專利名稱：：基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法。技術(shù)背景近年來，正交頻分復(fù)用接入(0F腿Orthogonalfrequencydivisionmultipleaccess)技術(shù)由于具備能充分利用多種分集效應(yīng)、能消除小區(qū)內(nèi)干擾等多種優(yōu)點，而被國際電信標準化組織-一第三代合作伙伴(3GPP)定為未來移動通信系統(tǒng)的下行空中接口技術(shù)。正交頻分復(fù)用接入技術(shù)是把多個子載波合成一個子信道且每次分給一個用戶，多個子信道組成信道集合，多個用戶根據(jù)信道狀況和業(yè)務(wù)需求在信道集合中選擇不同的子信道。很顯然，如何正確分配子信道是影響OFDMA系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。因此，人們對專門研究信道分配的調(diào)度技術(shù)也越來越重視。而調(diào)度技術(shù)的主要目標就是在滿足用戶服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求和公平性的同時，盡可能地提高系統(tǒng)吞吐量。到目前為止，人們針對無線通信提出了很多種調(diào)度算法，其中，最大載干比(maxC/I)算法能提供最高的系統(tǒng)吞吐量，但公平性最差；輪盤賭(RR:RoundRobin)算法依次給每個用戶分配信道，公平性最好也最簡單，所以成為調(diào)度算法的一個基準算法，但由于未考慮無線信道特性及用戶實際需求，所以系統(tǒng)吞吐量較低；Holtzman提出的正比公平(PF:Pr叩ortionalFair)算法由于兼顧了吞吐量和公平性兩方面的需求，總體性能最好，所以很快成為無線通信的主流調(diào)度技術(shù)。目前，研究人員針對傳統(tǒng)PF算法的一些缺陷，又提出了一些改進算法。例如，ShinS在PF算法中加入時延限制條件以適應(yīng)實時媒體的傳輸，PatrickSvedman通過引入一個公平性調(diào)整參數(shù)來適應(yīng)用戶不同的速率需求，Hsiao-ChiangChuang把用戶區(qū)分為兩類業(yè)務(wù)實時和非實時，并利用用戶實際緩存量來推算等待時延，時延大的先分配，如果是非實時用戶，則還需用傳統(tǒng)PF算法進行二次調(diào)度。這些改進的PF調(diào)度算法由于主要是學術(shù)文章，所以有兩點與實際不符。一是這些算法都是基于子載波來考慮，而實際中則是基于子信道來進行調(diào)度。這樣，由于是多個子載波組成的子信道，當用戶實際緩存量很小時，就會產(chǎn)生很多填充，造成較大的浪費。所以應(yīng)當在調(diào)度算法中考慮用戶實際緩存量的影響；二是這些算法沒考慮多業(yè)務(wù)環(huán)境或多業(yè)務(wù)處理原則與實際不符。在3GPP的相關(guān)標準中已有明確定義，必須按業(yè)務(wù)優(yōu)先級來進行信道分配，即服務(wù)完高優(yōu)先級業(yè)務(wù)后，再服務(wù)低優(yōu)先級業(yè)務(wù)，而上面這些算法并未考慮這方面的要求，所以按Hsiao-ChiangChuang的算法，會出現(xiàn)FTP業(yè)務(wù)擠占VOIP業(yè)務(wù)的現(xiàn)象，這在實際中是不能容忍的。因此，在實際中，人們通常仍采用傳統(tǒng)的PF算法先調(diào)度高優(yōu)先級業(yè)務(wù)，再調(diào)度低優(yōu)先級業(yè)務(wù)。這樣，當一些業(yè)務(wù)優(yōu)先級很高但數(shù)據(jù)量很小的用戶與一些業(yè)務(wù)優(yōu)先級較低但數(shù)據(jù)量較大的用戶共存時，如VOIP用戶與FTP用戶，就會因未考慮實際緩存量大小而出現(xiàn)VOIP用戶先占據(jù)好的信道，但對VOIP用戶來說，占用太好的信道是極為浪費的，因為它沒有過多的數(shù)據(jù)要傳輸，而數(shù)據(jù)量大的FTP用戶又僅能占據(jù)差的信道，這將降低系統(tǒng)的吞吐量。綜上所述，如何解決現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多缺點實已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)課題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法，以增強多用戶分集效應(yīng)，減少填充概率，實現(xiàn)系統(tǒng)吞吐量的提高，同時還能滿足多業(yè)務(wù)處理原則。為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法，其包括1)不區(qū)分各待調(diào)度用戶業(yè)務(wù)優(yōu)先級，僅基于所述各待調(diào)度用戶的實際緩存量計算所述各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級；2)根據(jù)所述各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級釆用PF算法將所述通信系統(tǒng)的各信道分配給相應(yīng)的待調(diào)度用戶；3)根據(jù)各待調(diào)度用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級判斷所述通信系統(tǒng)的所有信道是否都己分配給業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶；4)當所述通信系統(tǒng)的所有信道并非都分配給業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶時，判斷是否還有業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶在等待分配信道；5)若有業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶在等待分配信道，將業(yè)務(wù)優(yōu)先級低且權(quán)重優(yōu)先級低的已分配有信道的待調(diào)度用戶所對應(yīng)的信道重新分配給所述在等待分配信道且業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶。，其中，所述步驟1)中根據(jù)《W計算各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級，其中職1-會"弱十，-D，且當置,U時，z^c,(o-Dic々)，當"^C,-(0〉i^炎"《)時，^7(^(0=/^,,,(0，DiC々)7(7、-為待調(diào)度用戶i的信道速率，6"#e"，A;為所述待調(diào)度用戶i的實際緩存量，《W為所述待調(diào)度用戶i的平均速率，該平均速率以c長的時間窗進行更新。綜上所述，本發(fā)明的基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法首先根據(jù)各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級進行第一次信道分配，然后再將在第一次信道分配中未得到調(diào)度的業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的各待調(diào)度用戶再按照其業(yè)務(wù)優(yōu)先級進行第二次信道分配，由此可增強多用戶分集效應(yīng)，減少填充概率，實現(xiàn)系統(tǒng)吞吐量的提高，同時還能滿足多業(yè)務(wù)處理原則。圖1為本發(fā)明的基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法的操作流程示意圖。圖2為系統(tǒng)吞吐量比較示意圖。圖3為FTP用戶的信道分配公平性比較示意圖。具體實施方式請參閱圖l,在本發(fā)明的基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法中，首先執(zhí)行步驟SIO,不區(qū)分各待調(diào)度用戶業(yè)務(wù)優(yōu)先級，僅根據(jù)各待調(diào)度用戶的實際緩存量計算所述各待調(diào)，度用戶的權(quán)重優(yōu)先級，其根據(jù)公式《")計算各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級，其中麗+會"^十縱'(")，且當^d，,(o時，DiC,(0=DIC々)，當^^C,.(0〉^咖w(0時，DiC々)-i^步,力)，DiC,(O為待調(diào)度用戶i的信道速率，^6"#^'")為所述待調(diào)度用戶i的實際緩存量，《(,)為所述待調(diào)度用戶i的平均速率，該平均速率以t長的時間窗進行更新，例如，若所述通信系統(tǒng)中有待調(diào)度用戶A和B，所述通信系統(tǒng)具有xl、x2兩個信道，假如待調(diào)度用戶A占用xl信道，經(jīng)過計算其權(quán)重優(yōu)先級al為1，假如待調(diào)度用戶A占用x2信道，經(jīng)過計算其權(quán)重優(yōu)先級a2為3，假如待調(diào)度用戶B占用xl信道，經(jīng)過計算其權(quán)重優(yōu)先級bl為2，假如待調(diào)度用戶B占用x2信道，經(jīng)過計算其權(quán)重優(yōu)先級b2為2，接著執(zhí)行步驟Sll。在步驟Sll中，根據(jù)所述各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級采用PF算法將所述通信系統(tǒng)的各信道分配給相應(yīng)的待調(diào)度用戶，例如，根據(jù)計算所得到的待調(diào)度用戶A和B的各權(quán)重優(yōu)先級，將xl信道分配給待調(diào)度用戶B，將x2信道分配給待調(diào)度用戶A，接著執(zhí)行步驟S12。在步驟S12中，根據(jù)各待調(diào)度用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級判斷所述通信系統(tǒng)的所有信道是否都已分配給業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶，若是結(jié)束，否則執(zhí)行步驟S13，在本實施方式中，待調(diào)度用戶B為FTP用戶，其業(yè)務(wù)優(yōu)先級為低級。在步驟S13中，判斷是否還有業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶在等待分配信道，若是執(zhí)行步驟S14，否則結(jié)束。例如，所述通信系統(tǒng)中還有待調(diào)度用戶c，其為VoIP用戶，顯然業(yè)務(wù)優(yōu)先級為高級。在步驟S14中，將業(yè)務(wù)優(yōu)先級低且權(quán)重優(yōu)先級低的已分配有信道的待調(diào)度用戶所對應(yīng)的信道重新分配給所述在等待分配信道且業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶，因此，已分配給待調(diào)度用戶B的xl信道重新分配給待調(diào)度用戶c，此外，當有多個已分配有信道的待調(diào)度用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級都低于在等待分配信道且業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶，通常權(quán)重優(yōu)先級最低且分配有子信道的待調(diào)度用戶所對應(yīng)的信道優(yōu)先分配給業(yè)務(wù)等級高的未分配到子信道的用戶，接著再返回步驟S12中再進行新一輪的判斷，。