专利名称：负载分配方法及基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种负载分配方法及基站。
背景技术：
宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，简称为 WCDMA) 在第三代合作伙伴计划(3rd Generation PartnershipProject，简称为3GPP)R5协议中引 入下行的HSDPA (High SpeedDownlink Packet Access，高速下行分组接入)技术之后，很大 程度上提升了 WCDMA网络的容量。与此同时，与HSDPA对应的另外一个问题也被提上了日 程表，即上行数据业务速率的提高。高速上行链路分组接入(High Speed Uplink Packet Access，简称为HSUPA)引入 了高速上行的增强型专用信道(EnhancedDedicated Channel，简称为E-DCH)，并增加了其 它相关信道，把HSUPA功能实体MAC-e置于基站(Node B)内以加快响应速度，并采用多种 核心关键技术来提高上行数据业务速率，用来克服WCDMA上行业务速率“瓶颈”，例如混合 自动重传HARQ(Hybrid-ARQ)技术、基于调度的快速传输技术、采用更短的传输时间间隔以 及多码技术。其中，基于调度的快速传输技术核心思想是通过调度器给用户分配合理的负载以 提高小区的吞吐量。在相关技术中，基站给其管辖下的用户分配负载有两种方法1，采用比例公平的算法，调度器仅根据优先级对小区内所有UE做出调度，即 给每个用户相对平均的分配负载。方法2，采用最大载波干扰比MAX C/I算法，按照C/I为小区内所有C/I大的UE分 配调度授权，即信道质量好的用户可以分配到比较多的负载。对于方法1，由于调度器根据优先级对小区内所有UE做出调度，小区内干扰较大， 信道质量差的用户占用大量负载资源，但是只有较低的速率，从而降低了小区吞吐量；对于 方法2，由于该算法基于MAX C/I为UE分配负载，虽然获得了比较大的小区吞吐量，但是牺 牲了个UE上行传输的公平度，使得某些用户得不到调度机会，严重影响了用户的体验。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种负载分配方法，以至少解决上述的问题之一。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种负载分配方法。根据本发明的负载分配方法包括确定高速上行链路分组接入HSUPA调度器的最 大负载；从最大负载选择用于调度请求速率最高用户的第一负载；根据小区内用户请求速 率确定调度请求速率最高用户；根据第一负载和调度请求速率最高用户对应的授权负载确 定分配给调度请求速率最高用户的第二负载；将第三负载分配给除了调度请求速率最高的 用户之外的其他用户，其中，第三负载为最大负载和第二负载之差。进一步地，采用比例公平PF算法将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用
4户之外的其它用户。进一步地，根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户包括通过以下 公式确定用户请求速率Rreq (i)，Rreq⑴=max (Ruph, Rtebs)⑴，其中，Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs 为用户i当前总缓冲区大小对应的速率；确定用户请求速率的最大值对应的用户为调度请 求速率最大用户。进一步地，根据第一负载和调度请求速率最高用户对应的授权负载确定分配给调 度请求速率最高用户的第二负载包括判断第一负载是否大于授权负载；如果判断结果为 是，则确定第二负载等于授权负载，如果判断结果为否，则确定第二负载等于第一负载。进一步地，采用PF算法将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用户之外的 其他用户包括对除调度请求速率最大用户进行优先级的排序，其中，通过以下公式计算优 先级 Prior (i)，Prior (i) = SPI (i) /DataRateHistory (i, η)，其中，SPI (i)为用户 i 的最 高优先级逻辑信道指示，DataRateHistory(i, η)为用户i在时刻η的历史速率，且DataRateHistory (i , η) = (l-x)DataRateHistory(i, η-1) +χ DataRateCurrent (i，n-1)，其中，DataRateCurrent (i，n-l)为用户 i 在 n_l 时亥Ij的 用户当前速率，χ为滤波因子；按照排序后的优先级从高到低的顺序为除了调度请求速率 最高的用户的其它用户分配第三负载。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种基站。