一種用戶多業務調度方法
2023-12-07 01:41:16 1
專利名稱：一種用戶多業務調度方法
技術領域：
本發明涉及調度技術，特別涉及一種用戶多業務調度方法。
背景技術：
對承載用戶數據的高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH，High Speed Downlink Share Channel)進行的快速調度，包括兩方面含義一是按照預先設置的調度優先級進行調度， 二是資源分配。在高速分組下行接入(HSDPA，HighSpeed Downlink Packet Access)系統中，針對下行鏈路，用戶的優先級隊列(PQJriority Queue)與業務具有對應關係，具有相同服務質量(QoS，Quality of Service)屬性的業務將放置在同一個PQ中，即一個PQ中將包括一個以上業務，這些業務的業務速率等QoS屬性均相同。對HS-DSCH進行快速調度時，由於一個MAC-hs PDU中只能包含來自一個PQ的數據，因此預先以用戶粒度設置調度優先級，執行調度和資源分配時按照調度優先級進行。在高速分組接入增強(HSPA+，High Speed Package Access Plus)系統中，由於一個MAC-hs PDU中復用最多來自3個不同PQ的數據，對HS-DSCH進行快速調度時，不能像 HSDPA系統中那樣按照用戶粒度設置調度優先級，而是需要以業務粒度來設置調度優先級。目前現有技術中存在若干種以業務粒度進行HS-DSCH的快速調度方案。例如申請號為200610021907. 1的中國專利、申請號為200710036732. 6的中國專利和申請號為 200810116021. 4的中國專利，分別都公開了如何以業務粒度進行HS-DSCH的快速調度，但這些方案存在以下缺點1、在設置調度優先級時，綜合考慮不同QoS要求，因此一個調度優先級對應的不是一種QoS要求，而用戶的一個業務實際上可能需要優先滿足某些QoS要求，這就造成了調度優先級與QoS優先保障不匹配的問題；2、在資源分配時無法基於業務粒度執行，這就造成了資源分配方式與以業務為粒度的調度方式不匹配的問題。
發明內容
本發明提供一種用戶多業務調度方法，在一個用戶具有多種業務的情況下，以業務粒度執行調度，使得調度優先級與服務質量QoS優先保障相匹配，資源分配方式與以業務為粒度的調度方式相匹配。本發明的技術方案是這樣實現的一種用戶多業務調度方法，關鍵在於，預先設置對應不同服務質量QoS要求的不同調度優先級，並設置其中每一級別的準入條件；在每個傳輸時間間隔，該方法還包括A、根據當前調度優先級的準入條件，確定屬於當前調度優先級的優先級隊列PQ ；B、為確定出的每個PQ分配資源，並將所分配資源與該PQ所屬用戶的其他PQ的已分配資源進行合併；
C、當資源池中還有剩餘資源時，將當前調度優先級的下一個調度優先級作為當前調度優先級，返回執行步驟A，直至最後一個調度優先級。可見，本發明中的用戶多業務調度方法，取得了以下技術效果第一、每一個調度優先級只對應一種QoS要求，因此可以將需要優先保障的QoS要求設置為對應較高的調度優先級，使調度優先級與QoS優先保障相匹配，這是一種絕對優先調度方式；第二、在執行調度時，以PQ為粒度，由於PQ與用戶業務的對應關係，相當於是以業務粒度執行調度；第三、用戶的不同業務可以同時處於相同或不同的調度優先級中；第四、考慮到HSPA+系統中資源池的特點，將資源分配融入到調度中；第五、在分配資源時，先給PQ分配資源、再將屬於同一用戶的PQ所分配的資源進行合併，由於空口是以用戶粒度分配資源，採用這樣的方式將在兼顧空口特性的情況下，使得資源分配和以業務粒度執行的調度相匹配。
圖1為本發明中用戶多業務調度方法的流程圖；圖2為本發明實施例中用戶多業務調度方法的流程圖。
