CN104427623B - 一种业务调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种业务调度方法及装置,涉及通信领域,其中,方法包括:根据影响系统传输速率和业务服务质量QoS的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块。本发明的方案可以避免优先调度用户速率需求较小而后调度用户速率需求较大的不合理现象,同时赋予每种影响系统传输速率和业务QoS因素一个权重因子,通过调整各种因素的影响因子满足不同网络运营现状对于调度算法的要求。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,特别是指一种业务调度方法及装置。
背景技术
未来移动通信系统需要支持更高的传输速率,容纳更多的用户,并保障多种业务服务质量(Quality of Service,QoS)。在多业务并存的无线通信系统中,设计有效的分组调度算法将有助于实现这一目标。在3G/4G系统中,调度算法所要完成的任务就是在每个调度周期内为具有不同QoS等级和不同速率要求的用户提供合理的资源分配,使调度结果可以最大化系统传输速率同时满足不同业务的需求。
3G/4G系统支持的业务类型包括语音会话、视频会话、实时游戏、TCP业务(www、E-mail)等。这些业务对于QoS的要求是多维度的,包括业务时延、数据包丢失率等。在3G系统中,UMTS根据各业务对时延的敏感程度不同,把业务分为会话类、交互类和背景类三种类型。在LTE及其演进系统中,为更有效的指导结合多业务QoS需求的调度算法设计,3GPP定义了业务的标准QCI属性,共分9个等级。其中,每个QCI都与一个优先级相关联。如下表:
根据调度算法的目标和多业务QCI属性,在设计3G/4G系统中基于共享信道的多业务调度算法时需要考虑的因素有以下几点:
1.业务类型。业务可分为保证比特速率(GBR)和非保证比特速率(Non-GBR)两类。前者代表实时性业务,对时延要求比较高,而且对传输比特速率也有要求,需要为这类业务分配足够的资源以保障业务速率;后者可以提供非实时行业务,不需要保障速率,因此对分配资源没有要求,而且一般来说对时延要求也低于实时性业务。
2.业务时延属性。包括用户已经产生的平均时延及该业务所能承受的最大时延。在满足各业务所能承受最大时延要求的前提下优先调度平均时延较大的用户,以满足系统内用户之间的公平性。
3.业务速率属性。包括用户在调度周期内的速率需求及已经产生的历史吞吐量。优先调度历史吞吐量较低的用户以满足系统内用户之间的公平性;优先调度用户在调度周期内的速率需求以满足各业务的QoS要求。
4.用户信道属性,即用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率。优先调度信道条件好的用户可以最大化系统传输速率。
在现有的技术方案中,调度算法只考虑了其中一种或者两种因素,会出现优先调度用户速率需求较小而后调度用户速率需求较大的不合理现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种业务调度方法及装置,在计算多业务优先级的时候全面考虑了所有影响系统传输速率和业务QoS要求的因素,避免了现有技术不合理现象的出现。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种业务调度方法,包括:
根据影响系统传输速率和业务服务质量QoS的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块。
其中,根据影响系统传输速率和业务服务质量QoS的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级的步骤包括:
根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性和用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的多个用户在一个调度周期内的调度优先级。
其中,根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性、用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级的步骤包括:
通过公式:
获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
其中,ω为调度优先级,为用户已经产生的平均时延,MagnaDelay为用户所能承受的最大时延,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,HistoryThroughput为用户历史吞吐量总和,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数,FQos为用户业务的优先级,α、β、γ、δ分别为业务时延属性、业务速率属性、用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率及业务类型的权重。
其中,α+β+γ+δ=1。
其中,所述α、β、γ、δ分别为可调整的值。
其中,根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块的步骤包括:
在空闲资源块集中顺序选择一个资源块;
在待调度用户集中选择调度优先级最高的用户,将选择的资源块分配给该用户。
其中,将选择的资源块分配给该用户后还包括:
更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
判断所述用户在该调度周期内到达的数据包是否传完,如果已经传完,则更新待调度用户集。
其中,更新选择的所述用户已传完的数据包大小的步骤包括:
