一種lte基站上層多用戶的調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）的專用無(wú)線傳輸系統(tǒng)中對(duì)多用戶優(yōu)先級(jí)進(jìn)行管理和調(diào)度的處理方法。該方法為用戶設(shè)置了一個(gè)優(yōu)先級(jí)，并以具有高優(yōu)先級(jí)的用戶優(yōu)先得到處理時(shí)間為調(diào)度策略，在基站（eNodeB）端RRC層中調(diào)度用戶并對(duì)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明的優(yōu)先級(jí)算法考慮到了用戶的等待時(shí)間和數(shù)據(jù)量，并且基站根據(jù)優(yōu)先級(jí)算法定期調(diào)整用戶的優(yōu)先級(jí)。為了區(qū)分重要性不同的用戶，處于就緒狀態(tài)的上下文實(shí)體存儲(chǔ)在多級(jí)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列中，而每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列以最大堆（堆頂存儲(chǔ)優(yōu)先級(jí)最高的UE上下文實(shí)體）為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，在調(diào)度時(shí)存儲(chǔ)在堆頂?shù)脑丶词窍乱粋€(gè)被調(diào)度的UE上下文實(shí)體。本方法使用戶之間的數(shù)據(jù)能夠可靠傳輸，同時(shí)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和傳輸效率。
【專利說(shuō)明】-種LTE基站上層多用戶的調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，且更具體地涉及LTE (Long Term Evolution,長(zhǎng)期演 進(jìn)）系統(tǒng)中對(duì)多用戶優(yōu)先級(jí)進(jìn)行管理和調(diào)度的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] LTE技術(shù)所具有的高移動(dòng)性和高帶寬等優(yōu)點(diǎn)，使得它不僅能夠應(yīng)用于商用的移動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)，而且在專用的小型無(wú)線通信系統(tǒng)中也能得到很好的應(yīng)用。在基于LTE的專用小型無(wú) 線通信系統(tǒng)中，應(yīng)用場(chǎng)景為單基站多用戶，基站無(wú)需接入核心網(wǎng)，因此需要對(duì)LTE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 進(jìn)行裁剪，同時(shí)，需要在基站RRC (Radio Resource Control，無(wú)線資源控制)層中增加對(duì)多 用戶的處理和調(diào)度的功能。
[0003] 在多個(gè)用戶同時(shí)與基站通信的情況下，如何公平地選擇一個(gè)用戶進(jìn)行處理成為了 一個(gè)關(guān)鍵的因素。為了實(shí)現(xiàn)基站對(duì)多用戶的處理，通常的一種選擇方法是基站輪詢處理每 一個(gè)需要處理的用戶。該方法實(shí)際上是以先來(lái)先服務(wù)的方式處理用戶，基站一旦接收到用 戶的數(shù)據(jù)，立即對(duì)其進(jìn)行處理。處理完成后，采用同樣的方法對(duì)后續(xù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理。雖然此方法降低了實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，但是當(dāng)某個(gè)用戶一直占用基站的處理時(shí)間時(shí)，會(huì)造成 其它用戶等待的情況，這樣會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的延時(shí)。
[0004] 因此，在基站對(duì)多用戶進(jìn)行處理時(shí)，需要一種合理的方法對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)度處理，以 保證整個(gè)系統(tǒng)具有較低的延時(shí)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了基于長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE)的專用無(wú)線傳輸系統(tǒng)下基站RRC層對(duì)多用戶進(jìn) 行處理的調(diào)度方法。該方法為每個(gè)UE (User Equipment，用戶設(shè)備）上下文實(shí)體分配了一 個(gè)優(yōu)先級(jí)，具有高優(yōu)先級(jí)的用戶優(yōu)先被調(diào)度作為下一個(gè)被處理的用戶。同時(shí)，根據(jù)用戶的數(shù) 據(jù)量和等待時(shí)間定期調(diào)整用戶的優(yōu)先級(jí)，從而避免處理器時(shí)間被同一個(gè)用戶一直占用以致 某些用戶得不到處理，達(dá)到了用戶之間公平通信的要求。通過(guò)采用這種調(diào)度方法，降低了用 戶之間通信延時(shí)，從而改善了系統(tǒng)性能。
[0006] 本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 1. -種LTE基站上層多用戶調(diào)度的方法，該方法通過(guò)多線程同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)，由數(shù) 據(jù)緩存模塊（1)、發(fā)送線程處理模塊（2)、用戶優(yōu)先級(jí)模塊（3)、用戶狀態(tài)模塊（4)、就緒狀態(tài) 用戶隊(duì)列模塊（5)、用戶上下文實(shí)體模塊（6)、用戶管理器模塊（7)、接收線程處理模塊（8) 構(gòu)成，包括以下步驟：
[0008] 1. 1.所述的數(shù)據(jù)緩存模塊（1)在基站初始化時(shí)申請(qǐng)一組固定的存儲(chǔ)空間作為緩 存，并組織成空閑緩存鏈表，方便接收線程處理模塊（8)和發(fā)送線程處理模塊（2)存取用戶 數(shù)據(jù)；
[0009] 1. 2.接收線程處理模塊（8)負(fù)責(zé)接收用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)，并使用數(shù)據(jù)緩存模塊（1) 提供的接口獲取一個(gè)空閑的緩存存儲(chǔ)接收到的用戶數(shù)據(jù)，同時(shí)調(diào)用用戶上下文實(shí)體模塊 (6)的接口將緩存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)用戶的緩存隊(duì)列中；
