CN106851747A - 一种移动通信系统内动态资源分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的移动通信系统内动态资源分配方法和装置，应用于通信领域。为特定小区预留资源；收到特定小区的资源请求时，结合当前小区资源预留情况和用户当前资源需求情况，合理分配无线资源。与现有技术相比，不是直接根据当前资源需求进行小区资源分配，而是提前对小区的资源进行资源预留，这样可以在小区需求资源时能够及时进行资源的分配，并且可以避免直接根据当前需求导致的当前负载超负，以及减少后续的大量调度切换工作，提高了移动通信系统中的资源利用率、降低资源分配时时延，从而优化了移动通信系统中动态资源分配过程。

Description

一种移动通信系统内动态资源分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种移动通信系统内动态资源分配方法和装置。

背景技术

随着数据业务和移动互联网的迅速发展，对移动通信系统的传输速率和容量的需求越来越大。然而，移动通信的无线资源非常有限，必须对无线资源进行合理的调度和管理，以提高移动通信的效率和容量，满足不同业务的通信需求。

现有的动态资源分配方法均是基于当前需求，而没有考虑到过去需求以及未来需求的影响。在少量用户的时候，可以根据用户的需求及其QoS(Quality ofService，服务质量)要求直接分配相应的资源，但在多用户多业务的条件下，如果直接分配满足当前用户需求的资源，则可能造成当前负载超载或者不能满足后续的需求。或者在后续中需要进行负载均衡，将会产生大量的调度切换工作，使系统负担进一步加重。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是提供一种移动通信系统内动态资源分配方法和装置，解决现有根据当前资源需求进行资源分配导致负载超载或者不能满足后续的需求的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,包括：

为特定小区预留资源；

收到所述特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给所述特定小区。

在本发明的一种实施例中，在为特定小区预留资源之前还包括：判断当前是否存在空闲资源，如果存在空闲资源，则为特定小区预留资源。

在本发明的一种实施例中，所述判断当前是否存在空闲资源包括：判断当前可分配的资源分配总量是否大于所有小区所需的小区资源需求总量；如是，判断当前存在空闲资源。

在本发明的一种实施例中，将预留的资源分配给所述特定小区包括：将预留的资源动态分配给所述特定小区中的各用户。

在本发明的一种实施例中，所述将预留的资源动态分配给所述特定小区中的各用户包括：

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户资源需求量将预留的资源分配给各用户；

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户优先级将预留的资源分配给各用户。

在本发明的一种实施例中，所述用户优先级的设置包括：获取各用户历史占用资源的时间长度，设置用户的优先级与其历史占用资源的时间长度成反比。

在本发明的一种实施例中，为特定小区预留资源包括：根据当前资源状况为特定小区预留资源。

在本发明的一种实施例中，所述根据当前资源状况为特定小区预留资源包括：

获取当前的空闲资源量，将空闲资源量根据预设分配比例预留给所述特定小区；

或

获取所有的资源量，从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区。

在本发明的一种实施例中，在从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区后还包括：将剩余的资源量根据所述特定小区的权重值预留给所述特定小区。

在本发明的一种实施例中，所述为特定小区预留资源包括：根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。

在本发明的一种实施例中，在根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源之前还包括：

获取所述特定小区的小区资源使用历史数据；

根据所述小区资源使用历史数据得到所述特定小区的小区资源使用规律。

在本发明的一种实施例中，所述小区资源使用规律包括各时间段的资源使用量；所述根据所述小区资源使用历史数据得到所述特定小区的小区资源使用规律包括：

确定初始时间段跨度；

以所述初始时间为时间跨度对所述小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量。

在本发明的一种实施例中，所述确定初始时间段跨度包括：从最小时间跨度开始，并以最小时间跨度逐步增加至最大时间跨度；统计所有时间跨度对应的误差；选择误差最小对应的时间跨度为最初时间跨度。

在本发明的一种实施例中，所述小区资源使用历史数据包括小区有效数据；所述对所述小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量包括：统计各时间段内的小区有效数据得到所述特定小区的各时间段对应的小区资源使用量。

在本发明的一种实施例中，所述小区资源使用量包括：有效数据的均值和有效数据的标准差；在统计各时间段内的小区有效数据得到各时间段对应的小区资源使用量之后还包括：根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类。

在本发明的一种实施例中，在根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类之后还包括：获取所述特定小区各时间段的信道质量信息；根据各时间段的信道质量信息对聚类后的每一类进行信道质量分类。

在本发明的一种实施例中，所述信道质量信息包括：信道质量指示等级的均值和信道质量指示等级的标准差。

在本发明的一种实施例中，所述根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源包括：根据所述特定小区的小区资源使用规律得到小区资源使用修正规律；根据所述小区资源使用修正规律为特定小区预留资源。

