CN112752344A - 一种超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN112752344A CN202011581853.0A CN202011581853A CN112752344A CN 112752344 A CN112752344 A CN 112752344A CN 202011581853 A CN202011581853 A CN 202011581853A CN 112752344 A CN112752344 A CN 112752344A
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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种超可靠低延迟通信资源分配方法，包括：获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；根据所述通信因素信息在通信资源域中确定所述超可靠低延迟业务的适配资源块；根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中。所述装置包括通信因素模块、适配资源模块、可用资源模块、信息吞吐量模块与资源分配模块，所述电子设备用于执行所述超可靠低延迟通信资源分配方法。

Description

一种超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及技术通信技术领域，尤其涉及一种超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备。
背景技术
超可靠低延迟通信(ultra-reliable and low latency communication,URLLC)业务是5G通信技术中主要应用场景之一，包括适用于低时延和高可靠性应用的一组功能，在例如工业自动化、自动驾驶汽车、智能电网、智能交通/货运，以及增强/虚拟现实或远程医疗或工业流程等关键任务应用情况中发挥重要作用。对于URLLC业务需要在信道中为其分配通信资源，现有技术中采用基于时域、频域二维资源分配方法，资源利用不够高，没有充分利用空域资源。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备，以解决现有技术信道资源利用率低、没有充分利用空域的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种超可靠低延迟通信资源分配方法，包括：
获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；
根据所述通信因素信息在通信资源域中确定对应超可靠低延迟业务的适配资源块；
根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；
根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
所述通信资源域包括时域、频域与空域三维度属性，由多个资源元素组成；
其中，所述资源元素是指由时域上的一个OFDM符号、频域上的一个子载波间隔以及空域上的一层所限定的最小通信资源单位；(每个RE可以根据三维坐标唯一确定)
所述适配资源块包括至少一个所述资源元素；
所述将多个适配资源块分配在相应的可用资源池中，进一步包括在所述超可靠低延迟业务的所述可用资源池中选取至少一个可用位置设置至少一个所述适配资源块以承载该超可靠低延迟业务通信信息。
可选的，所述根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，包括：
在所述通信资源域中遍历所有可选资源位，其中，所述可选资源位是指可以放置所述适配资源块的位置；
确定所述适配资源块处于多个可选资源位时的时延值；
从多个可选资源位中选取所述时延值满足时延要求的可用位置。
可选的，在所述通信资源域中遍历所有可选资源位，包括：
从所述通信资源域的原点开始，遍历可选资源位，所述遍历可选资源位包括：
根据所述适配资源块的位置确定第一可选资源位；以及
将所述适配资源块沿第一维度方向移动一个相应维度单位，根据适配资源块移动后的位置确定第二可选资源位；
其中，第一维度方向为时域维度方向或频域维度方向或空域维度方向，相应维度单位为一个OFDM符号、一个子载波间隔或空域中的一层。
可选的，所述确定所述适配资源块处于多个可选资源位时的时延值，包括：
根据所述可选资源位中与通信资源域原点距离最远的资源元素与所述原点的时域维度距离确定该可选资源位的时延值。
可选的，从多个可选资源位中选取所述时延值满足时延要求的可用位置，包括：
根据所述时延要求确定时延阈值；
将多个可选资源位的时延值与所述时延阈值进行对比，选取时延值不高于所述时延阈值的可选资源位作为可用位置；
所述生成可用资源池，包括利用所有可用位置构成所述可用资源池。
可选的，所述计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量，包括：
获取信道状态信息；
根据所述信道状态信息确定所述可用位置的多个资源元素的信噪比；
