CN107071919B - 一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法 - Google Patents

一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107071919B
CN107071919B CN201710020180.3A CN201710020180A CN107071919B CN 107071919 B CN107071919 B CN 107071919B CN 201710020180 A CN201710020180 A CN 201710020180A CN 107071919 B CN107071919 B CN 107071919B
Authority
CN
China
Prior art keywords
user
packet loss
loss rate
calculating
rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710020180.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107071919A (zh
Inventor
董育宁
刘继岩
孙国岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Posts and Telecommunications filed Critical Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN201710020180.3A priority Critical patent/CN107071919B/zh
Publication of CN107071919A publication Critical patent/CN107071919A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107071919B publication Critical patent/CN107071919B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria
    • H04W72/566—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria of the information or information source or recipient
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于丢包率的LTE下行实时业务调度方法，首先根据用户i在第n个TTI的瞬时速率和用户i在前n‑1个TTI的平均传输速率，以及时延阈值、可接受丢包率、前n个TTI的丢包率，计算调度优先级系数。实现步骤是计算用户i在每个子载波的信道增益；计算用户i在每个子载波的信噪比,计算用户i在每个资源块RB的有效信噪比,根据用户i在每个RB的有效信噪比，计算出用户i的第n个TTI在每个RB所达到的瞬时传输速率,计算当前实时丢包率，进而计算每个业务的调度优先级系数,重复上面的步骤，计算出所有用户在第n个TTI中每个RB的调度优先级系数，按照优先级系数分配资源块。本发明在保证系统整体吞吐量前提下，降低了业务的时延性能及业务丢包率。

