一种上行信道资源分配方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种上行信道资源分配方法及装置。

背景技术：

随着物联网的高速发展，未来的无线通信中会存在海量的物联网终端，当海量M2M(Machine-to-Machine，机器与机器)通信的终端同时发送接入网络请求时，随机接入(Random Access，简称为RA)过程中的信号开销将会急剧增加。由于上行资源是有限的，物理随机接入信道PRACH占用资源模块(Resource Blocks，简称为RBs)过多时，将会导致物理上行共享信道PUSCH资源的减少，进而导致数据传输失败，影响通信质量。反之，PUSCH占用资源模块RBs过多时，将会导致PRACH资源的减少，进而导致终端接入失败。

因此，为保证通信质量并避免终端接入失败，上行信道资源必须进行合理的分配。现有技术中，在每个随机接入过程之前，网络端设备都要根据当前待接入终端数量计算最佳的PRACH和PUSCH的资源配置，根据计算的资源配置，进行PRACH和PUSCH资源的分配，即进行上行信道资源的分配。

但是，应用上述的方式进行上行信道资源的分配，当大量终端同时接入时，资源分配计算量较大，进而导致资源分配效率较低，无法满足M2M通信要求。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种上行信道资源分配方法及装置，以减少资源分配的计算量。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种上行信道资源分配方法，应用于网络端设备，所述网络端设备中预先存储有终端数量区间与资源分配区间的对应关系；所述方法包括：

确定当前待接入的终端数量；

根据所述终端数量，确定所述终端数量所属的终端数量区间；

根据所述对应关系，获得与所确定的终端数量区间对应的资源分配区间；

根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配。

优选的，所述确定当前待接入的终端数量，包括：采用负载估计算法，确定当前待接入的终端数量。

优选的，所述根据所述终端数量，确定所述终端数量所属的终端数量区间，包括：

判断所述终端数量是否大于所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值；

如果是，将所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值对应的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间；

如果否，将包含所述终端数量的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间。

优选的，根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配，包括：

判断所述终端数量是否为所述终端数量区间中的最小值；

如果是，按照所述资源分配区间中的任一种资源分配方案，进行上行信道资源的分配；

如果否，按照所述资源分配区间中最大值对应的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

优选的，根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配，包括：

根据所述终端数量区间与所述资源分配区间，确定所述终端数量对应的资源分配方案；

根据所确定的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

优选的，所述方法还包括：

利用前导序列检测技术，检测是否有终端在物理随机接入信道上发送前导序列；

如果有，为发送所述前导序列的终端分配物理上行共享信道，并向所述终端发送随机接入响应，以使所述终端在接收到所述随机接入响应后，在所述物理上行共享信道上发送数据包。

为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种上行信道资源分配装置，应用于网络端设备，包括：

存储模块，用于存储终端数量区间与资源分配区间的对应关系；

第一确定模块，用于确定当前待接入的终端数量；

第二确定模块，用于根据所述终端数量，确定所述终端数量所属的终端数量区间；

获得模块，用于根据所述对应关系，获得与所确定的终端数量区间对应的资源分配区间；

分配模块，用于根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配。

优选的，第一确定模块，具体用于：

采用负载估计算法，确定当前待接入的终端数量。

优选的，第二确定模块，包括第一判断子模块、第一确定子模块和第二确定子模块，其中，

所述第一判断子模块，用于判断所述终端数量是否大于所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值；

所述第一确定子模块，在所述第一判断子模块判断结果为是的情况下，将所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值对应的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间；

所述第二确定子模块，在所述第一判断子模块判断结果为否的情况下，将包含所述终端数量的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间。

优选的，所述分配模块，包括第二判断子模块、第一分配子模块和第二分配子模块，

所述第二判断子模块，用于判断所述终端数量是否为所述终端数量区间中的最小值；

所述第一分配子模块，在所述第二判断子模块判断结果为是的情况下，按照所述资源分配区间中的任一种资源分配方案，进行上行信道资源的分配；

所述第二分配子模块，在所述第二判断子模块判断结果为否的情况下，按照所述资源分配区间中最大值对应的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

优选的，所述分配模块，包括第三确定子模块和第三分配子模块，其中，

所述第三确定子模块，用于根据所述终端数量区间与所述资源分配区间，确定所述终端数量对应的资源分配方案；

所述第三分配子模块，用于根据所确定的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

优选的，所述装置还包括：

检测模块，用于利用前导序列检测技术，检测是否有终端在物理随机接入信道上发送前导序列；

处理模块，用于在所述检测模块检测结果为有的情况下，为发送所述前导序列的终端分配物理上行共享信道，并向所述终端发送随机接入响应，以使所述终端在接收到所述随机接入响应后，在所述物理上行共享信道上发送数据包。

