技术摘要：
本发明公开了一种用于5G基站的下行时频资源调度方法和系统，首先根据需要传输数据的不同用户流队列长度和时延要求，计算一个调度周期内需要传输的数据量；将一个系统帧作为调度周期，根据调度优先级指标调度需要传输的数据量，得到调度结果矩阵；所述调度优先级指标将  全部
背景技术：
在移动通信系统中，无线资源(一般指时间、频率、码字、空间、功率等)是稀缺的， 即无线资源是有限的，为了满足人们对无线业务日益增长需求，充分地利用有限的无线资 源来为人类服务是非常必要的，无线时频资源调度分配机制需要做的就是完成这个任务。 无线资源调度分配机制一般可以描述成这样：在基站的调度器上实时动态的控制 时频资源的分配，某个用户流可以在一定时间内得到时频资源。目前无线资源调度算法都 集中在如何使系统容量和用户流QoS(Quality  of  Service)间取得良好的平衡，例如M- LWDF，EXP，LOG等，这些算法虽然都考虑了用户流的QoS要求，但都只能够在某种程度上去满 足用户流的QoS，却都不能够非常严格的保证用户流QoS中的时延要求，这显然是不能满足 确定性传输业务需求的。无线资源调度算法一般也是通过三个指标来衡量的，它们分别是 用户流公平性、用户流QoS需求和频谱利用率。 一般来说无线资源调度从大体上来讲分为智能调度和盲调度。智能调度主要考虑 的因素是用户流的信道质量，也就是说系统会根据用户流的信道质量的反馈信息进行动态 调度。而盲调度则不考虑用户流的任何其他因素，只根据用户流的性能参数进行调度。 与此同时，另外一个概念在有线网路中已经广泛应用，即确定性传输。所谓确定性 传输指的是具有很低延迟和抖动的端到端的超可靠分组传输，具体的说，确定性传输就是 要在目标服务所需求的时延界限内，成功发送到给定目标节点的数据包数量的百分比不能 低于某个值(可靠性)。 但在移动网络中，确定性传输业务的实现却是个很大的难题。这中间涉及了很多 的难点，包括移动通信空中接口处信道的时变性，用户流的移动性，用户流移动导致的切换 等等，也包括在核心网处没有一个整体的架构可以将端到端时延分解到具体某个物理设备 上的时延，以及设备间相互通信交换各自时延信息的相关的协议和信令也还没有被提出， 还有就是现存的的时频资源调度算法也无法实现确定性传输所需要的强保证时延。
技术实现要素：
本发明目的在于针对现有技术的不足，提出一种一种用于5G基站的下行时频资源 调度方法和系统，能够实现为尽可能多的用户流保证他们所提出的排队时延要求，即确定 性传输，同时具有不错的频谱利用率以及较低的所有用户流的平均时延。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于5G基站的下行时频资源调 度方法，该调度方法能够满足用户流所提出的时延要求，具体步骤如下： (1)根据在5G基站中需要传输数据的不同用户流下行队列中数据包的队列长度以 及不同用户流的时延要求，计算得出这些用户流在一个调度周期内需要传输的数据量。 4 CN 111586875 A 说　明　书 2/6 页 (2)将一个系统帧作为调度周期，根据调度优先级指标为每个用户流调度由步骤 (1)所计算出的需要传输的数据量，最终得到调度结果矩阵；所述调度优先级指标会随着用 户流被满足数据传输要求的调度周期个数的增加而变大，从而能将某一调度周期已经满足 数据量调度要求的用户流的优先级提高。 (3)将步骤(2)中得到的整个系统帧的调度结果矩阵中的每一列分别直接映射到 该系统帧内的每个子帧的调度结果，最终实现根据子帧来进行实际的时频资源调度。 进一步地，步骤(1)中，计算用户流在某个调度周期内需要传输的数据量的公式如 下： τi＝(Mi 1)·Tf 其中，ui(k)表示第i条用户流在第k个调度周期内需要传输的数据量。qi(k)是该条 流在第k个调度周期开始时数据队列的长度。Mi是用户流所提出的时延要求离散化后的取 样间隔个数，Tf是取样间隔，即调度周期；τi是该条流提出的的最大时延界限需求。 进一步地，步骤(2)中，计算用户流调度优先级指标公式如下： 其中， 表示第j条用户流在第r个子带宽上的调度优先级指标，HOLDj是队列中 第j条用户流第一个数据包的时延，MaxDelayj表示数据包从队列中第j条用户流丢弃的最 大允许等待时间， 表示第j条用户流在第r个子带宽上频谱效率，SEmax(Spectral  efficiency)表示最大频谱效率，tj表示第j条流的时延要求在连续的系统帧内都被满足的 连续帧的个数，tj使得在连续的若干个系统帧内已经被调度满足要求的用户流的优先级高 于未被满足要求的用户流，从而实现保证用户流在其整个持续时间内的时延。 进一步地，步骤(2)中，根据调度优先级指标为每个用户流调度由步骤(1)所计算 出的需要传输的数据量的过程具体如下：优先调度具有最高的调度优先级指标的用户流， 锁定用户流后，将整个带宽上所有拥有剩余资源的子带宽按照调度优先级指标从高到低排 序，并将资源块从左到右分配给该用户流直到该用户流的需要传输的数据量被满足为止。 接着调度下一个用户流，此循环一直持续直到没有剩余资源或是所有用户流的数据量要求 都被满足为止。 一种用于5G基站的下行时频资源调度系统，该系统包括顶层调度模块、中间层调 度模块和底层调度模块，在这三个调度模块共同作用下，保证用户流所提出的时延要求。 所述顶层调度模块运用排队论以及信号与控制系统的基本理论，根据在5G基站中 需要传输数据的不同用户流下行队列中数据包的排队情况以及不同用户流的时延要求，计 算用户流在一个调度周期内需要传输的数据量； 所述中间层调度模块采用基于系统帧的调度算法，该调度算法将一个系统帧作为 调度周期，根据调度优先级指标为每个用户流调度由顶层调度模块所计算出的需调度数据 5 CN 111586875 A 说　明　书 3/6 页 量，最终得到调度结果矩阵；所述调度优先级指标会随着用户流被满足数据传输要求的调 度周期个数的增加而变大，从而能将某一调度周期已经满足数据量调度要求的用户流的优 先级提高。 所述底层调度模块遵循3GPP标准中所规定的调度规范，将中间层调度模块得到的 一个系统帧的调度结果矩阵中的每一列分别直接映射到该系统帧内的每个子帧的调度结 果，最终实现根据子帧来进行实际的时频资源调度。 本发明的有益效果：本发明提出的调度方法是一个完整的无线资源调度器，能够 直接用于实际基站当中。本发明能够保证那些时延要求很严格的用户流的调度队列排队时 延，并且不只是在一段时间内而是在这些流整个持续过程中产生的数据包都可以被保证。 即便是在系统负荷过大，整个系统容量不足以满足所有用户流的调度时延要求时，本发明 的调度方法也能够在这些流中选择出一些用户流来进行其整个持续过程的时延保证，基于 此，本发明可以用于很多对时延要求苛刻的场景之下，比如工业自动化，工业控制等领域。 与此同时，本发明在其他性能衡量指标如频谱利用率，所有流的平均时延等方面也具有良 好的表现，基于此，本发明也可以用于一般场景之下，如移动宽带宽业务等。 附图说明 图1为本发明时频资源调度系统的总体层次示意图。 图2为实时流的丢包率对比结果图。 图3为尽力而为流的平均吞吐量对比结果图。