CN101730236A - 资源调度方法和系统、基站、以及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种资源调度方法和系统、基站、以及终端，其中，该资源调度方法包括：基站接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；基站根据各终端的排队等待时延信息确定各终端的优先级，并根据各终端的优先级对各终端进行资源调度。使用本发明，通过在为上行实时业务分配资源的过程中引入数据排队等待时延因素，相比于现有技术，基站能够及时地为数据排队等待时延大的终端分配资源，可以减少数据丢包的现象，从而可以达到公平有效地为终端分配资源的目的，提高用户体验。

Description

资源调度方法和系统、基站、以及终端

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地，涉及一种资源调度方法和系统、基站、以及终端。

背景技术

无线通信系统中，基站是为终端提供服务的设备。基站通过上/下行链路与终端进行通信，下行(或称前向)是基站到终端的方向，上行(或称反向)是终端到基站的方向，多个终端可通过上行链路同时向基站发送数据，也可以通过下行链路同时从基站接收数据。

在采用基站调度控制的数据传输系统中，通常由基站执行系统资源的调度分配。例如，基站在下行传输时进行资源分配、为终端进行上行传输分配所需的资源等。目前，无线通信系统的调度算法主要有基于非实时业务的调度算法(例如，比例公平算法等)和基于实时业务的调度算法(例如，最大加权时延优先算法等)。基于上述两种业务的调度算法的主要思想是：结合系统可用的无线资源、信道状况、业务的服务质量(Quality of Service，简称为QoS)需求等因素来确定用户的优先级顺序，并根据该优先级顺序为用户分配无线资源，应用这样的调度算法能够改善系统的吞吐量，用户可以公平地共享无线频谱资源，保证了业务的服务质量。

对于实时业务，IEEE 802.16e系统定义了最大时延的QoS参数，要求业务的传输时延保证在QoS参数所允许的最大时延范围内。实时业务的调度算法需要均衡考虑业务的传输时延(例如用户数据的排队等待时延)、信道质量、吞吐量，即，用户的优先级不仅与用户当前信道质量和用户吞吐量有关，还与业务的传输时延有关。在下行方向，基站在进行资源分配时采用了改进的最大加权时延优先算法(Modified Largest Weighted Delay First，简称为M-LWDF)，该算法在比例公平算法的基础上，考虑了时延的因素，因此，在进行下行资源分配时，与比例公平算法相比，M-LWDF算法更能满足实时业务调度的QoS要求。

但是，实时业务上行传输的资源分配过程中尚未考虑业务的传输时延因素。例如，目前IEEE 802.16e系统的终端根据不同业务的传输连接申请带宽，向基站发送的带宽请求消息中携带有连接标识(connection Identifier，简称为CID)、申请的带宽大小字节数等，但带宽请求消息中没有体现业务的传输时延信息，这样，会使得业务传输时延大的上行实时业务可能无法及时得到基站分配的资源，从而降低业务的服务质量，降低客户体验。

发明内容

考虑到相关技术中存在的基站无法为上行实时业务公平有效地分配资源的问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种资源调度方法和系统、基站、以及终端，以解决相关技术中的上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种资源调度方法。

根据本发明的资源调度方法包括：基站接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；基站根据各终端的排队等待时延信息确定各终端的优先级，并根据各终端的优先级对各终端进行资源调度。

优选地，上述排队等待时延信息包括以下之一：排队等待时延索引、排队等待时延等级。

优选地，在排队等待时延信息为排队等待时延索引的情况下，该方法还包括：利用下述公式确定排队等待时延索引：

其中，M为排队等待时延索引，τ_j为排队等待时延的数值，L为系统帧长。

优选地，在排队等待时延信息为排队等待时延等级的情况下，该方法还包括：根据预先设置的排队等待时延数值范围与排队等待时延等级之间的对应关系，确定与相应终端的排队等待时延的数值具有对应关系的排队等待时延等级。

优选地，该方法还包括：根据实时业务的服务质量参数中的最大时延和系统帧长确定对应关系。

优选地，在排队等待时延信息为排队等待时延等级的情况下，基站确定终端的优先级的操作具体包括：基站根据排队等待时延等级，确定相应终端进行实时业务的时延因子；并根据时延因子确定相应终端的优先级。

优选地，利用下述公式确定时延因子：

其中，α_j为时延因子，C_j为排队等待时延等级，C为排队等待时延等级的个数。

优选地，在排队等待时延信息为排队等待时延索引的情况下，基站确定终端的优先级的操作包括：基站解析接收到的排队等待时延索引，得到排队等待时延的数值；根据解析出的排队等待时延的数值确定终端进行实时业务的时延因子；并根据时延因子确定相应终端的优先级。