具體實施例方式為使本發明的目的和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。圖1為本發明用戶多業務調度方法的流程圖，流程開始之前，預先設置對應不同 QoS要求的不同調度優先級，並設置其中每一個調度優先級的準入條件。圖1所示流程在每個傳輸時間間隔(TTI，Transport Time Interval)執行一次，包括以下步驟步驟11 根據當前調度優先級的準入條件，確定屬於當前調度優先級的PQ。本步驟中，確定屬於當前調度優先級的PQ將不執行針對後續調度優先級的步驟 11的操作，即一個PQ只屬於一個調度優先級，但同一用戶的多個PQ可以屬於不同的調度優先級。步驟12 為確定出的每個PQ分配資源，並將所分配資源與該PQ所屬用戶的其他 PQ的已分配資源進行合併。本步驟中，進行資源合併時，是將屬於當前調度優先級的某一 PQ分配到的資源， 與當前調度優先級中該PQ所屬用戶的其他PQ的已分配資源、及當前調度優先級之前的調度優先級中該PQ所屬用戶的其他PQ的已分配資源進行合併。步驟13 當還有剩餘資源時，將當前調度優先級的下一個調度優先級作為當前調度優先級，返回執行步驟11，直至最後一個調度優先級。可見，本發明中的用戶多業務調度方法，取得了以下技術效果第一、每一個調度優先級只對應一種QoS要求，因此可以將需要優先保障的QoS要求設置為對應較高的調度優先級，使調度優先級與QoS優先保障相匹配，這是一種絕對優先調度方式；
第二、在執行調度時，以PQ為粒度，由於PQ與用戶業務的對應關係，相當於是以業務粒度執行調度；第三、用戶的不同業務可以同時處於相同或不同的調度優先級中；第四、考慮到HSPA+系統中資源池的特點，將資源分配融入到調度中；第五、在分配資源時，先給PQ分配資源、再將屬於同一用戶的PQ所分配的資源進行合併，由於空口是以用戶粒度分配資源，採用這樣的方式將在兼顧空口特性的情況下，使得資源分配和以業務粒度執行的調度相匹配。下面給出本發明方法的實施例。在本實施例中，根據設置的調度優先級，可以進行業務粒度的分層調度，其中一種較佳的設置方式為設置調度優先級由高到低分別對應的QoS要求為信令調度、時延保證調度、重傳調度、GBR未保證調度、緊急調度和正常動態調度。下面分別對每一個調度優先級進行介紹。①第一級別信令調度。本級別的準入條件為存放有信令數據分組的PQ。當符合本級別準入條件的PQ為兩個以上時，按照各個PQ中隊首數據分組到達時間的先後順序進行排序。②第二級別時延保證調度。假設業務在MAC層數據分組能容忍的時延範圍是[A，B]，本級別的準入條件為隊首數據分組等待調度的時間超過A的PQ。當符合本級別準入條件的PQ為兩個以上時，還需要對這兩個以上PQ再進行排序。假設第k個PQ對應的業務所能容忍的時延範圍是[Ak， ]，隊首數據分組等待的時間為Twait—k，對第k個PQ計算Proik = Twait k-Bk,按照計算結果大小進行由高到低排序。③第三級別重傳調度。本級別的準入條件為所有PQ均未參與信令調度和時延保證調度，且有數據分組等待重傳的用戶。由於重傳調度實際是輔助混合自動重傳(HARQ)進程完成其重傳功能，而HARQ進程是針對某個用戶設置的，並不是針對某個PQ設置的，所以本實施例中的重傳調度相當於是以用戶為單位進行的，當一個用戶的所有PQ都未參與信令調度和時延保證調度時，才認為該用戶未參與信令調度和時延保證調度。若用戶有多個HARQ進程需要進行數據重傳，以發生傳輸出錯最早的HARQ進程為準確定該用戶傳輸錯誤發生的時間，並只以發生傳輸錯誤最早的HARQ進程作為該用戶參與當前調度優先級中的排序和分配資源的進程。當符合本級別準入條件的用戶為兩個以上時，還需要對這兩個以上用戶再進行排序。假設第k個用戶的重傳數據分組從傳輸出錯開始的等待時長為Tm wait k，則針對第k個用戶計算1 = Tm wait k，按照Proik的大小進行由高到低的排序。④第四級別GBR未保證調度。假設第k個PQ在一段時間內獲得的空口吞吐量為瓦，這裡的一段時間通過仿真測試得到，第k個PQ要求的最低保證速率為Rateemi k,本級別的準入條件為所屬用戶未參與過重傳調度，且對應業務獲得的空口吞吐量小於最低保證速率的PQ，即滿足瓦。
