一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法组成比例

本发明专利技术提供一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法，在该方法中，基站建立两个调度队列，同一用户同时在两个队列进行优先级排序，基站在进行调度时，每次从两个队列中各自取出一个优先级最高的用户，将信道资源按照一定的调度准则分配给它们；在下行资源调度的过程中，考虑用户的信道质量、缓冲器状态、QCI优先级等级等因素。在完成LTE下行多用户非频率选择性调度的同时决定所有被调度用户的传输方式，包括调制编码方案(MCS)和传输块大小。和传统的比例公平(PF)调度器相比，由于采用并行资源分配，本发明专利技术具有内生的公平机制，可以通过参数调整，获得和PF调度器相当的小区容量。

Non frequency selective dynamic allocation method for downlink resource multi-user

The present invention provides a multi-user downlink resource allocation method of dynamic non frequency selective, in this method, the base station set up two dispatch queue, the same user priority ordering in the two queue at the same time, the base station in the schedule, each from two cohorts each took one of the highest priority users, channel resources according to some scheduling criteria assigned to them; in the process of downlink resource scheduling, considering user channel quality, buffer status, QCI priority level and other factors. While completing the LTE downlink multi-user non frequency selective scheduling, the scheduling modes of all the scheduled users are determined, including the modulation coding scheme (MCS) and the transmission block size. Compared with the traditional proportional fair (PF) scheduler, due to the use of parallel resource allocation, the invention has an inherent fairness mechanism and can obtain the cell capacity equivalent to the PF scheduler by parameter tuning.