为解决上述问题，本发明还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置，包括预留模块和分配模块：

所述预留模块用于为特定小区预留资源；

所述分配模块用于收到所述特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给所述特定小区。

在本发明的一种实施例中，还包括判断模块，所述判断模块用于在为特定小区预留资源之前，判断当前是否存在空闲资源，如果存在空闲资源，则为特定小区预留资源。

在本发明的一种实施例中，所述判断模块还用于判断当前可分配的资源分配总量是否大于所有小区所需的小区资源需求总量；如是，判断当前存在空闲资源。

在本发明的一种实施例中，所述分配模块用于将预留的资源动态分配给所述特定小区中的各用户。

在本发明的一种实施例中，所述分配模块还用于：

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户资源需求量将预留的资源分配给各用户；

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户优先级将预留的资源分配给各用户。

在本发明的一种实施例中，所述预留模块包括第一预留子模块：所述第一预留子模块用于根据当前资源状况为特定小区预留资源。

在本发明的一种实施例中，所述第一预留子模块还用于：

获取当前的空闲资源量，将空闲资源量根据预设分配比例预留给所述特定小区；

或

获取所有的资源量，从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区。

在本发明的一种实施例中，所述第一预留子模块还用于在从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区后，将剩余的资源量根据所述特定小区的权重值预留给所述特定小区。

在本发明的一种实施例中，所述预留模块包括第二预留子模块：所述第二预留子模块用于根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。

在本发明的一种实施例中，还包括获取模块和挖掘模块；

所述获取模块用于在根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源之前，获取所述特定小区的小区资源使用历史数据；

所述挖掘模块用于根据所述小区资源使用历史数据得到所述特定小区的小区资源使用规律。

在本发明的一种实施例中，所述小区资源使用规律包括各时间段的资源使用量；所述挖掘模块包括时间跨度子模块和规律挖掘子模块：

所述时间跨度子模块用于确定初始时间段跨度；

所述规律挖掘子模块用于以所述初始时间为时间跨度对所述小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量。

在本发明的一种实施例中，所述时间跨度子模块还用于从最小时间跨度开始，并以最小时间跨度逐步增加至最大时间跨度；统计所有时间跨度对应的误差；选择误差最小对应的时间跨度为最初时间跨度。

在本发明的一种实施例中，所述小区资源使用历史数据包括小区有效数据；所述律挖掘子模块用于还用于：统计各时间段内的小区有效数据得到所述特定小区的各时间段对应的小区资源使用量。

在本发明的一种实施例中，所述挖掘模块还包括聚类分析子模块，所述小区资源使用量包括：有效数据的均值和有效数据的标准差；所述聚类分析子模块还用于在统计各时间段内的小区有效数据得到各时间段对应的小区资源使用量之后，根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类。

在本发明的一种实施例中，所述挖掘模块还包括信道分类子模块，所述信道分类子模块用于在根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类之后，获取所述特定小区各时间段的信道质量信息；根据各时间段的信道质量信息对聚类后的每一类进行信道质量分类。

在本发明的一种实施例中，所述第二预留子模块还用于根据所述特定小区的小区资源使用规律得到小区资源使用修正规律；根据所述小区资源使用修正规律为特定小区预留资源。

本发明的有益效果是：

本发明提供的移动通信系统内动态资源分配方法和装置，为特定小区预留资源；收到特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给特定小区，结合当前小区资源预留情况和用户当前资源需求情况，动态分配无线资源。与现有技术相比，不是直接根据当前资源需求进行小区资源分配，而是提前对小区的资源进行资源预留，这样可以在小区需求资源时能够及时进行资源的分配，并且可以避免直接根据当前需求导致的当前负载超负，以及减少后续的大量调度切换工作，提高了移动通信系统中的资源利用率、降低资源分配时延，从而优化了移动通信系统中无线资源动态分配过程。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的移动通信系统内动态资源分配方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的移动通信系统内动态资源分配方法流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图一；

图4为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图二；

图5为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图三；

图6为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图四；

图7为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图五；

图8为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图六；

图9为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图七；

图10为本发明实施例三提供的移动通信系统内动态资源分配装置结构示意图八。

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。

实施例一：

本实施例的移动通信系统内动态资源分配方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S101：为特定小区预留资源；

在该步骤中，这里的特定小区是指需要进行预留资源的小区，具体的可以是一个小区也可以是多个小区。这里的预留资源是指提前为特定小区预分配资源，具体的资源可以是无线网络中的无线资源，例如资源块等。

