專(zhuān)利名稱(chēng)：一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域中的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)仿真是3G系統(tǒng)中進(jìn)行算法研究以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的常用手段，是用計(jì)算機(jī)手段模擬出簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或物理層關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而考察虛擬網(wǎng)絡(luò)的性能。網(wǎng)絡(luò)仿真在本質(zhì)上是一種網(wǎng)絡(luò)性能和算法效率的沙盤(pán)演練。網(wǎng)絡(luò)仿真一般又分為鏈路級(jí)(Link Level)仿真和系統(tǒng)級(jí)(System Level)仿真兩類(lèi)鏈路級(jí)仿真主要是對(duì)物理層的無(wú)線傳輸技術(shù)(如編碼、交織、調(diào)制和擴(kuò)頻等)進(jìn)行仿真； 系統(tǒng)級(jí)仿真則主要是針對(duì)帶有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線接入系統(tǒng)進(jìn)行仿真。系統(tǒng)級(jí)仿真一般又分為靜態(tài)仿真和動(dòng)態(tài)仿真兩種。其區(qū)別在于動(dòng)態(tài)仿真中通常融入時(shí)間流動(dòng)的概念，這樣一來(lái)，用戶在前后兩個(gè)時(shí)刻的位置移動(dòng)、速度變化、吞吐量升降等信息就可以準(zhǔn)確地記錄下來(lái)；而靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真則更多采用所謂的蒙特卡羅(Monte Carlo)仿真，蒙特卡羅仿真是將整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)行行為視作多個(gè)時(shí)間片斷內(nèi)所表現(xiàn)出來(lái)的行為樣本的統(tǒng)計(jì)平均，每個(gè)時(shí)間片斷稱(chēng)為一個(gè)快照，它體現(xiàn)了系統(tǒng)在短期內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定的行為。對(duì)于基于蒙特卡洛技術(shù)的靜態(tài)仿真而言，每次仿真是相互獨(dú)立的，亦即兩次仿真快照之間的用戶分布是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的。因此在此意義上，一般認(rèn)為靜態(tài)仿真是沒(méi)有記憶性的， 而動(dòng)態(tài)仿真則是有記憶性。通常地，動(dòng)態(tài)仿真更為復(fù)雜，所需的仿真時(shí)間也較長(zhǎng)。傳統(tǒng)上，出于仿真所占用的硬件資源及仿真所需時(shí)間考慮，工程中使用的規(guī)劃軟件往往模擬較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，一般采用靜態(tài)仿真機(jī)制，而動(dòng)態(tài)仿真機(jī)制則主要用于無(wú)線資源管理(RRM)算法研究，僅模擬規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)甚至單個(gè)站點(diǎn)。在高速分組接入HSPA (High-Speed Packet Access)、全球微波互聯(lián)接入 WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、超三代 B3G(yondThird Generation)、UMB、長(zhǎng)期演進(jìn)LTE (Long Term Evolution)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要由共享數(shù)據(jù)信道承載；相對(duì)于傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，共享信道上的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，每個(gè)用戶占用的信道資源并不是預(yù)先分配的，而是系統(tǒng)借助一定的調(diào)度策略在多個(gè)用戶之間共享的。在衡量調(diào)度策略的性能時(shí)，通常采用兩個(gè)指標(biāo)，即吞吐量和公平性。調(diào)度算法是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的一個(gè)特色，目的是充分利用信道的時(shí)變特性，得到多用戶分集增益，以提高系統(tǒng)的吞吐量。吞吐量一般用每小區(qū)單位時(shí)間傳輸?shù)目倲?shù)據(jù)量來(lái)表示。公平性則是考慮對(duì)所有這些請(qǐng)求傳輸?shù)挠脩舳?，大家是否都享有一定的服?wù)機(jī)會(huì)。好的調(diào)度算法，應(yīng)該兼顧小區(qū)整體所能達(dá)到的吞吐量以及所有用戶之間占用網(wǎng)絡(luò)資源的公平性，得到一個(gè)比較好的折衷。下面簡(jiǎn)要介紹幾種常見(jiàn)的調(diào)度策略。最大信干比C/I調(diào)度策略如果在信道條件好時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，就可以提高傳輸速率，減少編碼的冗余。最大C/I算法就是在選擇傳輸數(shù)據(jù)的調(diào)度用戶時(shí)，只選擇C/I最大的用戶，即讓信道條件好的用戶一直在傳，等其信道變差時(shí)，再讓其它信道變好的用戶傳，這樣就充分利用了多用戶分集的效果。輪詢(xún)調(diào)度策略在考慮公平性時(shí)，一般都把輪循算法作為衡量的標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)用戶以相同的概率占有可分配的時(shí)隙和功率。因此，從占有這兩種資源的角度來(lái)說(shuō)，這種調(diào)度算法是最公平的。每次調(diào)度時(shí)，和最大C/I算法性質(zhì)相同，也不考慮各用戶以前被調(diào)度的情況， 可以說(shuō)這兩種調(diào)度算法都是無(wú)記憶的。正比公平調(diào)度策略為了做好吞吐量和公平性的折衷，提出了一種稱(chēng)為正比公平的調(diào)度算法。在時(shí)刻t，移動(dòng)臺(tái)k的歷史平均傳輸速率用(k = 1，Λ，K)表示，其請(qǐng)求傳輸?shù)乃俾视肈RCk(t)表示，則采用如下公式確定被選中的調(diào)度用戶
\ DRC Xt)]k = arg max <--- 卜；
