CN102742212B - 基于服务质量的保证比特率业务调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于服务质量(QoS)的保证比特率(GBR)业务调度方法以及实现该方法的装置，该方法包括：根据当前传输时间间隔(TTI)内所有在线用户的GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级；按所确定的调度优先级依次对用户进行调度，为用户分配资源块(RB)资源。通过根据本发明的调度方法，能够充分利用RB资源，快速提高未达GBR的用户速率，使尽量多的用户达到GBR，从而提高***中整体满意的用户数目。对于最大比特率(MBR)大于GBR的情况，还能在满足尽量多的用户达到GBR的基础上进一步地提高用户的速率，增加高速率用户的数量。

Description

基于服务质量的保证比特率业务调度方法

技术领域

本发明涉及保证比特率(GBR，Guaranteed Bit Rate)的业务调度技术，更确切地说是涉及基于服务质量(QoS，Quality of Service)的保证比特率业务调度方法。

背景技术

具有严格QoS保证的数据如语音、图像、视频等多种多媒体业务数据是目前移动通信***面临的主要挑战之一。为了使业务以预期的效果被终端用户使用，例如当用户在线观看Video视频时，画面应当是连续的，第三代合作伙伴计划(3GPP，3rd Generation Partnership Project)在通用移动通信***中清晰地定义了端到端的QoS结构，并引入了多种承载及处理机制，以保证移动通信***可以充分发挥自身的技术优势，为用户提供各种差异化的服务。

QoS是***(服务器)为用户提供的服务质量。QoS是针对端对端(Endto End)的，即服务质量的评价是从发起端(Source)开始，到接收端(Target)后结束。承载级QoS参数包括QoS类别标识(QCI，QoS Class Identifier)、分配与保持优先级(ARP，Allocation and Retention Priority)、GBR、最大比特速率(MBR，Maximum Bit Rate)和聚合最大比特速率(AMBR，AggregatedMaximum Bit Rate)。其中QCI是一个数量等级，用来表示控制承载级别的数据包传输处理的接入点参数，ARP的主要目的是在资源限制的情况下决定接受还是拒绝承载的建立或修改请求。参数GBR代表了预期能够由GBR承载提供的比特速率，当业务的传输速率大于等于GBR时，业务的服务质量是令人满意的，当业务传输速率小于GBR时，业务的服务质量不能接受。参数MBR则限制了GBR承载能提供的比特速率，它表示了GBR承载提供期望数据速率的上限。

GBR承载主要用于语音、视频、实时游戏等业务，而要保证业务的QoS就需要在接入网侧和核心网侧都保证QoS。核心网侧业务的QoS是通过传输优先级来保证的，而接入网侧是在基站(BS，Base Station)内通过分配足够的无线资源来保证用户业务的QoS的。

核心网侧业务的QoS是很容易实现的，而对于接入网GBR业务的QoS，由于基站通过调度来决定每个用户终端的服务优先级，因此，适合的调度算法的选取对于用户终端是否能够得到GBR速率非常重要。

目前，基站侧主要有三种常用的调度算法：轮循(Round Robin，RR)算法、最大载干比(Max C/I，Maximum Carrier to Interference，)算法、正比公平(PF，Proportional Fair)算法。

RR算法的基本思想是保证小区内的用户终端按照某种确定的顺序循环占用等时间的无线资源来进行通信。尽管该算法在调度机会上最具公平性，但不能充分利用用户信道质量的差异性，从而***资源利用率和***吞吐量都很低，且该方法没有考虑用户保证GBR的需求，以致用户满意度很低。

Max C/I算法的基本思想是对所有用户信道质量指示(CQI，ChannelQuality Indicator)预测值进行排序，并按照从大到小顺序调度用户。尽管该算法能够得到最大的***吞吐率，但用户得到的服务非常不公平，信道条件好的中心用户会一直接受服务，速率会大于GBR，而信道条件差的边缘用户由于得不到调度，速率小于GBR，用户满意度低。

