基于业务测量的LTE调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于业务测量的LTE调度方法，包括N个用户{u1，u2，…，uN}，设定ui是第i个用户，ui∈{u1，u2，…，uN}；包括如下步骤：(1‑1)时延评估；(1‑2)业务测量；(1‑3)带宽核算；(1‑4)用户调度。本发明专利技术具有兼顾实时业务的时延敏感性与系统的公平性，可以动态地跟踪用户业务的申请，并预估系统资源的占用，进而保证资源的合理分配，有利于提升业务开展的服务质量以保障客户感知的特点。

【技术实现步骤摘要】
基于业务测量的LTE调度方法
本专利技术涉及一种LTE系统的调度方法，尤其是一种基于业务测量的公平性调度方法。
技术介绍
移动互联网的蓬勃发展使得LTE作为一种能够保证多业务服务质量QoS(QualityofService)及用户公平性的无线宽带通信技术，越来越得到广泛应用。为提高系统资源利用率，LTE采取共享信道机制，根据快速变化的传播环境、外界干扰以及系统负荷等因素，及时动态地在用户之间分配物理资源。因此，调度机制在LTE系统中显得至关重要。而调度的业务包括非实时业务和实时业务，非实时业务对调度的敏感性不高，实时业务在丢包率、系统吞吐量和业务时延上要求更高，也是用户更为关注的一类业务。常用的调度算法如RR(RoundRobin，轮询调度)，PF(ProportionFair，比例公平)和SJF(ShortJobFirst，最短作业优先)等调度方法，均单纯地强调系统吞吐量或公平性，没有考虑在两者之间如何实现均衡。基于排队延迟感知的QDA(QueuingDelayAware)也只是简单地顾及单业务，并没有考虑并发的多业务，对资源负荷等系统的影响，也未提及。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是为了克服现有技术中的LTE系统对多业务户用调度效率低，无法兼顾系统吞吐量和公平性的不足，提供了一种基于业务测量的公平性调度方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于业务测量的LTE调度方法SMSA(ServiceMeasurebasedSchedulingAlgorithm)，包括N个用户{u1，u2，…，uN}，设定ui是第i个用户，ui∈{u1，u2，…，uN}；包括如下步骤：(1-1)时延评估；(1-2)业务测量；(1-3)带宽核算；(1-4)用户调度。本专利技术的基于业务测量的LTE调度方法，通过计算排列队列中不同业务用户的排队时延，和测量该用户所申请的业务，进而通过滤波加权的方式给出该用户的综合调度优先级。对于信道条件差的用户，可以增大其优先级以防止挨饿，而对于占用系统资源高的用户，则通过轮循的方式来保证调度机制的公平性，进而使得调度方法能同时兼顾实时业务对时延的敏感性与系统的公平性。本专利技术的基于业务测量的LTE公平性调度方法，可以动态地跟踪用户业务的申请，并预估系统资源的占用，进而保证资源的合理分配，有利于提升业务开展的服务质量以保障客户感知。作为优选，步骤(1-1)包括如下步骤：(2-1)设定M个业务，业务序号为j，j＝1，2，…M，每个用户ui的申请业务j的等待时间为TWij，最大时延为TMij，利用公式计算时延权重Wij，其中，e(·)表示以e为底的指数函数；(2-2)计算每个用户ui的多业务综合时延权重Wdi，作为优选，步骤(1-2)包括如下步骤：(3-1)设定每个用户ui在t时刻申请业务j的到达概率为ρar_ijt，阻塞率为αijt，申请概率为ρap_ijt，用公式ρsijt＝ρar_ijt*(1-αijt)*ρap_ijt计算用户ui在t时刻申请业务j的概率ρsijt；(3-2)设定β为加权因子，为用户ui申请业务j在t-1时刻的业务到达率，用公式计算t时刻的业务到达率作为优选，步骤(1-3)包括如下步骤：(4-1)设定THij表示申请业务j所占用的带宽，NPRBij为用户ui申请业务j占用的物理资源块数量，BW为每个物理资源块的占用带宽，利用公式THij＝NPRBij*BW计算用户ui申请业务j所占用的带宽THij；(4-2)利用公式计算t时刻的业务j的概率带宽THijt；(4-3)计算用户ui所有申请业务的总带宽THit，(4-4)设定THri为LTE系统给用户ui分配的最大带宽，计算用户ui的带宽权重Wsi，作为优选，步骤(1-4)包括如下步骤：(5-1)设定γ为加权因子，计算第n个传输时间间隔TTI时用户ui的调度优先级Wi：(5-2)将用户ui按照优先级Wi放入调度器进行调度。因此，本专利技术具有如下有益效果：兼顾实时业务的时延敏感性与系统的公平性，可以动态地跟踪用户业务的申请，并预估系统资源的占用，进而保证资源的合理分配，有利于提升业务开展的服务质量以保障客户感知。