CN107567100B - 一种无线通信系统资源调度方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无线通信系统资源调度方法及装置，方法包括如下步骤：构建子带链表；根据用户请求的目标子带长度，从前向后依次查询子带链表中各节点，当查询到某节点包含位于多子带区域且长度等于目标子带长度的连续空闲子带段时，将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户，从子带链表中删除该连续空闲子带段，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表中相关节点的起始位置和长度。本发明能够大幅减少查找的次数，在调度周期内可调度的用户数明显增加，提高了系统的运行效率及系统容量，在不增加硬件成本的前提下实现系统扩容。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统资源调度方法及装置。
背景技术
目前230MHz频段主要应用于数传电台承担远程的数据采集工作，因提供的速率很低只能用于一些简单的通信应用，无法满足智能电网和传感网日益增长的业务需求。根据国家电网未来的规划，要求寻找一种新的宽带通信技术，满足其配网自动化、负荷管理、用电信息采集、智能电网用户服务、应急抢修、特殊区域视频监控六大领域的业务需求。
基于TD-LTE(Time Division-Long Term Evolution)技术的230MHz频段专网无线通信系统为上述需求提供了较好的解决方案，构成了新一代低功耗，高频谱利用率，高可靠性的灵活的多业务通信系统。能最大程度地满足电力负荷监控系统的业务要求，同时为国家电网下一代网络规划提供了坚实的技术积累和应用示范。
230MHz频段专网无线通信系统，系统支持离散多频点、多用户，为保证视频业务的传输速率，需要为传输视频业务的终端分配2个子带或者更多的子带。
针对上述业务需求，专网无线通信系统网络侧eNodeB(Evolved NodeB，演进基站)采用半静态调度方式(SPS，semi-persistent scheduling)。半静态调度是指：演进基站给特定业务的数据包分配固定的时频资源，该特定业务的数据包在该固定的时频资源位置传输，不需额外的物理下行控制信道(PDCCH，Physical Downlink Control Channel)调度信息。通过一个半静态配置好的传输周期，一次调度之后，用户终端UE(User Equipment)即按照配置的周期和初始调度的资源进行数据的发送和接收。按照230MHz频段专网无线通信系统帧结构和时序设计，下行数据传输采用HARQ(HybridAutomatic Repeat Request)技术，对数据进行差错控制，将新传、重传的数据准确实效的发送给用户终端UE。
当单小区有多个用户在线时，若这些用户均为多子带用户，且均有数据要传输，在进行资源调度为各个用户分配资源之前，需要在系统配置的子带中查找到与用户需求匹配的子带，而针对每一个用户均需要将所有子带进行遍历，在处理器能力不变、硬件成本不增加的基础上，一旦用户达到一定量，子带查找的次数将非常大，很有可能超出处理器的处理能力，导致调度时间增加甚至调度超时，从而导致系统性能下降，因此现有的资源调度机制很难满足多子带业务的需求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种无线通信系统资源调度方法及装置，能够大幅减少查找的次数，在调度周期内可调度的用户数明显增加，提高了系统的运行效率及系统容量，在不增加硬件成本的前提下实现系统扩容。
本发明通过以下技术方案实现：
一种无线通信系统资源调度方法，用于为多子带用户调度资源，无线通信系统资源包括供多子带用户使用的多子带区域和供单子带用户使用的单子带区域，多子带区域和单子带区域共配置有n个子带，包括如下步骤：
A、遍历n个子带查询各个子带是否空闲，将多个连续的空闲子带作为一个节点，将所有节点组成子带链表，子带链表中包含各节点的起始位置和长度；
B、根据用户请求的目标子带长度，从前向后依次查询子带链表中各节点，当查询到某节点包含位于多子带区域且长度等于目标子带长度的连续空闲子带段时，进入步骤C；若否，结束本次调度；
C、将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户，从子带链表中删除该连续空闲子带段，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表中相关节点的起始位置和长度，结束本次调度。
进一步的，所述步骤A包括以下步骤：
A1、初始化节点长度为0；
A2、判断当前子带是否空闲，若是，进入步骤A3；若否，进入步骤A5；
A3、节点长度加1，并判断之前是否已找到一个空闲的子带作为节点起点，若是，返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；若否，进入步骤A4；
A4、将当前子带作为节点起点，并返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；
A5、判断之前是否已找到一个空闲的子带作为节点起点，若是，进入步骤A6；若否，返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；
A6、结束本次查询，将节点顺序加入子带链表中，并返回步骤A1进行下一节点的查询。
进一步的，所述步骤B中，包括如下步骤：
B1、依次根据当前节点中各空闲子带的起始位置，判断当前节点是否有空闲子带位于单子带区域，若是，进入步骤B3；若否，进入步骤B2；
B2、判断当前节点是否包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，若是，进入步骤C；若否，返回步骤B1对下一节点进行查询；
