[发明专利]一种时延优化的资源分配方法

摘要

本发明公开了一种时延优化的资源分配方法，涉及无线通信技术领域；首先，无线资源管理器确定当前时隙上待调度的用户，根据所有待调度用户在当前时隙和前一个时隙上的QSI，计算待调度用户每种业务的优先级因子，并生成用户业务的优先级顺序表，用于指导无线资源管理器对传输待调度用户优先级最高业务的数据所需发射功率的控制和对无线资源块分配的决策，然后，将资源分配结果发送给对应的待调度用户；最后，更新每个用户的每个业务对应缓存队列的QSI；本发明保证网络内所有缓存队列的有界性，以减少业务的平均传输时延，且在实现网络稳定性的前提下，使网络能量效率性能趋近最优值。

主权项

一种时延优化的资源分配方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、无线资源管理器统计网络能感知的具有不同时延特性的业务类型；业务类型共N种；表示为{1,2,…,n,…,N}；n为业务序号；所有附着用户共K个；表示为{1,2,…,k,…,K}；k为用户标识；步骤二、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器在起始时刻为每种业务配置业务控制参数，以及确定在当前时隙内所有可用无线资源块的集合；步骤三、针对每个资源分配时隙，无线资源管理器获取每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI，确定所有需要进行调度的用户并获取所有待调度用户在当前时隙的CSI；所述的缓存队列的QSI是指缓存队列中待传输业务数据的积压数量；所述的CSI为用户在可用无线资源块上的信道增益；无线资源管理器根据每一个用户的每种业务对应的缓存队列是否为空，确定当前时隙所有需要进行调度的用户，并获取所有待调度用户在当前时隙上报的CSI；步骤四、针对每个待调度用户的每个业务，无线资源管理器分别获取对应缓存队列在当前时隙t以及前一个时隙t‑1的QSI；步骤五、无线资源管理器根据时隙t以及时隙t‑1的QSI，计算每个待调度用户每个业务的优先级并确定每个待调度用户优先级最高的业务；计算每个待调度用户k′每种业务的优先级公式如下：PRIk′,n(t)＝(Qk′,n(t))2‑(Qk′,n(t‑1))2PRIk′,n(t)为在时隙t上待调度用户k′关于业务n的优先级因子，Qk′,n(t)为时隙t上待调度用户k′关于业务n对应缓存队列的QSI；对于每个待调度的用户，最大优先级因子所对应业务的优先级最高；步骤六、无线资源管理器从可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块，计算在该无线资源块上传输每个待调度用户优先级最高业务数据所需的最优发射功率和效用因子；具体步骤如下：首先，无线资源管理器从步骤二中确定的可用无线资源块集合中选出编号值最小的无线资源块的序号为r；然后，计算在无线资源块r上传输每个待调度用户优先级最高业务的数据时，所需的最优发射功率；针对待调度用户k′，计算在无线资源块r上传输其优先级最高业务n的数据时，所需的最优发射功率公式如下：Pk′,n,r(t)=max[0,min[(Vn+Qk′,n(t))WϵVnηk′EE(t)ln2-σ2|gk′,r(t)|2,Pmax]]]]>Pk′,n,r(t)为在时隙t上使用无线资源块r传输待调度用户k′最高优先级业务n的数据时所需的最优发射功率；W是无线资源块r的带宽；ε是数值介于0到1之间的能量效率因子，ε数值越接近自然数1则表示系统的电能转化率越高；为在时隙t上待调度用户k′的能量效率值；σ2为无线资源块r上对应的高斯白噪声功率；gk′,r(t)为在时隙t上待调度用户k′在无线资源块r上的信道增益；Pmax为无线接入点的最大发射功率；最后，根据服务每个待调度用户所需的最优发射功率，计算使用无线资源块r传输各个待调度用户优先级最高业务数据的效用因子；针对待调度用户k′，计算在无线资源块r上传输其优先级最高业务的数据时的效用因子，公式如下：为在时隙t上使用无线资源块r传输待调度用户k′最高优先级业务n的数据时的效用因子；步骤七、根据使用最小编号值的无线资源块r传输每个待调度用户最高优先级业务数据时的效用因子，确定该无线资源块r的分配决策和功率控制结果，并且无线资源管理器更新无线资源块集合；步骤八、无线资源管理器并判断所有的可用无线资源块是否遍历完毕；如果是，执行步骤九；否则，返回步骤六；步骤九、无线资源管理器将每个无线资源块的分配决策和功率控制结果发送给相应的待调度用户；步骤十、统计每个用户在当前时隙t的数据传输速率，所需消耗的总发射功率并计算下一时隙t+1的能量效率值；首先，对于分配到无线资源块的待调度用户ko，能量效率值计算方法如下：ηkoEE(t+1)=Στ=1tRko(τ)ϵΣτ=1tPko(τ),ηkoEE(1)=0,t=2,3,...;]]>是在时隙t上采集到用户ko的数据传输速率；是在时隙t上用户ko所需的总发射功率，其定义为对于其他未分配到无线资源块的用户io，能量效率值的计算方法如下：ηioEE(t+1)=0,ηioEE(1)=0,t=2,3,...;]]>步骤十一、无线资源管理器对每个用户的每种业务对应缓存队列的QSI进行更新；对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户ko，其最高优先级业务n对应的缓存队列的QSI更新方法如下：Qko,n(t+1)=max[Qko,n(t)-Rko(t),0]+Ako,n(t);]]>为当前时隙t上用户ko最高优先级业务n的新数据到达速率；对于在时隙t上分配到无线资源块上的待调度用户ko，其非最高优先级业务no对应的缓存队列的QSI更新方法如下：Qko,no(t+1)=max[Qko,no(t),0]+Ako,no(t)]]>对于其他在时隙t上未分配到无线资源块的用户io每个业务对应的缓存队列的QSI更新方法如下：Qio,n(t+1)=max[Qio,n(t),0]+Aio,n(t);]]>步骤十二、无线资源管理器结束在当前时隙t的无线资源分配过程，并判断所有资源分配时隙是否全部完成，如果是，结束；否则，进入到下一个无线资源分配时隙开始时刻之际，返回执行步骤二。