发明内容
本发明实施例提供一种资源分配方法及装置,用于提高用户设备的接收速率,提高资源的利用率。
第一方面,提供一种资源分配方法,该方法包括:
接收用户设备发送的第一请求消息,所述第一请求消息用于请求资源;
确定能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源;所述第一资源包括接入点资源;
向所述第一资源中包括的所述接入点资源对应的接入点发送第一指示消息,所述第一指示消息用于指示所述接入点响应所述第一请求消息。
可选的,所述第一资源还包括时频资源和功率资源;所述方法还包括:
将所述时频资源和所述功率资源分配给所述接入点;所述时频资源和所述功率资源用于所述接入点与所述用户设备通信。
可选的,确定能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源,包括:
确定满足第一预设条件的M个第二资源;所述第一预设条件包括:所述接入点资源对应的接入点的数量不大于预设接入点数量阈值、所述功率资源包括的功率的值均不大于预设功率阈值、以及所述第一资源能够使得所述用户设备的接收速率大于或等于所述用户设备要求的最小接收速率中的至少一种;M为正整数;
若所述M个第二资源中包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,则确定所述M个第二资源中能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源中的其中一个第二资源为所述第一资源。
可选的,所述方法还包括:
若所述M个第二资源中没有包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,则对所述M个第二资源进行适应度评估,得到所述M个第二资源的M个适应度;所述适应度用于指示所述第二资源能够使得所述用户设备达到的接收速率;
从所述M个适应度中确定大于或等于预设适应度阈值的N个适应度;N为正整数;
对所述N个适应度对应的N个第三资源进行第一操作,得到P个第四资源;其中,所述P个第四资源中包括的第一部分资源和/或第二部分资源与所述第三资源不同;所述第一部分资源包括接入点资源和时频资源,所述第二部分资源包括功率资源;P为正整数;
若所述P个第四资源中包括能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源,则确定所述能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源中的其中一个第四资源为所述第一资源。
可选的,所述第一操作为交叉操作和/或变异操作;
所述交叉操作用于在所述N个第三资源中选取至少一组第三资源,其中,一组第三资源包括两个第三资源;将所述至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第一部分资源,与所述每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第一部分资源进行交换,或者,将所述至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第二部分资源,与所述每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第二部分资源进行交换;
所述变异操作用于将所述N个第三资源中的至少一个第三资源包括的第一部分资源和/或第二部分资源变异为其他相同类型的资源。
可选的,所述方法还包括:
接收所述用户设备发送的第二请求消息,所述第二请求消息用于指示所述第一资源不能够满足所述用户设备当前的通信需求;
确定能够使得所述用户设备当前的通信需求的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第五资源;所述第五资源包括能够满足所述用户设备当前的通信需求的资源;
向所述第五资源中包括的所述接入点资源对应的接入点发送第二指示消息,所述第二指示消息用于指示所述接入点响应所述第二请求消息。
第二方面,提供一种资源分配装置,该装置包括:
接收单元,用于接收用户设备发送的第一请求消息,所述第一请求消息用于请求资源;
确定单元,用于确定能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源;所述第一资源包括接入点资源;
发送单元,用于向所述第一资源中包括的所述接入点资源对应的接入点发送第一指示消息,所述第一指示消息用于指示所述接入点响应所述第一请求消息。
可选的,所述第一资源还包括时频资源和功率资源;所述装置还包括分配单元;
所述分配单元用于:将所述时频资源和所述功率资源分配给所述接入点;所述时频资源和所述功率资源用于所述接入点与所述用户设备通信。
可选的,
所述确定单元还用于:确定满足第一预设条件的M个第二资源;所述第一预设条件包括:所述接入点资源对应的接入点的数量不大于预设接入点数量阈值、所述功率资源包括的功率的值均不大于预设功率阈值、以及所述第一资源能够使得所述用户设备的接收速率大于或等于所述用户设备要求的最小接收速率中的至少一种;M为正整数;若所述M个第二资源中包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,则确定所述M个第二资源中能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源中的其中一个第二资源为所述第一资源。