根据本发明的基站包括最大负载确定模块，用于确定高速上行链路分组接入 HSUPA调度器的最大负载；选择模块，用于从最大负载选择用于调度请求速率最高用户的 第一负载；确定模块，用于根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户；第二负 载确定模块，用于根据第一负载和调度请求速率最高用户对应的授权负载确定分配给调度 请求速率最高用户的第二负载；第三负载分配模块，用于将第三负载分配给除了调度请求 速率最高的用户之外的其他用户，其中，第三负载为最大负载和第二负载之差。进一步地，第三负载分配模块采用比例公平PF算法将第三负载分配给除了调度 请求速率最高的用户之外的其它用户。进一步地，确定模块包括用户请求速率确定子模块，用于通过以下公式确定用户 请求速率Rreq (i)，Rreq(i) = max(Ruph, Rtebs) (i)，其中Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs 为用户i当前总缓冲区大小对应的速率；调度请求速率最大用户确定子模块，用于确定用 户请求速率的最大值对应的用户为调度请求速率最大用户。进一步地，第二负载确定模块包括判断子模块，用于判断第一负载是否大于授权 负载；第一确定子模块，用于如果判断结果为是时，确定第二负载等于授权负载；第二确定 子模块，用于如果判断结果为否时，确定第二负载等于第一负载。进一步地，，第三负载分配模块包括优先级排序模块，用于对除调度请求速率最 大用户进行优先级的排序，其中，通过以下公式计算优先级Prior (i)，Prior(i) = SPI(i)/DataRateHistory(i, η),其中，SPI (i)为用户i的最高优先级逻辑信道指示，DataRateHistory (i, η)为用 户i在时刻η的历史速率，且
其中，SPI (i)为用户i的最高优先级逻辑信道指示，DataRateHistory (i, η)为用 户i在时刻η的历史速率，且DataRateHistory (i, η) = (1- χ )DataRateHistory(i, η-1) +χ DataRateCurrent (i，n-1)，其中，DataRateCurrent (i，n-l)为用户 i 在 n_l 时亥Ij的 用户当前速率，χ为滤波因子；优先级负载分配子模块，用于按照排序后的优先级从高到 低的顺序为除了调度请求速率最高的用户的其它用户分配第三负载。通过本发明，采用为最高速率的用户分配预留负载和除最高速率用户之外的其它 用户分配剩余负载的方案，解决了 HSUPA小区负载分配中用户公平和小区吞吐量不能均衡 的问题，提高了资源的利用率，同时兼顾公平性，进而达到了保证用户公平即用户体验良 好，同时提升HSUPA小区吞吐量的效果。
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负载分配方法的流程图；图2是根据本发明优选实施例的负载分配方法的流程图；图3是根据本发明实施例的基站的结构框图；以及图4是根据本发明实施例的基站的优选的结构框图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一在本实施例中，提供了一种负载分配方法。图1是根据本发明实施例的负载分配 方法的流程图，如图1所示，包括步骤S102，确定HSUPA调度器的最大负载；步骤S104，从最大负载选择用于调度请求速率最高用户的第一负载；步骤S106，根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户；步骤S108，根据第一负载和调度请求速率最高用户对应的授权负载确定分配给调 度请求速率最高用户的第二负载；步骤S109，将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用户之外的其他用户，其 中，第三负载为最大负载和第二负载之差。通过上述步骤，为速率最高的用户分配第二负载，为除速率最高的用户之外的其 它用户分配第三负载，避免了相关技术中，采用比例公平算法吞吐量比较小及对全部用户 采用MAX C/I算法公平度比较低的问题。优选地，采用比例公平PF算法将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用户 之外的其它用户。通过该优选实施例，可以提高小区的吞吐量。下面对步骤S106中根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户的一 个优选的实施方式进行说明。在该优选实施方式中，通过以下公式确定用户请求速率Rreq ⑴,Rreq(i) = max (Ruph, Rtebs) (i)，其中，Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs 为用户i当前总缓冲区大小对应的速率；确定用户请求速率的最大值对应的用户为调度请 求速率最大用户。通过该优选的实施例的用户请求速率计算步骤，可以计算得出所有用户 的速率值，从而选择该速率值最大时对应的用户作为调度请求速率最大用户，实现了调度 请求速率最大用户的确定。