CN108768939B - 一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，包括：获取每一第一类终端的传输信息；基于每一传输信息构建第一类帧，第一类帧为所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，第一子帧集包含若干个下行子帧，第二子帧集包含若干个上行子帧，第三子帧集包含若干个低功率几乎空白子帧。本发明提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，从而减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求。

Description

一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法。
背景技术
时分双工(Time Division Duplexing，TDD)是在时间的维度上区分下行(Downlink，DL)/上行(Uplink，UL)信号的。TDD系统的频率安排灵活，不需要成对的频率，可以使用任何零碎的频段，能较好地解决当前频率资源紧张的矛盾。另外，TDD系统频谱利用率高，系统容量大，适用于人口密集度大的传输对称与非对称业务。
现有技术中，动态时分双工(Dynamic Time Division Duplexing，D-TDD)允许每个小区单独配置其子帧以适应DL/UL的不同的流量需求。D-TDD因此可以提供更高的频谱利用率和更低的时延，尤其适用于流量波动较大的网络场景。而由于机器类通信设备数量巨大、业务需求种类多样，导致通信系统存在着干扰协调困难，频谱资源匮乏等问题。尤其是在机器类通信中，存在着上下链路不对称的问题，相较于传统通信系统而言机器类通信的上行链路负载较高，另外，机器类通信的流量特性存在着上下行业务动态性高，突发性业务强的问题。
因此，现有技术中的D-TDD方案，在海量机器类通信(massive Machine Type ofCommunication，mMTC)与人类通信(Human Type of Communication，HTC)共存的网络环境中，mMTC设备与基站之间的数据传输时所使用的帧结构，和HTC终端与基站之间的数据传输时所使用的帧结构相同，并且每一HTC终端与基站之间进行数据传输时所使用的帧结构均不相同，从而导致D-TDD会受到异步DL/UL传输引入的小区间不同传输方向的干扰，系统的复杂度很高，资源利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，解决了现有技术中mMTC与HTC共存的网络环境中小区间不同传输方向存在干扰，以及系统的复杂度很高的技术问题。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，包括：
获取第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求；
基于所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS，以供所述基站或者第二类终端构建第二类帧。
另一方面，本发明提供另一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，包括：获取第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS；
基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
本发明提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从而减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率。
附图说明
图1为依照本发明实施例的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法示意图；
图2为依照本发明实施例的mMTC与HTC共存的网络环境中干扰分析示意图；
图3为依照本发明实施例的构建出的帧结构的示意图；
图4为依照本发明实施例的帧结构的构建装置示意图；
图5为本发明实施例提供的用于构建帧结构的电子设备的结构示意图；
图6为依照本发明另一实施例的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法示意图；
图7为依照本发明另一实施例的帧结构的构建装置示意图；
图8为本发明另一实施例提供的用于构建帧结构的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
图1为依照本发明实施例的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，其执行主体为第一类终端或基站，即，本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，该方法可以由第一类终端构建，也可以由基站构建，本实施例以由基站进行构建为例进行说明。
所述方法包括：
步骤S101、获取每一第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求。
首先，基站需要获取每一第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求。即，根据传输信息可以获取第一类终端对资源需求。其中，第一类终端区别于第二类终端，在mMTC与HTC共存的网络环境中，mMTC和HTC是两类不同的终端。本实施例以第一类终端为HTC终端，例如手机等，进行说明。
步骤S102、基于每一所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧为所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS，以供所述基站或者第二类终端构建第二类帧。
在mMTC与HTC共存的网络环境中，有多个HTC终端连接到不同的基站，构建出的第一类帧要首先满足HTC终端的通信需求，并且，为了降低系统的复杂度，需要所有的HTC终端采用统一的帧结构与基站进行数据传输，所以，需要基站基于每一HTC终端的传输信息构建第一类帧，该第一类帧为所有HTC类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第三子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧(Low Power AlmostBlank Subframe，LP-ABS)，以供所述基站或者第二类终端构建第二类帧。
第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)提出了增强型小区干扰协调，其中，几乎空白子帧ABS(almost blank subframe)就是针对异构网络低功率节点的一种时域干扰协调方法，其核心思想是通过合理分配时域资源来减少宏基站对微基站的干扰。此时系统中同时存在正常子帧n－ABS(non－ABS)和ABS。干扰源基站在n－ABS子帧发送有用信号，而在ABS子帧时只发送控制信号，这样被干扰基站在ABS子帧时调度受到宏基站严重干扰的用户进行信号传输。本实施例将LP-ABS应用于新型帧结构的构建，降低或者消除mMTC与HTC共存的网络环境中小区间不同传输方向的干扰。
