基于极化信息处理的资源分配方法及装置

本申请涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于极化信息处理的资源分配方法及装置。

背景技术：

1、蜂窝网络被认为是服务人机物混合接入通信业务的重要技术之一。作为具有全球化的完善统一的标准和大规模的商用化的技术，蜂窝网络可以有效地提供较高的覆盖概率和通信质量，满足远距离的物与物数据通信需求，具有同时为人和物提供高效可靠信息传输承载的能力。一方面，蜂窝网络可以为人类型通信(htc)提供安全可靠的通信链路和较高的数据传输速率；另一方面，在运营商的积极推动下，蜂窝物联网技术的网络架构和协议逐步发展，成为支撑着mtc的重要通信技术之一。因此，蜂窝网络可以同时为htc设备和包含多种类机器和物的mtc设备提供通信服务，形成了面向人机物混合接入的异构网络。

2、面向人机物混合接入的异构网络虽然对于提高频谱效率具有不可替代的优势，但由于海量的异构htc和mtc设备的密集部署和频率复用，使得网络的干扰环境变得尤为复杂：同时存在同一种通信类型设备之间同频部署的干扰和不同通信类型设备之间由于共享频谱的干扰。如何解决这些干扰带来的频谱效率性能损伤，实现异构网络中htc和mtc设备间的无干扰共存，同时满足htc设备和mtc设备多样化的通信需求，是一个需要深入研究的重要问题。

3、无线资源管理(radio resource management,rrm)是解决htc和mtc间干扰的有效方法之一。rrm是通过为用户合理分配无线资源(包含时域、频域、空域、功率域、码域等)，在保证用户服务质量(quality of service,qos)需求下为用户提供无线接入和数据传输，目标是是提升无线频谱利用效率。传统可供管理和控制的无线资源包括时域资源(例如时隙，子帧等)、频域资源(例如频谱，子载波)、空域资源(例如天线、波束)、功率域资源(例如发送功率)、码域资源(例如信道信源编码)等，不同域的资源可以组合后形成资源块分配给用户使用。在网络总资源数量有限的条件下，无线资源管理需要为用户分配不同大小的时隙、载波和波束等资源块，在能够满足用户qos的前提下，最大化网络的性能。

4、然而，现有技术中，时、频域资源的利用仅能提升3％-10％的频谱利用率；由于空域频谱机会存在于同时同频不同波束方向上，空域频谱机会的利用使得频谱利用率的提升相对较高，但也仅为45.15％。可用频谱机会的减少与面向人机物混合接入的异构网络对频谱利用率需求的增加成为突出矛盾。仅利用上述域频谱机会对于无线频谱需求还远远不够。

5、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种基于极化信息处理的资源分配方法及装置，以至少解决现有技术中资源分配不合理的的技术问题。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于极化信息处理的资源分配方法，包括：基于预先分配的资源块、发送功率和极化状态信息，得到人机物混合接入的异构网络中的h2h用户设备和时延敏感型机器设备的先验信息；基于所述先验信息，为时延容忍型机器设备定义状态集、动作选择集和奖励函数；基于所述状态集、动作选择集和奖励函数，利用贪婪策略探索所述时延容忍型机器设备的最大奖励值；基于所述最大奖励值，来为所述时延容忍型机器设备分配资源，其中，所述资源包括资源块、功率和极化状态。

3、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种基于极化信息处理的资源分配装置，包括：初始化模块，被配置为基于预先分配的资源块、发送功率和极化状态信息，得到人机物混合接入的异构网络中的h2h用户设备和时延敏感型机器设备的先验信息；定义模块，被配置为基于所述先验信息，为时延容忍型机器设备定义状态集、动作选择集和奖励函数；探索模块，被配置为基于所述状态集、动作选择集和奖励函数，利用贪婪策略探索所述时延容忍型机器设备的最大奖励值；分配模块，被配置为基于所述最大奖励值，来为所述时延容忍型机器设备分配资源，其中，所述资源包括资源块、功率和极化状态。

4、根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种人机物混合接入的异构网络，包括机器用户设备、h2h用户设备、机器设备网关和基站，所述机器用户设备包括时延容忍型机器设备和时延敏感型机器设备，其中，所述机器设备网关包括如上所述的基于极化信息处理的资源分配装置。

5、在本申请实施例中，基于预先分配的资源块、发送功率和极化状态信息得到先验信息，基于所述先验信息，为时延容忍型机器设备定义状态集、动作选择集和奖励函数；基于所述状态集、动作选择集和奖励函数，利用贪婪策略探索所述时延容忍型机器设备的最大奖励值；基于所述最大奖励值，来为所述时延容忍型机器设备分配资源，解决了现有技术中资源分配不合理的的技术问题。

技术特征：

1.一种基于极化信息处理的资源分配方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述动作选择集是基于资源块选择集合、发送功率选择集合和发送极化状态选择集合而确定的，并且，在同一时刻每个时延容忍型机器只能复用所述资源块选择集合中的一个资源块和选择所述发送功率选择集合中的一个发送功率值，并在所选资源块上具有极化状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述时延容忍型机器设备分配资源包括：为所述时延容忍型机器分配向机器设备网关发送的信号的极化状态，其中，所分配的极化状态采用幅度比描述子和相位差描述子来表征。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为所述时延容忍型机器设备定义状态集、动作选择集和奖励函数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定优化所述人机物混合接入的异构网络中的设备的约束条件和优化目标，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述状态集、动作选择集和奖励函数，利用贪婪策略探索所述时延容忍型机器设备的最大奖励值，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述当前策略是通过以下确定的：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于来自蜂窝用户的干扰和簇间干扰，确定所述时延容忍型机器设备的上行通信链路上的sinr，包括：

9.一种基于极化信息处理的资源分配装置，其特征在于，包括：

10.一种人机物混合接入的异构网络，包括机器用户设备、h2h用户设备、机器设备网关和基站，所述机器用户设备包括时延容忍型机器设备和时延敏感型机器设备，其特征在于，所述机器设备网关包括如权利要求9所述的装置。

技术总结
本申请公开了一种基于极化信息处理的资源分配方法及装置。其中，该方法包括：基于预先分配的资源块、发送功率和极化状态信息，得到人机物混合接入的异构网络中的H2H用户设备和时延敏感型机器设备的先验信息；基于所述先验信息，为时延容忍型机器设备定义状态集、动作选择集和奖励函数；基于所述状态集、动作选择集和奖励函数，利用贪婪策略探索所述时延容忍型机器设备的最大奖励值；基于所述最大奖励值，来为所述时延容忍型机器设备分配资源，其中，所述资源包括资源块、功率和极化状态。本申请解决了现有技术中资源分配不合理的的技术问题。

技术研发人员：陈硕,何其静
受保护的技术使用者：北京信息科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13