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WO2004057882A1 - Forward-link rate scheduling method and scheduler - Google Patents

Forward-link rate scheduling method and scheduler Download PDF

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Publication number
WO2004057882A1
WO2004057882A1 PCT/CN2002/000809 CN0200809W WO2004057882A1 WO 2004057882 A1 WO2004057882 A1 WO 2004057882A1 CN 0200809 W CN0200809 W CN 0200809W WO 2004057882 A1 WO2004057882 A1 WO 2004057882A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scheduling
user
term
metric
long
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CN2002/000809
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Shuqiang Xia
Xiang Gao
Liujun Hu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZTE Corp
Original Assignee
ZTE Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZTE Corp filed Critical ZTE Corp
Priority to PCT/CN2002/000809 priority Critical patent/WO2004057882A1/zh
Priority to AU2002349425A priority patent/AU2002349425A1/en
Priority to CNB028297199A priority patent/CN100531468C/zh
Publication of WO2004057882A1 publication Critical patent/WO2004057882A1/zh
Priority to SE0501076A priority patent/SE527220C2/sv
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to NO20052861A priority patent/NO329498B1/no
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/52—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on load
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters

Definitions

  • the present invention relates to the field of data communications, and more particularly to a code division multiple access system forward link rate scheduling method and scheduler for providing high speed data services.
  • BACKGROUND With the continuous expansion of the wireless service field and the rapid development of the Internet service, a simple call cannot meet the requirements of the user, and many users hope that the mobile communication system can provide the vast majority of the existing communication network (including ISDN, ADSL). Part of the business, therefore, in the new generation of mobile communication systems, the data service represented by multimedia services will dominate, which requires the system to provide more powerful support for data services and data and voice hybrid services, according to data services. The characteristics of reasonable and efficient use of wireless resources are the core to achieve this goal.
  • the base station scheduling the rate allocated to these users is an important part of rational and effective use of the wireless resources.
  • the paper "Downlink Scheduling in CDMA Data Networks" states that if the base station allocates available system resources to only one user at a time during scheduling, the utilization of the forward link can be maximized.
  • this scheduling method tends to favor users with better channel environments. Those with relatively poor channel environments will have longer delays. This extreme unfairness will be unacceptable to users. Therefore, a good rate scheduling method should not only improve the utilization efficiency of wireless resources, but also ensure the fairness of users in the system.
  • the rate scheduling method requires the base station to allocate the rate only according to the channel environment in which the user is located: a user with a good channel environment allocates a higher rate, and a user with a poor channel environment allocates a lower rate.
  • a user with a good channel environment allocates a higher rate
  • a user with a poor channel environment allocates a lower rate.
  • the system resources can be utilized more effectively.
  • the smoothness of scheduling refers to: When raising the priority of some users, the priority of other users in the system should not be drastically reduced, that is, the promotion and reduction of user priorities should be a smooth process.
  • One object of the present invention is to provide a method for forward link rate scheduling in a communication network
  • Another object of the present invention is to provide a means for forward link rate scheduling in a communication network.
  • the present invention proposes the following technical solutions.
  • the method for forward link rate scheduling of the present invention includes the following steps:
  • a collecting the maximum scheduling resource information available to the system and scheduling the data service request information of the user; b, calculating the scheduling metric of the scheduling user, and the scheduling metric of the user includes the short-term scheduling metric, the long-term metric, and the normalized long-term scheduling metric;
  • one scheduling period ends, wait and schedule the next cycle as described above.
  • the step c of creating a scheduled user queue further includes the following steps:
  • step c3 when detecting that the long-term scheduling metric of the active scheduling user is greater than the fixed threshold constant T1, proceed to the next step c4; otherwise, step c6 is directly performed.
  • step c4 when the difference between the long-term scheduling metric of the activated scheduled user and the long-term scheduling metric of the inactive scheduling user is greater than the fixed threshold constant T2, step c5 is performed; otherwise, step c6 is directly performed.
  • step e it is detected whether the system has available scheduling resources or the scheduling queue is empty. If it is not empty, if the returning step is empty, the scheduling metric of the scheduling user is updated first, and then the step is performed. The scheduling metric of the scheduling user is updated, and the following steps are further included in order:
  • the target rate may be the request rate of the latest packet call arrival, or the maximum value of the latest scheduled rate of the scheduled user or the average value of the latest scheduled rate of the scheduled user;
  • the scheduler for forward link rate scheduling of the present invention is included in a base station of a code division multiple access communication system, and the scheduler includes a memory, a timer, and a controller.
