способ диспетчеризации сервиса с гарантированной скоростью передачи данных на основе качества обслуживания

Формула изобретения

1. Способ диспетчеризации сервисов с гарантированной скоростью передачи данных (GBR) на основе качества обслуживания (QoS), содержащий:

определение приоритета диспетчеризации подключенного пользователя в соответствии с средней скоростью сервиса с GBR данного пользователя в текущем интервале времени передачи (TTI); и

диспетчеризацию пользователя в соответствии с определенным таким образом приоритетом и выделение пользователю ресурсов блока ресурсов (RB), при этом

диспетчеризация пользователей, нуждающихся в повторной передаче, в соответствии с порядком приоритета, в котором число RB каждого пользователя, нуждающегося в повторной передаче, зависит от повторно передаваемого размера ТВ и не ограничено фактором GBR; и при этом

диспетчеризация пользователей, нуждающихся в новой передаче, осуществляется в соответствии с порядком приоритета и выделение ресурсов RB каждому пользователю, нуждающемуся в новой передаче, в соответствии с QoS, определяемой сервисом с GBR каждого пользователя, нуждающегося в новой передаче, при наличии остающихся ресурсов RB после того, как все пользователи, нуждающиеся в повторной передаче, диспетчеризированы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что определение приоритета диспетчеризации подключенного пользователя в соответствии со средней скоростью сервиса с GBR данного пользователя в текущем TTI содержит:

определение приоритета диспетчеризации пользователя в соответствии с алгоритмом диспетчеризации Proportional Fair (PF) с учетом QoS сервиса с GBR данного пользователя.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что определение приоритета диспетчеризации пользователя в соответствии с алгоритмом диспетчеризации PF с учетом QoS сервиса с GBR данного пользователя содержит определение коэффициента справедливости Fair Factor (FF) приоритета диспетчеризации пользователя в соответствии со следующей формулой:



где

где " " - скалярное умножение, - средняя скорость сервиса с GBR в N TTI, выбранных в период, предшествующий текущему TTI, - блоки передачи (ТВ), успешно переданные в N TTI, - резервная доля GBR установленная системой, а GBR в числителе индекса - гарантированная скорость передачи данных, установленная системой.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что определяется в соответствии со следующей формулой:



где N - выбранная длина окна, m - число потоков сервиса с GBR для пользователя в N TTI, ТВ_1 ~ ТВ_m - размеры ТВ, диспетчеризируемые один раз для соответствующих потоков сервиса с GBR от 1 до m в TTI, а АСК_1, АСК_2 и АСК_m принимают значение 1, когда соответствующий ТВ передается успешно, и значение 0, когда соответствующий ТВ передать не удается.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение RB каждому пользователю, нуждающемуся в новой передаче, в соответствии с QoS, определяемому сервисом с GBR каждого пользователя, нуждающегося в новой передаче, содержит:

недиспетчеризирование пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, выше заданной максимальной скорости передачи данных (MBR);

определение числа RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, как меньшее значение из GBR и состояния буфера (BSR, Buffer Status Report) пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше или равна MBR, и что в текущей ячейке имеются другие пользователи со скоростью ниже GBR; определение числа RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средние скорости других пользователей в текущей ячейке больше или равны GBR; где другие пользователи - все подключенные пользователи в ячейке, обслуживающей пользователя, нуждающегося в новой передаче, за исключением пользователей, подключившихся только в текущем TTI, пользователей, нуждающихся в повторной передаче, пользователей, нуждающихся в новой передаче, уже диспетчеризированных до диспетчеризации данного пользователя, нуждающегося в новой передаче, и самого пользователя, нуждающегося в новой передаче; и

определение числа RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, меньше GBR.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что: если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше или равна MBR:

осуществляется добавление данного пользователя в список пользователей, в котором число RB для пользователя ограничено и средняя скорость пользователя достигает GBR, при условии, что BSR пользователя больше GBR; и

осуществляется выделение ресурсов RB пользователю в списке пользователей, для которого ограниченное число RB достигло GBR, при условии, что имеются свободные ресурсы RB после выделения всем остальным пользователям ресурсов RB.

7. Устройство для диспетчеризации сервиса с гарантированной скоростью передачи данных (GBR) на основе качества обслуживания (QoS), содержащее блок определения и блок диспетчеризации ресурсов, при этом

блок определения сконфигурирован с возможностью определять приоритет диспетчеризации подключенного пользователя в соответствии со средней скоростью сервиса с GBR для пользователя в текущем интервале времени передачи (TTI); и

блок диспетчеризации ресурсов сконфигурирован с возможностью диспетчеризировать пользователя в соответствии с установленным приоритетом и выделять ресурсы блока ресурсов (RB) пользователю, при этом

блок диспетчеризации ресурсов дополнительно сконфигурирован с возможностью:

диспетчеризировать пользователей, для которых необходима повторная передача, по порядку приоритета, в котором число RB для каждого пользователя зависит от размера повторно передаваемого ТВ и не ограничено GBR;

