本发明涉及移动通信领域,尤其是一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法。
背景技术:
::在每一个下行tti,lte基站会根据服务用户的cqi反馈信息动态的调度下行rb资源给用户。通常最大化小区的容量是调度的一个主要考虑,但是,由于小区边缘的用户信道衰落远大于小区中心的用户,最大化小区容量的调度方案会导致小区边缘的用户长期得不到调度,为此,目前的lte基站均采用pf调度算法,为了满足更加多样的业务特性,通常还会考虑其他因素,包括公平性、最大时延、缓冲区状态、承载类型、qos等级等。对于lte非频率选择性调度,现有的调度算法均依赖于一个单排序的队列模型,排在队列头部的用户获得优先服务权,所有的资源将被分配给该用户。如果存在剩余资源,下一用户将被服务,直到所有的资源被分配完。在评估小区内所有用户下行信道质量的时候,仅仅考虑当前tti,而没有考虑他们的历史信道质量状态。也就是说,只有那些信道质量比别人更好的用户,才被认为是适宜优先调度的用户。实际上,如果用户的当前信道质量明显高于该用户的大部分历史信道质量,该用户也应该被视为一个适宜优先调度的对象。显然,以这种原则来处理小区边缘用户的优先级,将使它们能够在更恰当的时间被调度,增大它们的平均传输速率而减轻公平性、最大时延、缓冲区状态等因素给这些用户带来的压力。技术实现要素:发明目的:为解决上述技术问题,本发明提出一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法。技术方案:本发明提出的技术方案为:一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法,包括步骤:(1)获取用户i在子帧t的cqi报告cqii(t)以及用户i在子帧t之前的p份历史cqi报告根据cqii(t)和设定用户质量指标ii(t),用户质量指标ii(t)的表达式为:其中,li(t)表示的幅值变化范围,qi(t)表示p份历史cqi报告中小于cqii(t)的份数;(2)根据3gpp36.213table7.2.3-1,从中获取用户i的最大频谱利用率ηi,从cqii(t)获取用户i的下行无线承载发送缓冲区占用量boi;定义用户i在子帧t的下行速率窗口m为子帧t之前的连续t个子帧,下行速率窗口m的表达式为:m=[t-t,t-t+1,…,t-1](2)定义在下行速率窗口m上,用户i的累计和速率表示为si(t),基站给用户i分配的传输块为tbsi(t),si(t)与tbsi(t)的关系为:(3)设置调度条件为:a.在子帧t,boi≠0;b.在子帧t,si(t)<ambri;其中,ambri为用户i的累积最大比特速率限制;从同一基站的所有用户中挑选同时满足调度条件a、b的调度候选用户,组成调度候选用户集at:{i|si(t)<ambri};对调度候选用户集at中的用户按照调度时刻t的cqi从大到小进行优先级排序,生成调度队列对调度候选用户集at中的用户按照用户质量指标ii(t)从高到低进行优先级排序,生成调度队列其中,vt表示调度候选用个数;(4)基站对调度队列进行检测,当检测到调度队列中有用户时开始进行下行资源分配,包括步骤:分别从调度队列∏1(t)和调度队列∏2(t)的头部取出候选调度用户和判断和是否为同一用户,若则进入步骤(5),反之,则进入步骤(6);若基站检测到调度队列为空,则进入步骤(13);(5)基站对下行余资源余量进行检测,若下行资源为空则进入步骤(13);若下行资源不为空,则进行单用户资源分配,用户分配到的带宽资源为wi=min{c,boi/ηi}(4)其中,wi表示分配带宽,c表示下行资源带宽余量;根据wi和tbsi确定发送给用户i的mcs索引值和tbs索引值;分配完成后,将该用户从两个调度队列中剔除,更新调度队列,返回步骤(4);(6)根据调度性能的需要设置权值参数λ1和λ2并建立下行资源预分配模型,调度性能包括:公平性、调度时延、缓冲区状态、调度紧急性、承载类型和qos等级,权值参数λ1和λ2可根据调度性能的需要来设置;下行资源预分配模型方程为:其中,和分别为用户和的下行无线承载发送缓冲区占用量,bw11和bw12分别为基站为和预分配的带宽,和分别为用户和的最大频谱利用率;基站对下行资源余量c进行检测,若|bw11|+|bw12|≥c,则进入步骤(7),否则,进入步骤(8);(7)考虑和的qci优先级等级,若用户的qci优先级等级高于用户的qci优先级等级,则的实际分配带宽为:w11=|bw11|,用户的实际分配带宽为:w12=c-|bw11|;反之,的实际分配带宽w11=c-|bw12|,的实际分配带宽w12=|bw12|;根据w11和w12计算出和的传输块大小和和满足条件:且根据分配带宽和传输块大小值从mcs调制编码表中选择发送给用户和的mcs索引值和tbs索引值;进入步骤(13);(8)若