专利名称：无线资源调度方法及其装置、基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线资源调度方法及其装置，以 及基站。
背景技术：
长期演进(LTE， Long Term Evolution)技术是3GPP组织提出的，其目标 是为用户提供更高的数据速率以及更低的时延、更大的系统容量和覆盖范围。 LTE系统除了支持VoIP、 Video Streaming等实时业务外，还同时支持FTP、 WWW等非实时业务。对于系统资源的分配，LTE技术在充分利用信道条件获 得多用户分集增益的同时，还可以按照不同业务的服务质量(QoS)要求为不 同业务分配不同的系统资源。
其中实时业务中的视频流业务的主要特点是对时延要求较为严格，如果一 个视频流业务数据包在业务允许的最大时延到达前发送出去，则视作该数据包 发送成功，否则该数据包就会被系统丢弃，从而导致视频画面不连续。如果一 个用户在连续的一段时间内其丢包率超过业务允许的丢包率门限，则该用户就 会处于掉话状态，此时用户对网络提供的服务质量就会不满意。因此可见，为 了满足视频流业务的QoS,针对视频流业务的资源调度技术应该考虑数据包的 丢包率这个因素。
另一方面，在视频流业务的接收端都会有一个数据緩冲区，对于网络侧发 过来的视频流业务数据包先存放在该緩沖区中，然后再按照存放顺序以一定的 播放速率发出去。如果流入该緩沖区的数据速率小于流出该緩沖区的数据速率 (即播放速率)，那么在后续某一时刻必然会造成用户端的画面中断、播放停 滞等现象，从而导致业务中断。因此可见，为了满足视频流业务的QoS，针对视频流业务的资源调度技术还应该同时考虑数据包的中断率这个因素。
在LTE系统中同时提供实时业务和非实时业务的情况下，对于视频流业务 的资源调度方案仅考虑了数据包的丢包率这个因素，没有考虑数据包的中断 率，因此按照现行的方案对视频流业务进行调度，只能保证一见频流业务不会由 于丢包而产生中断，而不能避免视频流业务由于数据包的中断率而产生的中 断，因此现行针对视频流业务的资源调度方案还是不能4艮好的保证用户的 QoS。
发明内容
本发明提供一种无线资源调度方法及其装置、基站，以在同时提供实时业 务和非实时业务的LTE系统中，更好的保证实时业务用户的QoS。
本发明提供了一种无线资源调度方法，包括针对待调度的载波簇，确定 每个非实时业务用户的调度信息，以及每个包含实时业务用户当前排队时延和
中断时延的实时业务用户的调度信息；根据确定的每个实时业务用户的调度信 息和每个非实时业务用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波蔟上的
优先级；以及将该待调度的载波簇调度给计算出的优先级最高的用户。
本发明还提供了一种无线资源调度装置，包括调度信息确定单元，用于针 对待调度的载波簇，确定每个非实时业务用户的调度信息，以及每个包含实时 业务用户当前排队时延和中断时延的实时业务用户的调度信息；优先级计算单 元，用于根据确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调 度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级；调度单元，用于将该 待调度的载波簇调度给计算出的优先级最高的用户。
本发明还提供了一种基站，包括调度信息确定单元，用于针对待调度的载 波簇，确定每个非实时业务用户的调度信息，以及每个包含实时业务用户当前 排队时延和中断时延的实时业务用户的调度信息；优先级计算单元，用于根据 确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级；调度单元，用于将该待调度的载波 簇调度给计算出的优先级最高的用户。
本发明提出的无线资源调度方案，在同时提供实时业务和非实时业务的 LTE系统中，在对用户进行资源调度时，充分考虑了实时业务用户当前的排队 时延(即数据包的丢包率因素)和中断时延(即数据包的中断率因素)，因此 能够较好的避免实时业务由于数据包的中断率而产生的中断，更好的保证了实 时业务用户的QoS。
图1为本发明无线资源调度方法的实施例处理流程图； 图2为本发明无线资源调度装置的具体组成结构框图。
具体实施例方式
本发明技术方案基于二维效用函数，提出了一种新的无线资源调度方案， 该方案充分考虑了实时业务用户的信道状况、排队时延、以及接收端緩沖器的 播放中断时延等因素，因此可以较好的避免实时业务的丟包率和中断率，更好 的满足实时业务用户的QoS。
