CN102833786B - 一种多载波系统中独立载波调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多载波系统中独立载波调度方法，预先将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有激活载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识；按照所有业务分别在每个激活载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个激活载波的优先级队列；分别对于每个激活载波，按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源，其中，当该业务未被除该激活载波以外的其他激活载波调度、且该业务未满足资源需求时，为该业务分配资源。采用本发明公开的方法能够均衡各个激活载波之间的负载，且减少业务调度的处理时延。

Description

一种多载波系统中独立载波调度方法

技术领域

本发明涉及无线通讯领域，特别涉及一种多载波系统中独立载波调度方法。

背景技术

为了满足IMT-Advanced的需求，3GPP开展了LTE-Advanced项目的研究，即LTE的演进系统，在LTE-Advanced的若干关键技术中，载波聚合技术是提高数据传输速率的最直接方法，载波聚合技术可以将多个载波联合起来使用。

在多载波系统中，目前常见的可应用在多载波聚合场景下的调度算法主要为独立载波调度算法(CIS)和联合载波调度算法(MCJS)。其中，联合载波调度算法对现有的Rel-8/9系统架构改动较大，而独立载波调度算法的实现方案与Rel-8/9实现架构兼容性更好。

由于本发明仅涉及对独立载波调度方法的改进，故暂时仅对现有技术中的独立载波调度方法进行介绍。

独立载波调度算法的特点是每个载波独立分配资源，在每个独立的载波上各有一个调度器，在载波聚合后的上层不增加新的一级调度器。现有技术中独立载波调度方法的大致如下：首先将不同的用户预先分配至不同的激活载波上，然后对于每个激活载波，基于该激活载波上用户的业务优先级或基于该激活载波上用户的优先级，按照优先级从高至低的顺序依次为该激活载波上用户的业务进行资源分配。

需要说明的是，上行资源分配要求为用户分配的资源是连续的，因此，上行调度时，对于每个激活载波，基于该激活载波上所有用户的优先级，按照用户的优先级从高至低的顺序依次为该激活载波上用户的业务进行资源分配，其中，在实际应用中，可以将该用户某个主要业务的优先级视为该用户的优先级；而下行资源分配可以为用户分配任意可用的资源块，因此，下行调度时，对于每个激活载波，基于该激活载波上用户的业务优先级，按照业务优先级从高至低的顺序依次为该激活载波上用户的业务进行资源分配。其中，业务优先级的确定方法可依赖于优先级因子的计算，优先级因子的计算可能会参考该业务的服务质量(QoS)要求、信道质量等参数。由于优先级因子的计算为现有通信领域的常见手段，具体计算方法可参考现有相关文献，此处不再详述。

为了对现有技术中的独立载波调度方法进一步进行清楚地说明，现以下行的独立载波调度为例进行举例说明。

以2个激活载波(载波1和载波2)聚合为例，假设用户总量为5，分别记为用户1、用户2...用户5。首先，可将用户1和用户2预先分配至载波1，将用户3、用户4和用户5分配至载波2，通常在实际应用中，上述预先分配为随机方式。然后，当下行调度子帧到达时，分别对于载波1和载波2，按照该激活载波上所有用户的业务优先级从高至低的顺序依次为该激活载波上所有用户的业务进行资源分配，以载波1为例，假设用户1支持业务1和业务2，用户2支持业务3，按照优先级因子的计算方法，假设所确定的业务优先级从高至低的顺序依次为：业务3、2、1，则依次为业务3、2、1分配资源，资源分配的具体方法可参考Rel-8/9相关章节的说明。对于载波2也是上述类似的调度方法。

综上，根据现有技术中的独立载波调度方法，一方面，由于需要预先将用户分配至不同的激活载波上，在进行分配时并未考虑每个激活载波当前的负载情况，而且，由于不同用户支持的业务的QoS要求也不尽相同，因此，有可能造成有的激活载波由于承载的业务很少而导致资源浪费，而有的激活载波却由于承载的业务过大而导致拥堵现象。另一方面，上述预分配的过程或者为避免上述情况出现而改进的基于预分配的独立调度过程，都必然导致业务调度的处理时延的增加。可见，现有技术中的独立载波调度方法可能会导致各个激活载波之间的负载不均衡，而且业务调度的处理时延比较长。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多载波系统中独立载波调度方法，能够均衡各个激活载波之间的负载，且减少业务调度的处理时延。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种多载波系统中独立载波调度方法，预先将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有激活载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识，该方法还包括：

