確定調度優先級的方法及調度方法

專利名稱：確定調度優先級的方法及調度方法
技術領域：
本發明涉及通訊技術領域，尤其涉及一種高速下行分組接入(High SpeedDownlink Packet Access，HSDPA)系統中確定調度優先級的方法及調度方法。
背景技術：
HSDPA是寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)在無線傳輸方面的增強和演化，HSDPA系統中，為了提高移動分組數據傳輸能力，選擇合適的調度算法進行調度將會起到非常重要的作用。
當前HSDPA系統中常用的調度算法主要有三種最大載干比算法(Maximum Carrier to Interference，Max C/I)、輪循算法(Round Robin，RR)、和正比公平算法(Proportional Fair，PF)。
其中最大載干比算法是以一種完全依照最大載干比測量值對用戶進行調度的方法，信道質量不好的終端有可能永遠也得不到調度，所以其公平性是非常差的；輪循算法是給小區內每一個終端完全相等調度時間的算法，所以從時間上來說時最公平的，但是其完全沒有考慮不同終端的信道質量狀況，因此系統吞吐量最低，非常浪費資源；正比公平算法是一種即考慮了系統吞吐量又考慮了公平性的算法，下面我們將詳細介紹一下正比公平算法。
正比公平算法給小區內的每個終端都分配一個相應的調度優先級，然后按照調度優先級的高低對終端進行調度，分配資源。
正比公平算法計算調度優先級的公式為 其中(C/I)(t)指終端在t時刻的載干比(Carrier to Interference，C/I)，載干比即為載波干擾比，體現了有效信號和干擾的相對比例，終端擁有較大的載干比，即表示此終端擁有較好的信道傳輸條件。λ(t)指該終端在以t時刻為結尾的時間段內的傳輸量，即該終端實際上的傳輸速率，此時間段為事先預定好的固定長度的時間段。
上述時間段的長度在正比公平算法中也有嚴格的要求，由于無線信號的強度會隨著時間或位置的變化發生變化，這個變化有可能很緩慢，被稱為慢衰落，也有可能非常快速，被稱為快衰落，如果時間段選取的長度不足以覆蓋一個快衰落的過程，那么計算出來λ(t)值將不具備代表性，所以正比公平算法中時間段的長度一般要足以覆蓋快衰落變化，但是太長也是不行的，太長將不具備實時性。
正比公平算法以(C/I)(t)為分子，在所有終端的λ(t)相同的情況下，載干比較高的即信道傳輸條件較好的終端會獲得較高的調度優先級，優先獲得服務，提高了系統吞吐量，同時由于上述時間段的長度要遠大于調度周期，當終端多次得到調度服務時，作為分母的λ(t)會逐漸變大，該終端的調度優先級也會相應變低，這樣那些由于遠離基站或其他原因導致C/I一直很低的終端的調度優先級相對的就會變高，直到獲得服務。
在對小區中等待服務的終端進行調度時，衡量調度算法最重要的標準就是系統吞吐量和公平性。由以上描述可知，正比公平算法是一種在盡量提高系統吞吐量的同時，保證所有終端得到合理服務的調度算法，而且從長時間來看，所有用戶都會在信道質量較好的狀態下得到服務，可以得到較為相似的速率，較好的兼顧了系統吞吐量和公平性，這就是在HSDPA系統中，更多選擇正比公平算法對終端進行調度的原因。
但是由于獲取C/I值需要終端對下行信道進行測量，再通過某種途徑反饋到NodeB，由NodeB的上行解調譯碼模塊接收，再通知到下行編碼調制模塊，整個獲取過程非常復雜，不易于操作，造成在正比公平算法中確定調度優先級的方法也非常復雜，不易于實現。
基于正比公平算法的調度方法即為在確定調度優先級后按照調度優先級從高到低的順序依次給終端分配資源，對終端進行調度。
基于正比公平算法的調度方法，同樣由于確定調度優先級的C/I值，獲取過程非常復雜，不易于操作，而變得復雜，且不易于實現。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種便捷易于實現的高速下行分組接入系統中確定調度優先級的方法及調度方法。
為了達到上述發明目的，本發明提供了一種確定調度優先級的方法，該方法包括基站根據終端上報的信道質量指示及終端實際的傳輸速率確定終端的調度優先級。
其中，該方法包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；將信道質量指示和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
其中，該方法包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示及終端能力等級，對信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
其中，該方法還包括通過仿真結果對有截頂現象的信道質量指示映射表格，虛擬出能反映不同信道質量指示的傳輸塊大小。
其中，該方法包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示，對能力等級為10的信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
其中，該方法包括通過仿真結果，構照一個適合所有能力等級和所有信道質量指示分布的信道質量指示映射表格；基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示，對所述信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
本發明還提供了一種調度方法，，該方法包括a、基站根據終端上報的信道質量指示及終端實際的傳輸速率確定終端的調度優先級；b、基站按照調度優先級從高到低的順序依次給用戶分配資源，完成調度。
其中，所述步驟a包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；將信道質量指示和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
其中，所述步驟a包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示及終端能力等級，對信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
其中，所述步驟a包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示，對能力等級為10的信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
由于信道質量指示和載干比一樣都是反映信道質量好壞，兩者的物理含義基本是等價的，所以使用信道質量指示替代載干比來作為正比公平算法計算調度優先級的依據，是完全可行的。而且在高速下行分組接入系統中，終端每隔2毫秒都會上報信道質量指示，因此獲得信道質量指示在高速下行分組接入系統中是非常簡單易行的事，所以在此基礎進行的高速下行分組接入系統中確定調度優先級的方法及調度方法也將是非常便捷易于實現的。
同時，在高速下行分組接入系統協議中定義的信道質量指示映射表格，體現了信道質量指示和傳輸塊大小的對應關系，而傳輸塊大小直接決定了對終端的調度速率，所以我們可以通過傳輸塊大小計算出終端的可獲得速率，終端的可獲得速率也就是終端在當前CQI對應的信道質量下能夠獲得的一個理論瞬時速率，比起信道質量指示，是一個更能真實反映終端傳輸能力的值，所以使用可獲得速率替代信道質量指示計算調度優先級，顯然更能反應終端傳輸能力的差異，傳輸能力最好，可獲得速率較高的終端將獲得更多的調度機會，提升了系統吞吐量，而且可以更好的保證所有終端得到合理服務，兼顧了公平性；依據這個調度優先級進行調度，也更能合理的分配資源，提升系統吞吐量，具有更好的公平性。