下面对步骤S108中根据第一负载和调度请求速率最高用户对应的授权负载确定 分配给调度请求速率最高用户的第二负载的一个优选的实施方式进行说明。在该优选实施 方式中，判断第一负载是否大于授权负载；如果判断结果为是，则确定第二负载等于授权负 载，如果判断结果为否，则确定第二负载等于第一负载。通过该优选的实施例的判断步骤， 可以根据授权负载和第一负载的大小关系确定实际分配给调度请求速率最高用户的第二 负载。下面对步骤S109中采用PF算法将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用 户之外的其它用户的一个优选的实施方式进行说明。在该优选实施方式中，对除调度请 求速率最大用户进行优先级的排序，其中，通过以下公式计算优先级Prior (i)，Prior (i) =SPI(i)/DataRateHistory(i, n)，其中，SPI (i)为用户i的最高优先级逻辑信道指示， DataRateHistory (i, η)为用户i在时刻η的历史速率，且DataRateHistory (i, η) = (1- χ )DataRateHistory(i, η-1) +χ DataRateCurrent (i，n-1)，其中，DataRateCurrent (i，n-l)为用户 i 在 n_l 时亥Ij的 用户当前速率，χ为滤波因子；按照排序后的优先级从高到低的顺序为除了调度请求速率 最高的用户的其它用户分配第三负载。通过本优选的实施例的排序步骤，可以根据优先级 对用户进行优先级排序，然后根据排序结果对除了调度请求速率最高的用户的其它用户分 配第三负载，实现了对其它用户负载的公平性分配。通过本发明，预留部分小区负载资源用于请求速率高的用户优先获得资源分配， 剩余部分负载资源用于其它用户的比例公平调度，这极大地提高了资源的利用率，同时兼 顾公平性，进而达到了保证用户公平即用户体验良好，同时HSUPA小区吞吐量得到提升的 效果。实施例二本实施例综合了实施例一及其中的优选实施方式，在本实施例中提供了一种负载 分配方法。图2是根据本发明优选实施例的负载分配的流程图，如图2所示，包括如下的步 骤步骤S202，根据RNC配置的目标ROT得到HSUPA调度器可用的最大负载L0ading_ target。步骤S204，计算用于比例公平调度的负载Ll以及用于调度请求速率最高的用户 的负载L2。例如将该负载分成两部分，用于比例公平调度的负载Ll = Loading_target*A(A 的取值范围Wl])；用于调度请求速率最高的用户的负载L2 = L0ading_target*(I-A)；步骤S206，计算HSUPA调度器内调度的小区内所有用户的请求速率Rreq (i)，其中 Rreq(i) = max (Ruph, Rtebs)⑴，其中，Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs为用户i
7当前总缓冲区大小对应的速率。步骤S208，取Rreq最高的用户作为请求速率最高的用户UEmax，UEmax当前授权 (SG)对应的负载为Limax。步骤S210，将UEmax当前SG对应的负载Limax和用于调度请求速率最高的用户 的负载L2进行比较，并判断L2是否大于或者等于Limax(L2 >= Limax)，如果判断结果为 是，进行到步骤S212，不过判断结果为否，进行到步骤S214。步骤S212，为 UEmax 分配 Limax 对应的负载 Li (av) = Limax。步骤S214，降低UEmax的授权为L2对应的负载Li (av) = L2，并将该负载分配给 UEmax ；步骤S216，将除了 UEmax外的所有用户按照优先级的高低进行排序，优先级 Prior⑴的计算如公式(1)所示Prior (i) = SPI (i)/DataRateHistory (i)(1)其中，SPI (i)为用户i的最高优先级逻辑信道指示，DataRateHistory (i, η)为用 户i在时刻η的历史速率，且DataRateHistoryG，η)通过公式(2)计算得到DataRateHistory (i, η) = (1- χ )DataRateHistory(i, n-1) + χ DataRateCurrent (i, η_1) (2) DataRateCurrent (i, η_1)为用户 i 在 η_1 时亥Ij的用 户当前速率，χ为滤波因子。步骤S218，按照优先级的高低的顺序为用户分配调度器剩余的负载。步骤S220，判断是否有剩余负载，如果判断结果为是，返回至步骤S218，如果判断 结果为否，进行到步骤S222。步骤S222，停止负载分配，流程结束。