CN108834214B - 一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置，所述方法包括：在一个分配周期内，基于终端的上下行队列值，获取最大队列值，基于所述最大队列值，获取相应的资源分配变量，所述资源分配变量不限于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；基于所述资源分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。

Description

一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置。
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。在TDD-LTE系统中，共有七种上下行配置，如表1所示，基站根据终端的上下行网络流量，选择不同的上下行配置，对时隙资源进行分配。
表1 TDD-LTE系统中上下行配置
Figure BDA0001634640070000011
但是，在海量机器类通信(massive Machine Type of Communication，mMTC)与人类通信(Human Type of Communication，HTC)共存的网络环境中，需要对mMTC设备所需的时隙资源进行精细化分配，现有技术中TDD-LTE系统的上下行配置只有七种，时隙资源的分配不灵活，不精准，导致资源利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置，解决了现有技术中时隙资源的分配不灵活，不精准，导致资源利用率低的技术问题。
为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，包括：
在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值均包含上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值；
基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；
基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
另一方面，本发明提供一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置，包括：
第一获取模块，用于在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值包含每一终端的上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值；
第二获取模块，用于基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；
分配模块，用于基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
再一方面，本发明提供一种用于时隙资源分配的电子设备，包括：
存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。
又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法及装置，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。
附图说明
图1为依照本发明实施例的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法的示意图；
图2为依照本发明实施例的终端与基站间进行数据传输的预设帧结构示意图；
图3为依照本发明实施例的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法的逻辑流程图；
图4为依照本发明实施例的基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置的示意图；
图5为本发明实施例提供的用于时隙资源分配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上下行队列均衡的时隙资源分配方法的示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，其执行主体为基站，所述包括：
步骤S10、基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值均包含上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值。
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。
优选的，本发明实施例中所述终端为CH设备。本发明实施例提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，从终端队列值均衡的角度出发，对时隙资源进行分配。同一个基站下通常会接入多个终端，首先，基站需要获取到每一终端的队列值，所述队列值用于指示终端的数据传输队列中数据量的大小，例如，队列值越大，则表示终端的数据传输队列中的数据量越大，队列值越小，则表示终端的数据传输队列中的数据量越小；所述队列值包含上行队列值和下行队列值，所述上行队列值用于指示终端的上行数据传输队列中数据量的大小，例如，上行队列值越大，则表示终端的上行数据传输队列中的数据量越大，上行队列值越小，则表示终端的上行数据传输队列中的数据量越小；所述下行队列值用于指示终端的上行数据传输队列中数据量的大小，例如，下行队列值越大，则表示终端的下行数据传输队列中的数据量越大，下行队列值越小，则表示终端的下行数据传输队列中的数据量越小。
然后，从所有的上行队列值和所有的下行队列值中筛选出最大队列值。所述最大队列值可以是上行队列值，也可以是下行队列值。筛选出最大队列值以后，还需要确定最大队列值对应的终端，即目标终端。即，在当前时隙资源分配周期中，所述目标终端对应的上行队列值或者下行队列值最大。
步骤S20、基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小。
在确定最大队列值，以及最大队列值对应的目标终端之后，再基于所述最大队列值，获取在为所述目标终端分配时隙资源时需要的分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小。
步骤S30、基于所述分配变量，对所述目标终端进行时隙资源分配。
最后，基站基于分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端之前，还包括：
对于任一终端，获取所述终端的上行队列中发送数据的吞吐量、所述终端的下行队列中发送数据的吞吐量、所述终端的上行队列中接收的数据包的数量，以及所述终端的下行队列中接收的数据包的数量；
基于所述终端的上行队列中发送数据的吞吐量和所述终端的上行队列中发送的接收的数据包的数量，获取所述终端的上行队列值；
基于所述终端的下行队列中发送数据的吞吐量和所述终端的下行队列中接收的数据包的数量，获取所述终端的下行队列值。
具体的，对于接入基站的任一终端，基站首先获取所述终端的上行队列中发送数据的吞吐量、所述终端的下行队列中发送数据的吞吐量、所述终端的上行队列中接收的数据包的数量，以及所述终端的下行队列中接收的数据包的数量。
然后，基于所述终端的上行队列中发送数据的吞吐量和所述终端的上行队列中接收的数据包的数量，获取所述终端的上行队列值。