|bw11|+|bw12|<c,则基站为用户和分别分配带宽为:w11=|bw11|,w12=|bw12|,计算与分配带宽相对应的传输块大小和并更新下行资源余量c←c-|bw11|-|bw12|;考虑用户和的下行无线承载发送缓冲区状态,若且则进入步骤(9);否则进入步骤(10);(9)若且则根据步骤(8)中得出的w11、w12、和从mcs调制编码表中选择发送给用户和的mcs索引值和tbs索引值;将和从调度队列中移除,更新调度队列并返回步骤(4)对下行资源余量进行下一轮分配;(10)判断的下行无线承载发送缓冲区是否为空,若表明的下行无线承载发送缓冲区不为空,进入步骤(11);反之,进入步骤(12);(11)若则根据和对应的传输快大小从mcs调制编码表中选择发送给用户的mcs索引值和tbs索引值;分配完成后将从两个调度队列中移除,更新调度队列,更新的下行无线承载发送缓冲区占用量为返回步骤(4);(12)若bo2/η2>bw12,则根据w11=|bw11|和对应的传输快大小从mcs调制编码表中选择发送给用户的mcs索引值和tbs索引值;分配完成后将从两个调度队列中移除,更新调度队列,更新的下行无线承载发送缓冲区占用量为返回步骤(4);(13)运算结束。进一步的,在本发明中,实际分配的带宽和对应的传输块大小符合ts36.213table7.1.7.2.1-1中带宽和传输块大小的约束关系;mcs索引值和tbs索引值符合ts36.213table7.1.7.2.1-1和ts36.213table7.1.7.1-1的约束关系。进一步的,所述权值参数λ1和λ2为qci优先级的函数。有益效果:与现有调度方法相比,本发明具有以下优点:1、本发明同时利用历史信道质量信息和现有的信道质量报告构造双队列,以供基站调度,同一个用户拥有两个优先级,因此,对于小区边缘的用户增加了调度的可能性,自发的增加调度的公平性;2、可以通过调节权值参数,来满足调度的其他需求,包括qci优先级等级,调度时延、调度紧急性等,可适应性强;3、当资源分配结束时,所有被调度用户的mcs和传输块大小同时决定,分配效率高。ts36.213指数字蜂窝移动通信网接口技术要求:物理层过程。附图说明图1为本发明实施例的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图1所示为本发明实施例的流程图,为了方便说明,假定所有用户的无线承载都是属于non-gbr类型,并且所有用户的下行传输采用单流方式。当存在gbr类型的无线承载时,需优先调度gbr无线承载,其调度方法仍可采用本发明公布的调度方法。假定在子帧t,基站需要调度用户个数为vt,用户i的下行无线承载个数为ni,用户i的下行无线承载表示为ui(j),1≤j≤ni。用户i的总无线承载数为n,为了说明方便,假定每个用户只有一个non-gbr承载需要调度,此时n=vt。当每个用户不止一个non-gbr承载需要调度时,只需要将每个承载看成一个单独的用户即可。在子帧t,用户i的宽带cqi报告表示为cqii(t)。基站给每个用户保留p份历史cqi报告,用户i的p份cqi报告按时间先后顺序表示为则cqii(t)的相对好坏用以下指标来衡量:其中,li(t)表示的幅值变化范围,qi(t)表示p份历史cqi报告中小于cqii(t)的份数。假设在子帧t,用户i在子帧t的下行速率窗口m为子帧t之前的连续t个子帧,下行速率窗口m的表达式为:m=[t-t,t-t+1,…,t-1]定义在下行速率窗口m上,用户i的累计和速率表示为si(t),基站给用户i分配的传输块为tbsi(t),si(t)与tbsi(t)的关系为:基站在下行子帧t调度无线资源时,只调度合格的候选用户。满足以下两个条件,用户i才称之为一个合格的调度候选用户:1.在子帧t,用户i的下行无线承载发送缓冲区占用量非空,即bqi≠0;2.在子帧t,用户i未达到ambr的限制,即si(t)<ambri,其中,ambri为用户i的累积最大比特速率限制。从同一基站的所有用户中挑选同时满足调度条件1、2的调度候选用户,组成调度候选用户集at:{i|si(t)<ambri};对调度候选用户集at中的用户按照调度时刻t的cqii(t)从大到小进行优先级排序,生成调度队列对调度候选用户集at中的用户按照用户质量指标ii(t)从高到低进行优先级排序,生成调度队列假设子帧t,可用下行带宽为c,基站对调度队列进行检测,当检测到调度队列中有用户时从调度队列∏1(t)和调度队列∏2(t)的头部分别取出候选调度用户和设它们发送缓冲区占用大小分别为和预计分配到的带宽为bw11和bw12,则和的总加权发送时间为其中,λ1和λ2为对应的权值参数,和分别为用户和的最大频谱利用率。λ1和λ2可根据调度性能的需要来设置,例如,可设为qci优先级的函数,以保证qci优先级越高的用户获得更多的资源。