圖1、高速下行分組接入系統中的調度方法系統圖；圖2、本發明調度方法的實施例一流程圖；圖3、本發明調度方法的實施例二流程圖。
具體實施例方式
本發明提供了一種高速下行分組接入系統中確定調度優先級的方法及調度方法，本方法利用在HSDPA系統中非常容易獲得的信道質量指示(ChannelQuality Indicator，CQI)使確定正比公平算法調度優先級的方法及采用正比公平算法的調度方法更加易于實現。
高速下行分組接入系統中的調度方法適用于如圖1所示的系統，此系統包括基站101和(N+1)個終端102，由于在HSDPA系統中連接到同一個小區的終端共享小區傳輸資源，為了合理的將傳輸資源分配給小區終端，就需要對小區中需要服務的終端依據一定的算法進行調度，分配資源。
在HSDPA系統中，終端每隔2ms都會在上行專用物理控制信道(DedicatedPhysical Control Channel for HS-DSCH，HS-DPCCH)上報告信道質量的測量值CQI，CQI同C/I一樣反映的是終端信道傳輸質量的好壞，兩者的物理含義基本是等價的，所以使用CQI值替代原有的C/I值的正比公平算法，其效果完全沒有發生變化，使用這種正比公平算法進行調度的結果也會和使用C/I值的正比公平算法的結果基本相同。
本發明提供的確定調度優先級的方法實施例一，即為直接使用CQI值替代原有的C/I值確定正比公平算法的調度優先級，具體內容如下所述
基站獲得終端上報的CQI值和終端實際上的傳輸速率λ(t)；通過公式

計算出終端的調度優先級。
本發明提供的確定調度優先級的方法實施例二，為根據CQI值查找CQI映射表格獲得對應傳輸塊大小(Transport Block Size，TBSize)，確定正比公平算法的調度優先級。
由于終端的調度速率取決于傳輸塊的大小，而傳輸塊大小又由CQI決定，其對應關系記錄在協議規定的CQI映射表格上，因此我們可以通過獲知終端CQI值，查找CQI映射表格獲得TBSize，計算出理論上的終端的調度速率，即終端的可獲得速率，然后利用可獲得速率計算出調度優先級。
上述協議規定的CQI映射表格，按照終端的硬件情況決定終端的不同能力等級，然后對應不同能力等級，定義了不同的CQI映射表格；在使用中，不同廠家可以根據實際情況對協議規定的CQI映射表格進行優化。
確定調度優先級的方法實施例二，具體實現方法如下所述基站獲得終端上報的CQI值和終端實際上的傳輸速率λ(t)；根據CQI值及終端能力等級查找CQI映射表格，獲得對應的TBSize；現舉例說明查找TBSize的過程有兩個能力等級同為12的終端上報了CQI值，NodeB獲知終端A的CQI值在15附近分布，終端B的CQI值在14附近分布；查找如表1所示的終端能力等級為12的CQI映射表格，可以得到終端A的TBSize為3319，終端B的TBSize為2583。