如图1所示，为本发明无线资源调度方法的实施例处理流程图，其具体实 施流禾呈如下
步骤10，针对待调度的载波簇(载波簇指频域上多个载波合在一起的一个 资源块，可以包含一个子载波或至少两个子载波)，确定每个包含实时业务用 户当前中断时延和排队时延的实时业务用户的调度信息，以及确定每个非实时 业务用户的调度信息；其中实时业务用户的调度信息中包含实时业务用户当前 的排队时延和中断时延，此外还包含实时业务用户当前的平均速率、实时业务 的QoS要求以及实时业务用户在该待调度的载波簇上的瞬时数据速率；其中非 实时业务用户的调度信息中包含非实时业务用户当前的平均速率，以及非实时业务用户在该待调度的载波簇上的瞬时数据速率。
其中可以按照下述计算方式，计算实时业务用户当前(即在当前调度时隙
n中)的排队时延
J0-l)-7)+rs,用户在上一调度时隙n中被调度的情况
"'(")= <[《("-i)+:rs，用户在上一调度时隙"中未被调度的情况
该式中，《(n)表示实时业务用户在当前调度时隙n中的排队时延；《("-l)
表示实时业务用户在上一调度时隙n-l中的排队时延；Ts表示时隙n的长度， Tf表示实时业务每一帧的长度。
其中可以按照下述计算方式，计算实时业务用户当前(即在当前调度时隙 n中)的中断时延，即计算实时业务用户接收端的緩沖器的填充时延
A(")=
A(" —用户在上一调度时隙n中被调度的情况
A —-1),用户在上一调度时隙"中未被调度的情况
该式中，A (")表示实时业务用户在当前调度时隙n中的中断时延；(" -1) 表示实时业务用户在上一调度时隙n-1中的中断时延；l)表示实时业务用 户在上一调度时隙n-l中获得的瞬时速率；i ,("-l)表示实时业务用户在上一调
度时隙n-l中的平均速率；Ti表示时隙n的长度。
其中按照下述计算方式，计算实时业务用户和非实时业务用户当前(即在 当前调度时隙n中)的平均速率<formula>formula see original document page 9</formula>
该式中，/ ,(")表示用户,在当前调度时隙n中的平均速率；l)表示用 户/在上一调度时隙n-1中的平均速率；7;表示滑动时间窗口，通常是时隙n 的长度T;的整数倍；其中<formula>formula see original document page 9</formula>
其中""-1)表示用户/在上一调度时隙n-l中获得的瞬时速率；<formula>formula see original document page 9</formula>表示用户z在上一调度时隙n-l中在载波簇y上的瞬时数据速率；p,/w-l)为用 户/在上一调度时隙n-l中的分配索引，取值为O或l,若在调度时隙n-l中载 波簇乂分给了用户/,则a,/" —= 反之，a，/" —1) = 0; N为载波簇中包含载 波的数目。
其中可以根据实时业务用户和非实时业务用户通过专用上行反馈信道上 报的信道质量状况，确定实时业务用户和非实时业务用户在该待调度的载波簇 上的瞬时数据速率。
步骤20,根据上述确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务 用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级；
本发明实施例为了根据各个用户的调度信息，计算各个用户在待调度的载 波簇上的优先级，需要首先构建目标函数，并沿着二维梯度方向向最优解移动。 利用双梯度上升法，解得使目标函数梯度最大的用户表达式如下
用障碍函数作为效用函数，当实时业务用户接收端的緩冲器的中断时延超 过允许范围时，引入较大的校正因子，这样系统就可以在实时业务用户接收端 的緩沖器的中断时延接近最大允许时延时提前做出反应，以降低实时业务用户 的丟包率和中断率。本实施例采用的效用函数如下
其中在上述式(a)和式(b)中，各个参数的含义如上所述；此外参数e和 0为两个不同的校正因子，其中^〉1,0>1,可以根据实时业务的QoS要求进行 灵活设置，例如最大允许时延越短，校正因子的值设置得越大，否则相反。
根据上述式(a)和式(b),可以推导得到在实时业务和非实时业务混合 提供的情况下，实时业务用户在待调度的载波簇上的优先级计算公式为
<formula>formula see original document page 10</formula>非实时业务用户在待调度的载波簇上的优先级计算公式为 「匿w(")