  • the memory receives and saves data service request information of the scheduling user and maximum scheduling resource information of the system
  • the output of the timer is connected to the controller, and the timer provides the required timing for the controller to perform forward link rate scheduling;
  • the controller is bidirectionally connected to the memory, and the controller is configured to calculate a scheduling metric of the scheduling user, A scheduling user queue is constructed, a scheduling resource allocation rate is obtained according to the scheduling user queue and the system, and the user who obtains the resource is cleared from the scheduling user queue, and the allocation result is sent to the selector and the channel unit as the output of the scheduler.
  • a scheduling metric of the scheduling user A scheduling user queue is constructed, a scheduling resource allocation rate is obtained according to the scheduling user queue and the system, and the user who obtains the resource is cleared from the scheduling user queue, and the allocation result is sent to the selector and the channel unit as the output of the scheduler.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of a base station including the scheduler of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural view of a scheduler of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic flow chart of a scheduling method of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic flowchart of a method for creating a scheduling user queue according to the present invention.
  • the mobile station (MS) 107A or 107B is controlled by a base transceiver station (BTS) IOIA or 101B and a base station.
  • the device (BSC) 105 A communicates, and at some point the mobile station may be in contact with both base stations at the same time.
  • the mobile station 107B simultaneously communicates with the base transceiver stations 101A and 101B.
  • the base station controller 105A in turn communicates with the PSTN or ISDN via the Mobile Switching Center (MSC) 103, and an MSC 103 can also be connected to other base station controllers 105B and the like.
  • MSC Mobile Switching Center
  • FIG. 2 illustrates a base station structure including a scheduler of the present invention.
  • the data source 201 contains a large amount of packet data that needs to be transmitted to the remote mobile station 107.
  • the data source 201 may also be located at the base station controller 105 or the mobile switching center 103 due to differences in actual system implementation.
  • the selector unit 205 and the channel unit 207 are simultaneously controlled by the scheduler 203.
  • the selector unit 205 transmits the packet data stored in the data source 201 to the channel unit 207, and the channel unit 207 pairs the selector.
  • the data sent by unit 205 performs a series of processing, These processes typically include: adding control bits, adding CRC bits, adding tail bits, encoding, interleaving, Wlash quadrature modulation, PN short code modulation, and the like.
  • transmitter 209 transmits the signal processed by the channel unit to the remote mobile station.
  • FIG. 3 illustrates the internal structure of the scheduler, and the scheduler 203 includes a memory 301, a timer 303, and a controller. 305.
  • the memory 301 is configured to save base station available scheduling resource information and data service request information.
  • the available scheduling resource information of the base station includes resources, rates, orthogonal codes, channel units, and the like that the base station can allocate to the mobile station requesting the data service, and the data service request information includes the identification number of the mobile station applying for the data service, and the data amount of the mobile station. Request rate, scheduling metrics for mobile stations, recent scheduling rate, etc.
  • the timer 303 provides the timing required for the controller 305 to perform forward link rate scheduling.
  • the timer 303 can be implemented using a system clock, an oscillator on a circuit board that is locked to an external signal, or a receiver that is driven by a memory unit that is synchronized with an external source.
  • the controller 305 performs rate scheduling on the mobile station having the data service request according to the information provided by the memory 301, and notifies the corresponding selector unit 205 and the channel unit 207 of the result of the rate scheduling.
  • the method of the present invention provides a method for scheduling forward link data transmission in a code division multiple access communication system, in which at least one cell and at least one scheduled user are included.
  • the method of the invention comprises the following steps:
  • a collecting the maximum scheduling resource information available to the system and scheduling the data service request information of the user; b, calculating the scheduling metric of the scheduling user, and the scheduling metric of the user includes a short-term scheduling metric, a long-term metric, and a normalized long-term scheduling metric;
  • one scheduling period ends, wait and schedule the next cycle as described above.
  • each step is represented by a module.
  • the controller 305 extracts the system maximum available scheduling resource information and data service request information from the memory 301, and the information is The controller performs the basis of rate scheduling.
  • the controller 305 creates a scheduling user queue according to the scheduling metric of the user.
  • controller 305 assigns a rate to the scheduling user in the order in which the user queues are scheduled, which rate allocation is limited by the currently available scheduling resources.
  • controller 305 clears the scheduled user that obtained the rate allocation from the dispatch queue.
  • the controller 305 notifies the corresponding selector unit 205 to transmit the scheduled user data to the channel unit 207, and the channel unit 207 is based on the controller.
  • the rate assigned by 305 processes the data accordingly.
  • controller 305 if the controller 305 detects that the system has available scheduling resources and the scheduling queue is not empty, the controller 305 repeats the flow of the modules 405-409; otherwise, directly executes the module 411, the scheduling metric for the scheduling user. Update. In block 413, controller 305 waits for the next scheduling cycle in accordance with the indication of timer 303 and repeats the flow of modules 401-411.
