一种基于RB反馈的LTE资源调度算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于RB反馈的LTE资源调度算法，主要内容包括：在进行资源调度时，选定一个时间观察窗，在当前调度周期内，统计当前调度周期之前的一段时间内的用户的资源块(RB)的分布情况，通过用户的RB分布情况确定用户的反馈因子，在确定了用户的反馈因子后，结合移动终端(UE)反馈给基站的信道质量指示(CQI)得出每个用户资源调度的优先级，根据用户的优先级把相应的RB分配给优先级最高的用户。本发明专利技术通过统计前一段设定时间内RB的分配情况来影响当前周期内的资源分配，这种以RB作为反馈的方法可以在系统吞吐量和用户公平性之间作一个折中，同时相较PF算法，本算法统计RB而不是计算平均传输速率能够有效降低算法的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信网络的无线业务量调度领域，具体涉及一种基于RB反馈的LTE资源调度算法。
技术介绍
随着移动通信技术的飞速发展，无线通信技术也由3G走向了LTE(Long Term Evolution)。LTE技术作为移动通信系统的主要演进方向，以其高速率、低时延的特点，越来越受到世界各大运营商和设备厂商的广泛关注。在LTE系统中，由于物理层的技术趋于成熟，因此要想从物理层来改善系统的性能变得越来越困难，为此，在应用层面的资源调度将变得越来越重要，好的资源调度算法不仅仅要有相对低的复杂度和相对少的开销，还要能够在有效提高系统容量的同时降低移动用户的耗电量。目前，LTE系统下有三种经典的资源调度算法：轮询算法(Round Robin，RR)、最大载干比算法(Max C/I，Maximum Carrier/Interference ratio)和比例公平调度算法(Proportional Fair，PF)。RR算法的基本思想就是认为小区内所有用户的调度优先级都是相等的，所有用户周期性地被调度，保证每个用户被调度的概率相同。RR算法在资源调度的时候，由于不考虑用户的信道状况只考虑当前的用户队列顺序，因此RR算法存在很大的缺陷，像用户的信息传输的可靠性，系统的性能，频谱的利用效率等都无法保证，但RR算法在算法的复杂度上是最简单的，且RR算法在用户的公平性上是很公平的。Max C/I算法的基本思想是在每一个调度时刻，调度器会对所有待调度用户进行载干比(也就是意味着可以达到的最大瞬时传输速率)的排序，然后调度器会选择信道质量最好的用户进行调度，这样保证系统总是能够调度到最好的用户，保证系统性能的最大化，资源利用率最高。Max C/I算法能够使得系统的吞吐量最大化，但是用户的公平性最差。PF算法的基本思想是在选择用户时考虑瞬时速率和长期平均速率的比值，同时利用权重值对不同用户进行调整，达到同时兼顾系统性能和用户体验的目的。PF算法是在RR算法和Max C/I算法之间做了一个折中，是一个比较优良的算法，但PF算法的缺点是复杂度要相对复杂一些，比如授权专利CN102215593B(名称为\一种基于比例公平的改进LTE调度方法\)。该方法中，首先根据用户的目标速率范围和平均传输速率，计算调度优先级因子中的调节参数，然后计算出用户在每个子载波的信干噪比以及在每个RB的有效信噪比，据此确定传输速率，计算用户在每个RB的调度优先级因子，算法的复杂度很高。
技术实现思路
针对上面提出的PF算法在算法复杂度相对较复杂的问题，本专利技术提出了一种基于RB反馈的LTE资源调度算法，通过统计前一段设定时间内的资源块的分配情况来影响当前周期内的资源分配，可以在系统吞吐量和用户公平性折中的同时还能降低算法计算复杂度。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现的。一种基于RB(Resource Block)反馈的LTE资源调度算法，包括如下步骤：步骤一：根据UE(User Equipments)的反馈信息，确定一个以UE与RB为对应信道以CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)为值的信道矩阵H；步骤二：根据选定的时间观察窗τc计算所有用户在当前资源调度周期TTI(Transmission Time Interval)内的反馈因子。步骤三：将步骤二得到的所有用户UE在当前资源调度周期TTI内的反馈因子与步骤一得到的信道矩阵H里的所有UE与RB相对应的CQI值相乘得到所有用户UE对所有RB的调度优先级，对于每一个RB，把它分配给在该RB上调度优先级最高的用户。