無線資源調度方法及無線資源調度器及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信領域，公開了一種無線資源調度方法及無線資源調度器及系統(tǒng)。所述方法包括：比較各業(yè)務當前的實際服務質量是否等于或者低于各業(yè)務分別對應的預定服務質量下限，判定當前是否存在緊急業(yè)務。若存在，則根據各所述緊急業(yè)務的信道質量，確定當前可調度的緊急業(yè)務，按照調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別為當前可調度的緊急業(yè)務分配資源塊。否則，根據業(yè)務在各所述資源塊的信道質量，確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級，按照調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別將各所述資源塊分配至各所述業(yè)務。應用本技術方有利于兼顧均衡業(yè)務的QoS保障以及資源利用率的最大化，提高用戶應用感受以及網絡資源利用率。
【專利說明】無線資源調度方法及無線資源調度器及系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，特別涉及一種無線資源調度方法及無線資源調度器及系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]寬帶無線網絡所提供的高速率、低時延通信能力為在移動環(huán)境下開展豐富的增值業(yè)務奠定了基礎。但無線資源的稀缺性和無線信道鏈路質量的不穩(wěn)定性，使得在滿足用戶多種服務質量(QualityofService,簡稱QoS)需求的同時,又盡可能地提高系統(tǒng)容量和頻譜效率成為一項極具挑戰(zhàn)性的任務。針對空中接口的無線資源進行合理地調度、分配和管理，對于最大化系統(tǒng)資源的利用效率并盡可能滿足業(yè)務服務質量需求是非常重要的。無線資源管理就是對移動通信系統(tǒng)的空中接口資源的規(guī)劃和調度，目的為在有限的帶寬資源下，為網絡內的用戶提供業(yè)務質量保證，在網絡話務量分布不均勻、信道特性因信道衰落和干擾而起伏變化等情況下，靈活分配和動態(tài)調整無線傳輸部分和網絡的可用資源，最大限度地提高無線頻譜利用率，防止網絡阻塞，并保持盡可能小的信令負荷。
[0003]動態(tài)資源調度是長期演進(LongTermEvolution,簡稱LTE)系統(tǒng)中，尤其在面向數據業(yè)務時的主要調度方法。動態(tài)資源調度的功能可以概括為判決在什么時間分配給哪些用戶什么樣的無線資源來進行通信，其中無線資源包括頻率及時間。動態(tài)資源調度是提高系統(tǒng)容量的一項關鍵技術，它以最大化系統(tǒng)吞吐量為目標，以保證用戶間的公平性為前提，以確保不同業(yè)務流的服務質量要 求為基礎。
[0004]比例公平算法(ProportionalFairness,簡稱PF)是現有技術中應用為廣泛的一種經典的無線資源調度方法，其具體如下:
[0005]PF算法是一種在進行無線資源調度時考慮用戶的信道條件，用戶的服務機會公平以及用戶的過去時間段的信道信息等情況，而調整當前時刻的業(yè)務調度的方法，應用該技術方案在調度過程中使得系統(tǒng)的吞吐量和公平性之間取得了折中。即使是信道條件好的用戶也不會一直占用資源，其他用戶也可以被調度。在維持傳輸吞吐量長期的公平性，增大傳輸效率。
[0006]在進行本發(fā)明的研究過程中，本發(fā)明人發(fā)現現有技術至少存在以下的缺陷:
[0007]在PF算法中，PF算法給小區(qū)內每個用戶分配一個相應的優(yōu)先級，小區(qū)中優(yōu)先級最大的用戶接受服務。
[0008]該算法的優(yōu)先級定義如下:
【權利要求】
1.一種無線資源調度方法，其特征在于，包括: 比較各業(yè)務當前的實際服務質量是否等于或者低于各所述業(yè)務分別對應的預定服務質量下限，判定當前是否存在緊急業(yè)務， 其中所述緊急業(yè)務為:所述實際服務質量等于或者低于所述預定服務質量下限的所述業(yè)務； 如果當前存在所述緊急業(yè)務，則根據各所述緊急業(yè)務的信道質量，確定當前可調度的緊急業(yè)務， 如果存在所述當前可調度的緊急業(yè)務，則根據各所述當前可調度的緊急業(yè)務的服務質量，分別確定各所述當前可調度的緊急業(yè)務的調度優(yōu)先級，所述調度優(yōu)先級較高的所述業(yè)務的所述服務質量等級標識定義的優(yōu)先級級別較高， 按照各所述調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別為各所述當前可調度的緊急業(yè)務分配資源塊， 在分別為各所述當前可調度的緊急業(yè)務分配所述資源塊后，判定當前是否仍然存在可分配的所述資源塊以及待調度的所述業(yè)務，如果不存在，則等待下一調度周期； 