LTE-Advanced系统/LTE-Advanced中继系统的上下行调度方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及移动通信领域的LTE-Advanced系统，特别是涉及一种适用于LTE-Advanced中继系统的上下行调度算法。
【背景技术】
[0002] LTE-Advanced 是 LTE (Long Term Evolution)技术的演进版本，2008 年 3 月 开始，2008年5月确定需求。为满足未来几年内无线通信市场的更高需求和更多应用， LTE-Advanced要达到下行lGbit/s，上行500Mbit/s的峰值速率。中继是3GPP ReleaselO中 规定的LTE-Advanced的一个关键性特性，它可以扩大小区覆盖面积、提高小区容量。LTE-A 采用了载波聚合、多天线增强、多点协作传输、中继、异构网干扰协调增强等关键技术，能大 大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性 能，同时也能提高整个网络的组网效率。这使得LTE-A系统成为未来几年内无线通信发展 的主流。
[0003] 在现有的无线通信技术中，人们对于带宽速率的要求不断提高，然而，在通信网络 中最稀缺的东西恰恰就是资源和带宽。在有限的带宽和资源中，如何达到最有效的利用，如 何进行调度和分配，这一问题是移动通信从第一代到第四代，也是LTE-Advanced的研宄热 点和重点。为了能够快速匹配不同无线信道下的数据速率，充分有效利用和分配物理层的 资源，LTE系统的eNB在MAC层里引入了调度功能。调度是LTE的一个重要组成部分，其功 能实体是调度器。调度器处于MAC层的核心位置，也是整个系统的核心。调度器会调用其 它的模块，并控制其发挥相应的功能。调度模块的主要功能是无线资源分配和管理，计算不 同用户业务的优先级，HARQ重传控制等。它决定了用户调度的优先级，用户占用的时频资 源、采用的调制编码方案以及多输入多输出传输模式等。调度器在调度用户时必须充分考 虑每个用户和与用户侧无线承载的数据量和不同业务具体的服务质量要求，同时兼顾整个 系统调度的公平性，争取使系统吞吐量达到最大。这些功能都是关系到LTE-A系统性能的 关键功能，也就是说，调度算法的好坏直接影响LTE-A系统的性能。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有的调度算法不能根据数据缓存量的不同做出相应的调整这一 问题，本发明提出了一种LTE-Advanced系统/LTE-Advanced中继系统的上下行调度方法， 引入了缓存数据总量这一概念，实现了具有数据缓存量自适应的调度算法，同时，用户的优 先级会受到当前基站缓存数据总量的影响。
[0005] 本发明提出了一种基于LTE-Advanced系统的随机接入过载控制方法，该方法包 括行调度算法和下行调度算法，其中：
[0006] 所述上行调度算法，具体包括以下流程：
[0007] LTE-Advanced系统/LTE-Advanced中继系统中各小区内的各用户设备进行缓存 区状态报告上报；
[0008] 根据用户设备上传的BSR求和得到待上传的数据总量Dsuffl，然后把同一基站相连 的所有用户的待上传数据进行归一化处理，得到上行调度参数P up，加入到上行调度算法 中；
[0009] 获取本次调度要用到的参数，至少包括信道质量信息、服务质量、用户瞬时速率、 用户平均吞吐量；
[0010] 根据获取的参数，按照加入调度参数Pup的上行调度算法公式，计算用户设备资源 分配优先级，所述上行调度算法公式如下：
[0012] 其中，S数据流i能承受的最大由队头延时超过阈值而引起的丢包率；口^^是 流i的队头数据包延时时间；T i是流i能容忍的延时阈值；r i (t)是流i在当前TTI的瞬 时速率Ai (t-1)是流i在t-1为结尾的时间窗内的平均数据传输速率；Pid_表示计算出的 流i的优先级；
