CN102333375B - 一种用于保证lte系统中cce分配公平性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信领域中的一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，包含下列步骤：1)、在每个TTI调度开始之前，将上下行中分配CCE的用户数的计数器清0，同时获取希望被调度的用户的上下行信道质量；2)、计算出在该TTI中上下行调度中可以分配CCE的最大用户数；3)、在上下行调度中分别设置已经成功分配CCE用户数的计数器，在分配CCE资源过程中，只有该计数器小于其可以分配CCE的最大用户数时才为其分配CCE资源，否则返回申请失败；4)、为用户分配CCE时，若成功，则将相应的计数器加1。本发明保证在LTE系统中上行调度中能够成功分配CCE的用户数和下行调度中能够成功分配CCE的用户数的比值处于一个跟上下行信道质量相关的平衡。

Description

一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域中的一种用于保证LTE(Long Term Evolution，长期演进系统)系统中CCE(Control Channel Element，控制信道粒子)分配公平性的方法。

背景技术

在LTE系统中，CCE(Control Channel Element)是承载DCI(Downlink Control Information)的资源，DCI格式0用于指示上行调度中关于PUSCH(Physical Uplink Share Channel)的调度结果，DCI格式1至2A用于指示下行调度中PDSCH(Physical Downlink Share Channel)的调度结果。因此CCE资源便成为了上下行调度中的共用资源，其中一部分信息指示上行调度的结果，一部分信息指示下行调度的结果。

由此可以得知必然存在上下行调度中对这块资源的抢占使用的问题。即上行调度和下行调度中都要求使用CCE资源，但是CCE资源又是很有限制的，一旦调度的一方运行快，且申请CCE的用户多，那么其就会将CCE资源耗尽，导致调度的另一方再申请CCE资源时失败或者只有很少的用户能够申请成功，这就会导致CCE资源在上下行调度中使用的不公平问题。同时由于在调度中的资源分配时，分配RB(Resource Block)的前提是有相应的DCI信息指示，该指示是告诉用户RB的位置信息的，那么一旦该用户申请CCE资源失败时其也不能申请RB，如果调度中一方能够使用的CCE资源过少的话，则必然导致相应的RB资源的浪费，因此保证CCE被上下行调度的公平使用是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，保证在LTE系统中上行调度中能够成功分配CCE的用户数和下行调度中能够成功分配CCE的用户数的比值处于一个跟上下行信道质量相关的平衡。

为解决以上技术问题，本发明技术方案为：一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，其不同之处在于，包含下列步骤：

1)、在每个TTI调度开始之前，将上下行中分配CCE的用户数的计数器清0，同时获取希望被调度的用户的上下行信道质量；

2)、根据每个TTI的用户信道质量计算出在该TTI在上、下行调度中可以分配CCE的最大用户数，从而充分适应在不同时刻的信道质量变化；

3)、在上、下行调度中分别设置已经成功分配CCE用户数的计数器，在分配CCE资源过程中，当该计数器小于其可以分配CCE的最大用户数时为其分配CCE资源，否则返回申请失败；

4)、为用户分配CCE时，若成功，则将相应的计数器加1；然后在调度时对该用户的其他处理时导致该TTI需要释放该用户CCE的占用时，则将相应的计数器减1。

按以上方案，所述步骤2)中，计算调度中可以分配的PDCCH数目是通过平均聚集级别计算得来的。

按以上方案，所述步骤2)中，计算出上、下行调度中可以成功分配CCE的最大用户数是跟上下行中所有用户的平均信道质量有关的，且成正比例关系。

其基本原理为：通过在每个TTI(Transmission Time Interval，发送时间间隔)的调度开始之前预先计算出在该TTI的调度时能为上行和下行调度分配CCE资源的最大用户数，计算该最大用户数的方法是通过上下行调度中所有希望被调度用户的平均信道质量和其比例来计算其最大值，然后将这两个最大用户数限制调度过程中分配CCE的用户数，一旦在成功为上行(或者下行)调度过程中成功分配CCE的用户数目大于这个值，就不再为上行(或者下行)调度中的用户分配CCE资源，从而保证了在调度过程中分配CCE的用户数处于一个与其信道质量有关的平衡。

