CN1878142A - 确定调度优先级的方法及调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种确定调度优先级的方法，该方法包括：基站根据终端上报的信道质量指示及终端实际的传输速率确定终端的调度优先级。本发明还公开了一种调度方法，该方法包括：a、基站根据终端上报的信道质量指示及终端实际的传输速率确定终端的调度优先级；b、基站按照调度优先级从高到低的顺序依次给用户分配资源，完成调度。通过应用本发明可以使高速下行分组接入系统中确定调度优先级的方法和基于正比公平算法的调度过程变得更加便捷易于实现。

Description

确定调度优先级的方法及调度方法
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种高速下行分组接入(High SpeedDownlink Packet Access，HSDPA)系统中确定调度优先级的方法及调度方法。
背景技术
HSDPA是宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)在无线传输方面的增强和演化，HSDPA系统中，为了提高移动分组数据传输能力，选择合适的调度算法进行调度将会起到非常重要的作用。
当前HSDPA系统中常用的调度算法主要有三种：最大载干比算法(Maximum Carrier to Interference，Max C/I)、轮循算法(Round Robin，RR)、和正比公平算法(Proportional Fair，PF)。
其中最大载干比算法是以一种完全依照最大载干比测量值对用户进行调度的方法，信道质量不好的终端有可能永远也得不到调度，所以其公平性是非常差的；轮循算法是给小区内每一个终端完全相等调度时间的算法，所以从时间上来说时最公平的，但是其完全没有考虑不同终端的信道质量状况，因此系统吞吐量最低，非常浪费资源；正比公平算法是一种即考虑了系统吞吐量又考虑了公平性的算法，下面我们将详细介绍一下正比公平算法。
正比公平算法给小区内的每个终端都分配一个相应的调度优先级，然后按照调度优先级的高低对终端进行调度，分配资源。
正比公平算法计算调度优先级的公式为：
Figure A20061009844300041
其中(C/I)(t)指终端在t时刻的载干比(Carrier to Interference，C/I)，载干比即为载波干扰比，体现了有效信号和干扰的相对比例，终端拥有较大的载干比，即表示此终端拥有较好的信道传输条件。λ(t)指该终端在以t时刻为结尾的时间段内的传输量，即该终端实际上的传输速率，此时间段为事先预定好的固定长度的时间段。
上述时间段的长度在正比公平算法中也有严格的要求，由于无线信号的强度会随着时间或位置的变化发生变化，这个变化有可能很缓慢，被称为慢衰落，也有可能非常快速，被称为快衰落，如果时间段选取的长度不足以覆盖一个快衰落的过程，那么计算出来λ(t)值将不具备代表性，所以正比公平算法中时间段的长度一般要足以覆盖快衰落变化，但是太长也是不行的，太长将不具备实时性。
正比公平算法以(C/I)(t)为分子，在所有终端的λ(t)相同的情况下，载干比较高的即信道传输条件较好的终端会获得较高的调度优先级，优先获得服务，提高了系统吞吐量，同时由于上述时间段的长度要远大于调度周期，当终端多次得到调度服务时，作为分母的λ(t)会逐渐变大，该终端的调度优先级也会相应变低，这样那些由于远离基站或其他原因导致C/I一直很低的终端的调度优先级相对的就会变高，直到获得服务。
在对小区中等待服务的终端进行调度时，衡量调度算法最重要的标准就是：系统吞吐量和公平性。由以上描述可知，正比公平算法是一种在尽量提高系统吞吐量的同时，保证所有终端得到合理服务的调度算法，而且从长时间来看，所有用户都会在信道质量较好的状态下得到服务，可以得到较为相似的速率，较好的兼顾了系统吞吐量和公平性，这就是在HSDPA系统中，更多选择正比公平算法对终端进行调度的原因。
但是由于获取C/I值需要终端对下行信道进行测量，再通过某种途径反馈到NodeB，由NodeB的上行解调译码模块接收，再通知到下行编码调制模块，整个获取过程非常复杂，不易于操作，造成在正比公平算法中确定调度优先级的方法也非常复杂，不易于实现。
基于正比公平算法的调度方法即为：在确定调度优先级后按照调度优先级从高到低的顺序依次给终端分配资源，对终端进行调度。
基于正比公平算法的调度方法，同样由于确定调度优先级的C/I值，获取过程非常复杂，不易于操作，而变得复杂，且不易于实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种便捷易于实现的高速下行分组接入系统中确定调度优先级的方法及调度方法。
为了达到上述发明目的，本发明提供了一种确定调度优先级的方法，该方法包括：
基站根据终端上报的信道质量指示及终端实际的传输速率确定终端的调度优先级。