PF算法就是基站调度具有最大公平因子(Fair Factor)的一个或多个终端。其主要思想为给小区内的用户分配一个相应的优先级，小区中优先级最大的用户接受服务。该算法的扇区吞吐率和服务公平性在RR和MAX-C/I之间。其中FairFactor_i(t)是UE_i在t时刻的公平因子，TbSize_i(t)为UE_i在t时刻的能够传输的数据量，Throughput_i(t)为UE_i在t时刻为结尾的时间窗内的吞吐量。对于CQI较好的用户设备(UE，UserEquipment)，随着其吞吐量的增加，其优先级将会有所下降，以达到公平性。该算法也没有考虑用户GBR需求。

如果通信***中建立的业务是流类型，该业务需要一个GBR，如果建立的是非GBR业务，对用户未配置GBR，在***资源紧张时不提供服务，该用户也不会满意。所以能在GBR和非GBR业务下都给用户配置一个合适的GBR，使用户得到一个基本的服务质量，这样可以提供更为丰富的运营策略。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于服务质量的保证比特率业务调度方法及装置，能够充分利用资源块(RB，Resource Block)资源，快速提高未达GBR的用户速率，使尽量多的用户达到GBR速率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于服务质量的保证比特率业务调度方法，包括：

根据当前传输时间间隔(TTI，Transmission Time Interval)内所有在线用户的保证比特率GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级；

按所确定的调度优先级依次对用户进行调度，为用户分配RB资源。

优选地，所述根据当前TTI内所有在线用户的GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级，为：

根据正比公平PF调度算法，并结合各用户GBR业务的服务质量QoS而确定各用户的调度优先级。

优选地，所述根据PF调度算法，并结合各用户GBR业务的QoS而确定各用户的调度优先级，具体为按下式确定用户的调度优先级FF：

FF＝FF_PF·FF_GBR

其中， $\begin{array}{cc}{\mathrm{FF}}_{\mathrm{PF}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{TB}\left(i\right)}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}},& {\mathrm{FF}}_{\mathrm{GBR}}=e^{\frac{\mathrm{GBR}\·(1+\mathrm{ThresholdGBR})}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{HIs}}},}\end{array}$ “·”表示点乘运算，Th_His为当前的TTI之前的所选定的N个TTI中GBR业务的平均速率，TB(i)为N个TTI中传输成功的传输块TB，ThresholdGBR是***设定的GBR预留比例；指数位分子中的GBR表示***配置的保证比特速率。

优选地，所述Th_His按下式确定：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{TB}\_1\·\mathrm{ACK}\_1+\mathrm{TB}\_2\·\mathrm{ACK}\_2+\·\·\·\mathrm{TB}\_m\·\mathrm{ACK}\_m)}{N},$ N为选定的窗口长度；m为用户在N个TTI中的GBR业务流的数量；TB_l至TB_m为TTI内所调度的各GBR业务流1至m一次调度的TB大小；ACK_l、ACK_2以及ACK_m的取值为，对应的TB发射成功时取1，发射失败时取0。

优选地，所述按所确定的调度优先级依次对用户进行调度，为用户分配RB资源，为：

按优先级顺序依次调度重传用户，重传用户的RB数由重传的TB大小决定，不受GBR因素限制；

重传用户调度完毕后仍有RB资源剩余时，按优先级顺序依次调度新传用户，根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数。

优选地，所述根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数，为：

确定新传用户的平均速率大于MBR时，不调度该新传用户；

确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，进一步确定本小区中存在小于GBR速率的其他用户时，按GBR和用户缓冲区BSR中的较小数据量为该用户确定RB数；确定本小区中的其他用户的平均速率均大于等于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数；其中，所述其他用户为该新传用户所属服务小区所有在线用户中，除去当前TTI刚上线用户、重传用户、以及在调度该用户之前已被调度过的新传用户，以及除去该用户本身后剩余的用户；