диспетчеризировать пользователей, нуждающихся в новой передаче, в соответствии с порядком приоритета и выделять ресурсы RB каждому пользователю, нуждающемуся в новой передаче, в соответствии с QoS, определяемой сервисом с GBR каждого пользователя, нуждающегося в новой передаче, при наличии остающихся ресурсов RB после того, как все пользователи, нуждающиеся в повторной передаче, диспетчеризированы.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что блок определения сконфигурирован с возможностью определять приоритет диспетчеризации пользователя в соответствии с алгоритмом диспетчеризации Proportional Fair (PF) с учетом QoS сервиса с GBR пользователя.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что блок определения сконфигурирован с возможностью определять коэффициент справедливости Fair Factor (FF) приоритета диспетчеризации пользователя по следующей формуле:



где " " - скалярное умножение, - средняя скорость сервиса с GBR в N TTI выбранных в период, предшествующий текущему TTI, - блоки передачи (ТВ), успешно переданные в N TTI, - резервная доля GBR установленная системой, а GBR в числителе индекса - гарантированная скорость передачи данных, установленная системой.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что блок определения сконфигурирован с возможностью определять по следующей формуле:



где N - выбранная длина окна, m - число потоков сервиса с GBR для пользователя в N TTI, ТВ_1 ~ ТВ_m - размеры ТВ, диспетчеризируемые один раз для соответствующих потоков сервиса с GBR от 1 до m в TTI, а АСК_1, АСК_2 и АСК_m принимают значение 1, когда соответствующий ТВ передается успешно, и значение 0, когда соответствующий ТВ передать не удается.

11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что блок диспетчеризации ресурсов сконфигурирован с возможностью:

не диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, выше заданной максимальной скорости передачи данных (MBR);

определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, как меньшее значение из GBR и состояния буфера (BSR, Buffer Status Report) пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше или равна MBR, и что в текущей ячейке имеются другие пользователи со скоростью ниже GBR; определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средние скорости других пользователей в текущей ячейке больше или равны GBR; где другие пользователи - все подключенные пользователи в ячейке, обслуживающей пользователя, нуждающегося в новой передаче, исключая пользователей, подключившихся только в текущем TTI, пользователей, нуждающихся в повторной передаче, пользователей, нуждающихся в новой передаче, уже диспетчеризированных до диспетчеризации данного пользователя, нуждающегося в новой передаче, и самого пользователя, нуждающегося в новой передаче; и

определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, меньше GBR.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что блок диспетчеризации ресурсов сконфигурирован с возможностью: при определении, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше или равна MBR, добавлять пользователя в список пользователей, у которых ограниченное число RB достигло GBR, если BSR пользователя выше GBR; и, если ресурсы RB остаются незанятыми после того, как другим пользователям выделены ресурсы RB, выделять ресурсы RB пользователю в списке пользователей, ограниченное число RB которых достигло GBR.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Описание изобретения относится к технологии диспетчеризации сервиса с гарантированной скоростью передачи данных (GBR), в частности к способу диспетчеризации сервиса с GBR на основе качества обслуживания (QoS).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Данные, требующие гарантированного QoS, такие как голос, видео и данные других мультимедийных сервисов, представляют наибольшие трудности для мобильной системы связи. Для того чтобы обеспечить использование сервиса пользователем оконечного устройства с ожидаемым эффектом, например при просмотре онлайн-видео, изображения должны поступать непрерывно, проект 3^rd Generation Partnership Project (3GPP) однозначно определяет структуру QoS в мобильной системе связи и вводит несколько механизмов переноса и обработки информации с тем, чтобы обеспечить возможность полного развития технических преимуществ для предоставления пользователям различных дифференцированных сервисов.

QoS относится к качеству обслуживания, предоставляемого системой (сервером) пользователю. QoS определяется для линии связи в целом, то есть оценка QoS начинается у источника и оканчивается на целевом конце линии. Параметры QoS на уровне переноса информации включают идентификатор класса QoS (QCI), приоритет выделения и удержания (Allocation and Retention Priority, ARP), GBR, максимальная скорость передачи данных (Maximum Bit Rate, MBR) и совокупная максимальная скорость передачи данных (Aggregated Maximum Bit Rate, AMBR), причем QCI есть количественный уровень, используемый для представления параметров точки доступа, передаваемых и обрабатываемых для отдельных пакетов данных для управления уровнем переноса информации, а главным назначением ARP является принятие решения о принятии или отклонении запроса на установление или изменение перенос информации в случае ограниченности ресурсов. Параметр GBR представляет ожидаемую скорость переноса информации с GBR, в то время, когда скорость передачи сервиса превышает или равна GBR, QoS сервиса удовлетворяется; когда скорость передачи сервиса ниже GBR, QoS сервиса является неудовлетворительным. Параметр MBR ограничивает скорость, которую перенос информации с GBR может обеспечить, и представляет собой верхний предел ожидаемой скорости переноса данных с GBR.

Перенос данных с GBR используется в основном для таких сервисов, как голос, видео, игра в реальном времени и т.д.; однако, чтобы гарантировать QoS сервиса, необходимо гарантировать QoS и на стороне сети доступа, и QoS на стороне базовой сети. QoS сервиса на стороне базовой сети гарантируется приоритетом передачи, в то время как QoS на стороне сети доступа гарантируется предоставлением достаточных ресурсов на базовой станции.

QoS сервиса на стороне базовой сети реализуется просто. Однако, для QoS сервиса GBR сети доступа eNodeB определяет приоритет обслуживания каждого оконечного устройства посредством диспетчеризации; однако, выбор подходящего алгоритма диспетчеризации играет важную роль в получении значения GBR оконечного устройства.

