基于比例公平的下行联合分组调度算法
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基金项目基金项目：：辽宁省高等学校优秀人才支持计划基金资助项目(LJQ2012029)
作者简介作者简介：：杨本臣(1975－)，男，副教授、硕士，主研方向：移动通信；汪 洋，硕士研究生 收稿日期收稿日期：：2012-07-06 修回日期修回日期：：2012-09-10 E-mail ：yepiaolingkangta@https://www.wendangku.net/doc/3a11639414.html,
基于比例公平的下行基于比例公平的下行联合联合联合分组调度算法分组调度算法
杨本臣a ，汪 洋b
(辽宁工程技术大学 a. 电气与控制工程学院；b. 研究生学院，辽宁 葫芦岛 125105)
摘 要：传统比例公平算法不能很好地权衡系统吞吐量与用户间的公平性，为实现下行链路实时和非实时用户数据量的同步传输，提出一种基于比例公平的下行联合分组调度算法。给出调度模型和传输架构，从而获得联合分组调度算法。设计基线调度算法与其进行比较，结果表明，当系统负载为1时，该算法的吞吐量约提升13%，实时数据与非实时数据包时延均低于基线调度算法，且用户公平性指数较高。
关键词关键词：：服务质量；载波聚合；比例公平；分组调度；公平性指数；资源块
Downlink Combination Grouping Schedule Algorithm
Based on Proportional Fair
YANG Ben-chen a , WANG Yang b
(a. Faculty of Electrical and Control Engineering; b. Graduate College, Liaoning Technical University, Huludao 125105, China) 【Abstract 】As the traditional Proportional Fair(PF) algorithm can not greatly balance the relationship between system throughput and user fairness, this paper presents a more efficient downlink combination grouping schedule algorithm based on proportional fair to solve the problem of synchronous transmission of Real-time(RT) users and Non Real-time(NRT) users in downlink. Schedule model and the transmission architecture are given, and gives an efficient baseline schedule algorithm for comparison is given. Experimental results show that, when the system load is 1, the throughput of this algorithm is approximately improve 13%, RT and NRT data packet delay is less than the baseline schedule algorithm, fairness index is higher than the baseline schedule algorithm.
【Key words 】Quality of Service(QoS); Carrier Aggregation(CA); Proportional Fair(PF); grouping schedule; fairness index; resource block DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2013.06.029
计 算 机 工 程 Computer Engineering 第39卷 第6期
V ol.39 No.6 2013年6月
June 2013
·移动互联与通信技术移动互联与通信技术·· 文章编号文章编号：：1000—3428(2013)06—0138—04 文献标识码文献标识码：：A
中图分类号中图分类号：：TP301.6
1 概述
为了提高移动通信业务的质量，以适应快速增长的用户数据量需求，国际电联(International Telecommunications Union, ITU)已经定义了4G 系统的标准，使得LTE 在各方面性能有了大幅度提升，下行峰值速率更是达到了1 Gb/s 。这种4G 系统也被称为高级国际移动通信(International Mobile Telecommunications-advanced, IMT-A)。
IMT-A 系统要求在达到多用户所需求数据速率基础上，尽可能降低服务成本和提高服务质量(Quality of Service, QoS)。3GPP 确定了高级长期演进(Long Term Evolution- advanced, LTE-A)作为长期演进(Long Term Evolution, LTE)的演进系统，以此来达到IMT-A 的要求
[1-2]
。随着需求带宽
增加到了100 MB ，载波聚合技术也就应运而生。
载波聚合技术是LTE-A 系统中的关键技术之一。在LTE-A 系统中，载波聚合(Carrier Aggregation, CA)具有其他
技术所无法比拟的优越性，它可以聚合多个子载波支持更广泛的传输带宽[3]。
在LTE-A 系统中利用载波聚合技术设计一个理想的分组调度算法是非常困难的。这是因为要实现这样的调度算法必须满足以下4个条件：(1)需要在存在大量成员载波(Component Carrier, CC)的条件下，很好地控制分组调度。(2)需要根据复杂的通信环境提供不同的QoS 。(3)必须达到很高的系统吞吐量。(4)考虑用户之间的公平性问题[4]。
从文献[5-6]可以看出，不管是对成员载波系统负载、时延的考虑，还是对系统吞吐量、用户间公平性的考虑，联合分组调度算法相对独立载波调度算法均有不同程度的改善。文献[7-8]并没有明确给出具体的调度算法来提高系统的性能。
文献[9]通过引入载波聚合中的无线资源管理机制，基于传统比例公平(Proportional Fair, PF)算法提出了一种BPF(Balanced PF)算法，有效地改善了用户吞吐量与用户之