CN103428705B - 分配小区载频数量的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分配小区载频数量的方法和装置，涉及无线通信技术领域。该方法包括步骤S101：接收所述小区的信道上多种业务的忙时业务状态信息；步骤S102：选取载频数量，确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；步骤S103：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及步骤S104：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，返回步骤S103。本发明解决了在对业务设置缓冲队列的情况下进行载频容量规划的问题，满足了实际应用的需要。

Description

分配小区载频数量的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及分配小区载频数量的方法和装置。

背景技术

随着移动通信的不断发展，关于移动通信的网络容量问题也一直是网络研究的重点和方案落地的关键性环节，缺乏容量规划的分析，网络的部署就缺少相应的理论基础，网络的可控性也要在很大程度上大打折扣。

目前常见的基于3G网络的容量计算方法有：等效爱尔兰法(Equivalent Erlang)、后爱尔兰法(Post Erlang)、坎贝尔法(Campbell)以及基于随机背包算法的容量分析方法等。其中，基于随机背包算法的容量分析方法不仅能够直接区分不同业务对QoS（服务质量）的要求，且能够同时适用于对电路承载域和数据域的业务进行容量规划。

当前，为增强客户体验，现有的某些移动通信系统可为某种业务提供缓冲队列，即当没有足够的信道资源提供服务时，对应于该承载的业务请求进入缓冲队列，在一定时间内等待系统资源的释放。然而上述方法均没有考虑在某些业务具有缓冲队列的情况下如何进行小区载频容量规划，即如何为小区分配载频数量，使得该载频数量既满足小区的多种业务需求，又不至于由于载频数量过多造成载频资源的浪费。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供了分配小区载频数量的方法和装置，以克服没有考虑在某些业务具有缓冲队列的情况下如何分配小区载频数量的缺陷。

（二）技术方案

针对上述技术问题，

本发明提供了第一种分配小区载频数量的方法，包括：

步骤S101：接收小区信道上多种业务的忙时业务状态信息；

步骤S102：选取载频数量，确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；

步骤S103：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及

步骤S104：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，返回步骤S103。

优选的，

所述忙时业务状态信息包括：在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务分别占用的单位信道数量和分别消耗的业务流量；

所述小区的多种业务的服务质量包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率和均值阻塞率、所述小区的资源利用率；

所述小区的多种业务的服务质量指标包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率指标和均值阻塞率指标、所述小区的资源利用率指标；

所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标包括：

所述小区的多种业务的业务阻塞率分别低于所述小区的多种业务的业务阻塞率指标；所述小区的多种业务的均值阻塞率低于所述小区的均值阻塞率指标；以及所述小区的资源利用率高于所述小区的资源利用率指标。

优选的，

利用下列公式计算所述小区的多种业务的服务质量：

$P_{B,k}=1-\frac{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S_k\end{array}}{\mathrm{\Σ}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)}{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\′}\end{array}}{\mathrm{\Σ}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{n_1+1}\·\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\′\′}\end{array}}{\mathrm{\Σ}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_1!}\right)},$

$\stackrel{\‾}{P_B}=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}({\mathrm{\ρ}}_i\·P_{B,i})}{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ρ}}_i},$

$\mathrm{\η=}\frac{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\′}\end{array}}{\mathrm{\Σ}}(\stackrel{\→}{b}\·\stackrel{\→}{n_j}\·\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_i!})+\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\′\′}\end{array}}{\mathrm{\Σ}}(\stackrel{\→}{b}\·\stackrel{\→}{n_j}\·\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{n_1+1}\·\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_i!})}{C\·[\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\′}\end{array}}{\mathrm{\Σ}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\ρ}}_1}{n_1+1}\·\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\′\′}\end{array}}{\mathrm{\Σ}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\Π}}}\frac{{\mathrm{\ρ}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)]}$