根据公式:TraffiRateCompletedi=TraffiRateCompletedi+TransBitPenRB更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
其中,TraffiRateCompletedi为所述用户已传完的数据包大小,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数。
其中,更新待调度用户集的步骤包括:
将所述用户从所述待调度用户集中剔除。
其中,更新待调度用户集后还包括:
更新空闲资源块集,将已分配给所述用户的资源块从所述空闲资源块中剔除。
其中,更新空闲资源块集后还包括:
判断空闲资源块集是否为空,如果为空,则调度周期结束;否则,判断待调度用户集是否为空,如果为空,则调度周期结束。
其中,调度周期结束后还包括:
遍历总用户集中的每一个用户,更新用户已经产生的平均时延历史吞吐量及未传完数据包大小。
其中,更新用户已经产生的平均时延的步骤包括:
判断当前调度周期内如果有未传完的数据包大小,则其中,Schedule Period指调度周期时长,如果没有未传完的数据包,则不需要对进行更新。
其中,更新历史吞吐量的步骤包括:
根据公式:
HistoryThroughput=HistoryThroughput+TraffiRateCompleted更新历史吞吐量;
其中,HistoryThroughput为历史吞吐量,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
其中,更新未传完数据包大小的步骤包括:
根据公式:TraffiRateRest=TraffiRate-TraffiRateCompleted更新未传完数据包的大小,其中,TraffiRateRest指未传完数据包大小,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
其中,上述业务调度方法还包括:将未传完的数据包记入下一个调度周期该用户达到的数据包大小内。
为解决上述技术问题,本发明的实施例还提供一种业务调度装置,包括:
获得模块,用于根据影响系统传输速率和业务服务质量Qos的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
分配模块,用于根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块。
其中,所述获得模块具体用于:根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性和用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的多个用户在一个调度周期内的调度优先级。
本发明的上述技术方案具有如下有益效果:
本发明的上述方案通过根据影响系统传输速率和业务服务质量QoS的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块,在计算多业务优先级的时候全面考虑了所有影响系统传输速率和业务QoS要求的因素,避免了现有技术不合理现象的出现,同时赋予每种影响系统传输速率和业务QoS因素一个权重因子,通过调整各种因素的影响因子满足不同网络运营现状对于调度算法的要求。
附图说明
图1表示本发明的业务调度方法的总体流程示意图;
图2表示图1所示业务调度方法的一具体实现流程图;
图3表示本发明的业务调度装置的总体结构框示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1所示,本发明的实施例提供一种业务调度方法,包括:
步骤11,根据影响系统传输速率和业务服务质量QoS的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
步骤12,根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块。
本发明的上述实施例在计算多业务优先级的时候全面考虑了所有影响系统传输速率和业务QoS要求的因素,避免了现有技术不合理现象的出现。
其中,步骤11包括:
步骤111,根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性和用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的多个用户在一个调度周期内的调度优先级。
其中,步骤111具体实现时,可以通过公式:
获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
其中,ω为调度优先级,为用户已经产生的平均时延,MagnaDelay为用户所能承受的最大时延,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,HistoryThroughput为用户历史吞吐量总和,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数,FQos为用户业务的优先级,α、β、γ、δ分别为业务时延属性、业务速率属性、用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率及业务类型的权重。
其中,α+β+γ+δ=1。
优选的,所述α、β、γ、δ分别为可调整的值。在不同的场景下,α、β、γ、δ可根据实际情况进行调整,如将α调大,β调小;也可以将β调大,而将γ调小;α、β、γ、δ中任意一个调大或者调小均是可以,只要满足α+β+γ+δ=1即可。
在本发明的另一实施例中,步骤12包括:
步骤121,在空闲资源块集中顺序选择一个资源块;
步骤122,在待调度用户集中选择调度优先级最高的用户,将选择的资源块分配给该用户。
其中,将选择的资源块分配给该用户后还包括:
步骤123,更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
步骤124,判断所述用户在该调度周期内到达的数据包是否传完,如果已经传完,则更新待调度用户集。
