专利名称：一种比例公平调度方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通讯技术领域，特别是涉及ー种比例公平调度方法及装置。
背景技术：
移动通信技术领域，目前普遍使用的传统比例公平原型调度方法(ProportionalFairness Algorithm)在比例公平调度过程初始化时,基站(Node-B)并不知道该时刻同一业务各个用户(UE)的真实信道质量情况，会默认此时刻每个用户的初始信道质量都是相同的，因此进入正式调度过程之前只是ー种类似于轮询(Round Robin Algorithm)的方式，当得到各个用户更新时刻的真实信道质量，才能启动真正的比例公平调度过程。启动真正的比例公平调度过程之前，无论基站按用户编号大小顺序或倒序依次调度各个用户时，得到调度用户总会存在先后顺序，使得进入正式调度过程之后，得到各个用 户更新时刻的真实信道质量之前，用户的初始优先级就存在个体差异。传统比例公平原型调度方法没有考虑到当前时刻用户平均呑吐量的不同对用户初始优先级的影响，无法保证同一业务的不同用户间短时间内调度的时间公平性。而且，传统比例公平原型调度方法没有考虑到不同类型业务允许的传输时延的容忍度不同对用户初始优先级的影响，比如会话类业务(Conversational class)、流类(Streaming classノ、父互类(Interactive class)与背景类业务(Background class)对容忍传输时延大小的要求是不同的,无法保证承载不同业务的不同用户间长时间内调度的时间公平性。此外，传统比例公平原型调度方法中也没有考虑到室外和室内不同组网场景中用户移动速度的不同对用户初始优先级的影响，在长时间上只能是类似于轮询调度方法，无法体现比例公平调度方法的系统吞吐量最大化与尽可能保持各用户之间公平性之间平衡的优势。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种比例公平调度方法及装置，用以解决现有技术中无法保证不同用户间调度的时间公平性的问题。为解决上述技术问题，一方面，本发明提供ー种比例公平调度方法，所述方法包括以下步骤根据用户当前时刻平均呑吐量设置用户预热时间因子，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，以及根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子；根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级；基站比例公平调度过程中，按照小区中各用户的初始优先级由高到低的顺序对用户进行调度服务。进ー步，根据用户当前时刻平均呑吐量设置用户预热时间因子，具体包括以下步骤
判断用户当前时刻平均呑吐量是否大于等于预先设定的最大用户平均呑吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最高优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则进一歩判断用户当前时刻平均呑吐量是否小于等于预先设定的最小用户平均呑吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最低优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则将用户预热时间因子设置为低优先级用户预热时间因子门限值。进ー步，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，具体包括以下步骤判断用户当前时刻移动速度是否大于等于预先设定的最大用户移动速度门限，如果是，则将用户环境因子设置为最高优先级环境因子门限值；如果否，则进一歩判断用户当前时刻移动速度是否小于等于预先设定的最小用户移动速度门限值，如果是，则将用户环境因子设置为最低优先级环境因子门限；如果否，则将用户环境因子设置为低优先级环境因子门限值。进ー步，根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子，具体包括以下步骤 当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值小于会话类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为最高优先级级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述会话类业务传输时延最小容忍门限值、且小于流类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为高优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述流类业务传输时延最小容忍门限值、且小于交互类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为中优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述交互类业务传输时延最小容忍门限值、且小于背景类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为低优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述背景类业务传输时延最小容忍门限值，则将用户传输时延因子设置为最低优先级传输时延因子门限值。进ー步，根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级，具体包括将用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子分别相加或相乘，得到与该用户对应的优先级判定数值；根据小区中各用户的优先级判定数值的大小，确定各用户的初始优先级高低。另ー方面，本发明还提供ー种比例公平调度装置，所述装置包括因子设置单元，用于根据用户当前时刻平均呑吐量设置用户预热时间因子，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，以及根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子；初始优先级确定単元，用于根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级；调度服务单元，用于在基站比例公平调度过程中，按照小区中各用户的初始优先级由高到低的顺序对用户进行调度服务。
