CN109195194B - 一种接入信道的方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种接入信道的方法、装置及设备，其中，该方法包括：获取长期演进LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；基于LTE系统和其他系统的负载强度，确定效用函数，效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性；确定效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使其他系统在空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。通过本发明实施例提供的接入信道的方法、装置及设备，能够提高系统时延性能。

Description

一种接入信道的方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种接入信道的方法、装置及设备。

背景技术

由于移动设备的数量增长和各种业务的多样性等，移动数据流量正在激增，且在线网络的流量正在呈指数地倍增，这带来了十分严峻的频谱资源短缺问题。而目前可以利用的授权频段的资源十分有限且其价格高昂，完全无法满足日益增长的流量需求。因此，在高效利用授权频段基础上，可以充分利用非授权频段来缓解流量需求带来的压力。

为了增加通信系统的吞吐量，通过长期演进(Long Term Evolution，LTE)和无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)两种系统共享基于非授权频段的信道，用户可以通过不同的系统使用未授权频段来进行通信。且为了使得LTE和WIFI能够互相不干扰，可以从时域共存的角度出发，使得两种系统间隔地接入信道，充分地利用资源。

目前一种比较通用的方式是将LTE帧中预设个子帧设置为空白子帧，以使WiFi系统在空白子帧对应的时间段内接入信道。但是，目前的技术会影响系统时延性能。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种接入信道的方法、装置及设备，以提高系统时延性能。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种接入信道的方法，包括：

获取长期演进LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；

基于所述LTE系统和所述其他系统的所述负载强度，确定效用函数，所述效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性；

确定所述效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使所述其他系统在所述空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。

可选的，所述确定所述效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，包括：

遍历预估空白子帧数目，所述预估空白子帧数目包括0至所述LTE系统中的帧数目的自然数；

依次计算不同预估空白子帧数目对应的所述效用函数；

确定各个预估空白子帧数目对应的各个所述效用函数中的最大值；

确定所述最大值对应的预估空白子帧数目为确定的空白子帧的数目。

可选的，所述基于所述LTE系统和所述其他系统的所述负载强度，确定效用函数，包括：

确定权重因子α；

确定用于表示用户满意度的第一参数P_n，以及用于表示系统共存公平性的第二参数F_n，其中，所述第一参数和所述第二参数均与所述负载强度关联；

根据所述权重因子α、所述第一参数P_n以及所述第二参数F_n，确定所述效用函数U_n为：U_n＝αP_n+(1-α)F_n。

可选的，确定所述效用函数中所述第一参数P_n，包括：

确定所述LTE系统包括的用户的第一数目N_l和所述其他系统包括的用户第二数目N_W；

获取各个用户的目标业务时延，其中，各个用户包括所述LTE系统包括的用户和所述其他系统包括的用户；

根据所述第一数目、所述第二数目、以及各个用户的目标业务时延，确定所述第一参数P_n为：

其中，P_i为用户i的用户满意度。

可选的，确定所述效用函数中所述第二参数F_n，包括：

确定所述LTE系统中基站的包服务时间S_l为：

其中，S_l,o为所述LTE系统占用信道进行服务的时间，R_w为所述其他系统中接入点的剩余时间，n为预估空白子帧数目，N为所述LTE系统中的帧数目；

确定所述包服务时间S_l对应的平均包到达时延D_l为：

其中，λ_l为所述LTE系统的负载强度；

确定所述其他系统中接入点的包服务时间S_w为：

其中，S_DIFS为分布式帧间间隙DIFS的时间，S_back为退避的时间，与空白子帧数目存在对应关系，S_w,o为所述其他系统占用信道进行服务的时间，R_l为剩余的非空白子帧时间；

确定所述包服务时间S_w对应的平均包到达时延D_w为：

其中，λ_w为所述其他系统的负载强度；

获取所述LTE系统中平均包到达时延的最大值D_l,max，以及所述其他系统中平均包到达时延的最大值D_w,max；

根据所述D_l、所述D_w、所述D_l,max以及所述D_w,max，确定所述第二参数F_n为：

可选的，所述其他系统包括无线保真WIFI系统。

第二方面，本发明实施例提供了一种接入信道的装置，包括：

第一获取模块，用于获取长期演进LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；

第一确定模块，用于基于所述LTE系统和所述其他系统的所述负载强度，确定效用函数，所述效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性；