其中，该方法包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
将信道质量指示和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
其中，该方法包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示及终端能力等级，对信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
其中，该方法还包括：通过仿真结果对有截顶现象的信道质量指示映射表格，虚拟出能反映不同信道质量指示的传输块大小。
其中，该方法包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示，对能力等级为10的信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
其中，该方法包括：
通过仿真结果，构照一个适合所有能力等级和所有信道质量指示分布的信道质量指示映射表格；
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示，对所述信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
本发明还提供了一种调度方法，，该方法包括：
a、基站根据终端上报的信道质量指示及终端实际的传输速率确定终端的调度优先级；
b、基站按照调度优先级从高到低的顺序依次给用户分配资源，完成调度。
其中，所述步骤a包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
将信道质量指示和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
其中，所述步骤a包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示及终端能力等级，对信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
其中，所述步骤a包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示，对能力等级为10的信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
由于信道质量指示和载干比一样都是反映信道质量好坏，两者的物理含义基本是等价的，所以使用信道质量指示替代载干比来作为正比公平算法计算调度优先级的依据，是完全可行的。而且在高速下行分组接入系统中，终端每隔2毫秒都会上报信道质量指示，因此获得信道质量指示在高速下行分组接入系统中是非常简单易行的事，所以在此基础进行的高速下行分组接入系统中确定调度优先级的方法及调度方法也将是非常便捷易于实现的。
同时，在高速下行分组接入系统协议中定义的信道质量指示映射表格，体现了信道质量指示和传输块大小的对应关系，而传输块大小直接决定了对终端的调度速率，所以我们可以通过传输块大小计算出终端的可获得速率，终端的可获得速率也就是终端在当前CQI对应的信道质量下能够获得的一个理论瞬时速率，比起信道质量指示，是一个更能真实反映终端传输能力的值，所以使用可获得速率替代信道质量指示计算调度优先级，显然更能反应终端传输能力的差异，传输能力最好，可获得速率较高的终端将获得更多的调度机会，提升了系统吞吐量，而且可以更好的保证所有终端得到合理服务，兼顾了公平性；依据这个调度优先级进行调度，也更能合理的分配资源，提升系统吞吐量，具有更好的公平性。
附图说明
图1、高速下行分组接入系统中的调度方法系统图；
图2、本发明调度方法的实施例一流程图；
图3、本发明调度方法的实施例二流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种高速下行分组接入系统中确定调度优先级的方法及调度方法，本方法利用在HSDPA系统中非常容易获得的信道质量指示(ChannelQuality Indicator，CQI)使确定正比公平算法调度优先级的方法及采用正比公平算法的调度方法更加易于实现。
高速下行分组接入系统中的调度方法适用于如图1所示的系统，此系统包括基站101和(N+1)个终端102，由于在HSDPA系统中连接到同一个小区的终端共享小区传输资源，为了合理的将传输资源分配给小区终端，就需要对小区中需要服务的终端依据一定的算法进行调度，分配资源。
在HSDPA系统中，终端每隔2ms都会在上行专用物理控制信道(DedicatedPhysical Control Channel for HS-DSCH，HS-DPCCH)上报告信道质量的测量值CQI，CQI同C/I一样反映的是终端信道传输质量的好坏，两者的物理含义基本是等价的，所以使用CQI值替代原有的C/I值的正比公平算法，其效果完全没有发生变化，使用这种正比公平算法进行调度的结果也会和使用C/I值的正比公平算法的结果基本相同。