优选地，利用下述公式确定排队等待时延的数值：τ_j＝(M+1)×L，其中，τ_j为排队等待时延的数值，M为排队等待时延索引，L为系统帧长。

优选地，利用下述公式确定时延因子：其中，α_j为时延因子，τ_j为排队等待时延的数值，τ_MAX为最大时延。

优选地，利用下述公式确定相应终端的优先级：

其中，P_j为相应终端的优先级，R_j为相应终端的信道条件，λ_j为相应终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为时延因子。

优选地，在带宽请求消息中可以用二进制标识排队等待时延信息。

优选地，带宽请求消息中还携带有带宽请求类型信息、终端的标识信息、业务标识、请求的带宽大小信息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种基站。

根据本发明的基站包括：第一接收单元，用于接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；第一确定单元，用于根据第一接收单元接收到的排队等待时延信息，确定相应终端的优先级；调度单元，用于根据第一确定单元确定的各终端的优先级对各终端进行资源调度。

优选地，上述排队等待时延信息包括以下之一：排队等待时延索引、排队等待时延等级。

优选地，上述第一确定单元包括：第一确定模块，用于根据第一接收单元接收到的排队等待时延信息确定相应终端的时延因子；第二确定模块，用于利用公式

以及根据第一确定模块确定的时延因子确定相应终端的优先级，其中，P_j为优先级，R_j为相应终端的信道条件，λ_j为相应终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为时延因子。

优选地，上述第一确定模块包括：第一处理子模块，用于利用公式

计算出相应终端的时延因子，其中，α_j为时延因子，C_j为排队等待时延等级，C为排队等待时延等级的个数；解析子模块，用于利用公式τ_j＝(M+1)×L计算得出排队等待时延，其中，τ_j为排队等待时延的数值，M为排队等待时延索引，L为系统帧长；第二处理子模块，用于利用公式

计算得出时延因子，其中，α_j为时延因子，τ_j为排队等待时延的数值，τ_MAX为最大时延。

根据本发明的另一个方面，提供了一种终端。

根据本发明的终端包括：第二接收单元，用于接收来自上层的数据；第二确定单元，用于确定第二接收单元接收到的数据的排队等待时延信息；发送单元，用于向基站发送实时业务的带宽请求消息，其中带宽请求消息中携带有第二确定单元确定的排队等待时延信息。

优选地，上述排队等待时延信息包括以下之一：排队等待时延索引、排队等待时延等级。

优选地，上述第二确定单元包括：第三确定模块，用于确定第二接收单元接收到的数据的排队等待时延的数值；第四确定模块，用于根据确定第三确定模块确定的排队等待时延的数值确定排队等待时延信息。

优选地，该终端进一步包括：设置单元，用于预先设置排队等待时延数值范围与排队等待时延等级之间的对应关系；其中，上述第四确定模块包括：第一转换子模块，用于根据设置单元设置的对应关系，确定与第三确定模块确定的排队等待时延的数值具有对应关系的排队等待时延等级；第二转换子模块，用于利用公式

将第三确定模块确定的排队等待时延的数值转换成排队等待时延索引，其中，M为排队等待时延索引，τ_j为排队等待时延的数值，L为系统帧长。

根据本发明的另一个方面，提供了一种资源调度系统。

根据本发明资源调度系统包括终端和基站，其中，上述终端包括：第二接收单元，用于接收来自上层的数据；第二确定单元，用于确定第二接收单元接收到的数据的排队等待时延信息；发送单元，用于向基站发送实时业务的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有第二确定单元确定的排队等待时延信息；上述基站包括：第一接收单元，用于接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；第一确定单元，用于根据第一接收单元接收到的排队等待时延信息，确定相应终端的优先级；调度单元，用于根据第一确定单元确定的各终端的优先级对各终端进行资源调度。

借助于本发明的上述技术方案之一，通过在为上行实时业务分配资源的过程中引入数据排队等待时延因素，相比于现有技术，基站能够及时地为数据排队等待时延大的终端分配资源，可以减少数据丢包的现象，从而可以达到公平有效地为终端分配资源的目的，提高用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明方法实施例的资源调度方法的流程图；