A、按照所有业务分别在每个激活载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个激活载波的优先级队列；

B、分别对于每个激活载波，按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源，其中，当该业务未被除该激活载波以外的其他激活载波调度、且该业务未满足资源需求时，为该业务分配资源。

步骤A所述优先级根据业务的优先级因子而确定，所述业务的优先级因子参考业务等级、信道条件和业务时延要求。

主成员载波PCC的用户的业务的优先级高于辅成员载波SCC的用户的业务的优先级。

步骤B所述按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源的方法包括：

B1、对于当前激活载波，设置变量i的初始值为1；

B2、选择当前激活载波的优先级队列中的第i个业务；

B3、判断所述第i个业务是否已被标识为正在被调度，如果是，则执行步骤B4；否则，执行步骤B5；

B4、将所述优先级队列中的第i个业务和第i+1个业务进行位置交换，形成更新后的优先级队列，然后返回执行步骤B2；

B5、判断所述第i个业务是否已满足资源需求，如果是，则执行步骤B8；否则，执行步骤B6；

B6、在调度开始时，在所述第i个业务的调度信息中，将表示业务是否正在被调度的标识设置为正在被调度；

B7、在调度开始至结束期间，为所述第i个业务进行资源分配，且在调度结束后，在所述第i个业务的调度信息中，将原业务需求分配的资源量减去分配的资源量，将差值作为更新后的业务需求分配的资源量，将表示业务是否正在被调度的标识设置为未被调度；

B8、计算i+1，将i+1作为更新后的i；

B9、判断是否已为当前激活载波的优先级队列中的所有业务分配资源，如果是，则执行步骤B10；否则，返回执行步骤B2；

B10、当前激活载波的资源分配结束。

在步骤B1之后、步骤B2之前，该方法进一步包括：

B1’、判断当前激活载波的优先级队列是否非空，如果为非空，则执行步骤B2’；如果不为非空，则执行步骤B10；

B2’、判断当前激活载波是否还有剩余的资源，如果有剩余的资源，则执行步骤B2；否则，执行步骤B10。

当在步骤B1之后、步骤B2之前包括步骤B1’和B2’时，则所述步骤B9中，当判断结果为否时，返回执行步骤B1’。

根据本发明所提供的技术方案，预先将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有激活载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识，并按照所有业务分别在每个激活载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个激活载波的优先级队列，然后分别对于每个激活载波，按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源，其中，当该业务未被除该激活载波以外的其他激活载波调度、且该业务未满足资源需求时，为该业务分配资源。可见，本发明在调度之前无需进行预分配，因此减少了业务调度的处理时延，而且本发明将所有用户的所有业务设置为所有激活载波共享，然后再按照优先级队列进行资源分配，避免了有的激活载波由于承载的业务很少而导致资源浪费，而有的激活载波却由于承载的业务过大而导致拥堵现象，因此能够均衡各个激活载波之间的负载。

附图说明

图1为本发明所提供的一种多载波系统中独立载波调度方法的流程图。

图2为本发明所提供的一种多载波系统中独立载波调度方法的实施例的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

图1为本发明所提供的一种多载波系统中独立载波调度方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，预先将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有激活载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识。

步骤102，按照所有业务分别在每个激活载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个激活载波的优先级队列。

步骤103，分别对于每个激活载波，按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源，其中，当该业务未被除该激活载波以外的其他激活载波调度、且该业务未满足资源需求时，为该业务分配资源。

至此，本流程结束。

图2为本发明所提供的一种多载波系统中独立载波调度方法的实施例的流程图。在本实施例中，以下行调度为例进行说明。另外，为了方便描述，除非特别说明，本实施例中所述载波均指激活载波。

如图2所示，该实施例包括以下步骤(图2采用“Y”表示判断结果为“是”，采用“N”表示判断结果为“否”)：

步骤201，将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识，并按照所有业务分别在每个载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个载波的优先级队列。

在现有技术中，每个载波仅为预分配至其上的用户的业务进行资源分配，而在本步骤中，将本小区的所有用户的所有业务的调度信息设置为本小区所有载波共享。调度信息不仅包括每个业务需求分配的资源量，本发明和现有技术的一个显著区别是，本发明还为每个业务预先设置了表示业务是否正在被调度的标识，调度信息还包括了表示业务是否正在被调度的标识。

