CN114760697A

CN114760697A - 一种频域带宽资源的分配方法及装置

Info

Publication number: CN114760697A
Application number: CN202210324902.5A
Authority: CN
Inventors: 李元炅
Original assignee: Agricultural Bank of China
Current assignee: Agricultural Bank of China
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2022-07-15

Abstract

本申请公开了一种频域带宽资源的划分方法及装置，确定频域带宽资源的多种划分方式、每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元以及在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式。计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，并根据该效用值从多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的优选频域资源单元分配方式。基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式，其对应的频域带宽资源划分方式为期望频域带宽资源划分方式。如此，可使得各用户在分配的频域资源单元上能够获得较好的传输条件。

Description

一种频域带宽资源的分配方法及装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种频域带宽资源的分配方法及装置。

背景技术

当用户使用无线局域网进行无线通信时，若无线局域网接入点的用户较为密集，会使得通信时延大大增加。

目前，采用固定模式的频域带宽资源划分方式对传输信道的频域带宽资源进行划分。具体地，根据参与无线通信用户的用户数量对频域带宽资源进行近似均等划分，获取多个频域资源单元。用户数量与频域资源单元数量一致，用户分配到的资源单元大小基本相同。而且无线局域网接入点根据用户接入顺序为各个用户分配划分好的频域资源单元。

但是，固定模式的频域带宽资源划分方式可能会导致带宽资源的浪费，而且顺序分配的方式可能会导致带宽资源的错配以及可能会导致后面接入用户分配不到频域带宽资源，用户体验较差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种频域带宽资源的分配方法及装置，使得各用户在分配的资源单元上能够获得较好的传输条件，提高数据传输的效率。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种频域带宽资源的划分方法，所述方法包括：

确定频域带宽资源的多种划分方式以及在每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元；每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量；

确定在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式；每个用户被分配的所述频域资源单元的数量小于或等于1且每个所述频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1；

计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值；所述目标频域带宽资源划分方式分别为所述频域带宽资源的多种划分方式中的每一种；

基于所述目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从所述目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的所述目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式；

基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式；

将所述期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。

可选地，所述计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，包括：

获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵；所述效用矩阵中的目标元素为目标用户在目标频域资源单元下的效用值；所述目标元素分别为所述效用矩阵中多个元素中的每一个；所述目标用户分别为多个用户中的每一个；所述目标频域资源单元分别为频域资源单元目标分配方式下的多个频域资源单元中的每一个；所述频域资源单元目标分配方式分别为目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中的每一种；

基于目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵，计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值。

可选地，所述获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵，包括：

获取所述目标用户对应的公平因子以及所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间；

根据所述目标用户的当前传输数据量和所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间，计算所述目标用户在所述目标频域资源单元下的等效传输速率；

根据所述目标用户在所述目标频域资源单元下的等效传输速率与所述目标用户对应的公平因子，计算所述目标用户在所述目标频域资源单元下的效用值；

基于所述目标用户在所述目标频域资源单元下的效用值，构建所述目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵。

可选地，所述获取目标用户对应的公平因子，包括：

计算目标用户的平均等效速率；

将所述目标用户的平均等效速率的倒数作为所述目标用户对应的公平因子。

可选地，所述获取所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间，包括：

根据所述目标用户的当前传输数据量以及所述目标用户在所述目标频域资源单元上传输的理论速率，计算所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间；

根据所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间，获取所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间。

可选地，所述根据所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间，获取所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间，包括：

获取理论传输时间矩阵；所述理论传输时间矩阵中的对象元素为所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间；所述理论传输时间矩阵中的对象元素分别为所述理论传输时间矩阵中多个元素中的每一个；

将所述理论传输时间矩阵中所述目标理论传输时间所在行的元素以及所在列的元素进行删除，获取目标余子式矩阵；所述目标理论传输时间为所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间；

获取所述目标余子式矩阵中的最大理论传输时间；

将所述目标余子式矩阵中的最大理论传输时间与所述目标理论传输时间之间的最大值确定为所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间。

