肖清华（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310014）
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摘要：基于实时业务对时延敏感的差异化特征，提出了业务时延评估模型。基于用户申请业务的流程，结合业务阻塞率和与业务抵达概率，提出了业务测量模型。结合时延评估与业务测量模型，提出了能够综合考虑时延与带宽占用的LTE调度算法SMSA。对于时延大和信道条件不好的用户，可以通过加权因子来提升其调度优先级，而对于系统负荷增加、业务较少的用户，则可以通过减少其因子权重来降低其调度优先级。最后采用Matlab对SMSA算法进行了仿真验证。结果表明，无论是系统吞吐量还是公平性在所列举的算法中都有一定优越性。
关键词：LTE；资源块；时延；带宽；调度
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2019.05.010
引言
移动互联网的蓬勃发展使得LTE作为一种能够保证多业务服务质量（QoS）及用户公平性的无线宽带通信技术，得到越来越广泛应用。为提高系统资源利用率，LTE采取共享信道机制，需要根据快速变化的传播环境、外界干扰以及系统负荷等因素，及时动态地在用户之间分配物理资源。因此，调度机制在LTE系统中显得至关重要。而调度的业务包括非实时业务和实时业务，非实时业务对调度的敏感性不高，如E-mail，后者如VoLTE、视频业务等。实时业务在丢包率、系统吞吐量和业务时延上要求更高，也是用户更关注的一类业务。因此，本文也以实时业务为目标，结合客户感知和系统资源2个方面综合地考虑其调度机制。
目前最常用的调度算法有最大速率算法、轮询RR算法、比例公平PF算法和最短作业优先SJF算法等，它们并没有对业务进行区分，也没有从客户感知的角度对算法进行评估。吴大鹏等人提出了一种排队延迟感知的LTE调度机制（QDA——Queuing DelayAware），但它只是简单地顾及单业务，并没有考虑并发的多业务，此外，对系统的影响，如资源负荷等未提及。与此类似，文献也是对视频业务在调度过程中的HOL（HeadofLine）延迟进行判定，并动态地调整队列的优先级。所不同的是，考虑了分组丢失的数量，但也只是短期内提升了调度的公平性。杨俊蓉等对Bell实验室的M-LWDF可变最大加强时延优先调度算法进行了改进，不仅考虑了用户的信道条件，还增加了对时延和速率变化的反应敏感度，是LTE调度算法优化的一个方向。类似的修正还有王鹏等人，通过优先级的二次计算来提高资源块的利用率，并引入补偿因子来弥补由此产生的实时业务性能下降，代价是复杂度有所提高。实际上，除了考虑LTE调度实时业务的时延敏感外，更多地把多业务质量保障、系统资源占用率及对带宽的影响纳入进来是整个调度机制优化的重点与方向。
为此，本文提出一个基于业务测量的LTE公平性调度算法（SMSA——Service Measurebased Scheduling Algorithm），能够扬长避短，同时兼顾实时业务的排队时延与接入带宽。
