专利名称：一种ofdm中继系统中混合业务场景调度方法及调度系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及OFDM中继系统资源调度，实现系统用户整体满意度最大化的技术方案。
背景技术：
下一代无线通信系统中，是以实现高速的数据传输以及无缝全域覆盖为目标。在频谱资源稀缺且昂贵的情况下，只有通过频率复用提高频谱利用率，才能达到这个目标。正交频分多址技术(OFDMA)以其较好的抗多径效应的能力，成为人们关注的焦点。除能够较好降低多径效应引起的频率选择性衰落以外，OFDM网络中把频带分成多个子载波，各个子载波相互独立，使得无线资源分配方式更加灵活，提高了系统频谱利用率。在传统网络中为了实现无缝覆盖，必须增加基站(BS)数量，这会造成费用的增加。而中继(Relay)网络可以在降低网络成本的同时，扩大网络覆盖范围，且具有较好的灵活性。图I为OFDMA中继系统的拓扑结构示意图。在图I中BS是小区基站，RS是中继，UE是用户，在BS和RS上分别为用户设立缓存区以存放用户数据。无线资源调度算法在无线网络性能的提升中起着至关重要的作用，尤其是在OFDM中继系统中，多个子载波和两跳链路使得资源调度方式更加灵活。合理的资源调度算法能够很大程度上提升系统容量，保证用户公平性。目前，针对OFDM中继系统的调度算法大都是基于信道状态信息、队列长度或用户QoS进行的。这些资源调度算法都是从系统角度出发，以最大化系统性能为目标，而没有考虑用户主观体验质量，不能根据用户需求紧急程度进行合理的无线资源分配。在这种情况下，引入了 QoE (Quality of Experience)的概念。QoE可以理解为一种以用户体验或感知为标准的服务评价方法。它受服务、用户和环境的影响，通过近似量化的方法，直接反映了用户对所获资源或服务的满意程度。也就是说，用户的满意程度不仅在客观上受系统分配的资源多少影响，还受到人的主观意识的影响，比如，当用户获得足够多的资源，满意度较高时，继续为该用户分配资源，用户满意度的增幅会越来越小，如果按照传统的资源调度算法，就会造成资源分配的不公平。目前QoE的理论还不成熟，不同的研究人员试图从不同的角度对QoE做出量化评价，因此出现了很多不同的量化方法和评估方法。同时不同用户对服务的要求不相同，比如实时业务对时延要求较高，对平均速率要求相对较低，而非实时业务或BE业务对时延要求较低而对平均速率要求较高。相同的资源分配给不同种类的用户，用户的满意的提升也不会相同。这也为在混合业务场景下对无线资源进行调度分配带来了很大的挑战。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，旨在OFDM中继系统中混合业务场景下，建立统一的用户满意度模型，并根据用户满意度对无线资源进行分配，从而提高系统整体效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在基站(BS)和中继(RS)中设立缓存区以存放用户数据，BS端设置信道状态信息收集模块和队列状态信息收集模块，收集两跳链路中各条链路的信道状态信息以及BS和RS端缓存区的队列状态信息，并估算用户满意程度。根据用户满意度对子信道进行分配。用户通过中继和基站通信，中继设置缓存区以存放基站发送的数据，并在下一个子时隙对数据进行转发。基站收集链路间的信道状态信息和缓存区的队列状态信息，并估计用户满意度，再根据用户满意度进行资源分配。具体调度方法如下步骤信道状态信息提取单元和队列状态信息提取单元分别提取用户QoS要求的时延
D:eq、速率Kn和实时用户能够容忍的最大时延D:，计算用户当前时隙的平均时延ΖΓ 7]和平均速率瓦屈;根据实时业务和非实时业务分别对时延和平均速率的不同要求，用户满意度估计单元对用户的平均时延或平均速率进行归一化处理，建立用户满意度方程
权利要求
1.一种OFDM中继系统中混合业务场景下资源调度方法，其特征在于，包括如下步骤信道状态信息提取单元和队列状态信息提取单元分别提取用户QoS要求的时延D1;、速率C9和实时用户能够容忍的最大时延I，计算用户当前时隙的平均时延■和平均速率RJt);用户满意度估计单元对用户的平均时延或平均速率进行归一化处理，建立用户满意度方程
2.根据权利要求I所述的混合业务场景下资源调度方法，其特征在于，所述建立的目标函数为