本申请实施例还提供了一种频域带宽资源的划分装置，所述装置包括：

第一确定单元，用于确定频域带宽资源的多种划分方式以及在每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元；每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量；

第二确定单元，用于确定在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式；每个用户被分配的所述频域资源单元的数量小于或等于1且每个所述频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1；

计算单元，用于计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值；所述目标频域带宽资源划分方式分别为所述频域带宽资源的多种划分方式中的每一种；

第三确定单元，用于基于所述目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从所述目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的所述目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式；

第四确定单元，用于基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式；

第五确定单元，用于将所述期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。

可选地，所述计算单元，包括：

第一获取子单元，用于获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵；所述效用矩阵中的目标元素为目标用户在目标频域资源单元下的效用值；所述目标元素分别为所述效用矩阵中多个元素中的每一个；所述目标用户分别为多个用户中的每一个；所述目标频域资源单元分别为频域资源单元目标分配方式下的多个频域资源单元中的每一个；所述频域资源单元目标分配方式分别为目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中的每一种；

第一计算子单元，用于基于目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵，计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一所述的频域带宽资源的分配方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如上述任一所述的频域带宽资源的分配方法。

通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种频域带宽资源的划分方法及装置，确定频域带宽资源的多种划分方式、每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元以及在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式。其中，每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量，且每个用户被分配的频域资源单元的数量小于或等于1且每个频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1。这样的划分方式可以提高各用户的资源适配率。计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，并根据该效用值从目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式。其中，目标频域带宽资源划分方式分别为频域带宽资源的多种划分方式中的每一种。进而，基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式。将期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。由于频域带宽资源划分方式对应的效用值可以表征在该划分方式下的总效益。如此，基于效用值，从多种频域带宽资源划分方式中确定的满足第二预设条件的期望频域带宽资源划分方式，可使得各用户在分配的频域资源单元上能够获得较好的传输条件，提高数据传输的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种示例性应用场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种频域带宽资源的划分方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种频域带宽资源的划分装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，先对本申请实施例中所涉及到的背景技术进行介绍。

当用户使用无线局域网进行无线通信时，若无线局域网接入点的用户较为密集，会使得通信时延大大增加。作为一种示例性场景，银行网点内的用户可能使用个人手机下载网银或进行其他操作。银行网点工作人员使用营销平板办理业务。这些操作都依赖于无线通信，网点用户或网点工作人员通过网点内无线局域网的接入点进行无线通信。当无线局域网接入点的网点客户较为密集时，通信时延大大增加。

其中，无线局域网是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系，无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机和网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。它利用射频技术，使用电磁波取代双绞铜线构成的有线局域网络，在空中实现通信连接。

不同于有线传输，在无线传输时，处于同一无线环境下的设备使用空气这一相同的传播介质进行数据传输。当多个设备同时进行传输时会在频域上发生冲突。为了解决当无线局域网接入点的网点客户较为密集时，通信时延大大增加的问题，可使用CSMA/CA(载波侦听冲突避免)的方式防止出现冲突。即设备在进行无线传输前，检测要使用的无线频段(即信道)是否忙碌。若忙碌则暂停传输，直到信道空闲后再接入信道。这种方式只能减少冲突可能，但是无法完全消除冲突，而且一个设备在传输数据时，其他设备只能处于等待状态，时延长且传输速率差。

随着无线通信技术的发展，出现了频分复用、时分复用和码分复用这三种复用技术，其中频分复用允许不同的设备在同样的时间占用不同的带宽资源，使得设备可以同时接入信道进行数据传输，从而大大改善密集设备场景下的传输时延。频分复用技术是指将用于传输信道的总带宽划分为若干个子信道，在每个子信道上传输一路信号，其特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延。正交频分复用技术是频分复用技术的一种，其子载波具有正交性，载波间隔减少，相同大小的带宽内可以使用的载波数量增加，从而能够携带更多的信息。正交频分复用技术实际上是一种多载波数字调制技术，其所有载波间有相等的频率间隔，且载波间彼此正交无干扰，这使得单个载波间不需要保护频带，使带宽利用率更高。

