CN102625459A - VoLTE业务的半持续调度方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种VoLTE业务的半持续调度方法、装置和系统。其中方法包括：半持续调度装置接收到由用户设备i发来的半持续调度请求后，计算该用户设备i的优先级

其中，Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，PrbN(i)表示所述用户设备i的物理资源块PRB需求量，

表示所述用户设备i的平均信道质量，R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率；半持续调度装置根据多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度。本发明提高了VoLTE业务的无线资源利用率，提升语音业务的用户容量和用户满意度。

Description

VoLTE业务的半持续调度方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及一种VoLTE业务的半持续调度方法、装置和系统，属于语音通信技术领域。

背景技术

VoLTE业务是指基于LTE的语音(Voice over LTE)业务。其中，LTE(Long Term Evolution，长期演进)技术与以往无线技术相比，最大的变化在于使用了共享信道这一概念。除了特定的一小部分资源用于传送广播消息和上下行信道控制信息外，其他的资源对所有用户来说都是共享的，进行统一调度。由于无线资源被共享，因此LTE的MAC(Media AccessControl，媒体访问控制)层在调度资源方面的工作就变得更加重要起来，既要考虑业务优先级，又要从公平性的角度保证大部分用户的利益；既要保证信令的及时传输，又要考虑数据的及时调度。

当前的MAC层资源调度方法主要有三类：动态调度、半持续调度和组调度。其中：

动态调度是指当基站每次收到用户的请求时，都会根据资源情况及预先设定的调度原则来给用户分配适当的PRB(Physical Resource Block，物理资源块)资源，适用于所有的数据业务。

半持续调度(Semi Persisting Scheduling，简称SPS)则是针对语音业务等实时业务而设计的方案。这类实时业务的数据包有一个共同的特点，包的尺寸小，且需要周期性频繁发送，所以需要尽可能减小相应的资源调度控制信令的开销来增加共享信道上数据包可利用的资源。半持续调度的中心思想是用户设备只需要在新的会话开始建立时向基站申请使用调度资源，此后以20ms为周期一直占用同一位置的PRB资源，直到连续语音结束。但对于静音数据包和重传的语音数据包则采用动态调度方案。

组调度是摩托罗拉公司提出的一种减少资源竞争的方案，不过由于性能低于半持续调度没有被广泛应用，因此不做过多介绍。

现有技术的问题在于：对于VoLTE业务而言，虽然半持续调度相比动态调度能够大大减少信令开销，但是在现有半持续调度方案中，用户设备的请求都是先到先服务的，信道质量较差的用户设别和信道质量较好的用户设备具有同样的优先级来使用资源，使得信道质量较差的用户设备的无效数据和重传数据会占用很多资源，对他们的调度也会造成其他用户设备调度等待超时，从而影响了无线资源的利用率。

发明内容

本发明的目的是针对半持续调度的上述不足，提供一种VoLTE业务的半持续调度方法和装置，以便提高VoLTE业务的无线资源利用率。

本发明一方面提供一种VoLTE业务的半持续调度方法，其中包括：

半持续调度装置接收到由用户设备i发来的半持续调度请求后，计算该用户设备i的优先级其中，Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，PrbN(i)表示所述用户设备i的物理资源块PRB需求量，

表示所述用户设备i的平均信道质量，R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率；

半持续调度装置根据多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度。

本发明另一方面提供一种VoLTE业务的半持续调度装置，其中包括：

优先级计算模块，用于计算该用户设备i的优先级其中，Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，PrbN(i)表示所述用户设备i的物理资源块PRB需求量，

表示所述用户设备i的平均信道质量，R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率；

资源分配模块，用于根据由优先级计算模块计算得到的多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度。

本发明还提供一种包含上述装置的VoLTE业务的半持续调度系统，其中还包括：存储器，用于保存由优先级计算模块为用户设备计算出的Pri(i)值、PrbN(i)值、

值及R_ave(i)值。

本发明通过考虑用户等级、资源需求、信道质量和传输速率等因素实时调整用户设备的优先级，并根据优先级的顺序依次进行半持续调度，从而提高了VoLTE业务的无线资源利用率，提升语音业务的用户容量和用户满意度。

附图说明

图1为本发明所述VoLTE业务的半持续调度方法实施例的流程图；

图2为本发明所述VoLTE业务的半持续调度系统的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明VoLTE业务的半持续调度方法实施例的流程图，如图所示，包括如下步骤：

步骤110，半持续调度装置接收到由用户设备i发来的半持续调度请求后，计算该用户设备i的优先级 $P\left(i\right)=\mathrm{Pri}\left(i\right)\×\lg \frac{\mathrm{PrbN}\left(i\right)\×\stackrel{\‾}{\mathrm{CQI}}\left(i\right)+b}{\lg R_{\mathrm{ave}}\left(i\right)}.$

