专利名称：：在分组调度中确定用户设备的优先级的方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通信领域，具体地，涉及在分组调度中确定用户i殳备的优先级的方法和系统。
背景技术：
：WCDMA是全J求三大3G标准之一，系统支持更多种类的业务类型和更高凄t据速率业务传输能力，在理想情况下可以支持2Mbps用户凝:据速率。而3GPP在标准片反本R5、R6中分别才是出了增强型技术高速下行分组接入HSDPA和高速上行分组接入^支术HSUPA,分别针对上下行数据传输，理论峰值速率下行10.8Mbps和上行5.76Mbps。HSUPA(HighSpeedUplinkPacketAccess)是继HSDPA后，WCDMA标准的又一次重要演进，是3GPPR6版本的主要4支术特征。HSUPA4支术包括了更短的TTI(TransmissionTimeInterval),基于NodeB的i周度和HARQ(HybridAutomaticRetransmissionRequest),采用了这些关键:4支术，4吏HSUPA系统能比传统的WCDMA版本在上行业务的传输性能上有明显提高，在系统容量上大约有50%-70%的增力。，在端到端分组包的延迟上有20%-55%的减少，在用户分组呼叫流量上有约50%的增加。在HSUPA中把对用户业务进行控制和调度的功能放在了NodeB中，NodeB控制的调度可以控制UE在什么时间、以什么样的速率发送数据，并且快速的在UE间分配系统资源，这样系统就可以承受突发性彰:据包或者大量用户并行传输数据带来的噪声干扰，因而增加了系统容量，使小区同时可以管理更多高数据速率传输的UE。有了快速NodeB调度，无须再预留很大的上行小区容量余度来{呆{正系统的正常运4亍，而NodeB可以工作在更加々包和的状态，这就充分的利用了有限的带宽资源，提高了系统吞吐量。HSUPA采用了更灵活更快速的调度手段，根据不同的UE对业务速率的要求以及当前小区的负载情况，提供对各个UE的速率实时调度，因此，HSUPA更加适合于具有突发特性的分组数据业务的调度。第三代移动通信系统的目标是支持多种业务，QoS是业务性能的综合效果，决定用户对业务的满意程度。第三代移动通信系统能否保证它所提供业务的QoS，是它能否获得成功的关键。在UMTS中，除了传统的话音业务之外，还将引入更多的数据和多媒体业务，在此之上又可以衍生出各种各样的应用。UMTS4艮据各种业务和应用的属性，在进行服务质量QoS分析时通常将其划分为会话业务、凄史据流业务、交互业务和背景业务等四大类。UMTSQoS级别以及他们的主要特点参见表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1总结了UTMS的四种业务类型，这四大类的主要区别是对时延的壽丈感性会话业务对时延是最每丈感的，而背景业务则对时延最不敏感。会话业务和数据流业务主要应用于实时业务，区分会话还是数据流业务的主要根据是该业务对时延的敏感程度。像视频电话业务，是对时延最壽文感的业务，因为必须在会话业务类中携带牙见频电话流。交互业务和背景业务主要应用于传统的因特网的应用，如WWW、Email、Telnet、FTP和News等。HSUPA系统为了满足多种业务的不同QoS要求，调度过程中在对用户^尤先级的计算中必须考虑用户的QoS要求因素，目前比4交流行的优先级计算方法主要有以下几种比例7>平(PF)算法、Min-GBR算法，M-LWDF算法与EXP算法，表2列出了这几种算法的调度^L则及其特点。表2HSUPA调度|卩法总结调度算法调度身见则算法特性PF(比例7>平)—、兼顾用户能力与历史平均速率，实现吞吐量与公平性的折中，但对用户的QoS要求没保证。Min-GBR引入指数形式，当用户速率寸氐于GBR后，该用户的优先级迅速提升，而当用户速率高于GBR后，后面项几乎为零，即仍纟安照PF算法计算优先级。没有考虑分组时延。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表中参数说明用户n所体验的历史平均速率，采用如下方法递归获得(1—《。w尸=(1—">,oW如果给用户n提供服务其他情况式中；。w为^原先的取值，而a为遗忘因子，'等于大量TTI中等效的平均周期用t;。《用户n的讳-,，速率；rrain:RNC为不同业务配置的最小保证比特速率GBR;^("):用户n在时刻i的分组队列头时延；所有用户的平均时延，i十算方法^F-丄S综合比较上表中所述方法，我们可以看出现有的调度方法的特了用户的QoS要求，Min-GBR、M-lwdf、EXP算法都是在比例乂>平的基础上进行了修改，来保证用户的一项QoS要求，这里我们提出一种新的调度方法M-PF，该方法可以同时保证用户的GBR和时延两种QoS要求，并在保证QoS要求的同时最大化系统容量。
