專利名稱：一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域中的無線分組調(diào)度技術(shù)，特別是涉及高速無線數(shù)據(jù)通 信中用于確保數(shù)據(jù)有效可靠傳輸?shù)囊环N基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度方法及 裝置。
技術(shù)背景隨著多々某體業(yè)務(wù)在無線網(wǎng)絡(luò)中越來越廣泛的應(yīng)用，無線分組調(diào)度將成為一 個(gè)重要的研究i果題。而公平性和系統(tǒng)吞吐量是衡量無線分組調(diào)度策略的重要指 標(biāo)之一，其要求在提高系統(tǒng)吞吐量的同時(shí),必須使各個(gè)用戶盡可能公平地共享無 線資源。但是,在無線網(wǎng)絡(luò)中，由于用戶處于不同的信道狀態(tài)，提高系統(tǒng)吞吐量和 保證公平性兩者是矛盾的，為了保證公平性，須將部分信道分配給信道狀態(tài)差的 用戶，這降低了系統(tǒng)吞吐量，換言之,調(diào)度策略在達(dá)到一定的系統(tǒng)吞吐量前提下，存在一個(gè)能保證的最大公平性；(或在保證一定的公平性下，存在一個(gè)最大的可 達(dá)系統(tǒng)吞吐量)。在無線網(wǎng)絡(luò)中,由于不同用戶在不同時(shí)刻呈現(xiàn)不相等的信道容量，調(diào)度算法 的公平性可以分為兩種,一是時(shí)間公平,以各個(gè)用戶獲得信道的時(shí)間或者幾率來 衡量;二是容量公平,以各個(gè)用戶獲得的信道容量來衡量。 一般說來,兩者是不相等的,而且調(diào)度策略為了保證容量公平,必須比保證時(shí)間公平犧牲更多的系統(tǒng)吞 吐量,因?yàn)闉楸ＷC容量公平,信道狀態(tài)好的用戶得到少的信道時(shí)間，信道狀態(tài)差 的用戶得到多的信道時(shí)間,而時(shí)間公平則使各用戶擁有相同的信道時(shí)間，所以 容量公平的吞吐量要低于時(shí)間公平。調(diào)度是高系統(tǒng)容量的實(shí)現(xiàn)方式。有三種傳統(tǒng)的調(diào)度方法，第一種是MaxC/I (最大載干比算法)，能獲得高呑吐量，低用戶公平性；第二種是輪循 算法(Round Robin),能獲得好的公平性，低吞吐量；第三種是比例公平(proportional fair),在最大化吞吐量的同時(shí)獲得較好的用戶公平性?；旌献詣?dòng) 請(qǐng)求重傳(HARQ)是鏈路級(jí)的一種有效的差錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制。目前有兩種基本有效的混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳方案，它們是追趕合并(chase combining )和增量冗余 (incremental redundancy )。前者獲得時(shí)間分集增益，后者獲得編碼合并增益。目前有很多基于信道狀態(tài)的調(diào)度算法，這些調(diào)度算法只是筒單的根據(jù)用戶 當(dāng)前的信道狀況進(jìn)行調(diào)度，而不考慮被調(diào)度后的用戶的數(shù)據(jù)被正確接收的概 率。有些也只是將調(diào)度與標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)請(qǐng)求重傳結(jié)合考慮，但是沒有聯(lián)合考慮調(diào) 度與混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳。根據(jù)傳統(tǒng)的方法，即使某些用戶依據(jù)某些調(diào)度規(guī)則被 調(diào)度了，但是在接收端這個(gè)用戶的數(shù)據(jù)仍有可能被錯(cuò)誤接收，如果考慮某些用 戶是重傳數(shù)據(jù)，調(diào)度重傳用戶后會(huì)有合并增益，那么該用戶被調(diào)度后的正確接 收率也許要比其他用戶的高，這樣系統(tǒng)的吞吐量也就提高了 。目前采用了 HARQ技術(shù)后的傳統(tǒng)調(diào)度算法有兩種， 一種是傳統(tǒng)的最大速 率調(diào)度算法，其主要調(diào)度步驟如下1 .需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋它們各自的信道質(zhì)量信息WW《""W。2.基站根據(jù)每個(gè)用戶的信道質(zhì)量信息確定它們最大允許傳輸?shù)乃俾? .根據(jù)max &，>確定要調(diào)度的用戶。4. 判斷該用戶即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是新數(shù)據(jù)還是要重傳的數(shù)據(jù)。5. 如果是新數(shù)據(jù)，則利用步驟2中獲得的最大速率發(fā)送該數(shù)據(jù)；如果是重傳數(shù)據(jù)則用該用戶上次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率來重傳該數(shù)據(jù)。