由上述的技术方案可见，本发明实施例提供的上行信道资源分配方法及装置。网络端设备中预先存储有终端数量区间与资源分配区间的对应关系；确定当前待接入的终端数量；根据终端数量，确定终端数量所属的终端数量区间；根据对应关系，获得与所确定的终端数量区间对应的资源分配区间；根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配。

应用本发明实施例所提供的技术方案，不必在每个随机接入过程之前，根据待接入的终端数量计算PRACH和PUSCH资源配置。只需根据待接入的终端数量查找到对应的终端数量区间，从而得到对应的资源分配区间，即可获得对应资源分配方案，显著减少计算量。

当然，实施本发明的任一方法或装置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一种上行信道资源分配方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配方法的另一种流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配装置的一种结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配装置的另一种结构示意图。

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作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。

为解决现有技术问题，本发明实施例提供了一种上行信道资源分配方法及装置，以下分别进行详细说明。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种上行信道资源分配方法及装置，优选适用于网络端设备，网络端设备中预先存储有终端数量区间与资源分配区间的对应关系。所述网络端设备包括基站、中继设备、接入点等，本发明实施例对此不做具体限定。

具体的，假设网络端设备所允许接入终端数量的最大值为16，可以每4个分为一个终端数量区间，分别为【1，4】，【5，8】，【9，12】【13，16】。资源模块总数量为500，可以根据每个区间的端点值，确定待接入终端数量对应的资源分配方案。

假设，确定出终端数量为1时，需要为PRACH分配10个资源模块，为PUSCH分配490个资源模块；

确定出终端数量为4时，需要为PRACH分配50个资源模块，为PUSCH分配450个资源模块；

确定出终端数量为5时，需要为PRACH分配60个资源模块，为PUSCH分配440个资源模块；

确定出终端数量为8时，需要为PRACH分配80个资源模块，为PUSCH分配420个资源模块；

确定出终端数量为9时，需要为PRACH分配100个资源模块，为PUSCH分配400个资源模块；

确定出终端数量为12时，需要为PRACH分配150个资源模块，为PUSCH分配350个资源模块；

确定出终端数量为13时，需要为PRACH分配170个资源模块，为PUSCH分配330个资源模块；

确定出终端数量为16时，需要为PRACH分配200个资源模块，为PUSCH分配300个资源模块。

则终端数量区间【1，4】对应的资源分配区间为【10，50】；终端数量区间【5，8】对应的资源分配区间为【60，80】；终端数量区间【9，12】对应的资源分配区间为【100，150】；终端数量区间【13，16】对应的资源分配区间为【170，200】；其中，资源分配区间中的数值代表需要为PRACH分配资源模块的个数。

具体的，在实际应用中，为了平衡PRACH开销、检测性能和时序估计准确性，每一种资源分配方案所对应的为PRACH分配资源模块的个数为6的整数倍。

需要说明的是，在实际应用中，对终端数量区间划分可以随意划分，本发明实施例对此不对其进行限定。比如，划分后的终端数量区间可以为：【1，3】，【4，7】，【8，10】【11，16】等等。

具体的，确定终端数量区间与资源分配区间的对应关系，还可以采用如下方法获得：

根据可以分配给PRACH和PUSCH的资源总数，网络端设备可以得到有限个不同终端数量在PUSCH数量与发送前导数量相同情况下的资源配置情况，称为配置1。经过证明，配置1是在PUSCH数量大于发送前导序列数量的情况下，使成功终端(成功终端，即为终端在PUSCH上发送的数据包能够准确的被网络端设备接收并译出)数量达到最大的资源配置。

通过遍历搜索，网络端设备可以得到在PUSCH数量小于发送前导序列数量的情况下，使成功终端数量达到最大时的资源配置，称为配置2。

同时，将配置2与配置1中有限个不同终端数量的资源配置情况进行比较，当配置1中某个终端数量的资源配置和配置2相同时，遍历搜索结束，此时称为该资源配置为配置3。

当配置1中终端数量的PRACH资源模块数量大于配置3中的PRACH资源模块数量时，将满足该条件的终端数量和资源配置情况分别进行保留。将保留的终端数量按照从小到大的顺序排列，则相邻的两个终端数量可以形成终端数量区间，同时形成相应的资源分配区间。

图1为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配方法的一种流程示意图，包括如下步骤：

S101，确定当前待接入的终端数量。

具体的，采用负载估计算法，确定当前待接入的终端数量。

需要说明的是，采用负载估计算法，确定当前待接入的终端数量为现有技术，本发明实施例对此不对其进行赘述。

S102，根据所述终端数量，确定所述终端数量所属的终端数量区间。

具体的，根据所述终端数量，确定所述终端数量所属的终端数量区间，可以判断终端数量是否大于网络端设备所允许接入终端数量的最大值，若是，将所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值对应的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间；若否，将包含所述终端数量的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间。

