[发明专利]LTE公网下集群多媒体业务下行无线资源调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LTE公网下集群多媒体业务下行无线资源调度方法，涉及无线资源调度技术。

背景技术

DTLC(Discrete Time Line Control)理论，如图1所示，令t_k,i为第i个实时业务流的第k个帧开始的时间，于是有采样间隔△t(k)＝t_k+1,i-t_k,i等于LTE帧的持续时间。由框图可得：q_i(k+1)-q_i(k)＝d_i(k)-u_i(k)。其中，q_i(k)为第i个队列在t_k,i时刻的长度，u_i(k)为在第k个帧时间内要传输的数据量，d_i(k)表示在第k个帧时间内新填充到队列中的数据量。我们假设有以下的一般控制法则：u_i(k)＝h_i(k)^*q_i(k)，其中“*”运算为离散时间卷积。H_i(z)为h_i(k)的Z变换，即用h_si(k)表示系统的冲击响应，所以有q_i(k)＝h_si(k)*d_i(k)。我们设计的目的是找到合适的函数H_i(z)，来确保系统的BIBO(Bounded Input Bounded Output，有限输入有限输出)稳定性，并保证队列的时延。

利用这样一个定理：在BIBO稳定的系统下，为了保障第i个队列的延时小于M_i+1个采样间隔，那么有系统的冲击响应有如下的表达式：

M_i是冲击响应的长度，并且满足c_i(n)≥c_i(n+1)，n≥1；c_i(n)∈R。考虑到采样间隔为T_f，假设队列时延的上限为τ_i，那么通过τ_i＝(M_i+1)T_f计算得到M_i，并通过设置合适的c_i(n)，可以得到h_si(k)。进一步可以得到H_i(z)，同时可以得到：所以使用DTLC算法，就能通过计算一个无线帧内需要传输的数据量u_i(k)，来保证实时业务的时延不超过上限值。

PF(Proportional Fair，比例公平)算法是一种经典的信道感知调度算法，对调度的公平性和系统频谱效率进行了很好的折中，当用户较多的时候，该算法能够选择信道质量较好的用户进行调度，从而能够带来多用户分集增益(即当信道环境糟糕时多个用户中极可能存在一个信道质量比较好的用户，选择此用户进行调度会提高系统的频谱利用效率)。算法的表达式为其中代表PF算法第i个业务流调度第k个子信道的权值，这个值越大表明第k个子信道被第i个业务流调度的概率就越高。表示当前子帧时刻t第i个业务流在第k个子信道上的数据速率，表示第i个业务流过去的平均速率。

MLWDF(Modified Largest Weight Delay First，修改的最大权值延时优先)算法：该算法是一种经典的多媒体实时业务调度算法，既考虑了信道特点又考虑了业务的QoS特性。其表达式为其中τ_i为第i个业务流的包延时上限，δ_i定义为D_HOL,i(第i个业务流队头(Head of Line)等待时延)超过τ_i的最大概率。

EXP/PF(Exponential/Proportional Fair，指数比例公平)算法：该算法也是一种经典的实时多媒体业务无线资源调度算法，其表达式为其中N_rt为激活的下行实时业务流的个数。我们可以看到，对于非实时业务，或者D_HOL,i都相近的实时业务来说，指数项趋近于1，此时就变成简单的PF算法。