專利名稱：移動(dòng)通信系統(tǒng)具有時(shí)延保證的無線資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信OFDM系統(tǒng)無線資源調(diào)度方法，具體涉及下行鏈路業(yè)務(wù)的無線分組 調(diào)度算法。
背景技術(shù)：
OFDM是在信道中進(jìn)行有效信息傳輸?shù)囊环N健全的通信技術(shù)。由于數(shù)據(jù)速率的提高，為用 戶提供了多種業(yè)務(wù)服務(wù)。因此，高數(shù)據(jù)速率下能滿足服務(wù)質(zhì)量需求的無線資源調(diào)度方法成為 實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵一環(huán)。
目前的無線資源調(diào)度算法中， 一類是從傳統(tǒng)的有線分組調(diào)度算法引申到無線情況的算 法，另一類是追求系統(tǒng)吞吐量極大化的算法。前者在保障公平性的同時(shí)，卻忽略了服務(wù)質(zhì)量 要求，實(shí)際效果不理想。后者在保證時(shí)延及公平性上有較大缺陷。
對(duì)于移動(dòng)業(yè)務(wù)服務(wù)商來講，無線帶寬資源有限，而對(duì)用戶的服務(wù)質(zhì)量也不能忽視。因此, 如何在追求系統(tǒng)吞吐量極大化的前提下保證業(yè)務(wù)時(shí)延和用戶公平性，是本發(fā)明所要解決的主 要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種OFDM系統(tǒng)中具有時(shí)延保證的無線資源調(diào)度的方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的， 一種OFDM系統(tǒng)中具有時(shí)延保證的無線資源調(diào)度方法，包括步驟
(1) 對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分級(jí)，定義優(yōu)先級(jí)別，進(jìn)入步驟(2)。
(2) 獲取M個(gè)用戶當(dāng)前時(shí)隙的服務(wù)請(qǐng)求情況，進(jìn)入步驟(3)。
(3) 獲取系統(tǒng)當(dāng)前可用資源塊的數(shù)量JV，進(jìn)入步驟(4)。
(4) 根據(jù)信道反饋信息計(jì)算各用戶在各個(gè)資源塊上的預(yù)測速率r(/)，進(jìn)入步驟(5)。
(5) 計(jì)算各用戶累積服務(wù)指數(shù)A(小進(jìn)入步驟(6)。
(6) 計(jì)算各用戶在各個(gè)資源塊上的優(yōu)先級(jí)尸=;^^(中"(0，進(jìn)入步驟(7)。
(7) 對(duì)各用戶在各個(gè)資源塊上的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，進(jìn)入步驟(8)。
(8) 根據(jù)優(yōu)先級(jí)排序情況檢査在該資源塊上優(yōu)先級(jí)最大的用戶是否為超前流，如果是則 進(jìn)入步驟(9)，不是則進(jìn)入步驟(IO)。
(9) 對(duì)各滯后流用戶在該資源塊上進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，進(jìn)入步驟(IO)。
(10) 對(duì)每個(gè)資源塊選擇優(yōu)先級(jí)最大用戶分配該資源塊。進(jìn)入步驟(ll)。
(11) 判斷全部資源塊是否分配完畢，分配完則進(jìn)入步驟(12)，未分配完則在下一個(gè)資 源塊上重復(fù)步驟(8)。
(12) 更新用戶的平均速率[/(f)。進(jìn)入步驟(13)。
(13) 結(jié)束當(dāng)前時(shí)隙的資源調(diào)度。
本發(fā)明一在比例公平i4性的技術(shù)上，通過調(diào)整傳輸數(shù)據(jù)的平均速率、累計(jì)服務(wù)時(shí)延指數(shù)等 參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高吞吐量下對(duì)服務(wù)時(shí)延的限制，提升服務(wù)質(zhì)量特性。又利用用戶服務(wù)流以獲得服 務(wù)的累計(jì)值，實(shí)現(xiàn)各用戶流量的互相補(bǔ)償，體現(xiàn)長期公平性。


圖i為本發(fā)明確定的操作流程圖。
圖2為用戶各業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)圖。 圖3為OFDM系統(tǒng)資源塊結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)地描敘本發(fā)明
圖2為用戶業(yè)務(wù)根據(jù)其服務(wù)質(zhì)量要求不同而進(jìn)行分級(jí)。定義4種不同的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)以 VoIP為典型的對(duì)話類業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量級(jí)別為0;以V0D視頻點(diǎn)播為典型的流類業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量級(jí) 別為1;以WWW網(wǎng)頁瀏覽，數(shù)據(jù)庫檢索為典型的交互類業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量級(jí)別為2;以Eiail、 FTP等為典型的背景類業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量級(jí)別為3。
圖3為OFDM系統(tǒng)資源符號(hào)，本發(fā)明采用的資源塊為由頻域子載波簇和時(shí)隙組成的最小資 源分配單位，對(duì)每個(gè)調(diào)度幀采用資源塊、用戶相關(guān)的判決方法。
