CN109068389B - 窄带物联网资源分配方法、装置和基站 - Google Patents

窄带物联网资源分配方法、装置和基站 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种窄带物联网资源分配方法、装置和基站，窄带物联网资源分配方法，包括：基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置；UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数；根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。本发明各实施例能够提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高资源分配的成功率。

Description

窄带物联网资源分配方法、装置和基站
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域，特别是涉及一种窄带物联网资源分配方法、装置和基站。
背景技术
物联网是未来确定性高增长的业务，而NB-IoT(Narrow Band-Internet ofThings，窄带物联网)具有低成本、低功耗、广覆盖、大连接的特点，符合物联网的业务特征与需求。同时，NB-IoT可在现有GSM(Global System for Mobile Communication)、LTE(Long Term Evolution，长期演进)设备上实现升级，无需改变现网部署结构，无需新增基站设备即可实现全网覆盖，因此NB-IoT技术得到众多运营商的青睐和支持，被认为是物联网通信的关键技术。
在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前为UE(UserEquipment，用户设备)分配上行资源有多种调度时延以及RU(Resource Unit，资源单元)格式可以选择，不同的分配方式使得资源使用效率不同；然而传统技术的分配过程产生大量资源碎片，无线资源利用率不高。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高无线资源利用率的窄带物联网资源分配方法、装置和基站。
为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种窄带物联网资源分配方法，包括：
基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置；UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数；
根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
在其中一个实施例中，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置的步骤之前包括步骤：
根据UE的覆盖等级和/或UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合；
根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定UE最大可分配的资源单元个数。
在其中一个实施例中，根据UE的覆盖等级，确定UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
根据UE随机接入中NPRACH资源的位置，得到覆盖等级；
基于覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定UE可分配子载波个数集合；预设覆盖等级映射关系为UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随覆盖等级的增大而减少。
在其中一个实施例中，根据UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
获取UE随机接入中Msg3的PHR值；
基于PHR值，按照预设PHR映射关系，确定UE可分配子载波个数集合；预设PHR映射关系为UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随PHR值的增大而增大。
在其中一个实施例中，根据UE的覆盖等级和UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
基于覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定第一子载波个数集合；预设覆盖等级映射关系为第一子载波个数集合中的子载波个数随覆盖等级的增大而减少；
基于PHR值，按照预设PHR映射关系，确定第二子载波个数集合；预设PHR映射关系为第二子载波个数集合中的子载波个数随PHR值的增大而增大；
将第一子载波个数集合与第二子载波个数集合的交集，确认为UE可分配子载波个数集合。
在其中一个实施例中，根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定UE最大可分配的资源单元个数的步骤包括：
根据UE随机接入中Msg3的Data Volume值或根据UE上报的BSR值，得到UE待传数据量大小；