В настоящее время имеется три распространенных алгоритма диспетчеризации на стороне базовой станции: алгоритм Round Robin (RR), алгоритм Maximum Carrier to Interference (Max C/l) и алгоритм Proportional Fair (PF).

Основная идея алгоритма RR состоит в том, чтобы гарантировать, что оконечные устройства в ячейке сотовой сети занимают одинаковое время радиоресурсов циклически на основе определенного порядка осуществления связи. Хотя этот алгоритм обеспечивает наиболее справедливое распределение шансов диспетчеризации, он не может полностью использовать различия в качестве пользовательских каналов, как коэффициент использования системных ресурсов, так и пропускная способность системы остаются очень низкими. Кроме того, этот алгоритм не учитывает требование GBR пользователя, таким образом, уровень удовлетворенности пользователя также низок.

Основная идея алгоритма Max C/l состоит в том, чтобы отсортировать все предсказания значения Channel Quality Indicator (CQI) пользователей диспетчеризируют пользователей в порядке его убывания. Хотя этот алгоритм позволяет достичь максимальной пропускной способности, распределение получаемого пользователями обслуживания не является справедливым: центральный пользователь с хорошим каналом принимает сервисы все время с производительностью, превышающей GBR, в то время как периферийный пользователь с плохими условиями канала получает производительность ниже GBR потому, что не получает диспетчеризации, следовательно уровень удовлетворенности пользователя низок.

Алгоритм PF состоит в том, что eNodeB диспетчеризирует одно или несколько оконечных устройств, имеющих наибольший коэффициент справедливости Fair Factors (FF). Основная идея алгоритма PF состоит в том, чтобы предоставлять соответствующий приоритет пользователям в ячейке и предоставлять сервис тому пользователю, который имеет наибольший приоритет. Показатель пропускной способности сектора и справедливость обслуживания для данного алгоритма занимают положение между значениями для алгоритмов RR и Мах С/l. , где FairFactor_i(t) представляет FF UE _i в момент t; TbSize_i(t) представляет объем данных, которые UE_i может передать в момент t; Throughput _i(t) представляет пропускную способность UE_i в период времени, заканчивающийся t. Для пользовательского оборудования (UE) с хорошим CQI, с повышением его пропускной способности, приоритет будет снижаться для достижения справедливости. Этот алгоритм также не учитывает требования GBR пользователя.

Если сервис в системе связи имеет потоковую природу, сервис нуждается в GBR. Если сервис не имеет GBR и GBR не установлен для пользователя, то при отсутствии ресурсов сервис не предоставляется пользователю, что вызывает неудовлетворенность пользователя. Следовательно, для пользователя как в сервисе с GBR, так и в сервисе без GBR необходимо установить GBR с тем, чтобы пользователь мог получать базовое QoS. Таким образом могут быть обеспечены политики расширенного обслуживания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ввиду изложенных выше проблем основной предмет изобретения - способ и устройство для диспетчеризации для сервиса с GBR на основе QoS, чтобы ресурсы из Блока ресурсов (RB) использовались полностью, а скорость переноса данных для пользователя, не достигающего GBR, быстро улучшалась, так чтобы максимально возможное количество пользователей достигало GBR.

Для достижения вышеуказанной цели техническая схема изобретения состоит из следующих элементов.

Способ для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS, в котором:

приоритет диспетчеризации для находящегося на связи пользователя определяется в соответствии с средней величиной обслуживания GBR данного пользователя в текущем интервале времени передачи (TTl);

пользователь диспетчеризируется в соответствии с установленным приоритетом, и ресурсы RB выделяются пользователю.

Определение приоритета диспетчеризации находящегося на связи пользователя в соответствии со средней величиной обслуживания GBR в текущем TTl предпочтительно может производиться следующим образом:

приоритет диспетчеризации пользователя определяется в соответствии с алгоритмом диспетчеризации PF с учетом QoS обслуживания GBR данного пользователя.

Предпочтительно, определение приоритета диспетчеризации пользователя в соответствии с алгоритмом диспетчеризации PF в связи с QoS сервиса с GBR пользователя может определять FF приоритета диспетчеризации пользователя по следующей формуле:

где , - скалярное умножение, Th_His - средняя скорость сервиса с GBR в N TTl, выбранных в период, предшествующий текущему TTl, TB(i) - блоки передачи (ТВ), успешно переданные в N TTl, ThresholdGBR - резервная доля GBR, установленная системой, а GBR в числителе индекса - гарантированная скорость передачи данных, установленная системой.

Предпочтительно Th _His определяется по следующей формуле:

, где N - выбранная длина окна, m - число потоков сервиса с GBR для пользователя в N TTl, TB_1~TB_m - размеры ТВ, диспетчеризируемые один раз для соответствующих потоков сервиса с GBR от 1 до m в TTl, а АСК_1, АСК_2 и АСК_m принимают значение 1, когда соответствующий ТВ передается успешно, и значение 0, когда соответствующий ТВ передать не удается.