步骤S102：收到特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给特定小区。

在该步骤中，收到资源请求时，直接先将预留的资源分配给特定小区，避免了现有分配过程中，在收到请求后还得去获取相应的资源，能够快速的为特定小区进行资源分配，降低了时延，以及由于繁忙时导致无法获取资源的情况，优化了资源分配。

进一步，为了让资源充分得到利用，以及避免有些小区需要大量的资源而无法满足，优选的，在为特定小区预留资源之前还包括：判断当前是否存在空闲资源，如果存在空闲资源，则为特定小区预留资源。即存在多余的资源时，将多余的资源进行预留给特定的小区，当然，不存在多余的资源时，也可以进行资源的预留，可以从所有资源中选择一定量的资源，给特定小区，当然这里的特定小区可以是所有小区，也可以是一个或多个小区。优选的，为所有小区，即先选择部分资源让为各小区进行预留，让各小区能够进行最基本的工作。

具体的,判断当前是否存在空闲资源包括：判断当前可分配的资源分配总量是否大于所有小区所需的小区资源需求总量；如是，判断当前存在空闲资源。当然，其他可以用来判断是否存在空闲资源的方式也包含在内。

具体的,将预留的资源分配给特定小区包括：将预留的资源动态分配给特定小区中的各用户。应该理解为，基站将资源分配给小区，其具体是分配给小区中的用户，当然，基站分配给小区的资源可以是比该小区中所有用户所需的资源多，也可以少，具体的根据具体情况而定。

具体的，将预留的资源动态分配给特定小区中的各用户包括：当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户资源需求量将预留的资源分配给各用户，即在预留的资源充足下，根据用户的用户资源需求量确定每个用户能够得到充足的资源；当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户优先级将预留的资源分配给各用户，即预留的资源不足，提供服务质量，可以根据用户的优先级进行分配，这样确保优先级高的用户能到得到资源。应该理解为，其他的将预留的资源分配给用户的方式都可以包含在内。具体的,用户优先级的设置包括：获取各用户历史占用资源的时间长度，设置用户的优先级与其历史占用资源的时间长度成反比。这样就可以保证多个用户在资源使用过程中的公平性。当然，其他设置优选级的方式都应包含在内，例如根据用户的重要程度、用户的业务的类型等。

其中，为特定小区预留资源包括：根据当前资源状况为特定小区预留资源。并且，为特定小区预留资源还包括：根据特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。当然，其他为特定小区预留资源的方式都包含在内。

具体的,根据当前资源状况为特定小区预留资源包括：获取当前的空闲资源量，将空闲资源量根据预设分配比例预留给特定小区；或获取所有的资源量，从所有的资源量中选择一定资源量预留给特定小区。即当存在空闲资源时，就将空闲资源预留给特定小区，没有空闲资源时，为了保证特定小区能够进行基本的工作。这里的一定资源量是指能够确保小区中的资源能够完成基本工作所需的资源量，具体的可以是根据长期的经验值进行预设，也可以根据具体的情况具体设置。

进一步,在从所有的资源量中选择一定资源量预留给特定小区后还包括：将剩余的资源量根据特定小区的权重值预留给特定小区。这里的权重值可以是根据相应的公式进行计算，也可以根据具体的情况具体设置。具体的利用公式计算可以是根据特定小区的资源需求量和信道质量指示(Channel QualityIndicator，CQI)得到特定小区的权重值，为了提高权重值的准确性，优选的，在根据特定小区的资源需求量和信道质量指示得到特定小区的权重值后，还采用权重修正系数对权重值进行修正。

随着信息收集技术、存储技术、处理技术的提升，在移动通信领域积累了海量的数据。这些数据包含了丰富的信息，如特定小区范围内无线资源在不同时间变化的规律、用户使用无线资源的规律等。以大数据思维解决问题是信息时代的大趋势，当前移动通信领域海量数据的积累为挖掘移动通信各方面的规律提供了基础，而这些规律可为基站预留资源提供参考和依据。针对移动通信领域数据海量数据亟待开发利用，资源预留分配有待进一步优化的问题，为了让给特定小区预留的资源比较合理，具体的,为特定小区预留资源包括：根据特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。具体的,在根据特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源之前还包括：获取特定小区的小区资源使用历史数据；根据小区资源使用历史数据得到特定小区的小区资源使用规律。这里的小区资源使用历史数据具体可以是其小区中的所有用户使用资源的历史数据，也可以是基站分配给小区使用资源的历史数据，也可以小区自身向基站请求的资源的历史数据。当然，这里还可以通过其他方式来得到特定小区的小区资源使用规律。

