CN100581291C - 一种无线接入系统下行链路资源调度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种无线接入系统下行链路资源调度的方法和装置。要解决在分配信道资源时，兼顾频谱资源利用率和用户公平性的问题。该方法包括：获取各个移动终端的调制编码方式；利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例；利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。该装置包括：下行调制编码方式管理单元、信道资源划分单元、资源分配单元。本发明的方法以各个移动终端的平均传输容量乘积作为信道资源优化调度的目标，从而实现了在分配信道资源时，在频谱资源利用率和用户公平性之间得到较佳兼顾。

Description

一种无线接入系统下行链路资源调度的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种无线接入系统下行链路资源调度的方法和装置。

背景技术

全球微波互操作性(WIMAX，World Interoperability ForMicrowave Access)系统提供点对多点的宽带无线接入，支持多样化的多媒体业务，其中包括话音业务，视频流媒体等实时多媒体业务，超文本传输协议(Hyper Text Transfer Protocol)、文件传输协议(FileTransfer Protocol)、电子邮件等非实时业务。媒体接入控制(MediumAccess Control)层的资源管理和调度方法是提高系统的频谱利用率、满足用户之间的公平性以及保证各种业务服务质量的重要机制。

对于实时多媒体业务，可以使用轮循式的调度策略(Round Robin)进行调度和资源分配。对于非实时业务，采用轮循式的调度策略可以满足用户之间的公平性，但是其频谱资源利用率是相对较低；采用最大载干比(C/I，Carrier to Interference Ratio)调度策略可以使得系统吞吐量和频谱资源利用率达到最大。

采用C/I调度策略的原理是优先将信道资源分配给当前时刻C_k(t)最大的移动终端。其中，C_k(t)是将第t帧分配给移动终端k时可以传输的容量，以bit为单位。信道资源可以用信道资源比例x_k(t)来表示，x_k(t)是第t帧分配给移动终端k的信道资源比例，在电气电子协会(IEEE，Institute of Electrical and Electronics Engineers)标准的系统中，x_k(t)是一个[0，1]之间的实数，是当前资源调度策略的输出结果，表示当前分配给移动终端的物理帧的比例。

分配给当前C_k(t)最大的移动终端k^*的信道资源

确定过程为：首先，令x_k(t)＝0；判断各个移动终端的x_k(t)之和是否小于1，如果小于1，则令当前C_k(t)最大的移动终端k^*的信道资源 $x_{k^{*}}\left(t\right)=H_{k^{*}}\left(t\right)/C_{k^{*}}\left(t\right);$ 其中，

为第t帧时移动终端k^*的队列长度，以bit为单位。然后进行判断，如果包括k*在内的各个移动终端的 $\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{x}_k\left(t\right)\≥1,$ 则令 $x_{k^{*}}\left(t\right)=1-\underset{k\≠k^{*}}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right),$ 并更新队列长度 $H_{k^{*}}\left(t\right)=H_{k^{*}}\left(t\right)-x_{k^{*}}\left(t\right)C_{k^{*}}\left(t\right);$ 其中，为不包括移动终端k^*在内的各个移动终端的x_k(t)之和。

采用C/I策略能够达到较高的频谱资源利用率，但是不能满足用户之间的公平性。

另外一种常用的调度策略是轮循式的调度策略，这类方法将信道资源按照一定比例均等地分配给所有用户。该调度策略能够满足用户之间一定的公平性，但是在系统总吞吐量和频谱资源利用率上的性能是比较差的。

因此，提高频谱资源利用率和满足用户之间公平性是任何调度策略都需要面临的一个矛盾。比例公平调度策略是一种在频谱资源利用率和用户公平性之间很好地进行折衷的调度策略，但是WIMAX系统的多载波传输机制使得以往的比例公平调度策略不能直接推广到WIMAX系统中。至今，包括WIMAX系统在内的一些无线系统中的比例公平调度策略还没有得到很好的解决。

发明内容

有鉴于此，本发明的方法和装置在于提供一种无线接入系统下行链路资源调度的方法和装置，使得分配信道资源时，在频谱资源利用率和用户公平性之间得到较佳兼顾。

为解决上述问题，本发明提供一种无线接入系统下行链路资源调度的方法，包括：

获取各个移动终端的调制编码方式；

同时考虑系统总吞吐量和用户间公平性两个因素，利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例，具体为：

