一種自適應(yīng)比例公平的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及在移動通信領(lǐng)域LTE系統(tǒng)中一種自適應(yīng)比例公平的方法。本發(fā)明是利用空閑CPU資源來完成調(diào)度值的計算與排序工作，達到N（N可變）個TTI（1ms）的比例公平。相對于傳統(tǒng)比例公平的方法，本發(fā)明的優(yōu)點是比例公平時間粒度可變，適用于各種用戶量，當(dāng)用戶量較小時，可以達到每個TTI比例公平，當(dāng)用戶量大時，可以是多個TTI的比例公平，盡量保證時延以及業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量要求。
【專利說明】一種自適應(yīng)比例公平的方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及在移動通信領(lǐng)域LTE系統(tǒng)中，涉及一種自適應(yīng)比例公平的方法。
【背景技術(shù)】[0003]隨著LTE技術(shù)不斷的成熟，商業(yè)化步伐逐漸加快，主流運營商對基站設(shè)備的要求也逐步提高，特別是單載扇容量，要求激活用戶在400個以上。這種情況下對調(diào)度器的要求就非常高。比例公平方法兼顧用戶調(diào)度公平性和系統(tǒng)吞吐量，被廣泛采用。比例公平方法根據(jù)用戶的瞬時頻譜效率，平均頻譜效率以及QOS來計算調(diào)度值，然后按照調(diào)度值的優(yōu)先級進行排序，調(diào)度器依據(jù)優(yōu)先級進行資源分配；傳統(tǒng)的比例公平方法通常以每個TTI (Ims)為時間粒度達到比例公平，由于瞬時頻譜效率，平均頻譜效率，QOS可能在每個TTI都會變化，所以需要每個TTI都更新調(diào)度值以及排序鏈表，以供調(diào)度器使用。通常的設(shè)計都是調(diào)度值的計算和排序工作在調(diào)度器里完成，在小用戶量的情況下，調(diào)度器還可以正常完成工作，在大用戶量的情況下，對每個邏輯信道進行調(diào)度值計算以及排序需要消耗大量時間，會造成調(diào)度器在無法完成正常工作，從而造成系統(tǒng)異常。3GPP協(xié)議中規(guī)定，一個子幀的時間跨度是1ms，即MAC對一個子幀的調(diào)度也不能超過1ms，這一規(guī)定對LTE基站的處理性能要求極高。當(dāng)用戶量大時，會由于調(diào)度器超時而調(diào)度異常。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是一種自適應(yīng)比例公平的方法，在不影響調(diào)度器正常工作的情況下，充分利用CPU資源完成調(diào)度值的計算和排序工作，實現(xiàn)比例公平隨激活用戶數(shù)自適應(yīng)調(diào)整，克服了原有技術(shù)的瓶頸。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明技術(shù)方案為:
一種自適應(yīng)比例公平的方法，其特征在于，基于定義ping-pong鏈表,所述ping-pong鏈表包括Ping鏈表和pong鏈表，包含以下步驟:
由調(diào)度器執(zhí)行的調(diào)度步驟:調(diào)度器將Ping鏈表和pong鏈表進行交替調(diào)度，即根據(jù)上一個TTI調(diào)度的鏈表類型和就緒狀態(tài)判斷是否需要進行鏈表的交替以及是否需要將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部；然后將調(diào)度的qos信息保存到與當(dāng)前調(diào)度的鏈表相反的另一鏈表中；
由調(diào)度器處理器執(zhí)行的調(diào)度值處理步驟:小區(qū)內(nèi)激活UE邏輯信道的調(diào)度值并按調(diào)度優(yōu)先級進行排序，并將排序好的邏輯信道置入調(diào)度器當(dāng)前沒有進行調(diào)度的鏈表中，并將該鏈表更換為就緒狀態(tài)；
所述調(diào)度步驟與調(diào)度值處理任務(wù)在同一個CPU核，并且任務(wù)優(yōu)先級低于調(diào)度步驟，每個TTI總是調(diào)度步驟優(yōu)先運行，調(diào)度值處理步驟則是利用調(diào)度步驟剩余時間來運行。
[0006]在上述的一種自適應(yīng)比例公平的方法，所述調(diào)度器執(zhí)行的調(diào)度步驟具體包括以下子步驟:
步驟201:啟動調(diào)度器任務(wù)，然后處理隨機接入，重傳；