确定新传用户的平均速率小于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数。

优选地，确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，所述方法还包括：

用户的BSR大于GBR时，将该用户添加到被限制RB数的已达GBR的用户列表中；

对其余用户的RB资源分配完毕仍有剩余时，再为该已达GBR的用户列表中用户进行RB资源分配。

一种基于服务质量的保证比特率业务调度装置，所述装置包括确定单元和资源调度单元；其中，

确定单元，用于根据当前TTI内所有在线用户的GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级；

资源调度单元，用于按所确定的调度优先级依次对用户进行调度，为用户分配RB资源。

优选地，所述确定单元进一步根据PF调度算法，并结合各用户GBR业务的QoS而确定各用户的调度优先级。

优选地，所述确定单元进一步按下式确定用户的调度优先级FF：

FF＝FF_PF·FF_GBR

其中， $\begin{array}{cc}{\mathrm{FF}}_{\mathrm{PF}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{TB}\left(i\right)}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}},& {\mathrm{FF}}_{\mathrm{GBR}}=e^{\frac{\mathrm{GBR}\·(1+\mathrm{ThresholdGBR})}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{HIs}}},}\end{array}$ “·”表示点乘运算，Th_His为当前的TTI之前的所选定的N个TTI中GBR业务的平均速率，TB(i)为N个TTI中传输成功的TB，ThresholdGBR是***设定的GBR预留比例；指数位分子中的GBR表示***配置的保证比特速率。

优选地，所述确定单元进一步按下式确定Th_His：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{TB}\_1\·\mathrm{ACK}\_1+\mathrm{TB}\_2\·\mathrm{ACK}\_2+\·\·\·\mathrm{TB}\_m\·\mathrm{ACK}\_m)}{N},$ 其中，N为选定的窗口长度；m为用户在N个TTI中的GBR业务流的数量；这里，m一般为1或2；TB_l至TB_m为TTI内所调度的各GBR业务流l至m一次调度的TB大小；ACK_1、ACK_2以及ACK_m的取值为，对应的TB发射成功时取1，发射失败时取0。

优选地，所述资源调度单元进一步地，

按优先级顺序依次调度重传用户，重传用户的RB数由重传的TB大小决定，不受GBR因素限制；

重传用户调度完毕后仍有RB资源剩余时，按优先级顺序依次调度新传用户，根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数。

优选地，所述资源调度单元进一步地，

确定新传用户的平均速率大于最大比特速率MBR时，不调度该新传用户；

确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，进一步确定本小区中存在小于GBR速率的其他用户时，按GBR和用户缓冲区BSR中的较小数据量为该用户确定RB数；确定本小区中的其他用户的平均速率均大于等于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数；其中，所述其他用户为该新传用户所属服务小区所有在线用户中，除去当前TTI刚上线用户、重传用户、以及在调度该用户之前已被调度过的新传用户，以及除去该用户本身后剩余的用户；

确定新传用户的平均速率小于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数。

优选地，所述资源调度单元进一步确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，在用户的BSR大于GBR时，将该用户添加到被限制RB数的已达GBR的用户列表中；对其余用户的RB资源分配完毕仍有剩余时，再为该已达GBR的用户列表中用户进行RB资源分配。

本发明中，根据PF调度算法，并结合各用户GBR业务的服务质量QoS来确定各用户的调度优先级，从而在保证调度公平性的前提下尽可能地使业务满足GBR速率。通过根据本发明的调度方法，能够充分利用RB资源，快速提高未达GBR的用户速率，使尽量多的用户达到GBR速率，从而提高***中整体满意的用户数目。对于MBR大于GBR的情况，还能在满足尽量多的用户达到GBR速率基础上进一步地提高用户的速率，增加高速率用户的数量。

