大時(shí)的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例并發(fā)送至資源分配單元203；資源分配單元203，用于利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
其中，下行調(diào)制編碼方式管理單元201還包括信道質(zhì)量單元204，用于通過(guò)測(cè)距或下行信道質(zhì)量報(bào)告幀，獲取移動(dòng)終端k的信干噪比CINR值；下面詳細(xì)描述應(yīng)用本發(fā)明裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
信道質(zhì)量單元204用于通過(guò)測(cè)距或下行信道質(zhì)量報(bào)告幀，獲取移動(dòng)終端k的信干噪比CINR值。
下行調(diào)制編碼方式管理單元201用于利用所述信道質(zhì)量單元204獲得的移動(dòng)終端k的CINR值與各個(gè)調(diào)制編碼方式的CINR閾值比較，獲得小于且最接近移動(dòng)終端k的CINR值的調(diào)制編碼方式i，所述調(diào)制編碼方式i為移動(dòng)終端k所使用的調(diào)制編碼方式；其中，i為各個(gè)調(diào)制編碼方式序號(hào)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端的序號(hào)。
下行調(diào)制編碼方式管理單元201還可以用于通過(guò)各個(gè)移動(dòng)終端發(fā)起的下行調(diào)制編碼方式的改變來(lái)獲取各個(gè)移動(dòng)終端的當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式。
信道資源劃分單元202用于通過(guò)使ΠkRk(t)=Πk((1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t))]]>或Σklog[(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))(Tw-1Tw)]]]>達(dá)到最大值來(lái)獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度， 為t時(shí)刻的各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端的序號(hào)。
信道資源劃分單元202用于通過(guò)使J=Σklog(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))-λ-1Σkxk(t)]]>得到J對(duì)xk(t)的偏導(dǎo)數(shù)為零時(shí)的xk(t)的值，如果xk(t)≤0，則取xk(t)＝0，如果xk(t)＞0，則將該xk(t)的值進(jìn)行離散化處理得到最終xk(t)的值；其中，λ為預(yù)定條件，且滿足Σk[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+=1,]]>Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端的序號(hào)。
信道資源劃分單元202還用于在確定各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例后，更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量，作為獲得下次xk(t)的數(shù)據(jù)；信道資源劃分單元202可以用于通過(guò)Rk(t)=(1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t)]]>來(lái)更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k的當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端的序號(hào)。
信道資源劃分單元202還可以用于通過(guò)線形規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃獲取各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例。
對(duì)于本發(fā)明的方法和裝置，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法，其特征在于，包括獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式；利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例；利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式包括通過(guò)測(cè)距或下行信道質(zhì)量報(bào)告幀，獲取移動(dòng)終端k的信干噪比CINR值；利用所述移動(dòng)終端k的CINR值與各個(gè)調(diào)制編碼方式的CINR閾值比較，獲得小于且最接近移動(dòng)終端k的CINR值的調(diào)制編碼方式i，所述調(diào)制編碼方式i為移動(dòng)終端k所使用的調(diào)制編碼方式；其中，i為各個(gè)調(diào)制編碼方式序號(hào)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式是通過(guò)各個(gè)移動(dòng)終端發(fā)起的下行調(diào)制編碼方式的改變來(lái)獲取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例為通過(guò)使ΠkRk(t)=Πk((1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t))]]>或Σklog[(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))(Tw-1Tw)]]]>達(dá)到最大值獲取各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度， 為t時(shí)刻的各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例為通過(guò)使J=Σklog(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))-λ-1Σkxk(t)]]>得到J對(duì)xk(t)的偏導(dǎo)數(shù)為零時(shí)xk(t)的值，如果xk(t)≤0，則取xk(t)＝0，如果xk(t)＞0，則將該xk(t)的值進(jìn)行離散化處理得到最終xk(t)的值；其中，λ為預(yù)定條件，且滿足Σk[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+=1,]]>Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例后，更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例為通過(guò)線形規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃得到各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例。