通过以上步骤的限制，在调度时就不会出现因为一方调度中将CCE耗尽，而另一方没有或者只有很少的CCE可用的情况出现，因为通过步骤二中已经在调度启动之前预先为上下行调度器已计算出其能够分配CCE的最大用户数。

对比现有技术，本发明的有益特点如下：

1)、该用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，保证在LTE系统中上行调度中能够成功分配CCE的用户数和下行调度中能够成功分配CCE的用户数的比值处于一个跟上下行信道质量相关的平衡

2)、该用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，所采取的计算算法复杂度极低，并且能够适应各种调度场景的需求，该方法的加入对调度和系统的时间上的影响可以忽略。

3)、该用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，在每个TTI计算得到的值与该TTI信道质量相关，动态可变，在加入到实际的工程应用中简单而且可行。

附图说明

图1是本发明一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法的整体流程图；

图2是本发明一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法中用来计算上下行调度能够分配CCE的最大用户数的算法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明通过在调度之前计算出上下行中可分配CCE的最大用户数来保证CCE分配的公平性，包含下列步骤：

1)、在每个TTI调度开始之前，将上下行中分配CCE的用户数的计数器清0，同时获取希望被调度的用户的上下行信道质量，信道质量以CQI(Channel Quality Indication)表示；

2)、计算出在该TTI中上下行调度中可以分配CCE的最大用户数，其计算方法如下：

步骤A：获取当前TTI中希望被调度的用户的信息，从而通过式(1)(2)计算上行平均信道质量ul_aver和下行平均信道质量dl_aver，式中CQI_i表示用户i的信道质量，DL和UL分别表示下行和上行中当前TTI中希望被调度的用户数目；

$\mathrm{ul}\_\mathrm{aver}=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{UL}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_i/\mathrm{UL}---\left(1\right)$

$\mathrm{dl}\_\mathrm{aver}=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{DL}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_i/\mathrm{UL}---\left(2\right)$

步骤B：通过步骤A中的上下行平均信道质量经过简单平均得到当前TTI希望分配到CCE的所有用户的平均信道质量，然后以所有用户的平均信道质量作为输入，以CCE分配过程中CCE的聚集级别L与信道质量CQI的对应函数关系作为函数，得出平均的聚集级别L；

步骤C：通过式(3)计算出当前TTI内可分配的平均PDCCH数目，式(3)中的CCE_NUM表示当前小区配置下的最大的CCE数目；

步骤D：通过式(4)(5)初步计算出当前TTI内上下行调度中能够成功分配CCE的最大UE数目ul_max和dl_max；

ul_max＝pdcch_num×ul_aver/(dl_aver+ul_aver)    (4)

dl_max＝pdcch_num-ul_max                        (5)

步骤E：结合上下行中希望被调度的用户数，以及CCE利用率的考虑，对步骤207中得到的结果进行调整，并得出最终结果，调整方法：首先将ul_max与UL做比较，若ul_max大于UL，则将UL赋值给ul_max，否则不变；dl_max采取同样的调整；其次，如果ul_max小于UL，则将ul_max加上一个调整量ul_ad，采取同样的方法后将dl_max加上dl_ad；注：ul_ad和dl_ad的值可以通过仿真得到。

3)、在上下行调度中，将步骤二中得到的ul_max和dl_max作为调度中上下行调度能够为用户分配CCE的最大用户数目，分别设置已经成功分配CCE用户数的计数器，在分配CCE资源过程中，只有该计数器小于其可以分配CCE的最大用户数时才为其分配CCE资源，否则返回申请失败。

4)、为用户分配CCE时，若成功，则将相应的计数器加1；然后，若CCE申请成功，但在调度时对该用户的其他处理时导致该TTI需要释放该用户的CCE时，则将相应的计数器减1。

