基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于TD?LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方法：由无人机通信终端处的信息流产生模块、分类映射模块、调度模块和信道状态探测模块，以及eNodeB处的无线资源配置模块、信道状态探测模块和信息流恢复模块在多种信令的控制下协作实现。本发明采用4G通信网络TD?LTE，提出了一种无人机信息流分类映射方法及调度算法，可为无人机在飞行过程中回传给控制管理中心的各类信息提供差异化传输服务，为无人机的可靠飞行及获取高质量的采集信息提供有效的链路保证。
【专利说明】
基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度 方法
技术领域
[0001 ]本发明属于无人机技术领域，设及一种调度方法，尤其是一种基于TD-LTE技术面 向多种信流QoS保证的小型民用无人机上行链路调度方法。
【背景技术】
[0002] 小型民用无人机结构简单、体型小巧、成本低廉;其飞行与维护成本低，不畏惧恶 劣的环境;使用灵活，携带方便，不需要专用机场与大型地面设备，因此，未来小型民用无人 机将在自然灾害预防与处理、城乡建设与规划、科学观测、公安边防等领域取得极大的应用 市场。
[0003] 无人机通信系统作为重要子系统之一，是无人机与控制管理中屯、进行实时通信， 反馈飞行状态和情报，接收控制管理中屯、命令的关键所在。目前，无人机系统主要采用基于 卫星、Wi-Fi、蓝牙或紫蜂(Zigbee)的无线通信技术，具有传输距离有限、传输速率不高、实 时性较差等缺点，难W满足民用无人机未来发展的需要。随着4G移动通信技术的发展和"互 联网+"思潮的兴起，已有一些学者和研究机构均考虑采用4G网络控制实现无人机通信，例 如，Md.Arafatur Rahman采用4G WiMAX技术设计可用于雪崩救援的无人机通信系统；美国 AT&T公司宣布将与英特尔公司合作测试及优化无人机连接4G LTE网络时的性能；国内亦有 厂商，如中国移动，也开始尝试用使用4G网络控制无人机。W具有民族自主知识产权的TD- LTE技术为例，它可支持长达IOOkm半径的小区覆盖;能够为低于350km/h的高速移动用户提 供超过lOOkm/s的接入服务;其用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态 到激活状态的迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间低于looms;可灵活配 置从1.25MHz到20MHz的多种带宽。当带宽为20MHz时，TD-LTE系统可达到下行为10. Sbit/ Hz、上行为5.4bi t/Hz的频谱利用率，能够提供下行为lOOMb/s、上行为50Mb/s的标准峰值速 率，W及下行为200Mb/s、上行为lOOMb/s的系统峰值速率。同时，TD-LTE系统采用的多天线 技术可通过赋形来改善小区边缘的用户性能，提高小区容量和抗干扰能力。因此，将4G技术 引入小型民用无人机通信系统，有望大大优化系统传输性能，为无人机与控制管理中屯、之 间的多媒体全交互通信提供良好的链路基础。
[0004] 表1已有通信技术传输性能比较 r00051
1?~~目前，已有一些文献对4G传输链路调度算法进行了性能仿真评估，然而，基于4G的胃 无人机通信系统研究尚处于起步阶段，鲜有专口针对它研究传输链路调度策略。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于TD-LTE技术面向信流 QoS保证的无人机上行链路调度方法。
[0008] 本发明的目的是通过W下技术方案来实现的：
