有限長度隊列業務的無線資源調度方法
2023-05-29 13:35:36 1
專利名稱：有限長度隊列業務的無線資源調度方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域，尤其涉及一種有限長度隊列業務的無線資源調度方法。
背景技術：
在數據傳輸系統中，一類典型的傳輸方式是包傳輸，即用戶數據以數據包形式到達系統並存儲在隊列中，系統調用傳輸資源處理傳輸數據給各個用戶。針對有限長度隊列的業務，目前已有很多的資源調度方法被研究和採用。具體到無線信道傳輸系統可以分為兩類按照用戶隊列狀態進行調度的方法和按照用戶信道狀態進行調度的方法。
圖1是一個有限長度隊列的無線傳輸系統的示意圖，其調度周期為時間幀，即每個固定的時間片段為一幀，在每一幀，系統根據調度方法分配信道資源給一個用戶包用來傳輸數據。對於有限長度隊列業務，其系統性能的評估指標主要是各個用戶包的處理時間， 即從每個包到達系統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務的調度方法的性能，以用戶包的平均處理時延(Average User Delay，簡稱為AUD)作為參考指標。典型的按照用戶隊列狀態進行調度的調度方法包括先到達先服務(First Come First krve，簡稱為FCFS)、後到達先服務(Last Come First krve，簡稱為LCFS)、輪詢服務(Round Robin，簡稱為RR)等。由於有線網絡傳輸信道較為穩定，所以按照用戶隊列狀態進行的調度方法大多被用於有線網絡傳輸系統。在按照用戶信道狀態進行的調度方法中，已被廣泛討論和應用於無線通信系統中的調度方法是最大載幹比(Max C/I)和比例公平(Proportional Fairness，簡稱為PF)，這兩種調度方法都是僅考慮用戶信道狀態而設計的調度方法。Max C/I調度方法，只根據即時信道數據速率進行調度的方式，每幀選擇信道數據速率最大的用戶傳輸，以此來保證整個系統的吞吐量最大。PF調度方法，以優化整體系統的吞吐量，且保證各個用戶的公平性的一種調度算法。PF調度算法考慮即時信道數據速率以及用戶平均傳輸速率兩個因素，在每一個時隙，系統服務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據量，RiW為該用戶在第t個幀之前實際已傳的平均數據速率。PF因子同時考慮了系統的整體吞吐量以及用戶的公平性，使得系統優先選擇信道質量良好、吞吐量大的用戶設備服務，同時，當某一信道質量較差的用戶持續得不到服務時，其平均數據速率會下降而導致PF因子增大，就更有可能被服務。平均數據速率
RiW有不同的計算方法，較為常見的是指數時間平均算法，其定義為
權利要求
1.一種有限長度隊列業務的無線資源調度方法，其特徵在於，包括計算無線信道傳輸系統的由用戶數據包組成的包隊列中每個用戶數據包的時間信息；根據每個用戶數據包的時間信息以及每個用戶數據包對應用戶設備的信道狀況，分別計算每個用戶數據包的調度優先級因子；根據計算得到的用戶數據包的調度優先級因子的大小順序，選取優先級別最高的用戶數據包進行調度。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在計算包隊列中每個用戶數據包的時間信息之前，所述方法還包括維護無線信道傳輸系統的用戶數據包的包隊列。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述維護無線信道傳輸系統的用戶數據包的包隊列，包括將上一幀中完成傳輸的用戶數據包從包隊列中刪除，並將在上一幀傳輸過程中新到達的用戶數據包加入到包隊列中。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述時間信息包括用戶數據包的被服務時間和用戶數據包的等待時間。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述根據每個用戶數據包的時間信息以及每個用戶數據包對應用戶設備的信道狀況，分別計算每個用戶數據包的調度優先級因子，具體包括按照公式乃(0 = ^|eXp|r[Sin哪⑷+ cos叫( }計算每個用戶數據包的調度優先級因子；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據量，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據速率,Wi (t)表示在第t幀第i個用戶數據包未被服務等待的累積時間，Si (t)表示在第t幀第i個用戶數據包被服務的累積時間；α和β表示系統參數。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，還包括根據用戶數據包的平均用戶時延對系統參數α和β進行優化處理。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述根據用戶數據包的平均用戶時延對系統參數α和β進行優化處理，具體包括在由α和β構成的對應二維空間中隨機選取一個起始點；計算所述起始點及其多個相鄰點的平均用戶時延，並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，重複該處理過程，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的坐標作為系統參數α和β。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在計算每個用戶數據包的調度優先級因子之前，所述方法還包括計算每個用戶數據包對應用戶設備的信道狀況。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述計算每個用戶數據包對應用戶設備的信道狀況，具體包括計算即時信道數據速率、用戶平均傳輸速率。
全文摘要
本發明公開了一種有限長度隊列業務的無線資源調度方法，該方法包括計算無線信道傳輸系統的由用戶數據包組成的包隊列中每個用戶數據包的時間信息；根據每個用戶數據包的時間信息以及每個用戶數據包對應用戶設備的信道狀況，分別計算每個用戶數據包的調度優先級因子；根據計算得到的用戶數據包的調度優先級因子的大小順序，選取優先級別最高的用戶數據包進行調度。通過本發明，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 優先權日2012年1月16日
發明者劉飛, 王文博, 鄭侃 申請人:北京郵電大學