CN101400137A - 一种用户设备的调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例中公开了一种用户设备的调度方法，该方法包括：将所需被调度的UE按调度优先级从高到低的顺序排列成优先级队列；判断优先级队列中的UE是否急需被调度；当优先级队列中的UE不急需被调度时，设置参数n和M，分别计算所述优先级队列中前M个UE中的每一个UE与第前n个传输时间间隔中的各UE的信道相似因子；按照信道相似因子从小到大的顺序对所述优先级队列中前M个UE排序，按照调整后的优先级队列依次对UE进行调度。本发明的实施例中还公开了一种用户设备的调度装置，该装置包括：排序模块、判断模块、计算模块和调度模块。通过上述的方法和装置，可更准确地对UE进行调度；非HSDPA小区所受到的干扰将更平滑；而且还不会影响业务的QoS。

Description

一种用户设备的调度方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术，尤其是指一种用户设备的调度方法及装置。

背景技术

时分双工(TDD，Time Division Duplex)系统中基于时隙的信道分配以及智能天线的使用使得TDD系统的无线信道变化比一般系统更剧烈，引入高速下行分组接入(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)后，快速用户调度的随机性更加剧了这种信道震荡，对系统的稳定性造成了不良的影响。

之所以会造成不良的影响，是因为当HSDPA小区成簇分布时，每个HSDPA小区在每个传输时间间隔(TTI)中所调度的用户设备(UE)存在不确定性，即当某HSDPA小区在某个TTI中对某一个UE(例如，UE 1)进行调度后，该UE 1将根据信道情况返回一个与本次调度相应的信道质量指示(CQI)，此时，可将本次TTI中同时被调度的、对UE1产生干扰的用户集设为UEset1；而在下一个TTI中，该HSDPA小区可能不再对上述的UE 1进行调度，而是对其他的UE进行调度；在间隔若干个TTI之后，根据调度优先级再轮到UE 1被调度时，在该TTI中同时被调度的、对UE1产生干扰的用户集可能发生很大的变化，此时UE1所面临的干扰环境可能与上次被调度时的干扰环境完全不相关，因此，如果仅根据UE1在上次被调度时所返回的CQI将无法准确地预测在当前的TTI中UE 1的信道质量，HSDPA小区中的基站(Node B)基于上述不准确的CQI所做出的对UE1的调度决定及采用的调制编码方案，将导致较低的调度效率(例如，没有实现调度意图)或信道利用率。

为了解决上述CQI不准确的问题，在现有技术中采用的一种方法为：根据初次传输的误块率(BLER)调整CQI和根据残留BLER调整传输次数。即，当初次传输BLER大于一定门限时，降低上报的CQI；当初次传输BLER小于一定门限时，增大上报的CQI；然后，将所述经过降低或增大处理后的上报的CQI作为对下一次调度时的信道质量参考。另外，当残留BLER大于一定门限时，还可增大重传次数；而当残留BLER小于一定门限时，还可降低重传次数。但是，仿真结果表明，上述的方法对系统吞吐量的增益很小，还有负增益，具体的原因在于：虽然上述的调整可补偿在当前的TTI中对CQI的估计差错，即，如果在当前的TTI中的初始传输BLER大于期望值，则表明在当前的TTI中的调度中所用的CQI不准确，对其所进行的调整可使得调整后的CQI对于当前的TTI中的对UE的调度更准确；然而，如果要将上述调整后的CQI用于相隔若干个TTI之后的调度，则由于若干个TTI之后的信道干扰环境与当前的TTI中的信道干扰环境很可能完全不相关，上述调整后的CQI对于该UE在若干个TTI之后的调度仍然是不准确的，因此无法解决上述的问题。

另外，当HSDPA小区与非HSDPA小区相邻时，由于在HSDPA小区中对UE的调度的不确定性，将使得与其相邻的非HSDPA小区所受到的信道干扰变化变得很剧烈，因此可能造成所述非HSPDA小区中的功控算法难以收敛，从而造成掉话，同时，还可能造成所述非HSPDA小区中的一些无线资源管理(RRM)算法无法正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种用户设备的调度方法及装置，从而可更加准确地对UE进行调度。

为达到上述目的，本发明实施例中的技术方案是这样实现的：

一种用户设备的调度方法，该方法包括：

将所需被调度的用户设备按调度优先级从高到低的顺序排列成优先级队列；

判断优先级队列中的用户设备是否急需被调度；

当优先级队列中的用户设备不急需被调度时，设置参数n和M，分别计算所述优先级队列中前M个用户设备中的每一个用户设备与第前n个传输时间间隔中的各用户设备的信道相似因子；其中，M≥2；