附图说明

图1为本发明基于服务质量的保证比特率业务调度方法实施例一的流程图；

图2为本发明基于服务质量的保证比特率业务调度方法实施例二的流程图；

图3为根据本发明实施例一MBR相等GBR为200Kbps情况下的仿真示意图；

图4为根据本发明实施例一MBR相等GBR为300Kbps情况下的仿真示意图；

图5为本发明实施例二MBR为350Kbps、GBR为200Kbps情况下的仿真示意图；

图6为本发明实施例二MBR为400Kbps、GBR为300Kbps情况下的仿真示意图；

图7为本发明基于服务质量的保证比特率业务调度装置的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

以下两个实施例都以LTE下行***，10MHz带宽，宏基站为例进行的说明。基本参数及***仿真采用的参数如下表1所示：

表1

基于推动下一代移动网络技术发展组织(NGMN)业务模型，选择较大负荷的场景，用户数据包大小设为0.16M，每个TTI按MBR大小往用户数据缓冲区(BSR)中注入新数据，这样不会出现用户速率大于MBR的现象，假设***中所有用户均有相同的GBR业务需求。以下结合具体实施例，进一步阐明本发明技术方案的实质。

实施例一

本示例针对的是用户的MBR＝GBR的情况，即每个TTI按GBR大小往用户数据缓冲区(BSR)中注入新数据的方式。

当每个TTI以GBR大小注入BSR新数据时，用户一旦重传，速率就会小于GBR，所以在MBR＝GBR的情况下，瞬时地，会有较多的用户小于GBR速率，这时采取快速应对措施：对于小于GBR速率的用户，以用户缓冲区(BSR)中的数据量大小确定RB数，对于大于等于GBR速率的用户则按GBR和BSR中的较小值作为数据量大小来确定RB数。

图1为本发明基于服务质量的保证比特率业务调度方法实施例一的流程图，如图1所示，本发明基于服务质量的保证比特率业务调度方法包括以下步骤：

步骤11，计算当前传输时间间隔(TTI)上***内所有在线用户的平均历史吞吐率(即用户的平均速率)。计算公式如下：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\left(\mathrm{TB}\_1\·\mathrm{ACK}\_1+\mathrm{TB}\_2\·\mathrm{ACK}\_2\right)}{N}$

上式中，N为设定的窗口长度，通常取1024，当然，也可以根据***要求及实际的调度场景而设置。本示例中，是针对一用户同时具有两个GBR业务流为例进行说明的，如果用户中具有多个GBR业务流，其计算方式仍可通过上述公式来确定平均速率。TB_1(第1流)和TB_2(第2流)为窗口时间内一次调度的TB Size，如果没有调度则取0。ACK_1和ACK_2为基站(若对下行而言)收到的针对TB_1和TB_2是否成功发射的混合自动重传(HARQ，Hybrid Automatic Repeat Request)确认信息，传输成功时对应的ACK取1，传输失败时对应的ACK为0。

步骤12，基站根据调度算法给各个用户终端进行优先级排队。

步骤12中的调度算法是综合正比公平和GBR业务的服务质量两个因素的算法，用户的综合优先级(公平因子)FF表达式如下：

FF＝FF_PF·FF_GBR

式中FF_PF是由(通用)正比公平算法(G-PF)计算出来的公平因子，分子表示用户N个TTI(所选定窗口长度)内传对的TB Size；分母中的HistoryThroughput就是步骤11)得到的用户平均历史吞吐率；“·”表示点乘运算。

FF_GBR是GBR调度的公平因子，指数位分子中的GBR表示***配置的保证比特速率，ThresholdGBR是GBR预留比例，相当于GBR的上下振幅门限，例如ThresholdGBR＝10％；指数位分母中的HistoryThroughput就是前述步骤11得到的用户平均历史吞吐率。

按该步骤中的计算结果，对用户进行优先级排序，优先级越高的用户排在队列最前。

步骤13，按步骤12得到的用户优先级调度重传用户，重传用户的RB数由重传TB Size决定，不受GBR因素限制。

步骤14，按步骤12得到的用户优先级调度新传用户。

其中，所述步骤14可以包括下列步骤：

步骤141，判断由步骤11得到的该用户的速率是否小于GBR，如果小于，则进入步骤142，否则进入步骤143。

步骤142，该用户平均速率小于GBR，按该用户缓冲区(BSR)中数据量所需的RB数确定RB数量，并与当前剩余RB数之间取个较小值。

即 $R{B}_{\mathrm{Last}}=\min ({\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rank}}^{\mathrm{BSR}}\·{,\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rest}}).$