第二确定模块，用于确定所述效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使所述其他系统在所述空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。

可选的，所述第二确定模块，包括：

遍历子模块，用于遍历预估空白子帧数目，所述预估空白子帧数目包括0至所述LTE系统中的帧数目的自然数；

计算子模块，用于依次计算不同预估空白子帧数目对应的所述效用函数；

第一确定子模块，用于确定各个预估空白子帧数目对应的各个所述效用函数中的最大值；

第二确定子模块，用于确定所述最大值对应的预估空白子帧数目为确定的空白子帧的数目。

可选的，所述第一确定模块，包括：

第三确定子模块，用于确定权重因子α；确定用于表示用户满意度的第一参数P_n，以及用于表示系统共存公平性的第二参数F_n，其中，所述第一参数和所述第二参数均与负载强度关联；

第四确定子模块，用于根据权重因子α、第一参数P_n以及第二参数F_n，确定效用函数U_n为：U_n＝αP_n+(1-α)F_n。

第三方面，本发明实施例提供了一种接入信道的设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现第一方面所述的方法步骤。

本发明实施例提供的接入信道的方法、装置及设备，可以获取LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；基于LTE系统和其他系统的负载强度，确定效用函数；确定效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使其他系统在空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。如此可以根据负载强度动态地调整空白子帧数目，即可以根据LTE系统和其他系统负载的变化，自适应地调整空白子帧数目，能够提高系统时延性能。同时，还能保证LTE系统和其他系统的公平性以及服务质量。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的接入信道的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的共存模型的示意图；

图3为本发明实施例提供的具体实施例的流程图；

图4为本发明实施例提供的接入信道的装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的接入信道的设备的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

为了提高通信系统的吞吐量，由于非授权频段已经部署了大量WiFi系统，无线通信领域非授权频段下LTE和WiFi系统共享接入信道，主要目的是解决在非授权频段下LTE和WiFi系统能够共存。由于LTE和WiFi对资源争抢方式、能力以及媒体访问控制(MediaAccess Control，MAC)层接入机制等的不同，两种系统在同一频段共存时，LTE系统将更具有侵略性，WiFi很难获得接入信道的机会，如此可能会导致非授权频段资源划分不公平的问题，影响系统性能等。

因此，如何设计出公平友好的共享接入方式是一个亟待解决的问题，目前方法大多从时域共存的角度出发，使得两种系统间隔地接入信道，主要可以分为两类：基于先听后说(Listen Before Talk，LBT)的方案和基于空白子帧(Almost Blank Subframe，ABS)的方案。LBT方案需要对现有LTE系统进行修改，这样使得两种系统在接入信道前都需要先监听信道是否空闲，这样就会造成频谱资源的浪费，降低了频谱利用效率，而且LBT在很多地区并没有要求。相比于LBT方案，ABS方案通过将LTE部分子帧置为只携带少量控制信息的几乎空白子帧，使得WiFi可以在空白子帧对应的时间内接入信道，这种方案频谱效率更高且有更好的向后兼容性。但是目前的ABS方案很少考虑系统负载变化的情况，在网络负载变化的情景中适用性降低，而且现有工作忽略了共存系统的时延性能，从而使得用户服务质量变差。

现有的基于ABS方案中，将LTE帧中部分子帧配置成只携带少量必要控制信息的空白子帧，使得WiFi可以在空白子帧对应的时间段内接入信道。可以看出，目前技术中空白子帧的数目是固定不变的。如此，当系统负载发生变化时，例如当WiFi系统负载增加、LTE系统的负载减小时，提供给WiFi系统接入信道机会的空白子帧数目比较少时，则WiFi服务的部分用户需要等待很长时间才能被接入信道而享受服务,如此，会增加WiFi系统的时延，即降低系统时延性能；或者，当WiFi系统负载减小，LTE系统的负载增加时，提供给WiFi系统接入信道机会的空白子帧数目比较多时，如此，极大地削减了LTE系统接入信道的机会，会造成LTE系统服务的用户等待过程时间，会增加LTE系统的时延，另一方面还会使得部分子帧是空闲的，造成资源的浪费。如此可以看出由于实际场景中两个系统负载的不确定性和动态变化性，当系统负载发生变化时，传统的空白子帧方法无法自适应地做出调整，不能保证共存系统的性能。