图2是根据本发明优选实施例的资源调度方法的具体实施的流程图；

图3是根据本发明优选实施例的资源调度方法的另一具体实施的流程图；

图4是根据本发明装置实施例一的基站的结构框图；

图5是根据本发明优选实施例的基站的结构框图；

图6是根据本发明装置实施例二的终端的结构框图；

图7是根据本发明优选实施例的终端的结构框图；

图8是根据本发明系统实施例的资源调度系统的结构框图。

具体实施方式

功能概述

考虑到相关技术中存在的基站无法为上行实时业务公平有效地分配资源的问题，本发明实施例提出了一种资源调度机制，其中，通过在为上行实时业务分配资源的过程中引入数据排队等待时延因素，基站能够及时地为数据排队等待时延大的终端分配资源、可以减少数据丢包的现象。

下面结合附图对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，为了便于描述，在下文中使用了步骤号，但这不应理解为对本发明的限制，另外，在以下方法中描述的各个步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种资源调度方法。

图1示出了根据本发明方法实施例的资源调度方法的流程，如图1所示，根据本发明方法实施例的资源调度方法包括步骤S102-步骤S104：

步骤S102，基站接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；

步骤S104，基站根据各终端的排队等待时延信息确定各终端的优先级，并根据各终端的优先级对各终端进行资源调度。

借助于本实施例提供的技术方案，通过在为实时业务上行传输分配资源的过程中引入数据排队等待时延因素，基站能够及时地为数据排队等待时延大的终端分配资源、减少了数据丢包的现象，达到了公平有效地为终端分配资源的目的，提高了用户体验。

下面详细描述上述处理的细节。

(一)步骤S102

诸如汇聚子层的上层根据实时业务的类别分别将数据发送到终端中对应的数据队列，其中，数据进入终端的数据队列时会产生一个排队等待时延，该排队等待时延的数值可以用公式τ_j＝(t_a-t_b)×L计算得出，其中，τ_j为数据的排队等待时延的数值，即数据队列的第一个数据包排队等待上传的时延的数值，t_a为终端发送带宽请求消息时的帧号，即终端在第t_a帧发送带宽请求消息，t_b为第一个数据包到达数据队列的帧号，即，数据队列第一个包在第t_b帧进入数据队列，L为系统帧长，例如，L＝5ms、t_a-t_b＝0帧时，计算结果为τ_j＝50ms。

终端在接收到完整的数据后向基站发送请求实时业务连接的带宽请求信息，该带宽请求信息中携带上述排队等待时延、带宽请求类型、业务流标识、用户标识、以及带宽请求大小。

需要说明的是，在带宽请求消息中消息体的长度是有限的，上述排队等待时延的数值可能是一个数值较大的十进制数据，如果直接用二进制码表示该十进制数值，会过多地占有消息体中的比特位，造成浪费系统开销、降低系统处理效率。

基于此，本实施例提供了两种方案实现终端向基站上传排队等待时延的数值：方案一，首先将排队等待时延的数值转换成相应的排队等待时延等级，再将该排队等待时延等级发送给基站；方案二，首先将排队等待时延的数值转换成排队等待时延索引，再将该排队等待时延索引发送给基站。下面详细说明这两种方案。

方案一，根据协议规定的实时业务的QoS参数中的最大时延(可用τ_MAX表示)，可以预先建立排队等待时延的数值范围与排队等待时延等级之间的对应关系，即，在实时业务的最大时延的数值范围内划分多个等级，每个排队等待时延等级对应一个数值范围，并且多个等级间的数值范围是连续的，并将该等级划分的情况通知给终端和基站。例如，实时业务的最大时延τ_MAX为80ms，可将80ms内的排队等待时延划分为四个等级区间，分别为：[5，20]ms为等级0，表示该等级为时延较小区间；[25，40]ms为等级1，表示该等级为中等时延区间；[45，60]ms为等级2，表示该等级为时延较大区间；[65，80]ms为等级3，表示该等级为时延过大区间，可以用C表示排队等待时延等级的个数，如C＝4。该排队等待时延等级划分的操作可以由终端执行，并由终端通知给基站，或者由基站执行等级划分的操作，并由基站通知给终端；还可以由系统来执行等级划分的操作，且由系统通知给基站和终端。

终端判断上述计算得出的排队等待时延的数值所属的排队等待时延等级，优选地，可以用C_j表示排队等待时延等级，例如，当τ_j＝50ms时，C_j＝2，排队等待时延等级为2。

在具体实施过程中，用二进制码来表示上述十进制的排队等待时延等级时，可以根据预先设置的排队等待时延等级的个数来确定二进制码的比特位数，即，可采用公式N＝ceil(log₂C)来计算具体的比特位数，其中，ceil表示向上取整操作，例如，当排队等待时延等级的个数为4时(即C＝4)，N＝ceil(log₂4)＝2，则可以用2个二进制比特位来表示排队等待时延等级，C_j＝2时，就可以用二进制码“10”来表示排队等待时延等级。

