專利名稱：一種時延可控的聯合無線資源調度方法
技術領域：
本發明屬于移動寬帶無線通信技術領域，涉及一種時延可控的聯合無線資源調度方法。
背景技術：
未來無線移動通信發展的方向，將會是多種無線接入技術與制式互聯互補，為用戶提供無處不在、無時不在的泛在信息通信服務。下 一代移動通信網絡的拓撲結構將逐步演進成為多層次、重疊式的立體網絡結構。同一空間中同時存在不同類型的接入網絡，它們有各自的特點和相適宜的應用場合，如長距離接入的TD-LTE技術和短距離接入的WLAN技術。對處于邊遠農村、山區和大規模運動區域內的用戶，由于光纜無法敷設，造成了這部分用戶長期處于信息孤島。為了滿足高鐵旅客對于數據通信和數字娛樂的通信要求，在高鐵車廂內支持多種無線通信技術制式，通過移動中繼覆蓋車廂，解決由于車廂屏蔽造成的信號衰減，會出現車內用戶終端接入車內局域網絡和車外的TD-LTE網絡并存的場景。當用戶終端在此之間頻繁切換網絡時，會造成QoS參數的多次映射，這樣對原業務的QoS指標會造成積累性的改變和影響。在此，需要研究異構網絡統一的映射機制，提出在各種網絡均可以有效進行QoS映射的通用機制，和內部業務并發接入情況下的聯合資源管理分配機制，減少異構系統間資源分配帶來的額外時延，實現WLAN網絡和TD-LTE網絡的實時接入性能，通過無縫融合充分挖掘異構網絡多種無線資源的性能優勢，實現端到端QoS的一致性和移動切換中QoS的連續性在基于高速移動的異構網絡的環境下，為了實現用戶終端的無縫接入，同時還要保證正在服務用戶、待接入用戶和切換用戶的QoS，設計出一個聯合的無線資源管理機制是必須的，畢竟可供分配的無線資源是有限的，如何在保證不同用戶不同QoS的基礎上合理有效的分配帶寬、功率等資源是一項實現車廂內高速移動的用戶從不同接入點接入移動通信后備骨干網絡的關鍵技術。傳統的聯合資源管理，由于幀結構的不同、頻譜、雙工方式和調制編碼方式等的不同，需要在MAC層之上增加子層，以進行協議轉化，從而實現聯合的資源管理。例如，3GPP提出了公共無線資源管理(CRRM)的概念和功能模塊，用以改進GSM/GPRS/EDGE和UMTS共存的蜂窩網絡中的無線資源管理，目前只有基本框架和概念，沒有具體的信令流程和實施方案。通用鏈路層技術(GLL)，可被看做一個在原有協議層上增加的通信層，用來為不同的無線接入機制提供統一的鏈路層數據處理。現有的80221媒質無關切換技術，關注于802系列協議，對于3GPP和其他組織的協議融合也尚在進行之中。現有的算法和模型由于融合目標不明確，使得這一子層技術遲遲無法有效實現。而針對某種技術的融合方案，也由于市場不明確，導致研發過程的緩慢。由于列車上用戶眾多，各類業務集中并發，即使利用無線直放站，也很難保證所有用戶的業務公平性，特別是難以保證高優先級業務的接入時延。802/lle協議中增加了對業務Qos的保障機制，能夠在Mac層對業務分類傳輸，但其業務類型與TD-LTE系統中的QCI未能對應，TD系統不能保證WLAN業務的Qos性能。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種時延可控的聯合無線資源調度方法，該方法保證了實時業務的Q0s需求，降低了數據業務在異構系統中傳輸時產生的大量時延。為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案。一種時延可控的聯合無線資源調度方法，包括以下步驟步驟一，采用額外的時鐘寄存器定時的讀取TD-LTE網絡的系統時鐘，并通過時鐘寄存器定時的通知WLAN網絡，使WLAN網絡與TD-LTE網絡保持同步；步驟二，在WLAN網絡的MAC層區分業務的上下行方向，并設置上行競爭窗口和下行競爭窗口，窗口大小參照TD-LTE網絡的上下行時間配比；步驟三，針對WLAN網絡中產生的業務需求，設計聯合的虛擬映射機制，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承載上進行傳輸；步驟四，設計一種基于時延的信道匹配規則，保證時延敏感業務。作為本發明的一種優選方案，步驟二中，WLAN網絡利用GP保護間隔進行上下行同