具体的，所述步骤2)中，计算调度中可以分配的PDCCH数目是通过平均聚集级别计算得来的。

具体的，所述步骤2)中，计算出上下行调度中可以成功分配CCE的最大用户数是跟上下行中所有用户的平均信道质量有关的，且成正比例关系。

具体的，所述步骤2)中，该计算方法是根据每个TTI的用户信道质量得出的最大用户数，其可以充分适应在不同时刻的信道质量的变化的。

请参考图1和图2，具体步骤如下：

步骤1001：在每个TTI的调度开始之前的调度准备工作中将上行调度成功分配CCE的用户数的计数器和下行调度中成功分配CCE的用户数的计数器分别置0；

步骤1002：使用如图2所示的方法计算出当前TTI的上下行调度中能够分配CCE的最大用户数，具体包括以下步骤：

步骤201：获取当前TTI中希望被调度的用户的信息，主要是获取该用户的上行信道质量和下行信道质量；

步骤202：获取上行调度中希望被调度用户的上行CQI和上行用户总数，下行调度中希望被调度用户的下行CQI和下行用户总数；

步骤203：通过式(1)(2)计算上行平均信道质量ul_aver和下行平均信道质量dl_aver，式中CQI_i表示用户i的信道质量，DL和UL分别表示下行和上行中当前TTI中希望被调度的用户数目；

步骤204：通过步骤203中的上下行平均信道质量经过简单平均得到当前TTI希望分配到CCE的所有用户的平均信道质量

步骤205：以步骤204中得到的所有用户的平均信道质量作为输入，以CCE分配过程中CCE的聚集级别L与信道质量CQI的对应函数关系作为函数，得出平均的聚集级别L；

步骤206：通过式(3)计算出当前TTI内可分配的平均PDCCH数目，式(3)中的CCE_NUM表示当前小区配置下的最大的CCE数目；

步骤207：通过式(4)(5)初步计算出当前TTI内上下行调度中能够成功分配CCE的最大UE数目ul_max和dl_max；

步骤208：结合上下行中希望被调度的用户数，以及CCE利用率的考虑，对步骤207中得到的结果进行调整，并得出最终结果，调整方法：首先将ul_max与UL做比较，若ul_max大于UL，则将UL赋值给ul_max，否则不变；dl_max采取同样的调整；其次，如果ul_max小于UL，则将ul_max加上一个调整量ul_ad，采取同样的方法后将dl_max加上dl_ad；注：ul_ad和dl_ad的值可以通过仿真得到，在下行带宽为20M带宽时，可以将其取值为：ul_ad＝3.dl_ad＝4.

步骤1003：开始调度，该过程具体到上行调度或者下行调度的准备工作；因为在上行调度或者下行调度中为用户分配CCE的流程相同，所以在步骤1004到步骤1012中以上行调度为例来说明其中的过程；

步骤1004：在上行调度中处理第一个用户的CCE资源申请；

步骤1005：首先判断当前上行调度中的分配CCE的用户数的计数器是否大于步骤1002中得到的上行调度中可成功分配CCE的最大用户数，若大于，则执行步骤1012，否则执行步骤1006；

步骤1006：根据用户的C_RNTI(Cell RNTI，小区RNTI)、CQI和DCI格式为用户分配CCE资源，若成功，则执行步骤1007；若失败，则执行步骤1011；

步骤1007：将步骤1006中为用户分配的CCE的位置标志为已使用，并且将上行调度中的成功分配CCE的用户数的计数器加1；

步骤1008：处理该用户在调度过程中的其他事务，比如RB的分配和HARQ进程的分配，若RB和HARQ进程分配失败需要释放被步骤1007中标志为已使用CCE位置，并且将上行调度中的成功分配CCE的用户数的计数器减1；

步骤1009：该用户调度完毕；

步骤1010：在调度中判断是否还有用户等待处理，若有，则执行步骤1011，没有则执行步骤1012；

步骤1011：处理下一个用户的调度请求；

步骤1012：调度结束。

实例：小区配置采用下行带宽为100个RB，2天线，CFI＝3，Ng＝1/6(PHICH参数)，最终算得PDCCH可以使用的CCE数目为87，采用Windows提供的srand和rand函数随机生成CQI来模拟UE信道质量的变化；采用轮询调度算法；L与CQI采用式(6)中的对应关系：

$L=\left\{\begin{array}{cc}8,& 1\≤\mathrm{CQI}\≤5\\ 4,& 6\≤\mathrm{CQI}\≤9\\ 2,& 10\≤\mathrm{CQI}\≤13\\ 1,& 14\≤\mathrm{CQI}\≤15\end{array}\right.---\left(6\right)$

