CN102281644A - 一种资源分配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种资源分配方法及装置，用以减少资源分配所需的计算量，从而提高资源分配效率。本发明提供的一种资源分配方法包括：确定需要分配资源的用户设备UE集合；确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

Description

一种资源分配方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种资源分配方法及装置。

背景技术

长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中，演进型基站(evolved NodeB，eNodeB)的媒体接入控制(Multiple Access Control，MAC)层需要在每个长度为1毫秒(ms)的子帧为候选用户设备(User Equipment，UE)执行上行/下行调度和资源分配的操作。为了保证各用户服务质量(Quality of Service，QoS)，并且提高系统吞吐量等性能，MAC调度器需要设计性能良好的调度和资源分配算法，从而对MAC调度器提出了很高的计算量需求。因此，MAC层调度器有限的计算能力与巨大的计算量需求之间存在越来越突出的矛盾。

LTE标准规定eNodeB的MAC层实现调度功能，同时定义了动态调度和半持续调度两种调度算法。目前标准只定义用于空中接口传输的信令，这一方面赋予了各个设备厂商产品实现的自由度；另一方面，也对eNodeB MAC调度器实现复杂度和性能之间提出了更高的要求。

调度和资源分配算法的目标是为系统内各个UE的各种业务分配合适的时频资源，以保证各用户业务QoS，提高系统吞吐量，同时兼顾用户的公平性。

从调度和资源分配算法思路的选择来看，现有的资源分配可以分为两种基本的方案，即以UE和无线承载(Radio Bearer，RB)为主体的“用户挑资源”方案，和以资源为主体的“资源挑用户”方案。

所述“用户挑资源”方案包括：

确定当前子帧需要参与时域调度的候选RB集合，该集合通常为所有需要传输数据的RB；

对于确定的候选RB集合，通过时域调度排序，生成有序的候选RB优先级队列；

按照优先级从高到低的顺序，为确定的RB优先级队列中的各个RB分配可用的PRB资源；

对于当前需要分配资源的RB，确定其物理资源块(Physical ResourceBlock，PRB)的使用优先级顺序，分配满足QoS的资源。

“资源挑用户”方案的基本原理是每个PRB上只有拥有最好信道增益的用户才会被调度，当用户数足够多并且各个用户的频率信道响应相互独立时，能够获取多用户分集增益，具体包括：

确定当前子帧需要参与资源分配的候选RB集合，该集合通常为所有需要传输数据的RB；

对于整个系统带宽内可用于物理下行共享信道(Physical Downlink SharedChannel，PDSCH)和物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)传输的所有PRB而言，分别计算各个UE和RB在该PRB上的优先级权值；

对于可用于PDSCH和PUSCH传输的所有PRB，分别将各个UE和RB在该PRB上的优先级权值进行排序，则在每个PRB上得到一个优先级权值队列；

根据一定的准则完成各个PRB上的资源分配。

综上所述，现有技术中的“资源挑用户”的资源分配方案中，基于每个PRB为颗粒度计算所有UE优先级权值的计算复杂度太高，资源分配效率较低，不利于eNodeB的MAC层产品实现，并且，难以保证RB的QoS和UE之间的公平性。“用户挑资源”的资源分配方案中，由于无法针对每个PRB挑选信道质量最优的用户，无法获取多用户分集增益，从系统总体吞吐量性能上来看，没有“资源挑用户”方案达到的效果好。

发明内容

本发明实施例提供了一种资源分配方法及装置，用以减少资源分配所需的计算量，从而提高资源分配效率。

本发明实施例提供的一种资源分配方法包括：

确定需要分配资源的用户设备UE集合；

确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；

对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

本发明实施例提供的一种资源分配装置包括：

UE集合确定单元，用于确定需要分配资源的用户设备UE集合；

UE优先级确定单元，用于确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；

分配单元，用于对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

本发明实施例，确定需要分配资源的用户设备UE集合；确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE，从而减少了资源分配所需的计算量，提高了资源分配效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种资源分配方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的所有PRBG对应的UE优先级队列示意图；

图3为本发明实施例提供的单个PRBG承载多个UE待传输数据的示意图；

图4为本发明实施例提供的基于UE分配PRBG的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种资源分配装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种资源分配方法及装置，用以减少资源分配所需的计算量，从而提高资源分配效率。

本发明实施例，由于无线信道中用户的频率衰落响应存在一定的相关性，将多个PRB构成一个PRB组(PRB Group，PRBG)，以PRBG为单位进行“资源挑用户”的调度和资源分配，尽可能地减小调度器的实现复杂度，并且考虑到不同UE之间的公平性，基于PRBG计算不同UE的优先级权值时，采用正比公平(Proportional Fair，PF)比值算法，从而本发明实施例提供的技术方案，在保证用户业务QoS的前提下，尽可能的降低了调度算法的实现复杂度。

下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

参见图1，本发明实施例提供的一种资源分配方法，包括步骤：

S101、确定需要分配资源的UE集合；

具体地，可以采用现有技术来确定需要分配资源的UE集合。

S102、确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；

所述PRB组集合，即由多个PRB组构成的集合。

每一PRB组中包括多个PRB。

每一PRB组对应一个UE优先级队列，该队列中的UE，是按照该PRB组对应的每一UE的优先级权值的由高到低的顺序进行排列的。

S103、对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

较佳地，所述确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值，包括：

对于每一PRB组，根据UE的CQI与该UE的平均吞吐量的相对值，确定该UE的优先级权值；或者，

对于每一PRB组，根据UE的CQI，确定该UE的优先级权值。

较佳地，所述根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE，包括：

按照该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值从高到低的顺序，根据该PRB组的数据承载能力，以及UE待传输的数据量，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

较佳地，该方法还包括：

为UE分配调制编码方式MCS等级和功率资源。

较佳地，对于上行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数为4的整数倍；

对于下行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数的值等于系统子带带宽的值。

下面结合公式给出本发明实施例提供的技术方案的详细说明。

首先，预先把系统包含的所有可用的PRB划分成若干个PRB组(PRBG)，假设每个PRBG包含M个PRB，记录每个PRBG的平均信道质量指示(ChannelQuality Indicator，CQI)值。

下面给出M的取值和获取PRBG的平均CQI的方法说明：

LTE协议36.211(V870)第5.5.3节中定义了探测参考信号(SoundingReference Signal，SRS)带宽是4的整倍数，SRS配置有全带宽SRS和子带SRS两种，并且，LTE物理上行共享信道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)和物理上行控制信道(Physical Uplink Control Channel，PUCCH)都分别有对应的参考信号(Reference Signal，RS)。

因此，对于上行链路的资源分配，建议设置M为4的整倍数，并且根据上行(宽带或者子带)SRS测量得到宽带CQI或者子带CQI；当系统中有上行PUCCH和PUSCH数据传输时，采用对应RS的测量结果对PRBG的平均CQI进行修正。

LTE协议36.213(V870)第7.2节中定义了UE通过测量下行小区参考符号(Cell-specific Reference Signal，CRS)并上报CQI的过程，其中CQI上报包括非周期性和周期性的CQI上报两种配置，非周期性CQI上报的高层配置的子带反馈(即Mode3-1)和周期性CQI上报时UE选择的子带反馈(即Mode2-0和Mode2-1)，子带的大小取决于当前系统带宽。

因此，对于下行链路的资源分配，可以设置M的值等于子带带宽的值，例如：当系统带宽为20M(Hz)时，M＝8。

在预先设置了PRB组集合之后，需要进行资源分配，具体包括：

确定当前子帧需要参与资源分配的RB集合，该集合包括所有需要传输数据的RB，并且基于RB集合，把属于同一个UE的不同RB进行RB合并(具体的合并，可以采用现有技术)，得到UE集合，记录UE集合中一共包含的UE个数，假设该UE个数为P。

对于PRBG集合中的所有PRBG，分别计算UE集合中各个UE在该PRBG组上的优先级权值。

对于任一UE，假设UE p，其优先级权值可以采用以下两种不同的计算方法得到：

方法一、利用如下公式，采用UE的CQI与平均吞吐量的相对值计算UE p的优先级权值：

......公式(一)

其中，表示向上取整，η_CQI(p)表示UE p在当前PRBG上平均CQI(即预先记录的PRBG的平均CQI)对应的频谱效率，CM是一个固定常数因子，CM＝M*N_RE_Per_PRB，其中，M是PRBG包含的RPB个数，N_RE_Per_PRB是每个PRB包含的资源单元(Resource Element，RE)的个数。

Throughput_Ave(p)是UE p在过去一段时间内的平均吞吐量，其计算公式为：

${\mathrm{Throughput}}_{\mathrm{Ave}}\left(p\right)=(1-\frac{1}{t_c})\·{\mathrm{Throughput}}_{\mathrm{Ave}}\left(p\right)+\frac{1}{t_c}\·\mathrm{Data}\left(p\right)$ ......公式(二)

其中，t_c表示PF计算因子，Data(p)是UE p在当前时刻待传输的数据量。

公式(一)中的CM参数也可以不用，采用CM参数的目的是可以更好地区分出各个UE的不同的优先级权值。

方法二、利用如下公式，仅采用CQI绝对值计算UEp的优先级权值：

......公式(三)

上述方法一比方法二更好，因为方法一采用PF算法，兼顾了各用户的公平性。

对于PRBG集合中的所有PRBG，根据UE集合中各个UE在该PRBG上的优先级权值进行排序，则在每个PRBG上都能够得到一个UE优先级队列。如图2所示，系统带宽一共包含N个PRBG，当前子帧内一共有P个候选的UE。在第n个PRBG即PRBG(n)(n＝1，2...，N)上，按照UE优先级权值从高到低的顺序得到UE优先级队列，从图2中可以看出，对于任一PRBG，UE(n1)的优先级权值最高，UE(n2)次之，UE(nP)的优先级权值最低。

依据一定的准则分别完成UE优先级队列上各个PRBG上的资源分配。

例如，对于单个UE的数据量较小(不能填满一个PRBG)的情况，为了充分利用PRGB的数据承载能力，如图3所示，按照如下方法进行处理：

当PRBG(n)能够承载的数据量大于其优先级最高的UE(n1)待传输的数据量时，先根据PRBG(n)的平均CQI估算出该UE(n1)数据量需要使用的PRB个数，从该PRBG(n)中减去这些个数的PRB，把剩余的PRB分配给优先级次高的UE，如果PRBG(n)的数据量仍然没有分完，则继续分配给下一个优先级的UE，直到PRBG(n)包含的所有PRB都被分完为止。

经过上述处理之后，以UE为单位分配PRBG的示意图如图4所示。其中，分配给UE(1)、UE(2)和UE(P)的PRBG个数分别是L₁、L₂和L_P。

最后，为每一UE分配MCS等级和功率资源。

由此可见，本发明实施例提供了一种快速的MAC资源分配方案，把系统包含的所有PRB划分成若干个PRBG(PRB组)，每个PRBG包含M个PRB，记录每个PRBG的平均CQI值；确定当前子帧需要参与资源分配的候选RB集合(该集合为所有有数据要传的RB)，并且进行RB合并得到候选UE集合，记候选UE集合中一共包含的UE个数为P；对于PRBG集合中的所有PRBG，分别计算候选UE集合中各个UE在该PRBG上的优先级权值；对于PRBG集合中的所有PRBG，根据计算得到的候选UE集合中各个UE在该PRBG上的优先级权值进行排序，则在每个PRBG上都能够得到一个优先级权值队列；依据一定的准则分别完成UE优先级队列上各个PRBG上的资源分配。

相对于现有的“资源挑用户”的调度方案，本发明实施例基于PRBG(PRB组)为颗粒度，有效地减小了计算复杂度，同时，在一定程度上可以保证UE/RB的QoS和UE之间的公平性；

相对于现有的“用户挑资源”的调度方案，本发明实施例针对PRBG挑选信道质量最优的用户，可以获取多用户分集增益，系统总体吞吐量性能将优于现有方案。

参见图5，本发明实施例提供的一种资源分配装置，包括：

UE集合确定单元11，用于确定需要分配资源的用户设备UE集合；

UE优先级确定单元12，用于确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；

分配单元13，用于对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

较佳地，所述UE优先级确定单元12，对于每一PRB组，根据UE的CQI与该UE的平均吞吐量的相对值，确定该UE的优先级权值；或者，

所述UE优先级确定单元12，对于每一PRB组，根据UE的CQI，确定该UE的优先级权值。

较佳地，所述分配单元13，根据该PRB组的数据承载能力，以及UE待传输的数据量，按照该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值的从高到低的顺序，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

较佳地，所述分配单元13，还用于为UE分配调制编码方式MCS等级和功率资源。

较佳地，该装置还包括：

PRB组划分单元14，用于将系统当前所有PRB资源划分成PRB组，组成PRB组集合，其中，对于上行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数为4的整数倍；对于下行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数的值等于系统子带带宽的值。

综上所述，本发明实施例，确定需要分配资源的用户设备UE集合；确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE，从而减少了资源分配所需的计算量，提高了资源分配效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种资源分配方法，其特征在于，该方法包括：

确定需要分配资源的用户设备UE集合；

确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；

对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值，包括：

对于每一PRB组，根据UE的CQI与该UE的平均吞吐量的相对值，确定该UE的优先级权值；或者，

对于每一PRB组，根据UE的CQI，确定该UE的优先级权值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE，包括：

按照该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值从高到低的顺序，根据该PRB组的数据承载能力，以及UE待传输的数据量，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

为UE分配调制编码方式MCS等级和功率资源。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的方法，其特征在于，

对于上行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数为4的整数倍；

对于下行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数的值等于系统子带带宽的值。

6.一种资源分配装置，其特征在于，该装置包括：

UE集合确定单元，用于确定需要分配资源的用户设备UE集合；

UE优先级确定单元，用于确定物理资源块PRB组集合中每一PRB组对应的所述UE集合中每一UE的优先级权值；

分配单元，用于对于每一PRB组，根据该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述UE优先级确定单元，对于每一PRB组，根据UE的CQI与该UE的平均吞吐量的相对值，确定该UE的优先级权值；或者，

所述UE优先级确定单元，对于每一PRB组，根据UE的CQI，确定该UE的优先级权值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分配单元，按照该PRB组对应的UE集合中每一UE的优先级权值从高到低的顺序，根据该PRB组的数据承载能力，以及UE待传输的数据量，将该PRB组中的PRB资源分配给UE。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分配单元，还用于为UE分配调制编码方式MCS等级和功率资源。

10.根据权利要求6-9任一权利要求所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

PRB组划分单元，用于将系统当前所有PRB资源划分成PRB组，组成PRB组集合，其中，

对于上行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数为4的整数倍；

对于下行链路的资源分配，每一PRB组中包含的PRB的个数的值等于系统子带带宽的值。

Images