为了提高系统的时延性能，以及满足某些领域对服务质量的需求的不断增加等，非授权频段共存系统接入方式需要更加优化的接入信道的方法。本发明实施例提供了一种异构系统间频谱资源时域共享接入的接入信道的方法，下面进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种接入信道的方法，如图1所示，包括：

S101，获取LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度。

本发明实施例提供的方法可以应用于电子设备，其中，该电子设备可以包括台式计算机、便携式计算机、智能移动终端等。

本发明实施例一种可选的实现方式中，本发明实施例提供的方法应用于LTE系统中的基站，该基站获取LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度。负载强度用于表示异构系统各自的负载情况，具体可以包括业务强度、接入系统的用户数目等等。

具体地，LTE系统和其他系统实时记录各自的负载强度，例如，业务负载、用户数目等。可以在负载发生变化时，LTE系统和其他系统向LTE系统中的基站发送包括负载强度的消息，使得该基站可以获取LTE系统和其他系统各自的负载强度；或者，该基站可以定时从LTE系统和其他系统获取各自的负载强度。例如，定时检测LTE系统和其他系统的负载强度是否发生变化，并在有变化时，从LTE系统和其他系统获取各自的负载强度。

其中，其他系统可以包括能够部署在非授权频段的系统，例如，WiFi系统等等。

S102，基于LTE系统和其他系统的负载强度，确定效用函数。

效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性。具体地，效用函数可以用来反映LTE系统和其他系统组成的异构系统的用户满意度、公平性、时延性能等等。

在得到LTE系统和其他系统的负载强度后，可以同时考虑LTE系统和其他系统的用户满意度，例如，目标时延、目标结果等等，LTE系统中基站的服务时间和等待时间、其他系统的服务时间和等待时间，以及与空白子帧数目相关的参数，如退避时间等等，确定效用函数。

S103，确定效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使其他系统在空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。

基于不同的空白子帧数目，效用函数的值一般不同，如此，确定能够使效用函数的值达到最大值的空白子帧数目即为最终确定的空白子帧数目。因为，效用函数能够反映LTE系统和其他系统组成的异构系统的用户满意度、公平性、时延性能等等，当效用函数最大时，可以理解为该异构系统达到最优的状态，如此，确定效用函数最大时对应的空白子帧数目，能够保证系统时延性能、公平性等。

本发明实施例中，根据负载强度动态地调整空白子帧数目，即可以根据LTE系统和其他系统负载的变化，自适应地调整空白子帧数目，能够提高系统时延性能。同时，还能保证LTE系统和其他系统的公平性以及服务质量。

在上述图1实施例的基础上，步骤S103：确定效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，可以包括：

A1，遍历预估空白子帧数目。

预估空白子帧数目包括0至LTE系统中的帧数目的自然数。

目前的LTE系统中，一帧中包括10个子帧，帧数目为10。则预估空白子帧数目可以为0，1，2，3，…，10。

A2，依次计算不同预估空白子帧数目对应的效用函数。

A3，确定各个预估空白子帧数目对应的各个效用函数中的最大值。

A4，确定最大值对应的预估空白子帧数目为确定的空白子帧的数目。

为了方便描述，利用符号n表示预估空白子帧数目，n不同表示不同的预估空白子帧数目，利用符号U_n表示效用函数。将预估空白子帧数目初始化为0。

依次将预估空白子帧数目加1，并计算对应的效用函数值U_n，如果U_n大于当前的效用函数最大值U^*，最大值U^*初始值为0，则用U_n更新U^*，并用当前预估空白子帧数目n更新最优的空白子帧数目n^*，由于每个LTE帧包括10个子帧，因此当n＝10时，遍历终止，得到最优的空白子帧数目n^*，即最终确定的空白子帧数目。

本发明实施例中，基于LTE系统和其他系统的负载，自适应地调整空白子帧配置方式，即根据LTE系统和其他系统，如WiFi系统的负载的变化，确定不同的空白子帧数目，即考虑负载对系统性能的影响，保证非授权频段部署LTE系统和其他系统的时延性能。同时能够兼顾LTE系统和WiFi系统的公平性，以及能够使得更多的用户获得更好的服务质量(Quality of Service，QoS)。

