分布式资源调度方法和系统、基站以及中继站 【技术领域】
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种分布式资源调度方法和系统、基站以及中继站。
背景技术
目前，移动通信的发展要求支持更高传输速率、更完善的信号覆盖以及更高的资源利用率。为了实现高传输速率，通信系统将采用更高频带传输信号，但是另一方面，高频率将带来更大的路径损耗，进而影响网络覆盖。为了实现有效完善网络覆盖、提高网络容量及资源利用率的目的，在通信系统中引入了中继(Relay)技术。
中继技术被视为4G的一项关键技术，引入中继技术后，网络的结构会产生改变，加入的中继站(Relay Station，简称为RS)由于执行中继服务需要使用部分网络资源，因此在基站(Base Station，简称为BS)、RS及用户终端(User Equipment，简称为UE)之间如何协调调度资源，使有限的时频资源得到充分利用，提高资源利用率是中继系统资源调度策略需要解决的问题。
在传统移动通信网络的调度方式下，由BS根据BS到用户间的链路质量及用户业务类型等因素依照一定的调度算法计算出各用户的优先权值，然后根据优先权值的大小进行排序，将资源分配给相应优先权值最大的用户，例如，上面的调度算法可以是系统吞吐量最大法、轮询算法、比例公平算法等。由于加入RS后移动通信网络结构发生了变化，传统的无线资源调度策略不再适用于中继网络，因此需要提出适用于存在RS的网络的无线资源调度方法。
在引入RS的网络中，资源调度方式分为两种：一种是分布式调度，另一种是集中式调度，其中，分布式调度适用于具有独立调度资源能力的RS，BS将部分资源划分给RS，RS可以独立调度这部分资源用于为处于RS覆盖范围内用户提供服务；在集中式调度方式下，由BS统一进行资源的分配，RS本身没有分配资源的权限，只能够依照BS的调度进行中继服务。在实际系统中，可以根据选用的RS功能及网络需求的不同，选择分布式调度或集中式调度方式进行处理。
图1是根据相关技术引入RS后的网络结构的示意图，如图1所示，在引入RS后的系统中，接受服务的用户分为两类：一类是BS域用户，另一类是中继域用户；其中，BS域用户是指与BS直接进行通信的用户，中继域用户是指经过RS的转发与BS进行通信的用户，用户属于BS域或中继域由BS根据相关测量进行接入控制判断。待分配资源的链路类型有：BS与BS域用户间链路、BS与RS间链路、RS与中继域用户间链路。在分布式调度方法下，要求RS具备独立调度资源的能力，BS为RS划分部分资源由RS自身调度使用，并为BS到RS链路与BS到BS域用户链路分配资源，RS在自身可调度资源内为RS与中继域用户链路进行资源分配。
在引入RS的移动通信网络中，目前的资源分配及调度方案如下：在中继系统调度过程中，BS获得用户的调度相关信息(例如，信道质量等)，并根据调度相关信息为用户调度相应资源及相关中继传输准备工作，最后通过RS将数据中继转发给目标用户。
上述方法解决了传统的无线调度策略无法直接应用于中继系统的问题，提出了引入RS后对中继域用户的资源调度方法，但是，该方法至少存在以下不足：
(1)该方法只考虑了中继域用户的资源分配，而没有考虑对BS域和中继域用户如何共同进行调度。
(2)该方法只考虑了从RS到中继域用户的资源调度，而没有考虑如何分配BS到RS链路的资源。
【发明内容】
针对目前没有考虑对BS域和中继域用户如何共同进行调度，以及如何分配BS到RS链路的资源的问题而提出本发明，为此，本发明旨在提供一种分布式资源调度方法和系统、基站以及中继站，以解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种分布式资源调度方法。
根据本发明的分布式资源调度方法，应用于包含中继站的移动通信系统，该方法包括：基站获取待调度的一个或多个基站域用户终端的第一调度信息和一个或多个中继站的第二调度信息；基站根据第一调度信息和第二调度信息对一个或多个基站域用户终端和一个或多个中继站进行优先级排序，并根据优先级排序结果进行资源调度。
优选地，第一调度信息至少包括以下之一或其组合：基站域用户终端的信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间。
优选地，第二调度信息至少包括以下之一或其组合：基站与中继站间的待传输数据量、待传输业务类型、信道条件。