根据所述信噪比计算该可用位置的多个资源元素的信噪比均值，并利用香农公式计算该可用位置的信息吞吐量；
若所述可用位置占据多层空域层，则计算每空域层中多个资源元素的信噪比均值，利用香农公式分别计算每空域层的信息吞吐量，将多层信息吞吐量求和。
可选的，根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块分配在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小，包括：
根据多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量确定优化问题函数，包括：
优化目标：
Figure BDA0002866073340000031
其中，m表示超可靠低延迟业务数量，nα表示在第α个超可靠低延迟业务相应可用资源池中选取可用位置以设置适配资源块的数量，
Figure BDA0002866073340000032
表示第α个超可靠低延迟业务的第nα个适配资源块处于相应可用位置时的信息吞吐量；
以及，约束函数：
包括吞吐量约束：
Figure BDA0002866073340000033
其中qα表示第α个超可靠低延迟业务的信息吞吐量需求；
与资源元素冲突约束：
Figure BDA0002866073340000041
其中，T、F、S分别为所述通信资源域中三维度属性单位的最大值，TFS为所述通信资源域中资源元素的总个数，x表示所述通信资源域中多个资源元素的编码，R(x)表示所述通信资源域中第x个资源元素；
Figure BDA0002866073340000042
表示所述通信资源域中第x个资源元素被第α个超可靠低延迟业务的第nα个适配资源块所占用；
求解所述优化问题函数，根据求解结果为多个超可靠低延迟业务分配适配资源块。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种超可靠低延迟通信资源分配装置，包括：
通信因素模块，被配置位获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；
适配资源模块，被配置为根据所述通信因素信息在通信资源域中确定对应超可靠低延迟业务的适配资源块；
可用资源模块，被配置为根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
信息吞吐量模块，被配置为计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；
资源分配模块，被配置为根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例还提供了一种超可靠低延迟通信资源分配电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如下超可靠低延迟通信资源分配方法：
获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；
根据所述通信因素信息在通信资源域中确定对应超可靠低延迟业务的适配资源块；
根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；
根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备，首先根据多个超可靠低延迟业务URLLC的通信因素信息在时频空三维通信资源域确定相应的适配资源块，根据每个URLLC业务的时延需求在通信资源域中筛选可用位置生成相对应的可用资源池，并进一步的根据信道状态信息确定不同URLLC业务适配资源块处于不同可用位置的信息吞吐量。最后根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量、各URLLC业务的信息吞吐量需求在多个URLLC业务的适配资源块互不冲突的基础上确定优化问题函数，其中优化目标是使多个URLLC业务所占用信息吞吐量最小，根据优化问题函数的求解结果确定多个URLLC业务适配资源块在通信资源域的最优位置。这样的方式在满足URLLC业务时延和吞吐量基础上，使多个URLLC业务的总信息吞吐量尽量小，为其他业务留出尽量多的吞吐量空间。通过时频空三维联合资源分配，能够有效提高通信信道资源利用率，同时也显著提高了其他业务的吞吐量。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个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说明书一个或多个实施例，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为现有技术的二维资源分配方法的时频资源图样示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中所述通信资源域示意图；
图4为本说明书一个或多个实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中适配资源块示意图；
图5为本说明书一个或多个实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中确定可用资源池的方法示意图。