具体的，图2为依照本发明实施例的mMTC与HTC共存的网络环境中干扰分析示意图，如图2所示，在mMTC与HTC共存的网络环境中，由于mMTC设备数量巨大，为了提高通信效率，便于管理，通常将mMTC设备进行分簇，多个mMTC设备分成一个簇。针对一个簇，设置一个mMTC设备作为mMTC簇头节点(massive Machine Type of Communication Cluster Head，mMTC-CH)，简称簇头节点(Cluster Head，CH)，其他mMTC设备作为成员节点，成员节点需要通过CH与基站(Base Station，BS)进行通信。
在mMTC与HTC共存的网络环境中，将HTC终端与基站之间进行通信时所使用的帧命名为第一类帧，在D-TDD系统中，通过控制第一类帧中上下行子帧的比例，来调整数据接收和发送的资源分配。将mMTC-CH与基站之间进行通信时所使用的帧命名为第二类帧，在D-TDD系统中，通过控制第二类帧中上下行子帧的比例，来调整数据接收和发送的资源分配。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从而减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述基于每一所述传输信息构建第一类帧，具体为：
对于任一第一类终端，根据所述第一类终端的传输信息，确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一候选比例值；根据所述第一类终端的传输，确定所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二候选比例值；
选择所有第一候选比例值中的最大值作为第一比例值，所述第一比例值为所述第一子帧集在所述第一类帧中所占比例的最终值；选择所有第二候选比例值中的最大值作为第二比例值，所述第二比例值为所述第二子帧集在所述第一类帧中所占比例的最终值；并根据所述第一比例值和所述第二比例值确定第三比例值，所述第三比例值为所述第三子帧集在所述第一类帧中所占比例的最终值。
具体的，图3为依照本发明实施例的构建出的帧结构的示意图，如图3所示，本实施例中以第一类终端为HTC终端为例进行说明。对于接入小区j的HTC终端，基站构建出的第一类帧，包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集。第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，首先需要根据第一类终端的传输信息，确定第一子帧集占整个第一类帧的比例值为第一候选比例值
Figure GDA0002385449280000051
例如，第一类帧中共有10个子帧，第一子帧集中共有4个子帧，则第一候选比例值
Figure GDA0002385449280000052
为0.4；第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，同时需要根据第一类终端的传输信息，确定第二子帧集占整个第一类帧的第二候选比例值为
Figure GDA0002385449280000061
第一类帧中共有10个子帧，第二子帧集中共有5个子帧，则第二候选比例值
Figure GDA0002385449280000062
为0.5；所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的LP-ABS，第三子帧集占整个第一类帧的第三候选比例值为
Figure GDA0002385449280000063
例如，第一类帧中共有10个子帧，第三子帧集中共有1个子帧，则第三候选比例值
Figure GDA0002385449280000064
为0.1；第一候选比例值、第二候选比例值和第三候选比例值之间的关系为：
Figure GDA0002385449280000065
第三子帧集包含若干个LP-ABS，使HTC终端可以在低功率状态下实现下行方向信息传输，因此可以减小对mMTC-CH的干扰。并且进一步提高了HTC终端的下行吞吐量。
最后，将整个网络中根据每一HTC终端的传输信息确定的第一候选比例值、第二候选比例值和第三候选比例值，进行统一来首先保证整个D-
TDD系统中所有HTC终端的基本通信需求。基于每一HTC终端的传输信息确定的各子帧集所占的比例值，选取
Figure GDA0002385449280000066
的最大值分别作为整个网络中的第一子帧集和第二子帧集所占的比例值，由此统一整个网络的第一类帧结构三部分所占的比例值。
将网络中第一类帧中第一子帧集所占的第一比例值αd，第一类帧中第二子帧集所占的第二比例值αu，第一类帧中第三子帧集所占的第三比例值αl三部分的大小定义为：
Figure GDA0002385449280000067
Figure GDA0002385449280000068
αl＝1-αd-αu
其中，j表示第j个小区，J表示网络中所有小区的集合。通过合理的设置参数βj可以有效避免αd+αu＞1。
本发明提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从而减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述传输信息包含所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种。
具体的，首先基站需要获取每一第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求。即，根据传输信息可以获取第一类终端对资源需求。
对于任一第一类终端，所述传输信息包含所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种。根据第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种，即可以确定第一类终端对资源需求。
例如，可以根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这六种参数，确定第一类终端对资源需求。
或者根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量和第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量这四种参数，确定第一类终端对资源需求。
或者根据第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这四种参数，确定第一类终端对资源需求。
或者根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这四种参数，确定第一类终端对资源需求。
或者根据第一类终端的上行数据流数量和第一类终端的下行数据流数量这两种参数，确定第一类终端对资源需求。
或者第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量和第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量这两种参数，确定第一类终端对资源需求。
或者根据第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这两种参数，确定第一类终端对资源需求。