具体的,小区资源使用规律包括各时间段的资源使用量；根据小区资源使用历史数据得到特定小区的小区资源使用规律包括：确定初始时间段跨度；以初始时间为时间跨度对小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量。这里采用特定小区在某个时间段内的资源使用量来体现小区资源使用规律，例如在星期一的0点至1点使用了1000个资源，在1点至2点使用了2000个资源等。

为了减少统计过程中的误差，提高准确度，进而提高合理预留资源的合理性；优选的,确定初始时间段跨度包括：从最小时间跨度开始，并以最小时间跨度逐步增加至最大时间跨度；统计所有时间跨度对应的误差；选择误差最小对应的时间跨度为最初时间跨度。当然，其他时间跨度也可以进行实现，以及其他确定最初时间跨度的方式也包含在内。

具体的,小区资源使用历史数据包括小区有效数据；对小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量包括：统计各时间段内的小区有效数据得到特定小区的各时间段对应的小区资源使用量。当然，其他可以体现小区资源使用量的小区资源使用历史数据也可以实现。

由于历史数据量比较大，为了便于统计分析，更加快速和准确的体现小区资源使用量，优选的,小区资源使用量包括：有效数据的均值和有效数据的标准差；在统计各时间段内的小区有效数据得到各时间段对应的小区资源使用量之后还包括：根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类。当然，其他分类处理方式也包含在内。

进一步,为了提高更加合理以及准确的体现小区资源使用量，结合信道质量信息来对小区资源使用量进行挖掘，具体的，将在根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类之后还包括：获取特定小区各时间段的信道质量信息；根据各时间段的信道质量信息对聚类后的每一类进行信道质量分类。这样就可以快速确定每个小区在每一个时间段的小区资源使用量的利用情况。

具体的,信道质量信息包括：信道质量指示等级的均值和信道质量指示等级的标准差。当然，其他信道质量信息也可以包含在内。

进一步,为了降低误差，避免一定时间内的小区资源使用量变化较大，导致预留资源部准确，根据特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源包括：根据特定小区的小区资源使用规律得到小区资源使用修正规律；根据小区资源使用修正规律为特定小区预留资源。即在得到小区资源使用规律后，还根据具体情况采用小区资源使用修正因子对得到小区资源使用规律进行修正。

实施例二：

本实施例的移动通信系统内动态资源分配方法，本实施例中资源以无线资源为例，并且特定小区为所有的小区为例进行说明，如图2所示，该方法包括：

步骤S201：获取小区资源使用历史数据；

在该步骤中，具体包括数据采集、数据预处理和建立数据仓库3个小步骤。其中，数据采集过程包括确定需要采集的数据内容、格式以及采集周期等；数据预处理是保证数据准确性和完整性过程，包括数据的清洗、抽取、转换、装载等内容；建立数据仓库过程包括确定数据仓库的主题、维度、层次、度量，建立事实表与维度表等。

步骤S202：根据小区资源使用历史数据得到小区资源使用规律；

在该步骤中，具体包括小区资源使用规律挖掘；基站资源使用规律挖掘；用户使用资源规律挖掘等。

步骤S203：为特定小区预留和分配资源。

在该步骤中，具体的，在多用户多业务的情况下，根据各小区及基站的过去的无线资源使用情况，对当前时段无线资源进行预留，然后根据用户使用资源规律进行资源动态分配。

在上述步骤S201中，小区资源使用规律挖掘的目的在于分析在特定小区在不同时间段占用无线资源变化规律。具体的包括：初始时间段划分、各时段资源占有量均值及其标准差计算、各时段通信信道质量均值及其标准差计算、资源占有量聚类、信道质量分类等多个小步骤。

其中，初始时间段确定包括以周为最大单位，从周一到周日，每天按照一定的时间跨度划分为Mi个初始时间段(Mi值需由大量历史数据训练得到)，其中i＝1,2,3,4,5,6,7分别对应周一到周日。从时间跨度最小为1分钟，最大为60分钟，逐次增加1分钟，统计出所有时间跨度对应的误差平方和Err_i，若误差平方和最小，对应时间跨度即为一个最优的时间段。

其中，各时段资源占有量均值及其标准差计算包括以海量的历史数据为基础，从统计出各小区的资源使用规律，包括资源使用量及其质量的均值的统计。计算出每个时间段的资源总量的均值及其标准差D(w，m)，具体计算公式为：

