混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法
【专利摘要】本发明公开了低压宽带电力线通信【技术领域】中的一种混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法。包括：确定混合业务下用户的紧急度和用户的公平效用值；根据混合业务下用户的紧急度划分用户的调度优先级，再根据用户的调度优先级和用户的公平效用值确定用户的调度顺序；在MAC层计算用户的QoS期望速率；根据物理层子载波可承载的分组总数和用户的QoS期望速率，确定物理层发送的用户分组数；物理层根据MAC层确定的用户分组数进行资源分配。本发明通过层间交互的信息判断用户调度优先级并进行调度速率的调整，可在保证系统吞吐量性能的情况下提高用户公平性性能。
【专利说明】混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法
【技术领域】
[0001]本发明属于低压宽带电力线通信【技术领域】，尤其涉及一种混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法。
【背景技术】
[0002]宽带电力线通信(BroadbandPower Line Communication,BPLC)技术是一种以电力线为媒介的高速数据通信技术，已经成为解决用户接入网的主要技术之一。但是，电力线信道特有的环境给高速、可靠的数据传输带了新的技术难题。正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing, 0FDM)调制技术具有多种优点，其基本单元是一个OFDM符号(帧)，可通过构建BPLC-0FDM系统来实现有效的宽带通信。
[0003]BPLC资源分配是一个连续地对一个或若干OFDM符号(帧)中的资源进行分配的过程，为充分利用链路资源及保证传输的有效性和可靠性，在资源分配过程中，必须将实时的信道信息加以考虑。传统的分层设计不适用于信道环境较为恶劣的BPLC系统，引入跨层设计的思想有助于提高系统资源利用率。通过不同层次间包括信道估计和反馈、物理层资源、业务队列状态和QoS需求等信息的交互，在各层上针对不同业务状况进行资源优化配置，可以更好地满足用户需求。BPLC资源分配中的经典调度算法之一是最大吞吐量调度算法(Max C/I )。每次调度时，选取信道质量最好的用户，其可以最大化频谱效率，提高系统的总吞吐量。但是这种调度算法对公平性的关注不足。而且，会使某些用户的时延和队列长度急速增加，降低了系统的整体性能。
[0004]针对上述问题，本发明提出了一种混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法。首先，根据混合业务下用户的紧急度函数，划分调度优先等级并根据调度优先等级高低确定调度顺序，相同等级时由公平性效用函数确定；其次，在物理层，根据实际信道状况将可调度分组总数等信息反馈至MAC层调度，通过公平性因子调整用户分组调度数来实现跨层调度策略、保证用户QoS以及优化公平性。值得说明的是，本发明所提出的资源分配方法着眼于当前OFDM符号(帧)，实现了电力线资源的优化配置。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提出一种混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法，用于在数据信息传输过程中保证用户公平性，提高系统的整体性能。
[0006]为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法，其特征是所述方法包括:
[0007]步骤1:确定混合业务下用户的紧急度和用户的公平效用值；
[0008]步骤2:根据混合业务下用户的紧急度划分用户的调度优先级，再根据用户的调度优先级和用户的公平效用值确定用户的调度顺序；
[0009]其中，根据混合业务下用户的紧急度划分用户的调度优先级为，当混合业务下用户的紧急度大于等于设定阈值时，用户的调度优先级为紧急级；当混合业务下用户的紧急度小于设定阈值时，用户的调度优先级为正常级；
[0010]根据用户的调度优先级和用户的公平效用值确定用户的调度顺序为，调度优先级为紧急级的用户的调度顺序先于调度优先级为正常级的用户；调度优先级相同的用户，按照用户的公平效用值由大到小的顺序确定调度顺序；
[0011]步骤3:在MAC层计算用户的QoS期望速率；
[0012]步骤4:根据物理层子载波可承载的分组总数和用户的QoS期望速率，确定物理层发送的用户分组数；
[0013]步骤5:物理层根据MAC层确定的用户分组数进行资源分配。
[0014]所述混合业务包括实时业务和非实时业务。
[0015]所述实时业务下用户的紧急度为
【权利要求】
1.一种混合业务紧急度优先的宽带电力线通信跨层资源分配方法，其特征是所述方法包括: 步骤1:确定混合业务下用户的紧急度和用户的公平效用值； 步骤2:根据混合业务下用户的紧急度划分用户的调度优先级，再根据用户的调度优先级和用户的公平效用值确定用户的调度顺序； 其中，根据混合业务下用户的紧急度划分用户的调度优先级为，当混合业务下用户的紧急度大于等于设定阈值时，用户的调度优先级为紧急级；当混合业务下用户的紧急度小于设定阈值时，用户的调度优先级为正常级； 根据用户的调度优先级和用户的公平效用值确定用户的调度顺序为，调度优先级为紧急级的用户的调度顺序先于调度优先级为正常级的用户；调度优先级相同的用户，按照用户的公平效用值由大到小的顺序确定调度顺序； 步骤3:在MAC层计算用户的QoS期望速率； 步骤4:根据物理层子载波可承载的分组总数和用户的QoS期望速率，确定物理层发送的用户分组数； 步骤5:物理层根据MAC层确定的用户分组数进行资源分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述混合业务包括实时业务和非实时业务。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述实时业务下用户的紧急度为
4.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述非实时业务下用户的紧急度为
5.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述用户的QoS期望速率的计算公式为
6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的方法，其特征是所述用户的公平效用值
7.根据权利要求6所述的方法，其特征是所述确定物理层发送的用户分组数具体是，先为调度优先级为紧急级的用户分配用户分组，每个用户分配的用户分组大小为该用户的QoS期望速率； 如果物理层子载波可承载的分组总数还有剩余，则按比例为调度优先级为正常级的用户分配用户分组。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征是所述按比例为调度优先级为正常级的用户分配用户分组具体是，为调度优先级为正常级的用户平均分配用户分组，即调度优先级为正
【文档编号】H04L27/26GK103619069SQ201310660831
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】陆俊, 龚钢军, 孙毅, 祁兵, 徐志强, 段瑞超, 陈红 申请人:华北电力大学