  • step c When you create a scheduled user queue in step c, follow these steps:
  • step c3 when detecting that the long-term scheduling metric of the active scheduling user is greater than the fixed threshold constant T1, proceed to the next step c4; otherwise, step c6 is directly performed.
  • step c4 when it is detected that the difference between the long-term scheduling metric of the active scheduling user and the long-term scheduling metric of the inactive scheduling user is greater than the fixed threshold constant T2, proceed to step c5; otherwise, the step is directly performed. Step c6.
  • the controller 305 creates an active scheduling user queue according to the normalized long-term scheduling metric of the active scheduling user. The smaller the normalized long-term scheduling metric of the scheduling user, the more the scheduling user is in the active scheduling user queue. before.
  • the controller 305 creates an inactive scheduled user queue based on the normalized long-term scheduling metric of the inactive scheduling user, the principle of which is the same as the module 501.
  • controller 305 executes module 507 if it detects that the long-term scheduling metric for the active scheduled user satisfies equation (1); otherwise, executes module 513.
  • the controller 305 executes the module 509 if it detects that the long-term scheduling metric of the active scheduled user and some inactive scheduled user satisfies equation (2); otherwise, executes the module 511.
  • Both Tl and ⁇ 2 in equations (1) and (2) are fixed threshold constants. Careful selection of thresholds T1 and ⁇ 2 allows the system to smoothly schedule the user's rate.
  • the controller 305 inserts the inactive scheduled user in front of the corresponding active scheduled user and simultaneously clears the inactive scheduled user from the inactive scheduled user queue.
  • controller 305 detects if all inactive scheduled users have been traversed, and if so, executes module 513, and if not, repeats the flow of modules 507-511.
  • controller 305 detects if all active scheduled users have been traversed, and if so, executes module 515, otherwise, the flow of modules 503-513 is repeated.
  • the controller 305 merges the active scheduled user queue with the inactive scheduled user queue (the active scheduled user queue is first) as the scheduled user queue, ending the process of creating the scheduled user queue.
  • the method of creating the scheduling user queue is different due to different system implementations. It should be different. For example, when the impact of the signaling overhead of the data traffic channel established by the system on the forward link utilization is negligible, the controller can only create a scheduling user queue according to the normalized long-term scheduling metric, and schedule the user's return. The smaller the long-term scheduling metric is, the higher the position of the scheduling user in the scheduling user queue. These methods are all in the hair Within the scope of the inclusion.
  • the target rate may be the request rate of the latest packet call arrival, or the maximum value of the latest scheduled scheduling rate of the user or the average of the latest scheduled scheduling rate of the scheduling user.
  • the controller 305 updates the short-term scheduling metric of the scheduled user.
  • the short-term scheduling metric is defined as shown in equation (3): represents the instantaneous rate obtained by the scheduling user; R represents the target rate of the scheduling user; "represents the weighting factor corresponding to the scheduling user.
  • the weighting factor" and the instantaneous rate obtained by the scheduling user The resources consumed are all related. For example, for a forward link power limited CDMA cellular system, it is assumed that the instantaneous rate obtained by the scheduling user is that the nominal power consumed by the base station 101 to support the rate is 1 ⁇ r) .
  • the power actually consumed by the base station 101 to support the rate is p ( ⁇ , then the weighting factor can be obtained by the equation (4), where is the control factor, reflecting the degree to which the base station 101 tends to schedule the user with a better wireless channel environment.
  • the system resources are tight, the wireless channel environment is not good due to excessive conference conditions. The user can't get the rate for a long time. Therefore, when selecting the factor, the system engineer should balance the following two aspects:
  • the controller 305 updates the long-term scheduling metric of the scheduled user.
  • the long-term scheduling metric reflects the degree of satisfaction of the scheduling user to the resource allocation in multiple scheduling times.
  • the short-term scheduling metric of the scheduling user in the nth scheduling is ( n ), and the user is scheduled for long-term scheduling within n schedulings.
  • the measure &r (n) is:
  • the controller 305 updates the normalized long-term scheduling metric of the scheduled user.
  • the normalized long-term scheduling metric reflects the average satisfaction of the scheduling users to the resource allocation in multiple scheduling periods.
  • the long-term scheduling metric of a scheduling user in n scheduling is r (n), then the user's normalization.
  • long-term scheduling is a measure ⁇ ,
  • the base station 101B shall be randomly assigned to mobile station 107A - an initial normalized long-term scheduling metric value that is between the maximum normalized long-term scheduling metric value and the minimum normalized long-term scheduling metric within the system.
  • the target rate reflects the expected rate of the user.