图6为本说明书一个或多个实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中计算可用位置相应信息吞吐量的方法示意图；
图7为本说明书一个或多个实施例所提供的一种所述超可靠低延迟通信资源分配方法的仿真实验结果示意图。
图8为本说明书一个或多个实施例所提供的一种所述超可靠低延迟通信资源分配装置示意图；
图9为本说明书一个或多个实施例所提供的一种所述超可靠低延迟通信资源分配电子设备示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
超可靠低延迟通信(ultra-reliable and low latency communication,URLLC)业务是5G通信技术中主要应用场景之一，包括适用于低时延和高可靠性应用的一组功能，在例如工业自动化、自动驾驶汽车、智能电网、智能交通/货运，以及增强/虚拟现实或远程医疗或工业流程等关键任务应用情况中发挥重要作用。
对于URLLC业务需要在信道中为其分配通信资源，如图1所示，现有技术中采用基于时域、频域二维资源分配方法，参考5G NR标准，子载波间隔(subcarrier spacing,SCS)被定义为Δf＝2^μ*15khz，μ∈{0,1,2,3,4}将可用资源的时域以OFDM符号时长为单位划分，频域以设定好的子载波间隔为单位划分，频率上一个子载波及时域上一个OFDM符号，被称为一个资源元素(resource element，RE)，一系列相邻的RE组成一个block，一个block只能被分配给一个URLLC业务。
申请人在实现本公开的过程中发现，现有的资源分配方式缺少与空域的结合，没有充分利用空域维度资源，因此本说明提出了一种基于时频空三维联合资源图样分割与资源分配的超可靠低延迟通信资源分配方法、装置及电子设备。
以下，通过具体的实施例进一步详细说明本公开的技术方案。
基于上述发明思路，本说明书实施例提供了一种超可靠低延迟通信资源分配方法。
如图2所示，在本说明书的一些可选实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法，包括：
S1：获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息，所述通信因素信息是指可能对URLLC业务通信造成影响的因素，包括业务时延需求、信息吞吐量需求以及通信信道的状态信息等。
S2：根据所述通信因素信息在通信资源域中确定对应超可靠低延迟业务的适配资源块。
其中，所述适配资源块block是指通信资源域中能够满足所述URLLC业务通信需求资源空间，可以选用多个适配资源块block来承载该URLLC业务。
如图3所示为本说明书实施例所述通信资源域示意图。所述通信资源域包括时域、频域与空域三维度属性，由多个资源元素(resource element,RE)组成。
所述通信资源域的三维度属性单位分别是：时域维度上一个正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)符号持续时间，频域维度上一个子载波间隔(subcarrier spacing,SCS)，以及空域上一层，图3中为方便观察将空域上的层与层分隔开显示。其中空域中的层可以是指多入多出(multiple-in multiple-out,MIMO)系统“层映射(layer mapping)”所述的层layer。
所述资源元素RE由时域上的一个OFDM符号、频域上的一个SCS间隔以及空域上的一层共同限定，是通信资源域中的最小通信资源单位，如图3中所示每个小正方体表示一个资源元素RE。
所述适配资源块blcok包括至少一个所述资源元素RE，可以是多个相邻资源元素RE聚合在一起形成一个适配资源块block，在通信资源域中所述适配资源块block也可以用三维度属性数据进行限定，例如一个block在时域上包含t个OFDM符号，在频域上包含f个SCS，在空域上包含s层，可以用三维参数集(t,f,s)来限定表征这一适配资源块block，这一block包括有t*f*s个RE，在如图3所示的通信资源域中，适配资源块block是由t*f*s个小正方体组成的一个大的长宽高分别为t,f,s的长方体。容易理解的是，不同的适配资源块block由于三维参数集(t,f,s)的不同，在通信资源域中具有不同的形状blocktype。可以为适配资源块block预先设定多个可选的形状blocktype，在为不同超可靠低延迟业务URLLC确定对应的适配资源块block时可以从预先设定的多个blocktype中选取适宜形状。如图4所示，为本说明书实施例所公开的几种示例性适配资源块形状blocktype的示意图。
如图4所示，例如其中blocktype-a由时域上的1个OFDM符号、频域上的4个子SCS以及空域上的1层所共同限定，而blocktype-d由时域上的2个OFDM符号、频域上的2个子载波间隔以及空域上的1层所共同限定。需要说明的是，预先设定的多种blocktype可以由通信的收发双方根据通信业务的业务特性、通信信道状况等来确定。如图3所示，通信资源域中示例性设置3个不同的适配资源块block，形状分别选取的是blocktype-a、blocktype-c与blocktype-d。