需要说明的是，确定第一类终端对资源需求，也可以不限于根据上述六种参数，上述列举仅是示意性列举，实际应用中也可以根据其他参数确定第一类终端对资源需求。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且通过具体的传输信息，使构建出的第一类帧更准确、避免了资源浪费。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述根据所述第一类终端的传输信息，确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一候选比例值，具体为：
根据所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种，确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一候选比例值；
所述根据所述第一类终端的传输，确定所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二候选比例值，具体为：
根据所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种，确定所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二候选比例值。
具体的，构建第一类帧时，需要进一步确定第一类帧的结构，由于第一类帧中包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，即需要进一步确定第一类帧中第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集分别所占的比例值。
本发明实施例根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率中的多种，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
例如，可以根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这六种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
或者根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量和第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量这四种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
或者根据第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这四种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
或者根据第一类终端的上行数据流数量、第一类终端的下行数据流数量、第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这四种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
或者根据第一类终端的上行数据流数量和第一类终端的下行数据流数量这两种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
或者第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量和第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量这两种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
或者根据第一类终端的上行平均频谱效率和第一类终端的下行平均频谱效率这两种参数，分别确定第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值、第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值和第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值。
具体的计算方法如下：
例如，将HTC终端的DL/UL数据流的数量，到达数据包及其频谱效率考虑在内，定义了整个网络的不同类型子帧比例的计算方法：
Figure GDA0002385449280000101
整理得：
Figure GDA0002385449280000102
Figure GDA0002385449280000103
Figure GDA0002385449280000104
其中，
Figure GDA0002385449280000105
本发明实施例设置参数βj使得
Figure GDA0002385449280000106
Figure GDA0002385449280000107
取下限值。
Figure GDA0002385449280000108
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值，
Figure GDA0002385449280000109
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值，
Figure GDA00023854492800001010
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值，
Figure GDA00023854492800001011
是小区j中HTC终端的下行数据流的数量，
Figure GDA00023854492800001012
是小区j中HTC终端的上行数据流的数量，
Figure GDA00023854492800001013
是小区j中HTC终端的下行队列到达数据包服从的泊松分布参数，
Figure GDA0002385449280000111
是小区j中HTC终端的上行队列到达数据包服从的泊松分布参数，N,ε的初始值可以通过大数据统计得到，每个通信周期的值都由上一通信周期反馈值给出。
Figure GDA0002385449280000112
是小区j中HTC的平均频谱效率，
Figure GDA0002385449280000113
Figure GDA0002385449280000114
可以通过随机几何(Stochastic Geometry，SG)方法计算获得。
再例如，也可根据所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量和所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量，分别确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一比例值、所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二比例值和所述第三子帧集在所述第一类帧中所占的第三比例值。
即：
Figure GDA0002385449280000115
Figure GDA0002385449280000116
Figure GDA0002385449280000117
其中，
Figure GDA0002385449280000118
本发明实施例设置参数βj使得
Figure GDA0002385449280000119