其中P_B,k是第k类业务的阻塞率；是均值阻塞率；η是所有资源C的资源利用率；S_k是在所述当前的载频数量下可容纳新加入的第k类业务时所枚举出的所有可能取值的集合，是不阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的 $\stackrel{\&RightArrow;}{n_i}=(n_1,n_2,n_3,...,n_K)$ 的所有可能取值的集合， $S^{\&prime;\&prime;}=\left\{(\stackrel{\&RightArrow;}{n},\mathrm{BQ})\right|C-b_1<\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n}\&le;C,\mathrm{BQ}=1\}$ 是阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，在中，n_i是第i类业务的发起数目，是所述在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量所组成的向量，BQ代表缓冲队列的状态；ρ_i是所述小区的多种业务中的第i类业务的业务强度，对于语音业务，业务强度由话务强度表征，对于数据业务，业务强度由单位时间消耗的数据流量表征。

本发明还提供了第二种分配小区载频数量的方法，包括：

对应于所述小区的上行信道，利用以上第一种方法中任意一种分配小区载频数量的方法确定所述小区的对应于上行信道的载频数量，其中，所述步骤S102中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量；

对应于所述小区的下行信道，利用以上任意一种分配小区载频数量的方法确定所述小区的对应于下行信道的载频数量,其中，所述步骤S102中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第二载频数量，所述第一载频数量和所述第二载频数量的比值等于所述小区的上下行时隙配置中上行时隙与下行时隙的比值；

将所述上行信道的载频数量和所述下行信道的载频数量中的较大值，作为分配给小区的载频数量。

本发明还提供了第三种分配小区载频数量的方法，包括：

针对每一种上下行时隙配置，利用第二种方法中任意一种分配小区载频数量的方法获取分别对应于每一种上下行时隙配置的所述小区的载频数量，将其中的最小值作为分配给所述小区的载频数量。

本发明还提供了第一种分配小区载频数量的装置，包括：

业务状态接收模块：接收所述小区的信道上多种业务的忙时业务状态信息；

载频调度模块：选取载频数量；

缓冲队列确定模块：确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；

核心算法模块：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及

判断模块：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，触发核心算法模块。

优选的，

所述忙时业务状态信息包括：在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量和所分别消耗的业务流量；

所述小区的多种业务的服务质量包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率和均值阻塞率、所述小区的资源利用率；

所述小区的多种业务的服务质量指标包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率指标和均值阻塞率指标、所述小区的资源利用率指标；

所述服务质量满足所述小区的多种业务的服务质量指标包括：

所述小区的多种业务的业务阻塞率分别低于所述小区的多种业务的业务阻塞率指标；所述小区的多种业务的均值阻塞率低于所述小区的均值阻塞率指标；以及所述小区的资源利用率高于所述小区的资源利用率指标。

优选的，

利用下列公式计算所述小区的多种业务的服务质量：

$P_{B,k}=1-\frac{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S_k\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)}{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_1!}\right)},$

$\stackrel{\&OverBar;}{P_B}=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&rho;}}_i\&CenterDot;P_{B,i})}{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&rho;}}_i},$

$\mathrm{\&eta;=}\frac{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}(\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n_j}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!})+\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}(\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n_j}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!})}{C\&CenterDot;[\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)]}$

其中P_B,k是第k类业务的阻塞率；是均值阻塞率；η是所有资源C的资源利用率；S_k是在所述当前的载频数量下可容纳新加入的第k类业务时所枚举出的所有可能取值的集合，是不阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的 $\stackrel{\&RightArrow;}{n_i}=(n_1,n_2,n_3,...,n_K)$ 的所有可能取值的集合， $S^{\&prime;\&prime;}=\left\{(\stackrel{\&RightArrow;}{n},\mathrm{BQ})\right|C-b_1<\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n}\&le;C,\mathrm{BQ}=1\}$ 是阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，在中，n_i是第i类业务的发起数目，是所述在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量所组成的向量，BQ代表缓冲队列的状态；ρ_i是所述小区的多种业务中的第i类业务的业务强度，对于语音业务，业务强度由话务强度表征，对于数据业务，业务强度由单位时间消耗的数据流量表征。