通过使 $\underset{k}{\mathrm{\Π}}{R}_k\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Π}}((1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right))$ 或 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log \left[(R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))\left(\frac{T_w-1}{T_w}\right)\right]$ 达到最大值获取各个移动终端的信道资源比例x_k(t)；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，

为t时刻的各个移动终端的平均传输容量乘积，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号；

利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

其中，所述获取各个移动终端的调制编码方式包括：

通过测距或下行信道质量报告帧，获取移动终端k的信干噪比CINR值；

利用所述移动终端k的CINR值与各个调制编码方式的CINR阈值比较，获得小于且最接近移动终端k的CINR值的调制编码方式i，所述调制编码方式i为移动终端k所使用的调制编码方式；其中，i为各个调制编码方式序号，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

其中，所述获取各个移动终端的调制编码方式是通过各个移动终端发起的下行调制编码方式的改变来获取。

其中，所述获取使各个移动终端平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例为：

通过使 $J=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log (R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))-{\mathrm{\λ}}^{-1}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right)$ 得到J对x_k(t)的偏导数为零时x_k(t)的值，如果x_k(t)≤0，则取x_k(t)＝0，如果x_k(t)＞0，则将该x_k(t)的值进行离散化处理得到最终x_k(t)的值；其中，λ为预定条件，且满足 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}=1$ 这一等式关系，在该等式关系中， ${\left(x\right)}^{+}=\left\{\begin{array}{c}x,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right.;$ T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

其中，所述的无线接入系统下行链路资源调度的方法还包括确定各个移动终端的信道资源比例x_k(t)后，更新各个移动终端的平均传输容量，作为获得下次x_k(t)的数据。

其中，所述更新各个移动终端的平均传输容量可以通过

$R_k\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right)$ 来完成；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k的当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

其中，所述获取使各个移动终端平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例为：

本发明还提供一种无线接入系统下行链路资源调度的装置，包括：

下行调制编码方式管理单元，用于获取各个移动终端的调制编码方式并发送至信道资源划分单元；

信道资源划分单元，用于：同时考虑系统总吞吐量和用户间公平性两个因素，利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例并发送至资源分配单元，具体为：

通过使 $\underset{k}{\mathrm{\Π}}{R}_k\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Π}}((1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right))$ 或 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log \left[(R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))\left(\frac{T_w-1}{T_w}\right)\right]$ 达到最大值获取各个移动终端的信道资源比例x_k(t)；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，

为t时刻的各个移动终端的平均传输容量乘积，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号；

资源分配单元，用于利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

其中，所述下行调制编码方式管理单元包括：

信道质量单元，用于通过测距或下行信道质量报告帧，获取移动终端k的信干噪比CINR值；

所述下行调制编码方式管理单元用于利用所述移动终端k的CINR值与各个调制编码方式的CINR阈值比较，获得小于且最接近移动终端k的CINR值的调制编码方式i，所述调制编码方式i为移动终端k所使用的调制编码方式；其中，i为各个调制编码方式的序号，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

其中，所述下行调制编码方式管理单元用于通过各个移动终端发起的下行调制编码方式的改变来获取各个移动终端的当前下行调制编码方式。

其中，所述信道资源划分单元用于通过

$J=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log (R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))-{\mathrm{\λ}}^{-1}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right)$ 得到J对x_k(t)的偏导数为零时x_k(t)的值，如果x_k(t)≤0，则取x_k(t)＝0，如果x_k(t)＞0，则将该x_k(t)的值进行离散化处理得到最终x_k(t)的值；其中，λ为预定条件，且满足 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}=1$ 这一等式关系，在该等式关系中， ${\left(x\right)}^{+}=\left\{\begin{array}{c}x,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right.;$ T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

其中，所述信道资源划分单元还用于更新各个移动终端的平均传输容量，作为获得下次x_k(t)的数据。

其中，所述信道资源划分单元用于通过使

$R_k\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right)$ 来更新各个移动终端的平均传输容量；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k的当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

通过本发明的方法和装置，以各个移动终端的平均传输容量乘积作为信道资源优化调度的目标，能够达到较高的系统吞吐量的同时，又能根据终端情况公平的为各个终端分配信道资源，实现了在系统吞吐量和用户公平之间得到较佳的兼顾。