可选的,所述装置还包括评估单元和操作单元;
所述评估单元用于:若所述M个第二资源中没有包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,则对所述M个第二资源进行适应度评估,得到所述M个第二资源的M个适应度;所述适应度用于指示所述第二资源能够使得所述用户设备达到的接收速率;
所述确定单元还用于:从所述M个适应度中确定大于或等于预设适应度阈值的N个适应度;N为正整数;
所述操作单元用于:对所述N个适应度对应的N个第三资源进行第一操作,得到P个第四资源;其中,所述P个第四资源中包括的第一部分资源和/或第二部分资源与所述第三资源不同;所述第一部分资源包括接入点资源,所述第二部分资源包括时频资源和功率资源;P为正整数;
所述确定单元还用于:若所述P个第四资源中包括能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源,则确定所述能够使得所述用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源中的其中一个第四资源为所述第一资源。
可选的,所述第一操作为交叉操作和/或变异操作;
所述交叉操作用于在所述N个第三资源中选取至少一组第三资源,其中,一组第三资源包括两个第三资源;将所述至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第一部分资源,与所述每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第一部分资源进行交换,或者,将所述至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第二部分资源,与所述每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第二部分资源进行交换;
所述变异操作用于将所述N个第三资源中的至少一个第三资源包括的第一部分资源和/或第二部分资源变异为其他相同类型的资源。
可选的,
所述接收单元还用于:接收所述用户设备发送的第二请求消息,所述第二请求消息用于指示所述第一资源不能够满足所述用户设备当前的通信需求;
所述确定单元还用于:确定能够使得所述用户设备当前的通信需求的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第五资源;所述第五资源包括能够满足所述用户设备当前的通信需求的资源;
所述发送单元还用于:向所述第五资源中包括的所述接入点资源对应的接入点发送第二指示消息,所述第二指示消息用于指示所述接入点响应所述第二请求消息。
在本发明实施例中,在收到用户设备发送的请求资源的请求消息时,则可以确定能够使得该用户设备的接收速率达到最大接收速率阈值的第一资源,通过第一资源包括的接入点资源对应的接入点为该用户设备提供服务,就可以使得该用户设备的接收速率尽量最大化,从而能够缩短用户设备通信消耗的时间,提升用户的使用体验。
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。
以下,对本发明实施例中的部分用语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解。
用户设备,是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备,例如包括具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的处理设备。该用户设备可以经无线接入网(Radio Access Network,RAN)与核心网进行通信,与RAN交换语音和/或数据。该用户设备可以包括UE、无线终端设备、移动终端设备、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(Subscriber Station),移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(RemoteStation)、接入点(Access Point,AP)、远程终端设备(Remote Terminal)、接入终端设备(Access Terminal)、用户终端设备(User Terminal)、用户代理(User Agent)、或用户装备(User Device)等。例如,可以包括移动电话(或称为“蜂窝”电话),具有移动终端设备的计算机,便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置。例如,个人通信业务(Personal Communication Service,PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop,WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、智能穿戴式设备等设备。
