CN105282853A - 一种基于qos的多用户sps资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于QOS的多用户SPS资源分配方法，包括：S1：按信道质量和SPS承载的QOS计算SPS业务上下行使用的PRB；S2：进行下行资源分配，获取距当前调度子帧最近时刻的下行子帧资源池；S3：在下行子帧资源池已分配资源列表中，查找与当前SPS业务相同周期、且节点中记录的PRB大于等于当前SPS业务使用的PRB的节点，并判断节点中是否有空闲资源；S4：如果有空闲资源，则将SPS业务的用户标识加入找到对应节点的用户列表中；S5：如果没有空闲资源，则判断资源池是否达到可用门限，如果未达到可用门限，则根据当前SPS业务使用的PRB分配新资源创建新资源节点，返回步骤S2。

Description

一种基于QOS的多用户SPS资源分配方法

技术领域

本发明涉及一种多用户SPS资源分配方法，特别涉及一种基于QOS的多用户SPS资源分配方法，属于通信技术领域。

背景技术

LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统采用共享资源的方式进行用户数据的调度，这种调度方式可以极大程度的利用无线通信资源，但同时这种方式需要较大的控制信息开销。在LTE系统中，取消了全部电路域的话音业务，而代之以数据域的VoIP业务，而话音用户的数量往往比较大，LTE又采用共享式资源分配调度方式，每次传输都需要相关的控制信息，由于控制信息的开销过大，从而限制了LTE系统所能同时支持的用户数。因此，针对数据包大小比较固定、到达时间间隔满足一定规律的实时性业务，LTE引入了半静态调度技术。

SPS(Semi-PersistentScheduling，半静态调度)是一种周期性预配置传输资源的调度方式。在该调度方式中，eNB(eNodeB，基站)根据业务特性激活并配置UE(UserEquipment，用户设备)所使用半静态调度资源，在后续的传输过程中，在不需要任何调度指示信令的情况下，UE周期性地使用预分配的资源进行数据传输。例如在LTE(long-termevolution，长期演进)系统中，eNB通过RRC(RadioResourceControl，无线资源控制器)信令对VoIP(VoiceoverIP，互联网电话)业务的SPS周期进行配置，而具体的SPS资源则通过PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel，物理下行控制信道)指令进行激活，修改以及释放。

LTETDD系统中存在大量分属不同用户的半静态调度业务，这些SPS业务的QOS不同，调度周期也不同。对eNB的MAC层来说，在给新接入待激活的SPS业务分配资源时，需要确保分配的资源不会与其他已分配的SPS业务占用资源冲突。传统的算法是根据系统中所有已存在SPS周期的最小公倍数，遍寻当前时刻直到该最小公倍数时间段内所有资源，确保分配给待激活的SPS业务的资源不会与其他已分配SPS资源冲突。已有SPS资源分配算法，需要查寻最长周期时间段的所有资源，以期找到不与其他已分配SPS业务冲突的资源，耗费的时间很大，加重了系统的负载。在大容量场景下，资源分配混乱，分配成功率不高，且容易产生资源碎片，造成资源浪费。

在公开号为CN102083208A的中国发明专利申请中，公开了一种资源分配方法和装置。该方法包括：获取准备接入系统的半静态调度SPS业务以及所述系统中已接入的所有SPS业务的业务周期的最小公倍数；在所述最小公倍数的时间范围内、以所述准备接入的SPS业务的业务周期为时间间隔，检查所述系统相应时间点上的资源，以判断所述系统相应时间点上的资源是否满足所述准备接入的SPS业务的资源分配需求；以及在所述资源判断步骤确定所述资源在所述时间范围内的所有相应时间点上均满足所述准备接入的SPS业务的资源分配需求的情况下，为所述准备接入的SPS业务分配资源。该发明可以为HSPA+中新出现的SPS业务进行资源分配和预留。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种分配成功率高的基于QOS的多用户SPS资源分配方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于QOS的多用户SPS资源分配方法，包括如下步骤：

