本發(fā)明屬于lte系統(tǒng)下行資源塊調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及該系統(tǒng)中一種針對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的基于丟包率的lte下行調(diào)度方案。
背景技術(shù)：
近年來，隨著無線通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)越來越廣泛地被要求接入到通信系統(tǒng)中。無線通信已從起初的單一數(shù)據(jù)傳輸向?qū)崟r(shí)多媒體業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆较虬l(fā)展，實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)讓人們能夠更方便地生活和更快捷地工作。隨著lte(longtermevolution)系統(tǒng)中實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)類型的不斷增長(zhǎng)，多媒體業(yè)務(wù)的qos(qualityofservise，服務(wù)質(zhì)量)要求也在不斷提高，尤其是實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)。如何在有限的無線資源條件下，滿足不同業(yè)務(wù)的qos要求，對(duì)這個(gè)問題的研究是非常重要的。
資源調(diào)度算法是資源調(diào)度的核心，目前l(fā)te網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下常采用的資源調(diào)度算法都是由傳統(tǒng)資源調(diào)度方案移植、演化而來，并針對(duì)lte系統(tǒng)特性加以改進(jìn)?，F(xiàn)有的lte系統(tǒng)無線資源調(diào)度采用分組調(diào)度的方法，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，劃分為實(shí)時(shí)(realtime，rt)業(yè)務(wù)和非實(shí)時(shí)(notrealtime,nrt)業(yè)務(wù)，針對(duì)不同業(yè)務(wù)特性結(jié)合lte系統(tǒng)特性，分別采用不同調(diào)度策略對(duì)資源進(jìn)行調(diào)度。
主要的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)調(diào)度算法有m-lwdf、exp、dps等。m-lwdf算法主要針對(duì)高數(shù)據(jù)傳輸速率業(yè)務(wù)流而提出，通過綜合考慮信道狀態(tài)信息和分組時(shí)延，在考慮公平性與吞吐量的基礎(chǔ)上，提升了系統(tǒng)的時(shí)延性能，通過降低實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延為用戶提供了良好的服務(wù)體驗(yàn)。exp算法，將比例公平調(diào)度和對(duì)時(shí)延進(jìn)行指數(shù)加權(quán)進(jìn)行折中調(diào)度，也能取得較好的時(shí)延特性。dps算法是針對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)丟包率性能不足而設(shè)計(jì)的。在調(diào)度過程中，只考慮用戶的時(shí)延狀況，優(yōu)先對(duì)即將超過最大允許時(shí)延的用戶進(jìn)行調(diào)度，有效降低了系統(tǒng)的丟包率。雖然這些算法都有其各自的優(yōu)勢(shì)，但是上述算法都缺乏隨同種或不同業(yè)務(wù)無線資源的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整其調(diào)度策略的機(jī)制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，基于指數(shù)方法，提出一種適用于lte系統(tǒng)用戶實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的調(diào)度方法，使其能夠根據(jù)用戶經(jīng)歷的信道質(zhì)量變化情況，通過實(shí)時(shí)丟包率指數(shù)，來調(diào)整時(shí)延預(yù)算，進(jìn)而計(jì)算優(yōu)先級(jí)，在保證正常傳輸情況下，根據(jù)丟包率進(jìn)一步區(qū)分同種類業(yè)務(wù)用戶的優(yōu)先級(jí)，為丟包率較高的用戶以優(yōu)先級(jí)補(bǔ)償。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
