CN101132631A - 一种根据用户服务质量分配系统资源的方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种根据用户服务质量分配系统资源的方法，用于基站根据用户的服务质量给用户分配合理的系统资源，包括以下步骤：基站检测用户当前的服务质量；所述基站根据检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级；所述基站根据所述调度优先级分配系统资源，为所述调度优先级高的用户优先分配系统资源。通过本发明实施例基站对用户服务质量的实时检测，能够根据用户服务质量的变化及时调整分配给该用户的系统资源，使基站的调度更为合理，从而优化了系统性能。

Description

一种根据用户服务质量分配系统资源的方法及基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种根据用户服务质量分配系统资源的方法及基站。

背景技术

随着移动通信技术的发展，3G技术也在不断的发展演进。许多对流量和迟延要求较高的数据业务如视频、流媒体和下载等需要系统提供更高的传输速率和更短的时延，高速下行分组接入(High Speed Downlink PacketAccess，简称“HSDPA”)和高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access，简称“HSUPA”)就是3G技术的重要演进。不同于R99版本中数据包的调度和重传，HSDPA和HSUPA中数据包的调度和重传等由基站(基站)控制，这种更快速的控制可以更好的适应信道变化，减小传输时延，增加数据吞吐量。

HSDPA采用更短的传输时间间隔(Transmission Timing Interval，简称“TTI”)和帧长(2ms或10ms)以实现快速自适应控制，在物理层使用自适应的编码和调制(Adaptive Modulation and Coding，简称“AMC”)和混合自动重传请求(Hybrid Auto Repeat reQuest，简称“HARQ”)，引入16阶正交调幅(Quadrature Amplitude Modulation，简称“QAM”)调制提高频谱利用率。HSDPA中，HARQ技术采用多进程，使用停等协议(Stop And Wait，简称“SAW”)，用户接收数据后反馈指示数据是否正确接收的ACK/NACK指示，以便基站决定重传或发送新数据。AMC技术要求用户反馈测量得到的下行的信道质量指示(Channel Quality Indicator，简称“CQI”)，以便基站决定下行HSDPA数据的编码速率和传输格式。

在HSDPA之后，HSUPA作为高速上行数据包接入技术，在2004年引入到了3GPP第6版(Release 6，简称“R6”)的版本中。类似于HSDPA，HSUPA采用更短的TTI和帧长(2ms或10ms)以实现快速自适应控制，使用HARQ和基于基站的快速上行调度技术，提高了上行的频谱效率。

为了实现用户上行数据的高效率传输，HSUPA新增加了两个上行物理信道和三个下行物理信道，它们分别是用于承载用户数据的上行的增强专用数据传输信道(Enhanced-DCH Dedicated Physical Data Channel，简称“E-DPDCH”)，用于传输伴随物理层信令，为E-DPDCH解调提供伴随信令的上行的增强专用控制信道(Enhanced-DCH Dedicated Physical Control Channel，简称“E-DPCCH”)，用于控制用户的上行传输速率的绝对授权信道(Enhanced-DCH Absolute Grant Channel，简称“E-AGCH”)和相对授权信道(Enhanced-DCH Relative Grant Channel，简称“E-RGCH”)，以及用于指示上行进程数据传输是否正确的重传指示信道(E-DCH Hybrid ARQ IndicatorChannel，简称“E-HICH”)。

其中，用户通过E-DPDCH发送上行E-DCH数据，基站根据控制信令对该信道进行接收并对接收到的数据块进行确认，产生ACK/NACK信息，并直接通过下行E-HICH信道将该信息反馈给用户，用户通过接收E-HICH获知数据是否被正确接收，如果未被正确接收，则发起重传，否则发送新数据。从而改变了原来先经RNC确认再通过发送TB确认信息的方式，减少数据的确认时延，提高空口传输效率。

另一方面，HSUPA还采用媒体访问控制(Medium Access Control，简称“MAC”)-e(e指增强)调度技术，通过基站快速分配调整各个用户的最大可发送授权。包括通过E-AGCH和/或E-RGCH对用户最大可发送授权进行控制。其中，E-AGCH只在服务无线连接小区存在，用于指示用户上行可以传输的最大传输速率，调节的频率比较低；E-RGCH在服务无线连接和非服务无线连接小区都可以存在，用于指示用户按一定步长调整上行传输速率，调整的频率比较高，最高可达每TTI一次。由基站进行MAC-e调度可以将小区上行负载的变化情况快速反馈并以此指导用户授权分配，从而更好地实现用户间上行资源共享。

现有的MAC-e资源调度方法主要根据用户的上行信道质量，确定用户的调度优先级，按照用户的调度优先级的高低为其分配系统资源。即为上行信道质量较好的用户分配较高的调度优先级，并根据所分配的调度优先级为优先级高的用户分配较多的系统资源。使得上行信道质量高的用户(即更能充分利用所得资源的用户)能够得到更多的系统资源，从而优化系统资源分配，提高用户可用的物理信道容量极限能力，使系统获得最大吞吐率。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：基站根据现有技术所设置的调度优先级分配系统资源，无法很好地达到优化系统、提高吞吐量的效果。