按照信道相似因子从小到大的顺序对所述优先级队列中前M个用户设备排序，按照调整后的优先级队列依次对用户设备进行调度。

一种用户设备的调度装置，该装置包括：排序模块、判断模块、计算模块和调度模块；

所述排序模块，用于将所需被调度的用户设备按调度优先级从高到低的顺序排列成优先级队列；将所述优先级队列发送给判断模块；

所述判断模块，用于判断所接收到的优先级队列中的用户设备是否急需被调度；将判断结果发送给计算模块；

所述计算模块，用于接收判断模块所发送的判断结果，当判断结果为优先级队列中的用户设备不急需被调度时，设置参数n和M，并分别计算所述优先级队列中前M个用户设备中的每一个用户设备与第n个传输时间间隔中的各用户设备的信道相似因子；将计算所得的信道相似因子发送给调度模块；

所述调度模块，用于接收计算模块所发送的信道相似因子，并按照信道相似因子从小到大的顺序对所述优先级队列中前M个用户设备排序，按照调整后的优先级队列依次对用户设备进行调度。

综上可知，本发明的实施例中提供了一种用户设备的调度方法及装置。通过本发明的实施例所提供的方法，对于HSDPA小区，可根据更加准确地反映UE信道质量的CQI，更加准确地对UE进行更高效的调度，从而改善信道的稳定性；而对于与HSDPA相邻的非HSDPA小区，则由于使用本发明实施例中的方法，非HSDPA小区所受到的来自HSDPA小区的干扰将更平滑，因此可提高非HSDPA小区的系统性能；另外，本发明实施例中的调度方法是基于单个小区的，不需要邻区的调度信息，而对本小区的调度结果对所有小区都有利；此外，本发明实施例通过对实时业务调度紧迫性因子的判断，可对是否执行上述调度方法进行限制，从而可以保证不会影响业务的QoS。

附图说明

图1为本发明实施例中用户设备的调度方法的流程图。

图2为本发明实施例中用户设备的调度装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中用户设备的调度方法的流程图。如图1所示，本发明实施例中用户设备的调度方法的流程包括如下所述的步骤：

步骤101，根据原调度算法对UE进行排序。

具体来说，可根据原调度算法将所有可调度的UE按调度优先级从高到低的顺序进行排序，形成一个UE的优先级队列。

步骤102，判断所述优先级队列中前K个UE是否急需被调度。

具体来说，从保证服务质量(QoS)的角度，判断所述优先级队列中前K个优先级最高的UE是否急需被调度。所述的K的值应该不小于所配置的共享控制信道(SCCH)/共享信息信道(SICH)的个数，后者代表一个TTI中最多可调度的UE的个数。

进行上述判断的依据可以是任何试图保证业务QoS的调度算法。例如，上述的判断可基于如下所述的延时特性来进行：

其中，α(t)为实时业务调度紧迫性因子；D(i)为第i个UE的第一个数据包的延时；T_i为第i个UE所配置的最大允许延时；i∈RT表示第i个UE所传输的为实时业务(RT)。上述的公式(1)表明，对于所述优先级队列中前K个UE，首先需要判断每一个UE所传输的是否为实时业务(RT)，然后将所述前K个UE中的每一个传输实时业务的UE的所述第一个数据包的延时与该传输实时业务的UE所配置的最大允许延时的商进行累加，从而得到实时业务调度紧迫性因子α(t)。

通过计算得到上述α(t)后，如果α(t)小于预先设定的某个门限值θ，即α(t)<θ时，表示上述的前K个UE并不急需被调度，因此可执行步骤103；否则，表示上述的前K个UE急需被调度，因此仍然按照原调度优先级进行调度，并在调度后，更新并滑动调度信息窗W(t)。所述的调度信息窗的定义将在如下所述的步骤103中给出。

步骤103，进行信道稳定性调度。

本发明的实施例中，为了进行信道稳定性调度，设置了一个存储单元。该存储单元在实现的方式上可以是滑动窗，也可以是某一个被划分出来的存储空间，例如先进先出的堆栈等。以下我们将以上述的存储单元为滑动窗为例，对本发明的技术方案进行详细的介绍。

