VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法，包括在針對(duì)VoLTE業(yè)務(wù)采用的半持續(xù)調(diào)度中引入優(yōu)先級(jí)機(jī)制、通過(guò)算法K&H/MPF來(lái)確定VoLTE用戶的優(yōu)先級(jí)。針對(duì)VoLTE業(yè)務(wù)，LTE采用半持續(xù)調(diào)度來(lái)分配物理資源塊，基站在收到VoLTE用戶發(fā)送的資源塊分配請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)優(yōu)先級(jí)確定算法即K&H/MPF算法，確定VoLTE用戶的優(yōu)先級(jí)，按照優(yōu)先級(jí)的大小合理地將該VoLTE用戶插入到用戶等待資源分配隊(duì)列中以等待基站分配物理資源塊。本發(fā)明所提出的基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法可以提高VoLTE系統(tǒng)的吞吐量、VoLTE用戶容量、無(wú)線資源的頻譜的利用率。
【專利說(shuō)明】VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)資源調(diào)度，屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在LTE (長(zhǎng)期演進(jìn)）系統(tǒng)中，針對(duì)VoLTE (LTE語(yǔ)言業(yè)務(wù)）采用半持續(xù)調(diào)度來(lái)進(jìn)行物 理資源塊的分配。語(yǔ)音業(yè)務(wù)具有分組大小相對(duì)固定、到達(dá)具有周期性等特點(diǎn)，采用半持續(xù) 調(diào)度可以降低控制信令的開(kāi)銷。當(dāng)VoLTE用戶進(jìn)入激活狀態(tài)時(shí)，基站根據(jù)VoLTE用戶發(fā)送 的數(shù)據(jù)包大小和每個(gè)物理資源塊所能承載的比特?cái)?shù)，計(jì)算出需要給該用戶分配多少個(gè)資源 塊。然后，以當(dāng)前子幀為時(shí)間起點(diǎn)，TTI(傳輸時(shí)間間隔）為間隔，開(kāi)始尋找空閑物理資源塊， 直到某個(gè)子幀上連續(xù)的空閑物理資源塊足夠提供該用戶所需的物理資源塊個(gè)數(shù)為至。最后 通過(guò)HXXH(物理下行控制行道）發(fā)送調(diào)度信令，將所找到的連續(xù)資源塊以20ms為周期分 配給此VoLTE用戶。
[0003] 通過(guò)上述對(duì)半持續(xù)調(diào)度原理的介紹，我們很容易發(fā)現(xiàn)，半持續(xù)調(diào)度是按照用戶先 到先服務(wù)的模式來(lái)分配無(wú)線資源塊的。這會(huì)存在一個(gè)問(wèn)題：某時(shí)刻，有若干個(gè)VoLTE用戶 在等待基站分配物理資源塊，恰好有一個(gè)信道質(zhì)量很槽糕的用戶由于先到而獲得了物理資 源塊，而它的每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送因?yàn)樾诺罈l件不好都需要重傳幾次，這樣就需要為這些重傳 的數(shù)據(jù)包不斷進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度物理資源塊，這些物理資源塊等同于占用幾倍于單次正常傳輸 時(shí)對(duì)物理資源塊的需求，如果此時(shí)仍有很多待調(diào)度的用戶，則會(huì)因?yàn)闆](méi)有物理資源塊可以 使用而耽誤它們的傳輸。為了解決以上問(wèn)題，需要在半持續(xù)調(diào)度機(jī)制中引入優(yōu)先級(jí)的思想。 借助優(yōu)先級(jí)對(duì)用戶調(diào)度次序進(jìn)行改變來(lái)優(yōu)化半持續(xù)調(diào)度機(jī)制，通過(guò)對(duì)不同用戶采取適當(dāng)?shù)?優(yōu)先級(jí)策略來(lái)決定調(diào)度的先后次序。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有的半持續(xù)調(diào)度的不足，提出了一種可以合理有效 的確定用戶優(yōu)先級(jí)，提高系統(tǒng)的吞吐量、VoLTE系統(tǒng)的用戶容量、無(wú)線頻譜利用率的VoLTE 業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法。