本发明提供的确定调度优先级的方法实施例一，即为直接使用CQI值替代原有的C/I值确定正比公平算法的调度优先级，具体内容如下所述：
基站获得终端上报的CQI值和终端实际上的传输速率λ(t)；
通过公式：
Figure A20061009844300091
计算出终端的调度优先级。
本发明提供的确定调度优先级的方法实施例二，为根据CQI值查找CQI映射表格获得对应传输块大小(Transport Block Size，TBSize)，确定正比公平算法的调度优先级。
由于终端的调度速率取决于传输块的大小，而传输块大小又由CQI决定，其对应关系记录在协议规定的CQI映射表格上，因此我们可以通过获知终端CQI值，查找CQI映射表格获得TBSize，计算出理论上的终端的调度速率，即终端的可获得速率，然后利用可获得速率计算出调度优先级。
上述协议规定的CQI映射表格，按照终端的硬件情况决定终端的不同能力等级，然后对应不同能力等级，定义了不同的CQI映射表格；在使用中，不同厂家可以根据实际情况对协议规定的CQI映射表格进行优化。
确定调度优先级的方法实施例二，具体实现方法如下所述：
基站获得终端上报的CQI值和终端实际上的传输速率λ(t)；
根据CQI值及终端能力等级查找CQI映射表格，获得对应的TBSize；
现举例说明查找TBSize的过程：有两个能力等级同为12的终端上报了CQI值，NodeB获知终端A的CQI值在15附近分布，终端B的CQI值在14附近分布；查找如表1所示的终端能力等级为12的CQI映射表格，可以得到终端A的TBSize为3319，终端B的TBSize为2583。
  CQI值(CQIvalue) 传输块大小(Transport Block Size) 信道数目(Number of HS-PDSCH) 调制方式(Modulation)
  0   N/A   无(Out of range)
1 137 1   正交相移键控(QPSK)
  2   173   1   QPSK
  3   233   1   QPSK
  4   317   1   QPSK
  5   377   1   QPSK
  6   461   1   QPSK
  7   650   2   QPSK
  8   792   2   QPSK
  9   931   2   QPSK
  10   1262   3   QPSK
  11   1483   3   QPSK
  12   1742   3   QPSK
  13   2279   4   QPSK
  14   2583   4   QPSK
  15   3319   5   QPSK
  16   3319   5   QPSK
  17   3319   5   QPSK
  18   3319   5   QPSK
  19   3319   5   QPSK
  20   3319   5   QPSK
  21   3319   5   QPSK
  22   3319   5   QPSK
  23   3319   5   QPSK
  24   3319   5   QPSK
  25   3319   5   QPSK
  26   3319   5   QPSK
  27   3319   5   QPSK
  28   3319   5   QPSK
  29   3319   5   QPSK
  30   3319   5   QPSK
表1、终端能力等级为12的CQI映射表格
用查询得到的TBSize计算出终端的可获得速率R(cqi)，也就是终端在当前CQI对应的信道质量下能够获得的一个理论瞬时速率，计算公式为：
R(cqi)＝TB Size/2ms
然后利用R(cqi)和λ(t)计算出终端的调度优先级，计算公式为：
在上述查找TBSize的例子中，由查表获得的终端A和终端B的TBSize值可以得到，终端A和终端B的可获得速率比为3319∶2583＝1.28∶1，并不等于两者的CQI比15∶14＝1.07∶1，可见信道质量的好坏没有完全真实的反映终端可传输能力，TBSize直接决定终端的可获得速率，那么使用TBSize来进行调度优先级计算显然更能合理的分配资源，具有更好的公平性。
同时，通过表1我们还看到了一种现象，当终端的CQI超过15时，会出现TBSize达到上限的情况，即从CQI为15到CQI为30之间的终端对应的TBSize都为3319，这种情况被称为截顶。在这种情况下，即使终端信道环境再好，CQI为30的终端也不能发送比CQI为15的终端更大的传输块，举例来说：如果终端A上报CQI为16，终端B上报CQI为30，他们将会得到相同的调度优先级，这样在进行调度时，信道条件好的终端B将无法被优先调度。