步驟202:進入DRB調(diào)度并根據(jù)上一個TTI調(diào)度的鏈表類型判斷是否切換調(diào)度鏈表:判斷步驟1:若上一個TTI調(diào)度的是ping鏈表，則判斷pong鏈表是否準(zhǔn)備就緒；并根據(jù)pong鏈表是否就緒執(zhí)行步驟2031 ；
判斷步驟2:若上一個TTI調(diào)度的是pong鏈表，則判斷ping鏈表是否準(zhǔn)備就緒；并根據(jù)Ping鏈表是否就緒執(zhí)行步驟2032 ；
步驟2031:若pong鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用ping鏈表，將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部，并將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表；若pong鏈表準(zhǔn)備就緒,則使用pong鏈表，并置Ping鏈表為未就緒狀態(tài)，將調(diào)度的qos信息存到ping鏈表；然后執(zhí)行步驟204 ；步驟2032:若ping鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用pong鏈表，將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部，并將調(diào)度qos信息保存到ping鏈表；若ping鏈表準(zhǔn)備就緒，則使用ping鏈表，并置pong鏈表為就緒狀態(tài)，將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表；然后執(zhí)行步驟204 ；步驟204:根據(jù)選擇的調(diào)度鏈表進行調(diào)度，進行資源分配。
[0007]步驟205:組裝MAC層與物理層的接口大消息；
步驟206:調(diào)度器任務(wù)結(jié)束.在上述的一種自適應(yīng)比例公平的方法，所述調(diào)度器處理器執(zhí)行的調(diào)度值處理步驟包括以下子步驟:
步驟301:啟動調(diào)度值處理任務(wù)；然后在ping-pong鏈表中找到被置為未就緒的鏈表；步驟302:遍歷所有UE邏輯信道，對所有邏輯信道進行調(diào)度值更新計算，并對計算好的邏輯信道進行排序；
步驟303:將排序好的邏輯信道添加進未就緒鏈表，同時對排序好的鏈表置標(biāo)志為就緒狀態(tài)；供下一個TTI調(diào)度使用，
步驟304:調(diào)度值處理任務(wù)結(jié)束.因此，本發(fā)明的有益特點如下:比例公平方法的時間粒度可以自適應(yīng)變化，用戶量小的時候可以做到I個TTI比例公平，用戶量比較大時，可以做到N個TTI比例公平，N可變。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的調(diào)度器任務(wù)流程圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的調(diào)度值處理任務(wù)流程圖。
[0010]圖3是本發(fā)明的整個方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面通過【具體實施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0012]本發(fā)明的思路是利用調(diào)度結(jié)束后，CPU空閑的時間來完成所有邏輯信道調(diào)度值計算以及排序工作。
[0013]具體實施可參照圖1和圖2流程，包括以下步驟:
步驟201:啟動調(diào)度器任務(wù)，然后處理隨機接入，重傳；
步驟202:進入DRB調(diào)度并根據(jù)上一個TTI調(diào)度的鏈表類型判斷是否切換調(diào)度鏈表: 判斷步驟1:若上一個TTI調(diào)度的是Ping鏈表，則判斷pong鏈表是否準(zhǔn)備就緒；并根據(jù)pong鏈表是否就緒執(zhí)行步驟2031 ；
判斷步驟2:若上一個TTI調(diào)度的是pong鏈表，則判斷ping鏈表是否準(zhǔn)備就緒；并根據(jù)Ping鏈表是否就緒執(zhí)行步驟2032 ；
