一种基于LTE‑Advanced中继系统的下行调度算法的制作方法

本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种适用于LTE-Advanced中继系统的下行调度算法，。

背景技术：

为了满足越来越多种类的服务包括实时在线游戏、在线视频点播、视频会议、多媒体消息、语音电话、网页浏览、和FTP下载等的需求，第三代合作伙伴项目（3GPP）推出了LTE，LTE-Advanced（简称LTE-A）是LTE的演进版本，LTE-A的进一步推出时为了满足今后若干年内无线通信领域更高的要求和更多业务的需求。LTE-A采用了多点协作传输、多天线增强、中继等新的技术，可以巨大地提高整个通信系统的数据峰值速率、小区平均频谱效率和小区边界区域的用户性能。

调度模块是LTE-A中继系统的一个重要组成部分，其主要功能是无线资源分配和管理，计算不同用户业务的优先级，HARQ重传控制等。它决定了用户调度的优先级，用户占用的时频资源、采用的调制编码方案以及多输入多输出传输模式等。在LTE-A系统中无线资源管理的优劣决定着系统性能的好坏，如何动态的调用时域或频域的资源是LTE-A能够支持各类业务应用的核心，一个优秀的调度算法可以最大程度上提升系统的服务性能。

技术实现要素：

基于现有技术，本发明提出了一种基于LTE-Advanced中继系统的下行调度算法，通过系统实时承载的数据量大小的判断而改变系统的调度策略，利用系统缓存数据量自适应的调度策略，用户的数据被调度的优先级会随着缓存数据量的变化而重新调整。

本发明的一种基于LTE-Advanced中继系统的下行调度算法，该方法包括以下步骤：

步骤1、当前时刻的接入LTE-A系统的所有用户的所有待传数据业务更新；

步骤2、获取本次调度参数，包括QoS、CQI、用户业务的最大时延、用户瞬时速率、用户平均吞吐量等；

步骤3、遍历所有的接入LTE-A系统的用户承载，求和得到基站缓存区的待发送数据总量q，然后进行新算法处理得到和q有密切关系的引入参数A和B；参数B通过用户当前业务的瞬时速率和当前的系统吞吐量的指数运算取得的值；如以下公式所示：

其中，T_m,n表示用户业务能承受的的最大时延阈值；u_m(t)表示用户业务当前时刻的瞬时速率；Q₁、Q₂是缓存数据量的阈值；q_m是第m个用户的缓存数据量；

步骤4依据Q₁、Q₂对q的大小范围进行判断；

步骤5、如果q小于阈值Q₁，则系统的调度策略维持标准的LTE-Advanced中继系统的下行调度算法，用户业务的优先级计算不变；

步骤6、如果q在阈值Q₁和Q₂之间，则系统的调度策略会改变，用户业务的优先级与业务允许最大时延相关的参数A有关系，调度采用提升实时业务的的调度优先级策略；

步骤7、如果q大于阈值Q₂，则系统的调度策略会改变，用户业务的优先级计算跟引入的参数A和B有关系，调度采用在提升实时业务的的调度优先级策略的基础上，再引入数据瞬时传输速率较高的实时业务的调度优先级策略；

步骤8、根据步骤5、步骤6、步骤7的不同的调度策略，对得到的用户业务优先级进行排序；

步骤9、把系统资源分配给调度用户，根据步骤8的用户业务优先级排序按照从高到低进行资源分配，从系统的第一个通信资源块起始，为该通信资源块上最高优先级的用户业务分配资源，系统会满足所有接入用户的需求；

步骤10、确定待传送用户业务数据格式，包括被调度UE的MCS、传输块TB大小等参数；

步骤11、构建本次的调度信息，通过PDCCH信道发送给用户。

与现有技术相比，本发明把下行待发送数据总量引入到了调度算法中，并根据q的值的改变，使调度算法具有调度策略自适应性，并最终可以获得比改进前调度算法更高的吞吐量和更低的调度时延，充分利用资源，提升中继基站的性能。

