CN101141772A - 时频资源分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时频资源分配方法，包括步骤：设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式；确定用户或业务所需的时频资源数量；根据所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式；利用选择的时频资源编号方式指示分配给用户或业务的时频资源。本发明还公开了一种时频资源分配装置，包括：编号方式设置单元、待分配时频资源计算单元、编号方式选择单元、分配单元。利用本发明，可以有效地节省时频资源分配时的开销。

Description

时频资源分配方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种时频资源分配方法及装置。

背景技术

无线时频资源分配是无线移动通信系统设计的重要内容。系统为用户或业务分配时频资源时，需要指明：(1)所用时频资源的大小，即可用的最小资源块数目；(2)所用时频资源块的位置，即所分配的资源块的编号。

为了有效地对系统中的时频资源进行管理，通常对系统中的所有时频资源进行编号，在资源分配时通过该编号确定各用户或业务所需的时频资源。目前通用的时频资源编号构造形式可分为两类：二叉树构造方式和线性连续构造方式。

二叉树构造(简称树状构造)是将系统的所有可用时频资源均被分层构造为二叉树结构。如图1所示，树的根节点(只有后继节点)编号为0，表示为r，若某一用户或业务得到系统分配的时频资源编号是0，则此用户或业务获得系统指定时段中所有可用的时频资源；树的节点(有前继节点也有后继节点)的编号为大于0的整数(为表述方便用n表示)，若某一用户或业务得到系统分配的时频资源编号是n，则此用户或业务获得系统指定时段中n所对应的所有叶子节点指示的时频资源；树的叶子节点(只有前继节点)对应系统中可用的最小时频资源块，其编号为大于n的整数，表示为1，若某一用户或业务得到系统分配的时频资源编号是1，则此用户和业务获得系统指定时段中1所指示的时频资源。例如，若系统分配给用户或业务的资源为n＝2，那么该用户或业务获得的资源块为5和6。

线性连续构造(简称线状构造)是将系统的所有可用时频资源用连续编号的方式进行编号，每一个节点对应一个系统可用的最小时频资源块；将图1中节点和根去掉，只剩叶节点，即最下面一层节点，编号改为0～7(总数为8个，编号从0开始，从左至右0，1，2，......，7)。

当待分配的时频资源数量确定的时候，根据时频资源的具体构造形式，给出时频资源位置和所需数量的方法，称为时频资源分配法，简称TFRA法。

目前，对时频资源进行编号的方法有：基于树状构造的TFRA法和3GPP(第三代伙伴组织计划)的HSDPA(高速下行链路分组接入)提案中基于线状构造的TFRA法。其中，树状构造方式使用“节点编号”来指示时频资源的位置，节点的数量表示待分配的时频资源数量；而线状构造方式使用“起始节点编号+所需最小资源块数目”的形式来分别指示时频资源块的起始位置和所需数量。

任何TFRA法均须遵循顺序分配资源单位的原则，即不论时频资源的构造形式如何，资源分配都采取顺序的方式。由于线状结构可视为树状结构中的最低一层，因此，为了描述方便，下面对于树状构造和线状构造均采用树状结构描述。

如图1所示，二叉树有H＝4层，对于树状构造，节点编号需用H个比特来指定(H层的二叉数有2^H＝16个节点，16个节点的编号若表示成二进制，那么每节点标识至少得用4个比特)。例如，若某用户u_i时频资源需求量M＝3，假定叶节点全部空闲，则采用树状TFRA时分配给该用户的时频资源为：

即第3和第9节点，每个节点需要用4个比特来表示，因此指示用户u_i申请的时频资源共需8比特。

若采用线状构造，起始位置需用H-1个比特(线状构造仅仅对应叶子节点，叶子节点数目是整个二叉树结点数的一半，即2^H/2＝2^H-1，所以节点编号至少需要H-1个比特)，数量也需用H-1个比特。例如，系统空闲8个时频资源，编号为0～7，某用户申请量为3个，那么按照顺序的原则，用户所得时频资源分配为：

0^th+3    <＝＝＝＝＝>    000+011

实际指示的资源为第0、1和2节点代表的时频资源块，因此指示该用户分配的时频资源需要6比特。

可见，假定时频资源的数量为2^H-1，则树状TFRA无论什么情况下，均需要使用2×(H-1)个比特来指示需要分配的时频资源。

上述两种时频资源表示方式中，无论哪种方式，在分配时频资源时所需的开销都比较大，占用系统资源，甚至会影响系统性能。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种时频资源分配方法，以解决现有技术在进行时频资源分配时指示时频资源的编号开销较大、影响系统性能的问题，降低时频资源指示的开销，提高系统性能。

本发明的另一个目的是提供一种时频资源分配装置，以减少时频资源分配过程中指示时频资源所需的开销。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种时频资源分配方法，包括以下步骤：

设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式；

确定用户或业务所需的时频资源数量；

根据所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式；

利用选择的时频资源编号方式对所述确定的时频资源进行编号，并指示给所述用户或业务。

所述根据所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式的步骤包括：

如果所需的时频资源的数量为2的幂，且所需的时频资源可以表示为一个节点，则选用树状编号方式；否则，选用线状编号方式。

所述树状编号包括：指示位、节点编号；

所述线状态编号包括：指示位、起始叶节点编号、最小时频资源块数；

其中，所述指示位指示采用的时频资源编号方式。

优选地，所述指示位为1个比特。

采用树状编号方式时，树中节点编号从根节点开始，依次从左至右、从上至下，对各节点进行编号，并且根节点的编号为任意值；

采用线状编号方式时，从左至右对树状构造的各叶节点进行编号，并且起始叶节点编号为任意值。

可选地，所述方法进一步包括：

设定树状编号方式和线状编号方式表示的节点编号使用相同或不同的比特数。

一种时频资源分配装置，包括：

编号方式设置单元，用于设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式；

待分配时频资源计算单元，用于确定用户或业务所需的时频资源数量；

编号方式选择单元，用于根据待分配时频资源计算单元确定的用户或业务所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式；

分配单元，分别与编号方式设置单元、待分配时频资源计算单元和编号方式选择单元相连，用于根据选择的时频资源编号方式对需要分配给用户或业务的时频资源进行编号，并将该编号指示的时频资源分配给用户或业务。

所述编号方式选择单元按以下方式确定所需使用的时频资源编号方式：

如果所需的时频资源的数量为2的幂，且所需的时频资源可以表示为一个节点，则选用树状编号方式；否则，选用线状编号方式。

优选地，所述装置进一步包括：

节点编号比特数设定单元，用于设定树状编号方式和线状编号方式表示的节点编号使用的比特数。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明根据已用资源和待分配资源之间的关系，采用树状构造和线状构造相结合的方式来指示所需分配的时频资源。具体地，当用户或业务所需的时频资源量为2的幂，并且所需时频资源能够由一个节点指示时，采用树状构造的时频资源指示；否则，采用线状构造的时频资源指示。利用本发明，可以有效地节省用于指示分配的时频资源的比特数，从而节省系统资源，提高系统性能。

附图说明

图1是现有时频资源二叉树示意图；

图2是本发明方法的一个优选实施例的实现流程图；

图3是本发明装置的一个优选实施例的原理框图。

具体实施方式

本发明的核心在于综合树状构造和线状态构造的特点，根据已用资源和待分配资源之间的关系，采用树状构造和线状构造相结合的方式来指示所需分配的时频资源。具体地，当用户或业务所需的时频资源量为2的幂，并且所需时频资源能够由一个节点指示时，采用树状构造的时频资源指示；否则，采用线状构造的时频资源指示。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图2，图2示出了本发明方法的一个优选实施例的实现流程，包括以下步骤：

步骤201：设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式。

其中，树状编号包括：指示位、节点编号；线状态编号包括：指示位、起始叶节点编号、最小时频资源块数。比如，树状编号为：指示位+节点编号；线状态编号为：指示位+起始叶节点编号+最小时频资源块数。当然，也可以将指示位放在节点编号后面。其中，所述指示位指示采用的时频资源编号方式，可以使用1个比特，以区分该编号是采用的树状构造的编号方式还是线状构造方式。比如，当指示位为0时，指示树状编号方式，指示位为1时，指示线状编号方式。当然，也可以反之。也可以根据实际应用需要，不只使用1个比特来表示该指示位。

通过这种方式，也就是说，在分配时频资源时，可以同时采用树状构造和线状构造。

采用树状构造时，首先将所有时频资源构造为二叉树，树的叶子节点表示可用时频资源的最小单位。树中节点编号从根节点开始，依次从左至右、从上至下，对各节点进行编号，并且根节点的编号可以为任意值。比如，从根节点开始编为0，或者根节点从树中总节点数-1开始。

采用线状构造时，叶子节点编号＝树状构造的叶子节点编号-树状构造最左端的叶子节点编号，并且起始叶节点编号可以为任意值。比如，从0开始编号。

可以设定树状编号方式和线状编号方式表示的节点编号使用相同或不同的比特数。比如，对于一个H层的二叉树，采用树状构造下的节点编号时，每节点可以使用H个比特指示；采用线状构造下的节点编号时，每节点可以使用H-1个比特指示。