该用户若是单流传输： ${\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rank}1}^{\mathrm{BSR}}=\frac{\mathrm{BSR}+\mathrm{Hesd}+\mathrm{CRC}}{N_{\mathrm{SC}}^{\mathrm{RB}}\·N_{\mathrm{Sym}}^{\mathrm{TTI}}\·{\mathrm{SE}}_1}$

该用户若是双流传输： ${\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rank}2}^{\mathrm{BSR}}=\frac{\mathrm{BSR}+2\·\mathrm{Head}+2\·\mathrm{CRC}}{N_{\mathrm{SC}}^{\mathrm{RB}}\·N_{\mathrm{Sym}}^{\mathrm{TTI}}\·({\mathrm{SE}}_1+{\mathrm{SE}}_2)}$

上式中：Head为MAC头的比特数，在LTE***中为16比特。CRC为循环冗余校验(CRC，Cyclic Redundancy Check)的长度，在LTE***中为24比特。为每个RB包含的子载波数，子载波间隔为15kHz时取12个，子载波间隔为7.5kHz时取24个。为每TTI内的可用符号数，常规CP下取10个，扩展CP下取8个。SE₁为单流CQI或第一个流的CQI所对应的频谱效率(单位是bit/Symbol)，SE₂为双流时第二个流的CQI所对应的频谱效率。CQI取用户上报的宽带CQI。

步骤143，该用户平均速率大于等于GBR，则按GBR和BSR中的较小值确定RB数量，并与当前剩余RB数之间取个较小值。

即 $R{B}_{\mathrm{Last}}=\min ({\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rank}}^{\mathrm{Min}}\·{,\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rest}}).$

该用户若是单流传输 ${\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rank}1}^{\mathrm{Min}}=\mathrm{Ceil}\left(\frac{\min (\mathrm{BSR},\mathrm{GBR}\·\mathrm{TTI})\·\mathrm{EP}\·\mathrm{Headder}+\mathrm{CRC}}{N_{\mathrm{SC}}^{\mathrm{RB}}\·N_{\mathrm{Sym}}^{\mathrm{TTI}}\·{\mathrm{SE}}_1}\right):$ 该用户若是双流传输：

${\mathrm{RB}}_{\mathrm{Rank}2}^{\mathrm{Min}}=\mathrm{Ceil}\left(\frac{\min (\mathrm{BSR},\mathrm{GBR}\·\mathrm{TTI})\·\mathrm{EP}\·\mathrm{Header}+2\·\mathrm{CRC}}{N_{\mathrm{SC}}^{\mathrm{RB}}\·N_{\mathrm{Sym}}^{\mathrm{TTI}}\·({\mathrm{SE}}_1+{\mathrm{SE}}_2)}\right)$

式中，Ceil(·)表示上取整操作，min(·)是取2者中的较小者的操作，BSR为该DTCH缓存的比特数，GBR为GBR业务的保证比特速率(单位是kbps)，EP是速率增强比例(目的是预先防止由于误块等原因造成的服务速率降低)，Header是由于RLC/PDCP有头/Padding等的开销而应加强的比例，TTI是TTI的长度(这里是1ms)，SE₂是流2(第二个GBR业务流的CQI所对应的)的频谱效率)。

步骤15，进入下一个传输时间间隔时，重复步骤11到步骤14。

图3为根据本发明实施例一MBR相等GBR为200Kbps情况下的仿真示意图；图4为根据本发明实施例一MBR相等GBR为300Kbps情况下的仿真示意图；参考图3、4、就实施例一假设的场景下，仿真发现，采用本发明的GBR业务的调度方案，能充分保证用户特别是边缘用户的GBR速率。本发明所采用的仿真***为LTE市售仿真***。

