CN102238748B - 一种载波聚合***中的联合调度的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种载波聚合***中的联合调度的方法及其装置。本发明提供的载波聚合***中的联合调度的方法及其装置，通过在调度器之间传递调度结果，使得一个调度器进行调度时，综合考虑其它调度器的调度结果，进而使得用户更为可能地在该用户更为适合的频带/频带上被调度到，以充分利用用户在各个频带/频率上的不同性能，能够获得更高的***吞吐量。

Description

一种载波聚合***中的联合调度的方法及其装置

技术领域

本发明涉及移动通信***，具体涉及载波聚合***中联合调度的方法及其装置。

背景技术

第三代合作伙伴项目(3rdGenerationPartnershipProject,3GPP)作为移动通信领域的重要组织，极大地推动了第三代移动通信技术(TheThirdGeneration，3G)的标准化进展，制定了一系列包括宽带码分多址接入(WideCodeDivisionMultipleAccess，WCDMA)、高速下行分组接入(HighSpeedDownlinkPacketAccess，HSDPA)、高速上行分组接入(HighSpeedUplinkPacketAccess，HSUPA)等在内的通信***规范。为了应对宽带接入技术的挑战，并满足日益增长的新型业务的需求，3GPP在2004年底启动了3G长期演进(LongTermEvolution，LTE)技术的标准化工作，希望进一步提高频谱效率，改善小区边缘用户的性能，降低***延迟，为高速移动用户提供更高速率的接入服务等。在2008年6月，3GPP完成了LTE-A的技术需求报告，提出了LTE-A的最小需求：下行峰值速率1Gbps，上行峰值速率500Mbps，上下行峰值频谱利用率分别达到15Mbps/Hz和30Mbps/Hz。这些参数已经远高于ITU的最小技术需求指标，具有明显的优势。

LTE-A支持连续载波聚合以及频带内和频带间的非连续载波聚合，最大能聚合带宽可达100MHz。为了在LTE-A商用初期能有效利用载波，即保证LTE终端能够接入LTE-A***，每个载波应能够配置成与LTE后向兼容的载波，然而也不排除设计仅被LTE-A***使用的载波。目前3GPP根据运营商的需求识别出了12种载波聚合的应用场景，其中4种作为近期重点分别涉及到FDD和TDD的连续和非连续载波聚合场景。在LTE-A的研究阶段，载波聚合的相关研究重点包括连续载波聚合的频谱利用率提升，上下行非对称的载波聚合场景的控制信道的设计等。

考虑到LTE-A对新频谱的要求，运营商在考虑后向兼容性的同时，必然也会考虑引入新的频段和射频链路。而由于这些新的射频链路和已有的射频链路之间是相互独立的，所以运营商在进行布网的时候会有更大的灵活性。如图1所示，图1中白色椭圆形表示已有的扇区，假设其频段F1＝2GHz，填充有斜线的椭圆形表示新引入的扇区，假设其频段F2＝3.5GHz。当引入新的F2＝3.5GHz的频率时，运营商可以根据环境需要将其对应的天线进行旋转，用于对原有的2GHz网络的扇区边境进行补偿，通过基站在多个成分载波上进行联合调度，从而获得更好的吞吐量和网络覆盖。

另一种典型的应用场景是在异构网络环境下，新铺设的小覆盖的基站，例如微小区(Picocell)和无线接入点(RRH)等，如图2和图3所示，会使用和传统的宏基站不同的频率或者频段(如图2、3中的填充有斜线的椭圆形所示)，通过和宏基站之间的连接和信息交互，同样可以实现载波聚合，提高***容量。以微小区为例，它们使用新引入的频率或者频段，在它们可以覆盖到的范围之内用户可以同时使用F1和F2两个频率传输数据。

上述几种应用场景都有如下几个特点：由于存在频率大小差别，聚合的几个频率或频段的路径衰落差异大，信息传输时延不同，每个载频上的射频链路相对独立。基于这些特点，为了实现简单，在调度时，比较直接的做法是在各个载波上分别使用独立的调度器进行调度。

然而，除了以上的特点，这几种应用场景下，每个载频上的用户集合不同，每个用户在不同载频上的性能差异比较大，如果只是使用独立的调度器，则会由于没有考虑到用户在其他载频上的性能而使得调度的结果没有充分挖掘***容量和公平性。