B3、判断当前节点去除位于单子带区域的空闲子带后，是否还包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，若是，进入步骤C；若否，返回步骤B1对下一节点进行查询。
进一步的，根据目标子带的长度，判断当前节点或者当前节点去除位于单子带区域的空闲子带后，是否包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，当包含连续空闲子带段时，确定连续空闲子带段在当前节点中的位置。
进一步的，所述步骤C中，包括如下步骤：
C1、将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户；
C2、若当前节点长度等于连续空闲子带段长度，则从子带链表中删除当前节点，并将子带链表中当前节点之后的各节点前移一个节点；若否，进入步骤C3；
C3、若连续空闲子带段的起始位置为当前节点的起始位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，并将当前节点的起始位置更新为后移连续空闲子带长度后的位置，当前节点的长度更新为减去连续空闲子带长度后的长度；若否，进入步骤C4；
C4、若连续空闲子带段的结束位置为当前节点的结束位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，当前节点的起始位置不变，将当前节点的长度更新为减去连续空闲子带段长度后的长度；若否，进入步骤C5；
C5、连续空闲子带段位于当前节点的起始位置和结束位置之间，从当前节点中删除连续空闲子带段，在当前节点与当前节点之后的一个节点之间插入一个新节点，新节点的起始位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段长度，新节点的长度为当前节点的结束位置减去新节点的起始位置后加1，当前节点的起始位置不变，当前节点的长度更新为连续空闲子带段的起始位置减去当前节点的起始位置；结束本次调度。
进一步的，所述连续空闲子带段的结束位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段的长度；所述当前节点的结束位置为起始位置加上当前节点的长度。
本发明还通过以下技术方案实现：
一种无线通信系统资源调度装置，用于为多子带用户调度资源，无线通信系统资源包括供多子带用户使用的多子带区域和供单子带用户使用的单子带区域，多子带区域和单子带区域共配置有n个子带，包括：
资源查找装置：遍历n个子带查询各个子带是否空闲，将多个连续的空闲子带作为一个节点，将所有节点组成子带链表，子带链表中包含各节点的起始位置和长度；
资源分配装置：根据用户请求的目标子带长度，从前向后依次查询子带链表中各节点，当查询到某节点包含位于多子带区域且长度等于目标子带长度的连续空闲子带段时，将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户，从子带链表中删除该连续空闲子带段，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表中相关节点的起始位置和长度。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明首先遍历n个子带并将多个连续的空闲子带作为一个节点，相邻节点之间间隔至少一个非空闲子带，再将所有节点组成子带链表，针对每个用户的请求，在子带链表中查询与用户所请求的目标子带长度相同的连续空闲子带段，查找到之后将该空闲子带段分配给用户，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表相关节点的起始位置和长度，各个用户进行资源调度时，均在子带链表中进行查询，而子带链表中的节点全部由空闲子带组成，因此子带链表中的子带个数必然小于或者等于系统设置的子带个数，且子带链表中的节点个数必然小于系统设置的子带个数，因而将减少查询次数，另一方便，当前用户资源调度完成后，子带链表中的节点信息随之变化，已经分配的资源不会再次出现在子带链表中，而为下一用户调度资源时，在更新后的子带链表中进行查询，这进一步减少了查询的次数，对于同时在线的用户数增多的情况，具有明显的优势，能够大幅减少查找次数，进而减少调度时间，在调度周期固定的情况下，在一个调度周期内可调度的用户数明显增加，提高了系统的运行效率及系统容量，在不增加硬件成本的前提下实现系统扩容，提高了系统的性能。
2、本发明方法原理简单，未破坏230MHz频段专网无线通信系统原有的协议架构和层次划分，容易实现。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明方法的流程图。
图2为步骤A的具体流程图。
图3为步骤B的具体流程图。
图4为步骤C的具体流程图。
具体实施方式
无线通信系统资源调度方法和装置用于为多子带用户调度资源，230MHz频段专网无线通信系统包括供多子带用户使用的多子带区域和供单子带用户使用的单子带区域，多子带区域和单子带区域共配置有n个子带(n≥1)，为多子带用户调度资源时，只能为其分配位于多子带区域的空闲子带段。
如图1至图4所示，无线通信系统资源调度方法包括如下步骤：
A、遍历n个子带查询各个子带是否空闲，将多个连续的空闲子带作为一个节点，将所有节点组成子带链表，子带链表中包含各节点的起始位置和长度；其中，具体包括以下步骤：
A1、初始化节点长度；
A2、判断当前子带是否空闲，若是，进入步骤A3；若否，进入步骤A5；
A3、节点长度加1，并判断之前是否已找到一个空闲的子带作为节点起点，若是，返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；若否，进入步骤A4；