【技术实现步骤摘要】
一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法
本专利技术涉及移动通信领域，尤其是一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法。
技术介绍
在每一个下行TTI，LTE基站会根据服务用户的CQI反馈信息动态的调度下行RB资源给用户。通常最大化小区的容量是调度的一个主要考虑，但是，由于小区边缘的用户信道衰落远大于小区中心的用户，最大化小区容量的调度方案会导致小区边缘的用户长期得不到调度，为此，目前的LTE基站均采用PF调度算法，为了满足更加多样的业务特性，通常还会考虑其他因素，包括公平性、最大时延、缓冲区状态、承载类型、QoS等级等。对于LTE非频率选择性调度，现有的调度算法均依赖于一个单排序的队列模型，排在队列头部的用户获得优先服务权，所有的资源将被分配给该用户。如果存在剩余资源，下一用户将被服务，直到所有的资源被分配完。在评估小区内所有用户下行信道质量的时候，仅仅考虑当前TTI，而没有考虑他们的历史信道质量状态。也就是说，只有那些信道质量比别人更好的用户，才被认为是适宜优先调度的用户。实际上，如果用户的当前信道质量明显高于该用户的大部分历史信道质量，该用户也应该被视为一个适宜优先调度的对象。显然，以这种原则来处理小区边缘用户的优先级，将使它们能够在更恰当的时间被调度，增大它们的平均传输速率而减轻公平性、最大时延、缓冲区状态等因素给这些用户带来的压力。
技术实现思路
专利技术目的：为解决上述技术问题，本专利技术提出一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法。技术方案：本专利技术提出的技术方案为：一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法，包括步骤：(1)获取用户i在子帧t的CQI报告CQIi(t)以及用户i在子帧t之前的p份历史CQI报告根据CQIi(t)和设定用户质量指标Ii(t)，用户质量指标Ii(t)的表达式为：其中，Li(t)表示的幅值变化范围，Qi(t)表示p份历史CQI报告中小于CQIi(t)的份数；(2)根据3GPP36.213Table7.2.3-1，从中获取用户i的最大频谱利用率ηi，从CQIi(t)获取用户i的下行无线承载发送缓冲区占用量BOi；定义用户i在子帧t的下行速率窗口M为子帧t之前的连续T个子帧，下行速率窗口M的表达式为：M＝[t-T，t-T+1，…，t-1](2)定义在下行速率窗口M上，用户i的累计和速率表示为Si(t)，基站给用户i分配的传输块为TBSi(t)，Si(t)与TBSi(t)的关系为：(3)设置调度条件为：a.在子帧t，BOi≠0；b.在子帧t，Si(t)＜AMBRi；其中，AMBRi为用户i的累积最大比特速率限制；从同一基站的所有用户中挑选同时满足调度条件a、b的调度候选用户，组成调度候选用户集At：{i|Si(t)＜AMBRi}；对调度候选用户集At中的用户按照调度时刻t的CQI从大到小进行优先级排序，生成调度队列对调度候选用户集At中的用户按照用户质量指标Ii(t)从高到低进行优先级排序，生成调度队列其中，Vt表示调度候选用个数；(4)基站对调度队列进行检测，当检测到调度队列中有用户时开始进行下行资源分配，包括步骤：分别从调度队列∏1(t)和调度队列∏2(t)的头部取出候选调度用户和判断和是否为同一用户，若则进入步骤(5)，反之，则进入步骤(6)；若基站检测到调度队列为空，则进入步骤(13)；(5)基站对下行余资源余量进行检测，若下行资源为空则进入步骤(13)；若下行资源不为空，则进行单用户资源分配，用户分配到的带宽资源为Wi＝min{C，BOi/ηi}(4)其中，Wi表示分配带宽，C表示下行资源带宽余量；根据Wi和TBSi确定发送给用户i的MCS索引值和TBS索引值；分配完成后，将该用户从两个调度队列中剔除，更新调度队列，返回步骤(4)；(6)根据调度性能的需要设置权值参数λ1和λ2并建立下行资源预分配模型，调度性能包括：公平性、调度时延、缓冲区状态、调度紧急性、承载类型和QoS等级，权值参数λ1和λ2可根据调度性能的需要来设置；下行资源预分配模型方程为：其中，和分别为用户和的下行无线承载发送缓冲区占用量，BW11和BW12分别为基站为和预分配的带宽，和分别为用户和的最大频谱利用率；基站对下行资源余量C进行检测，若|BW11|+|BW12|≥C，则进入步骤(7)，否则，进入步骤(8)；(7)考虑和的QCI优先级等级，若用户的QCI优先级等级高于用户的QCI优先级等级，则的实际分配带宽为：W11＝|BW11|，用户的实际分配带宽为：W12＝C-|BW11|；反之，的实际分配带宽W11＝C-|BW12|，的实际分配带宽W12＝|BW12|；根据W11和W12计算出和的传输块大小和和满足条件：且根据分配带宽和传输块大小值从MCS调制编码表中选择发送给用户和的MCS索引值和TBS索引值；进入步骤(13)；(8)若|BW11|+|BW12|＜C，则基站为用户和分别分配带宽为：W11＝|BW11|，W12＝|BW12|，计算与分配带宽相对应的传输块大小和并更新下行资源余量C←C-|BW11|-|BW12|；考虑用户和的下行无线承载发送缓冲区状态，若且则进入步骤(9)；否则进入步骤(10)；(9)若且则根据步骤(8)中得出的W11、W12、和从MCS调制编码表中选择发送给用户和的MCS索引值和TBS索引值；将和从调度队列中移除，更新调度队列并返回步骤(4)对下行资源余量进行下一轮分配；(10)判断的下行无线承载发送缓冲区是否为空，若表明的下行无线承载发送缓冲区不为空，进入步骤(11)；反之，进入步骤(12)；(11)若则根据和对应的传输快大小从MCS调制编码表中选择发送给用户的MCS索引值和TBS索引值；分配完成后将从两个调度队列中移除，更新调度队列，更新的下行无线承载发送缓冲区占用量为返回步骤(4)；(12)若BO2/η2＞BW12，则根据W11＝|BW11|和对应的传输快大小从MCS调制编码表中选择发送给用户的MCS索引值和TBS索引值；分配完成后将从两个调度队列中移除，更新调度队列，更新的下行无线承载发送缓冲区占用量为返回步骤(4)；(13)运算结束。进一步的，在本专利技术中，实际分配的带宽和对应的传输块大小符合TS36.213Table7.1.7.2.1-1中带宽和传输块大小的约束关系；MCS索引值和TBS索引值符合TS36.213Table7.1.7.2.1-1和TS36.213Table7.1.7.1-1的约束关系。进一步的，所述权值参数λ1和λ2为QCI优先级的函数。有益效果：与现有调度方法相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术同时利用历史信道质量信息和现有的信道质量报告构造双队列，以供基站调度，同一个用户拥有两个优先级，因此，对于小区边缘的用户增加了调度的可能性，自发的增加调度的公平性；2、可以通过调节权值参数，来满足调度的其他需求，包括QCI优先级等级，调度时延、调度紧急性等，可适应性强；3、当资源分配结束时，所有被调度用户的MCS和传输块大小同时决定，分配效率高。TS36.213指数字蜂窝移动通信网接口技术要求：物理层过程。附图说明图1为本专利技术实施例的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示为本专利技术实施例的流程图，为了方便说明，假定所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法，其特征在于包括步骤：(1)获取用户i在子帧t的CQI报告CQIi(t)以及用户i在子帧t之前的p份历史CQI报告