如果在判定是否存在緊急業(yè)務時，判定當前不存在所述緊急業(yè)務，或者， 如果在判定存在緊急業(yè)務后，確定無所述當前可調度的緊急業(yè)務，或者， 如果在分別為各所述當前可調度的緊急業(yè)務分配所述資源塊后，判定當前仍然存在可分配的所述資源塊以及待調度的所述業(yè)務，則: 根據各所述業(yè)務在各所述資源塊的信道質量，確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級， 按照各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別將各所述資源塊分配至各所述業(yè)務。
2.根據權利要求1所述的無線資源調度方法，其特征在于， 判定當前各業(yè)務的服務質量是否等于或者低于各所述業(yè)務分別對應的預定服務質量下限，具體是: 比較各所述業(yè)務的實際排隊時延是否等于或大于各所述業(yè)務對應的排隊時延上限，其中各所述排隊時延上限分別為:根據各所述業(yè)務的服務質量等級而預設的數值；將所述服務質量是否等于或者低于各所述預定服務質量下限的各所述業(yè)務，分別確定為緊急業(yè)務，具體是: 將所述實際排隊時延等于或大于所述業(yè)務對應的排隊時延上限的各所述業(yè)務，分別確定為所述緊急業(yè)務。
3.根據權利要求2所述的無線資源調度方法，其特征在于， 各所述業(yè)務的實際排隊時延具體為: 各所述業(yè)務的緩存數據隊列中的頭數據包實際排隊時延。
4.根據權利要求2或3所述的無線資源調度方法，其特征在于， 各所述排隊時延上限分別預設為:小于各所述業(yè)務的服務質量等級標識允許的排隊時延最大值的數值。
5.根據權利要求1或2或3所述的無線資源調度方法，其特征在于， 根據各所述緊急業(yè)務的信道質量，確定當前可調度的緊急業(yè)務，具體是:將所述信道質量達到或優(yōu)于預設的信道質量下限的各所述緊急業(yè)務，確定為所述當前可調度的緊急業(yè)務。
6.根據權利要求1或2或3所述的無線資源調度方法，其特征在于， 所述:根據各所述緊急業(yè)務的服務質量等級標識，分別確定各所述當前可調度的緊急業(yè)務的調度優(yōu)先級，具體是: 分別按照函數式A
7.根據權利要求6所述的無線資源調度方法，其特征在于， 所述各所述當前可調度的緊急業(yè)務，具體包括: 按照各所述資源塊的信道質量標識由高到低的順序，先后將當前所述信道質量最優(yōu)的所述資源塊，分別分配給所述當前可調度的緊急業(yè)務。
8.根據權利要求1或2或3所述的無線資源調度方法，其特征在于， 確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級，具體是: 根據各所述業(yè)務在各所述資源塊的信道質量標識、以及各所述業(yè)務當前獲得的數據速率的平均值，分別確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級； 其中各所述業(yè)務當前獲得的數據速率的平均值分別為:根據各所述業(yè)務在上一所述傳輸時間間隔獲得的數據速率的平均值、以及各所述業(yè)務在上一所述傳輸時間間隔具有的數據速率實際值，分別確定的數值。
9.根據權利要求8所述的無線資源調度方法，其特征在于， 根據各所述業(yè)務在各所述資源塊的信道質量標識、以及各所述業(yè)務當前獲得的數據速率的平均值，分別確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級具體是:

根據函數式
10.根據權利要求9所述的無線資源調度方法，其特征在于， 所述a k具體根據函數式:ak=co a fQ-ω ) VIPk確定,其中， 所述ω為:預定的常數，所述ω為等于或者大于O并且小于或等于I的任一預定的小數， 所述a ^為:預定的公共控制因子， 所述VIPk為:所述業(yè)務k對應的預設控制參數。
11.根據權利要求10所述的無線資源調度方法，其特征在于， 所述VIPk為:所述業(yè)務k對應的資費等級參數。
12.根據權利要求8至11之任一所述的無線資源調度方法，其特征在于， 具體根據函數式:
13.根據權利要求12所述的無線資源調度方法，其特征在于， 所述
