基於td-lte的虛擬專網的資源分配方法及系統的製作方法

2023-05-16 07:24:06 3

基於td-lte的虛擬專網的資源分配方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於TD-LTE的虛擬專網的資源分配方法，包括如下步驟：CQI值獲取步驟、負載計算步驟、計算預留資源塊數目步驟、預留資源塊步驟、資源分配步驟。本發明的有益效果是：本發明在保證高優先級用戶的資源使用下最大化系統容量，提出改進的動態優先級劃分的資源分配方法，該方法結合了LTE的功能和頻率分集增益特性，提升了專網在傳輸速率、系統容量和系統復用方面的性能。
【專利說明】基於TD-LTE的虛擬專網的資源分配方法及系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信領域，尤其涉及基於TD-LTE的虛擬專網的資源分配方法及系統。

【背景技術】
[0002] 在現有的通信領域中，針對特定行業用戶的需求的集群通信系統的地位日漸凸 顯。集群通信系統是圍繞調度和指揮主體業務的多應用無線通信系統，因而不同行業和部 門對集群通信系統也有著不同的性能要求。例如，國家安全部門，對網絡延時要求很高，必 須建立短時延、高可靠性和安全性的集群通信系統；運輸和服務行業，則是對支持用戶數量 和覆蓋範圍有較高要求，需要建立用戶數量多和覆蓋範圍廣的集群通信系統。
[0003] 2013年12月4日，工業和信息化部向中國移動、中國電信、中國聯通正式發放了 第四代移動通信業務牌照。TD-LTE系統下行採用0FDM(orthogonal frequency division multiplexing)正交頻分復用技術，一方面，OFDM技術作為調製技術，能夠有效的消除碼 間幹擾；另一方面0FDM採用的靈活頻率分配方案，將數據分散到多個資源塊上傳輸，實現 了頻率分集增益，也極大的提高系統吞吐量。現在實際應用中的集群通信系統沒有基於 TD-LTE數字集群通信系統，因此基於TD-LTE的數字集群通信系統需要進一步研發。現有的 數字集群通信系統造價很高，而且只能針對特定要求設計，復用率很低，同時優先級固定劃 分，造成了資源空閒和系統容量降低。


【發明內容】

[0004] 為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種基於TD-LTE的虛擬專網的資源 分配方法。
[0005] 本發明提供了一種基於TD-LTE的虛擬專網的資源分配方法，包括如下步驟：
[0006] CQI值獲取步驟：演進基站全信道發送參考信號給用戶，用戶估計CQI值並上報給 演進基站，演進基站記錄CQI值；
[0007] 負載計算步驟：根據負載閾值表，確定需要劃分優先級數目；
[0008] 計算預留資源塊數目步驟：按照對應優先級用戶在總用戶所佔比例，計算需要給 高優先級用戶預留的資源塊數目，剩餘的資源塊留給非高優先級用戶使用；
[0009] 預留資源塊步驟：根據用戶的優先級使用對應的預留資源，如果非高優先級用戶， 則使用沒被標定優先級的資源塊；
[0010] 資源分配步驟：每個接入用戶分得的第一個資源塊，是該用戶在對應優先級的全 部資源塊中獲得最高信道增益的資源塊；第一輪每個用戶都分得了一個資源塊，據此計算 所有用戶的容量比R/Y，R為資源塊傳輸速率，Y為信噪比，如果在對應優先級的資源塊中 有未被使用的資源塊，則按照容量比由低到高逐個分配，每次分配一個資源塊，然後更新每 個用戶獲得的容量數據R，更新後根據新的容量比繼續由小到大逐個分配，直到分完；普通 用戶，沒有預留資源塊，直接在剩餘的資源塊中分配資源。
[0011] 作為本發明的進一步改進，在所述負載計算步驟中：演進基站通過無線資源管理 實體計算小區負載，P。是小區負載參考值，定義為已用的物理資源塊PRBs與總物理資源塊 的比值，