8.一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的裝置，其特征在于，包括下行調(diào)制編碼方式管理單元，用于獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式并發(fā)送至信道資源劃分單元；信道資源劃分單元，用于利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例并發(fā)送至資源分配單元；資源分配單元，用于利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述下行調(diào)制編碼方式管理單元包括信道質(zhì)量單元，用于通過(guò)測(cè)距或下行信道質(zhì)量報(bào)告幀，獲取移動(dòng)終端k的信干噪比CINR值；所述下行調(diào)制編碼方式管理單元用于利用所述移動(dòng)終端k的CINR值與各個(gè)調(diào)制編碼方式的CINR閾值比較，獲得小于且最接近移動(dòng)終端k的CINR值的調(diào)制編碼方式i，所述調(diào)制編碼方式i為移動(dòng)終端k所使用的調(diào)制編碼方式；其中，i為各個(gè)調(diào)制編碼方式的序號(hào)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述下行調(diào)制編碼方式管理單元用于通過(guò)各個(gè)移動(dòng)終端發(fā)起的下行調(diào)制編碼方式的改變來(lái)獲取各個(gè)移動(dòng)終端的當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式。
11.根據(jù)權(quán)利要求8～10任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)使ΠkRk(t)=Πk((1-1Tw)Rk(t-1)+1TwCk(t)xk(t))]]>或Σklog[(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))(Tw-1Tw)]]]>達(dá)到最大值獲取各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例xk(t)；其中，Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度， 為t時(shí)刻的各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)J=Σklog(Rk(t-1)+1Tw-1·Ck(t)xk(t))-λ-1Σkxk(t)]]>得到J對(duì)xk(t)的偏導(dǎo)數(shù)為零時(shí)xk(t)的值，如果xk(t)≤0，則取xk(t)＝0，如果xk(t)＞0，則將該xk(t)的值進(jìn)行離散化處理得到最終xk(t)的值；其中，λ為預(yù)定條件，且滿足Σk[λ-(Tw-1)Rk(t-1)Ck(t)]+=1,]]>Tw是當(dāng)前調(diào)度策略時(shí)間窗的長(zhǎng)度，Rk(t-1)是移動(dòng)終端k在t時(shí)刻前總共Tw幀之內(nèi)獲得的平均傳輸容量，Ck(t)是在移動(dòng)終端k當(dāng)前下行調(diào)制編碼方式下，將整個(gè)物理幀分配給移動(dòng)終端k時(shí)所得到的傳輸比特?cái)?shù)，xk(t)是移動(dòng)終端k所占的信道資源比例，為
之間的實(shí)數(shù)，k為當(dāng)前待分配信道資源的各個(gè)移動(dòng)終端序號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述信道資源劃分單元還用于更新各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述信道資源劃分單元用于通過(guò)線形規(guī)劃或動(dòng)態(tài)規(guī)劃獲取使各個(gè)移動(dòng)終端平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種無(wú)線接入系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度的方法和裝置。要解決在分配信道資源時(shí)，兼顧頻譜資源利用率和用戶公平性的問(wèn)題。該方法包括獲取各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式；利用各個(gè)移動(dòng)終端的調(diào)制編碼方式獲取使各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積達(dá)到最大的各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例；利用所述各個(gè)移動(dòng)終端的信道資源比例向各個(gè)移動(dòng)終端分配相應(yīng)的物理幀。該裝置包括下行調(diào)制編碼方式管理單元、信道資源劃分單元、資源分配單元。本發(fā)明的方法以各個(gè)移動(dòng)終端的平均傳輸容量乘積作為信道資源優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)了在分配信道資源時(shí)，在頻譜資源利用率和用戶公平性之間得到較佳兼顧。
文檔編號(hào)H04W72/04GK1946231SQ20061011187
公開(kāi)日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月31日
發(fā)明者余官定, 張朝陽(yáng), 徐騫, 王吉濱, 蔡睿 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 華為技術(shù)有限公司