專利名稱：有限長度隊列業(yè)務(wù)的無線資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種有限長度隊列業(yè)務(wù)的無線資源調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，一類典型的傳輸方式是包傳輸，即用戶數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包形式到達(dá)系統(tǒng)并存儲在隊列中，系統(tǒng)調(diào)用傳輸資源處理傳輸數(shù)據(jù)給各個用戶。針對有限長度隊列的業(yè)務(wù)，目前已有很多的資源調(diào)度方法被研究和采用。具體到無線信道傳輸系統(tǒng)可以分為兩類按照用戶隊列狀態(tài)進(jìn)行調(diào)度的方法和按照用戶信道狀態(tài)進(jìn)行調(diào)度的方法。

圖1是一個有限長度隊列的無線傳輸系統(tǒng)的示意圖，其調(diào)度周期為時間幀，即每個固定的時間片段為一幀，在每一幀，系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度方法分配信道資源給一個用戶包用來傳輸數(shù)據(jù)。對于有限長度隊列業(yè)務(wù)，其系統(tǒng)性能的評估指標(biāo)主要是各個用戶包的處理時間， 即從每個包到達(dá)系統(tǒng)到其被傳送完成的時間長度。為了評估針對有限長度隊列業(yè)務(wù)的調(diào)度方法的性能，以用戶包的平均處理時延(Average User Delay，簡稱為AUD)作為參考指標(biāo)。典型的按照用戶隊列狀態(tài)進(jìn)行調(diào)度的調(diào)度方法包括先到達(dá)先服務(wù)(First Come First krve，簡稱為FCFS)、后到達(dá)先服務(wù)(Last Come First krve，簡稱為LCFS)、輪詢服務(wù)(Round Robin，簡稱為RR)等。由于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸信道較為穩(wěn)定，所以按照用戶隊列狀態(tài)進(jìn)行的調(diào)度方法大多被用于有線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。在按照用戶信道狀態(tài)進(jìn)行的調(diào)度方法中，已被廣泛討論和應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中的調(diào)度方法是最大載干比(Max C/I)和比例公平(Proportional Fairness，簡稱為PF)，這兩種調(diào)度方法都是僅考慮用戶信道狀態(tài)而設(shè)計的調(diào)度方法。Max C/I調(diào)度方法，只根據(jù)即時信道數(shù)據(jù)速率進(jìn)行調(diào)度的方式，每幀選擇信道數(shù)據(jù)速率最大的用戶傳輸，以此來保證整個系統(tǒng)的吞吐量最大。PF調(diào)度方法，以優(yōu)化整體系統(tǒng)的吞吐量，且保證各個用戶的公平性的一種調(diào)度算法。PF調(diào)度算法考慮即時信道數(shù)據(jù)速率以及用戶平均傳輸速率兩個因素，在每一個時隙，系統(tǒng)服務(wù)的用戶包具有最大的PF因子，PF 因子定義為
徐銷(1)
w ^ (O其中，Di (t)為在第t個幀第i個用戶能夠從基站接收到的最大數(shù)據(jù)量，RiW為該用戶在第t個幀之前實際已傳的平均數(shù)據(jù)速率。PF因子同時考慮了系統(tǒng)的整體吞吐量以及用戶的公平性，使得系統(tǒng)優(yōu)先選擇信道質(zhì)量良好、吞吐量大的用戶設(shè)備服務(wù)，同時，當(dāng)某一信道質(zhì)量較差的用戶持續(xù)得不到服務(wù)時，其平均數(shù)據(jù)速率會下降而導(dǎo)致PF因子增大，就更有可能被服務(wù)。平均數(shù)據(jù)速率
RiW有不同的計算方法，較為常見的是指數(shù)時間平均算法，其定義為
權(quán)利要求
1.一種有限長度隊列業(yè)務(wù)的無線資源調(diào)度方法，其特征在于，包括計算無線信道傳輸系統(tǒng)的由用戶數(shù)據(jù)包組成的包隊列中每個用戶數(shù)據(jù)包的時間信息；根據(jù)每個用戶數(shù)據(jù)包的時間信息以及每個用戶數(shù)據(jù)包對應(yīng)用戶設(shè)備的信道狀況，分別計算每個用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子；根據(jù)計算得到的用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子的大小順序，選取優(yōu)先級別最高的用戶數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在計算包隊列中每個用戶數(shù)據(jù)包的時間信息之前，所述方法還包括維護(hù)無線信道傳輸系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)包的包隊列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述維護(hù)無線信道傳輸系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)包的包隊列，包括將上一幀中完成傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)包從包隊列中刪除，并將在上一幀傳輸過程中新到達(dá)的用戶數(shù)據(jù)包加入到包隊列中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述時間信息包括用戶數(shù)據(jù)包的被服務(wù)時間和用戶數(shù)據(jù)包的等待時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)每個用戶數(shù)據(jù)包的時間信息以及每個用戶數(shù)據(jù)包對應(yīng)用戶設(shè)備的信道狀況，分別計算每個用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子，具體包括按照公式乃(0 = ^|eXp|r[Sin哪⑷+ cos叫( }計算每個用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子；其中，Ddt)表示在第t個幀第i個用戶能夠從基站接收到的最大數(shù)據(jù)量，Ri(t)表示第 t個幀第i個用戶在第t個幀之前實際已傳的平均數(shù)據(jù)速率,Wi (t)表示在第t幀第i個用戶數(shù)據(jù)包未被服務(wù)等待的累積時間，Si (t)表示在第t幀第i個用戶數(shù)據(jù)包被服務(wù)的累積時間；α和β表示系統(tǒng)參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括根據(jù)用戶數(shù)據(jù)包的平均用戶時延對系統(tǒng)參數(shù)α和β進(jìn)行優(yōu)化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)用戶數(shù)據(jù)包的平均用戶時延對系統(tǒng)參數(shù)α和β進(jìn)行優(yōu)化處理，具體包括在由α和β構(gòu)成的對應(yīng)二維空間中隨機(jī)選取一個起始點；計算所述起始點及其多個相鄰點的平均用戶時延，并將其中平均用戶時延最小的點作為新的起始點，重新計算新的起始點及其相鄰點的平均用戶時延，重復(fù)該處理過程，直到起始點及其相鄰點的平均用戶時延相同時停止計算；將平均用戶時延相同的起始點的相鄰點對應(yīng)的坐標(biāo)作為系統(tǒng)參數(shù)α和β。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在計算每個用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子之前，所述方法還包括計算每個用戶數(shù)據(jù)包對應(yīng)用戶設(shè)備的信道狀況。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述計算每個用戶數(shù)據(jù)包對應(yīng)用戶設(shè)備的信道狀況，具體包括計算即時信道數(shù)據(jù)速率、用戶平均傳輸速率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有限長度隊列業(yè)務(wù)的無線資源調(diào)度方法，該方法包括計算無線信道傳輸系統(tǒng)的由用戶數(shù)據(jù)包組成的包隊列中每個用戶數(shù)據(jù)包的時間信息；根據(jù)每個用戶數(shù)據(jù)包的時間信息以及每個用戶數(shù)據(jù)包對應(yīng)用戶設(shè)備的信道狀況，分別計算每個用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子；根據(jù)計算得到的用戶數(shù)據(jù)包的調(diào)度優(yōu)先級因子的大小順序，選取優(yōu)先級別最高的用戶數(shù)據(jù)包進(jìn)行調(diào)度。通過本發(fā)明，能夠充分利用無線信道資源。
文檔編號H04W72/12GK102548009SQ201210012128
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者劉飛, 王文博, 鄭侃 申請人:北京郵電大學(xué)