【權利要求】
1. 一種基於TD-LTE的虛擬專網的資源分配方法，其特徵在於，包括如下步驟： CQI值獲取步驟：演進基站全信道發送參考信號給用戶，用戶估計CQI值並上報給演進 基站，演進基站記錄CQI值； 負載計算步驟：根據負載閾值表，確定需要劃分優先級數目； 計算預留資源塊數目步驟：按照對應優先級用戶在總用戶所佔比例，計算需要給高優 先級用戶預留的資源塊數目，剩餘的資源塊留給非高優先級用戶使用； 預留資源塊步驟：根據用戶的優先級使用對應的預留資源，如果非高優先級用戶，則使 用沒被標定優先級的資源塊； 資源分配步驟：每個接入用戶分得的第一個資源塊，是該用戶在對應優先級的全部資 源塊中獲得最高信道增益的資源塊；第一輪每個用戶都分得了一個資源塊，據此計算所有 用戶的容量比R/Y，R為資源塊傳輸速率，Y為信噪比，如果在對應優先級的資源塊中有 未被使用的資源塊，則按照容量比由低到高逐個分配，每次分配一個資源塊，然後更新每個 用戶獲得的容量數據R，更新後根據新的容量比繼續由小到大逐個分配，直到分完；普通用 戶，沒有預留資源塊，直接在剩餘的資源塊中分配資源。
2. 根據權利要求1所述的資源分配方法，其特徵在於，在所述負載計算步驟中：演進基 站通過無線資源管理實體計算小區負載，P。是小區負載參考值，定義為已用的物理資源塊 PRBs與總物理資源塊的比值，
式中MPKE小區內總得物力資源 塊，Du用戶申請的業務速率，R (SINRU)是用戶u每個資源塊可以提供的速率，SINRU是用戶u 的信號與幹擾加噪聲比，若P。> 1表示小區過載；確定優先級數目方法為：將[〇, 1]分成 9段，當[〇, αι)時，此時系統負載最低，採用最多的優先級數目m，優先級數目m〈l〇， 原因是LTE系統提供了 9個優先級配置，當[αι，α2)時，減少一個優先級數目，以此 類推，當p。e [α8, α9)時，只能保證一個優先級的用戶組，優先級數目2。
3. 根據權利要求1所述的資源分配方法，其特徵在於，在所述計算預留資源塊數目 步驟中：根據各優先級用戶數佔總用戶數的比例，計算出每個優先級需要預留的資源塊數 目：
其中，RB_num_priority是各優先級用戶預留資源數目，num_priority是對應優先級 用戶數目； C(i) = {RB_num_priority(i)}, A = A-C ； 其中，C(i)為預留給i優先級用戶的所有資源塊集合，A是全部資源塊集合。
4. 根據權利要求1所述的資源分配方法，其特徵在於，在所述預留資源塊步驟中：根據 CQI的信道質量信息，將前RB_num_priority(l)個信道質量最好的資源塊標識為優先級1 用戶組預留資源，按照同樣的方法給在剩下的資源塊中將信道質量最好的資源塊標識為優 先級為2,以此類推；
其中，c(i)為預留給i優先級用戶的所有資源塊集合，A是全部資源塊集合。
5. 根據權利要求1所述的資源分配方法，其特徵在於，在所述資源分配步驟中，高優先 級用戶資源分配方法為：當給優先級為1的用戶分配資源塊時，在預留給優先級為1的資源 中找到每個用戶相對獲得最大增益的資源塊，並把它分配給該用戶，更新傳輸速度數據，將 剩下的預留資源按照容量比由小到大分配給所有優先級為1的用戶，每次分配一個RB，直 到預留資源分配完；普通用戶資料分配方法為：對於所有普通用戶，先給每個用戶分配1個 相對信道增益最大資源塊，剩下的資源按照容量比由小到大分配，直到分配完成。
