专利名称：一种下行共享信道资源调度方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别提供一种下行共享信道资源调度方法。
背景技术：
第三代移动通信系统可支持各种类型的多媒体业务，包括最大速率达到384千比特/秒(384kbps)甚至2兆比特/秒(2M bps)的交互或背景业务。一般来讲，在相同条件下，业务的速率越高，需要消耗的系统资源也就越多。同时，消耗的系统资源的多少受到移动台离基站远近以及周围环境的影响，移动台离基站越远，周围环境对信号的衰落越强烈，消耗的资源就越多，反之就越少。但是，系统总的资源是比较有限的，尤其是基站的功率资源和小区的信道码资源更有限，因此一个关键的问题就是合理分配资源以提高利用效率。如果在某个环境恶劣的地方，为一个用户建立速率高达2M bps的业务，可能导致的结果是系统中的绝大部分资源都被这个用户使用掉了。也就是说，整个系统不能为其他用户提供必要的服务了，甚至是一般的语音业务也不能提供。因此，为了防止一些用户对系统资源的过度消耗或浪费，有必要对他们建立的业务进行一定的限制。
为了有效的分配和利用资源，在WCDMA(WCDMAWide-band CDMA)移动通信系统中，设计了一种信道可以被小区内的多个用户所共享的信道类型，即下行共享信道(DSCHDownlink Shared Channel)。该信道只在下行链路中才有，通过多个用户对系统中信道码资源、功率资源的复用，达到提高系统吞吐率的目的。
在一定调度方法的控制下，使用共享信道的用户以时分、码分或者时分结合码分的方式动态获得对某个信道，更直接的说应该是信道码的使用权，然后利用获得的信道码进行数据传输，调度方法决定了每一个使用共享信道的用户什么时候以多大的速率来传输数据。根据调度算法模块的调度结果，用户在不同时刻可以传输的数据是可变的，最快可以以10毫秒为单位进行变化。
由此可知，调度方法的性能决定了系统性能的多个方面，包括系统资源的利用效率、系统容量的大小、系统中用户的平均数据传输速率、不同用户之间在数据传输方面的公平性等。一种典型的调度方法就是循环法(roundrobin)，也就是说调度算法模块按照一定的次序，把DSCH资源轮转着分配给每个用户使用。一个用户在使用了一次资源以后，只有等到其它所有用户都使用了一次DSCH资源，该用户才能够再次获得DSCH资源的使用权。
现有循环法技术通过非常简单的循环机制，把DSCH资源平均分配给了所有用户，用户之间在获得DSCH资源的机会上是平等的。这样的处理存在以下几个严重的缺陷1、用户在服务质量方面不公平不同用户中请的业务类型和质量要求都是不同的，由此每个用户也可能使用不同的费率，如果把DSCH资源平均分配给这些用户，系统就不能满足用户在服务上的差异化要求。
2、不能充分利用有限的系统资源系统中DSCH信道资源也是有限的，简单的循环法，把资源依次分配给每个用户，但每个用户在使用DSCH信道时资源利用效率存在很大的差异，跟每个用户所处的位置和周边环境有密切关系。这样的调度方法在资源利用效率上只能保证平均值的水平。
3、资源浪费严重循环的调度方法并没有考虑用户的实际需求，每次都把所有的资源分配给一个用户，但该用户可能根本就没有那么多的数据需要传输，这样就导致了严重的资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是通过综合考虑用户在服务类型、服务优先级、资源利用效率、用户的数据传输需求，以及等待时间等多个方面因素，充分体现用户之间在服务方面的差异性，保证用户之间一定的公平性，同时优化系统资源的利用效率。
本发明技术方案是这样实现的，一种下行共享信道资源调度方法，其特征在于包括下列步骤S1实时监测下行共享信道资源信息，当满足预先设定的触发条件时继续步骤S2，否则，循环步骤S1；S2收集下行共享信道用户信息；S3根据所述用户信息判断下行共享信道的用户调度优先级；S4按照所述调度优先级从高至低对用户重新分配下行共享信道的带宽，使每个用户分配到的带宽等于该用户需要传输的数据量；S5重新分配结束后返回步骤S1。
所述触发条件至少包括下列其中之一该下行共享信道被分配到新用户或新业务；该下行共享信道的一个数据用户的待传数据量，在缓冲区中的占用率低于设定的最低阈值Tl，或者高于设定的最高阈值Th，所述Tl和Th满足关系0＜Tl＜Th＜1；该下行共享信道距离前一次调度的时间超过设定的时间阈值Tt；该下行共享信道的一个数据用户等待分配到下行共享信道资源的时间超过设定的阈值Twait-t。
所述的下行共享信道资源信息至少包括下列其中之一用户的数量；各用户待发送数据量；各用户等待数据发送的时间长度；该下行共享信道距离前一次调度的时间。
所述的用户信息至少包括下列其中之一业务的优先级；缓冲区中数据量的大小；等待资源分配的时间；传输数据时的功率利用效率；各用户建立业务时请求的最大速率及其保证比特率。