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當符合本級別準入條件的PQ為兩個以上時，計算Pro,_i =徹Jllk，其中，
Rateom 反映了第k個PQ的GBR業務不滿意程度。按照的大小，進行由高到低排序。⑤第五級別緊急調度。本級別的準入條件為所屬用戶沒有參與重傳調度，且存在達到緊急狀態的數據分組的PQ。上述緊急狀態可以這樣定義，第k個PQ中數據分組的等待時長符合如下公式 Twait_k ^ furgent X Tdiscard—k0 上述Twaitjt表示第k個PQ中的數據分組的等待時長，Tdiscar0表示數據分組在第k個PQ中可以停留的最長時間，^gent表示緊急係數，該緊急係數的取值需要綜合考慮系統吞吐量和等待時長後的折中值，要在保證業務時延的基礎上，達到系統吞吐量的最大化，具體可以通過仿真等現有手段得出，只要符合上述原則即可。當符合本級別準入條件的PQ為兩個以上時，針對PQ中的數據分組計算Pmgent = Tdisearf-Twait，其中Purgent表示PQ中數據分組的緊急程度，當PQ中有兩個以上數據分組時，以其中Pmgmt的最小值作為該PQ的P胃 t。按照Pmgmt的大小進行由低到高排序，即按照Purgmt 值越小的PQ，排序越靠前，越應該儘早調度，以避免出現丟包的問題。⑥第六級別正常動態調度。本級別準入條件未參加過調度，且所屬用戶沒有進行重傳調度的PQ。當符合本級別準入條件的PQ為兩個以上時，還需要對這兩個以上PQ再進行排序， 假設第k個PQ的平均下行傳輸空口速率為瓦，當前信道環境下，在每個最小資源單元，即每個碼道因子為16的碼道，基站可以給該PQ所屬用戶傳輸的最大比特數，該參數用於反映用
戶的信道質量，計算—/^一0)</&，按照的大小進行由低到高排序。在本實施例中，在每個TTI中，為PQ分配資源時，按照調度優先級的順序依次進行，在每個調度優先級中，按照各個PQ的排序依次進行。如果當前調度優先級為除對應重傳調度外的調度優先級，圖1所示的步驟12可以由如下兩個子步驟實現。步驟1 計算出當前PQ需要的碼道數。本步驟中，按照如下公式計算當前PQ所需的碼道數。Codenum = PQ_BufferSize/Bits_Per_Code。上述PQ_BufferSize表示當前PQ的緩存數據量大小，Bits_Per_Code表示每碼道可傳比特數。步驟2 將當前PQ和其所屬用戶的其他已分配資源的PQ的所需碼道數進行合併， 判斷資源池中是否存在可支持合併後的碼道數的連續資源塊，如果是，將該連續資源塊中的連續碼道資源，依次重新分配給當前PQ所屬用戶中已分配資源的其他PQ、及分配給當前 PQ,否則將資源池中最大的連續資源塊中的連續碼道資源，依次重新分配給當前PQ所屬用戶的已分配資源的其他PQ、及分配給當前PQ，按照確定出的各個PQ在當前調度優先級中的排序，針對下一個PQ返回執行步驟1，直至當前PQ為當前調度優先級中的最後一個PQ或資源池中再無其它可用的連續資源塊。由於分配資源以PQ粒度進行，因此在不知道當前PQ是否為某一用戶的最後一個PQ、且需要保證為該用戶所分配的碼道資源是連續的情況下，需要將當前PQ的碼道數與其所屬用戶的其他PQ的碼道數進行合併，如果資源池中存在可支持合併後的碼道數的連續資源塊，如果有，則利用該連續資源塊，首先為當前PQ所屬用戶的已分配資源的其他PQ重新分配資源，再為當前PQ分配資源，如果資源池中沒有可以滿足合併後的碼道數的連續資源塊，則利用資源池中最大的連續資源塊，首先為當前PQ所屬用戶的已分配資源的其他PQ 重新分配資源，再為當前PQ分配資源。如果資源池中沒有可以滿足合併後的碼道數的連續資源塊，則當前PQ所屬用戶中屬於當前調度優先級、且還未執行步驟1的其他PQ，將不再進行上述步驟1和步驟2的資源分配流程，該用戶中屬於後續其他調度優先級的PQ，將不再參與其所在後續調度優先級中的排序。