其中w＝1,2,…,7表征周一到周日，j＝1,2,3,…,m表示该天的时段编号，m为该天的时间段数。

小区资源使用情况时间段划分的优劣以平均平方差和Err(w，k)为判别标准，具体计算公式为：

式(3)、(4)中w、j、m意义同上，k表示时间段跨度(单位：分钟)，j为时间段编号，n表示在该小区在时段j内的有效数据。

例如：以周一为例，以一定时间跨度(如5分钟)作为一个初始时间段，则一天可划分为24*60/5＝288个初始时间段。设每个时间段的均值分别为(R1，R2，……，R288)，根据统计出每个时间段内的平均平方差Err_i。以时间段1为例，假设所有周一的第1个时间段内共有100条个有效数据，则

同理可以计算其他时间段的平均平方差Err(1，5，j)，最后统计出周一所有时间段的平均平方差之和。

同样，可以计算当时间跨度为5分钟时，其他小区的平均误差平方和。假设Err₁(5)为所有的Err₁(i)中的最小值(i＝1,2,…,60)，则最终每个时间段的时间跨度为5分钟，一天可以划分为288个时间段。

其中，各时段通信信道质量均值及其标准差计算包括计算出每个小区在每天的每个时间段的信道质量反馈信息CQI水平，用以表征其提供资源质量。

例如：假设利用上述方法可以将周一到周日的时间段数分别为(288,240,180,160,288,160,240)，计算出每个时间段的资源总量的均值及其标准差，可得到288+240+180+160+288+160+240＝1556个资源占有量的均值和标准差。

其中，各小区不同时段资源占有量聚类包括以特定小区在所有时段的资源量的均值与标准差作为指标，采用K-均值聚类算法对小区的资源占有量进行聚类。

例如：以1556个均值和标准差作为初始数据进行聚类。假设最终聚成6类(用C1-C6表示)。

其中：信道质量分类包括在聚类的基础上，以CQI的均值及其标准差作为指标，利用决策树分类算法分别对每一类作进一步的分类，在此分为9类。

在聚类和分类的基础上，就可以确定该小区在每个时间段所提供的资源量及信道质量，写成

其中x_ij＝(r_ij，q_ij)表征该小区在第j类时段的资源需求量，j＝1,2,3,…,K为上述聚类类别，i＝1,2,3,…,9为信道质量指示等级CQI，(r_ij，q_ij)分别为相应的资源量及质量等级的均值。

例如：假设C1包括了200个聚类成员，则进一步根据这1000个聚类成员的CQI的均值和标准差进一步划分为9类，同样将剩下的C2-C6分别根据CQI划分为9类，则可得到9*6＝54类。则式(5)可以写成

这样可以确定每一条数据能唯一属于54类中的一类。计算所有54类的资源占有量和CQI的均值及其标准差，则可确定每个小区在每一个时间段的资源量的利用情况。

其中，基站资源利用规律挖掘包括对于基站资源利用规律的挖掘，其目的是为从整体上协调安排小区之间资源提供依据，具体实现方式是：

在小区资源负载挖掘的基础上，对每个基站下的所有小区在不同时间段的资源占有量及其信道质量进行汇总。假设有n个小区，可得到X1-Xn的值，设基站i的资源使用情况为用X(i)表示，则

X(i)＝X1+X2+X3+…+Xn (6)

此时X(i)即为基站i在不同时段所需的资源量及其服务质量。

例如：假设10号基站下有3个小区，根据以上计算出每个小区的资源利用情况X1-X3，对于小区1，式(5)可以改写为

设

则

其中，用户使用资源规律挖掘包括挖掘用户使用资源规律的目的在于了解各用户在不同时间对无线资源的需求情况(包括用户占用的资源量及其质量)。具体内容如下：

与小区资源利用规律挖掘类似，以每个用户在所有时间段内的资源占有量的均值及其标准差为指标进行聚类，然后以信道质量指示CQI的均值及其标准差为指标进行分类，可以得到用户在不同时间段内的资源使用量及其信道质量。

在上述步骤S203中，资源预留是最初的动态资源分配方案，预留资源的目的在于事先为小区分配一定的资源，以减少后续不同小区间负载均衡操作以及小区间干扰，大量减少控制信令的开销，从而达到资源优化、降低时延的目的。

其中，小区资源利用情况修正包括根据上述小区资源利用规律挖掘过程中方法，以最近一段时间(如一周)内的数据进行统计，得到最近一段时间内各小区对无线资源的需求情况，以矩阵X′来表示。则

结合X与X′可以确定每个小区在不同时间对不同质量的资源需求X^*，则有

X^*＝AX+(1-A)X′ (8)

其中

为修正系数矩阵。且有 其中(a_ij，b_ij)为修正因子，具体取值需由历史数据训练得到。此时得到的即为对于小区的资源需求量及其质量。需要注意的是，由于无线资源是以资源块为最小单位，因此资源量应为整数，CQI作为质量标识也应取整，不同的是资源单位向上取整，而CQI则采用四舍五入法取整。