基于上述内容，为了解决当无线局域网接入点的网点客户较为密集时，通信时延大大增加的问题，还可采用固定模式的频域带宽资源划分方式对传输信道的频域带宽资源进行划分。具体地，根据参与无线通信用户的用户数量对频域带宽资源进行近似均等划分，获取多个频域资源单元。用户数量与频域资源单元数量一致，用户分配到的资源单元大小基本相同。而且无线局域网接入点根据用户接入的顺序维护用户顺序表，并根据用户接入顺序为各个用户分配划分好的频域资源单元。完成分配后，用户在无线局域网接入点指定的资源单元进行数据传输。

但是，固定模式的频域带宽资源划分方式可能会导致带宽资源的浪费。由于各用户间存在带宽需求和信道状态的差异，其所需的带宽的资源单元大小也存在差异。使用固定模式的频域带宽资源划分方式时，带宽需求高的用户被分配的资源单元较小，会导致传输时间较长。带宽需求低的用户被分配过多的带宽资源，传输时间较短。而由于频分复用的方式要求所有用户的传输时间需要对齐，导致传输时间短的用户需要填充较多的冗余数据，造成带宽资源的浪费。

而且顺序分配的方式可能会导致带宽资源的错配。例如，A用户在资源单元1上信道状态差，在资源单元2上信道质量好。B用户在资源单元2上信道状态差，在资源单元1上信道质量好。若按照顺序分配的方式，将信道1分配给A，信道2分配给B，将导致传输时间大大增加。顺序分配的方式还会导致后接入的用户分配不到频域带宽资源。由于带宽资源的有限性，顺序靠后的用户可能长期无法被分配带宽资源，导致用户体验较差。

基于此，本申请实施例提供了一种频域带宽资源的划分方法及装置，确定频域带宽资源的多种划分方式、每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元以及在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式。其中，每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量，且每个用户被分配的频域资源单元的数量小于或等于1且每个频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1。这样的划分方式可以提高各用户的资源适配率。计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，并根据该效用值从目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式。其中，目标频域带宽资源划分方式分别为频域带宽资源的多种划分方式中的每一种。进而，基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式。将期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。由于频域带宽资源划分方式对应的效用值可以表征在该划分方式下的总效益。如此，基于效用值，从多种频域带宽资源划分方式中确定的满足第二预设条件的期望频域带宽资源划分方式，可使得各用户在分配的资源单元上能够获得较好的传输条件，提高数据传输的效率。

为了便于理解本申请实施例提供的频域带宽资源的划分方法，下面结合图1所示的场景示例进行说明。参见图1所示，该图为本申请实施例提供的示例性应用场景的框架示意图。

在实际应用中，确定频域带宽资源的多种划分方式。例如频域带宽资源划分方式1、频域带宽资源划分方式2至频域带宽资源划分方式n。并确定在每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元。其中，每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量。

确定在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式。其中，每个用户被分配的频域资源单元的数量小于或等于1且每个频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1。这样的划分方式可以提高各用户的资源适配率。

计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值。其中，目标频域带宽资源划分方式分别为频域带宽资源的多种划分方式中的每一种。基于目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式。则每种频域带宽资源划分方式均对应有各自的优选频域资源单元分配方式。

基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式。将期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。例如，如图1所示，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域带宽资源划分方式为频域带宽资源划分方式2。

本领域技术人员可以理解，图1所示的框架示意图仅是本申请的实施方式可以在其中得以实现的一个示例。本申请实施方式的适用范围不受到该框架任何方面的限制。

为了便于理解本申请，下面结合附图对本申请实施例提供的一种频域带宽资源的划分方法进行说明。

参见图2所示，该图为本申请实施例提供的一种频域带宽资源的划分方法的流程图，如图2所示，该方法可以包括S201-S206：

S201：确定频域带宽资源的多种划分方式以及在每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元；每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量。