实际应用中，终端数量区间的最大值为最优的用户数量，当接入的用户数量达到最优的用户数量时，成功接入的用户数量为最大。如果在网络端设备允许接入终端数量大于终端数量区间最大值的情况下，则以终端数量区间最大值为允许接入的用户数量。

示例性的，以上述的终端数量区间与资源分配区间的对应关系为例。

假设，终端数量为3，则确定出终端数量所属的终端数量区间为【1，4】；终端数量为16，则确定出终端数量所属的终端数量区间为【13，16】，终端数量大于16时，确定出终端数量所属的终端数量区间为【13，16】。

S103，根据所述对应关系，获得与所确定的终端数量区间对应的资源分配区间。

根据网络端设备预先存储的终端数量区间与资源分配区间的对应关系，在确定终端数量区间后即可找到对应的资源分配区间。

示例性的，假设终端数量为3，则确定出终端数量所属的终端数量区间为【1，4】，进而根据终端数量区间与资源分配区间的对应关系，可以确定出与所确定的终端数量区间【1，4】对应的资源分配区间为【10，50】。

S104，根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配。

具体的，在实际应用中，根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配，可以判断所述终端数量是否为所述终端数量区间中的最小值；如果是，按照所述资源分配区间中的任一种资源分配方案，进行上行信道资源的分配；如果否，按照所述资源分配区间中最大值对应的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

示例性的，假设终端数量为1，则确定出终端数量所属的终端数量区间为【1，4】，进而根据终端数量区间与资源分配区间的对应关系，可以确定出与所确定的终端数量区间【1，4】对应的资源分配区间为【10，50】，可以按照资源分配区间【10，50】中的任一种资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

分配的结果，可以为PRACH分配10个资源模块，为PUSCH分配490个资源模块(此种方案为终端数量为1对应的资源分配方案)；或为PRACH分配23个资源模块，为PUSCH分配477个资源模块(此种方案为根据终端数量区间与资源分配区间进行增量等比运算，得出的终端数量为2对应的资源分配方案)；或为PRACH分配36个资源模块，为PUSCH分配464个资源模块(此种方案为根据终端数量区间与资源分配区间进行增量等比运算，得出的终端数量为3对应的资源分配方案)；或为PRACH分配50个资源模块，为PUSCH分配450个资源模块(此种方案为终端数量为4对应的资源分配方案)。

假设终端数量为3，则确定出终端数量所属的终端数量区间为【1，4】，进而根据终端数量区间与资源分配区间的对应关系，可以确定出与所确定的终端数量区间【1，4】对应的资源分配区间为【10，50】，可以按照资源分配区间【10，50】中的50对应的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。即为PRACH分配50个资源模块，为PUSCH分配450个资源模块。

具体的，在实际应用中，根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配，还可以根据所述终端数量区间与所述资源分配区间，确定所述终端数量对应的资源分配方案；根据所确定的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

假设终端数量为3，则确定出终端数量所属的终端数量区间为【1，4】，进而根据终端数量区间与资源分配区间的对应关系，可以确定出与所确定的终端数量区间【1，4】对应的资源分配区间为【10，50】，可以看出，终端数量增加3个，为PRACH分配的资源模块增加了40个，进而可以计算出每增加1个终端，为PRACH分配的资源模块增加13个，进行可以确定出终端数量为3时对应的资源分配方案为：10+(3-1)*13＝36个，即为PRACH分配36个资源模块，为PUSCH分配464个资源模块。

需要说明的是，上述以网络端设备所允许接入终端数量的最大值为16以及4个终端数量区间与资源分配区间的对应关系为例进行说明，仅为本发明的一具体实施例，并不够成对本发明的限定。

应用本发明的实施例，在每个随机接入前，无需根据终端的数量计算PRACH和PUSCH的资源配置，仅需根据终端数量区间与资源分配区间的对应关系，以及预先确定出待接入终端数量对应的资源分配方案，即可进行上行信道资源的分配，减少了资源分配的计算量，提高了资源分配效率。

图2为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配方法的另一种流程示意图，本发明图2所示实施例在图1所示实施例的基础上，增加S105和S106。

S105，利用前导序列检测技术，检测是否有终端在物理随机接入信道上发送前导序列，如果是，执行S106。

该步骤具体应用于随机接入过程，所述终端发送前导序列，终端接收前导序列后，通过前导序列检测技术进行检测。

本领域技术人员可以理解的是，终端等概率地从中选择一个前导序列，并在PRACH上发送该前导序列作初次接入。网络端设备计算接收到的前导序列的功率延迟分布，如果功率延迟分布大于预设门限，则网络端设备可以检测到哪些前导序列被终端发送。本方案中，假设只要有前导序列在PRACH上发送，网络端设备就能检测到该前导序列，获得被检测前导序列的数量。对前导序列的发送和处理为现有技术，本发明实施例不对其进行赘述。