上述作为存储单元的滑动窗，可称之为调度信息窗W(t)。可设定上述调度信息窗的长度为n(所述的n的值可根据实际应用情况预先进行设置)，则该调度信息窗将包含n个单元，每个单元都可记录某一个TTI中的所有被调度的UE的信息，该调度信息窗可滑动地记录连续n个TTI中的调度信息。在上述的调度信息窗中，实行先进先出的原则，即在当前的TTI中的调度结束后，则将当前的TTI中的所有调度的信息填入调动信息窗的队尾单元，而调度信息窗的最前面的队首单元将被删除，从而实现对调动信息窗的更新和滑动。因此，从队首到队尾的第0到第(n-1)个单元记录可分别记录第前n个TTI中的调度信息、第前(n-1)个TTI中的调度信息、...、前1个TTI中的调度信息。上述调度信息窗中的每个单元所记录的调度信息包括该TTI中所调用的所有UE的到达角(DoA)及时间提前量(TA)，所述的TA用于表征UE与基站的距离的信息。

设置完上述调度信息窗后，可根据所述调度信息窗中第0个单元所记录的第前n个TTI中的调度信息，对于上述优先级队列中优先级最高的前M个UE，分别计算各个UE的信道相似因子Csimf(i)，其中i＝1，2，...，M(所述M的值可根据算法增益和原调度算法意图预先进行设定或优化)，所述的计算方法如公式(2)所述：

$\mathrm{Csimf}\left(i\right)=\underset{j\&Element;[1,\mathrm{size}\left(W\left(t\right)\left[0\right]\right)]}{\min }(\mathrm{\&beta;}*({\mathrm{DoA}}_i-{\mathrm{DoA}}_j)+(1-\mathrm{\&beta;})*({\mathrm{TA}}_i-{\mathrm{TA}}_j))---\left(2\right)$

其中，DOA_j和TA_j分别表示第前n个TTI中被调度的第j个UE的到达角和时间提前量；DOA_i和TA_i分别表示所述M个UE中的第i个UE的到达角和时间提前量；而size(W(t)[0])则表示所述调度信息窗中第0个单元所记录的第前n个TTI中被调度的UE的个数；β为预先设置的权重因子；min表示取最小值的操作。

在上述的公式(2)中，首先计算了所述M个UE中的第i个UE与第前n个TTI调度中的各UE的DoA之差和TA之差的加权和，然后将最小的加权和的值作为所述M个UE中的第i个UE与第前n个TTI调度的信道相似因子。考虑到对天线角度的影响，DoA比TA更重要，因此β可取较大的值，例如0.8～0.9。

由上述的公式(2)可知，上述第i个UE通过计算所得到的信道相似因子越小，则表示该UE所处的信道环境与第前n个TTI调度中的第j个UE所处的信道环境越相似。其中，所述的第j个UE是公式(2)中所述第i个UE取得最小加权和，从而得到信道相似因子时，所对应的第前n个TTI调度中的UE。

在完成对上述的M个UE的信道相似因子的计算后，将上述的M个UE按照信道相似因子从小到大的顺序对上述优先级队列中前M个UE进行排序，然后按照调整后的优先级队列依次对UE进行调度。例如，如果本次TTI中可调度的UE的个数为L个(根据网络资源等情况，可设置L的值；其中L≤K)；当M>L时，可从上述进行排序后的M个UE中，选取前L个UE，作为当前的TTI中进行调度的UE；而当M≤L时，则可在当前的TTI中对上述进行排序后的M个UE全部进行调度后，再对优先级队列中排在M个用户后面的(L-M)个UE进行调度。

在上述的步骤103中，需要设置一个参数n，该参数将决定调度信息窗的长度以及当前的TTI调度中所参考的第前n个TTI调度。对于上述参数n的设置，可以有如下所述的3种方法：

方法1、根据统计上的UE调度间隔对n进行设置。

在实际应用中，当系统对某一个UE进行调度后，可能会间隔若干个TTI之后再次对该UE进行调度，上述的若干个TTI即为该UE的调度间隔。当业务、调度算法一定时，虽然不同的UE的调度间隔是不相同的，带有一定的随机性，但可通过仿真得到所述不同调度间隔的分布概率，并根据所述的分布概率，选择具有最高概率的调度间隔作为统计上的UE调度间隔，然后将n设置为上述统计上的UE调度间隔中所包括的TTI的个数。例如，如果上述统计上的UE调度间隔为5个TTI，则将n设置为：n＝5。

当使用本发明所选定的n完成步骤103中所述的对被调度的UE的选取后，所述被选取的UE可根据自身的CQI决定调度调制编码方案(MCS)，并可根据其路径损失(pathloss)的变化对MCS进行适当调整。