考虑到***容量和公平性，现有的多载波***中常使用比例公平(PF，ProportionalFairness，PF)调度算法进行调度。PF调度算法的一种形式如以下的公式(1)、(2)所示：

$j=\arg \underset{1\≤n\≤N}{max}\left\{\frac{R_n(t,r)}{T_n(t-1,r)}\right\}---\left(1\right)$

$T_n(t,r)=(1-\frac{1}{T_c})T_n(t-1,r)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,r)/T_c& n=j\\ 0& n\≠j\end{array}\right.---\left(2\right)$

上述公式中，N表示总的用户数，R_n(t,r)是第n个用户在第t个调度时刻、第r个子载波的瞬时速率；T_n(t,r)是第n个用户截止到第t个调度时刻(即包括第t个调度时刻)在第r个子载波的平均速率；是第n个用户在第t个调度时刻、第r个子载波的PF调度因子函数；j是第t个调度时刻、第r个子载波的PF调度因子最大的用户，即，在第t个调度时刻、第r个子载波将被调度的用户； $(1-\frac{1}{T_c})T_n(t-1,r)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,r)/T_c& n=j\\ 0& n\≠j\end{array}\right.$ 表示更新历史调度信息的历史信息更新函数，在这里历史调度信息是指用户的平均速率。

上述公式(2)示出了平均速率的一种更新方式。平均速率还有其它更新方式。不同的更新方式决定了PF调度的性能。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种载波聚合***中的联合调度的方法及其装置，通过在调度器间传递用户的历史调度信息，在调度过程中综合考虑用户在各个频带/频率上的不同性能，以获得更高的***吞吐量。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供方案如下：

一种联合调度的方法，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，所述基站包括至少两个调度器，所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其中所述方法包括：

在一个调度时刻内，所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为：第1个调度器→第2个调度器→第3个调度器→…→第N个调度器→第1个调度器，其中N为所述基站包括的调度器的总数；

其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。

优选地，上述方法中，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

优选地，上述方法中，

所述基站包括两个调度器，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

在每个调度时刻到来时：

首先，由第一调度器根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器；

然后，由第二调度器根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。

优选地，上述方法中，

所述更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息是：

根据 ${\mathrm{Tr}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t-1,2)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\≠j\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t-1,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数；

所述更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息是：

根据 ${\mathrm{Tr}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t,1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\≠m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

本发明实施例还提供了一种联合调度的装置，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，所述装置包括：

至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

调度控制单元，用于在一个调度时刻内，控制所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为：第1个调度器→第2个调度器→第3个调度器→…→第N个调度器→第1个调度器，其中N为所述基站包括的调度器的总数；

其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。

优选地，上述装置中，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

优选地，上述装置中，

所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

所述调度控制单元，进一步用于在每个调度时刻到来时，首先控制第一调度器进行用户调度，在第一调度器调度完成后，再控制第二调度器进行用户调度；

所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器；

所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。

优选地，上述装置中，

所述第一调度器，进一步用于根据公式

${\mathrm{Tr}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t-1,2)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\≠j\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t-1,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数；

所述第二调度器，进一步用于根据公式

${\mathrm{Tr}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t,1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\≠m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

本发明实施例还提供了一种联合调度的方法，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，所述基站包括至少两个调度器，所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其中，所述方法包括：

在一个调度时刻内，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。

优选地，上述方法中，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

优选地，上述方法中，所述基站包括两个调度器，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

在每个调度时刻到来时：

第一、第二调度器分别根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率、第二频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率、第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，第一、第二调度器均利用用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在各自频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一、第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。

优选地，上述方法中，

所述更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息是：

根据 ${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\≠j\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\≠m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Ts_n(t-1)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息；Ts_n(t)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是当前调度时刻t上在第一频带/频率上被调度的用户，m是当前调度时刻t上在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

本发明实施例还提供了一种联合调度的装置，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，所述装置包括：

至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其中，每个调度器在一个调度时刻内进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

参数更新单元，用于在一个调度时刻内，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。

优选地，上述装置中，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

优选地，上述装置中，

所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

所述装置还包括：

调度控制单元，用于在每个调度时刻到来时，控制第一、第二调度器在各自频带/频率上进行用户调度；

所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；

所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；

所述参数更新单元，还用于在所述第一、第二调度器在当前调度时刻的调度都完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。