由于在实际操作中，很多不同能力等级对应的CQI映射表格都存在截顶的现象，本发明给出了一种实施方式，通过仿真结果虚拟出对应的能反映不同CQI的TBSize值，以消除截顶带来的影响。仍然以表1为例，既通过仿真结果虚拟出CQI在15到30范围内的TBSize值，这些TBSize值能反映出不同的CQI，在进行查表时，CQI在15到30范围内时查到的既为虚拟出的值，避免了截顶带来的影响。
同时，如果等待调度的终端属于不同能力等级，NodeB需要查找不同的映射表格，才能获得各自的TBSize，为了简化查找流程，本发明还提供了一种实施例，通过仿真的结果，构照一个适合所有能力等级和所有CQI分布的CQI映射表格，所有能力等级的终端都通过查找这个表格获得TBSize，进行基于正比公平算法的调度。
再则，由于从协议提供的不同能力等级的CQI映射表格来看，我们可以认为其他能力等级的映射表格都是能力等级为10的映射表格的一个子集，而且它不会出现CQI增加TBSize却不再增加的情况，此映射表格如表2所示。
  CQI值(CQIvalue)   传输块大小(Transport BlockSize)   信道数目(Number ofHS-PDSCH) 调制方式(Modulation)
  0   N/A   无(Out of range)
  1   137   1   QPSK
  2   173   1   QPSK
  3   233   1   QPSK
  4   317   1   QPSK
  5   377   1   QPSK
  6   461   1   QPSK
  7   650   2   QPSK
  8   792   2   QPSK
  9   931   2   QPSK
  10   1262   3   QPSK
  11   1483   3   QPSK
  12   1742   3   QPSK
  13   2279   4   QPSK
  14   2583   4   QPSK
  15   3319   5   QPSK
16 3565 5   16-正交幅度调制(QAM)
  17   4189   5   16-QAM
  18   4664   5   16-QAM
  19   5287   5   16-QAM
  20   5887   5   16-QAM
  21   6554   5   16-QAM
  22   7168   5   16-QAM
  23   9719   7   16-QAM
  24   11418   8   16-QAM
  25   14411   10   16-QAM
  26   17237   12   16-QAM
  27   21754   15   16-QAM
  28   23370   15   16-QAM
  29   24222   15   16-QAM
  30   25558   15   16-QAM
表2、终端能力等级为10的CQI映射表格
本发明提供的确定调度优先级的方法实施例三，既为统一查询终端能力等级为10的CQI映射表格获得对应TBSize，确定正比公平算法中的调度优先级。
基站获得终端上报的CQI值和终端实际上的传输速率λ(t)；
根据CQI值查找终端能力等级为10的CQI映射表格，获得对应的TBSize；
用查询得到的TBSize计算出终端的可获得速率R(cqi)，也就是终端在当前CQI对应的信道质量下能够获得的一个理论瞬时速率，计算公式为：
R(cqi)＝TBSize/2ms
然后利用R(cqi)和λ(t)计算出终端的调度优先级，计算公式为：
相对于确定调度优先级的方法实施例一，本发明提供了高速下行分组接入系统中的调度方法实施例一，直接通过CQI值计算正比公平算法的调度优先级，具体流程如图2所示：
步骤201、终端在上行信道上报CQI值。
步骤202、NodeB获取终端上报的CQI值。
步骤203、NodeB通过获取的终端CQI值计算出所有等待服务终端的调度优先级，并按照调度优先级大小进行排序；
其中调度优先级计算公式为：
Figure A20061009844300141
步骤204、NodeB按照调度优先级从高到低的顺序依次给终端分配资源，对终端进行调度，直至资源耗尽，流程结束。
HSDPA系统中，基于正比公平算法的调度方法使用CQI按照上述公式计算调度优先级，在各个终端的CQI值分布相似的情况下，可以获得较高的系统吞吐率和公平性，即调度优先级的分子CQI(t)决定了在某个瞬时信道质量好的终端有较高的调度优先级，有优先调度的机会；而分母λ(t)保证了各个终端之间有一定的公平性，即长期得不到调度的终端会抬升调度优先级，增加被调度机会。从总体效果来看，如果各个终端的CQI分布相似的话，可以得到相似的平均调度速率，保证了公平性。
相对于确定调度优先级的方法实施例二，本发明提供的高速下行分组接入系统中的调度方法实施例二中，正比公平算法根据CQI值查找CQI映射表格获得对应TBSize，计算调度优先级。