本发明实施例中基于排队论对LTE系统和WiFi系统共享接入信道场景进行建模分析，定量求解使用空白子帧接入方式时两个系统的时延指标。

首先参照图2，对LTE系统和WiFi系统的共存模型进行说明。

LTE系统中小基站(Small Base Station，SBS)和WiFi系统中接入点(AccessPoint，AP)共存的系统模型。每个SBS服务于N_l个用户设备(User Equipment，UE)，每个AP服务N_w个WiFi站台(Station，STA)。考虑一种协作式的系统共存模式，在这种模式下，SBS和AP之间有直接的信息交换。

将SBS和AP共享接入信道的情况基于排队理论进行分析，将SBS和AP视为两个独立的M/G/1队列，每个系统的数据包到达服从强度为λ_i(i∈{l,w})的泊松分布，服务速率服从一般分布，由于两个系统竞争使用同一个非授权频段的信道，因此在该模型中只有一个服务台。系统服务时间可以分为两部分：系统占用信道进行服务的时间S_i,o和系统在接入信道之前需要等待的时间S_i,v，其中，S_i,o服从强度为1/μ_i的指数分布。

在上述图1所示实施例的基础上，结合上述图2所示模型，本发明还提供了一种实施例。

具体地，步骤S102，基于LTE系统和其他系统的负载强度，确定效用函数，可以包括：

B1，确定权重因子α。

B2，确定用于表示用户满意度的第一参数P_n，以及用于表示系统共存公平性的第二参数F_n。

其中，第一参数和第二参数均与负载强度关联。

具体地，确定效用函数中第一参数P_n，包括：

B20，确定LTE系统包括的用户的第一数目N_l和其他系统包括的用户第二数目N_w。

B21，获取各个用户的目标业务时延。

其中，各个用户包括述LTE系统包括的用户和其他系统包括的用户。

B22，根据第一数目、第二数目、以及各个用户的目标业务时延，确定第一参数P_n为：

其中，P_i为用户i的用户满意度。

系统中用户包括N_l个SBS用户，即LTE系统服务的用户，和N_w个AP用户，也可以理解为WiFi系统服务的用户。定义P_i为用户i的用户满意度，即表示当前业务时延是否满足用户i的时延需求，P_i具体定义如下：

其中，d_i是用户i要求的业务时延，即用户i的目标业务时延，D_j是实际业务时延。

如此，基于用户的目标业务时延确定用户的用户满意度，并考虑LTE系统和WiFi系统的共存公平性，基于基尼公平因子确定表示系统共存公平性的第二参数F_n。

具体地，确定效用函数中第二参数F_n，包括：

B23，确定LTE系统中基站的包服务时间S_l为：

其中，S_l,o为LTE系统占用信道进行服务的时间，R_w为其他系统中接入点的剩余时间，n为预估空白子帧数目，N为LTE系统中的帧数目。

B24，确定包服务时间S_l对应的平均包到达时延D_l为：

其中，λ_l为LTE系统的负载强度。

LTE系统中基站的包服务时间可考虑以下两种情况：

①AP未占用信道，这种情况的概率是1-n/N，在这种情况下，当有数据包需要传输时，SBS可以立刻接入信道，因此，包服务时间为：

S_l.case1＝S_l,o

②AP占用信道，发生的概率是n/N，这种情况下，SBS需要等待空白子帧对应的时间结束才可以接入信道，因此，包服务时间为：

S_l,case2＝S_l,o+R_w

其中，R_w服从均匀分布。

综合上面的分析，SBS的包服务时间S_l为：

由于S_l,o和R_w独立不相关，因此可以直接求解S_l的均值E[S_l]和方差D[S_l]，并根据

求解其二阶矩。最后使用P-K(Pollaczek-Khinchin)公式，可以得到LTE系统的平均包到达时延为：

B25，确定其他系统中接入点的包服务时间S_w为：

其中，S_DIFS为分布式帧间间隙DIFS的时间，S_back为退避的时间，与空白子帧数目存在对应关系，S_w，o为其他系统占用信道进行服务的时间，R_l为剩余的非空白子帧时间。