进ー步，所述因子设置单元进ー步包括用户预热时间因子设置子単元，用于判断用户当前时刻平均呑吐量是否大于等于预先设定的最大用户平均呑吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最高优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则进一歩判断用户当前时刻平均呑吐量是否小于等于预先设定的最小用户平均呑吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最低优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则将用户预热时间因子设置为低优先级用户预热时间因子门限值。进ー步，所述因子设置单元进ー步包括用户环境因子设置子単元，用于判断用户当前时刻移动速度是否大于等于预先设定的最大用户移动速度门限，如果是，则将用户环境因子设置为最高优先级环境因子门限值；如果否，则进一歩判断用户当前时刻移动速度是否小于等于预先设定的最小用户移动速度门限值，如果是，则将用户环境因子设置为最低优先级环境因子门限；如果否，则将用户环境因子设置为低优先级环境因子门限值。 进ー步，所述因子设置单元进ー步包括用户传输时延因子设置子単元，用于当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值小于会话类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为最高优先级级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述会话类业务传输时延最小容忍门限值、且小于流类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为高优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述流类业务传输时延最小容忍门限值、且小于交互类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为中优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述交互类业务传输时延最小容忍门限值、且小于背景类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为低优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述背景类业务传输时延最小容忍门限值，则将用户传输时延因子设置为最低优先级传输时延因子门限值。进ー步,所述初始优先级确定单元进ー步包括优先级判定数值获取子単元，用于将用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子分别相加或相乘，得到与用户对应的优先级判定数值；用户初始优先级高低判定子単元，用于根据小区中各用户的优先级判定数值的大小，确定各用户的初始优先级高低。本发明有益效果如下本发明通过设置用户预热时间因子，可以保证同一业务不同用户间短时间公平性，设置用户传输时延因子和用户环境因子，能够兼顾不同业务不同用户长时间公平性，有效提升用户平均呑吐量，使系统性能有明显改善，同时体现比例公平调度方法的系统吞吐量最大化与尽可能保持各用户之间公平性之间平衡的优势。
图I是本发明实施例中ー种比例公平调度方法的流程图；图2是室外组网场景用户低速3km移动环境，小区中用户承载单ー类型业务为背景类数据下载业务，使用本发明实施例方法和现有技术方法的高速下行数据接入业务(HSDPA)用户平均速率曲线对比图。图3是室内组网场景用户低速3km移动环境，小区中不同用户承载不同类型业务，其中50%用户承载业务为背景类数据下载业务，50%用户承载业务为交互类网页浏览业务，使用本发明实施例方法和现有技术方法的高速下行数据接入业务(HSDPA)用户平均速率曲线对比图；图4是本发明实施例中ー种比例公平调度装置的结构示意图；图5是本发明实施例中再ー种比例公平调度装置的结构示意图。
具体实施例方式为了解决现有技术中无法保证不同用户间调度的时间公平性的问题，本发明提供了ー种比例公平调度方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一歩详细说 明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。本发明的主要原理是在传统比例公平原型调度过程开始之前初始化时，依据用户当前时刻用户平均呑吐量高低设置用户预热时间因子，依据设置室外和室内不同组网场景中用户移动速度高低设置的用户环境因子，以及按照不同业务类型的传输时延容忍度高低设置的用户传输时延因子，然后根据用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子联合确定用户初始优先级，进入比例公平调度正式过程中，遵循任意时刻小区中用户初始优先级最大的用户进行调度服务。如图I所示，本发明实施例涉及ー种比例公平调度方法，包括以下步骤步骤S101，根据用户当前时刻平均呑吐量设置用户预热时间因子，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，以及根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子；本步骤中，设置用户预热时间因子具体如下判断用户当前时刻平均呑吐量是否大于等于预先设定的最大用户平均呑吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最高优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则进一歩判断用户当前时刻平均呑吐量是否小于等于预先设定的最小用户平均呑吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最低优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则将用户预热时间因子设置为低优先级用户预热时间因子门限值。设置用户环境因子具体如下判断用户当前时刻移动速度是否大于等于预先设定的最大用户移动速度门限，如果是，则将用户环境因子设置为最高优先级环境因子门限值；如果否，则进一歩判断用户当前时刻移动速度是否小于等于预先设定的最小用户移动速度门限值，如果是，则将用户环境因子设置为最低优先级环境因子门限；如果否，则将用户环境因子设置为低优先级环境因子门限值。