  • the target rate may have different reflection forms due to different system implementations. For example, it may schedule the request rate of the user's last packet call, or schedule the user.
  • the maximum or average value of the recent scheduling rates is replaced by the number of reflections, all of which are within the scope of the present invention.
  • the present invention can comprehensively consider the wireless environment in which the user is located and the available resources of the system, can effectively improve the utilization efficiency of system resources, and reduce the transmission delay of scheduling user data.
  • the scheduling method and the device also take into consideration the fairness of the scheduling user.
  • the smoothness of the scheduling is also considered.
  • the smoothing of the scheduling on the one hand, the number of times the data traffic channel is established and released can be reduced, usually, the establishment of the traffic channel and The release requires more signaling overhead, and the reduction of the number of times the service channel is established and released means that the resource utilization rate is improved.
  • the user's satisfaction with the system can be guaranteed to a certain extent.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Information Transfer Between Computers (AREA)

Description

前向链路速率调度方法和调度器 技术领域 本发明涉及数据通信领域， 更具体地说， 是指提供高速数据业务的码分多址 系统前向链路速率调度方法和调度器。 背景技术 随着无线业务领域的不断扩展和英特网业务的飞速发展， 单纯的通话已不能 满足用户的要求， 很多用户希望移动通信系统能提供现有通信网络（含 ISDN、 ADSL) 中的绝大部分业务， 因此， 在新一代的移动通信系统中， 以多媒体业务 为代表的数据业务将占主导地位， 这就要求系统能够对数据业务和数据、 语音混 合业务提供更有力的支持， 根据数据业务的特点， 合理有效地利用无线资源是实 现这一目标的核心。
当基站有大量的数据需要传送给远端的用户时， 基站对分配给这些用户的速 率进行调度是合理有效利用无线资源的一个重要环节。论文 "Downlink Scheduling in CDMA Data Networks"指出， 基站如果在调度时把可用的系统资源一次只分给 一个用户， 前向链路的利用率可以达到最大化。 但是这种调度方法过度倾向于信 道环境较好的用户， 那些信道环境相对较差用户的数据会有较长的延时， 这种极 端的不公平性将是广大用户所不能接受的。 因此， 一个良好的速率调度方法应该 是既可以提高无线资源的利用效率， 又能保证系统内用户的公平性。