S3：根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
不同超可靠低延迟业务对应确定的适配资源块不同、时延要求不同，在通信资源域中不同适配资源块的部署情况也不同，因此可以在通信资源域中针对所述超可靠低延迟业务的适配资源块遍历所有可能的部署位置并进一步的根据该超可靠低延迟业务的时延需求筛选满足要求的可用位置，生成相应的可用资源池。
S4：计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量。
S5：根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
所述将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，进一步包括在所述超可靠低延迟业务的所述可用资源池中选取至少一个可用位置设置至少一个所述适配资源块以承载该超可靠低延迟业务通信信息，即可以选用多个适配资源块block来承载该URLLC业务。
将多个URLLC业务的多个适配资源块block一起设置部署在通信资源域中可以视作一个策略优化问题，即满足多个URLLC业务的多个适配资源块block不重叠、每个URLLC业务吞吐量需求和时延需求得到满足的前提下，通过调整多个适配资源块block在通信资源域中的位置，最小化多个URLLC业务所占信息吞吐量，从而最大化其他业务吞吐量。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法，首先根据多个超可靠低延迟业务URLLC的通信因素信息在时频空三维通信资源域确定相应的适配资源块，根据每个URLLC业务的时延需求在通信资源域中筛选可用位置生成相对应的可用资源池，并进一步的根据信道状态信息确定不同URLLC业务适配资源块处于不同可用位置的信息吞吐量。最后根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量、各URLLC业务的信息吞吐量需求在多个URLLC业务的适配资源块互不冲突的基础上确定优化问题函数，其中优化目标是使多个URLLC业务所占用信息吞吐量最小，根据优化问题函数的求解结果确定多个URLLC业务适配资源块在通信资源域的最优位置。这样的方式在满足URLLC业务时延和吞吐量基础上，使多个URLLC业务的总信息吞吐量尽量小，为其他业务留出尽量多的吞吐量空间。通过时频空三维联合资源分配，能够有效提高通信信道资源利用率，同时也显著提高了其他业务的吞吐量。
如图5所示，在本说明书的一些可选实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中，所述根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，包括：，包括：
S501：在所述通信资源域中遍历所有可选资源位，其中所述可选资源位是指可以放置所述适配资源块的位置；
在确定所述超可靠低延迟业务的所述适配资源块之后需要在通信资源域中确定所有可以放置所述适配资源块的位置，即可选资源位，可以通过遍历的方式确定。
在本说明的一些可选实施例中，可以将适配资源块block的起始位置设置在原点，从原点开始，在通信资源域中遍历所有可选资源位。
所述遍历所有可选资源位，包括：
根据所述适配资源块的位置确定第一可选资源位；以及将所述适配资源块沿第一维度方向移动一个相应维度单位，根据适配资源块移动后的位置确定第二可选资源位。例如，将所述适配资源块放置在通信资源域中，其当前位置作为第一可选资源位，以原点为block的起始位置，则原点位置处就是第一可选资源位，以当前的第一可选资源位为基础，在三个维度方向上任选一个维度方向作为第一维度方向，将所述适配资源块移动一个维度单位，例如可以是在时域维度方向移动一个OFDM符号，移动之后所述适配资源块就处在了一个新的位置，这个位置即第二可选资源位。之后再以该第二可选资源位为基础，移动确定新的第二可选资源位。按照这样的方式每次选定第一维度方向移动一个维度单位，能够在通信资源域中穷举确定所述适配资源块的所有可选资源位。
为保证遍历可选资源位的过程更规律清晰，在一些实施例中，可以对每次选取的第一维度方向的优先级做出限定，确定遍历移动规则。遍历移动规则可以是设定时域维度方向的优先级最高，频域维度方向优先级次之，空域维度方向的优先级最低。这种情况下，先选取时域维度方向为第一维度方向，每次移动时在时域维度方向上移动，当在时域维度方向上无法再移动时选取频域维度方向移动一个维度单位，之后可以发现可以再次在时域维度方向上移动则仍选取时域维度方向为第一维度方向，直至在时域维度方向和频域维度方向上都无法移动，则选取空域维度方向为第一维度方向，在空域维度方向上移动一个维度单位，再继续在时域维度和频域维度上移动。