首先介绍本发明实施例的一种应用场景,请参见图1。其中,用户设备与AP进行通信,AP可通过有线或者无线通信的方式与本地网管服务器(Local Server,LS)进行交互,LS通过有线通信的方式连接至核心网。AP的分布十分密集,甚至可能AP的数量大于用户设备的数量,或者,AP的数量也可以不大于用户设备的数量,这可以根据具体的通信需求进行设置。图1中以AP的数量大于用户设备的数量为例。现有技术中,当用户设备需要进行通信时,用户设备则会在附近的多个AP中随机选择,或者选择附近AP中信号强度靠前的AP来为该用户设备提供通信服务。但是,用户设备自己选择的AP虽然可以满足该用户设备的通信过程,但是这些AP可能不是最优的选择结果,不能使得用户设备在进行通信时的接收速率达到最大化,如果接收速率较小,则用户设备的通信过程则会消耗更长的时间,显然不利于用户的使用体验。
鉴于此,本发明实施例提出一种资源分配方法,该方法在收到用户设备发送的请求资源的请求消息时,则可以确定能够使得该用户设备的接收速率达到最大接收速率阈值的第一资源,通过第一资源包括的接入点资源对应的接入点为该用户设备提供服务,就可以使得该用户设备的接收速率达到最大接收速率阈值,也就是能够使得该用户设备的接收速率达到最大化,也就能够缩短用户设备通信时消耗的时间,提升用户的使用体验。
下面结合附图介绍本发明实施例提供的技术方案。在下面的介绍过程中,以将本发明实施例提供的技术方案应用在图1所示的网络架构中为例,当然本发明实施例的应用场景不限于此。
请参见图2,本发明一实施例提供一种资源分配方法,该方法可以通过本发明实施例提供的资源分配装置来执行。在一种实施方式中,该资源分配装置可以通过LS来实现,例如该资源分配装置是LS本身,或者该资源分配装置是LS中的一个功能模块。该方法的流程描述如下:
S201:用户设备给资源分配装置发送第一请求消息,则资源分配装置接收第一请求消息,第一请求消息用于请求资源;
具体的,当用户设备需要资源来进行通信时,用户设备则可以向附近的AP广播第一请求消息,该第一请求消息则是用于指示该用户设备现在需要资源进行通信。当然,在该第一请求消息中,也可以包括该用户设备对请求的资源的要求。例如,第一请求消息中可以携带该用户设备的最小接收速率,为该用户设备提供服务的AP使得该用户设备所能达到的接收速率需大于或者等于该最小接收速率。当然,第一请求消息还可以携带其他可能的与请求的资源相关的参数。
当用户设备附近的AP接收第一请求消息之后,AP则可以将该第一请求消息发送给资源分配装置。由于可能有多个AP接收第一请求消息,也就可能有多个AP都向资源分配装置发送该第一请求消息。那么为避免重复分配资源,如果资源分配装置接收了多个AP发送的第一请求消息,则可以确定接收的多个第一请求消息是否是相同的请求消息,若多个第一请求消息是相同的请求消息,则资源分配装置可以只存储其中的一条第一请求消息,而丢弃其他的第一请求消息。具体的,在选择存储的第一请求消息时,可以随机选择一条第一请求消息进行存储,也可以按照接收时间,选择最先接收的或者最后接收的一条第一请求消息进行存储,本发明实施例对此不做限制。
S202、资源分配装置确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源。
本发明实施例中,在接收第一请求消息之后,资源分配装置就可以确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源。其中,该第一资源包括AP资源。
S203、资源分配装置向第一资源中包括的AP资源对应的AP发送第一指示消息,第一资源中包括的AP资源对应的AP点接收第一指示消息。
本发明实施例中,在资源分配装置确定第一资源后,则可以向第一资源中包括的AP资源对应的AP发送第一指示消息,第一指示消息用于指示这些AP响应第一请求消息。具体的,这些AP接收到第一指示消息之后,则会主动的去连接用户设备,并为该用户设备提供通信服务。通过第一资源为用户设备提供通信服务,则可以是的用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值,也就是能够使得该用户设备的接收速率达到最大化,也就能够缩短用户设备通信时消耗的时间,提升用户的使用体验。
本发明实施例中,为了保证AP能够与用户设备进行通信,还需要给为用户设备提供通信服务的AP分配时频资源和功率资源,也就是说,第一资源还可以包括时频资源和功率资源。其中,AP需要通过时频资源向用户设备发送信号是本领域技术人员所公知的,在此不再赘述。下面将着重介绍为何需要为AP分配功率资源。
请参见图1,图1中的AP超密集分布的场景下,AP和用户设备之间的数据传输路径大大减小,可以有效地增加用户设备接收到的信号的强度。但与此同时,AP和AP之间的信号干扰也大大提升。因此,为了有效地消除干扰,在图1所示的AP超密集分布的场景中,本发明实施例中的AP均是采用非正交多址技术(Non-orthogonal with SIC,NOMA)向用户设备发送信号。具体的,NOMA技术是指多个AP可以通过相同的时频资源进行信号发送,在这个相同的时频资源上,给不同的AP分配不同的功率以对AP进行区分。如果AP通过NOMA技术向用户设备发送信号,则在用户设备中需增加串行干扰消除(Successive InterferenceCancellation,SIC)接收机,该SIC接收机接收到这多个AP通过相同的时频资源发送的信号之后,则可以依次对这多个AP发送的信号进行解调。一般来讲,SIC接收机会根据接收到的这多个AP的信号强度对这多个AP的信号进行排序,首先对信号强度最大的信号进行解调,在对信号强度最大的信号进行解调完成后,并将这个信号强度最大的信号删除,再继续对下一个信号强度最大的信号进行解调,依次进行上述过程,直到将所有信号解调完成。由于AP采用NOMA技术将其他AP的信号在同一时频资源上进行发送,但是由于不同的AP采用不同的功率进行发送,则在接收端接收到的多个AP发送的信号都是有用的信号,有效的抑制了多个AP之间的信号发生干扰。
