CN106162753B - 一种资源分配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种资源分配方法及装置，用以实现TDD‑LTE制式网络与FDD‑LTE制式网络资源的统一调度，有效解决“伪拥塞”问题。所述资源分配方法，包括：根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系；在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。

Description

一种资源分配方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通信资源管理技术领域，尤其涉及一种资源分配方法及装置。
背景技术
无线通信发展到现在的第四代长期演进(Long Term Evolution，LTE)技术，无线网络的异构性日益突出，进而形成了无线异构网络。无线异构网络的异构性主要表现在底层物理技术、网络协议、网络拓扑结构、网络各层所提供的业务以及对网络的控制管理方式等方面。
LTE有两种双工方式，即时分双工(Time Division Duplex，TDD)和频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)。FDD双工模式是使用户设备(User Equipment，UE)的上行发送和下行接收在不同的频带上进行，分别是上行频带和下行频带，并且上行发送和下行接收可以同时进行；TDD双工模式是UE的上行发送和下行接收分别在不同的时间段进行，在某一时刻不能同时进行上行发送和下行接收。可见LTE本身就是一种异构网络，LTE的这两种制式的网络除了在物理层帧结构的差异外，在其他技术上都基本一致，这有利于系统和终端以较低的成本同时实现两种制式。
LTE划分给TDD双工模式用于数据传输的频带资源有：2500～2690兆赫兹(MHz)、1880～1900MHz和2350～2370MHz，划分给FDD双工模式用于数据传输的频带资源有：1755～1785MHz上行、1850～1880MHz下行和1955～1980MHz上行、2145～2170MHz下行。
在现网中，TDD-LTE制式网络的时隙配比一般固定为上行链路(Up Link，UL)：下行链路(Down Link，DL)＝1:3，FDD-LTE制式网络分配上下行对称的频段，使得TDD-LTE制式网络更加适合传输非对称型业务，FDD-LTE制式网络更加适合传输对称型业务。但是，在现实网络中，业务分布不均匀，且上下行需求不同，下行业务需求量增多，这样，不管对TDD-LTE制式网络还是FDD-LTE制式网络来说，单独使用某个网络都会产生“伪拥塞”现象，即：网络资源在一个方向上负载很重，而在相反方向上负载却很轻，资源还很充足。这种现象常常在FDD-LTE制式网络中更加突出。
在现阶段全球的LTE建设中，大部分网络为FDD-LTE制式网络，随着其网络建设逐步推进，频率资源不足，容量不足等问题逐渐凸显。TDD-LTE制式网络在频谱上较FDD-LTE制式网络拥有更多的资源，因此，将TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络融合组网可以有效缓解FDD-LTE制式网络频谱紧张问题，另外，TDD-LTE制式网络和FDD-LTE制式网络融合组网，还使得LTE全球漫游成为可能，为终端用户带来极大方便。
目前，实现TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络融合组网的实例主要有以下几种方案：
方案一、C-RAN架构，通过射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)和基带处理单元(Building Base band Unit，BBU)的分离，设计了虚拟基站集群的架构模式，由集中式的基带处理池进行统一的载波处理，实现实时物理资源的全局最优。但是C-RAN架构重点在于基带处理资源的共享，没有关注频谱资源利用的均衡性。
方案二、在软件定义网络(Software Defined Network，SDN)网络架构下，TDD动态时隙配置并实现与FDD资源的借调，达到提高应用层通信时延的目的，但是SND的实现需要在核心网络，对于未来通过租赁资源实现服务的运营商来说，实现起来比较困难，且不同运营商使用动态TDD会产生很大的交叉时隙干扰，甚至有可能造成无法通信。
综上所述，现有TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络融合组网方案，通过资源借调或C-RAN方式来分配系统资源，不能进行有效的资源分配，无法有效解决系统的“伪拥塞”问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种资源分配方法及装置，用以实现TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络资源的统一调度，有效解决“伪拥塞”问题。
本发明实施例提供的一种资源分配方法，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立所述多个物理小区的物理资源块与所述虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，所述多个物理小区包括至少一个时分双工TDD基站形成的物理小区以及至少一个频分双工FDD基站形成的物理小区，该方法包括：在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据所述用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；根据所述映射关系以及为所述用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用所述物理资源块在所述物理小区上与所述用户进行数据传输。
