通信网络中的传输调度的方法

通信网络中的传输调度的方法
【专利摘要】方法包括基于与移动单元相关联的服务质量（QoS）等级和与移动单元用户相关联的得分，将优先级分配给移动单元。
【专利说明】通信网络中的传输调度的方法
【技术领域】
[0001]实施例涉及通信系统中传输的调度。
【背景技术】
[0002]在基站控制器中提供调度器或调度功能，以便提供系统的调度或管理。通常，调度器选择移动电话在给定的时刻进行传输，而且自适应调制和编码允许为移动台经历的当前信道条件选择适当的传输格式(调制和编码)。
[0003]在第三和第四代无线数据通信系统中，诸如UMTS/HSPA CDMA-2000标准系统，lx-EV-DO、长期演进(LTE3GPP4G) WiMAX和WiFi，系统资源的管理是极为重要的。这是因为数据的特性与语音的特性显著不同。例如，数据传输，与语音传输不同，其不一定是连续的，并且可以被实施为例如基站和移动电话之间的突发性传输或间歇传输。相应地，在第三代系统中，基站将试图通过将无线资源分配给每个传输用户，管理大量数据用户。通常，这是利用由基站控制器中调度器控制的优先级方案完成的。
[0004]相应地，调度器必须能够管理这些大量用户，而不浪费通信系统的无线资源。这种管理功能变得甚至更加重要，因为基站试图满足QoS (服务质量)要求。QoS是一个通用术语，可以表示许多不同的要求。作为基本使用者，QoS表示在无线通信系统中提供具有保证的性能(例如，像最小/最大数据吞吐量、最小延迟要求，丢包率、以及数据包下载时间等)。
[0005]无线数据网络中的服务质量(QoS)的划分允许网络运营商产生的收入比尽力调度策略情况下可能产生的收入更多。额外收入的保证是基于终端用户(订购者)愿意为服务的明显改进(例如更短延时、更高的吞吐量或更加可预测的性能)支付更多。另外，因为长时间内的体验质量得以改进，也可以通过优先级控制客户流动而增加收入。QoS划分也使得能够部署新服务(例如、流音频/视频、分组语音等)，在使用尽力调度策略或算法诸如，最高速率用户第一(HRUF)调度、最大载干比调度(MAX C/1)和正比公平(PF)调度等时，这些服务不能被提供可接受的质量。
[0006]然而，新应用电话产生的业务呈指数级地升高，而超过规定的已付费计划收费的大多数收入由网页平台服务提供商和他们的广告网络获得。更糟的是，来自诸如语音的实时交互式通信的收入已直线下降，这归因于语音服务的商品化，以及相比于语音通信，较新一代更喜欢发短信息的人口统计变化。

【发明内容】

[0007]—个实施例包括一种用于在通信网络中调度传输至多个移动单元的方法。该方法包括基于与移动单元相关联的服务质量(QoS)等级和与移动单元用户相关联的得分，将优先级分配给移动单元。
[0008]另一实施例包括一种在具有移动单元的无线通信网络中产生收入的方法。该方法包括确定与移动单元相关联的服务质量(QoS)等级。基于QoS等级，确定移动单元的预期收入。确定与移动单元用户相关联的得分，所述得分是基于移动单元的额外预期收入，额外预期收入是基于与移动单元相关联的通信。基于移动单元预期收入和移动单元额外预期收入将移动单元分配到一个收入等级。通过基于收入等级为移动单元分配调度优先级，产生收入。
[0009]另一实施例包括控制器，用于在通信网络中调度传输至多个移动单元。所述控制器包括调度器，其被配置为基于与移动单元相关联的服务质量(QoS)等级和与移动单元用户相关联的得分，将优先级分配给移动单元。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]根据以下给出的详细描述和附图，本发明将被更充分地理解，其中相同的元件由相同的附图标记表示，其仅仅是以示例的方式给出，因此不限制本发明，并且其中:
[0011]图1示出了根据至少一个示例性实施例的通信系统的框图。
[0012]图2示出了根据至少一个示例性实施例的通信系统的框图。
[0013]图3示出了根据至少一个示例性实施例的调度移动单元的方法。
[0014]应当注意，这些附图是旨在示出在某些示例性实施例中采用的方法、结构和/或材料的一般特性，以及对下面提供的书面描述进行补充。然而，这些附图不按比例并且可能没有精确地反映任何给定实施例的精确结构或性能特征，并且不应该被解释为限定或限制由示例性实施例所包括的数值或特性的范围。例如，分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和位置可以为清楚起见而被减小或放大。各附图中所使用的相似或相同的参考标记旨在指示存在相似或相同的元件或特征。
【具体实施方式】
[0015]虽然示例性实施例能够具有各种修改和替代形式，其实施例在附图中以示例的方式示出，并且将在此进行详细描述。然而，应当理解，没有意图将示例性实施例局限于所公开的特定形式，而是相反的，示例性实施例将覆盖落入权利要求范围内的所有修改、等效物、和替代方案。在整个【专利附图】

【附图说明】中，相同的附图标记表示相同的元件。
[0016]在更详细地讨论示例性实施例之前,需要注意的是,一些示例性实施例被描述为过程或以流程图描绘的方法。尽管流程图将操作描述为串行的过程，但是许多操作可以并行、并发或同时进行。另外，可以重新安排操作的顺序。当其操作完成时，该过程可以终止，但也可以具有图中未包括的额外步骤。该过程可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序
坐寸ο
[0017]下面所讨论的方法，其中一些由流程图所示，可由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言、或其任意组合来实施。当实施于软件、固件、中间件或微码时，执行所需任务的程序代码或代码段可被存储在机器或计算机可读介质中，诸如存储介质。一个(或多个)处理器可以执行所需任务。