S1：根据用户设备的信道质量和SPS承载的QOS计算SPS业务上下行使用的PRB资源数；

S2：进行下行资源分配，获取距当前调度子帧最近时刻的下行子帧资源池；

S3：在下行子帧资源池已分配资源列表中，查找与当前SPS业务相同周期、且节点中记录的PRB资源数大于等于当前SPS业务使用的PRB资源数的节点，并判断节点中是否有空闲资源；

S4：如果有空闲资源，则将SPS业务的用户标识加入找到对应节点的用户列表中，重复步骤S2-S4进行上行资源分配，直至资源分配结束；

S5：如果没有空闲资源，则判断资源池是否达到可用门限，如果未达到可用门限，则根据当前SPS业务使用的PRB资源数分配新资源，并创建新资源节点重复步骤S2-S4进行上行资源分配，直至资源分配结束；如果未达到可用门限，则查找下一个可用的下行子帧资源池返回步骤S3,如果无可用的下行子帧资源池，返回失败。

其中较优地，所述物理无线承载数是按下述方法计算的：

获取用户SPS业务使用的MCS,并得出MCS下单PRB可传输数据量；

计算SPS业务周期内传输数据量；

计算SPS业务使用的PRB资源数；

其中较优地，所述SPS业务使用的MCS按下式计算：

SpsMCS＝min(用户MCS，15)

其中，SpsMCS表示SPS业务使用的MCS。

其中较优地，所述SPS业务周期内传输数据量是按下式计算的：

其中，DataSize表示SPS业务周期内传输数据量，GBR表示保证比特率。

其中较优地，所述SPS业务使用的PRB资源数是按下式计算的：

其中，PrbNum表示SPS业务属用的PRB资源数。

其中较优地，所述判断资源池是否达到可用门限的判决方法为：

资源池中已分配的PRB资源数小于子帧内SPS可用PRB资源数，则认为资源池没达到可用门限，反之则认为达到可用门限；

其中SPS可用PRB资源数根据系统需求支持的SPS业务总数和当前配比情况综合估算得出。

其中较优地，还包括用户信道质量变化后对重配资源分配的步骤，具体如下：

检测用户设备信道质量变化；

计算变化后SPS业务使用的PRB资源数；

比较变化后SPS业务使用的PRB资源数与变化前SPS业务使用的PRB资源数；

如果变化后SPS业务使用的PRB资源数小于等于变化前SPS业务使用的PRB资源数，则不重新分配资源；如果变化后SPS业务使用的PRB资源数大于变化前SPS业务使用的PRB资源数，则重新分配资源，将SPS业务从源资源节点中删除，添加至新节点中。

其中较优地，所述节点有空闲资源的判决条件是：

SPS周期/10>节点内用户数。

本发明的基于QOS的多用户SPS资源分配方法，本算法按照一个SFN内下行子帧数量将系统资源划分为多个资源池，各资源池分配给SPS业务的PRB，相同周期和QOS的SPS业务分配在一起，使资源池更加规整，减少了资源碎片。一次资源分配为多个SPS业务使用，有效降低了系统开销，提高分配成功率。

附图说明

图1是本发明SPS承载建立资源分配实现流程示意图；

图2是本发明SPS重配资源分配实现流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种基于QOS的多用户SPS资源分配方法，具体步骤如下：S1：根据用户设备的信道质量和SPS承载的QOS计算SPS业务上下行使用的PRB资源数；S2：进行下行资源分配，获取距当前调度子帧最近时刻的下行子帧资源池；S3：在下行子帧资源池已分配资源列表中，查找与当前SPS业务相同周期、且节点中记录的PRB资源数大于等于当前SPS业务使用的PRB资源数的节点，并判断节点中是否有空闲资源；S4：如果有空闲资源，则将SPS业务的用户标识加入找到对应节点的用户列表中，重复步骤S2-S4进行上行资源分配，直至资源分配结束；S5：如果没有空闲资源，则判断资源池是否达到可用门限，如果未达到可用门限，则根据当前SPS业务使用的PRB资源数分配新资源，并创建新资源节点重复步骤S2-S4进行上行资源分配，直至资源分配结束；如果未达到可用门限，则查找下一个可用的下行子帧资源池返回步骤S3,如果无可用的下行子帧资源池，返回失败。下面对本发明展开详细的说明。