优选地，上述装置中，

所述参数更新单元，进一步用于根据

${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\≠j\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\≠m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Ts_n(t-1)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息；Ts_n(t)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是当前调度时刻t上在第一频带/频率上被调度的用户，m是当前调度时刻t上在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

从以上所述可以看出，本发明提供的载波聚合***中的联合调度的方法及其装置，对根据自身历史调度信息决定调度结果的调度方法进行了改进，通过在调度器之间传递调度结果，使得一个调度器进行调度时，综合考虑其它调度器的调度结果，进而使得用户更为可能地在该用户更为适合的频带/频带上被调度到，以充分利用用户在各个频带/频率上的不同性能，能够获得更高的***吞吐量。

附图说明

图1为现有技术中一种载波聚合的应用场景示意图；

图2为现有技术中另一种载波聚合的应用场景示意图；

图3为现有技术中又一种载波聚合的应用场景示意图；

图4为本发明第一实施例所述联合调度的方法的流程示意图；

图5为本发明第一实施例所述联合调度的装置的结构示意图；

图6为本发明第二实施例所述联合调度的方法的流程示意图；

图7为本发明第二实施例所述联合调度的装置的结构示意图；

图8为仿真得到的本发明实施例用户吞吐量的CDF曲线图；

图9为本发明实施例中历史调度信息的串行传递关系示意图；

图10为本发明实施例中历史调度信息的另一种串行传递关系示意图；

图11为本发明实施例中两个调度器之间的历史调度信息的传递示意图；

图12为本发明实施例中历史调度信息的并行传递关系示意图；

图13为本发明实施例中在包括两个调度器时历史调度信息的传递关系示意图。

具体实施方式

本发明提出一种在载波聚合***中频率(或频带)之间的联合调度的方法，应用在载波聚合***中的基站上，对所述基站的调度器的独立调度进行改进。本发明在调度器之间传递用户的历史调度信息，每个调度器在进行用户调度时，结合其它调度器传递的历史调度信息，决定将要调度的用户并进行用户调度。这里的历史调度信息具体可以是表征用户的平均速率的信息。

在所述基站包括有两个以上调度器，且各个调度器采用的独立调度算法是根据历史调度信息决定当前调度结果时，就能够通过本发明所述的联合调度的方法，对调度器的独立调度进行改进，使其转换为调度器间的联合调度，以获得更高的***吞吐量。符合以下公式(a)和(b)的调度算法都适用于本发明所述联合调度的方法，即能通过本发明所述联合调度的方法对其进行改进，以获得更好的***性能。

$j=\arg \underset{1\≤n\≤N}{max}\left\{f\left(R_n\right(t),T_n(t-1\left)\right)\right\}---\left(a\right)$

T_n(t)＝g(R_n(t),T_n(t-1))(b)

上述公式(a)和(b)中，j表示将要调度的用户，f(x,y)表示调度因子函数，R_n(t)表示用户n在第t个调度时刻t的瞬时速率信息，T_n(t-1)表示用户n截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，N表示总的用户数，g(c,d)表示更新历史调度信息的历史信息更新函数。在调度完成之后，调度器根据上述公式(b)，更新该调度器对应的频带/频率上的历史调度信息。上述调度算法包括如传统的PF算法、PF算法的各种变形、以及根据历史调度信息决定当前时刻调度结果的其它算法。符合上述公式(a)和(b)的典型调度算法是PF算法以及PF算法的各种变形。

以下结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

<第一实施例>

本实施例所述联合调度的方法，应用在一载波聚合***的基站上，所述基站包括N个调度器(N≥2)，各个调度器在各自的频带/频率上进行用户调度。本实施例所述联合调度的方法，对调度器的独立调度进行改进。所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果。

具体的，本实施例所述联合调度的方法，包括：

在一个调度时刻内，控制所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为：第1个调度器→第2个调度器→第3个调度器→…→第N个调度器→第1个调度器，其中N为所述基站包括的调度器的总数；

其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述调度因子函数中的第一参数后，再通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述历史信息更新函数中的第一参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。