[0018]在此公开的特定结构和功能细节仅仅是代表性的，为了描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多替代形式来实施，并且不应当被解释为仅限于在此描述的实施例。
[0019]尽管术语第一、第二等可在本文中用来描述各种元件，但是，应理解的是，这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件，而不脱离示例性实施例的范围。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任何和所有组合。
[0020]应当理解，当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到其它元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，则不存在中间元件。用于描述元件之间关系的其他词语应该以相同的方式解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
[0021]本文使用的术语仅仅是为了描述特定实施例，而并不旨在限制示例性实施例。如本文所用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文另外明确地指出。应当进一步理解，术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”和/或“包括(including)”当在本文使用时,表示所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。
[0022]还应当注意，在一些替代实施方式中，提到的功能/行为可以不按附图中提到的顺序发生。例如，连续示出的两个附图实际上可以被同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能/行为。
[0023]除非另外限定，所有本文使用的术语(包括技术和科学术语)具有与示例性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。应当进一步理解，术语，例如在通常使用的词典中定义的那些术语，应被解释为具有这样的含义，即与它们在相关领域上下文中的含义，并且不应被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文明确地如此定义。
[0024]部分示例性实施例和相应的详细描述以软件或算法和对计算机存储器内数据比特的操作的象征物的形式表示。本领域技术人员可以通过这些描述和表示有效地将他们工作的实质传达给其它本领域普通技术人员。本文使用的术语算法，如它通常地使用，被设想为是产生所期望结果的有条理的步骤序列。所述步骤需要物理量的物理操作。通常，尽管不是必须的，这些物理量采用光、电或磁信号的形式，其能够被存储、传送、组合、比较以及以其他方式操作。已经证明有时，主要出于通用的原因，将这些信号称为比特、数值、元素、符号、字符、项目、数字等是方便的。
[0025]在下面的描述中，将参考操作的行为和象征物(例如以流程图的形式)描述示例性实施例，操作的行为和象征物可以被实施为程序模块或功能过程，包括例程、程序、对象、部件、数据结构等，它们执行特定任务或实现特定的抽象数据类型，并且可以在现有网络元件上使用现有硬件来实现。这种现有的硬件可以包括一个或多个中央处理单元(CPUs)、数字信号处理器(DSPs)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGAs)计算机等。
[0026]然而，应当记住，所有这些和类似的术语都要与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些物理量的方便的标记。除非另有特别说明，或者从讨论中显而易见的，术语例如“处理”或“计算”或“运算”或“确定”或“显示”等，指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，其将计算机系统寄存器和存储器中表示为物理、电子量的数据操作和变换为计算机系统存储器或寄存器或其它这种信息存储、传输或显示设备中的类似地表示为物理量的其它数据。
[0027]还应注意到，该示例性实施例的软件实施方面通常被编码在某种形式的程序存储介质上或通过某种类型的传输介质实施。所述程序存储介质可以是磁性的(例如软盘或硬盘驱动器)或光学的(例如，光盘只读存储器，或“CDROM”)，并且可以是只读或随机存取的。类似地，传输介质可以是双绞线对、同轴电缆、光纤、或本领域已知的某些其他合适的传输介质。示例性实施例不局限于任何给定实现的这些方面。
[0028]如本文所用，术语“移动单元”可以被视为同义于、并且可能在下文有时被称为客户端、用户设备、移动站、移动用户、移动电话、订购者、用户、远程站、接入终端、接收机等，并且可以描述一种无线通信网络中的无线资源的远程用户。
[0029]类似地，如本文所使用的，术语“基站”可以被视为同义于、并且可能在下文有时被称为节点B、演进型节点B、基站收发台(BTS)等，并且可以描述一种在无线通信网络中与移动电话进行通信并且为其提供无线资源的收发机。如本文中所讨论的，除了执行本文所述的方法的能力，基站可以具有与常规已知基站相关联的所有功能。
[0030]开始时，本公开将描述示例性实施例的数学公式，该数学公式用于支持该示范实施例。描述完数学公式后，对每个附图进行描述。