式中，？表示用户/在该待调度的载波簇y上的优先级；wc^(")表示用户,在 该待调度的载波簇7上的瞬时数据速率；《(")、《(力、D,(")的含义同上述； 表示实时业务的最大允许排队时延，D^表示实时业务的最大允许中断时延， ",和o,共同表征实时业务的QoS要求；『用以保证当实时业务用户和非实 时业务用户的信道质量相同时，使实时业务用户的优先级高于非实时业务用户 的优先级，『>1;"表示调度时隙号，W为大于l的校正因子。
步骤30,根据上述计算出的各个用户在该调度载波簇的优先级信息，将该 待调度的载波簇调度给计算出的优先级最高的用户。
针对每一个待调度的载波簇，分别按照上述调度过程进行调度，直至所有
的载波簇被调度完毕。
本发明技术方案的特点就是针对同时提供实时业务和非实时业务的混合 业务系统，计算实时业务用户在待调度的载波簇上的优先级时，考虑该实时业 务用户的中断时延，即当实时业务用户接收端的緩冲器的中断时延接近最大允 许中断时延时，在计算该实时业务用户在待调度的载波簇上的优先级时，为其 引入较大的校正因子，使待调度的载波簇能够最大限度的优先调度给该实时业 务用户，以更好的保证该实时业务用户的QoS。
其中上述所指的实时业务用户可以但不限于为i见频流业务用户。 对应的，本发明还提供了一种无线资源调度装置，该装置通常为通信系统 中的基站设备，如图2所示，为本发明资源调度装置的具体组成结构框图，其 中调度信息确定单元100，用于针对待调度的载波簇，确定每个包含实时业务 用户当前中断时延和排队时延的实时业务用户的调度信息，以及确定每个非实 时业务用户的调度信息；优先级计算单元200,用于根据调度信息确定单元100 确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调度信息，分别
ii计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级；调度单元300,用于将该待调 度的栽波簇调度给优先级计算单元200计算出的优先级最高的用户。
上迷无线资源调度装置中，调度信息确定单元IOO确定实时业务用户的调 度信息和非实时业务用户的调度信息的具体实现，以及优先级计算单元200根 据每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调度信息，计算每个 用户在该待调度的载波簇上的优先级的计算方式，已经在上述方法的具体实施 中给予详细阐述，这里不再给予赘述。
明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种无线资源调度方法，其特征在于，包括针对待调度的载波簇，确定每个非实时业务用户的调度信息，以及每个包含实时业务用户当前排队时延和中断时延的实时业务用户的调度信息；根据确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级；以及将该待调度的载波簇调度给计算出的优先级最高的用户。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时业务用户的调度信 息中还包含实时业务用户当前的平均速率、实时业务的服务质量要求以及实时 业务用户在该待调度的载波蔟上的瞬时数据速率；所述非实时业务用户的调度信息中包含非实时业务用户当前的平均速率， 以及非实时业务用户在该待调度的载波簇上的瞬时数据速率。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据确定的每个实时业务用 户的调度信息，按照下述计算方式计算每个实时业务用户在该待调度的载波簇 上的优先级《(")(K("))- (U(")ff表示用户,在该待调度的载波蔟7上的优先级；z^c,J")表示用户,在当前调度时隙n中在该待调度的载波簇/上的瞬时数 据速率；表示用户z在当前调度时隙n中的平均速率； 《(")表示用户,在当前调度时隙n中的排队时延；Z),W表示用户,在当前调度时隙n中填满緩冲器所需的时间，即当前的中 断时延；(x表示实时业务的最大允许排队时延，￡)max表示实时业务的最大允许中断 时延，rf,^和Anax共同表征实时业务的服务质量要求；『用以保证当实时业务用户和非实时业务用户的信道质量相同时，使实时业务用户的优先级高于非实时业务用户的优先级，『>1; "表示调度时隙号，w为大于l的校正因子。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据确定的每个非实时业务 用户的调度信息，按照下述计算方式计算每个非实时业务用户在该待调度的栽波簇上的优先级 《(")°