发明内容

本发明实施例的发明目的是提供一种根据用户服务质量分配系统资源的方法及基站，能够根据用户当前的服务质量实时调整对用户分配的系统资源，解决了现有技术中无法达到优化系统，提高吞吐量的效果。

一方面本发明实施例的技术方案提出一种根据用户服务质量分配系统资源的方法，用于基站根据用户的服务质量给用户分配合理的系统资源，包括以下步骤：基站检测用户当前的服务质量；所述基站根据检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级；所述基站根据所述调度优先级分配系统资源，为所述调度优先级高的用户优先分配系统资源。

另一方面本发明实施例的技术方案还提出一种基站，包括服务质量检测模块、调度优先级计算模块和系统资源分配模块，所述服务质量检测模块，用于检测用户当前的服务质量；所述调度优先级计算模块，用于根据所述服务质量检测模块检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级；所述系统资源分配模块，用于根据所述调度优先级计算模块的计算的调度优先级分配系统资源，为调度优先级高的用户优先分配系统资源。

另一方面本发明实施例还提出一种宽带码分多址系统中介质访问控制层的上行调度方法，包括以下步骤：基站根据满意用户的上行业务等级，对所述满意用户进行系统上行资源调度；根据不满意用户的上行信道质量参数，确定不同的不满意用户调度请求的优先级，再根据所述优先级对系统上行资源进行调度。

另一方面本发明实施例还提出一种用户的调度优先级的设置方法，包含以下步骤：基站检测用户的传输速率及上行功率、和/或上行信噪比，并根据测得的传输速率与上行功率的比值、和/或上行信噪比设置该用户的调度优先级；根据所述调度优先级分配系统资源。

另一方面本发明实施例还提出一种HSUPA的资源调度方法，基站根据信道质量的平均值CQI_avg ⁱ，当前传输速率Rate_cur ⁱ及当前传输速率的平均值Rate_avg ⁱ确定用户调度优先级，根据所述用户调度优先级调度系统资源。

本发明实施例通过基站对用户服务质量的实时检测，能够根据用户服务质量的变化及时调整分配给该用户的系统资源，使基站的调度更为合理，从而优化了系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例一的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图；

图2为本发明实施例二的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图；

图3为本发明实施例三的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图；

图4为本发明实施例四的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图；

图5为本发明实施例五的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图；

图6为本发明实施例六的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图；

图7为本发明实施例基站的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提出的根据用户服务质量分配系统资源的方法，主要通过对当前用户的服务质量的实时检测，为服务质量好的用户分配更多的系统资源，从而保证基站能以更优的方式分配系统资源。例如在用户服务质量不好达不到用户基本的使用状态时，则应当将分配给该用户的系统资源部分回收或全部回收，因为即便给该用户分配了大量的系统资源，由于该用户也可能无法使用，因此需要将分配给该用户的部分系统资源回收分配给服务状态更好却得不到更多系统资源的用户。如基站检测到当前用户的传输速率为0或小于运营商承诺的最小速率时，则说明该用户目前可能没有在使用分配的系统资源或是无法使用分配的系统资源，因此需要根据用户当前的服务质量及时调整系统资源的分配。

本发明实施例还提出了多种根据检测到的用户当前传输速率、用户上行业务等级、用户上行信道质量、上行信号功率、上行信噪比、用户ACK个数和当前重传次数等参数的当前检测值进行调度优先级排序，并且针对上述不同的参数可以单独使用计算该用户的调度优先级，也可以两个或多个上述参数结合使用来评价该用户的调度优先级，为调度优先级高的用户分配更多的系统资源。

本发明实施例还提出一种通过检测该用户的上述参数的当前测量值来计算该参数平均值的方法，即用1阶α滤波器平滑当前值获得该参数的平均值，例如用户的当前传输速率平均值 ${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i.$ 通过该方法使得对系统资源的分配更加合理，因为仅仅凭借检测到的当前值就调整系统资源的分配不是很准确的，也许用户因为暂时的故障达不到基本的服务质量，如用户只是暂时进入电梯导致信道质量不好。

本发明实施例所提出的用户调度优先级是根据用户的服务质量计算的，如果选择的服务质量标准相同的话，就可以为本小区的所有用户进行调度优先级排序，根据调度优先级排序的结果进行系统资源的分配，尽量为服务质量好的用户提供更多的系统资源，随时对系统资源进行调整。但是调度优先级不仅仅只用于小区内用户服务质量排序，还可根据该调度优先级计算基站为用户应当提供参数的具体值。因此可以认为本发明实施例所提出的用户调度优先级只是一种评价该用户目前服务状态的标准，通过该标准的获得可以为基站对用户的各种系统资源分配具有指导作用。所以任何依据本发明实施例所提出的调度优先级来计算基站分配的各种参数的方法均应为本发明实施例所涵盖。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