正交频分多址技术是正交频分复用技术的演进，该技术是指在部分子载波上加载数据的传输技术，通过识别子载波对不同信道的状态，使得子载波被对应信道条件较优的用户使用。相比于固定模式的频域带宽资源划分方式，正交频分多址技术可动态地把频域带宽资源分配给需要的用户，实现多用户接入信道，改善用户密集场景下的时延问题。可以理解的是，本申请实施例所提供的频域带宽资源划分方法依赖于正交频分多址技术，是正交频分多址技术的具体实现手段。

具体地，先确定频域带宽资源的多种划分方式，由于频域带宽资源划分方式有限，可以先将可能的划分方式加入划分方式集合R中。作为一种可选示例，802.11协议标准为WIFI协议，在该协议中规定了能够组成载波资源单元的子载波的类型，载波资源单元为分配给用户的资源单元。基于该规定，可以确定给定带宽下的子载波划分方式的集合，即本步骤中的频域带宽资源的多种划分方式。作为另一种可选示例，还可在符合规定的基础上，确定频域带宽资源的多种动态划分方式，这里不进行限定，可根据实际情况进行确定。

本申请实施例中确定的频域带宽资源的多种划分方式为动态划分方式。在确定频域带宽资源的多种划分方式之后，便可获取在每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元。基于此，需要从多种频域带宽资源划分方式中确定期望频域带宽资源划分方式以及该期望频域带宽资源划分方式下的优选频域资源单元分配方式。

考虑到接入无线局域网接入点的用户所需的流量要求小，时延要求高，一次传输过程应尽可能地服务更多用户。若某一频域带宽资源划分方式得到的资源单元小于用户数量，说明有部分用户无法传输数据，则这种划分方式不符合需求。基于此，在一个或多个实施例中，本申请实施例提供的每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量。若最初确定的包括频域带宽资源多种划分方式的集合R中存在不符合上述要求的划分方式，可以从集合R中去掉这一划分方式。

S202：确定在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式；每个用户被分配的频域资源单元的数量小于或等于1且每个频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1。

确定频域带宽资源的多种划分方式以及每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元之后，便可基于用户数量确定在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式。

作为一种可选示例，在每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量的基础上，频域资源单元分配方式满足约束条件，即每个用户被分配的频域资源单元的数量小于或等于1且每个频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1。这能够尽可能满足对用户按需分配频域资源单元的要求，进而提高数据传输的效率。

设用户数量为N，频域资源单元的数量为M，由上述内容可知M≥N，令Φ＝{i|i＝1,2,...,N}，Ψ＝{j|j＝1,2,...,M}。基于频域资源单元分配方式的约束条件，可知：

其中，

的取值表示是否将第j个资源单元分配给第i个用户。作为一种可选示例，若

的取值为1则表示是，取值为0表示否。

可以理解的是，

以及

表示频域资源单元分配方式的约束条件。

S203：计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值；目标频域带宽资源划分方式分别为频域带宽资源的多种划分方式中的每一种。

其中，

为效用值，表示若将第j个频域资源单元分配给第i个用户，会产生的效益。U用于表示目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值。通过定义

可以决定该优化问题的优化方向。可以理解的是，

满足S203中的约束条件。

例如，用户数量为3个，分别为用户A、用户B和用户C。频域资源单元的数量为3个，分别为频域资源单元1、频域资源单元2、频域资源单元3。用户数量和频域资源单元的数量相同。为了满足频域资源单元分配方式的约束条件，一种频域资源单元分配方式为将频域资源单元1、频域资源单元2、频域资源单元3分别分配给用户A、用户B和用户C。则

该频域资源单元分配方式对应的效用值为

作为一种可选示例，可以用频域资源单元分配方式对应的等效传输速率等效作为频域资源单元分配方式对应的效用值。可以理解的是，本申请实施例不限定效用值的具体物理含义，可根据实际情况进行确定。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值的具体实施方式，可以包括如下步骤：

A1：获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵；效用矩阵中的目标元素为目标用户在目标频域资源单元下的效用值；目标元素分别为效用矩阵中多个元素中的每一个；目标用户分别为多个用户中的每一个；目标频域资源单元分别为频域资源单元目标分配方式下的多个频域资源单元中的每一个；频域资源单元目标分配方式分别为目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中的每一种。