例如：以小区1为例，设由历史数据统计得到在某一时段的资源利用情况为x₁₁＝(10，5)，由最近一段时间(如一周内)的数据统计得到该时段的最新资源使用情况为x′₁₁＝(8，3)，经历史数据训练得到的修正系数为a₁₁＝(0.4，0.3)，则修正后的资源使用情况为

同理，可以对基站资源使用情况进行修正。

其中，动态资源预留还包括确定当前时刻所属的时段，然后确定当前时段内基站可分配的资源总量为r*，信道质量反馈指示CQI为q*，小区i在当前时段内所需的资源为ri，其CQI为qi。设r′为所有c个小区的资源需求，则有

①当所有小区的所需的资源小于基站总资源(即r′≤r^*)时，由基站直接比例为各小区分配足够的资源，即

其中，运算符表示向下取整，若

则将r-r′后剩下的少部分资源作为预留资源，动态资源实时调度过程中分配给最需求优先溢出的小区。

②当所有小区的所需的资源大于基站总资源(即r′＞r^*)时，需要同时考虑资源利用率和CQI最大化。因此，具体的分配方式是：首先为每个小区分配数目相同的少量资源(设为r₀)，满足每个小区最基本的需求。在剩余的大部分资源中，可根据权重为小区分配资源，其中小区权重的计算方法如下：

p_i＝α_i*r_i+β_iCQI (13)

其中α_i、β_i为第i个小区的修正系数。则第i个小区可分得的资源为：

其中，动态资源实时分配包括为实时情况下根据不同用户不同业务的需求动态分配相应的资源。需考虑以下两种情况：

(1)当该小区下所有用户需求资源小于为小区预留的资源时，为所有用户分配相应的资源即可。

(2)当该小区下所有用户需求资源大于为小区预留的资源时，需要根据用户优先级的大小安排资源。需要注意的是，在动态资源分配调度的过程中，考虑到用户占用资源的公平性。令t_i表征用户i占用资源的时间长度。此时用户优先级更新为：

Pr_i ^*＝Pr_i/t_i (15)

当用户占用资源的时间越长，则其优先级越低。这样在满足用户资源的前提下，保证用户的公平性。

采用本实施例的方法，以海量无线资源调度历史数据为基础，以数据挖掘的方法为手段，充分发挥海量数据的优势，分析无线资源使用规律(包括基站资源利用规律、小区资源利用规律以及用户资源利用规律)。结合基站范围内的资源利用情况和小区范围内的资源利用情况，事先为基站范围内各小区进行资源预留。结合当前小区资源预留情况、用户过去资源使用情况以及用户当前需求情况，动态分配无线资源，从而达到提高无线资源的利用率、降低动态资源分配时延的目的。具有以下几方面的特点：(1)在移动通信领域引入数据挖掘方法，为解决基站内无线资源动态分配提供了新思路；(2)以海量数据为基础，根据统计挖掘结果从整体最优的角度进行无线资源动态分配优化；(3)对于海量数据的处理采用后台统计更新、实时调度的方式，对无线资源的需求预先统计分配，将数据分析挖掘结果作为参考直接用于动态资源分配调度过程，可提高实时性，降低时延；(4)考虑了多用户环境下的需求，为不同的用户和不同的业务分配相应的无线资源，以在保证服务质量，提高资源利用率。

实施例三：

本实施例提供的移动通信系统内动态资源分配装置300，如图3所示,包括预留模块301和分配模块302：其中，预留模块301用于为特定小区预留资源；分配模块302用于收到特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给特定小区。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图4所示,还包括判断模块303，判断模块303用于在为特定小区预留资源之前，判断当前是否存在空闲资源，如果存在空闲资源，则为特定小区预留资源。

具体的,判断模块还用于判断当前可分配的资源分配总量是否大于所有小区所需的小区资源需求总量；如是，判断当前存在空闲资源。

具体的,分配模块302用于将预留的资源动态分配给特定小区中的各用户。

进一步,分配模块302还用于：

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户资源需求量将预留的资源分配给各用户；

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户优先级将预留的资源分配给各用户。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图5所示,预留模块301包括第一预留子模块3011：第一预留子模块3011用于根据当前资源状况为特定小区预留资源。

具体的,第一预留子模块3011还用于：获取当前的空闲资源量，将空闲资源量根据预设分配比例预留给特定小区；或获取所有的资源量，从所有的资源量中选择一定资源量预留给特定小区。