美国专利 6， 229， 795B1 , "System For Allocating Resources In a Communication System"提出一种兼顾资源利用效率和用户公平性的调度方法： 设基站分配给用 户的瞬时速率为 R， 平均速率为 C，如果 R > C，基站分配给用户一个较小的权重； 如果 R < C，基站则分配用户一个较大的权重， 用户的权重可以累加。 基站调度的 原则是： 用户的权重越小， 用户优先级也就越高， 反之亦然。 但是， 该速率调度 方法要求基站只根据用户所处的信道环境分配速率： 信道环境好的用户分配较高 的速率， 信道环境差的用户则分配较低的速率。 而实际上， 当系统可用资源较多 时， 信道环境差的用户也可以分配较高的速率。 因此， 在对速率进行调度时， 综 合考虑用户所处的无线环境和系统的可用资源， 可以更加有效的利用系统资源。
系统在对用户的速率进行调度时， 调度的平滑性也是一个不可以忽视的因 素。 所谓调度的平滑性是指： 在提高一些用户的优先级时， 不应该使系统内其他 用户的优先级急剧降低， 也就是说： 用户优先级的提升和降低应是一个平滑的过 程。
应该说现有的速率调度方法未能综合考虑用户所处的无线环境和系统的可用 资源和调度的平滑性， 必须要加以考虑和改进。 发明内容 本发明的目的之一是在通信网络中， 提供一种用于前向链路速率调度的方 法；
本发明的另外一个目是在通信网络中， 提供一种用于前向链路速率调度的装 置。
为实现本发明目的， 本发明提出如下技术方案，
本发明的用于前向链路速率调度方法包括以下步骤：
a, 收集获取系统可用的最大调度资源信息和调度用户的数据业务请求信息； b , 计算调度用户的调度量度， 用户的调度量度包括短期调度量度、 长期调 度量度和归一化长期调度量度；
c， 根据调度量度创建调度用户队列；
d， 根据调度用户队列和系统可用调度资源分配速率、 功率；
e, 将获得资源的用户从调度用户队列中清除， 把分配结果通知选择器和信道 单元；
f， 一个调度周期结束， 等待并按前述步骤调度下一个周期。
所述的步骤 c创建调度用户队列进一步包括以下步骤：
cl、 创建激活调度用户队列；
c2、 创建非激活调度用户队列； c3、 检测激活调度用户的长期调度量度是否大于固定门限常数 T1 ;
c4、 检测激活调度用户的长期调度量度与非激活调度用户的长期调度量度之 差是否大于固定门限常数 T2;
c5、 将非激活调度用户插在激活调度用户的前面， 同时把该非激活用户从非 激活调度用户队列中清除；
c6、 再检测是否已经遍历所有激活调度用户， 如果是， 则结束； 否则重复执 行执行步骤 cl至 c5， 直至遍历所有激活调度用户。
所述的步骤 c3中，当检测激活调度用户的长期调度量度大于固定门限常数 T1 时， 则进行下一步骤 c4; 否则， 将直接进行步骤 c6。
所述的步骤 c4中， 当检测激活调度用户的长期调度量度与非激活调度用户的 长期调度量度之差大于固定门限常数 T2， 则进行步骤 c5; 否则， 将直接进行步 骤 c6。
在所述的步骤 e后检测系统有无可用调度资源或调度队列为空， 若不为空， 则返回步骤山 若为空， 则先对调度用户的调度量度进行更新， 然后再执行步骤^ 在对调度用户的调度量度进行更新中， 进一步依次包括以下步骤：
el、 更新调度用户的目标速率， 目标速率可以为最近一次分组呼叫到达的请 求速率， 或者调度用户最近调度速率的最大值或者调度用户最近调度速率的平均 值；
e2、 更新调度用户的短期调度量度；
e3、 更新调度用户的长期调度量度；
e4、 更新调度用户的归一化长期调度量度。
本发明用于前向链路速率调度的调度器包含于码分多址通信系统的基站中， 该调度器包括存储器、 定时器、 控制器，
所述的存储器接收并保存调度用户的数据业务请求信息和系统的最大调度资 源信息；
所述的定时器的输出与控制器相接， 定时器为控制器执行前向链路速率调度 提供所需的定时；
所述的控制器与存储器双向连接， 控制器用于计算调度用户的调度量度、 创 建调度用户队列、 根据调度用户队列和系统可用调度资源分配速率， 并将获得资 源的用户从调度用户队列中清除， 把分配结果作为调度器的输出送到选择器和信 道单元。 附图概述 图 1是一个简化的码分多址通信系统原理示意图。
图 2是包含本发明的调度器的基站结构示意图。
图 3是本发明的调度器的结构示意图。
图 4是本发明的调度方法流程示意图。
图 5是本发明创建调度用户队列方法流程示意图。
图 6是本发明调度量度更新方法流程示意图。 本发明的最佳实施方式 码分多址 （CDMA)是新一代移动通讯中最具竞争力的多址调制技术。 为了 能更清楚地说明本发明， 先对码分多址通信系统作一简介， 请参阅图 1 所示， 移 动台 (MS)107A或 107B 通过基站收发信器 (BTS)IOIA或 101B 与基站控制器 (BSC) 105 A进行通讯， 某一时刻移动台可能同时与两个基站都有联系， 例如， 移 动台 107B同时与基站收发信器 101A和 101B进行通信。 基站控制器 105A又通 过移动交换中心 (MSC)103与 PSTN或 ISDN进行网络通讯， 同时一个 MSC103还 可接其它的基站控制器 105B等。