基于所述终端的下行队列中发送数据的吞吐量和所述终端的下行队列中接收的数据包的数量，获取所述终端的下行队列值。
获取终端的队列值的公式如下：
Figure BDA0001634640070000061
Figure BDA0001634640070000062
其中，[·]+＝max{·,0}，
Figure BDA0001634640070000063
为接入基站j的终端i在t+1时刻的下行队列值，
Figure BDA0001634640070000064
为接入基站j的终端i在t时刻的下行队列值，
Figure BDA0001634640070000065
为接入基站j的终端i的下行队列中发送数据的吞吐量，
Figure BDA0001634640070000066
为接入基站j的终端i的下行队列中接收的数据包的数量，
Figure BDA0001634640070000067
为接入基站j的终端i在t+1时刻的上行队列值，
Figure BDA0001634640070000068
为接入基站j的终端i在t时刻的上行队列值，
Figure BDA0001634640070000069
为接入基站j的终端i的上行队列中发送数据的吞吐量，
Figure BDA00016346400700000610
为接入基站j的终端i的上行队列中接收的数据包的数量。
计算下行队列中发送数据的吞吐量
Figure BDA00016346400700000611
和上行队列中发送数据的吞吐量
Figure BDA00016346400700000612
的具体公式如下：
Figure BDA00016346400700000613
Figure BDA00016346400700000614
其中，
Figure BDA00016346400700000615
是下行队列中发送数据的速率，
Figure BDA00016346400700000616
是上行队列中发送数据的速率，
Figure BDA00016346400700000617
是分配给每一CH的下行时隙资源的分配变量，
Figure BDA00016346400700000618
是分配给每一CH的上行时隙资源的分配变量，其中，
Figure BDA00016346400700000619
为在第一子帧集的第一部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000620
为在第一子帧集的第二部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000621
为在第二子帧集的第一部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000622
为在第二子帧集的第二部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000623
为在第三子帧集上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000624
为在第三子帧集上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量。
Figure BDA00016346400700000625
表示下行队列中接收的数据包的数量，
Figure BDA00016346400700000626
表示队列中接收的数据包的数量，其分别服从参数为
Figure BDA00016346400700000627
的泊松分布。
图2为依照本发明实施例的终端与基站间进行数据传输的预设帧结构示意图，如图2所示，本发明实施例中终端与基站间进行数据传输的预设帧包括包含第一子帧集、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目标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所述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目标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。
第一子帧集在所述预设帧中所占的比例值为αd，第二子帧集在所述预设帧中所占的比例值为αu，第三子帧集在所述预设帧中所占的比例值为αl。第一子帧集又可以分为两部分，第一部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000071
第二部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000072
其中，第二部分上数据传输的频谱效率相对于第一部分较高；第二子帧集又可以分为两部分，第一部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000073
第二部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000074
其中，第二部分上数据传输的频谱效率相对于第一部分较高；第三子帧集中上下行子帧的比例根据终端的资源需求动态调整，上行行子帧的比例并不固定，第三子帧集中下行子帧在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000075
第三子帧集中上行子帧在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000076
通过随机几何(Stochastic Geometry，SG)方法计算终端的传输速率的具体步骤如下：
网络中用户终端所有的干扰可以表示为：
Figure BDA0001634640070000077
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 BDA0001634640070000078
其中ri,j表示终端i到基站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)。
则接入到基站j的用户终端i的在第一子帧集上的频谱效率为：
Figure BDA0001634640070000081
其中，
Figure BDA0001634640070000082
表示网络中用户终端i来自其它用户终端的干扰，步骤(a)是由hi～exp(1)分布推得的，步骤(b)是随机变量
Figure BDA0001634640070000083
的拉布拉斯变换得来，并且进一步推导可得：
Figure BDA0001634640070000084
Figure BDA0001634640070000085
代表
Figure BDA0001634640070000086
rj是用户终端到基站j的最小距离，本发明取α＝4，因此，用户终端的频谱效率为：
Figure BDA0001634640070000087
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 BDA0001634640070000088
同理，用户终端在第三子帧集上传输的频谱效率为：
Figure BDA0001634640070000091
Figure BDA0001634640070000092
由于传播环境的变化，此处修正为
Figure BDA0001634640070000093
其中，pu,pd是第三子帧集上上下行数据流所占的比例。
然后可以通过频谱效率计算出接入到基站j的终端i传输速率：
Figure BDA0001634640070000094
