一种智能电网中的上行链路资源分配方法与流程

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种智能电网中的上行链路资源分配方法。

背景技术：

智能电网的出现是基于高速通信网络的发展。它可以应用现代技术，如通信、信息、计算机和控制等，以满足用户的电力需求，优化资源配置，以确保电力供应的安全性，可靠性和经济性。3gpp长期演进(longtermevolution，lte)被认为是智能电网的有前途的解决方案，因为它具有低延迟和大带宽。然而，lte最初并非用于智能电网应用，智能电网生成的数据又具有与传统数据或语音通信不同的特定要求。

lte上行资源调度由enb(无线基站)执行，enb调度器需要获取有关ue(userequipment，用户设备)的rb(radiobearer，无线承载)缓冲区数据的信息，但harq(hybridautomaticrepeatrequest，同步混合自动重传请求)机制带来了信道条件的延迟和不稳定性，会导致enb无法从ue侧获得实时信息，并且会给上行资源调度带来一定的误差。因此，ue必须采用机制和算法来合理地保证资源分配，并遵循一定的规则来完善不同rb之间的资源调度。同时，ue还必须向enb报告与rb的最高优先级对应的缓冲区信息，其需要上行链路资源调度机制和算法以确保每个rb的qos(qualityofservice，服务质量)。

因为需要在上行链路控制信道上发送bsr(bufferstatusreport，缓冲状态报告)，所以需要有限的反馈方案，其最小化发送bsr所需的比特数，而不会显着牺牲调度灵活性。

为了在ul-sch(uplinksharedchannel，上行共享信道)上进行发送，ue必须具有有效的上行链路许可(除非非自适应harq重传)，其可以在pdcch(physicaldownlinkcontrolchannel，物理下行控制信道)上或在随机接入响应中动态地接收或者可以半持续地配置。bsr过程用于向服务enb提供关于ue的ul缓冲器中可用于传输的数据量的信息。macpdu(protocoldataunit，协议数据单元)应包含至多一个macbsr控制元素。

ue通过使用bsr报告机制向enb报告缓冲数据信息量。在bsr报告中，ue高速缓存的量由bsr帧格式的索引表示。lte通过使用6比特非均匀量化(0～64)来确定缓冲器大小，以确保缓冲器大小的量化间隔在相同的量化误差(量化噪声)内，如表1所示，当缓存数据的数量在区域中时，缓冲区大小被封装为对应于该区域的索引值。在从ue接收到bsr之后，enb总是选择与索引值对应的区域的最大限制作为对bsr的响应。该资源分配可能远远超过ue请求的缓冲区大小并导致资源浪费。

表1bsr的缓冲区大小级别

lte支持0～150000或0～300000字节的缓冲区大小。在缓冲区大小较小小的情况下，区域的间隔很小，资源浪费的量化误差不明显。但是，对于较大的缓冲区大小，资源块会有大量浪费。在典型的智能电网方案中，数据聚合(da)可以连接数百、数千甚至数百万个智能电表(sm)的数据。虽然每个sm传输的数据量很小，但da中的数据量很大。从da到enb的bsr中的索引将是一个很大的值，这将导致资源过度分配，从而使lte中的传统bsr机制将带来巨大的资源浪费。例如，假设da的缓冲区大小为109440字节，根据表1，索引将为61，enb选择索引61的最大限制(即128125)作为da的资源分配，因此，有18685字节过度分配，只有85％的资源被有效利用。

从3gpplterel.11的标准可以知道每个bsr的索引对应的缓存区域之间的间隔是缓存平均值的20％。这意味着bsr报告错误应该在0～20％之间分配。换句话说，在充足的资源分配和良好的信道条件的情况下，传统的bsr算法将带来0～20％的浪费资源块。因此，有必要优化上行链路资源分配以增强智能电网中的整体性能。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种智能电网中的上行链路资源分配方法，能够提高上行链路资源分配效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种智能电网中的上行链路资源分配方法，包括：数据聚合器da在向无线基站enb报告的缓冲状态报告bsr中写入待传缓冲数据的目标数据量；所述enb查询所述目标数据量在预先定义的数据量化母表中所对应的目标量化值，其中，所述数据量化母表包括多个量化值以及与每个量化值一一对应且互不重叠的数据量区间；所述enb查询所述目标量化值所对应预先定义的数据量化子表中所述目标数据量对应的目标索引值，其中，所述数据量化母表中的每个量化值均对应设有一个数据量化子表，所述数据量化子表包括多个索引值以及与每个索引值一一对应且互不重叠的数据量区间，所述数据量化子表的数据量下限和上限分别为对应量化值在数据量化母表中对应的数据量区间的下限和上限；所述enb根据所述目标索引值为所述da分配上行链路资源，并在物理下行控制信道pdcch中对分配的上行链路资源进行配置和授权；所述da监听所述pdcch获取所述配置和授权，并根据所述配置在授权的上行链路资源中上传所述待传缓冲数据。