如图1所示，为本发明实施例一的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图，包括以下步骤：

步骤S101，基站检测用户当前的服务质量。

基站根据检测到的用户当前传输速率、用户上行业务等级、用户上行信道质量、上行信号功率、上行信噪比、用户ACK个数或当前重传次数等参数得到用户当前的服务质量。本发明实施例还提出了多种根据检测到的用户当前传输速率、用户上行业务等级、用户上行信道质量、上行信号功率、上行信噪比、用户ACK个数和当前重传次数等参数的当前检测值进行调度优先级排序，并且针对上述不同的参数可以单独使用计算该用户的调度优先级，也可以两个或多个上述参数结合使用来评价该用户的调度优先级，为调度优先级高的用户分配更多的系统资源。

步骤S102，基站根据检测到的服务质量确定用户的调度优先级。

基站根据检测到的用户服务质量确定用户的调度优先级，服务质量好的用户的调度优先级就相对要高。本发明以下实施例提出了多种通过用户服务质量参数确定用户调度优先级的方法，可以有一种用户服务质量参数确定用户调度优先级，例如只根据用户上行信道质量或用户传输速率确定调度优先级；或者也可以由多种参数组合来确定调度优先级，例如通过传输速率和信道质量的两种服务质量参数的组合，上行信道质量、上行信号功率和传输速率三种服务质量参数的组合确定用户的调度优先级。本发明实施例还提出了一种先判断用户满意度，在对不满意的用户的服务质量确定调度优先级的方法。因此可以看出本发明实施例的调度优先级的确定方法可根据具体调整的参数进行设定，主要的目标就是根据用户当前的服务质量为调度优先级进行排序，为系统资源的分配提供参考。

步骤S103，基站根据所述调度优先级分配系统资源，为所述调度优先级高的用户优先分配系统资源。

基站根据用户的调度优先级进行系统资源的分配，或者根据用户调度优先级以及无限网络当前的负荷状态、用户当前对分配资源的满意程度或用户当前业务等级等对系统资源进行合理分配。目的是对于调度优先级高服务质量好的用户要分配较多的系统资源，使系统资源的分配更加合理，进而优化了系统性能，提高了小区吞吐率。

通过本发明实施例基站对用户服务质量的实时检测，能够根据用户服务质量的变化及时调整分配给该用户的系统资源，是基站的调度更为合理，从而优化了系统性能。

如图2所示，为本发明实施例二的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图，本发明实施例提出了一种WCDMA系统中介质访问控制层的上行调度方法，其中基站根据满意用户的上行业务等级，对满意用户进行系统上行资源调度；根据不满意用户的上行信道质量参数，确定不同的不满意用户调度请求的调度优先级，再根据该调度优先级对系统资源进行调度，从而优化了系统性能，提高了小区吞吐率。该实施例包括以下步骤：

步骤S201、基站通过测量的手段获得所有用户的上行业务等级及上行信道质量参数，该参数包括当前上行信噪比及当前传输速率。

上行业务等级是基站根据用户业务的重要性分配给该用户的参数，可在该用户的业务信息中直接获得；在接收端基站通过无线接收机检测信号功率，及该信号包含的噪声功率，信号功率与噪声功率的比值就是上行信噪比，而接收端在单位时间间隔内接收到的数据量就是传输速率。

步骤S202、基站判断用户为happy(满意)用户还是Unhappy(不满意)用户，如果为happy用户，则执行步骤S208；否则执行步骤S203。

步骤S203、设置Unhappy用户i的当前上行信噪比为SIR_cur ⁱ，当前传输速率为Rate_cur ⁱ，计算用户i的平均上行信噪比SIR_avg ⁱ及平均传输速率Rate_avg ⁱ，利用1阶α滤波器平滑当前值，则

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i$

${\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{SIR}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i,$

其中，α数值的大小依据实际应用情况确定，其取值范围为0与1之间，例如可以设定α＝0.1。

步骤S204、设置Unhappy用户i的优先级为Unhappy_USER_pri ⁱ，则

$\mathrm{Unhappy}\_{\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=w_1\·g\left(\frac{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i}{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i}\right)+w_2\·h\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right),$

其中，w₁与w₂为比例因子，满足w₁+w₂＝1，具体取值依据实际应用情况确定；g()为自变量

的单调递增的线性函数，h()为自变量(SIR_avg ⁱ)的单调递增的线性函数，在实际应用中，这两个函数的确定只需满足单调递增即可，不必须为线性函数，因为，

的值增大，表明该用户的当前传输速率在降低，需要系统给该用户分配更多的资源，该用户的优先级就应该相应的增大，所以该函数应为单调递增函数；同理，(SIR_avg ⁱ)的值增大，表明该用户的当前上行信噪比在增大，传输效率在提高，应该给该用户分配更多的资源，该用户的优先级也应该相应的增大，所以该函数也应为单调递增函数。