附图说明图1是本专利技术的一种流程图；图2是本专利技术与RR、SJF、QDA的一种吞吐量比较图；图3是本专利技术与RR、SJF、QDA的一种丢包率比较图；图4是本专利技术与RR、SJF、QDA的一种公平性比较图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的描述。如图1所示的实施例是实施例是一种基于业务测量的LTE调度方法，包括N个用户{u1，u2，…，uN}，设定ui是每个用户，ui∈{u1，u2，…，uN}；步骤1：时延评估；(1-1)设定多业务种类{j＝1，2，…M}，对于每个用户ui申请业务j的等待时间为TWij，最大时延为TMij，计算其时延权重其中，e(·)表示以e为底的指数函数；(1-2)计算每个用户ui的多业务综合时延权重步骤2：业务测量；(2-1)设定每个用户ui在t时刻申请业务j的到达概率为ρar_ijt，阻塞率为αijt，申请概率为ρap_ijt，计算用户i在t时刻申请业务j的概率ρsijt＝ρar_ijt*(1-αijt)*ρap_ijt；(2-2)设定β为加权因子，为用户i申请业务j在t-1时刻的业务到达率，计算t时刻的业务到达率步骤3：带宽核算；(3-1)设定THij表示申请业务j所占用的带宽，NPRBij为用户i申请业务j占用的物理资源块数量，BW为每个物理资源块的占用带宽，计算用户i申请业务j所占用的带宽THij＝NPRBij*BW；(3-2)计算t时刻的业务j的概率带宽(3-3)计算用户i所有申请业务的总带宽(3-4)设定THri为LTE系统给用户i分配的最大带宽，计算用户i的带宽权重步骤4：用户调度。(4-1)设定γ为加权因子，计算第n个TTI时用户i的调度优先级(4-2)将用户i按照优先级Wi放入LTE调度器进行调度。下面以N＝4为例对本专利技术进行具体说明，其中用户u1同时开展两类业务，典型基础数据如表1、表2中所示：表1用户业务模型表2业务参数项目数据业务种类M2加权因子β0.50加权因子γ0.65RB占用带宽BW(kHz)180总带宽(kHz)20000本实例描述的基于业务测量的LTE调度方法，包括如下步骤：时延评估，业务测量，带宽核算和用户调度。步骤1：时延评估；(1-1)计算(1-2)计算每个用户ui的步骤2：业务测量；(2-1)计算用户i在t时刻申请业务j的概率ρsijt＝ρar_ijt*(1-αijt)*ρap_ijt＝{0.77，0.65，0.84，0.92，0.94}；(2-2)计算t时刻的业务到达率步骤3：带宽核算；(3-1)计算用户i申请业务j所占用的带宽THij＝NPRBij*BW＝{720，1080，1440，1080，720}kHz；(3-2)计算t时刻的业务j概率带宽(3-3)计算用户i所有申请业务的总带宽(3-4)计算用户i的带宽权重步骤4：用户调度。(4-1)计算第n个TTI时用户i的调度优先级(4-2)将用户i按照优先级的大小，按照{u2，u1，u4，u3}的顺序进行调度。仿真实验：将本专利技术的SMSA方法与RR，SJF，QDA等方法进行仿真对比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于业务测量的LTE调度方法，其特征是，包括N个用户{u1，u2，…，uN}，设定ui是第i个用户，ui6{u1，u2，…，uN}；包括如下步骤：(1‑1)时延评估；(1‑2)业务测量；(1‑3)带宽核算；(1‑4)用户调度。

【技术特征摘要】
1.一种基于业务测量的LTE调度方法，其特征是，包括N个用户{u1，u2，…，uN}，设定ui是第i个用户，ui6{u1，u2，…，uN}；包括如下步骤：(1-1)时延评估；(1-2)业务测量；(1-3)带宽核算；(1-4)用户调度。2.根据权利要求1所述的基于业务测量的LTE调度方法，其特征是，步骤(1-1)包括如下步骤：(2-1)设定M个业务，业务序号为j，j＝1，2，…M，每个用户ui的申请业务j的等待时间为TWij，最大时延为TMij，利用公式计算时延权重Wij，其中，e(·)表示以e为底的指数函数；(2-2)计算每个用户ui的多业务综合时延权重Wdi，3.根据权利要求1所述的基于业务测量的LTE调度方法，其特征是，步骤(1-2)包括如下步骤：(3-1)设定每个用户ui在t时刻申请业务j的到达概率为ρar_ijt，阻塞率为αijt，申请概率为ρap_ijt，用公式ρsijt＝ρar_ijt*(1-αijt)*ρap_ijt计算用户ui在t时刻申...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖清华，
申请(专利权)人：华信咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33