本发明实施例提供的上述方法中，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。本发明实施例中通过建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，也即整合多个物理小区的物理资源，并通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块，根据虚拟资源块与多个物理小区物理资源块之间的映射关系，对多个物理小区的物理资源块进行统一调度，与现有技术中通过资源借调或C-RAN方式来分配系统资源，不能进行有效的资源分配，无法有效解决系统的“伪拥塞”问题相比，通过虚拟小区对多个物理小区的物理资源块进行统一分配和调度，实现了TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络资源的统一调度，并能够通过统一的资源调度有效解决“伪拥塞”问题。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，包括：根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，其中，所述负载平衡因子用于表征所述虚拟小区的上下行负载平衡情况。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，包括：根据用户传输数据的需求，确定至少一种虚拟资源块的分配方案；根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案；将所述目标分配方案中包括的虚拟资源块作为为该用户分配的虚拟资源块。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案，包括：在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量小于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配虚拟资源块数量最少的前提下，使得分配后虚拟小区负载平衡因子最小的分配方案作为目标分配方案；以及在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量大于或等于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配后虚拟小区负载平衡因子最小的前提下，使得分配虚拟资源块数量最少的分配方案作为目标分配方案。
本发明实施例提供的上述方法中，在通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块时，为用户配置至少一种虚拟资源块的分配方案，并以分配虚拟资源块数量最少以及负载平衡因子最小为约束条件，以确定最优的目标分配方案，也即虚拟小区在为用户分配虚拟资源块时，采用最优化求解方式来确定为每个用户分配的虚拟资源块，以实现最大化资源利用率的目的，以更加有效的解决“伪拥塞”的问题。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述预设虚拟小区生成策略，包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区覆盖范围的重叠区域。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，所述预设虚拟小区生成策略，包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区中两个目标物理小区覆盖范围的重叠区域，其中，所述两个目标物理小区为场强最大的TDD基站形成的物理小区以及场强最大的FDD基站形成的物理小区。
本发明实施例提供的一种资源分配装置，该装置包括：虚拟小区生成模块，用于根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立所述多个物理小区的物理资源块与所述虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，所述多个物理小区包括至少一个时分双工TDD基站形成的物理小区以及至少一个频分双工FDD基站形成的物理小区；虚拟小区选择模块，用于在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据所述用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区；虚拟资源分配模块，用于在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；虚拟资源映射模块，用于根据所述映射关系以及为所述用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区；物理资源调度模块，用于利用所述物理资源块在所述物理小区上与所述用户进行数据传输。