其中，
Figure BDA0001634640070000095
为接入到基站j的终端i在第一子帧集上的传输速率，
Figure BDA0001634640070000096
为接入到基站j的终端i在第二子帧集上的传输速率，
Figure BDA0001634640070000097
为接入到基站j的终端i在第三子帧集上的传输速率，B为传输带宽。
本发明实施例采用最小化终端的最大队列值去分配时隙资源来实现队列网络平衡的目标。目标函数为：
Figure BDA0001634640070000098
其约束条件如下：
Figure BDA0001634640070000099
Figure BDA00016346400700000910
Figure BDA00016346400700000911
Figure BDA00016346400700000912
其中，
Figure BDA00016346400700000913
为在第一子帧集的第一部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000914
为在第一子帧集的第二部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000915
为在第二子帧集的第一部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000916
为在第二子帧集的第二部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000917
为在第三子帧集上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700000918
为在第三子帧集上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量。
Figure BDA00016346400700000919
为第一子帧集中的第一部分在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA0001634640070000101
为第一子帧集中的第二部分在预设帧中所占的比例值；第二子帧集又可以分为两部分，
Figure BDA0001634640070000102
为第二子帧集中的第一部分在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA0001634640070000103
为第二子帧集中的第二部分在预设帧中所占的比例值；
Figure BDA0001634640070000104
为第三子帧集中下行子帧在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA0001634640070000105
为第三子帧集中上行子帧在预设帧中所占的比例值。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。并通过终端的相关参数，计算出终端的队列值，更精准的获取了终端对资源的具体需求，从而使时隙资源的分配更精准，进一步提高了资源利用率。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述基于所述最大队列值，获取分配变量，具体为：
利用次梯度下降算法，获取所述最大队列值的次梯度；
基于所述最大队列值的次梯度，获取分配变量。
具体的，在获取到最大队列值以后，基于所述最大队列值，获取分配变量。本发明实施例利用次梯度下降(SubGradient Descent，SGD)算法获取分配变量。
图3为依照本发明实施例的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法的逻辑流程图，如图3所示，首先，步骤S301：初始化接入基站中的所有终端的队列值
Figure BDA0001634640070000106
资源分配变量x(i,j)(t)和帧结构中各部分的比例值
Figure BDA0001634640070000107
以及外部迭代变量l，以便计算下一时刻的所有队列值
Figure BDA0001634640070000108
其中，x(i,j)(t)表示一组变量，可以表示成一个向量，一个元素表示在帧结构中的其中一部分上分配时隙资源的大小，即，
Figure BDA0001634640070000109
其中，
Figure BDA00016346400700001010
为在第一子帧集的第一部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700001011
为在第一子帧集的第二部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700001012
为在第二子帧集的第一部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA00016346400700001013
为在第二子帧集的第二部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000111
为在第三子帧集上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000112
为在第三子帧集上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量。
步骤S302：按照上述方法中的计算公式，分别计算每个终端的队列值
Figure BDA0001634640070000113
其中，Y＝U或者，Y＝D，
Figure BDA0001634640070000114
表示接入基站j的终端i在t+1时刻的下行队列值，
Figure BDA0001634640070000115
表示接入基站j的终端i在t+1时刻的上行队列值。
步骤S303：初始化内部迭代变量k，并获取最大队列值
Figure BDA0001634640070000116
以及所述最大队列值
Figure BDA0001634640070000117
对应的目标终端i*。具体的计算公式如下：
Figure BDA0001634640070000118
Figure BDA0001634640070000119
其中，y＝u或者，y＝d，u表示上行，d表示下行。
步骤S304-S307：利用次梯度下降算法获取分配变量
Figure BDA00016346400700001110
其中，步骤304中，计算最大队列值
Figure BDA00016346400700001111
的次梯度
Figure BDA00016346400700001112
步骤305中，获取次梯度下降算法的迭代步长sk，其中，
Figure BDA00016346400700001113
c为预设常数，k为迭代次数；步骤306中，基于所述最大队列值的次梯度，获取分配变量，具体公式为：
Figure BDA00016346400700001114
其中，
Figure BDA00016346400700001115
为第k次迭代的分配变量，
Figure BDA00016346400700001116
为
Figure BDA00016346400700001117
更新后的分配变量。利用次梯度下降算法，获得分配变量，使资源分配更高效，更精准。
步骤S308-S315：基于所述分配变量，对目标终端进行时隙资源分配。
如，步骤S308，用分配变量
Figure BDA00016346400700001118
更新
