专利名称：分组系统的调度方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种分组(Packet Switched，以下简称PS)系统中的数据业务调度方法。
背景技术：
在通信系统中，有两种类型的信道，一种是与单个用户对应的信道，在任何时刻都只为一个用户服务；另一种是多个用户共享的信道，每个用户只在一段时间内独享信道资源。那么如何合理为共享信道用户分配资源，这就涉及到调度的问题。
目前，已经有一些比较经典的调度方法，如公平吞吐量调度，这种调度方法不考虑用户的位置如何，必须对所有用户提供相同的吞吐量，因此低载干比(Carrier Interfere Ratio，以下简称C/I)的用户要比高C/I的用户占用更多的资源(指占用的时间或者功率)，从而降低了小区整体的吞吐量。
公平时间调度，也称为链路匹配，在不同用户间分配相同的功率和相同的占用时间，即所有的用户得到等量的资源。此时，小区边界的用户比靠近基站的用户所得到吞吐量要低，因此各用户的服务质量(Quality of Service，以下简称QoS)并不是完全公平的分布。然而，这种调度方法与公平吞吐量方法相比，其所获得的小区吞吐量有所提高，这是因为无论用户的C/I如何，用户总能分配到相同的资源。
C/I调度，在这种调度算法下，较高C/I值的用户比较低C/I值的用户具有更高的分组传输优先权。因为所有的信道资源将分配给单个最好信道条件的用户，C/I调度以牺牲公平性为代价达到更大的系统容量。
以上三种调度方法，公平吞吐量调度法可以达到100％公平，但小区整体的吞吐量不太高；公平时间调度法的公平度有所下降，但吞吐量有所提高；C/I调度法很不公平，但整体的吞吐量很高。因此，可以看到，吞吐量与公平性相互间存在着一定的矛盾。合理的调度方法应该是在保证高吞吐量的前提下，尽量提高公平性。
中国专利说明书“平滑轮转分组调度控制方法及控制装置”(专利申请号01127114.0，专利公告号1126333C，公告日2003年10月29日)公开了一种调度方法，该发明利用转换法实现公平调度，即在一个循环周期内，每个用户被调度的机会是相同的，调度的次序按照每次调度计算的权重来变换，其实也相当于公平时间调度，无法得到较高的吞吐量。
中国专利说明书“无线分组数据传输系统下的下行数据调度方法”(专利申请号02110592.8，专利公告号1184835C，公告日2005年1月12日)也提供了一种分组调度方法，该方法是根据用户的QoS参数计算优先权值，把用户按照权值分成不同的集合，在最高权值集合中优先调度最高C/I的用户；在把该集合中的所有用户都调度结束后，再选择次高集合中的用户。该发明在公平性与吞吐量上进行了折衷，但是调度的周期较长，相当于把所有用户都调度完，才进行下一轮的调度。由于非实时业务通常都具有突发性，所以最初计算的权重不能够真实反映接下来发送周期的情况，这样就不能真实体现出用户的QoS需求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种分组系统的调度方法，采用本方法不仅能保证系统获得高的吞吐量，而且还能提高调度的公平性，很好地满足不同用户的服务质量需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种分组系统的调度方法，包括如下步骤(a)基站系统上电运行，设置各类数据业务的初始参数，构造优选队列、备选队列以及初始化各个与用户发送相关的缓存区的连续传输次数，并且根据初始参数分别计算出相应业务的缓存上限，所述初始参数包括有最大传输延迟、缓存上限百分比和连续传输次数上限；(b)每次调度开始时，基站系统扫描所有与用户发送相关的缓存区，判断当前扫描缓存区的连续传输次数是否达到相应的连续传输次数上限，若达到，则将该缓存区的连续传输次数置零，继续扫描下一个缓存区，否则，基站系统进一步判断该缓存区的缓存容量超过相应的缓存上限，若超过，则将当前缓存区的编号放入优选队列，否则将当前缓存区的编号放入备选队列；(c)基站系统扫描完所有与用户发送相关的缓存区后，判断优选队列是否为空，若不为空，发送权值最高的缓存区数据，否则发送备选队列中缓存容量最高且权值最高的缓存区数据，同时将本次调度的缓存区连续传输次数加1。
进一步地，本发明还具有如下特点所述数据业务的缓存上限为该数据业务的最大传输延时、共享信道带宽和缓存上限百分比的乘积。
进一步地，本发明还具有如下特点所述缓存区的权值由业务指派请求的服务质量参数确定，服务质量参数包括业务类型和业务优先级。
进一步地，本发明还具有如下特点所述数据业务包括有流类、交互类和背景类业务，流类业务的最大传输延迟根据第三代移动通信伙伴计划的相关协议设置，交互类业务的最大传输延迟设置为流类业务的3～5倍，背景类业务的最大传输延迟设置为流类业务的10～20倍。