由于本发明实施例中的AP采用NOMA技术来发送信号,为了用户设备接收到信号之后,能够有效的对信号进行区分,因此对不同AP的之间的功率的差值也是有一定的要求的。因此,在资源分配装置接收到第一请求消息之后,也需要对不同AP的功率也进行分配。因此,第一资源则可以包括功率资源。
因此在资源分配装置进行资源分配时,需要同时考虑给用户设备分配AP资源,和给这些接入点资源对应的接入点分配时频资源以及这些接入点资源中不同的接入点分配不同的功率资源,也就是第一资源可以包括AP资源、时频资源和功率资源。
本发明实施例中,同一时频资源可以同时向用户设备发送信号的AP数量为L,L为正整数,则编号为i的AP通过时频资源j向用户设备发送信号xij,i的取值范围为[1,L],则用户接收到的信号yj可以表示如下:
其中,pij表示资源分配装置为编号为i的AP在资源块j上分配的功率值,hij表示AP向用户设备发送信号时的信道增益,zij表示AP向用户设备发送信号时的噪声信号。
在用户接收到多个AP发送的信号后,还可以得到用户的接收速率rij,rij可以表示如下:
其中,δ2表示加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN),用于代替AP向用户设备发送信号时的噪声信号;
从上述接收速率表示公式中也可以看出,为用户设备分配的AP资源和为这些AP资源分配的时频资源和功率资源都对用户的接收速率会造成影响,因此必须对这三种资源进行合理的分配才能达到最大的接收速率。为了使得用户设备的接收速率达到最大,本发明实施例针对上述三种资源的分配问题,建立如下模型:
其中,N表示能够被资源分配装置进行分配的时频资源的数量的最大值;上述模型中表示在资源分配装置进行资源分配时,需要满足上述模型中的C1~C4四个条件中的至少一种,当然,也可以是同时满足上述四个条件。本发明实施例具体以同时满足上述四个条件为例进行描述。
其中,条件C1中a
ij表示资源分配装置为用户设备分配的AP和时频资源的结果,若是资源分配装置将编号为i的AP和时频资源j分配给用户设备,则a
ij=1,而分配设备没有分配给用户设备的其他AP和时频资源的结果a
ij=0;条件C2中表示资源分配装置为用户设备分配的AP的数量不得大于预设接入点数量阈值,也就是通过同一时频资源同时向用户设备发送信号的AP的最大数量L;条件C3中表示资源分配装置为每个AP分配的功率资源的数值不大于预设功率阈值,也就是可以为每个AP分配的功率的最大值P
max;条件C4中表示资源分配装置为用户设备分配的第一资源,也就是资源分配装置为用户设备分配的AP资源,以及给该AP资源分配的时频资源和功率资源,能够使得用户设备达到的接收速率必须大于或等于用户设备要求的最小接收速率
上述模型的解即是本发明实施例中的第一资源的一种可能结果,上述模型的最优解也就是能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源,但是由于上述模型是一个混合整数非线性规划问题,该问题的最优解是相当难解的,因此,为了降低求解的难度,可以求得上述模型的次优解,将次优解作为能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源。
具体的,资源分配装置在对上述模型进行求解时,也就是确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源时,首先,资源分配装置可以确定满足第一预设条件的M个第二资源,M为正整数。其中,第一预设条件即是上述模型中的条件C1~C4。这里M的取值是与资源分配装置的存储能力和计算能力相关的,资源分配装置的存储能力和计算能力越好,M的取值则可以更大。具体的,为了减少资源分配装置的计算量,资源分配装置可以通过随机选择来确定满足第一预设条件的M个第二资源,也就是资源分配装置可以随机选择为用户设备分配的AP资源以及为该AP资源分配的时频资源和功率资源。当然,资源分配装置随机选择时,有可能会选择到不满足上述模型中四个条件的资源,则资源分配装置在进行随机选择之后,还会将不满足上述模型中四个条件的资源筛除。
在资源分配装置确定满足第一预设条件的M个第二资源之后,资源分配装置还会确定这M个第二资源中,是否包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源。具体的,资源分配装置可以根据这M个第二资源计算这M个第二资源能够使得用户设备达到的M个接收速率,并确定这M个接收速率中是否包括达到预设最大接收速率阈值的接收速率,如果包括,则资源分配装置确定这M个第二资源中,包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源。