6. -種基於TD-LTE的虛擬專網的資源分配系統，其特徵在於，包括： CQI值獲取模塊：用於演進基站全信道發送參考信號給用戶，用戶估計CQI值並上報 給演進基站，演進基站記錄CQI值； 負載計算模塊：用於根據負載閾值表，確定需要劃分優先級數目； 計算預留資源塊數目模塊：用於按照對應優先級用戶在總用戶所佔比例，計算需要給 高優先級用戶預留的資源塊數目，剩餘的資源塊留給非高優先級用戶使用； 預留資源塊模塊：用於根據用戶的優先級使用對應的預留資源，如果非高優先級用戶， 則使用沒被標定優先級的資源塊； 資源分配模塊：用於每個接入用戶分得的第一個資源塊，是該用戶在對應優先級的全 部資源塊中獲得最高信道增益的資源塊；第一輪每個用戶都分得了一個資源塊，據此計算 所有用戶的容量比R/Y，R為資源塊傳輸速率，Y為信噪比，如果在對應優先級的資源塊中 有未被使用的資源塊，則按照容量比由低到高逐個分配，每次分配一個資源塊，然後更新每 個用戶獲得的容量數據R，更新後根據新的容量比繼續由小到大逐個分配，直到分完；普通 用戶，沒有預留資源塊，直接在剩餘的資源塊中分配資源。
7. 根據權利要求5所述的資源分配系統，其特徵在於，在所述負載計算模塊中：演進基 站通過無線資源管理實體計算小區負載，P。是小區負載參考值，定義為已用的物理資源塊 PRBs與總物理資源塊的比值，
式中MPKE小區內總得物力資源 塊，Du用戶申請的業務速率，R (SINRU)是用戶u每個資源塊可以提供的速率，SINRU是用戶u 的信號與幹擾加噪聲比，若P。> 1表示小區過載；確定優先級數目方法為：將[〇, 1]分成 9段，當[〇, αι)時，此時系統負載最低，採用最多的優先級數目m，優先級數目m〈l〇， 原因是LTE系統提供了 9個優先級配置，當[αι，α2)時，減少一個優先級數目，以此 類推，當p。e [α8, α9)時，只能保證一個優先級的用戶組，優先級數目2。
8. 根據權利要求5所述的資源分配系統，其特徵在於，在所述計算預留資源塊數目 模塊中：根據各優先級用戶數佔總用戶數的比例，計算出每個優先級需要預留的資源塊數 目：
其中，RB_num_priority是各優先級用戶預留資源數目，num_priority是對應優先級 用戶數目； C(i) = {RB_num_priority(i)}, A = A-C ； 其中，c(i)為預留給i優先級用戶的所有資源塊集合，A是全部資源塊集合。
9. 根據權利要求5所述的資源分配系統，其特徵在於，在所述預留資源塊模塊中：根據 CQI的信道質量信息，將前RB_num_priority(l)個信道質量最好的資源塊標識為優先級1 用戶組預留資源，按照同樣的方法給在剩下的資源塊中將信道質量最好的資源塊標識為優 先級為2,以此類推；
其中，C(i)為預留給i優先級用戶的所有資源塊集合，A是全部資源塊集合。
10. 根據權利要求5所述的資源分配系統，其特徵在於，在所述資源分配模塊中，高優 先級用戶資源分配方法為：當給優先級為1的用戶分配資源塊時，在預留給優先級為1的資 源中找到每個用戶相對獲得最大增益的資源塊，並把它分配給該用戶，更新傳輸速度數據， 將剩下的預留資源按照容量比由小到大分配給所有優先級為1的用戶，每次分配一個RB， 直到預留資源分配完；普通用戶資料分配方法為：對於所有普通用戶，先給每個用戶分配1 個相對信道增益最大資源塊，剩下的資源按照容量比由小到大分配，直到分配完成。
【文檔編號】H04W72/04GK104302005SQ201410371231
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】張霆廷, 張欽宇, 邢學強, 崔文華 申請人:哈爾濱工業大學深圳研究生院