本发明还提供了第二种分配小区载频数量的装置，包括：

第一载频数量确定模块：对应于所述小区的上行信道，利用第一种分配小区载频数量的装置确定所述小区的对应于上行信道的载频数量，其中，所述载频调度模块中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量；

第二载频数量确定模块：对应于所述小区的下行信道，利用第一种分配小区载频数量的装置确定所述小区的对应于下行信道的载频数量,其中，所述载频调度模块中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第二载频数量，所述第一载频数量和所述第二载频数量的比值等于所述小区的上下行时隙配置中上行时隙与下行时隙的比值；

第一比较模块：将所述上行信道的载频数量和所述下行信道的载频数量中的较大值，作为分配给小区的载频数量。

本发明还提供了第三种分配小区载频数量的装置，该装置包括：

多个第二种分配小区载频数量的装置：分别针对每一种上下行时隙配置，获取对应于每一种上下行时隙配置的所述小区的载频数量；

第二比较模块：将所述多个第二种分配小区载频数量的装置所分别输出的所述小区的载频数量的最小值作为分配给所述小区的载频数量。

（三）有益效果

本发明提供的分配小区载频数量的方法和装置，判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，继续判断在该载频数量下计算的服务质量是否满足服务质量指标。因此，实现了在业务具有缓冲队列的情况下计算满足小区多种业务的服务质量指标时所需的最小载频数量，满足了实际应用的需要。

本发明提供的分配小区载频数量的方法和装置，通过根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量和第二载频数量，并分别计算对应于上行信道的所述小区的载频数量和对应于下行信道的所述小区的载频数量，由于分别考虑了上下行信道的不同需求，可广泛适用于TDD系统。

本发明提供的分配小区载频数量的方法和装置，针对每一种上下行时隙配置方案中，分别计算所述小区的载频数量，将所得到的多个所述最终载频数量中的最小值作为分配给所述小区的载频数量，由于所获得的载频数量代表所需的最小载频数量，可以根据此时的载频数量所确定的上下行时隙配置方案作为所述小区的最优上下行时隙配置方案，因此实现了对小区上下行时隙配置和载频数量分配的双重优化。

附图说明

图1是本发明实施例1的分配小区载频数量的方法的流程图；

图2是本发明实施例1的分配小区载频数量的装置的一种示意图；

图3和图4是本发明实施例1的小区服务质量公式推导示意图；

图5是本发明实施例2的分配小区载频数量的装置的另一种示意图；

图6是本发明实施例3的分配小区载频数量的装置的另一种示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种分配小区载频数量的方法，包括：步骤S101：接收所述小区的信道上多种业务的忙时业务状态信息；步骤S102：选取载频数量，确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；步骤S103：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及步骤S104：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，返回步骤S103。

相应地，图2示出了本实施例的一种分配小区载频数量的装置，包括：业务状态接收模块：接收所述小区的信道上多种业务的忙时业务状态信息；载频调度模块：选取载频数量；缓冲队列确定模块：确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；核心算法模块：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及判断模块：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，触发核心算法模块。

本实施例提供的分配小区载频数量的方法和装置，判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，继续判断在该载频数量下计算的服务质量是否满足服务质量指标。因此，实现了在业务具有缓冲队列的情况下计算满足小区多种业务的服务质量指标时所需的最小载频数量，满足了实际应用的需要。

具体而言，所述忙时业务状态信息包括：在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量和所分别消耗的业务流量。对所述忙时业务状态信息的统计可以是仅针对上行信道进行统计，即可计算出上行信道所需要的最小频谱数量；也可以仅针对下行信道进行统计，即可计算出上行信道所需要的最小频谱数量；还可以不区分上下行信道对所述忙时业务状态信息进行统计，这样计算出的频谱数量是满足业务信道需求的频谱数量，不过，在TDD系统中，不区分上下行信道的方式计算出的频谱数量并不是最优的，将在下文详细说明。