本发明实施例提供的上述装置中，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。本发明实施例中通过建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，也即整合多个物理小区的物理资源，并通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块，根据虚拟资源块与多个物理小区物理资源块之间的映射关系，对多个物理小区的物理资源块进行统一调度，与现有技术中通过资源借调或C-RAN方式来分配系统资源，不能进行有效的资源分配，无法有效解决系统的“伪拥塞”问题相比，通过虚拟小区对多个物理小区的物理资源块进行统一分配和调度，实现了TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络资源的统一调度，并能够通过统一的资源调度有效解决“伪拥塞”问题。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述虚拟资源分配模块，具体用于：根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，其中，所述负载平衡因子用于表征所述虚拟小区的上下行负载平衡情况。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述虚拟资源分配模块，具体用于：根据用户传输数据的需求，确定至少一种虚拟资源块的分配方案；根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案；将所述目标分配方案中包括的虚拟资源块作为为该用户分配的虚拟资源块。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述虚拟资源分配模块根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案，具体用于：在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量小于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配虚拟资源块数量最少的前提下，使得分配后虚拟小区负载平衡因子最小的分配方案作为目标分配方案；以及在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量大于或等于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配后虚拟小区负载平衡因子最小的前提下，使得分配虚拟资源块数量最少的分配方案作为目标分配方案。
本发明实施例提供的上述装置中，在通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块时，为用户配置至少一种虚拟资源块的分配方案，并以分配虚拟资源块数量最少以及负载平衡因子最小为约束条件，以确定最优的目标分配方案，也即虚拟小区在为用户分配虚拟资源块时，采用最优化求解方式来确定为每个用户分配的虚拟资源块，以实现最大化资源利用率的目的，以更加有效的解决“伪拥塞”的问题。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述预设虚拟小区生成策略，包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区覆盖范围的重叠区域。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，所述预设虚拟小区生成策略，包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区中两个目标物理小区覆盖范围的重叠区域，其中，所述两个目标物理小区为场强最大的TDD基站形成的物理小区以及场强最大的FDD基站形成的物理小区。
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示意流程图；
图2为本发明实施例提供的一种虚拟化无线异构网络的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的FDD基站和TDD基站生成虚拟小区的原理示意图；
图4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
下面结合附图，对本发明实施例提供的一种资源分配方法及装置的具体实施方式进行详细地说明。
需要说明的是，本发明实施例中需要利用网络虚拟化技术和并行多接入技术，其中，网络虚拟化技术是一种应用在IP网络中的新兴网络技术，它通过对共用的底层基础设施进行抽象并提供统一的可编程接口，将彼此隔离且具有不同拓扑的虚拟网络同时映射到共同的基础设施上，为用户提供差异化服务；而并行多接入技术是指将一个数据流分成多个不同的子数据流通过不同网络同时传输。
本发明实施例提供的一种资源分配方法，如图1所示，该方法包括：
步骤102，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，多个物理小区包括至少一个时分双工TDD基站形成的物理小区以及至少一个频分双工FDD基站形成的物理小区；
本发明实施例中物理小区是指由实际存在的无线接入点(例如：基站)覆盖一片区域形成的，支配物理的硬件实体资源(例如：存储资源、计算资源等)和无线通信资源(包括：频域资源、时域资源、功率资源和空域资源)。
具体实施时，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，在生成虚拟小区之后，该方法还包括：为每个虚拟小区分配唯一标识，例如：标识符号、序列号等，用于区分不同的虚拟小区。其中，预设虚拟小区生成策略，包括：虚拟小区的覆盖范围为多个物理小区覆盖范围的重叠区域，也即将多个物理小区覆盖范围的重叠区域作为虚拟小区的覆盖范围；较为优选地，预设虚拟小区生成策略，包括：虚拟小区的覆盖范围为多个物理小区中两个目标物理小区覆盖范围的重叠区域，其中，两个目标物理小区为场强最大的TDD基站形成的物理小区以及场强最大的FDD基站形成的物理小区。
