专利名称：调度方法及网络侧设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种调度方法及网络侧设备。
背景技术：
长期演进(Long Term Evolution, LTE)技术是手机技术第三代伙伴项 目(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)组织为了应对宽带接入技术的 挑战，同时满足新型业务需求而启动的。LTE技术极大的提高了无线通信系 统的频i普效率和通信速率，支持最大带宽为20MHz。在此带宽下，小区下行 峰值速率可以达到100Mbps，上行峰值速率可以达到50Mbps。 LTE技术在物 理层，下行采用正交频分多址(OFDMA)接入技术，上行采用基于正交频分 复用的单载波频分多址(SC-FDMA)接入技术。
调度算法位于LTE系统的介质访问控制(Media Access Control, MAC) 层，用于为系统信息或用户数据分配物理下行共享信道(Physical Downlink shared Channel ， PDSCH)上的资源。调度需要在满足用户服务质量(Quality of Service ， QoS )的前提下，尽量利用信道状态信息也就是信道质量指示符 (channel quality indicator, CQI)反馈以获得最大化系统呑吐量，同时要考虑 用户差异4匕和7>平性。
每个传输时间间隔(Transmission Time Interval ， TTI)执《亍一次调度， 一个TTI的时间长度为lms。调度时，需要选出在当前TTI调度的用户，为 这些用户决定数据发送时使用的传输格式混合自动重传请求(HARQ)冗 余版本号、调制编码方案(Modulation旭d Coding Scheme, MCS )、资源块 (Resource Block ， RB)个数，并根据用户信道的频域特性决定RB位置。
LTE中业务类型分为保证比特速率(Guaranteed Bit Rate , GBR)和非GBR (Non-GBR)两种。GBR业务按连接配置一个GBR;同一个用户的所 有Non-GBR业务配置一个聚集最大比特速率(Aggregate Maximum Bit Rate, AMBR) 。 GBR必须满足，AMBR根据网络拥塞情况可以不满足。调度中要 考虑的业务QoS参数还有时延、优先级。
现有技术中，LTE系统通过最大载干比(MAX C/I)调度方式、最早时 限优先(EDF)调度方式或比例公平(Proportional Fair, PF )调度方式进行 调度。
MAX C/I调度方式是在每个TTI，将可以发送数据的用户按报告的CQI 从大到小的顺序进行排队，依次发送报告的CQI最大的用户的数据。
EDF调度方式是为每种业务分配一个时延Wt,根据分组所属业务的时 延期限和到达时间之差，对所有分组进行排序，先服务将最先到期的分组。
PF调度方式是在每个TTI,将可以发送数据的用户按照以下公式计算优 先级，然后按照优先级从高到低依次调度用户。
优先级=
柳
其中，及'—鹏(O是在t时刻，用户所处位置支持的最大传输速率，",)表 示用户在前面 一段时间实际所得到的调度速率。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有4支术至少存在以下缺陷MAX C/I调度虽然能够得到最大的系统吞吐量，但是用户所得到的服务非常不公 平，低信道质量的用户经常得不到调度机会，不能为用户提供速率保证。EDF 调度虽然在保证实时业务的分组超时丟包率方面有最好的性能，但是系统吞 吐量较低，不能为用户提供速率保证。PF调度方式虽然使用户能够得到的速 率与所处位置所能提供速率的比值基本相同，但同样不能为用户提供速率保 证
发明内容
本发明实施例提出了一种调度方法及网络侧设备，以综合考虑用户的