所述小区的多种业务的服务质量包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率和均值阻塞率、所述小区的资源利用率；所述小区的多种业务的服务质量指标包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率指标和均值阻塞率指标、所述小区的资源利用率指标；

优选地，所述服务质量满足所述小区的多种业务的服务质量指标包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率分别低于所述小区的多种业务的业务阻塞率指标；所述小区的多种业务的均值阻塞率低于所述小区的均值阻塞率指标；以及所述小区的资源利用率高于所述小区的资源利用率指标。本领域技术人员可以设计所述服务质量满足所述小区的多种业务的服务质量指标的多种变形，比如，只要满足了上述三个条件中的条件1：所述小区的多种业务的业务阻塞率分别低于所述小区的多种业务的业务阻塞率指标；就认为该频谱数量是小区所需要的频谱数量。

所述步骤S103包括：利用下列公式计算所述小区的多种业务的服务质量：

$P_{B,k}=1-\frac{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S_k\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)}{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_1!}\right)}---\left(1\right)$

$\stackrel{\&OverBar;}{P_B}=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\mathrm{\&rho;}}_i\&CenterDot;P_{B,i})}{\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\mathrm{\&rho;}}_i}---\left(2\right)$

$\mathrm{\&eta;=}\frac{\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}(\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n_j}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!})+\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}(\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n_j}\&CenterDot;\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!})}{C\&CenterDot;[\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{\begin{array}{cc}\mathrm{Set}& S^{\&prime;\&prime;}\end{array}}{\mathrm{\&Sigma;}}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\mathrm{\&Pi;}}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)]}---\left(3\right)$

其中P_B,k是第k类业务的阻塞率；是均值阻塞率；η是所有资源C的资源利用率；S_k是在所述当前的载频数量下可容纳新加入的第k类业务时所枚举出的所有可能取值的集合，是不阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的 $\stackrel{\&RightArrow;}{n_i}=(n_1,n_2,n_3,...,n_K)$ 的所有可能取值的集合， $S^{\&prime;\&prime;}=\left\{(\stackrel{\&RightArrow;}{n},\mathrm{BQ})\right|C-b_1<\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n}\&le;C,\mathrm{BQ}=1\}$ 是阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，在中，n_i是第i类业务的用户数，是所述在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量所组成的向量，BQ代表缓冲队列的状态；ρ_i是所述小区的多种业务中的第i类业务所消耗的业务流量。

上述公式推导过程简述：K类业务的用户数状态和缓冲队列状态记为由于状态维数超过二维，所有状态的状态转移不易可视化，可选用典型状态(n₁,n₂,n₃,...,n_K;0)的状态转移做典型分析，则系统排队模型下的典型状态转移图如图3、图4所示。

当时，转移图如图3所示；当时，转移图如图4所示；

而对于则是图3中某些含“…+1”项状态数的缺失，

记为状态(n₁,n₂,...,n_K;BQ)的稳态概率，时可列出状态方程：

${\mathrm{\&lambda;}}_1{p}_{(n_1-1,n_2,...,n_K;0)}+(n_1+1){\mathrm{\&mu;}}_1{p}_{(n_1+1,n_2,...,n_K;0)}+$

${\mathrm{\&lambda;}}_2{p}_{(n_1,n_2-1,...,n_K;0)}+(n_2+1){\mathrm{\&mu;}}_2{p}_{(n_1,n_2+1,...,n_K;0)}+...$ （4）

${+\mathrm{\&lambda;}}_K{p}_{(n_1,n_2,...,n_K-1;0)}+(n_K+1){\mathrm{\&mu;}}_K{p}_{(n_1,n_2,...,n_K+1;0)}$

$=(n_1{\mathrm{\&mu;}}_1+{\mathrm{\&lambda;}}_1+n_2{\mathrm{\&mu;}}_2+{\mathrm{\&lambda;}}_2+...+n_K{\mathrm{\&mu;}}_K{+\mathrm{\&lambda;}}_K)p_{(n_1,n_2,...,n_K;0)}$