[0010] 1.3.發(fā)送線程處理模塊（2)通過(guò)調(diào)用就緒狀態(tài)用戶隊(duì)列模塊（5)的接口獲取下 一個(gè)被調(diào)度的用戶，并處理存儲(chǔ)在被調(diào)度用戶的緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)，一次調(diào)度只對(duì)固定數(shù) 量的緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；
[0011] 1.4.用戶優(yōu)先級(jí)模塊（3)首先根據(jù)式子

【權(quán)利要求】
1. 一種LTE基站上層多用戶的調(diào)度方法，該方法通過(guò)多線程同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)，由數(shù)據(jù)緩 存模塊（1)、發(fā)送線程處理模塊（2)、用戶優(yōu)先級(jí)模塊（3)、用戶狀態(tài)模塊（4)、就緒狀態(tài)用戶 隊(duì)列模塊（5)、用戶上下文實(shí)體模塊（6)、用戶管理器模塊（7)、接收線程處理模塊（8)構(gòu)成， 包括以下步驟： 1. 1.所述的數(shù)據(jù)緩存模塊（1)在基站初始化時(shí)申請(qǐng)一組固定的存儲(chǔ)空間作為緩存，并 組織成空閑緩存鏈表，方便接收線程處理模塊（8)和發(fā)送線程處理模塊（2)存取用戶數(shù)據(jù)； 1. 2.接收線程處理模塊（8)負(fù)責(zé)接收用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)，并使用數(shù)據(jù)緩存模塊（1)提供 的接口獲取一個(gè)空閑的緩存存儲(chǔ)接收到的用戶數(shù)據(jù)，同時(shí)調(diào)用用戶上下文實(shí)體模塊（6)的 接口將緩存中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在相應(yīng)用戶的緩存隊(duì)列中； 1. 3.發(fā)送線程處理模塊（2)通過(guò)調(diào)用就緒狀態(tài)用戶隊(duì)列模塊（5)的接口獲取下一個(gè) 被調(diào)度的用戶，并處理存儲(chǔ)在被調(diào)度用戶的緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)，一次調(diào)度只對(duì)固定數(shù)量的 緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理； 1. 4.用戶優(yōu)先級(jí)模塊（3)首先根據(jù)式子
定期更新數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中的所 有緩存當(dāng)前的等待時(shí)間，然后通過(guò)優(yōu)先級(jí)計(jì)算公式更新用戶的 優(yōu)先級(jí)。
2. 前述步驟1. 3中發(fā)送線程處理模塊（2)包含以下步驟： 2. 1.發(fā)送線程從線程創(chuàng)建開(kāi)始工作直到主線程退出或者系統(tǒng)異常結(jié)束；發(fā)送線程循 環(huán)地通過(guò)就緒狀態(tài)用戶隊(duì)列模塊（5)提供的接口獲取被調(diào)度的用戶，如果成功獲取被調(diào)度 的用戶，將修改其狀態(tài)為執(zhí)行狀態(tài)； 2. 2.發(fā)送線程獲取當(dāng)前被調(diào)度的用戶后，通過(guò)訪問(wèn)該用戶數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中的緩存地 址，獲取存儲(chǔ)在緩存地址中的用戶數(shù)據(jù)，并調(diào)度RLC (Radio Link Control，無(wú)線鏈路控制） 層的接口將數(shù)據(jù)發(fā)送給目標(biāo)用戶，發(fā)送完成之后將緩存地址加入到空閑緩存鏈表中，以存 儲(chǔ)其它用戶數(shù)據(jù)。
3. 前述步驟1. 4中用戶優(yōu)先級(jí)算法包括以下步驟： 3. 1.首先對(duì)加入到就緒狀態(tài)隊(duì)列模塊（5)的UE上下文實(shí)體的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行初始化，初 始化的值為
其中N為用戶數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中的數(shù)據(jù)緩存?zhèn)€數(shù)； 3. 2.接收線程處理模塊（8)將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的緩存地址加入到相應(yīng)用戶數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列的 尾部時(shí)，需要將數(shù)據(jù)緩存的等待時(shí)間初始化為1 ; 3.3.用戶優(yōu)先級(jí)模塊（3)定期遍歷每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，如果隊(duì)列中存在UE上下文實(shí)體， 則遍歷隊(duì)列中所有UE上下文實(shí)體，對(duì)于隊(duì)列中的某個(gè)UE上下文實(shí)體，首先更新其等待時(shí) 間，然后通過(guò)優(yōu)先級(jí)算法更新其優(yōu)先級(jí)，直到完成所有UE上下文實(shí)體優(yōu)先級(jí)的更新。
4. 就緒狀態(tài)隊(duì)列模塊（5)以多級(jí)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列存儲(chǔ)了處于就緒狀態(tài)的UE上下文實(shí)體， 每個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列以Max heap (最大堆）為存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，用戶優(yōu)先級(jí)模塊（3)定期通過(guò)上述步 驟1. 4中的優(yōu)先級(jí)算法更新就緒狀態(tài)隊(duì)列模塊（5)中UE上下文實(shí)體的優(yōu)先級(jí)，每次更新完 成后，需要調(diào)整Max heap以保持優(yōu)先級(jí)最高的UE上下文實(shí)體在堆頂，在發(fā)送線程處理模塊 (2)調(diào)度時(shí)，不需要再對(duì)UE上下文實(shí)體排序，直接取出堆頂?shù)腢E上下文實(shí)體作為下一個(gè)被 調(diào)度的用戶。
【文檔編號(hào)】H04W72/12GK104159316SQ201310176298
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】何蘇勤, 劉兵, 何賓, 胡巧芝, 仉乾隆 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)