J=I-A ,K ^ R^t) J可以看出，正比公平調(diào)度策略需要用戶的歷史吞吐量信息作為輸入，另一方面，從上面關(guān)于靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真的背景技術(shù)描述可以看出，靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真技術(shù)的無(wú)記憶性，從本質(zhì)上決定了其難以實(shí)施正比公平調(diào)度策略。目前現(xiàn)有技術(shù)中采用正比公平調(diào)度策略的一種靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真技術(shù)為，系統(tǒng)將同一小區(qū)的每個(gè)HSDPA用戶的導(dǎo)頻信號(hào)質(zhì)量指標(biāo)從大到小進(jìn)行排序，然后根據(jù)排序結(jié)果以一定的比例選擇該小區(qū)內(nèi)設(shè)定數(shù)量的HSDPA用戶作為調(diào)度HSDPA用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該方案實(shí)質(zhì)上忽略了正比公平算法對(duì)于歷史吞吐量的考慮，僅是基于靜態(tài)仿真中所易于獲得的導(dǎo)頻信道質(zhì)量一個(gè)維度的指標(biāo)來(lái)選擇被調(diào)度的用戶，實(shí)際上仍然是最大C/I 調(diào)度算法，沒(méi)有真正體現(xiàn)出正比公平算法的特點(diǎn)，也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)吞吐量與公平性的合理均衡考慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無(wú)法實(shí)現(xiàn)在靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真中吞吐量與公平性的合理均衡考慮的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法，包括獲取已完成的仿真快照的用戶的位置信息；根據(jù)獲取的位置信息，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶；基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率；基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定系統(tǒng)，包括獲取模塊，用于獲取已完成的仿真快照的用戶的位置信息；第一確定模塊，用于根據(jù)獲取的位置信息，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶；估計(jì)模塊，用于基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率；第二確定模塊，用于基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法中，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)仿真時(shí)，對(duì)于已完成的仿真快照，存儲(chǔ)了每次仿真快照的用戶的位置信息和傳輸速率，并在進(jìn)行本次仿真快照時(shí)，根據(jù)已完成的仿真快照的用戶的位置信息，針對(duì)本次仿真快照的各用戶，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶，并基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率，以及基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。由于用戶的傳輸速率與信道質(zhì)量有關(guān)，而信道質(zhì)量與用戶所在位置有關(guān)，所以基于與本次仿真快照的用戶位置接近的用戶的傳輸速率，能夠較準(zhǔn)確地估計(jì)出該用戶的歷史傳輸速率，從而能夠?qū)崿F(xiàn)基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶，進(jìn)而提高在靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真中對(duì)吞吐量與公平性均衡考慮的合理性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法的流程圖之一；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法的流程圖之二 ；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了給出提高在靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真中對(duì)吞吐量與公平性均衡考慮的合理性的實(shí)現(xiàn)方案，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法及系統(tǒng)，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明實(shí)施例提供一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法，如圖1所示，包括步驟S101、獲取已完成的仿真快照的用戶的位置信息。步驟S102、根據(jù)獲取的位置信息，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶。步驟S103、基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率。步驟S104、基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率， 使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。下面結(jié)合附圖，用具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例提供的方法中，對(duì)于已完成的每次仿真快照，均保存每次仿真快照的用戶的位置信息和傳輸速率(在靜態(tài)仿真中傳輸速率也即相當(dāng)于吞吐量)，如表1所示表1