如果當前調度優先級對應重傳調度，則在圖1所示步驟11和步驟12之間將進一步包括按照傳輸錯誤發生時間的先後順序，為確定出的用戶分配資源，然後執行步驟13。進一步，本實施例中，在圖1所示步驟13之後可以進一步包括對同一用戶的PQ數據復用的步驟，具體就是在為某一用戶的所有PQ隊列的資源分配結束後，按照後分配資源的PQ不搶佔先分配資源的PQ的資源為原則，重新開始為該用戶的各個PQ分配可傳輸的比特數，重新分配按照各個PQ所屬的調度優先級的順序執行，當高級別的PQ並沒有完全將分配的資源使用完時，將剩餘資源分配給該用戶的低級別的PQ使用，這樣將使得低級別的PQ 可發送更多的數據，提高了資源利用率。綜合以上對本實施例的分析，給出本實施例的完整流程。圖2為本發明實施例中用戶多業務調度的方法流程圖，該流程包括步驟201 更新各用戶空口速率及其各個業務的速率，初始化資源池。步驟202 確定屬於對應信令調度的調度優先級的PQ。步驟203 按照確定出的各個PQ的排序，為各個PQ分配資源，並將屬於同一用戶的PQ的已分配資源進行合併。步驟204 判斷資源池中的剩餘資源是否為0，如果是，執行步驟218，否則執行步驟 205。步驟205 確定屬於對應時延保證調度的調度優先級的PQ。步驟206 按照確定出的各個PQ的排序，為各個PQ分配資源，並將屬於同一用戶的PQ的已分配資源進行合併。步驟207 判斷資源池中的剩餘資源是否為0，如果是，執行步驟218，否則執行步驟 208。步驟208 確定屬於對應重傳調度的調度優先級、且未進行過信令調度和時延保證調度的用戶，按照傳輸錯誤發生的先後順序為各個用戶分配資源。本步驟中參與重傳調度的用戶的所有PQ，將不再參與後續級別的調度。步驟209 判斷資源池中的剩餘資源是否為0，如果是，執行步驟218，否則執行步驟 210。步驟210 確定屬於對應GBR未保證調度的調度優先級的PQ。步驟211 按照確定出的各個PQ的排序，為各個PQ分配資源，並將屬於同一用戶的PQ的已分配資源進行合併。步驟212 判斷資源池中的剩餘資源是否為0，如果是，執行步驟218，否則執行步馬聚213ο步驟213 確定屬於對應緊急調度的調度優先級的PQ。步驟214 按照確定出的各個PQ的排序，為各個PQ分配資源，並將屬於同一用戶的PQ的已分配資源進行合併。步驟215 判斷資源池中的剩餘資源是否為0，如果是，執行步驟218，否則執行步驟 216。步驟216 確定屬於對應正常動態調度的調度優先級的PQ。步驟217 按照確定出的各個PQ的排序，為各個PQ分配資源，並將屬於同一用戶的PQ的已分配資源進行合併。步驟218 針對用戶執行PQ數據復用。本步驟中，如前文所介紹的PQ數據復用的含義，為某一用戶的所有PQ隊列的資源分配結束後，按照後分配資源的PQ不搶佔先分配資源的PQ的資源為原則，重新開始為該用戶的各個PQ分配可傳輸的比特數，重新分配按照各個PQ所屬的調度優先級的順序執行，當調度優先級較高的PQ並沒有完全將分配的資源使用完時，將剩餘資源分配給該用戶的調度優先級較低的PQ使用。但對於重傳調度來說，實際是以用戶為單位進行的，且只以發生傳輸錯誤最早的HARQ進程作為該用戶參與當前調度優先級中的排序和分配資源的進程， 所以參與重傳調度的用戶不執行本步驟中的PQ數據復用。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種用戶多業務調度方法，其特徵在於，預先設置對應不同服務質量QoS要求的不同調度優先級，並設置其中每一級別的準入條件；在每個傳輸時間間隔，該方法還包括A、根據當前調度優先級的準入條件，確定屬於當前調度優先級的優先級隊列PQ；B、為確定出的每個PQ分配資源，並將所分配資源與該PQ所屬用戶的其他PQ的已分配資源進行合併；C、當資源池中還有剩餘資源時，將當前調度優先級的下一個調度優先級作為當前調度優先級，返回執行步驟A，直至最後一個調度優先級。