本发明实施例中,若资源分配装置确定M个第二资源中包括能够使得用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,则资源分配装置会将能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源中的其中一个确定为第一资源。具体的,在M个第二资源中,可能包括多个能够使得用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,资源分配装置可以从中随机选择一个第二资源,并将该第二资源确定为第一资源,也就是最终确定的用户设备的资源分配结果。
本发明实施例中,若资源分配装置确定M个第二资源中没有包括能够使得用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第二资源,则资源分配装置可以对M个第二资源进行适应度评估,以得到M个第二资源的M个适应度。其中,适应度即是用于指示第二资源能够使得用户设备达到的接收速率。在资源分配装置得到M个适应度之后,资源分配装置则会从这M个适应度中确定大于或等于预设适应度阈值的N个适应度。适应度很小的话,则第二资源可以使得用户设备所能够达到的接收速率也是受到限制的,也就是说,资源分配装置可以将M个第二资源中适应度小于预设适应度阈值的第二资源筛除,只留下适应度大于或等于预设适应度阈值的第二资源。其中,预设适应度阈值可以通过实验结果来进行设置。
在资源分配装置得到N个适应度之后,还可以对N个适应度对应的N个第三资源进行第一操作,得到P个第四资源;其中,P个第四资源中包括的第一部分资源和/或第二部分资源与第三资源不同;第一部分资源包括接入点资源和时频资源,第二部分资源包括功率资源;P为正整数。
具体的,第一操作可以是交叉操作和/或变异操作。其中,当第一操作包括交叉操作和变异操作时,交叉操作和变异操作可以同时进行,也可以有一定顺序的进行。例如,可以先进行交叉操作,再进行变异操作;或者,可以先进行变异操作,再进行交叉操作。
下面将介绍交叉操作的具体操作内容。
交叉操作是指在N个第三资源中选取至少一组第三资源,其中,一组第三资源包括两个第三资源。其中,资源分配装置在选择至少一组第三资源时,可以随机地进行选取一组或者多组第三资源。另外,资源分配装置还可以为第三资源设置被选取的概率,则资源分配装置在选取时以该概率进行选取。同时,资源分配装置选取的第三资源的组数可以事先进行设置,具体的,可以根据资源分配装置的处理性能来进行设置,或者,根据实验结果来进行设置。
在资源分配装置选取至少一组第三资源之后,将至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第一部分资源,与每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第一部分资源进行交换,或者,将至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第二部分资源,与每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第二部分资源进行交换。在资源分配装置进行交叉操作之后,则可以得到与第三资源不同的第四资源,即第四资源是新的资源分配结果。
下面将介绍变异操作的具体操作内容。
变异操作用于将N个第三资源中的至少一个第三资源包括的第一部分资源和/或第二部分资源变异为其他相同类型的资源。其中,资源分配装置在选择至少一个第三资源时,可以随机地进行选取一个或者多个第三资源;或者,资源分配装置还可以为第三资源设置被选择的概率,则资源分配装置在选取时以该概率进行选取。另外,进行变异操作的第三资源的数量也是可以事先进行设置的,具体的,可以根据资源分配装置的处理性能来进行设置,或者,根据实验结果来进行设置。在资源分配装置进行变异操作之后,也可以得到与第三资源不同的第四资源,即第四资源是新的资源分配结果。
本发明实施例中,在资源分配装置得到P个第四资源之后,则可以确定这P个第四资源中是否包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第四资源,若包括,则资源分配装置将资源分配装置能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第四资源中的其中一个第四资源确定为第一资源,也就是最终确定的用户设备的资源分配结果。其中,若是资源分配装置确定能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第四资源的数量为多个,则资源分配装置可以随机地将其中一个第四资源确定为第一资源。
