专利名称：有限长度队列业务的无线资源调度方法
技术领域：
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种有限长度队列业务的无线资源调度方法。
背景技术：
在数据传输系统中，一类典型的传输方式是包传输，即用户数据以数据包形式到达系统并存储在队列中，系统调用传输资源处理传输数据给各个用户。针对有限长度队列的业务，目前已有很多的资源调度方法被研究和采用。具体到无线信道传输系统可以分为两类按照用户队列状态进行调度的方法和按照用户信道状态进行调度的方法。
图1是一个有限长度队列的无线传输系统的示意图，其调度周期为时间帧，即每个固定的时间片段为一帧，在每一帧，系统根据调度方法分配信道资源给一个用户包用来传输数据。对于有限长度队列业务，其系统性能的评估指标主要是各个用户包的处理时间， 即从每个包到达系统到其被传送完成的时间长度。为了评估针对有限长度队列业务的调度方法的性能，以用户包的平均处理时延(Average User Delay，简称为AUD)作为参考指标。典型的按照用户队列状态进行调度的调度方法包括先到达先服务(First Come First krve，简称为FCFS)、后到达先服务(Last Come First krve，简称为LCFS)、轮询服务(Round Robin，简称为RR)等。由于有线网络传输信道较为稳定，所以按照用户队列状态进行的调度方法大多被用于有线网络传输系统。在按照用户信道状态进行的调度方法中，已被广泛讨论和应用于无线通信系统中的调度方法是最大载干比(Max C/I)和比例公平(Proportional Fairness，简称为PF)，这两种调度方法都是仅考虑用户信道状态而设计的调度方法。Max C/I调度方法，只根据即时信道数据速率进行调度的方式，每帧选择信道数据速率最大的用户传输，以此来保证整个系统的吞吐量最大。PF调度方法，以优化整体系统的吞吐量，且保证各个用户的公平性的一种调度算法。PF调度算法考虑即时信道数据速率以及用户平均传输速率两个因素，在每一个时隙，系统服务的用户包具有最大的PF因子，PF 因子定义为
徐销(1)
w ^ (O其中，Di (t)为在第t个帧第i个用户能够从基站接收到的最大数据量，RiW为该用户在第t个帧之前实际已传的平均数据速率。PF因子同时考虑了系统的整体吞吐量以及用户的公平性，使得系统优先选择信道质量良好、吞吐量大的用户设备服务，同时，当某一信道质量较差的用户持续得不到服务时，其平均数据速率会下降而导致PF因子增大，就更有可能被服务。平均数据速率
RiW有不同的计算方法，较为常见的是指数时间平均算法，其定义为
权利要求
1.一种有限长度队列业务的无线资源调度方法，其特征在于，包括计算无线信道传输系统的由用户数据包组成的包队列中每个用户数据包的时间信息；根据每个用户数据包的时间信息以及每个用户数据包对应用户设备的信道状况，分别计算每个用户数据包的调度优先级因子；根据计算得到的用户数据包的调度优先级因子的大小顺序，选取优先级别最高的用户数据包进行调度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算包队列中每个用户数据包的时间信息之前，所述方法还包括维护无线信道传输系统的用户数据包的包队列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述维护无线信道传输系统的用户数据包的包队列，包括将上一帧中完成传输的用户数据包从包队列中删除，并将在上一帧传输过程中新到达的用户数据包加入到包队列中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间信息包括用户数据包的被服务时间和用户数据包的等待时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据每个用户数据包的时间信息以及每个用户数据包对应用户设备的信道状况，分别计算每个用户数据包的调度优先级因子，具体包括按照公式乃(0 = ^|eXp|r[Sin哪⑷+ cos叫( }计算每个用户数据包的调度优先级因子；其中，Ddt)表示在第t个帧第i个用户能够从基站接收到的最大数据量，Ri(t)表示第 t个帧第i个用户在第t个帧之前实际已传的平均数据速率,Wi (t)表示在第t帧第i个用户数据包未被服务等待的累积时间，Si (t)表示在第t帧第i个用户数据包被服务的累积时间；α和β表示系统参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括根据用户数据包的平均用户时延对系统参数α和β进行优化处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据用户数据包的平均用户时延对系统参数α和β进行优化处理，具体包括在由α和β构成的对应二维空间中随机选取一个起始点；计算所述起始点及其多个相邻点的平均用户时延，并将其中平均用户时延最小的点作为新的起始点，重新计算新的起始点及其相邻点的平均用户时延，重复该处理过程，直到起始点及其相邻点的平均用户时延相同时停止计算；将平均用户时延相同的起始点的相邻点对应的坐标作为系统参数α和β。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算每个用户数据包的调度优先级因子之前，所述方法还包括计算每个用户数据包对应用户设备的信道状况。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述计算每个用户数据包对应用户设备的信道状况，具体包括计算即时信道数据速率、用户平均传输速率。
全文摘要
本发明公开了一种有限长度队列业务的无线资源调度方法，该方法包括计算无线信道传输系统的由用户数据包组成的包队列中每个用户数据包的时间信息；根据每个用户数据包的时间信息以及每个用户数据包对应用户设备的信道状况，分别计算每个用户数据包的调度优先级因子；根据计算得到的用户数据包的调度优先级因子的大小顺序，选取优先级别最高的用户数据包进行调度。通过本发明，能够充分利用无线信道资源。
文档编号H04W72/12GK102548009SQ201210012128
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者刘飞, 王文博, 郑侃 申请人:北京邮电大学