基于負(fù)載自適應(yīng)的lte調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，包括以下步驟：物理資源核算、小區(qū)負(fù)載評估、吞吐量優(yōu)先級提取和建立負(fù)載自適應(yīng)模型。本發(fā)明根據(jù)用戶申請業(yè)務(wù)速率的大小來核算小區(qū)負(fù)載，對負(fù)載進(jìn)行區(qū)分，結(jié)合收斂參數(shù)，建立小區(qū)負(fù)載自適應(yīng)模型。對于低負(fù)載狀況，能夠最大限度地提升小區(qū)的吞吐量，而對于高負(fù)載情形，則自適應(yīng)地降低物理資源占用多的用戶的調(diào)度優(yōu)先級，從而使小區(qū)負(fù)載保持在一個合理的水平。本發(fā)明具有兼顧小區(qū)的吞吐量和系統(tǒng)的公平性，可以動態(tài)地跟蹤小區(qū)的負(fù)載狀況，在保證小區(qū)不過載的前提下，實時對不同的速率用戶靈活調(diào)整調(diào)度優(yōu)先級的特點。
【專利說明】
基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種LTE系統(tǒng)的調(diào)度方法，尤其是一種基于負(fù)載自適應(yīng)的公平性調(diào)度 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] LTE系統(tǒng)是一種能夠保證業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量QoS(Quality of Service)和用戶公平性 的無線寬帶通信技術(shù)，越來越得到廣泛應(yīng)用。為提高系統(tǒng)資源利用率，LTE采取共享信道機 審IJ，根據(jù)快速變化的傳播環(huán)境，外界干擾W及系統(tǒng)負(fù)荷等因素，及時動態(tài)地在用戶之間分配 物理資源。目前常用的調(diào)度算法如RR(R〇und Robin,輪詢調(diào)度），PF(Propodion Fair,比例 公平)和SJF(Shod First,最短作業(yè)優(yōu)先)等調(diào)度方法，均單純地強調(diào)系統(tǒng)吞吐量或公 平性，沒有考慮在兩者之間如何實現(xiàn)均衡。此外，現(xiàn)有的LTE調(diào)度方法側(cè)重點包括業(yè)務(wù)質(zhì)量， 干擾協(xié)調(diào)和用戶感知等，對于小區(qū)負(fù)載的影響考慮的不多。雖然小區(qū)負(fù)載可W通過LTE的負(fù) 載均衡功能來實現(xiàn)，但會相應(yīng)增加系統(tǒng)的信令負(fù)荷，而隨著LTE小區(qū)用戶的增加，對負(fù)載的 影響也需要更加密切關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的LTE系統(tǒng)調(diào)度用戶未顧及對小區(qū)負(fù)載 的影響，也無法兼顧系統(tǒng)吞吐量和公平性的不足，提供了一種基于負(fù)載自適應(yīng)的公平性調(diào) 度方法。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0005] 一種基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，包括N個用戶{111，化，-'，^}，設(shè)定 Ui是每個用戶，lue {ui，U2，···，un};包括如下步驟：
[0006] (1-1)物理資源核算；
[0007] (1-2)小區(qū)負(fù)載評估；
[000引（1-3)吞吐量優(yōu)先級提??；
[0009] (1-4)建立負(fù)載自適應(yīng)模型。
[0010] 本發(fā)明根據(jù)用戶申請業(yè)務(wù)速率的大小來核算小區(qū)負(fù)載，并對負(fù)載進(jìn)行區(qū)分，結(jié)合 收斂參數(shù)，建立小區(qū)負(fù)載自適應(yīng)模型。對于低負(fù)載狀況，能夠最大限度地提升小區(qū)的吞吐 量，而對于高負(fù)載情形，則自適應(yīng)地降低物理資源占用多的用戶的調(diào)度優(yōu)先級，從而使小區(qū) 負(fù)載保持在一個合理的水平;本發(fā)明的調(diào)度機制可同時兼顧小區(qū)的吞吐量和低負(fù)載，W及 系統(tǒng)的公平性。
[0011] 本發(fā)明可W動態(tài)地跟蹤小區(qū)的負(fù)載狀況，實時對不同的速率用戶靈活調(diào)整其調(diào)度 優(yōu)先級，有利于保證系統(tǒng)的公平性，保持系統(tǒng)均衡。
[0012] 作為優(yōu)選，步驟(1-1)包括如下步驟：