Figure GDA00023854492800001110
取下限值。
Figure GDA00023854492800001111
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值，
Figure GDA00023854492800001112
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值，
Figure GDA00023854492800001113
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值，
Figure GDA00023854492800001114
是小区j中HTC终端的下行数据流的数量，
Figure GDA00023854492800001115
是小区j中HTC终端的上行数据流的数量，
Figure GDA00023854492800001116
是小区j中HTC终端的下行队列到达数据包服从的泊松分布参数，
Figure GDA00023854492800001117
是小区j中HTC终端的上行队列到达数据包服从的泊松分布参数，N,ε的初始值可以通过大数据统计得到，每个通信周期的值都由上一通信周期反馈值给出。
再例如，也可根据所述第一类终端的上行数据流数量和所述第一类终端的下行数据流数量，分别确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一比例值、所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二比例值和所述第三子帧集在所述第一类帧中所占的第三比例值。
即：
Figure GDA0002385449280000121
Figure GDA0002385449280000122
Figure GDA0002385449280000123
其中，
Figure GDA0002385449280000124
本发明实施例设置参数βj使得
Figure GDA0002385449280000125
Figure GDA0002385449280000126
取下限值。
Figure GDA0002385449280000127
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第一子帧集在第一类帧中所占的第一候选比例值，
Figure GDA0002385449280000128
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第二子帧集在第一类帧中所占的第二候选比例值，
Figure GDA0002385449280000129
为根据接入小区j中的HTC终端的传输信息确定的第三子帧集在第一类帧中所占的第三候选比例值，
Figure GDA00023854492800001210
是小区j中HTC终端的下行数据流的数量，
Figure GDA00023854492800001211
是小区j中HTC终端的上行数据流的数量。
需要说明的是，根据上述六种参数中的多种，分别确定第一比例值、第二比例值和第三比例值的计算方式有多种，以上述举例类推即可，上述仅以其中的三种例子进行说明，此处不再穷举。
下面参照附图2用SG描述用户的传输速率的计算步骤，网络中用户所有的干扰可以表示为：
Figure GDA00023854492800001212
其中，y＝d,u表示DL/UL传输，对于传输的信道模型，综合考虑了大规模和小规模衰落。大规模衰落表示为
Figure GDA00023854492800001213
其中ri,j表示终端i到小区j的距离，α是路径损耗指数。对于小尺度衰落，假设信道衰落为瑞利衰落，其由hi,j表示，并服从具有单位均值的指数分布，即hi,j～exp(1)。
则接入到小区j的用户终端i的在第一子帧集上的频谱效率为：
Figure GDA0002385449280000131
其中，
Figure GDA0002385449280000132
表示网络中用户i来自其它HTC和mMTC用户的干扰，步骤(a)是由hi～exp(1)分布推得的，步骤(b)是随机变量
Figure GDA0002385449280000133
的拉布拉斯变换得来，并且进一步推导可得：
Figure GDA0002385449280000134
Figure GDA0002385449280000135
代表
Figure GDA0002385449280000136
rj是mMTC用户到小区j的最小距离，本发明取α＝4，因此，用户的频谱效率为：
Figure GDA0002385449280000137
使用同样的推导方法可以计算用户终端在第二子帧集上的频谱效率为：
Figure GDA0002385449280000138
同理，用户终端在第三子帧集上传输的频谱效率为：
Figure GDA0002385449280000141
Figure GDA0002385449280000142
由于传播环境的变化，此处修正为
Figure GDA0002385449280000143
其中pu,pd是第三子帧集上mMTC-CH中DL/UL数据流所占的比例。
然后可以通过频谱效率计算出接入到小区j的终端i传输速率：
Figure GDA0002385449280000144
其中，
Figure GDA0002385449280000145
为接入到小区j的终端i在第一子帧集上的传输速率，
Figure GDA0002385449280000146
为接入到小区j的终端i在第二子帧集上的传输速率，
Figure GDA0002385449280000147
为接入到小区j的终端i在第三子帧集上的传输速率。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且通过具体的传输信息中的相关参数，计算各个子帧集所占的比例，使构建出的第一类帧更准确、避免了资源浪费。
在以上各实施例的基础上，进一步地，通过所述第一子帧集中的子帧进行数据传输时，与第四子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；
通过所述第二子帧集中的子帧进行数据传输时，与第五子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；
其中，所述第四子帧集和所述第五子帧集包含于第二类帧中，所述第二类帧为第二类终端与所述基站进行数据传输所使用的帧，所述第四子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
具体的，如图3所示，本实施例中，整个网络中，所有的第一类终端与基站之间进行通信时所使用的帧为第一类帧，第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的LP-ABS，本实施例给出了一种第一子帧集和第二子帧集中的上下行子帧的配比，具体配比为DDDDDDDUUUUUUUU，对应的子帧编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14，即，第一子帧集中包含7个下行子帧，第二子帧集中包含8个上行子帧。第二类终端与所述基站进行数据传输所使用的帧为第二类帧，第二类帧包含第四子帧集和第五子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。第四子帧集和第五子帧集中的上下行子帧的配比，与第一子帧集和第二子帧集中的上下行子帧的配比相同，也为DDDDDDDUUUUUUUU，对应的子帧编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14，即，第四子帧集中也包含7个下行子帧，第五子帧集中也包含8个上行子帧。