6對(duì)于每個(gè)調(diào)度周期重復(fù)步驟1-5。傳統(tǒng)的另外一種方法是重傳用戶數(shù)據(jù)優(yōu)先，其具體調(diào)度步驟如下1 )需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋它們各自的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息2) 基站根據(jù)每個(gè)用戶的信道質(zhì)量信息確定它們最大允許傳輸?shù)乃俾?) 判斷每個(gè)用戶即將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是新數(shù)據(jù)還是要重傳的數(shù)據(jù)。4) 如果所有用戶都發(fā)新數(shù)據(jù)，對(duì)步驟2)中所有用戶的最大允許傳輸?shù)?速率排序，選出一個(gè)速率最大的用戶。如果有用戶要重傳數(shù)據(jù)，那么不管該用 戶的信道質(zhì)量如何，都要調(diào)度該用戶。且重傳用戶使用前一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用 的速率重傳數(shù)據(jù)。5)對(duì)于每個(gè)調(diào)度周期重復(fù)步驟1 )至4)。以上兩種方法的主要缺點(diǎn)在于，方法一調(diào)度根據(jù)瞬時(shí)的信道狀況選擇具有 最大速率的用戶，而實(shí)際傳輸時(shí)對(duì)于重傳的用戶是采用上一次傳輸速率。這樣 被調(diào)度的用戶不一定是具有最大傳輸速率的用戶，所以系統(tǒng)吞吐會(huì)下降。方法 二總是優(yōu)先調(diào)度重傳的用戶，雖然重傳的用戶具有高的可靠性，但是由于它可 能并不是具有最大傳輸速率的用戶，因此也會(huì)帶來吞吐?lián)p失。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度方法及裝置，解 決現(xiàn)有技術(shù)未能細(xì)致考慮重傳用戶的合并增益對(duì)傳輸速率的影響，不能準(zhǔn)確判 斷用戶的實(shí)際傳輸速率，難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最大吞吐量的技術(shù)問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度方 法，其中，在調(diào)度過程中，通過在用戶反饋的信噪比中加入重傳用戶的合并增 益來獲取用戶的有效信噪比，根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法 的用戶。上述的方法，其中，包括如下步驟步驟一，根據(jù)用戶的信道質(zhì)量信息和重傳信息確定用戶的最大允許傳輸速率；步驟二，在用戶反饋的瞬時(shí)信噪比中對(duì)應(yīng)加入重傳用戶具有的合并增益， 獲得用戶的有效信噪比；步驟三，根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法的用戶。上述的方法，其中，所述調(diào)度算法為最大載千比算法，所述步驟一包括 步驟a,需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋各自的信道質(zhì)量信息；步驟b，對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述信道質(zhì)量信息確定用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率做為最大允 許傳輸速率；步驟c,對(duì)各用戶的最大允許傳輸速率進(jìn)行排序，得到序列中的 最大速率，并確定具有所述最大速率的用戶集合；在所述步驟二中，僅針對(duì)所述用戶集合中的用戶，獲得用戶的有效信噪比；所述步驟三包括調(diào)度有效信 噪比最大的用戶。上述的方法，其中，所述調(diào)度算法為比例公平算法，所述步驟一包括步驟A，需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋各自的信道質(zhì)量信息；步驟B，對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述信道質(zhì)量信息確定用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率做為最大允許傳輸速率；在所述步驟二中，針對(duì)每個(gè)用戶，都獲得用戶的有效信噪比；所述步驟三包括計(jì)算每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的等效傳輸速率調(diào)度^—薦,)/Ai值最大的用戶，其中4是用戶!'獲得的平均速率。