CN102387597A - 一种对下行数据传输进行调度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种对下行数据传输进行调度的方法,将队列缓存量和信道环境作为参数参与小区前向接入信道(CELL_FACH)状态下用户的优先级的计算,并按照计算的优先级对待调度的用户进行下行数据传输的调度。通过这种方式,实现了在CELL_FACH状态下基于缓存状况和信道环境的调度,弥补了流控不精确所造成的弊端,平衡了各用户的队列缓存饱和度,进而提高整个小区吞吐量,并有效地控制各用户的队列缓存排队丢包率。本发明适用于HSPA+系统中仅存在CELL_FACH状态下用户的情况,或者存在CELL_FACH状态下用户和小区专用信道(CELL_DCH)状态下用户并存的情况。

Description

一种对下行数据传输进行调度的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,特别涉及一种对下行数据传输进行调度的方法。
背景技术
在增强高速分组接入(HSPA+)系统中,小区前向接入信道(CELL_FACH)状态下的数据传输得到了以下几方面的增强:
其一、在空口上,CELL_FACH状态下的下行传输不再使用前向接入信道(FACH),而是和小区专用信道(CELL_DCH)状态一样使用共享高速数据信道(HS-DSCH)来共享传输信道。所以,HSPA+系统中CELL_FACH下的下行传输数据的速率得到了提高,而且下行传输业务类型也更加多样和灵活。CELL_FACH状态下的HS-DSCH信道上可以传输专用业务信道(DTCH)业务数据、专用控制信道(DCCH)信令数据、公共控制信道(CCCH)信令数据、广播控制信道(BCCH)广播消息数据。
其二、在Iub口上,CELL_FACH状态下新定义了公共MAC流。不同于CELL_DCH状态下每个用户的MAC-d流,CELL_FACH状态下的公共MAC流为小区内所有用户共用的,同一条公共MAC流中可以传输多个用户的数据。另外,还新定义了名为HS-DSCH DATA FRAME TYPE 2的数据帧和名为HS-DSCH CAPACITY ALLOCATION TYPE 2的控制帧,可分别用于HSPA+系统CELL_FACH状态下的Iub口数据传输和流量控制消息传输。
在CELL_FACH状态下定义的控制帧中,HS-DSCH CAPACITYREQUEST控制帧指示使用相应公共MAC流和具有相应优先级的缓存情况,可能有多个用户都使用一个公共MAC流传输相同优先级的数据。而对于CELL_DCH状态下,HS-DSCH CAPACITY REQUEST控制帧指示某个用户在RNC端使用相应MAC流和具有相应优先级的缓存情况。HS-DSCHCAPACITY ALLOCATION TYPE 2控制帧指示Node B对使用相应公共MAC流和具有相应优先级的Iub口数据流传输授权,可能有多个用户都使用一个公共MAC流传输相同优先级的数据。而对于CELL_DCH状态下,HS-DSCHCAPACITY ALLOCATION TYPE 2指示Node B对某个用户的使用相应MAC-d流和具有相应优先级的Iub口数据流传输授权。
也就是说,HSPA+系统CELL_FACH状态下的流控是针对公共PQ的,而不像CELL_DCH状态下的流控是针对每个用户的MAC_d流的。
其三、在网络实体上,CELL_FACH状态下配置了公共优先级队列(PQ),与CELL_DCH状态不同的是,该公共PQ为小区内所有用户共用,RNC配置的同一个ID编号的PQ中可以存放多个用户的MAC-d PDU。
综上所述,HSPA+系统CELL_FACH状态下的数据传输与CELL_DCH状态一样有PQ缓存、MAC流和流控帧,同样需要进行流量控制。但与CELL_DCH状态下的用户PQ流控不同的是,CELL_FACH状态下的流控特点是针对多个用户共享的公共PQ进行流量控制;流控目的是控制Node B端公共PQ整体缓存量,而不是单个用户的缓存量,减少缓存量抖动,配合调度算法使其发挥出最大的性能,并尽量减少流量控制带来的计算量。
由于CELL_FACH状态下的流量控制是控制Node B端公共PQ整体缓存量,而不是单个用户的缓存量,流控不精确将导致用户之间缓存量差别较大。某些用户由于信道环境不好,长时间得不到调度,Node B端针对该用户的缓存中已积压了较多数据;某些用户信道环境好,Node B端针对该用户的缓存量少需要Iub口下发新数据。然而,CELL_FACH状态下的流控要看公共PQ的整体缓存量,若此时公共PQ整体缓存较低,则继续会向RNC请求数据,将造成一部分用户由于缓存中数据包排队过多而丢弃;若为了保证少部分用户的丢包率而停止请求数据,则会造成其他用户不能及时得到所需数据,使小区整体吞吐量下降,严重时可能导致用户掉线。