通过设置上述的参数n以及执行步骤103中的信道稳定性调度，使得在当前TTI中被调度的UE所面临的用户集与该UE上次被调度时所面临的调度用户集相似，因此可利用在第前n个TTI中对该UE进行调度后该UE所返回的CQI，对在当前的TTI中的该UE进行调度，从而使得对当前的TTI中的UE的调度更为准确，从而有效地提高调度效率。

方法2、根据CQI返回时间对n进行设置。

具体来说，当对某个UE进行调度时，将从调度该UE开始到Node B收到该UE上报的CQI为止所需的时间称之为该UE的CQI返回时间，所述CQI返回时间的单位仍然是TTI，即相隔若干个TTI的时间。因此，可将n设置为大于或等于CQI返回时间中所包括的TTI的个数。例如，如果CQI返回时间为4个TTI，则可将n设置为n≥4。

根据上述方法对n进行设置后，在步骤103中，在进行所述M个UE中的第i个UE的信道相似因子的计算时，需要多输出一项参数，即在所述M个UE中的第i个UE得到Csimf(i)时，还需输出与所述最小加权和的值所对应的第前n个TTI中的UE的标识(ID)，例如，所述第前n个TTI中被调度的第j个UE的标识j，如下式所示：

$[j,\mathrm{Csimf}\left(i\right)]=\underset{j\&Element;[1,\mathrm{size}\left(W\left(t\right)\left[0\right]\right)]}{\min }(\mathrm{\&beta;}*({\mathrm{DoA}}_i-{\mathrm{DoA}}_j)+(1-\mathrm{\&beta;})*({\mathrm{TA}}_i-{\mathrm{TA}}_j))---\left(3\right)$

当第j个UE返回CQI时，根据该UE被调度时所处的TTI以及该UE的ID，将所返回的CQI记录到所述调度信息窗W(t)中的相应单元中，与上述的定义有所不同的是，在使用根据方法2所设定的n时，调度信息窗W(t)不仅要记录被调度UE的DOA和TA等信息，还要记录被调度UE所返回的CQI信息。

此外，所述M个UE中的第i个UE在当前TTI之前可能已被多次调度，而每次被调度后，该UE都将返回一个CQI，将该UE所返回的多个CQI做加权平均，可得到该UE的平均CQI。

根据如上所述的方法，当对所述M个UE中的第i个UE进行调度时，采用上述调度信息窗W(t)中所保存的第前n个TTI中被调度的第j个UE已返回的CQI，作为瞬时CQI，与所述M个UE中的第i个UE的平均CQI进行加权平均，从而得到一个新的平均CQI，然后根据该新的平均CQI对所述的第i个UE进行调度。在求取上述新的平均CQI时，可根据所述第i个UE本身的原平均CQI的新旧程度对权重因子进行调整，如果原平均CQI较旧，则可赋予所述第j个UE已返回的CQI以较大的权重。

方法3、将n设置为1。

该方法主要应用于HSDPA小区与非HSDPA小区相邻的情况下。当n为1时，则表示HSDPA小区在满足业务质量的情况下，在当前的TTI中总是尽量调度与上一个TTI中被调度的UE在位置上比较接近的UE。之所以将n设置为1，是为了使得在非HSDPA小区中的UE，在各个TTI中所受到的干扰具有连续性，因此如果根据上述的方法3设定n后，经过步骤103的信道稳定性调度之后，可平滑所述HSDPA小区对非HSDPA小区的干扰，从而解决现有技术中非HSDPA小区的功率算法难以收敛等问题。

图2为本发明实施例中用户设备的调度装置的示意图。如图2所示，本发明实施例中用户设备的调度装置200主要包括：排序模块201、判断模块202、计算模块203和调度模块204；

所述排序模块201，用于将所需被调度的用户设备按调度优先级从高到低的顺序排列成优先级队列；将所述优先级队列发送给判断模块202；

所述判断模块202，用于判断所接收到的优先级队列中的用户设备是否急需被调度；将判断结果发送给计算模块203；

所述计算模块203，用于接收判断模块202所发送的判断结果，当判断结果为优先级队列中的用户设备不急需被调度时，设置参数n和M，并分别计算所述优先级队列中前M个用户设备中的每一个用户设备与第n个传输时间间隔中的各用户设备的信道相似因子；将计算所得的信道相似因子发送给调度模块204；

