[发明专利]一种家庭基站中多业务融合的自适应调度方法及系统

摘要

本发明公开了一种家庭基站中多业务融合的自适应调度方法及系统，针对室内通信网络特点，采用全新架构的家庭基站系统，根据未来5G环境下家庭网络中业务QoS(Quality of Service，服务质量)特点对业务进行分类，采用多业务融合的分级资源调度策略为用户提供差异化服务。当资源负荷状态变化时，自适应调整资源的分配策略，平衡数据吞吐率与业务QoS之间的矛盾，能够有效提升系统的资源利用性能，适应了终端的业务多样化和QoS差异化的趋势。仿真结果表明，与传统的RR算法和改进的A_ARS算法相比，本发明方法获得了更高的吞吐量，在过载时大大降低了丢包率，保证了业务的公平性。

主权项

1.一种家庭基站中多业务融合的自适应调度方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：在一个新的调度周期，区分缓冲区的任务是固实时任务还是非实时任务，如果存在固实时任务，进行第二步，如果没有固实时任务，全是非实时任务，进行第五步；第二步：对于固实时任务，区分是否是半静态调度SPS任务，如果是SPS任务，直接分配与上个SPS周期相同位置的时频资源，分配完成后进行第三步，如果不是SPS任务，直接进行第三步；第三步：计算系统负载，根据系统过载门限范围判断系统是否过载，如果是轻载，根据公式(1)的当i∈FRT时的计算公式计算固实时任务的优先级，公式(1)中的参数分别根据公式(2)、(3)、(4)进行计算，然后根据优先级进行排队，分配剩余的时频资源，每分配完一个任务计算系统负载，如果系统轻载，继续进行分配，直至固实时任务分配完成，然后进行第五步；如果系统过载，进行第四步；公式(1)中：PLij为在系统轻载时用户i的业务j的优先级计算值，cqi为系统轻载时用户i下行信道质量指示因子；fij(t)为用户i业务j的时间因子；αnij为用户i的业务j的自动重传系数；gij(t)为系统轻载时用户i的业务j的速率因子；FRT为固实时业务集；SRT为非实时业务集；公式(2)中：CQIi表示业务i的信道质量信息值；公式(3)中：Dij为用户i的业务j的绝对截止期；ΔDijt为t时刻该业务已等待时间；N为基站中当前时刻共计用户数；J为用户i中当前时刻共计任务数；公式(4)中：αnij为用户i的业务j的自动重传系数，nij为用户i的业务j重传次数；N为预设的重传次数阈值；第四步：根据公式(6)中的i∈FRT时的计算公式计算剩余未分配时频资源的固实时任务的优先级，公式(6)中的参数分别根据公式(2)、(3)进行计算，然后根据优先级进行排队，分配剩余的时频资源，分配完一个任务计算系统负载，判断是否满足公式(7)，如果满足继续进行分配，直至固实时任务分配完成，进行第五步；如果不满足，停止分配任务，资源分配结束，等待下一个分配周期，重新进行第一步；公式(5)中：rijt表示该用户i的业务j预估的t时刻调度周期的传输速率，Ri(t‑1)表示该用户i前一个调度周期(t‑1)内的速率；公式(6)中：PHij为在系统轻载时用户i的业务j的优先级计算值；cq’i为过载状态下用户i下行信道质量指示因子，由公式(8)计算得到；g’ij(t)为系统过载时用户i的业务j的速率因子，由公式(9)计算得到；公式(7)中：Loadthresh为系统整体负荷系数范围最小值；Loadupper为系统整体负荷系数范围最大值；Rij用户i的业务j分配的速率带宽；B为系统总的带宽资源；第五步：计算系统负载，根据系统过载门限范围判断系统是否过载，如果是轻载，根据公式(1)的当i∈SRT时的计算公式计算非实时任务的优先级，公式(1)中的参数分别根据公式(2)、(3)、(4)、(5)进行计算，然后根据优先级进行排队，分配剩余的时频资源，每分配完一个任务计算系统负载，如果系统轻载，继续进行分配，直至非实时任务分配完成，资源分配结束，等待下一个分配周期，重新进行第一步；如果系统过载，进行第六步；第六步：根据公式(6)中的i∈SRT时的计算公式计算剩余未分配资源的非实时任务的优先级，公式(6)中的参数分别根据公式(8)、(9)进行计算，然后根据优先级进行排队，分配剩余的时频资源，每分配完一个任务计算系统负载，判断是否满足公式(7)，如果满足继续进行分配，直至固实时任务分配完成，如果不满足，停止分配任务，资源分配结束，等待下一个分配周期，重新进行第一步；公式(9)中表示上个调度周期(t‑1)所有用户的平均速率，表示当前调度周期t时所有业务平均申请速率。