所述的调度优先级可以通过下面的公式1或2计算Psch＝(Pservice)Np*(Vbuffer)Nv*(Twait)Nt*(Epower)Ne...1Psch＝(Pservice)Np+(Vbuffer)Nv+(Twait)Nt+(Epower)Ne.......2其中Psch为用户的调度优先级，Psch高的优先调度；Pservice为用户所建立业务的优先级；Vbuffer为用户缓冲区中数据量的大小；Twait为用户等待资源分配的时间；Epower为用户传输数据时的功率利用效率；Np、Nv、Nt、Ne为整数，按照其底数在调度中参考的比重设定，不考虑时设定为0。
本发明提供的综合考虑多个因素的DSCH资源调度方法，充分考虑了不同用户所建立业务的不同优先级、不同用户的实际数据传输需求、用户获得资源的公平性，并结合不同用户的功率资源利用效率，进行有针对性的、合理的资源调度，从而能够有效的保证系统资源的利用效率，尤其是功率资源，在体现用户公平性的同时实现不同优先级用户在服务质量方面的差异性。同时，该调度算法提供了高度的灵活性，通过改变指数的具体大小就可以方便地实现调度算法对各方面因素重视程度。
下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。
图1为下行DSCH信道调度算法基本步骤示意图。
具体实施例方式
如下图1所示，本调度方法具体由调度算法模块完成，基本步骤包括1、设置触发条件就是调度算法模块为启动新的DSCH资源调度设置触发条件。
小区变化可以包括但不限制于以下内容DSCH用户(即使用DSCH信道的用户)的数量、各DSCH用户的待发送数据量、各DSCH用户等待数据发送的时间长度，以及距离前一次调度算法模块启动的时间等。
触发调度算法模块的触发条件对应设置为(不仅限于以下情况)有新的用户或新的业务被分配到本小区的DSCH信道上；某个DSCH数据用户的待传数据量在缓冲区中的占用率低于一个最低门限Tl，或者占用率高于一个最高门限Th，这里Tl和Th都是算法可调整的参数，满足关系0＜Tl＜Th＜1；距离前一次调度的时间超过一个时间长度Tt，这里Tt是算法模块设置并可调整的参数。建议Tt的范围限制在0～100秒之间，例如可设置Tt＝10秒；某个DSCH用户(假设为用户Ui)没有分配到DSCH资源的时间已经超过一个时间长度Twait-i，这里Twait-i是一个算法设置并可调整的参数，建议范围为10～100毫秒，例如可设置Twait-t＝10毫秒。
2、调度算法模块监测信道资源的信息并进行触发判决调度算法模块根据对小区变化情况的实时监测，判决是否出现预设的触发条件，在出现时触发一次新的调度对小区内的DSCH资源进行重新分配，否则，循环监测。
3、调度算法模块收集用户信息，为计算小区中DSCH用户的优先级提供参考信息。
调度算法模块收集的信息至少包括每个用户的以下各个方面所建立业务的优先级(Pservice)，缓冲区中数据量的大小(Vbuffer)，等待资源分配的时间(Twait)，该用户传输数据时的功率利用效率(Epower)，建立业务时请求的最大速率、保证比特率等信息。
其中，业务优先级从用户建立业务的请求消息中可以获得，缓冲区数据量的大小可以通过业务量测量来获得，用户等待资源分配的时间可以由调度算法模块针对每个用户进行统计。用户的功率资源利用效率可以有多种方法来指示，其中之一是计算该用户使用的专用物理信道(DPCHDedicatedPhysical Channel)的发射功率(Pdpch)和数据传输速率(Rdpch)的比值，用该比值来表示功率资源利用效率。
4、调度算法模块进行调度优先级的计算也就是根据收集的信息计算小区中所有DSCH用户的调度优先级(Psch)，为DSCH资源调度提供综合了各方面因素的参考依据。
调度优先级可以用下面的公式1或2来计算Psch＝(Pservice)Np*(Vbuffer)Nv*(Twait)Nt*(Epower)Ne...1Psch＝(Pservice)Np+(Vbuffer)Nv+(Twait)Nt+(Epower)Ne......2其中Psch为用户的调度优先级，Psch高的优先调度；Pservice为用户所建立业务的优先级；Vbuffer为用户缓冲区中数据量的大小；Twait为用户等待资源分配的时间；Epower为用户传输数据时的功率利用效率。
其中，指数Np、Nv、Nt、Ne的大小决定了每个方面的因素在计算调度优先级时所作的贡献，具体大小可以由调度算法模块来设置，并根据需要进行调整。为简单起见，这四个指数都限定为非负整数，也就是说取值范围为0，1，2，...，一种典型的配置可以把以上四个指数都设置为1。当我们把指数Np的值设置的越大，则表明调度方法在计算每个用户的调度优先级时更注重业务本身的优先级。同样，当四个指数取相同大小的值时，也就表明调度方法在计算调度优先级时对上述四个方面的因素是等同看待的。特别地，如果我们把某个参数的指数设置为0，在调度资源时就会忽略对应的因素而仅仅考虑其它方面，这给调度算法模块提供了灵活的调整手段。