步骤四：更新时间观察窗τc，然后进入下一资源调度周期TTI进行资源的分配。作为本专利技术基于RB反馈的LTE资源调度算法进一步的详细方案，所述步骤一中包括如下内容：假设系统有K个用户UE、N个RB，则信道矩阵H是一个K×N的矩阵，在确定了SINRk,n值后，CQIk,n的值与SINRk,n有对应的映射关系，其映射关系如下表所示，这样就确立了信道矩阵H。SINRk,n表示第k个用户UE即UEk在第n个RB即RBn上的信噪比，CQIk,n表示用户UEk在资源块RBn上的CQI的值。作为本专利技术基于RB反馈的LTE资源调度算法进一步的详细方案，所述步骤二中，用户在当前资源调度周期TTI内的反馈因子的计算如下： ω k ( t ) = i N - Σ τ = t - i t - 1 N k , τ i N τ ≥ 0 ]]>t表示当前调度周期处在第t个调度周期，ωk(t)表示在第t个调度周期内用户k的反馈因子，ι表示选取的时间观察窗含有的调度周期数。Nk,τ表示用户k在第τ个资源调度周期所分配到的RB数量。作为本专利技术基于RB反馈的LTE资源调度算法进一步的详细方案，所述步骤三中资源分配的执行过程如下：对于每一个RB，首先计算所有用户在该RB上的调度优先级，调度优先级的计算如下：Ρk,n＝ωkCQIk,nΡk,n表示用户k在资源块n上的调度优先级，ωk表示用户k的反馈因子。通过比较每个用户的调度优先级，选择调度优先级最高的用户，并将资源块分配给该用户，公式表示为： k n * = argmax k ∈ { 1 , 2 , ... , K本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RB反馈的LTE资源调度算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据UE的反馈信息，确定一个以UE与RB为对应信道、以CQI为值的信道矩阵H；步骤二：根据选定的时间观察窗τc计算所有用户在当前资源调度周期TTI内的反馈因子；步骤三：将步骤二得到的所有用户UE在当前资源调度周期TTI内的反馈因子与步骤一得到的信道矩阵H里的所有UE与RB相对应的CQI值相乘，得到所有用户UE对所有RB的调度优先级，对于每一个RB，把它分配给在该RB上调度优先级最高的用户；步骤四：更新时间观察窗τc，然后进入下一资源调度周期TTI进行资源的分配。

【技术特征摘要】
1.一种基于RB反馈的LTE资源调度算法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据UE的反馈信息，确定一个以UE与RB为对应信道、以CQI为值的信道矩阵H；步骤二：根据选定的时间观察窗τc计算所有用户在当前资源调度周期TTI内的反馈因子；步骤三：将步骤二得到的所有用户UE在当前资源调度周期TTI内的反馈因子与步骤一得到的信道矩阵H里的所有UE与RB相对应的CQI值相乘，得到所有用户UE对所有RB的调度优先级，对于每一个RB，把它分配给在该RB上调度优先级最高的用户；步骤四：更新时间观察窗τc，然后进入下一资源调度周期TTI进行资源的分配。2.根据权利要求1所述的一种基于RB反馈的LTE资源调度算法，其特征在于，所述步骤一中，包括如下内容：假设系统有K个用户UE、N个RB，则信道矩阵H是一个K×N的矩阵，在确定了SINRk,n值后，CQIk,n的值与SINRk,n有对应的映射关系，其映射关系如下表所示，这样就确立了信道矩阵H，SINR(dB)CQI‐6.001‐4.002‐2.753‐0.7541.2552.7565.0076.7588.50910.751012.501114.501216.251317.751420.0015SINRk,n表示第k个用户UE即UEk在第n个RB即RBn上的信噪比，CQIk,n表示用户UEk在资源块RBn上的CQI的值。3.根据权利要求1所述的一种基于RB的LTE资源调度算法，其特征在于，所述步骤二中，用户在当前资源调度周期TTI内的反馈因子的计算方法如下： ω k ( t ) = i N - &...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜文，秦鹏程，解培中，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32