[0009] 运种基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方法，由无人机通 信终端处的信息流产生模块、分类映射模块、调度模块和信道状态探测模块，W及eNodeB处 的无线资源配置模块、信道状态探测模块和信息流恢复模块在多种信令的控制下协作实 现，包括W下步骤：
[0010] 1)倍島流分类映射：
[0011] 无人机通信终端处的信息流产生模块将采集到的应用级信息流递交至分类映射 模块中进行分类映射；
[0012] 2)上行无线资源请求：
[0013] 调度时刻，无人机通信终端处的调度模块向eNodeB处的无线资源配置模块发送上 行无线资源请求信令，上行无线资源请求信令的发送周期及其在子帖中的位置由eNodeB处 的无线资源配置模块配置决定；
[0014] 3)上行信道质量探测：
[0015] 当有信息流分组需要调度时，无人机通信终端处的调度模块会向自身的信道状态 探测模块发送上行无线资源请求信令，并触发自身的信道状态探测模块向eNodeB处的信道 状态探测模块周期性地发送信道探测信令，eNodeB处的信道状态探测模块将所述信道探测 信令承载的信道探测参考信号同已知的信号进行对比，从而知悉当前上行信道的质量；
[0016] 4)无线资源分配：
[0017] eNodeB处的无线资源配置模块按照用户标识符和待传数据量对无人机通信终端 处待调度的信息流进行无线资源配置，并将用户-无线资源配置结果通过无线资源配置信 令发送给无人机通信终端处的调度模块，从而告知调度模块可W在哪个时间哪个载波上传 输数据，W及采用的调制编码方案；
[001引 5)信息流册L分组调度：
[0019] 无人机通信终端处的调度模块根据用户-无线资源配置结果、各类信息流缓存队 列中册L分组、QCI分级权重W及时延性能权重计算不同信息流、用户与无线资源进行配置 时的调度权重函数ih,n,k(t)取值，为函数值最大的册L分组赋予优先调度的权利；
[0020] 6)信息流恢复：
[0021] 无人机通信终端处的调度模块将待调度的各类信息流分组依序递交至eNodeB处 的信息流恢复模块，信息流恢复模块根据每个分组上绑定的信息流标识符、用户标识符W 及无线资源配置信令上承载的无线资源配置结果对接收到的分组进行封装、成帖，最终实 现各类信息流的传输。
[0022] 进一步，W上步骤1)具体为：
[0023] 首先，根据LTE/SAE协议框架中的QCI等级为每类信息流缓存队列中的分组赋予相 应的QCI分级权重；
[0024] 其次，根据各类信息流缓存队列中队头分组在缓存队列中的等待时延，赋予其相 应的时延性能权重；
[0025] 最后，为每个信息流分组绑定用户标识符和信息流标识符。
[0026] 进一步，W上步骤2)中，无人机通信终端处的调度模块在上行无线资源请求过程 中需要告诉eNodeB处的无线资源配置模块要传输的数据量及用户标识符。
[0027] 进一步，W上步骤3)中，eNodeB处的信道状态探测模块将向无线资源配置模块周 期性地发送更新后的上行信道品质标识信令，从而告知信息流调度时可用的无线资源W克 服无线信道的时变性。
[0028] 进一步，W上步骤5)中，无人机通信终端处的调度模块按照先入先出的顺序调度 同一信息流缓存队列中的分组。
[0029] 进一步，上述无人机通信终端的调度权重函数按照W下确定：
[0030] 将口。权重因子诚；（〇引入调度权重函数化,。,如）中，^
蘭足(4)式：
[0031]
C 4)
[0032] 其中，Rn,k(t)是t时刻第n个无人机通信终端信息流如果通过第k个RB递交至 eNodeB的数据传输速率期望：^是上一时刻即t-1时刻第n个无人机通信终端信息流 平均数据传输速率;其中，馬的由下式给出：
[00 削
（5)
[0034]其中，Rn(t)是第n个无人机通信终端在t时刻的瞬时数据传输速率，a为调节因子 且由下式给出：
[003引
（6)
[0036] 其中，Tw为对用户公平性产生影响的时间窗口；
[0037] 将CQI权重因子引入调度权重函数ih,n,k(t)中，令wiG(0，l]满足(7)式：
