[发明专利]基于用户业务量满意度的LTE上行比例公平资源调度方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于用户业务量满意度的LTE上行比例公平资源调度方法。

背景技术

随着4G技术的投入商用，国内4G用户数量快速增长，仅仅中国移动的4G用户数就有望在2015年突破2.5亿。由于用户对无线通信业务的需求越来越大，现在的频谱资源有限，因此有效利用有限的频谱资源，为用户提供更好的服务至关重要。

在LTE(Long Term Evolution)系统上行链路中采用单载波正交频分多址(Single Carrier Frequency Division Multile Access，SC-FDMA)技术。SC-FDMA技术有效降低了上行链路发射信号的峰均比(Peak to Average Power Ratio,PAPR)，因此被应用于3GPP LTE上行链路中，但同时对LTE上行链路的资源调度提出了新的要求。SC-FDMA技术要求同时分配给同一用户的子载波必须是连续的。

系统吞吐量和公平性是资源调度算法两个重要的性能指标，这两种性能指标的边界是通过以下两种算法来确定的：一种是最大载干比算法，在牺牲公平性的基础上提供最大的系统容量，因为在这种策略下所有的资源都分配给信道条件最好的用户；另一种是轮询算法，在牺牲系统容量的基础上给每个用户提供比较公平的资源共享。这两种算法分别确定了系统吞吐量和公平性的边界，然而一个好的算法必须要做到两者兼顾，如比例公平算法(Proportional Fair，PF)就是一种折中的算法，该算法的基本思想是在选择用户时考虑瞬时速率和长期平均速率的比值，同时利用权重值对不同用户进行调整，达到同时兼顾系统吞吐量和公平性的目的。

PF算法为小区内每个用户都分配了一个优先级，在任意时刻系统调度优先级最大的用户。在现有研究中，PF算法的优先级通过以下公式得到：其中，n是传输时间间隔(TTI)索引，是用户i在第j个资源块(Resource Block,RB)获得的传输速率，R_i(n-1)表示用户i在第n-1个TTI及之前的平均传输速率，i为所有等到被调度用户中的任一个，j为第n个TTI中的任意一个RB。当第一个TTI调度的时候，R_i(n-1)都为1。显然，优先级较高的用户分配到的资源比较多，随着时间越长该用户获得的平均传输速率越大，优先级不断变低，最后将无法获得服务，反之亦然。总之，PF调度算法一方面可以保证所有用户的平均数据传输量最大，另一方面充分保证了不会出现某些用户长时间得不到服务的现象。

但是PF算法每次将RB分配给优先级最高的用户，这样并不能保证同时分配给同一用户的RB的连续性，不能够满足SC-FDMA技术的要求，因此不能够直接应用于LTE上行链路中。在现有的LTE上行资源调度算法研究中，大部分对PF算法做出改进以使其适应LTE上行链路的要求，比如每次将RB分配给满足RB连续性并且信道质量较好的用户。为了降低信道质量小尺度波动的影响，有人提出了RB组分配的思想，就是将所有可用的RB分成若干个RB组，每次以RB组为单位分配给满足条件的用户，这样减少了信道质量小尺度波动的影响，提高了系统吞吐量。

由于不同用户的业务量是不同的，在PF算法中对于业务量较多的用户在过去的一段时间内的平均传输速率会比较高，而对于业务量较少的用户在过去一段时间内的平均服务速率会比较低。这样就使得业务量较少的用户的优先级往往会高于业务量较多的用户，更有机会获得资源，使得不同业务量的用户获得的平均服务速率逐渐趋于一致，从而造成系统吞吐量的下降，同时也会导致业务量较多的用户对获得服务的满意度低于业务量较少的用户，造成用户业务量满意度的不公平。虽然已经有人对LTE下行链路的业务满意度公平性提出了改进方法，但是该问题在上行链路中依然存在，而保证系统吞吐量和用户业务量满意度公平性对于LTE系统来说是十分重要的，因此本发明针对此问题结合上述RB组分配的思想提出一个解决方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于用户业务量满意度的LTE上行比例公平资源调度方法。

本发明采用的技术方案为：基于用户业务量满意度的LTE上行比例公平资源调度方法，包括以下步骤：

S1：根据用户总数和可分配的RB的总个数确定每个用户每次分配的RB组大小；

S2：根据用户的BSR上报更新对应用户的待发送业务量；