[0013] 根据计算的用户设备优先级从高到低进行资源分配，由第一个资源块开始，为该 资源块上最高优先级的用户设备分配资源块资源，直至满足所需或资源已尽；
[0014] 执行自适应调制编码，确定被调度用户设备的调制编码方式、传输块大小参数；
[0015] 构建生成本次的上行调度信息，通过PDCCH信道发送给用户；
[0016] 所述下行调度算法，具体包括以下流程：
[0017] 遍历所有的无线承载，求和得到基站缓存区的待发送数据总量Dsmi，然后把基站本 次待发送的数据量进行归一化处理得到调度参数P dmm，加入到下行调度算法中；
[0018] 获取本次调度要用到的参数，至少包括信道质量信息、服务质量、用户瞬时速率、 用户平均吞吐量；
[0019] 根据获取的参数，按照加入调度参数Pd_的下行调度算法公式，计算用户设备资 源分配优先级，所述下行调度算法公式如下：
[0021] 其中，S 数据流i能承受的最大由队头延时超过阈值而引起的丢包率；口^^是 流i的队头数据包延时时间；T ,是流i能容忍的延时阈值；r , (t)是流i在当前TTI的瞬 时速率Ai (t-1)是流i在t-1为结尾的时间窗内的平均数据传输速率；Pid_表示计算出的 流i的优先级；
[0022] 根据计算得到的用户设备优先级从高到低进行资源分配，由第一个资源块开始， 为该资源块上最高优先级的用户设备UE分配资源块资源，直至满足所需或资源已尽；
[0023] 确定被调度用户设备的调制编码方式、传输块大小参数；
[0024] 构建生成本次的下行调度信息，通过PDCCH信道发送给用户设备。
[0025] 与现有技术相比，本发明的实施具有以下积极效果：
[0026] 把上下行待的待发送数据总量作为参数引入到了调度算法中，使调度算法具有吞 吐量自适应性；当待发送数据量比较少的时候，待发送数据参数对算法的影响比较小，但随 着待发送数据总量的提升，待发送数据参数对算法的影响提升，带动系统的吞吐量自适应 的提升，并最终可以获得比改进前调度算法更高的吞吐量，提升基站的性能。
【附图说明】
[0027] 图1为通信系统无线资源分配示意图；
[0028] 图2为标准的上行调度算法流程图；
[0029] 图3为标准的下行调度算法流程图；
[0030] 图4为本发明的改进的上行调度算法流程图；
[0031] 图5为本发明的改进的下行调度算法流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，这些实施方式若存在示 例性的内容，不应解释成对本发明的限制。
[0033] 图1是通信系统的无线资源分配示意图。上半部分显示了下行数据从基站接收， 经过下行调度器进行资源分配，继而发送给用户的过程；下半部分显示了上行数据从业务 产生，通过上行调度器进行资源分配从终端发送到基站，继而从基站发送出去的过程。
[0034] 图2是标准的LTE-Advanced系统/LTE-Advanced中继系统的上行调度算法流程 图，包括以下步骤：
[0035] 步骤201 :LTE_Advanced系统/LTE-Advanced中继系统中各小区内各用户进行 BSR缓存区状态上报；
[0036] 步骤202 :获取本次调度要用到的参数，包括CQI，QoS，用户瞬时速率，用户平均吞 吐量等；
[0037] 步骤203 :根据获取的调度参数，按调度算法公式进行优先级计算；
[0038] 步骤204 :根据计算的用户优先级从高到低进行资源分配，由第一个RB开始，为该 RB上最高优先级的UE分配RB资源，直至满足所需或资源已尽；
[0039] 步骤205 :执行AMC，确定被调度UE的MCS、传输块TB大小等参数；
[0040] 步骤206 :构建本次的调度信息生成，通过HXXH信道发送给用户。
[0041] 图3是标准的LTE-Advanced系统/LTE-Advanced中继系统的下行调度算法流程 图，包括以下步骤：
[0042] 步骤301 :获取本次调