以下將進一步說明本發(fā)明的基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法的優(yōu)越性能，首先假設(shè)有30個用戶，共分VOIP和FTP兩種業(yè)務(wù)。將采用本發(fā)明與現(xiàn)有常用的兩種調(diào)度方法即RR(VOIP)+PF(FTP)和PF(VOIP)+PF(FTP)進行比較，其中，RR(VOIP)+PF(FTP)指的是先用RR算法調(diào)度VOIP用戶再用PF算法調(diào)度FTP用戶，而PF(VOIP)+PF(FTP)則是先用PF算法調(diào)度VOIP用戶再用PF算法調(diào)度FTP用戶，兩種算法都是先調(diào)度完VOIP用戶后，再調(diào)度FTP用戶，仿真條件如表一所示表1為仿真條件<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>請參見圖2及圖3，其中，圖2為系統(tǒng)吞吐量比較示意圖，橫軸為VOIP的用戶數(shù)，最多為9個V0IP用戶，總用戶數(shù)為30，所以此時FTP用戶為21。縱軸為吞吐量，單位為千比特/秒。從圖中可看出，本發(fā)明在任何情況下都比現(xiàn)有的兩種方法吞吐量要高。圖3為FTP用戶的信道分配公平性比較示意圖，代表各個FTP用戶分配信道的機會是否均等。橫軸為FTP的用戶數(shù)，縱軸為信道分配的公平性，最高為l。從圖中可看出，本發(fā)明在公平性上也比現(xiàn)有的兩種方法要略好。綜上所述，本發(fā)明的基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法通過提高多用戶分集效應(yīng)，減少填充概率，在保證了用戶公平性的同時，提高了系統(tǒng)吞吐量，而且也滿足多業(yè)務(wù)處理原則。權(quán)利要求1.一種基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法，其特征在于包括步驟1)僅基于各待調(diào)度用戶的實際緩存量計算所述各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級；2)根據(jù)所述各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級采用PF算法將所述通信系統(tǒng)的各信道分配給相應(yīng)的待調(diào)度用戶；3)根據(jù)各待調(diào)度用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級判斷所述通信系統(tǒng)的所有信道是否都已分配給業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶；4)當所述通信系統(tǒng)的所有信道并非都分配給業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶時，判斷是否還有業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶在等待分配信道；5)若有業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶在等待分配信道，將業(yè)務(wù)優(yōu)先級低且權(quán)重優(yōu)先級低的已分配有信道的待調(diào)度用戶所對應(yīng)的信道重新分配給所述在等待分配信道且業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶。2.如權(quán)利要求1所述的基于實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法，其特征在于所述步驟1)根據(jù)《")計算各待調(diào)度用戶的優(yōu)先級，其中時，DiC,(O=D及C々)，當"iC々)>i^#er，,.(0時，Z)iC,(O=，D^G")為待調(diào)度用戶i的信道速率，^^"^"，'(0為所述待調(diào)度用戶i的實際緩存量，《")為所述待調(diào)度用戶i的平均速率，該平均速率以^長的時間窗進行更新。全文摘要一種基于通信系統(tǒng)實際緩存量進行多業(yè)務(wù)調(diào)度的方法，首先不區(qū)分各待調(diào)度用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級而僅按實際緩存量計算各待調(diào)度用戶的權(quán)重優(yōu)先級，并根據(jù)所述權(quán)重優(yōu)先級將所述通信系統(tǒng)的子信道分配給各待調(diào)度用戶，然后根據(jù)各待調(diào)度用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級判斷所述通信系統(tǒng)的所有信道是否都已分配給業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶，若不是，則進一步判斷是否還有業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶在等待分配信道，若是，則將業(yè)務(wù)優(yōu)先級低且權(quán)重優(yōu)先級低的已分配有信道的待調(diào)度用戶所對應(yīng)的信道重新分配給所述在等待分配信道且業(yè)務(wù)優(yōu)先級高的待調(diào)度用戶，由此可增強多用戶分集效應(yīng)，減少填充概率，實現(xiàn)系統(tǒng)吞吐量的提高，同時還能滿足多業(yè)務(wù)處理原則。文檔編號H04B7/26GK101227226SQ20071003653公開日2008年7月23日申請日期2007年1月17日優(yōu)先權(quán)日2007年1月17日發(fā)明者婷周,景徐,斌王,江王,王海峰,胡宏林,斌陳申請人:上海無線通信研究中心