CN104144514A - 基于多业务的分组调度方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多业务的分组调度方法，获取优选频段列表，将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列，基站将数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务，基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送数据包，从而提高数据包传输性能。

Description

基于多业务的分组调度方法及基站

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于多业务的分组调度方法及基站。 

背景技术

LTE-Advanced系统为了支持更高的系统带宽，以达到更高的峰值移动数据速率和更广的覆盖范围，引入载波聚合(Carrier Aggregation，CA)技术，将多个离散的成员载波按一定的方式聚合起来以形成更大的系统传输带宽。载波聚合技术不仅能够把多个成员载波聚合起来使用，而且也能将用户在多个成员载波上进行调度。 

在引入载波聚合技术后，系统资源分配中的载波调度方案将会受到影响。如何对多个成员载波上的资源进行合理调度从而更好地利用这些聚合的资源，有效减少系统传输时延，提高系统吞吐量，优化系统性能，成为引入载波聚合技术后的主要问题之一。 

发明内容

本发明实施例提供一种基于多业务的分组调度方法，能够提高数据包传输性能。 

本发明实施例采用如下技术方案： 

一种基于多业务的分组调度方法，包括： 

基站获取优选频段列表，所述优选频段列表通过认知用户周期性的对授权频段进行感知，并将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序得到； 

基站将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列； 

基站将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务； 

基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的 认知用户发送所述数据包。 

可选的，所述业务种类包括应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务，所述基站将优选频段列表按业务种类进行划分包括： 

根据应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务各自所占比重按照业务预设优先级从高到低排序，将所述基站将优选频段列表划分为会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表、后台管理类业务优选频段列表。 

可选的，所述基站将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务包括： 

所述基站将所述数据包分配到所述业务优选频段列表内等待队列最短的频段，选择切换到的成员载波为： 

$l_k=\arg \underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{\ϵ}}}{\min }\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{k,n}$

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

可选的，所述基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包包括： 

从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，确定当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

$k^{*}=\arg \underset{k}{\max }Q{M}_{k,n,m^{*},t}$

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率； 

$R(k,t)=\underset{n\∈C\left(k\right)}{\mathrm{\Σ}}R(k,n,t)$

R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率，   表示用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集，R(k，n，t)表示t时 刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率； 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是根据自回归滑动平均滤波器方式更新，更新方法如下： 

$R(k,n,t)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)+\frac{1}{T_c}r(k,n,m,t)& k=k^{*}\\ (1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)& k\≠k^{*}\end{array}\right..$

一种基站，包括： 

获取单元，用于获取优选频段列表，所述优选频段列表通过认知用户周期性的对授权频段进行感知，并将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序得到； 

划分单元，用于将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列； 

分配单元，用于将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务； 

映射单元，用于将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包。 

可选的，所述业务种类包括应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务；所述划分单元具体用于，根据应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务各自所占比重按照预设优先级从高到低排序，将所述基站将优选频段列表划分为会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表、后台管理类业务优选频段列表。 

可选的，所述分配单元具体用于： 

所述基站将所述数据包分配到所述业务优选频段列表内等待队列最短的频段，选择切换到的成员载波为： 

$l_k=\arg \underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{\ϵ}}}{\min }\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{k,n}$

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

可选的，所述映射单元具体用于： 

从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，确定当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

$k^{*}=\arg \underset{k}{\max }Q{M}_{k,n,m^{*},t}$

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率； 

$R(k,t)=\underset{n\∈C\left(k\right)}{\mathrm{\Σ}}R(k,n,t)$

R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率，   表示用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集。R(k，n，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率， 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是根据自回归滑动平均滤波器方式更新，更新方法如下： 

$R(k,n,t)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)+\frac{1}{T_c}r(k,n,m,t)& k=k^{*}\\ (1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)& k\≠k^{*}\end{array}\right..$

基于上述技术方案，本发明实施例的基于多业务的分组调度方法及基站，获取优选频段列表，将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列，基站将数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务，基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送数据包，从而提高数据包传输性能。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明实施例的基于多业务的分组调度方法流程图； 