时可列出状态方程：

${\mathrm{\&lambda;}}_1{p}_{(n_1-1,n_2,...,n_K;0)}+{\mathrm{\&lambda;}}_2{p}_{(n_1,n_2-1,...,n_K;0)}+...$

${+\mathrm{\&lambda;}}_K{p}_{(n_1,n_2,...,n_K-1;0)}+(n_1+1){\mathrm{\&mu;}}_1{p}_{(n_1,n_2,...,n_K;1)}$ （5）

$=(n_1{\mathrm{\&mu;}}_1+n_2{\mathrm{\&mu;}}_2+...+n_K{\mathrm{\&mu;}}_K{+\mathrm{\&lambda;}}_1)p_{(n_1,n_2,...,n_K;0)}$

对于同样可列出类似公式（4）（5）的方程，由于规律与（4）（5）相同，这里就不一一列出。

再结合概率归一性方程：

$\underset{S}{\mathrm{\&Sigma;}}{p}_{(n_1,n_2,...,n_K;\mathrm{BQ})}=1---\left(6\right)$

其中所有可能的状态集合S的约束条件为：

$\stackrel{\&RightArrow;}{b}\&CenterDot;\stackrel{\&RightArrow;}{n}\&le;C$

根据公式（4）（5）（6）便能求出稳态分布下各状态的概率值。

实施例2

本实施例提供了一种分配小区载频数量的方法，包括：对应于所述小区的上行信道，利用实施例1的方法确定所述小区的对应于上行信道的载频数量，其中，所述步骤S102中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量；对应于所述小区的下行信道，利用实施例1的方法确定所述小区的对应于下行信道的载频数量,其中，所述步骤S102中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第二载频数量，所述第一载频数量和所述第二载频数量的比值等于所述小区的上下行时隙配置中上行时隙与下行时隙的比值；将所述上行信道的载频数量和所述下行信道的载频数量中的较大值，作为分配给小区的载频数量。

相应地，参考图5，本实施例的一种分配小区载频数量的装置，包括：第一载频数量确定模块：对应于所述小区的上行信道，利用实施例1的装置确定所述小区的对应于上行信道的载频数量，其中，所述载频调度模块中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量；第二载频数量确定模块：对应于所述小区的下行信道，利用实施例1的装置确定所述小区的对应于下行信道的载频数量,其中，所述载频调度模块中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第二载频数量，所述第一载频数量和所述第二载频数量的比值等于所述小区的上下行时隙配置中上行时隙与下行时隙的比值；第一比较模块：将所述上行信道的载频数量和所述下行信道的载频数量中的较大值，作为分配给小区的载频数量。

本实施例提供的分配小区载频数量的方法和装置，通过根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量和第二载频数量，并分别计算对应于上行信道的所述小区的载频数量和对应于下行信道的所述小区的载频数量，由于TDD系统中上行信道和下行信道共享相同的频谱资源，因此，只要满足对频谱资源需求最大的信道即可，本实施例提供的分配小区载频数量的方法和装置可广泛适用于TDD系统。

实施例3

本实施例提供了一种分配小区载频数量的方法，包括：针对每一种上下行时隙配置，利用实施例2的方法获取分别对应于每一种上下行时隙配置的所述小区的载频数量，将其中的最小值作为分配给所述小区的载频数量。

相应地，参考图6，本实施例提供了一种分配小区载频数量的装置，其特征在于，该装置包括：多个实施例2的装置：分别针对每一种上下行时隙配置，获取对应于每一种上下行时隙配置的所述小区的载频数量；第二比较模块：将实施例2的装置所分别输出的所述小区的载频数量的最小值作为分配给所述小区的载频数量。

综上，本发明实施例提供的3种分配小区载频数量的方法和装置，

第一种方法和装置，判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，继续判断在该载频数量下计算的服务质量是否满足服务质量指标。因此，实现了在业务具有缓冲队列的情况下计算满足小区多种业务的服务质量指标时所需的最小载频数量，满足了实际应用的需要。