[00 測
（7)
[0039] 式(7)保证无人机通信终端处的调度模块总是为分类映射模块中CQI优先级高的 册L分组分配较大的CQI权重因子，而为CQI优先级低的册L分组分配较小的CQI权重因子，从 而赋予拥有较高CQI权重因子的册L分组获得优先调度的权利，从而为具有不同时延要求和 丢包率要求的信息流提供初步的QoS传输保证；
[0040] 对于视频业务和音频业务，将时延保证因子《l,n(t)引入调度权重函数lh,n,k(t) 中，令Wl,n(t)E(〇，l]满足(則式：
[0041]
(8)
[0042] 式(8)中，Tl为第I级待调度QCI信息流分组在无人机通信终端分类映射模块缓存 队列中的最大等待时延要求，Tl,n(t) G (0，Ti]为调度时刻t第n个无人机通信终端第1级QCI 信息流待调度HOL分组在缓存队列中的等待时间，ATiG (0，Ti]为系统预定的保护时间间 隔，通常设为帖长，即两次调度之间的间隔；如果A Tl《Tl-Tl,n(t)，即Tl,n(t)G(0,Tl-A Tl]，则该册L分组的等待时间能够满足时延要求;如果A Tl>T广Tl,n(t)，即Tl,n(t) G (Tl- A Tl，Tl]，则该册L分组的等待时间即将超出时延限定，其调度优先级最高，调度模块应赋予其 获得优先调度的权利；
[0043] 适用于无人机通信终端的调度权重函数化,。山〇￡(0，1]可由式(9)给出：
[0044]
9)
[0045] 每个调度时刻，调度模块根据式(9)在可用无人机通信终端集合、待分配无线资源 块集合及待调度HOL分组集合之间进行匹配计算，捜索出与最大调度权重函数值相对应的 无线资源匹配标识符，从而在相应的无线资源块上传输相应用户的特定信息流。
[0046] 本发明具有W下有益效果：
[0047] 本发明采用4G通信网络TD-LTE，提出一种面向多种信息流QoS保证的小型民用无 人机上行链路调度方法，该方法提出了一种无人机信息流分类映射方法及调度算法，可为 无人机在飞行过程中回传给控制管理中屯、的各类信息提供差异化传输服务，为无人机的可 靠飞行及获取高质量的采集信息提供有效的链路保证。
【附图说明】
[004引图1为小型民用无人机通信系统示意图；
[0049] 图2为本发明无人机上行链路调度框图；
[0050] 图3为TD-LTE系统无线帖结构图；
[0051 ]图4为音频信息流分组丢失率比较图；
[0052] 图5为视频信息流分组丢失率比较图；
[0053] 图6为无人机通信终端公平性比较图。
【具体实施方式】
[0054] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0055] 参见图1，当无人机需要将采集到的各种信息流通过TD-LTE公网或专网回传给无 人机控制管理中屯、时，MAC层上面向多种信息流QoS保证的小型民用无人机上行链路调度方 法如图2所示，该方法由无人机通信终端处的信息流产生模块、分类映射模块、调度模块和 信道状态探测模块，W及eNodeB处的无线资源配置模块、信道状态探测模块和信息流恢复 模块在各种信令的控制下协作实现，主要包括W下步骤：
[0化6] 1)信息流分类映射：
[0057] 无人机通信终端处的信息流产生模块将采集到的各种应用级信息流递交至分类 映射模块中进行分类映射，首先，根据LTE/SAE协议框架中的QCI等级为每类信息流缓存队 列中的分组赋予相应的QCI分级权重（参见表2);其次，根据各类信息流缓存队列中队头 化OL)分组在缓存队列中的等待时延，赋予其相应的时延性能权重;最后，还需为每个信息 流分组绑定用户标识符和信息流标识符。
[0058] 表2小型民用无人机采集信息的QCI分级映射 [00591
[0060] 2)上行无线资源请求：