Figure BDA00016346400700001119
即按照分配变量
Figure BDA00016346400700001120
给目标终端分配时隙资源后，相应的最大队列值
Figure BDA00016346400700001121
将会发生变化。步骤S309，将更新后的
Figure BDA00016346400700001122
的值赋予下一迭代周期中目标终端的队列值
Figure BDA00016346400700001123
步骤S310，判断
Figure BDA00016346400700001124
与所有队列值
Figure BDA00016346400700001125
中的最大值的关系。若
Figure BDA00016346400700001126
小于
Figure BDA00016346400700001127
则进行步骤S311，外部迭代变量l的值加一，步骤S313中，判断外部迭代变量l的大小，若l大于第一预设阈值，例如100时，则继续执行步骤303，进行下一个分配周期，若l小于该第一预设阈值，则执行步骤314，输出
Figure BDA00016346400700001128
和x(i,j)(t)。若
Figure BDA00016346400700001129
大于等于
Figure BDA00016346400700001130
则进行步骤S312，内部迭代变量k的值加一，步骤S315中，判断内部迭代变量k的大小，若k大于第二预设阈值，例如300时，则继续利用次梯度下降算法获取新的分配变量，进行下一个分配周期，若k小于该第二预设阈值，则执行步骤311。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述基于所述分配变量，对所述目标终端进行时隙资源分配之前，还包括：
根据预设的目标函数和预设的约束条件，将所述分配变量向预设限制域进行投影运算，对所述分配变量进行校正，获取校正后的分配变量；
相应地，基于所述校正后的分配变量，对所述目标终端进行时隙资源分配。
具体的，如图3所示，通过上述方法计算出的分配变量有可能存在不合理的情况，例如计算出的分配变量值过大，超出了终端与基站之间进行数据传输时所使用的帧结构中的边界要求，因此，基于分配变量，对目标终端进行时隙资源分配之前，还包括：对分配变量进行校正，获取校正后的分配变量。
具体为步骤307，将
Figure BDA0001634640070000121
向预设限制域投影，对分配变量
Figure BDA0001634640070000122
进行校正，即可得到校正后的
Figure BDA0001634640070000123
并将
Figure BDA0001634640070000124
的值赋于
Figure BDA0001634640070000125
具体的，将
Figure BDA0001634640070000126
向预设限制域投影，对分配变量进行校正，获取校正后的分配变量。该预设限制域包括，预设的目标函数和预设的约束条件。根据预设的目标函数和预设的约束条件，对所述分配变量进行校正，获取校正后的分配变量。预设的目标函数和预设的约束条件如下：
Figure BDA0001634640070000127
Figure BDA0001634640070000128
Figure BDA0001634640070000129
Figure BDA00016346400700001210
其中，n＝1，或n＝2，或n＝3，y表示上行或下行，
Figure BDA00016346400700001211
为在第一子帧集的第一部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000131
为在第一子帧集的第二部分上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000132
为在第二子帧集的第一部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000133
为在第二子帧集的第二部分上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000134
为在第三子帧集上分配给终端的下行时隙资源时的分配变量，
Figure BDA0001634640070000135
为在第三子帧集上分配给终端的上行时隙资源时的分配变量。
Figure BDA0001634640070000136
为第一子帧集中的第一部分在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA0001634640070000137
为第一子帧集中的第二部分在预设帧中所占的比例值；第二子帧集又可以分为两部分，
Figure BDA0001634640070000138
为第二子帧集中的第一部分在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA0001634640070000139
为第二子帧集中的第二部分在预设帧中所占的比例值；
Figure BDA00016346400700001310
为第三子帧集中下行子帧在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA00016346400700001311
为第三子帧集中上行子帧在预设帧中所占的比例值，
Figure BDA00016346400700001312
为第三子帧集在预设帧中所占的比例值。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。并通过校正分配变量，使资源分配更精准。
在以上各实施例的基础上，进一步地，所述预设的约束条件基于预设帧获得，所述预设帧为所述目标终端与基站之间进行数据传输时所使用的帧。
图2为依照本发明实施例的终端与基站间进行数据传输的预设帧结构示意图，如图2所示，本发明实施例中终端与基站间进行数据传输的预设帧包括包含第一子帧集、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目标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所述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目标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。
第一子帧集在所述预设帧中所占的比例值为αd，第二子帧集在所述预设帧中所占的比例值为αu，第三子帧集在所述预设帧中所占的比例值为αl。第一子帧集又可以分为两部分，第一部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000141
第二部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000142
其中，第二部分上数据传输的频谱效率相对于第一部分较高；第二子帧集又可以分为两部分，第一部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000143
第二部分在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000144
其中，第二部分上数据传输的频谱效率相对于第一部分较高；第三子帧集中上下行子帧的比例根据终端的资源需求动态调整，上行行子帧的比例并不固定，第三子帧集中下行子帧在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000145