表1、終端能力等級為12的CQI映射表格用查詢得到的TBSize計算出終端的可獲得速率R(cqi)，也就是終端在當前CQI對應的信道質量下能夠獲得的一個理論瞬時速率，計算公式為R(cqi)＝TB Size/2ms然后利用R(cqi)和λ(t)計算出終端的調度優先級，計算公式為

在上述查找TBSize的例子中，由查表獲得的終端A和終端B的TBSize值可以得到，終端A和終端B的可獲得速率比為3319∶2583＝1.28∶1，并不等于兩者的CQI比15∶14＝1.07∶1，可見信道質量的好壞沒有完全真實的反映終端可傳輸能力，TBSize直接決定終端的可獲得速率，那么使用TBSize來進行調度優先級計算顯然更能合理的分配資源，具有更好的公平性。
同時，通過表1我們還看到了一種現象，當終端的CQI超過15時，會出現TBSize達到上限的情況，即從CQI為15到CQI為30之間的終端對應的TBSize都為3319，這種情況被稱為截頂。在這種情況下，即使終端信道環境再好，CQI為30的終端也不能發送比CQI為15的終端更大的傳輸塊，舉例來說如果終端A上報CQI為16，終端B上報CQI為30，他們將會得到相同的調度優先級，這樣在進行調度時，信道條件好的終端B將無法被優先調度。
由于在實際操作中，很多不同能力等級對應的CQI映射表格都存在截頂的現象，本發明給出了一種實施方式，通過仿真結果虛擬出對應的能反映不同CQI的TBSize值，以消除截頂帶來的影響。仍然以表1為例，既通過仿真結果虛擬出CQI在15到30范圍內的TBSize值，這些TBSize值能反映出不同的CQI，在進行查表時，CQI在15到30范圍內時查到的既為虛擬出的值，避免了截頂帶來的影響。
同時，如果等待調度的終端屬于不同能力等級，NodeB需要查找不同的映射表格，才能獲得各自的TBSize，為了簡化查找流程，本發明還提供了一種實施例，通過仿真的結果，構照一個適合所有能力等級和所有CQI分布的CQI映射表格，所有能力等級的終端都通過查找這個表格獲得TBSize，進行基于正比公平算法的調度。
再則，由于從協議提供的不同能力等級的CQI映射表格來看，我們可以認為其他能力等級的映射表格都是能力等級為10的映射表格的一個子集，而且它不會出現CQI增加TBSize卻不再增加的情況，此映射表格如表2所示。


表2、終端能力等級為10的CQI映射表格本發明提供的確定調度優先級的方法實施例三，既為統一查詢終端能力等級為10的CQI映射表格獲得對應TBSize，確定正比公平算法中的調度優先級。
基站獲得終端上報的CQI值和終端實際上的傳輸速率λ(t)；根據CQI值查找終端能力等級為10的CQI映射表格，獲得對應的TBSize；用查詢得到的TBSize計算出終端的可獲得速率R(cqi)，也就是終端在當前CQI對應的信道質量下能夠獲得的一個理論瞬時速率，計算公式為R(cqi)＝TBSize/2ms然后利用R(cqi)和λ(t)計算出終端的調度優先級，計算公式為