[0031]收入管理
[0032]对于资源的需求可能超过容量限度C，容量限度本身不依赖于资源的价格。卖方基于需求和价格之间的关系为出售的单元定价。这种关系可以提取相应的收入，
[0033]公式I
[0034]r(t) = d(t, p) Xp(t),
[0035]其中，
[0036]t是时间，
[0037]r是收入，
[0038]d是需求，以及
[0039]P是价格。
[0040]收入管理(对于本领域技术人员也称为收益管理)的前提可以是通过容量控制或动态定价来调制需求。在容量控制中，收入管理算法可以产生各种消费者群体可以占用的嵌套预订限制。在最简单的两个不同价格弹性段的示例中，收入管理可以为相应的价格弹性段(例如愿意支付更多以提高服务质量的消费者)预留一些可用的容量。在动态定价中，收入管理可以确定一个价格清单，各种消费者群体可以根据自己的效用(例如，一种购买服务的意愿的函数)进行对应。
[0041]嵌套权利保护的概述
[0042]每个具有容量限度C的基站的最大平均基站吞吐量是很少能达到的的，因为该容量限度C取决于所服务的应用的分布以及应用流是否在与该基站相关联的传输缓冲器中存放了足够的数据。该容量限度C也可能因为关联于基站的移动单元的平均信号干扰噪声t匕(SINR)分布，以及相关联的调度器的公平性约束而无法达到。SINR分布在可用容量中有效地引入了网络方面。因此，承载的小区容量是c (t)，并且等效的，基站在每个时刻具有剩余容量x(t) =C-c(t)。收入管理的范围可以是在一段时间内以一种方式使用剩余容量，使得网络的收入最大化。我们可以以如下方式实现收入管理:
[0043]基于移动单元的得分定义嵌套权利桶。得分可以为允许移动单元之间比较的标量值。所述标量值可以基于一个或多个预测值，如经济价值，使用回归来确定。如果移动单元在网络中的得分(例如一种诸如经济价值的预测值的回归)超过了相应的保护限度，该移动单元被分配到一个桶中。
[0044]较低得分的所有移动单元可以占用由较高得分预留的资源。然而，当较高得分的移动单元被允许进入时，较高得分的移动单元可以较低得分的移动单元抢先占有这些资源，或接收更高的优先级。对于具有保证比特率(GBR)承载的移动单元，抢先占有可采用承载重新配置到较低数据速率，或是重新配置到较低的权利的形式。用于非GBR的承载，可以基于不同的权利或权重，自动应用优先权去除。
[0045]当剩余容量很大时，较高得分和较低得分的移动单元可以在相对平等的环境中竞争这些资源。当基站的可用容量降低时，移动单元的得分，经济价值的函数，对于剩余资源如何被分配具有增加的作用。
[0046]两个等级的嵌套的权利保护
[0047]当分配容量C的资源至两个不同等级的移动单元时，每一等级可由价格表示，各
等级的移动单元可以为一个单元的资源支付该价格。让d和f表示两个等级，并令
【权利要求】
1.一种用于在通信网络中向多个移动单元调度传输的方法，包括: 基于与移动单元(MS)相关联的服务质量(QoS)等级和与所述移动单元的用户相关联的得分，将优先级分配(S320)给所述移动单元。
2.根据权利要求1所述的方法，其中 所述得分基于与所述移动单元相关联的通信的附加经济价值，并且所述附加经济价值基于与所述通信相关联的预期收入，所述预期收入是除基于QoS等级所预期的收入之外的收入。
3.根据权利要求2所述的方法，包括: 根据基于所述QoS等级所预期的收入和所述附加经济价值，确定(S315)所述移动单元的收入等级，并且 所述分配基于与所确定的收入等级中的移动单元相关联的预期收入，将所述优先级分配给所述移动单元。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述分配基于与所确定的收入等级和其它收入等级中的移动单元相关联的预期收入而将所述优先级分配给所述移动单元。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分配将所述优先级分配给所述移动单元，以使与所确定的收入等级中的移动单元相关联的和与所述其它收入等级中的移动单元相关联的预期收入最大化。
6.根据权利要求4所述的方法，其中 所述通信网络包括多余容量，并且 所述分配基于使与所述通信网络相关联的预期收入最大化而将所述多余容量分配给所述移动单元。
7.根据权利要求6所述的方法，其中使与所述通信网络相关联的所述预期收入最大化基于与所确定的收入等级相关联的总需求以及与所述其它收入等级相关联的总需求。
8.权利要求7所述的方法，其中 使与所述通信网络相关联的所述预期收入最大化基于保护级别， 所述保护级别基于针对与具有相对高优先级值的收入等级相关联的移动单元预留的所述多余容量的量，并且 关联于与相对高优先级值相关联的所述收入等级的所述移动单元优先于与具有相对低优先级值的收入等级相关联的移动单元来使用所述量的所述多余容量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中与所述通信网络相关联的所述预期收入使用如下优化问题而被最大化，
10.权利要求9所述的方法，进一步包括: 基于所述优化问题，确定(S325)多个保护级别，所述多个保护级别中的每一个保护级别被表示为所述通 信网络的总容量的一部分， 所述保护级别被映射到QoS等级标识符值，并且 基于所述QoS等级标识符值，将优先级分配到移动单元。
【文档编号】H04W72/12GK103650617SQ201280018480
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年4月11日 优先权日:2011年4月14日
【发明者】P·莫诺吉欧迪斯 申请人:阿尔卡特朗讯