通过所述第一子帧集中的子帧进行数据传输时，与第四子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；通过所述第二子帧集中的子帧进行数据传输时，与第五子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步。即，第一类终端通过第一类帧中编号为7的子帧向基站发送数据的同时，第二类终端通过第二类帧中编号为7的子帧向基站发送数据，基站通过第一类帧中编号为1的子帧向第一类终端发送数据的同时，基站通过第二类帧中编号为1的子帧向第二类终端发送数据。其他编号的子帧也是同步传输，不再赘述。
由于mMTC-CH原本在
Figure GDA0002385449280000151
上与本小区内的HTC终端保持同步传输，这就导致了第二类帧结构可以被分为六个部分，这六个部分所占的比例值分别为
Figure GDA0002385449280000152
如图3所示，本发明实施例设计小区j中HTC终端在比例值为
Figure GDA0002385449280000153
对应的子帧集上没有数据传输，所以mMTC-CH在比例值为
Figure GDA0002385449280000154
对应的子帧集上传输的频谱效率相对较高。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且第一类帧中的部分子帧与第二类帧中的部分子帧保持同步，更加有效的消除了干扰。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述第一类帧的帧长度与所述第二类帧的帧长度相等。
具体的，如图3所示，第一类帧的帧长度与第二类帧的帧长度相等。例如，第一类帧的帧长度为20ms，第一类帧共包含20个子帧，每个子帧的长度为1ms。则第二类帧的帧长度也为20ms，第二类帧也共包含20个子帧，每个子帧的长度为1ms。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，基于每一第一类终端的传输信息，确定第一类帧中各个子帧集所占的候选比例值，并选择候选比例值中的最大值作为各个子帧集在第一类帧中所占比例的最终值，得到所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且第一类帧的帧长度与第二类帧的帧长度相等，更加有效的消除了干扰。
图4为依照本发明实施例的帧结构的构建装置示意图，如图4所示，本发明实施例提供一种帧结构的构建装置，用于完成图1中示出的上述实施例中所述的方法，具体包括第一获取模块401和第一构建模块402，其中，
第一获取模块401用于获取第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求；
第一构建模块402用于基于所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS。
本发明实施例提供的帧结构的构建装置，用于完成图1中示出的上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的构建装置完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供的帧结构的构建装置，通过构建一种新的帧结构，新的帧结构包含用于下行传输的第一子帧集、用于上行传输的第二子帧集和用于下行传输的第三子帧集，第三子帧集中的子帧为低功率几乎空白子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求。
图5为本发明实施例提供的用于构建帧结构的电子设备的结构示意图，如图5所示，所述设备包括：处理器501、存储器502和总线503；
其中，处理器501和存储器502通过所述总线503完成相互间的通信；
处理器501用于调用存储器502中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求；基于所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求；基于所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求；基于所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS。
图6为依照本发明另一实施例的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法示意图，如图6所示，本发明实施例提供另一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，其执行主体为第二类终端或基站，即，本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，该方法可以由第二类终端构建，也可以由基站构建，本实施例以由基站进行构建为例进行说明。所述方法包括：
步骤S601、获取第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS。
首先，基站需要获取第一类帧，第一类帧为第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的帧，第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第三子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS。其中，第一类终端区别于第二类终端，在mMTC与HTC共存的网络环境中，mMTC和HTC是两类不同的终端。本实施例以第一类终端为HTC终端，例如手机等，进行说明。
步骤S602、基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
第一类终端区别于第二类终端，在mMTC与HTC共存的网络环境中，mMTC和HTC是两类不同的终端。本实施例以第二类终端为mMTC-CH，进行详细说明。
具体的，如图2所示，在mMTC与HTC共存的网络环境中，由于mMTC设备数量巨大，为了提高通信效率，便于管理，通常将mMTC设备进行分簇，多个mMTC设备分成一个簇。针对一个簇，设置一个mMTC设备作为mMTC簇头节点(massive Machine Type of CommunicationCluster Head，mMTC-CH)，简称簇头节点(Cluster Head，CH)，其他mMTC设备作为成员节点，成员节点需要通过CH与基站(Base Station，BS)进行通信。
在mMTC与HTC共存的网络环境中，将HTC终端与基站之间进行通信时所使用的帧命名为第一类帧，在D-TDD系统中，通过控制第一类帧中上下行子帧的比例，来调整数据接收和发送的资源分配。将mMTC-CH与基站之间进行通信时所使用的帧命名为第二类帧，在D-TDD系统中，通过控制第二类帧中上下行子帧的比例，来调整数据接收和发送的资源分配。