上述的方法，其中，所述調(diào)度算法為最大載干比算法，包括如下步驟 步驟al,需要進(jìn)行通信的用戶根據(jù)自身的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息和重傳信息及合并增益計(jì)算各自的有效信噪比，并將該有效信噪比反饋給基站；步驟bl,對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述有效信噪比確定用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率做為最大允許傳輸速率；步驟cl,對(duì)各用戶的最大允許傳輸速率進(jìn)行排序，得到序列中的最大速率，并確定具有所述最大速率的用戶集合；步驟dl,調(diào)度所述用戶集合中有效信噪比最大的用戶。 上述的方法，其中，所述調(diào)度算法為比例公平算法，包括如下步驟 步驟Al，需要進(jìn)行通信的用戶根據(jù)自身的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息和重傳信息及合并增益計(jì)算各自的有效信噪比，并將該有效信噪比反饋給基站；步驟Bl,對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述信道質(zhì)量信息確定用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率做為最大允許傳輸速率；步驟Cl,根據(jù)每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的有效信噪比計(jì)算每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的等效傳輸速率~—磁(,)；步驟D1，調(diào)度&,，w,)/Ai值最大的用戶，其中4是用戶i獲得的平均速率。 上述的方法，其中，如果混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用的是追趕合并的實(shí)現(xiàn)方法，則通過如下方式獲得所述合并增益根據(jù)最大比合并的特點(diǎn)，所述合并增益等于重傳用戶在此之前多次接收信號(hào)的信噪比之和。上述的方法，其中，如果混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用的是增量冗余的實(shí)現(xiàn)方法，則通過如下方式獲得所述合并增益根據(jù)誤塊率與信噪比的曲線圖來獲取平均的合并增益。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明還提供了 一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度裝置，其中，包括最大允許傳輸速率確定模塊，用于根據(jù)用戶的信道質(zhì) 量信息和重傳信息確定用戶的最大允許傳輸速率；有效信噪比獲取模塊，用于 在用戶反饋的瞬時(shí)信噪比中對(duì)應(yīng)加入重傳用戶具有的合并增益，獲得用戶的有 效信噪比；調(diào)度模塊，用于根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法的 用戶。上述的裝置，其中，在混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用追趕合并的條件下，所述有 效信噪比獲取模塊通過求取重傳用戶的多次接收信號(hào)的信噪比之和來獲取所 述合并增益。上述的裝置，其中，在混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用增量冗余的條件下，所述有效信噪比獲取4莫塊通過誤塊率與信噪比的曲線圖來獲取平均的合并增益。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1) 本發(fā)明將合并增益的思想引入調(diào)度算法，充分考慮了重傳用戶的合并 增益對(duì)傳輸速率的影響，能夠更為準(zhǔn)確的判斷用戶的實(shí)際傳輸速率，因此考慮 了合并增益后的本發(fā)明調(diào)度方法能為無線高速數(shù)據(jù)通信提供更加可靠和有效 的傳輸質(zhì)量。2) 本發(fā)明基于最大載干比調(diào)度算法和比例公平調(diào)度算法提出了引入合并 增益后的改進(jìn)調(diào)度算法，在用戶反饋的信噪比中加入重傳用戶的合并增益來獲 取用戶的有效信噪比，因?yàn)橐牒喜⒃鲆婧蟮挠行旁氡鹊淖饔檬悄軌蚋鎸?shí) 的反映實(shí)際傳輸?shù)乃俾?，而將有效信噪比結(jié)合以上兩種算法，就可以盡量根據(jù) 實(shí)際傳輸速率來找出符合算法規(guī)則的用戶，從而使算法能更為準(zhǔn)確。3) 本發(fā)明在初始判斷用戶的最大允許傳輸速率時(shí)，就將重傳用戶在上一 次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率做為最大允許傳輸速率，這避免了現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)信道 質(zhì)量信息確定重傳用戶的最大允許傳輸速率并據(jù)此為調(diào)度依據(jù)，而又用重傳用 戶在上一次的發(fā)送速率進(jìn)行發(fā)送，而導(dǎo)致所調(diào)度的用戶可能不具有最大速率的 問題，因此，本發(fā)明能夠保障調(diào)度所依據(jù)的速率與發(fā)送速率的統(tǒng)一，保障了調(diào) 度的準(zhǔn)確性和有效性，增加了系統(tǒng)的吞吐量。4) 本發(fā)明針對(duì)不同的混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳方案提出了兩種確定合并增益的方法，能夠筒單而有效的確定重傳用戶的合并增益，進(jìn)而確定用戶的有效信噪比，為準(zhǔn)確判斷用戶的實(shí)際傳輸速率提供了切實(shí)有效的實(shí)現(xiàn)手段。