作为一种可选示例，可先获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵C_N×M，再基于目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵，获取目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值。

具体地，将效用矩阵中多个元素中的每一个元素作为目标元素。以目标元素为例进行说明。目标元素表示目标用户在目标频域资源单元下的效用值，即

其中，i表示目标用户，j表示目标频域资源单元。目标用户分别为多个用户中的每一个，目标频域资源单元分别为频域资源单元目标分配方式下的多个频域资源单元中的每一个。频域资源单元目标分配方式分别为目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中的每一种。

例如，用户数量为3个，分别为用户A、用户B和用户C。频域资源单元的数量为3个，分别为频域资源单元1、频域资源单元2、频域资源单元3。则目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵表示为：

其中，

表示将频域资源单元1分配给了用户A的效用值，其余以此类推。需要说明的是，若将

也用矩阵进行表示，由于频域资源单元分配方式的约束条件，使得频域资源单元分配方式限于不同行不同列

的选择。进而，对应的效用值在效用矩阵中也是不同行不同列的元素。例如，频域资源单元分配方式用表示

以及

对应的各个效用值为

以及

又例，频域资源单元分配方式用表示

以及

对应的各个效用值为

以及

当效用值表示等效传输速率时，在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种A1中获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵的具体实施方式，具体请见下文A11-A14。

可以理解的是，目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值还可以通过目标频域带宽资源划分方式对应的数组的方式进行表示。

A2：基于目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵，计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值。

确定目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵之后，再根据频域资源单元分配方式计算该频域资源单元分配方式对应的效用值。例如A1中的效用矩阵确定之后，若其中一种频域资源单元分配方式表示为

以及

对应的效用值为

以及

则该频域资源单元分配方式对应的效用值为各个用户被分配频域资源单元之后对应的效用值之和，即

若另一种频域资源单元分配方式表示为

以及

对应的各个效用值为

以及

则该频域资源单元分配方式对应的效用值为

S204：基于目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式。

确定目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值之后，从中确定满足第一预设条件的目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式。可以理解的是，不限定优选频域资源单元分配方式的数量，可根据实际情况进行选择。

在一种可能的实现方式中，第一预设条件为效用值大于预设范围。

在另一种可能的实现方式中，第一预设条件为效用值最高，即

也就是说，选取最高效用值的频域资源单元分配方式作为目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式。在这种情况下，优选频域资源单元分配方式的数量为1个。

在一个或多个实施例中，在获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵C_N×M之后，可基于效用矩阵选取最高效用值的优选频域资源单元分配方式。具体地，求取效用值中最大的效用值的优化问题可转化为求该效用矩阵不同行不同列元素之和最大的元素选择方式。此方式是一个非标准的指派问题，可先将其标准化。

首先，选取C_N×M中的最大值λ_max，用λ_max减去C_N×M中的每一个元素后得到新的效用矩阵C'_N×M，将元素最大化元素之和的问题转化为最小化元素之和的问题。其次，由于M≥N，在C'_N×M的下方加上M-N行0向量，则由非方阵C'_N×M得到方阵C”_M×M。最后，对标准化后的效用矩阵C”_M×M，再使用匈牙利算法可以求解。具体地，将标准化后的效用矩阵C”_M×M作为匈牙利算法的输入并进行求解。该算法是对标准指派问题的经典解法，得到的解(最大效用值)即为原非标准指派问题的解，该解对应的频域资源单元分配方式即为优选频域资源单元分配方式。

可以理解的是，对频域带宽资源的多种划分方式中的每一种划分方式，均可使用上述方式确定对应的优选频域资源单元分配方式，进而得到多个优选频域资源单元分配方式。每个优选频域资源单元分配方式对应有各自的频域带宽资源划分方式。

S205：基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式。

进而，再比较各个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式。

S206：将期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。

确定的期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式，即为期望频域带宽资源划分方式。在实际应用中，确定期望频域带宽资源划分方式以及对应的期望频域资源单元分配方式之后，便可根据期望频域带宽资源划分方式对频域带宽资源进行划分，划分得到多个频域资源单元之后，便可根据期望频域资源单元分配方式为用户分配频域资源单元。