请结合图 2所示， 该图示意了包含本发明的调度器的基站结构， 数据源 201 中含有大量需要发送到远端移动台 107 的分组数据。 由于实际系统实现的不同， 数据源 201也可能位于基站控制器 105或者移动交换中心 103。 基站内部有大量 选择器单元 205和信道单元 207。 其中， 选择器单元 205用来控制数据源 201与 信道单元 207的通信。 选择器单元 205和信道单元 207同时受控于调度器 203， 在调度器 203的指令下， 选择器单元 205把数据源 201内存储的分组数据传送到 信道单元 207， 信道单元 207则对选择器单元 205送来的数据进行一系列处理， 这些处理通常包括： 添加控制比特， 添加 CRC比特， 添加尾比特， 编码， 交织， Wlash正交调制， PN短码调制等。 最后， 发射机 209把经信道单元处理的信号发 送给远端的移动台。
为了便于说明， 在此， 先对本发明的调度器的结构进行说明， 请先参阅图 3 所示， 该图 3示意了调度器的内部结构，调度器 203包括存储器 301、定时器 303、 控制器 305， 存储器 301 用于保存基站可用调度资源信息和数据业务请求信息。 基站可用调度资源信息包括基站可以分配给申请数据业务移动台的功率， 速率， 正交码， 信道单元等资源等； 数据业务请求信息包括申请数据业务移动台的识别 号， 移动台的数据量， 请求速率， 移动台的调度量度， 最近的调度速率等。 定时 器 303为控制器 305执行前向链路速率调度提供所需的定时。 利用系统时钟、 锁 定在外部信号上的电路板上的振荡器或者与外部信号源同步的接收系统存储单元 驱动的记数器可以实现定时器 303。 当调度时刻到时， 控制器 305根据存储器 301 提供的信息对有数据业务请求的移动台进行速率调度， 并把速率调度的结果通知 相应的选择器单元 205和信道单元 207。
本发明的方法提供用于在码分多址通信系统中调度前向链路数据传输的方 法， 在该系统中包含了至少一个蜂窝区和至少一个调度用户。
本发明的方法包括以下步骤：
a， 收集获取系统可用的最大调度资源信息和调度用户的数据业务请求信息； b， 计算调度用户的调度量度， 用户的调度量度包括短期调度量度、 长期调 度量度和归一化长期调度量度；
c 根据调度量度创建调度用户队列；
d， 根据调度用户队列和系统可用调度资源分配速率、 功率；
e， 将获得资源的用户从调度用户队列中清除， 把分配结果通知选择器和信道 单元；
f, 一个调度周期结束， 等待并按前述步骤调度下一个周期。
在所述的步骤 e后检测系统有无可用调度资源或调度队列为空， 若不为空， 则返回步骤 d; 若为空， 则先对调度用户的调度量度进行更新， 然后再执行步骤^ 上述方法的实现可继续参阅图 4， 在图 4 中， 由于本发明的方法是由固化在 控制器 305 中软件来完成， 为了描述方便起见， 各步骤均以模块的方式表示， 在 模块 401中， 控制器 305从存储器 301中提取系统最大可用调度资源信息和数据 业务请求信息， 这些信息是控制器进行速率调度的基础。 在模块 403 中， 控制器 305根据用户的调度量度创建调度用户队列， 创建调度用户队列的原则是调度用 户的优先级越高， 该用户在调度用户队列中的位置越靠前。 在模块 405 中， 控制 器 305按照调度用户队列的顺序给调度用户分配速率， 该速率分配会受到当前可 用调度资源的限制。 在模块 407中， 控制器 305把获得速率分配的调度用户从调 度队列中清除， 同时， 控制器 305通知相应的选择器单元 205把调度用户数据传 送到信道单元 207， 信道单元 207则根据控制器 305分配的速率对数据进行相应 的处理。 在模块 409中， 控制器 305如果检测到系统还有可用调度资源并且调度 队列不为空，控制器 305就重复模块 405〜409的流程；否则，则直接执行模块 411， 对调度用户的调度量度进行更新。 在模块 413中， 控制器 305根据定时器 303的 指示等待下一个调度周期， 并重复模块 401〜411的流程。
请继续参阅图 5所示，
在步骤 c创建调度用户队列时， 依以下步骤顺序：
cl、 创建激活调度用户队列；
c2、 创建非激活调度用户队列，
c3、 检测激活调度用户的长期调度量度是否大于固定门限常数 T1；
c4、 检测激活调度用户的长期调度量度与非激活调度用户的长期调度量度之 差是否大于固定门限常数 T2;
c5、 将非激活调度用户插在激活调度用户的前面， 同时把该非激活用户从非 激活调度用户队列中清除；
c6、 再检测是否已经遍历所有激活调度用户， 如果是， 则结束； 否则重复执 行执行步骤 cl至 c5， 直至遍历所有激活调度用户。
所述的步骤 c3中，当检测激活调度用户的长期调度量度大于固定门限常数 T1 时， 则进行下一步骤 c4; 否则， 将直接进行步骤 c6。
所述的步骤 c4中， 当检测激活调度用户的长期调度量度与非激活调度用户的 长期调度量度之差大于固定门限常数 T2， 则进行步骤 c5; 否则， 将直接进行步 骤 c6。
