本發(fā)明涉及一種lte系統(tǒng)的調(diào)度方法，尤其是一種基于業(yè)務(wù)測(cè)量的公平性調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展使得lte作為一種能夠保證多業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量qos(qualityofservice)及用戶公平性的無(wú)線寬帶通信技術(shù)，越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。為提高系統(tǒng)資源利用率，lte采取共享信道機(jī)制，根據(jù)快速變化的傳播環(huán)境、外界干擾以及系統(tǒng)負(fù)荷等因素，及時(shí)動(dòng)態(tài)地在用戶之間分配物理資源。因此，調(diào)度機(jī)制在lte系統(tǒng)中顯得至關(guān)重要。而調(diào)度的業(yè)務(wù)包括非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)調(diào)度的敏感性不高，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在丟包率、系統(tǒng)吞吐量和業(yè)務(wù)時(shí)延上要求更高，也是用戶更為關(guān)注的一類業(yè)務(wù)。常用的調(diào)度算法如rr(roundrobin，輪詢調(diào)度)，pf(proportionfair，比例公平)和sjf(shortjobfirst，最短作業(yè)優(yōu)先)等調(diào)度方法，均單純地強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)吞吐量或公平性，沒(méi)有考慮在兩者之間如何實(shí)現(xiàn)均衡。基于排隊(duì)延遲感知的qda(queuingdelayaware)也只是簡(jiǎn)單地顧及單業(yè)務(wù)，并沒(méi)有考慮并發(fā)的多業(yè)務(wù)，對(duì)資源負(fù)荷等系統(tǒng)的影響，也未提及。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的lte系統(tǒng)對(duì)多業(yè)務(wù)戶用調(diào)度效率低，無(wú)法兼顧系統(tǒng)吞吐量和公平性的不足，提供了一種基于業(yè)務(wù)測(cè)量的公平性調(diào)度方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于業(yè)務(wù)測(cè)量的lte調(diào)度方法smsa(servicemeasurebasedschedulingalgorithm)，包括n個(gè)用戶{u1，u2，…，un}，設(shè)定ui是第i個(gè)用戶，ui∈{u1，u2，…，un}；包括如下步驟：(1-1)時(shí)延評(píng)估；(1-2)業(yè)務(wù)測(cè)量；(1-3)帶寬核算；(1-4)用戶調(diào)度。本發(fā)明的基于業(yè)務(wù)測(cè)量的lte調(diào)度方法，通過(guò)計(jì)算排列隊(duì)列中不同業(yè)務(wù)用戶的排隊(duì)時(shí)延，和測(cè)量該用戶所申請(qǐng)的業(yè)務(wù)，進(jìn)而通過(guò)濾波加權(quán)的方式給出該用戶的綜合調(diào)度優(yōu)先級(jí)。對(duì)于信道條件差的用戶，可以增大其優(yōu)先級(jí)以防止挨餓，而對(duì)于占用系統(tǒng)資源高的用戶，則通過(guò)輪循的方式來(lái)保證調(diào)度機(jī)制的公平性，進(jìn)而使得調(diào)度方法能同時(shí)兼顧實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的敏感性與系統(tǒng)的公平性。本發(fā)明的基于業(yè)務(wù)測(cè)量的lte公平性調(diào)度方法，可以動(dòng)態(tài)地跟蹤用戶業(yè)務(wù)的申請(qǐng)，并預(yù)估系統(tǒng)資源的占用，進(jìn)而保證資源的合理分配，有利于提升業(yè)務(wù)開展的服務(wù)質(zhì)量以保障客戶感知。