[发明专利]一种用于5G基站的下行时频资源调度方法和系统

权利要求书

1.一种用于5G基站的下行时频资源调度方法，其特征在于，该调度方法能够满足用户流所提出的时延要求，具体步骤如下：

(1)根据在5G基站中需要传输数据的不同用户流下行队列中数据包的队列长度以及不同用户流的时延要求，计算得出这些用户流在一个调度周期内需要传输的数据量；计算用户流在某个调度周期内需要传输的数据量的公式如下：

τ_i＝(M_i+1)·T_f

其中，u_i(k)表示第i条用户流在第k个调度周期内需要传输的数据量；q_i(k)是该条流在第k个调度周期开始时数据队列的长度；M_i是用户流所提出的时延要求离散化后的取样间隔个数，T_f是取样间隔，即调度周期；τ_i是该条流提出的的最大时延界限需求；

(2)将一个系统帧作为调度周期，根据调度优先级指标为每个用户流调度由步骤(1)所计算出的需要传输的数据量，最终得到调度结果矩阵；所述调度优先级指标会随着用户流被满足数据传输要求的调度周期个数的增加而变大，从而能将某一调度周期已经满足数据量调度要求的用户流的优先级提高；

(3)将步骤(2)中得到的整个系统帧的调度结果矩阵中的每一列分别直接映射到该系统帧内的每个子帧的调度结果，最终实现根据子帧来进行实际的时频资源调度。

2.根据权利要求1所述的一种用于5G基站的下行时频资源调度方法，其特征在于，步骤(2)中，计算用户流调度优先级指标公式如下：

其中，表示第j条用户流在第r个子带宽上的调度优先级指标，HOLD_j是队列中第j条用户流第一个数据包的时延， MaxDelay_j表示数据包从队列中第j条用户流丢弃的最大允许等待时间，表示第j条用户流在第r个子带宽上频谱效率，SE_max(Spectralefficiency)表示最大频谱效率，t_j表示第j条流的时延要求在连续的系统帧内都被满足的连续帧的个数，t_j使得在连续的若干个系统帧内已经被调度满足要求的用户流的优先级高于未被满足要求的用户流，从而实现保证用户流在其整个持续时间内的时延。

3.根据权利要求1所述的一种用于5G基站的下行时频资源调度方法，其特征在于，步骤(2)中，根据调度优先级指标为每个用户流调度由步骤(1)所计算出的需要传输的数据量的过程具体如下：优先调度具有最高的调度优先级指标的用户流，锁定用户流后，将整个带宽上所有拥有剩余资源的子带宽按照调度优先级指标从高到低排序，并将资源块从左到右分配给该用户流直到该用户流的需要传输的数据量被满足为止；接着调度下一个用户流，此循环一直持续直到没有剩余资源或是所有用户流的数据量要求都被满足为止。

4.一种用于5G基站的下行时频资源调度系统，其特征在于，该系统包括顶层调度模块、中间层调度模块和底层调度模块，在这三个调度模块共同作用下，保证用户流所提出的时延要求；

所述顶层调度模块运用排队论以及信号与控制系统的基本理论，根据在5G基站中需要传输数据的不同用户流下行队列中数据包的排队情况以及不同用户流的时延要求，计算用户流在一个调度周期内需要传输的数据量；

所述中间层调度模块采用基于系统帧的调度算法，该调度算法将一个系统帧作为调度周期，根据调度优先级指标为每个用户流调度由顶层调度模块所计算出的需调度数据量，最终得到调度结果矩阵；所述调度优先级指标会随着用户流被满足数据传输要求的调度周期个数的增加而变大，从而能将某一调度周期已经满足数据量调度要求的用户流的优先级提高；

所述底层调度模块遵循3GPP标准中所规定的调度规范，将中间层调度模块得到的一个系统帧的调度结果矩阵中的每一列分别直接映射到该系统帧内的每个子帧的调度结果，最终实现根据子帧来进行实际的时频资源调度。