Предпочтительно, диспетчеризация пользователя в соответствии с определенным для него приоритетом и предоставление ресурсов RB пользователю может быть следующей:

пользователи, для которых необходима повторная передача, диспетчеризируются в порядке приоритета, в котором число RB для каждого пользователя зависит от размера повторно передаваемого ТВ и не ограничено GBR;

если после того, как все пользователи, нуждающиеся в повторной передаче, диспетчеризированы, остаются незанятые ресурсы RB, пользователи, нуждающиеся в новой передаче, диспетчеризируются в порядке приоритета, и каждому пользователю, нуждающемуся в новой передаче, выделяются несколько RB в соответствии с QoS, определяемым сервисом с GBR каждого пользователя, нуждающегося в новой передаче.

Предпочтительно, предоставление нескольких RB каждому пользователю, нуждающемуся в новой передаче, в соответствии с QoS, определенным сервисом с GBR каждого пользователя, нуждающегося в новой передаче, может производиться следующим образом:

если определено, что средняя скорость для пользователя, нуждающегося в новой передаче, превосходит максимальную (MBR), пользователь, нуждающийся в новой передаче, не диспетчеризируется;

если определено, что средняя скорость для пользователя, нуждающегося в новой передаче, превышает или равна GBR, но не превышает MBR, и определяется, что в данной ячейке имеются другие пользователи со скоростью ниже GBR, число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, определяется в соответствии с меньшим значением из GBR и Buffer Status Report (BSR) пользователя, нуждающегося в новой передаче; если определено, что средняя скорость для других пользователей в данной ячейке превышает или равна GBR, число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, определяется в соответствии с числом BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, где другие пользователи - все пользователи, подключенные к ячейке пользователя, нуждающегося в новой передаче, за исключением пользователей, подключающихся в текущем TTl, пользователей, нуждающихся в повторной передаче, пользователей, нуждающихся в новой передаче, уже диспетчеризированных до диспетчеризации данного пользователя, нуждающегося в новой передаче, и самого пользователя, нуждающегося в новой передаче; и

если определено, что средняя скорость для пользователя, нуждающегося в новой передаче, ниже GBR, число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, определяется в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче.

Предпочтительно, если определено, что средняя скорость для пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше или равна MBR, способ может также включать следующее:

если BSR пользователя превышает GBR, пользователь добавляется к списку пользователей, в котором число RB для пользователя ограничено и средняя скорость пользователя достигает GBR; и

если остаются ресурсы RB после присвоения ресурсов RB всем пользователям, ресурсы RB выделяются пользователю в списке пользователей, ограниченное число RB которых достигло GBR.

В устройстве для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS, который включает блок определения и блок диспетчеризации ресурсов,

блок определения сконфигурирован таким образом, чтобы устанавливать приоритет диспетчеризации подключенного пользователя в соответствии со средней скоростью сервиса с GBR для пользователя в текущей TTl; и

блок диспетчеризации ресурсов сконфигурирован таким образом, чтобы устанавливать диспетчеризацию для пользователя в соответствии с установленным приоритетом и выделять ресурсы RB пользователю.

Предпочтительно, блок определения может далее быть настроен на определение приоритета диспетчеризации подключенного пользователя в соответствии с алгоритмом диспетчеризации PF с учетом QoS сервиса с GBR данного пользователя.

Предпочтительно, блок определения может далее быть настроен на определение FF приоритета диспетчеризации пользователя по следующей формуле:

где , - скалярное умножение, Th_His - средняя скорость сервиса с GBR в N TTl выбранных за период, предшествующий текущему TTl, TB(i) - число ТВ, переданных успешно, за N TTl, ThresholdGBR - зарезервированная доля GBR, установленная системой, а GBR в числителе индекса - гарантированная скорость, установленная системой.

Предпочтительно, блок определения может далее быть настроен на определение Th_His по следующей формуле:

, где N - выбранная длина окна, m - число потоков сервиса с GBR для пользователя в N ТТ1, где m обычно 1 или 2, ТВ_1~ТВ_m - размеры ТВ, диспетчеризируемые, когда соответствующие потоки сервиса с GBR от 1 до m в TTl и АСК_1, АСК_2 и АСК_m принимают значение 1, когда соответствующий ТВ передается успешно, и значение 0, когда соответствующий ТВ передать не удается.

Предпочтительно, блок диспетчеризации может далее быть настроен на следующие операции:

диспетчеризация пользователей, для которых необходима повторная передача, по порядку приоритета, в котором число RB для каждого пользователя зависит от размера повторно передаваемого ТВ и не ограничено GBR;

если после того, как все пользователи, нуждающиеся в повторной передаче, диспетчеризированы, остаются незанятые ресурсы RB, то диспетчеризируются в порядке приоритета пользователи, нуждающиеся в новой передаче, и каждому пользователю, нуждающемуся в новой передаче, выделяется несколько RB в соответствии с QoS, определяемым сервисом с GBR каждого пользователя, нуждающегося в новой передаче.

Предпочтительно, блок диспетчеризации может далее быть настроен на следующие операции:

если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше MBR, не диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в новой передаче;

если определено, что средняя скорость для данного пользователя, нуждающегося в новой передаче, превышает или равна GBR, но не превышает MBR, и определяется, что в данной ячейке имеются другие пользователи со скоростью ниже GBR, число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, определяется в соответствии с меньшим значением из GBR пользователя, нуждающегося в новой передаче; если определено, что средняя скорость для других пользователей в данной ячейке превышает или равна GBR, определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии с числом BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, где другие пользователи - все пользователи, подключенные к ячейке пользователя, нуждающегося в новой передаче, за исключением пользователей, подключающихся в текущем TTl, пользователи, нуждающиеся в повторной передаче, пользователей, нуждающихся в новой передаче, уже диспетчеризированы до диспетчеризации данного пользователя, нуждающегося в новой передаче, и самого пользователя, нуждающегося в новой передаче; и

если определено, что средняя скорость для пользователя, нуждающегося в новой передаче, ниже GBR, определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче.