B26，确定包服务时间S_w对应的平均包到达时延D_w为：

其中，λ_w为其他系统的负载强度。

本实施例中，通过其他系统为WiFi系统为例进行详细说明。与对LTE系统分析类似，WiFi系统的平均包到达时延也可分为以下两种情况考虑：

①LTE系统未占用信道，这种情况下，基于WiFi的载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CA)信道接入方式，AP包服务时间由以下三部分组成，

S_w.case1＝S_DIFS+S_back+S_w，o

②LTE系统占用信道，这种情况下，AP包服务时间为：

S_w，case2＝S_DIFS+S_back+S_w，o+R_l

综合上面的分析，AP包服务时间为：

由于上述S_w公式中的各项都是是独立不相关的，所以可以直接求解S_w的均值E[S_w]、方差D[S_w]及二阶矩

之后根据P-K公式可以得到WiFi的平均包到达时延：

B27，获取LTE系统中平均包到达时延的最大值D_l,max，以及其他系统中平均包到达时延的最大值D_w,max。

D_l,max、D_w,max可以根据实际需求预先确定。例如，可以分别根据LTE系统以及WiFi系统能够容忍的最大时延、系统硬件性能等等确定。

B28，根据D_l、D_w、D_l,max以及D_w,max，确定第二参数F_n为：

B3，根据权重因子α、第一参数P_n以及第二参数F_n，确定效用函数U_n为：U_n＝αP_n+(1-α)F_n。

且在确定具体的效用函数后，可以根据具体地效用函数确定空白子帧数目，如图3所示。

C1，LTE系统中的基站获取LTE系统的负载强度和WiFi系统的负载强度。

C2，确定权重因子α、初始化预估空白子帧数目为1、初始化效用函数值最大值为0。

C3，计算LTE系统的平均包到达时延和WiFi系统的平均包到达时延。

具体地计算过程上述实施例已经进行了详细地介绍，参照上述过程即可，这里就不再赘述。

C4，计算当前预估空白子帧数目对应的效用函数。

具体地计算过程上述实施例已经进行了详细地介绍，参照上述过程即可，这里就不再赘述。

C5，判断当前效用函数是否大于效用函数最大值。

如果当前效用函数大于效用函数最大值时，将当前预估空白子帧数目确定为待确定空白子帧数目，且继续判断是否到达遍历终止条件，例如，当前预估空白子帧数目是否到达10。

如果当前效用函数不大于效用函数最大值时，直接判断是否到达遍历终止条件。

如果到达遍历终止条件，则直接结束流程；如果未到达遍历终止条件，则进行迭代，如将当前预估空白子帧数目加1，重复上述过程，直至到达遍历终止条件结束流程。

如此，可以确定效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使其他系统在空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。

简单理解，可以认为不同的空白子帧数目对应地为不同地配置方式，本发明实施例中，可以根据LTE系统和WiFi系统负载情况的变化，即考虑系统的动态变化，在负载发生变化时，确定负载发生变化的情况对应的空白子帧数目。具体地，也可以理解为负载发生变化的不同情况对应不同的传输阶段，本发明实施例中可以根据不同的传输阶段确定对应的空白子帧配置方式。

本发明实施例中，根据系统负载变化自适应调整空白子帧数目的共享接入方式。同时，基于排队论对LTE系统和WiFi系统接入信道的场景进行建模分析，定量求解系统时延指标，通过考虑系统负载变化对系统性能指标的影响，同时兼顾了共存系统的公平性和系统的整体性能，通过动态地改变空白子帧配置方式，使得LTE系统和WiFi系统可以公平友好地共存，保证两个系统的时延性能，并且通过最大化效用函数，可以使得更多的用户获得更好的服务质量，保证系统的整体性能。

本发明实施例提供了一种接入信道的装置，如图4所示，包括：

第一获取模块401，用于获取长期演进LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；

第一确定模块402，用于基于LTE系统和其他系统的负载强度，确定效用函数，效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性；

第二确定模块403，用于确定效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使其他系统在空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道。

本发明实施例中，根据负载强度动态地调整空白子帧数目，即可以根据LTE系统和其他系统负载的变化，自适应地调整空白子帧数目，能够提高系统时延性能。同时，还能保证LTE系统和其他系统的公平性以及服务质量。