Description

一种基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法
技术领域
本发明属于LTE系统下行资源块调度技术领域，具体涉及该系统中一种针对实时业务的基于丢包率的LTE下行调度方案。
背景技术
近年来，随着无线通信技术和互联网技术的快速发展，实时多媒体业务越来越广泛地被要求接入到通信系统中。无线通信已从起初的单一数据传输向实时多媒体业务传输的方向发展，实时多媒体业务让人们能够更方便地生活和更快捷地工作。随着LTE(LongTerm Evolution)系统中实时多媒体业务类型的不断增长，多媒体业务的QoS(Quality ofServise，服务质量)要求也在不断提高，尤其是实时多媒体业务。如何在有限的无线资源条件下，满足不同业务的QoS要求，对这个问题的研究是非常重要的。
资源调度算法是资源调度的核心，目前LTE网络环境下常采用的资源调度算法都是由传统资源调度方案移植、演化而来，并针对LTE系统特性加以改进。现有的LTE系统无线资源调度采用分组调度的方法，对业务进行分类，划分为实时(Real Time，RT)业务和非实时(Not Real Time,NRT)业务，针对不同业务特性结合LTE系统特性，分别采用不同调度策略对资源进行调度。
主要的实时业务调度算法有M-LWDF、EXP、DPS等。M-LWDF算法主要针对高数据传输速率业务流而提出，通过综合考虑信道状态信息和分组时延，在考虑公平性与吞吐量的基础上，提升了系统的时延性能，通过降低实时业务的时延为用户提供了良好的服务体验。EXP算法，将比例公平调度和对时延进行指数加权进行折中调度，也能取得较好的时延特性。DPS算法是针对实时业务丢包率性能不足而设计的。在调度过程中，只考虑用户的时延状况，优先对即将超过最大允许时延的用户进行调度，有效降低了系统的丢包率。虽然这些算法都有其各自的优势，但是上述算法都缺乏随同种或不同业务无线资源的变化动态调整其调度策略的机制。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，基于指数方法，提出一种适用于LTE系统用户实时业务的调度方法，使其能够根据用户经历的信道质量变化情况，通过实时丢包率指数，来调整时延预算，进而计算优先级，在保证正常传输情况下，根据丢包率进一步区分同种类业务用户的优先级，为丢包率较高的用户以优先级补偿。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，包括以下步骤：
步骤1、根据用户i接收到的信号，计算其在第n个TTI周期内在每个载波上的信道增益；
步骤2、根据用户i接收到的信号，计算其在每个子载波的信噪比；
步骤3、根据用户i在每个子载波的信噪比，计算其在每个资源块的有效信噪比；
步骤4、根据用户i在每个资源块上的有效信噪比，计算用户i在第n个TTI能达到的瞬时传输速率；
步骤5、根据用户i在第n个TTI的瞬时传输速率，更新用户i在前n个TTI时刻的平均传输速率；
步骤6、根据用户i在第n个TTI的传输情况，更新用户i在前n个TTI时刻的丢包率即当前丢包率，根据基站端获取的用户i的可接受最大丢包率、初始时延阈值，按照以下方法确定当前时延阈值：
如果当前丢包率大于可接受最大丢包率，则
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000021
如果当前丢包率大于小于等于可接受最大丢包率，则
并计算最新Qos等级标识
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000023
其中φi代表用户i的当前时延阈值；
步骤7、根据基站端获取的用户i队列头数据包的分组时延、可接受最大丢包率、下行实时活跃信息流数目以及初始时延阈值，计算调度优先级系数中的平均包头时延；
步骤8、根据业务流种类以及步骤1到7所计算的参数，按照以下公式计算调度优先级系数：
步骤9：重复步骤1～8，得到所有用户的调度优先级系数，并将所得到的调度优先级系数进行大小排序，将资源块分配给调度优先级系数最大的用户。
进一步，上述步骤1中第n个TTI中在任意子载波上的信道增益是由第n个TTI,用户i对于第k个子载波的路径损耗、阴影衰落增益和多径衰落增益计算得出的。
步骤2中第n个TTI中，用户i在任意子载波上的信噪比为基站在第k个子载波的发射功率与信道增益的乘积与噪声功率、干扰功率之和的比值。
步骤3中，第n个TTI中，用户i在第j个RB(Resource Block)上的有效信噪比为信噪比的EESM(Exponential effective SNR mapping，指数有效信噪比映射模型)映射值。
步骤4中，用户i在第n个TTI时能达到的传输速率为有效信噪比的香农值。
步骤5中，更新用户的平均传输速率是由更新时间窗内用户i在第n个TTI时的瞬时传输速率和先前n-1个TTI内的平均传输速率计算得出的。
步骤6中，时延阈值修正单位优选为初始时延阈值的百分之一。
与现有的实时业务调度方法相比，本发明具有以下优点：
1，由于现有技术中主要方法在实时业务调度方面采用固定时延阈值，无法区分同种业务之间的优先级，对业务相同的而信道状况较差的用户有失公平，本发明可以根据用户丢包率状况适时调整时延阈值，一定程度上提高丢包率较高用户的优先级，提高公平性。
2，在对不同业务区分优先级的基础上，针对同种业务随无线资源变化优先级区分问题，本发明根据实时丢包率，提出一个丢包率系数的概念：即当前丢包率与可接受最大丢包率的比值，根据此系数在每个TTI内修正
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000032
中的时延阈值，进而区分优先级。当当前丢包率大于可接受最大丢包率时，说明当前业务丢包率较高，信道状况不佳，修正使时延阈值减小，进而提高优先级；当当前丢包率小于等于可接受最大丢包率时时说明当前业务丢包率可接受，线性修正使时延阈值，进而区分优先级，使丢包率较高的业务优先级高于丢包率低的业务。
3，本发明得以使同种实时业务用户之间的优先级区分细化，提高灵敏度与公平性，实现随无线资源变化动态调整其调度策略的机制。
附图说明
图1为本发明的调度流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明，此处的附图仅用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
一种基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，如图1所示，包括以下步骤：
首先，根据用户i接收到的信号，根据第n个TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔),用户i对于第k个子载波的路径损耗、阴影衰落增益和多径衰落增益，计算其在第n个TTI周期内在每个载波上的信道增益。这里，第n个TTI中在任意子载波上的信道增益是由第n个TTI,用户i对于第k个子载波的路径损耗、阴影衰落增益和多径衰落增益计算得出的。
第二，根据用户i接收到的信号，计算其在每个子载波的信噪比，用户i在任意子载波上的信噪比为基站在第k个子载波的发射功率与信道增益的乘积与噪声功率、干扰功率之和的比值。第n个TTI中，用户i在任意子载波上的信噪比为基站在第k个子载波的发射功率与信道增益的乘积与噪声功率、干扰功率之和的比值。
第三，根据用户i在每个子载波的信噪比，根据EESM模型计算其在每个资源块的有效信噪比，第n个TTI中，用户i在第j个RB上的有效信噪比为信噪比的指数有效信噪比映射模型映射值。
第四，根据用户i在每个资源块上的有效信噪比，依据香农公式计算用户i在第n个TTI能达到的传输速率，用户i在第n个TTI时能达到的传输速率为有效信噪比的香农值。
第五，根据用户i在第n个TTI的瞬时传输速率，更新用户i在前n个TTI时刻的平均传输速率，更新用户的平均传输速率是由更新时间窗内用户i在第n个TTI时的瞬时传输速率和先前n-1个TTI内的平均传输速率计算得出的。
第六，步骤6根据用户i在第n个TTI的传输情况，更新用户i在前n个TTI时刻的丢包率即当前丢包率，根据基站端获取的用户i的可接受最大丢包率、初始时延阈值，确定当前时延阈值：
如果当前丢包率大于可接受最大丢包率：
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000051
如果当前丢包率大于小于等于可接受最大丢包率：
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000052
并计算最新Qos等级标识
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000053
其中φi代表用户i的当前时延阈值，这里以初始时延阈值的百分之一作为时延阈值修正单位。
第七，根据基站端获取的用户i队列头数据包的分组时延、可接受最大丢包率、下行实时活跃信息流数目以及初始时延阈值，计算调度优先级系数中的平均包头时延：
第八，根据业务流种类以及步骤1到7所计算的参数，计算调度优先级系数。所述调度优先级系数为：
Figure DEST_PATH_GDA0001257304860000054
第九，重复以上步骤，得到所有用户的调度优先级系数，并将所得到的调度优先级系数进行大小排序，将资源块分配给调度优先级系数大的用户。
本发明在保证系统整体吞吐量前提下，降低了业务的时延性能及业务丢包率，使同种实时业务用户之间的优先级区分细化，提高灵敏度与公平性，实现随无线资源变化动态调整其调度策略的机制。