可以看出，本实施例在基站的N个调度器之间采用“串行”的调度方式，即，在一个调度时刻到来时，控制各个调度器逐个进行用户调度，在调度完成之后，更新其历史调度信息并传递给下一个调度器，用以供下一个调度器根据该历史调度信息，决定当前调度时刻将要被调度的用户，以此类推，直到最后一个调度器；最后一个调度器在调度完成后，同样会更新用户在其频带/频率上的历史调度信息，然后传递给第一个调度器，以供第一调度器在下一个调度时刻内根据该历史调度信息进行用户调度。通过历史调度信息传递，在调度器之间形成一种单向的“串行”连接，因此本实施例所述方法可以形象地称之为串行调度。附图9给出了N个调度器时的历史调度信息的传递关系，其中Tr_n(t,x)表示用户n在第x个调度器(第x个频带/频率)上截止到调度时刻t的历史调度信息。

当调度器之间的传输时延大于1个传输时间间隔(TTI)的时候，此时调度器在进行调度时，仍然可以按照上述方法，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息进行相关参数的替换，此时最近一次接收到的历史调度信息，可能是当前调度时刻的若干调度时刻之前更新得到的历史调度信息。附图10示出了在调度器之间传输时延为4个TTI时的3个调度器之间的历史调度信息的传递关系，此时前4个TTI的历史调度信息不进行更新。

以下以包括有两个调度器的基站，调度器在独立调度时采用PF调度算法的载波聚合***为例，对上述方法做进一步的说明。所述载波聚合***包括有在第一频带/频率上进行用户调度的第一调度器和在第二频带/频率上进行用户调度的第二调度器。对于采用PF调度算法的所述调度器，上述的调度因子函数是PF算法的PF调度因子函数，上述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。请参照图4，在应用在两个调度器上时，本实施例所述的联合调度的方法，在每个调度时刻到来时，具体包括以下步骤：

步骤11，首先，由第一调度器根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户并进行调度，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算。

步骤12，在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器。

步骤13，由第二调度器根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户并进行调度，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算。

步骤14，在第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。

以下对上述步骤进行更为详细的说明。

现有技术中，独立调度的PF算法的一种表达形式如公式(3)所示：

$j=\arg \underset{1\&le;n\&le;N}{max}\left\{\frac{R_n(t,k)}{T_n(t-1,k)}\right\}---\left(3\right)$

上述公式中，针对第一调度器，k取值1；对于第二调度器，k取值2。R_n(t,k)是第n个用户在第t个调度时刻、第k个频带/频率的瞬时速率；T_n(t,k)是第n个用户截止到第t个调度时刻在第k个频带/频率的平均速率；是第n个用户在第t个调度时刻、第k个子载波的PF调度因子函数；j是第t个调度时刻、第k个频带/频率的PF调度因子最大的用户，即，在第t个调度时刻、第k个频带/频率将被调度的用户。

假设当前调度时刻为t，可以看出，现有技术的PF调度因子计算过程中，需要使用到用户截止到上一调度时刻(t-1)在第k个频带/频率上的平均速率T_n(t-1,k)进行计算。

本实施例对PF算法进行了改进，提出一种历史调度信息的概念，在计算一个频带/频率上的PF调度因子时，不使用用户截止到上一调度时刻(t-1)在第k个频带/频率上的平均速率T_n(t-1,k)，而将T_n(t-1,k)替换为用户在另一个频带/频率上的历史调度信息进行计算。

假设当前调度时刻为t，则在上述步骤11中，第一调度器按照以下公式(4)，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定被调度的用户j。其中，使用用户在第二频带/频率上的历史调度信息Tr_n(t-1,2)，替换了该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率T_n(t-1,1)。

$j=\arg \max \left\{\frac{R_n(t,1)}{{\mathrm{Tr}}_n(t-1,2)}\right\}---\left(4\right)$

上式表示第一调度器在当前调度时刻选择第一频带/频带上PF调度因子最大的用户j进行调度。

上述步骤12中，在第一调度器调度完成后，根据以下公式(5)，更新各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息：

${\mathrm{Tr}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t-1,2)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.---\left(5\right)$

上式中，Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t-1,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。上述公式(5)中，同样使用用户在第二频带/频率上的历史调度信息Tr_n(t-1,2)，替换了该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率T_n(t-1,1)。

上述步骤13中，第二调度器按照以下公式(6)，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定被调度的用户m。其中，使用用户在第一频带/频率上的历史调度信息Tr_n(t,1)，替换了该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率T_n(t-1,2)。

