基于负载自适应的lte调度方法

文档序号:10691922阅读:798来源:国知局
基于负载自适应的lte调度方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于负载自适应的LTE调度方法,包括以下步骤:物理资源核算、小区负载评估、吞吐量优先级提取和建立负载自适应模型。本发明根据用户申请业务速率的大小来核算小区负载,对负载进行区分,结合收敛参数,建立小区负载自适应模型。对于低负载状况,能够最大限度地提升小区的吞吐量,而对于高负载情形,则自适应地降低物理资源占用多的用户的调度优先级,从而使小区负载保持在一个合理的水平。本发明具有兼顾小区的吞吐量和系统的公平性,可以动态地跟踪小区的负载状况,在保证小区不过载的前提下,实时对不同的速率用户灵活调整调度优先级的特点。
【专利说明】
基于负载自适应的LTE调度方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种LTE系统的调度方法,尤其是一种基于负载自适应的公平性调度 方法。
【背景技术】
[0002] LTE系统是一种能够保证业务服务质量QoS(Quality of Service)和用户公平性 的无线宽带通信技术,越来越得到广泛应用。为提高系统资源利用率,LTE采取共享信道机 审IJ,根据快速变化的传播环境,外界干扰W及系统负荷等因素,及时动态地在用户之间分配 物理资源。目前常用的调度算法如RR(R〇und Robin,轮询调度),PF(Propodion Fair,比例 公平)和SJF(Shod First,最短作业优先)等调度方法,均单纯地强调系统吞吐量或公 平性,没有考虑在两者之间如何实现均衡。此外,现有的LTE调度方法侧重点包括业务质量, 干扰协调和用户感知等,对于小区负载的影响考虑的不多。虽然小区负载可W通过LTE的负 载均衡功能来实现,但会相应增加系统的信令负荷,而随着LTE小区用户的增加,对负载的 影响也需要更加密切关注。

【发明内容】

[0003] 本发明的发明目的是为了克服现有技术中的LTE系统调度用户未顾及对小区负载 的影响,也无法兼顾系统吞吐量和公平性的不足,提供了一种基于负载自适应的公平性调 度方法。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用W下技术方案:
[0005] 一种基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,包括N个用户{111,化,-',^},设定 Ui是每个用户,lue {ui,U2,···,un};包括如下步骤:
[0006] (1-1)物理资源核算;
[0007] (1-2)小区负载评估;
[000引(1-3)吞吐量优先级提取;
[0009] (1-4)建立负载自适应模型。
[0010] 本发明根据用户申请业务速率的大小来核算小区负载,并对负载进行区分,结合 收敛参数,建立小区负载自适应模型。对于低负载状况,能够最大限度地提升小区的吞吐 量,而对于高负载情形,则自适应地降低物理资源占用多的用户的调度优先级,从而使小区 负载保持在一个合理的水平;本发明的调度机制可同时兼顾小区的吞吐量和低负载,W及 系统的公平性。
[0011] 本发明可W动态地跟踪小区的负载状况,实时对不同的速率用户灵活调整其调度 优先级,有利于保证系统的公平性,保持系统均衡。
[0012] 作为优选,步骤(1-1)包括如下步骤:
[0013] 设定用户m申请的业务速率为Vui,用户m的信噪比为SINRui,对于每个物理资源 块的占用带宽BW,利用公
计算用户m占用的物理资源块数 量NP民Buj。
[0014]作为优选,步骤(1-2)包括如下步骤:
[001引设定小区C内总的物理资源块为PRBt。*,。,利用公式
计算小区C的 负载取C。
[0016] 作为优选,步骤(1-3)包括如下步骤:
[0017] 设定小区C内用户Ui的吞吐量优先级为i3i,利用公苗
十算扔。
[0018] 作为优选,步骤(1-4)包括如下步骤:
[0019] (5-1)设定收敛参数为α,小区C的负载临界值为啤化,对于每个用户ui,利用公式
计算其综合优先级Pi;
[0020] (5-2)将用户m按照优先级Pi放入调度器进行调度。
[0021] 作为优选,所述收敛参数α>1。
[0022] 作为优选,还包括如下步骤:
[0023] 当化 < 中比时,调度器按照优先i
对用户U进行调度;
[0024] 当cpc > φ地时,调度器按照优先窃
计 用户m进行调度。
[0025] 本发明具有如下有益效果:兼顾小区的吞吐量和系统的公平性,可W动态地跟踪 小区的负载状况,在保证小区不过载的前提下,实时对不同的速率用户灵活调整调度优先 级。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明的一种流程图;
[0027] 图2是本发明与RR、SJF、CLSSA的一种吞吐量比较图;
[002引图3是本发明与RR、SJF、CLSSA的一种小区负载比较图;
[0029] 图4是本发明与RR、SJF、化SSA的一种公平性比较图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的描述。
[0031] 如图1所示的实施例是一种基于负载自适应的LTE调度方法,包括N个用户{m, U2,···,Un},设定Ui是每个用户,lue {ui,U2,···,un};
[0032] 步骤1:物理资源核算
[0033] 设定用户m申请的业务速率为Vui,用户m的信噪比为SINRui,对于每个物理资源 块的占用带宽BW,利用公式
[0034]
计算用户Ui占用的物理资源块数量NPRBui;
[0035] 步骤2:小区负载评估
[0036] 设定小区C内总的物理资源块PRBt。*,。,利用公式
计算小区C的 负载ipc;
[0037] 步骤3:吞吐量优先级提取
[0038] 设定小区C内用户Ui的吞吐量优先级为扔,利用公式
|^算扔;
[0039] 步骤4:建立负载自适应模型
[0040] (4-1)设定收敛参数为α,小区C的负载临界值为φ&,对于每个用户Ui,利用公式
计算其综合优先级Pi;
[0041] (4-2)将用户m按照优先级Pi放入调度器进行调度。
[0042] 下面WN=5为例对本发明进行具体说明,其中用户m同时开展两类业务,典型基 础数据如表1、表2中所示:
[0043]
[0046] 表 2
[0047] 本实施例描述的基于负载自适应的LTE调度方法,包括如下步骤:物理资源核算, 小区负载评估,吞吐量优先级提取和建立负载自适应模型。
[004引步骤1:物理资源核算
[0049] 计算用户m占用的物理资源块数i
[0050] 步骤2:小区负载评估
[0化1]计算小区c的负截
[0052]步骤3:吞吐量优先级提取 [0化3] 计算
[0054]步骤4:建立负载自适应模型
[0化5]由于= 0.26, φ比=0.5,因此满足条件< cpth,各用户的综合优先级将根 据优选方案