所述调度模块204，用于接收计算模块203所发送的信道相似因子，并按照信道相似因子从小到大的顺序对所述优先级队列中前M个用户设备进行排序，按照调整后的优先级队列依次对用户设备进行调度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (11)

1、一种用户设备的调度方法，其特征在于，该方法包括：

将所需被调度的用户设备按调度优先级从高到低的顺序排列成优先级队列；

判断优先级队列中的用户设备是否急需被调度；

当优先级队列中的用户设备不急需被调度时，设置参数n和M，分别计算所述优先级队列中前M个用户设备中的每一个用户设备与第前n个传输时间间隔中的各用户设备的信道相似因子；其中，M≥2；

按照信道相似因子从小到大的顺序对所述优先级队列中前M个用户设备排序，按照调整后的优先级队列依次对用户设备进行调度。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断优先级队列中的用户设备是否急需被调度包括：

根据优先级队列中的各用户设备的第一个数据包的延时和为各用户设备所配置的最大允许延时计算实时业务调度紧迫性因子；

当实时业务调度紧迫性因子小于预先设定的门限时，判定优先级队列中的用户设备不急需被调度；当实时业务调度紧迫性因子大于预先设定的门限时，判定优先级队列中的用户设备急需被调度。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实时业务调度紧迫性因子按照以下公式计算：

其中，α(t)为实时业务调度紧迫性因子；D(i)为所述优先级队列中第i个用户设备的第一个数据包的延时；T_i为所述优先级队列中第i个用户设备所配置的最大允许延时；i∈RT表示所述优先级队列中第i个用户设备所传输的为实时业务。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道相似因子按照以下公式计算：

$\mathrm{Csimf}\left(i\right)=\underset{j\&Element;[1,\mathrm{size}\left(W\left[t\right]\left[0\right]\right)]}{\min }(\mathrm{\&beta;}*({\mathrm{DoA}}_i-{\mathrm{DoA}}_j)+(1-\mathrm{\&beta;})*({\mathrm{TA}}_i-{\mathrm{TA}}_j)),$

其中，Csimf(i)为所述M个用户设备中的第i个用户设备的信道相似因子；DOA_j和TA_j分别为第前n个传输时间间隔中被调度的第j个用户设备的到达角和时间提前量；DOA_i和TA_i分别为所述M个用户设备中的第i个用户设备的到达角和时间提前量；size(W(t)[0])为第前n个传输时间间隔中被调度的用户设备的个数；β为预先设置的权重因子；min表示取最小值的操作。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置参数n包括：

设置参数n的值等于统计上的用户设备调度间隔中所包括的传输时间间隔的个数。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置参数n包括：

当高速下行分组接入小区与非高速下行分组接入小区相邻时，设置参数n的值为1。

7、根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述对所述M个用户设备进行调度还包括：

所述M个用户设备中的各用户设备，根据自身的信道质量指示决定调度调制编码方案，根据路径损失的变化调整调度调制编码方案。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置参数n包括：

将参数n的值设置为大于或等于信道质量指示返回时间中所包括的传输时间间隔的个数。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述M个用户设备进行调度还包括：

所述M个用户设备中被调度的用户设备，根据自身的平均信道质量指示，以及该被调度的用户设备的信道相似因子所对应的第前n个传输时间间隔中的用户设备在第前n个传输时间间隔中被调度后所返回的信道质量指示，得到一个新的平均信道质量指示；根据所述新的平均信道质量指示，对所述被调度的用户设备进行调度。

10、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置具有n个单元的调度信息窗，所述调度信息窗的每个单元记录一个传输时间间隔中的所有被调度的用户设备的信息。

11、一种用户设备的调度装置，其特征在于，该装置包括：排序模块、判断模块、计算模块和调度模块；

所述排序模块，用于将所需被调度的用户设备按调度优先级从高到低的顺序排列成优先级队列；将所述优先级队列发送给判断模块；

所述判断模块，用于判断所接收到的优先级队列中的用户设备是否急需被调度；将判断结果发送给计算模块；

所述计算模块，用于接收判断模块所发送的判断结果，当判断结果为优先级队列中的用户设备不急需被调度时，设置参数n和M，并分别计算所述优先级队列中前M个用户设备中的每一个用户设备与第n个传输时间间隔中的各用户设备的信道相似因子；将计算所得的信道相似因子发送给调度模块；

所述调度模块，用于接收计算模块所发送的信道相似因子，并按照信道相似因子从小到大的顺序对所述优先级队列中前M个用户设备排序，按照调整后的优先级队列依次对用户设备进行调度。

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