实施例二

本示例针对的是用户的MBR大于GBR的情况，即每个TTI按MBR大小往用户数据缓冲区(BSR)中注入新数据的方式。

与实施例一相比，基本思想相同，即限制已达GBR速率用户的RB数，把节省下的RB资源分配给未达GBR速率的用户，这样未达到GBR速率的用户可以有较充足的RB资源传输更多的数据量，传输速率得到提升，进而达到GBR。不同之处是，细化了被限制RB数已达GBR速率的用户，这样可以在保证边缘用户GBR速率的基础上，充分利用RB资源，更多地提高用户速率，从而使用户满足基本GBR速率的基础上，使更多的用户享受到更高速率的服务质量。

图2为本发明基于服务质量的保证比特率业务调度方法实施例二的流程图，如图2所示，本示例基于服务质量的保证比特率业务调度方法包括以下步骤：

步骤21，计算当前传输时间间隔上***内所有在线用户的平均历史吞吐率(即用户的平均速率)。计算公式与前述实施例一种步骤11的方式相同，这里不再赘述。

步骤22，基站根据调度算法给各个用户终端进行优先级排队。用户优先级的计算公式与实施例一中步骤12的相同，这里不再赘述。

步骤23，按步骤22得到的用户优先级调度重传用户，重传用户的RB数由重传TB Size决定，不受GBR因素限制。

步骤24，按步骤22得到的用户优先级调度新传用户。

其中，上述步骤24具体包括下列步骤：

步骤241，按步骤22，得到的用户优先级给新传用户排队。

步骤242，对于被调度到的某个新传用户Uei，如果平均速率小于GBR，则按该用户Uei缓冲区(BSR)中数据量确定RB数量并与当前剩余RB数之间取个较小值。计算式与实施例一中步骤142的相同。如果平均速率大于等于GBR，进入步骤243。

步骤243，对于被调度到的某个新传用户Uei，建立本小区其他在线用户列表，列表中除去重传用户、当前TTI刚上线用户、在Uei之前已被调度过的新传用户。如果Uei的其他用户列表为非空，且列表中用户的平均速率有小于GBR的，则进入步骤244，否则进入步骤245。

步骤244，按该用户Uei的GBR需求和他BSR中的较小值确定分配给Uei的RB数量，并与当前剩余RB数之间取个较小值。计算式与实施例一步骤143中的相同。进入步骤246。

步骤245，按该用户Uei缓冲区(BSR)中数据量确定分配给Uei的RB数量：并与当前剩余RB数之间取个较小值。计算式与实施例一中步骤142的相同。执行步骤246。

步骤246，按步骤241的新传用户优先级接着调度下一个新传用户，重复步骤242到步骤245，直到RB资源用尽或新传用户调度完毕。

步骤25，进入下一个传输时间间隔时，重复步骤21到步骤24。

参考图3、4、5、6，就两个实施例假设的场景下，仿真发现，采用本发明的GBR业务的调度方案，能保证用户特别是边缘用户的GBR速率，当MBR＞GBR场景下，本发明能在保证边缘用户GBR速率的基础上，进一步提高平均、中心用户的速率。

图5为本发明实施例二MBR为350Kbps、GBR为200Kbps情况下的仿真示意图；图6为本发明实施例二MBR为400Kbps、GBR为300Kbps情况下的仿真示意图；参考图5及图6，仿真发现，采用本发明的GBR业务的调度方案，能保证用户特别是边缘用户的GBR速率，当MBR＞GBR场景下，本发明能在保证边缘用户GBR速率的基础上，进一步提高平均、中心用户的速率。

图7为本发明基于服务质量的保证比特率业务调度装置的组成结构示意图，如图7所示，本发明基于服务质量的保证比特率业务调度装置包括确定单元71和资源调度单元72；其中，