假设上下行都有60个UE希望被调度，首先建立小区配置UE并随机生成UE的上下行信道质量，同时下行调度中在common space中为小区预留3个PDCCH(即预留前12个CCE)给MSG2和PCCH等使用；仿真时下行调度先运行，在下行平均信道质量为8.3，上行平均信道质量为7.9的情况下：

如果不采用任何限制分配得到的结果为，下行调度中成功分配CCE的用户数为23，上行调度中成功分配CCE的用户数为4，CCE使用个数为83；

在使用本发明的方法得到的结果为，下行调度中成功分配CCE的用户数为14，上行调度中成功分配CCE的用户数为15，CCE使用个数为82。

由此可见本发明可以使得CCE被上行行调度的使用处于一个相对平衡的状态，可以避免其不公平的使用导致的RB浪费。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，其特征在于，包含下列步骤：

1)、在每个TTI调度开始之前，将上下行中分配CCE的用户数的计数器清0，同时获取希望被调度的用户的上下行信道质量；

2)、根据每个TTI的用户信道质量计算出在该TTI在上、下行调度中可以分配CCE的最大用户数，从而充分适应在不同时刻的信道质量变化；

所述步骤2）的具体计算方法如下：

步骤A：获取当前TTI中希望被调度的用户的信息，从而通过式（1）（2）计算上行平均信道质量ul_aver和下行平均信道质量dl_aver，式中CQI_i表示用户i的信道质量，DL和UL分别表示下行和上行中当前TTI中希望被调度的用户数目；

$\mathrm{ul}\_\mathrm{aver}=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{UL}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_i/\mathrm{UL}---\left(1\right)$

$\mathrm{dl}\_\mathrm{aver}=\underset{i=0}{\overset{\mathrm{DL}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CQI}}_i/\mathrm{DL}---\left(2\right)$

步骤B：通过步骤A中的上下行平均信道质量经过简单平均得到当前TTI希望分配到CCE的所有用户的平均信道质量，然后以所有用户的平均信道质量作为输入，以CCE分配过程中CCE的聚集级别L与信道质量CQI的对应函数关系作为函数，得出平均的聚集级别L；

步骤C：通过式（3）计算出当前TTI内可分配的平均PDCCH数目，式（3）中的CCE_NUM表示当前小区配置下的最大的CCE数目；

步骤D：通过式（4）（5）初步计算出当前TTI内上下行调度中能够成功分配CCE的最大UE数目ul_max和dl_max；其中，上行调度中能够成功分配CCE的最大UE数目为ul_max，下行调度中能够成功分配CCE的最大UE数目为dl_max；

ul_max=pdcch_num×ul_aver/(dl_aver+ul_aver)      （4）

dl_max=pdcch_num-ul_max       （5）

步骤E：结合上下行中希望被调度的用户数，以及CCE利用率的考虑，对步骤D中得到的结果进行调整，并得出最终结果，调整方法：首先将ul_max与UL做比较，若ul_max大于UL，则将UL赋值给ul_max，否则不变；dl_max采取同样的调整；其次，如果ul_max小于UL，则将ul_max加上一个调整量ul_ad，采取同样的方法后将dl_max加上dl_ad；

3)、在上、下行调度中分别设置已经成功分配CCE用户数的计数器，在分配CCE资源过程中，当该计数器小于其可以分配CCE的最大用户数时为其分配CCE资源，否则返回申请失败；

4)、为用户分配CCE时，若成功，则将相应的计数器加1；然后在调度时对该用户的其他处理时导致该TTI需要释放该用户CCE的占用时，则将相应的计数器减1。

2.根据权利要求1所述的用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，其特征在于：所述步骤2）中，计算调度中可以分配的PDCCH数目是通过平均聚集级别计算得来的。

3.根据权利要求1所述的用于保证LTE系统中CCE分配公平性的方法，其特征在于：所述步骤2）中，计算出上、下行调度中可以成功分配CCE的最大用户数是跟上下行中所有用户的平均信道质量有关的，且成正比例关系。