【技术特征摘要】
1.一种下行资源多用户非频率选择性动态分配方法，其特征在于包括步骤：(1)获取用户i在子帧t的CQI报告CQIi(t)以及用户i在子帧t之前的p份历史CQI报告根据CQIi(t)和设定用户质量指标Ii(t)，用户质量指标Ii(t)的表达式为：其中，Li(t)表示的幅值变化范围，Qi(t)表示p份历史CQI报告中小于CQIi(t)的份数；(2)根据3GPP36.213Table7.2.3-1，从中获取用户i的最大频谱利用率ηi，从CQIi(t)获取用户i的下行无线承载发送缓冲区占用量BOi；定义用户i在子帧t的下行速率窗口M为子帧t之前的连续T个子帧，下行速率窗口M的表达式为：M＝[t-T，t-T+1，…，t-1](2)定义在下行速率窗口M上，用户i的累计和速率表示为Si(t)，基站给用户i分配的传输块为TBSi(t)，Si(t)与TBSi(t)的关系为：(3)设置调度条件为：a.在子帧t，BOi≠0；b.在子帧t，Si(t)＜AMBRi；其中，AMBRi为用户i的累积最大比特速率限制；从同一基站的所有用户中挑选同时满足调度条件a、b的调度候选用户，组成调度候选用户集At：{i|Si(t)＜AMBRi}；对调度候选用户集At中的用户按照调度时刻t的CQI从大到小进行优先级排序，生成调度队列对调度候选用户集At中的用户按照用户质量指标Ii(t)从高到低进行优先级排序，生成调度队列其中，Vt表示调度候选用个数；(4)基站对调度队列进行检测，当检测到调度队列中有用户时开始进行下行资源分配，包括步骤：分别从调度队列П1(t)和调度队列П2(t)的头部取出候选调度用户和判断和是否为同一用户，若则进入步骤(5)，反之，则进入步骤(6)；若基站检测到调度队列为空，则进入步骤(13)；(5)基站对下行余资源余量进行检测，若下行资源为空则进入步骤(13)；若下行资源不为空，则进行单用户资源分配，用户分配到的带宽资源为Wi＝min{C，BOi/ηi}(4)其中，Wi表示分配带宽，C表示下行资源带宽余量；根据Wi和TBSi确定发送给用户i的MCS索引值和TBS索引值；分配完成后，将该用户从两个调度队列中剔除，更新调度队列，返回步骤(4)；(6)根据调度性能的需要设置权值参数λ1和λ2并建立下行资源预分配模型，调度性能包括：公平性、调度时延、缓冲区状态、调度紧急性、承载类型和QoS等级；下行资源预分配模型方程为：其中，和分别为用户和的下行无线承载发送缓冲区占用量，BW11和BW12分别为基站为和预...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾炜，黄锦香，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，南京熊猫通信科技有限公司，南京熊猫电子科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32