Предпочтительно, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше либо равна MBR, блок диспетчеризации ресурсов может быть далее сконфигурирован таким образом, чтобы, когда BSR пользователя больше, чем GBR, добавить этого пользователя к списку, в котором число RB для пользователя ограничено средним, и средняя скорость пользователя достигает GBR; если остаются ресурсы RB после выделения ресурсов RB всем пользователям, выделять ресурсы RB пользователям в списке пользователей, из которых ограниченное число RB достигло GBR.

В предлагаемом способе, в соответствии с алгоритмом диспетчеризации PF с учетом QoS сервиса с GBR каждого пользователя, приоритет диспетчеризации каждого пользователя определяется так, чтобы сервис мог соответствовать скорости GBR настолько, насколько это возможно при условии обеспечения справедливости диспетчеризации. Благодаря способу диспетчеризации, предлагаемому в данном изобретении, ресурсы RB могут использоваться полностью, а скорость для пользователя, не достигающая GBR, быстро улучшается, что делает возможным достижение GBR, что увеличивает также число удовлетворенных пользователей в системе. Для случаев, когда MBR больше, чем GBR, на основе того, что как можно больше пользователей доводится до GBR, скорость пользователей может быть увеличена еще больше, чтобы увеличить число пользователей с высокими скоростями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает схему способа диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с вариантом осуществления изобретения 1, приводимым в данном описании изобретения.

Фиг.2 показывает схему способа диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с вариантом осуществления изобретения 2, приводимым в данном описании изобретения.

Фиг.3 показывает смоделированный пример схемы для равных значений MBR и GBR по 200 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 1, приводимым в данном описании изобретения.

Фиг.4 показывает смоделированный пример схемы для равных значений MBR и GBR по 300 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 1, приводимым в данном описании изобретения.

Фиг.5 показывает смоделированный пример схемы для значения MBR 350 кбит/с и GBR 200 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 2, приводимым в данном описании изобретения.

Фиг.6 показывает смоделированный пример схемы для значения MBR 400 кбит/с и GBR 300 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 2, приводимым в данном описании изобретения.

Фиг.7 показывает структуру устройства для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с описанием изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для лучшего понимания ниже приводятся технические схемы и преимущества изобретения и вариантов осуществления изобретения, иллюстрирующие подробности изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи.

Два нижеследующих варианта осуществления изобретения иллюстрируются на примере нисходящей линии с полосой пропускания 10 МГц Long Term Evolution (LTE) из macro eNodeB. Базовые параметры и смоделированные параметры показаны в Таблице 1.

Таблица 1

Параметр		Значение
Число отрезков времени		1
Число TTl на отрезок времени при моделировании		1600TTl
Число TTl для входа в рабочий режим		500
Режим работы сети		3-секторная шестиугольная сетка
Число базовых блоков		7 базовых блоков, циклический перенос
ISD (расстояние между базовыми блоками)		1000 м
Частотное мультиплексирование		1
Многоантенная технология		Адаптация RANK
Мощность передачи BS		46дБм
Конфигурация антенны BS		2TX(10lamda)
Коэффициент шума BS		5 дБ
Усиление антенны BS		17 дБ
Мощность передачи UE		23 дБм
Конфигурация антенны UE		2RX
Коэффициент шума UE		9 дБ
Усиление антенны UE		0 дБ
Режим антенны		Данные измерений для вертикальной схемы. Обратные потери = -25 дБ для горизонтальной Обратные потери = -20 дБ для вертикальной Обратные потери = -25 дБ для полной схемы Угол возвышения, рассчитанный как отношение фактической разницы высок к длине горизонтальной проекции
Распределение UE		Равномерное падение в пределах каждой ячейки
Диапазон несущих частот		2,0 ГГц
Полоса пропускания системы		10 М
Условия моделирования		Плотная городская застройка
Сильное затухание		3GPP M1225: PL=128,1+37,6 log (d), d в км
Дистанция соотношения тени		50 м
Коэффициент соотношения тени между ячейками		0,5
Коэффициент соотношения		1
тени между секторами
Потери при проникновении	20 дБ
Модель обслуживания пользователя	Модель обслуживания NGMN
Блок диспетчеризации	Коэффициент справедливости:

На основе модели сервиса организации развития технологии Next Generation Mobile Network (NGMN) выбрана ситуация большой нагрузки с размером пакета данных пользователя заданным 0,16 М, новые данные вводятся в Buffer Status Report (BSR) в соответствии с размером MBR в каждом TTl, таким образом, скорость пользователя будет не выше MBR, при условии, что все пользователи имеют одни и те же требования сервиса к GBR. Суть технической схемы изобретения далее иллюстрируется ниже совместно с особыми вариантами осуществления изобретения.

Вариант осуществления изобретения 1

Данный вариант осуществления изобретения предназначен для условий, когда MBR пользователя равна GBR, то есть для внесения новых данных в BSR в соответствии с величиной GBR для каждого TTl.