进一步地，本发明还具有如下特点所述不同数据业务的缓存上限百分比的初始值可设置为相同的数值，且该缓存上限百分比可根据用户的重传次数进行调整，当某用户的重传次数过多时，基站系统将减小与该用户相关的缓存上限百分比，并且更新相应的缓存上限。
进一步地，本发明还具有如下特点所述不同数据业务的连续传输次数上限均设置为1；或者，所述不同数据业务的连续传输次数上限所设置的初始值不同，其中流类业务的连续传输次数上限的初始值大于交互类业务，交互类业务的连续传输次数上限的初始值大于背景类业务，且该连续传输次数上限可根据各类数据业务在总业务中所占比例的变化进行调整。
与现有技术相比，本发明分组系统的调度方法具有以下优点A、在每次调度时，本方法总是选择最大缓存容量的缓存区数据进行发送，充分利用了共享信道带宽，保证小区的高业务吞吐量，而且还根据业务类型、最大传输延迟等QoS参数确定各业务的缓存上限，充分满足了用户的服务质量。
B、本方法还设置各种业务的连续传输次数上限，避免少量用户大量占用资源，同时可动态调整缓存上限百分比，确保突发性的数据业务能够得到合理调度，从而提高了调度的公平性。
图1是本发明分组系统的调度方法中缓存队列确定流程示意图；图2是本发明中分组系统的调度方法分组调度流程示意图。
具体实施例方式
为深入了解本发明分组系统的调度方法，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明分组系统的调度方法主要由确定缓存队列和进行分组调度两部分组成，缓存队列的确定如图1所示，它包括如下步骤步骤101，基站系统上电运行，设置各类数据业务的初始参数，所述初始参数包括有最大传输延迟、缓存上限百分比和连续传输次数上限；同时构造优选队列、备选队列以及初始化各个与用户发送相关的缓存区的连续传输次数，并且根据初始参数分别计算出相应业务的缓存上限。
按照3GPP(第三代移动通信伙伴计划)协议的分类方法，将各种PS域业务区分为以下几类流、交互、背景，其中规定流类业务的最大传输延迟要参照协议的规定进行设定，而交互类、背景类没有这一参数要求，考虑到业务特点，可以相对设定得长一些，例如交互类业务的最大传输延迟设置为流类业务的3～5倍，背景类业务的最大传输延迟设置为流类业务的10～20倍，即流类业务的最大传输延迟设定为250毫秒，交互类业务的最大传输延迟就设定为1000毫秒，背景类业务的最大传输延迟设定为4000毫秒。
同时为了防止少量用户始终占用资源，而其它用户得不到调度，针对各类不同的业务，设置连续传输次数上限，如果从吞吐量来考虑，设置为无限长最好，但是从公平性考虑，1次最好；连续传输次数上限可以先设定一个值，例如可均设置为1，或者流类业务的连续传输次数上限的初始值设为4，交互类设为3，背景类设为2；在实际调度过程中还可以根据吞吐量与各类数据业务在总业务中所占比例的变化进行调整，例如，所有业务都是背景类，由于非实时业务的突发性，有的业务在某段时间内数据量很高，而其它的用户业务数据量很低，那么只允许连续传输一次显然就不太合理，考虑可以通过步长来调整，步长可以是正，也可以是负。
缓存上限百分比主要用于计算缓存上限，各类数据业务的缓存上限为该数据业务的最大传输延时、共享信道带宽和缓存上限百分比的三者乘积，其中缓存上限百分比的初始设定可以根据业务不同分别设置，为了简单也可以设置一个值，如80％；此外，该缓存上限百分比还可根据用户的重传次数进行调整，当某用户的重传次数过多时，基站系统将减小与该用户相关的缓存上限百分比，并且重新计算出相应的缓存上限。
步骤102，每次调度时刻到来(即调度开始时)，基站系统开始扫描每个与用户发送相关的缓存区。
步骤103，基站系统判断当前扫描的缓存区是否为最后一个缓存区，若否，执行步骤104，否则执行步骤110。
步骤104，判断当前扫描的缓存区连续传输次数是否达到相应的连续传输次数上限，若达到，执行步骤108，否则执行步骤105。
步骤105，基站系统进一步判断该缓存区的缓存容量超过相应的缓存上限，若超过，执行步骤106，否则执行步骤107。
步骤106，将当前缓存区的编号放入优选队列，执行步骤109。
步骤107，将当前缓存区的编号放入备选队列，执行步骤109。
步骤108，将该缓存区的连续传输次数置零。
步骤109，基站系统继续扫描下一个缓存区，返回步骤103。
步骤110，进入分组调度流程。
如图2所示，分组调度流程主要是在优选队列与备选队列中确定本次调度的对象，它包括如下步骤步骤201，判断优选队列是否为空，若为空，执行步骤203，否则执行步骤202。
步骤202，在优选队列中选择权值最高的缓存区编号，执行步骤204。
缓存区所对应权值的确定，可根据业务指派请求的QoS参数来综合确定，该QoS参数包括业务类型、业务优先级等。