根据UE待传数据量大小以及预设MCS值，查询预设TBS表，得到UE最大可分配的资源单元个数。
在其中一个实施例中，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功的步骤包括：
依次选取UE可分配子载波个数集合中的子载波个数，并分配预设个数的资源单元；
在搜索到预设数量空闲的资源时，确认分配NPUSCH资源成功；预设数量为当前分配的资源单元的个数与当前分配的资源单元的重复传输次数的乘积。
在其中一个实施例中，根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置的步骤包括：
基于调度延迟参数，根据NPUSCH资源的起始位置，确定NPDCCH资源的位置。
在其中一个实施例中，UE可分配子载波个数集合中的子载波个数包括以下数值中的任意一种或任意组合：1、3、6以及12。
另一方面，本发明实施例提供了一种窄带物联网资源分配装置，包括：
资源分配模块，用于基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置；UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数；
位置确定模块，用于根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
一方面，本发明实施例提供了一种基站，基站用于执行上述窄带物联网资源分配方法的步骤。
在其中一个实施例中，基站为NB-IoT基站。
另一方面，本发明实施例提供了一种窄带物联网资源分配系统，包括UE以及连接UE的基站；
基站用于执行上述窄带物联网资源分配方法的步骤。
在其中一个实施例中，基站为NB-IoT基站。
一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述窄带物联网资源分配方法的步骤。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
根据UE可供分配的资源集合(即UE可分配资源集合)、依次尝试分配不同的资源大小(即分配预设个数的资源单元)，可以最大程度上填补资源碎片。同时，NPDCCH与NPUSCH的时序关系是反向确定的，即先确定NPUSCH的资源位置，再确定NPDCCH的资源位置，而NB-IoT的下行资源相比上行更容易分配成功，在UE多为上传业务的场景下，本申请能够提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高资源分配的成功率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一个实施例中窄带物联网资源分配方法的应用环境图；
图2为一个实施例中窄带物联网资源分配方法的第一示意性流程示意图；
图3为一个实施例中窄带物联网资源分配方法的第二示意性流程示意图；
图4为一个实施例中窄带物联网资源分配方法的一具体流程示意图；
图5为一个实施例中窄带物联网资源分配方法中上下行资源调度时延示意图；
图6为传统技术中NPUSCH资源分配位置示意图；
图7为一个实施例中窄带物联网资源分配方法中NPUSCH资源分配位置第一示意图；
图8为一个实施例中窄带物联网资源分配方法中NPUSCH资源分配位置第二示意图；
图9为一个实施例中窄带物联网资源分配装置的结构框图；
图10为一个实施例中UE的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
与LTE不同，NB-IoT在频域上仅支持180kHz的传输带宽，NB-IoT上下行资源的调度信息通过DCI(Downlink Control Information，下行控制信息)下发给UE，DCI消息在NPDCCH(窄带物理下行控制信道)上发送，包含调度延迟(k0)、分配资源指示等信息。UE在接收到DCI后，在指定的资源位置上发送和接收数据。其中，承载DCI的NPDCCH与承载数据的NPDSCH(窄带物理下行共享信道)、NPUSCH(窄带物理上行共享信道)之间的调度时延，通过k0参数进行指示。以NPUSCH为例：若UE检测到其DCI的最后一个传输子帧为n，那么在下行子帧n+k0后的第一个上行时隙开始NPUSCH传输。
由于NB-IoT频域只占用180kHz的传输带宽，其资源分配方式与LTE有很大不同。对于上行而言，NB-IoT支持3.75kHz与15kHz两种子载波间隔的传输方案。上行数据信道资源以RU(Resource Unit)为单位进行分配，对于3.75kHz的子载波间隔，一个RU在频域上占用3.75kHz，时域上固定占用32ms；对于15kHz的子载波间隔，一个RU在频域上可占用15kHz、45kHz、90kHz或180kHz，分别对应时域上占用8ms、4ms、2ms和1ms。
可见，为UE分配上行资源有多种调度时延以及RU格式可以选择，不同的分配方式使得资源使用效率不同；而传统技术的分配过程产生大量资源碎片，无线资源利用率不高。而本申请能够对调度时延以及RU格式进行选择，以减少分配过程中产生的资源碎片。