圖1為本發(fā)明方法的流程圖；圖2為不同重傳次數(shù)的誤塊率與信噪比的曲線圖； 圖3為本發(fā)明根據(jù)不同的平均信噪比獲得的合并增益的對(duì)照?qǐng)D； 圖4為低信噪比環(huán)境下不同調(diào)度算法的頻i普效率性能比較圖； 圖5為高信噪比環(huán)境下不同調(diào)度算法的頻譜效率性能比較圖； 圖6為不同調(diào)度算法下數(shù)據(jù)包的傳輸時(shí)延分布圖； 圖7為不同調(diào)度算法下用戶公平性比較圖。
具體實(shí)施方式
因?yàn)樵谡{(diào)度用戶之前并不知道調(diào)度后該用戶的數(shù)據(jù)是否被正確接收，因此 現(xiàn)有技術(shù)調(diào)度用戶所依據(jù)的瞬時(shí)傳輸速率并不能完全反映實(shí)際的傳輸速率，該 速率僅僅代表該用戶數(shù)據(jù)被正確接收后的速率，如果該用戶的數(shù)據(jù)被檢測(cè)有 錯(cuò)，那么實(shí)際的傳輸速率是零，而且該錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)將被重傳或者丟棄。這種錯(cuò) 誤的計(jì)算在多用戶系統(tǒng)中是非常有害的。另外，對(duì)于多數(shù)混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳機(jī) 制來說，由于重傳帶來的合并增益使得重傳數(shù)據(jù)與初始發(fā)送數(shù)據(jù)相比具有更高 的成功接收率，基于這一點(diǎn)，本發(fā)明在調(diào)度原則中引入合并帶來的增益，為無 線通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)了 一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳合并增益的多用戶調(diào)度方法，可 以更加準(zhǔn)確的判斷信道的實(shí)際傳輸速率。如圖l所示，本發(fā)明的調(diào)度方法可以 總結(jié)為以下步驟步驟101,根據(jù)用戶的信道質(zhì)量信息和重傳信息確定用戶的最大允許傳輸 速率；步驟102,在用戶反饋的瞬時(shí)信噪比中對(duì)應(yīng)加入重傳用戶具有的合并增 益，獲得用戶的有效信噪比；步驟103,根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法的用戶。 如果計(jì)算有效信噪比是在基站中完成的，則按照以上步驟的順序。如果計(jì)算有效信噪比是在用戶端完成的，則先由用戶計(jì)算有效信噪比后反饋給基站， 再由基站確定用戶的最大允許傳輸速率，最后執(zhí)行步驟103。如果基于最大載干比調(diào)度算法，則引入合并增益后的本發(fā)明的調(diào)度算法的 實(shí)施例1如下1 )需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋它們各自的信道質(zhì)量信息^W^"W。2) 基站根據(jù)每個(gè)用戶的信道質(zhì)量和重傳信息確定它們最大允許傳輸?shù)乃俾?cs("。對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，直接根據(jù)反饋的^^^,W確定及MC柳；對(duì) 于重傳的用戶，其^訓(xùn)與它上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率相同。3) 對(duì)以上獲得的最大允許傳輸?shù)乃俾蔬M(jìn)行排序，確定具有最大速率的用 戶集D = arg max i MCS("。4 )計(jì)算上述用戶集合中每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的有效信噪比 羅￡# (/)=篇, , (/) + G(o ， / e Q 。5)調(diào)度具有最大有效信噪比的用戶t/ = argmaX57A^/f(/)。 對(duì)于每個(gè)調(diào)度周期，重復(fù)步驟1 )至5 )。 基于最大載干比實(shí)施例2如下1) 需要進(jìn)行通信的用戶根據(jù)它們的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息和重傳信息及合并 增益計(jì)算各自的有效信噪比S/A^f(/)-OTW ,M,(/) + G(/),并將該有效信噪比反 饋給基站。