止/J/ o作為本發明的另一種優選方案，步驟二中，WLAN網絡設有避免用戶在競爭窗口內出現碰撞的回退機制；所述回退機制根據802. Ile的MAC層業務類型分成4種AC，每類AC對應不同的信道競爭參數進行信道競爭和回退過程；對應于4類AC，每個終端建立4個AC發送隊列，各種業務的數據幀首先映射到不同的AC，進而放入相應的發送隊列；每個發送隊列米用DCF機制獨立競爭彳目道。 作為本發明的再一種優選方案，在信道競爭過程中，競爭情況有I)當同一終端內部的多個發送隊列之間因競爭信道發生沖突時，由一個虛擬調度器選擇優先級較高的隊列進行發送，而其他低優先級隊列的競爭窗口加倍，重傳次數加I ;2)當不同終端同時發送數據幀發生碰撞時，發生碰撞的各個發送隊列都要經歷重傳過程，與隊列優先級高低無關。作為本發明的再一種優選方案，所述回退過程的具體內容為在PLCP Header中的服務區域里增加上下行區分標志位sf_LinkDirection,設sf_LinkDirection的值為0或1，其中0表示下行，I表示上行；上下行業務的回退窗口根據所述TD-LTE網絡的上下行幀格式配比來制定。作為本發明的再一種優選方案，所述TD-LTE網絡的上下行子幀數量比為3 7，相應的WLAN網絡的上下行業務競爭窗口間隔時隙也為3 7。作為本發明的再一種優選方案，所述WLAN網絡中，上行業務產生時，根據所述時鐘寄存器和所述上下行區分標志位判斷是否處于上行業務傳輸過程；如果是，則選擇進入傳遞隊列；否則等待；在回退過程中，每個AC都監聽信道，如果信道空閑，則每隔一個空閑時隙，回退計數器減I ;在以下兩種情況時，回退計數器掛起a、信道上有其他AC發送數據；
b、信道在進行下行數據傳輸。作為本發明的再一種優選方案，所述聯合的虛擬映射機制為JfWLAN網絡中產生的業務需求映射到TD-LTE網絡承載的類別標識QCI，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承載上進行傳輸。作為本發明的再一種優選方案，所述基于時延的信道匹配規則為首先在不區分用戶服務優先級的情形下，在第二跳根據不同用戶在不同子信道上的信道質量的差異，在每一個子信道上選擇信道質量最好的用戶服務，然后分別將第一跳AC業務需求和第二跳信道質量排序后一一匹配；其次在區分用戶服務優先級的情形下，首先服務高優先級用戶，高優先級用戶在第二跳選擇信道質量最好的信道為其服務，然后在第一跳選擇與第二跳信道質量最接近的子信道與之匹配；如果服務完高優先級用戶后還有剩余的子信道，則按照不區分用戶服務優先級的情形分配給低優先級用戶。作為本發明的再一種優選方案，具體的子信道匹配機制為
第一步根據用戶的業務類型和所需的傳輸速率確定用戶的服務順序，首先服務高優先級用戶；假設K個用戶中有Kl個高優先級用戶，其余K-Kl個用戶是低優先級用戶，用戶k所需的傳輸速率為rk(ke QK)，其中Q K表示所有用戶的集合；第二步根據步驟一確定的用戶的服務順序在第二跳為高優先級用戶選擇子信道，采用Max C/I算法和信道估計，在OFDM系統中用SINR代替C/I，結合用戶業務對誤碼率的需求，第k個用戶按照下式選擇子信道直到滿足其所需的傳輸速率j(k) = arg max SINR', min BERki
7 JeAj7其中，,Aj表示未被分配的子信道集合；第三步設第二跳中分配給第k個用戶的子信道j的信噪比為，第一跳中未分配子信道的AC(i)類業務需求的信噪比為，按照下式進行子信道匹配/(7) = 1^11|麵:，廠麵/:,|其中，B(j)表示匹配完第二跳前j-1個子信道后第一跳中剩余的用戶業務集合；第四步如果服務完高優先級用戶后還有剩余的子信道，則按照第三步所述的子信道匹配算法將剩余的子信道分配給低優先級用戶。本發明的有益效果在于本發明所述的時延可控的聯合無線資源調度方法針對TD-LTE和WLAN技術，采用虛擬Qos映射機制和改進的接入機制，保證了高優先級業務的實時接入；改進了 802. 11協議中的定時器、上下行機制和回退機制，保證了實時業務的Qos需求，降低了數據業務在異構系統中傳輸時產生的大量時延，滿足了不同Qos業務對時延的需求，增加了異構頻譜的使用效率。