$m=\mathrm{argmax}\left\{\frac{R_n(t,2)}{{\mathrm{Tr}}_n(t,1)}\right\}---\left(6\right)$

上式表示第二调度器在当前调度时刻选择选择第二频带/频带上PF调度因子最大的用户进行调度。

上述步骤14中，在第二调度器调度完成后，根据以下公式(7)，更新各个用户在第二频带/频率上的历史调度信息：

${\mathrm{Tr}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t,1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.---\left(7\right)$

上式中，Tr_n(t,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。上述公式(7)中，使用用户在第一频带/频率上的历史调度信息Tr_n(t,1)，替换了该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率T_n(t-1,2)。

各个用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，根据上述公式(5)、(7)迭代进行更新。至于用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息的初始值，则可以自行设定。

从以上所述可以看出，本实施例所述联合调度的方法，在某一个调度时刻t到来时，在第一频带/频率上先进行调度，并根据其调度结果，获得各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息为Tr_n(t,1)，这个数值被传递给第二调度器。在第二调度器上，利用Tr_n(t,1)替换PF算法中的用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率，计算用户的PF调度因子，在第二调度器完成调度后，重新计算用户在第一频带/频率上的历史调度信息为Tr_n(t,2)，这个数值被传递给第一调度器，以供第一调度器在下一调度周期到来时，利用Tr_n(t,2)替换PF算法中的用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率，计算用户的PF调度因子，进行用户调度。以此类推，各个调度器在连续的调度时刻之间形成如附图11所示的参数传递关系，形象地称之为串行的调度方式。这里，假设第一调度器在2GHz的第一频带上进行调度，第二调度器在3.5GHz的第二频带上进行调度。

基于上述联合调度的方法，本实施例还相应地提供了一种联合调度的装置，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进。如图5所示，该装置包括：

至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

调度控制单元，用于在一个调度时刻内，控制所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为：第1个调度器→第2个调度器→第3个调度器→…→第L个调度器→第1个调度器，其中L为所述基站包括的调度器的总数；

其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。

作为一个实施例，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

作为一个实施例，所述的装置中所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

所述调度控制单元，进一步用于在每个调度时刻到来时，首先控制第一调度器进行用户调度，在第一调度器调度完成后，再控制第二调度器进行用户调度；

所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器；

所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。

作为一个实施例，所述第一调度器，进一步用于根据公式

${\mathrm{Tr}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t-1,2)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t-1,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数；

所述第二调度器，进一步用于根据公式

${\mathrm{Tr}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t,1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户。

<第二实施例>

本实施例所述联合调度的方法，应用在一载波聚合***的基站上，所述基站包括L个调度器(L≥2)，各个调度器在各自的频带/频率上进行用户调度。本实施例所述联合调度的方法，对调度器的独立调度进行改进。所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果。

具体的，本实施例所述联合调度的方法，包括：

在一个调度时刻内，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。

具体的，针对采用PF算法的调度器，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

可以看出，本实施例在基站的L个调度器之间采用“并行”的调度方式，即在每个调度时刻到来时，基站的各个调度器分别基于用户的总历史调度信息进行调度，在所有调度器都调度完成后，根据所有调度器的调度结果，去更新用户的总历史信息，并传递给各个调度器，以供其在下一调度时刻进行调度因子的计算。通过总历史调度信息传递，在调度器之间形成一种“并行”连接，附图12给出了L个调度器时的总历史调度信息的传递关系，其中Ts_n(t,x)的含义可参考附图13。

在某些情况下，当调度器之间的传输时延大于1个传输时间间隔(TTI)的时候，此时调度器在进行调度时，仍然可以按照上述方法，利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算调度因子进行用户调度。此时最近一次接收到的历史调度信息，可能是当前调度时刻的若干调度时刻之前更新得到的历史调度信息。

以下以包括有两个调度器的基站，调度器在独立调度时采用PF调度算法的载波聚合***为例，对上述方法做进一步的说明。所述载波聚合***包括有在第一频带/频率上进行用户调度的第一调度器和在第二频带/频率上进行用户调度的第二调度器。对于采用PF调度算法的调度器，上述的调度因子函数是PF算法的PF调度因子函数，上述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。请参照图6，在应用在两个调度器上时，本实施例所述的联合调度的方法，在每个调度时刻到来时，具体包括以下步骤：