终端执行完上述转换操作后，向基站发送请求上行实时业务的带宽请求消息，其中携带有排队等待时延等级。

表1示出了带宽请求消息携带有排队等待时延等级时的信息，如表1所示，该带宽请求消息中携带有带宽请求类型、业务流标识、用户标识、带宽请求大小、以及排队等待时延等级。

表1、携带排队等待时延等级的带宽请求消息

结构	备注
		带宽请求类型	指示带宽请求类型，标识是总量带宽申请还是增量带宽申请
Length	指示该消息长度，该字段可选
		业务流标识	标识哪个业务流的连接申请带宽
用户标识	标识用户ID
		带宽请求大小	指示所申请带宽的字节数
if(连接属性为实时业务)
		{
排队等待时延等级	指示排队等待时延等级
		}
…	其他带宽请求相关标识或信息

可以看出，方案一通过将数据的排队等待时延的数值转换成排队等待时延等级，并将该排队等待时延等级发送给基站，利用二进制码表示的排队等待时延等级代替数据值较大的排队等待时延，节省了系统开销、提高了系统的处理速度，并且该方法简单易行。

方案二，终端将排队等待时延的数值转换成排队等待时延索引，可以用公式来计算得出该排队等待时延索引，其中，M为排队等待时延索引，τ_j为述排队等待时延的数值，L为系统帧长，例如，L＝5ms、τ_j＝50ms时，M＝9，即，排队等待时延索引为9。

在具体实施过程中，用二进制来表示来上述十进制的排队等待时延索引时，可以根据最大时延τ_MAX和系统帧长来确定用于表示排队等待时延索引的二进制码的比特位数，即，可以采用公式

来计算具体的比特位数，其中，τ_MAX为最大时延、L为系统帧长，例如，当τ_MAX＝80、L＝5时，

则可以用4个二进制比特位来表示排队等待时延索引，当M＝9时，可以用二进制码“1001”来表示排队等待时延索引。

终端执行完上述转换操作后，向基站发送请求实时业务连接的带宽请求消息，其中携带有排队等待时延索引。

表2示出了带宽请求消息携带有排队等待时延索引时的信息，如表2所示，该带宽请求消息中携带有带宽请求类型、业务流标识、用户标识、带宽请求大小、以及排队等待时延索引。

表2、携带排队等待时延索引的带宽请求消息

结构	备注
		带宽请求类型	指示带宽请求类型，标识是总量带宽申请还是增量带宽申请
Length	指示该消息长度，该字段可选
		业务流标识	标识哪个业务流的连接申请带宽
用户标识	标识用户ID
		带宽请求大小	指示所申请带宽的字节数
if(连接属性为实时业务)
		{
排队等待时延索引	指示排队等待时延索引
		}
…	其他带宽请求相关标识或信息

方案二通过将数据的排队等待时延的数值转换成排队等待时延索引，并将该排队等待时延索引发送给基站，利用二进制码表示排队等待时延等级代替数据值较大的排队等待时延，节省了系统开销、提高系统的处理速度，并且相比于方案一，方案二提供的排队等待时延索引比排队等待时延等级具有更高的精度，因此能够为基站提供更精确的排队等待时延信息。

(二)步骤S104

在基站侧，基站会接收到来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，基站分别解析这些带宽请求消息得到排队等待时延，并根据这些排队等待时延分别计算出多个终端进行上行实时业务的优先级，最后根据这些优先级的顺序为多个终端进行上行实时业务分配资源。下面以基站对一个终端的带宽请求消息进行解析并计算优先级为例来说明上述优先级的计算过程。

基站根据带宽请求消息中的业务流标识可知该次实时业务的类型、协议规定的该实时业务的QoS参数(包括最大时延τ_MAX)，以及消息体中的排队等待时延信息(包括排队等待时延等级或排队等待时延索引)。在解析出排队等待时延等级或排队等待时延索引后，可以先将由二进制码表示的排队等待时延信息转换成十进制表示的排队等待时延的数值，然后根据该十进制的数值进行相关的优先级计算。下面分两种情况说明该计算操作。

对于上述方案一，当基站解析得到排队等待时延等级的情况下，基站使用该排队等待时延等级来计算时延因子，并根据该时延因子进一步计算得出终端进行实时业务连接的优先级。

可用公式来计算时延因子，其中，α_j为时延因子，C_j为解析得到的排队等待时延的等级数，C为预置的排队等待时延等级的个数，例如，C＝4、C_j＝2时，

并且利用公式

来计算优先级，其中，P_j为终端进行上行实时业务的优先级，R_j为终端的信道条件，λ_j为终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为上述时延因子，例如，当R_j为信噪比且R_j＝15db、λ_j＝3.5Kb/s、α_j＝0.6时，