A4、将当前子带作为节点起点，并返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；
A5、判断之前是否已找到一个空闲的子带作为节点起点，若是，进入步骤A6；若否，返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；
A6、结束本次查询，将节点顺序加入子带链表中，节点包括其起点位置和长度，一并记录在子带链表中，并返回步骤A1进行下一节点的查询；
B、根据用户请求的目标子带长度，从前向后依次查询子带链表中各节点，当查询到某节点包含位于多子带区域且长度等于目标子带长度的连续空闲子带段时，进入步骤C；若否，结束本次调度；其中，具体包括以下步骤：
B1、依次根据当前节点中各空闲子带的起始位置，判断当前节点是否有空闲子带位于单子带区域，若是，进入步骤B3；若否，进入步骤B2；
B2、判断当前节点是否包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，若是，进入步骤C；若否，返回步骤B1对下一节点进行查询；
B3、判断当前节点去除位于单子带区域的空闲子带后，是否还包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，若是，进入步骤C；若否，返回步骤B1对下一节点进行查询；
其中，根据目标子带的长度，判断当前节点或者当前节点去除位于单子带区域的空闲子带后，是否包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，当包含连续空闲子带段时，确定连续空闲子带段在当前节点中的位置，即确定连续空闲子带段的起始位置和结束位置分别在当前节点中的位置，连续空闲子带段的结束位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段的长度，连续空闲子带段的长度与目标子带长度相等；
C、将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户，从子带链表中删除该连续空闲子带段，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表中相关节点的起始位置和长度，结束本次调度；其中，具体包括如下步骤：
C1、将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户；
C2、若当前节点长度等于连续空闲子带段长度，则从子带链表中删除当前节点，并将子带链表中当前节点之后的各节点前移一个节点；若否，进入步骤C3；
C3、若连续空闲子带段的起始位置为当前节点的起始位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，并将当前节点的起始位置更新为后移连续空闲子带长度后的位置，当前节点的长度更新为减去连续空闲子带长度后的长度；若否，进入步骤C4；
C4、若连续空闲子带段的结束位置为当前节点的结束位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，当前节点的起始位置不变，将当前节点的长度更新为减去连续空闲子带段长度后的长度；若否，进入步骤C5；
C5、连续空闲子带段位于当前节点的起始位置和结束位置之间，从当前节点中删除连续空闲子带段，在当前节点与当前节点之后的一个节点之间插入一个新节点，新节点的起始位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段长度，新节点的长度为当前节点的结束位置减去新节点的起始位置后加1，当前节点的起始位置不变，当前节点的长度更新为连续空闲子带段的起始位置减去当前节点的起始位置；结束本次调度。
其中，当前节点的结束位置为起始位置加上当前节点的长度。
在本实施例中，假设系统在多子带区域和单子带区域共配置有340个子带，每隔9个空闲子带有1个非空闲子带，有2000个视频业务用户在线，视频用户业务均为多子带业务，每个视频用户需要占用10个子带来传输数据，即目标子带长度为10。按照传统调度方法，针对每个用户均需要查找每个子带是否空闲，且需找到10个连续的空闲子带，因此查找次数为2000×340＝680000次；按照本方法，先计算出子带链表有34个节点，每个节点长度为9，查找次数为2000×34＝68000次，本实施例为子带链表的各节点没有包含长度等于目标子带长度的空闲连续子带段的极端情况，在这种情况下，采用本方法需要的查找次数仍然比采用传统调度方法需要的查找次数少一个数量级，在非极端情况下，每为一个用户成功调度资源，子带链表中的节点数还会更新，已经分配的资源不会出现在更新后的子带链表中，因此查找的次数将会比极端情况下更少，由此可以说明，采用本方法进行调度，能够大幅减少查找次数，进而减少调度时间，在调度周期固定的情况下，在一个调度周期内可调度的用户数明显增加，提高了系统的运行效率及系统容量，在不增加硬件成本的前提下实现系统扩容，提高了系统的性能。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (6)
1.一种无线通信系统资源调度方法，用于为多子带用户调度资源，无线通信系统资源包括供多子带用户使用的多子带区域和供单子带用户使用的单子带区域，多子带区域和单子带区域共配置有n个子带，其特征在于：包括如下步骤：
A、遍历n个子带查询各个子带是否空闲，将多个连续的空闲子带作为一个节点，将所有节点组成子带链表，子带链表中包含各节点的起始位置和长度；
B、根据用户请求的目标子带长度，从前向后依次查询子带链表中各节点，当查询到某节点包含位于多子带区域且长度等于目标子带长度的连续空闲子带段时，进入步骤C；若否，结束本次调度；