步骤S205、根据得到的优先级的值对所有Unhappy用户进行排序，优先级值高的用户资源请求排在前面。

步骤S206、对于Unhappy用户，按照步骤S204得到的排序结果进行系统资源分配与调度：资源分配时，优先将可用资源分配给优先级高的用户，比如可将现有资源平分为n份，而优先级高的用户可以从中获得比例更高的资源；降低用户可用资源时，优先级越低的用户，越优先降低可用资源，比如优先级低的用户可被降低更多其已拥有的资源，结束。

步骤S207、首先根据上行业务等级对所有Happy用户进行排序，上行业务等级高的用户资源请求排在前面；在上行业务等级相同的情况下，再根据当前上行信噪比进行排序，当前上行信噪比高的用户资源请求排在前面。

步骤S208、对于Happy用户，在进行系统资源分配及调度时，按照步骤S205得到的排序结果进行分配调度：当系统有可用资源时，对Happy用户，或者增加其用户可用资源，或者不对其做任何处理，如果增加可用资源，优先给对小区负荷贡献小的用户增加可使用资源，例如优先给上行业务等级高用户分配资源，而不考虑该用户的当前信噪比，在上行业务等级相同的情况下，优先给当前信噪比高的用户的分配资源；当系统资源不足，需降低用户可用资源时，优先降低对小区负荷贡献大的用户的可使用资源，例如对上行业务等级低的用户优先降低可用资源，而不考虑该用户的当前信噪比，在上行业务等级相同的情况下，优先降低当前信噪比低的用户的可用资源，结束。

如图3所示，为本发明实施例三的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图，本发明实施例以用户当前的传输速率和上行功率确定该用户的调度优先级，该实施例包括以下步骤：

步骤S301，基站检测用户i当前的传输速率和上行功率。

步骤S302，基站根据公式 $A_{\mathrm{cur}}^i={\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i/P_{\mathrm{uL}}^i$ 计算用户i当前传输速率与上行功率的比值。其中，公式中的Rate_cur ⁱ为用户i的传输速率，P_uL ⁱ为用户i的上行功率，A_cur ⁱ为两者的比值。

步骤S303，基站计算用户i的传输速率与上行功率的平均比值，即计算A_cur ⁱ的平均值A_avg ⁱ。在本实施方式中，通过1阶α滤波器： $A_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{A}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α})A_{\mathrm{avg}}^i$ 平滑获取最终的平均值A_avg ⁱ，其中，0＜α＜1，在该取值范围内α的大小可以依据实际情况确定。例如设定α＝0.1，用户i传输速率与上行功率的比值A_cur ⁱ为10，传输速率与上行功率的平均比值A_avg ⁱ经计算为8，基站利用1阶α滤波器平滑当前的测量值，即通过公式 $A_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{A}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α})A_{\mathrm{avg}}^i=0.1\×10+(1-0.1)\×8=8.2$ 获得处理后的A_avg ⁱ为8.2。

步骤S304，基站根据公式 ${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=g\left(\frac{A_{\mathrm{avg}}^i}{A_{\mathrm{cur}}^i}\right)$ 设置用户i的调度优先级。其中，USER_ori ⁱ表示用户i的调度优先级，USER_pri ⁱ的值越大，该用户的调度优先级越高，A_avg ⁱ为用户i的通过1阶α滤波器后最终所获取传输速率与上行功率的平均比值，A_cur ⁱ为用户i当前传输速率与上行功率的比值：

为

的非减函数。由该公式可见，在用户i当前传输速率与上行功率的比值A_cur ⁱ因偶发因素(如外界干扰等)突然变小时，由于其平均比值A_avg ⁱ基本不变，使得两者的比值

增大，从而

也增大，用户i的调度优先级变高，促使系统分配更多的资源给用户i，以抵消外界的突发干扰对其得到服务的比例产生的影响，使得传输效率因偶发因素在短期内发生剧烈变化时，用户设备得到服务的比例不会过于剧烈地变化，从而实现系统资源的合理分配，进而优化了系统性能，提高了小区吞吐率。

如图4所示，为本发明实施例四的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图，本发明实施例以用户上行信噪比计算该用户的调度优先级，该实施例包括以下步骤：

步骤S401，基站检测用户i的当前的上行信噪比SIR_cur ⁱ。

步骤S402，基站计算用户i的上行信噪比的平均值SIR_avg ⁱ，在本实施方式中，通过1阶α滤波器： ${\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{SIR}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i$ 平滑获取最终的平均值SIR_avg ⁱ，