设置用户传输时延因子具体如下当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值小于会话类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为最高优先级级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述会话类业务传输时延最小容忍门限值、且小于流类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为高优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述流类业务传输时延最小容忍门限值、且小于交互类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为中优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述交互类业务传输时延最小容忍门限值、且小于背景类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为低优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述背景类业务传输时延最小容忍门限值，则将用户传输时延因子设置为最低优先级传输时延因子门限值。步骤S102，根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级；本步骤中，将用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子分别相加或相乘，得到与该用户对应的优先级判定数值；根据小区中各用户的优先级判定数值的大小，确定各用户的初始优先级高低。例如用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子(用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子在以下简称三个因子)分别A、B、C，当采用线性相加的算法计算优先级判定数值时，则该用户的优先级判定数值为A+B+C;当然，还可以为三个因子设置权重參数，例如，用户的用户预热时 间因子、用户环境因子和用户传输时延因子分别aA、bB、cC，其中，a、b、c分别为用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子的权重參数，三个权重參数的取值范围大于等于I ;在此情况下，该用户的优先级判定数值为aA+bB+cC。通过调整a、b、c的不同取值，则可以控制三个因子在确定用户的优先级判定数值时的权重。同理，采用三个因子采用线性相乘的算法计算优先级判定数值与采用线性相加的算法基本相似。另外，需要指出的是，本发明实施例中计算优先级判定数值的算法并不局限于线形相加算法和线形相乘的算法，本发明实施例主要目的是在于根据三个因子确定优先级判定数值，进而根据该数值的高低判定用户初始优先级的高低，而至于根据何种算法对三个因子进行计算得到优先级判定数值则不需要特别限定，因此，只要不违背本领域的基本原理、且能实现本发明目的的任何根据三个因子计算优先级判定数值的算法均可采用。步骤S103，基站比例公平调度过程中，按照小区中各用户的初始优先级由高到低的顺序对用户进行调度服务。即基站比例公平调度过程正式启动，具体策略是任意时刻小区中初始优先级最高的用户得到调度服务。下面，以两个具体实例对本发明实施例上述方法进行详细说明实施例1，室外组网场景用户低速3km移动环境，小区中用户承载单ー类型业务为背景类数据下载业务，步骤如下I)、基站侧的比例公平调度过程开始之前初始化，按小区中用户编号从小到大顺
序遍历。2)、确定用户预热时间因子。如果用户I当前时刻平均吞吐量300kbps小于最小用户平均呑吐量门限值，则将用户I预热时间因子设置为最低优先级用户预热时间因子门限值。3)、确定用户环境因子。如果用户I当前时刻移动速度3km小于最小用户移动速度门限值，则将用户I环境因子设置为最低优先级用户环境因子门限值。4)、确定用户传输时延因子。如果用户I当前时刻承载的数据下载业务允许传输时间延迟值小于背景类业务传输时延最小容忍门限值，则将用户I传输时延因子设置为低优先级传输时延因子门限值。5)依据最低优先级用户I预热时间因子和最低优先级用户I环境因子及低优先级用户I传输时延因子，采用线性相加算法或线形相乘的算法，计算优先级判定数值，根据用户I的优先级判定数值，确定的用户I初始优先级，进入比例公平调度正式过程。6)、按小区中用户编号从小到大遍历，综合确定小区中所有用户初始优先级。7)、基站比例公平调度过程正式启动，策略是任意时刻小区中初始优先级最大的用户得到调度服务。·8)、基站比例公平调度过程正式結束。表I是HSDPA室外场景仿真设置的具体參数。表I
权利要求
1.一种比例公平调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 根据用户当前时刻平均吞吐量设置用户预热时间因子，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，以及根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子； 根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级； 基站比例公平调度过程中，按照小区中各用户的初始优先级由高到低的顺序对用户进行调度服务。
2.如权利要求I所述的比例公平调度方法，其特征在于，根据用户当前时刻平均吞吐量设置用户预热时间因子，具体包括以下步骤 判断用户当前时刻平均吞吐量是否大于等于预先设定的最大用户平均吞吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最高优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则进一步判断用户当前时刻平均吞吐量是否小于等于预先设定的最小用户平均吞吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最低优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则将用户预热时间因子设置为低优先级用户预热时间因子门限值。
3.如权利要求I所述的比例公平调度方法，其特征在于，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，具体包括以下步骤 判断用户当前时刻移动速度是否大于等于预先设定的最大用户移动速度门限，如果是，则将用户环境因子设置为最高优先级环境因子门限值；如果否，则进一步判断用户当前时刻移动速度是否小于等于预先设定的最小用户移动速度门限值，如果是，则将用户环境因子设置为最低优先级环境因子门限；如果否，则将用户环境因子设置为低优先级环境因子门限值。