图2为本发明实施例的应用系统示意图； 

图3为本发明实施例的系统资源调度示意图； 

图4为本发明实施例的系统资源调度流程示意图； 

图5为本发明实施例的基站结构示意图。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

实施例1 

如图1所示，本实施例提供一种基于多业务的分组调度方法，包括： 

110、基站获取优选频段列表，所述优选频段列表通过认知用户周期性的对授权频段进行感知，并将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序得到； 

120、基站将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列； 

130、基站将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务； 

140、基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包。 

可选的，所述业务种类包括应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、 后台管理类业务，所述基站将优选频段列表按业务种类进行划分包括： 

根据应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务各自所占比重按照预设优先级从高到低排序，将所述基站将优选频段列表划分为会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表、后台管理类业务优选频段列表。 

可选的，所述基站将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务包括： 

所述基站将所述数据包分配到所述业务优选频段列表内等待队列最短的频段，选择切换到的成员载波为： 

$l_k=\arg \underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{\ϵ}}}{\min }\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{k,n}$

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

可选的，所述基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包包括： 

从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，确定当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

$k^{*}=\arg \underset{k}{\max }Q{M}_{k,n,m^{*},t}$

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率； 

$R(k,t)=\underset{n\∈C\left(k\right)}{\mathrm{\Σ}}R(k,n,t)$

R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率，   表示用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集，R(k，n，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率； 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是根据自回归滑动平均滤波 器方式更新，更新方法如下： 

$R(k,n,t)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)+\frac{1}{T_c}r(k,n,m,t)& k=k^{*}\\ (1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)& k\≠k^{*}\end{array}\right..$

本实施例的基于多业务的分组调度方法，获取优选频段列表，将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列，基站将数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务，基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送数据包，从而提高数据包传输性能。 

实施例2 

本发明实施例可以应用于图2所示的系统，该系统中包括多个授权用户(primary user，PU)与认知用户(secondary user，SU)及相对应的授权系统基站与认知系统基站。认知用户周期性的对授权频段进行感知，将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序(利用   降序排序)，选择最优的N个频点建立优选频段列表。 

本发明实施例采用Overlay频谱共享方式，由于认知系统没有自己的授权频谱资源，只能在授权用户未使用其频谱资源时，允许认知用户在对授权用户不造成干扰的情况下使用原分配给授权用户的频谱资源。即当授权用户需要发送新的数据包时，将其调度给授权频点；若当前频点有认知用户占用，则认知用户进行频谱切换，保障授权用户的正常通信。假设所有的认知用户均具有载波聚合和机会频谱接入的能力，且由于用户终端的移动性，认知用户均有机会接入所有空闲频谱。 

本实施例中在一个蜂窝小区内考虑LTE-A系统的下行链路传输，采用基于载波聚合系统的正交频分复用(orthogonal frequencydivision multiplexing，OFDM)技术，由认知网络基站eNB为K个SUs在N个优选频段列表中的成员载波CCs上进行资源调度。定义Γ＝{1，2，...，K}为SU集合， Ω＝{1，2，...，N}为CC集合。本实施例所有成员载波位于同一频段，各成员载波间连续或不连续。用户终端可以同时接受来自不同成员载波的数据，但与此同时也会增加用户终端信号处理的复杂度及其能量消耗。根据LTE-Advanced的物理层结构定义，每一个成员载波CC的时频资源被划分为多个物理资源块(Resource Blocks，RBs)，RB作为最小的资源单位被调度给一个用户。M(n)＝{1n，2n，...，Mn}表示第n^th个CC上的RB集合。一个RB在频域包括12个连续的子载波，每一个子载波占15kHz，所以一个RB占180kHz；在时域对应一个子帧，即1ms的一个调度时隙Transmission TimeInterval(TTI)。而一个CC包括几个RB是由频点带宽决定的，比如5MHz的CC包括25个RB，而10MHZ的CC包括50个RB等等，假设所有CC的频点带宽都相等。 

用户进行数据传输所占用的时频资源由资源调度器(Resource Scheduler，RS)来管理，每一个RS的资源池由其控制的所有成员载波CC所包含的RB组成。每一个RS控制的CC数量可以是一个或者多个，由载波调度机制(Carrier Scheduling，CS)决定，但不能超过系统中CC的总数量；一个CC的资源只能由一个RS来管理。每一个RS对应于每一个SU都有一个服务队列(Serving Queue，SQ)。在每一个TTI，RS根据一定的资源调度策略调度其资源池中的RB给指定用户。 