[0005] 技術(shù)方案：半持續(xù)調(diào)度按先到先服務(wù)方式分配物理資源塊，這會(huì)增加 VoLTE用戶 因信道質(zhì)量不好而發(fā)生重傳的概率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明在原有的半持續(xù)調(diào)度基礎(chǔ) 上引用優(yōu)先級(jí)思想，這是本發(fā)明的第一個(gè)發(fā)明點(diǎn)。借助優(yōu)先級(jí)對(duì)用戶調(diào)度次序進(jìn)行改變來(lái) 優(yōu)化半持續(xù)調(diào)度機(jī)制，通過(guò)對(duì)不同用戶采取適當(dāng)?shù)膬?yōu)先級(jí)策略來(lái)決定調(diào)度的先后次序。如 何合理有效地確定每個(gè)VOLTE用戶的優(yōu)先級(jí)，本發(fā)明用到了 K&H/MPF算法首先，通過(guò)K&H算 法初步確定每個(gè)VoLTE用戶的優(yōu)先級(jí)，按此優(yōu)先級(jí)將物理資源塊分配給這些VoLTE用戶。然 后，再運(yùn)用MPF算法，對(duì)已分配地物理資源塊的作合理動(dòng)態(tài)調(diào)整。。通過(guò)將算法（最大 載干比算法）和MPF算法（多載波比例公平算法）結(jié)合起來(lái)，可以合理有效地確定VoLTE 用戶的優(yōu)先級(jí)。將K&H/MPF算法用到半持續(xù)調(diào)度中確定VoLTE用戶的優(yōu)先級(jí)，這是本發(fā)明 的第二個(gè)發(fā)明點(diǎn)。
[0006] 所述優(yōu)先級(jí)思想為，為了合理安排用戶在等待物理資源塊時(shí)的排列順序，需要在 半持續(xù)調(diào)度中引入優(yōu)先級(jí)思想。讓信道質(zhì)量好的VoLTE用戶能獲得高的優(yōu)先級(jí)調(diào)度權(quán)，優(yōu) 先分配到物理資源塊，從而減小用戶分組重傳發(fā)生的概率。內(nèi)嵌在基站MAC層中的優(yōu)先級(jí) 半持續(xù)調(diào)度機(jī)制負(fù)責(zé)物理資源塊的分配。
[0007] 所述確定VoLTE用戶優(yōu)先級(jí)算法為，在K&H/MPF算法中，在保證VoLTE業(yè)務(wù)QoS (服 務(wù)質(zhì)量）的前提下，根據(jù)用戶的當(dāng)前的信道增益、發(fā)送功率和用戶的BER、平均比特傳輸速 率、用戶目標(biāo)傳輸速率等參數(shù)來(lái)確定VoLTE用戶等待資源分配的優(yōu)先級(jí)，并根據(jù)平均傳輸 速率和目標(biāo)數(shù)據(jù)速率要求適時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整已經(jīng)分配好的物理資源塊。
[0008] 本發(fā)明的VoLTE業(yè)務(wù)中采用基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟一、在當(dāng)前OFDM(正交頻分復(fù)用）符號(hào)內(nèi)，根據(jù)信道增益、發(fā)送功率和VoLTE 用戶的誤碼率要求，計(jì)算出每個(gè)用戶在每個(gè)子載波上發(fā)送的比特?cái)?shù)；
[0010] 步驟二、按照KMl算法，對(duì)于每個(gè)子載波，給在該子載波上發(fā)送比特?cái)?shù)最大的 VoLTE用戶分配物理資源塊，讓該VoLTE用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0011] 步驟三、計(jì)算每個(gè)VoLTE用戶在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)發(fā)送的總比特?cái)?shù)；
[0012] 步驟四、對(duì)每個(gè)VoLTE用戶，基于它在前一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率，對(duì) 該用戶在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率進(jìn)行更新；
[0013] 步驟五、判斷分配給每個(gè)VoLTE用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的子載波是否需要資源重調(diào)整：如 果VoLTE用戶的平均比特傳輸速率大于其目標(biāo)數(shù)據(jù)速率要求，則判斷分配給該用戶發(fā)送數(shù) 據(jù)的子載波需要資源重調(diào)整，進(jìn)入步驟六；否則不需要進(jìn)行資源重調(diào)整，進(jìn)入步驟八；
[0014] 步驟六、將所述步驟五中確定的需要資源重調(diào)整的子載波按照MPF算法重新進(jìn)行 物理資源塊分配；
[0015] 步驟七、重新計(jì)算所分配的子載波進(jìn)行了資源重調(diào)整的VoLTE用戶發(fā)送的總比特 數(shù)和平均比特傳輸速率；
[0016] 步驟八、結(jié)束當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度流程。
[0017] 本發(fā)明方法的優(yōu)選方案中，步驟二中按照K&H算法進(jìn)行物理資源塊分配的具體方 法為：計(jì)算子載波上所有VoLTE用戶的Ck值，將其中Ck值最大的一個(gè)用戶作為該子載波上 唯一的用戶，即將該子載波上的物理資源塊全部分配給該用戶，其中，Ck為用戶k在該子載 波上發(fā)送的比特?cái)?shù)。
