CN100521809C - 一种在通信系统中分配资源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在通信系统中分配资源的方法，以解决现有技术中因绝对优先级高的业务长时间占用系统资源导致绝对优先级低的业务得不到系统资源的问题；该方法将逻辑信道的绝对优先级和一段时间内各逻辑信道的实际业务量结合起来，计算每个业务可消耗系统资源的权重并进行动态调整，所述每个业务可消耗系统资源的权重为每个业务的绝对优先级和业务量乘积与所有业务的绝对优先级和业务量乘积之和的比值，然后在资源分配周期内按权重给各业务分配系统资源。本发明有效地解决了多个业务充分共享有限资源的问题。

Description

一种在通信系统中分配资源的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种在通信系统中分配资源的方法。

背景技术

在通信系统中，很多情况下存在通信的需求超出有限的资源，因此需要寻找合理的规则以有限的资源来满足多方面的需求，而不能只满足优先级高的需求，也不能使用平均主义。例如在WCDMA系统中，逻辑信道向传输信道映射时就是这样一个场景。网络侧预先定义了不同应用业务的绝对优先级，承载应用业务的逻辑信道的绝对优先级为1～8，当这8个逻辑信道都有数据发送需求，而发射功率又受限时，则就存在一个如何调度发送的问题。在WCDMA R99版本中，采用的发送方案是首先满足绝对优先级最高的逻辑信道，即绝对优先级最高的逻辑信道数据发送最大化。这样带来的问题是绝对优先级小的逻辑信道的数据就可能一直发不出去。另外一个场景是在WCDMA增强系统中，可能同时存在专用信道(DCH)和增强专用信道(E-DCH)两类传输信道承载不同的业务类型，一般专用信道(DCH)承载的业务类型优先级高于增强专用信道(E-DCH)的业务类型，那么在这两类传输信道之间也有资源如何分配的问题。

在现有技术一般采用绝对优先级方案，设有n个应用业务需求，业务需求的绝对优先级设为A_i＝i，1≤i≤n，假定A₁优先级最高，A_n优先级最低，即A_i值越小，绝对优先级越高。申请服务所耗资源为P_i＝i，1≤i≤n，可用资源为P，则现有技术的处理是：

1、判断现有资源是否满足当前优先级最高的服务，即判断是否P₁<P，如果满足，则消耗P₁资源，计算剩余资源P-P₁，转到2，如果P₁>P，则全部消耗资源P，满足业务1的一部分需求P，然后转到3。

2、用剩余资源P-P₁替换P，类似于1去满足次优先级的业务，直到所有n个业务遍历完。

3、终止当前资源分配过程。

例如有两个逻辑信道，绝对优先级值分别为1和2，1的优先级高于2；逻辑信道的缓冲区数据量为200比特和100比特，映射的传输信道的块大小只有150比特，则当前传输周期传输传逻辑信道1的150比特数据，下一个传输周期如果逻辑信道1的缓冲区数据量又超过150比特仍为200比特，则传输信道还是传输逻辑信道1的150比特数据，这样逻辑信道2的数据就始终没有机会传输出去，可用资源一直被优先级高的逻辑信道1占用，逻辑信道2不能利用系统资源。

从上可知，现有技术不能均衡利用资源，存在绝对优先级高的业务占用系统所有资源，绝对优先级低的业务一直不能使用系统资源的问题。

发明内容

本发明提供一种在通信系统中分配资源的方法，以解决现有技术中因绝对优先级高的业务长时间占用系统资源导致绝对优先级低的业务得不到系统资源的问题。

一种在通信系统中分配资源的方法，包括如下步骤：

A、进入系统资源分配周期；

B、根据所有业务在该周期内的绝对优先级和业务量，计算每个业务可消耗系统资源的权重，所述每个业务可消耗系统资源的权重为每个业务的绝对优先级和业务量乘积与所有业务的绝对优先级和业务量乘积之和的比值；