[0013] 設(shè)定用戶m申請的業(yè)務(wù)速率為Vui，用戶m的信噪比為SINRui，對于每個物理資源 塊的占用帶寬BW，利用公
計算用戶m占用的物理資源塊數(shù) 量NP民Buj。
[0014]作為優(yōu)選，步驟(1-2)包括如下步驟：
[001引設(shè)定小區(qū)C內(nèi)總的物理資源塊為PRBt。*,。，利用公式
計算小區(qū)C的 負(fù)載取C。
[0016] 作為優(yōu)選，步驟(1-3)包括如下步驟：
[0017] 設(shè)定小區(qū)C內(nèi)用戶Ui的吞吐量優(yōu)先級為i3i，利用公苗
十算扔。
[0018] 作為優(yōu)選，步驟(1-4)包括如下步驟：
[0019] (5-1)設(shè)定收斂參數(shù)為α，小區(qū)C的負(fù)載臨界值為啤化，對于每個用戶ui，利用公式
計算其綜合優(yōu)先級Pi;
[0020] (5-2)將用戶m按照優(yōu)先級Pi放入調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。
[0021] 作為優(yōu)選，所述收斂參數(shù)α>1。
[0022] 作為優(yōu)選，還包括如下步驟：
[0023] 當(dāng)化 < 中比時，調(diào)度器按照優(yōu)先i
對用戶U進(jìn)行調(diào)度；
[0024] 當(dāng)cpc > φ地時，調(diào)度器按照優(yōu)先竊
計 用戶m進(jìn)行調(diào)度。
[0025] 本發(fā)明具有如下有益效果:兼顧小區(qū)的吞吐量和系統(tǒng)的公平性，可W動態(tài)地跟蹤 小區(qū)的負(fù)載狀況，在保證小區(qū)不過載的前提下，實時對不同的速率用戶靈活調(diào)整調(diào)度優(yōu)先 級。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明的一種流程圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明與RR、SJF、CLSSA的一種吞吐量比較圖；
[002引圖3是本發(fā)明與RR、SJF、CLSSA的一種小區(qū)負(fù)載比較圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明與RR、SJF、化SSA的一種公平性比較圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0031] 如圖1所示的實施例是一種基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，包括N個用戶{m， U2，···，Un}，設(shè)定Ui是每個用戶，lue {ui，U2，···，un};
[0032] 步驟1:物理資源核算
[0033] 設(shè)定用戶m申請的業(yè)務(wù)速率為Vui，用戶m的信噪比為SINRui，對于每個物理資源 塊的占用帶寬BW，利用公式
[0034]
計算用戶Ui占用的物理資源塊數(shù)量NPRBui;
[0035] 步驟2:小區(qū)負(fù)載評估
[0036] 設(shè)定小區(qū)C內(nèi)總的物理資源塊PRBt。*,。，利用公式
計算小區(qū)C的 負(fù)載ipc;
[0037] 步驟3:吞吐量優(yōu)先級提取
[0038] 設(shè)定小區(qū)C內(nèi)用戶Ui的吞吐量優(yōu)先級為扔，利用公式
|^算扔；
[0039] 步驟4:建立負(fù)載自適應(yīng)模型
[0040] (4-1)設(shè)定收斂參數(shù)為α，小區(qū)C的負(fù)載臨界值為φ&，對于每個用戶Ui，利用公式
計算其綜合優(yōu)先級Pi;
[0041] (4-2)將用戶m按照優(yōu)先級Pi放入調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。
[0042] 下面WN=5為例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明，其中用戶m同時開展兩類業(yè)務(wù)，典型基 礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1、表2中所示：
[0043]
[0046] 表 2
[0047] 本實施例描述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，包括如下步驟:物理資源核算， 小區(qū)負(fù)載評估，吞吐量優(yōu)先級提取和建立負(fù)載自適應(yīng)模型。
[004引步驟1:物理資源核算
[0049] 計算用戶m占用的物理資源塊數(shù)i
[0050] 步驟2:小區(qū)負(fù)載評估
[0化1]計算小區(qū)c的負(fù)截
[0052]步驟3:吞吐量優(yōu)先級提取 [0化3] 計算