其中，0＜α＜1，在该取值范围内α的大小可以依据实际情况确定。

步骤S403，基站根据公式 ${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=h\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right)$ 设置用户i的调度优先级。其中，USER_pri ⁱ表示用户i的调度优先级，USER_pri ⁱ的值越大，该用户的调度优先级越高，SIR_avg ⁱ为通过1阶α滤波器后所获得的用户i的上行信噪比平均值，h(SIR_avg ⁱ)为SIR_avg ⁱ的非减函数。由该公式可见，用户i的平均上行信噪比SIR_avg ⁱ的值越大，h(SIR_avg ⁱ)的值越大，进而用户i的调度优先级越高，使得系统优先为其分配更多的服务和资源。从而使得上行信噪比高的用户得到服务的比例高于上行信噪比低的用户的比例，实现了系统资源的合理分配，优化了系统性能，提高了小区吞吐率。

如图5所示，为本发明实施例五的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图，本发明实施例以用户上行信噪比、当前用户传输速率和上行功率计算该用户的调度优先级，该实施例包括以下步骤：

步骤S501，基站检测用户i当前的传输速率Rate_cur ⁱ、上行功率P_uL ⁱ、以及上行信噪比SIR_cur ⁱ。

步骤S502，基站根据公式 $A_{\mathrm{cur}}^i={\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i/P_{\mathrm{uL}}^i$ 计算用户i的传输速率与上行功率的比值。其中，公式中的Rate_cur ⁱ为用户i当前的传输速率，P_uL ⁱ为用户i当前的上行功率，A_cur ⁱ为两者的比值。

步骤S503，基站计算用户i的传输速率与上行功率的平均比值，即A_cur ⁱ的平均值A_avg ⁱ，以及用户i的上行信噪比的平均值SIR_avg ⁱ，并通过1阶α滤波器： $A_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{A}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α})A_{\mathrm{avg}}^i$ 平滑传输速率与上行功率的平均比值A_avg ⁱ，同样，通过1阶α滤波器： ${\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{SIR}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i$ 平滑上行信噪比的平均值SIR_avg ⁱ，其中，0＜α＜1。

步骤S504，基站根据公式 ${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=w_1\·g\left(\frac{A_{\mathrm{avg}}^i}{A_{\mathrm{cur}}^i}\right)+w_2\·h\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right)$ 设置用户i的调度优先级。

其中，USER_pri ⁱ表示用户i的调度优先级，USER_pri ⁱ的值越大，该用户的调度优先级越高，A_avg ⁱ为通过1阶α滤波器后所获得的用户i的传输速率与上行功率的平均比值，A_cur ⁱ为用户i的当前传输速率与上行功率的比值，

为

的非减函数，SIR_avg ⁱ为通过1阶α滤波器后所获得的用户i的上行信噪比的平均值，h(SIR_avg ⁱ)为SIR_avg ⁱ的非减函数，w₁和w₂分别为比例因子。通过公式 ${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=w_1\·g\left(\frac{A_{\mathrm{avg}}^i}{A_{\mathrm{cur}}^i}\right)+w_2\·h\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right)$ 设置用户的调度优先级，不但综合考虑了用户的传输效率与上行信噪比两方面的因素，而且综合考虑了系统资源分配的稳定性和根据变化反应的及时性，使得用户优先级的设置更合理、更全面。且该公式根据具体的应用环境合理选择参数，通过调整w₁和w₂的取值，使得基站既可以做到根据用户设备上行信道质量的变化及时改变用户设备得到服务的比例，又不会使这种改变过于敏感，从而在整体上使得系统资源的分配更加合理。

如图6所示，为本发明实施例六的根据用户服务质量分配系统资源的方法流程图，本发明实施例的核心思想是：无论HSDPA还是HSUPA，其调度都是在基站实现的，这就为Mac-e调度器利用HSDPA的相关信息进行上行资源调度提供了可能，本发明就是利用HS-DPCCH信道承载的用户信道质量，上行传输速率及平均值等，对用户调度优先级进行评估，在此基础上，对系统上行资源进行合理分配，从而优化系统性能，提高小区上行吞吐率。该实施例包括以下步骤：

步骤S601：基站获取用户的信道质量指示CQI及用户的当前传输速率Rate_cur ⁱ优选的，基站可以通过解调HS-DPCCH获得信道质量指示CQI；通过解调上行E-DPCCH信道得到传输块大小，利用获得的传输块的大小除以传输时间获得当前传输速率Rate_cur ⁱ；

步骤S602：根据信道质量指示CQI和用户的能力等级衡量用户得到的当前信道质量CQI_cur ⁱ；

其中，当前信道质量CQI_cur ⁱ可以通过信道质量指示CQI的函数计算得出；CQI函数的实现方式根据具体情况而定，可以是根据实测统计得到的表格，或者是某一线性或非线性函数，并不构成对于本发明的限制；

步骤S603：分别计算当前传输速率Rate_cur ⁱ和当前信道质量CQI_cur ⁱ的平均值Rate_avg ⁱ和CQI_avg ⁱ；

平均值计算可以利用各种平滑滤波器计算方法，并不构成对于本发明的限制，这里仅以其中一种方法为例，即利用1阶滤波器平滑当前值，计算结果为：

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i$

${\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\β}{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\β}){\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}}^i$