Claims (7)

1.一种基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，其特征在于包括以下步骤:
步骤1、根据用户i接收到的信号，计算其在第n个TTI周期内在每个载波上的信道增益；
步骤2、根据用户i接收到的信号，计算其在每个子载波的信噪比；
步骤3、根据用户i在每个子载波的信噪比，计算其在每个资源块的有效信噪比；
步骤4、根据用户i在每个资源块上的有效信噪比，计算用户i在第n个TTI能达到的瞬时传输速率；
步骤5、根据用户i在第n个TTI的瞬时传输速率，更新用户i在前n个TTI时刻的平均传输速率；
步骤6、根据用户i在第n个TTI的传输情况，更新用户i在前n个TTI时刻的丢包率即当前丢包率，根据基站端获取的用户i的可接受最大丢包率、初始时延阈值，按照以下方法确定当前时延阈值：
如果当前丢包率大于可接受最大丢包率，则
Figure FDA0002273240140000011
如果当前丢包率大于小于等于可接受最大丢包率，则
Figure FDA0002273240140000012
并计算最新Qos等级标识
Figure FDA0002273240140000013
其中φi代表用户i的当前时延阈值；
步骤7、根据基站端获取的用户i队列头数据包的分组时延、可接受最大丢包率、下行实时活跃信息流数目以及初始时延阈值，计算调度优先级系数中的平均包头时延；
步骤8、根据步骤1到7所计算的参数，按照以下公式计算调度优先级系数：
Figure FDA0002273240140000014
步骤9：重复步骤1～8，得到所有用户的调度优先级系数，并将所得到的调度优先级系数进行大小排序，将资源块分配给调度优先级系数最大的用户。
2.根据权利要求1所述的基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，其特征在于所述步骤1中第n个TTI中在任意子载波上的信道增益是由第n个TTI,用户i对于第k个子载波的路径损耗、阴影衰落增益和多径衰落增益计算得出的。
3.根据权利要求1所述的基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法,其特征在于所述步骤2中第n个TTI中，用户i在任意子载波上的信噪比为基站在第k个子载波的发射功率与信道增益的乘积与噪声功率、干扰功率之和的比值。
4.根据权利要求1所述的基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，其特征在于所述步骤3中，第n个TTI中，用户i在第j个RB上的有效信噪比为信噪比的指数有效信噪比映射模型映射值。
5.根据权利要求1所述的基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，其特征在于所述步骤4中，用户i在第n个TTI时能达到的传输速率为有效信噪比的香农值。
6.根据权利要求1所述的基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，其特征在于所述步骤5中，更新用户的平均传输速率是由更新时间窗内用户i在第n个TTI时的瞬时传输速率和先前n-1个TTI内的平均传输速率计算得出的。
7.根据权利要求1所述的基于丢包率的LTE下行实时业务调度改进方法，其特征在于所述步骤6中，时延阈值修正单位为初始时延阈值的百分之一。
CN201710020180.3A 2017-01-11 2017-01-11 一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法 Active CN107071919B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710020180.3A CN107071919B (zh) 2017-01-11 2017-01-11 一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710020180.3A CN107071919B (zh) 2017-01-11 2017-01-11 一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107071919A CN107071919A (zh) 2017-08-18
CN107071919B true CN107071919B (zh) 2020-02-21

