[发明专利]一种基于优先级的无线资源调度方法

说明书

本发明公开了一种基于优先级的无线资源调度方法，包括以下步骤：将用户分为高、中、低三个优先级；计算各个用户的调度优先级因子，并根据调度优先级因子大小，实现对中、低优先级用户的调度优先级排序；在每个TTI中，检测高优先级用户是否存在待发送的数据；若存在，优先为高优先级用户分配资源块RB，直至所有高优先级用户的数据都被发送，再进入下一步；若不存在，直接进入下一步；若存在剩余的资源块RB，则按照调度优先级排序，将剩余资源块RB分配给中、低优先级用户，直至所有的资源块RB被分配完成。本发明在优先分配资源给高优先级用户的基础上，通过计算优先级因子实现中、低优先级用户的优先级排序，进而实现了资源块RB的合理利用。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是一种基于优先级的无线资源调度方法。

背景技术

智能电网背景下的通信有一个最大特点是具有多种类型的业务，不同业务之间的QoS(Quality of Service，服务质量)需求差异性大。因此，考虑到智能电网中的业务存在分等级的情况，即电网中业务在对时延、吞吐量、丢包率等指标是有等级区分的。电网中的紧急业务，例如现场应急指挥业务，对服务质量要求非常苛刻，而有些周期性上报业务，例如智能抄表，对服务质量容忍性很大。由于LTE网络的广覆盖，高速率，大容量等特点，目前国内智能电网一般采用LTE作为基本通信架构，但是标准LTE针对以上智能电网的业务分等级和QoS需求差异性大等特点并没有相应的解决机制，若不对LTE做优化，不能区分不同优先级业务的服务质量，导致高优先级业务不能得到保障。因此，针对以上情况，本文提出一种基于优先级的无线资源调度算法，即优先让等级较高的用户得到系统资源，从而保障其性能。

无线通信系统是资源受限的，如何利用有限的系统资源满足不同种类用户的需求是目前资源调度算法研究的重点。LTE调度中的优先级排序方法决定了系统何时调度用户和怎样给用户分配资源，它影响着整个系统的性能与效率，因此，LTE多用户动态调度中确定用户调度优先级排序的方法至关重要。

目前，LTE系统调度中比较成熟的排序方法有三种：最大载干比调度算法(Max C/l)，其优先级排序根据用户无线信道质量的好坏，可以求得系统最大吞吐量边界，但完全没有考虑到不同用户的公平性要求；轮循调度算法(RR，Round Robin)，没有特定的优先级排序方法，循环的调度每个用户，每次循环中每个用户以相同的概率占用可分配的时隙和功率，实现了用户间的最佳公平性，然而这种方法没有考虑不同用户的无线信道质量情况，系统的吞吐量和频谱效率都很低；比例公平调度算法(PF，Proportional Fair)，优先级排序根据用户被调度的频度和信道质量的好坏综合考虑，在系统吞吐量和用户公平性之间取一个折衷，利用平均数据传输速率来表征用户间的公平性，具有较好的长期公平性，但是这种排序方法不能保证用户间的短期公平性，也没有考虑QoS要求。

国内外论文提出了许多对调度算法中优先级排序的改进方法，如Iturralde M在文章“Performance study of multimedia services using virtual token mechanismfor resource allocation in LTE networks”中提出的VT-MLWDF调度算法，在PF算法的基础上，在优先级计算公式中乘以不同优先级用户的QoS因子。高优先级用户的QoS因子较大，从而提高了实时性要求高的用户的性能；除此之外，计算调度优先级时考虑了缓冲区待发送队列长度，可以为数据量大的用户提高优先级，一定程度上提升了系统吞吐量，但是此方法没有考虑用户等待时间。

又如，Y.P.Li在文章“A delay priority scheduling algorithm for downlinkreal-time traffic in LTE networks”中提出的DP-VT-MLWDF算法，在VT-MLWDF算法的基础上，引入了时延因子，并且能反映出时延的紧迫性，等待时间越长，用户的调度优先级因子越大，从而避免了超时丢包。

发明内容