其中，参数α和β根据具体应用场景通过仿真或实测确定，α和β的取值范围限定在0到1之间，例如可以设定α＝0.1，β＝0.05；

步骤S604：根据当前传输速率Rate_cur ⁱ以及当前传输速率Rate_cur ⁱ和当前信道质量CQI_cur ⁱ的平均值Rate_avg ⁱ和CQI_avg ⁱ计算用户调度优先级USER_pri ⁱ；

具体的计算方法可以是：

${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=w_1\·g\left(\frac{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i}{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i}\right)+w_2\·h\left({\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}}^i\right)$

其中，w₁与w₂为比例因子，其取值根据具体应用场景通过仿真或实测确定，例如可以设定w₁＝0.5，w₂＝0.2；g()为自变量

的单调递增的线性函数，h()为自变量(CQI_avg ⁱ)的单调递增的线性函数，在实际应用中，这两个函数的确定只需满足单调递增即可，既可以为线性函数也可以为非线性函数，因为，

的值增大，表明该用户的当前传输速率在降低，需要系统给该用户分配更多的资源，该用户的优先级就应该相应的增大，所以该函数应为单调递增函数；同理，(CQI_avg ⁱ)的值增大，表明该用户的当前信道服务质量在不断增强，应该给该用户分配更多的资源，该用户的优先级也应该相应的增大，所以该函数也应为单调递增函数；

值得注意的是，本发明的技术方案不仅可以确定单个用户的调度优先级，还可以对小区中所有的用户按本发明所提供的技术方案计算各自的调度优先级，并根据各用户的调度优先级为其分配系统资源。

本发明实施例还提出了一种通过上述调度优先级计算系统参数的方法，即将上述调度优先级做为中间参数USERi，通过该中间参数USERi进行系统参数的计算。本发明以计算用户的下行物理信道的发射功率为例对上述通过调度优先级计算系统参数的方法进行揭示。

本发明实施例利用了HS-DPCCH信道(High Speed-Dedicated PhysicalControl Channel，高速专用物理控制信道)承载的CQI信息和/或用户ACK个数及用户的重传次数，衡量用户下行信道质量，进而调整用户HSUPA的下行物理信道的发射功率，从而降低系统对临小区的干扰，优化系统性能。

本发明实施例提出了一种根据信道质量CQI确定调度优先级，并根据调度优先级调整HSUPA下行物理信道的发射功率的方法，基站获取用户的信道质量CQI_cur ⁱ，并通过用户的信道质量CQI_cur ⁱ计算出用户信道质量CQI的平均值CQI_avg ⁱ，通过公式 ${\mathrm{USER}}^i=w_1\·\frac{1}{{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}}^i}$ 计算出中间参数USERi作为功率调整参数，其中w1为比例因子，其取值范围是0＜w1＜1，例如，可以取w1＝0.1根据该功率调整参数对HSUPA下行物理信道的发射功率进行调整。

本发明实施例还提出一种根据ACK个数确定调度优先级，并根据调度优先级调整HSUPA下行物理信道的发射功率的方法，基站获取发送给用户i的用户确认信息ACK的个数Num_ack ⁱ和发送Ack后收到的下一上行帧仍为重传帧的用户重传次数Num_retrans ⁱ，通过公式 ${\mathrm{USER}}^i=w_2\·\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{retrans}}^i}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{ack}}^i}$ 计算出中间参数USERi作为功率调整参数，其中w2为比例因子，其取值范围是0＜w2＜1，例如可以取w2＝0.1，根据该功率调整参数对HSUPA下行物理信道的发射功率进行调整。

本发明实施例还提出了一种基站，其结构图如图9所示。该基站1包括服务质量检测模块11、调度优先级计算模块12和系统资源分配模块13。服务质量检测模块11用于检测用户当前的服务质量，基站可以根据检测到的用户当前传输速率、用户上行业务等级、用户上行信道质量、上行信号功率、上行信噪比、用户ACK个数或当前重传次数等参数得到用户当前的服务质量。调度优先级计算模块12用于根据服务质量检测模块11检测到的服务质量确定用户的调度优先级，服务质量好的用户的调度优先级就相对要高。本发明以下实施例提出了多种通过用户服务质量参数确定用户调度优先级的方法，可以有一种用户服务质量参数确定用户调度优先级，例如只根据用户上行信道质量或用户传输速率确定调度优先级；或者也可以由多种参数组合来确定调度优先级，例如通过传输速率和信道质量的两种服务质量参数的组合，上行信道质量、上行信号功率和传输速率三种服务质量参数的组合确定用户的调度优先级。本发明实施例还提出了一种先判断用户满意度，在对不满意的用户的服务质量确定调度优先级的方法。因此可以看出本发明实施例的调度优先级的确定方法可根据具体调整的参数进行设定，主要的目标就是根据用户当前的服务质量为调度优先级进行排序，为系统资源的分配提供参考。系统资源分配模块13用于根据调度优先级计算模块12计算的调度优先级分配系统资源，为调度优先级高的用户优先分配系统资源。基站根据用户的调度优先级进行系统资源的分配，或者根据用户调度优先级以及无限网络当前的负荷状态、用户当前对分配资源的满意程度或用户当前业务等级等对系统资源进行合理分配。目的是对于调度优先级高服务质量好的用户要分配较多的系统资源，使系统资源的分配更加合理。