可以结合图3、4对遍历过程进行说明，所述适配资源块可以选取图4中blocktype-d(2*2*1)所示形状，在通信资源域(10*6*4)中遍历所有可选资源位。从原点位置开始，首先按照时域维度方向移动，每次移动一个OFDM符号，通信资源域在时域维度方向上的最大值取到10，时域维度单位为2的适配资源块在时域维度方向上可以移动8次，包括原点位置在内可以取到9个可选资源位。在时域维度方向上无法再移动时，选择在频域维度方向上移动一个SCS，移动之后再时域维度方向上又可以再次移动，继续选择在时域维度方向上移动，再取到9个可选资源位后在时域维度方向上无法再移动，则再次选择在频域维度方向上移动一个SCS。通信资源域在频域维度方向上的最大值取到6，频域维度单位为2的适配资源块在频域维度方向上可以移动5次，按照上述方式移动适配资源块直至在频域方向上也无法再移动，此时在通信资源域的第一空域层中一共可以确定9*5个可选资源位。当适配资源块在时域维度方向和频域维度方向都无法再移动时，选择在空域维度方向上移动，即移动到通信资源域中的第二空域层，之后在时域维度方向和频域维度方向都能再次移动，继续执行前述的移动过程，直至在时域维度方向、频域维度方向和空域维度方向上都无法再移动，完成遍历。通信资源域在频域维度方向上的最大值取到4，空域维度单位为1的适配资源块在空域维度方向上可以移动4次，由此可以确定在通信资源域(10*6*4)对于blocktype-d(2*2*1)的适配资源块block一共有9*5*4个可选资源位。可以理解的是，不同适配资源块block可能选用不同的blocktype，在通信资源域中所确定的可选资源位的数量也是不同的，例如当所述适配资源块block选用blocktype-c(1*4*2),其在时域、频域、空域三个维度方向上可选的位置数分别是10、3、3，最终遍历得到的相应可选资源位的个数为10*3*3。
需要说明的是，遍历移动规则中三维度方向的优先级可以随机设定排序，而不局限于上述实施例中设定时域维度方向的优先级最高，频域维度方向优先级次之，空域维度方向的优先级最低。
S502：确定所述适配资源块处于多个可选资源位时的时延值；
在一些实施例中，可以根据位于不同可选资源位时所述适配资源块block中每个资源元素RE与原点的时域距离来确定相应时延值，当所述适配资源块位于所述可选资源位时选取出与原点距离最远的资源元素RE，并确定该资源元素RE与原点的时域距离，即在时域维度方向上差距，作为所述适配资源块block位于该可选资源位时的时延值。
S503：从多个可选资源位中选取所述时延值满足时延要求的可用位置。根据所述适配资源块对应超可靠低延迟业务的时延要求确定时延阈值，将适配资源块block位于不同可选资源位时的所述时延值与所述时延阈值进行对比，选择所有所述时延值不高于所述时延阈值的可选资源位作为可用位置，由全部可用位置构成所述可用资源池，之后为不同URLLC业务分配适配资源块block时，所有block的位置都在URLLC业务对应的可用资源池中选取，能够严格保证为URLLC业务所分配的block首先满足实时延要求。
如图6所示，在本说明书的一些可选实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中，所述计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量S4，包括：
S601：获取信道状态信息；
S602：根据所述信道状态信息确定所述可用位置所包含的每个资源元素的信噪比，在一些可选实施例中通过信道状态信息可以计算确定每个资源元素RE的信噪比
S603：计算所述可用位置在每一空域层中的资源元素的信噪比均值；
S604：根据所述信噪比均值利用香农公式计算所述可用位置在所述空域层所承载的信息吞吐量；
S605：对不同空域层所承载信息吞吐量求和，得到所述通信图样处于所述可用位置的信息吞吐量。
若所述通信图样的可用位置只占据一层，直接计算该层中所述可用位置的多个资源元素RE的信噪比的均值，再根据香农公式计算确定所述可用位置所能够承载的信息吞吐量；若所述通信图样的可用位置占据多层，分别计算每一层可承载的信息吞吐量并求和。
在本说明书的一些可选实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配方法中，所述根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中S5，包括：
根据多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量确定优化问题函数，包括：
优化目标：
Figure BDA0002866073340000131
其中，m表示超可靠低延迟业务数量，nα表示在第α个超可靠低延迟业务相应可用资源池中选取可用位置以设置适配资源块的数量，
Figure BDA0002866073340000132
表示第α个超可靠低延迟业务的第nα个适配资源块处于相应可用位置时的信息吞吐量；
为多个超可靠低延迟URLLC业务进行通信资源分配时，每个URLLC业务都有能相应设置多个适配资源块block来承载其通信内容信息，需要对多个URLLC业务的所有block的信息吞吐量共同求和，其目标为使多个URLLCE业务所占用的信息吞吐量尽可能小，为其他业务留出尽可能多的吞吐量空间，减少对其他通信业务造成的影响。这一优化目标是建立在两方面约束条件基础上的，分别为吞吐量约束与资源元素冲突约束。
其中，吞吐量约束表示为所述URLLC业务分配的多个block首先需要满足该URLLC业务的吞吐量需求，即多个block的设置在该URLLC业务的可用资源池中相应可用位置时的信息吞吐量不小于该URLLC业务的吞吐量需求：