确定单元71，用于根据当前TTI内所有在线用户的GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级；

资源调度单元72，用于按所确定的调度优先级依次对用户进行调度，为用户分配RB资源。

上述确定单元71进一步根据PF调度算法，并结合各用户GBR业务的QoS而确定各用户的调度优先级。

优选地，所述确定单元进一步按下式确定用户的调度优先级FF：

FF＝FF_PF·FF_GBR

其中， $\begin{array}{cc}{\mathrm{FF}}_{\mathrm{PF}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{TB}\left(i\right)}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}},& {\mathrm{FF}}_{\mathrm{GBR}}=e^{\frac{\mathrm{GBR}\·(1+\mathrm{ThresholdGBR})}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{HIs}}},}\end{array}$ “·”表示点乘运算，Th_His为当前的TTI之前的所选定的N个TTI中GBR业务的平均速率，TB(i)为N个TTI中传输成功的TB，ThresholdGBR是***设定的GBR预留比例。

上述确定单元71进一步按下式确定Th_His：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{TB}\_1\·\mathrm{ACK}\_1+\mathrm{TB}\_2\·\mathrm{ACK}\_2+\·\·\·\mathrm{TB}\_m\·\mathrm{ACK}\_m)}{N},$ 其中，N为选定的窗口长度；TB_l至TB_m为TTI内所调度的各GBR业务流l至m一次调度的TB大小；ACK_1、ACK_2以及ACK_m的取值为，对应的TB发射成功时取1，发射失败时取0。

上述资源调度单元72进一步地，

按优先级顺序依次调度重传用户，重传用户的RB数由重传的TB大小决定，不受GBR因素限制；

重传用户调度完毕后仍有RB资源剩余时，按优先级顺序依次调度新传用户，根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数。

上述资源调度单元72进一步地，

确定新传用户的平均速率大于MBR时，不调度该新传用户；

确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，进一步确定本小区中存在小于GBR速率的其他用户时，按GBR和用户缓冲区BSR中的较小数据量为该用户确定RB数；确定本小区中的其他用户的平均速率均大于等于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数；

确定新传用户的平均速率小于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数。

上述资源调度单元72进一步确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，在用户的BSR大于GBR时，将该用户添加到被限制RB数的已达GBR的用户列表中；对其余用户的RB资源分配完毕仍有剩余时，再为该已达GBR的用户列表中用户进行RB资源分配。

本领域技术人员应当理解，图7所示的基于服务质量的保证比特率业务调度装置是为实现前述的基于服务质量的保证比特率业务调度方法而设计的，图7所示的装置中各处理单元的功能可参照前述实施例一至二中的描述而理解，各处理单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种基于服务质量的保证比特率业务调度方法，其特征在于，所述方法包括：

根据当前传输时间间隔TTI内所有在线用户的保证比特率GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级；

按所确定的调度优先级顺序依次调度重传用户，重传用户的资源块RB数由重传的传输块TB大小决定，不受GBR因素限制；重传用户调度完毕后仍有RB资源剩余时，按所确定的调度优先级顺序依次调度新传用户，根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前TTI内所有在线用户的GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级，为：

根据正比公平PF调度算法，并结合各用户GBR业务的服务质量QoS而确定各用户的调度优先级。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据PF调度算法，并结合各用户GBR业务的QoS而确定各用户的调度优先级，具体为按下式确定用户的调度优先级FF：

FF=FF_PF·FF_GBR

其中， ${\mathrm{FF}}_{\mathrm{PF}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{TB}\left(i\right)}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}},{\mathrm{FF}}_{\mathrm{GBR}}=e^{\frac{\mathrm{GBR}\·(1+\mathrm{ThresholdGBR})}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}}},$ “·”表示点乘运算，Th_His为当前的TTI之前的所选定的N个TTI中GBR业务的平均速率，TB(i)为N个TTI中第i个TTI内传输成功的传输块TB大小，ThresholdGBR是***设定的GBR预留比例；指数位分子中的GBR表示***配置的保证比特速率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Th_His按下式确定：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{TB}\_1\·\mathrm{ACK}\_1+\mathrm{TB}\_2\·\mathrm{ACK}\_2+...+\mathrm{TB}\_m\·\mathrm{ACK}\_m)}{N},$ N为选定的窗口长度；m为用户在N个TTI中的GBR业务流的数量；TB_1至TB_m为TTI内所调度的各GBR业务流1至m一次调度的TB大小；ACK_1、ACK_2以及ACK_m的取值为，对应的TB发射成功时取1，发射失败时取0。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数，为：

