一种lte基站上层多用户的调度方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于长期演进（LTE）的专用无线传输系统中对多用户优先级进行管理和调度的处理方法。该方法为用户设置了一个优先级，并以具有高优先级的用户优先得到处理时间为调度策略，在基站（eNodeB）端RRC层中调度用户并对用户的数据进行处理。本发明的优先级算法考虑到了用户的等待时间和数据量，并且基站根据优先级算法定期调整用户的优先级。为了区分重要性不同的用户，处于就绪状态的上下文实体存储在多级优先级队列中，而每个优先级队列以最大堆（堆顶存储优先级最高的UE上下文实体）为存储结构，在调度时存储在堆顶的元素即是下一个被调度的UE上下文实体。本方法使用户之间的数据能够可靠传输，同时，提高了系统的实时性和传输效率。
【专利说明】-种LTE基站上层多用户的调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，且更具体地涉及LTE (Long Term Evolution,长期演 进）系统中对多用户优先级进行管理和调度的处理方法。
【背景技术】
[0002] LTE技术所具有的高移动性和高带宽等优点，使得它不仅能够应用于商用的移动 网络，而且在专用的小型无线通信系统中也能得到很好的应用。在基于LTE的专用小型无 线通信系统中，应用场景为单基站多用户，基站无需接入核心网，因此需要对LTE标准协议 进行裁剪，同时，需要在基站RRC (Radio Resource Control，无线资源控制)层中增加对多 用户的处理和调度的功能。
[0003] 在多个用户同时与基站通信的情况下，如何公平地选择一个用户进行处理成为了 一个关键的因素。为了实现基站对多用户的处理，通常的一种选择方法是基站轮询处理每 一个需要处理的用户。该方法实际上是以先来先服务的方式处理用户，基站一旦接收到用 户的数据，立即对其进行处理。处理完成后，采用同样的方法对后续接收到的数据进行处 理。虽然此方法降低了实现的复杂度，但是当某个用户一直占用基站的处理时间时，会造成 其它用户等待的情况，这样会带来严重的延时。
[0004] 因此，在基站对多用户进行处理时，需要一种合理的方法对用户进行调度处理，以 保证整个系统具有较低的延时。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了基于长期演进（LTE)的专用无线传输系统下基站RRC层对多用户进 行处理的调度方法。该方法为每个UE (User Equipment，用户设备）上下文实体分配了一 个优先级，具有高优先级的用户优先被调度作为下一个被处理的用户。同时，根据用户的数 据量和等待时间定期调整用户的优先级，从而避免处理器时间被同一个用户一直占用以致 某些用户得不到处理，达到了用户之间公平通信的要求。通过采用这种调度方法，降低了用 户之间通信延时，从而改善了系统性能。
[0006] 本发明是采用以下技术手段实现的：
[0007] 1. -种LTE基站上层多用户调度的方法，该方法通过多线程同步技术实现，由数 据缓存模块（1)、发送线程处理模块（2)、用户优先级模块（3)、用户状态模块（4)、就绪状态 用户队列模块（5)、用户上下文实体模块（6)、用户管理器模块（7)、接收线程处理模块（8) 构成，包括以下步骤：
[0008] 1. 1.所述的数据缓存模块（1)在基站初始化时申请一组固定的存储空间作为缓 存，并组织成空闲缓存链表，方便接收线程处理模块（8)和发送线程处理模块（2)存取用户 数据；
[0009] 1. 2.接收线程处理模块（8)负责接收用户发送的数据，并使用数据缓存模块（1) 提供的接口获取一个空闲的缓存存储接收到的用户数据，同时调用用户上下文实体模块 (6)的接口将缓存中的数据存储在相应用户的缓存队列中；
[0010] 1.3.发送线程处理模块（2)通过调用就绪状态用户队列模块（5)的接口获取下 一个被调度的用户，并处理存储在被调度用户的缓存队列中的数据，一次调度只对固定数 量的缓存中的数据进行处理；
[0011] 1.4.用户优先级模块（3)首先根据式子
【权利要求】
1. 一种LTE基站上层多用户的调度方法，该方法通过多线程同步技术实现，由数据缓 存模块（1)、发送线程处理模块（2)、用户优先级模块（3)、用户状态模块（4)、就绪状态用户 队列模块（5)、用户上下文实体模块（6)、用户管理器模块（7)、接收线程处理模块（8)构成， 包括以下步骤： 1. 1.所述的数据缓存模块（1)在基站初始化时申请一组固定的存储空间作为缓存，并 组织成空闲缓存链表，方便接收线程处理模块（8)和发送线程处理模块（2)存取用户数据； 1. 2.接收线程处理模块（8)负责接收用户发送的数据，并使用数据缓存模块（1)提供 的接口获取一个空闲的缓存存储接收到的用户数据，同时调用用户上下文实体模块（6)的 接口将缓存中的数据存储在相应用户的缓存队列中； 1. 3.发送线程处理模块（2)通过调用就绪状态用户队列模块（5)的接口获取下一个 被调度的用户，并处理存储在被调度用户的缓存队列中的数据，一次调度只对固定数量的 缓存中的数据进行处理； 1. 4.用户优先级模块（3)首先根据式子
定期更新数据缓存队列中的所 有缓存当前的等待时间，然后通过优先级计算公式更新用户的 优先级。
2. 前述步骤1. 3中发送线程处理模块（2)包含以下步骤： 2. 1.发送线程从线程创建开始工作直到主线程退出或者系统异常结束；发送线程循 环地通过就绪状态用户队列模块（5)提供的接口获取被调度的用户，如果成功获取被调度 的用户，将修改其状态为执行状态； 2. 2.发送线程获取当前被调度的用户后，通过访问该用户数据缓存队列中的缓存地 址，获取存储在缓存地址中的用户数据，并调度RLC (Radio Link Control，无线链路控制） 层的接口将数据发送给目标用户，发送完成之后将缓存地址加入到空闲缓存链表中，以存 储其它用户数据。
3. 前述步骤1. 4中用户优先级算法包括以下步骤： 3. 1.首先对加入到就绪状态队列模块（5)的UE上下文实体的优先级进行初始化，初 始化的值为
其中N为用户数据缓存队列中的数据缓存个数； 3. 2.接收线程处理模块（8)将存储数据的缓存地址加入到相应用户数据缓存队列的 尾部时，需要将数据缓存的等待时间初始化为1 ; 3.3.用户优先级模块（3)定期遍历每个优先级队列，如果队列中存在UE上下文实体， 则遍历队列中所有UE上下文实体，对于队列中的某个UE上下文实体，首先更新其等待时 间，然后通过优先级算法更新其优先级，直到完成所有UE上下文实体优先级的更新。
4. 就绪状态队列模块（5)以多级优先级队列存储了处于就绪状态的UE上下文实体， 每个优先级队列以Max heap (最大堆）为存储结构，用户优先级模块（3)定期通过上述步 骤1. 4中的优先级算法更新就绪状态队列模块（5)中UE上下文实体的优先级，每次更新完 成后，需要调整Max heap以保持优先级最高的UE上下文实体在堆顶，在发送线程处理模块 (2)调度时，不需要再对UE上下文实体排序，直接取出堆顶的UE上下文实体作为下一个被 调度的用户。
【文档编号】H04W72/12GK104159316SQ201310176298
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2013年5月14日
【发明者】何苏勤, 刘兵, 何宾, 胡巧芝, 仉乾隆 申请人:北京化工大学