上述计算过程实现简单，能够提供较快的系统处理速度。

另一方面，由于排队等待时延等级的精度不高，上述计算过程可能会出现多个终端所请求实时业务的优先级相同的情况，这时，基站可以随机的为优先级相同的终端分配资源。

对于上述方案二，当基站解析得到排队等待时延索引的情况下，基站对该排队等待时延索引首先进行解析得到排队等待时延的数值，使用该排队等待时延的数值来计算时延因子，并根据该时延因子进一步计算得出终端进行实时业务连接的优先级。

优选地，可以利用公式τ_j＝(M+1)×L来解析得到排队等待时延，其中，τ_j为排队等待时延的数值，M为排队等待时延索引，L为系统帧长，例如，M＝9、L＝5ms时，τ_j＝50ms；进一步地，利用公式

来计算时延因子，其中，α_j为时延因子，τ_j为排队等待时延的数值，τ_MAX为最大时延，例如，τ_j＝50ms、τ_MAX＝80ms时，α_j＝0.625；最后，利用公式

来计算优先级，其中，P_j为终端进行上行实时业务的优先级，R_j为终端的信道条件，λ_j为终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为上述时延因子，例如，当R_j为信噪比且R_j＝15db、λ_j＝3.5Kb/s、α_j＝0.625时，

上述计算过程能够解析出精确的排队等待时延的数值，提供了较为精确的优先级计算结果，从而为后续的资源调度提供了更为精确的依据，能更好地满足实时业务调度的QoS需求。

基站在使用上述处理过程分别计算出请求实时业务的多个终端的优先级后，根据该优先级的顺序为终端的上行实时业务分配资源。优选地，该优先级的顺序可以是从大到小的顺序。

基站为终端的上行实时业务分配资源后，终端就可以使用该资源向作为物理层的基站发送数据。

图2示出了根据本发明优先实施例的资源调度方法的具体实施的流程。

在具体实施的该场景中，假设系统中有K个终端，每个终端都请求一个类型的实时业务连接，即，基站要对K个上行实时业务(或称上行实时连接、上行业务连接或用户连接)进行资源调度。在第j个终端U_j(1≤j≤K)向基站申请带宽时，如图2所示，该资源调度的处理过程包括下述步骤202至步骤206。

步骤202，终端U_j计算当前数据队列头部的第一个数据包的排队等待时延τ_j的数值，其中，τ_j＝(t_a-t_b)×L，t_a为终端发送带宽请求时的帧号，即终端在第t_a帧发送带宽请求消息，t_b为第一个数据包到达数据队列的帧号，即，数据队列第一个包在第t_b帧进入数据队列，L为系统帧长，并且当L＝5ms、t_a-t_b＝10帧时，计算得到τ_j＝50ms；

步骤204，假设该实时业务连接业务质量QoS参数的最大时延τ_MAX为80ms，在80ms内的排队等待时延可划分为四个等级区间，分别为：[5，20]ms为等级0，表示该等级为时延较小区间；[25，40]ms为等级1，表示该等级为中等时延区间；[45，60]ms为等级2，表示该等级为时延较大区间；[65，80]ms为等级3，表示该等级为时延过大区间，终端用N＝ceil(log₂4)＝2个比特的二进制码表示该连接的排队等待时延等级。因此，终端U_j将该连接的排队等待时延等级编码为二进制码“10”。终端向基站发送带宽请求消息(该消息可如表1所示)，该消息中携带上述二进制码“10”代表排队等待时延等级；(步骤202和步骤204对应于上述的步骤S102)

步骤206，基站接收带宽请求消息，解析连接标识可以获知该连接是否为实时业务，进而解析出代表排队等待时延等级的二进制码“10””。基站解析业务流标识，可以获知该连接的属性和QoS参数，得知U_j的连接最大时延要求为80ms，排队等待时延等级“10”对应等级2，则可计算该用户连接的时延因子

根据该时延因子，基站进一步计算出用户连接优先级

其中，R_j表示U_j的信道条件，如信噪比等，λ_j表示U_j的一定时间窗内的吞吐量，基站按优先级P_j的大小对不同用户的连接进行排序，按顺序为用户分配上行带宽。(对应于上述的步骤S104)

图3示出了根据本发明优先实施例的资源调度方法的另一具体实施的流程。

在具体实施的该场景中，假设系统中有K个终端，每个终端都请求一个类型的实时业务连接，即，基站要对K个上行实时业务连接进行资源调度。在第j个终端U_j(1≤j≤K)向基站申请带宽时，如图3所示，该资源调度的处理过程包括下述的步骤302至步骤306。