进一步,第一预留子模块3011还用于在从所有的资源量中选择一定资源量预留给特定小区后，将剩余的资源量根据特定小区的权重值预留给特定小区。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图6所示,预留模块301包括第二预留子模块3012：第二预留子模块3012用于根据特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图7所示,还包括获取模块304和挖掘模块305；

获取模块304用于在根据特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源之前，获取特定小区的小区资源使用历史数据；

挖掘模块305用于根据小区资源使用历史数据得到特定小区的小区资源使用规律。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图8所示,小区资源使用规律包括各时间段的资源使用量；挖掘模块305包括时间跨度子模块3051和规律挖掘子模块3052：

时间跨度子模块3051用于确定初始时间段跨度；

规律挖掘子模块3052用于以初始时间为时间跨度对小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量。

具体的,时间跨度子模块3051还用于从最小时间跨度开始，并以最小时间跨度逐步增加至最大时间跨度；统计所有时间跨度对应的误差；选择误差最小对应的时间跨度为最初时间跨度。

具体的,小区资源使用历史数据包括小区有效数据；规律挖掘子模块3052用于还用于：统计各时间段内的小区有效数据得到特定小区的各时间段对应的小区资源使用量。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图9所示,,挖掘模块305还包括聚类分析子模块3053，小区资源使用量包括：有效数据的均值和有效数据的标准差；聚类分析子模块3053还用于在统计各时间段内的小区有效数据得到各时间段对应的小区资源使用量之后，根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类。

本实施例还提供一种移动通信系统内动态资源分配装置300，如图10所示,挖掘模块305还包括信道分类子模块3054，信道分类子模块3054用于在根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类之后，获取特定小区各时间段的信道质量信息；根据各时间段的信道质量信息对聚类后的每一类进行信道质量分类。

进一步,第二预留子模块3012还用于根据特定小区的小区资源使用规律得到小区资源使用修正规律；根据小区资源使用修正规律为特定小区预留资源。

整体上看来，是移动通信系统内动态资源分配的方法的具体实现。其中获取模块可以包括历史数据库、数据预处理模块、数据仓库、临时数据库等共同实现了数据准备的功能，是后续数据挖掘工作的基础；数据挖掘算法库、挖掘模块以及知识库共同实现了数据挖掘的功能，实现基站、小区以及用户对无线资源利用规律的挖掘，挖掘结果直接存于知识库中。基站从UE(用户设备)得到用户的实时资源需求。小区和基站资源利用规律为资源预留提供依据，在动态资源调度过程中，基站综合考虑资源预留结果、用户使用无线资源规律以及用户实时需求信息为用户分配资源。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，上述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (34)

1.一种移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,包括：

为特定小区预留资源；

收到所述特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给所述特定小区。

2.如权利要求1所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,在为特定小区预留资源之前还包括：判断当前是否存在空闲资源，如果存在空闲资源，则为特定小区预留资源。

3.如权利要求2所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述判断当前是否存在空闲资源包括：判断当前可分配的资源分配总量是否大于所有小区所需的小区资源需求总量；如是，判断当前存在空闲资源。

4.如权利要求1所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,将预留的资源分配给所述特定小区包括：将预留的资源动态分配给所述特定小区中的各用户。

5.如权利要求4所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述将预留的资源动态分配给所述特定小区中的各用户包括：

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户资源需求量将预留的资源分配给各用户；

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户优先级将预留的资源分配给各用户。

6.如权利要求5所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述用户优先级的设置包括：获取各用户历史占用资源的时间长度，设置用户的优先级与其历史占用资源的时间长度成反比。

7.如权利要求1-5任一项所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,为特定小区预留资源包括：根据当前资源状况为特定小区预留资源。

8.如权利要求7所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述根据当前资源状况为特定小区预留资源包括：

获取当前的空闲资源量，将空闲资源量根据预设分配比例预留给所述特定小区；

或

获取所有的资源量，从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区。

9.如权利要求8所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,在从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区后还包括：将剩余的资源量根据所述特定小区的权重值预留给所述特定小区。

10.如权利要求1-5任一项所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述为特定小区预留资源包括：根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。

11.如权利要求10所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,在根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源之前还包括：

获取所述特定小区的小区资源使用历史数据；

根据所述小区资源使用历史数据得到所述特定小区的小区资源使用规律。

12.如权利要求11所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述小区资源使用规律包括各时间段的资源使用量；所述根据所述小区资源使用历史数据得到所述特定小区的小区资源使用规律包括：