基于同前的考虑， 为了说明方便， 我们把参与调度的移动台分为两类： 在最 近一次速率调度过程中， 获得控制器 305速率分配的调度用户称为激活调度用户； 没有获得控制器 305速率分配的调度用户称为非激活调度用户。 在模块 501中， 控制器 305根据激活调度用户的归一化长期调度量度创建激活调度用户队列， 调 度用户的归一化长期调度量度越小， 该调度用户在激活调度用户队列中的位置越 靠前。 在模块 503中， 控制器 305根据非激活调度用户的归一化长期调度量度创 建非激活调度用户队列， 其原则与模块 501相同。 在模块 505中， 控制器 305如 果检测到激活调度用户的长期调度量度满足式 （1 )， 则执行模块 507; 否则， 则 执行模块 513。 在模块 507中， 控制器 305如果检测到激活调度用户与某非激活 调度用户的长期调度量度满足式（2)， 就执行模块 509; 否则， 则执行模块 511。 式 （1 )和式 （2) 中的 Tl、 Τ2都是固定的门限常数。 仔细选择门限 T1和 Τ2， 可以使系统对用户的速率调度平滑的进行。 在模块 509中， 控制器 305把该非激 活调度用户插在相应激活调度用户在前面， 同时把该非激活调度用户从非激活调 度用户队列中清除。 在模块 511， 控制器 305检测是否已经遍历所有非激活调度 用户， 如果是则执行模块 513， 如果不是则重复执行模块 507〜511的流程。 在模 块 513，控制器 305检测是否已经遍历所有激活调度用户，如果是，则执行模块 515， 否则， 则重复执行模块 503〜513的流程。 在模块 505， 控制器 305把激活调度用 户队列和非激活调度用户队列合并（激活调度用户队列在前） 即为调度用户队列， 结束这次创建调度用户队列的过程。 激活调度用户的长期调度量度 > T1 ( 1 ) 激活调度用户的长期调度量度―非激活调度用户的长期调度量度 > Τ2 (2) 需要指出的是， 由于系统实现的不同， 创建调度用户队列的方法应有所不同， 例如， 当系统建立数据业务信道的信令开销对前向链路利用率的影响可以忽略时， 控制器可以只按照归一化长期调度量度创建调度用户队列， 调度用户的归一化长 期调度量度越小， 调度用户在调度用户队列中的位置越靠前。 这些方法都在本发 明的包含范围以内。
请再参阅图 6所示， 在对调度用户的调度量度进行更新中， 进一步依次包括 以下步骤：
el、 更新调度用户的目标速率， 由于应用场景的不同， 目标速率可以为最近 一次分组呼叫到达的请求速率， 或者调度用户最近调度速率的最大值或者调度用 户最近调度速率的平均值；
. e2、 更新调度用户的短期调度量度；
e3、 更新调度用户的长期调度量度；
e4、 更新调度用户的归一化长期调度量度。
基于同前面方式和描述方便起见， 将上述更新调度用户的调度量度步骤再描 述如下，
在模块 603中， 控制器 305更新调度用户的短期调度量度。 短期调度量度的 定义如式（3 )所示： 表示调度用户获得的瞬时速率； R表示调度用户的目标速 率； "表示该调度用户对应的权重因子。 权重因子"和调度用户获得的瞬时速率、 所耗费的资源都有关系。 例如， 对于前向链路功率受限的 CDMA蜂窝系统来说， 假设调度用户获得的瞬时速率为 ， 基站 101 为支持该速率所需消耗的标称功率 为1 ^r)。， 而基站 101为支持该速率所实际消耗的功率为 p(^， 则权重因子"可以 通过式（4)获得， 其中 是控制因子， 反映了基站 101倾向无线信道环境较好 的调度用户的程度， 越大， 无线信道环境较好的调度用户获得速 *分配的机会 越多， 前向链路资源的容量也就越大； 但是， 当系统资源比较紧张时， 过大会 造成无线信道环境不好的用户长时间不能获得速率的情况。 因此， 系统工程师在 选择因子 时， 应该兼顾以下两方面的平衡：
( 1 )提高前向链路的容量；
(2)避免无线环境不好的调度用户长时间不能获得速率分配或者只获得很 低的速率分配。
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000011_0001
在模块 605中， 控制器 305更新调度用户的长期调度量度。 长期调度量度 反映了调度用户在多次调度时间内对资源分配的满意程度， 设某调度用户在第 n 次调度时的短期调度量度为 (n)， 则该用户在 n次调度内的长期调度量度 &r (n) 为：
∑SSr (i) n≤N
ί=1
SLT (n) = (5)
∑SST (i) n > N 其中， 是一个固定的常数。
在模块 607中， 控制器 305更新调度用户的归一化长期调度量度。 归一化 长期调度量度反映了调度用户在多次调度周期内对资源分配的平均满意度， 设某 调度用户在 n次调度内的长期调度量度为 r (n), 则该用户的归一化长期调度量 度 ύ 为 ,
Figure imgf000011_0002