基于上述S201-S206的内容可知，引入效用值来衡量频域资源单元分配分配方式的实际效益，可从多种频域带宽资源划分方式中选择与当前用户需求更加匹配的划分方式，为每个用户分配较优的频域资源单元进行数据传输。如此，能够获得带宽资源的弹性伸缩，提升数据传输的效率以及用户的通信质量。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种A1中获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵的具体实施方式。在该具体实施方式中，当效用值表示等效传输速率。具体包括：

A11：获取目标用户对应的公平因子以及目标用户在目标频域资源单元下的传输时间。

在本申请实施例中，目标用户对应的公平因子可以理解为目标用户的效用值权重。可以理解的是，存在有的用户分配到频域资源单元的次数多，而有的用户时常没有被分配到频域资源单元的情况，此时需要为每个用户分配对应的效用值权重。进而，在用户被分配频域资源单元所对应的效用值的基础上，再通过效用值权重进行区别，能够提高用户间数据传输的公平性，防止因长期无法进行数据传输导致用户体验差的问题。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种获取目标用户对应的公平因子的具体实施方式，可以包括如下步骤：

B1：计算目标用户的平均等效速率。

B2：将目标用户的平均等效速率的倒数作为目标用户对应的公平因子。

基于B1-B2可知，可以使用用户i的平均有效速率

的倒数作为公平因子。在实际应用中，可通过用户历史通信所传输的历史数据量和历史传输时间来计算用户的历史速率。当用户历史上通信多次时，对应有多个历史速率。此时，用计算得到的多个历史速率和次数的商作为用户的平均有效速率。另外，当历史通信过程中，用户i进行过等效速率较大的数据传输时，可适当降低该用户对应的公平因子，反之增加。

在另一种可能的实现方式中，可以根据用户接入无线局域网接入点的次数确定目标用户对应的公平因子。次数越多，公平因子相对较低。如此，引入公平因子，对长期未能接入信道的用户增加其权重，从而增加其分配信道的机会，提供通信保障，提高用户间数据传输的公平性，防止因长期无法进行数据传输导致用户体验差的问题。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种获取目标用户在目标频域资源单元下的传输时间的具体实施方式，可以包括如下步骤：

C1：根据目标用户的当前传输数据量以及目标用户在目标频域资源单元上传输的理论速率，计算目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间。

作为一种可选示例，假设无线局域网能够获取到用户i的传输数据大小为b_i，其在频域资源单元j上进行数据传输的理论速率为r_i ^j，则用户i在资源单元j上进行数据传输的理论传输时间T_i ^j计算方式如下：

其中，数据传输的理论速率与频域资源单元的大小、调制方式等相关。

C2：根据目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间，获取目标用户在目标频域资源单元下的传输时间。

每个用户的等效传输速率应等于传输的数据量除以传输时间。在每次数据传输过程中，每个用户能够使用的频域资源单元大小不同，信道条件不同，传输的数据量也不同。因此，虽然802.11协议标准规定数据传输同时开始，但不是同时结束，则每个频域资源单元上数据的传输时间取决于同时进行数据传输的用户中最长的传输时间。

作为一种可选示例，将具体的一种频域资源单元分配方式下，在各个频域资源单元上的理论传输时间中的最长传输时间作为目标用户在目标频域资源单元下的传输时间

在这种情况下，本申请实施例提供了一种具体的根据目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间，获取目标用户在目标频域资源单元下的传输时间的具体实施方式，具体请见下文C21-C24。

另外，由于将最长传输时间作为目标用户在目标频域资源单元下的传输时间为极端的情况。在一种可能的实现方式中，目标用户在目标频域资源单元下的传输时间还可以基于目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间和实际情况进行确定，本申请实施例对此不进行限定。