如图3所示，在根据HTC终端的资源需求构建出第一类帧之后，还需要构建出第二类帧。第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的LP-ABS。基于构建出的第一类帧构建第二类帧，第二类帧的结构与第一类帧的结构相对应。
第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
由于mMTC-CH的DL/UL业务不对称的流量传输特性，在每个小区对应的第二类帧结构中，第六子帧集部分动态地配置上行和下行子帧的数量。即mMTC-CH根据自身的流量需求，对资源的需求，在第六子帧集上动态地配置上下行子帧的数量，以满足mMTC-CH的通信需求。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，通过构建一种新的帧结构，该新的帧用于第二类终端与基站之间的数据传输，并根据第一类帧构建所述第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，第五子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第六子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向基站发送数据的上行子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率。
在以上各实施例的基础上，进一步地，通过所述第四子帧集中的子帧进行数据传输时，与所述第一子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；
通过所述第五子帧集中的子帧进行数据传输时，与所述第二子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步。
具体的，如图3所示，本实施例中，第二类终端与基站之间进行通信时所使用的帧为第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
第一类终端与基站之间进行通信时所使用的帧为第一类帧，第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的LP-ABS。
本实施例给出了一种第四子帧集和第五子帧集中的上下行子帧的配比，具体配比为DDDDDDDUUUUUUUU，对应的子帧编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14，即，第一子帧集中包含7个下行子帧，第二子帧集中包含8个上行子帧。第一子帧集和第二子帧集中的上下行子帧的配比，与第四子帧集和第五子帧集中的上下行子帧的配比相同，也为DDDDDDDUUUUUUUU，对应的子帧编号分别为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13和14，即，第四子帧集中也包含7个下行子帧，第五子帧集中也包含8个上行子帧。
通过所述第四子帧集中的子帧进行数据传输时，与第一子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；通过所述第五子帧集中的子帧进行数据传输时，与第二子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步。即，第二类终端通过第二类帧中编号为7的子帧向基站发送数据的同时，第一类终端通过第一类帧中编号为7的子帧向基站发送数据；基站通过第二类帧中编号为1的子帧向第二类终端发送数据的同时，基站通过第一类帧中编号为1的子帧向第一类终端发送数据。其他编号的子帧也是同步传输，不再赘述。
由于mMTC-CH原本在
Figure GDA0002385449280000211
上与本小区内的HTC终端保持同步传输，这就导致了第二类帧结构可以被分为六个部分，这六个部分所占的比例值分别为
Figure GDA0002385449280000212
如图3所示，本发明实施例设计小区j中HTC终端在比例值为
Figure GDA0002385449280000213
对应的子帧集上没有数据传输，所以mMTC-CH在比例值为
Figure GDA0002385449280000214
对应的子帧集上传输的频谱效率相对较高。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，通过构建一种新的帧结构，该新的帧用于第二类终端与基站之间的数据传输，并根据第一类帧构建所述第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，第五子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第六子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向基站发送数据的上行子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且第二类帧中的部分子帧与第一类帧中的部分子帧保持同步，更加有效的消除了干扰。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述第二类帧的帧长度与所述第一类帧的帧长度相等。
具体的，如图3所示，第二类帧的帧长度与第一类帧的帧长度相等。例如，第二类帧的帧长度为20ms，第二类帧共包含20个子帧，每个子帧的长度为1ms。则第一类帧的帧长度也为20ms，第一类帧也共包含20个子帧，每个子帧的长度为1ms。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，通过构建一种新的帧结构，该新的帧用于第二类终端与基站之间的数据传输，并根据第一类帧构建所述第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，第五子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第六子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向基站发送数据的上行子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且第二类帧的帧长度与第一类帧的帧长度相等，更加有效的消除了干扰。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述基于所述第一类帧构第二类帧，具体为：
根据所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一比例值，确定所述第四子帧集在所述第二类帧中所占的第四比例值；
根据所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二比例值，确定所述第五子帧集在所述第二类帧中所占的第五比例值；
根据所述第三子帧集在所述第一类帧中所占的第三比例值，确定所述第六子帧集在所述第二类帧中所占的第六比例值。
具体的，在基于第一类帧构建第二类帧时，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
首先，根据第一子帧集在第一类帧中所占的第一比例值，确定第四子帧集在第二类帧中所占的第四比例值，优选的，第四子帧集在第二类帧中所占的第四比例值，与第一子帧集在第一类帧中所占的第一比例值相等。
根据第二子帧集在第一类帧中所占的第二比例值，确定第五子帧集在第二类帧中所占的第五比例值，优选的，第五子帧集在第二类帧中所占的第五比例值，与第二子帧集在第一类帧中所占的第二比例值相等。