本申请提供的窄带物联网资源分配方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，基站102通过与UE(用户设备)104通过网络进行通信。其中，网络可以指物联网，也可以指NB-IoT；基站102可以但不限于是各类基站，例如NB-IoT基站，且基站202可以是独立的基站或者是多个基站组成的基站集群来实现；UE(用户设备)104可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种窄带物联网资源分配方法，以该方法应用于图1中的基站为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S202，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置。
其中，UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数。同时，预设个数至少大于或等于1。
具体地，可根据UE的覆盖等级以及UE上报的PHR(Power Headroom Report，功率余量报告)值，确定该UE可支持的子载波个数集合；根据系统配置的MCS(Modulation andCoding Scheme，调制与编码策略)索引值以及UE待传数据量大小，确定UE所需的最大RU个数(即UE最大可分配的资源单元个数)。
在资源分配过程中，首先确定UE可供分配的资源集合，然后根据资源集合依次尝试分配不同的资源大小。在一个具体的实施例中，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功的步骤可以包括：依次选取UE可分配子载波个数集合中的子载波个数，并分配预设个数的资源单元；在搜索到预设数量空闲的资源时，确认分配NPUSCH资源成功；预设数量为当前分配的资源单元的个数与当前分配的资源单元的重复传输次数的乘积。
下面结合一个具体的例子对本申请中NPUSCH资源分配的过程进行说明：
在可供分配的子载波个数集合{NSC_i}中，选择最大的NSC_max，首先尝试分配NRU_max(UE最大可分配的资源单元个数)个RU资源，若NPUSCH资源分配成功，则进入步骤S204；否则，减小分配RU资源个数(例如，NSC_max＝6，首先尝试分配6个RU，不成功则分配5个，依次类推)，直到搜索到Nrep*NRU个空闲的资源，则确认NPUSCH资源分配成功，进入步骤S204；
若选择NSC_max个子载波分配不成功，则在{NSC_i}中按照由大到小的顺序，选择其他的子载波个数NSC，依次尝试分配NRU_max～1个RU资源，直到搜索到Nrep*NRU空闲的资源，进入步骤S204；
其中，Nrep为链路自适应模块输出的重复传输参数，即每个RU需要重复传输的次数。其中，资源搜索仅是指在资源池中找到可用的资源，而分配成功是指的整个分配流程。基站需维护一个资源池，即时频资源位置的占用情况，可以看成是一个二维表。而从最大的RU个数开始尝试分配不同的RU个数，在资源紧张的情况下，RU个数越小，在资源池中找到可用资源的概率也就越大。
此外，一个RU可以对应不同的NSC，不同NSC下，一个RU的时频资源大小不同，即子载波个数NSC与RU之间的关系可如下：
NSC＝1，一个RU时域占8ms，频域为1个子载波；
NSC＝3，一个RU时域占6ms，频域为4个子载波；
NSC＝6，一个RU时域占4ms，频域为2个子载波；
NSC＝12，一个RU时域占1ms，频域为12个子载波；
即本申请首先确定UE可供分配的资源集合，然后根据资源集合依次尝试分配不同的资源大小，从而支持上行3.75kHz与15kHz子载波间隔同时进行分配，对于15kHz子载波间隔，可支持不同子载波个数选择策略，可以最大程度上填补资源碎片。在一个具体的实施例中，UE可分配子载波个数集合中的子载波个数包括以下数值中的任意一种或任意组合：1、3、6以及12；即本申请对于15kHz子载波间隔，支持1、3、6、12四种子载波个数选择策略。
进一步的，在NPUSCH资源分配成功(即在资源池中找到可用的资源)时，即可确定NPUSCH资源的位置。
需要说明的是，系统配置的MCS值可以指系统配置的初始MCS值，或者根据链路自适应模块输出的优化MCS值；链路自适应模块用于确定调制编码方式，即一个资源可以承载多少bit数。而链路自适应模块可归属于基站(例如，NB-IoT基站)配置的，是基站无线资源管理功能的一个模块，为资源分配模块提供输入及MCS值，而资源分配模块可根据MCS值，分配对应的资源。
进一步的，本申请优先确定NPUSCH的资源位置，即分配NPUSCH资源时不会受到调度延迟参数(k0)的约束，从而确保上行不会产生太多的资源碎片；由于NB-IoT的下行资源相比上行更容易分配成功，特别是在UE多为上传业务的场景下，本申请可提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高了资源分配的成功率。
步骤S204，根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
具体地，在NPUSCH资源分配成功时，可根据NPUSCH资源的起始位置，确定NPDCCH资源的位置；其中NPDCCH的位置与NPUSCH的位置需满足调度延迟参数的约束。
在一个具体的实施例中，根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置的步骤可以包括：基于调度延迟参数，根据NPUSCH资源的起始位置，确定NPDCCH资源的位置。