其中，调度优先级计算模块12包括平均值获取子模块121，用于通过1阶α滤波器平滑服务质量检测模块11检测到的服务质量参数的当前值得到所述服务质量参数的平均值。例如用户的当前传输速率平均值 ${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i.$ 通过该方法使得对系统资源的分配更加合理，因为仅仅凭借检测到的当前值就调整系统资源的分配不是很准确的，也许用户因为暂时的故障达不到基本的服务质量，如用户只是暂时进入电梯导致信道质量不好。

通过本发明实施例的基站，可以实现对用户服务质量的实时检测，能够根据用户服务质量的变化及时调整分配给该用户的系统资源，使基站的调度更为合理，从而优化了系统性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种根据用户服务质量分配系统资源的方法，用于基站根据用户的服务质量给用户分配合理的系统资源，其特征在于，包括以下步骤：

基站检测用户当前的服务质量；

所述基站根据检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级；

所述基站根据所述调度优先级分配系统资源，为所述调度优先级高的用户优先分配系统资源。

2.如权利要求1所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站检测用户当前的服务质量具体包括：

所述基站根据检测到的用户当前传输速率、用户上行业务等级、用户上行信道质量、上行信号功率、用户ACK个数或当前重传次数计算所述服务质量。

3.如权利要求1所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站根据检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级具体包括：

所述基站判断所述当前用户是否满意状态；

如果所述用户满意，则根据所述用户的上行业务等级确定所述用户的调度优先级；

如果所述用户不满意，则根据所述用户的上行信道质量参数确定所述用户的调度优先级。

4.如权利要求3所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述如果用户满意，则根据所述用户的上行业务等级确定所述用户的调度优先级具体包括：根据所述上行业务等级对所有满意用户进行排序，所述上行业务等级高的用户排在前面；在上行业务等级相同的情况下，根据所述当前上行信噪比进行排序，所述当前上行信噪比高的用户排在前面。

5.如权利要求3所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述如果用户不满意，则根据所述用户的上行信道质量参数确定所述用户的调度优先级具体包括：计算不满意用户在当前时间之前的平均上行信噪比及平均传输速率，根据所述平均上行信噪比及平均传输速率确定所述不满意用户的调度优先级，并根据所述调度优先级对所有不满意用户进行排序，根据所述排序结果，对所述不满意用户进行上行资源调度。

6.如权利要求5所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述计算平均上行信噪比及平均传输速率具体为：

计算用户i的平均上行信噪比SIR_avg ⁱ及平均传输速率Rate_avg ⁱ，利用1阶α滤波器平滑当前值，则

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}),$

${\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{SIR}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i,$

其中，SIR_cur ⁱ为用户i的当前上行信噪比，Rate_cur ⁱ为用户i的当前传输速率，α数值的大小依据实际应用情况确定，其取值范围为0与1之间；

所述确定不满意用户的调度优先级具体为：

设置不满意用户i的调度优先级为Unhappy_USER_pri ⁱ，则

$\mathrm{Unhappy}\_{\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=w_1\•g\left(\frac{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i}{{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i}\right)+w_2\•h\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right),$

其中，w1与w2为比例因子，满足w1+w2＝1，具体取值依据实际应用情况确定；g()为自变量的单调递增的线性函数，h()为自变量(SIR_avg ⁱ)的单调递增的线性函数。

7.如权利要求1所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站检测用户当前的服务质量具体包括：

所述基站检测用户当前的传输速率及上行功率和/或上行信噪比；

所述基站根据检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级具体包括：

所述基站根据检测到的传输速率与上行功率的比值和/或上行信噪比确定所述用户的调度优先级。

8.如权利要求7所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站根据检测到的传输速率与上行功率的比值确定所述用户的调度优先级具体包括：

通过以下公式确定所述调度优先级：

$\mathrm{USE}{R}_{\mathrm{pri}}^i=g\left(\frac{A_{\mathrm{avg}}^i}{A_{\mathrm{cur}}^i}\right)$

其中，USER_pri ⁱ为第i个用户的调度优先级，A_avg ⁱ为第i个用户的传输速率与上行功率的平均比值，A_cur ⁱ为第i个用户的当前传输速率与上行功率的比值，为

的非减函数。

9.如权利要求7所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站根据测得的上行信噪比确定所述用户的调度优先级具体包括：

通过以下公式确定所述调度优先级：

${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=h\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right)$