C、根据可分配的系统资源和各业务可消耗系统资源的权重之积确定各业务可获得的系统资源，并将其分配给业务。

一种在通信系统中分配资源的方法，包括如下步骤：

a、进入系统资源分配周期；

b、根据该周期内专用信道和增强专用信道中所有业务的绝对优先级和业务量，分别计算专用信道和增强专用信道可消耗系统资源的权重，所述专用信道和增强专用信道可消耗系统资源的权重为每种信道中所有业务的绝对优先级和业务量乘积之和与两种信道全部业务的绝对优先级和业务量乘积之和的比值；

c、根据可分配的系统资源分别与专用信道和增强专用信道可消耗系统资源的权重进行乘法运算确定专用信道和增强专用信道可获得的系统资源；

d、按下述情况为专用信道和增强专用信道分配资源：

如果专用信道对系统资源的最大需求大于或等于步骤c中确定的分配给专用信道的资源，则按步骤c中确定的资源分配给专用信道和增强专用信道；

如果专用信道对系统资源的最大需求小于步骤c中确定的分配给专用信道的资源，则从可分配的系统资源中为专用信道分配其对系统资源的最大需求值，并将剩余的系统资源分配给增强专用信道。

本发明不局限于通信业务的绝对优先级分配资源，通过结合一段时间内各业务的实际业务量来动态调整各业务可消耗资源的权重，生成资源分配自适应权后，并按权重给各业务分配资源，因而有效的解决了多个业务充分共享有限资源的问题，避免了因绝对优先级高的业务占用所有资源而造成绝对优先级低的业务一直不能使用系统资源的问题。

附图说明

图1为本发明中分配发射功率的流程图。

具体实施方式

本发明将通信业务的绝对优先级和一段时间内各逻辑信道的实际业务量结合起来，计算每个业务可消耗系统资源的权重(以下称为资源分配自适应权)并进行动态调整，然后在资源分配周期内按权重给各业务分配系统资源，使资源分配具有下述特征：

(1)当某个业务在资源分配周期内没有业务量时，能释放所有资源；

(2)只在有业务量的业务之间分配所有资源；

(3)绝对优先级越高的业务未必占用更多资源，只有当该业务在资源分配周期有更大的业务量，才会让该业务占用更多资源；

(4)业务量相等的业务如果绝对优先级更高，则占用更多资源；

(5)绝对优先级相等的业务如果业务量更大，则占用更多资源；

(6)资源分配自适应权是绝对优先级和业务量的函数，每个资源分配周期更新一次资源分配自适应权，资源分配周期要小于各业务对时延的容忍度。

下面通过具体实例对本发明的资源分配方法进行详细说明：

有n个业务的绝对优先级用数值表示为A_i＝i，1≤i≤n，假定表示优先级的数值越大则优先级越大，某个资源分配周期的业务量为D_i，1≤i≤n，可用的系统资源为P，构造各业务的资源分配自适应权为：

$W_i=\frac{A_i*D_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i},1\&le;i\&le;n---\left(1\right)$

然后给每个业务分配的资源P_i＝W_i*P，1≤i≤n。这种分配方法满足前述的6个特征：

(1)如果业务i没有业务量，即D_i＝0，则P_i＝0，即业务i不占任何资源，全部释放给其他业务；

(2)当D_i不等于零时，P_i也不等于零，有业务量就消耗了资源；

(3)D_i>D_j不能推出P_i>P_j，即绝对优先级越高的业务未必占用更多资源，只有当A_i*D_i>A_j*D_j时，P_i才大于P_j，即只有当业务量和绝对优先级都大时，才会让该业务占用更多的资源；

(4)当D_i＝D_j时，即业务量相等时，绝对优先级越大(A_i>A_j)，那么占用的资源更多(P_i>P_j)；

(5)当A_i＝A_j时，即绝对优先级相等时，业务量越大(D_i>D_j)，那么占用的资源更多(P_i>P_j)；

(6)权重W_i和W_j是绝对优先级A_i，A_j和业务量D_i，D_j的函数。

如：在WCMDA系统中，在MAC层有逻辑信道向传输信道映射的过程，(与背景技术里的例子比较)本发明的资源分配过程如下：

(1)进入资源分配周期，重排优先级值，A₁＝2，A₂＝1，使绝对优先级越高对应的数值越大。

(2)按公式(1)计算资源分配自适应权：

W₁＝2*200/(2*200+1*100)＝0.8；W₂＝1*100/(2*200+1*100)＝0.2；因此第一个传输周期传输逻辑信道1的数据0.8*150＝120比特，传输逻辑信道2的数据0.2*150＝30比特。