S106，为发送所述前导序列的终端分配物理上行共享信道，并向所述终端发送随机接入响应，以使所述终端在接收到所述随机接入响应后，在所述物理上行共享信道上发送数据包。

本领域技术人员可以理解的是，随机接入响应包含检测出的前导序列标识、终端发送数据包所需使用的PUSCH资源和终端取得上行同步的时间提前量参数。对于终端而言，如果接收到的随机接入响应包含其所发送前导序列的标识，按照接收到的时间提前量参数调整自身信号发送时间，在PUSCH上发送数据包。该过程不需要终端再发送调度信息，就可以实现与网络端设备的数据传送。

现有技术中，终端在分配到的物理上行信道上发送调度信息，目的为了发送数据包。终端通过物理上行控制信道向网络端设备发送调度请求和缓存状态信息，通过物理下行控制信道获得发送数据包的物理上行共享信道的授权。但是，在M2M通信中，往往都是具有小额数据包的M2M业务，若采用上述调度请求的方式发送数据，会造成大量的信号开销。

可见，应用本发明图2的实施例，进行上行资源分配后的随机接入过程，在终端发送前导序列后立即发送数据，减少了终端与网络端设备建立链接过程所需要的信号开销。

图3为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配装置的一种结构示意图，可以包括存储模块201、第一确定模块202、第二确定模块203、获得模块204和分配模块205。

存储模块201，用于存储终端数量区间与资源分配区间的对应关系。

第一确定模块202，用于确定当前待接入的终端数量。

具体的，在实际应用中，第一确定模块202，具体可以用于：

采用负载估计算法，确定当前待接入的终端数量。

第二确定模块203，用于根据所述终端数量，确定所述终端数量所属的终端数量区间。

具体的，在实际应用中，所述第二确定模块203可以包括第一判断子模块、第一确定子模块和第二确定子模块(图中未示出)；

所述第一判断子模块，用于判断所述终端数量是否大于所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值；

所述第一确定子模块在所述第一判断子模块判断结果为是的情况下，将所述网络端设备所允许接入终端数量的最大值对应的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间；

所述第二确定子模块，在所述第一判断子模块判断结果为否的情况下，将包含所述终端数量的终端数量区间，确定为所述终端数量所属的终端数量区间。

获得模块204，用于根据所述对应关系，获得与所确定的终端数量区间对应的资源分配区间。

分配模块205，用于根据所获得的资源分配区间，进行上行信道资源的分配。

具体的，在实际应用中，所述分配模块205可以包括：第二判断子模块、第一分配子模块和第二分配子模块(图中未示出)，

所述第二判断子模块，用于判断所述终端数量是否为所述终端数量区间中的最小值；

所述第一分配子模块，在所述第二判断子模块判断结果为是的情况下，按照所述资源分配区间中的任一种资源分配方案，进行上行信道资源的分配；

所述第二分配子模块，在所述第二判断子模块判断结果为否的情况下，按照所述资源分配区间中最大值对应的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

具体的，在实际应用中，所述分配模块205可以包括：第三确定子模块和第三分配子模块，其中，

所述第三确定子模块，用于根据所述终端数量区间与所述资源分配区间，确定所述终端数量对应的资源分配方案；

所述第三分配子模块，用于根据所确定的资源分配方案，进行上行信道资源的分配。

应用本发明图3的所示实施例，在每个随机接入前，无需根据终端的数量计算PRACH和PUSCH的资源配置，仅需根据终端数量区间与资源分配区间的对应关系，以及预先确定出待接入终端数量对应的资源分配方案，即可进行上行信道资源的分配，减少了资源分配的计算量，提高了资源分配效率。

图4为本发明实施例提供的一种上行信道资源分配装置的另一种结构示意图，本发明图4所示实施例在图3所示实施例的基础上，增加以下两个模块：

检测模块206，用于利用前导序列检测技术，检测是否有终端在物理随机接入信道上发送前导序列。

处理模块207，用于在所述检测模块检测结果为有的情况下，为发送所述前导序列的终端分配物理上行共享信道，并向所述终端发送随机接入响应，以使所述终端在接收到所述随机接入响应后，在所述物理上行共享信道上发送数据包。

可见，应用本发明图4的实施例，进行上行资源分配后的随机接入过程，在终端发送前导序列后立即发送数据，减少了终端与网络端设备建立链接过程所需要的信号开销。

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。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

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。