确定新传用户的平均速率大于最大比特速率MBR时，不调度该新传用户；

确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，进一步确定本小区中存在小于GBR速率的其他用户时，按GBR和用户缓冲区BSR中的较小数据量为该用户确定RB数；确定本小区中的其他用户的平均速率均大于等于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数；其中，所述其他用户为该新传用户所属服务小区所有在线用户中，除去当前TTI刚上线用户、重传用户、以及在调度该用户之前已被调度过的新传用户，并除去该用户本身后剩余的用户；

确定新传用户的平均速率小于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，所述方法还包括：

用户的BSR大于GBR时，将该用户添加到被限制RB数的已达GBR的用户列表中；

对其余用户的RB资源分配完毕仍有剩余时，再为该已达GBR的用户列表中用户进行RB资源分配。

7.一种基于服务质量的保证比特率业务调度装置，其特征在于，所述装置包括确定单元和资源调度单元；其中，

确定单元，用于根据当前传输时间间隔TTI内所有在线用户的保证比特率GBR业务的平均速率，确定各用户的调度优先级；

资源调度单元，用于按所确定的调度优先级顺序依次调度重传用户，重传用户的资源块RB数由重传的传输块TB大小决定，不受GBR因素限制；重传用户调度完毕后仍有RB资源剩余时，按所确定的调度优先级顺序依次调度新传用户，根据新传用户GBR业务所确定的服务质量为新传用户分配RB数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元进一步根据正比公平PF调度算法，并结合各用户GBR业务的QoS而确定各用户的调度优先级。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元进一步按下式确定用户的调度优先级FF：

FF=FF_PF·FF_GBR

其中， ${\mathrm{FF}}_{\mathrm{PF}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{TB}\left(i\right)}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}},{\mathrm{FF}}_{\mathrm{GBR}}=e^{\frac{\mathrm{GBR}\·(1+\mathrm{ThresholdGBR})}{1+{\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}}},$ “·”表示点乘运算，Th_His为当前的TTI之前的所选定的N个TTI中GBR业务的平均速率，TB(i)为N个TTI中第i个TTI内传输成功的传输块TB大小，ThresholdGBR是***设定的GBR预留比例；指数位分子中的GBR表示***配置的保证比特速率。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定单元进一步按下式确定Th_His：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{His}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{TB}\_1\·\mathrm{ACK}\_1+\mathrm{TB}\_2\·\mathrm{ACK}\_2+...+\mathrm{TB}\_m\·\mathrm{ACK}\_m)}{N},$ 其中，N为选定的窗口长度；m为用户在N个TTI中的GBR业务流的数量；TB_1至TB_m为TTI内所调度的各GBR业务流1至m一次调度的TB大小；ACK_1、ACK_2以及ACK_m的取值为，对应的TB发射成功时取1，发射失败时取0。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述资源调度单元进一步地，

确定新传用户的平均速率大于最大比特率MBR时，不调度该新传用户；

确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，进一步确定本小区中存在小于GBR速率的其他用户时，按GBR和用户缓冲区BSR中的较小数据量为该用户确定RB数；确定本小区中的其他用户的平均速率均大于等于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数；其中，所述其他用户为该新传用户所属服务小区所有在线用户中，除去当前TTI刚上线用户、重传用户、以及在调度该用户之前已被调度过的新传用户，以及除去该用户本身后剩余的用户；

确定新传用户的平均速率小于GBR时，按该用户的BSR中的数据量为该用户确定RB数。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述资源调度单元进一步确定新传用户的平均速率大于等于GBR且小于等于MBR时，在用户的BSR大于GBR时，将该用户添加到被限制RB数的已达GBR的用户列表中；对其余用户的RB资源分配完毕仍有剩余时，再为该已达GBR的用户列表中用户进行RB资源分配。