5、 如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，按照下述计算方式计算 实时业务用户当前的排队时延如果实时业务用户在上一调度时隙被调度，贝寸 《(w) = (i, (/ -1) - zy + ;如果实时业务用户在上一调度时隙未被调度，贝寸 《("-i) + :rs;《(")表示实时业务用户在当前调度时隙n中的排队时延； 《如-l)表示实时业务用户在上一调度时隙n- 1中的排队时延； Ts表示时隙长度，Tf表示实时业务每一帧的长度。
6、 如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，按照下述计算方式计算 实时业务用户当前的中断时延 如果实时业务用户在上一调度时隙被调度， 贝'J:如果实时业务用户在上一调度时隙未被调度，贝'J:",(")=",("-1);A (n)表示实时业务用户在当前调度时隙n中的中断时延；A ("-1)表示实时业务用户在上一调度时隙n - 1中的中断时延；"n -1)表示实时业务用户在上一调度时隙n - 1中获得的瞬时速率;l)表示实时业务用户在上一调度时隙n- 1中的平均速率； 7^表示时隙长度。
7、 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，按照下述计算方式计算 实时业务用户和非实时业务用户在上一次被调度后的平均速率<formula>formula see original document page 4</formula>/ ,(n)表示用户,在当前调度时隙n中的平均速率； i ,(w-l)表示用户/在上一调度时隙n- 1中的平均速率； 7;表示滑动时间窗口；其中r> 一 l) = f加c,，乂 ("— ，, (" -1) 产il)表示用户,在上一调度时隙n- 1中获得的瞬时速率； Z)i C^.(w-l)表示用户,在上一调度时隙n-1中在载波簇乂'上的瞬时数据速率；Pu("-l)为用户,在上一调度时隙n-1中的分配索引，取值为O或l,若 在上一调度时隙n-1中载波簇分给了用户/,贝'Jp,，/"-1) = 1，反之， ~("_1)二0;N为载波簇中包含载波的数目。
8、 如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，根据实时业务用户和非 实时业务用户上报的信道质量状况，确定实时业务用户和非实时业务用户在该 待调度的载波簇上的瞬时数据速率。
9、 一种无线资源调度装置，其特征在于，包括调度信息确定单元，用于针对待调度的载波蔟，确定每个非实时业务用户 的调度信息，以及每个包含实时业务用户当前排队时延和中断时延的实时业务 用户的调度信息；优先级计算单元，用于根据确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级； 调度单元，用于将该待调度的载波簇调度给计算出的优先级最高的用户。
10、 一种基站，其特征在于，包括调度信息确定单元，用于针对待调度的载波簇，确定每个非实时业务用户 的调度信息，以及每个包含实时业务用户当前排队时延和中断时延的实时业务用户的调度信息；优先级计算单元，用于根据确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非 实时业务用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级； 调度单元，用于将该待调度的载波蔟调度给计算出的优先级最高的用户。
全文摘要
本发明公开了一种无线资源调度方法，包括针对待调度的载波簇，确定每个非实时业务用户的调度信息，以及每个包含实时业务用户当前排队时延和中断时延的实时业务用户的调度信息；根据确定的每个实时业务用户的调度信息和每个非实时业务用户的调度信息，计算每个用户在该待调度的载波簇上的优先级；以及将该待调度的载波簇调度给计算出的优先级最高的用户。相应的本发明还公开了一种无线资源调度装置及其基站。本发明可以在同时提供实时业务和非实时业务的LTE系统中，更好的保证实时业务用户的QoS。
文档编号H04W72/12GK101568157SQ20081010502
公开日2009年10月28日 申请日期2008年4月25日 优先权日2008年4月25日
发明者刘光毅, 杨大成, 沈晓冬, 王亚峰, 雷海鹏 申请人:中国移动通信集团公司