[0054]步驟4:建立負(fù)載自適應(yīng)模型
[0化5]由于= 0.26, φ比=0.5,因此滿足條件< cpth，各用戶的綜合優(yōu)先級將根 據(jù)優(yōu)選方案

進(jìn)行計算，并按照{(diào)U日，U4，U2，U3， ui}的順序?qū)⒏饔脩舴湃胝{(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。
[0化6]仿真實驗：
[0057]將本發(fā)明的化SSA方法與RR，SJF等方法進(jìn)行仿真對比，調(diào)度用戶數(shù)從10個逐步增 加到30個，所得的LTE系統(tǒng)吞吐量，調(diào)度過程中的小區(qū)負(fù)載W及方法公平性分別參見附圖2 至4所示。
[005引如圖2所示，本發(fā)明的化SSA會在小區(qū)負(fù)載未達(dá)到臨界值之前，給予吞吐量越高的 用戶更大的調(diào)度優(yōu)先級，使整個小區(qū)的吞吐量線性提升，只有當(dāng)小區(qū)負(fù)載觸發(fā)時，才會下調(diào) 高吞吐量用戶。因此，在RR、SJF與CLSSAS者對比中，CLSSA小區(qū)的吞吐量最高，RR因為致力 于公平性，完全沒有考慮用戶的速率，因此其吞吐量最低。
[0059] 如圖3所示，本發(fā)明的化SSA在調(diào)度過程中對小區(qū)負(fù)載的影響是最小的，即在滿足 最大吞吐量的同時不抬升小區(qū)的負(fù)載，能夠接納更多的用戶。相比之下，SJF對小區(qū)負(fù)載的 影響最大。
[0060] 如圖4所示，本發(fā)明的化SSA在小區(qū)負(fù)載達(dá)到臨界值時，會適度調(diào)低高吞吐量用戶 的優(yōu)先級，使算法整體保持相對公平。RR的公平性仍然是所有算法中最高的，運是由其準(zhǔn)則 決定的，而SJF根據(jù)沒考慮公平性，其公平性是最低的。
[0061] 應(yīng)理解，本實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在 閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W對本發(fā)明作各種改動或修改，運些等 價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，包括N個用戶{ui，U2，···，un}，設(shè)定Ui 是每個用戶，me {ui，U2，'"，un};包括如下步驟： (1-1)物理資源核算； (1-2)小區(qū)負(fù)載評估； (1-3)吞吐量優(yōu)先級提??； (1-4)建立負(fù)載自適應(yīng)模型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，步驟（1-1)包括如 下步驟： 設(shè)定用戶m申請的業(yè)務(wù)速率為VUi，用戶Ul的信噪比為SINRUi，對于每個物理資源塊的 占用帶寬BW，利用公式·計算用戶m占用的物理資源塊數(shù)量 NPRBUi。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，步驟（1-2)包括如 下步驟： 設(shè)定小區(qū)c內(nèi)總的物理資源塊為PRBTcit,c 計算小區(qū)c的負(fù)載 Ψ〇64. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，步驟（1-3)包括如 下步驟： 設(shè)定小區(qū)c內(nèi)用戶Ui的吞吐量優(yōu)先級為私：5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，步驟 (1-4)包括如下步驟： (5-1)設(shè)定收斂參數(shù)為α，小區(qū)c的負(fù)載臨界值為(Pth，對于每個用戶iu，利用公式計算其綜合優(yōu)先級Pi; (5-2)將用戶m按照優(yōu)先級入調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，所述收斂參數(shù)〇 > 1〇7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于負(fù)載自適應(yīng)的LTE調(diào)度方法，其特征是，還包括如下步驟： 當(dāng)<Pc彡屮邊時，調(diào)度器按照優(yōu)先級對用戶m進(jìn)行調(diào)度； 當(dāng)tpc > <pth時，調(diào)度器按照優(yōu)先級
【文檔編號】H04W72/12GK106060952SQ201610397153
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】肖清華
【申請人】華信咨詢設(shè)計研究院有限公司