步骤302，终端U_j计算当前数据队列头部第一个数据包的排队等待时延τ_j的数值，其中，τ_j＝(t_a-t_b)×L，t_a为终端发送带宽请求消息时的帧号，即终端在第t_a帧发送带宽请求消息，t_b为第一个数据包到达数据队列的帧号，即，数据队列第一个包在第t_b帧进入数据队列，L为系统帧长，并且当L＝5ms、t_a-t_b＝10帧时，计算得到τ_j＝50ms；

步骤304，假设该实时业务连接业务质量QoS参数的最大时延为80ms，终端U_j向基站发送该连接的排队等待时延索引可以用

个比特的二进制码表示，该连接的排队等待时延索引为

则可以用4个比特的二进制码“1001”表示该排队等待时延索引。终端向基站发送带宽请求消息(该消息可如表2所示)，其中携带用二进制码“1001”表示该排队等待时延索引；(步骤302和步骤304对应于上述的步骤S102)

步骤306，基站接收带宽请求消息，解析连接标识可以获知该连接是否为实时业务，进而解析代表排队等待时延索引的二进制码“1001”。基站解析业务流标识，可以获知该连接的属性和QoS参数，从而基站得知U_j的连接最大时延要求为80ms，以及对应排队等待时延索引长度为4。基站根据排队等待时延索引“1001”对应十进制“9”，换算排队等待时延的数值为τ_j＝(9+1)×5＝50ms，则可计算出该用户连接的时延因子根据该时延因子，基站进一步地计算用户连接优先级

其中，R_j表示U_j的信道条件，如信噪比等，λ_j表示U_j的一定时间窗内的吞吐量。基站按优先级P_j的大小对不同用户的连接进行排序，按顺序为用户连接分配上行带宽。(对应于上述的步骤S104)

装置实施例一

根据本发明的实施例，提供了一种基站。

图4示出了根据本发明装置实施例一的基站的结构，图5示出了根据本发明优选实施例的基站的结构。如图4所示，根据本发明装置实施例一的基站包括：第一接收单元2、第一确定单元4、调度单元6。下面详细描述上述模块的功能。

(一)第一接收单元2

第一接收单元2用于接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息，优选地，该排队等待时延信息可以是排队等待时延索引或者是排队等待时延等级；

(二)第一确定单元4

第一确定单元4，连接至第一接收单元2，用于根据第一接收单元2接收到的排队等待时延信息确定各相应终端的优先级。

优选地，如图5所示，第一确定单元4可以包括：第一确定模块42，连接至第一接收单元2，用于根据第一接收单元2接收到的排队等待时延信息确定相应终端的时延因子，进一步地，第一确定模块42可以包括：第一处理子模块420，连接至第一接收单元2，在排队等待时延信息为排队等待时延等级的情况下，根据排队等待时延等级并且利用公式

计算出相应终端的时延因子，其中，α_j为时延因子，C_j为排队等待时延等级，C为排队等待时延等级的个数；解析子模块422，连接至第一接收单元2，在排队等待时延信息为排队等待时延索引的情况下，用于根据排队等待时延索引并利用公式τ_j＝(M+1)×L计算得出排队等待时延的数值，其中，τ_j为排队等待时延的数值，M为排队等待时延索引，L为系统帧长；第二处理子模块424，连接至解析子模块422，用于根据解析子模块422计算得到的排队等待时延的数值、并利用公式

计算得出时延因子，其中，α_j为时延因子，τ_j为排队等待时延的数值，τ_MAX为最大时延。

第二确定模块44，连接至第一确定模块42，用于根据第一确定模块42计算得出的时延因子确定相应终端的优先级。优选地，第二确定模块44可以利用公式

计算得出相应终端的优先级，其中，P_j为优先级，R_j为相应终端的信道条件，λ_j为相应终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为时延因子。

(三)调度单元6

调度单元6，连接至第一确定单元4，用于根据第一确定单元4确定的各终端的优先级对各终端进行资源调度。

借助于本实施例提供的技术方案，基站通过设置第一接收单元2、第一确定单元4、调度单元6，能够对多个终端请求的上行实时业务进行优先级排序，并根据该优先级的顺序为多个终端分配资源。