发明内容鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提出了在分组调度中确定用户设备的优先级的方法和系统，在调度过程中侧重用户的多种QoS要求并兼顾比例公平，从而使系统在保证用户QoS要求的同时最大化系统容量。才艮据本发明的一个方面，提出了一种在分组调度中确定用户i殳备的优先级的方法。该方法包括以下步骤根据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例公平因子；根据i)用户设备的平均速率和时延值、以及ii)无线网络控制器为用户设备配置的保证比特速率和时延门限，确定服务质量因子；以及根据比例公平因子和服务质量因子确定用户i殳备的优先级。其中，确定月良务质量因子的步骤可以包括通过对平均速率和保证比特速率进行比较来确定保证比特速率因子；通过对时延值和时延门限进行比较来确定时延因子；以及根据保证比特速率因子和时延因子来确定月良务质量因子。其中，确定保证比特速率因子的步骤可以包括根据平均速率和保证比特速率的商和/或差来确定保证比特速率因子。其中，确定时延因子的步骤可以包括根据时延值和时延门限的商和/或差来确定时延因子。其中，确定服务质量因子的步骤可以包括基于递增凹函数根据保证比特速率因子和时延因子来确定服务质量因子。其中，确定用户设备的优先级的步骤可以包括根据比例公平因子和月l务质量因子的乘积和/或加和来确定优先级。根据本发明的另一个方面，提出了一种在分组调度中确定用户设备的优先级的系统。该系统包括比例公平模块，用于根据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例公平因子；服务质量映射模块，用于根据用户设备的平均速率和时延值、以及无线网络控制器为用户设备配置的保证比特速率和时延门限来确定服务质量因子；以及优先级确定模块，根据比例公平因子和服务质量因子来确定用户设备的优先级。其中，服务质量映射模块可以包括保证比特速率因子确定模速率因子；时延因子确定模块，用于通过对时延值和时延门限进行比较来确定时延因子；以及服务质量因子确定模块，用于根据保证比特速率因子和时延因子来确定服务质量因子。其中，保证比特速率因子确定模块可以包括第一函数提供模块，用于提供与商和/或差有关的函数；以及保证比特速率因子计算模块，用于根据平均速率和保证比特速率的商和/或差来确定保证比特速率因子。其中，时延因子确定模块可以包括第二函数提供模块，用于提供与商和/或差有关的函数，以及时延因子计算模块，用于根据时延^直和时延门限的商和/或差来确定时延因子。其中，服务质量因子确定模块可以包括递增凹函数提供模块，用于提供递增凹函数；以及服务质量因子计算模块，用于基于递增凹函数根据保证比特速率因子和时延因子来确定服务质量因子。其中，优先级确定模块可以包括第三函数提供模块，用于提供乘积和/或加和；以及#4居比例^>平因子和月良务质量因子的乘积和/或加和来确定优先级。在本发明中，通过在调度过程中侧重用户的多种QoS要求并兼顾比例公平，从而使系统在保证用户QoS要求的同时最大化系统容量。本发明不是单纯的将用户的一项QoS要求引入到优先级计算当中，而是将用户的多种QoS要求以合适的形式封装到一起，通过函数映射成QoS因子的值，这样可以同时保证用户的多种QoS要求。本发明的其它特4正和优点将在随后的i兌明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、纟又利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据本发明实施例的在分组调度中确定用户设备的优先级的方法的流程图；图2是根据本发明另一实施例的确定用户设备的优先级的方法的流程图；图3是根据本发明实施例的在分组调度中确定用户设备的优先级的系统的框图；图4是根据本发明实施例的PF方法与M-PF方法下用户时延的比專交图表；以及图5是根据本发明的实施例的PF方法与M-PF方法下用户平均速率的比较图表。具体实施方式下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。图1是根据本发明实施例的在分组调度中确定用户设备的优先级的方法的流程图。