一種基于丟包率的lte下行實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)調(diào)度改進(jìn)方法，包括以下步驟：
步驟1、根據(jù)用戶i接收到的信號(hào)，計(jì)算其在第n個(gè)tti周期內(nèi)在每個(gè)載波上的信道增益；
步驟2、根據(jù)用戶i接收到的信號(hào)，計(jì)算其在每個(gè)子載波的信噪比；
步驟3、根據(jù)用戶i在每個(gè)子載波的信噪比，計(jì)算其在每個(gè)資源塊的有效信噪比；
步驟4、根據(jù)用戶i在每個(gè)資源塊上的有效信噪比，計(jì)算用戶i在第n個(gè)tti能達(dá)到的瞬時(shí)傳輸速率；
步驟5、根據(jù)用戶i在第n個(gè)tti的瞬時(shí)傳輸速率，更新用戶i在前n個(gè)tti時(shí)刻的平均傳輸速率；
步驟6、根據(jù)用戶i在第n個(gè)tti的傳輸情況，更新用戶i在前n個(gè)tti時(shí)刻的丟包率即當(dāng)前丟包率，根據(jù)基站端獲取的用戶i的可接受最大丟包率、初始時(shí)延閾值，按照以下方法確定當(dāng)前時(shí)延閾值：
如果當(dāng)前丟包率大于可接受最大丟包率，則
如果當(dāng)前丟包率大于小于等于可接受最大丟包率，則
并計(jì)算最新qos等級(jí)標(biāo)識(shí)
步驟7、根據(jù)基站端獲取的用戶i隊(duì)列頭數(shù)據(jù)包的分組時(shí)延、可接受最大丟包率、下行實(shí)時(shí)活躍信息流數(shù)目以及初始時(shí)延閾值，計(jì)算調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)中的平均包頭時(shí)延；
步驟8、根據(jù)業(yè)務(wù)流種類以及步驟1到7所計(jì)算的參數(shù)，按照以下公式計(jì)算調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)：
步驟9：重復(fù)步驟1～8，得到所有用戶的調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)，并將所得到的調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)進(jìn)行大小排序，將資源塊分配給調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)最大的用戶。
進(jìn)一步，上述步驟1中第n個(gè)tti中在任意子載波上的信道增益是由第n個(gè)tti,用戶i對(duì)于第k個(gè)子載波的路徑損耗、陰影衰落增益和多徑衰落增益計(jì)算得出的。
步驟2中第n個(gè)tti中，用戶i在任意子載波上的信噪比為基站在第k個(gè)子載波的發(fā)射功率與信道增益的乘積與噪聲功率、干擾功率之和的比值。
步驟3中，第n個(gè)tti中，用戶i在第j個(gè)rb(resourceblock)上的有效信噪比為信噪比的eesm(exponentialeffectivesnrmapping，指數(shù)有效信噪比映射模型)映射值。
步驟4中，用戶i在第n個(gè)tti時(shí)能達(dá)到的傳輸速率為有效信噪比的香農(nóng)值。
步驟5中，更新用戶的平均傳輸速率是由更新時(shí)間窗內(nèi)用戶i在第n個(gè)tti時(shí)的瞬時(shí)傳輸速率和先前n-1個(gè)tti內(nèi)的平均傳輸速率計(jì)算得出的。
步驟6中，時(shí)延閾值修正單位優(yōu)選為初始時(shí)延閾值的百分之一。
與現(xiàn)有的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)調(diào)度方法相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1，由于現(xiàn)有技術(shù)中主要方法在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)調(diào)度方面采用固定時(shí)延閾值，無法區(qū)分同種業(yè)務(wù)之間的優(yōu)先級(jí)，對(duì)業(yè)務(wù)相同的而信道狀況較差的用戶有失公平，本發(fā)明可以根據(jù)用戶丟包率狀況適時(shí)調(diào)整時(shí)延閾值，一定程度上提高丟包率較高用戶的優(yōu)先級(jí)，提高公平性。
2，在對(duì)不同業(yè)務(wù)區(qū)分優(yōu)先級(jí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)同種業(yè)務(wù)隨無線資源變化優(yōu)先級(jí)區(qū)分問題，本發(fā)明根據(jù)實(shí)時(shí)丟包率，提出一個(gè)丟包率系數(shù)的概念：即當(dāng)前丟包率與可接受最大丟包率的比值，根據(jù)此系數(shù)在每個(gè)tti內(nèi)修正