需要说明的是，传统技术一般先确定NPDCCH的资源位置，再根据NPDCCH与NPUSCH之间的时序关系，确定可供分配的NPUSCH资源的起始位置。然而根据协议对k0参数的规定，k0仅有4种取值：8、16、32或64，这就意味着一旦NPDCCH的位置确定，其对应NPUSCH的位置也就确定了。由于NB-IoT的业务类型多为上行业务，当UE数增多时，若采用传统技术这种相对固定的分配方法，容易造成大量的资源碎片，进而导致上行调度时延的增加。
而本申请先分配NPUSCH资源，再根据NPUSCH的资源位置确定NPDCCH的资源位置，分配NPUSCH资源时不会受到调度延迟参数(k0)的约束，从而确保上行不会产生太多的资源碎片；反之，分配NPDCCH资源时，需要受到调度延迟参数(k0)参数的约束，而NPDCCH资源按照子帧为单位进行分配，UE可以在一个子帧上占用整个频率资源，进而下行也不会产生太多的资源碎片。同时，NB-IoT的业务多为上行类业务，下行资源相比上行更容易分配成功，本申请可提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高了资源分配的成功率。
以上，本申请首先确定UE可供分配的资源集合，然后根据资源集合依次尝试分配不同的资源大小，支持上行3.75kHz与15kHz子载波间隔同时进行分配，对于15kHz子载波间隔，支持1、3、6、12四种子载波个数选择策略，可以最大程度上填补资源碎片。同时，本申请中NPDCCH与NPUSCH的时序关系是反向确定的，即先确定NPUSCH的资源位置，再根据k0参数确定NPDCCH的资源位置，由于NB-IoT的下行资源相比上行更容易分配成功，特别是在UE多为上传业务的场景下，本申请可提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高了资源分配的成功率。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种窄带物联网资源分配方法，以该方法应用于图1中的基站为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S302，根据UE的覆盖等级和/或UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合。
具体而言，可根据UE的覆盖等级以及UE上报的PHR值，确定该UE可支持的子载波个数集合；其中，可选的子载波个数(1，3，6，12)可依据协议规定得到，而覆盖等级与子载波个数的对应关系、PHR值与子载波个数的对应关系均可依据实际应用中的经验数值得到。例如，UE在覆盖越远(覆盖等级越大)时，需要提高单个载波上的发射功率，在总功率不变的情况下，减少分配子载波个数，从而可以提高单个子载波上功率。
在一个具体的实施例中，根据UE的覆盖等级，确定UE可分配子载波个数集合的步骤可以包括：
根据UE随机接入中NPRACH资源的位置，得到覆盖等级；基于覆盖等级，
按照预设覆盖等级映射关系，确定UE可分配子载波个数集合；预设覆盖等级映射关系为UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随覆盖等级的增大而减少。
具体地，UE的覆盖等级可通过UE随机接入过程中使用的NPRACH资源位置获得，根据UE覆盖等级，进而可按照下表-表1所示覆盖等级范围，确定子载波个数集合1：
表1-覆盖等级映射关系
UE覆盖等级 子载波个数集合
覆盖等级0 {12,6,3,1}
覆盖等级1 {6,3,1}
覆盖等级2 {3,1}
在一个具体的实施例中，根据UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合的步骤可以包括：
获取UE随机接入中Msg3的PHR值；
基于PHR值，按照预设PHR映射关系，确定UE可分配子载波个数集合；预设PHR映射关系为UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随PHR值的增大而增大。
UE在随机接入(即是接入基站，与基站建立空口连接)过程的Msg3(message3，消息3)中上报PHR，该值用于标示UE剩余功率余量的大小；进而可按照下表-表2所示的PHR对应的子载波个数集合，确定子载波个数集合2：
表2-PHR映射关系
Reported value 子载波个数集合
POWER_HEADROOM_0 {1}
POWER_HEADROOM_1 {3,1}
POWER_HEADROOM_2 {6,3,1}
POWER_HEADROOM_3 {12,6,3,1}
在一个具体的实施例中，根据UE的覆盖等级和UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
基于覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定第一子载波个数集合；预设覆盖等级映射关系为第一子载波个数集合中的子载波个数随覆盖等级的增大而减少；
基于PHR值，按照预设PHR映射关系，确定第二子载波个数集合；预设PHR映射关系为第二子载波个数集合中的子载波个数随PHR值的增大而增大；
将第一子载波个数集合与第二子载波个数集合的交集，确认为UE可分配子载波个数集合。
具体而言，可以根据上述子载波个数集合1(即第一子载波个数集合)，或者子载波个数集合2(即第二子载波个数集合)确定可供分配的子载波个数集合{NSC_i}；也可以根据上述子载波个数集合1与子载波个数集合2，两者取交集，最终确定UE可供分配的子载波个数集合{NSC_i}。