(3)下一个传输周期如果逻辑信道1的缓冲区数据量仍为200比特，逻辑信道2的缓冲区数据量为100-30＝70比特，则更新资源分配自适应权。

(4)W₁＝2*200/(2*200+1*70)＝0.85；W₂＝1*70/(2*200+1*70)＝0.15；因此第二个传输周期传输逻辑信道1的数据为0.85*150＝127比特，传输逻辑信道2的数据为0.15*150＝23比特。

这样每个传输周期都在根据绝对优先级和缓冲区的数据量实时更新资源分配权，调整资源分配，既满足了高优先级业务的业务要求也兼顾了低优先级业务的业务要求。

在上述实施例中，资源分配周期(也是资源分配自适应权的更新周期)正好为业务的传输周期。一般当并行业务对时延的敏感度较高时，资源分配周期应短一些如本实施例1。当并行业务对时延的敏感度不高时，资源分配周期也可适当长一些。例如放宽为m(m>1)个传输周期。

在WCDMA系统上行增强型版本中，存在一种场景，即承载传统业务的专用信道(DCH)和承载增强业务的增强专用信道(E-DCH)同时存在，这两个传输信道都要传输数据，都要消耗终端的发射功率。但由于终端本身器件的限制，以及网络统一规划的原因，终端的发射功率是受限的。因此在专用信道(DCH)与增强专用信道(E-DCH)之间存在一个共同分配功率的问题。传输格式组合(TFC)选择算法中，传输格式组合(TFC)的状态更新需要考虑各传输格式组合(TFC)在达到相应服务质量(QOS)所需要的发射功率，要达到相同服务质量(QOS)，传输速率越大则需要更大的发射功率，相反给定了可用的发射功率则等价于约束了可传输的最大速率，因此分配好专用信道(DCH)和增强专用信道(E-DCH)之间的功率等于间接的约束了专用信道(DCH)的最大发送速率，这样也能避免专用信道(DCH)耗尽了所有发射功率。

因为专用信道(DCH)承载业务的优先级一般要高于增强专用信道(E-DCH)，如果先给专用信道(DCH)分配它所需要的功率，则剩下的功率可能不能满足增强专用信道(E-DCH)的要求。为此上述资源分配方法应用于专用信道(DCH)和增强专用信道(E-DCH)之间的功率分配可以实现对专用信道(DCH)的最大速率的限制，保证增强专用信道(E-DCH)也能以一定速率发送数据。

设有n个逻辑信道L_i，1≤i≤n，其绝对优先级数值表示为A_i＝i，1≤i≤n，绝对优先级的数值越大优先级越低，各逻辑信道缓冲区数据量为D_i＝i，1≤i≤n。逻辑信道L_i，1≤i≤m映射到专用信道(DCH)，逻辑信道L_i，m+1≤i≤n映射到增强专用信道(E-DCH)，终端可用最大发射功率为P。则本发明在专用信道(DCH)和增强专用信道(E-DCH)之间的功率分配以及在专用信道和增强专用信道内逻辑信道的复用数据量分配的具体过程如下：

1、进入系统资源分配周期。

2、重排绝对优先级数值，使绝对优先级越高对应的数值越大。即A_i＝(n+1)-i，1≤i≤n。

3、构造专用信道(DCH)和增强专用信道(E-DCH)各自的发射功率分配自适应权值：

$W_{\mathrm{DCH}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i},$

$W_{E-\mathrm{DCH}}=\frac{\underset{i=m+1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i}.$

4、判断当前终端规格约束的专用信道(DCH)的最大发送速率所需发射功率P_DCH是否大于W_DCH*P，其中P为系统可分配的功率：

如果P_DCH>＝W_DCH*P则分配给专用信道(DCH)功率为W_DCH*P，分配给增强专用信道(E-DCH)功率为W_E-DCH*P；

如果P_DCH<W_DCH*P则分配给专用信道(DCH)功率为P_DCH，分配给增强专用信道(E-DCH)功率为P-P_DCH。

这样当承载传统业务的专用信道(DCH)和承载增强业务的增强专用信道(E-DCH)同时存在时，保证了这两个信道都能传输数据，两种业务需求都能得到不同程度的满足，绝对优先级高的业务如果同时又有较大的业务量则满足的程度更高。