连接调度速率、时延保证，在满足用户QoS要求的同时尽量最大化网络吞 吐量。
本发明实施例提供了一种调度方法，包括
获取当前小区所有有数据的连接的连接调度速率；
当所述所有有数据的连接的连接调度速率不都满足速率保证时，根据 所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度方式；
采用所述确定的调度方式进行调度。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，包括
获取模块，用于获取当前小区所有有数据的连接的连接调度速率；
确定模块，用于当所述所有有数据的连接的连接调度速率不都满足速 率保证时，根据所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度方式；
调度模块，用于采用所述确定^l莫块确定的调度方式进行调度。 本发明实施例根据小区内的负载情况确定调度方式，综合考虑了用户
的连接调度速率、时延保证，在满足用户QoS要求的同时实现了最大化网
络吞吐量。
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明调度方法实施例的流程图2为本发明调度方法实施例中正常运转情况下的调度策略随时间轴 变化情况的示意图3为本发明网络侧设备实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明调度方法实施例的流程图，主要包括 步骤ll、获取当前小区所有有数据的连接的连接调度速率； 步骤12、当所述所有有数据的连接的连接调度速率不都满足速率保证 时，根据所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度方式； 步骤13、采用确定的调度方式进行调度。
上述步骤ll、步骤12中，连接调度速率即建立业务连接的数据调度 速率，速率保证可包括GBR业务和Non-GBR业务的速率保证，GBR业 务以保证速率衡量，Non-GBR业务可以AMBR衡量。
上述步骤12中，根据所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度 方式可包括
在连接调度速率未达到速率保证的连接上的数据等待时延不紧急的 情况下，选择MAXC/I调度方式。即，在小区内，如果所有还未达到速率 保证的连接上，其数据等待时延都不紧急，则采用MAX C/I调度，以最 大化系统吞吐量，提高频语效率；
在连接调度速率未达到速率保证的连接上的数据等待时延紧急的情 况下，选择EDF调度方式；即，如果小区内有未达到速率保证，且数据 等待时延比较紧急的连接，则采用EDF调度，以保证业务的QoS时延指 标。其中，时延是否紧急根据包延迟设置的相应比例的门限值判定。
在所有数据的连接调度速率均已达到速率保证的情况下，选择PF调 度方式。即，如果小区内所有数据的连接都已达到速率保证，则釆用PF 调度，将网络剩余资源比例公平地分配给各个用户，以保证比例公平，既 利用了信道频选特性，又保证了一定的公平性。
上述实施例中，可以采用基于周期的调度方式，将调度时刻分为一段
一段的调度周期^，周期大小的设置应该在业务可以容忍的速率波动范围 内。为了实现算法目标，在调度周期中的每个TTI开始，要根据当前小区 内连接调度速率满足程度和连接上的数据等待时延一起决定在本TTI的调度方式。
网络中，采用本实施例上述调度方法后，正常运转情况下的调度方式
随时间轴变化情况如图2所示，其中Tp为保证GBR、 AMBR设置的时间 窗口长度。