При внесении новых данных в BSR в соответствии с величиной GBR в каждом TTl при повторной передаче пользователя скорость будет ниже GBR. Таким образом, при условии MBR=GBR, будет много пользователей с мгновенными скоростями ниже GBR. В этом случае необходимо быстро принять меры: для пользователя со скоростью ниже GBR число RB определяется в соответствии со значением BSR; со скоростью, выше или равной GBR, число RB определяется как меньшее из значений GBR и BSR.

Фиг.1 показывает схему способа диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с вариантом осуществления изобретения 1, приводимым в данном описании изобретения; как показано на Фиг.1, способ для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS включает следующие шаги:

Шаг 11: рассчитать среднее историческое значение пропускной способности для подключенного пользователя (т.е. среднюю скорость пользователя) в системе в текущий TTl. Формула расчета следующая:

В вышеприведенной формуле N - установленная длина окна, которая обычно принимает значение 1024; однако это значение может также быть установлено в соответствии с системными требованиями и ситуацией диспетчеризации. Данный вариант осуществления изобретения иллюстрируется примером пользователя, у которого есть одновременно два потока сервисов с GBR; если у пользователя есть более одного потока сервисов с GBR, вышеприведенная формула также позволяет определить среднюю скорость. ТВ_1 (первый поток) и ТВ_2 (второй поток) представляют размер ТВ, диспетчеризируемый один раз на протяжении окна каждый; если диспетчеризация не производится, ТВ_1 и ТВ_2 принимают значение 0. АСК_1 и АСК_2 представляют данные подтверждения Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) о том, были ли ТВ_1 и ТВ_2 успешно получены eNodeB (для нисходящей линии); АСК принимает значение 1 при успешной передаче и значение 0 при сбое.

Шаг 12: базовая станция помещает все пользовательские оконечные устройства в очередь по приоритету в соответствии с алгоритмом диспетчеризации.

Алгоритм диспетчеризации в шаге 12 объединяет учет PF и QoS сервиса с GBR, при чем общий приоритет пользователя (FF) определяется следующим образом:

где FF_PF - коэффициент справедливости, вычисляемый по (общему) алгоритму PF (G-PF);

, где числитель выражает размер переданного успешно ТВ в N TTl (выбранная длина окна), HistoryThroughput в знаменателе выражает среднюю историческую пропускную способность для пользователя, полученную в шаге 11, а обозначает скалярное умножение.

FF _GBR выражает коэффициент справедливости диспетчеризации для GBR.

, где GBR в числителе индекса выражает заданную в системе гарантированную скорость, ThresholdGBR - зарезервированная доля GBR, эквивалентная порогу амплитуды колебаний GBR, например, ThresholdGBR=10%; HistoryThroughput в знаменателе индекса - среднее историческое значение пропускной способности для пользователя, полученное в шаге 11.

В соответствии с результатом расчета на этом шаге пользователи сортируются по приоритету, причем пользователь с наивысшим приоритетом ставится в начало очереди.

Шаг 13: диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в повторной передаче, в соответствии с приоритетом пользователя, полученным в шаге 12, причем число RB пользователя, нуждающегося в повторной передаче, зависит от размера повторно передаваемых ТВ и не ограничено величиной GBR.

Шаг 14: диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии с приоритетом пользователя, полученным в шаге 12.

Шаг 14 может включать следующие шаги:

Шаг 141: определить, принимает ли скорость пользователя, определенная в шаге 11 значение ниже GBR, если да, перейти к шагу 142, в противном случае перейти к шагу 143.

Шаг 142: если средняя скорость пользователя ниже GBR, определить число RB в соответствии с числом RB , необходимое в соответствии со значением в BSR, и затем взять меньшее значение из текущего числа оставшихся RB.

Таким образом, .

Если пользователь осуществляет передачу в один поток,

; или

Если пользователь осуществляет передачу в два потока, .

В представленной выше формуле Head - число бит в заголовке MAC, то есть 16 в системе LTE; CRC - длина циклическое избыточного кода (CRC), то есть 24 в системе LTE; - число поднесущих, содержащихся в каждом RB, которое принимает значение 12, когда интервал поднесущих равен 15 кГц, и значение 24, когда интервал поднесущих равен 7,5 кГц; - число доступных символов в каждое TTl, которое принимает значение 10 в обычном СР и значение 8 в расширенном СР; SE ₁ - спектральная эффективность, соответствующая CQI отдельного потока или CQI первого потока (в битах/символ); SE₂ - спектральная эффективность, соответствующая CQI второго потока из двух, где CQI - широкополосная CQI, измеренная у пользователя.

Шаг 143: если средняя скорость пользователя выше или равна GBR, определить число RB в соответствии с меньшим из значений GBR и BSR и взять меньшее из значений текущего числа остающихся RB.

Таким образом, .

Если пользователь осуществляет передачу в один поток, ; или

если пользователь осуществляет передачу в два потока, .