14.一種無線資源調度器，其特征在于，包括: 業(yè)務服務質量監(jiān)測單元，用于監(jiān)測各業(yè)務當前的實際服務質量； 緊急業(yè)務確定單元，與所述業(yè)務服務質量監(jiān)測單元連接，用于比較各業(yè)務當前的實際服務質量與各所述業(yè)務分別對應的預定服務質量下限的大小，將所述實際服務質量等于或者低于各所述預定服務質量下限的各所述業(yè)務，分別確定為緊急業(yè)務； 信道質量確定單元，用于確定各業(yè)務的信道質量； 緊急調度業(yè)務確定單元，與控制單元、所述信道質量確定單元分別連接，用于在所述控制單元的控制下，根據各所述緊急業(yè)務的信道質量確定當前可調度的緊急業(yè)務； 緊急調度優(yōu)先級確定單元，與所述緊急調度業(yè)務確定單元連接，用于在所述控制單元的控制下，根據各所述緊急業(yè)務的服務質量等級標識，分別確定各所述當前可調度的緊急業(yè)務的調度優(yōu)先級，其中，所述調度優(yōu)先級較高的所述業(yè)務的所述服務質量等級標識定義的優(yōu)先級級別較高；非緊急調度優(yōu)先級確定單元，與所述控制單元連接，用于在所述控制單元的控制下，確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級； 資源分配單元，用于在所述控制器的控制下為各所述業(yè)務分配資源塊； 控制單元，與所述緊急業(yè)務確定單元、緊急調度業(yè)務確定單元、緊急調度優(yōu)先級確定單元以及非緊急調度優(yōu)先級確定單元分別連接， 用于在所述緊急業(yè)務判定單元判定當前存在所述緊急業(yè)務時，控制所述緊急調度業(yè)務確定單元確定當前可調度的緊急業(yè)務，控制所述緊急調度優(yōu)先級確定單元，分別確定各所述當前可調度的緊急業(yè)務的調度優(yōu)先級，控制所述資源分配單元，按照各所述調度優(yōu)先級由高到低的順序，分別為各所述當前可調度的緊急業(yè)務分配資源塊，以及，用于在所述緊急業(yè)務判定單元判定當前不存在所述緊急業(yè)務，或者存在所述緊急業(yè)務但當前已為各所述可調度的緊急業(yè)務分別分配無線資源并且當前還存在可用的資源塊以及待調度的業(yè)務時，控制所述非緊急調度優(yōu)先級確定單元、確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級，控制所述資源分配單元，按照各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別將各所述資源塊分配至各所述業(yè)務。
15.根據權利要求14所述的無線資源調度器，其特征在于， 所述業(yè)務服務質量監(jiān)測單元，具體用于計算當前待調度的各業(yè)務的實際排隊時延；緊急業(yè)務確定單元，具體分別比較各所述業(yè)務的實際排隊時延與各所述業(yè)務對應的排隊時延上限的大小，將實際排隊時延等于或大于所述業(yè)務對應的排隊時延上限的各所述業(yè)務，分別確定為所述緊急業(yè)務。
16.根據權利要求1 5所述的無線資源調度器，其特征在于，包括: 所述業(yè)務排隊時延計時單元，具體用于計算當前待調度的各所述業(yè)務的緩存數據隊列中的頭數據包實際排隊時延。
17.根據權利要求14或15或16所述的無線資源調度器，其特征在于，包括: 所述緊急調度業(yè)務確定單元，具體用于在所述控制單元的控制下，將所述信道質量達到或優(yōu)于預設的信道質量下限的各所述緊急業(yè)務，確定為所述當前可調度的緊急業(yè)務。
18.—種無線資源調度系統(tǒng)，其特征在于，包括: 處理器； 與所述處理器相連的存儲器； 其中，所述處理器調用所述存儲器中存儲的代碼，以用于: 比較當前待調度的各業(yè)務的實際排隊時延是否等于或大于所述業(yè)務對應的排隊時延上限，其中各所述排隊時延上限分別為:根據各所述業(yè)務的服務質量等級而預設的數值，如果任一所述業(yè)務的實際排隊時延等于或大于所述業(yè)務對應的排隊時延上限，則判定存在緊急業(yè)務，否則判定不存在所述緊急業(yè)務， 其中，所述緊急業(yè)務為:實際排隊時延等于或大于所述業(yè)務對應的排隊時延上限的所述業(yè)務， 如果存在所述緊急業(yè)務，則: 根據各所述緊急業(yè)務的信道質量，確定當前可調度的緊急業(yè)務， 根據各所述緊急業(yè)務的服務質量等級標識，分別確定各所述當前可調度的緊急業(yè)務的調度優(yōu)先級，其中，所述調度優(yōu)先級較高的所述業(yè)務的所述服務質量等級標識定義的優(yōu)先級級別較高， 按照各所述調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別為各所述當前可調度的緊急業(yè)務分配資源塊； 如果不存在所述緊急業(yè)務或者存在所述緊急業(yè)務但當前已為各所述可調度的緊急業(yè)務分別分配無線資源，并且當前存在可用的資源塊以及待調度的業(yè)務，則: 確定各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級， 按照各所述業(yè)務在各所述資源塊的調度優(yōu)先級由高到低的順序，先后分別將各所述資源塊分配至各所述業(yè)務。`
【文檔編號】H04W72/12GK103596285SQ201210292175
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年8月16日 優(yōu)先權日:2012年8月16日
【發(fā)明者】于啟月, 孫思月, 孟維曉, 張力學 申請人:華為技術有限公司