本发明实施例中,若是资源分配装置确定P个第四资源中仍然没有包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的第四资源,则资源分配装置也可以对P个第四资源进行适应度评估,在筛除适应度小于预设适应度阈值的第四资源之后,再对余下的第四资源进行第一操作,得到多个新的资源分配结果,在确定这多个资源分配结果中是否包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的资源分配结果。若是这多个资源分配结果中也没有包括能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的资源分配结果,则资源分配装置还会继续对这多个资源分配结果进行适应度评估和第一操作,逐次进行迭代,直至迭代的次数达到预设的迭代次数或者出现了能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的资源分配结果为止。若出现了能够使得所述用户设备的接收速率达到所述预设最大接收速率阈值的资源分配结果,则资源分配装置将该资源分配结果确定为第一资源。
请参见图3,为迭代次数和用户设备的接收速率关系图。其中,系统速率即是指用户设备的接收速率,种群数量即是指资源分配装置确定第二资源的数量M,在图3的实验中,选择了M=50、75和100三个值,从图中可以看到,选择的M值越大,则通过越小的迭代次数就能够得到使得用户设备的接收速率达到最大的分配结果,也就是更加能够减少资源分配装置的处理时间。图中还可以看出,当迭代次数达到80次的时候,不管M值的大小,都可以得到使得用户设备的接收速率达到最大的分配结果。因此,在设置迭代次数的时候,则可以将预设迭代次数设置为80。
请参见图4,为AP的数量和用户设备的接收速率关系图。其中,系统速率即是用户设备的接收速率。在图4的实验中,还引用了两种不同于本发明实施例的资源分配方式进行对比,即图3中圆圈折线的方式和圆点折线的方式,圆点折线的方式是AP采用正交多址接入技术发送信号,其余都与本发明实施例相同的资源分配方式,圆圈折线的方式是资源分配装置不对接入点进行分配,其余都与本发明实施例相同的资源分配方式。通过实验结果可以看出,由于本发明实施例中的超密集分布的AP通过NOMA技术发送信号,并且资源分配装置还对AP资源进行分配,本发明实施例的资源分配方式明显优于其他两种资源分配方式,能够更大的提升用户的接收速率。并且,从实验结果可以看出,当AP的数量越大时,能够为用户提供通信服务的AP的数量则越多,则用户设备的接收速率更高。
请参见图5,为最大发送功率和用户设备的接收速率关系图。其中,最大发送功率是指能够为每个AP分配的最大的功率,最大发送功率越大,AP能够分得的功率则可以更大。图5中也引用了两种不同于本发明实施例的资源分配方式进行对比,具体的,这两种不同于本发明实施例的资源分配方案是与图4中的两种资源分配方式相同的,即圆圈折线的方式和圆点折线的方式。通过实验结果可以看出,由于本发明实施例中的超密集分布的AP通过NOMA技术发送信号,并且资源分配装置还对AP资源进行分配,本发明实施例的资源分配方式明显优于其他两种资源分配方式,能够更大的提升用户的接收速率。并且,从实验结果可以看出,当最大发送功率越大时,则用户设备的接收速率更高。
本发明实施例中,所描述的第一资源、第二资源、第三资源以及第四资源皆是指资源分配结果,即是指资源分配装置为用户设备分配的AP资源,以及为这些AP资源对应的AP分配的时频资源和功率资源,并且,这里为这些AP资源对应的AP分配的功率资源还包括具体的哪一个AP分配的功率数值的大小。
S204、用户设备给资源分配装置发送第二请求消息,资源分配装置接收第二请求消息,第二请求消息用于指示资源分配装置给该用户设备分配的第一资源不能够满足该用户设备当前的通信需求。
本发明实施例中,资源分配装置还可以接收用户设备发送的第二请求消息,该第二请求消息用于指示资源分配装置给该用户设备分配的第一资源不能够满足该用户设备当前的通信需求。其中,资源分配装置接收第二请求消息的方式可以和第一请求消息相同,可参考资源分配装置接收第一请求消息部分的描述,在此便不再赘述。
具体的,资源分配装置在给用户设备分配了第一资源之后,也就是第一资源中包括的AP资源对应的AP为该用户设备提供通信服务之后,这些AP资源则可以一直为该用户设备提供通信服务。但在用户设备的通信需求发生变化时,并且第一资源无法满足用户设备变化后的通信需求,则需要重新给用户设备分配资源。例如用户设备当前需要传输的数据增加,如果继续通过第一资源来进行数据传输,则用户设备的接收速率则会相对的变小,也就降低了用户的使用体验。因此,当用户设备当前需要传输的数据增加,则可以重新给该用户设备分配资源。当然,为了避免多次的给用户设备分配资源,增加资源分配装置的负担,可以在用户设备的接收速率降低至设置的值时,用户设备才发送第二请求消息,让资源分配装置重新给该用户设备分配资源。其中,这个设置的值也是可以通过实验结果来进行确定。
S205、资源分配装置确定能够使得用户设备当前的通信需求的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第五资源。
本发明实施例中,当资源分配装置接收到第二请求消息之后,资源分配装置则会确定能够使得用户设备当前的通信需求的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第五资源,其中,第五资源包括能够满足用户设备当前的通信需求的资源。具体的,资源分配装置确定第五资源的过程与确定第一资源的过程是相同的,具体的可参考资源分配装置确定第一资源的描述,在此不再赘述。
S206、资源分配装置向第五资源包括的AP资源对应的AP发送第二指示消息,第五资源包括的AP资源对应的AP接收第二指示消息。