2) 基站根據(jù)每個(gè)用戶的信道質(zhì)量和重傳信息確定它們最大允許傳輸?shù)乃俾?""。對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，直接根據(jù)反饋的s/，嫂(AO確定^csw;對(duì)于重傳的用戶，其w，與它上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率相同。3) 對(duì)以上獲得的最大允許傳輸?shù)乃俾蔬M(jìn)行排序，確定具有最大速率的用戶集Q-argmax及Mc 。錢4) 調(diào)度具有最大有效信噪比的用戶t7-argmaxS/M^(Z)， z'e D 。 對(duì)于每個(gè)調(diào)度周期，重復(fù)步驟1 )至4)。如果將本發(fā)明的合并增益的思想應(yīng)用于傳統(tǒng)的PF (比例公平)調(diào)度算法 的實(shí)施例1如下1) 需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋它們各自的信道質(zhì)量信息^^^'W 。2) 基站根據(jù)每個(gè)用戶的信道質(zhì)量信息確定它們最大允許傳輸?shù)乃俾?4c。對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，直接根據(jù)反饋的5/層嫂.("確定"磁("；對(duì)于重 傳的用戶，其^^ ("與它上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率相同。3 )計(jì)算上述用戶集合中每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的有效信噪比s/淑"o = 5/層, ,,(0 +卯)及等效的傳輸速率~_磁(,)。4) 根據(jù)max"(磁w原貝'J (傳統(tǒng)PF方法是根據(jù)max^a ),調(diào)度具有最大值的用戶。其中4是用戶/獲得的平均速率。 可根據(jù)以下表達(dá)式更新用戶!'的平均速率4。<formula>formula see original document page 12</formula>"是一個(gè)比例因子，t代表時(shí)間，if schedule表示該用戶i如果被調(diào)度。5) 對(duì)于每個(gè)調(diào)度周期，重復(fù)步驟1)至4)。 基于PF調(diào)度算法的實(shí)施例2如下1) 需要進(jìn)行通信的用戶根據(jù)它們的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息和重傳信息及合并 增益計(jì)算各自的有效信噪比S/A^#(/) = S/M , ,,(0 + G0'),并將該有效信噪比反 饋給基站。2) 基站根據(jù)每個(gè)用戶的信道質(zhì)量信息確定它們最大允許傳輸?shù)乃俾?"械'柳。對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，直接根據(jù)反饋的S/Wi ^(&)確定&c柳；對(duì)于 重傳的用戶，其^,與它上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率相同。3 )根據(jù)每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的有效信噪比計(jì)算其等效的傳輸速率^臘(。。4) 根據(jù)max7^-磁(;)原貝寸(傳統(tǒng)PF方法是根據(jù)max^^ )，調(diào)度具有最大值的用戶。其中4是用戶/獲得的平均速率。 可根據(jù)以下表達(dá)式更新用戶/的平均速率4。<formula>formula see original document page 12</formula>a是一個(gè)比例因子，t代表時(shí)間，ifschedule表示該用戶i如果被調(diào)度。5) 對(duì)于每個(gè)調(diào)度周期，重復(fù)步驟1)至4)。 本發(fā)明還提供了確定合并增益的兩種方法l,如果混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳方法采用的是chase combining,根據(jù)最大 比合并的特點(diǎn)，合并后信號(hào)的信噪比等于多次接收信號(hào)的信噪比之和，因此合 并增益可以表示為以下等式<formula>formula see original document page 12</formula>其中S/M , s,w (/c)表示用戶化被第；c次傳輸時(shí)的瞬時(shí)信p喿比。S/A^加(。)(it)表 示用戶A發(fā)送新數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)信噪比。M,表示用戶t發(fā)送同一個(gè)數(shù)據(jù)包 的次數(shù)。方法2，如果混合自動(dòng)i貪求重傳方法采用的是Incremental redundancy，其合并增益主要是編碼增益，沒有明確的表達(dá)式可以獲得，因此本發(fā)明根據(jù)誤塊率與信噪比的曲線圖來獲取平均的合并增益，圖2為不同重傳次數(shù)的誤塊率(BLER)與信噪比(SNR)的曲線圖。