附图说明

图1为LTE-A下行调度模型示意图；

图2为标准的LTE-Advanced中继系统的下行调度算法下行调度算法流程图；

图3为改进下行调度算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，为LTE-A下行调度模型示意图。下行调度主要是动态地调度在所有接入用户中选择哪些用户在下一时刻发送这些用户的数据包，在每一个TTI的时间内，每一个用户发送各自的下行信道指示符号（CQI）到中继服务器，当系统中有可以用于传输的资源块的时候，分组调度器会根据调度算法计算用户业务的优先级，然后根据用户业务优先级从高到低进行数据传输，调度算法会根据每一个缓存区的数据包的状态信息（信道质量、业务类型、队列状态、最大延迟）进行优先级排序，优先级最高用户的会被优先分配PRB并进行数据传输。

如图2所示，标准的LTE-Advanced中继系统的下行调度算法流程图，包括以下步骤：

步骤201：用户业务数据更新，当前时刻的接入LTE-A系统的所有用户的所有待传数据业务更新；

步骤202：获取本次调度参数，包括QoS，CQI，用户业务的最大时延，用户瞬时速率，用户平均吞吐量等；

步骤203：根据步骤202获取的当前所有用户业务的调度参数，按LTE-A系统调度算法进行优先级计算并排序；

步骤204：把系统资源分配给调度用户，根据步骤203排序好用户优先级按照从高到低进行资源分配，从系统的第一个通信资源块起始，为该通信资源块上最高优先级的用户业务分配资源，系统会尽量满足所有接入用户的需求直到通信资源块资源耗尽；

步骤205：待传送用户业务数据格式确定，确定被调度UE的MCS、传输块TB大小等参数；

步骤206：构建本次的调度信息生成，通过PDCCH信道发送给用户。

图3是改进的LTE-Advanced中继系统的下行调度算法流程图，包括以下步骤：

步骤301：用户业务数据更新，当前时刻的接入LTE-A系统的所有用户的所有待传数据业务更新；

步骤302：获取本次调度参数，包括QoS、CQI、用户业务的最大时延、用户瞬时速率、用户平均吞吐量等；

步骤303：遍历所有的接入LTE-A系统的用户承载，求和得到基站缓存区的待发送数据总量q，然后进行新算法处理得到和q有密切关系的引入参数A和B；参数A通过用户业务的最大时延阈值和当前的系统吞吐量的指数运算取得的值；参数B通过用户当前业务的瞬时速率和当前的系统吞吐量的指数运算取得的值；如以下公式所示：

其中，T_m,n表示用户业务能承受的的最大时延阈值；u_m(t)表示用户业务当前时刻的瞬时速率；Q₁、Q₂是缓存数据量的阈值；q_m是第m个用户的缓存数据量；

步骤304：根据步骤303得到的q，对q的值的大小范围进行判断，如果q小于阈值Q₁，执行步骤305；如果q在阈值Q₁和Q₂之间，执行步骤306，如果q大于阈值Q₂；执行步骤307；此处，阈值Q₁、Q₂的值是在通信场景中通过测试取得，在本文中，Q₁的取值为中级通信场景中系统调度接近丢包时候的系统吞吐量，Q₁的取值为中级通信场景中系统调度接近满载时候的系统吞吐量。

步骤305：根据步骤304的判断结果，如果q小于阈值Q₁，则系统的调度策略维持原算法（图2所示流程），用户业务的优先级计算不变；

步骤306：根据步骤304的判断结果，如果q在阈值Q₁和Q₂之间，则系统的调度策略会改变，用户业务的优先级计算跟引入的和业务允许最大时延相关的参数A关系：其中参数A是为了提升实时业务的的调度优先级的策略；

步骤307：根据步骤304的判断结果，如果q大于阈值Q₂，则系统的调度策略会改变，用户业务的优先级计算跟引入的参数A和B有关系：其中A是为了提升实时业务的的调度优先级的策略，B提升瞬时传输速率较高的实时业务的调度优先级的策略；也就是是，这时候调度算法在有参数A的基础上引入和数据瞬时传送速率相关的参数B；

步骤308：根据步骤305、步骤306、步骤307的不同的调度策略，对得到的用户业务优先级进行排序；

步骤309：把系统资源分配给调度用户，根据步骤308的用户业务优先级排序按照从高到低进行资源分配，从系统的第一个通信资源块起始，为该通信资源块上最高优先级的用户业务分配资源，系统会尽量满足所有接入用户的需求直到通信资源块资源耗尽；

步骤310：确定待传送用户业务数据格式，包括被调度UE的MCS、传输块TB大小等参数；

步骤311：构建本次的调度信息，通过PDCCH信道发送给用户。