圖I為本發明所述的時延可控的聯合無線資源調度方法的流程示意圖；圖2為異構系統的時鐘同步流程圖；圖3為業務上下行區分標志位設置不意圖；圖4為上下行業務碰撞回退示意圖；圖5為最小時延信道匹配示意圖。
具體實施方式
本發明涉及寬帶無線通信領域，尤其涉及基于業務優先級的群組用戶的異構網絡IP層預切換技術，可廣泛應用于未來泛在網絡無線通信領域中。異構網絡切換一直是無線移動通信中極為重要的問題，也是一個比較難徹底解決的問題。而同一地點存在的不同網絡的差異性、業務的多樣性、終端的多模性和環境的不可測性等因素的加入，相比于同一網絡中切換過程，問題的復雜度大大增加。之前相對成熟的水平切換算法已經不適用，著眼于異構網絡中業務環境自適應方面的研究，更是難度極大。本發明基于業務優先級，進行群組用戶異構網絡中的自優化切換，在移動終端觸發鏈路層切換的同時，通過使用業務預切換級別(level)和目標基站權重數值，自適應進行兩者之間的匹配，并進行IP層的預切換連接，提高用戶業務質量和切換效率，優化網絡和均衡負載。本發明公開了一種時延可控的聯合無線資源調度方法，可應用于光纜無法到達區域的大范圍寬帶接入和高速移動環境中實時業務的大規模無線接入，如鄉村、山區、陰影衰落嚴重區域和高速列車等。本發明利用TD-LTE技術作為長距離傳輸通道，利用WLAN技術作 為短距離用戶接入技術，用戶終端可運行多種數據業務，每種數據業務的Qos等級不同。本發明的應用前提是，兩種無線制式精確同步，因此需要設計兩種網絡的同步信令過程，并根據QoS等級、信道匹配度、CQI信息計算相應的優先權值，設計資源調度的映射器，使得業務需求、優先權值和可用信道三者之間達到最優匹配，滿足實時業務的Qos需求。為了避免用戶業務的碰撞，還需要設計WLAN用戶在偵聽信道上的回退機制，回退機制需要考慮TD-LTE幀格式的上下行時間配比，從而減少用戶上下行業務的排隊時間。下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例一本實施例提供一種時延可控的聯合無線資源調度方法，如圖I所示，包括以下步驟I、采用額外的時鐘寄存器，定時的讀取TD-LTE的系統時鐘，并通過時鐘寄存器定時的通知WLAN網絡，從而使WLAN網絡與TD-LTE網絡保持同步。TD-LTE是時分雙工的LTE技術，所有無線信道都對應于時域上的唯一資源，而WLAN米用的是載波偵聽多路訪問/沖突避免CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Accesswith Collision Avoidance),是一種搶占型的半雙工介質訪問控制協議,從本質上說也是一種基于TDD的雙工模式。IEEE 802. 11 中提出了定時同步功能TSF(Timing Synchronization Function,定時同步函數)實現Ad hoc (點對點)網絡定時同步的方法，但是該方法隨著網絡規模的增大，定時精度急劇下降，嚴重限制了 Ad hoc網絡的可擴展性。有文獻提出對TSF進行了改進，在一定程度上解決了網絡節點數增大時TSF性能急劇下降的問題，但網絡節點數較大時，仍存在較大的定時偏差。對于高速列車上的多AP架構，業務的不同步會加重IP層的處理負擔，同時兩種無線制式采用不同的工作時鐘，也會造成數據的異步傳送，增加了數據隊列的長度。為了精確調度不同制式的時域資源，兩種無線制式的工作時鐘需保持同步。同步方案有三種，小網與大網同步、大網與小網同步或小網大網同時與外部GPS時鐘同步，后兩種方案需要改動大網中的消息更新機制，因此不易實現。本發明中采用額外的時鐘寄存器，定時的讀取TD-LTE的系統時鐘，并通過時鐘寄存器定時的通知WLAN網絡，從而使WLAN網絡和TD-LTE網絡保持同步。2、設計能夠降低排隊時延的回退機制，避免用戶在競爭窗口內出現碰撞。LTE對RAN用戶面的傳輸延遲提出了很高要求，即最小單向傳輸延遲要控制在5ms以內。產生排隊時延的最惡劣情況是TD-LTE上下行時間與WLAN的競爭時間嚴重失同步，造成數據隊列在不同MAC上均需要排隊等待，造成多個幀位的延遲。