В вышеприведенной формуле Ceil( ) - операция нахождения наименьшего целого числа; min( ) - операция выбора наименьшего из двух значений; BSR - число бит, пойманное выделенным каналом передачи (DTCH); GBR - гарантированная скорость передачи сервиса с GBR (в кбит/с); EP - доля повышения скорости (имеющая целью предупреждение снижения скорости сервиса, вызванное блоком ошибок); Header - доля, требующая улучшения, поскольку RLC/PDCP содержит непроизводительные издержки, а именно заголовок / заполняющие биты; TTl - длительность TTl (здесь 1 мс); SE₂ - спектральная эффективность второго потока (соответствующая CQI второго потока сервиса с GBR).

Шаг 15: ввести следующий TTl, повторить с шага 11 по шаг 14.

Фиг.3 показывает смоделированный пример схемы для равных значений MBR и GBR по 200 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 1, приводимым в данном описании изобретения; Фиг.4 показывает смоделированный пример схемы для равных значений MBR и GBR по 300 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 1, приводимым в данном описании изобретения. Что касается Фиг.3 и Фиг.4, в условиях варианта осуществления 1 моделирование показывает, что предлагаемая в изобретении схема диспетчеризации для сервиса с GBR может полностью гарантировать скорость, соответствующую GBR для пользователей, и, в частности, периферийных пользователей. Система моделирования, использованная в данном описании - коммерчески доступная система моделирования LTE.

Вариант осуществления изобретения 2

Данный вариант осуществления изобретения предназначен для условий, когда MBR пользователя превышает GBR, то есть для внесения новых данных в BSR в соответствии с величиной MBR для каждого TTl.

В сравнении с вариантом осуществления изобретения 1 основная идея варианта осуществления 2 совпадает с таковой варианта осуществления 1. Таким образом, число RB пользователей, достигающих скорости GBR, ограничено, и остальные ресурсы RB выделяются пользователям, не достигающим скорости GBR. Таким образом, пользователь, не достигающий скорости GBR, может получить адекватные ресурсы RB для передачи большего количества данных, и таким образом скорость передачи повышается до достижения GBR. Различие состоит в том, что вариант осуществления 2 уточняет пользователей, достигающих скорости GBR при ограниченном числе RB. На основе гарантированной GBR для периферийных пользователей ресурсы RB полностью используются для дальнейшего повышения скорости пользователей с тем, чтобы большее число пользователей могло получить QoS, соответствующее более высокой скорости, на основе базовой скорости GBR.

Фиг.2 показывает схему способа диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с вариантом осуществления изобретения 2, приводимым в данном описании изобретения; как показано на Фиг.2, способ для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS включает следующие шаги:

Шаг 21: рассчитать среднее историческое значение пропускной способности для подключенного пользователя (т.е. среднюю скорость пользователя) в системе в текущий TTl. Формула расчета та же, что и в шаге 11 в варианте осуществления 1, и ее описание здесь будет опущено.

Шаг 22: eNodeB ставит каждое пользовательское оконечное устройство в очередь в порядке приоритета в соответствии с алгоритмом диспетчеризации. Формула расчета та же, что и в шаге 12 в варианте осуществления 1, и ее описание здесь будет опущено.

Шаг 23: диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в повторной передаче, в соответствии с приоритетом пользователя, полученным в шаге 22, причем число RB пользователя, нуждающегося в повторной передаче, зависит от размера повторно передаваемых ТВ и не ограничено величиной GBR.

Шаг 24: диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии с приоритетом пользователя, полученным в шаге 22.

Шаг 24 может включать следующие шаги:

Шаг 241: поместить пользователя, нуждающегося в новой передаче, в очередь в соответствии с приоритетом пользователя, полученным в шаге 22.

Шаг 242: для диспетчеризируемого пользователя Uei, нуждающегося в новой передаче, если средняя скорость пользователя Uei ниже GBR, определяется, что число RB в соответствии со значением BSR пользователя Uei, и берется меньшее значение из и текущего числа оставшихся RB. Формула для расчета та же, что и в шаге 142 в варианте осуществления 1. Если средняя скорость пользователя Uei больше или равна GBR, перейти к шагу 243.

Шаг 243: для диспетчеризируемого пользователя Uei, нуждающегося в новой передаче, составить список других подключенных пользователей в ячейке, исключая пользователей, нуждающихся в повторной передаче, пользователей, подключившихся только в текущем TTl, и пользователей, нуждающихся в новой передаче, диспетчеризированных раньше Uei. Если список пользователей помимо Uei не пуст, и в списке есть пользователь со средней скоростью ниже GBR, перейти к шагу 244, в ином случае перейти к шагу 245.

Шаг 244: в соответствии с меньшим значением требуемого GBR и BSR пользователя Uei, определить число RB, выделенных пользователю Uei, и взять меньшее значение из числа RB и числа оставшихся RB. Формула для расчета та же, что и в шаге 143 в варианте осуществления 1. Затем перейти к шагу 246.

Шаг 245: в соответствии со значением BSR пользователя Uei определить число RB , выделенное пользователю Uei, и взять меньшее значение из текущего числа оставшихся RB. Формула для расчета та же, что и в шаге 142 в варианте осуществления 1. Затем перейти к шагу 246.

Шаг 246: диспетчеризировать следующего пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии с приоритетом пользователя, нуждающегося в новой передаче, полученным в шаге 241, и повторять шаги с 242 по 245 до тех пор, пока все ресурсы RB не будут использованы, или все пользователи, нуждающиеся в новой передаче, не будут диспетчеризированы.

Шаг 25: ввести следующий TTl и повторить шаги с 21 по 24.