第三子帧集中上行子帧在所述预设帧中所占的比例值为
Figure BDA0001634640070000146
终端与基站间进行数据传输的预设帧中的各部分的比例值，是约束条件中分配变量的边界值，即，计算获得的分配变量不能超出预设帧中的各部分的比例值。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。并通过校正分配变量，使资源分配更精准。
图4为依照本发明实施例的基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置的示意图，如图4所示，本发明实施例提供一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置，包括第一获取模块401、第二获取模块402和分配模块403，其中，第一获取模块401用于在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值包含每一终端的上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值；
第二获取模块402用于基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；
分配模块403用于基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
本发明实施例提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的分配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。
本发明提供的基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置，从终端队列值均衡的角度出发，获取每一终端的队列值，并根据最大队列值计算分配变量，完成时隙资源的分配，分配方法灵活，精准，从而提高了资源利用率。
图5为本发明实施例提供的用于时隙资源分配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：在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值均包含上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值；基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
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：在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值均包含上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值；基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
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：在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值均包含上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值；基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置及设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
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)

1.一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配方法，其特征在于，包括：
在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值均包含上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值，所述队列值用于指示终端的数据传输队列中数据量的大小；
基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；
基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端之前，还包括：
对于任一终端，获取所述终端的上行队列中发送数据的吞吐量、所述终端的下行队列中发送数据的吞吐量、所述终端的上行队列中接收的数据包的数量，以及所述终端的下行队列中接收的数据包的数量；
基于所述终端的上行队列中发送数据的吞吐量和所述终端的上行队列中接收的数据包的数量，获取所述终端的上行队列值；
基于所述终端的下行队列中发送数据的吞吐量和所述终端的下行队列中接收的数据包的数量，获取所述终端的下行队列值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征所述基于所述最大队列值，获取分配变量，具体为：
利用次梯度下降算法，获取所述最大队列值的次梯度；
基于所述最大队列值的次梯度，获取分配变量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述分配变量，对所述目标终端进行时隙资源分配之前，还包括：
根据预设的目标函数和预设的约束条件，对所述分配变量进行校正，获取校正后的分配变量；
相应地，基于所述校正后的分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的约束条件基于预设帧获得，所述预设帧为所述目标终端与基站之间进行数据传输时所使用的帧。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设帧包含第一子帧集、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目标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所述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目标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。
7.一种基于上下行队列均衡的时隙资源分配装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于在一个分配周期内，基于获取到的每一终端的队列值，获取最大队列值，以及所述最大队列值对应的目标终端，所述每一终端的队列值包含每一终端的上行队列值和下行队列值，所述最大队列值为所有的上行队列值和所有的下行队列值中的最大值，所述队列值用于指示终端的数据传输队列中数据量的大小；
第二获取模块，用于基于所述最大队列值，获取分配变量，所述分配变量用于指示分配给所述目标终端的时隙资源的大小；
分配模块，用于基于所述分配变量，为所述目标终端分配时隙资源。
8.一种用于时隙资源分配的电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至6任一所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一所述的方法。
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