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述預先設置調度優先級包括設置調度優先級由高到低分別對應的QoS要求為信令調度、時延保證調度、重傳調度、保證比特速率 GBR未保證調度、緊急調度和正常動態調度；所述對應信令調度的調度優先級的準入條件為存放有信令數據分組的PQ ； 所述對應時延保證調度的調度優先級的準入條件為隊首數據分組等待調度的時間超過預設閾值的PQ ；所述對應重傳調度的調度優先級的準入條件為所有PQ均未參與信令調度和時延保證調度、且有數據分組等待重傳的用戶；所述對應GBR未保證調度的調度優先級的準入條件為所屬用戶未參與重傳調度、且對應業務獲得的空口吞吐量小於最低保證速率的PQ ；所述對應緊急調度的調度優先級的準入條件為所屬用戶未參與重傳調度、且存在達到緊急狀態的數據分組的PQ ；所述對應正常動態調度的調度優先級的準入條件為未參與過調度、且所屬用戶沒有進行重傳調度的PQ。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟A中確定出的PQ，不再參與當前傳輸時間間隔針對其他調度優先級執行的步驟A的操作。
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應除重傳調度外的其他 QoS要求時，所述步驟A和步驟B之間進一步包括對確定出的PQ進行排序；所述步驟B中為確定出的每個PQ分配資源，按照該PQ在當前調度優先級中的排序進行。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應信令調度時，所述對確定出的PQ進行排序為按照各個PQ隊首數據分組到達時間的先後順序進行由高到低排序。
6.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應時延保證調度時，所述對確定出的PQ進行排序為計算Proik = Twait k-Bk,其中[Ak，Bk]表示第k個PQ對應的業務的時延範圍，Twait k表示第k個PQ隊首數據分組的等待時延，Proik表示第k個PQ的計算結果；按照Proik的大小進行由高到低排序。
7.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應GBR未保證調度時，所述對確定出的PQ進行排序為計算J Rk ,其中&表示第k個PQ獲得的空口吞吐量，Rate· k表示第k個PQ要求的最低保證速率，Proik表示第k個PQ的計算結果；按照Proik的大小進行由高到低排序。
8.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應緊急調度時，所述對確定出的PQ進行排序為針對PQ中的數據分組計算Pmgent = Tdisearf-Twait，其中Twait k表示第 k個PQ中的數據分組的等待時長，Tdiscardjt表示數據分組在第k個PQ中可緩存的最大時長， 當PQ中有兩個以上數據分組時，以其中Pmgent的最小值作為該PQ的Pmgent ；按照Pmgent的大小進行由低到高排序。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述達到緊急狀態為滿足Twaitk =furgent ^ Tdiscard_k, ^ ψ furgent ^^M^^^o
10.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應正常動態調度時，所述對確定出的PQ進行排序為計算Pt·< = Bits Per CodeJRk，其中&表示第k個PQ的K——KtnK平均下行傳輸空口速率，BitS_Per_Cocbk表示每個最小資源單元基站可傳輸的最大比特數，Proik表示第k個PQ的計算結果；按照Proik的大小進行由低到高排序。