Family

ID=59598863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710020180.3A Active CN107071919B (zh) 2017-01-11 2017-01-11 一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107071919B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109921835B (zh) * 2017-12-12 2021-08-03 华为技术有限公司 一种用户配对方法和接入点
CN111756586B (zh) * 2020-07-27 2021-05-18 中南大学 一种数据中心网络中基于优先级队列的公平带宽分配方法、交换机及可读存储介质
CN112752349A (zh) * 2020-12-18 2021-05-04 上海擎昆信息科技有限公司 一种下行资源调度方法和装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103826312A (zh) * 2014-01-20 2014-05-28 浙江工业大学 一种基于指数准则改进的lte调度方法
CN104640227A (zh) * 2015-01-22 2015-05-20 浙江工业大学 Lte系统中混合业务的下行资源调度方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103826312A (zh) * 2014-01-20 2014-05-28 浙江工业大学 一种基于指数准则改进的lte调度方法
CN104640227A (zh) * 2015-01-22 2015-05-20 浙江工业大学 Lte系统中混合业务的下行资源调度方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A New Downlink Scheduling Algorithm;Mohammed Mahfoudi等;《INTL JOURNAL OF ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS》;20151230;全文 *
基于QoS的LTE下行调度算法研究;徐莎;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20151215;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107071919A (zh) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107682135B (zh) 一种基于noma的网络切片自适应虚拟资源分配方法
Tsai et al. Adaptive radio resource allocation for downlink OFDMA/SDMA systems with multimedia traffic
Li et al. Adaptive pf scheduling algorithm in LTE cellular system
CN106954232B (zh) 一种时延优化的资源分配方法
CN103209494B (zh) 一种基于重要性标记的实时视频业务资源分配方法
Bojovic et al. A new channel and QoS aware scheduler to enhance the capacity of voice over LTE systems
WO2014019385A1 (zh) 调整基站天线发射功率的方法、装置及基站
CN107071919B (zh) 一种基于丢包率的lte下行实时业务调度改进方法
CN110337113B (zh) 一种密集dtdd网络中基于小区动态分簇的干扰管控方法
CN103826312A (zh) 一种基于指数准则改进的lte调度方法
Elsayed et al. Reinforcement learning-based joint power and resource allocation for URLLC in 5G
Li et al. A delay priority scheduling algorithm for downlink real-time traffic in LTE networks
Delgado-Luque et al. Evaluation of latency-aware scheduling techniques for M2M traffic over LTE
CN101877913B (zh) Lte系统中用户调度方法
CN104066197B (zh) 一种td‑lte中低丢包率的实时业务调度方法
Maqhat et al. Scheduler algorithm for IEEE802. 11n wireless LANs
WO2012010039A1 (zh) 一种用于小区间干扰协调的用户管理方法及系统
CN112020080B (zh) 一种优化无线前传时延的边缘缓存机制
CN109041247B (zh) 基于用户Qos需求和排队策略的自适应资源调度方法
CN111246585B (zh) 一种基于信道状态的5g资源调度方法
CN104684064B (zh) 一种多小区多用户mimo系统的上下行功率分配方法
CN104363663A (zh) 一种lte通信系统中基于混合业务的分组调度方法
Teixeira et al. A predictive scheduling algorithm for the uplink traffic in IEEE 802.16 networks
CN104994543B (zh) LTE-Advanced系统/LTE-Advanced中继系统的上下行调度方法
Chakravarthy et al. Modified queue-based exponential rule scheduler for improved qos in ofdma system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant