CN101621845B - 资源指示方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种资源指示方法和装置，该方法包括：将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构最底层节点进行描述，其中，所述分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元；根据分层结构中每层节点所代表的资源块数的使用频率为分层结构中每层节点设置使用概率；将使用概率作为分层结构中该层节点的权重，以预定算法为分层结构中所有节点进行编码，形成码本；根据调度算法为终端分配系统资源，并使用码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。借助于本发明的技术方案，能够降低系统资源分配开销，提高系统的传输效率。

Description

资源指示方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种资源指示方法和装置。

背景技术

在无线通信系统中，基站是为终端提供服务的设备，基站通过上/下行链路与终端进行通信，其中，下行是指基站到终端的方向，上行是指终端到基站的方向。并且，多个终端可以同时通过上行链路向基站发送数据，也可以同时通过下行链路从基站接收数据。

在采用基站集中式调度控制的无线通信系统中，上/下行的无线资源按共享信道的方式由基站负责调度。例如，基站要为广播、组播消息分配资源，并为每个用户分配上/下行资源，使所有用户得知资源分配的结果。从上面可以看出，资源分配信息是大量存在的，并且，减少资源分配信息的开销对于提高系统资源利用率非常有效。资源的描述(指示)是资源分配过程的关键部分，在保证性能的前提下，使用合理的资源指示方式对于减小开销非常必要。

目前，一种资源描述方式将系统所有可用资源分成若干个基本单元，并用二叉树来描述这些单元。具体地，这些单元作为二叉树的最底层节点(叶子节点)。二叉树上的每个节点都可以描述一部分资源，每个节点标识其下包含的所有叶子节点代表的资源。如图1所示为一个描述了8个基本单元的二叉树，最底层的叶子节点代表基本的资源块。在这种指示方式中，一个节点指示的基本资源的单元数只能是2ⁿ，例如1、2、4、8等。例如，图1中节点13指示的资源是其下所包含的所有叶子节点(节点1、2、3、4)所代表的资源。

另一种资源描述方式是采用Island Tree描述基本资源块，Islandtree也称为双父节点树，其结构如图2所示。与二叉树类似，这种方式也将系统中所有可用资源分成若干个基本单元，用Island Tree来描述，基本单元作为Island Tree的最底层的叶子节点。如图2所示为一个描述的基本单元数为8的Island Tree。该指示方式中与二叉树类似，树中任意一个节点都可以表示其下层的叶子节点代表的资源。如图2中节点24代表节点3、4、5、6所代表的资源。

Island Tree的描述方式相对于二叉树的好处在于：这种组织方式可以用树中的节点表示任意连续的资源块数(不超过树中的叶子节点总数)。N层的Island Tree中可以用一个节点表示的基本资源单元数为：1、2、3、...N-1、N，因此这种资源的指示方式更灵活。但是，Island Tree指示方式的缺点在于其效率比较低，在指示相同数量的资源基本单元时，与其它方式相比，树中的节点更多，指示这些节点所需的比特数会更多，因此导致开销增大。例如：对于基本单元数都为8的情况，二叉树形式需要的总节点数是8+4+2+1＝15，指示这些节点需要的比特数是ceil(log₂15)＝4，而IslandTree形式需要的总节点数为：8+7+6+5+4+3+2+1＝36，需要用ceil(log₂36)＝6比特来表示。因此，如果只用一个节点指示资源，IslandTree的开销比二叉树大。

此外，另一种资源描述方式结合了上述两种思想，可以称为混合型树资源描述法。这种方法与上述两种方法类似，是用混合型树的最底层叶子节点代表系统可用的基本资源块。该混合型树的下面几层使用Island Tree的结构形式，上面几层使用二叉树的结构形式。具体使用几层Island Tree和几层二叉树是由资源的基本单元总数和用户对各种数量的基本资源块的需求决定的。如图3所示，为一个基本单元数为12的混合型树结构。该树用一个节点可以指示的单元数为：1、2、3、4、5、6、8、12，树中总的节点数为：12+11+10+9+8+4+2+1＝57，如果用纯Island Tree表示这些基本单元，总的节点数是78个。混合型树比纯Island Tree少了21个节点。在指示灵活性方面，资源块数在8以下的只有7不能用一个节点指示，可以适应大部分的应用。

与二叉树的对比，如果将12个资源块补到16个，那么树中的总节点数为16+8+4+2+1＝31，即使这样，二叉树同样比混合型树少很多节点。但是，在指示灵活性方面，混合型树又有很强的优势。因此，混合型树型结构是以上两种树的折衷，如果灵活使用，在某些场景中，将会是一种最佳选择。但是客观地看，节点还是很多，因此带来的编码开销仍然很大。

以上各种树指示资源的方法都是用一个节点表示若干连续的资源块，在实际应用过程中，分配和释放过程会导致不连续的空闲资源块，如果用上面的方式分配这些资源就需要不止一个节点。

一种将树和bitmap(比特映射)结合的方式对于不连续分配资源比较有效，称作tree+bitmap树。如图4所示为一种指示的资源单元数为16的tree+bitmap树。这种树分为上下两部分，上面称作parent(双亲)节点，下面称作bitmap节点。节点代表的资源可以是其下第x(固定值)层节点的资源。

如图4中虚线以上部分是parent节点(3层)，虚线以下部分是bitmap节点(2层)，x为2。parent节点部分的第1层(由下至上)节点25代表其下第2层的所有节点，即节点1、2、3、4，其指示粒度为1个RB；parent节点部分的第2层节点29代表其下第2层的所有节点，即17、18、19、20，其指示粒度为2个RB；同理，parent节点部分的第3层节点指示粒度为4个RB。指示资源时使用节点加bitmap的形式，bitmap的位数为2^x，图4中bitmap的大小为4bit。bitmap用于指示该节点所代表的4个节点的使用情况，1表示使用，0表示不使用。例如节点25与bitmap 1001可以指示节点1、4的资源，即RB1和RB4。

综上所述，tree+bitmap树的优点为一次分配可以指示的资源块数为：1、2、3、4、6、8、12、16，并且这些资源块不要求连续。此类结构每次指配都需要节点号+bitmap，开销很大。

发明内容

考虑到目前的树型资源描述方式开销大的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供了一种资源指示方法和装置，以解决相关技术中的上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种资源指示方法。

根据本分发明实施例的资源指示方法包括：将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构的最底层节点进行描述，其中，分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元；根据分层结构中每层节点所代表的资源块数的使用频率为分层结构中每层节点设置使用概率；将使用概率作为分层结构中该层节点的权重，以预定算法为分层结构中所有节点进行编码，形成码本；根据调度算法为终端分配系统资源，并使用码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。

在对分配的系统资源进行指示时，如果表示分配的系统资源的节点多于一个，则通过在第一个节点的编码后添加后续节点的编码来进行指示。

此外，在对分配的系统资源进行指示之后，方法进一步包括：生成资源分配信息，并将资源分配信息发送到终端。

其中，上述分层结构包括以下之一：二叉树、Island树、混合型树、树加比特地图树、环形树。

其中，上述使用频率具体为：业界公认的典型值或统计结果。

此外，在使用频率为统计结果的情况下，根据需要对使用频率进行慢变或固定配置；在使用频率为所述业界公认的典型值的情况下，根据业界公认的典型值在不同典型参数之间固定配置或自适应选择。

根据本发明的另一方面，提供了一种资源指示装置。

根据本发明实施例的资源指示装置包括：划分模块，用于将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构的最底层节点进行描述，其中，分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元；设置模块，用于根据分层结构中每层节点所代表的资源块数的使用频率为分层结构中每层节点设置使用概率；编码模块，用于将使用概率作为分层结构中该层节点的权重，以预定算法为分层结构中所有节点进行编码，形成码本；指示模块，用于使用码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。

此外，上述装置进一步包括：分配模块，用于根据调度算法为终端分配系统可用资源。

此外，上述装置进一步包括：添加模块，用于对分配的系统资源进行指示时，如果表示分配的系统资源的节点多于一个，则通过在第一个节点的编码后添加后续节点的编码来进行指示。

此外，上述系统进一步包括：发送模块，用于生成资源分配信息并发送到终端。

借助于本发明的技术方案，通过对资源描述方式的改进，能够降低系统资源分配开销，提高系统的传输效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是相关技术中指示基本单元数为8的二叉树结构示意图；

图2是相关技术中指示基本单元数为8的Island tree结构示意图；

图3是相关技术中指示基本单元数为12的混合型树的结构示意图；

图4是相关技术中tree+bitmap混合树结构；

图5是根据本发明实施例的资源指示方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的实例1的示意图；

图7是根据本发明实施例的实例2的示意图；

图8是根据本发明实施例的实例3的示意图；

图9是根据本发明实施例的实例4的示意图；

图10是根据本发明实施例的实例5的示意图；

图11是根据本发明实施例的资源指示装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

方法实施例

在本实施例中，提供了一种资源指示方法，图5是根据本发明实施例的资源指示方法的流程图，如图5所示，包括以下处理：

步骤S502，将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构的最底层节点进行描述，其中，分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元，其中，上述分层结构包括以下之一：二叉树、Island树、混合型树、树加比特地图树、环形树；

步骤S504，根据分层结构中每层节点所代表的资源块数(指示粒度)的使用频率为分层结构中每层节点设置使用概率，其中，上述使用频率具体为：业界公认的典型值以及统计结果，使用概率在不同的树中可能有不同的含义，这与节点的指示粒度有关，此外，在使用频率为统计结果的情况下，根据需要对使用频率进行慢变或固定配置；在使用频率为所述业界公认的典型值的情况下，根据业界公认的典型值在不同典型参数之间固定配置或自适应选择；

步骤S506，将使用概率作为分层结构中该层节点的权重，以预定算法为分层结构中所有节点进行编码，形成码本；

步骤S508，根据调度算法为终端分配系统资源，并使用码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。

在步骤S508中，在对分配的系统资源进行指示时，如果表示分配的系统资源的节点多于一个，则通过在第一个节点的编码后添加后续节点的编码来进行指示。

此外步骤S508之后，进一步包括：生成资源分配信息，并将资源分配信息发送到终端。

综上所述，上述实施例系统对最常用到的节点用最短的比特序列来描述，对不常用到的节点用较长比特序列来描述；在资源分配过程中，基站用这种不等长的编码序列来表示各个节点，能达到从统计意义上减少资源分配开销的目的。

下面，对上述技术方案进行详细说明。

实例1：一个二叉树指示资源的情况。

图6是根据本发明实施例的实例1的示意图，如图6所示，假设资源被分成8个基本单元(RB1，RB2，...，RB8)，构造二叉树，共有4层。

第一步，假设P₁，P₂，P₃，P₄对应每层节点的使用概率，限制条件为8*P₁+4*P₂+2*P₃+P₄＝1；

第二步，设P₁＝0.08/8，P₂＝0.8/4，P₃＝0.119/2，P₄＝0.001，资源的指示的情况如图6所示；

第三步，对每个节点进行哈夫曼编码，形成一个码本，结果表1所示：

表1  基本单元数为8的二叉树的码本

节点	a	b	c	d	e	f	g	h
									码字	1001111	100000	100001	100010	100011	100100	100101	100110
节点	i	j	k	l	m	n	o
									码字	110	111	00	01	1010	1011	1001110

由表1中可以看出，根据对应节点的编码长度及其权值可以得到平均码长为2.973，需要的编码比特数为ceil(2.973)＝3；而采用等长编码时，需要的编码比特数为ceil(log₂15)＝4。

由此可以看出变长编码能带来指示开销的减少，该实施例中开销的绝对值减少了1bit，相对值减少25％。

实例2：一个Island tree指示资源的情况。

图7是根据本发明实施例的实例2的示意图，如图7所示，假设资源被分成6个基本单元(RB1，RB2，...，RB6)，并构造Island tree。

第一步，假设P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆对应每层节点的使用概率，限制条件为6*P₁+5*P₂+4*P₃+3*P₄+2*P₅+P₆＝1；

第二步，设P₁＝0.006/6，P₂＝0.04/5，P₃＝0.6/4，P₄＝0.3/3，P₅＝0.052/2，P₆＝0.002/1，即P₁＝0.001，P₂＝0.008，P₃＝0.15，P₄＝0.1，P₅＝0.026，P₆＝0.002，资源的指示情况如图7所示；

第三步，对每个节点进行哈夫曼编码，形成一个码本，结果如表2所示：

表2  基本单元数为6的Island tree的码本

节点	a	b	c	d	e	f	g
								码字	10111110	10110	10101	100	111	110	001
节点	h	i	j	k	1	m	n
								码字	000	011	010	101110	1010001	1010000	1010011
节点	o	p	q	r	s	t	u
								码字	1010010	101111111	101111110	101111001	101111000	101111011	101111010

由表2中可以看出，根据对应节点的编码长度及其权值可以得到平均码长为3.302，需要的编码比特数为ceil(3.302)＝4；而采用等长编码时，需要的编码比特数为ceil(1og₂21)＝5。

由此可以看出变长编码能带来指示开销的减少，该实施例中开销的绝对值减少了1bit，相对值减少20％。

实例3：一个混合型树指示资源的情况。

图8是根据本发明实施例的实例3的示意图，如图8所示，假设资源被分成12个基本单元(RB1，RB2，...，RB12)，并且构造混合型树。假设下面4层节点是Island tree的组织形式，即，下面4层节点是双父节点。这些层以上的节点采用二叉树形式。树共有8层。

第一步，假设P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆，P₇，P₈对应每层节点的使用概率，限制条件为12*P₁+11*P₂+10*P₃+9*P₄+8*P₅+4*P₆+2*P₇+P₈＝1；

第二步设P₁＝0.02/12，P₂＝0.043/11，P₃＝0.6/10，P₄＝0.3/9，P₅＝0.02/8，P₆＝0.01/4，P₇＝0.006/2，P₈＝0.001，资源的指示情况如图8所示；

第三步，对每个节点进行哈夫曼编码，形成一个码本。由于节点太多，码字在这里就不一一列举。

根据编码的结构，可以计算出平均码长为4.7597，需要的编码比特数为ceil(4.7597)＝5；而采用等长编码时，需要的编码比特数为ceil(log₂57)＝6。由上可以看出变长编码带来指示开销的减少，绝对值减少1bit，相对值减少大约16.667％。

实例4：一个Island tree指示资源的情况。

图9是根据本发明实施例的实例4的示意图，如图9所示，在IEEE 802.16e中，对于下行链路中512点的FFT，有效数据子载波数为420(除去DC分量)，一个RB包含14个子载波，所以512点FFT时，包含30个RB(资源块)(420/14＝30)。

第一步，假设已知P₁，P₂，P₃，P₄，P₅，P₆的值，采用变长编码中的哈夫曼编码对各个子结点进行标识，限制条件为：30*P₁+25*P₂+20*P₃+15*P₄+10*P₅+5*P₆＝1.

第二步，设P₁＝0.006/30，P₂＝0.04/25，P₃＝0.6/20，P₄＝0.3/15，P₅＝0.052/10，P₆＝0.002/5，及P₁＝0.0002，P₂＝0.0016，P₃＝0.03，P₄＝0.02，P₅＝0.0052，P₆＝0.0004；

第三步，对每个节点进行哈夫曼编码，形成一个码本。由于节点太多，码字在这里就不一一列举。

最终得到平均码长为5.6136，需要的编码比特数为ceil(5.6136)＝6；而采用等长编码时，需要的编码比特数为ceil(log₂105)＝7。

由上可以看出变长编码带来指示开销的减少，绝对值减少1bit，相对值减少大约14.286％。

实例5：一个tree+bitmap树指示资源的情况。

图10是根据本发明实施例的实例5的流程图，如图10所示，假设资源被分成32个基本单元(RB1，RB2，...，RB32)，构造二叉树。共有6层。其中上面4层(虚线以上部分)为parent节点，下面两层为bitmap节点。每个节点代表其下第2层的4个节点，并由4位的bitmap值指示其下第2层的4个节点的使用情况。本发明可以对上半部分的parent节点实施，即对4层的二叉树进行编码。

第一步，假设P₁，P₂，P₃，P₄对应图10中每层节点的使用概率，其意义分别为用户对粒度为1、2、4、8个RB的使用概率，限制条件为8*P₁+4*P₂+2*P₃+P₄＝1；

第二步，设P₁＝0.08/8，P₂＝0.8/4，P₃＝0.119/2，P₄＝0.001(使用概率的设定同实施例1)，资源的指示情况如图10所示；

第三步，对每个节点进行哈夫曼编码，形成一个码本，结果同实施例1。

由表1中对应节点的编码长度及其权值可以得到平均码长为2.973，需要的编码比特数为ceil(2.973)＝3；而采用等长编码时，需要的编码比特数为ceil(log₂15)＝4。由此可以看出变长编码能带来指示开销的减少，该实施例中开销的绝对值减少了1bit，相对值减少25％。这只是对指示一个parent节点本身开销的对比，实际的每次指示还需要加上4bit的bitmap值。

在本发明中，用户对资源块数量的需求越集中，效果越好。表现在树上即为各层的概率相差大，本发明在减少开销方面的效果越好。例如，情况1，用户在绝大多数情况下都需要3个或者4个资源块，而对其他数量的资源块需求量比较小；情况2，用户对各个数目的资源块需求量都很接近。在上述两种情况下，情况1中编码长度远小于情况2，因此指示开销相对较小。

装置实施例

在本实施例中，提供了一种资源指示装置，图11是根据本发明实施例的资源指示装置的框图，如图11所示，包括划分模块110、设置模块112、编码模块114、指示模块116，下面，对上述模块进行详细说明：

划分模块110，用于将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构的最底层节点进行描述，其中，分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元；

设置模块112，用于根据分层结构中每层节点所代表的资源块数的使用频率为分层结构中每层节点设置使用概率；

编码模块114，用于将设置模块112设置的使用概率作为分层结构中该层节点的权重，以预定算法为分层结构中所有节点进行编码，形成码本；

指示模块116，用于使用编码模块114码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。

此外，上述装置进一步包括：

分配模块，用于根据调度算法为终端分配系统可用资源。

添加模块，用于对分配模块分配的系统资源进行指示时，如果表示分配的系统资源的节点多于一个，则通过在第一个节点的编码后添加后续节点的编码来进行指示。

发送模块，用于分配模块或者添加模块生成资源分配信息并发送到终端。

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过对各种树型结构指示资源的方法进行改进，用统计意义上的最短序列指示分配给终端的资源，能够降低系统资源分配开销，提高系统的传输效率。

以上所述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。

Claims (9)

1.一种资源指示方法，其特征在于，包括：

将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构的最底层节点进行描述，其中，所述分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元；

根据所述分层结构中每层节点所代表的资源块数的使用频率为所述分层结构中每层节点设置使用概率；

将所述使用概率作为所述分层结构中该层节点的权重，以预定算法为所述分层结构中所有节点进行编码，形成码本；其中，所述预定算法为哈夫曼编码；

根据调度算法为终端分配系统资源，并使用所述码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

对分配的系统资源进行指示时，如果表示所述分配的系统资源的节点多于一个，则通过在第一个节点的编码后添加后续节点的编码来进行指示。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对分配的系统资源进行指示之后，所述方法进一步包括：

生成资源分配信息，并将所述资源分配信息发送到所述终端。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述分层结构包括以下之一：二叉树、Island树、混合型树、树加比特映射树、环形树。

5.根据权利要求1至3任一项所述方法，其特征在于，所述使用频率具体为：业界公认的典型值或统计结果。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在所述使用频率为统计结果的情况下，根据需要对所述使用频率进行慢变或固定配置；

在所述使用频率为所述业界公认的典型值的情况下，根据所述业界公认的典型值在不同典型参数之间固定配置或自适应选择。

7.一种资源指示装置，其特征在于，包括：

划分模块，用于将系统可用资源划分成多个基本单元，并用分层结构的最底层节点进行描述，其中，所述分层结构中的一个节点对应于一个或多个基本单元；

设置模块，用于根据所述分层结构中每层节点所代表的资源块数的使用频率为所述分层结构中每层节点设置使用概率；

编码模块，用于将所述使用概率作为所述分层结构中该层节点的权重，以预定算法为所述分层结构中所有节点进行编码，形成码本；其中，所述预定算法为哈夫曼编码；

分配模块，用于根据调度算法为终端分配所述系统可用资源；

指示模块，用于使用所述码本中相应的节点，对分配的系统资源进行指示。

8.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：

添加模块，用于对分配的系统资源进行指示时，如果表示所述分配的系统资源的节点多于一个，则通过在第一个节点的编码后添加后续节点的编码来进行指示。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，进一步包括：

发送模块，用于生成资源分配信息并发送到所述终端。

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