其中,步骤123在实现时,具体可以根据公式:
TraffiRateCompletedi=TraffiRateCompletedi+TransBitPerRB更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
其中,TraffiRateCompletedi为所述用户已传完的数据包大小,TransBitPerR为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数。
其中,更新待调度用户集的步骤包括:将所述用户从所述待调度用户集中剔除。
其中,更新待调度用户集后还可以包括:
步骤125,更新空闲资源块集,将已分配给所述用户的资源块从所述空闲资源块中剔除。
其中,更新空闲资源块集后还包括:
步骤126,判断空闲资源块集是否为空,如果为空,则调度周期结束;否则,判断待调度用户集是否为空,如果为空,则调度周期结束。
其中,调度周期结束后还包括:
步骤127,遍历总用户集中的每一个用户,更新用户已经产生的平均时延历史吞吐量及未传完数据包大小。
其中,更新用户已经产生的平均时延的步骤包括:
判断当前调度周期内如果有未传完的数据包大小,则其中,Schedule Period指调度周期时长,如果没有未传完的数据包,则不需要对进行更新。
其中,更新历史吞吐量的步骤包括:根据公式:
HistoryThroughput=HistoryThroughput+TraffiRateCompleted更新历史吞吐量;
其中,HistoryThroughput为历史吞吐量,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
其中,更新未传完数据包大小的步骤包括:
根据公式:TraffiRateRest=TraffiRate-TraffiRateCompleted更新未传完数据包的大小,其中,TraffiRateRest指未传完数据包大小,TraffiRat为当前时刻用户到达的数据包大小,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
其中,上述业务调度方法还包括:将未传完的数据包记入下一个调度周期该用户达到的数据包大小内。以便在下一个调度周期内调度。
本发明的上述实施例在每一个调度周期内,根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性、用户信道属性4种因素计算系统中每种业务优先级,同时赋予每种因素权重因子,通过调整各种因素的影响因子满足不同网络运营现状对于调度算法的要求。其中,各种因素的影响因子如上所述的α、β、γ和δ在不同的场景下,可根据实际情况进行调整,α、β、γ、δ中任意一个调大或者调小均是可以,只要满足α+β+γ+δ=1即可。
如图2所示,为上述实施例的一具体实现流程,包括:
步骤101、遍历待调度用户集Ω中的每一个用户,计算其调度优先级,优先级计算公式为:
其中,ω为调度优先级,为用户已经产生的平均时延,MagnaDelay为用户所能承受的最大时延,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,单位为Mbps,HistoryThroughput为用户历史吞吐量总和,单位为Mbps,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每RB传输Bit数,FQos为用户业务的优先级,α、β、γ、δ分别为业务时延属性、业务速率属性、用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率及业务类型的权重,且α+β+γ+δ=1。
步骤102、在空闲RB资源块集Φ中顺序选择一个RB资源块φi;
步骤103、在待调度用户集Ω中选择调度优先级最高的用户Wi将资源块φi分配给该用户;
步骤104、更新用户Wi已传完的数据包大小TraffiRateCompletedi=TraffiRateCompletedi+TransBitPerRB;
步骤105、判断用户Wi在该调度周期内到达的数据包是否传完,如果已经传完,即TraffiRateCompletedi=TraffiRate,则更新待调度用户集Ω,将用户Wi从待调度用户集Ω中剔除,如果没有传完,则不作任何操作;
步骤106、更新空闲RB资源块集,将资源块φi从中剔除;
步骤107、判断空闲RB资源块集Φ是否为空,如果为空,则到步骤110,如果不为空则到步骤108;
步骤108、判断待调度用户集Ω是否为空,如果为空,则到步骤110,如果不为空则到步骤109;
步骤109、重复步骤102~步骤107;
步骤110、调度周期结束,遍历总用户集U中的每一个用户,更新用户已经产生的平均时延历史吞吐量HistoryThroughput及未传完数据包大小。
其中,用户已经产生的平均时延的更新方法是:当前调度周期内如果有未传完的数据包大小,则Schedule Period指调度周期时长,如果没有未传完的数据包,则不需要对进行更新;历史吞吐量HistoryThroughput的更新方法是:HistoryThroughput=HistoryThroughput+TraffiRateCompleted,TraffiRateCompleted指已经传完的数据包大小;未传完数据包大小的更新方法是:TraffiRateRest=TraffiRate-TraffiRateCompleted,TraffiRateRest指未传完数据包大小。需要说明的是,未传完的数据包大小要记入下一个调度周期该用户达到的数据包大小内,以便在下一调度周期内调度。
如图3所示,本发明的实施例还提供一种业务调度装置,包括:
获得模块301,用于根据影响系统传输速率和业务服务质量Qos的所有因素,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
分配模块302,用于根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块。
