[发明专利]一种面向3G/4G卫星移动通信网络的上行资源调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种面向3G/4G卫星移动通信网络的上行资源调度方法及装置，该方法的步骤为：S1：缓存量预测；用户设备UE在每个调度周期对T_n时间后业务数据的缓存量进行预测，并将缓存量的预测值以逻辑信道组LCG为单位通过BSR上报给演进型基站eNB；S2：计算用户设备的优先级；演进型基站eNB上行资源调度器收到用户设备i发来的调度请求后，计算该用户设备i的优先级；S3：分配上行资源；演进型基站eNB上行资源调度器按照多个设备的优先级对多个用户设备依次分配上行资源。该装置用来实施上述方法。本发明能够提高系统的资源利用率和吞吐量、更好地满足不同业务的时延和吞吐量等服务质量。

技术领域

本发明主要涉及到移动通信领域，特指一种面向3G/4G卫星移动通信网络的上行资源调度方法及装置。

背景技术

LTE卫星移动通信系统将第三代合作伙伴项目3GPP(The 3rd GenerationPartnership Project)长期演进LTE(Long Term Evolution)标准引入到卫星通信中，在空间构建类似于地面的LTE网络系统。系统综合了LTE高数据速率和卫星通信覆盖范围广等特点，在实现移动通信的高速全球覆盖方面具有独特的优势。

3GPP于2005年开始启动LTE项目。相比于第三代移动通信系统，LTE具有高速率、低往返时延、高效率和可变带宽等特点。在上行调度传输中，LTE采用基于UE的调度：eNB对UE进行优先级计算，并确定为UE分配的资源总量，UE再以无线承载RB(Radio Bearer)为单位对获得的资源进行细分。其中，BSR上报机制和分组调度算法是上行资源调度中两个非常重要的内容。

(1)BSR上报机制；

为了确定为每个UE分配的资源量，eNB需要知道UE的上行缓存中待发送的数据量，这通过BSR上报机制来完成。为了减小BSR上报带来的信令开销，LTE引入了逻辑信道组LCG(Logical Channel Group)的概念，将每个RB映射到一个LCG中，UE为每个LCG的缓存总量上报一个BSR。UE端一共有4个LCG，每个LCG包含哪些RB是由eNB端的调度算法决定的，通常将服务质量要求相近的RB放在一个LCG中。

(2)分组调度算法；

LTE中的分组调度算法包括轮询调度算法(RR)、最大载干比算法(Max C/I)、比例公平算法(PF)、改进的最大权重时延优先算法(M-LWDF)等。其中，PF算法优先为信道质量最接近其峰值信道质量的用户分配资源，很好地兼顾了系统吞吐量和用户公平性，是无线网络中最经典的调度算法之一。PF算法的调度判决表达式为：

其中：μ_i(t)为用户设备i在t时刻的载干比值，反映了用户的信道质量；R_i(t)为用户设备i在以t时刻结尾的一段时间窗内的吞吐量。PF算法综合考虑了用户的信道质量和吞吐量，用户的信道质量越好，调度的优先级越高，但当用户被持续调度时，由于吞吐量增加，优先级逐渐降低，最终系统中用户的吞吐量会根据每个用户的信道质量达到一个平衡值。

上述调度方式存在的技术问题就在于：

1、LTE资源调度的周期为1ms，而在卫星移动通信系统中，BSR从UE上报到eNB(GEO卫星)的时延约为125ms，eNB的调度结果传回UE也需要125ms，即UE收到的资源分配结果是eNB根据250ms之前各个用户的缓存状态信息作出的。而在这250ms内，UE的缓存状态可能发生较大的变化。eNB端获取的BSR信息严重过时，据此作出的调度结果也与UE当前需要发送的数据量不相匹配，从而降低了系统的资源利用率和吞吐量。

2、LTE现有的分组调度算法通常在用户公平性和系统吞吐量之间进行折中，没有考虑每个用户包含的不同业务，以及业务之间不同的服务质量要求，从而不能满足不同服务质量等级和业务流量的业务的时延和吞吐量等服务质量要求。