相對于確定調度優先級的方法實施例一，本發明提供了高速下行分組接入系統中的調度方法實施例一，直接通過CQI值計算正比公平算法的調度優先級，具體流程如圖2所示
步驟201、終端在上行信道上報CQI值。
步驟202、NodeB獲取終端上報的CQI值。
步驟203、NodeB通過獲取的終端CQI值計算出所有等待服務終端的調度優先級，并按照調度優先級大小進行排序；其中調度優先級計算公式為 步驟204、NodeB按照調度優先級從高到低的順序依次給終端分配資源，對終端進行調度，直至資源耗盡，流程結束。
HSDPA系統中，基于正比公平算法的調度方法使用CQI按照上述公式計算調度優先級，在各個終端的CQI值分布相似的情況下，可以獲得較高的系統吞吐率和公平性，即調度優先級的分子CQI(t)決定了在某個瞬時信道質量好的終端有較高的調度優先級，有優先調度的機會；而分母λ(t)保證了各個終端之間有一定的公平性，即長期得不到調度的終端會抬升調度優先級，增加被調度機會。從總體效果來看，如果各個終端的CQI分布相似的話，可以得到相似的平均調度速率，保證了公平性。
相對于確定調度優先級的方法實施例二，本發明提供的高速下行分組接入系統中的調度方法實施例二中，正比公平算法根據CQI值查找CQI映射表格獲得對應TBSize，計算調度優先級。
此實施例流程如圖3所示，具體過程如下步驟301、終端上報在上行信道上報CQI值。
步驟302、NodeB獲取終端上報的CQI值，并根據CQI值及終端能力等級查找CQI映射表格，獲得對應的TBSize。
查找過程和確定調度優先級的方法實施例二的查找過程完全一致。
步驟303、NodeB用查找到的TBSize計算出調度優先級，并對所有終端進行調度優先級排序，調度優先級公式為 其中R(cqi)是終端在當前CQI對應的信道質量下能夠獲得的一個理論瞬時速率，也就是可獲得速率，計算公式為R(cqi)＝TBSize/2ms所以也可以說調度優先級＝(TBSize/2ms)/λ(t)步驟304、NodeB按照調度優先級從高到低的次序依次給終端分配資源，對終端進行調度，直至資源耗盡，流程結束。
相對于確定調度優先級的方法實施例三，本發明提供的高速下行分組接入系統中的調度方法實施例三，既為統一查詢終端能力等級為10的CQI映射表格獲得對應TBSize，進行基于正比公平算法的調度的方法。
此實施具體流程和調度方法的實施例二基本相同，流程圖也可參考圖3，不同之處僅在于，在進行到步驟302時，只根據上報的CQI值查找終端能力等級為10的CQI映射表格，獲得對應的TBSize。
以上對本發明所提供的一種高速下行分組接入系統中的調度方法進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種確定調度優先級的方法，其特征在于，該方法包括基站根據終端上報的信道質量指示及終端實際的傳輸速率確定終端的調度優先級。
2.如權利要求1所述的確定調度優先級的方法，其特征在于，該方法包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；將信道質量指示和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
3.如權利要求1所述的確定調度優先級的方法，其特征在于，該方法包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示及終端能力等級，對信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
4.如權利要求3所述的確定調度優先級的方法，其特征在于，該方法還包括通過仿真結果對有截頂現象的信道質量指示映射表格，虛擬出能反映不同信道質量指示的傳輸塊大小。
5.如權利要求1所述的確定調度優先級的方法，其特征在于，該方法包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示，對能力等級為10的信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
6.如權利要求1所述的確定調度優先級的方法，其特征在于，該方法包括通過仿真結果，構照一個適合所有能力等級和所有信道質量指示分布的信道質量指示映射表格；基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示，對所述信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
7.一種調度方法，其特征在于，該方法包括a、基站根據終端上報的信道質量指示及終端實際的傳輸速率確定終端的調度優先級；b、基站按照調度優先級從高到低的順序依次給用戶分配資源，完成調度。
8.如權利要求7所述的調度方法，其特征在于，所述步驟a包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；將信道質量指示和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
9.如權利要求7所述的調度方法，其特征在于，所述步驟a包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示及終端能力等級，對信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
10.如權利要求1所述的調度方法，其特征在于，所述步驟a包括基站獲得終端上報的信道質量指示及終端實際上的傳輸速率；基站根據信道質量指示，對能力等級為10的信道質量指示映射表格進行查詢獲得對應傳輸塊大小；用查詢得到的傳輸塊大小確定終端的可獲得速率；將終端的可獲得速率和終端實際上的傳輸速率的比值做為終端的調度優先級。
全文摘要
本發明公開了一種確定調度優先級的方法，該方法包括基站根據終端上報的信道質量指示及終端實際的傳輸速率確定終端的調度優先級。本發明還公開了一種調度方法，該方法包括a、基站根據終端上報的信道質量指示及終端實際的傳輸速率確定終端的調度優先級；b、基站按照調度優先級從高到低的順序依次給用戶分配資源，完成調度。通過應用本發明可以使高速下行分組接入系統中確定調度優先級的方法和基于正比公平算法的調度過程變得更加便捷易于實現。
文檔編號H04Q7/22GK1878142SQ20061009844
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月7日 優先權日2006年7月7日
發明者宋治平 申請人:華為技術有限公司