CN101715236B - 移动通信资源分组调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信资源分组调度方法，用以解决现有技术中系统调度资源使用效率比较低的问题。对于待调度的至少一个用户队列，根据该用户队列接收确认ACK反馈的数据量与该用户队列在接收该ACK反馈的时间段内占用的调度资源的比值得出该用户队列的调度资源利用率，根据所述调度资源利用率得出该用户队列的综合调度优先级；在待调度的用户队列中，根据用户队列的综合调度优先级选取设定数目的用户队列并对选取的用户队列进行通信资源调度。使用本发明实施例给出的方法，在网络侧实现调度资源利用率的计算，根据调度资源利用率对用户队列进行调度，所以直接而准确地提高了系统效率。

Description

移动通信资源分组调度方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别地涉及一种移动通信资源分组调度方法。

背景技术

基于用户对高速分组数据业务的需求，3GPP在R5引入了HSDPA(FDD、TDD)技术和HSUPA等技术。主要通过自适应调制编码(AMC)、混合自动重传(HARQ)和快速调度等关键技术提高网络的分组接入速率，减少分组传送延迟，适合于交互类、背景类业务以及流媒体类业务。

现有技术中，系统的分组调度算法有如下三种：

1、轮询调度算法：以用户公平性为原则，轮询每个用户并为其调度网络资源；

2、MAX C/I算法：以考虑用户终端UE的信道质量作为分配资源的首要准则，总是将资源优先分配给信道条件最好的UE，从而提高系统容量；

3、比例公平调度算法：基于MAX C/I算法，兼顾用户公平性和UE信道质量，该算法使得具有比较好的信道条件而且得到的服务相对较少的用户的综合优先级较高。实际应用中，多采用比例公平算法，对小区吞吐量和用户公平性进行折衷。

同时对于具有网络服务质量QoS保证要求的业务类型，调度算法还要考虑分组业务的QoS特性，如冗余时间DT、保证比特率GBR，以满足用户队列的QoS要求。

对于具有QoS要求的用户队列，QoS加权后的比例公平算法以优先保证业务队列的QoS性能为调度前提，这种调度策略可以使调度用户队列的QoS性能得到保证，但是对于长期处于小区边缘信道质量较差的用户，为保证其QoS要求，该用户将被分配较高的调度优先级并得到较多的调度资源(时隙、码道和功率)，但此时由于该用户的信道质量较差导致有效吞吐量很低，因而使得系统调度资源使用效率比较低。

上述现有技术的主要缺点为：

现有技术1(轮询算法)难以充分利用系统资源以达到较高的系统容量。

现有技术2(MAX C/I算法)以及现有技术3(比例公平调度算法)均采用了MAX C/I作为分配资源的考虑原则，避免了由于信道质量差引起的吞吐量损失，一定程度上提高了系统容量，但是，这两种方案具有以下缺点：

由于实际业务的数据量大小具有突发性，如果用户需要传输的数据量很低，但是信道质量好，使用考虑信道质量决定调度的算法，就会仍然给其多次调度，这样浪费了大量资源；另外下行信道的C/I是由UE测量上报的，由于终端的差异性，所考虑的信道质量具有不准确性。

发明内容

有鉴于此，为了充分利用系统资源，达到较高的系统容量，本发明提供基于调度资源利用率的移动通信资源分组调度算法。

本发明实施例中的一种通信资源分组调度方法，包括：

A、对于待调度的至少一个用户队列，

根据该用户队列接收确认ACK反馈的数据量与该用户队列在接收该ACK反馈的时间段内占用的调度资源的比值得出该用户队列的调度资源利用率，

根据所述调度资源利用率得出该用户队列的综合调度优先级；

B、在待调度的用户队列中，根据用户队列的综合调度优先级选取设定数目的用户队列并对选取的用户队列进行通信资源调度。

本发明实施例中的一种通信资源分组调度装置，包括调度资源利用率计算模块、综合调度优先级计算模块、选择模块和调度模块，其中，

所述调度资源利用率计算模块，用于对于待调度的至少一个用户队列，根据该用户队列接收ACK反馈的数据量和该用户队列在接收该ACK反馈的时间段内占用的调度资源的比值得出该用户队列的调度资源利用率；

所述综合调度优先级计算模块，用于根据调度资源利用率计算模块得出的所述用户队列的调度资源利用率得出该用户队列的综合调度优先级；

所述选择模块，在待调度的用户队列中，根据用户队列的综合调度优先级选取设定数目的用户队列；

所述调度模块，用于对选择模块选取的用户队列进行通信资源调度。

使用本发明实施例给出的方法，在网络侧实现调度资源利用率的计算，根据调度资源利用率对用户队列进行调度，所以直接而准确地提高了系统效率。

附图说明

图1为本发明实施例中的方法流程图；

图2为本发明实施例中的装置示意图。

具体实施方式

本发明实施例中基于调度资源利用率对用户队列进行调度，将待调度的所有用户队列即所有用户的所有队列根据计算得出的综合调度优先级进行排序，然后按次序选取用户队列，直到达到本次调度的最大可调度队列数或根据系统能力设定的其他用户队列数。本发明实施例的方法适用于所有分组调度系统。如图1的流程图所示，本发明实施例中的方法具体包括如下步骤：