其中,所述获得模块具体用于:根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性和用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的多个用户在一个调度周期内的调度优先级。
进一步的,获得模块通过公式:
获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
其中,ω为调度优先级,为用户已经产生的平均时延,MagnaDelay为用户所能承受的最大时延,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,HistoryThroughput为用户历史吞吐量总和,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数,FQos为用户业务的优先级,α、β、γ、δ分别为业务时延属性、业务速率属性、用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率及业务类型的权重。
其中,α+β+γ+δ=1。
其中,所述α、β、γ、δ分别为可调整的值。在不同的场景下,α、β、γ、δ可根据实际情况进行调整,如将α调大,β调小;也可以将β调大,而将γ调小;α、β、γ、δ中任意一个调大或者调小均是可以,只要满足α+β+γ+δ=1即可。
其中,分配模块具体用于在空闲资源块集中顺序选择一个资源块;在待调度用户集中选择调度优先级最高的用户,将选择的资源块分配给该用户。
其中,将选择的资源块分配给该用户后还可以进一步更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
判断所述用户在该调度周期内到达的数据包是否传完,如果已经传完,则更新待调度用户集。
其中,更新选择的所述用户已传完的数据包大小的方法包括:
根据公式:TraffiRateCompletedi=TraffiRateCompletedi+TransBitPerRB更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
其中,TraffiRateCompletedi为所述用户已传完的数据包大小,TransBitBerR为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数。
其中,更新待调度用户集的方法包括:将所述用户从所述待调度用户集中剔除。
其中,更新待调度用户集后还包括:更新空闲资源块集,将已分配给所述用户的资源块从所述空闲资源块中剔除。
其中,更新空闲资源块集后还包括:判断空闲资源块集是否为空,如果为空,则调度周期结束;否则,判断待调度用户集是否为空,如果为空,则调度周期结束。
其中,调度周期结束后还包括:遍历总用户集中的每一个用户,更新用户已经产生的平均时延历史吞吐量及未传完数据包大小。
其中,更新用户已经产生的平均时延的方法包括:
判断当前调度周期内如果有未传完的数据包大小,则其中,Schedule Period指调度周期时长,如果没有未传完的数据包,则不需要对进行更新。
其中,更新历史吞吐量的方法包括:根据公式:
HistoryThroughput=HistoryThroughput+TraffiRateCompleted更新历史吞吐量;
其中,HistoryThroughput为历史吞吐量,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
其中,更新未传完数据包大小的方法包括:
根据公式:TraffiRateRest=TraffiRate-TraffiRateCompleted更新未传完数据包的大小,其中,TraffiRateRest指未传完数据包大小,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,TraffiRateComplete为已经传完的数据包大小。
进一步的,将未传完的数据包记入下一个调度周期该用户达到的数据包大小内。
本发明的上述装置实施例同样每一个调度周期内,根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性、用户信道属性4种因素计算系统中每种业务优先级,同时赋予每种因素权重因子,通过调整各种因素的影响因子满足不同网络运营现状对于调度算法的要求。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (15)
1.一种业务调度方法,其特征在于,包括:
根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性和用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的多个用户在一个调度周期内的调度优先级;
根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块;根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性、用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级的步骤包括:
通过公式:
<mrow>
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<mfrac>
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</msup>
<mo>+</mo>
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<mo>+</mo>
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<mi>Q</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