步驟2031:若pong鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用ping鏈表，將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部，并將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表；若pong鏈表準(zhǔn)備就緒,則使用pong鏈表，并置Ping鏈表為未就緒狀態(tài)，將調(diào)度的qos信息存到ping鏈表；然后執(zhí)行步驟204 ；步驟2032:若ping鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用pong鏈表，將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部，并將調(diào)度qos信息保存到ping鏈表；若ping鏈表準(zhǔn)備就緒，則使用ping鏈表，并置pong鏈表為就緒狀態(tài)，將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表；然后執(zhí)行步驟204 ；步驟204:根據(jù)選擇的調(diào)度鏈表進行調(diào)度，進行資源分配。
[0014]步驟205:組裝MAC層和物理層接口大消息；
步驟206:調(diào)度器任務(wù)結(jié)束.調(diào)度器任務(wù)結(jié)束后，調(diào)度值處理任務(wù)開始啟動:
步驟301:啟動調(diào)度值處理任務(wù)；然后在ping-pong鏈表中找到被置為未就緒的鏈表；步驟302:遍歷所有UE邏輯信道，對所有邏輯信道進行調(diào)度值更新計算，并對計算好的邏輯信道進行排序；
步驟303:將排序好的邏輯信道添加進未就緒鏈表，同時對排序好的鏈表置標(biāo)志為就緒狀態(tài)；供下一個TTI調(diào)度使用，
步驟304:調(diào)度值處理任務(wù)結(jié)束。
[0015]實例分析:
接入100個UE,每個UE都只配置默認(rèn)承載，同時打FTP流量，調(diào)度器啟動后，在處理完隨機接入，重傳等等后，進入DRB調(diào)度，若上一個TTI使用的是ping鏈表，則判斷pong鏈表是否準(zhǔn)備就緒,反之亦然；若pong鏈表準(zhǔn)備就緒,則選擇pong鏈表進行調(diào)度,并置ping鏈表為未就緒狀態(tài)，將調(diào)度后的邏輯信道插入到pong鏈表的末尾，并將調(diào)度的qos信息保存到ping鏈表,供調(diào)度值處理任務(wù)使用；若pong鏈表沒有準(zhǔn)備就緒,則繼續(xù)使用ping鏈表進行調(diào)度，將調(diào)度后的邏輯信道插入到Ping鏈表末尾，并將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表，供調(diào)度值處理任務(wù)使用。若上一個TTI使用的是pong鏈表，則判斷ping鏈表是否準(zhǔn)備就緒，反之亦然；若ping鏈表準(zhǔn)備就緒，則選擇ping鏈表進行調(diào)度,并置pong鏈表為未就緒狀態(tài)，將調(diào)度后的邏輯信道插入到Ping鏈表的末尾，并將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表，供調(diào)度值處理任務(wù)使用；若Ping鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用pong鏈表進行調(diào)度，將調(diào)度后的邏輯信道插入到pong鏈表末尾，并將調(diào)度的qos信息保存到ping鏈表，供調(diào)度值處理任務(wù)使用；邏輯信道調(diào)度完后，分配RB資源，繼續(xù)處理調(diào)度器其他事務(wù)。調(diào)度器任務(wù)處理完后，調(diào)度值處理任務(wù)開始占用CPU資源，遍歷所有UE下的所有邏輯信道，進行調(diào)度值的更新計算，按照調(diào)度值優(yōu)先級進行排序，并加入未就緒調(diào)度鏈表，添加完以后，置該未就緒鏈表為就緒態(tài)，供下一個TTI調(diào)度。
[0016]從以上實例分析可以看出，100UE做業(yè)務(wù)時，100個邏輯信道的計算和排序工作可能在I個TTI完成，那么就是I個TTI的比例公平；若調(diào)度器耗時較多，剩余CPU資源不能在一個TTI內(nèi)計算完調(diào)度值時，下一個TTI到達后，調(diào)度器會占用CPU，這是調(diào)度值處理任務(wù)會轉(zhuǎn)換成就緒狀態(tài)，等待CPU資源，等再次獲取任務(wù)時繼續(xù)執(zhí)行，若2個TTI內(nèi)能完成，則是2個TTI的比例公平，本發(fā)明的優(yōu)點就是實現(xiàn)一種時間粒度自適應(yīng)的比例公平算法，比固定N個TTI的比例公平有優(yōu)勢。