如图1所示，才艮据本发明实施例的在分组调度中确定用户设备的优先级的方法包括以下步骤步骤S102,根据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例公平因子；步骤S104，才艮据i)用户设备的平均速率和时延值、以及ii)无线网络控制器为用户设备配置的保证比特速率和时延门限，确定服务质量因子；以及步骤S106，根据比例公平因子和服务质量因子确定用户设备的优先级。其中，确定服务质量因子的步骤可以包括通过对平均速率和保证比特速率进行比较来确定保证比特速率因子；通过对时延值和时延门限进行比较来确定时延因子；以及根据保证比特速率因子和时延因子来确定月良务质量因子。其中，确定保证比特速率因子的步骤可以包括根据平均速率和保证比特速率的商和/或差来确定保证比特速率因子。其中，确定时延因子的步骤可以包括根据时延值和时延门限的商和/或差来确定时延因子。其中，确定服务质量因子的步骤可以包括基于递增凹函数根据保证比特速率因子和时延因子来确定服务质量因子。其中，确定用户设备的优先级的步骤可以包括根据比例公平因子和服务质量因子的乘积和/或加和来确定优先级。图2是4艮据本发明另一实施例的确定用户设备的优先级的方法的流程图。如图2所示，针对用户多种QoS要求的上行分组调度方法的具体4喿作步骤如下步骤S202，根据UE的緩冲区状态及最大剩余功率来确定用户的"i青求速率。步骤S204，统计用户的平均速率。步骤S206,才艮据i青求速率与用户的平均速率计算用户的比例/>平因子。步骤S208，获取RNC为用户配置的QoS信息，包括用户GBR与业务不能超过的时延门限；步骤S210，才艮据统计的用户的平均速率与用户的GBR计算用户GBR因子。步骤S212,统计用户的时延〗言息。步骤S214，根据获取的时延门限与统计的时延信息，计算用户的时延因子。步骤S216,利用一定的映射函数将用户的GBR因子及时延因子结合，计算用户的QoS因子。该映射函数必须满足为自变量的递增凹函数，具体形式可根据要求及仿真结果确定。步艰《S218,利用计算出来的用户的比例7>平因子与QoS因子相结合后，计算出用户的优先级的值，并以此排序，获得用户最终的调度顺序。在以上步骤之后，根据系统所剩资源及调度顺序，对用户进行资源分配。以下再次参照图2，在上4亍分组调度的情形下，对本发明实施例进行进一步的描述。假设小区中有5个流媒体业务类型的UE,UE1UE5，每个UE的^L频流数据每一帧以规则的时间间隔T(本例为100ms)到达，每一帧分解为固定数目的片段(本例中为8个分组)，每个片段以一个分组包的方式传输。这些分组包/片段的大小服从截短的帕雷多分布(每个分组包平均为100字节，最大为250字节)，这样用户的平均入队速率为64千比特(kbit)/s,再将每个分组包拆成168比特的小包，UE的TTI类型都是10ms。在T时刻，系统对用户调度，调度过程如下4要照步骤S202,比例7>平才莫块首先获取用户的请求速率UE—Req_Rate，在此时刻用户的i青求速率如下表UE—IndUE1UE2UE3UE4UE5<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>按照步骤S204,比例公平模块利用指数平滑方法计算用户的历史平均速率UE_Avg—Rate:<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>按照步骤S206，比例7>平才莫块计算用户的比例7>平因子UEPFval的值<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>按照步骤S208，QoS映射模块首先获取RNC为用户配置的时延门限与GBR要求，其中，UE—GBR—Rate=64kbit/s;Delay—Threshold=300ms;按照步骤S210,QoS映射模块接着计算用户的GBR因子的值，这里UE—GBR—factor^UE—GBR—Rate-UE—Avg—Rate,值如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>按照步骤S212,QoS映射才莫块接着统计用户的时延信息UE_Delay，各UE时延的值如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>按照步骤S214,QoS映射模块计算用户的时延因子的值，如果UE—GBR—factor>=0,则UE—Delay—factor=UE—Delay/Delay—Thershold,否则UE_Dday—factor=Delay—Thershold/UE—Delay,计算结果如下表UE_IndUE1UE2UE3UE4UE5UE—Delay—factor1.201.061.251.251.33按照步骤S216,QoS映射模块将用户的GBR因子和时延因子相结合，并利用映射函数计算用户的QoS因子的值，这里我们利用7>式UE—QoS—val=exp(a*UE_Delay—factor*UE—GBR—factor),这里a=1/64最后计算结果如下表UE—IndUE1UE2UE3UE4UE5UE—Qos—val1.171.040.880.880.91按照步骤S218,调度决策模块计算用户最终的优先级的值，利用公式UE—Pri—val=UE—PF—val*UE—QoS—val，计算结果如下UE—IndUE1UE2UE3UE4UE5UE—Pri一val5.783.502.582.973.14接着调度决策模块根据用户优先级的值对用户进行排序，得到用户在该时刻的调度顺序为UE1、UE2、UE5、UE4、UE3。图3是根据本发明实施例的在分组调度中确定用户设备的优先级的系统的框图。如图3所示，才艮据本发明实施例的在分组调度中确定用户i殳备的优先级的系统包括比例7>平才莫块302,用于才艮据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例公平因子；服务质量映射模块304，用于根据用户设备的平均速率和时延值、以及无线网络控制器为用户设备配置的保证比特速率和时延门限来确定服务质量因子；以及优先级确定模块306,根据比例公平因子和服务质量因子来确定用户i殳备的优先级。其中，服务质量映射模块可以包括保证比特速率因子确定模速率因子；时延因子确定模块，用于通过对时延值和时延门限进行比较来确定时延因子；以及服务质量因子确定模块，用于根据保证比特速率因子和时延因子来确定月l务质量因子。其中，保证比特速率因子确定模块可以包括第一函数提供模块，用于提供与商和/或差有关的函数；以及保证比特速率因子计算模块，用于根据平均速率和保证比特速率的商和/或差来确定保证比特速率因子。其中，时延因子确定^^莫块可以包括第二函数提供^f莫块，用于提供与商和/或差有关的函数，以及时延因子计算模块，用于根据时延值和时延门限的商和/或差来确定时延因子。其中，服务质量因子确定模块可以包括递增凹函数提供模块，用于提供递增凹函数；以及服务质量因子计算模块，用于基于递增凹函数才艮据保证比特速率因子和时延因子来确定服务质量因子。其中，优先级确定模块可以包括第三函数提供模块，用于提供乘积和/或加和；以及根据比例/>平因子和月良务质量因子的乘积和/或加和来确定优先级。仍参照图3，具体在HSUPA的环境下，描述在分组调度中确定用户i殳备的优先级的系统。该系统包4舌比例7>平才莫块302、QoS映射模块304、调度决策模块(优先级确定模块)306。比例公平模块用于计算用户优先级中比例7>平因子的大小，该才莫块主要完成以下功能1.根据用户的调度请求信息SI获取用户的请求速率；2.利用指数平滑方法计算用户的平均速率；3.计算用户的比例公平因子的值。QoS映射模块用特定的函数将用户的GBR要求以及时延要求映射为函数值，用于最后优先级的计算，主要完成以下功能1.获取上层对用户对应业务配置的GBR与时延门限的值；2.计算函凄t中GBR因子的值，将用户业务的GBR与用户所体-验的平均速率的差值作为用户的GBR因子的l直；3.统计用户的队列时延，将用户緩冲区中分组数据的队列头到达l^冲区的时间与该调度时刻的时间差作为用户的时延4直；4.计算函数中时延因子的值，首先判断用户的GBR因子的正负，然后据此计算时延因子的值，如果GBR为正，则将用户的时延与要求的时延门限的比值作为用户的时延因子的值，否则将时延门限与用户的时延比值作为时延因子的值；5.将GBR因子与时延因子相乘，并通过特定的函凄t映射成函教:值，将结果作为用户的QoS因子。调度决策模块，该模块根据比例公平因子与QoS因子相乘，得到用户最终的调度优先级的值，并据此对用户进行排序，待系统对用户按顺序进4亍调度和资源分配。图4是根据本发明实施例的PF方法与M-PF方法下用户时延的比较图表。如图4所示，可以看出M-PF在时延性能上优于PF，它保证用户最终的时延全部在300ms以内，而PF方法下有三个用户达不到要求。图5是才艮据本发明的实施例的PF方法与M-PF方法下用户平均速率的比较图表。如图5所示，可以看出M-PF下用户的平均速率要高于PF，同时所有用户的速率在64kb/s以上，而PF下UE4的速率没有达到GBR要求。以上所述^f又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1.