当资源分配装置确定第五资源之后,资源分配装置则给第五资源包括的AP资源对应的AP发送第二指示消息,第二指示消息用于指示这些AP响应第二请求消息。具体的,资源分配装置发送第二指示消息与资源分配装置发送第一指示消息的过程也是相同的,具体的可参考上述对资源分配装置发送第一指示消息的描述,在此不再赘述。
综上所述,在收到用户设备发送的请求资源的请求消息时,则可以确定能够使得该用户设备的接收速率达到最大接收速率阈值的第一资源,通过第一资源包括的接入点资源对应的AP为该用户设备提供服务,就可以使得该用户设备的接收速率尽量最大化,从而能够缩短用户设备通信消耗的时间,提升用户的使用体验。另外,在本发明实施例中,在AP超密集分布的网络环境下,AP通过NOMA技术来发送信号,可有效的抑制由于AP超密集分布带来的AP与AP之间的信号干扰。并且,本发明实施例中的资源分配装置还对AP资源、时频资源和功率资源进行优化分配,更加有效的增大了用户设备的接收速率,提升用户的使用体验。
请参见图6,基于同一发明构思,本发明实施例还提供一种资源分配装置60,该装置包括:
接收单元601,用于接收用户设备发送的第一请求消息,第一请求消息用于请求资源;
确定单元602,用于确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源;第一资源包括接入点资源;
发送单元603,用于向第一资源中包括的接入点资源对应的接入点发送第一指示消息,第一指示消息用于指示接入点响应第一请求消息。
可选的,第一资源还包括时频资源和功率资源;该装置还包括分配单元604;
分配单元604用于:将时频资源和功率资源分配给接入点;时频资源和功率资源用于接入点与用户设备通信。
可选的,确定单元602还用于:确定满足第一预设条件的M个第二资源;第一预设条件包括:接入点资源对应的接入点的数量不大于预设接入点数量阈值、功率资源包括的功率的值均不大于预设功率阈值、以及第一资源能够使得用户设备的接收速率大于或等于用户设备要求的最小接收速率中的至少一种;M为正整数;若M个第二资源中包括能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第二资源,则确定M个第二资源中能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第二资源中的其中一个第二资源为第一资源。
可选的,该装置还包括评估单元605和操作单元606;
评估单元605用于:若M个第二资源中没有包括能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第二资源,则对M个第二资源进行适应度评估,得到M个第二资源的M个适应度;适应度用于指示第二资源能够使得用户设备达到的接收速率;
所述确定单元602还用于:从M个适应度中确定大于或等于预设适应度阈值的N个适应度;N为正整数;
操作单元606用于:对N个适应度对应的N个第三资源进行第一操作,得到P个第四资源;其中,P个第四资源中包括的第一部分资源和/或第二部分资源与第三资源不同;第一部分资源包括接入点资源,第二部分资源包括时频资源和功率资源;P为正整数;
确定单元602还用于:若P个第四资源中包括能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源,则确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源中的其中一个第四资源为第一资源。
可选的,第一操作为交叉操作和/或变异操作;
交叉操作用于在N个第三资源中选取至少一组第三资源,其中,一组第三资源包括两个第三资源;将至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第一部分资源,与每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第一部分资源进行交换,或者,将至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第二部分资源,与每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第二部分资源进行交换;
变异操作用于将N个第三资源中的至少一个第三资源包括的第一部分资源和/或第二部分资源变异为其他相同类型的资源。
可选的,
接收单元601还用于:接收用户设备发送的第二请求消息,第二请求消息用于指示第一资源不能够满足用户设备当前的通信需求;
确定单元602还用于:确定能够使得用户设备当前的通信需求的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第五资源;第五资源包括能够满足用户设备当前的通信需求的资源;
发送单元603还用于:向第五资源中包括的接入点资源对应的接入点发送第二指示消息,第二指示消息用于指示接入点响应第二请求消息。
基于同一发明构思,本发明实施例提供了一种资源分配设备,该设备的具体实施可参见方法实施例部分的描述,重复之处不再赘述,如图7所示,该设备主要包括处理器701、存储器702和收发机703,其中,收发机703在处理器701的控制下接收和发送数据,存储器702中保存有预设的程序,处理器701读取存储器702中的程序,按照该程序执行以下过程:
通过收发机703接收用户设备发送的第一请求消息,第一请求消息用于请求资源;