為了進一步減小業務排隊時延，在WLAN的MAC層區分業務的上下行方向，并設置上行競爭窗口(UplinkContention Window)和下行競爭窗口 (Downlink Contention Window),窗口大小參照TD-LTE的上下行時間配比，同時利用GP(guard period)保護間隔進行上下行同步。為了避免用戶在競爭窗口內出現碰撞，需要設計能夠降低排隊時延的回退機制。回退機制也根據802. Ile的MAC層業務類型,分成4種AC (Access Category),每類AC對應不同的信道競爭參數進行信道競爭和回退過程。3、設計聯合的虛擬映射機制，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承 載上進行傳輸。本發明中，設計聯合的虛擬映射機制，針對WLAN網絡中產生的業務需求，對應到TD-LTE網絡承載的QCI (Qos Class Indication, QCI類別標識)，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承載上進行傳輸。在本發明中，TD-LTE是作為中繼到基站的接入制式，接收用戶數據并進行QCI匹配和轉發，會造成TD-LTE系統的性能降低，特別是應用于大規模用戶接入環境。因此在WLAN側完成數據流的QCI映射，能夠減少TD-LTE的MAC層對數據流的再次匹配和過濾過程。4、設計一種基于時延的信道匹配規則，保證時延敏感業務。采用多級的快速信道匹配機制，保證不同系統對Qos的需要，根據不同的Qos需求，選擇最優的資源匹配原則。本發明針對LTE系統中的時延要求，提出一種基于時延的信道匹配規則，保證時延敏感業務，如實時語音以最小的時延開銷傳輸。本發明考慮的是多用戶場景下的子信道匹配問題。情形一首先在不區分用戶服務優先級的情形下，在第二跳根據不同用戶在不同子信道上的信道質量的差異，在每一個子信道上選擇信道質量最好的用戶服務，然后分別將第一跳AC業務需求和第二跳信道質量排序后一一匹配，這樣可以充分獲得多用戶分集增益，最大化系統吞吐量；情形二 其次在區分用戶服務優先級的情形下，首先服務高優先級用戶，高優先級用戶在第二跳選擇信道質量最好的信道為其服務，然后在第一跳選擇與第二跳信道質量最接近的子信道與之匹配，這樣可以在兩跳鏈路上保證高優先級用戶的服務質量，最后如果服務完高優先級用戶后還有剩余的子信道，按照情形一分配給低優先級用戶；另外由于在每個子信道上采用了自適應調制編碼(AMC)機制進行數據傳輸，子信道上的自適應功率分配增益不顯著，可以簡單的利用功率平均分配，這樣極大的降低了算法復雜度。由于采用了上述方案，本發明具有以下特點本發明中，車內的中繼站收集用戶數據和相應的Qos等級，通過虛擬映射機制，確定不同數據流的QCI數值，并在IP層進行數據流排隊，逐一發送到TD-LTE的MAC層進行數據傳遞。由于WLAN與TD-LTE系統的時鐘同步并且區分了信道的上下行方向，采集的WLAN數據可以無需等待。同理，WLAN接收到從TD-LTE過來的下行數據，也可以保證數據流的實時傳輸。最后通過TD-LTE子信道與不同AC類業務的最小時延匹配，降低了大規模用戶環境下由于發生業務碰撞造成的高優先級業務時延。本發明針對高鐵運營環境，設計融合的無線接入方案，具有較高的實用性和可行性。本發明針對兩種具體的無線制式TD-LTE和WLAN，設計兩種制式之間的最優資源匹配算法，通過聯合的Qos映射機制、精確的信道同步和針對TD-LTE設計的WLAN業務碰撞回退機制，保證實時業務對時延的要求。本發明支持兩種制式的同步信令機制，為了保證WLAN制式有效減少TD-LTE傳輸時延，必須在上下行同步的基礎上進行合理化調度，同時要保證兩種制式之間的安全性問題。本發明要求在WLAN制式中區分上下行信道，按照精確 同步時鐘調度，嚴格對應于TD雙工模式下的上下行信道，減少由于失同步造成的幀排隊等待。在聯合兩種制式下Qos等級的最優信道匹配機制，TD-LTE制式下有9種Qos等級，由QCI標志位表示,在802. Ile中則定義了四種AC(Access Category)。