其中，USER_pri ⁱ为第i个用户的调度优先级，SIR_avg ⁱ为第i个用户的上行信噪比的平均值，h(SIR_avg ⁱ)为SIR_avg ⁱ的非减函数。

10.如权利要求7所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站根据测得的传输速率与上行功率的比值和上行信噪比确定所述用户的调度优先级具体包括：

通过以下公式确定所述调度优先级：

${\mathrm{USER}}_{\mathrm{pri}}^i=w_1\·g\left(\frac{A_{\mathrm{avg}}^i}{A_{\mathrm{cur}}^i}\right)+w_2\·\left({\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i\right)$

其中，USER_pri ⁱ为第i个用户的调度优先级，A_avg ⁱ为第i个用户的传输速率与上行功率的平均比值，A_cur ⁱ为第i个用户的当前传输速率与上行功率的比值，

为

的非减函数，SIR_avg ⁱ为第i个用户的上行信噪比的平均值，h(SIR_avg ⁱ)为SIR_avg ⁱ的非减函数，w₁和w₂分别为比例因子。

11.如权利要求8、9或10所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述A_avg ⁱ或SIR_avg ⁱ通过1阶α滤波器平滑当前值获得：

$A_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{A}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α})A_{\mathrm{avg}}^i,$

${\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{SIR}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{SIR}}_{\mathrm{avg}}^i,$ 其中，0＜α＜1。

12.如权利要求1所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站根据检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级具体包括：

所述基站根据信道质量的平均值CQI_avg ⁱ，当前传输速率Rate_cur ⁱ及当前传输速率的平均值Rate_avg ⁱ确定所述用户调度优先级。

13.如权利要求12所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述基站根据信道质量的平均值CQI_avg ⁱ，当前传输速率Rate_cur ⁱ及当前传输速率的平均值Rate_avg ⁱ确定用户调度优先级具体包括以下步骤：

所述基站获取用户的信道质量指示CQI及用户的当前传输速率Rate_cur ⁱ；

根据所述CQI和用户的能力等级衡量用户得到的当前信道质量CQI_cur ⁱ；

分别计算当前传输速率Rate_cur ⁱ和当前信道质量CQI_cur ⁱ的平均值Rate_avg ⁱ和CQI_avg ⁱ；

根据所述当前传输速率Rate_cur ⁱ以及所述Rate_avg ⁱ和CQI_avg ⁱ确定所述用户调度优先级USER_pri ⁱ。

14.如权利要求13所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述根据当前传输速率Rate_cur ⁱ以及所述Rate_avg ⁱ和CQI_avg ⁱ计算用户调度优先级USER_pri ⁱ具体包括：

用户调度优先级

其中，第一比例因子和第二比例因子根据具体应用场景通过仿真或实测确定；

的函数及(CQI_avg ⁱ)的函数为单调递增的线性或非线性函数。

15.如权利要求13或14所述根据用户服务质量分配系统资源的方法，其特征在于，所述Rate_avg ⁱ或CQI_avg ⁱ通过1阶α滤波器平滑当前值获得：

${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\α}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\α}){\mathrm{Rate}}_{\mathrm{avg}}^i$

${\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}}^i=\mathrm{\β}{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{cur}}^i+(1-\mathrm{\β}){\mathrm{CQI}}_{\mathrm{avg}}^i$

其中，参数α和β根据具体应用场景通过仿真或实测确定，取值范围在0到1之间。

16.一种基站，其特征在于，包括服务质量检测模块、调度优先级计算模块、和系统资源分配模块，

所述服务质量检测模块，用于检测用户当前的服务质量；

所述调度优先级计算模块，用于根据所述服务质量检测模块检测到的服务质量确定所述用户的调度优先级；

所述系统资源分配模块，用于根据所述调度优先级计算模块计算的调度优先级分配系统资源，为所述调度优先级高的用户优先分配系统资源。

17.如权利要求16所述基站，其特征在于，所述调度优先级计算模块包括平均值获取子模块，用于通过1阶α滤波器平滑所述服务质量检测模块检测到的服务质量参数的当前值得到所述服务质量参数的平均值。

18.一种宽带码分多址系统中介质访问控制层的上行调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

基站根据满意用户的上行业务等级，对所述满意用户进行系统上行资源调度；

根据不满意用户的上行信道质量参数，确定不同的不满意用户调度请求的优先级；

再根据所述优先级对系统上行资源进行调度。

19.一种用户的调度优先级的设置方法，其特征在于，包含以下步骤：

基站检测用户的传输速率及上行功率、和/或上行信噪比；

并根据测得的传输速率与上行功率的比值、和/或上行信噪比设置该用户的调度优先级；

根据所述调度优先级分配系统资源。

20.一种HSUPA的资源调度方法，其特征在于，基站根据信道质量的平均值CQI_avg ⁱ，当前传输速率Rate_cur ⁱ及当前传输速率的平均值Rate_avg ⁱ确定用户调度优先级；

根据所述用户调度优先级调度系统资源。

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