在移动互联网时代，无线通信系统可以同时支持话音业务和数据业务，然而二者具有非常不同的特性，话音业务要求信息传递时延低，上下行对称，对误码率要求不高；数据业务突发性强，上下行不对称，对时延不敏感。3GPP协议根据不同业务对时延的敏感程度不同，将业务需求分成了四个服务质量等级，按服务优先级高低排序依次为：会话类业务、流媒体类业务、交互类业务及后台管理类业务。其中会话类业务对时延最敏感，因此对时延及丢包率等服务质量有严格要求，需要一定时频资源的预留，比如话音、可视电话等；流媒体类业务需要保护数据流中各信息实体传输的稳定连续均匀性，端到端的时延和抖动是其重要的QoS指标，比如流媒体、视频业务等；交互类业务采用终端 用户的请求-响应模式，往返时延是区别用户满意度的重要指标，比如Web浏览、数据查询业务等；后台管理类业务需要保证数据的准确可靠性，对时延不敏感，比如Email、Ftp业务等。 

基于不同业务QoS需求不同，以及同一类型业务中不同用户的QoS优先级问题，全面考虑延迟、抖动及丢包率三种QoS指标，构造一个用户k的统一效用函数以评价系统的QoS性能。假设影响QoS因子的各指标之间相互独立，可通过乘积运算得到用户k的总效用函数。 

其中，是延迟、抖动及丢包率三种用户k的QoS指标，Q_τ(τ_k)、   Q_ω(ω_k)分别是其对应的子效用函数，分别评估不同的QoS指标。 

●    $Q_{\mathrm{\τ}}\left({\mathrm{\τ}}_k\right)=\exp \left(\frac{{\mathrm{\τ}}_k^{*}}{{\mathrm{\τ}}_k^{*}-{\mathrm{\τ}}_k}\right)$

其中τ_k是用户k的当前时延，是用户k的时延阈值。当用户当前时延接近时延阈值时，Q_τ(τ_k)增大，优先服务。 

●   

其中   是预设缓冲区大小，   是当前的传输状态，上式可反映缓冲状态对抖动的影响。数据业务中，抖动主要是由网络中数据包到达的时延变化不均匀所致。保证一定的排队缓存，可有效消除或降低时延抖动造成的影响。当缓冲区较大或空闲缓冲区充足时，抖动可以容忍。因此，一般以用户的缓冲区状态作为衡量时延抖动的参考依据。当用户当前的剩余缓冲区较小时，即   接近于   增大，时延抖动明显，影响用户体验，优先服务。 

●    $Q_{\mathrm{\ω}}\left({\mathrm{\ω}}_k\right)=\frac{{\mathrm{\ω}}_k}{{\mathrm{\ω}}_k^{*}}$

其中ω_k是用户k当前的丢包率，是用户k的丢包率门限。ω_k越大，Q_ω(ω_k)越大，优先服务。 

综上，得出用户k的QoS总效用函数为   

如图3所示，本实施例采用适合多种业务模型的载波调度机制QSRUS，即 基于QoS的SRUS(独立随机用户调度)，采用两级资源调度。 

Step1:CC级调度器 

整个系统的资源调度由基站来完成，它根据预先设计好的调度算法对小区内的全部用户进行统一资源调度。对于CC级资源调度器，我们采用负载均衡的调度方案。此处假设小区内用户及其相对位置固定，初始化由基站给小区内每个认知用户从优选频段列表中分配一个初始工作频点。同时我们将优选频段列表根据四类业务量所占比重按照优先级从高到低排序分成四段，分别对应会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表以及后台管理类业务优选频段列表，集合表示分别为Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄，有Ω₁+Ω₂+Ω₃+Ω₄＝Ω。 

认知用户周期性的对授权频段进行频谱感知，以检测当前工作频点是否可用，若可用，则将需要发送的数据包直接调度在初始工作频点发送；否则，若授权用户出现或该频点信道质量不能满足当前业务需求，认知用户为保证QoS需求进行频谱切换，选择对应于该数据包业务类型的优选频段列表内正在服务的用户数据量最少的那个频点接入，从而更好的保障不同业务的QoS需求以及平衡各个成员载波上的负载。即选择切换到的成员载波可表示为： 