5、资源分配根据计算得到的优先级，按先高后低的顺序，把小区中的DSCH信道资源分配给多个用户，每个用户分配的带宽等于该用户需要传输的数据量，直到把所有资源都分配完为止。
6、返回资源分配完后，返回监测步骤2实时监测信道资源信息，等待下一次触发条件的出现。
权利要求
1.一种下行共享信道资源调度方法，其特征在于包括下列步骤S1实时监测下行共享信道资源信息，当出现预先设定的触发条件时继续步骤S2，否则，循环步骤S1；S2收集下行共享信道用户信息；S3根据所述用户信息判断下行共享信道的用户调度优先级；S4按照所述调度优先级从高至低对用户重新分配下行共享信道的带宽，使每个用户分配到的带宽等于该用户需要传输的数据量；S5重新分配结束后返回步骤S1。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述触发条件至少包括下列其中之一该下行共享信道被分配到新用户或新业务；该下行共享信道的一个数据用户的待传数据量，在缓冲区中的占用率低于设定的最低阈值Tl，或者高于设定的最高阈值Th，所述Tl和Th满足关系0＜Tl＜Th＜1；该下行共享信道距离前一次调度的时间超过设定的时间阈值Tt；该下行共享信道的一个数据用户等待分配到下行共享信道资源的时间超过设定的阈值Twait-t。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述Twait-t设定在10～100毫秒之间。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述Tt设定在0～100秒之间。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于步骤S1所述的下行共享信道资源信息至少包括下列其中之一用户的数量；各用户待发送数据量；各用户等待数据发送的时间长度；该下行共享信道距离前一次调度的时间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤S2所述的用户信息至少包括下列其中之一业务的优先级；缓冲区中数据量的大小；等待资源分配的时间；传输数据时的功率利用效率；各用户建立业务时请求的最大速率及其保证比特率。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述功率资源利用率为该用户使用的专用物理信道的发射功率和数据传输速率的比值。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述步骤S3具体包括下列步骤S31计算各下行共享信道用户的调度优先级，所述优先级满足下列条件Psch＝(Pservice)Np*(Vbuffer)Nv*(Twait)Nt*(Epower)Ne其中Psch为用户的调度优先级，Psch高的优先调度；Pservice为用户所建立业务的优先级；Vbuffer为用户缓冲区中数据量的大小；Twait为用户等待资源分配的时间；Epower为用户传输数据时的功率利用效率；Np、Nv、Nt、Ne为整数，按照其底数在调度中参考的比重设定，不考虑时设定为0。S32按照所述计算结果由高至低顺序排出用户的调度优先级。
9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于所述步骤S3具体包括下列步骤S31计算各下行共享信道用户的调度优先级，所述优先级满足下列条件Psch＝(Pservice)Np+(Vbuffer)Nv+(Twait)Nt+(Epower)Ne其中Psch为用户的调度优先级，Psch高的优先调度；Pservice为用户所建立业务的优先级；Vbuffer为用户缓冲区中数据量的大小；Twait为用户等待资源分配的时间；Epower为用户传输数据时的功率利用效率；Np、Nv、Nt、Ne为整数，按照其底数在调度中参考的比重设定，不考虑时设定为0；S32按照所述计算结果由高至低顺序排出用户的调度优先级。
全文摘要
本发明涉及通信领域，特别提供一种下行共享信道资源调度方法，在优化系统资源利用效率的同时考虑用户之间在服务方面的差异性，保证用户之间的公平。该方法包括下列步骤S1实时监测下行共享信道资源信息，当满足预先设定的触发条件时继续步骤S2，否则，循环步骤S1；2收集下行共享信道用户信息；S3根据所述用户信息判断下行共享信道的用户调度优先级；S4按照所述调度优先级从高至低对用户重新分配下行共享信道的带宽，使每个用户分配到的带宽等于该用户需要传输的数据量；S5重新分配结束后返回步骤S1。
文档编号H04L29/00GK1725750SQ20041005481
公开日2006年1月25日 申请日期2004年7月22日 优先权日2004年7月22日
发明者张静荣 申请人:华为技术有限公司