S1：获得已调度用户队列的相关信息。

根据上行高速共享信息HS-SICH信道反馈的ACK/NACK信息计算每个用户业务队列的每次调度的有效吞吐量，在本发明实施例中使用用户队列收到确认ACK反馈的数据量，它反映信道的质量。同时在每一次进行调度和资源分配时，记录分配给用户业务队列的调度资源，例如时隙、码道、功率。

S2：根据获得的用户业务队列的相关信息，计算已调度用户队列的调度资源利用率。

调度资源利用率定义为用户队列收到确认ACK反馈的数据速率与接收该ACK反馈的时间段内占用调度资源的比值，即调度资源利用率根据下式计算：

$L_{k,q}=\frac{{\mathrm{Thr}}_{k,q}}{{\mathrm{SR}}_{k,q}}---\left(1\right)$

具体地如果将系统为调度用户队列分配的功率作为调度资源，则调度资源利用率根据下式计算：

$L_{k,q}=\frac{{\mathrm{Thr}}_{k,q}}{\underset{i=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{k,q}^i}---\left(2\right)$

其中，Thr_k，q为用户k的队列q(即第k个用户的第q个队列)收到ACK反馈的数据速率，

为设定的统计时间段内第i次调度时为该用户队列分配的总功率，统计周期可根据实际情况确定。在整时隙资源分配的情况下，每次调度为该用户队列分配的总功率等于分配的时隙数与时隙功率的乘积，则(2)式可进一步写成如下形式：

$L_{k,q}=\frac{{\mathrm{Thr}}_{k,q}}{\underset{i=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}N\_T{s}_{k,q}^i\·P_{\mathrm{ts}}}---\left(3\right)$

其中，T为统计周期内该用户队列的总调度次数，为统计周期内第i次调度为该用户队列分配的时隙数，P_ts为时隙发射功率。

S3：根据调度资源利用率计算分组调度系统的基本调度优先级。

可以将(1)-(3)式中的调度资源利用率直接作为上述基本调度优先级，即BasicSched Factor_k，q＝L_k，q，式中BasicSchedFactor_k，q为基本调度优先级。

也可以根据下式计算上述基本调度优先级：

BasicSchedFactor_k，q＝L_k，q/T_k，q　　　　　　　(4)

其中，T_k，q为统计时间段内，用户k队列q得到的平均吞吐量。该统计时间段可以是用户上线的时刻直到当前计算的时刻，或设定的其他较长的时间段，以反应该用户队列已拥有的吞吐量。

S4：计算分组调度系统中所有用户待传分组队列的综合调度优先级。

综合调度优先级的计算需要考虑如下因素：重传队列优先级、QoS队列优先级、基本调度优先级以及它们相互间的比例关系，所以需添加相应的权重系数。综合调度优先级具体可以用如下公式表示：

Pri_k，q＝wRe×Tre_k，q+L_k，q×wQos×Qos_k，q+wBs×BasicSchedFactor_k，q　　　　(5)

其中，Tre_k，q、Qos_k，q和BasicSchedFactor_k，q分别表示用户k队列q的重传调度优先级、QoS调度优先级和基本调度优先级；wRe、wQos、wBs分别表示重传调度优先级、QoS调度优先级和基本调度优先级的权重；L_k，q为用户k的QoS队列q的调度资源利用率，其值取BasicSchedFactor_k，q。wBs取非零值，wRe和wQos之一或之二可以取零值。(5)式中第2项的wQos取非零值适用于有QoS要求的分组调度系统。

S5：根据综合调度优先级排序确定调度用户队列。

按照从高到低的顺序对综合调度优先级进行排序，并按照综合优先级从高至低的顺序选取调度用户队列，直到达到本次调度的最大可调度用户队列数。

基于上述方法，本发明实施例中给出一种通信资源调度装置，如图2所示的调度装置21，它包括调度资源利用率计算模块211、综合调度优先级计算模块212、选择模块213和调度模块214。调度资源利用率计算模块211用于对于待调度的至少一个用户队列，根据该用户队列接收ACK反馈的数据量和该用户队列在接收该ACK反馈的时间段内占用的调度资源的比值得出该用户队列的调度资源利用率。综合调度优先级计算模块212用于根据调度资源利用率计算模块得出的用户队列的调度资源利用率得出该用户队列的综合调度优先级。选择模块213用于在待调度的用户队列中，根据用户队列的综合调度优先级选取设定数目的用户队列。调度模块214用于对选择模块选取的用户队列进行通信资源调度。

综合调度优先级计算模块212的一种结构是包括存储单元和加权单元。存储单元用于存储用户队列的重传调度优先级、QoS调度优先级和调度资源利用率。加权单元用于将保存的用户队列的重传调度优先级和QoS调度优先级以及得出的用户队列的调度资源利用率分别乘以权重系数，然后求和作为该用户队列的综合调度优先级。