在設計資源映射器時，需要考慮兩種Qos劃分對加權值的影響，時延的加權值需要結合Qos等級、信道匹配度、CQI信息來綜合計算。WLAN用戶碰撞時的回退機制，由于區分了 WLAN上下行，能夠很方便的對應TD-LTE幀格式的時間配比。因此WLAN上下行業務的碰撞回退時間，也應參照TD-LTE幀格式的上下行時間比，從而減少業務的排隊時延。實施例二本發明考慮的適用場景是在偏遠地區的人員集中區域或者未來高速鐵路的車廂內，由于光纜無法敷設，使得無線中繼方式能夠較方便的實現用戶聯網，下面以高鐵為例，考慮的異構網絡類型為802. Ile和TD-LTE。用戶上網時會產生大量數據業務，產生的業務類型也是多種多樣。按照802. Ile協議規定的，有4類業務等級，分別是2類背景類業務、I類視頻業務和I類語音業務；對應Qos等級從0到3依次上升。在相關文獻和測試報告里可以看到，當用戶數超過20個時，碰撞概率會大幅度提升，且由于碰撞造成的時延均值可以達到200ms以上，在異構網絡環境中，這種概率和時延還會大大提高。因此當發生網絡擁塞時，本發明希望高等級的業務可以優先通過，并且通過合理的調度異構網絡資源，減少異構網絡間操作帶來的排隊等待時延。考慮高速列車上的網絡接入場景，車廂上用戶接入由802. Ile完成，列車到基站采用TD-LTE制式，每節車廂放置的無線接入點AP均通過光纜與TD-LTE終端相連，由于IP層的處理速度由CPU決定，不會對無線資源管理造成影響，因此本發明中忽略掉IP層的處理時延。每節車廂產生的大量數據流都匯聚到TD-LTE上進行傳輸，加重了 TD-LTE的負擔，造成較大的排隊接入時延。且802. Ile和TD-LTE之間是異構系統，不能同步工作，進一步加大了 TD-LTE上行數據的排隊時間。以用戶上行業務為例，本實施例以對稱的業務類型為例，即上下行業務具有同樣的Q0S需求，對本發明所述方法進行詳細的描述，具體實施過程如下IEEE 802. 11協議自有的定時同步功能雖然滿足了自身的定時功能，但是要將其作為其他同步業務的參考時鐘還有很大的缺陷。首先，它采用偏移量補償，在進行校時的瞬間不可避免地會引起時鐘向前或向后跳變；其次，由于存在時鐘漂移，時鐘同步精度會受到信標間隔變化的影響，惡化了同步性能；最后，TSF不具有抗信標延遲和丟失能力，這進一步降低了 WLAN TSF的可靠性。為了解決這些問題，本發明在現有TSF的基礎上提出了基于TD-LTE時間寄存器的主從結構式連續時鐘同步過程，它能更好地為建立在WLAN上的同步業務提供參考時鐘。如圖2所示，由于列車系統的網絡獨特性，使得同步過程無需占用額外的無線資源，時鐘寄存器獲取SCH同步信道中的時鐘信息，廣播給所有接入AP站點執行定時同步功能，用于各AP與移動臺之間的同步。對應于4類AC，每個終端建立4個AC發送隊列。各種業務的數據幀首先映射到不同的AC,放入相應的發送隊列。每個發送隊列采用DCF(distributed coordinationfunction)機制獨立競爭信道。在競爭過程中，終端使用各自的AIFS(仲裁幀間隔)，CWmin (最小競爭窗口)，CWmax (最大競爭窗口)和最大重傳次數值。競爭情況有I)當同一終端內部的多個發送隊列之間因競爭信道發生沖突時，由一個虛擬調度器(virtual collision handler)選擇優先級較高的隊列進行發送,而其他低優先級隊列的競爭窗口加倍，重傳次數加I。2)當不同終端同時發送數據幀時將發生碰撞，發生碰撞的各個發送隊列都要經歷 重傳過程，與隊列優先級高低無關。3)上行和下行業務發生碰撞時，最惡劣的情況會導致最高優先級業務單向延遲超過200ms。為了避免這種情況的發生，設置了如圖4所示的業務回退策略，并在PLCP(物理層會聚協議，PHYLayer Convergence Procedure) Header 中的服務區域(service field)里增加上下行區分標志位sf_LinkDirection,設置sf_LinkDirection的值為0或I,其中0表示下行，I表示上行，如圖3所示。對于上下行業務采用不同的回退策略，可以保證高優先等級業務的雙向連通性。