附图说明

图1是本发明方法的流程图；

图2是本发明装置的示意图。

具体实施方式

本发明在每一帧将各个移动终端的平均传输容量乘积作为资源调度策略的优化目标，即第t帧输出的x_k(t)必须最大化各个移动终端平均传输容量乘积。其中，x_k(t)为第t帧分配给移动终端k的信道资源比例，用[0，1]之间的实数表示，k是待分配信道资源的各个移动终端序号。本发明使用移动终端速率的乘积作为优化目标，实际上是同时考虑了系统总吞吐量和用户间公平性两个因素。

下面结合附图详细描述本发明的方法，参见图1，本发明的方法包括：

步骤S101：获取各个移动终端的调制编码方式；

步骤S102：利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例；

步骤S103：利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

下面详细描述应用本发明方法的一个优选实施例。

首先，可以通过获得各个移动终端的下行信道质量信息来确定各个移动终端的下行调制编码方式。

下行信道质量信息可以通过对各个移动终端测距来获取；也可以通过下行信道质量报告帧获取到下行信道质量信息。移动终端k的调制编码方式可以通过下行信道质量信息中的信干噪比(CINR，Carrierto Interference-and-Noise Ratio)值进行确定。从各个移动终端中的下行信道质量信息中得到各个移动终端的CINR，与预先设定的各种调制编码方式(Burst Profile)的CINR门限阈值进行比较来确定各个移动终端所使用的下行调制编码方式。确定各个移动终端的下行调制编码方式时，先将所有可使用的调制编码方式按照频谱效率从低到高排序，即调制编码方式i的CINR门限值CINRi小于调制编码方式i+1的CINR门限值CINRi+1。然后判断当前各个移动终端下行信道的CINR值在哪两个调制编码方式的CINR之间，选择最接近的调制编码方式。例如：若CINRi＜CINR≤CINRi+1，则当前移动终端所使用调制编码方式为i，i为各个调制编码方式序号。

确定移动终端k的调制编码方式不仅限于上述方式，也可以通过移动终端k发起的调制编码方式改变过程获得移动终端k所使用的调制编码方式。

向当前各个移动终端分配所需要的信道资源，先要确定各个移动终端所使用的调制编码方式，根据移动终端k的下行调制编码方式来获得将整个物理帧分配给移动终端k时所能得到的传输比特数C_k(t)。移动终端k的C_k(t)通过移动终端k的物理帧的调制编码方式与信道带宽以及帧长度相乘获得。

为确定向各个移动终端分配的信道资源，除了移动终端的C_k(t)，还需要得到R_k(t-1)。其中，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，以bit为单位，R_k(t)是移动终端k在t时刻的平均传输容量，T_w是当前调度策略时间窗的长度，且存在如下关系： $R_k\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right);$ 则确定当前时刻t的使各个移动终端的平均传输容量乘积最大的x_k(t)，就是确定使 $\underset{k}{\mathrm{\Π}}{R}_k\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Π}}((1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right))$ 达到最大值的各个移动终端的信道资源比例x_k(t)。

确定当前时刻t使各个移动终端的平均传输容量乘积最大的x_k(t)还可通过另一种方式得到解决，即通过使 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log \left[(R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))\left(\frac{T_w-1}{T_w}\right)\right]$ 达到最大值获取各个移动终端的信道资源比例x_k(t)。

对于上述方法所述的确定各个移动终端的x_k(t)的过程，可以利用拉格朗日释限法(Lagrangian Relaxation)，先假定x_k(t)可以取连续的值，构造拉格朗日乘数，

$J=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log (R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))-{\mathrm{\λ}}^{-1}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right)---\left(1\right)$

对(1)式函数J的变量x_k(t)求偏导数，对任意一个移动终端k，令偏导数为零，即 $\frac{\∂J}{{\∂x}_k\left(t\right)}=0,\∀k,$ 可以得到各个移动终端k的x_k(t)的值， $x_k\left(t\right)=\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)},$ 考虑到x_k(t)的取值可能存在正负两种情况，由于x_k(t)不能取负值，通过下面的(2)式修正，

${x_k\left(t\right)[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}---\left(2\right)$