可选的，第二确定模块403，包括：

遍历子模块，用于遍历预估空白子帧数目，预估空白子帧数目包括0至LTE系统中的帧数目的自然数；

计算子模块，用于依次计算不同预估空白子帧数目对应的效用函数；

第一确定子模块，用于确定各个预估空白子帧数目对应的各个效用函数中的最大值；

第二确定子模块，用于确定最大值对应的预估空白子帧数目为确定的空白子帧的数目。

可选的，第一确定模块402，包括：

第三确定子模块，用于确定权重因子α；确定用于表示用户满意度的第一参数P_n，以及用于表示系统共存公平性的第二参数F_n，其中，第一参数和第二参数均与负载强度关联；

第四确定子模块，用于根据权重因子α、第一参数P_n以及第二参数F_n，确定效用函数U_n为：U_n＝αP_n+(1-α)F_n。

可选的，该装置还包括：

第三确定模块，用于确定LTE系统包括的用户的第一数目N_l和其他系统包括的用户第二数目N_w；

第二获取模块，用于获取各个用户的目标业务时延，其中，各个用户包括述LTE系统包括的用户和其他系统包括的用户；

第四确定模块，用于根据第一数目、第二数目、以及各个用户的目标业务时延，确定第一参数P_n为：

其中，P_i为用户i的用户满意度。

可选的，该装置还包括：

第五确定模块，用于确定LTE系统中基站的包服务时间S_l为：

其中，S_l,o为LTE系统占用信道进行服务的时间，R_w为其他系统中接入点的剩余时间，n为预估空白子帧数目，N为LTE系统中的帧数目；确定包服务时间S_l对应的平均包到达时延D_l为：

其中，λ_l为LTE系统的负载强度；

第六确定模块，用于确定其他系统中接入点的包服务时间S_w为：

其中，S_DIFS为分布式帧间间隙DIFS的时间，S_back为退避的时间，与空白子帧数目存在对应关系，S_w,o为其他系统占用信道进行服务的时间，R_l为剩余的非空白子帧时间；确定包服务时间S_w对应的平均包到达时延D_w为：

其中，λ_w为其他系统的负载强度；

第三获取模块，用于获取LTE系统中平均包到达时延的最大值D_l,max，以及其他系统中平均包到达时延的最大值D_w,max；

第七确定模块，用于根据D_l、D_w、D_l,max以及D_w,max，确定第二参数F_n为：

可选的，其他系统包括WiFi系统。

需要说明的是，本发明实施例提供的接入信道的装置是应用上述接入信道的方法的装置，则上述接入信道的方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。

本发明实施例还提供了一种接入信道的设备，如图5所示，包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过通信总线504完成相互间的通信。

存储器503，用于存放计算机程序；

处理器501，用于执行存储器503上所存放的程序时，实现上述实施例中接入信道的方法的方法步骤。

本发明实施例中，根据负载强度动态地调整空白子帧数目，即可以根据LTE系统和其他系统负载的变化，自适应地调整空白子帧数目，能够提高系统时延性能。同时，还能保证LTE系统和其他系统的公平性以及服务质量。

上述接入信道的设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(PeripheralComponent Interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述接入信道的设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述接入信道的方法的方法步骤。

本发明实施例中，根据负载强度动态地调整空白子帧数目，即可以根据LTE系统和其他系统负载的变化，自适应地调整空白子帧数目，能够提高系统时延性能。同时，还能保证LTE系统和其他系统的公平性以及服务质量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备及存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种接入信道的方法，其特征在于，包括：

获取长期演进LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；

基于所述LTE系统和所述其他系统的所述负载强度，确定效用函数，所述效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性；

确定所述效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使所述其他系统在所述空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道；

所述基于所述LTE系统和所述其他系统的所述负载强度，确定效用函数，包括：

确定权重因子α；

确定用于表示用户满意度的第一参数P_n，以及用于表示系统共存公平性的第二参数F_n，其中，所述第一参数和所述第二参数均与所述负载强度关联；

根据所述权重因子α、所述第一参数P_n以及所述第二参数F_n，确定所述效用函数U_n为：U_n＝αP_n+(1-α)F_n；

确定所述效用函数中所述第二参数F_n，包括：

确定所述LTE系统中基站的包服务时间S_l为：

其中，S_l，o为所述LTE系统占用信道进行服务的时间，R_w为所述其他系统中接入点的剩余时间，n为预估空白子帧数目，N为所述LTE系统中的帧数目；

确定所述包服务时间S_l对应的平均包到达时延D_l为：

其中，λ_l为所述LTE系统的负载强度；

确定所述其他系统中接入点的包服务时间S_w为：

其中，S_DIFS为分布式帧间间隙DIFS的时间，S_back为退避的时间，与空白子帧数目存在对应关系，S_w，o为所述其他系统占用信道进行服务的时间，R_l为剩余的非空白子帧时间；

