基于td-lte的虚拟专网的资源分配方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于TD-LTE的虚拟专网的资源分配方法，包括如下步骤：CQI值获取步骤、负载计算步骤、计算预留资源块数目步骤、预留资源块步骤、资源分配步骤。本发明的有益效果是：本发明在保证高优先级用户的资源使用下最大化系统容量，提出改进的动态优先级划分的资源分配方法，该方法结合了LTE的功能和频率分集增益特性，提升了专网在传输速率、系统容量和系统复用方面的性能。
【专利说明】基于TD-LTE的虚拟专网的资源分配方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，尤其涉及基于TD-LTE的虚拟专网的资源分配方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在现有的通信领域中，针对特定行业用户的需求的集群通信系统的地位日渐凸 显。集群通信系统是围绕调度和指挥主体业务的多应用无线通信系统，因而不同行业和部 门对集群通信系统也有着不同的性能要求。例如，国家安全部门，对网络延时要求很高，必 须建立短时延、高可靠性和安全性的集群通信系统；运输和服务行业，则是对支持用户数量 和覆盖范围有较高要求，需要建立用户数量多和覆盖范围广的集群通信系统。
[0003] 2013年12月4日，工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了 第四代移动通信业务牌照。TD-LTE系统下行采用0FDM(orthogonal frequency division multiplexing)正交频分复用技术，一方面，OFDM技术作为调制技术，能够有效的消除码 间干扰；另一方面0FDM采用的灵活频率分配方案，将数据分散到多个资源块上传输，实现 了频率分集增益，也极大的提高系统吞吐量。现在实际应用中的集群通信系统没有基于 TD-LTE数字集群通信系统，因此基于TD-LTE的数字集群通信系统需要进一步研发。现有的 数字集群通信系统造价很高，而且只能针对特定要求设计，复用率很低，同时优先级固定划 分，造成了资源空闲和系统容量降低。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于TD-LTE的虚拟专网的资源 分配方法。
[0005] 本发明提供了一种基于TD-LTE的虚拟专网的资源分配方法，包括如下步骤：
[0006] CQI值获取步骤：演进基站全信道发送参考信号给用户，用户估计CQI值并上报给 演进基站，演进基站记录CQI值；
[0007] 负载计算步骤：根据负载阈值表，确定需要划分优先级数目；
[0008] 计算预留资源块数目步骤：按照对应优先级用户在总用户所占比例，计算需要给 高优先级用户预留的资源块数目，剩余的资源块留给非高优先级用户使用；
[0009] 预留资源块步骤：根据用户的优先级使用对应的预留资源，如果非高优先级用户， 则使用没被标定优先级的资源块；
[0010] 资源分配步骤：每个接入用户分得的第一个资源块，是该用户在对应优先级的全 部资源块中获得最高信道增益的资源块；第一轮每个用户都分得了一个资源块，据此计算 所有用户的容量比R/Y，R为资源块传输速率，Y为信噪比，如果在对应优先级的资源块中 有未被使用的资源块，则按照容量比由低到高逐个分配，每次分配一个资源块，然后更新每 个用户获得的容量数据R，更新后根据新的容量比继续由小到大逐个分配，直到分完；普通 用户，没有预留资源块，直接在剩余的资源块中分配资源。
[0011] 作为本发明的进一步改进，在所述负载计算步骤中：演进基站通过无线资源管理 实体计算小区负载，P。是小区负载参考值，定义为已用的物理资源块PRBs与总物理资源块 的比值，
【权利要求】
1. 一种基于TD-LTE的虚拟专网的资源分配方法，其特征在于，包括如下步骤： CQI值获取步骤：演进基站全信道发送参考信号给用户，用户估计CQI值并上报给演进 基站，演进基站记录CQI值； 负载计算步骤：根据负载阈值表，确定需要划分优先级数目； 计算预留资源块数目步骤：按照对应优先级用户在总用户所占比例，计算需要给高优 先级用户预留的资源块数目，剩余的资源块留给非高优先级用户使用； 预留资源块步骤：根据用户的优先级使用对应的预留资源，如果非高优先级用户，则使 用没被标定优先级的资源块； 资源分配步骤：每个接入用户分得的第一个资源块，是该用户在对应优先级的全部资 源块中获得最高信道增益的资源块；第一轮每个用户都分得了一个资源块，据此计算所有 用户的容量比R/Y，R为资源块传输速率，Y为信噪比，如果在对应优先级的资源块中有 未被使用的资源块，则按照容量比由低到高逐个分配，每次分配一个资源块，然后更新每个 用户获得的容量数据R，更新后根据新的容量比继续由小到大逐个分配，直到分完；普通用 户，没有预留资源块，直接在剩余的资源块中分配资源。
2. 根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，在所述负载计算步骤中：演进基 站通过无线资源管理实体计算小区负载，P。是小区负载参考值，定义为已用的物理资源块 PRBs与总物理资源块的比值，
式中MPKE小区内总得物力资源 块，Du用户申请的业务速率，R (SINRU)是用户u每个资源块可以提供的速率，SINRU是用户u 的信号与干扰加噪声比，若P。> 1表示小区过载；确定优先级数目方法为：将[〇, 1]分成 9段，当[〇, αι)时，此时系统负载最低，采用最多的优先级数目m，优先级数目m〈l〇， 原因是LTE系统提供了 9个优先级配置，当[αι，α2)时，减少一个优先级数目，以此 类推，当p。e [α8, α9)时，只能保证一个优先级的用户组，优先级数目2。