$l_k=\arg \underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{\ϵ}}}{\min }\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{k,n}$

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

Step2:RB级调度器 

对于RB级资源调度器，我们采用基于QoS的Cross-CC PF算法，即QPF算法。 

t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的调度优先级为 

${\mathrm{QM}}_{k,n,m,t}=Q_k\·\frac{r(k,n,m,t)}{R(k,t)}$

对于每一个成员载波，从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，根据 上式计算出当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*，直到所有RB被分配完毕或者所有用户的服务需求都得到满足。 

$k^{*}=\arg \underset{k}{\max }Q{M}_{k,n,m^{*},t}$

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率，R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率。 

$R(k,t)=\underset{n\∈C\left(k\right)}{\mathrm{\Σ}}R(k,n,t)$

表示CC级调度阶段后用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集。R(k，n，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率，依据自回归滑动平均(ARAM)滤波器方式更新，更新规则如下： 

$R(k,n,t)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)+\frac{1}{T_c}r(k,n,m,t)& k=k^{*}\\ (1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)& k\≠k^{*}\end{array}\right..$

图4为本发明实施例的系统资源调度过程示意图。 

认知用户周期性的对授权频段进行感知，将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序(利用   降序排序)，选择最优的N个频点建立优选频段列表。 

将优选频段列表根据四类业务量所占比重按照优先级从高到低排序分成四段，分别对应会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表以及后台管理类业务优选频段列表，集合表示分别为Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄，有Ω₁+Ω₂+Ω₃+Ω₄＝Ω。 

基于不同业务QoS需求不同，以及同一类型业务中不同用户的QoS优先级问题，全面考虑延迟、抖动及丢包率三种QoS指标，构造一个用户k的统一效用函数以评价系统的QoS性能 

用户k的QoS总效用函数为 

当授权用户需要发送新的数据包时，将其调度给授权频点；若当前频点有认知用户占用，则认知用户进行步骤5频谱切换，保障授权用户的正常通信。 

认知用户周期性的对授权频段进行频谱感知，以检测当前工作频点是否可用，若可用，则将需要发送的数据包直接调度在初始工作频点发送；否则，若授权用户出现或该频点信道质量不能满足当前业务需求，认知用户为保证QoS需求进行频谱切换，选择对应于该数据包业务类型的优选频段列表内正在服务的用户数据量最少的那个频点接入，保障不同业务的QoS需求以及平衡各个成员载波上的负载 

由CC级调度器负责分配用户的数据包到相应的成员载波等待传输队列中等待服务；为平衡各个成员载波上的负载，选择业务优选频段列表内等待队列最短的频段分配给该业务，即选择切换到的成员载波： 

$l_k=\arg \underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{\ϵ}}}{\min }\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{k,n}$

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

RB级调度器将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上：从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，根据上式计算出当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

$k^{*}=\arg \underset{k}{\max }Q{M}_{k,n,m^{*},t}$

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率，R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率。 

$R(k,t)=\underset{n\∈C\left(k\right)}{\mathrm{\Σ}}R(k,n,t)$

表示CC级调度阶段后用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集。R(k，n，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率。 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是依据自回归滑动平均(ARAM)滤波器方式更新，更新规则如下： 

$R(k,n,t)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)+\frac{1}{T_c}r(k,n,m,t)& k=k^{*}\\ (1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)& k\≠k^{*}\end{array}\right.$

继续分配资源块，直到所有RB被分配完毕或者所有用户的服务需求都得到满足。 

本发明实施例按照频点优先级及业务优先级排序建立的四类业务优选频段列表，充分考虑了多种业务模型的QoS需求及差异业务调度的公平性；CC级调度阶段采用负载均衡方案，有效平衡各个成员载波上的负载，带来更好的公平性；RB级调度阶段综合考量时延、抖动及丢包三种QoS指标构造统一效用函数进行QoS分级，从而在保证用户公平性的基础之上提高系统整体性能。 

实施例3 

如图5所示，本实施例提供一种基站，包括： 

获取单元51，用于获取优选频段列表，所述优选频段列表通过认知用户周期性的对授权频段进行感知，并将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序得到； 

划分单元52，用于将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列； 

分配单元53，用于将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务； 

映射单元54，用于将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包。 

可选的，所述业务种类包括应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务；所述划分单元52具体用于，根据应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务各自所占比重按照预设优先级从高到低排序，将所述基站将优选频段列表划分为会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表、后台管理类业务优选频段列表。 