[0017]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自適應(yīng)比例公平的方法，其特征在于，基于定義ping-pong鏈表，所述ping-pong鏈表包括ping鏈表和pong鏈表,包含以下步驟: 由調(diào)度器執(zhí)行的調(diào)度步驟:調(diào)度器將Ping鏈表和pong鏈表進行交替調(diào)度，即根據(jù)上一個TTI調(diào)度的鏈表類型和就緒狀態(tài)判斷是否需要進行鏈表的交替以及是否需要將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部；然后將調(diào)度的qos信息保存到與當(dāng)前調(diào)度的鏈表相反的另一鏈表中； 由調(diào)度器處理器執(zhí)行的調(diào)度值處理步驟:小區(qū)內(nèi)激活UE邏輯信道的調(diào)度值并按調(diào)度優(yōu)先級進行排序，并將排序好的邏輯信道置入調(diào)度器當(dāng)前沒有進行調(diào)度的鏈表中，并將該鏈表更換為就緒狀態(tài)； 所述調(diào)度步驟與調(diào)度值處理任務(wù)在同一個CPU核，并且任務(wù)優(yōu)先級低于調(diào)度步驟，每個TTI總是調(diào)度步驟優(yōu)先運行，調(diào)度值處理步驟則是利用調(diào)度步驟剩余時間來運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)比例公平的方法，其特征在于:所述調(diào)度器執(zhí)行的調(diào)度步驟具體包括以下子步驟: 步驟201:啟動調(diào)度器任務(wù)，然后處理隨機接入，重傳； 步驟202:進入DRB調(diào)度并根據(jù)上一個TTI調(diào)度的鏈表類型判斷是否切換調(diào)度鏈表:判斷步驟1:若上一個TTI調(diào)度的是ping鏈表，則判斷pong鏈表是否準(zhǔn)備就緒；并根據(jù)pong鏈表是否就緒執(zhí)行步驟2031 ； 判斷步驟2:若上一個TTI調(diào)度的是pong鏈表，則判斷ping鏈表是否準(zhǔn)備就緒；并根據(jù)Ping鏈表是否就緒執(zhí)行步驟2032 ； 步驟2031:若pong鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用ping鏈表，將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部，并將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表；若pong鏈表準(zhǔn)備就緒,則使用pong鏈表，并置Ping鏈表為未就緒狀態(tài)，將調(diào)度的qos信息存到ping鏈表；然后執(zhí)行步驟204 ；步驟2032:若ping鏈表沒有準(zhǔn)備就緒，則繼續(xù)使用pong鏈表，將調(diào)度后的邏輯信道插入鏈表尾部，并將調(diào)度qos信息保存到ping鏈表；若ping鏈表準(zhǔn)備就緒，則使用ping鏈表，并置pong鏈表為就緒狀態(tài)，將調(diào)度的qos信息保存到pong鏈表；然后執(zhí)行步驟204 ；步驟204:根據(jù)選擇的調(diào)度鏈表進行調(diào)度，進行資源分配； 步驟205:組裝MAC層與物理層的接口大消息； 步驟206:調(diào)度器任務(wù)結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)比例公平的方法，其特征在于:所述調(diào)度器處理器執(zhí)行的調(diào)度值處理步驟包括以下子步驟: 步驟301:啟動調(diào)度值處理任務(wù)；然后在ping-pong鏈表中找到被置為未就緒的鏈表；步驟302:遍歷所有UE邏輯信道，對所有邏輯信道進行調(diào)度值更新計算，并對計算好的邏輯信道進行排序； 步驟303:將排序好的邏輯信道添加進未就緒鏈表，同時對排序好的鏈表置標(biāo)志為就緒狀態(tài)；供下一個TTI調(diào)度使用， 步驟304:調(diào)度值處理任務(wù)結(jié)束。
【文檔編號】H04W72/12GK103501542SQ201310453735
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】黃念, 江世宇, 陳磊, 馮偉 申請人:武漢郵電科學(xué)研究院