使用GBR业务的连接上的连接调度速率是否达到GBR，可采用两种 方法进行衡量1 )该连接在当前调度周期中已经发送的数据量超过"GBR x调度周期"；2)在调度周期结束点，如果已经发送的数据没有超过"GBR x调度周期"，^^是该连接的队列緩存中已经没有数据。满足两个条件中 的任何一个都认为在本周期内该连接的连接调度速率达到了 GBR。同样， 使用Non-GBR业务的连接上的连接调度速率是否达到AMBR，也可以此 方法衡量，如当连接在当前调度周期中已经发送的数据量超过"AMBRx 调度周期"，可认为使用Non-GBR业务的连接上的连接调度速率已达到 AMBR。
上述实施例中，对于Non-GBR业务，还可通过预设的速率保证因子" 来确定其速率保证。对于Non-GBR业务，LTE中规定同 一个用户的所有 Non-GBR连接保证速率之和不可超过AMBR。当Non-GBR连接的聚集保 证速率小于等于"'^MM时，视为与GBR业务具有同等的优先级，与GBR 业务一起参与MAX C/I和EDF调度;当小区保证了所有连接的GBR和 a'^Affli 后，用PF调度方式将剩余资源在Non-GBR连接之间比例公平分 配，保证了 Non-GBR的AMBR。
a的设置可以随小区负载动态改变。当小区处于轻栽状态，即可以保 证所有连接的GBR和AMBR时，"可设为1;当小区处于重载状态，即 仅能保证所有GBR连接的速率时，"可设为0;当小区负载处于中间状态 时，即可以保证所有的GBR和部分AMBR时，"可设为0.5。这样，可以 在网络容量允许的情况下，让Non-GBR连接与GBR连接一起参与调度， 充分利用了无线信道的时变特性，提高了频镨效率。本实施例中，LTE系统根据小区内的负载情况确定调度方式，综合考 虑了用户的GBR需求、AMBR约束、时延保证，在满足用户QoS要求的 同时实现了最大化网络吞吐量。
当上述实施例基于周期调度时，将调度时刻分为一段一段的调度周期
周期大小的设置应该在业务可以容忍的速率波动范围内。调度过程包
括
在每个预设的调度周期开始，对所有服务速率未达到GBR或""M朋
的用户进行MAX C/I调度。接着，每隔^^。w个TTI,检查一次当前是 否出现未达速率保证且数据等待时延比较紧急的连接，如果出现，则进行 EDF调度，否则，继续MAXC/I调度。最后，当小区内所有连接都达到 gbr或a^MBi 的保证速率时进入pf调度。其中，依据等待时延紧急程
度预设的参数『^—cw用来在每隔^"'—cm个TTI检查是否需要进入EDF调 度。如，当等待时延较紧急时，可将该参数设置的相对小一点。在EDF 和MAX C/I阶段调度保证了 GBR业务的GBR。当Tp窗口内的GBR+a x AMBR满足后进入PF调度。
MAX C/I调度的优先级可通过公式
Priority-MCS Level 得到。其中，MCS由用户反馈的CQI和该用户的下行发射功率共同决定。
EDF调度的优先级可通过公式
Priority-Time一To一Discard
得到。其中，Time_To_Discard表示用户队列中的第一个数据包距离丢弃 的时间间隔。
PF调度的优先级可通过/^式
<formula>formula see original document page 10</formula>得到。其中，Priority表示优先级，^>/;^/"/^_>^表示一个用户所有k个
Non-GBR连接已调度比特数之和，JM5/ .7;表示用户在时间窗口内可以调 度的比特数上限，K,表示为实现用户优先级的差异化的加权因子。
PF调度中在计算优先级的同时考虑了 AMBR速率保证，实现了不同 优先级用户的差异化。
本实施例通过EDF调度可以满足信道质量较差用户的时延要求；通 过根据小区内负栽情况设置Non-GBR业务的速率保证因子，在保证GBR 业务的前提下，让Non-GBR业务的部分数据与GBR业务一起参与调度， 充分利用无线信道的时变特性，提高频语效率；通过周期检查是否需要进 入EDF调度可以适应不同场景，例如当小区中处于边缘的用户实时业务 连接较多时，EDF会在调度周期内占较大比例，而当小区中处于边缘的用 户实时业务连接较少时，EDF在调度周期内占的比例也较小.