确定所述包服务时间S_w对应的平均包到达时延D_w为：

其中，λ_w为所述其他系统的负载强度；

获取所述LTE系统中平均包到达时延的最大值D_l，max，以及所述其他系统中平均包到达时延的最大值D_w，max；

根据所述D_l、所述D_w、所述D_l，max以及所述D_w，max，确定所述第二参数Fn为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，包括：

遍历预估空白子帧数目，所述预估空白子帧数目包括0至所述LTE系统中的帧数目的自然数；

依次计算不同预估空白子帧数目对应的所述效用函数；

确定各个预估空白子帧数目对应的各个所述效用函数中的最大值；

确定所述最大值对应的预估空白子帧数目为确定的空白子帧的数目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述效用函数中所述第一参数P_n，包括：

确定所述LTE系统包括的用户的第一数目N_l和所述其他系统包括的用户第二数目N_w；

获取各个用户的目标业务时延，其中，各个用户包括所述LTE系统包括的用户和所述其他系统包括的用户；

根据所述第一数目、所述第二数目、以及各个用户的目标业务时延，确定所述第一参数P_n为：

其中，P_i为用户i的用户满意度。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述其他系统包括无线保真WiFi系统。

5.一种接入信道的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取长期演进LTE系统和不同于LTE系统的其他系统的负载强度；

第一确定模块，用于基于所述LTE系统和所述其他系统的所述负载强度，确定效用函数，所述效用函数用于保证业务时延性能和信道接入公平性；

第二确定模块，用于确定所述效用函数最大时对应的空白子帧数目为确定的空白子帧数目，以使所述其他系统在所述空白子帧数目对应的空白子帧所在的时间范围内接入信道；

所述第一确定模块，包括：

第三确定子模块，用于确定权重因子α；确定用于表示用户满意度的第一参数P_n，以及用于表示系统共存公平性的第二参数F_n，其中，所述第一参数和所述第二参数均与所述负载强度关联；

第四确定子模块，用于根据权重因子α、第一参数P_n以及第二参数F_n，确定效用函数U_n为：U_n＝αP_n+(1-α)F_n；

所述第三确定子模块，具体用于确定所述LTE系统中基站的包服务时间S_l为：

其中，S_l，o为所述LTE系统占用信道进行服务的时间，R_w为所述其他系统中接入点的剩余时间，n为预估空白子帧数目，N为所述LTE系统中的帧数目；

确定所述包服务时间S_l对应的平均包到达时延D_l为：

其中，λ_l为所述LTE系统的负载强度；

确定所述其他系统中接入点的包服务时间S_w为：

其中，S_DIFS为分布式帧间间隙DIFS的时间，S_back为退避的时间，与空白子帧数目存在对应关系，S_w，o为所述其他系统占用信道进行服务的时间，R_l为剩余的非空白子帧时间；

确定所述包服务时间S_w对应的平均包到达时延D_w为：

其中，λ_w为所述其他系统的负载强度；

获取所述LTE系统中平均包到达时延的最大值D_l，max，以及所述其他系统中平均包到达时延的最大值D_w，max；

根据所述D_l、所述D_w、所述D_l，max以及所述D_w，max，确定所述第二参数Fn为：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：

遍历子模块，用于遍历预估空白子帧数目，所述预估空白子帧数目包括0至所述LTE系统中的帧数目的自然数；

计算子模块，用于依次计算不同预估空白子帧数目对应的所述效用函数；

第一确定子模块，用于确定各个预估空白子帧数目对应的各个所述效用函数中的最大值；

第二确定子模块，用于确定所述最大值对应的预估空白子帧数目为确定的空白子帧的数目。

7.一种接入信道的设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。

Images