具体实施时，建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，例如：将多个物理小区支配的每一物理资源块与虚拟小区的每一虚拟资源块建立一一映射关系，以在虚拟小区为用户分配虚拟资源块之后，能够根据建立的一一映射关系，确定为用户分配的物理资源块和物理小区。当然，本领域技术人员应当理解的是，在本发明其它实施例中，也可以建立其它形式的映射关系，例如：将多个物理小区中支配的两个或多个物理资源块与虚拟小区的一个虚拟资源块建立映射关系。
本发明实施例中根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区之后，多个物理小区的资源便由虚拟小区统一调度，具体表现在，物理小区的下层接入点设备(例如：基站)的控制功能简化到接近于发射天线，只承担最基本的接入、切换、同步功能，而所有的计算、控制、管理功能、接入控制以及切换控制则由虚拟小区的虚拟化资源管理系统，以实现多个物理小区的资源统一分配和调度。
步骤104，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；
具体实施时，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，例如：将覆盖用户当前地理位置的虚拟小区确定为用户所属的虚拟小区，并在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，该虚拟资源块包括：上行传输资源块和下行传输资源块。其中，获取用户的地理位置信息，可以采用现有技术中的方式，例如：通过用户终端中的定位系统获取，接收用户终端上报的地理位置信息，此处并不用于具体限定。
本发明实施例中用户在进行业务通信前，其状态和连接方式与现网中的方式没有区别，当进行业务接收和发送时，通信方式开始发生变化，具体来说，确定用户所属的虚拟小区，根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，其中，负载平衡因子用于表征虚拟小区的上下行负载平衡情况。
需要说明的是，本发明实施例中，虚拟资源块与多个物理小区的物理资源块建立映射关系，虚拟小区中为用户服务的物理基站不止一个，这里的物理基站既有TDD基站又有FDD基站，故本发明实施例在具体实施时需要有并行接入技术的支持，而且同一个用户上行数据传输和下行数据传输的服务基站可能不是同一基站，故应该保证用户上下行业务分离。
步骤106，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。
本发明实施例中，在虚拟小区中为用户分配进行数据传输的虚拟资源块之后，由于多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间建立有映射关系，因此，可以根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区(或者物理基站)，进而利用确定的物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。
本发明实施例提供的方法中，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。本发明实施例中通过建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，也即整合多个物理小区的物理资源，并通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块，根据虚拟资源块与多个物理小区物理资源块之间的映射关系，对多个物理小区的物理资源块进行统一调度，与现有技术中通过资源借调或C-RAN方式来分配系统资源，不能进行有效的资源分配，无法有效解决系统的“伪拥塞”问题相比，通过虚拟小区对多个物理小区的物理资源块进行统一分配和调度，实现了TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络资源的统一调度，并能够通过统一的资源调度有效解决“伪拥塞”问题。
本发明实施例中，在虚拟小区中为用户分配数据传输的虚拟资源块时，采用负载平衡因子来衡量上下行业务的不均衡性，以在分配虚拟资源块的同时，尽量降低上下行的不均衡性，以使得无线资源利用率最大，更加有效解决“伪拥塞”问题，具体来说：
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，包括：根据用户传输数据的需求，确定至少一种虚拟资源块的分配方案；根据用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在至少一种分配方案中确定目标分配方案；将目标分配方案中包括的虚拟资源块作为为该用户分配的虚拟资源块。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的方法中，根据用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在至少一种分配方案中确定目标分配方案，包括：在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量小于预设阈值时，在至少一种分配方案中，选择在分配虚拟资源块数量最少的前提下，使得分配后虚拟小区负载平衡因子最小的分配方案作为目标分配方案；以及在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量大于或等于预设阈值时，在至少一种分配方案中，选择在分配后虚拟小区负载平衡因子最小的前提下，使得分配虚拟资源块数量最少的分配方案作为目标分配方案。其中，预设阈值可以根据总虚拟资源块数量和经验值设定，例如：总虚拟资源块数量为100，预设阈值取值为70。