其中， ${\left(x\right)}^{+}=\left\{\begin{array}{c}x,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right.;$ 表示(2)中得到的x_k(t)均为正值。上述(1)式、(2)式中的预定条件λ满足下面的(3)式要求，

$\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}=1---\left(3\right)$

上述过程中由(2)式给出的x_k(t)可以最大化

而其中的λ可以通过(3)式获得，获得的方法可以是数值寻根的方法，例如，对分法、牛顿法等等。

由(2)式和(3)式确定的x_k(t)再进行离散化的处理就可以获得最终分配给各个用户的信道资源比例，离散化处理方法可以是向下取整，四舍五入，向上取整等方法。

确定好各个移动终端的信道资源比例x_k(t)后，通过下面的迭代(4)式更新各个移动终端所获得的平均传输容量R_k(t)。

$R_k\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right)---\left(4\right)$

通过(4)式更新后的R_k(t)作为确定下一帧各个移动终端x_k(t)时的R_k(t-1)。对于(4)式更新吞吐量的平滑滤波方法，也可以采用其它的滤波方法得到。

确定满足每一帧各个移动终端平均传输容量乘积

最大时的x_k(t)的过程，也可通过线性规划、动态规划等方法获得。

在确定好各个移动终端的信道资源比例后，利用所述信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

下面结合附图详细描述本发明的装置，参见图2，本发明的装置包括：

下行调制编码方式管理单元201，用于获取各个移动终端的调制编码方式并发送至信道资源划分单元202；

信道资源划分单元202，用于利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大时的各个移动终端的信道资源比例并发送至资源分配单元203；

资源分配单元203，用于利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

其中，下行调制编码方式管理单元201还包括：

信道质量单元204，用于通过测距或下行信道质量报告帧，获取移动终端k的信干噪比CINR值；

下面详细描述应用本发明装置的一个优选实施例。

信道质量单元204用于通过测距或下行信道质量报告帧，获取移动终端k的信干噪比CINR值。

下行调制编码方式管理单元201用于利用所述信道质量单元204获得的移动终端k的CINR值与各个调制编码方式的CINR阈值比较，获得小于且最接近移动终端k的CINR值的调制编码方式i，所述调制编码方式i为移动终端k所使用的调制编码方式；其中，i为各个调制编码方式序号，k为当前待分配信道资源的各个移动终端的序号。

下行调制编码方式管理单元201还可以用于通过各个移动终端发起的下行调制编码方式的改变来获取各个移动终端的当前下行调制编码方式。

信道资源划分单元202用于通过使

$\underset{k}{\mathrm{\Π}}{R}_k\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Π}}((1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right))$ 或 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log \left[(R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))\left(\frac{T_w-1}{T_w}\right)\right]$ 达到最大值来获取使各个移动终端平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，

为t时刻的各个移动终端的平均传输容量乘积，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端的序号。

信道资源划分单元202用于通过使

$J=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log (R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))-{\mathrm{\λ}}^{-1}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right)$ 得到J对x_k(t)的偏导数为零时的x_k(t)的值，如果x_k(t)≤0，则取x_k(t)＝0，如果x_k(t)＞0，则将该x_k(t)的值进行离散化处理得到最终x_k(t)的值；其中，λ为预定条件，且满足 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}=1,$ T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端的序号。

信道资源划分单元202还用于在确定各个移动终端的信道资源比例后，更新各个移动终端的平均传输容量，作为获得下次x_k(t)的数据；

信道资源划分单元202可以用于通过

$R_k\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right)$ 来更新各个移动终端的平均传输容量；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k的当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端的序号。

信道资源划分单元202还可以用于通过线形规划或动态规划获取各个移动终端的信道资源比例。

对于本发明的方法和装置，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种无线接入系统下行链路资源调度的方法，其特征在于，包括：

获取各个移动终端的调制编码方式；

同时考虑系统总吞吐量和用户间公平性两个因素，利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例，具体为：

通过使 $\underset{k}{\mathrm{\Π}}{R}_k\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Π}}((1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right))$ 或 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log \left[(R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))\left(\frac{T_w-1}{T_w}\right)\right]$ 达到最大值获取各个移动终端的信道资源比例x_k(t)；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，