现有技术中,针对CELL_DCH状态下的用户可以采用正比公平或轮询等调度方式,但是基于上述CELL_FACH状态下不能基于用户进行精确流控的特性,现有的调度方式应用于仅存在CELL_FACH状态下用户的情况,或者存在CELL_FACH状态下用户和CELL_DCH状态下用户并存的情况,将降低系统性能。
发明内容
本发明提供了一种对下行数据传输进行调度的方法,以便于HSPA+系统中仅存在CELL_FACH状态下用户的情况,或者存在CELL_FACH状态下用户和CELL_CELL状态下用户并存的情况下,提高系统性能。
一种对下行数据传输进行调度的方法,应用于HSPA+系统,该方法包括:
A、确定所有待调度的用户;
B、确定各待调度的用户的优先级,其中,处于CELL_FACH状态下用户的优先级为:
Figure BSA00000251281700031
其中,Priok(t)为在当前时刻t处于CELL_FACH状态下标识为k的用户的优先级,Bits_Per_SlotCodek为反映所述标识为k的用户当前信道质量的参数,
Figure BSA00000251281700032
为在当前时刻t所述标识为k的用户所对应PQ中第i个PQ的平均下行传输空口速率,Rationk为反映所述标识为k的用户的所述第i个PQ的业务缓存状况的参数,A和B为大于0的权重因子;
C、按照各待调度的用户的优先级从高到低的顺序,对各待调度的用户进行下行数据传输的调度。
其中,所述步骤A具体包括:确定所有用于下行数据传输的PQ缓存中,不为空的PQ缓存对应的用户为所述待调度的用户。
具体地,所述Bits_Per_SlotCodek为:当前信道环境下,NodeB在每个最小资源单元上向所述标识为k的用户传输的最大比特数。
其中,所述Bits_Per_SlotCodek从所述标识为k的用户反馈的CQI的RTBS信元中获取。
所述第i个PQ为:所述标识为k的用户所对应PQ中的任意一个或者固定选取的一个。
其中,所述
Figure BSA00000251281700041
为:
Figure BSA00000251281700042
其中,t-1为上一时刻,Rk(t)为在当前时刻t所述标识为k的用户所对应PQ中第i个PQ的瞬时下行传输空口速率,
Figure BSA00000251281700043
为预设的平滑因子。
另外,所述Rationk具体为:
Figure BSA00000251281700044
其中,BPq_Buffer为所述标识为k的用户的所述第i个PQ的缓存大小,Discard Timer为PQ的数据包丢弃时间。
较优地,所述A为调节PQ缓存对用户优先级影响的权重因子,所述B为调节CELL_FACH状态业务优先级与CELL_DCH状态业务优先级的高低关系的权重因子。
其中,所述
Figure BSA00000251281700045
A1和A2为设定值,A1≥B,A2>0且A2>A1。在所述步骤B中,处于小区专用信道CELL_DCH状态下用户的优先级为:
Figure BSA00000251281700046
其中,PrioL(t)为当前时刻t处于CELL_DCH状态下标识为L的用户的优先级,Bits_Per_SlotCodeL为当前信道环境下NodeB在每个最小资源单元向所述标识为L的用户传输的最大比特数,为在当前时刻t所述标识为L的用户所对应PQ中第i个PQ的平均下行传输空口速率。
由以上技术方案可以看出,本发明将队列缓存量和信道环境作为参数参与CELL_FACH状态下用户的优先级的计算,并按照计算的优先级对待调度的用户进行下行数据传输的调度。通过这种方式,实现了在CELL_FACH状态下基于缓存状况和信道环境的调度,弥补了流控不精确所造成的弊端,平衡了各用户的队列缓存饱和度,进而提高整个小区吞吐量,并有效地控制各用户的队列缓存排队丢包率。可见,该方法在HSPA+系统中仅存在CELL_FACH状态下用户的情况,或者存在CELL_FACH状态下用户和CELL_DCH状态下用户并存的情况下,提高了系统性能。
附图说明
图1为本发明提供的主要方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的主要方法可以如图1所示,主要包括以下步骤:
步骤101:确定所有待调度的用户。