对于某调度用户是第一次接受速率分配， 我们假设该用户在获得速率分配前 的初始长期调度量度和归一化长期调度量度均为 0。
前面在描述模块 607流程时没有讨论软切换的情况， 如图 1所示， 当移动台 107A停止与基站 101通信， 转而开始与基站 101B通信时， 为了保证基站 101B 速率调度的平滑性， 基站 101B应随机分配给移动台 107A—个初始的归一化长期 调度量度值， 该值应介于系统内最大归一化长期调度量度值和最小归一化长期调 度量度之间。
更新调度用户的目标速率， 目标速率反映了用户的期望速率， 由于系统实现 的不同， 目标速率可以有不同的反映形式， 例如， 它可以用调度用户最近一次分 组呼叫到达的请求速率， 或者调度用户最近几次调度速率的最大值或者平均值来 代替， 这些反映形式都在本发明的包含范围以内。 前面给出的是一个具体的实施例说明并描述了本发明。 本领域技术人员可以 在不偏离本发明宗旨和范围的前提下进行修改， 例如， 将式（4) 中的发射功率改 为接收功率， 本发明也可用于反向链路数据业务的速率调度， 在此不作详述。
工业应用性 由于采用了上述的调度方法和调度器， 本发明能综合考虑用户所处的无线环 境和系统的可用资源， 可以有效的提高系统资源的利用效率， 减少调度用户数据 的传输延时， 该调度方法和装置还兼顾了调度用户的公平性； 同时， 还考虑了调 度的平滑性， 考虑到调度的平滑后， 一方面可以减少数据业务信道建立释放的次 数， 通常， 业务信道的建立和释放需要较多的信令开销， 业务信道建立释放次数 的减少也就意味着资源利用率的提高； 另一方面还可以在一定程度上保证用户对 系统的满意程度。

Claims

权利要求
1、 一种用于前向链路速率调度方法， 其特征在于， 该方法包括以下步骤： a, 收集获取系统可用的最大调度资源信息和调度用户的数据业务请求信息； b， 计算调度用户的调度量度， 用户的调度量度包括短期调度量度、 长期调 度量度和归一化长期调度量度；
c 根据调度量度创建调度用户队列；
d， 根据调度用户队列和系统可用调度资源分配速率、 功率；
e, 将获得资源的用户从调度用户队列中清除， 把分配结果通知选择器和信道 单元；
f， 一个调度周期结束， 等待并按前述步骤调度下一个周期。
2、 如权利要求 1 所述的用于前向链路速率调度方法， 其特征在于， 所述的 步骤 c创建调度用户队列进一步包括以下步骤：
c 创建激活调度用户队列；
c2、 创建非激活调度用户队列；
c3、 检测激活调度用户的长期调度量度是否大于固定门限常数 T1 ;
c4、 检测激活调度用户的长期调度量度与非激活调度用户的长期调度量度之 差是否大于固定门限常数 T2;
c5、 将非激活调度用户插在激活调度用户的前面， 同时把该非激活用户从非 激活调度用户队列中清除；
c6、 再检测是否已经遍历所有激活调度用户， 如果是， 则结束； 否则重复执 行执行步骤 cl至 c5， 直至遍历所有激活调度用户。
3、 如权利要求 2所述的用于前向链路速率调度方法， 其特征在于，
所述的步骤 c3中，当检测激活调度用户的长期调度量度大于固定门限常数 T1 时， 则进行下一步骤 c4; 否则， 将直接进行步骤 c6。
4、 如权利要求 2所述的用于前向链路速率调度方法， 其特征在于，
所述的步骤 c4中， 当检测激活调度用户的长期调度量度与非激活调度用户的 长期调度量度之差大于固定门限常数 T2， 则进行步骤 c5 ; 否则， 将直接进行步 骤 c6。
5、 如权利要求 1所述的用于前向链路速率调度方法， 其特征在于： 在所述的步骤 e后检测系统有无可用调度资源或调度队列为空， 若不为空， 则返回步骤山 若为空， 则先对调度用户的调度量度进行更新， 然后再执行步骤^
6、 如权利要求 5所述的用于前向链路速率调度方法， 其特征在于， 在对调度用户的调度量度进行更新中， 进一步依次包括以下步骤：
el、 更新调度用户的目标速率， 目标速率可以为最近一次分组呼叫到达的请 求速率， 或者调度用户最近调度速率的最大值或者调度用户最近调度速率的平均 值；
e2、 更新调度用户的短期调度量度；
e3、 更新调度用户的长期调度量度；
e4、 更新调度用户的归一化长期调度量度。
7、 一种用于前向链路速率调度器， 该调度器包含于码分多址通信系统的基 站中， 其特征在于：
该调度器包括存储器、 定时器、 控制器，
所述的存储器接收并保存调度用户的数据业务请求信息和系统的最大调度资 源信息；
所述的定时器的输出与控制器相接， 定时器为控制器执行前向链路速率调度 提供所需的定时；
所述的控制器与存储器双向连接， 控制器用于计算调度用户的调度量度、 创 建调度用户队列、 根据调度用户队列和系统可用调度资源分配速率， 并将获得资 源的用户从调度用户队列中清除， 把分配结果作为调度器的输出送到选择器和信 道单元。
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