Figure BDA0002866073340000133
其中qα表示第α个超可靠低延迟业务的信息吞吐量需求；
以及，资源元素冲突约束表示多个URLLC业务的多个block在通信资源域中不能相互冲突，多个block无论如何设置可用位置不能占用同一个资源元素RE，也就是说在通信资源域中每个资源元素RE最多只能被占用一次：
Figure BDA0002866073340000141
其中，T、F、S分别为所述通信资源域中三维度属性单位的最大值，TFS为所述通信资源域中资源元素的总个数，x表示所述通信资源域中多个资源元素的编码，R(x)表示所述通信资源域中第x个资源元素；
Figure BDA0002866073340000142
表示所述通信资源域中第x个资源元素被第α个超可靠低延迟业务的第nα个适配资源块所占用；
求解所述优化问题函数，根据求解结果为多个超可靠低延迟业务分配适配资源块。
在资源分配工作部分，将多个适配资源块设置在相应可用资源池中，即为多个不同URLLC业务分配多个适配资源块，可以视作一个优化问题，在满足URLLC业务时延和吞吐量基础上，使多个URLLC业务的总信息吞吐量尽量小，为其他业务留出尽量多的吞吐量空间，在一些可选实施例中，针对所述优化问题可以采用0-1整数规划算法进行求解，得到限定条件下的最优解，通过时频空三维联合资源分配，能够有效提高通信信道资源利用率，同时也显著提高了其他业务的吞吐量。
如图7所示，为所述超可靠低延迟通信资源分配方法的仿真实验结果示意图。
对比了本说明书超可靠低延迟通信资源分配方法的三维联合优化和现有资源分配方案中的二维分层优化，仿真结果显示本说明书超可靠低延迟通信资源分配方法三维联合优化在不同URLLC业务吞吐量需求场景中均具有明显优势。在对比仿真中，三维联合优化资源分配方案将在可用的时频空三个维度空间上为不同的业务分配合适的资源块。二维分层优化中，业务数据包被均分到空域各层，各层独立进行二维资源分配后传输，最后对空域各层承载的其它业务吞吐量进行求和。仿真显示两种资源分配算法均能满足URLLC的时延和吞吐量需求，但三维资源分配方案中的其它业务具有更高的吞吐量，三维资源分配能够更有效的利用资源。仿真参数如表1所示
表1仿真参数
可用时域 7OFDM符号
可用频域 12子载波间隔
可用空域 4层空域
URLLC业务数 3
其他业务 1
低等URLLC吞吐量 [23,34,46]kbps
中等URLLC吞吐量 [160,171,183]kbps
高等URLLC吞吐量 [297,309,320]kbps
URLLC业务最大时延 0.875毫秒
可以理解，该方法可以通过任何具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群来执行。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于与上述任一方法实施例相同的发明思路，本说明书实施例还提供了一种超可靠低延迟通信资源分配装置。
如图8所示，本说明书的一些可选实施例所提供的一种超可靠低延迟通信资源分配装置，包括：
通信因素模块1，被配置位获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；
适配资源模块2，被配置为根据所述通信因素信息在通信资源域中确定对应超可靠低延迟业务的适配资源块；
可用资源模块3，被配置为根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
信息吞吐量模块4，被配置为计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；
资源分配模块5，被配置为根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块分配在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于与上述任一方法实施例相同的发明思路，本说明书实施例还提供了一种超可靠低延迟通信资源分配电子设备。
图9示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的超可靠低延迟通信资源分配方法技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的超可靠低延迟通信资源分配方法技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例超可靠低延迟通信资源分配方法技术方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述实施例中相应的超可靠低延迟通信资源分配方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超可靠低延迟通信资源分配方法，其特征在于，包括：
获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；
根据所述通信因素信息在通信资源域中确定所述超可靠低延迟业务的适配资源块；
根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；