作為優(yōu)選，步驟(1-1)包括如下步驟：(2-1)設(shè)定m個(gè)業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)序號(hào)為j，j＝1，2，…m，每個(gè)用戶ui的申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的等待時(shí)間為twij，最大時(shí)延為tmij，利用公式計(jì)算時(shí)延權(quán)重wij，其中，e(·)表示以e為底的指數(shù)函數(shù)；(2-2)計(jì)算每個(gè)用戶ui的多業(yè)務(wù)綜合時(shí)延權(quán)重wdi，作為優(yōu)選，步驟(1-2)包括如下步驟：(3-1)設(shè)定每個(gè)用戶ui在t時(shí)刻申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的到達(dá)概率為ρa(bǔ)r_ijt，阻塞率為αijt，申請(qǐng)概率為ρa(bǔ)p_ijt，用公式ρsijt＝ρa(bǔ)r_ijt*(1-αijt)*ρa(bǔ)p_ijt計(jì)算用戶ui在t時(shí)刻申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的概率ρsijt；(3-2)設(shè)定β為加權(quán)因子，為用戶ui申請(qǐng)業(yè)務(wù)j在t-1時(shí)刻的業(yè)務(wù)到達(dá)率，用公式計(jì)算t時(shí)刻的業(yè)務(wù)到達(dá)率作為優(yōu)選，步驟(1-3)包括如下步驟：(4-1)設(shè)定thij表示申請(qǐng)業(yè)務(wù)j所占用的帶寬，nprbij為用戶ui申請(qǐng)業(yè)務(wù)j占用的物理資源塊數(shù)量，bw為每個(gè)物理資源塊的占用帶寬，利用公式thij＝nprbij*bw計(jì)算用戶ui申請(qǐng)業(yè)務(wù)j所占用的帶寬thij；(4-2)利用公式計(jì)算t時(shí)刻的業(yè)務(wù)j的概率帶寬thijt；(4-3)計(jì)算用戶ui所有申請(qǐng)業(yè)務(wù)的總帶寬thit，(4-4)設(shè)定thri為lte系統(tǒng)給用戶ui分配的最大帶寬，計(jì)算用戶ui的帶寬權(quán)重wsi，作為優(yōu)選，步驟(1-4)包括如下步驟：(5-1)設(shè)定γ為加權(quán)因子，計(jì)算第n個(gè)傳輸時(shí)間間隔tti時(shí)用戶ui的調(diào)度優(yōu)先級(jí)wi：(5-2)將用戶ui按照優(yōu)先級(jí)wi放入調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。因此，本發(fā)明具有如下有益效果：兼顧實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延敏感性與系統(tǒng)的公平性，可以動(dòng)態(tài)地跟蹤用戶業(yè)務(wù)的申請(qǐng)，并預(yù)估系統(tǒng)資源的占用，進(jìn)而保證資源的合理分配，有利于提升業(yè)務(wù)開展的服務(wù)質(zhì)量以保障客戶感知。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的一種流程圖；圖2是本發(fā)明與rr、sjf、qda的一種吞吐量比較圖；圖3是本發(fā)明與rr、sjf、qda的一種丟包率比較圖；圖4是本發(fā)明與rr、sjf、qda的一種公平性比較圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。如圖1所示的實(shí)施例是實(shí)施例是一種基于業(yè)務(wù)測(cè)量的lte調(diào)度方法，包括n個(gè)用戶{u1，u2，…，un}，設(shè)定ui是每個(gè)用戶，ui∈{u1，u2，…，un}；步驟1：時(shí)延評(píng)估；(1-1)設(shè)定多業(yè)務(wù)種類{j＝1，2，…m}，對(duì)于每個(gè)用戶ui申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的等待時(shí)間為twij，最大時(shí)延為tmij，計(jì)算其時(shí)延權(quán)重其中，e(·)表示以e為底的指數(shù)函數(shù)；(1-2)計(jì)算每個(gè)用戶ui的多業(yè)務(wù)綜合時(shí)延權(quán)重步驟2：業(yè)務(wù)測(cè)量；(2-1)設(shè)定每個(gè)用戶ui在t時(shí)刻申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的到達(dá)概率為ρa(bǔ)r_ijt，阻塞率為αijt，申請(qǐng)概率為ρa(bǔ)p_ijt，計(jì)算用戶i在t時(shí)刻申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的概率ρsijt＝ρa(bǔ)r_ijt*(1-αijt)*ρa(bǔ)p_ijt；(2-2)設(shè)定β為加權(quán)因子，為用戶i申請(qǐng)業(yè)務(wù)j在t-1時(shí)刻的業(