5、按： $W_i=\frac{A_i*D_i}{\underset{i=1}{\overset{x}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i},1\&le;i\&le;x$ 构造专用信道(DCH)中各逻辑信道的复用数据量分配自适应权值，其中x为专用信道中的逻辑信道数(即业务数量)；

按： $W_i=\frac{A_i*D_i}{\underset{i=1}{\overset{y}{\mathrm{\&Sigma;}}}{A}_i*D_i},1\&le;i\&le;y$ 构造增强专用信道(E-DCH)中各逻辑信道的复用数据量分配自适应权值，其中y为增强专用信道中的逻辑信道数(即业务数量)；

6、在专用信道中按P_i＝W_i*P，1≤i≤x为每个逻辑信道分配复用数据量；在增强专用信道中按P_i＝W_i*P，1≤i≤y为每个逻辑信道分配复用数据量。

本发明不仅限于为逻辑信道分配复用数据量，为专用信道和增强专用信道分配发射功率，也可为逻辑信道，专用信道和增强专用信道分配其他的系统资源。

显然，本领域的技术人员可以对本发明的方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1、一种在通信系统中分配资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、进入系统资源分配周期；

B、根据所有业务在该周期内的绝对优先级和业务量，计算每个业务可消耗系统资源的权重，所述每个业务可消耗系统资源的权重为每个业务的绝对优先级和业务量乘积与所有业务的绝对优先级和业务量乘积之和的比值；

C、根据可分配的系统资源和各业务可消耗系统资源的权重之积确定各业务可获得的系统资源，并将其分配给各业务。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B之前还包括步骤：

B1、重排当前资源分配周期内业务的绝对优先级，使绝对优先级越高所对应的数值越大。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述业务可获得的系统资源是指逻辑信道映射到传输信道的复用数据量。

4、一种在通信系统中分配资源的方法，所述通信系统中存在专用信道和增强专用信道，其特征在于，包括如下步骤：

a、进入系统资源分配周期；

b、根据该周期内专用信道和增强专用信道中所有业务的绝对优先级和业务量，分别计算专用信道和增强专用信道可消耗系统资源的权重，所述专用信道和增强专用信道可消耗系统资源的权重为每种信道中所有业务的绝对优先级和业务量乘积之和与两种信道全部业务的绝对优先级和业务量乘积之和的比值；

c、根据可分配的系统资源分别与专用信道和增强专用信道可消耗系统资源的权重进行乘法运算确定专用信道和增强专用信道可获得的系统资源；

d、按下述情况为专用信道和增强专用信道分配资源：

如果专用信道对系统资源的最大需求大于或等于步骤c中确定的分配给专用信道的资源，则按步骤c中确定的资源分配给专用信道和增强专用信道；

如果专用信道对系统资源的最大需求小于步骤c中确定的分配给专用信道的资源，则从可分配的系统资源中为专用信道分配其对系统资源的最大需求值，并将剩余的系统资源分配给增强专用信道。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

e、根据专用信道和增强专用信道中所有业务在当前资源分配周期内的绝对优先级和业务量，分别计算专用信道和增强专用信道中每个业务可消耗系统资源的权重，所述专用信道和增强专用信道中每个业务可消耗系统资源的权重为每个业务的绝对优先级和业务量乘积与对应信道中所有业务的绝对优先级和业务量乘积之和的比值；

f、根据专用信道可获得的系统资源和专用信道中各业务可消耗系统资源的权重之积确定各业务可获得的系统资源，并将其分配给业务；以及根据增强专用信道可获得的系统资源和增强专用信道中各业务可消耗系统资源的权重之积确定各业务可获得的系统资源，并将其分配给业务。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b之前还包括步骤：

b1、重排当前资源分配周期内业务的绝对优先级，使绝对优先级越高对应的数值越大。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，在专用信道和增强专用信道之间分配的系统资源为系统的可用发射功率；在专用信道和增强专用信道内分配的系统资源为各逻辑信道映射到传输信道的复用数据量。

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