步骤202：确定用户或业务所需的时频资源数量。

可以以最小时频资源块为单位来计算用户或业务所需的时频资源数量。对于不同的系统及资源使用情况，各系统可以有不同的确定方式，在此不一一列举。

步骤203：根据所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式。

为了尽量节省时频资源指示所需的开销，应综合考虑各种时频资源编号的特点，在系统对两种编号方式都支持的情况下，选取需要比特数少的编号方式。比如，可以采用以下的判断方式：

用户或业务所需时频资源量为2的幂时，且所需时频资源又能被一个节点指示，则使用树状编号方式；否则，使用线状编号方式。

以图1所示二叉树构造为例，将8个可用的时频资源表示为一个H＝4层的二叉树，对应的树状构造为此二叉树，节点编号用4个比特表示，对应的线状构造为二叉树的最下层，起始叶节点编号用3个比特表示，最小时频资源块数用3个比特表示。

假设某用户需M＝4个时频资源，系统中8个时频资源块均空闲时，则用树状方式表示所分配的时频资源如下：

指示位	节点编号
		0	0001

假设某用户需M＝5个时频资源，则用线状方式表示所分配的时频资源如下：

指示位	起始叶节点编号	最小时频资源块数
			1	000	101

当然，本发明并不只局限于这种规则，还可以设定更详细的编号使用规则。甚至在系统资源充足时，可以任选一种编号方式来指示分配的资源。

步骤204：利用选择的时频资源编号方式指示分配给用户或业务的时频资源。

首先，利用选择的时频资源编号方式对确定的时频资源进行编号，然后将该编号指示的时频资源分配给所述用户或业务。

利用本发明，可以有效地减少时频资源分配时的开销，下面通过对本发明与现有技术不同的编号方式所需使用的比特数作具体分析说明。

假定系统有两个用户u_i和u_j，u_i为当前占用资源的用户，u_j为申请时频资源的用户。假定u_i占用的时频资源数量为M(i)，u_j申请的时频资源量为M(j)，M(i)+M(j)≤2^H-1，令F_M(i)，M(j)为分配时频资源的比特数。

采用现有树状结构时，F_M(i)，M(j)＝ω(M(j)|M(i))×H         (1)

其中，ω(M(j)|M(i))为当M(i)给定时，所需时频资源量M(j)对应节点的个数；H表示每节点所需的比特数。

以一个直观的情况为例，令2^H-1＝8，F_M(i)，M(j)矩阵如下表1所示(未填处为0)：

表1：

M(i)	M(j)
									8	7	6	5	4	3	2	1
	012345	4	1212	8168	812128	4128124	888888	484848									444444

67

4

44

其中，M(i)为当前用户，各列表示当前用户已占用的时频资源；M(j)为等待分配时频资源的用户，各行表示目前可能为需要分配时频资源的用户分配的时频资源；

(M(i)，M(j))对应的表元值表示当系统已有M(i)个时频资源被占用时，若再分配给用户M(j)个时频资源时需要指示待分配资源的比特数。如表元值(M(i)＝5，M(j)＝2)＝8表示当系统已有时频资源被占用5个时，若再给用户待分配2个时频资源时，需用8比特来表示待分配的时频资源。

从长时间统计角度来看，矩阵中的36种情况可视为等概率发生，所以，现有技术的树状时频资源分配方法指示时频资源需要使用的比特平均数为：

1/36*16+6/36*12+14/36*8+15/36*4≈7.2222个比特。

当2^H-1＝1024，H＝11时，现有技术树状编号方式所需的平均比特数为88.1503。

采用本发明中的综合编号方式时，

$F_{M\left(i\right),M\left(j\right)}=\left\{\begin{array}{cc}1+H& \mathrm{\&omega;}\left(M\left(j\right)\right|M\left(i\right))=1\\ 1+(H-1)+(H-1)& \mathrm{\&omega;}\left(M\left(j\right)\right|M\left(i\right))\&NotEqual;1\end{array}\right.---\left(2\right)$

其中，ω(M(j)|M(i))为当M(i)给定时，所需时频资源量M(j)对应节点的个数；H表示每节点所需的比特数。

以2^H-1＝8为例，2个用户情况下，F_M(i)，M(j)矩阵如下表2所示(未填处为0)：

表2：

M(i)	M(j)
									8	7	6	5	4	3	2	1
	01234567	5	77	777	7777	57775	777777	5757575									55555555

从长时间统计角度来看，矩阵中的36种情况可视为等概率发生，可用资源数为8个时，本发明方法分配时频资源时所需的平均比特数为 $\frac{21}{36}\&CenterDot;7+\frac{15}{36}\&CenterDot;5=6.1667$ 个比特，低于现有技术中的树状编号所需的比特数。

当2^H-1＝1024时，本发明方法中所需的指示时频资源的平均比特数为20.9610，而现有的树状编号方法所需的平均比特数为88.1503。显然，本发明用于指示时频资源分配的比特数要少得多。