在本步骤中,可以确定所有用于下行数据传输的PQ缓存中,不为空的PQ缓存对应的用户为待调度的用户。该待调度的用户可能仅包括CELL_FACH状态下的用户,也可能包括CELL_FACH状态下的用户和CELL_DCH状态下的用户。对于仅包括CELL_DCH状态下用户的情况,采用现有技术中的调度方式即可,本发明不关心这种情况。
步骤102:确定各待调度的用户的优先级,其中,处于CELL_FACH状态下用户的优先级为:
其中,Priok(t)为当前时刻t处于CELL_FACH状态下标识为k的用户的优先级。
Bits_Per_SlotCodek为当前信道环境下,NodeB在每个最小资源单元给该标识为k的用户传输的最大比特数,该参数也可以采用其它反映该标识为k的用户所对应信道质量的参数。该参数可以从用户反馈的信道质量指示(CQI)的建议传输块大小(RTBS)信元获取。
Figure BSA00000251281700061
为当前时刻标识为k的用户所对应PQ中第i个PQ的平均下行传输空口速率,该第i个PQ可以为标识为k的用户所对应PQ中的任意一个,也可以为固定选取的一个。如果标识为k的用户所对应的PQ只有一个,那么第i个PQ就是这个PQ。
Figure BSA00000251281700062
的计算公式可以为:
Figure BSA00000251281700063
其中,t为当前时刻,t-1为上一时刻,Rk(t)为当前时刻标识为k的用户所对应PQ中第i个PQ的瞬时下行传输空口速率,
Figure BSA00000251281700064
为预设的平滑因子。
Rationk为反映上述第i个PQ的业务缓存状况的参数,
Figure BSA00000251281700065
BPq_Buffer为标识为k的用户中上述第i个PQ队列的缓存大小,Discard Timer为PQ队列的数据包丢弃时间,通常是一个系统设定值。
A和B为权重因子,其中,B为调节CELL_FACH状态业务优先级与CELL_DCH状态业务优先级的高低关系,该B为大于0的值。如果希望CELL_DCH状态业务的吞吐量加大,可以通过增大B值的方式,反之减小B值。
A为调节PQ缓存对用户优先级的影响权重因子,A为大于0的值。A值越大,PQ缓存对于用户优先级的影响越小。较优地,A可以采用分段取值的方式,即
Figure BSA00000251281700066
A1和A2为设定值,A1≥B,A2>0且A2>A1
实际上,通过调节A能够对PQ缓存量和信道环境两者的权重进行不同程度的调节。通过调节B能够调整CELL_FACH用户和CELL_DCH用户之间的带宽分配。
如果待调度的用户中存在CELL_DCH状态下的用户,则按照现有技术中的方式确定CELL_DCH状态下用户的优先级,CELL_DCH状态下用户的优先级为:
其中,
Figure BSA00000251281700072
为当前时刻t处于CELL_DCH状态下标识为L的用户的优先级。
Bits_Per_SlotCodeL为当前信道环境下,NodeB在每个最小资源单元给该标识为L的用户传输的最大比特数,该参数也可以采用其它反应标识为L的用户所对应信道质量的参数。该参数可以从用户反馈的CQI中的RTBS信元获取。
Figure BSA00000251281700073
为当前时刻该标识为L的用户所对应PQ中第i个PQ的平均下行传输空口速率,同样,该第i个PQ可以为标识为L的用户所对应PQ中的任意一个,也可以为固定选取的一个。如果标识为L的用户所对应的PQ只有一个,那么第i个PQ就是这个PQ。
的计算公式可以为:
Figure BSA00000251281700075
其中,t为当前时刻,t-1为上一时刻,RL(t)为当前时刻标识为L的用户所对应PQ中第i个PQ的瞬时下行传输空口速率,
Figure BSA00000251281700076
为预设的平滑因子。
步骤103:按照各待调度的用户的优先级从高到低的顺序,对各待调度的用户进行下行数据传输的调度。
本发明所提供的上述方法是由NodeB执行的。
由以上描述可以看出,本发明提供的方法可以具备以下优点:
1)本发明中,将队列缓存量和信道环境作为参数参与CELL_FACH状态下用户的优先级的计算,并按照计算的优先级对待调度的用户进行下行数据传输的调度。通过这种方式,实现了在CELL_FACH状态下基于缓存状况和信道环境的调度,弥补了流控不精确所造成的弊端,平衡了各用户的队列缓存饱和度,进而提高整个小区吞吐量,并有效地控制各用户的队列缓存排队丢包率。可见,该方法适用于HSPA+系统中仅存在CELL_FACH状态下用户的情况,或者存在CELL_FACH状态下用户和CELL_DCH状态下用户并存的情况。