[0061] 调度时刻，无人机通信终端处的调度模块向eNodeB处的无线资源配置模块发送上 行无线资源请求信令，该信令的发送周期及其在子帖中的位置由上层配置决定，调度模块 在上行无线资源请求过程中需要告诉eNodeB处的无线资源配置模块自己要传输的数据量 及用户标识符。
[0062] 3)上行信道质量探测：
[0063] 当有信息流分组需要调度时，无人机通信终端处的调度模块会向自身的信道状态 探测模块发送上行无线资源请求信令，并触发该模块向eNodeB处的信道状态探测模块周期 性地发送信道探测信令，eNodeB处的信道状态探测模块会将该信令承载的信道探测参考信 号同自己已知的信号进行对比，从而准确地知悉当前上行信道的质量。为克服无线信道的 时变性，eNodeB处的信道状态探测模块将向无线资源配置模块周期性地发送更新后的上行 信道品质标识信令，从而进一步告知其信息流调度时可用的无线资源。
[0064] 4)无线资源分配：
[0065] eNodeB处的无线资源配置模块按照用户标识符和待传数据量对无人机通信终端 处待调度的信息流进行无线资源配置，并会将用户-无线资源配置结果通过无线资源配置 信令发送给无人机通信终端处的调度模块，从而告知调度模块可W在哪个时间哪个载波上 传输数据，W及采用的调制编码方案。
[0066] 5)各类信息流册L分组调度：
[0067] 无人机通信终端处的调度模块根据用户-无线资源配置结果、各类信息流缓存队 列中册L分组QCI分级权重W及时延性能权重计算信息流-用户-无线资源调度配置函数取 值，总是为函数值最大的HOL分组赋予优先调度的权利，值得注意的是，调度模块将按照先 入先出的顺序调度同一信息流缓存队列中的分组。
[0068] 6)信息流恢复：
[0069] 无人机通信终端处的调度模块将待调度的各类信息流分组依序递交至eNodeB处 的信息流恢复模块，该模块根据每个分组上绑定的信息流标识符、用户标识符W及无线资 源配置信令上承载的无线资源配置结果对接收到的分组进行封装、成帖，最终实现各类信 息流的高质传输。
[0070] W下对本发明的无人机通信终端的调度权重函数确定进行详细描述：
[0071] TD-LTE系统无线帖结构如图3所示。在TD-LTE系统中，1个无线帖包含10个子帖共 IOms，每个子帖在时域上分为2个时隙，而每个时隙又包含7个SC-抑MA符号，频域上则由多 个子载波组成。在一个子帖内W时域上每7个SC-FDMA符号，频域上每12个子载波为单位的 资源块称为一个RB。一个子帖内的RBs总数由系统上行带宽决定。上行调度实际就是无线资 源配置过程，其目的是将一个子帖内的RBs按照调度算法分配给多个无人机通信终端的多 条信息流，且每个无人机通信终端获得的RBs在频域上是连续分布的。调度时刻，无人机通 信终端处的调度模块需要为RB、无人机终端、各类信息流捜索最佳匹配结果，使得系统获得 最大吞吐量的同时，能够保证用户公平，并满足各类信息流的QoS需求，然而，运种最优无线 资源配置问题已经被证明是NP-化rd问题，故需要根据无人机通信系统特点研究面向多种 信息流QoS保证的小型民用无人机上行链路调度算法。
[0072] 假定系统有N个无人机通信终端，且调度时刻有K个RB可W承载各类信息流，令无 线资源匹配标识符Cl,n,k(t)满足：
[0073]
…
[0074] (3)式表明调度时刻，每个RB仅能分配给1个无人机通信终端上的1条信息流。
[00巧]调度时刻t^，如果满足：
[007引
（2)
[0077]则有；
[007引 Ci',n',k'(t') = 1 (3)
[0079] 其中，调度时刻t，如果将第n个无人机通信终端分类映射模块处的CQI等级为1的 册L分组通过第k个RB发送给eNodeB，则该HOL分组对应的调度权重函数为化,n,k(t)。当无线 资源匹配标识符取值满足(3)式时，即表明调度时刻t/第n/个无人机通信终端处的调度模 块将在第k/个RB上向eNodeB上传第条信息流。
[0080] 表3S种典型调度算法的性能比较
[0081]
