异构网络中的调度策略选择方法与装置制造方法
【专利摘要】本发明提出了异构网络中的调度方法与装置。构造m×3矩阵，矩阵的每行表示一个调度请求，矩阵的第一列为公平因子，第二列为效率因子，第三列匹配因子；将构造的矩阵进行归一化；根据权重向量对已归一化的矩阵进行加权处理，得到加权矩阵；根据加权矩阵确认正理想解以及负理想解；计算正理想距离和计算负理想距离；根据正理想距离以及负理想距离计算相对接近度；按照相对接近度的大小进行排序，确定调度顺序，根据调度顺序进行调度。本发明根据网络容量现状，综合考虑公平、效率和业务QoS并进行调度选择，在保证系统吞吐量的同时提高系统公平性和业务QoS匹配性。
【专利说明】异构网络中的调度策略选择方法与装置
【技术领域】
[0001]本发明属于通信领域，尤其涉及异构网络中的调度策略选择方法与装置。
【背景技术】
[0002]无线通信面临着不断增加的多种类型的业务需求、无线网络资源的匮乏、以及用户对服务质量的要求等许多挑战。在网络发展过程中，由于秉承对原有网络技术的兼容性，在未来的无线网络系统中，原有网络不会因为新技术的研究而被淘汰，而是与新技术的无线网络共存。因此，未来的无线网络是一个基于多种不同类型的无线接入技术的复杂异构网络。异构网络环境导致传统无线网络中的部分技术不再适用。
[0003]调度技术是异构网络中关于无线资源管理研究的关键技术之一，是无线资源管理的一部分，调度通常需要考虑的准则包括:保证用户之间的公平性、动态适应无线链路变化、满足特定业务的QoS (Quality of Service)要求、提高吞吐量和信道利用率、限制功耗和降低干扰、保证时延特性以及算法执行复杂度等。在异构网络系统中存在大量的QoS相异的业务，不同用户有着不同的速率、时延要求。一个基站内所有用户速率总和往往会超过基站拥有频带所能传输的信道容量。因此，基站需要根据用户QoS要求，判断该业务的类型以便分配信道资源给不同的用户。
[0004]对于调度算法有两个重要的设计参数:一个是效率、一个是公平性。对于实时业务还需要考虑对业务服务质量的影响。效率一般体现为吞吐量，即单位时间内传输的数据量。公平性指用户是否都获得一定的服务机会。对于实时性要求高的业务还要考虑时延因素对QoS的影响。
[0005]下面对现有技术的调度算法进行简要说明。
[0006]一、轮询调度算法(RR)。这一算法的基本思想是保证小区内的用户按照某种确定的顺序循环占用等时间的无线资源来进行通信，所有用户所服务的业务都具有相同的优先级，一律以机会均等的方式提供公平服务。在一个队列再次接受服务之前，其他所有的非空队列必须都被服务过一遍，除非只有一个非空队列，否则一个队列不可能被连续服务两次。一般认为RR算法是最公平的，因为它保证所有用户占用等量时间进行通信，但同时性能也是最低的(它的系统吞吐量在实际系统中是最低的)，它是公平性的上界和算法性能的下界。另外，由于没有考虑多业务的延迟优先级问题，在多业务环境中其公平性无法体现。
[0007]二、最大载干比调度算法(MAX C/Ι)。利用“多用户分集效果”来实现系统容量最大化的调度算法。它的基本思想是对所有待服务移动台依据其接收信号强度预测值进行排序，并按照从大到小的顺序进行发送，具有最高载干比(是指接收到的有用信号电平与所有非有用信号电平的比值)的用户最先获得服务。采用最大载干比调度算法可获得最大的系统吞吐量，所得到的系统容量也可以作为其他调度算法的上界。此外，该算法的另一个优点就是实现简单。
[0008]三、比例公平算法(PF)。将各用户的归一化瞬时信道速率作为算法参量在分组用户之间进行调度选择，PF算法尽量让具有高传输速率的用户分配资源时具有高优先级，同时也通过平均传输速率调整来保证用户的公平性。由于它结合了轮询算法和最大载干比的优点，所以成为无线通信系统中一个最流行的调度算法。但该算法的主要缺点同样是没有考虑多业务情况下QoS要求的不同，特别是时延的要求。