上述方法实施例适用于下行调度，当将上述方法用于上行调度时，其 方式基本与上述实例描述相同。不同之处在于，上行的信道信息通过终端 或用户上报的搜集参考信号(soundingreference signal, SRS)反馈获得。 上述MAX C/I及PF调度方式的优先级计算中，需要考虑用户反馈的SRS。
图3为本发明网络侧设备实施例的结构示意图。网络侧设备可包括 获取模块31、确定模块32及调度模块33。获取模块31用于获取当前小区 所有有数据的连接的连接调度速率；确定模块32用于当所有有数据的连 接的连接调度速率不都满足速率保证时，根据当前小区连接上的数据等待 时延确定调度方式。如，在当前小区中不满足速率保证的连接上的数据等 待时延不紧急的情况下，将调度方式确定为MAXC/I调度方式；在当前小 区中不满足速率保证的连接上的数据等待时延紧急的情况下，将调度方式 确定为EDF调度方式。确定模块32还用于根据预设的时间间隔选择EDF 调度方式。确定模块32还用于在当前小区中所有有数据的连接的连接调度速率均已达到保证比特速率的情况下，将调度方式确定为PF调度方式。 调度模块33用于采用确定模块32确定的调度方式进行调度。
对于非保证比特速率连接的速率保证，可以根据预设的速率保证因子 获得，而速率保证因子根据当前小区的负载状态确定，则当前小区中非保 证比特速率连接的速率保证可以为速率保证因子乘以聚集最大比特速率。
确定模块32还用于在预设的调度周期内，若当前的调度方式为最大 载干比调度方式，每隔预设的时间间隔检测在当前小区中不满足速率保证 的连接上的数据的等待时延是否紧急，若当前小区中不满足速率保证的连 接上的数据等待时延紧急时，将调度方式确定为最早时限优先调度方式， 其中，预设的时间间隔为正整数个传输时间间隔。
上述设备实施例中，所述确定模块32选择的PF调度方式通过公式
雨
Prw啤--j-^--y,
获得优先级；其中，Priority表示优先级，^>(^甴/^_6/"表示一个用
户所有k个非保证比特速率连接已调度比特数之和，^/朋.7;表示用户在 世界窗口内可以调度的比特数上限，y,表示为实现用户优先级的差异化的 加权因子。上述网络侧设备可为基站，如Node-B。
本实施例中，网络侧设备根据小区内的负载情况确定调度策略，综合 考虑了用户的GBR需求、AMBR约束、时延保证，在满足用户QoS要求 的同时实现了最大化网络吞吐量。
上述方法及系统实施例中，根据小区内的负载情况确定调度策略，综 合考虑了用户的GBR需求、AMBR约束、时延保证，在满足用户QoS要 求的同时实现了最大化网络吞吐量。并且，使用户在预设的调度周期内尽 量得到保证速率；在调度周期内，可以在每个TTI根据小区内连接的速率 保证情况和时延等待要求确定调度方式；在不影响小区内GBR业务的前提下，Non-GBR业务的部分数据与GBR业务一起以同等优先级调度；使 用MAX C/I尽量提高系统频谱效率；使用EDF调度保证信道质量较差连 接上调度数据的时延；使用PF比例公平地为Non-GBR连接分配剩余资源。 使用改进的PF优先级计算公式，实现了不同优先级用户的差异化。
上述实施例不仅能够应用于LTE系统中，还可在其它无线通信系统中 应用，比如宽带码分多址(Wideband Code-Division Multiple Access, WCDMA)。
本领域普通4支术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步 骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可 读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前 述的存储介质包括ROM、 RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的 介质。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或 者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技
术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种调度方法，其特征在于，包括获取当前小区所有有数据的连接的连接调度速率；当所述所有有数据的连接的连接调度速率不都满足速率保证时，根据所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度方式；采用所述确定的调度方式进行调度。
2、 根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，根据所述当前小 区连接上的数据等待时延确定调度方式包括在所述当前小区中不满足速率保证的连接上的数据等待时延不紧急 的情况下，将所述调度方式确定为最大载千比调度方式。