yè)務(wù)到達(dá)率，計(jì)算t時(shí)刻的業(yè)務(wù)到達(dá)率步驟3：帶寬核算；(3-1)設(shè)定thij表示申請(qǐng)業(yè)務(wù)j所占用的帶寬，nprbij為用戶i申請(qǐng)業(yè)務(wù)j占用的物理資源塊數(shù)量，bw為每個(gè)物理資源塊的占用帶寬，計(jì)算用戶i申請(qǐng)業(yè)務(wù)j所占用的帶寬thij＝nprbij*bw；(3-2)計(jì)算t時(shí)刻的業(yè)務(wù)j的概率帶寬(3-3)計(jì)算用戶i所有申請(qǐng)業(yè)務(wù)的總帶寬(3-4)設(shè)定thri為lte系統(tǒng)給用戶i分配的最大帶寬，計(jì)算用戶i的帶寬權(quán)重步驟4：用戶調(diào)度。(4-1)設(shè)定γ為加權(quán)因子，計(jì)算第n個(gè)tti時(shí)用戶i的調(diào)度優(yōu)先級(jí)(4-2)將用戶i按照優(yōu)先級(jí)wi放入lte調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。下面以n＝4為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明，其中用戶u1同時(shí)開展兩類業(yè)務(wù)，典型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1、表2中所示：表1用戶業(yè)務(wù)模型表2業(yè)務(wù)參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類m2加權(quán)因子β0.50加權(quán)因子γ0.65rb占用帶寬bw(khz)180總帶寬(khz)20000本實(shí)例描述的基于業(yè)務(wù)測(cè)量的lte調(diào)度方法，包括如下步驟：時(shí)延評(píng)估，業(yè)務(wù)測(cè)量，帶寬核算和用戶調(diào)度。步驟1：時(shí)延評(píng)估；(1-1)計(jì)算(1-2)計(jì)算每個(gè)用戶ui的步驟2：業(yè)務(wù)測(cè)量；(2-1)計(jì)算用戶i在t時(shí)刻申請(qǐng)業(yè)務(wù)j的概率ρsijt＝ρa(bǔ)r_ijt*(1-αijt)*ρa(bǔ)p_ijt＝{0.77，0.65，0.84，0.92，0.94}；(2-2)計(jì)算t時(shí)刻的業(yè)務(wù)到達(dá)率步驟3：帶寬核算；(3-1)計(jì)算用戶i申請(qǐng)業(yè)務(wù)j所占用的帶寬thij＝nprbij*bw＝{720，1080，1440，1080，720}khz；(3-2)計(jì)算t時(shí)刻的業(yè)務(wù)j概率帶寬(3-3)計(jì)算用戶i所有申請(qǐng)業(yè)務(wù)的總帶寬(3-4)計(jì)算用戶i的帶寬權(quán)重步驟4：用戶調(diào)度。(4-1)計(jì)算第n個(gè)tti時(shí)用戶i的調(diào)度優(yōu)先級(jí)(4-2)將用戶i按照優(yōu)先級(jí)的大小，按照{(diào)u2，u1，u4，u3}的順序進(jìn)行調(diào)度。仿真實(shí)驗(yàn)：將本發(fā)明的smsa方法與rr，sjf，qda等方法進(jìn)行仿真對(duì)比，調(diào)度用戶數(shù)從10個(gè)逐步增加到30個(gè)，所得的lte系統(tǒng)吞吐量，調(diào)度過(guò)程中發(fā)生的丟包率以及方法公平性分別參見(jiàn)附圖2至4所示。如圖2所示，本發(fā)明的smsa會(huì)在業(yè)務(wù)時(shí)延與系統(tǒng)帶寬進(jìn)行折衷考慮。在當(dāng)前的仿真中，隨著用戶數(shù)量的增加，smsa吞吐量增長(zhǎng)的幅度小于sjf與qda，表示算法本身在均衡時(shí)延與帶寬指標(biāo)。如圖3所示，本發(fā)明的smsa更傾向于調(diào)度占用帶寬和業(yè)務(wù)時(shí)延小的用戶，對(duì)于信道條件不好的多業(yè)務(wù)，如果占用帶寬高，雖然可以通過(guò)加權(quán)因子調(diào)節(jié)，但總體上丟包率會(huì)上升，但上升到一定階段后，上升的幅度會(huì)減小。如圖4所示，本發(fā)明的smsa在考慮時(shí)延敏感的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的同時(shí)，兼顧了用戶間的公平性及對(duì)系統(tǒng)資源帶寬的占用，因此，其公平性僅次于rr，隨著調(diào)度用戶的增加，公平性逐漸降低。應(yīng)理解，本實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12