回退策略的目的是為了避免業務在時間上產生碰撞，同時為了減少WLAN-TD LTE的排隊時延，上下行業務的回退窗口必須要根據TD-LTE系統的上下行幀格式配比來制定。本實施例中假定TD-LTE系統采取第4種上下行配比，即在IOms的幀長度中，上下行子幀數量比為3 7，相應的WLAN上下行業務競爭窗口間隔時隙也為3 7，總長度也設置為10ms。本實施例所述的技術方案下的WLAN業務碰撞回退策略上行業務產生時，根據同步時鐘(即時鐘寄存器)和標志位信息(即上下行區分標志位)，判斷是否處于上行業務傳輸過程；如果是，則選擇進入傳遞隊列；否則等待。在回退過程中，每個AC都監聽信道，如果信道空閑，則每隔一個空閑時隙，回退計數器減I ;在以下兩種情況時，回退計數器掛起I、信道上有其他AC發送數據；2、信道在進行下行數據傳輸。最小和最大競爭窗口大小、回退和重傳次數的計算參照802. IlE中協議規定。調整過后的回退策略，將對稱業務的雙向數據分開傳遞，降低了同類AC競爭同一信道的概率，同時根據低優先級業務的特性，即上行業務數據量遠遠小于下行業務，設計了相應的競爭區間，也能減少低優先級業務的接入碰撞時延。對于本發明中設計的異構接入系統，將TD-LTE終端作為車-地接入的中繼節點，需要處理列車用戶產生的所有業務，當數據流變大時，會加重TD-LTE節點MAC層的工作負擔。在LTE系統中，為了保證不同業務的Qos需求，用戶的IP數據包需要映射到不同的EPS Bearer，以獲得相應的QoS保障。這樣的映射關系是通過MAC層的TFT (Traff ic FlowTemplate)和其中的Packet Filters來實現的。
本發明中，將WLAN的接入業務分類和TD-LTE中規定的QCI等級進行虛擬映射配對，TD-LTE的空閑無線資源向映射器注冊，通過虛擬映射，將WLAN接入的數據流直接對應到合適的EPS Bearer上，從而使TD-LTE無需對數據流進行逐一分類，能夠加快MAC層的處理速度。映射的關系如表I所示。表I :聯合Qos映射表
權利要求
1.一種時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一，采用額外的時鐘寄存器定時的讀取TD-LTE網絡的系統時鐘，并通過時鐘寄存器定時的通知WLAN網絡，使WLAN網絡與TD-LTE網絡保持同步； 步驟二，在WLAN網絡的MAC層區分業務的上下行方向，并設置上行競爭窗口和下行競爭窗口，窗口大小參照TD-LTE網絡的上下行時間配比； 步驟三，針對WLAN網絡中產生的業務需求，設計聯合的虛擬映射機制，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承載上進行傳輸； 步驟四，設計一種基于時延的信道匹配規則，保證時延敏感業務。
2.根據權利要求I所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于步驟二中，WLAN網絡利用GP保護間隔進行上下行同步。
3.根據權利要求I所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于步驟二中，WLAN網絡設有避免用戶在競爭窗口內出現碰撞的回退機制；所述回退機制根據802. Ile的MAC層業務類型分成4種AC，每類AC對應不同的信道競爭參數進行信道競爭和回退過程；對應于4類AC，每個終端建立4個AC發送隊列，各種業務的數據幀首先映射到不同的AC，進而放入相應的發送隊列；每個發送隊列采用DCF機制獨立競爭信道。
4.根據權利要求3所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于，在信道競爭過程中，競爭情況有 1)當同一終端內部的多個發送隊列之間因競爭信道發生沖突時，由一個虛擬調度器選擇優先級較高的隊列進行發送，而其他低優先級隊列的競爭窗口加倍，重傳次數加I ; 2)當不同終端同時發送數據幀發生碰撞時，發生碰撞的各個發送隊列都要經歷重傳過程，與隊列優先級高低無關。