步骤21，第一、第二调度器分别根据PF算法，计算各个用户在第一频带/频率、第二频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率、第二频带/频率上将被调度的用户并进行调度，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，第一、第二调度器均使用用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在各自频带/频率上的平均速率进行计算。

步骤22，在第一、第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。

现有技术中，PF算法的一种表达形式如上述公式(3)所示。本实施例对PF算法进行了改进，在计算一个频带/频率上的PF调度因子时，不使用用户截止到上一调度时刻(t-1)在第k个频带/频率上的平均速率T_n(t-1,k)，而将T_n(t-1,k)替换为用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息Ts_n(t-1)进行计算。

具体的，上述步骤21中，第一调度器根据以下公式(8)计算PF调度因子，确定被调度的用户j，第二调度器根据以下公式(9)计算PF调度因子，确定被调度的用户m：

$j=\mathrm{argmax}\left\{\frac{R_n(t,1)}{{\mathrm{Ts}}_n(t-1)}\right\}---\left(8\right)$

$m=\mathrm{argmax}\left\{\frac{R_n(t,2)}{{\mathrm{Ts}}_n(t-1)}\right\}---\left(9\right)$

以上公式中，R_n(t,1)是当前调度时刻第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；Ts_n(t-1)表示第n个用户在第一、第二两个频带/频率上的总历史调度信息。

在上述步骤22中，根据以下公式(10)，更新各个用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息：

${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.---\left(10\right)$

上式中，Ts_n(t-1)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的总历史调度信息；Ts_n(t)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的总历史调度信息；R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是当前调度时刻t上在第一频带/频率上被调度的用户，m是当前调度时刻t上在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。根据公式(8)，通过迭代计算可以得到更新后的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息。至于用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息的初始值，则可以自行设定。

本实施例还可以对上述公式(10)进行变换，得到公式(10)的另一种表达形式，如公式(11)所示：

${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)={\mathrm{Ts}}_n(t,1)+{\mathrm{Ts}}_n(t,2)-(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)---\left(11\right)$

其中，

${\mathrm{Ts}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.---\left(12\right)$

${\mathrm{Ts}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.---\left(13\right)$

这样，可以由第一调度器按照上述公式(12)，计算得到Ts_n(t,1)；由第一调度器按照上述公式(13)，计算得到Ts_n(t,2)；然后，再按照公式(11)，计算得到更新后的总历史调度信息，以此类推。调度器之间的参数传递关系如下附图13所示.

基于上述并行的调度方法，本实施例还提供了一种载波聚合***中的联合调度的装置，应用于对基站的调度器的独立调度进行改进，如图7所示，该装置包括：

至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其中，每个调度器在一个调度时刻内进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

参数更新单元，用于在一个调度时刻内，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。

作为一个实施例，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

作为一个实施例，所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

作为一个实施例，所述装置还包括：

调度控制单元，用于在每个调度时刻到来时，控制第一、第二调度器在各自频带/频率上进行用户调度；

所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；

所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；

所述参数更新单元，还用于在所述第一、第二调度器在当前调度时刻的调度都完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。

作为一个实施例，所述参数更新单元，进一步用于根据

${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Ts_n(t-1)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息；Ts_n(t)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是当前调度时刻t上在第一频带/频率上被调度的用户，m是当前调度时刻t上在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

最后，需要说明的是，本发明对于第一、第二调度器所采用的平均速率的更新方式并不做限制，也就是说，它们可以按照上述公式(2)更新平均速率，也可以按照其它方式更新平均速率，这些情况都适用于本发明。

相对于传统的调度器独立调度的调度方式，本发明的上述两个实施例能够获得更好的性能，其原因在于(以两个调度器为例)：

用户在第一频带/频率上的参考信号接收功率(RSRP)，与其在第二频带/频率上的RSRP的值通常不同，但是按照传统的两个调度器相互独立调度的方式进行调度，该用户在两个频带/频带上被调度到的概率比较接近。而本发明的两个实施例，对传统的PF调度算法进行了改进，调度器之间传递调度结果，一个调度器进行调度时，需要考虑另一个调度器的调度结果，使得用户更为可能地在该用户更为适合的频带/频带上被调度到，以充分利用用户在各个频带/频率上的不同性能，能够获得更高的***吞吐量。