优选地，基站与中继站间待传输的数据量包括：中继站与基站间新传输数据量、需要下行重传且存储在基站的待重传数据量、以及需要上行重传的数据量。
优选地，在基站获取第一调度信息和第二调度信息之前，上述方法还包括：中继站获取一个或多个中继域用户终端地第三调度信息，其中，第三调度信息包括：中继站与中继域用户终端间的信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间。
优选地，在中继站获取一个或多个中继域用户终端的第三调度信息之后，上述方法还包括：中继站根据第三调度信息对中继域用户终端进行优先级排序；中继站根据优先级排序结果将自身可调度的资源分配给中继域用户终端；中继站统计分配结果，并从中获取待上报给基站的调度信息。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基站。
根据本发明的基站包括：第一获取模块，用于获取待调度的一个或多个基站域用户终端的第一调度信息；第二获取模块，用于获取待调度的一个或多个中继站的第二调度信息；第一优先级排序模块，用于根据第一调度信息和第二调度信息对一个或多个基站域用户终端和一个或多个中继站进行优先级排序；第一资源分配模块，用于根据第一优先级排序模块的优先级排序结果进行资源分配。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种中继站。
根据本发明的中继站包括：第三获取模块，用于获取一个或多个中继域用户终端的第三调度信息，其中，第三调度信息包括：中继站与中继域用户终端间的信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间；第二优先级排序模块，用于根据第三调度信息对中继域用户终端进行优先级排序；第二资源分配模块，用于中继站根据第二优先级排序模块的优先级排序结果将自身可调度的资源分配给中继域用户终端。
优选地，上述中继站还包括：统计模块，用于统计第二资源分配模块的分配结果；第四获取模块，用于从统计模块统计的分配结果中获取待上报给基站的调度信息。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种分布式资源调度系统。
根据本发明的分布式资源调度系统包括基站和中继站，其中基站包括：第一获取模块，用于获取待调度的一个或多个基站域用户终端的第一调度信息；第二获取模块，用于获取一个或多个中继站的第二调度信息；第一优先级排序模块，用于根据第一调度信息和第二调度信息对一个或多个基站域用户终端和一个或多个中继站进行优先级排序；第一资源分配模块，用于根据第一优先级排序模块的优先级排序结果进行资源分配。中继站包括：第三获取模块，用于获取一个或多个中继域用户终端的第三调度信息，其中，第三调度信息包括：中继站与中继域用户终端间的信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间；第二优先级排序模块，用于根据第三调度信息对中继域用户终端进行优先级排序；第二资源分配模块，用于中继站根据第二优先级排序模块的优先级排序结果将自身可调度的资源分配给中继域用户终端。
通过本发明，基站根据对基站域用户终端和中继站的调度信息进行优先级排序，并根据优先级排序结果对基站域用户终端和中继站进行资源调度，解决了目前没有考虑如何分配BS到RS链路的资源的问题，进而实现了对资源的有效分配。
【附图说明】
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术引入中继站后的网络结构的示意图；
图2是根据本发明实施例的分布式资源调度方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的分布式资源调度方法的详细流程图；
图4是根据本发明实施例的系统资源划分的示意图；
图5是根据本发明实施例的资源调度流程分布式资源调度方法的具体流程图；
图6是根据本发明实施例的系统资源调度结果的示意图；
图7是根据本发明实施例的基站的结构框图；
图8是根据本发明实施例的中继站的结构框图；
图9是根据本发明实施例的中继站的优选结构框图；
图10是根据本发明实施例的分布式资源调度系统的结构框图。
【具体实施方式】
功能概述