對(duì)于給定的平均信噪比，本發(fā)明首先確定重傳次數(shù)M為0時(shí)該平均信噪比所能獲得的誤塊率，為獲得該相同的誤塊率，不同重傳次數(shù)下所需要的平均信噪比不同，重傳次數(shù)越大，所需信噪比越小。不同重傳次數(shù)下所需信噪比與無重傳時(shí)所需信噪比的差就是對(duì)應(yīng)重傳次數(shù)下所獲得的合并增益。例如，如圖2所示，如果系統(tǒng)的平均信噪比是12dB,如果對(duì)應(yīng)沒有重傳的數(shù)據(jù)，所能獲得誤塊率大概為10%,為了獲得10%的誤塊率，對(duì)應(yīng)重傳1次、2次、3次所需的平均信噪比分別為6dB，4dB，ldB。因此對(duì)應(yīng)重傳l次、2次、3次所獲得的合并增益為它們與無重傳所需信噪比的差值，分別為6dB、 8dB、 lldB。所以根據(jù)不同的平均信噪比就能獲得合并增益的對(duì)照?qǐng)D表，對(duì)照?qǐng)D表如圖3所示。圖3是在調(diào)制方式為QPSK (四相移鍵控)，碼率為1/2時(shí)獲得的。所以對(duì)于系統(tǒng)采用不同的調(diào)制編碼方式本發(fā)明都能獲得如圖3所示的對(duì)照?qǐng)D表，合并增益的大小通過查表來確定，對(duì)圖3而言，從中獲得的合并增益的表達(dá)式如下 'O，M-O _ (12_6)，M = 1 M _ j(12 —4),M = 2 (12-1),M = 3以下結(jié)合附圖進(jìn)行三種調(diào)度算法的性能比較。算法l,傳統(tǒng)的最大速率調(diào)度方法任一調(diào)度周期內(nèi)，調(diào)度速率最大的用 戶，如果滿足速率最大的用戶有多個(gè)，則隨機(jī)選擇一個(gè)用戶，不考慮調(diào)度的用 戶重傳與否。算法2:總是優(yōu)先調(diào)度需要重傳的用戶，當(dāng)沒有用戶需要重傳時(shí)，根據(jù)算 法1進(jìn)行調(diào)度。本發(fā)明算法首先根據(jù)速率最大原則確定具有最大速率的用戶集合，然后針對(duì)集合中的用戶計(jì)算它們的有效信噪比，最后調(diào)度具有最大信噪比的用戶。 為了評(píng)估本發(fā)明提案的性能，本發(fā)明從頻譜效率，重傳等待時(shí)延，用戶公 平性三個(gè)方面將本發(fā)明與傳統(tǒng)方法進(jìn)行了性能比較。圖4給出了平均信噪比為5dB,目標(biāo)誤塊率為1%時(shí)的頻譜效率性能曲線。 如圖所示，隨著用戶數(shù)的增加，頻譜效率提高。在所有用戶范圍內(nèi)，本發(fā)明獲 得最好的頻譜效率，算法2的頻譜效率最低，算法l的頻譜效率居中。圖5給出了信噪比為10dB,目標(biāo)誤塊率為1%的頻譜效率性能曲線。與 5dB信噪比相比，頻譜效率更高，這是因?yàn)榇藭r(shí)大部分情況下被調(diào)度用戶所采 用的是最高階調(diào)制編碼方式。但是本發(fā)明的性能改善有所下降。這是因?yàn)楫?dāng)信 噪比為10dB時(shí)，出現(xiàn)誤包的概率及其事件"具有最大發(fā)送速率的用戶有數(shù)據(jù) 重傳發(fā)生"的概率都下降了。圖6給出了信噪比為10dB,誤塊率為1%，用戶數(shù)為15的情況下，每個(gè) 數(shù)據(jù)包從第一次發(fā)送到最后正確接收或被丟棄所需要的時(shí)間的概率分布。從圖 可知，因?yàn)樗惴╨在每一個(gè)調(diào)度時(shí)刻都根據(jù)當(dāng)前的瞬時(shí)信道情況調(diào)度用戶，當(dāng) 數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，在下一次被調(diào)度到所需要等待的時(shí)間非常的長(zhǎng)。而算法2 因?yàn)槊看味純?yōu)先調(diào)度需要重傳的用戶，所以不需要等待時(shí)間，在接下來的時(shí)刻 就被重傳了 。本發(fā)明是根據(jù)重傳情況及其信道條件在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)度需要重傳 的用戶，因此所需時(shí)延介于算法1和算法2之間。對(duì)于有時(shí)延保證要求的用戶， 如果采用算法l，那么將會(huì)有很多用戶的數(shù)據(jù)包會(huì)因?yàn)槌瑫r(shí)而被丟棄。本發(fā)明 相對(duì)于算法1降低了數(shù)據(jù)包被丟棄的概率。圖7是用戶公平性的曲線圖。不同曲線反映了不同調(diào)度算法下每個(gè)用戶獲 得的調(diào)度機(jī)會(huì)。對(duì)于15個(gè)用戶的情況，如果是完全公平調(diào)度，那么每個(gè)用戶 被調(diào)度到的概率為1/15=0.0667.從曲線可知，雖然三種算法獲得的公平性并不 是完全公平，但是每個(gè)用戶被調(diào)度的概率都非常接近等概率0.0667.因此總體 來說三個(gè)算法獲得公平性基本相同。