本发明实施例提供的方法中，在通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块时，为用户配置至少一种虚拟资源块的分配方案，并以分配虚拟资源块数量最少以及负载平衡因子最小为约束条件，以确定最优的目标分配方案，也即虚拟小区在为用户分配虚拟资源块时，采用最优化求解方式来确定为每个用户分配的虚拟资源块，以实现最大化资源利用率的目的，以更加有效的解决“伪拥塞”的问题。
作为较为具体的实施例，用于对各个虚拟小区进行管控的虚拟化资源管控中心连接在基站与网关设备之间，如图2所示，区域202中部署了TDD基站和FDD基站，且TDD基站和FDD基站均为无缝覆盖，TDD基站通过内部网络、虚拟化资源管控中心21与TDD网关22相连，FDD基站通过内部网络、虚拟化资源管控中心21与FDD网关23相连，虚拟化资源管控中心21用于管理各个虚拟小区，具体包括：根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区。
下面以两个物理小区覆盖范围的重叠区域为虚拟小区的覆盖范围为例，对本发明实施例中为用户分配虚拟资源块的具体过程进行详细说明，如图3所示，FDD基站302形成的物理小区和TDD基站304形成的物理小区的重叠覆盖区域生成虚拟小区306，虚拟小区306的资源由虚拟化资源管控中心308进行分配和调度。假设TDD基站304时隙配比为UL：DL＝1：3，FDD基站302上下行总的可用物理资源块(Physical Resource Block，PRB)数量分别为nFU、nFD，TDD基站304上下行总的可用PRB数量分别为nTU、nTD。
虚拟小区306中，假设用户业务依次进入，用户i的业务请求上下行速率分别是RUi和RDi，FDD基站302为该业务上行分配xFi个PRB，可提供的上行速率为RFUi，下行分配yFi个PRB，可提供的下行速率为RFDi；TDD基站304为该业务上行分配xTi个PRB，可提供的上行速率为RTUi，下行分配yTi个PRB，可提供的下行速率为RTDi。假设最终为用户i分配的PRB个数为Q(i)，则Q(i)＝xFi+yFi+xTi+yTi。
假设在用户i业务接入之前，虚拟小区306包含的两个物理基站中，FDD基站302上下行负载占用PRB分别为LFU(i-1)和LFD(i-1)，定义FDD基站302上、下行的负载平衡因子ΔF(i-1)，TDD基站304上下行负载占用分别为LTU(i-1)和LTD(i-1)，定义TDD基站304上、下行负载平衡因子ΔT(i-1)，可定义虚拟小区306的负载平衡因子为△(i-1)，平衡因子越小，表示上下行资源的不均衡度越小。
初始化网络，当网络负载较轻时，系统上下行资源的均衡性对整体性能影响也较小，随着负载越来越重，上下行资源的不均衡性对系统性能影响也越来越大。设定一个负载阈值Lth，系统负载用L表示，则
则将问题转换为一个最优化问题，当L-Lth<0时，即求使得Q(i)最小的前提下使Δ(i)最小时的xFi，yFi，xTi和yTi，当L-Lth>＝0时，即求使得Δ(i)最小的前提下使Q(i)最小的xFi，yFi，xTi和yTi。其中， LFU(i)＝LFU(i-1)+xFi，LFD(i)＝LFD(i-1)+yFi，LTU(i)＝LTU(i-1)+xTi，LTD(i)＝LTD(i-1)+yTi；该优化函数的约束条件为：RFUi+RTUi≥RUi，RFDi+RTDi≥RDi，0≤LFU(i)，xFi≤nFU，0≤LFD(i),yFi≤nFD，0≤LTU(i)，xTi≤nTU，0≤LTD(i)，yTi≤nTD。其中xTi，yFi，xTi，yFi均为整数，且不同时为0，但xFi，xTi至少有一个为0。
虚拟化资源管控中心308根据最优的xFi，yFi，xTi，yFi的值为用户分配虚拟资源块，当然，本领域技术人员应当理解的是，针对能够同时接入TDD-LTE网络和FDD-LTE网络的双模终端，可以在TDD基站和FDD基站上均为其分配数据传输资源，但针对TDD-LTE单模终端，可以仅在TDD基站上为其分配数据传输资源，而针对FDD-LTE单模终端，可以仅在FDD基站上为其分配数据传输资源，也即本发明实施例的资源分配方法兼容各种制式的终端。另外，本发明实施例提供的资源分配方法对数据需求速率很大流媒体业务能够很大程度上提高数据的传输速率，降低传输时延，尤其在高负载情况下，可以接入更多的用户，提高系统的容量，当用户同时接入两种制式的基站，核心网根据用户在不同网络中实际传输流量计费，从而降低用户上网成本。
需要注意的是，在网络配置中，可能出现两个不同制式的网络同时为用户传送数据，为了避免TDD-LTE业务间产生交叉时隙干扰，当FDD基站和TDD基站同时为用户服务时，只能是两个基站同时传送上行资源，或者同时传送下行资源，或者一个基站在一个时刻传送上行资源，而另一个基站在另一时刻传送下行资源。这里需要并行多接入技术的支持，但是由于LTE中要求为用户分配的上行资源必须是连续的，所以，这里仅需要下行并行接入技术的支持。
本发明实施例提供的一种资源分配装置，如图4所示，该装置包括：虚拟小区生成模块402，用于根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，多个物理小区包括至少一个时分双工TDD基站形成的物理小区以及至少一个频分双工FDD基站形成的物理小区；虚拟小区选择模块404，用于在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区；虚拟资源分配模块406，用于在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；虚拟资源映射模块408，用于根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区；物理资源调度模块410，用于利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。