装置实施例二

根据本发明实施例，提供了一种终端。

图6示出了根据本发明装置实施例二的终端的结构，图7示出了根据本发明优选实施例的终端的结构。

如图6所示，根据本发明装置实施例二的终端包括：第二接收单元1、第二确定单元3、发送单元5。下面详细说明上述模块的功能。

(一)第二接收单元1

第二接收单元1用于接收来自上层的数据。

(二)第二接收单元3

第二接收单元3，连接至第二接收单元1，用于确定第二接收单元1接收到的数据的排队等待时延信息。

优选地，终端还可以包括设置单元(未在图6和图7中示出)，该设置单元用于预先设置排队等待时延数值范围与排队等待时延等级之间的对应关系。

进一步地，如图7所示，第二接收单元3可以包括：第三确定模块30，连接至第二接收单元1，用于确定第二接收单元1接收到的数据的排队等待时延；第四确定模块32，连接至第三确定模块30，用于将第三确定模块30确定的排队等待时延转换成排队等待时延信息，优选地，该排队等待时延信息可以是排队等待时延索引或者是排队等待时延等级。优选地，第四确定模块32可以包括：第一转换子模块320，连接至第三确定模块30，用于根据设置单元设置的述对应关系，确定与第三确定模块30确定的排队等待时延的数值具有对应关系的排队等待时延等级；第二转换子模块322，连接至第三确定模块30，用于利用公式

将第三确定模块30确定的所述排队等待时延的数值转换成排队等待时延索引，其中，M为排队等待时延索引，τ_j为排队等待时延的数值，L为系统帧长。

(三)发送单元5

发送单元5，连接至第二接收单元3，用于向基站发送实时业务的带宽请求消息，其中带宽请求消息中携带有排队等待时延信息。

借助于本实施例提供的技术方案，终端通过设置第二接收单元1、第二接收单元3、发送单元5，能够向基站发送携带有排队等待时延信息的带宽请求信息，为基站进行更公平有效的资源调度提供了参考因素。

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种资源调度系统。

图8示出了根据本发明系统实施例的资源调度系统的结构，如图8所示，根据本发明系统实施例的资源调度系统包括终端7和基站9。

其中，终端7包括：第二接收单元，用于接收来自上层的数据；第二确定单元，用于确定第二接收单元接收到的数据的排队等待时延信息；发送单元，用于向基站发送实时业务的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有第二确定单元确定的排队等待时延信息。(上述单元未在图8中示出)

基站9包括：第一接收单元，用于接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；第一确定单元，用于根据第一接收单元接收到的排队等待时延信息，确定相应终端的优先级；调度单元，用于根据第一确定单元确定的各终端的优先级对各终端进行资源调度。(上述单元未在图8中示出)

上述单元的各个细节可以参照以上结合图4与图6给出的实施例来理解和实施，为了不必要地模糊本发明，对于其中相同或相似的内容，不再赘述。

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过在为上行实时业务分配资源的过程中引入数据排队等待时延因素，基站能够及时地为数据排队等待时延大的用户分配资源、可以减少数据丢包的现象，从而可以解决相关技术中基站无法公平有效地为上行实时业务分配资源的问题，进而能够更加公平有效地为上行实时业务分配资源，提高客户体验，并且更好地满足实时业务调度的QoS需求。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (22)

1.一种资源调度方法，其特征在于，包括：

基站接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，所述带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；

所述基站根据各终端的排队等待时延信息确定各终端的优先级，并根据各终端的优先级对各终端进行资源调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排队等待时延信息包括以下之一：排队等待时延索引、排队等待时延等级。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述排队等待时延信息为排队等待时延索引的情况下，所述方法还包括：

利用下述公式确定所述排队等待时延索引：

其中，M为所述排队等待时延索引，τ_j为所述排队等待时延的数值，L为系统帧长。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述排队等待时延信息为排队等待时延等级的情况下，所述方法还包括：

根据预先设置的排队等待时延数值范围与排队等待时延等级之间的对应关系，确定与所述相应终端的排队等待时延的数值具有对应关系的排队等待时延等级。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述实时业务的服务质量参数中的最大时延和系统帧长确定所述对应关系。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述排队等待时延信息为排队等待时延等级的情况下，所述基站确定所述终端的优先级包括：

所述基站根据所述排队等待时延等级，确定所述相应终端进行所述实时业务的时延因子；

并根据所述时延因子确定所述相应终端的优先级。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用下述公式确定所述时延因子：

其中，α_j为所述时延因子，C_j为所述排队等待时延等级，C为排队等待时延等级的个数。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述排队等待时延信息为排队等待时延索引的情况下，所述基站确定所述终端的优先级包括：