2)通过调节用户优先级计算公式中的参数A能够对PQ缓存量和信道环境两者的权重进行不同程度的调节,更进一步地,对参数A进行分段控制,能够根据PQ缓存量的状况,灵活有效地控制CELL_FACH状态下用户之间的吞吐量和公平性。
3)通过调节用户优先级计算公式中的参数B控制CELL_FACH状态用户相对于CELL_DCH用户的总体优先级,实现调整CELL_FACH用户和CELL_DCH用户之间的带宽分配,尽可能保证两类用户的传输性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种对下行数据传输进行调度的方法,应用于增强高速分组接入HSPA+系统,其特征在于,该方法包括:
A、确定所有待调度的用户;
B、确定各待调度的用户的优先级,其中,处于小区前向接入信道CELL_FACH状态下用户的优先级为:
其中,Priok(t)为在当前时刻t处于CELL_FACH状态下标识为k的用户的优先级,Bits_Per_SlotCodek为反映所述标识为k的用户当前信道质量的参数,
Figure FSA00000251281600012
为在当前时刻t所述标识为k的用户所对应优先级队列PQ中第i个PQ的平均下行传输空口速率,Rationk为反映所述标识为k的用户的所述第i个PQ的业务缓存状况的参数,A和B为大于0的权重因子;
C、按照各待调度的用户的优先级从高到低的顺序,对各待调度的用户进行下行数据传输的调度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤A具体包括:确定所有用于下行数据传输的PQ缓存中,不为空的PQ缓存对应的用户为所述待调度的用户。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述Bits_Per_SlotCodek具体为:当前信道环境下,NodeB在每个最小资源单元上向所述标识为k的用户传输的最大比特数。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述Bits_Per_SlotCodek从所述标识为k的用户反馈的信道质量指示CQI的建议传输块大小RTBS信元中获取。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第i个PQ为:所述标识为k的用户所对应PQ中的任意一个或者固定选取的一个。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述为:
Figure FSA00000251281600022
其中,t-1为上一时刻,Rk(t)为在当前时刻t所述标识为k的用户所对应PQ中第i个PQ的瞬时下行传输空口速率,
Figure FSA00000251281600023
为预设的平滑因子。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述Rationk具体为:
Figure FSA00000251281600024
其中,BPq_Buffer为所述标识为k的用户的所述第i个PQ的缓存大小,Discard Timer为PQ的数据包丢弃时间。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述A为调节PQ缓存对用户优先级影响的权重因子,所述B为调节CELL_FACH状态业务优先级与CELL_DCH状态业务优先级的高低关系的权重因子。
9.根据权利要求1或8所述的方法,其特征在于,所述
Figure FSA00000251281600025
A1和A2为设定值,A1≥B,A2>0且A2>A1
10.根据权利要求1至8任一权项所述的方法,其特征在于,在所述步骤B中,处于小区专用信道CELL_DCH状态下用户的优先级为:
Figure FSA00000251281600026
其中,PrioL(t)为当前时刻t处于CELL_DCH状态下标识为L的用户的优先级,Bits_Per_SlotCodeL为当前信道环境下NodeB在每个最小资源单元向所述标识为L的用户传输的最大比特数,
Figure FSA00000251281600027
为在当前时刻t所述标识为L的用户所对应PQ中第i个PQ的平均下行传输空口速率。
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