根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信资源域包括时域、频域与空域三维度属性，由多个资源元素组成；
其中，所述资源元素是指由时域上的一个OFDM符号、频域上的一个子载波间隔以及空域上的一层所限定的最小通信资源单位；
所述适配资源块包括至少一个所述资源元素；
所述将多个适配资源块设置在相应的可用资源池中，进一步包括在所述超可靠低延迟业务的所述可用资源池中选取至少一个可用位置设置至少一个所述适配资源块以承载该超可靠低延迟业务通信信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，包括：
在所述通信资源域中遍历所有可选资源位，其中，所述可选资源位是指可以放置所述适配资源块的位置；
确定所述适配资源块处于多个可选资源位时的时延值；
从多个可选资源位中选取所述时延值满足时延要求的可用位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述通信资源域中遍历所有可选资源位，包括：
从所述通信资源域的原点开始，遍历可选资源位，所述遍历可选资源位包括：
根据所述适配资源块的位置确定第一可选资源位；以及
将所述适配资源块沿第一维度方向移动一个相应维度单位，根据适配资源块移动后的位置确定第二可选资源位；
其中，第一维度方向为时域维度方向或频域维度方向或空域维度方向，相应维度单位为一个OFDM符号、一个子载波间隔或空域中的一层。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述适配资源块处于多个可选资源位时的时延值，包括：
根据所述可选资源位中与通信资源域原点距离最远的资源元素与所述原点的时域维度距离确定该可选资源位的时延值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从多个可选资源位中选取所述时延值满足时延要求的可用位置，包括：
根据所述时延要求确定时延阈值；
将多个可选资源位的时延值与所述时延阈值进行对比，选取时延值不高于所述时延阈值的可选资源位作为可用位置；
所述生成可用资源池，包括利用所有可用位置构成所述可用资源池。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量，包括：
获取信道状态信息；
根据所述信道状态信息确定所述可用位置的多个资源元素的信噪比；
根据所述信噪比计算该可用位置的多个资源元素的信噪比均值，并利用香农公式计算该可用位置的信息吞吐量；
若所述可用位置占据多层空域层，则计算每空域层中多个资源元素的信噪比均值，利用香农公式分别计算每空域层的信息吞吐量，将多层信息吞吐量求和。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块分配在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小，包括：
根据多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量确定优化问题函数，包括：
优化目标：
Figure FDA0002866073330000031
其中，m表示超可靠低延迟业务数量，nα表示在第α个超可靠低延迟业务相应可用资源池中选取可用位置以设置适配资源块的数量，
Figure FDA0002866073330000032
表示第α个超可靠低延迟业务的第nα个适配资源块处于相应可用位置时的信息吞吐量；
以及，约束函数：
包括吞吐量约束：
Figure FDA0002866073330000033
其中qα表示第α个超可靠低延迟业务的信息吞吐量需求；
与资源元素冲突约束：
Figure FDA0002866073330000034
其中，T、F、S分别为所述通信资源域中三维度属性单位的最大值，TFS为所述通信资源域中资源元素的总个数，x表示所述通信资源域中多个资源元素的编码，R(x)表示所述通信资源域中第x个资源元素；
Figure FDA0002866073330000035
表示所述通信资源域中第x个资源元素被第α个超可靠低延迟业务的第nα个适配资源块所占用；
求解所述优化问题函数，根据求解结果为多个超可靠低延迟业务设置适配资源块。
9.一种超可靠低延迟通信资源分配装置，其特征在于，包括：
通信因素模块，被配置位获取多个超可靠低延迟业务的通信因素信息；
适配资源模块，被配置为根据所述通信因素信息在通信资源域中确定对应超可靠低延迟业务的适配资源块；
可用资源模块，被配置为根据所述超可靠低延迟业务的时延要求在所述通信资源域中遍历相应适配资源块的可用位置，生成可用资源池；
信息吞吐量模块，被配置为计算所述适配资源块处于不同可用位置时的信息吞吐量；
资源分配模块，被配置为根据多个超可靠低延迟业务的多个适配资源块在不同可用位置的所述信息吞吐量，将多个适配资源块分配在相应的可用资源池中，使多个适配资源块的信息吞吐量之和最小。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任意一项所述的方法。
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