为t时刻的各个移动终端的平均传输容量乘积，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号；

利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各个移动终端的调制编码方式包括：

通过测距或下行信道质量报告帧，获取移动终端k的信干噪比CINR值；

利用所述移动终端k的CINR值与各个调制编码方式的CINR阈值比较，获得小于且最接近移动终端k的CINR值的调制编码方式i，所述调制编码方式i为移动终端k所使用的调制编码方式；其中，i为各个调制编码方式序号，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各个移动终端的调制编码方式是通过各个移动终端发起的下行调制编码方式的改变来获取。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取使各个移动终端平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例为：

通过使 $J=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log (R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))-{\mathrm{\λ}}^{-1}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right)$ 得到J对x_k(t)的偏导数为零时x_k(t)的值，如果x_k(t)≤0，则取x_k(t)＝0，如果x_k(t)＞0，则将该x_k(t)的值进行离散化处理得到最终x_k(t)的值；其中：λ为预定条件，且满足 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}=1$ 这一等式关系，在该等式关系中， ${\left(x\right)}^{+}=\left\{\begin{array}{c}x,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right.;$ T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定各个移动终端的信道资源比例后，更新各个移动终端的平均传输容量。

6、一种无线接入系统下行链路资源调度的装置，其特征在于，包括：

下行调制编码方式管理单元，用于获取各个移动终端的调制编码方式并发送至信道资源划分单元；

信道资源划分单元，用于：同时考虑系统总吞吐量和用户间公平性两个因素，利用各个移动终端的调制编码方式获取使各个移动终端的平均传输容量乘积达到最大的各个移动终端的信道资源比例并发送至资源分配单元，具体为：

通过使 $\underset{k}{\mathrm{\Π}}{R}_k\left(t\right)=\underset{k}{\mathrm{\Π}}((1-\frac{1}{T_w})R_k(t-1)+\frac{1}{T_w}{C}_k\left(t\right)x_k\left(t\right))$ 或 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log \left[(R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))\left(\frac{T_w-1}{T_w}\right)\right]$ 达到最大值获取各个移动终端的信道资源比例x_k(t)；其中，T_w是当前调度策略时间窗的长度，

为t时刻的各个移动终端的平均传输容量乘积，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号；

资源分配单元，用于利用所述各个移动终端的信道资源比例向各个移动终端分配相应的物理帧。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述下行调制编码方式管理单元包括：

信道质量单元，用于通过测距或下行信道质量报告帧，获取移动终端k的信干噪比CINR值；

所述下行调制编码方式管理单元用于利用所述移动终端k的CINR值与各个调制编码方式的CINR阈值比较，获得小于且最接近移动终端k的CINR值的调制编码方式i，所述调制编码方式i为移动终端k所使用的调制编码方式；其中，i为各个调制编码方式的序号，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

8、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述下行调制编码方式管理单元用于通过各个移动终端发起的下行调制编码方式的改变来获取各个移动终端的当前下行调制编码方式。

9、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信道资源划分单元用于通过 $J=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\log (R_k(t-1)+\frac{1}{T_w-1}\·C_k\left(t\right)x_k\left(t\right))-{\mathrm{\λ}}^{-1}\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{x}_k\left(t\right)$ 得到J对x_k(t)的偏导数为零时x_k(t)的值，如果x_k(t)≤0，则取x_k(t)＝0，如果x_k(t)＞0，则将该x_k(t)的值进行离散化处理得到最终x_k(t)的值；其中：

λ为预定条件，且满足 $\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{[\mathrm{\λ}-\frac{(T_w-1)R_k(t-1)}{C_k\left(t\right)}]}^{+}=1$ 这一等式关系，在该等式关系中， ${\left(x\right)}^{+}=\left\{\begin{array}{c}x,x>0\\ 0,x\≤0\end{array}\right.;$

T_w是当前调度策略时间窗的长度，R_k(t-1)是移动终端k在t时刻前总共T_w帧之内获得的平均传输容量，C_k(t)是在移动终端k当前下行调制编码方式下，将整个物理帧分配给移动终端k时所得到的传输比特数，x_k(t)是移动终端k所占的信道资源比例，为[0，1]之间的实数，k为当前待分配信道资源的各个移动终端序号。

10、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信道资源划分单元还用于更新各个移动终端的平均传输容量。

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