3. 根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，在所述计算预留资源块数目 步骤中：根据各优先级用户数占总用户数的比例，计算出每个优先级需要预留的资源块数 目：
其中，RB_num_priority是各优先级用户预留资源数目，num_priority是对应优先级 用户数目； C(i) = {RB_num_priority(i)}, A = A-C ； 其中，C(i)为预留给i优先级用户的所有资源块集合，A是全部资源块集合。
4. 根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，在所述预留资源块步骤中：根据 CQI的信道质量信息，将前RB_num_priority(l)个信道质量最好的资源块标识为优先级1 用户组预留资源，按照同样的方法给在剩下的资源块中将信道质量最好的资源块标识为优 先级为2,以此类推；
其中，c(i)为预留给i优先级用户的所有资源块集合，A是全部资源块集合。
5. 根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，在所述资源分配步骤中，高优先 级用户资源分配方法为：当给优先级为1的用户分配资源块时，在预留给优先级为1的资源 中找到每个用户相对获得最大增益的资源块，并把它分配给该用户，更新传输速度数据，将 剩下的预留资源按照容量比由小到大分配给所有优先级为1的用户，每次分配一个RB，直 到预留资源分配完；普通用户资料分配方法为：对于所有普通用户，先给每个用户分配1个 相对信道增益最大资源块，剩下的资源按照容量比由小到大分配，直到分配完成。
6. -种基于TD-LTE的虚拟专网的资源分配系统，其特征在于，包括： CQI值获取模块：用于演进基站全信道发送参考信号给用户，用户估计CQI值并上报 给演进基站，演进基站记录CQI值； 负载计算模块：用于根据负载阈值表，确定需要划分优先级数目； 计算预留资源块数目模块：用于按照对应优先级用户在总用户所占比例，计算需要给 高优先级用户预留的资源块数目，剩余的资源块留给非高优先级用户使用； 预留资源块模块：用于根据用户的优先级使用对应的预留资源，如果非高优先级用户， 则使用没被标定优先级的资源块； 资源分配模块：用于每个接入用户分得的第一个资源块，是该用户在对应优先级的全 部资源块中获得最高信道增益的资源块；第一轮每个用户都分得了一个资源块，据此计算 所有用户的容量比R/Y，R为资源块传输速率，Y为信噪比，如果在对应优先级的资源块中 有未被使用的资源块，则按照容量比由低到高逐个分配，每次分配一个资源块，然后更新每 个用户获得的容量数据R，更新后根据新的容量比继续由小到大逐个分配，直到分完；普通 用户，没有预留资源块，直接在剩余的资源块中分配资源。
7. 根据权利要求5所述的资源分配系统，其特征在于，在所述负载计算模块中：演进基 站通过无线资源管理实体计算小区负载，P。是小区负载参考值，定义为已用的物理资源块 PRBs与总物理资源块的比值，
式中MPKE小区内总得物力资源 块，Du用户申请的业务速率，R (SINRU)是用户u每个资源块可以提供的速率，SINRU是用户u 的信号与干扰加噪声比，若P。> 1表示小区过载；确定优先级数目方法为：将[〇, 1]分成 9段，当[〇, αι)时，此时系统负载最低，采用最多的优先级数目m，优先级数目m〈l〇， 原因是LTE系统提供了 9个优先级配置，当[αι，α2)时，减少一个优先级数目，以此 类推，当p。e [α8, α9)时，只能保证一个优先级的用户组，优先级数目2。
8. 根据权利要求5所述的资源分配系统，其特征在于，在所述计算预留资源块数目 模块中：根据各优先级用户数占总用户数的比例，计算出每个优先级需要预留的资源块数 目：
其中，RB_num_priority是各优先级用户预留资源数目，num_priority是对应优先级 用户数目； C(i) = {RB_num_priority(i)}, A = A-C ； 其中，c(i)为预留给i优先级用户的所有资源块集合，A是全部资源块集合。
9. 根据权利要求5所述的资源分配系统，其特征在于，在所述预留资源块模块中：根据 CQI的信道质量信息，将前RB_num_priority(l)个信道质量最好的资源块标识为优先级1 用户组预留资源，按照同样的方法给在剩下的资源块中将信道质量最好的资源块标识为优 先级为2,以此类推；
其中，C(i)为预留给i优先级用户的所有资源块集合，A是全部资源块集合。
10. 根据权利要求5所述的资源分配系统，其特征在于，在所述资源分配模块中，高优 先级用户资源分配方法为：当给优先级为1的用户分配资源块时，在预留给优先级为1的资 源中找到每个用户相对获得最大增益的资源块，并把它分配给该用户，更新传输速度数据， 将剩下的预留资源按照容量比由小到大分配给所有优先级为1的用户，每次分配一个RB， 直到预留资源分配完；普通用户资料分配方法为：对于所有普通用户，先给每个用户分配1 个相对信道增益最大资源块，剩下的资源按照容量比由小到大分配，直到分配完成。
【文档编号】H04W72/04GK104302005SQ201410371231
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张霆廷, 张钦宇, 邢学强, 崔文华 申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院