A12：根据目标用户的当前传输数据量和目标用户在目标频域资源单元下的传输时间，计算目标用户在目标频域资源单元下的等效传输速率。

作为一种可选示例，等效传输速率

为目标用户的当前传输数据量b_i和目标用户在目标频域资源单元下的传输时间

的商，即：

A13：根据目标用户在目标频域资源单元下的等效传输速率与目标用户对应的公平因子，计算目标用户在目标频域资源单元下的效用值。

作为一种可选示例，将目标用户对应的公平因子

和目标用户在目标频域资源单元下的等效传输速率

的乘积作为目标用户在目标频域资源单元下的效用值，计算方式如下：

可以理解的是，还可直接将目标用户在目标频域资源单元下的等效传输速率

作为目标用户在目标频域资源单元下的效用值。但是为了频域资源单元的分配更加符合要求，优选将目标用户对应的公平因子

和目标用户在目标频域资源单元下的等效传输速率

的乘积作为目标用户在目标频域资源单元下的效用值。

A14：基于目标用户在目标频域资源单元下的效用值，构建目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵。

基于目标用户在目标频域资源单元下的效用值，构建目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵C_N×M。

基于A11-A14内容可知，由于在信道条件好的频域资源单元上能够获得更高的等效速率，则将用户传输数据时的等效速率作为效用值，可以实现分配关系的资源适配。各用户在分配的资源单元上能够获得较好的传输条件，能够提高传输效率，提升用户体验。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种C2中根据目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间，获取目标用户在目标频域资源单元下的传输时间的具体实施方式，包括：

C21：获取理论传输时间矩阵；理论传输时间矩阵中的对象元素为目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间；理论传输时间矩阵中的对象元素分别为理论传输时间矩阵中多个元素中的每一个。

计算得到目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间之后，便可得到N×M的理论传输时间矩阵用A_N×M。其中，理论传输时间矩阵中的对象元素T_i ^j为目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间。

C22：将理论传输时间矩阵中目标理论传输时间所在行的元素以及所在列的元素进行删除，获取目标余子式矩阵；目标理论传输时间为目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间。

目标理论传输时间为目标用户在目标频域资源单元上的理论传输时间，目标理论传输时间即为理论传输时间矩阵中的对象元素。

针对理论传输时间矩阵中第i行第j列的元素T_i ^j(可称之为目标理论传输时间)，由于需要满足一个用户最多分配一个频域资源单元，一个资源单元最多分配给一个用户的约束条件，T_i ^j的同行同列的元素不可能作为最大传输时间，则将理论传输时间矩阵中目标理论传输时间所在行的元素以及所在列的元素进行删除，获取目标余子式矩阵。最大传输时间只能存在于T_i ^j的余子式构成的目标余子式矩阵A'_(N-1)×(M-1)中。

C23：获取目标余子式矩阵中的最大理论传输时间。

在目标余子式矩阵A'_(N-1)×(M-1)中确定目标余子式矩阵中的最大理论传输时间T_max。

C24：将目标余子式矩阵中的最大理论传输时间与目标理论传输时间之间的最大值确定为目标用户在目标频域资源单元下的传输时间。

由于T_max还未和目标用户在目标频域资源单元下的目标理论传输时间T_i ^j进行比较，而目标用户在目标频域资源单元下的传输时间为在频域资源单元分配方式下的各个频域资源单元上的理论传输时间中的最长传输时间，则目标用户在目标频域资源单元下的传输时间

通过下式得到：

举例说明，用户数量为3个，分别为用户A、用户B和用户C。频域资源单元的数量为3个，分别为频域资源单元1、频域资源单元2、频域资源单元3。基于此，若确定的理论传输时间矩阵为：

以

为例，其目标余子式矩阵为

T_max＝6s。基于此，可以得到

其余以此类推。

基于上述方法实施例提供的一种频域带宽资源的划分方法，本申请实施例还提供了一种频域带宽资源的划分装置，下面将结合附图对频域带宽资源的划分装置进行说明。

参见图3所示，该图为本申请实施例提供的一种频域带宽资源的划分装置的结构示意图。如图3所示，该频域带宽资源的划分装置包括：

第一确定单元301，用于确定频域带宽资源的多种划分方式以及在每种频域带宽资源划分方式下的多个频域资源单元；每种频域带宽资源划分方式下的频域资源单元个数大于或等于用户的用户数量；

