[发明专利]一种MBMS系统的自适应调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MBMS（Multimedia Broadcast Multicast Service，多媒体广播多播业务）系统的调度方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

近年来，数据业务的爆发式增长和不同用户的多种服务质量要求，使得移动无线通信系统有了突飞猛进的发展。并且随着更多的军事应用和商业服务的扩展，这种需求在将来会更加紧迫。为了满足上述需求，各大标准组织相继提出了各自未来的技术研发方向，其中一种有效的方案是将一些应用传送给选择的一组用户，也就是通过多路广播来传送一些应用。例如，交通状况报告，本地新闻，天气预报，股市行情等地理位置信息的更新以及移动终端上更加丰富的多媒体消息、视频音乐的点播下载和移动电视等业务都可以通过多播技术实现。

然而，多播面对诸多难题，比如多变的无线信道，高速的用户移动以及有限的系统资源。为了解决这些难题，将正交频分多址接入（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA），多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）天线模式，调度以及动态无线资源分配（Dynamic radio resource allocation，DRA）等技术与多播结合，经验证这是一种最大化频谱利用率，最小化基站（Base Station，BS）的传输功率损耗并为网络中的用户提供更好的用户体验的有效技术。目前，这些技术已经广泛的被多个移动通信标准诸如IEEE802.16（固定及移动WiMAX），3GPP长期演进（Long Term Evolution，LTE）作为多媒体广播多播服务（Multimedia Broadcast Multicast Service，MBMS）采用，用以适应高速移动性并为漫游和移动用户提供高速数据传输。

3GPP标准R6中定义多媒体广播多播服务（MBMS）为：MBMS是一种由一个数据源同时向多个用户发送信息的点到多点的业务，为具有相同业务需求的用户同时提供服务，从而使网络资源得到共享。这些资源不仅包括移动核心网和接入网的资源，还包括更为紧张的空中接口资源。MBMS使数据在被称为MBMS会话的连续传输时间段中能有效率地传输。因此，MBMS与单播承载业务相比，减少了网络内的数据量，并且充分利用了资源。

MBMS系统中的多播调度和资源分配基于两种多播传输模式：多速率传输和单速率传输。在多播传输模式下，对属于同一个多播组的用户，基站将根据用户的信道状况为不同用户采用不同的传输速率。这种模式需要考虑计算复杂度，编码，同步等问题，因而复杂性较高，不过可以提高系统的频谱利用率。在单速率传输模式下，不考虑多播组中各个用户因信道状况不同而导致的可接受数据速率不同，对属于同一多播组的所有用户，基站采用相同的传送速率。这种模式容易实现并且复杂性较低，因此在当今MBMS系统中应用广泛。

MBMS系统在单速率传输模式下，多播服务信息的传输速率应该均衡多用户分集和多播增益的要求。具体来说，多用户分集就是满足多播组中最差用户的接收要求，多播增益是指要最大限度的使用系统资源。因此，单速率传输模式的多播系统的首要难题是选择合适的多播组传输速率，使得较差信道状况的用户可以接收服务，同时较好信道状况的用户不会因为一直受限而不能享受更高质量的服务。因此，单速率模式的多播系统调度分为两大步骤，第一步每个多播组选择合适的数据速率，第二步多个多播组之间进行组间调度。简而言之，单速率的多播传输需要均衡考虑多播增益和多用户分集。

现有的单速率多播传输方案有很多，例如：

最小最大算法：多播组的速率选择适合组内最差用户的数据速率，然后每个资源块为在它上面瞬时数据速率最大的那个多播组传输数据。

去掉差用户算法：将每个多播组中信道状况低于一定速率的用户去掉，然后多播组的数据速率选择现有用户中最差用户的数据速率，之后使用比例公平调度算法进行组间调度。

最小公平算法（Minimise Intra-group and Propotional Fairness Inter-group，MIN）：多播组的速率选择适合组内最差用户的数据速率，然后对多播组使用比例公平调度算法，每个资源块为在它上面调度优先级最高的多播组传输数据。