根据第三子帧集在第一类帧中所占的第三比例值，确定第六子帧集在第二类帧中所占的第六比例值，优选的，第六子帧集在第二类帧中所占的第六比例值，与第三子帧集在第一类帧中所占的第三比例值相等。
然后，再获取mMTC-CH的上行队列值和下行队列值，并基于上行队列值和下行队列值，确定第六子帧集中下行子帧和/或上行子帧所占的比例值。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，通过构建一种新的帧结构，该新的帧用于第二类终端与基站之间的数据传输，并根据第一类帧构建所述第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，第五子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第六子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向基站发送数据的上行子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且根据第一类帧中的各部子帧集所占的比例，确定第二类帧中各部分子帧集所占的比例，使构建出的第二类帧结构更加准确、避免了资源浪费，更加有效的避免了相互干扰。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述方法还包括：
获取所述第二类终端的上行队列值和下行队列值，并基于所述上行队列值和所述下行队列值，确定所述第六子帧集中用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧的第七比例值和/或用于向所述基站发送数据的上行子帧所占的第八比例值。
具体的，通过获取mMTC-CH的上行队列值和下行队列值，并基于上行队列值和下行队列值，确定第六子帧集中下行子帧和/或上行子帧所占的比例值。
其中，mMTC-CH的上行队列值用于指示mMTC-CH的上行队列中数据量的大小。mMTC-CH的上行队列中数据量越大，mMTC-CH的上行队列值越大。mMTC-CH的下行队列值用于指示mMTC-CH的下行队列中数据量的大小。mMTC-CH的下行队列中数据量越大，mMTC-CH的下行队列值越大。
计算mMTC-CH的上行队列值和下行队列值的公式如下：
Figure GDA0002385449280000231
Figure GDA0002385449280000232
其中，[·]+＝max{·,0}，
Figure GDA0002385449280000233
是t+1时刻下行队列值，
Figure GDA0002385449280000234
是t时刻下行队列值，
Figure GDA0002385449280000235
是下行队列中发送数据的吞吐量，
Figure GDA0002385449280000236
是下行队列中接收的数据包的数量，其服从参数为
Figure GDA0002385449280000237
的泊松分布。
Figure GDA0002385449280000238
是t+1时刻上行队列值，
Figure GDA0002385449280000239
是t时刻上行队列值，
Figure GDA00023854492800002310
是上行队列中发送数据的吞吐量，
Figure GDA0002385449280000241
是上行队列中接收的数据包的数量，其服从参数为
Figure GDA0002385449280000242
的泊松分布。
然后，通过计算目标函数，得到所述第六子帧集中用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧的第七比例值和/或用于向所述基站发送数据的上行子帧所占的第八比例值。
目标函数为：
Figure GDA0002385449280000243
目标函数的约束条件为：
C1:
Figure GDA0002385449280000244
C2:
Figure GDA0002385449280000245
C3:
Figure GDA0002385449280000246
C4:
Figure GDA0002385449280000247
第六子帧集中用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧的第七比例值
Figure GDA0002385449280000248
第六子帧集中用于向所述基站发送数据的上行子帧所占的第八比例值
Figure GDA0002385449280000249
的值通过具体分配结果
Figure GDA00023854492800002410
Figure GDA00023854492800002411
确定：
Figure GDA00023854492800002412
Figure GDA00023854492800002413
其中，
Figure GDA00023854492800002414
为下行资源分配变量，
Figure GDA00023854492800002415
为上行资源分配变量。
本发明实施例提供的基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，通过构建一种新的帧结构，该新的帧用于第二类终端与基站之间的数据传输，并根据第一类帧构建所述第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，第五子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第六子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向基站发送数据的上行子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率，并且根据第二类终端的实际需求，确定第二类帧中第六子帧集中上下行子帧的比例，使构建出的第二类帧更加准确、避免了资源浪费。
图7为依照本发明另一实施例的帧结构的构建装置示意图，如图7所示，本发明实施例提供另一种帧结构的构建装置，用于完成图6所示出的上述实施例中所述的方法，具体包括第二获取模块701和第二构建模块702，其中，
第二获取模块701用于获取第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS；
第二构建模块702用于基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
本发明实施例提供的帧结构的构建装置，用于完成图6所示出的上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的构建装置完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供的帧结构的构建装置，通过构建一种新的帧结构，该新的帧用于第二类终端与基站之间的数据传输，并根据第一类帧构建所述第二类帧，第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，第五子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，第六子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向基站发送数据的上行子帧，从减少mMTC和HTC的上下行串扰，适应不同网络的上下行业务量需求，并且降低了系统的复杂度，提高了资源利用率。