第二确定单元302，用于确定在每种频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式；每个用户被分配的所述频域资源单元的数量小于或等于1且每个所述频域资源单元分配给用户的用户数量小于或等于1；

计算单元303，用于计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值；所述目标频域带宽资源划分方式分别为所述频域带宽资源的多种划分方式中的每一种；

第三确定单元304，用于基于所述目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从所述目标频域带宽资源划分方式下的多种频域资源单元分配方式中确定满足第一预设条件的所述目标频域带宽资源划分方式对应的优选频域资源单元分配方式；

第四确定单元305，用于基于每个优选频域资源单元分配方式分别对应的效用值，从多个优选频域资源单元分配方式中确定满足第二预设条件的期望频域资源单元分配方式；

第五确定单元306，用于将所述期望频域资源单元分配方式对应的频域带宽资源划分方式确定为期望频域带宽资源划分方式。

在一种可能的实现方式中，所述计算单元303，包括：

在一种可能的实现方式中，所述第一获取子单元，包括：

第二获取子单元，用于获取所述目标用户对应的公平因子以及所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间；

第二计算子单元，用于根据所述目标用户的当前传输数据量和所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间，计算所述目标用户在所述目标频域资源单元下的等效传输速率；

第三计算子单元，用于根据所述目标用户在所述目标频域资源单元下的等效传输速率与所述目标用户对应的公平因子，计算所述目标用户在所述目标频域资源单元下的效用值；

构建子单元，用于基于所述目标用户在所述目标频域资源单元下的效用值，构建所述目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵。

在一种可能的实现方式中，所述第二获取子单元，包括：

第四计算子单元，用于计算目标用户的平均等效速率；

第一确定子单元，用于将所述目标用户的平均等效速率的倒数作为所述目标用户对应的公平因子。

在一种可能的实现方式中，所述第二获取子单元，包括：

第五计算子单元，用于根据所述目标用户的当前传输数据量以及所述目标用户在所述目标频域资源单元上传输的理论速率，计算所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间；

第三获取子单元，用于根据所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间，获取所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间。

在一种可能的实现方式中，所述第三获取子单元，包括：

第四获取子单元，用于获取理论传输时间矩阵；所述理论传输时间矩阵中的对象元素为所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间；所述理论传输时间矩阵中的对象元素分别为所述理论传输时间矩阵中多个元素中的每一个；

第五获取子单元，用于将所述理论传输时间矩阵中所述目标理论传输时间所在行的元素以及所在列的元素进行删除，获取目标余子式矩阵；所述目标理论传输时间为所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间；

第六获取子单元，用于获取所述目标余子式矩阵中的最大理论传输时间；

第二确定子单元，用于将所述目标余子式矩阵中的最大理论传输时间与所述目标理论传输时间之间的最大值确定为所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间。

本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如上述任一所述的频域带宽资源的划分方法。

参见图4，图4示出根据本公开的示例性实施例的电子设备的示意图。

参照图4，根据本公开的示例性实施例的电子设备，包括存储装置41和一个或多个处理器42，所述存储装置41上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一所述的频域带宽资源的划分方法。

在本公开的示例性实施例中，当所述计算机程序被处理器42执行时，可实现以下步骤：

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的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，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种频域带宽资源的划分方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算目标频域带宽资源划分方式下的每种频域资源单元分配方式分别对应的效用值，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取目标频域带宽资源划分方式对应的效用矩阵，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取目标用户对应的公平因子，包括：

计算目标用户的平均等效速率；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标用户在所述目标频域资源单元上的理论传输时间，获取所述目标用户在所述目标频域资源单元下的传输时间，包括：

获取所述目标余子式矩阵中的最大理论传输时间；

7.一种频域带宽资源的划分装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算单元，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，其上存储有一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的频域带宽资源的分配方法。

10.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的频域带宽资源的分配方法。