在分组调度中确定用户设备的优先级的方法，其特征在于，包括以下步骤根据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例公平因子；根据i)所述用户设备的所述平均速率和时延值、以及ii)无线网络控制器为所述用户设备配置的保证比特速率和时延门限，确定服务质量因子；以及根据所述比例公平因子和所述服务质量因子确定所述用户设备的优先级。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定服务质量因子的步骤包括定保证比特速率因子；通过对所述时延值和所述时延门限进4亍比4交来确定时延因子；以及服务质量因子,3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定保证比特速率因子的步骤包4舌根据所述平均速率和所述保证比特速率的商和/或差来确定所述4呆i正比4争速率因子。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定时延因子的步骤包4舌才艮据所述时延值和所述时延门限的商和/或差来确定所述时延因子。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述服务质量因子的步骤包括基于递增凹函数根据所述保证比特速率因子和所述时延因子来确定服务质量因子。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定所述用户设备的优先级的步骤包4舌才艮据所述比例7>平因子和所述月良务质量因子的乘积和/或加和来确定所述优先级。7.在分组调度中确定用户设备的优先级的系统，其特征在于，包括比例公平模块，用于根据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例7>平因子；月良务质量映射模块，用于根据所述用户设备的所述平均速率和时延值、以及无线网络控制器为所述用户设备配置的保证比特速率和时延门限来确定服务质量因子；以及优先级确定模块，根据所述比例公平因子和所述服务质量因子来确定所述用户设备的优先级。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述服务质量映射模块包括保证比特速率因子确定才莫块，用于通过对所述平均速率和所述保证比特速率进行比较来确定保证比特速率因子；时延因子确定模块，用于通过对所述时延值和所述时延门限进行比较来确定时延因子；以及服务质量因子确定模块，用于根据所述保证比特速率因子和所述时延因子来确定所述月良务质量因子。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述保证比特速率因子确定模块包括第一函数提供模块，用于提供与商和/或差有关的函数；以及保证比特速率因子计算模块，用于根据所述平均速率和所述^f呆i正比特速率的商和/或差来确定所述^f呆i正比特速率因子。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述时延因子确定模块包括第二函数提供模块，用于提供与商和/或差有关的函数，以及时延因子计算模块，用于根据所述时延值和所述时延门限的商和/或差来确定所述时延因子。11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述服务质量因子确定才莫块包括递增凹函数提供才莫块，用于提供递增凹函数；以及服务质量因子计算模块，用于基于递增凹函数根据所述保i正比特速率因子和所述时延因子来确定月良务质量因子。12.根据权利要求8至11中任一项所述的系统，其特征在于，所述优先级确定一莫块包括第三函数提供模块，用于提供乘积和/或加和；以及才艮据所述比例7>平因子和所述月良务质量因子的乘积和/或加和来确定所述优先级。全文摘要本发明提出了一种在分组调度中确定用户设备的优先级的方法和系统。其中，在分组调度中确定用户设备的优先级的方法包括以下步骤根据用户设备的请求速率和平均速率来确定比例公平因子；根据i)用户设备的平均速率和时延值、以及ii)无线网络控制器为用户设备配置的保证比特速率和时延门限，确定服务质量因子；以及根据比例公平因子和服务质量因子确定用户设备的优先级。在本发明中，通过在调度过程中侧重用户的多种QoS要求并兼顾比例公平，从而使系统在保证用户QoS要求的同时最大化系统容量。文档编号H04L12/56GK101600231SQ200910151539公开日2009年12月9日申请日期2009年6月30日优先权日2009年6月30日发明者平孙,琛王申请人:中兴通讯股份有限公司