第二种方法和装置，通过根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量和第二载频数量，并分别计算对应于上行信道的所述小区的载频数量和对应于下行信道的所述小区的载频数量，由于分别考虑了上下行信道的不同需求，可广泛适用于TDD系统。

第三种方法和装置，针对每一种上下行时隙配置方案中，分别计算所述小区的载频数量，将所得到的多个所述最终载频数量中的最小值作为分配给所述小区的载频数量，由于所获得的载频数量代表所需的最小载频数量，可以根据此时的载频数量所确定的上下行时隙配置方案作为所述小区的最优上下行时隙配置方案，因此实现了对小区上下行时隙配置和载频数量分配的双重优化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种分配小区载频数量的方法，其特征在于，包括：

步骤S101：接收小区信道上多种业务的忙时业务状态信息；

步骤S102：选取载频数量，确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；

步骤S103：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及

步骤S104：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，返回步骤S103；

其中，所述步骤S103包括：

利用下列公式计算所述小区的多种业务的服务质量：

$P_{B,k}=1-\frac{\underset{{\mathrm{SetS}}_k}{\&Sigma;}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\&Pi;}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)}{\underset{{\mathrm{SetS}}^{\&prime;}}{\&Sigma;}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\&Pi;}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{{\mathrm{SetS}}^{\&prime;\&prime;}}{\&Sigma;}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\&Pi;}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)},$

$\stackrel{\&OverBar;}{P_B}=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}({\mathrm{\&rho;}}_i\&CenterDot;P_{B,i})}{\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&rho;}}_i},$

其中P_B,k是第k类业务的阻塞率；是均值阻塞率；η是所有资源C的资源利用率；S_k是在所述当前的载频数量下可容纳新加入的第k类业务时所枚举出的所有可能取值的集合，是不阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，是阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，在中，n_i是第i类业务的发起数目，是在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量所组成的向量，BQ代表缓冲队列的状态；ρ_i是所述小区的多种业务中的第i类业务的业务强度，对于语音业务，业务强度由话务强度表征，对于数据业务，业务强度由单位时间消耗的数据流量表征。

2.如权利要求1所述的分配小区载频数量的方法，其特征在于：

所述忙时业务状态信息包括：在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务分别占用的单位信道数量和分别消耗的业务流量；

所述小区的多种业务的服务质量包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率和均值阻塞率、所述小区的资源利用率；

所述小区的多种业务的服务质量指标包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率指标和均值阻塞率指标、所述小区的资源利用率指标；

所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标包括：

所述小区的多种业务的业务阻塞率分别低于所述小区的多种业务的业务阻塞率指标；所述小区的多种业务的均值阻塞率低于所述小区的均值阻塞率指标；以及所述小区的资源利用率高于所述小区的资源利用率指标。

3.一种分配小区载频数量的方法，其特征在于，包括：

对应于所述小区的上行信道，利用如权利要求1或2任一所述的分配小区载频数量的方法确定所述小区的对应于上行信道的载频数量，其中，所述步骤S102中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量；

对应于所述小区的下行信道，利用如权利要求1或2任一所述的分配小区载频数量的方法确定所述小区的对应于下行信道的载频数量,其中，所述步骤S102中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第二载频数量，所述第一载频数量和所述第二载频数量的比值等于所述小区的上下行时隙配置中上行时隙与下行时隙的比值；

将所述上行信道的载频数量和所述下行信道的载频数量中的较大值，作为分配给小区的载频数量。

4.一种分配小区载频数量的方法，其特征在于，包括：

针对每一种上下行时隙配置，利用如权利要求3所述的分配小区载频数量的方法获取分别对应于每一种上下行时隙配置的所述小区的载频数量，将其中的最小值作为分配给所述小区的载频数量。