其中，所述用户设备i是指请求建立VoLTE业务的用户设备(UserEquipment，简称UE)，以下对上述公式进行详细说明：

Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，以表明该用户设备i的重要程度，通常是由用户设备在签约开通VoLTE业务时预先分配的服务等级确定，从一定程度上保证越重要的用户优先级越高；

PrbN(i)表示所述用户设备i的PRB需求量，具体地，PrbN(i)＝Packet_size(i)÷PRB_size(i)，其中，Packet_size(i)表示所述用户设备i进行一次传输时所发送的数据包大小，PRB_size(i)表示一个PRB能承载的比特数；

表示所述用户设备i的平均信道质量，具体地， $\stackrel{\‾}{\mathrm{CQI}}\left(i\right)=\mathrm{\λ}\×\stackrel{\‾}{\mathrm{CQI}}{\left(i\right)}_{\mathrm{history}}+(1-\mathrm{\λ})\×\mathrm{CQI}\left(i\right),$ 其中，

表示所述用户设备i的历史平均信道质量，CQI(i)表示所述用户设备i进行本次传输时信道质量，λ表示加权系数；

R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率，具体地，R_ave(i)＝Packet_total(i)÷T(i)，其中，Packet_total(i)表示表示所述用户设备i待发送的数据总量，T(i)表示所述用户设备i的接入总时间。

可选地，完成上述计算后，可以为每个用户设备保存计算出的Pri(i)值、PrbN(i)值、

值及R_ave(i)值。

步骤120，半持续调度装置根据多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度。

具体地，可以在当前的半持续调度周期中，先根据多个用户设备的优先级从高到低的顺序生成待调度队列；然后再根据PRB资源的空闲状况为所述待调度队列中的多个用户设备依次分配PRB资源。如果分配成功，则该用户设备i会以20ms为周期持续占用被分配的PRB资源，直到会话结束。

另外，如果成功分配了PRB资源，则可以通过LTE的资源分配消息告知相应的用户设备，以便继续现有技术中的后续处理；当所述用户设备i由于PRB资源量不足而分配失败时，可以继续执行如下步骤：

步骤130，根据延长后的T(i)值再次计算得到新的R_ave(i)值。

其中，由于用户设备i在当前的半持续调度周期中的资源分配失败，因此使其接入总时间T(i)值会相应地延长。

步骤140，根据所述新的R_ave(i)值及已保存的所述Pri(i)值、PrbN(i)值和

值再次计算得到新的P(i)值。

具体的计算公式可参见上述步骤110，此处不再赘述。

步骤150，根据所述新的P(i)值将所述用户设备i的半持续调度请求插入到下一个半持续调度周期的待调度队列中。

此后，仍然由半持续调度装置根据PRB资源的空闲状况为所述待调度队列中的多个用户设备依次分配PRB资源。

以下举例说明上述步骤110中所述优先权的计算过程。

假设使用VoLTE推荐的AMR(Adaptive Multi-Rate，自适应多速率)编码方式，即编码速率为12.2kbit/s，多个用户设备在室内进行VoLTE通话，从而被进行半持续调度，其中，针对用户设备i的计算过程如下：

(1)有关Pri(i)

假设上述多个用户设备的服务等级均为普通级，因此，Pri(i)＝0.5。

(2)有关PrbN(i)

Packet_size(i)＝(编码速率*编码间隔+包头长度)，VoLTE数据包具有在PDCP(Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议)子层压缩到1字节的包头，加上约为2字节的MAC头，因此包头长度为3个字节；一个PRB包括168个RE(Resource Entity，资源实体)，每个RE可以承载6bit数据，经计算可以得到：

(3)有关

考虑到室内环境，因此令λ＝0.1，CQI(i)＝10，

经过计算后得到 $\stackrel{\‾}{\mathrm{CQI}}\left(i\right)=0.1\×9+(1-0.1)\×10=9.9$

(4)有关R_ave(i)

通过上面的分析，可以计算得到：

R_ave(i)＝(12.2kbit/s×20ms+3Byte×8)÷20ms＝13.4Kbit/s

最后将上述结果计算得到P(i)为：

$P\left(i\right)=0.5\×\lg \frac{1\×9.6+6}{\lg 13400}\≈0.29$

根据该优先级0.29，将此用户设备i的半持续调度请求插入待调度队列，等待被调度。通过仿真实验可以看出，采用本实施例所述方法使PRB资源的利用率提升到98％左右，相对现有的半持续调度方式提升了约6％。

在存储器中记录或更新当前被调度用户设备的最新服务等级0.5、PRB需求1个、平均传输速率13.4kb/s、实时信道质量9.9。

本实施例所述方法通过考虑用户等级、资源需求、信道质量和传输速率等因素实时调整用户设备的优先级，并根据优先级的顺序依次进行半持续调度，从而提高了VoLTE业务的无线资源利用率，提升语音业务的用户容量和用户满意度。