考虑到目前没有考虑对BS域和中继域用户如何共同进行调度，以及如何分配BS到RS链路的资源的问题，本发明实施例提供了用于中继系统的分布式资源调度方案，由BS划分部分资源供RS自身调度，用于RS与中继域UE间链路的传输，同时BS调度BS到RS及BS到BS域UE链路资源。依据数据传输量相等的原则，综合考虑了BS域UE与中继域UE的协调调度，克服了因某一域UE优先级较高而使另一域UE无法得到资源分配的问题，同时可以根据网络设计需求及性能要求对资源划分比例、中继站优先权值进行灵活的设置，达到了在有效调度小区资源的同时兼顾所有UE调度的公平性，高效分配小区资源，有效提高资源利用率的作用。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
方法实施例
根据本发明的实施例，提供了一种分布式资源调度方法应用于包含RS的移动通信系统。图2是根据本发明实施例的分布式资源调度方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下的步骤S202和步骤S204，具体操作如下：
步骤S202，BS获取待调度的一个或多个BS域UE的第一调度信息和一个或多个RS的第二调度信息。
具体地，BS可以通过测量和BS域UE上报的信息获取第一调度信息，BS可以通过测量和RS上报的信息获取第二调度信息，其中第一调度信息至少包括以下之一或其组合：BS域UE的信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间，第二调度信息至少包括以下之一或其组合：BS与RS间的待传输数据量、待传输业务类型、信道条件。BS与RS间待传输数据量包括：RS与BS间新传输数据量、需要下行重传且存储在BS的待重传数据量、以及需要上行重传的数据量。
步骤S204，BS根据第一调度信息和第二调度信息对一个或多个BS域UE和一个或多个RS进行优先级排序，并根据优先级排序结果进行资源调度。
此外，在步骤S202之前，该方法还包括如下操作：RS获取中继域UE的第三调度信息，其中，第三调度信息包括：RS与中继域UE间的信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间；RS根据第三调度信息对中继域UE进行优先级排序；RS根据优先级排序结果将自身可调度的资源分配给中继域UE；RS统计分配结果，并从中获取待上报给BS的调度信息，这里的调度信息是上述的第二调度信息中的部分信息。
通过本发明，BS根据对BS域UE和中继站的调度信息进行联合优先级排序，并根据优先级排序结果对BS域UE和中继站进行资源调度，解决了目前没有考虑如何分配BS到RS链路的资源的问题，进而实现了对资源的有效分配。
本发明实施例提出了一种由BS划分部分资源供RS自身调度，用于为中继域UE提供中继服务，同时BS调度BS到RS及BS到BS域UE链路资源的分布式调度算法。其中，依据数据传输量相等的原则，综合考虑了BS域UE与中继域UE的协调调度，解决了在中继系统中对中继域UE与BS域UE间调度缺乏公平性考虑，以及对BS到RS间资源分配不合理的问题，达到对小区内资源进行有效分配，提高资源利用率的作用。
首先，BS在系统可用资源内划分一部分资源给RS，这部分资源由RS自身调度，为中继域UE提供中继服务。
图3是根据本发明实施例的分布式资源调度方法的详细流程图，如图3所示，该方法包括如下的步骤S302至步骤S322，具体操作如下：
RS的资源调度过程包括如下的步骤S302至步骤S308：
步骤S302，RS获得中继域UE的调度信息；具体地，RS根据测量报告等获得待中继服务的中继域UE的调度相关信息，这里的调度相关信息包括RS到UE间的信道条件、待传输业务类型、数据量、等待时间等。
步骤S304，RS根据上述的调度信息，使用一定的调度算法为待调度的中继域UE进行优先级排序。具体地，RS根据调度算法计算待中继服务的中继域UE的优先权值，并按照优先值大小进行排序。
步骤S306，RS根据优先级排序结果将自身可调度的资源依序分配给各UE，完成对RS与中继域UE间链路的资源调度；
步骤S308，RS根据上述的调度结果，统计得到需与BS间传输的数据量、及相应的业务类型等调度相关信息，并通过测量获取信道条件，然后将得到的需与BS间传输的数据量、业务类型、信道条件等调度信息上报给BS。
具体地，RS对RS与BS间需传输数据量进行统计，其中，统计的数据量包括RS与BS间新传数据量、需下行重传且存储在BS的待重传数据量、以及需上行重传的数据量；RS统计待传输数据对应的业务类型；RS将统计得到的待传输数据量与相应业务类型、BS与RS间信道条件等调度相关信息上报BS。