C、将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户，从子带链表中删除该连续空闲子带段，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表中相关节点的起始位置和长度，结束本次调度；
所述步骤C中，包括如下步骤：
C1、将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户；
C2、若当前节点长度等于连续空闲子带段长度，则从子带链表中删除当前节点，并将子带链表中当前节点之后的各节点前移一个节点；若否，进入步骤C3；
C3、若连续空闲子带段的起始位置为当前节点的起始位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，并将当前节点的起始位置更新为后移连续空闲子带长度后的位置，当前节点的长度更新为减去连续空闲子带长度后的长度；若否，进入步骤C4；
C4、若连续空闲子带段的结束位置为当前节点的结束位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，当前节点的起始位置不变，将当前节点的长度更新为减去连续空闲子带段长度后的长度；若否，进入步骤C5；
C5、连续空闲子带段位于当前节点的起始位置和结束位置之间，从当前节点中删除连续空闲子带段，在当前节点与当前节点之后的一个节点之间插入一个新节点，新节点的起始位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段长度，新节点的长度为当前节点的结束位置减去新节点的起始位置后加1，当前节点的起始位置不变，当前节点的长度更新为连续空闲子带段的起始位置减去当前节点的起始位置；结束本次调度。
2.根据权利要求1所述的一种无线通信系统资源调度方法，其特征在于：所述步骤A包括以下步骤：
A1、初始化节点长度；
A2、判断当前子带是否空闲，若是，进入步骤A3；若否，进入步骤A5；
A3、节点长度加1，并判断之前是否已找到一个空闲的子带作为节点起点，若是，返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；若否，进入步骤A4；
A4、将当前子带作为节点起点，并返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；
A5、判断之前是否已找到一个空闲的子带作为节点起点，若是，进入步骤A6；若否，返回步骤A2继续判断下一个子带是否空闲；
A6、结束本次查询，将节点顺序加入子带链表中，并返回步骤A1进行下一节点的查询。
3.根据权利要求2所述的一种无线通信系统资源调度方法，其特征在于：所述步骤B中，包括如下步骤：
B1、依次根据当前节点中各空闲子带的起始位置，判断当前节点是否有空闲子带位于单子带区域，若是，进入步骤B3；若否，进入步骤B2；
B2、判断当前节点是否包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，若是，进入步骤C；若否，返回步骤B1对下一节点进行查询；
B3、判断当前节点去除位于单子带区域的空闲子带后，是否还包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，若是，进入步骤C；若否，返回步骤B1对下一节点进行查询。
4.根据权利要求3所述的一种无线通信系统资源调度方法，其特征在于：根据目标子带的长度，判断当前节点或者当前节点去除位于单子带区域的空闲子带后，是否包含长度等于目标子带长度的连续空闲子带段，当包含连续空闲子带段时，确定连续空闲子带段在当前节点中的位置。
5.根据权利要求1所述的一种无线通信系统资源调度方法，其特征在于：所述连续空闲子带段的结束位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段的长度；所述当前节点的结束位置为起始位置加上当前节点的长度。
6.一种无线通信系统资源调度装置，用于为多子带用户调度资源，无线通信系统资源包括供多子带用户使用的多子带区域和供单子带用户使用的单子带区域，多子带区域和单子带区域共配置有n个子带，其特征在于：包括：
资源查找装置：遍历n个子带查询各个子带是否空闲，将多个连续的空闲子带作为一个节点，将所有节点组成子带链表，子带链表中包含各节点的起始位置和长度；
资源分配装置：根据用户请求的目标子带长度，从前向后依次查询子带链表中各节点，当查询到某节点包含位于多子带区域且长度等于目标子带长度的连续空闲子带段时，将与目标子带长度相等的连续空闲子带段分配给用户，从子带链表中删除该连续空闲子带段，并根据连续空闲子带段在节点中的位置更新子带链表中相关节点的起始位置和长度，其中，更新子带链表中相关节点的起始位置和长度具体为：若连续空闲子带段的起始位置为当前节点的起始位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，并将当前节点的起始位置更新为后移连续空闲子带长度后的位置，当前节点的长度更新为减去连续空闲子带长度后的长度；若连续空闲子带段的结束位置为当前节点的结束位置，则从当前节点中删除连续空闲子带段，当前节点的起始位置不变，将当前节点的长度更新为减去连续空闲子带段长度后的长度；若连续空闲子带段位于当前节点的起始位置和结束位置之间，从当前节点中删除连续空闲子带段，在当前节点与当前节点之后的一个节点之间插入一个新节点，新节点的起始位置为连续空闲子带段的起始位置加上连续空闲子带段长度，新节点的长度为当前节点的结束位置减去新节点的起始位置后加1，当前节点的起始位置不变，当前节点的长度更新为连续空闲子带段的起始位置减去当前节点的起始位置。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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