5.根據權利要求3所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于，所述回退過程的具體內容為在PLCP Header中的服務區域里增加上下行區分標志位sf_LinkDirection,設sf_LinkDirection的值為0或I,其中0表示下行，I表示上行；上下行業務的回退窗口根據所述TD-LTE網絡的上下行幀格式配比來制定。
6.根據權利要求5所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于所述TD-LTE網絡的上下行子幀數量比為3 7，相應的WLAN網絡的上下行業務競爭窗口間隔時隙也為3 7。
7.根據權利要求5所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于所述WLAN網絡中，上行業務產生時，根據所述時鐘寄存器和所述上下行區分標志位判斷是否處于上行業務傳輸過程；如果是，則選擇進入傳遞隊列；否則等待；在回退過程中，每個AC都監聽信道，如果信道空閑，則每隔一個空閑時隙，回退計數器減I ;在以下兩種情況時，回退計數器掛起a、信道上有其他AC發送數據；b、信道在進行下行數據傳輸。
8.根據權利要求I所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于，所述聯合的虛擬映射機制為JfWLAN網絡中產生的業務需求映射到TD-LTE網絡承載的類別標識QCI，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承載上進行傳輸。
9.根據權利要求I所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于，所述基于時延的信道匹配規則為 首先在不區分用戶服務優先級的情形下，在第二跳根據不同用戶在不同子信道上的信道質量的差異，在每一個子信道上選擇信道質量最好的用戶服務，然后分別將第一跳AC業務需求和第二跳信道質量排序后一一匹配； 其次在區分用戶服務優先級的情形下，首先服務高優先級用戶，高優先級用戶在第二跳選擇信道質量最好的信道為其服務，然后在第一跳選擇與第二跳信道質量最接近的子信道與之匹配；如果服務完高優先級用戶后還有剩余的子信道，則按照不區分用戶服務優先級的情形分配給低優先級用戶。
10.根據權利要求9所述的時延可控的聯合無線資源調度方法，其特征在于具體的子信道匹配機制為 第一步根據用戶的業務類型和所需的傳輸速率確定用戶的服務順序，首先服務高優先級用戶；假設K個用戶中有Kl個高優先級用戶，其余K-Kl個用戶是低優先級用戶，用戶k所需的傳輸速率為rk(ke QK)，其中Qk表示所有用戶的集合； 第二步根據步驟一確定的用戶的服務順序在第二跳為高優先級用戶選擇子信道，采用Max C/1算法和信道估計，在OFDM系統中用SINR代替C/I，結合用戶業務對誤碼率的需求，第k個用戶按照下式選擇子信道直到滿足其所需的傳輸速率
全文摘要
本發明公開了一種時延可控的聯合無線資源調度方法，包括步驟一，采用額外的時鐘寄存器定時的讀取TD-LTE網絡的系統時鐘，并通過時鐘寄存器定時的通知WLAN網絡，使WLAN網絡與TD-LTE網絡保持同步；步驟二，在WLAN網絡的MAC層區分業務的上下行方向，并設置上行競爭窗口和下行競爭窗口，窗口大小參照TD-LTE網絡的上下行時間配比；步驟三，針對WLAN網絡中產生的業務需求，設計聯合的虛擬映射機制，使得TD-LTE能夠迅速將WLAN數據分配到合適的承載上進行傳輸；步驟四，設計一種基于時延的信道匹配規則，保證時延敏感業務。本發明保證了高優先級業務的實時接入，保證了實時業務的Qos需求，降低了數據業務在異構系統中傳輸時產生的大量時延，滿足了不同Qos業務對時延的需求。
文檔編號H04W74/08GK102781108SQ20111012022
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月10日 優先權日2011年5月10日
發明者單聯海, 楊旸, 歐陽玉玲, 胡宏林, 錢驊, 高智偉 申請人:上海無線通信研究中心