因此,最优的调度策略应该是选择bw1和bw2,满足以下约束优化问题:s.t.bw11+bw12=c利用调和不等式,可知,总加权发送时间在时达到最小。此时,需要注意的是,若用户和满足且则说明基站无线资源足够多而两个用户和的下行无线承载发送缓冲区数据量都太小,此时应该主动减少分配带宽,以保证用户i的实际频谱利用率接近ηi。为此,实际的最优分配带宽为:在使用最优分配带宽公式进行带宽分配时,若存在用户满足或则说明用户或的下行无线承载发送缓冲区数据量太大,一个下行子帧无法全部调度完,而此时基站无线资源已经耗尽;若用户和均满足且则|bw11|+|bw12|<c,表明尚有剩余带宽可供分配,因此,需要进行下一轮的资源分配,直到所有资源分配完毕;若用户和满足且则|bw11|+|bw12|=c,表明基站无线资源已经耗尽。需要指出的是,若恰好则进行单用户资源分配。此时,该用户分配到的资源为wi=min{c,boi/ηi}。其中,wi表示分配带宽,c表示下行资源带宽余量。由上所述,可知本发明提供的方法实施流程如下:a:初始化阶段:(1)挑选合格的调度候选用户,组成调度候选用户集at:{i|si(t)<ambri};(2)对用户集at中的用户按照调度时刻t的cqi从大到小进行优先级排序,由此生成t时刻的调度队列其中表示队列1中第i个用户;(3)对用户集at中的用户按照用户质量指标ii(t)从高到低进行优先级排序,由此生成t时刻的调度队列其中表示队列中第i个用户;(4)所有用户的初始分配带宽为0,其中和分别为队列∏1(t)和∏2(t)中队列头部的候选调度用户,它们的缓冲区大小记为和b:算法迭代阶段:(5)基站对调度队列进行检测,若队列非空,则进入(6),否则转入(35)(6)分别从队列∏1(t)和∏2(t)的头部中获得本轮调度用户和(7)根据3gpp36.213table7.2.3-1,从用户和的cqi报告中得到用户和的最大频谱利用率和(8)若则进入(9),否则转入(29);(9)根据公式(5)求出bw11和bw12;(10)若进入(11)否则转入(14);(11)若用户的qci优先级等级高于用户的qci优先级等级,则更新的实际分配带宽用户的实际分配带宽反之,的实际分配带宽的实际分配带宽(12)根据带宽w11和w12,求出用户和的传输块大小和和满足且且符合ts36.213table7.1.7.2.1-1中带宽和传输块大小的约束关系;(13)根据带宽和传输块大小,选择发送给用户和的mcs索引值和tbs索引值,使之符合ts36.213table7.1.7.2.1-1和ts36.213table7.1.7.1-1的约束关系;转入34);(14)若|bw11|+|bw12|<c,用户和的实际分配带宽分别更新为w11=|bw11|和w12=|bw12|;(15)对c进行更新,令c←c-|bw11|-|bw12|;(16)根据带宽w11和w12,求出用户和的传输块大小和和满足且且符合ts36.213table7.1.7.2.1-1中带宽和传输块大小的约束关系;(17)若且则进入(18),否则转入(21);(18)根据带宽和传输块大小,选择发送给用户和的mcs索引值和tbs索引值,使之符合ts36.213table7.1.7.2.1-1和ts36.213table7.1.7.1-1的约束关系;(19)把用户和从队列∏1(t)和队列∏2(t)中移除,并对队列进行更新;(20)返回(6),进入下一轮迭代;(21)若则进入(22),否则,转入(26);(22)由w12和选择发送给用户的mcs索引值和tbs索引值,使之符合ts36.213table7.1.7.2.1-1和ts36.213table7.1.7.1-1的约束关系;(23)对用户下行无线承载发送缓冲区大小进行更新,(24)把用户从队列∏1(t)和队列∏2(t)中移除,并对队列进行更新;(25)返回(6),进入下一轮迭代;(26)若由w11和选择发送给用户的mcs索引值和tbs索引值,使之符合ts36.213table7.1.7.2.1-1和ts36.213table7.1.7.1-1的约束关系;(27)把用户从队列∏1(t)和队列∏2(t)中移除,并对队列进行更新;(28)对用户的缓冲区进行更新,(29)返回(6),进入下一轮迭代;(30)根据公式(4)求出该用户wi;(31)由wi和tbsi,选择发送给该用户的mcs索引值和tbs索引值,使之符合ts36.213table7.1.7.2.1-1和ts36.213table7.1.7.1-1的约束关系;(32)若|wi|<c,则进入(33),否则,转入(34);(33)将该用户从队列∏1(t)和队列∏2(t)中移除,并更新队列后,转入(5);(34)算法结束。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本
技术领域:
:的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12当前第1页12