步骤203，在备选队列中进行选择，首先将备用队列中各编号所对应的缓存区按照缓存容量大小进行一级排序，在缓存容量大小相同的再按照权值高低的进行二级排序，最终选择缓存容量最大中权值最高的缓存区编号。
步骤204，将所选择的缓存区的数据发送，同时将该缓存区的连续传输次数加1。
本次调度结束。
本发明所述的分组调度方法简单，逻辑合理、效率高，优先发送缓存容量高的数据，使共享信道带宽得到充分利用，保证了小区的业务吞吐量。同时考虑不同业务的QoS要求，提高了用户的服务质量。
权利要求
1.一种分组系统的调度方法，其特征在于，它包括如下步骤(a)基站系统上电运行，设置各类数据业务的初始参数，构造优选队列、备选队列以及初始化各个与用户发送相关的缓存区的连续传输次数，并且根据初始参数分别计算出相应业务的缓存上限，所述初始参数包括有最大传输延迟、缓存上限百分比和连续传输次数上限；(b)每次调度开始时，基站系统扫描所有与用户发送相关的缓存区，判断当前扫描缓存区的连续传输次数是否达到相应的连续传输次数上限，若达到，则将该缓存区的连续传输次数置零，继续扫描下一个缓存区，否则，基站系统进一步判断该缓存区的缓存容量超过相应的缓存上限，若超过，则将当前缓存区的编号放入优选队列，否则将当前缓存区的编号放入备选队列；(c)基站系统扫描完所有与用户发送相关的缓存区后，判断优选队列是否为空，若不为空，发送权值最高的缓存区数据，否则发送备选队列中缓存容量最高且权值最高的缓存区数据，同时将本次调度的缓存区连续传输次数加1。
2.根据权利要求1所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述数据业务的缓存上限为该数据业务的最大传输延时、共享信道带宽和缓存上限百分比的乘积。
3.根据权利要求2所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述缓存区的权值由业务指派请求的服务质量参数确定。
4.根据权利要求3所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述服务质量参数包括业务类型和业务优先级。
5.根据权利要求4所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述数据业务包括有流类、交互类和背景类业务，流类业务的最大传输延迟根据第三代移动通信伙伴计划的相关协议设置，交互类业务的最大传输延迟设置为流类业务的3～5倍，背景类业务的最大传输延迟设置为流类业务的10～20倍。
6.根据权利要求5所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述不同数据业务的缓存上限百分比的初始值可设置为相同的数值。
7.根据权利要求6所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述缓存上限百分比可根据用户的重传次数进行调整，当某用户的重传次数过多时，基站系统将减小与该用户相关的缓存上限百分比，并且更新相应的缓存上限。
8.根据权利要求7所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述不同数据业务的连续传输次数上限均设置为1。
9.根据权利要求7所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述不同数据业务的连续传输次数上限所设置的初始值不同，其中流类业务的连续传输次数上限的初始值大于交互类业务，交互类业务的连续传输次数上限的初始值大于背景类业务。
10.根据权利要求9所述的分组系统的调度方法，其特征在于所述不同数据业务的连续传输次数上限可根据各类数据业务在总业务中所占比例的变化进行调整。
全文摘要
本发明公开了一种分组系统的调度方法，包括如下步骤基站系统上电运行，根据预设的初始参数分别计算各类数据业务的缓存上限；每次调度开始，基站判断当前扫描的与用户发送相关的缓存区连续传输次数是否达到连续传输次数上限，若达到，则将其连续传输次数设置为零，然后继续扫描，否则进一步判断该缓存区的缓存容量超过缓存上限，若超过，则将该缓存区编号放入优选队列，否则放入备选队列；基站扫描完毕后，发送优选队列中权值最高的缓存区的数据，若优选队列为空，则发送备选队列中缓存容量最高且权值最高的缓存区的数据，同时将该缓存区的连续传输次数加1。本方法不仅能保证系统获得高的吞吐量，而且还能提高调度的公平性。
文档编号H04L12/56GK1835472SQ200510055268
公开日2006年9月20日 申请日期2005年3月17日 优先权日2005年3月17日
发明者史莉荣 申请人:中兴通讯股份有限公司