綜上可知，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明將合并增益的思想引入調(diào)度算法，充分考慮了重傳用戶的合并 增益對(duì)傳輸速率的影響，能夠更為準(zhǔn)確的判斷用戶的實(shí)際傳輸速率，因此考慮 了合并增益后的本發(fā)明調(diào)度方法能為無線高速數(shù)據(jù)通信提供更加可靠和有效的傳輸質(zhì)量。2) 本發(fā)明基于最大載干比調(diào)度算法和比例公平調(diào)度算法提出了引入合并 增益后的改進(jìn)調(diào)度算法，在用戶反饋的信噪比中加入重傳用戶的合并增益來獲 取用戶的有效信噪比，因?yàn)橐牒喜⒃鲆婧蟮挠行旁氡鹊淖饔檬悄軌蚋鎸?shí) 的反映實(shí)際傳輸?shù)乃俾?，而將有效信噪比結(jié)合以上兩種算法，就可以盡量根據(jù) 實(shí)際傳輸速率來找出符合算法規(guī)則的用戶，從而使算法能更為準(zhǔn)確。3) 本發(fā)明在初始判斷用戶的最大允許傳輸速率時(shí)，就將重傳用戶在上一 次發(fā)送數(shù)據(jù)所采用的速率做為最大允許傳輸速率，這避免了現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)信道 質(zhì)量信息確定重傳用戶的最大允許傳輸速率并據(jù)此為調(diào)度依據(jù)，而又用重傳用 戶在上一次的發(fā)送速率進(jìn)行發(fā)送，而導(dǎo)致所調(diào)度的用戶可能不具有最大速率的 問題，因此，本發(fā)明能夠保障調(diào)度所依據(jù)的速率與發(fā)送速率的統(tǒng)一，保障了調(diào) 度的準(zhǔn)確性和有效性，增加了系統(tǒng)的吞吐量。4) 本發(fā)明針對(duì)不同的混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳方案提出了兩種確定合并增益的 方法，能夠簡(jiǎn)單而有效的確定重傳用戶的合并增益，進(jìn)而確定用戶的有效信噪以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾， 這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) >為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度方法，其特征在于，在調(diào)度過程中，通過在用戶反饋的信噪比中加入重傳用戶的合并增益來獲取用戶的有效信噪比，根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法的用戶。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，根據(jù)用戶的信道質(zhì)量信息和重傳信息確定用戶的最大允許傳輸速率；步驟二，在用戶反饋的瞬時(shí)信噪比中對(duì)應(yīng)加入重傳用戶具有的合并增益， 獲得用戶的有效信噪比；步驟三，根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法的用戶。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述調(diào)度算法為最大載千 比算法，所述步驟一包括步驟a，需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋各自的信道質(zhì) 量信息；步驟b,對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述信道質(zhì)量信息確 定用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所 采用的速率做為最大允許傳輸速率；步驟c，對(duì)各用戶的最大允許傳輸速率進(jìn) 行排序，得到序列中的最大速率，并確定具有所述最大速率的用戶集合；在所述步驟二中，僅針對(duì)所述用戶集合中的用戶，獲得用戶的有效信噪比；所述步驟三包括調(diào)度有效信噪比最大的用戶。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述調(diào)度算法為比例公平 算法，所述步驟一包括步驟A，需要進(jìn)行通信的用戶向基站反饋各自的信道質(zhì) 量信息；步驟B，對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述信道質(zhì)量信息確 定用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所 采用的速率做為最大允許傳輸速率；在所述步驟二中，針對(duì)每個(gè)用戶，都獲得用戶的有效信噪比； 所述步驟三包括計(jì)算每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的等效傳輸速率i c訓(xùn)，調(diào)度 l嬉(。