通过处理器701确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第一资源;第一资源包括接入点资源;
通过收发机703向第一资源中包括的接入点资源对应的接入点发送第一指示消息,第一指示消息用于指示接入点响应第一请求消息。
其中,在图7中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器701代表的一个或多个处理器和存储器702代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机703可以是多个元件,即包括发送机和收发机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器701负责管理总线架构和通常的处理,存储器702可以存储处理器701在执行操作时所使用的数据。
可选的,第一资源还包括时频资源和功率资源;
通过处理器701将时频资源和功率资源分配给接入点;时频资源和功率资源用于接入点与用户设备通信。
可选的,通过处理器701确定满足第一预设条件的M个第二资源;第一预设条件包括:接入点资源对应的接入点的数量不大于预设接入点数量阈值、功率资源包括的功率的值均不大于预设功率阈值、以及第一资源能够使得用户设备的接收速率大于或等于用户设备要求的最小接收速率中的至少一种;M为正整数;若M个第二资源中包括能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第二资源,则确定M个第二资源中能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第二资源中的其中一个第二资源为第一资源。
可选的,若M个第二资源中没有包括能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第二资源,则通过处理器701对M个第二资源进行适应度评估,得到M个第二资源的M个适应度;适应度用于指示第二资源能够使得用户设备达到的接收速率;
还通过处理器701从M个适应度中确定大于或等于预设适应度阈值的N个适应度;N为正整数;并通过处理器701对N个适应度对应的N个第三资源进行第一操作,得到P个第四资源;其中,P个第四资源中包括的第一部分资源和/或第二部分资源与第三资源不同;第一部分资源包括接入点资源,第二部分资源包括时频资源和功率资源;P为正整数;
若P个第四资源中包括能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源,通过处理器701确定能够使得用户设备的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第四资源中的其中一个第四资源为第一资源。
可选的,第一操作为交叉操作和/或变异操作;
交叉操作为通过处理器701在N个第三资源中选取至少一组第三资源,其中,一组第三资源包括两个第三资源;将至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第一部分资源,与每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第一部分资源进行交换,或者,将至少一组第三资源中的每组第三资源中的一个第三资源包括的第二部分资源,与每组第三资源中的另外一个第三资源包括的第二部分资源进行交换;
变异操为通过处理器701将N个第三资源中的至少一个第三资源包括的第一部分资源和/或第二部分资源变异为其他相同类型的资源。
可选的,通过收发机703接收用户设备发送的第二请求消息,第二请求消息用于指示第一资源不能够满足用户设备当前的通信需求;
通过处理器701确定能够使得用户设备当前的通信需求的接收速率达到预设最大接收速率阈值的第五资源;第五资源包括能够满足用户设备当前的通信需求的资源;
通过收发机703向第五资源中包括的接入点资源对应的接入点发送第二指示消息,第二指示消息用于指示接入点响应第二请求消息。
在本发明实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
在本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,或者各个单元也可以均是独立的物理模块。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实施例的技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备,例如可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等,或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash drive)、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍,但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法,不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。