[0082] 适用于TD-LTE移动通信网络的典型调度算法有S种，分别是轮询(RR)算法、最大 载干比(MAX C/I)算法和比例公平(PF)算法，其性能比较参见表3，由于PF算法能够在用户 公平和频谱效率之间做出很好的权衡，故借鉴PF算法将PF权重因子诚引入调度权重函 数化,。,如）中，令端(〇E(〇，l]满足(4)式：
[0083]
(4)
[0084] 其中，Rn,k(t)是t时刻第n个无人机通信终端信息流如果通过第k个RB递交至 eNodeB的数据传输速率期望，巧,(/-〇是上一时刻即t-1时刻第n个无人机通信终端信息流 平均数据传输速率。Rn,k(t)值越大，或者巧直越小，则巧值越大，表明第n个无人 机终端获取第k个RB的可能性越大，其中，巧,(.〇由下式给出：
[0085]
(5)
[0086] 其中，Rn(t)是第n个无人机通信终端在t时刻的瞬时数据传输速率，a为调节因子 且由下式给出：
[0087]
[008引其中，Tw为对用户公平性产生影响的时间窗口。
[0089] 小型民用无人机通过TD-LTE移动通信网络回传给控制管理中屯、的典型信息主要 包括=类业务：飞行状态数据信息、音频信息和视频信息。表2列出了系统对运=类典型业 务的分级映射情况，其中，飞行状态数据信息与无人机的安全平稳飞行密切相关，因此具有 最高QCI分级，即1 = 1，而音频信息和视频信息则是当前无人机进行信息采集时需要实时传 输的主要业务类型，分别对应1 = 2和1=4,其它QCI等级则为保留等级，用于其它新增特殊 业务的分级映射。将CQI权重因子CO 1引入调度权重函数化,n, k( t)中，令O 1 G (0，1 ]满足(7) 式：
[0090]
[0091] 式(7)可保证无人机通信终端处的调度模块总是为分类映射模块中CQI优先级高 的册L分组分配较大的CQI权重因子，而为CQI优先级低的册L分组分配较小的CQI权重因子， 从而赋予拥有较高CQI权重因子的册L分组获得优先调度的权利，从而为具有不同时延要求 和丢包率要求的信息流提供初步的QoS传输保证。
[0092] 由于视频业务和音频业务具有更加严苛的实时传输要求，故将时延保证因子《l,n (1：)引入调度权重函数化,。,1<(1:)中，令〇1,。(1:)￡(0，1]满足(8)式：
[圆]
(8)
[0094]式(8)中，Tl为第1级待调度QCI信息流分组在无人机通信终端分类映射模块缓存 队列中的最大等待时延要求，Tl,n(t) G (0，Ti]为调度时刻t第n个无人机通信终端第1级QCI 信息流待调度HOL分组在缓存队列中的等待时间，ATiG (0，Ti]为系统预定的保护时间间 隔，通常设为帖长，即两次调度之间的间隔。如果ATl《Tl-Tl,n(t)，即Tl,n(t)G(0，Tl-A Tl],则该HOL分组的等待时间能够满足时延要求，且Tl,n(t)越短，其调度优先级就越低；如 果A Tl>T广Tl,n(t)，即Tl,n(t) G (Tl- A Tl，Tl]，则该册L分组的等待时间即将超出时延限定， 其调度优先级最高，调度模块应赋予其获得优先调度的权利。因此，《l,n(t)将进一步为具 有不同时延要求的信息流提供更好的实时传输保证。
[00M]综上可知，适用于无人机通信终端的调度权重函数化,n,k(t) G (0，1]可由式(9)给 出：
(9)
[0097]每个调度时刻，调度模块都会根据式(9)在可用无人机通信终端集合、待分配无线 资源块集合及待调度HOL分组集合之间进行匹配计算，捜索出与最大调度权重函数值相对 应的无线资源匹配标识符，从而在相应的无线资源块上传输相应用户的特定信息流。
[009引试验验证：
[0099] 采用LTE-Sim仿真平台对基于TD-LTE技术面向多种信息流QoS保证的小型民用无 人机上行链路调度策略进行仿真验证。仿真场景如图2所示：小区半径为1km，包括1个 eNodeB和5到10架无人机通信终端。其中，eNodeB位于小区中屯、位置，无人机飞行方式设定 为Way-Point模型，行驶速度设为30km/h。除保证无人机平稳飞行的飞行状态数据信息外， 每个无人机通信终端还同时上传两类信息流，及音频信息和视频信息。采用开/闭马尔科夫 模型模拟VoIP流，采用视频测试序列巧ighway. yuv"模拟视频流。仿真时间设定为IOOs，每 次仿真过程至少进行10次，最终结果取平均值。