BS的资源调度过程包括如下的步骤S310至步骤S316：
步骤S310，BS获得RS的调度相关信息(即，上述的步骤S202)；具体地，BS通过RS的上报信息等方式获得RS的调度相关信息，这里的调度相关信息包括BS与RS间待传输数据量、数据业务类型、信道条件等。
步骤S312，BS获得待调度的BS域UE的调度相关信息(即，上述的步骤S202)；具体地，BS通过BS域UE的上报信息等方式获得待调度的BS域UE的调度相关信息，包括信道条件、业务类型、数据量、等待时间等。
步骤S314，BS根据上述获得的调度相关信息使用一定的调度算法对待调度的BS域UE及RS进行优先级的联合排序，其中可将RS视为特殊UE，在调度算法中对其优先级进行一定加权处理，具体权值可由系统设定(即，上述的步骤S204)。
步骤S316，BS根据优先级排序结果，将BS可用的资源按优先级顺序依次分配给各BS域UE及RS(即，上述的步骤S204)。
根据上述的RS的资源调度过程和BS的资源调度过程得到调度结果，然后进行如下的步骤S318至步骤S322，具体操作如下：
步骤S318，BS依照调度结果与RS进行数据传输。
步骤S320，BS依照调度结果与BS域UE进行数据传输。
步骤S322，RS依照调度结果与中继域UE进行数据传输。
通过该实施例，综合考虑BS域用户与中继域用户的公平性，提供了对BS到RS、BS到BS域用户、RS到中继域用户三条链路进行协调调度的分布式调度算法，对系统资源进行有效分配，提高了资源利用率。
为了更清楚地阐释本发明实施例提出的技术方案，下面将本发明应用到具体实例中进行进一步说明。下面以下行资源的调度为例，对本发明实施例的实现过程进行详细说明。
图4是根据本发明实施例的系统资源划分的示意图，如图4所示，假设系统包含一个RS，系统共有10个资源块，资源块编号为0号到9号，服务5个UE，UE0、UE1为BS域UE，UE2、UE3、UE4为中继域UE，BS将0号到3号即前4个资源块分配给RS，由RS自行调度使用，4号到9号资源块由BS调度使用。
图5是根据本发明实施例的对下行资源分布式调度方法的具体流程图，如图5所示，该方法包括如下的步骤S502至步骤S520，具体操作如下：
RS的资源调度过程包括如下的步骤S502至步骤S508：
步骤S502，假设中继域UE2、UE3、UE4有数据传输需求，其中，UE2、UE4为数据重传需求，UE3为新传数据需求；RS获取UE2、UE3、UE4的调度相关信息，这里的调度相关信息包括RS到各UE的信道条件、业务类型、等待时间等信息。
步骤S504，RS根据调度算法对各UE进行优先级排序，得到各UE的排序结果为p2＞p4＞p3。
步骤S506，RS根据此优先级排序对资源进行分配，分配结果为其中，上标为资源块编号，下标为该资源块所属UE编号。UE2分配获得资源块1、3，UE3分配获得资源块2，UE4分配获得资源块0。
步骤S508，RS统计需与BS间传输的数据量及相应业务类型等信息，其中，UE3需传输数据为新传数据，需要从BS获取；UE2待重传数据存储在RS，不需再从BS进行传输，可由RS直接向UE发送，这部分待传输数据量不计入BS与RS的传输数据量中；UE4的待重传数据存储在BS，需要从BS获取。RS统计得到需要由BS向RS传输的数据量及相应的业务类型，即，UE3和UE4的相关数据需要从BS下发；此后，RS将统计得到的需要由BS向RS传输的数据量及相关业务类型、BS到RS间信道条件等调度相关信息上报BS。
BS的资源调度过程包括如下的步骤S510至步骤S516：
步骤S510，BS获得RS上报的调度相关信息(即，上述的步骤S202)，这里的调度相关信息包括需要由BS向RS下发的数据量、相应的业务类型、BS到RS间的信道条件等信息。
步骤S512，BS获得BS域UE的调度相关信息(即，上述的步骤S202)，这里的调度相关信息包括BS到各UE的信道条件、业务类型、数据量、等待时间等。
步骤S514，BS根据以上获得的调度信息对BS域UE及RS进行联合优先级排序，得到优先级排序结果为p0＞pr＞p1(即，上述的步骤S204)。
步骤S516，BS根据此优先级排序结果对BS域资源进行分配，得到分配结果其中，上标为资源块编号，下标为该资源块所属UE编号，下标中的r表示RS，即将资源块7、9分配给BS到RS链路，资源块4、8分配给UE0，资源块5、6分配给UE1(即，上述的步骤S204)。