确定初始时间段跨度；

以所述初始时间为时间跨度对所述小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量。

13.如权利要求12所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述确定初始时间段跨度包括：从最小时间跨度开始，并以最小时间跨度逐步增加至最大时间跨度；统计所有时间跨度对应的误差；选择误差最小对应的时间跨度为最初时间跨度。

14.如权利要求12所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述小区资源使用历史数据包括小区有效数据；所述对所述小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量包括：统计各时间段内的小区有效数据得到所述特定小区的各时间段对应的小区资源使用量。

15.如权利要求14所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述小区资源使用量包括：有效数据的均值和有效数据的标准差；在统计各时间段内的小区有效数据得到各时间段对应的小区资源使用量之后还包括：根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类。

16.如权利要求15所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,在根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类之后还包括：获取所述特定小区各时间段的信道质量信息；根据各时间段的信道质量信息对聚类后的每一类进行信道质量分类。

17.如权利要求16所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述信道质量信息包括：信道质量指示等级的均值和信道质量指示等级的标准差。

18.如权利要求10所述的移动通信系统内动态资源分配方法，其特征在于,所述根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源包括：根据所述特定小区的小区资源使用规律得到小区资源使用修正规律；根据所述小区资源使用修正规律为特定小区预留资源。

19.一种移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,包括预留模块和分配模块：

所述预留模块用于为特定小区预留资源；

所述分配模块用于收到所述特定小区的资源请求时，将预留的资源分配给所述特定小区。

20.如权利要求19所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,还包括判断模块，所述判断模块用于在为特定小区预留资源之前，判断当前是否存在空闲资源，如果存在空闲资源，则为特定小区预留资源。

21.如权利要求20所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述判断模块还用于判断当前可分配的资源分配总量是否大于所有小区所需的小区资源需求总量；如是，判断当前存在空闲资源。

22.如权利要求19所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述分配模块用于将预留的资源动态分配给所述特定小区中的各用户。

23.如权利要求22所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述分配模块还用于：

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户资源需求量将预留的资源分配给各用户；

当预留的资源小于所有用户的用户资源需求总量时，根据各用户的用户优先级将预留的资源分配给各用户。

24.如权利要求19-23任一项所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述预留模块包括第一预留模块：所述第一预留模块用于根据当前资源状况为特定小区预留资源。

25.如权利要求24所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述第一预留模块还用于：

获取当前的空闲资源量，将空闲资源量根据预设分配比例预留给所述特定小区；

或

获取所有的资源量，从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区。

26.如权利要求25所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述第一预留模块还用于在从所有的资源量中选择一定资源量预留给所述特定小区后，将剩余的资源量根据所述特定小区的权重值预留给所述特定小区。

27.如权利要求19-23任一项所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述预留模块包括第二预留模块：所述第二预留模块用于根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源。

28.如权利要求27所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,还包括获取模块和挖掘模块；

所述获取模块用于在根据所述特定小区的小区资源使用规律为特定小区预留资源之前，获取所述特定小区的小区资源使用历史数据；

所述挖掘模块用于根据所述小区资源使用历史数据得到所述特定小区的小区资源使用规律。

29.如权利要求28所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述小区资源使用规律包括各时间段的资源使用量；所述挖掘模块包括时间跨度子模块和规律挖掘子模块：

所述时间跨度子模块用于确定初始时间段跨度；

所述规律挖掘子模块用于以所述初始时间为时间跨度对所述小区资源使用历史数据进行统计得到各时间段对应的资源使用量。

30.如权利要求28所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述时间跨度子模块还用于从最小时间跨度开始，并以最小时间跨度逐步增加至最大时间跨度；统计所有时间跨度对应的误差；选择误差最小对应的时间跨度为最初时间跨度。

31.如权利要求28所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述小区资源使用历史数据包括小区有效数据；所述律挖掘子模块用于还用于：统计各时间段内的小区有效数据得到所述特定小区的各时间段对应的小区资源使用量。

32.如权利要求31所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述挖掘模块还包括聚类分析子模块，所述小区资源使用量包括：有效数据的均值和有效数据的标准差；所述聚类分析子模块还用于在统计各时间段内的小区有效数据得到各时间段对应的小区资源使用量之后，根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类。

33.如权利要求32所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述挖掘模块还包括信道分类子模块，所述信道分类子模块用于在根据有效数据的均值和有效数据的标准差进行聚类之后，获取所述特定小区各时间段的信道质量信息；根据各时间段的信道质量信息对聚类后的每一类进行信道质量分类。

34.如权利要求27所述的移动通信系统内动态资源分配装置，其特征在于,所述第二预留子模块还用于根据所述特定小区的小区资源使用规律得到小区资源使用修正规律；根据所述小区资源使用修正规律为特定小区预留资源。