5.一种分配小区载频数量的装置，其特征在于，包括：

业务状态接收模块：接收所述小区的信道上多种业务的忙时业务状态信息；

载频调度模块：选取载频数量；

缓冲队列确定模块：确定所述小区的多种业务所具有的缓冲队列的状态；

核心算法模块：基于当前的载频数量、所述忙时业务状态信息以及所述缓冲队列的状态，计算所述小区的多种业务的服务质量；以及

判断模块：判断根据当前的载频数量计算的所述服务质量是否满足所述小区的多种业务的服务质量指标，如果是，则将当前的载频数量确定为分配给所述小区的载频数量；否则，增加当前载频数量的值，触发核心算法模块；

其中，所述核心算法模块包括：

利用下列公式计算所述小区的多种业务的服务质量：

$P_{B,k}=1-\frac{\underset{{\mathrm{SetS}}_k}{\&Sigma;}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\&Pi;}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)}{\underset{{\mathrm{SetS}}^{\&prime;}}{\&Sigma;}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\&Pi;}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)+\frac{{\mathrm{\&rho;}}_1}{n_1+1}\&CenterDot;\underset{{\mathrm{SetS}}^{\&prime;\&prime;}}{\&Sigma;}\left(\underset{i=1}{\overset{K}{\&Pi;}}\frac{{\mathrm{\&rho;}}_i^{n_i}}{n_i!}\right)},$

$\stackrel{\&OverBar;}{P_B}=\frac{\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}({\mathrm{\&rho;}}_i\&CenterDot;P_{B,i})}{\underset{i=1}{\overset{K}{\&Sigma;}}{\mathrm{\&rho;}}_i},$

其中P_B,k是第k类业务的阻塞率；是均值阻塞率；η是所有资源C的资源利用率；S_k是在所述当前的载频数量下可容纳新加入的第k类业务时所枚举出的所有可能取值的集合，是不阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，是阻塞具有缓冲队列的业务时所枚举出的的所有可能取值的集合，在中，n_i是第i类业务的发起数目，是在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量所组成的向量，BQ代表缓冲队列的状态；ρ_i是所述小区的多种业务中的第i类业务的业务强度，对于语音业务，业务强度由话务强度表征，对于数据业务，业务强度由单位时间消耗的数据流量表征。

6.如权利要求5所述的分配小区载频数量的装置，其特征在于：

所述忙时业务状态信息包括：在业务繁忙时段统计的所述小区的多种业务所分别占用的单位信道数量和所分别消耗的业务流量；

所述小区的多种业务的服务质量包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率和均值阻塞率、所述小区的资源利用率；

所述小区的多种业务的服务质量指标包括：所述小区的多种业务的业务阻塞率指标和均值阻塞率指标、所述小区的资源利用率指标；

所述服务质量满足所述小区的多种业务的服务质量指标包括：

所述小区的多种业务的业务阻塞率分别低于所述小区的多种业务的业务阻塞率指标；所述小区的多种业务的均值阻塞率低于所述小区的均值阻塞率指标；以及所述小区的资源利用率高于所述小区的资源利用率指标。

7.一种分配小区载频数量的装置，其特征在于，包括：

第一载频数量确定模块：对应于所述小区的上行信道，利用如权利要求5或6任一所述的分配小区载频数量的装置确定所述小区的对应于上行信道的载频数量，其中，所述载频调度模块中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第一载频数量；

第二载频数量确定模块：对应于所述小区的下行信道，利用如权利要求5或6任一所述的分配小区载频数量的装置确定所述小区的对应于下行信道的载频数量,其中，所述载频调度模块中，根据所述小区的上下行时隙配置选取第二载频数量，所述第一载频数量和所述第二载频数量的比值等于所述小区的上下行时隙配置中上行时隙与下行时隙的比值；

第一比较模块：将所述上行信道的载频数量和所述下行信道的载频数量中的较大值，作为分配给小区的载频数量。

8.一种分配小区载频数量的装置，其特征在于，该装置包括：

多个如权利要求7所述的分配小区载频数量的装置：分别针对每一种上下行时隙配置，获取对应于每一种上下行时隙配置的所述小区的载频数量；

第二比较模块：将所述多个如权利要求7所述的分配小区载频数量的装置所分别输出的所述小区的载频数量的最小值作为分配给所述小区的载频数量。