</mrow>
</msub>
<mn>10</mn>
</mfrac>
</msup>
</mrow>
获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
其中,ω为调度优先级,为用户已经产生的平均时延,MagnaDelay为用户所能承受的最大时延,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,HistoryThroughput为用户历史吞吐量总和,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数,FQos为用户业务的优先级,α、β、γ、δ分别为业务时延属性、业务速率属性、用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率及业务类型的权重。
2.根据权利要求1所述的业务调度方法,其特征在于,α+β+γ+δ=1。
3.根据权利要求2所述的业务调度方法,其特征在于,所述α、β、γ、δ分别为可调整的值。
4.根据权利要求1所述的业务调度方法,其特征在于,根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块的步骤包括:
在空闲资源块集中顺序选择一个资源块;
在待调度用户集中选择调度优先级最高的用户,将选择的资源块分配给该用户。
5.根据权利要求4所述的业务调度方法,其特征在于,将选择的资源块分配给该用户后还包括:
更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
判断所述用户在该调度周期内到达的数据包是否传完,如果已经传完,则更新待调度用户集。
6.根据权利要求5所述的业务调度方法,其特征在于,更新选择的所述用户已传完的数据包大小的步骤包括:
根据公式:TraffiRateCompletedi=TraffiRateCompletedi+TransBitPerRB更新选择的所述用户已传完的数据包大小;
其中,TraffiRateCompletedi为所述用户已传完的数据包大小,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数。
7.根据权利要求5所述的业务调度方法,其特征在于,更新待调度用户集的步骤包括:
将所述用户从所述待调度用户集中剔除。
8.根据权利要求4所述的业务调度方法,其特征在于,更新待调度用户集后还包括:
更新空闲资源块集,将已分配给所述用户的资源块从所述空闲资源块中剔除。
9.根据权利要求8所述的业务调度方法,其特征在于,更新空闲资源块集后还包括:
判断空闲资源块集是否为空,如果为空,则调度周期结束;否则,判断待调度用户集是否为空,如果为空,则调度周期结束。
10.根据权利要求9所述的业务调度方法,其特征在于,调度周期结束后还包括:
遍历总用户集中的每一个用户,更新用户已经产生的平均时延历史吞吐量及未传完数据包大小。
11.根据权利要求10所述的业务调度方法,其特征在于,更新用户已经产生的平均时延的步骤包括:
判断当前调度周期内如果有未传完的数据包大小,则 其中,Schedule Period指调度周期时长,如果没有未传完的数据包,则不需要对进行更新。
12.根据权利要求10所述的业务调度方法,其特征在于,更新历史吞吐量的步骤包括:
根据公式:
HistoryThroughput=HistoryThroughput+TraffiRateCompleted更新历史吞吐量;
其中,HistoryThroughput为历史吞吐量,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
13.根据权利要求10所述的业务调度方法,其特征在于,更新未传完数据包大小的步骤包括:
根据公式:TraffiRateRest=TraffiRate-TraffiRateCompleted更新未传完数据包的大小,其中,TraffiRateRest指未传完数据包大小,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,TraffiRateCompleted为已经传完的数据包大小。
14.根据权利要求10所述的业务调度方法,其特征在于,还包括:
将未传完的数据包记入下一个调度周期该用户达到的数据包大小内。
15.一种业务调度装置,其特征在于,包括:
获得模块,用于根据业务类型、业务时延属性、业务速率属性和用户信道属性,获得基于共享信道承载业务的多个用户在一个调度周期内的调度优先级;具体的,通过公式:
<mrow>
<mi>&omega;</mi>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>&alpha;e</mi>
<mfrac>
<mover>
<mrow>
<mi>d</mi>
<mi>e</mi>
<mi>l</mi>
<mi>a</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
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获得基于共享信道承载业务的用户在一个调度周期内的调度优先级;
其中,ω为调度优先级,为用户已经产生的平均时延,MagnaDelay为用户所能承受的最大时延,TraffiRate为当前时刻用户到达的数据包大小,HistoryThroughput为用户历史吞吐量总和,TransBitPerRB为用户当前位置信道质量对应的每单位资源块传输的比特数,FQos为用户业务的优先级,α、β、γ、δ分别为业务时延属性、业务速率属性、用户当前位置信道条件对应的单位资源块传输速率及业务类型的权重;
分配模块,用于根据所述调度优先级为用户分配空闲资源块。
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