[0100] 由于系统总是为与飞行状态密切相关的数据信息提供CQI等级为1级且具有恒定 传输速率的调度服务，且此类信息数据量不大，故总能获得最好的调度传输服务，因次仅对 QCI等级为2级的音频信息和QCI等级为4级的视频信息进行性能评估。图4和图5分别给出了 音频信息流和视频信息流的分组丢失率性能直方图。可W看到，随着小区无人机通信终端 数的不断增加，系统上行负载越来越大，两种算法的分组丢包率均随之增加。由于音频信息 流的QCI等级高于视频信息流且传输速率低于视频信息流，故两种算法的音频信息流分组 丢失率很低且均在1 % W内，大大低于视频信息流分组丢失率。由于建议算法能够为即将超 出等待时间间隔的HOL分组赋予优先调度的权利，当有HOL分组即将超出时延限定时，该分 组可W优先获得RB并进行上传，因此，对于音频信息流和视频信息流而言，建议算法均能够 获得优于PF算法的分组丢失率性能，从而为无人机上行通信信息的采集提供更好的实时保 证。图6给出了两种建议算法公平指数比较，公平指数越接近1表明系统用户的公平性越好， 图中可知建议算法略低于比例公平算法，运是建议算法为信息流提供实时传输保证所付出 的必要开销，但仍可保证系统用户在无线资源获取方面具有较好的公平性。
【主权项】
1. 一种基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方法，其特征在于，由 无人机通信终端处的信息流产生模块、分类映射模块、调度模块和信道状态探测模块，W及 eNodeB处的无线资源配置模块、信道状态探测模块和信息流恢复模块在多种信令的控制下 协作实现，包括W下步骤： 1) 信息流分类映射： 无人机通信终端处的信息流产生模块将采集到的应用级信息流递交至分类映射模块 中进行分类映射； 2) 上行无线资源请求： 调度时刻，无人机通信终端处的调度模块向eNodeB处的无线资源配置模块发送上行无 线资源请求信令，上行无线资源请求信令的发送周期及其在子帖中的位置由eNodeB处的无 线资源配置模块配置决定； 3) 上行信道质量探测： 当有信息流分组需要调度时，无人机通信终端处的调度模块会向自身的信道状态探测 模块发送上行无线资源请求信令，并触发自身的信道状态探测模块向eNodeB处的信道状态 探测模块周期性地发送信道探测信令，eNodeB处的信道状态探测模块将所述信道探测信令 承载的信道探测参考信号同已知的信号进行对比，从而知悉当前上行信道的质量； 4) 无线资源分配： eNodeB处的无线资源配置模块按照用户标识符和待传数据量对无人机通信终端处待 调度的信息流进行无线资源配置，并将用户-无线资源配置结果通过无线资源配置信令发 送给无人机通信终端处的调度模块，从而告知调度模块可W在哪个时间哪个载波上传输数 据，W及采用的调制编码方案； 5) 信息流册L分组调度： 无人机通信终端处的调度模块根据用户-无线资源配置结果、各类信息流缓存队列中 册L分组、QCI分级权重W及时延性能权重计算不同信息流、用户与无线资源进行配置时的 调度权重函数化,η,k(t)取值，为函数值最大的册L分组赋予优先调度的权利； 6) 信息流恢复： 无人机通信终端处的调度模块将待调度的各类信息流分组依序递交至eNodeB处的信 息流恢复模块，信息流恢复模块根据每个分组上绑定的信息流标识符、用户标识符W及无 线资源配置信令上承载的无线资源配置结果对接收到的分组进行封装、成帖，最终实现各 类信息流的传输。2. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方 法，其特征在于，步骤1)具体为： 首先，根据LTE/SAE协议框架中的QCI等级为每类信息流缓存队列中的分组赋予相应的 QCI分级权重； 其次，根据各类信息流缓存队列中队头分组在缓存队列中的等待时延，赋予其相应的 时延性能权重； 最后，为每个信息流分组绑定用户标识符和信息流标识符。3. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方 法，其特征在于，步骤2)中，无人机通信终端处的调度模块在上行无线资源请求过程中需要 告诉eNodeB处的无线资源配置模块要传输的数据量及用户标识符。4. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方 法，其特征在于，步骤3)中，eNodeB处的信道状态探测模块将向无线资源配置模块周期性地 发送更新后的上行信道品质标识信令，从而告知信息流调度时可用的无线资源W克服无线 信道的时变性。5. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方 法，其特征在于，步骤5)中，无人机通信终端处的调度模块按照先入先出的顺序调度同一信 息流缓存队列中的分组。6. 根据权利要求1所述的基于TD-LTE技术面向信流QoS保证的无人机上行链路调度方 法，其特征在于，所述无人机通信终端的调度权重函数按照W下确定： 将PF权重因子巧(?)引入调度权重函数化,η, k(t)中，令〇原的e (0, U满足(4)式：(4) 其中，Rn,k(t)是t时刻第η个无人机通信终端信息流如果通过第k个RB递交至eNodeB的 数据传输速率期望，巧,(/--1)是上一时刻即t-1时刻第η个无人机通信终端信息流平均数据 传输速率;其中Λ (0由下式给出：- (5) 其中，Rn(t)是第η个无人机通信终端在t时刻的瞬时数据传输速率，α为调节因子且由下 式给出：(6) 其中，IV为对用户公平性产生影响的时间窗口； 将CQI权重因子ωι引入调度权重函数ih,n,k(t)中，令ωιΕ (〇，：[]满足(7)式：(7) 式(7)保证无人机通信终端处的调度模块总是为分类映射模块中CQI优先级高的册L分 组分配较大的CQI权重因子，而为CQI优先级低的册L分组分配较小的CQI权重因子，从而赋 予拥有较高CQI权重因子的册L分组获得优先调度的权利，从而为具有不同时延要求和丢包 率要求的信息流提供初步的QoS传输保证； 对于视频业务和音频业务，将时延保证因子ωι,η(υ引入调度权重函数lh,n,k(t)中，令 C〇l,n(t) E (0,1]满足(8；)式：(8) 式(8)中，Τι为第1级待调度QCI信息流分组在无人机通信终端分类映射模块缓存队列中 的最大等待时延要求，了1,。(〇￡(〇，1'1]为调度时刻*第11个无人机通信终端第1级9(：1信息流 待调度册L分组在缓存队列中的等待时间，A Tie (〇，Τι]为系统预定的保护时间间隔，通常 设为帖长，即两次调度之间的间隔；如果Δ Τ?《Τ广Tl,n(t)，即Tl,n(t) e (0 ,Τ?- Δ Τι]，则该 册L分组的等待时间能够满足时延要求;如果Δ Τι>Τ广Tl,n(t)，即Tl,n(t) e (Τι-Δ Τι，Τι]，则 该册L分组的等待时间即将超出时延限定，其调度优先级最高，调度模块应赋予其获得优先 调度的权利； 适用于无人机通信终端的调度权重函数化,n,k(t) e (0,1]可由式(9)给出：每个调度时刻，调度模块根据式(9)在可用无人机通信终端集合、待分配无线资源块集 合及待调度册L分组集合之间进行匹配计算，捜索出与最大调度权重函数值相对应的无线 资源匹配标识符，从而在相应的无线资源块上传输相应用户的特定信息流。
【文档编号】H04W72/12GK105979603SQ201610471151
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】王高峰, 石钟磊, 陈婷, 高涛
【申请人】贵州宇鹏科技有限责任公司