另外，在用于常见的业务分布环境时，如令m₁表示当前已占用的时频资源量，m₁是2的幂；令m₂为待分配的时频资源量，m₂为非2的幂。一种在实际中常见的业务模式为m₁与m₂分别以概率 $P\left(m_1\right)=P\left(m_2\right)=\frac{1}{2}$ 的概率出现。

在采用现有技术中线状编号方式时，所需的平均比特数为：

$\frac{2\&times;(H-1)}{2}+\frac{2\&times;(H-1)}{2}=2(H-1)---\left(4\right)$

而采用本发明中的综合编号方式时，所需的平均比特数为：

$\frac{H+1}{2}+\frac{1+2(H-1)}{2}=1.5H---\left(5\right)$

当2^H-1＝1024时，H＝11，现有的线状编号方式所需的平均比特数为20，而采用本发明中的综合编号方式时所需的平均比特数为16.5。可见，对于常见的业务模式来说，本发明用于指示分配的时频资源的开销要小得多。

综上所述，相对于现有的单纯使用一种时频资源编号方式，本发明依据树状编号和线状编号各自的特点，在时频资源分配时，选择性地使用不同时频资源编号方式，可以有效地节省时频资源分配中所需的系统开销，进而提高系统性能。

参照图3，图3示出了本发明装置的一个优选实施例的原理框图：

该装置包括：编号方式设置单元S1、待分配时频资源计算单元S2、编号方式选择单元S3和分配单元S4。其中，分配单元S4分别与编号方式设置单元S1、待分配时频资源计算单元S2、编号方式选择单元S3相连。

编号方式设置单元S1用于设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式；待分配时频资源计算单元S2用于确定用户或业务所需的时频资源数量；编号方式选择单元S3用于根据待分配时频资源计算单元确定的用户或业务所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式；分配单元S4用于根据选择的时频资源编号方式对需要分配给用户或业务的时频资源进行编号，并将该编号指示的时频资源分配给用户或业务。

编号方式选择单元在确定所需使用的时频资源编号方式时，可以依据以下原则二如果所需的时频资源的数量为2的幂，且所需的时频资源可以表示为一个节点，则选用树状编号方式；否则，选用线状编号方式。

在进行时频资源分配时，各单元的处理过程与前面对本发明方法的描述类似，在此不再赘述。

另外，为了提高本发明装置使用的灵活性，使其可以根据系统实际能够支持的开销，方便地设定指示时频资源使用的比特数，还可以在本发明装置中设置一个节点编号比特数设定单元S5，用以设定树状编号方式和线状编号方式表示的节点编号使用的比特数。可以设定两种方式表示的节点编号使用相等的比特个数，也可以使用不同的比特个数。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (9)

1.一种时频资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式；

确定用户或业务所需的时频资源数量；

根据所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式；

利用选择的时频资源编号方式对所述确定的时频资源进行编号，并指示给所述用户或业务。

2.根据权利要求要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式的步骤包括：

如果所需的时频资源的数量为2的幂，且所需的时频资源可以表示为一个节点，则选用树状编号方式；否则，选用线状编号方式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述树状编号包括：指示位、节点编号；

所述线状态编号包括：指示位、起始叶节点编号、最小时频资源块数；

其中，所述指示位指示采用的时频资源编号方式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指示位为1个比特。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

采用树状编号方式时，树中节点编号从根节点开始，依次从左至右、从上至下，对各节点进行编号，并且根节点的编号为任意值；

采用线状编号方式时，从左至右对树状构造的各叶节点进行编号，并且起始叶节点编号为任意值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

设定树状编号方式和线状编号方式表示的节点编号使用相同或不同的比特数。

7.一种时频资源分配装置，其特征在于，包括：

编号方式设置单元，用于设定时频资源的编号方式，所述编号方式包括：树状编号方式和线状编号方式；

待分配时频资源计算单元，用于确定用户或业务所需的时频资源数量；

编号方式选择单元，用于根据待分配时频资源计算单元确定的用户或业务所需的时频资源数量选择使用的时频资源编号方式；

分配单元，分别与编号方式设置单元、待分配时频资源计算单元和编号方式选择单元相连，用于根据选择的时频资源编号方式对需要分配给用户或业务的时频资源进行编号，并将该编号指示的时频资源分配给用户或业务。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述编号方式选择单元按以下方式确定所需使用的时频资源编号方式：

如果所需的时频资源的数量为2的幂，且所需的时频资源可以表示为一个节点，则选用树状编号方式；否则，选用线状编号方式。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

节点编号比特数设定单元，用于设定树状编号方式和线状编号方式表示的节点编号使用的比特数。

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