3.根据权利要求I所述的混合业务场景下资源调度方法，其特征在于，所述对中继链路用户资源进行调度具体为根据基站和中继端的数据队列长度进行资源调度，把每条子信道分配给在该子信道上满意度提升最大的用户。
4.根据权利要求3所述的混合业务场景下资源调度方法，其特征在于，根据基站和中继端的数据队列长度进行资源调度，具体包括反馈信息接收单元从反馈信道获取第一跳中信道状态信息和RS端队列状态信息，初始化获得子信道集合为X ;从可用子信道中选取信道条件最好的子信道η ;选择BS端队列长度和RS端队列长度差距最大的用户m ;将子信道η分配给用户m，更新用户BS端和RS端数据队列信息，子信道集合更新为X ’ =X\n ;直至子信道集合为空。
5.根据权利要求3所述的混合业务场景下资源调度方法，其特征在于，把每条子信道分配给在该子信道上满意度提升最大的用户具体包括从反馈信道获取第二跳中信道状态信息，初始化子信道集合为X，用户集合为U ;从可用子信道中任选一条子信道n，将子信道分配给用户；对实时业务用户，计算用户平均时延，对非实时业务用户，计算用户平均速率，并根据公式ΔΜ)Λ'(0 =減)义(0-減)\(0汁算子信道η分配给该用户后的用户满意度增长幅度，其中，MOSm(t)为用户当前满意度，Masy/)为把子信道n分配给该用户后的用户满意度；选择AMOS(t)最大的用户m，将子信道η分配给用户m，更新用户m的队列状态信息以及平均速率；直至子信道集合为空。
6.一种OFDM中继系统中混合业务场景下资源调度系统，其特征在于，该系统包括反馈信息接收单元、信道状态信息提取单元、队列状态信息提取单元、用户满意度估计单元和资源调度单元，信道状态信息提取单元和队列状态信息提取单元分别提取用户QoS要求的时延AS、速率Cg和实时用户能够容忍的最大时延 ，计算用户当前时隙的平均时延■和平均速率 00 ;用户满意度估计单元对用户的平均时延或平均速率进行归一化处理，建立用户满意度方程
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述建立的目标函数为 max i>g2(“弓>)受限于冗⑴，其中 i(t)m m=1丄 o表示用户m获得的资源，表示用户QoS要求的最小速率或延时，哪表示在t时刻用户m在中继链路第二跳上获得的速率，说(0表示在t时刻中继缓存中用户m的队列长度，MOSm (t)表示在t时刻用户m的满意度，Ttl为时隙长度。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述对中继链路用户资源进行调度具体包括，反馈信息接收单元从反馈信道获取第一跳中信道状态信息和RS端队列状态信息，初始化获得子信道集合为X ;从可用子信道中选取信道条件最好的子信道η ;选择BS端队列长度和RS端队列长度差距最大的用户m ;将子信道η分配给用户m，更新用户BS端和RS端数据队列信息，子信道集合更新为X丨=X\n ;直至子信道集合为空。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述对中继链路用户资源进行调度具体包括，从反馈信道获取第二跳中信道状态信息，初始化子信道集合为X，用户集合为U ;从可用子信道中任选一条子信道n，将子信道分配给用户；对实时业务用户，计算用户平均时延，对非实时业务用户，计算用户平均速率，并根据公式ΔΜ)Λ’(/)计算子信道η分配给该用户后的用户满意度增长幅度，其中，MOSffl(t)为用户当前满意度， ⑴为把子信道n分配给该用户后的用户满意度；选择AMOS(t)最大的用户m，将子信道η分配给用户m，更新用户m的队列状态信息以及平均速率；直至子信道集合为空。
全文摘要
本发明公开了一种OFDM中继系统中混合业务场景下，基于用户质量体验的资源调度系统和方法。涉及OFDM中继系统。本发明根据实时业务(rtPS)对平均时延的要求和非实时业务(nrtPS)对平均速率的要求，为用户建立统一的用户满意度模型，以反映用户当前的满意程度。通过把子信道分配给在该子信道上满意度增长幅度最大的用户来提高系统整体用户满意度。采用本发明的方法，能够解决目前移动通信系统中只从系统角度考虑，忽略用户感受，造成资源浪费的问题，实现基于用户QoE的资源调度算法。
文档编号H04W72/12GK102932308SQ201210433360
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者陈前斌, 杨磊, 唐伦 申请人:重庆邮电大学