可对上述共享过程进行举例说明。以两个载波(载波1和载波2)为例，假设本小区所有用户为用户1和用户2，且用户1支持业务1、2、3，用户2支持业务4、5，则载波1和载波2共享业务1、2、3、4、5的调度信息，调度信息包括了业务1、2、3、4、5分别需求分配的资源量和分别表示业务1、2、3、4、5是否正在被调度的5个标识。

业务优先级的确定方法可依靠优先级因子的计算，优先级因子的计算可能会参考该业务的服务质量(QoS)要求、信道质量、业务的时延要求等参数，具体计算可参考Rel-8/9中的相关介绍。由于不同载波的信道质量可能会存在区别，因此，不同载波的优先级队列可能存在差异。例如，载波1的优先级队列为：业务1、2、3、5、4，而载波2的优先级队列为1、2、4、5、3。

当在确定业务优先级时，还可将主成员载波(PCC)的用户的业务的优先级视为高于辅成员载波(SCC)的用户的业务的优先级。

在后续步骤中，基于上述共享的业务，每个载波对业务进行资源分配(即调度)，下述步骤202～213仅以一个载波为例进行说明，其余载波的资源分配过程与下述步骤类似。

不妨假设下述步骤202～213为载波1上的资源分配过程，则载波1为下述当前载波。

步骤202，开始，设置变量i的初始值为1。

步骤203，判断当前载波的优先级队列是否非空，如果为非空，则执行步骤204；如果不为非空，则执行步骤213。

步骤204，判断当前载波是否还有剩余的资源，如果有剩余的资源，则执行步骤205；否则，执行步骤213。

步骤205，选择当前载波的优先级队列中的第i个业务。

当初次执行时，载波1的优先级队列中的第1个业务即为业务1。

步骤206，判断所述第i个业务是否正在被调度，如果是，则执行步骤207；否则，执行步骤208。

本步骤中判断是否正在被调度的方法为：该业务是否已被标识为正在被调度，关于标识部分的详细内容可参考后续步骤的介绍。

步骤207，将所述优先级队列中的第i个业务和第i+1个业务进行位置交换，形成更新后的优先级队列，然后返回执行步骤205。

可对本步骤进行举例说明。

例如，当i＝1时，假设步骤206的判断结果表明第1个业务(业务1)正在被调度，则优先级队列中的第1个业务(业务1)和第2个业务(业务2)交换位置，更新后的优先级队列为：业务2、1、3、5、4，当位置交换完毕后再次返回执行步骤205时，这时再次选择优先级队列中的第1个业务，即为业务2。

又例如，当i＝2时，假设步骤206的判断结果表明第2个业务(业务2)正在被调度，则优先级队列中的第2个业务(业务2)和第3个业务(业务3交换位置，更新后的优先级队列为：业务1、3、2、5、4，当位置交换完毕后再次返回执行步骤205时，这时再次选择优先级队列中的第2个业务，即为业务3。

可见，在本步骤中，如果当前业务正在被调度，则提高当前业务之后的业务的优先级，以对当前业务之后的业务进行优先调度。

步骤208，判断所述第i个业务是否已满足资源需求，如果是，则执行步骤211；否则，执行步骤209。

在本步骤中，通过共享的该业务调度信息中的业务需求分配的资源量进行判断，如果当前载波的第i个业务的需求分配的资源量减少到为零时，表明该业务已经满足资源需求，如果当前载波的第i个业务的需求分配的资源量大于零时，表明该业务还未满足资源需求。

如果当前的第i个业务已满足资源需求，则第i个业务不必进行资源分配，后续对下一个业务进行资源分配。

步骤209，在调度开始时，在当前载波的优先级队列中的第i个业务的调度信息中，将表示业务是否正在被调度的标识设置为正在被调度。

由于在本实施中将所有用户的所有业务设置为所有载波共享，因此，为了避免一个业务同时被多个载波调度，当一个业务正在被调度时，需要为该业务增加标识，以表明该业务正在被调度。

步骤210，在调度开始至结束期间，为当前载波的优先级队列中的第i个业务进行资源分配，且在调度结束后，在当前载波的优先级队列中的第i个业务的调度信息中，将原业务需求分配的资源量减去分配的资源量，将差值作为更新后的业务需求分配的资源量，将表示业务是否正在被调度的标识设置为未被调度。