/Ai值最大的用戶，其中4是用戶/獲得的平均速率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)度算法為最大載干比算法，包括如下步驟步驟al，需要進(jìn)行通信的用戶根據(jù)自身的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息和重傳信息 及合并增益計(jì)算各自的有效信噪比，并將該有效信噪比反饋給基站；步驟bl，對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述有效信噪比確定用 戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所釆用 的速率做為最大允許傳輸速率；步驟cl，對(duì)各用戶的最大允許傳輸速率進(jìn)行排序，得到序列中的最大速 率，并確定具有所述最大速率的用戶集合；步驟dl,調(diào)度所述用戶集合中有效信噪比最大的用戶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述調(diào)度算法為比例公平 算法，包括如下步驟步驟Al，需要進(jìn)行通信的用戶根據(jù)自身的瞬時(shí)信道質(zhì)量信息和重傳信息 及合并增益計(jì)算各自的有效信噪比，并將該有效信噪比反饋給基站；步驟B1，對(duì)于發(fā)送新數(shù)據(jù)的用戶，基站直接根據(jù)所述信道質(zhì)量信息確定 用戶的最大允許傳輸速率；對(duì)于重傳用戶，將重傳用戶在上一次發(fā)送數(shù)據(jù)所采 用的速率做為最大允許傳輸速率；步驟Cl，根據(jù)每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的有效信噪比計(jì)算每個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的等效 傳輸速率i^,柳；步驟Dl,調(diào)度^磁(。/Ai值最大的用戶，其中4是用戶!'獲得的平均速率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 如果混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用的是追趕合并的實(shí)現(xiàn)方法，則通過如下方式獲得所 述合并增益根據(jù)最大比合并的特點(diǎn)，所述合并增益等于重傳用戶在此之前多 次接收信號(hào)的信噪比之和。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， 如果混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用的是增量冗余的實(shí)現(xiàn)方法，則通過如下方式獲得所 述合并增益根據(jù)誤塊率與信噪比的曲線圖來獲取平均的合并增益。
9. 一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度裝置，其特征在于，包括 最大允許傳輸速率確定模塊，用于根據(jù)用戶的信道質(zhì)量信息和重傳信息確定用戶的最大允許傳輸速率；有效信噪比獲取模塊，用于在用戶反饋的瞬時(shí)信噪比中對(duì)應(yīng)加入重傳用戶具有的合并增益，獲得用戶的有效信噪比；調(diào)度模塊，用于根據(jù)所述有效信噪比來確定并調(diào)度符合調(diào)度算法的用戶。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用 追趕合并的條件下，所述有效信噪比獲取模塊通過求取重傳用戶的多次接收信 號(hào)的信噪比之和來獲取所述合并增益。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，在混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳采用 增量冗余的條件下，所述有效信噪比獲取模塊通過誤塊率與信噪比的曲線圖來 獲取平均的合并增益。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳的調(diào)度方法及裝置，其中方法包括在調(diào)度過程中，根據(jù)用戶重傳與否以及用戶反饋的信噪比確定用戶所能獲得的傳輸速率，然后考慮在用戶反饋的信噪比中加入重傳用戶的合并增益來獲取用戶的有效信噪比，根據(jù)所述有效信噪比進(jìn)行調(diào)度，它可以和傳統(tǒng)的依賴信道條件的最大載干比(MAXC/I)，比例公平(PF)等調(diào)度方法進(jìn)行有效的結(jié)合。本發(fā)明將合并增益的思想引入調(diào)度算法，充分考慮了重傳用戶的合并增益對(duì)傳輸速率的影響，能夠更為準(zhǔn)確的判斷用戶的實(shí)際傳輸速率，能為無線高速數(shù)據(jù)通信提供更加有效可靠的傳輸質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101267388SQ20071013599
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者佘小明, 芳 劉, 嵐 陳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