步骤S304，根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定UE最大可分配的资源单元个数。
具体而言，可根据系统配置的MCS以及UE待传数据量大小，确定UE最大分配的RU个数(即UE最大可分配的资源单元个数)。其中，UE待传数据量大小可通过UE在Msg3中上报的Data Volume值获得，或者通过UE上报的BSR(Buffer Status Report)获得，其中DataVolume与BSR均用于标识UE上行还有多少数据缓存需要发送。
而系统配置的MCS指系统配置的初始MCS值，或者根据链路自适应模块输出的优化MCS值，本申请不做限定；
在一个具体的实施例中，根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定UE最大可分配的资源单元个数的步骤可以包括：
根据UE随机接入中Msg3的Data Volume值或根据UE上报的BSR值，得到UE待传数据量大小；
根据UE待传数据量大小以及预设MCS值，查询预设TBS表，得到UE最大可分配的资源单元个数。
具体而言，根据上述UE待传数据量大小以及系统配置的MCS，查协议规定的TBS(Transport block size)表格，即可确定为UE最大分配的RU个数。
步骤S306，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置；UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数。
步骤S308，根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
需要说明的是，步骤S306～步骤S308的具体实现过程可参照上述步骤S202～步骤S204的各步骤的论述，此处不再赘述。
以上，本申请根据NPUSCH的资源位置，反向确定NPDCCH的资源位置；同时，对PHR与UE覆盖等级综合进行考量，来确定上行RU的子载波个数；再根据系统配置的MCS以及UE待传数据量大小，确定UE最大分配的RU个数，然后按照当前上行资源占用情况，为UE自适应地选择子载波个数以及RU个数；即本申请根据资源集合依次尝试分配不同的资源大小，从而可以最大程度上填补资源碎片。同时，NPDCCH与NPUSCH的时序关系是反向确定的，由于NB-IoT的下行资源相比上行更容易分配成功，特别是在UE多为上传业务的场景下，本申请可提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高了资源分配的成功率。
如图4所示，下面结合一个具体的例子对本申请中NPUSCH资源分配的过程进行说明：
步骤S402：根据UE的覆盖等级以及UE上报的PHR值，确定UE可供分配的子载波个数集合{NSC_i}。
具体地，UE的覆盖等级可通过UE随机接入过程中使用的NPRACH资源位置获得，根据UE覆盖等级，按照上述表1所示覆盖等级范围，确定子载波个数集合1。
NB-IoT最多配置3套NPRACH(窄带物理随机接入信道)参数进行广播，UE根据下行信道测量以及广播中的两个RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)门限进行比较，判决自己所处的覆盖等级，然后选择与自己覆盖等级所对应的1套NPRACH参数发起随机接入。相应地，基站可以根据UE随机接入过程中使用的NPRACH参数，获知该UE所处的覆盖等级。一般地，如果UE位于较高的覆盖等级，说明UE处于信道质量差的环境，需要提高每个RE(Resource Element，资源粒子)上的发射功率，才能保证基站可以正确解调上行数据，因此可以为UE在频域分配较少的子载波个数；反之，可以为UE在频域分配多个子载波。
UE在随机接入过程的Msg3中上报PHR(Power Headroom Report)，该值用于标示UE剩余功率余量的大小，按照表2所示PHR对应的子载波个数集合，确定子载波个数集合2。
具体地，PHR值用于标识UE在满足基站设定的目标接收功率的情况下，还有多少功率剩余。一般地，该值越大，说明UE处于距离基站相对较近的位置，有较多的功率剩余；反之，说明UE处于距离基站相对较远的位置，没有功率剩余或者剩余较少。因此，当PHR值越大时，可以为UE分配多个子载波，将多出的功率余量分配到多个子载波上，在保证每个RE上的功率不变的情况下，仍能满足基站设定的目标接收功率。
上述步骤中，可以根据子载波个数集合1，或者子载波个数集合2确定可供分配的子载波个数集合{NSC_i}；又可以根据上述子载波个数集合1与子载波个数集合2，两者取交集，最终确定UE可供分配的子载波个数集合{NSC_i}。
步骤S404：根据系统配置的MCS以及UE待传数据量大小，确定UE最大分配的RU个数NRU_max。
具体地，UE待传数据量大小可通过UE在Msg3中上报的Data Volume值获得，或者通过UE上报的BSR获得，其中Data Volume与BSR均用于标识UE上行还有多少数据缓存需要发送。
表1
Index Data Volume(DV)value[bytes] Index Data Volume(DV)value[bytes]
0 DV＝0 8 67<DV<＝91
1 0<DV<＝10 9 91<DV<＝125
2 10<DV<＝14 10 125<DV<＝171
3 14<DV<＝19 11 171<DV<＝234
4 19<DV<＝26 12 234<DV<＝321
5 26<DV<＝36 13 321<DV<＝768
6 36<DV<＝49 14 768<DV<＝1500
7 49<DV<＝67 15 DV>1500
如上表-表3所示，UE通过DV(Data Volume)值指示上行需要发送的数据量大小。
而系统配置的MCS指系统配置的初始MCS值，或者根据链路自适应模块输出的优化MCS值，这里不做限定；
根据上述UE待传数据量大小，以及系统配置的MCS，查协议规定的TBS表格，即可确定为UE最大分配的RU个数NRU_max。
假设系统为UE_1配置的MCS索引ITBS＝6，该UE的Data Volume索引等于5，查上表3可知该UE_1的上行最大数据量为36bytes，即288bit。则根据表4，至少为该UE_1分配4个RU才能满足需求，即NRU_max＝4。
假设系统为UE_2配置的MCS索引ITBS＝6，该UE_2的Data Volume索引等于10，查上面的表3可知该UE_2的上行最大数据量为172bytes，即1368bit。则根据表4，为该UE_2分配10个RU仍不能满足需求，则NRU_max＝10。
表4
Figure BDA0001788176880000161
步骤S406：在可供分配的子载波个数集合{NSC_i}中，选择最大的NSC_max，首先尝试分配NRU_max个RU资源，若分配成功，进入步骤S408；否则，减小分配RU资源个数，直到搜索到Nrep*NRU个空闲的资源，进入步骤S408；
若选择NSC_max个子载波分配不成功，则在{NSC_i}中按照由大到小的顺序，选择其他的子载波个数NSC，依次尝试分配NRU_max～1个RU资源，直到搜索到Nrep*NRU空闲的资源，进入步骤S408；
其中，Nrep为链路自适应模块输出的重复传输参数，即每个RU需要重复传输的次数。
上述步骤中，可以根据上行资源的占用情况为UE分配资源，其中，RU的子载波个数在{NSC_i}中进行选择，可以尝试分配NRU_max～1个不同的RU个数，这种灵活的资源分配方式能够最大程度上填补资源碎片。
步骤S408，若上述步骤中Nrep*NRU个空闲的资源搜索成功，则根据NPUSCH资源的起始位置，确定NPDCCH资源的位置，其中NPDCCH的位置与NPUSCH的位置需满足k0参数的约束。如图5所示，NPDCCH的最后一个传输子帧为n，那么在下行子帧n+k0后的第一个上行时隙开始NPUSCH传输，其中k0的取值为8、16、32或64。其中，图5(图6、图7)中的UL表示Upload，上行；DL表示Download，下行。
由于本申请先分配NPUSCH资源，再根据NPUSCH的资源位置确定NPDCCH的资源位置，分配NPUSCH资源时不会受到k0参数的约束，从而确保上行不会产生太多的资源碎片；反之，分配NPDCCH资源时则需要受到k0参数的约束，但由于NPDCCH资源按照子帧为单位进行分配，UE可以在一个子帧上占用整个频率资源，因此下行也不会产生太多的资源碎片。同时，NB-IoT的业务多为上行类业务，下行资源相比上行更容易分配成功，本发明提供的方法可提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高了资源分配的成功率。
如图6所示，为现有技术中NPUSCH资源分配位置示意图。其中UE标识与分配参数如下：
UE1(斜杠条纹)：RU子载波个数6，RU个数2，k0＝8；
UE2(网格条纹)：RU子载波个数6，RU个数2，k0＝8；
UE3(圆点填充)：RU子载波个数12，RU个数1，k0＝16；
由于现有技术先分配NPDCCH，再分配NPUSCH，且NPUSCH资源的格式是固定的，因此容易造成图6所示的情况，UE1与UE2之间，以及UE3与UE1、UE2之间的灰色资源为资源碎片得不到利用。
如图7所示，为本发明实施例中的一种NPUSCH资源分配位置示意图。其中UE标识与分配参数如下：
UE1(圆点填充)：RU子载波个数6，RU个数2，k0＝8；
UE2(网格条纹)：RU子载波个数6，RU个数2，k0＝16；
UE3(斜杠条纹)：RU子载波个数12，RU个数1，k0＝32；
由于本申请先分配NPUSCH资源，再根据NPUSCH的资源位置确定NPDCCH的资源位置，分配NPUSCH资源时不会受到k0参数的约束，同时，NPUSCH资源有多种方式可供选择，从而使得这种分配方式能够尽量的填满资源碎片。如图7所示，相比图6，UE1与UE2之间，以及UE3与UE1、UE2之间没有产生资源碎片。
如图8所示，为本发明实施例中的另一种NPUSCH资源分配位置示意图。其中UE标识与分配参数如下：
UE1(圆点填充)：RU子载波个数6，RU个数2，k0＝8；
UE2(网格条纹)：RU子载波个数6，RU个数1，k0＝16；
UE3(斜杠条纹)：RU子载波个数6，RU个数1，k0＝32；
图8与图7的不同之处在于：如果UE2只分配了1个子载波个数为6的RU，在为UE3分配RU资源时，根据当前资源占用情况，为UE3自适应选择分配子载波个数为6的RU资源，不再为UE3分配子载波个数为12的RU，从而填补了资源碎片。
根据本发明的分配方法，首先确定UE可供分配的资源集合，然后根据资源集合依次尝试分配不同的资源大小，支持上行3.75kHz与15kHz子载波间隔同时进行分配，对于15kHz子载波间隔，支持1、3、6、12四种子载波个数选择策略，可以最大程度上填补资源碎片。同时，NPDCCH与NPUSCH的时序关系是反向确定的，即先确定NPUSCH的资源位置，再根据k0参数确定NPDCCH的资源位置，由于NB-IoT的下行资源相比上行更容易分配成功，特别是在UE多为上传业务的场景下，本发明提供的方法可提高搜索效率，在减少资源碎片的同时，提高了资源分配的成功率。
随着运营商对加快发展蜂窝物联网技术的需求强烈，目前宏网的NB-IoT覆盖依然存在弱场或覆盖不到的场景，利用本申请可充分发挥室内覆盖的优势：根据NPUSCH的资源位置，反向确定NPDCCH的资源位置；同时，对PHR与覆盖等级综合进行考量，来确定上行RU的子载波个数；根据上行资源占用情况，自适应确定上行RU分配个数。
应该理解的是，虽然图2-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图9所示，提供了一种窄带物联网资源分配装置，包括：
资源分配模块910，用于基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定NPUSCH资源的位置；UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数；
位置确定模块920，用于根据NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
在一个具体实施例中，还包括：
资源集生成模块，用于根据UE的覆盖等级和/或UE上报的PHR值，确定UE可分配子载波个数集合；
资源个数确定模块，用于根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定UE最大可分配的资源单元个数。
在一个具体实施例中，资源集生成模块，用于根据UE随机接入中NPRACH资源的位置，得到覆盖等级；基于覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定UE可分配子载波个数集合；预设覆盖等级映射关系为UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随覆盖等级的增大而减少。
在一个具体实施例中，资源集生成模块，用于获取UE随机接入中Msg3的PHR值；基于PHR值，按照预设PHR映射关系，确定UE可分配子载波个数集合；预设PHR映射关系为UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随PHR值的增大而增大。
在一个具体实施例中，资源集生成模块，用于基于覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定第一子载波个数集合；预设覆盖等级映射关系为第一子载波个数集合中的子载波个数随覆盖等级的增大而减少；以及基于PHR值，按照预设PHR映射关系，确定第二子载波个数集合；预设PHR映射关系为第二子载波个数集合中的子载波个数随PHR值的增大而增大；将第一子载波个数集合与第二子载波个数集合的交集，确认为UE可分配子载波个数集合。
在一个具体实施例中，资源个数确定模块，用于根据UE随机接入中Msg3的DataVolume值或根据UE上报的BSR值，得到UE待传数据量大小；根据UE待传数据量大小以及预设MCS值，查询预设TBS表，得到UE最大可分配的资源单元个数。
在一个具体实施例中，资源分配模块，用于依次选取UE可分配子载波个数集合中的子载波个数，并分配预设个数的资源单元；在搜索到预设数量空闲的资源时，确认分配NPUSCH资源成功；预设数量为当前分配的资源单元的个数与当前分配的资源单元的重复传输次数的乘积。
在一个具体实施例中，位置确定模块，用于基于调度延迟参数，根据NPUSCH资源的起始位置，确定NPDCCH资源的位置。
在一个具体实施例中，UE可分配子载波个数集合中的子载波个数包括以下数值中的任意一种或任意组合：1、3、6以及12。
关于窄带物联网资源分配装置的具体限定可以参见上文中对于窄带物联网资源分配方法的限定，在此不再赘述。上述窄带物联网资源分配装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
一方面，本发明实施例提供了一种基站，基站用于执行上述窄带物联网资源分配方法的步骤。
在一个具体实施例中，基站为NB-IoT基站。
另一方面，本发明实施例提供了一种窄带物联网资源分配系统，包括UE以及连接UE的基站；
基站用于执行上述窄带物联网资源分配方法的步骤。
在一个具体实施例中，基站为NB-IoT基站。
在一个实施例中，UE的其内部结构图可以如图10所示。该UE包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时用于配合基站实现一种窄带物联网资源分配方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述窄带物联网资源分配方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种窄带物联网资源分配方法，其特征在于，包括：
基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定所述NPUSCH资源的位置；所述UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；所述预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数；
根据所述NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
2.根据权利要求1所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定所述NPUSCH资源的位置的步骤之前包括步骤：
根据UE的覆盖等级和/或UE上报的PHR值，确定所述UE可分配子载波个数集合；
根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定所述UE最大可分配的资源单元个数。
3.根据权利要求2所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，根据UE的覆盖等级，确定所述UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
根据UE随机接入中NPRACH资源的位置，得到所述覆盖等级；
基于所述覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定所述UE可分配子载波个数集合；所述预设覆盖等级映射关系为所述UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随所述覆盖等级的增大而减少。
4.根据权利要求2所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，根据UE上报的PHR值，确定所述UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
获取UE随机接入中Msg3的PHR值；
基于所述PHR值，按照预设PHR映射关系，确定所述UE可分配子载波个数集合；所述预设PHR映射关系为所述UE可分配子载波个数集合中的子载波个数随所述PHR值的增大而增大。
5.根据权利要求2所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，根据UE的覆盖等级和UE上报的PHR值，确定所述UE可分配子载波个数集合的步骤包括：
基于所述覆盖等级，按照预设覆盖等级映射关系，确定第一子载波个数集合；所述预设覆盖等级映射关系为所述第一子载波个数集合中的子载波个数随所述覆盖等级的增大而减少；
基于所述PHR值，按照预设PHR映射关系，确定第二子载波个数集合；所述预设PHR映射关系为所述第二子载波个数集合中的子载波个数随所述PHR值的增大而增大；
将所述第一子载波个数集合与所述第二子载波个数集合的交集，确认为所述UE可分配子载波个数集合。
6.根据权利要求2所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，根据UE待传数据量大小和预设MCS值，确定所述UE最大可分配的资源单元个数的步骤包括：
根据UE随机接入中Msg3的Data Volume值或根据UE上报的BSR值，得到所述UE待传数据量大小；
根据所述UE待传数据量大小以及所述预设MCS值，查询预设TBS表，得到所述UE最大可分配的资源单元个数。
7.根据权利要求1所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功的步骤包括：
依次选取所述UE可分配子载波个数集合中的子载波个数，并依次分配所述预设个数的所述资源单元；
在搜索到预设数量空闲的资源时，确认分配所述NPUSCH资源成功；所述预设数量为当前分配的资源单元的个数与所述当前分配的资源单元的重复传输次数的乘积。
8.根据权利要求1所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，根据所述NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置的步骤包括：
基于调度延迟参数，根据所述NPUSCH资源的起始位置，确定所述NPDCCH资源的位置。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的窄带物联网资源分配方法，其特征在于，所述UE可分配子载波个数集合中的子载波个数包括以下数值中的任意一种或任意组合：1、3、6以及12。
10.一种窄带物联网资源分配装置，其特征在于，包括：
资源分配模块，用于基于UE可分配资源集合，分配预设个数的资源单元，直至分配NPUSCH资源成功，确定所述NPUSCH资源的位置；所述UE可分配资源集合包括UE可分配子载波个数集合；所述预设个数的取值范围为小于或等于UE最大可分配的资源单元个数；
位置确定模块，用于根据所述NPUSCH资源的位置，确定NPDCCH资源的位置。
11.一种基站，其特征在于，所述基站用于执行权利要求1至9中任意一项所述的窄带物联网资源分配方法的步骤。
12.根据权利要求11所述的基站，其特征在于，所述基站为NB-IoT基站。
13.一种窄带物联网资源分配系统，其特征在于，包括UE以及连接所述UE的基站；
所述基站用于执行权利要求1至9中任意一项所述的窄带物联网资源分配方法的步骤。
14.根据权利要求13所述的窄带物联网资源分配系统，其特征在于，所述基站为NB-IoT基站。
15.一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权利要求1至9中任意一项所述的窄带物联网资源分配方法的步骤。
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