本发明实施例提供的装置中，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。本发明实施例中通过建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，也即整合多个物理小区的物理资源，并通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块，根据虚拟资源块与多个物理小区物理资源块之间的映射关系，对多个物理小区的物理资源块进行统一调度，与现有技术中通过资源借调或C-RAN方式来分配系统资源，不能进行有效的资源分配，无法有效解决系统的“伪拥塞”问题相比，通过虚拟小区对多个物理小区的物理资源块进行统一分配和调度，实现了TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络资源的统一调度，并能够通过统一的资源调度有效解决“伪拥塞”问题。
本发明实施例中物理资源调度模块410还用于负责与网络中物理基站交互信令，实现资源请求和虚拟化资源控制指令的交互，并包括物理设备的配置和管理、物理资源的使用情况监控等。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，虚拟资源分配模块406，具体用于：根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，其中，负载平衡因子用于表征虚拟小区的上下行负载平衡情况。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，虚拟资源分配模块406，具体用于：根据用户传输数据的需求，确定至少一种虚拟资源块的分配方案；根据用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在至少一种分配方案中确定目标分配方案；将目标分配方案中包括的虚拟资源块作为为该用户分配的虚拟资源块。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，虚拟资源分配模块406根据用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在至少一种分配方案中确定目标分配方案，具体用于：在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量小于预设阈值时，在至少一种分配方案中，选择在分配虚拟资源块数量最少的前提下，使得分配后虚拟小区负载平衡因子最小的分配方案作为目标分配方案；以及在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量大于或等于预设阈值时，在至少一种分配方案中，选择在分配后虚拟小区负载平衡因子最小的前提下，使得分配虚拟资源块数量最少的分配方案作为目标分配方案。
本发明实施例提供的装置中，在通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块时，为用户配置至少一种虚拟资源块的分配方案，并以分配虚拟资源块数量最少以及负载平衡因子最小为约束条件，以确定最优的目标分配方案，也即虚拟小区在为用户分配虚拟资源块时，采用最优化求解方式来确定为每个用户分配的虚拟资源块，以实现最大化资源利用率的目的，以更加有效的解决“伪拥塞”的问题。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，预设虚拟小区生成策略，包括：虚拟小区的覆盖范围为多个物理小区覆盖范围的重叠区域。
在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的装置中，预设虚拟小区生成策略，包括：虚拟小区的覆盖范围为多个物理小区中两个目标物理小区覆盖范围的重叠区域，其中，两个目标物理小区为场强最大的TDD基站形成的物理小区以及场强最大的FDD基站形成的物理小区。
综上所述，本发明实施例提供的一种资源分配方法及装置，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，根据映射关系以及为用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用物理资源块在物理小区上与用户进行数据传输。本发明实施例中通过建立多个物理小区的物理资源块与虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，也即整合多个物理小区的物理资源，并通过虚拟小区为用户分配虚拟资源块，根据虚拟资源块与多个物理小区物理资源块之间的映射关系，对多个物理小区的物理资源块进行统一调度，实现了TDD-LTE制式网络与FDD-LTE制式网络资源的统一调度，并能够通过统一的资源调度有效解决“伪拥塞”问题。
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，根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立所述多个物理小区的物理资源块与所述虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，所述多个物理小区包括至少一个时分双工TDD基站形成的物理小区以及至少一个频分双工FDD基站形成的物理小区，该方法包括：
在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据所述用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区，在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；