如圖1所示，基站在當(dāng)前時(shí)刻首先獲取M個(gè)用戶對(duì)資源塊的請(qǐng)求狀況，然后讀取系統(tǒng)當(dāng) 前可用資源塊7V。采用有限反饋的方式，對(duì)用戶不同信道狀況采用從QPSK1/3到16QAM4/5 速率不同的調(diào)制編碼方式。
定義用戶/在資源塊y上預(yù)測數(shù)據(jù)速率為
，=乂,/7}1《/ j 1S /《iV
式中氣為資源塊包含的OFDM符號(hào)數(shù)；d(0為調(diào)制編碼階數(shù)；7>為調(diào)度幀時(shí)間長度；M 為系統(tǒng)中用戶數(shù)；iV為可供用戶使用的資源塊數(shù)量。
經(jīng)過w個(gè)調(diào)度時(shí)隙后，用戶/所能獲得速率的期望為
w
其中7^=^7}為比例公平窗口長度，Z。為用戶/在過去7V個(gè)調(diào)度時(shí)隙中接受到的服務(wù)
量之和。
系統(tǒng)為每個(gè)用戶維護(hù)一個(gè)饑餓時(shí)間計(jì)數(shù)器s")，統(tǒng)計(jì)用戶/在時(shí)刻,已經(jīng)有多長時(shí)間沒有 接受到服務(wù)。
其中，I:=
[0
情況i: s(0<7:;
情況2: S々)^，
在第n個(gè)時(shí)隙內(nèi)事件A發(fā)生 在第n個(gè)時(shí)隙內(nèi)事件A沒有發(fā)生
C為用戶/的饑餓警戒門限，采用正常方式更新平均速率。
則采用調(diào)整累積服務(wù)時(shí)延指數(shù);i,(/)方式進(jìn)行調(diào)度，以保證用戶y在達(dá) 到警戒門限之前盡快得到服務(wù)。累積服務(wù)時(shí)延指數(shù);i,(f)調(diào)整方式如下-
<formula>formula see original document page 4</formula>其中^為可設(shè)置時(shí)延參數(shù)。此時(shí)用戶平均速率的更新方式分為兩種情況
1) 如果在最近(時(shí)間內(nèi)觀測用戶平均速率抖動(dòng)超過門限值"，則表明用戶信道突然發(fā)
生了巨大變化，此時(shí)應(yīng)將用戶/平均速率的歷史信息"'G)清零，將其按照新增用戶 處理，以保證用戶/在本調(diào)度規(guī)則下的競爭力和公平性。
2) 如果在最近T時(shí)間內(nèi)觀測用戶平均速率抖動(dòng)沒有超過門限值"，說明用戶未得到服
務(wù)是由于其他用戶信道情況較好，并非用戶本身信道質(zhì)量惡化造成，此時(shí)更新平均 速率方式不變。
超前流對(duì)滯后流進(jìn)行自愿補(bǔ)償，各種業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)不同補(bǔ)償?shù)谋壤謩e為3。、 3,、 32 和33 。其中3。《& S 32 S 33 e (O，l)。
狀態(tài)監(jiān)控比例公平調(diào)度算法定義用戶/在資源塊/上的優(yōu)先級(jí)選擇策略為
調(diào)度規(guī)則選擇用戶如下 調(diào)度規(guī)則選擇用戶
t= argmax (f)
檢測用戶A是否為超前流
如果用戶不為超前流，則分配資源塊_/給用戶"如果為超前流，則用戶^根據(jù)比例讓出
資源塊y給滯后流的用戶。使用調(diào)度規(guī)則選擇滯后流用戶
A; = argmax
用戶A根據(jù)業(yè)務(wù)情況使用補(bǔ)償比例A對(duì)滯后流用戶A'進(jìn)行補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1、一種基于OFDM系統(tǒng)下行無線資源調(diào)度方法，不同用戶的多種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流在基站內(nèi)排隊(duì)時(shí)，業(yè)務(wù)分組的調(diào)度策略，含以下幾步服務(wù)質(zhì)量分級(jí)定義預(yù)測用戶當(dāng)前最大傳輸速率用戶平均速率更新的方法用戶累積服務(wù)時(shí)延指數(shù)的計(jì)算方法對(duì)當(dāng)前分配資源塊的用戶的選擇
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其中傳輸業(yè)務(wù)之前，對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量級(jí)別的定義。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，對(duì)所有用戶最大傳輸速率的預(yù)測。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，對(duì)所有用戶平均速率的更新。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，對(duì)所有用戶累計(jì)服務(wù)時(shí)延指數(shù)的計(jì)算。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，對(duì)在當(dāng)前時(shí)刻分配資源的用戶選擇。
全文摘要
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)下行鏈路無線資源調(diào)度方法，本發(fā)明提供的方法，使用較優(yōu)的平均速率更新機(jī)制，同時(shí)使用累積服務(wù)時(shí)延指數(shù)，從而使系統(tǒng)在容量維持高吞吐量的情況下保證了業(yè)務(wù)的時(shí)延和用戶的公平性。本發(fā)明對(duì)高速率、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，極大提高系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101567834SQ20081004746
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者坤 王 申請(qǐng)人:坤 王