可选的，所述分配单元53具体用于： 

所述基站将所述数据包分配到所述业务优选频段列表内等待队列最短的频段，选择切换到的成员载波为： 

$l_k=\arg \underset{n\∈{\mathrm{\Ω}}_{\mathrm{\ϵ}}}{\min }\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{q}_{k,n}$

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

可选的，所述映射单元54具体用于： 

从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，确定当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

$k^{*}=\arg \underset{k}{\max }Q{M}_{k,n,m^{*},t}$

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率； 

$R(k,t)=\underset{n\∈C\left(k\right)}{\mathrm{\Σ}}R(k,n,t)$

R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率，   表示用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集。R(k，n，t)表示t时 刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率， 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是根据自回归滑动平均滤波器方式更新，更新方法如下： 

$R(k,n,t)=\left\{\begin{array}{cc}(1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)+\frac{1}{T_c}r(k,n,m,t)& k=k^{*}\\ (1-\frac{1}{T_c})R(k,n,t-1)& k\≠k^{*}\end{array}\right..$

基于上述技术方案，本发明实施例的基站，获取优选频段列表，将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列，基站将数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务，基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送数据包，从而提高数据包传输性能。 

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (8)

1.一种基于多业务的分组调度方法，其特征在于，包括： 

基站获取优选频段列表，所述优选频段列表通过认知用户周期性的对授权频段进行感知，并将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序得到； 

所述基站将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待传输队列； 

所述基站将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务； 

所述基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务种类包括应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务，所述基站将优选频段列表按业务种类进行划分包括： 

根据应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务各自所占比重按照预设优先级从高到低排序，将所述基站将优选频段列表划分为会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表、后台管理类业务优选频段列表。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务包括： 

所述基站将所述数据包分配到所述业务优选频段列表内等待队列最短的频段，选择切换到的成员载波为： 

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选 频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包包括： 

从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，确定当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级   选择具有最大   的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率；表示 

R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率，   表示用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集，R(k，n，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率； 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是根据自回归滑动平均滤波器方式更新，更新方法如下： 

5.一种基站，其特征在于，包括： 

获取单元，用于获取优选频段列表，所述优选频段列表通过认知用户周期性的对授权频段进行感知，并将得到的空闲频谱根据各频点的干扰出现概率P_n及空闲时长T_n进行优先级排序得到； 

划分单元，用于将优选频段列表按业务种类进行划分，得到多个载波等待 传输队列； 

分配单元，用于将所述数据包分配到相应的成员载波等待传输队列中等待服务； 

映射单元，用于将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包。 

6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述业务种类包括应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务；所述划分单元具体用于，根据应会话类业务、流媒体类业务、交互类业务、后台管理类业务各自所占比重按照业务预设优先级从高到低排序，将所述基站将优选频段列表划分为会话类业务优选频段列表、流媒体类业务优选频段列表、交互类业务优选频段列表、后台管理类业务优选频段列表。 

7.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述分配单元具体用于： 

所述基站将所述数据包分配到所述业务优选频段列表内等待队列最短的频段，选择切换到的成员载波为： 

其中q_k，n表示用户k在第n^th个成员载波上的队列长度，Ω_ε表示该业务优选频段列表内的频点，Ω_ε∈{Ω₁，Ω₂，Ω₃，Ω₄}。 

8.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，所述映射单元具体用于： 

将载波中不同用户队列中的数据包映射到相应的资源块上，向对应的认知用户发送所述数据包包括： 

从未分配的资源块集合中任选一个资源块m^*，确定当前调度时隙内所有用户在资源块m^*上的优先级 选择具有最大 的用户k^*，将资源块m^*分配给用户k^*， 

其中r(k，n，m，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波中第m^th个资源块上的瞬时可达数据速率； 

R(k，t)表示t时刻用户k在所有成员载波上获得的平均数据速率， 表示用户k所接入的所有成员载波集合，是Ω的全集或真子集。R(k，n，t)表示t时刻用户k在第n^th个成员载波上获得的平均数据速率， 

在下一时刻获取前一个时刻用户的传输速率是根据自回归滑动平均滤波器方式更新，更新方法如下：