图2为本发明所述VoLTE业务的半持续调度系统的结构示意图，用以实现上述方法，如图所示，该系统至少包括VoLTE业务的半持续调度装置10，其中包括优先级计算模块11和资源分配模块12，其工作原理如下：

当接收到由用户设备i发来的半持续调度请求后，由优先级计算模块11计算该用户设备i的优先级

其中，Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，PrbN(i)表示所述用户设备i的物理资源块PRB需求量，

表示所述用户设备i的平均信道质量，R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率。具体的计算公式可参见上述方法实施例，此处不再赘述。

然后由资源分配模块12根据由优先级计算模块11计算得到的多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度，具体说明可参见上述方法实施例。

另外，所述系统中可以进一步设置存储器20，以保存由优先级计算模块11为用户设备i计算出的Pri(i)值、PrbN(i)值、

值及R_ave(i)值。如果成功分配了PRB资源，则可以通过LTE的资源分配消息告知相应的用户设备，以便继续现有技术中的后续处理；当所述用户设备i由于PRB资源量不足而分配失败时，由优先级计算模块11根据延长后的T(i)值再次计算得到新的R_ave(i)值；再根据所述新的R_ave(i)值及已保存的所述Pri(i)值、PrbN(i)值和值再次计算得到新的P(i)值。

然后，由所述资源分配模块12根据所述新的P(i)值将所述用户设备i的半持续调度请求插入到下一个半持续调度周期的待调度队列中，此后，仍然由资源分配模块12根据PRB资源的空闲状况为所述待调度队列中的多个用户设备依次分配PRB资源。

本实施例所述装置和系统通过考虑用户等级、资源需求、信道质量和传输速率等因素实时调整用户设备的优先级，并根据优先级的顺序依次进行半持续调度，从而提高了VoLTE业务的无线资源利用率，提升语音业务的用户容量和用户满意度。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种VoLTE业务的半持续调度方法，其特征在于，包括：

半持续调度装置接收到由用户设备i发来的半持续调度请求后，计算该用户设备i的优先级

其中，Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，PrbN(i)表示所述用户设备i的物理资源块PRB需求量，

表示所述用户设备i的平均信道质量，R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率；

半持续调度装置根据多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PrbN(i)＝Packet_size(i)÷PRB_size(i)，其中，Packet_size(i)表示所述用户设备i进行一次传输时所发送的数据包大小，PRB_size(i)表示一个PRB能承载的比特数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述 $\stackrel{\‾}{\mathrm{CQI}}\left(i\right)=\mathrm{\λ}\×\stackrel{\‾}{\mathrm{CQI}}{\left(i\right)}_{\mathrm{history}}+(1-\mathrm{\λ})\×\mathrm{CQI}\left(i\right),$ 其中，表示所述用户设备i的历史平均信道质量，CQI(i)表示所述用户设备i进行本次传输时信道质量，λ表示加权系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R_ave(i)＝Packett_otal(i)÷T(i)，其中，Packet_total(i)表示所述用户设备i待发送的数据总量，T(i)表示所述用户设备i的接入总时间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述半持续调度装置根据多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度包括：

在当前的半持续调度周期中，根据多个用户设备的优先级从高到低的顺序生成待调度队列；

根据PRB资源的空闲状况为所述待调度队列中的多个用户设备依次分配PRB资源。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

为所述用户设备i保存计算出的Pri(i)值、PrbN(i)值、

值及R_ave(i)值；

当所述用户设备i由于PRB资源量不足而分配失败时，根据延长后的T(i)值再次计算得到新的R_ave(i)值；

根据所述新的R_ave(i)值及已保存的所述Pri(i)值、PrbN(i)值和

值再次计算得到新的P(i)值；

根据所述新的P(i)值将所述用户设备i的半持续调度请求插入到下一个半持续调度周期的待调度队列中。

7.一种VoLTE业务的半持续调度装置，其特征在于，包括：

优先级计算模块，用于计算该用户设备i的优先级

其中，Pri(i)表示所述用户设备i的预设优先级，PrbN(i)表示所述用户设备i的物理资源块PRB需求量，

表示所述用户设备i的平均信道质量，R_ave(i)表示所述用户设备i所需的平均传输速率；

资源分配模块，用于根据由优先级计算模块计算得到的多个用户设备的优先级对所述多个用户设备依次进行半持续调度。

8.一种包含权利要求7所述装置的VoLTE业务的半持续调度系统，其特征在于，还包括：存储器，用于保存由优先级计算模块为用户设备计算出的Pri(i)值、PrbN(i)值、

值及R_ave(i)值。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于：

所述优先级计算模块还用于当所述用户设备i由于PRB资源量不足而分配失败时，根据延长后的T(i)值再次计算得到新的R_ave(i)值；根据所述新的R_ave(i)值及已保存的所述Pri(i)值、PrbN(i)值和

值再次计算得到新的P(i)值；

所述资源分配模块还用于根据所述新的P(i)值将所述用户设备i的半持续调度请求插入到下一个半持续调度周期的待调度队列中。

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