进行计算,并按照{U日,U4,U2,U3, ui}的顺序将各用户放入调度器进行调度。
[0化6]仿真实验:
[0057]将本发明的化SSA方法与RR,SJF等方法进行仿真对比,调度用户数从10个逐步增 加到30个,所得的LTE系统吞吐量,调度过程中的小区负载W及方法公平性分别参见附图2 至4所示。
[005引如图2所示,本发明的化SSA会在小区负载未达到临界值之前,给予吞吐量越高的 用户更大的调度优先级,使整个小区的吞吐量线性提升,只有当小区负载触发时,才会下调 高吞吐量用户。因此,在RR、SJF与CLSSAS者对比中,CLSSA小区的吞吐量最高,RR因为致力 于公平性,完全没有考虑用户的速率,因此其吞吐量最低。
[0059] 如图3所示,本发明的化SSA在调度过程中对小区负载的影响是最小的,即在满足 最大吞吐量的同时不抬升小区的负载,能够接纳更多的用户。相比之下,SJF对小区负载的 影响最大。
[0060] 如图4所示,本发明的化SSA在小区负载达到临界值时,会适度调低高吞吐量用户 的优先级,使算法整体保持相对公平。RR的公平性仍然是所有算法中最高的,运是由其准则 决定的,而SJF根据没考虑公平性,其公平性是最低的。
[0061] 应理解,本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在 阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可W对本发明作各种改动或修改,运些等 价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1. 一种基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,包括N个用户{ui,U2,···,un},设定Ui 是每个用户,me {ui,U2,'",un};包括如下步骤: (1-1)物理资源核算; (1-2)小区负载评估; (1-3)吞吐量优先级提取; (1-4)建立负载自适应模型。2. 根据权利要求1所述的基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,步骤(1-1)包括如 下步骤: 设定用户m申请的业务速率为VUi,用户Ul的信噪比为SINRUi,对于每个物理资源块的 占用带宽BW,利用公式·计算用户m占用的物理资源块数量 NPRBUi。3. 根据权利要求1所述的基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,步骤(1-2)包括如 下步骤: 设定小区c内总的物理资源块为PRBTcit,c 计算小区c的负载 Ψ〇64. 根据权利要求1所述的基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,步骤(1-3)包括如 下步骤: 设定小区c内用户Ui的吞吐量优先级为私:5. 根据权利要求1或2或3或4所述的基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,步骤 (1-4)包括如下步骤: (5-1)设定收敛参数为α,小区c的负载临界值为(Pth,对于每个用户iu,利用公式计算其综合优先级Pi; (5-2)将用户m按照优先级入调度器进行调度。6. 根据权利要求5所述的基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,所述收敛参数〇 > 1〇7. 根据权利要求5所述的基于负载自适应的LTE调度方法,其特征是,还包括如下步骤: 当<Pc彡屮边时,调度器按照优先级对用户m进行调度; 当tpc > <pth时,调度器按照优先级
【文档编号】H04W72/12GK106060952SQ201610397153
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】肖清华
【申请人】华信咨询设计研究院有限公司
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