优选的，所述数据量化母表的数据量下限为0，数据量上限为150000，所述数据量化子表的数据量区间与其对应量化值在数据量化母表中的数据区间的关系为：：

p＝1-(bmax/bmin)^1/(n-1)

其中，n为数据量化母表中量化值的数量，bmin为目标量化值在数据量化母表中的数据区间的数据量下限，bmax为目标量化值在数据量化母表中的数据区间的数据量上限，k为数据量化子表中索引值的数量，bk+1为向上取整的结果，第k个索引值对应的数据量区间的数据量上限，k、n≥0，且仅在n＝0时，bmin恒定等于10。

优选的，k、n最大取值63。

优选的，在所述bsr的协议数据单元macpdu中，具有至少4个填充比特，所述至少4个填充比特以二进制方式表示待传缓冲数据的目标数据量；所述enb在查询所述目标量化值之前，对所述至少4个填充比特进行十进制换算。

优选的，所述至少4个填充比特位于所述macpdu的末尾。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：通过将预先定义的数据量化母表中的每个量化值对应的数据量区间再进行划分得到数据量化子表，由于数据量化子表中的较大索引值的数据量区间的间隔较小，因此在进行资源分配时不会造成资源浪费，从而能够提高上行链路资源分配效率，可以降低资源浪费率，而且不会引入额外的信令开销。

附图说明

图1是本发明实施例的智能电网中的上行链路资源分配方法的流程示意图。

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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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做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。

参阅图1，本发明实施例的智能电网中的上行链路资源分配方法包括：

s1：数据聚合器(dataaggregation，da)在向无线基站enb报告的bsr中写入待传缓冲数据的目标数据量。

s2：enb查询目标数据量在预先定义的数据量化母表中所对应的目标量化值，其中，数据量化母表包括多个量化值以及与每个量化值一一对应且互不重叠的数据量区间。

其中，预先定义的数据量化母表中的每个量化值对应的数据量区间是非均匀量化范围，量化值越大，数据量区间的间隔越大。数据量化母表可以选用背景技术中的表1，以充分利用现有的通信机制。

s3：enb查询目标量化值所对应预先定义的数据量化子表中目标数据量对应的目标索引值，其中，数据量化母表中的每个量化值均对应设有一个数据量化子表，数据量化子表包括多个索引值以及与每个索引值一一对应且互不重叠的数据量区间，数据量化子表的数据量下限和上限分别为对应量化值在数据量化母表中对应的数据量区间的下限和上限。

其中，数据量化子表中每个索引值对应的数据量区间也是非均匀量化范围，索引值越大，数据量区间的间隔越大。数据量化子表中每个索引值对应的数据量区间可以是任意划分，

在本实施例中，数据量化母表的数据量下限为0，数据量上限为150000，数据量化子表的数据量区间与其对应量化值在数据量化母表中的数据区间的关系为：

p＝1-(bmax/bmin)^1/(n-1)2)

其中，n为数据量化母表中量化值的数量，bmin为目标量化值在数据量化母表中的数据区间的数据量下限，bmax为目标量化值在数据量化母表中的数据区间的数据量上限，k为数据量化子表中索引值的数量，bk+1为向上取整的结果，表示第k个索引值对应的数据量区间的数据量上限，k、n≥0，且仅在n＝0时，bmin恒定等于10。

以表2和表3为例，k、n最大取值63，表2为数据量化母表，表3为量化值为0对应的数据量化子表。

表2数据量化母表

根据表2中的量化值为0对应的数据量区间，即0<＝bs<＝639，采用式1)和式2)，可以得到表3。

表3数据量化子表

s4：enb根据目标索引值为da分配上行链路资源，并在物理下行控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，pdcch)中对分配的上行链路资源进行配置和授权。

其中，enb根据目标索引值可以获取对应的数据量区间，然后根据数据量区间为da分配上行链路资源。

s5：da监听pdcch获取配置和授权，并根据配置在授权的上行链路资源中上传待传缓冲数据。

在本实施例中，在bsr的macpdu中，具有至少4个填充比特，至少4个填充比特以二进制方式表示待传缓冲数据的目标数据量；enb在查询目标量化值之前，对至少4个填充比特进行十进制换算。优选的，至少4个填充比特位于macpdu的末尾。这样，enb与da进行信令交互时不会发生额外的信令开销。

通过上述方式，本发明的智能电网中的上行链路资源分配方法通过将预先定义的数据量化母表中的每个量化值对应的数据量区间再进行划分得到数据量化子表，由于数据量化子表中的较大索引值的数据量区间的间隔较小，因此在进行资源分配时不会造成资源浪费，从而能够提高上行链路资源分配效率，降低资源浪费率，而且不会引入额外的信令开销。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。