最终的资源调度分配如附图6所示。
根据上述的RS的资源调度过程和BS的资源调度过程得到调度结果，然后进行如下的步骤S518至步骤S522，具体操作如下：
步骤S518，BS使用资源块7、9向RS下行发送相关数据。
步骤S520，BS使用资源块4、5、6、8向UE0、UE1发送数据。
步骤S522，RS使用资源块0、1、2、3向中继域UE发送数据。
综上，本发明提出的用于中继系统的分布式调度方法由BS划分部分资源供RS自身调度，综合考虑了BS域UE与中继域UE的协调调度，克服了因某一域UE优先级较高而使另一域UE无法得到资源分配的问题，同时可根据网络设计需求及性能要求对资源划分比例、中继站优先权值进行灵活的设置，达到了在有效调度小区资源的同时兼顾所有UE调度的公平性，高效分配小区资源，有效提高资源利用率的作用。
装置实施例
实施例一
根据本发明的实施例，提供了一种BS。图7是根据本发明实施例的BS的结构框图，如图7所示，该BS包括：第一获取模块72、第二获取模块74、第一优先级排序模块76、第一资源分配模块78，下面对上述结构进行描述。
第一获取模块72，用于获取待调度的一个或多个BS域UE的第一调度信息；第二获取模块74，用于获取一个或多个RS的第二调度信息；第一优先级排序模块76，连接至第一获取模块72和第二获取模块74，用于根据第一获取模块72获取的第一调度信息和第二获取模块74获取的第二调度信息对一个或多个BS域UE和一个或多个RS进行优先级排序；第一资源分配模块78，连接至第一优先级排序模块76，用于根据排序模块76的优先级排序结果进行资源调度。
通过该实施例，提供了可以根据对BS域UE和中继站的调度信息进行优先级排序，并根据优先级排序结果对BS域UE和中继站进行资源调度的BS。
实施例二
根据本发明的实施例，提供了一种RS。图8是根据本发明实施例的RS的结构框图，如图8所示，该RS包括：第三获取模块82、第二优先级排序模块84、第二资源分配模块86，下面对上述结构进行描述。
第三获取模块82，用于获取一个或多个中继域UE的第三调度信息，其中，第三调度信息包括：RS与中继域UE间信道条件、待传输业务类型、待传输数据量、等待时间；第二优先级排序模块84，连接至第三获取模块82，用于根据第三获取模块82获取的第三调度信息对中继域UE进行优先级排序；第二资源分配模块86，连接至第二优先级排序模块84，用于RS根据第二优先级排序模块84的优先级排序结果将自身可调度的资源分配给中继域UE。
图9是根据本发明实施例的RS的优选结构框图，如图9所示，该RS还包括：统计模块92，连接至第二资源分配模块86，用于统计第二资源分配模块86的分配结果；第四获取模块94，连接至统计模块92，用于从统计模块92统计的分配结果中获取待上报给BS的调度信息。
通过该实施例，提供了可以根据对中继域UE的优先级排序结果对中继域UE进行资源分配，并统计向BS上报的调度信息的RS。
上述的两个装置实施例可以单独使用，也可以相互组合。例如，可以将上述的BS和RS组合称为一种分布式资源调度系统，下面对该系统进行描述。
系统实施例
根据本发明的实施例，提供了一种分布式资源调度系统。图10是根据本发明实施例的分布式资源调度系统的结构框图，如图10所示，该系统包括BS 102和RS 104，这里的BS 102和RS 104可以通过上述的装置实施例来实现，二者的具体结构与上述装置的描述相同，在此不再赘述。
在分布式资源调度系统中，BS 102连接至RS 104，RS 104向BS 102上报相关的调度信息，BS 102通过从RS 104获取的调度信息对BS域UE和RS进行优先级排序，并根据优先级排序结果进行资源分配。
综上，通过本发明的上述实施例，采用BS根据对BS域UE和中继域的调度信息进行优先级排序，并根据优先级排序结果对BS域UE和中继域进行资源调度，解决了目前没有考虑如何分配BS到RS链路的资源的问题，进而实现了对资源的有效分配。并且综合考虑BS域用户与中继域用户的公平性，提供了对BS到RS、BS到BS域用户、RS到中继域用户三条链路进行协调调度的分布式调度算法，对小区内资源进行有效分配，提高了资源利用率。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。