4.如权利要求I所述的比例公平调度方法，其特征在于，根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子，具体包括以下步骤 当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值小于会话类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为最高优先级级传输时延因子门限值； 当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述会话类业务传输时延最小容忍门限值、且小于流类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为高优先级传输时延因子门限值； 当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述流类业务传输时延最小容忍门限值、且小于交互类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为中优先级传输时延因子门限值； 当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述交互类业务传输时延最小容忍门限值、且小于背景类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为低优先级传输时延因子门限值； 当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述背景类业务传输时延最小容忍门限值，则将用户传输时延因子设置为最低优先级传输时延因子门限值。
5.如权利要求I 4任一项所述的比例公平调度方法，其特征在于，根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级，具体包括 将用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子分别相加或相乘，得到与该用户对应的优先级判定数值； 根据小区中各用户的优先级判定数值的大小，确定各用户的初始优先级高低。
6.一种比例公平调度装置，其特征在于，所述装置包括 因子设置单元，用于根据用户当前时刻平均吞吐量设置用户预热时间因子，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，以及根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子； 初始优先级确定单元，用于根据所述用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级； 调度服务单元，用于在基站比例公平调度过程中，按照小区中各用户的初始优先级由高到低的顺序对用户进行调度服务。
7.如权利要求6所述的比例公平调度装置，其特征在于，所述因子设置单元进一步包括 用户预热时间因子设置子单元，用于判断用户当前时刻平均吞吐量是否大于等于预先设定的最大用户平均吞吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最高优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则进一步判断用户当前时刻平均吞吐量是否小于等于预先设定的最小用户平均吞吐量门限值，如果是，则将用户预热时间因子设置为最低优先级用户预热时间因子门限值；如果否，则将用户预热时间因子设置为低优先级用户预热时间因子门限值。
8.如权利要求6所述的比例公平调度装置，其特征在于，所述因子设置单元进一步包括 用户环境因子设置子单元，用于判断用户当前时刻移动速度是否大于等于预先设定的最大用户移动速度门限，如果是，则将用户环境因子设置为最高优先级环境因子门限值；如果否，则进一步判断用户当前时刻移动速度是否小于等于预先设定的最小用户移动速度门限值，如果是，则将用户环境因子设置为最低优先级环境因子门限；如果否，则将用户环境因子设置为低优先级环境因子门限值。
9.如权利要求6所述的比例公平调度装置，其特征在于，所述因子设置单元进一步包括 用户传输时延因子设置子单元，用于当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值小于会话类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为最高优先级级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述会话类业务传输时延最小容忍门限值、且小于流类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为高优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述流类业务传输时延最小容忍门限值、且小于交互类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为中优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载 业务允许传输时间延迟值大于等于所述交互类业务传输时延最小容忍门限值、且小于背景类业务传输时延最小容忍门限值时，将用户传输时延因子设置为低优先级传输时延因子门限值；当用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值大于等于所述背景类业务传输时延最小容忍门限值，则将用户传输时延因子设置为最低优先级传输时延因子门限值。
10.如权利要求6 9任一项所述的比例公平调度装置，其特征在于，所述初始优先级确定单元进一步包括 优先级判定数值获取子单元，用于将用户的用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子分别相加或相乘，得到与用户对应的优先级判定数值； 用户初始优先级高低判定子单元，用于根据小区中各用户的优先级判定数值的大小，确定各用户的初始优先级高低。
全文摘要
本发明公开了一种比例公平调度方法及装置，所述方法包括根据用户当前时刻平均吞吐量设置用户预热时间因子，根据用户当前时刻移动速度设置用户环境因子，以及根据用户当前时刻承载业务允许传输时间延迟值设置用户传输时延因子；根据用户预热时间因子、用户环境因子和用户传输时延因子，确定小区中各用户的初始优先级；基站比例公平调度过程中，按照小区中各用户的初始优先级由高到低的顺序对用户进行调度服务。本发明能够兼顾不同业务不同用户长时间公平性，有效提升用户平均吞吐量，使系统性能有明显改善，同时体现比例公平调度方法的系统吞吐量最大化与尽可能保持各用户之间公平性之间平衡的优势。
文档编号H04W72/10GK102833867SQ20111015726
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者王建, 梅晨斐, 郭定一, 刘壮 申请人:中兴通讯股份有限公司