根据所述映射关系以及为所述用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区，并利用所述物理资源块在所述物理小区上与所述用户进行数据传输；
其中，所述预设虚拟小区生成策略包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区覆盖范围的重叠区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，包括：
根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，其中，所述负载平衡因子用于表征所述虚拟小区的上下行负载平衡情况。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，包括：
根据用户传输数据的需求，确定至少一种虚拟资源块的分配方案；
根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案；
将所述目标分配方案中包括的虚拟资源块作为为该用户分配的虚拟资源块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案，包括：
在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量小于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配虚拟资源块数量最少的前提下，使得分配后虚拟小区负载平衡因子最小的分配方案作为目标分配方案；以及
在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量大于或等于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配后虚拟小区负载平衡因子最小的前提下，使得分配虚拟资源块数量最少的分配方案作为目标分配方案。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述预设虚拟小区生成策略，还包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区中两个目标物理小区覆盖范围的重叠区域，其中，所述两个目标物理小区为场强最大的TDD基站形成的物理小区以及场强最大的FDD基站形成的物理小区。
6.一种资源分配装置，其特征在于，该装置包括：
虚拟小区生成模块，用于根据多个物理小区的覆盖范围以及预设虚拟小区生成策略，生成虚拟小区，并建立所述多个物理小区的物理资源块与所述虚拟小区的虚拟资源块之间的映射关系，所述多个物理小区包括至少一个时分双工TDD基站形成的物理小区以及至少一个频分双工FDD基站形成的物理小区；
虚拟小区选择模块，用于在接收到用户的数据传输请求时，获取用户的地理位置信息，根据所述用户的地理位置信息确定用户所属的虚拟小区；
虚拟资源分配模块，用于在用户所属的虚拟小区中分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块；
虚拟资源映射模块，用于根据所述映射关系以及为所述用户分配的虚拟资源块，确定与该用户进行数据传输的物理资源块以及物理小区；
物理资源调度模块，用于利用所述物理资源块在所述物理小区上与所述用户进行数据传输；
其中，所述预设虚拟小区生成策略包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区覆盖范围的重叠区域。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述虚拟资源分配模块，具体用于：
根据用户传输数据需求、用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量以及用户所属虚拟小区负载平衡因子的大小，分配与该用户进行数据传输的虚拟资源块，其中，所述负载平衡因子用于表征所述虚拟小区的上下行负载平衡情况。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述虚拟资源分配模块，具体用于：
根据用户传输数据的需求，确定至少一种虚拟资源块的分配方案；
根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案；
将所述目标分配方案中包括的虚拟资源块作为为该用户分配的虚拟资源块。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述虚拟资源分配模块根据所述用户所属虚拟小区中已分配虚拟资源块的数量与预设阈值的关系以及每种分配方案中用户所属虚拟小区负载平衡因子的变化情况，在所述至少一种分配方案中确定目标分配方案，具体用于：
在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量小于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配虚拟资源块数量最少的前提下，使得分配后虚拟小区负载平衡因子最小的分配方案作为目标分配方案；以及
在确定用户所属虚拟小区的虚拟资源块已分配数量大于或等于预设阈值时，在所述至少一种分配方案中，选择在分配后虚拟小区负载平衡因子最小的前提下，使得分配虚拟资源块数量最少的分配方案作为目标分配方案。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述预设虚拟小区生成策略，还包括：所述虚拟小区的覆盖范围为所述多个物理小区中两个目标物理小区覆盖范围的重叠区域，其中，所述两个目标物理小区为场强最大的TDD基站形成的物理小区以及场强最大的FDD基站形成的物理小区。
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