[发明专利]一种WiMax系统中的资源分配方法

权利要求书

1.一种WiMax系统中的资源分配方法，该方法假设每个连接的分组以泊松分布的方式到达基站，并且每个连接只能属于UGS、rtPS、ertPS、nrtPS和BE五种业务中的一种业务类型；所述的方法把来自于同一连接的分组存在一个缓冲区里，排成一个队列；在队列之间，基站端中的调度器根据调度优先级因子调度分组和分配子信道；所述的方法具体包括以下步骤：

步骤1)：基站端划分不同的资源块，设备端根据划分结果进行信道信息反馈；

步骤2)：基站端的调度器计算不同业务类型调度效用函数的值，调度效用函数的值即是调度优先级因子；

步骤3)：调度器根据所获得的调度优先级因子在MAC层进行调度；

步骤4)：基站端中的功率分配模块根据调度器的结果在相应的子载波上采用Greedy算法进行功率分配；

至此，完成了WiMax系统中的所有业务的资源分配。

2.根据权利要求1所述的WiMax系统中的资源分配方法，其特征在于，所述的资源分配方法中步骤1)具体包括如下子步骤：

步骤(1.1)：将所有的子载波以1为单位划分成Q组，每组子载波为一个子信道，每个子信道是最小的资源分配单元；

步骤(1.2)：每组子载波只需要反馈中间位置子载波的发送波束成型向量、信道的信噪比信息以及所有子载波的信道增益因子；

步骤(1.3)：基站端根据线性插值算法恢复所有子载波的发送波束成型向量；

至此，信道状态信息抽取与反馈的工作基本完成。

3.根据权利要求1所述的WiMax系统中的资源分配方法，其特征在于，所述的资源分配方法中步骤2)具体包括如下子步骤：

步骤(2.1)：计算归一化信道增益因子，其计算公式为：

G(s,u,n,q)=ΣK=l(q-1)+1lqλ(s,u,n,k)Σu=1UΣn=1NuΣk=L(q-1)+1Lqλ(s,u,n,k)]]>(q＝0，1，...，Q)    (1)

式(1)中，G(s，u，n，q)代表第s个符号间隔内用户u的连接n在第q个子信道上的归一化信道增益因子；λ(s，u，n，k)代表第s个符号间隔内用户u的连接n在第k个子载波上的信道增益因子；

步骤(2.2)：计算rtPS业务的调度效用函数；

Φrt(s,u,n,q)=βrtG(s,u,n,q)1F(u,n),if F(u,n)≥1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;βrt,if F(u,n)<1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;0,if L(s,u,n)=0or G(s,u,n,q)=0.---(2)]]>

式(2)中，β_rt∈[0，1]是rtPS类的系数，当最大延迟不能够满足时，调度因子的最大值设为β_rt；

L(s，u，n)是符号s时用户u的连接n的队列长度；当L(s，u，n)＝0时，意味着该连接的所有分组均被发送了；

F(u,n)=T(u,n)-Tw(u,n)Tg(u,n)---(3)]]>

式(3)中，T_g(u，n)为保护时间，T(u，n)为保护时间界，T_W(f，u，n)为等待时间，可以通过基站端的调度器的时间戳得到；当F(u，n)≥1，表示用户u的连接n的分组仍然可以等待一段时间，此时该队列的计数器还不为零；当F(u，n)＜1，队列计算器为零，就意味着为了满足QoS需求用户u的连接n的分组必须立即发送；

步骤(2.3)：计算nrtPS业务的调度效用函数；

Φnrt(s,u,n,q)=βnrtG(s,u,n,q)1F(u,n),if F(u,n)≥1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;βnrt,if F(u,n)<1,L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;0,if L(s,u,n)=0or G(s,u,n,q)=0.---(4)]]>

式(4)中，β_nrt∈[0，1]是nrtPS类的系数，当最小预存速率得不到保证时，最高的调度优先级效用函数值被设置为β_nrt；

F(u,n)=R(u,n)Rmin(u,n)---(5)]]>

式(5)中，R(u，n)和R_min(u，n)分别代表用户u连接n的估计平均吞吐量和可以获得的最小预留速率；R(u，n)在当前帧的最开始按照R(u，n)＝R′(u，n)(1-1/t_c)+R′(u，n)/t_c进行估计，其中，R′(u，n)为前一帧的平均吞吐量，t_c为估计窗的长度；

步骤(2.4)：计算BE业务的调度效用函数；

Φbe(s,u,n,q)=βbeG(s,u,n,q),if L(s,u,n)≠0,G(s,u,n,q)≠0;0,if L(s,u,n)=0or G(s,u,n,q)=0.---(6)]]>

式(6)中，β_be∈[0，1]是BE类的系数；

至此，不同业务的调度效用函数计算完毕。

4.根据权利要求1所述的WiMax系统中的资源分配方法，其特征在于，所述的资源分配方法中步骤3)具体包括如下子步骤：

步骤(3.1)：根据步骤2)的计算结果，对于每个子信道组(s，q)按照优先级因子降序的方式形成一个队列，如式(7)；

Qn={j1,j2,...,jΣu=1UNu,Φj1(s,u,n,q)≥Φj2(s,u,n,q)≥...≥ΦjΣu=1UNu(s,u,n,q)}---(7)]]>

步骤(3.2)：根据步骤(3.1)得出的子载波排列顺序Q_n，将每个资源块分配给每个子信(s，q)中在该子信道上具有最大调度优先级因子的连接；

步骤(3.3)：如果一个连接的所有分组都被传送完了，停止为该连接分配子信道；如果所有子信道都被分配完了或者没有分组需要发送，停止步骤(3.2)的工作。