实施例三本实施例综合了实施例一、二及其中的优选实施方式，在本实施例中提供了一种 基站，图3是根据本发明实施例的基站的结构框图，如图3所示，该基站包括最大负载确定 模块32、选择模块34、确定模块36、第二负载确定模块38和第三负载分配模块39，下面对 上述结构进行详细描述最大负载确定模块32，用于确定高速上行链路分组接入HSUPA调度器的最大负 载；选择模块34，连接至最大负载确定模块32，用于从最大负载确定模块32确定的最大负 载中选择用于调度请求速率最高用户的第一负载；确定模块36，用于根据小区内用户请求 速率确定调度请求速率最高用户；第二负载确定模块38，连接至选择模块34和确定模块 36，用于根据选择模块34选择的第一负载和确定模块36确定的调度请求速率最高用户对 应的授权负载确定分配给调度请求速率最高用户的第二负载；第三负载分配模块39，连接 至第二负载确定模块38，用于将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用户之外的其他 用户，其中，第三负载为最大负载和第二负载确定模块38确定的第二负载之差。图4是根据本发明实施例的基站的优选的结构框图，如图4所示，确定模块36包 括用户请求速率确定子模块362和调度请求速率最大用户确定子模块364，第二负载确定 模块38包括判断子模块382、第一确定子模块384和第二确定子模块386，第三负载分配 模块39包括优先级排序模块392和优先级负载分配子模块394，下面对上述结构进行详 细说明。
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确定模块36包括用户请求速率确定子模块362，用于通过以下公式确定用户请求速率Rreq(i)， Rreq(i) = max(Ruph, Rtebs) (i)，其中Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs为用户i 当前总缓冲区大小对应的速率；调度请求速率最大用户确定子模块364，连接至用户请求速率确定子模块362，用 于确定用户请求速率确定子模块362确定用户请求速率的最大值对应的用户为调度请求 速率最大用户。第二负载确定模块38包括判断子模块382，连接至选择模块34和确定模块36， 用于判断选择模块34第一负载是否大于确定模块36确定的调度请求速率最高用户的授权 负载；第一确定子模块384，连接至判断子模块382，用于判断子模块382判断结果为是 时，确定第二负载等于授权负载；第二确定子模块386，连接至判断子模块382，用于判断子模块382判断结果为否 时，确定第二负载等于第一负载。第三负载分配模块39包括优先级排序模块392，用于对除调度请求速率最大用户进行优先级的排序，其中， 通过以下公式计算优先级Prior (i)，Prior (i) = SPI (i)/DataRateHistory (i)，其中，SPI ⑴为用户 i 的最高优先级 逻辑信道指示，DataRateHistory (i, η)为用户i在时刻η的历史速率，且DataRateHistory(i, η) = (1- χ )DataRateHistory(i, n-1) +χ DataRateCurrent (i，n-1)，其中，DataRateCurrent (i，n-l)为用户 i 在 n_l 时亥Ij的 用户当前速率，χ为滤波因子；优先级负载分配子模块394，连接至第一确定子模块384和第二确定子模块386， 和优先级排序模块392，用于按照优先级排序模块392排序后的优先级从高到低的顺序为 除了调度请求速率最高的用户的其它用户分配第一确定子模块384和第二确定子模块386 确定的第三负载。通过本发明的上述实施例，预留部分小区负载资源用于为请求速率高的用户优先 进行资源分配，剩余部分负载资源用于其它用户的比例公平调度，这极大地提高了资源的 利用率，同时兼顾公平性，进而实现了用户公平和良好的用户体验，同时提高了 HSUPA小区
吞吐量。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅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
一种负载分配方法，其特征在于，包括确定高速上行链路分组接入HSUPA调度器的最大负载；从所述最大负载选择用于调度请求速率最高用户的第一负载；根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户；根据所述第一负载和所述调度请求速率最高用户对应的授权负载确定分配给所述调度请求速率最高用户的第二负载；将第三负载分配给除了所述调度请求速率最高的用户之外的其他用户，其中，所述第三负载为所述最大负载和所述第二负载之差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用比例公平PF算法将第三负载分配给 除了所述调度请求速率最高的用户之外的其它用户。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据小区内用户请求速率确定调度请求 速率最高用户包括通过以下公式确定所述用户请求速率Rreq (i)，Rreq (i) = max (Ruph, Rtebs) (i)，其中，Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs为用 户i当前总缓冲区大小对应的速率；确定所述用户请求速率的最大值对应的用户为所述调度请求速率最大用户。