综合调度优先级计算模块212的另一种结构是包括吞吐量计算单元、基本调度优先级和加权单元。吞吐量计算单元用于根据设定的统计时间段内用户队列收到ACK反馈的数据量与该统计时间段的长度的比值得出该用户队列的平均吞吐量。基本调度优先级计算单元用于根据用户队列的调度资源利用率和用户队列的平均吞吐量的比值得出该用户队列的基本调度优先级。加权单元用于将保存的用户队列的重传调度优先级和QoS调度优先级以及得出的用户队列的基本调度优先级分别乘以权重系数，然后求和作为该用户队列的综合调度优先级。

使用本发明实施例给出的方法，在网络侧实现调度资源利用率的计算，根据调度资源利用率对用户队列进行调度，所以直接而准确地提高了系统效率。由于考虑了信道质量带来的吞吐量增益，所以更能适应现网业务的多样性及数据流具有突发性等特点。另外，本发明实施例中综合调度优先级的计算综合反应了信道实际质量以及用户对于传输资源的实际需求，并且能够结合考虑QoS性能，所以本发明实施例的方法更加适用于实际的用户业务模型，以及能够扩展到有QoS保障要求业务的用户调度算法中。

显然，本领域的技术人员可以对本发明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)

1.一种移动通信资源分组调度方法，其特征在于，包括：

A、对于待调度的至少一个用户队列，

根据该用户队列接收确认ACK反馈的数据量与该用户队列在接收该ACK反馈的时间段内占用的调度资源的比值得出该用户队列的调度资源利用率，

将保存的所述用户队列的重传调度优先级和QoS调度优先级以及得出的所述用户队列的调度资源利用率分别乘以权重系数，然后求和作为该用户队列的综合调度优先级；或者，根据设定的统计时间段内所述用户队列收到ACK反馈的数据量与该统计时间段的长度的比值得出该用户队列的平均吞吐量，根据所述用户队列的调度资源利用率和所述用户队列的平均吞吐量的比值得出该用户队列的基本调度优先级，将保存的用户队列的重传调度优先级和QoS调度优先级以及得出的所述用户队列的基本调度优先级分别乘以权重系数，然后求和作为该用户队列的综合调度优先级；

B、在待调度的用户队列中，根据用户队列的综合调度优先级选取设定数目的用户队列并对选取的用户队列进行通信资源调度。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，

所述用户队列在接收ACK反馈的时间段内占用的调度资源包括在接收ACK反馈的时间段内为该用户队列分配的总功率。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述QoS调度优先级的权重系数包括所述调度资源利用率和设定的系数之积。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述用户队列的重传调度优先级的权重系数与QoS调度优先级的权重系数都为零或其中之一为零。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，根据如下公式计算所述用户队列的调度资源利用率：

$L_{k,q}=\frac{{\mathrm{Thr}}_{k,q}}{\underset{i=1}{\overset{T}{\mathrm{\Σ}}}{N\_\mathrm{Ts}}_{k,q}^i\·P_{\mathrm{ts}}};$

其中，Thr_k，q为统计周期内所述用户队列收到ACK反馈的数据量，T为统计周期内该用户队列的总调度次数，

为统计周期内第i次调度为该用户队列分配的时隙数，P_ts为时隙发射功率，k为用户序号，q为队列序号。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述设定数目包括根据系统能力设定的最大可调度用户队列数。

7.一种通信资源分组调度装置，其特征在于，包括调度资源利用率计算模块、综合调度优先级计算模块、选择模块和调度模块，其中，

所述调度资源利用率计算模块，用于对于待调度的至少一个用户队列，根据该用户队列接收ACK反馈的数据量和该用户队列在接收该ACK反馈的时间段内占用的调度资源的比值得出该用户队列的调度资源利用率；

所述综合调度优先级计算模块，用于根据调度资源利用率计算模块得出的所述用户队列的调度资源利用率得出该用户队列的综合调度优先级；包括存储单元和加权单元，其中，所述存储单元，用于存储所述用户队列的重传调度优先级、QoS调度优先级和调度资源利用率，所述加权单元，用于将保存的所述用户队列的重传调度优先级和QoS调度优先级以及得出的所述用户队列的调度资源利用率分别乘以权重系数，然后求和作为该用户队列的综合调度优先级或者，包括吞吐量计算单元、基本调度优先级计算单元和加权单元，其中，所述吞吐量计算单元，用于根据设定的统计时间段内所述用户队列收到ACK反馈的数据量与该统计时间段的长度的比值得出该用户队列的平均吞吐量，所述基本调度优先级计算单元，用于根据所述用户队列的调度资源利用率和所述用户队列的平均吞吐量的比值得出该用户队列的基本调度优先级，所述加权单元，用于将保存的用户队列的重传调度优先级和QoS调度优先级以及得出的所述用户队列的基本调度优先级分别乘以权重系数，然后求和作为该用户队列的综合调度优先级；

所述选择模块，在待调度的用户队列中，根据用户队列的综合调度优先级选取设定数目的用户队列；

所述调度模块，用于对选择模块选取的用户队列进行通信资源调度。