[0018] 本發(fā)明方法的優(yōu)選方案中，步驟四中根據(jù)下式對(duì)當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳 輸速率進(jìn)行更新：

【權(quán)利要求】
1. 一種VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： 步驟一、在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)，根據(jù)信道增益、發(fā)送功率和VoLTE用戶的誤碼率要求，計(jì) 算出每個(gè)用戶在每個(gè)子載波上發(fā)送的比特?cái)?shù)； 步驟二、按照KMl算法，對(duì)于每個(gè)子載波，給在該子載波上發(fā)送比特?cái)?shù)最大的VoLTE用 戶分配物理資源塊，讓該VoLTE用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 步驟三、計(jì)算每個(gè)VoLTE用戶在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)發(fā)送的總比特?cái)?shù)； 步驟四、對(duì)每個(gè)VoLTE用戶，基于它在前一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率，對(duì)該用 戶在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率進(jìn)行更新； 步驟五、判斷分配給每個(gè)VoLTE用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的子載波是否需要資源重調(diào)整：如果 VoLTE用戶的平均比特傳輸速率大于其目標(biāo)數(shù)據(jù)速率要求，則判斷分配給該用戶發(fā)送數(shù)據(jù) 的子載波需要資源重調(diào)整，進(jìn)入步驟六；否則不需要進(jìn)行資源重調(diào)整，進(jìn)入步驟八； 步驟六、將所述步驟五中確定的需要資源重調(diào)整的子載波按照MPF算法重新進(jìn)行物理 資源塊分配； 步驟七、重新計(jì)算所分配的子載波進(jìn)行了資源重調(diào)整的VoLTE用戶發(fā)送的總比特?cái)?shù)和 平均比特傳輸速率； 步驟八、結(jié)束當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度流程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法，其特征在于，所 述步驟二中按照KMl算法進(jìn)行物理資源塊分配的具體方法為：計(jì)算子載波上所有VoLTE用 戶的C k值，將其中Ck值最大的一個(gè)用戶作為該子載波上唯一的用戶，即將該子載波上的物 理資源塊全部分配給該用戶，其中，C k為用戶k在該子載波上發(fā)送的比特?cái)?shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法，其特征在于，所 述步驟四中根據(jù)下式對(duì)當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率進(jìn)行更新：
其中，豆k為用戶k在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率； 用戶k在前一個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率； rk為用戶k在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)發(fā)送的總比特?cái)?shù)； τ k為用戶k的平均速率更新因子。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的VoLTE業(yè)務(wù)中基于優(yōu)先級(jí)的半持續(xù)調(diào)度方法，其特征 在于，所述步驟六按照MPF算法重新進(jìn)行物理資源塊分配的具體方法為：計(jì)算該子載波上 所有VoLTE用戶的^值，將其中^值最大的一個(gè)用戶作為該子載波上唯一的用戶，即 將該子載波上的物理資源塊全部分配給該用戶，其中，Ck為用戶k在該子載波上發(fā)送的比 特?cái)?shù)，&k.為用戶k在當(dāng)前OFDM符號(hào)內(nèi)的平均比特傳輸速率，Rk為用戶k的目標(biāo)數(shù)據(jù)速率要 求。
【文檔編號(hào)】H04W72/12GK104394597SQ201410626502
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】李順, 郁振宇, 卞月根 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)