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一负载和所述调度请求速率 最高用户对应的授权负载确定分配给所述调度请求速率最高用户的第二负载包括判断所述第一负载是否大于所述授权负载；如果判断结果为是，则确定所述第二负载等于所述授权负载，如果判断结果为否，则确 定所述第二负载等于所述第一负载。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用PF算法将第三负载分配给除了所述 调度请求速率最高的用户之外的其他用户包括对除所述调度请求速率最大用户进行优先级的排序，其中，通过以下公式计算所述优 先级 Prior (i)，Prior(i) = SPI(i)/DataRateHistory(i, η), 其中，SPI (i)为用户i的最高优先级逻辑信道指示，DataRateHistory (i, η)为用户 i 在时刻 η 的历史速率，且 DataRateHistory (i，η)= (1- χ )DataRateHistory (i, n_l) + χ DataRateCurrent (i, n_l)，其中，DataRateCurrent (i, n-1)为用户i在n-1时刻的用户当前速率，Χ为滤波因子；按照所述排序后的优先级从高到低的顺序为除了所述调度请求速率最高的用户的其 它用户分配所述第三负载。
6.一种基站，其特征在于，包括最大负载确定模块，用于确定高速上行链路分组接入HSUPA调度器的最大负载； 选择模块，用于从所述最大负载选择用于调度请求速率最高用户的第一负载； 确定模块，用于根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户； 第二负载确定模块，用于根据所述第一负载和所述调度请求速率最高用户对应的授权 负载确定分配给所述调度请求速率最高用户的第二负载；第三负载分配模块，用于将第三负载分配给除了所述调度请求速率最高的用户之外的2其他用户，其中，所述第三负载为所述最大负载和所述第二负载之差。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述第三负载分配模块采用比例公平PF 算法将所述第三负载分配给除了所述调度请求速率最高的用户之外的其它用户。
8.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述确定模块包括用户请求速率确定子模块，用于通过以下公式确定所述用户请求速率Rreq(i)， Rreq(i) = max (Ruph, Rtebs)⑴，其中Ruph为用户i可用发射功率对应的速率，Rtebs为用 户i当前总缓冲区大小对应的速率；调度请求速率最大用户确定子模块，用于确定所述用户请求速率的最大值对应的用户 为所述调度请求速率最大用户。
9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述第二负载确定模块包括 判断子模块，用于判断所述第一负载是否大于所述授权负载；第一确定子模块，用于如果判断结果为是时，确定所述第二负载等于所述授权负载； 第二确定子模块，用于如果判断结果为否时，确定所述第二负载等于所述第一负载。
10.根据权利要求7所述的基站，其特征在于，所述第三负载分配模块包括优先级排序模块，用于对除所述调度请求速率最大用户进行优先级的排序，其中，通过 以下公式计算所述优先级Prior (i)，Prior(i) = SPI(i)/DataRateHistory(i，η)， 其中，SPI (i)为用户i的最高优先级逻辑信道指示，DataRateHistory (i, η)为用户 i 在时刻 η 的历史速率，且 DataRateHistory (i，η)= (1- χ )DataRateHistory (i, n_l) + χ DataRateCurrent (i, n_l)，其中，DataRateCurrent (i, n-1)为用户i在n-1时刻的用户当前速率，Χ为滤波因子；优先级负载分配子模块，用于按照所述排序后的优先级从高到低的顺序为除了所述调 度请求速率最高的用户的其它用户分配所述第三负载。
全文摘要
本发明公开了一种负载分配方法及基站，该方法包括确定高速上行链路分组接入HSUPA调度器的最大负载；从最大负载选择用于调度请求速率最高用户的第一负载；根据小区内用户请求速率确定调度请求速率最高用户；根据第一负载和调度请求速率最高用户对应的授权负载确定分配给调度请求速率最高用户的第二负载；将第三负载分配给除了调度请求速率最高的用户之外的其他用户，其中，第三负载为最大负载和第二负载之差。通过本发明，提高了HSUPA小区吞吐量。
文档编号H04W28/08GK101895933SQ201010222779
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者徐海燕, 李军, 杜娟 申请人:中兴通讯股份有限公司