为某个业务执行资源分配后，要更新该业务的调度信息，当该业务的调度信息中业务需求分配的资源量减为零时，表明该业务已经满足了资源需求。

资源分配的方法采用Rel-8/9的下行调度资源分配方案，此处不予赘述。

可见，在本实施例中，如果当前业务没有被除当前载波之外的其他载波调度，且当前业务还没有满足资源需求时，当前载波才可对其进行调度。

步骤211，计算i+1，将i+1作为更新后的i。

步骤212，判断是否已为当前载波的优先级队列中的所有业务分配资源(即判断当前载波的优先级队列是否遍历)，如果是，则执行步骤213；否则，返回执行步骤204。

步骤213，当前载波的资源分配结束。

当前载波资源分配结束后，可将另一载波作为当前载波，进入另一载波的资源分配流程(重新执行步骤202～213)。

通过上述实施例的介绍，可以看出，本实施例中，首先，无需在调度之前进行预分配，因此减少了业务调度的处理时延；其次，本实施例将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有载波共享，并按照业务优先级从高至低的顺序依次进行调度(其中，只有当前业务没有被其他载波调度，且还没有满足资源需求时，当前载波才可对其进行调度)，因此，均衡了载波之间的负载。

需要说明的是，在下行调度时，均按照上述步骤201～213实施。本实施例虽以下行调度为例进行说明，但是本实施例的方案还可应用于上行调度，本领域技术可根据本实施例揭示的技术细节以实现上行调度。

至此，本流程结束。

综上，在本发明中，预先将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有激活载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识，并按照所有业务分别在每个激活载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个激活载波的优先级队列，然后分别对于每个激活载波，按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源，其中，当该业务未被除该激活载波以外的其他激活载波调度、且该业务未满足资源需求时，为该业务分配资源。可见，本发明在调度之前无需进行预分配，因此减少了业务调度的处理时延，而且本发明将所有用户的所有业务设置为所有激活载波共享，然后再按照优先级队列进行资源分配，避免了有的激活载波由于承载的业务很少而导致资源浪费，而有的激活载波却由于承载的业务过大而导致拥堵现象，因此能够均衡各个激活载波之间的负载。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (4)

1.一种多载波系统中独立载波调度方法，其特征在于，预先将所有用户的所有业务的调度信息设置为所有激活载波共享，所述调度信息包括业务需求分配的资源量和预先设置的表示业务是否正在被调度的标识，该方法还包括：

A、按照所有业务分别在每个激活载波上的优先级从高至低的顺序进行排序，形成每个激活载波的优先级队列；

B、分别对于每个激活载波，按照优先级队列的顺序依次为优先级队列的每个业务分配资源，其中，当该业务未被除该激活载波以外的其他激活载波调度、且该业务未满足资源需求时，为该业务分配资源；包括：

B1、对于当前激活载波，设置变量i的初始值为1；

B2、选择当前激活载波的优先级队列中的第i个业务；

B3、判断所述第i个业务是否已被标识为正在被调度，如果是，则执行步骤B4；否则，执行步骤B5；

B4、将所述优先级队列中的第i个业务和第i+1个业务进行位置交换，形成更新后的优先级队列，然后返回执行步骤B2；

B5、判断所述第i个业务是否已满足资源需求，如果是，则执行步骤B8；否则，执行步骤B6；

B6、在调度开始时，在所述第i个业务的调度信息中，将表示业务是否正在被调度的标识设置为正在被调度；

B7、在调度开始至结束期间，为所述第i个业务进行资源分配，且在调度结束后，在所述第i个业务的调度信息中，将原业务需求分配的资源量减去分配的资源量，将差值作为更新后的业务需求分配的资源量，将表示业务是否正在被调度的标识设置为未被调度；

B8、计算i+1，将i+1作为更新后的i；

B9、判断是否已为当前激活载波的优先级队列中的所有业务分配资源，如果是，则执行步骤B10；否则，返回执行步骤B2；

B10、当前激活载波的资源分配结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述优先级根据业务的优先级因子而确定，所述业务的优先级因子参考业务等级、信道条件和业务时延要求。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，主成员载波PCC的用户的业务的优先级高于辅成员载波SCC的用户的业务的优先级。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B1之后、步骤B2之前，该方法进一步包括：

B1’、判断当前激活载波的优先级队列是否非空，如果为非空，则执行步骤B2’；如果不为非空，则执行步骤B10；

B2’、判断当前激活载波是否还有剩余的资源，如果有剩余的资源，则执行步骤B2；否则，执行步骤B10；

所述步骤B9中，当判断结果为否时，返回执行步骤B1’。