Что касается Фиг.3, Фиг.4, Фиг.5 и Фиг.6, в условиях двух вышеописанных вариантов осуществления изобретения моделирование показывает, что предлагаемая в изобретении схема диспетчеризации для сервиса с GBR может гарантировать скорость, соответствующую GBR для пользователей, и, в частности, периферийных пользователей. В условиях MBR>GBR, на базе гарантирования GBR для периферийных пользователей, предлагаемый способ может обеспечить дальнейшее улучшение средней скорости для центральных пользователей.

Фиг.5 показывает смоделированный пример схемы для значения MBR 350 кбит/с и GBR 200 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 2, приводимым в данном описании изобретения. Фиг.6 показывает смоделированный пример схемы для значения MBR 400 кбит/с и GBR 300 кбит/с в соответствии с вариантом осуществления изобретения 2, приводимым в данном описании изобретения. Что касается Фиг.5 и Фиг.6, моделирование показывает, что предлагаемая схема диспетчеризации для сервиса с GBR гарантирует GBR для пользователей и, в частности, для периферийных пользователей. В условиях MBR>GBR, на базе гарантирования GBR для периферийных пользователей предлагаемый способ может обеспечить дальнейшее улучшение средней скорости для центральных пользователей.

Фиг.7 показывает структуру устройства для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с описанием изобретения. Как показано нафиг.7, устройство для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS в соответствии с описанием изобретения включает блок определения 71 и блок диспетчеризации ресурсов 72.

Блок определения 71 конфигурируется таким образом, чтобы обеспечить приоритет диспетчеризации каждого пользователя в соответствии со средней скоростью сервиса с GBR каждого подключенного пользователя в текущем TTl.

Блок диспетчеризации ресурсов сконфигурирован таким образом, чтобы устанавливать диспетчеризацию для пользователей в соответствии с установленным приоритетом и выделять ресурсы RB пользователям.

Блок определения 71 далее конфигурируется таким образом, чтобы определить приоритет диспетчеризации каждого пользователя в соответствии с алгоритмом диспетчеризации PF и с учетом QoS сервиса с GBR каждого пользователя.

Предпочтительно, блок определения далее конфигурируется на определение FF приоритета диспетчеризации пользователя по следующей формуле:

где , - скалярное умножение, Th_His - средняя скорость сервиса с GBR в N TTl, выбранных из числа предшествующих текущему TTl; ТВ(i) - ТВ, переданные успешно за N TTl; ThresholdGBR - зарезервированная доля GBR, установленная системой.

Предпочтительно, блок определения конфигурируется на определение Th_His по следующей формуле:

, где N - выбранная длина окна, ТВ_1~TB_m - размеры ТВ, диспетчеризируемые, когда соответствующие потоки сервиса с GBR от 1 до m в TTl и АСК_1, АСК_2 и АСК_m принимают значение 1, когда соответствующий ТВ передается успешно, и значение 0, когда соответствующий ТВ передать не удается.

Блок диспетчеризации ресурсов 72 далее конфигурируется так, чтобы:

диспетчеризировать пользователей, нуждающихся в повторной передаче, в соответствии с порядком приоритета, в котором RB пользователя, нуждающегося в повторной передаче, зависит от размера повторно передаваемого ТВ и не ограничен фактором GBR; и

если после того, как диспетчеризированы все пользователи, нуждающиеся в повторной передаче, остаются свободные ресурсы RB, диспетчеризировать в порядке приоритета пользователей, нуждающихся в новой передаче, и выделять пользователям, нуждающимся в новой передаче, число RB в соответствии с QoS, определяемым сервисом с GBR данного пользователя, нуждающегося в новой передаче.

Блок диспетчеризации ресурсов 72 далее конфигурируется так, чтобы:

не диспетчеризировать пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, выше MBR;

определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче в соответствии с меньшим значением из GBR и BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше или равна GBR, но меньше либо равна MBR, и также определено, что в данной ячейке имеются другие пользователи со скоростями меньше GBR; определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средние скорости для других пользователей в текущей ячейке больше либо равны GBR; и

определять число RB для пользователя, нуждающегося в новой передаче, в соответствии со значением BSR пользователя, нуждающегося в новой передаче, если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, меньше GBR.

Если определено, что средняя скорость пользователя, нуждающегося в новой передаче, больше либо равна GBR, но меньше либо равна MBR, блок диспетчеризации ресурсов 72 также конфигурируется с возможностью добавлять пользователяв список пользователей, у которых ограниченное число RB достигло GBR, если BSR пользователя выше GBR; и, если ресурсы RB остаются незанятыми после того, как другим пользователям выделены ресурсы RB, выделять ресурсы RB пользователю в списке пользователей, ограниченное число RB которых достигло GBR.

Устройство для диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS, показанное на Фиг.7, предназначено для реализации описанного выше способа диспетчеризации сервиса с GBR на основе QoS. Функцию каждого блока обработки, входящего в состав устройства, показанного на Фиг.7, можно уяснить путем обращения к описанию варианта осуществления изобретения 1 и варианта осуществления изобретения 2, где функция каждого блока обработки может быть реализована программой, запущенной на процессоре, или специализированной логической схемой.

Перечисленные выше варианты осуществления изобретения являются всего лишь вариантами и не ограничивают объем защиты в рамках данного описания изобретения.