如图1所示，基于QOS的多用户SPS资源分配方法具体步骤如下：

步骤1：开始。

步骤2：UE(UserEquipment，用户设备)新建SPS承载时，根据UE的信道质量和SPS承载的QOS计算SPS业务上下行使用的PRB(physicalresourceblock，物理资源)数。

SPS业务上下行使用的PRB资源数计算方法具体如下(上下行方法相同)：

a)：获取用户SPS业务使用的MCS(ModulationandCodingScheme，调制与编码策略)，进一步得出该MCS下单个PRB可传输数据量。用户SPS业务使用的MCS的计算方式如式(1)所示：

SpsMCS＝min(用户MCS，15)(1)

其中，SpsMCS表示用户SPS业务使用的MCS。

b)：计算SPS业务周期内传输数据量，如式(2)所示：

其中，DataSize表示SPS业务周期内传输数据量，GBR(GuaranteedBitRate)表示保证比特率。

c)：计算SPS业务使用的PRB资源数，如式(3)所示：

其中，PrbNum表示SPS业务属用的PRB资源数。

步骤3：进行下行SPS资源分配，获取距当前调度子帧最近时刻的下行子帧资源池。

步骤4：在下行子帧资源池已分配资源列表中，查找与当前业务周期相同的节点，同时要求节点中记录的PRB资源数大于等于步骤2计算出的SPS业务使用的资源数PrbNum，并判断节点中是否有空闲资源。

节点有空闲资源的判决条件是：SPS周期/10>节点内用户数。

步骤5：如果资源列表中有空闲资源，则转至步骤6；如果资源列表中没有空闲资源，则转至步骤8；

步骤6：将SPS业务的用户标识加入找到对应节点的用户列表中，用户数++。

步骤7：按照步骤3-6的顺序进行上行SPS资源分配，只将下行资源池改成上行资源池，分配完成后转至步骤12。

步骤8：资源列表中没有空闲资源，判断下行子帧资源池是否达到可用门限。如果未达到可用门限，则转至步骤9；如果达到可用门限，则转至步骤10。

下行子帧资源池是否达到可用门限的判决方法为：资源池中已分配的PRB资源数小于子帧内SPS可用PRB资源数，其中SPS可用PRB资源数根据系统需求支持的SPS业务总数和单签配比情况综合估算得出，由于SPS业务周期不同，QoS也不同，所以可以采用有SPS业务时系统需支持的小区中点DS业务速率代替进行估算，如下式(4)所示：

其中10ms内DS占用总PrbNum是根据DS总速率计算出10ms内需传输的数据量，再与中点MCS(比如20)下单个PRB承载的数据量进行除法，10ms内DS占用总PrbNum如式(5)所示：

步骤9：根据步骤2计算的SPS业务使用的资源数PrbNum，在当前子帧为该SPS业务分配新资源，生成新资源节点，转至步骤7进行上行资源分配；。

在新的资源节点中，PRB按照<PRB资源，周期，用户数，用户列表>元组进行记录，其中PRB资源记录分配出的资源位置，周期是该SPS业务的周期，用户数为1，用户列表记录该SPS业务的用户标识。

步骤10：本子帧没有可用的SPS资源，查找下一个可用的下行子帧资源池，找到则转至步骤3，重新开始下行资源分配，未找到则转至步骤11。

步骤11：无可用资源，返回资源分配失败。

步骤12：结束。

在本发明中，用户信道质量变化导致需要重配时，释放当前占用资源，重新根据信道质量计算需要分配的资源数，重复查找分配过程，释放的资源可以分配给其他满足条件的SPS业务。具体方法如下：