此实施例流程如图3所示，具体过程如下：
步骤301、终端上报在上行信道上报CQI值。
步骤302、NodeB获取终端上报的CQI值，并根据CQI值及终端能力等级查找CQI映射表格，获得对应的TBSize。
查找过程和确定调度优先级的方法实施例二的查找过程完全一致。
步骤303、NodeB用查找到的TBSize计算出调度优先级，并对所有终端进行调度优先级排序，调度优先级公式为：
其中R(cqi)是终端在当前CQI对应的信道质量下能够获得的一个理论瞬时速率，也就是可获得速率，计算公式为：
R(cqi)＝TBSize/2ms
所以也可以说：调度优先级＝(TBSize/2ms)/λ(t)
步骤304、NodeB按照调度优先级从高到低的次序依次给终端分配资源，对终端进行调度，直至资源耗尽，流程结束。
相对于确定调度优先级的方法实施例三，本发明提供的高速下行分组接入系统中的调度方法实施例三，既为统一查询终端能力等级为10的CQI映射表格获得对应TBSize，进行基于正比公平算法的调度的方法。
此实施具体流程和调度方法的实施例二基本相同，流程图也可参考图3，不同之处仅在于，在进行到步骤302时，只根据上报的CQI值查找终端能力等级为10的CQI映射表格，获得对应的TBSize。
以上对本发明所提供的一种高速下行分组接入系统中的调度方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种确定调度优先级的方法，其特征在于，该方法包括：
基站根据终端上报的信道质量指示及终端实际的传输速率确定终端的调度优先级。
2、如权利要求1所述的确定调度优先级的方法，其特征在于，该方法包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
将信道质量指示和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
3、如权利要求1所述的确定调度优先级的方法，其特征在于，该方法包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示及终端能力等级，对信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
4、如权利要求3所述的确定调度优先级的方法，其特征在于，该方法还包括：通过仿真结果对有截顶现象的信道质量指示映射表格，虚拟出能反映不同信道质量指示的传输块大小。
5、如权利要求1所述的确定调度优先级的方法，其特征在于，该方法包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示，对能力等级为10的信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
6、如权利要求1所述的确定调度优先级的方法，其特征在于，该方法包括：
通过仿真结果，构照一个适合所有能力等级和所有信道质量指示分布的信道质量指示映射表格；
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示，对所述信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
7、一种调度方法，其特征在于，该方法包括：
a、基站根据终端上报的信道质量指示及终端实际的传输速率确定终端的调度优先级；
b、基站按照调度优先级从高到低的顺序依次给用户分配资源，完成调度。
8、如权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述步骤a包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
将信道质量指示和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
9、如权利要求7所述的调度方法，其特征在于，所述步骤a包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示及终端能力等级，对信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
10、如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述步骤a包括：
基站获得终端上报的信道质量指示及终端实际上的传输速率；
基站根据信道质量指示，对能力等级为10的信道质量指示映射表格进行查询获得对应传输块大小；
用查询得到的传输块大小确定终端的可获得速率；将终端的可获得速率和终端实际上的传输速率的比值做为终端的调度优先级。
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