所述基站解析接收到的所述排队等待时延索引，得到所述排队等待时延的数值；

根据解析出的所述排队等待时延的数值确定所述终端进行所述实时业务的时延因子；

并根据所述时延因子确定所述相应终端的优先级。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，利用下述公式确定所述排队等待时延的数值：τ_j＝(M+1)×L，其中，τ_j为所述排队等待时延的数值，M为所述排队等待时延索引，L为系统帧长。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，利用下述公式确定所述时延因子：

其中，α_j为所述时延因子，τ_j为所述排队等待时延的数值，τ_MAX为最大时延。

11.根据权利要求7或10所述的方法，其特征在于，利用下述公式确定所述相应终端的优先级：

其中，P_j为所述相应终端的优先级，R_j为所述相应终端的信道条件，λ_j为所述相应终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为所述时延因子。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述带宽请求消息中用二进制标识所述排队等待时延信息。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述带宽请求消息中还携带有带宽请求类型信息、所述终端的标识信息、所述业务标识、请求的带宽大小信息。

14.一种基站，其特征在于，包括：

第一接收单元，用于接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，所述带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；

第一确定单元，用于根据所述第一接收单元接收到的排队等待时延信息，确定相应终端的优先级；

调度单元，用于根据所述第一确定单元确定的各终端的优先级对各终端进行资源调度。

15.根据权利要求14所述的基站，其特征在于，所述排队等待时延信息包括以下之一：排队等待时延索引、排队等待时延等级。

16.根据权利要求15所述的基站，其特征在于，所述第一确定单元包括：

第一确定模块，用于根据所述第一接收单元接收到的所述排队等待时延信息确定所述相应终端的时延因子；

第二确定模块，用于利用公式

以及根据所述第一确定模块确定的所述时延因子确定所述相应终端的优先级，其中，P_j为所述优先级，R_j为所述相应终端的信道条件，λ_j为所述相应终端在历史上一定时间窗内的数据吞吐量，α_j为所述时延因子。

17.根据权利要求16所述的基站，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第一处理子模块，用于利用公式

计算出所述相应终端的所述时延因子，其中，α_j为所述时延因子，C_j为所述排队等待时延等级，C为排队等待时延等级的个数；

解析子模块，用于利用公式τ_j＝(M+1)×L计算得出排队等待时延，其中，τ_j为所述排队等待时延的数值，M为所述排队等待时延索引，L为系统帧长；

第二处理子模块，用于利用公式

计算得出所述时延因子，其中，α_j为所述时延因子，τ_j为所述排队等待时延的数值，τ_MAX为最大时延。

18.一种终端，其特征在于，包括：

第二接收单元，用于接收来自上层的数据；

第二确定单元，用于确定所述第二接收单元接收到的所述数据的排队等待时延信息；

发送单元，用于向基站发送实时业务的带宽请求消息，其中所述带宽请求消息中携带有所述第二确定单元确定的所述排队等待时延信息。

19.根据权利要求18所述的终端，其特征在于，所述排队等待时延信息包括以下之一：排队等待时延索引、排队等待时延等级。

20.根据权利要求19所述的终端，其特征在于，所述第二确定单元包括：

第三确定模块，用于确定所述第二接收单元接收到的数据的排队等待时延的数值；

第四确定模块，用于根据所述确定第三确定模块确定的所述排队等待时延的数值确定所述排队等待时延信息。

21.根据权利要求20所述的终端，其特征在于，终端进一步包括：

设置单元，用于预先设置排队等待时延数值范围与排队等待时延等级之间的对应关系；

其中，所述第四确定模块包括：

第一转换子模块，用于根据所述设置单元设置的所述对应关系，确定与所述第三确定模块确定的所述排队等待时延的数值具有对应关系的排队等待时延等级；

第二转换子模块，用于利用公式

将所述第三确定模块确定的所述排队等待时延的数值转换成排队等待时延索引，其中，M为所述排队等待时延索引，τ_j为所述排队等待时延的数值，L为系统帧长。

22.一种资源调度系统，包括终端和基站，其特征在于，

所述终端包括：

第二接收单元，用于接收来自上层的数据；

第二确定单元，用于确定所述第二接收单元接收到的所述数据的排队等待时延信息；

发送单元，用于向基站发送实时业务的带宽请求消息，其中，所述带宽请求消息中携带有所述第二确定单元确定的所述排队等待时延信息；

所述基站包括：

第一接收单元，用于接收来自请求实时业务的多个终端的带宽请求消息，其中，所述带宽请求消息中携带有实时业务数据在相应终端的数据队列中的排队等待时延信息；

第一确定单元，用于根据所述第一接收单元接收到的排队等待时延信息，确定相应终端的优先级；

调度单元，用于根据所述第一确定单元确定的各终端的优先级对各终端进行资源调度。

Images