检测用户设备信道质量变化；

计算变化后SPS业务使用的PRB资源数；

比较变化后SPS业务使用的PRB资源数与变化前SPS业务使用的PRB资源数；

如果变化后SPS业务使用的PRB资源数小于等于变化前SPS业务使用的PRB资源数，则不重新分配资源；如果变化后SPS业务使用的PRB资源数大于变化前SPS业务使用的PRB资源数，则重新分配资源，将SPS业务从源资源节点中删除，添加至新节点中。

综上所述，本发明提供的基于QOS的多用户SPS资源分配方法，按照一个SFN内下行子帧数量将系统资源划分为多个资源池，各资源池分配给SPS业务的PRB按照<PRB资源，周期，用户数，用户列表>元组进行记录，相同周期和资源分配需求的SPS业务可以分时共享这部分资源。其中“周期/10”就是该元组最大承载的用户数。用户接入SPS业务时，可以根据信道质量和QOS计算出需要分配的资源数，根据<PRB资源，周期>元组在资源池中查找并分配可用资源，这样可保证资源池整齐规律，减少碎片产生，同时为避免资源冲突，不需要遍历多时间点PRB资源池，大大降低了系统开销，节省资源，提高资源分配的效率。

本方法根据系统需求的SPS接入数估算出每子帧可用的最大SPS资源数，在每个子帧为DS调度预留一部分资源，达到均衡各子帧负载目的。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种基于QOS的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据用户设备的信道质量和SPS承载的QOS计算SPS业务上下行使用的PRB资源数；

S2：进行下行资源分配，获取距当前调度子帧最近时刻的下行子帧资源池；

S3：在下行子帧资源池已分配资源列表中，查找与当前SPS业务相同周期、且节点中记录的PRB资源数大于等于当前SPS业务使用的PRB资源数的节点，并判断节点中是否有空闲资源；

S4：如果有空闲资源，则将SPS业务的用户标识加入找到对应节点的用户列表中，重复步骤S2-S4进行上行资源分配，直至资源分配结束；

S5：如果没有空闲资源，则判断资源池是否达到可用门限，如果未达到可用门限，则根据当前SPS业务使用的PRB资源数分配新资源，并创建新资源节点，重复步骤S2-S4进行上行资源分配，直至资源分配结束；如果达到可用门限，则查找下一个可用的下行子帧资源池，返回步骤S3,如果无可用的下行子帧资源池，返回失败。

2.如权利要求1所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，所述物理无线承载数是按下述方法计算的：

获取用户SPS业务使用的MCS,并得出MCS下单PRB可传输数据量；

计算SPS业务周期内传输数据量；

计算SPS业务使用的PRB资源数。

3.如权利要求2所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，所述SPS业务使用的MCS按下式计算：

SpsMCS＝min(用户MCS，15)

其中，SpsMCS表示SPS业务使用的MCS。

4.如权利要求2所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，所述SPS业务周期内传输数据量是按下式计算的：

其中，DataSize表示SPS业务周期内传输数据量，GBR表示保证比特率。

5.如权利要求2所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，所述SPS业务使用的PRB资源数是按下式计算的：

其中，PrbNum表示SPS业务属用的PRB资源数。

6.如权利要求1所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，所述判断资源池是否达到可用门限的判决方法为：

资源池中已分配的PRB资源数小于子帧内SPS可用PRB资源数，则认为资源池没达到可用门限，反之则认为达到可用门限；

其中SPS可用PRB资源数根据系统需求支持的SPS业务总数和当前配比情况综合估算得出。

7.如权利要求1所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，还包括用户信道质量变化后对重配资源分配的步骤，具体如下：

检测用户设备信道质量变化；

计算变化后SPS业务使用的PRB资源数；

比较变化后SPS业务使用的PRB资源数与变化前SPS业务使用的PRB资源数；

如果变化后SPS业务使用的PRB资源数小于等于变化前SPS业务使用的PRB资源数，则不重新分配资源；如果变化后SPS业务使用的PRB资源数大于变化前SPS业务使用的PRB资源数，则重新分配资源，将SPS业务从源资源节点中删除，添加至新节点中。

8.如权利要求1所述的多用户SPS资源分配方法，其特征在于，所述节点有空闲资源的判决条件是：

SPS周期/10>节点内用户数。