图8为本发明另一实施例提供的用于构建帧结构的电子设备的结构示意图，如图8所示，所述设备包括：处理器801、存储器802和总线803；
其中，处理器801和存储器802通过所述总线803完成相互间的通信；
处理器801用于调用存储器802中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
获取第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS；
基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
获取第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS；
基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
获取第一类帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS；
基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
最后应说明的是：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 (9)

1.一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，其特征在于，包括：
获取每一第一类终端的传输信息，所述传输信息用于指示所述第一类终端的资源需求；
基于每一所述传输信息构建第一类帧，所述第一类帧为所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS，以供所述基站或者第二类终端基于所述第一类帧构建第二类帧；
所述基于每一所述传输信息构建第一类帧，具体为：
对于任一第一类终端，根据所述第一类终端的传输信息，确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一候选比例值；根据所述第一类终端的传输信息，确定所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二候选比例值；
选择所有第一候选比例值中的最大值作为第一比例值，所述第一比例值为所述第一子帧集在所述第一类帧中所占比例的最终值；选择所有第二候选比例值中的最大值作为第二比例值，所述第二比例值为所述第二子帧集在所述第一类帧中所占比例的最终值；并根据所述第一比例值和所述第二比例值确定第三比例值，所述第三比例值为所述第三子帧集在所述第一类帧中所占比例的最终值；
所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输信息包含所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一类终端的传输信息，确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一候选比例值，具体为：
根据所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种，确定所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一候选比例值；
所述根据所述第一类终端的传输，确定所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二候选比例值，具体为：
根据所述第一类终端的上行数据流数量、所述第一类终端的下行数据流数量、所述第一类终端的上行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的下行队列接收到的数据包的数量、所述第一类终端的上行平均频谱效率和所述第一类终端的下行平均频谱效率中的多种，确定所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二候选比例值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过所述第一子帧集中的子帧进行数据传输时，与第四子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；
通过所述第二子帧集中的子帧进行数据传输时，与第五子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；
其中，所述第四子帧集和所述第五子帧集包含于第二类帧中，所述第二类帧为第二类终端与所述基站进行数据传输所使用的帧，所述第四子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
5.一种基于动态上下行的系统共存帧结构构建方法，其特征在于，包括：
获取采用如权利要求1-4任一项所述方法构建而成的所述第一类帧，所述第一类帧为所有第一类终端与基站之间进行数据传输所使用的统一的帧，所述第一类帧包含第一子帧集、第二子帧集和第三子帧集，所述第一子帧集包含若干个用于向第一类终端发送数据的下行子帧，所述第二子帧集包含若干个用于向基站发送数据的上行子帧，所述第三子帧集包含若干个用于向所述第一类终端发送数据的低功率几乎空白子帧LP-ABS；
基于所述第一类帧构建第二类帧，所述第二类帧包含第四子帧集、第五子帧集和第六子帧集，所述第四子帧集包含若干个用于向第二类终端发送数据的下行子帧，所述第五子帧集包含若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧，所述第六子帧集包含若干个用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧和若干个用于向所述基站发送数据的上行子帧。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述第四子帧集中的子帧进行数据传输时，与所述第一子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步；
通过所述第五子帧集中的子帧进行数据传输时，与所述第二子帧集中的子帧上的数据传输在时间上保持同步。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一类帧构第二类帧，具体为：
根据所述第一子帧集在所述第一类帧中所占的第一比例值，确定所述第四子帧集在所述第二类帧中所占的第四比例值；
根据所述第二子帧集在所述第一类帧中所占的第二比例值，确定所述第五子帧集在所述第二类帧中所占的第五比例值；
根据所述第三子帧集在所述第一类帧中所占的第三比例值，确定所述第六子帧集在所述第二类帧中所占的第六比例值。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二类帧的帧长度与所述第一类帧的帧长度相等。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述第二类终端的上行队列值和下行队列值，并基于所述上行队列值和所述下行队列值，确定所述第六子帧集中用于向所述第二类终端发送数据的下行子帧的第七比例值和/或用于向所述基站发送数据的上行子帧所占的第八比例值。
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