最后，通过***级仿真和验证，比较了本发明实施例所提出的两个方案与现有技术的两个调度器独立调度的性能，进一步证明了本发明方案的优越性。具体仿真环境的***参数如下表1所示：

表1

图8给出了用户吞吐量的CDF(累积分布函数)曲线，其中曲线1是现有技术的独立调度方式，曲线2是本发明第一实施例的串行的调度方式，曲线3是本发明第二实施例的并行的调度方式。下表2给出了本发明所提出的两种方法和传统的独立调度方法在***平均速率和小区边缘速率上的比较。从仿真结果中可以看出，本发明提出的方法无论在小区边缘速率还是在***平均速率上都有20％左右的增益。

	独立调度	提案所提方法1	提案所提方法2
				***平均速率(Mbps)	40.73	48.71(19.6％)	49.89(22.5％)
小区边缘速率(Mbps)	0.9095	1.1137(22.5％)	1.1545(26.9％)

表2

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种联合调度的方法，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，所述基站包括至少两个调度器，所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其特征在于，所述方法包括：

在一个调度时刻内，所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为：第1个调度器→第2个调度器→第3个调度器→…→第L个调度器→第1个调度器，其中L为所述基站包括的调度器的总数；

其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站包括两个调度器，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

在每个调度时刻到来时：

首先，由第一调度器根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器；

然后，由第二调度器根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息是：

根据 ${\mathrm{Tr}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t-\mathrm{1,2})+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t-1,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数；

所述更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息是：

根据 ${\mathrm{Tr}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t,1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

5.一种联合调度的装置，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，其特征在于，所述装置包括：

至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

调度控制单元，用于在一个调度时刻内，控制所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为：第1个调度器→第2个调度器→第3个调度器→…→第L个调度器→第1个调度器，其中L为所述基站包括的调度器的总数；

其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

所述调度控制单元，进一步用于在每个调度时刻到来时，首先控制第一调度器进行用户调度，在第一调度器调度完成后，再控制第二调度器进行用户调度；

所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器；

所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述第一调度器，进一步用于根据公式

${\mathrm{Tr}}_n(t,1)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t-\mathrm{1,2})+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t-1,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的历史调度信息，R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数；

所述第二调度器，进一步用于根据公式

${\mathrm{Tr}}_n(t,2)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Tr}}_n(t,1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第二频带/频率上的历史调度信息，其中，Tr_n(t,2)是第n个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Tr_n(t,1)是第n个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

9.一种联合调度的方法，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，所述基站包括至少两个调度器，所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其特征在于，所述方法包括：

在一个调度时刻内，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

其中，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基站包括两个调度器，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

在每个调度时刻到来时：

第一、第二调度器分别根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率、第二频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率、第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，第一、第二调度器均利用用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在各自频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一、第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，

所述更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息是：

根据 ${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中，Ts_n(t-1)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的总历史调度信息；Ts_n(t)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的总历史调度信息；R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是当前调度时刻t上在第一频带/频率上被调度的用户，m是当前调度时刻t上在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。

13.一种联合调度的装置，应用于对载波聚合***中基站的调度器的独立调度进行改进，其特征在于，所述装置包括：

至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；

其中，每个调度器在一个调度时刻内进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；

参数更新单元，用于在一个调度时刻内，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，

所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，

所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；

所述装置还包括：

调度控制单元，用于在每个调度时刻到来时，控制第一、第二调度器在各自频带/频率上进行用户调度；

所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；

所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；

所述参数更新单元，还用于在所述第一、第二调度器在当前调度时刻的调度都完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，

所述参数更新单元，进一步用于根据

${\mathrm{Ts}}_n\left(t\right)=(1-\frac{1}{T_c}){\mathrm{Ts}}_n(t-1)+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,1)/T_c& n=j\\ 0& n\&NotEqual;j\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{cc}{R}_n(t,2)/T_c& n=m\\ 0& n\&NotEqual;m\end{array}\right.,$ 更新各个用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中，Ts_n(t-1)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到第t-1个调度时刻的总历史调度信息；Ts_n(t)是第n个用户在第一、第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的总历史调度信息；R_n(t,1)是当前调度时刻t上第n个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；R_n(t,2)是当前调度时刻t上第n个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；T_c表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是当前调度时刻t上在第一频带/频率上被调度的用户，m是当前调度时刻t上在第二频带/频率上被调度的用户，1≤n≤N，其中N表示总的用户数。