11.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述步驟B包括Bi、根據公式Codenum = PQ_BufferSize/Bits_Per_Code計算當前PQ所需的碼道數，其中PQ_BufferSiZe為該PQ的緩存數據量大小，Bits_Per_Code為每碼道可傳比特數；B2、將當前PQ和其所屬用戶的已分配資源的其他PQ的所需碼道數進行合併，判斷資源池中是否存在可支持合併後的碼道數的連續資源塊，如果是，將該連續資源塊中的連續碼道資源，依次重新分配給當前PQ所屬用戶中已分配資源的其他PQ、及分配給當前PQ，否則將資源池中最大的連續資源塊中的連續碼道資源，依次重新分配給當前PQ所屬用戶的已分配資源的其他PQ、及分配給當前PQ，按照確定出的各個PQ在當前調度優先級中的排序， 針對下一個PQ返回執行步驟Bl，直至當前PQ為當前調度優先級中的最後一個PQ或資源池中無可用的連續資源塊。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，資源池中不存在可支持合併後的碼道數的連續資源塊時，當前PQ所屬用戶中屬於當前調度優先級、且未分配資源的其他PQ不執行所述步驟Bl和B2，當前PQ所屬用戶中屬於其他調度優先級、且未分配資源的其他PQ不執行所述排序。
13.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，當前調度優先級對應重傳調度時，所述步驟A中進一步包括確定出所有PQ均符合準入條件的用戶；所述步驟A和步驟B之間進一步包括按照傳輸錯誤發生時間的先後順序，確定用戶的排序；按照所述排序為確定出的用戶分配資源，然後執行步驟C。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，當用戶具有兩個以上混合自動重傳HARQ 進程時，以發生傳輸錯誤最早的HARQ進程為準確定該用戶傳輸錯誤發生的時間，並只以發生傳輸錯誤最早的HARQ進程作為該用戶參與當前調度優先級中的所述排序和分配資源的進程。
15.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟C包括Cl、判斷資源池中的剩餘資源是否為0，如果是，執行步驟C2，否則執行步驟C3 ； C2、除當前調度優先級對應重傳調度外，針對每一個已分配資源的用戶，按照該用戶已分配資源的各個PQ所屬調度優先級的順序，為給用戶已分配資源的各個PQ分配可傳輸的比特數，當一個PQ除了支持自身使用外還有剩餘資源時，將剩餘資源分配給自身所屬用戶的下一個調度優先級中的PQ使用；C3、將當前調度優先級的下一個調度優先級作為當前調度優先級，返回執行步驟A，直至最後一個調度優先級。
16.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A之前進一步包括 更新各用戶的空口速率及其各個業務的速率，初始化資源池。
全文摘要
本發明公開了一種用戶多業務調度方法，預先設置對應不同服務質量QoS要求的不同調度優先級，並設置其中每一個調度優先級的準入條件；在每個傳輸時間間隔，根據當前調度優先級的準入條件，確定屬於當前調度優先級的優先級隊列PQ，為確定出的每個PQ分配資源，並將所分配資源與該PQ所屬用戶的其他PQ的已分配資源進行合併，當還有剩餘資源時，將當前調度優先級的下一個調度優先級作為當前調度優先級，返回執行確定屬於當前調度優先級的PQ的步驟，直至最後一個調度優先級。應用本發明，可以在一個用戶具有多個業務的情況下，以業務粒度執行調度，並且使得調度優先級與QoS優先保障相匹配，資源分配方式與以業務為粒度的調度方式相匹配。
文檔編號H04W72/12GK102469602SQ201010552590
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者朱穎, 王彬 申請人:普天信息技術研究院有限公司