3，本發(fā)明得以使同種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)用戶之間的優(yōu)先級(jí)區(qū)分細(xì)化，提高靈敏度與公平性，實(shí)現(xiàn)隨無線資源變化動(dòng)態(tài)調(diào)整其調(diào)度策略的機(jī)制。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的調(diào)度流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，此處的附圖僅用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
一種基于丟包率的lte下行實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)調(diào)度改進(jìn)方法，如圖1所示，包括以下步驟：
首先，根據(jù)用戶i接收到的信號(hào)，根據(jù)第n個(gè)tti(transmissiontimeinterval，傳輸時(shí)間間隔),用戶i對(duì)于第k個(gè)子載波的路徑損耗、陰影衰落增益和多徑衰落增益，計(jì)算其在第n個(gè)tti周期內(nèi)在每個(gè)載波上的信道增益。這里，第n個(gè)tti中在任意子載波上的信道增益是由第n個(gè)tti,用戶i對(duì)于第k個(gè)子載波的路徑損耗、陰影衰落增益和多徑衰落增益計(jì)算得出的。
第二，根據(jù)用戶i接收到的信號(hào)，計(jì)算其在每個(gè)子載波的信噪比，用戶i在任意子載波上的信噪比為基站在第k個(gè)子載波的發(fā)射功率與信道增益的乘積與噪聲功率、干擾功率之和的比值。第n個(gè)tti中，用戶i在任意子載波上的信噪比為基站在第k個(gè)子載波的發(fā)射功率與信道增益的乘積與噪聲功率、干擾功率之和的比值。
第三，根據(jù)用戶i在每個(gè)子載波的信噪比，根據(jù)eesm模型計(jì)算其在每個(gè)資源塊的有效信噪比，第n個(gè)tti中，用戶i在第j個(gè)rb上的有效信噪比為信噪比的指數(shù)有效信噪比映射模型映射值。
第四，根據(jù)用戶i在每個(gè)資源塊上的有效信噪比，依據(jù)香農(nóng)公式計(jì)算用戶i在第n個(gè)tti能達(dá)到的傳輸速率，用戶i在第n個(gè)tti時(shí)能達(dá)到的傳輸速率為有效信噪比的香農(nóng)值。
第五，根據(jù)用戶i在第n個(gè)tti的瞬時(shí)傳輸速率，更新用戶i在前n個(gè)tti時(shí)刻的平均傳輸速率，更新用戶的平均傳輸速率是由更新時(shí)間窗內(nèi)用戶i在第n個(gè)tti時(shí)的瞬時(shí)傳輸速率和先前n-1個(gè)tti內(nèi)的平均傳輸速率計(jì)算得出的。
第六，步驟6根據(jù)用戶i在第n個(gè)tti的傳輸情況，更新用戶i在前n個(gè)tti時(shí)刻的丟包率即當(dāng)前丟包率，根據(jù)基站端獲取的用戶i的可接受最大丟包率、初始時(shí)延閾值，確定當(dāng)前時(shí)延閾值：
如果當(dāng)前丟包率大于可接受最大丟包率：
如果當(dāng)前丟包率大于小于等于可接受最大丟包率：
并計(jì)算最新qos等級(jí)標(biāo)識(shí)
第七，根據(jù)基站端獲取的用戶i隊(duì)列頭數(shù)據(jù)包的分組時(shí)延、可接受最大丟包率、下行實(shí)時(shí)活躍信息流數(shù)目以及初始時(shí)延閾值，計(jì)算調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)中的平均包頭時(shí)延：
第八，根據(jù)業(yè)務(wù)流種類以及步驟1到7所計(jì)算的參數(shù)，計(jì)算調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)。所述調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)為：
第九，重復(fù)以上步驟，得到所有用戶的調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)，并將所得到的調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)進(jìn)行大小排序，將資源塊分配給調(diào)度優(yōu)先級(jí)系數(shù)大的用戶。
本發(fā)明在保證系統(tǒng)整體吞吐量前提下，降低了業(yè)務(wù)的時(shí)延性能及業(yè)務(wù)丟包率，使同種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)用戶之間的優(yōu)先級(jí)區(qū)分細(xì)化，提高靈敏度與公平性，實(shí)現(xiàn)隨無線資源變化動(dòng)態(tài)調(diào)整其調(diào)度策略的機(jī)制。