3、 根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，根据所述当前小 区连接上的数据等待时延确定调度方式包括当所述当前小区中不满足速率保证的连接上的数据等待时延紧急时， 将所述调度方式确定为最早时限优先调度方式。
4、 根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，在所述当前小区 中所有有数据的连接调度速率均已达到速率保证的情况下，将所述调度方 式确定为比例 >平调度方式。
5、 根据权利要求4所述的调度方法，其特征在于，所述比例公平调度 方式通过7>式= ^-#—^__^亡(油敲(阔/ (赢朋'rp))获得连接用户的优先级；其中，Priority表示优先级，力^/ie^/w—表示一个用户所有k个非保证比特速率连接已调度比特数之和，jM朋.7;表 示用户在时间窗口内可以调度的比特数上限，y,表示为实现用户优先级的 差异化的加权因子。
6、 根据权利要求1至5中任一项所述的调度方法，其特征在于，所 述当前小区中非保证比特速率连接的速率保证根据预设的速率保证因子 获得，其中所述速率保证因子根据所述当前小区的负载状态确定；所述当前小区中非保证比特速率连接的速率保证为所述速率保证因 子乘以聚集最大比特速率。
7、 根据权利要求2所述的调度方法，其特征在于，在预设的调度周 期内，若当前的调度方式为所述最大栽干比调度方式，每隔预设的时间间 隔检测在所述当前小区中不满足速率保证的连接上的数据的等待时延是 否紧急，若所述当前小区中不满足速率保证的连接上的数据等待时延紧急 时，将调度方式确定为最早时限优先调度方式，其中，所述预设的时间间 隔为正整数个传输时间间隔。
8、 一种网络侧设备，其特征在于，包括 获取模块，用于获取当前小区所有有数据的连接的连接调度速率； 确定模块，用于当所述所有有数据的连接的连接调度速率不都满足速 率保证时，根椐所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度方式； 调度模块，用于采用所述确定模块确定的调度方式进行调度。
9、 根据权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，在所述当前小 区中不满足速率保证的连接上的数据等待时延不紧急的情况下，所述确定 模块将所述调度方式确定为最大载干比调度方式；在所述当前小区中连接上的数据等待时延紧急的情况下，所迷确定模 块将所述调度方式确定为最早时P艮优先调度方式。
10、 根据权利要求8所述的网络侧设备，其特征在于，在所述当前小 区中所有有数据的连接调度速率均已达到速率保证的情况下，所述确定模块将所述调度方式确定为比例^S平调度方式。
11、 根据权利要求10所述的网络侧设备，其特征在于，所述比例公 平调度方式通过z^式E(油^" _阔/ (赢朋 t;))获得连4妄用户的优先级；其中，Priority表示优先级，力sc^甴/W—，-l表示一个用户所有k个非保证比特速率连接已调度比特数之和，^M朋.7;表 示用户在时间窗口内可以调度的比特数上限，y,表示为实现用户优先级的 差异化的加权因子。
12、 根据权利要求8至11中任一项所述的网络侧设备，其特征在于， 所述当前小区中非保证比特速率连接的速率保证根据预设的速率保证因 子获得，其中所述速率保证因子根据所述当前小区的负载状态确定；所述当前小区中非保证比特速率连接的速率保证为所述速率保证因 子乘以聚集最大比特速率；则所述确定模块根据所述非保证比特速率连接的速率保证判断所述 非保证比特速率连接的连接调度速率是否达到其速率保证。
13、 根据权利要求9所述的网络侧设备，其特征在于，在预设的调度 周期内，若当前的调度方式为所述最大载干比调度方式，则所述确定模块 每隔预设的时间间隔检测在所述当前小区中不满足速率保证的连接上的 数据的等待时延是否紧急，若所述当前小区中不满足速率保证的连接上的 数据等待时延紧急时，将调度方式确定为最早时限优先调度方式，其中， 所述预设的时间间隔为正整数个传输时间间隔。
全文摘要
本发明实施例涉及一种调度方法及网络侧设备，方法包括获取当前小区所有有数据的连接的连接调度速率；当所述所有有数据的连接的连接调度速率不都满足速率保证时，根据所述当前小区连接上的数据等待时延确定调度方式；采用所述确定的调度方式进行调度。设备包括获取模块、确定模块及调度模块。本发明实施例根据小区内的负载情况确定调度方式，综合考虑了用户连接调度速率、时延保证，在满足用户QoS要求的同时实现了最大化网络吞吐量。
文档编号H04L1/16GK101436921SQ20081018076
公开日2009年5月20日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者颖 钱 申请人:华为技术有限公司