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法，其特征在于，包括 獲取已完成的仿真快照的用戶的位置信息；根據(jù)獲取的位置信息，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶；基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率；基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，針對(duì)本次仿真快照的各用戶，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶，具體為對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，從已完成的每次仿真快照的用戶中，確定出與該用戶位置最接近的用戶；估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率，具體包括對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，確定已完成的各次仿真快照中與該用戶位置最接近的用戶的傳輸速率的平均速率，并將所述平均速率作為該用戶的估計(jì)的歷史傳輸速率。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，針對(duì)本次仿真快照的各用戶，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶，具體為對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，從已完成的仿真快照的用戶中，確定出與該用戶位置接近的前設(shè)定數(shù)量的用戶；估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率，具體包括對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，確定所述設(shè)定數(shù)量的用戶的傳輸速率的平均速率，并將所述平均速率作為該用戶的估計(jì)的歷史傳輸速率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，針對(duì)本次仿真快照的各用戶，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶，具體為對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，從已完成的一次仿真快照的用戶中，確定出與該用戶位置最接近的用戶；估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率，具體包括對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，將確定出的與該用戶位置最接近的用戶的傳輸速率作為該用戶的估計(jì)的歷史傳輸速率。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述信道質(zhì)量指標(biāo)為信干比C/I或者請(qǐng)求傳輸速率。
6.一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定系統(tǒng)，其特征在于，包括 獲取模塊，用于獲取已完成的仿真快照的用戶的位置信息；第一確定模塊，用于根據(jù)獲取的位置信息，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶；估計(jì)模塊，用于基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率；第二確定模塊，用于基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一確定模塊，具體用于對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，從已完成的每次仿真快照的用戶中，確定出與該用戶位置最接近的用戶；所述估計(jì)模塊，具體用于對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，確定已完成的各次仿真快照中與該用戶位置最接近的用戶的傳輸速率的平均速率，并將所述平均速率作為該用戶的估計(jì)的歷史傳輸速率。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一確定模塊，具體用于對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，從已完成的仿真快照的用戶中，確定出與該用戶位置接近的前設(shè)定數(shù)量的用戶；所述估計(jì)模塊，具體用于對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，確定所述設(shè)定數(shù)量的用戶的傳輸速率的平均速率，并將所述平均速率作為該用戶的估計(jì)的歷史傳輸速率。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一確定模塊，具體用于對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，從已完成的一次仿真快照的用戶中，確定出與該用戶位置最接近的用戶；所述估計(jì)模塊，具體用于對(duì)于本次仿真快照的每個(gè)用戶，將確定出的與該用戶位置最接近的用戶的傳輸速率作為該用戶的估計(jì)的歷史傳輸速率。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二確定模塊，具體用于基于本次仿真快照的各用戶的信干比C/I和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶；或者基于本次仿真快照的各用戶的請(qǐng)求傳輸速率和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種網(wǎng)絡(luò)仿真中調(diào)度用戶的確定方法及系統(tǒng)，包括獲取已完成的仿真快照的用戶的位置信息；并根據(jù)獲取的位置信息，針對(duì)本次仿真快照的各用戶，從已完成的仿真快照的用戶中，分別確定出與本次仿真快照的各用戶位置接近的用戶；并基于確定出的位置接近的用戶的傳輸速率，估計(jì)本次仿真快照的各用戶的歷史傳輸速率；以及基于本次仿真快照的各用戶的信道質(zhì)量指標(biāo)和估計(jì)的歷史傳輸速率，使用正比公平調(diào)度策略，確定本次仿真快照的調(diào)度用戶。采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，提高了在靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真中對(duì)吞吐量與公平性均衡考慮的合理性。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102547823SQ201010616459
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉娜, 張琳, 方媛, 李楠, 趙培, 高鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司