[0009]四、改进的最大权重时延优先调度算法(M-LWDF)。从等待时延角度调整优先级，等待时间越长优先级越高。该算法可较好的保证不同实时业务对分组时延的不同要求，增加了对用户的信道质量、吞吐量要求以及公平性的考虑，能够在保证各用户不同QoS要求的同时，提高系统容量。M-LWDF算法特别适合于实时业务的调度，但未根据用户容忍时延紧急程度的变化进行调整，且对非实时业务的性能较差。
【发明内容】
[0010]鉴于以上，本发明提出了异构网络中的调度策略选择方法与装置。
[0011]根据本发明一方面，提出异构网络中的调度策略选择方法，其特征在于:
[0012]构造mX3矩阵，所述矩阵的每行表示一个调度请求，所述矩阵的第一列为表征调度方法公平性的公平因子Xil，所述公平因子为轮询调度算法的资源分配排序值，第二列为表征调度方法效率性的效率因子Xi2，所述效率因子为载干比，第三列为表征业务匹配度的匹配因子Xi3，所述匹配因子为等待时间与可容忍时延比值，i=l，2，3……m;
[0013]将所述构造的矩阵进行归一化，得到归一化矩阵
【权利要求】
1.异构网络中的调度策略选择方法，其特征在于: 构造mX 3矩阵，所述矩阵的每行表示一个调度请求，所述矩阵的第一列为表征调度方法公平性的公平因子Xil，所述公平因子为轮询调度算法的资源分配排序值，第二列为表征调度方法效率性的效率因子Xi2，所述效率因子为载干比，第三列为表征业务匹配度的匹配因子xi3，所述匹配因子为等待时间与可容忍时延比值，i=1,2,3……m; 将所述构造的矩阵进行归一化，得到归一化矩阵R=其中，
2.根据权利要求1所述异构网络中的调度策略选择方法，其特征在于: 计算正理想距离，以及计算负理想距离的操作为:
3.根据权利要求1所述异构网络中的调度策略选择方法，其特征在于: 计算相对接近度的操作为: 分母为正理想距离以及负理想距离之和，分子为正理想距离或者负理想距离。
4.根据权利要求3所述异构网络中的调度策略选择方法，其特征在于: 当分子为负理想距离时，按照相对接近度从大到小进行排序，否则按照从小到大进行排序。
5.根据权利要求1至4任一所述异构网络中的调度策略选择方法，其特征在于: 根据网络状态动态调整不同因子的权重，在系统容量充足时，提高效率因子的比重，随着用户数上升，提高公平因子和匹配因子的权重。
6.异构网络中的调度策略选择装置，其特征在于: 构造单元，构造mX 3矩阵，所述矩阵的每行表示一个调度请求，所述矩阵的第一列为表征调度方法公平性的公平因子Xil，所述公平因子为轮询调度算法的资源分配排序值，第二列为表征调度方法效率性的效率因子Xi2，所述效率因子为载干比，第三列为表征业务匹配度的匹配因子Xi3，所述匹配因子为等待时间与可容忍时延比值，i=l，2，3……m;归一化单元，将所述构造的矩阵进行归一化，得到归一化矩阵
7.根据权利要求6所述异构网络中的调度策略选择装置，其特征在于:所述计算距离单元计算正理想距离，以及计算负理想距离的操作为:
8.根据权利要求6所述异构网络中的调度策略选择装置，其特征在于:所述计算相对接近度单元计算相对接近度的操作为:分母为正理想距离以及负理想距离之和，分子为正理想距离或者负理想距离。
9.根据权利要求8所述异构网络中的调度策略选择装置，其特征在于:所述调度单元在分子为负理想距离时，按照相对接近度从大到小进行排序，否则按照从小到大进行排序。
10.根据权利要求6至9任一所述异构网络中的调度策略选择装置，其特征在于:所述加权单元根据网络状态动态调整不同因子的权重，在系统容量充足时，提高效率因子的比重，随着用户数上升，提高公平因子和匹配因子的权重。
【文档编号】H04W72/12GK103458525SQ201210180048
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】张英海, 胡畔, 叶进, 王犇, 王卫东 申请人:北京邮电大学