5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法组成比例

本发明专利技术所提供的5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，包括：对eMBB业务进行资源预分配处理，根据多样化的URLLC业务时延需求得到不同的时频资源块类型；预设抢占机制，突发URLLC业务选用不同的抢占机制抢占eMBB业务预分配的时频资源，抢占机制采用功率分配因子表示；以最大化所有eMBB业务的实际可达速率为目标，以URLLC业务的可靠性约束和时延约束为约束条件，确定URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型。本发明专利技术通过预设抢占机制对eMBB和URLLC混合业务进行了灵活调度与资源分配，提升了eMBB用户的传输速率，并且满足了URLLC用户的多样化低时延需求。需求。需求。

【技术实现步骤摘要】
5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法


[0001]本专利技术涉及通信工程
，尤其涉及的是5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法。

技术介绍

[0002]智能制造过程中自动化、智能化的生产管控离不开高效、可靠的网络支撑。5G新空口技术作为新一代移动通信技术，具有大带宽、高可靠、低时延、广连接等特点，可克服传统工业互联网布线杂乱、维护难度大，设备灵活度低等缺点。5G新空口支持的增强型移动宽带(eMBB)类业务和超可靠低延时通信(URLLC)类业务常共存于智能制造场景中，例如eMBB提供更大的数据带宽，主要应用于如工厂内高清视频监控、虚拟现实等对传输速率要求较高的业务中；URLLC提供高可靠低时延传输，主要应用于深入到产线生产核心部分的离散自动运动控制类业务中。
[0003]上述智能制造的URLLC和eMBB混合业务场景中，URLLC类业务需提供高于99.999％的可靠性，及小于1ms的时延。为满足URLLC和eMBB两类业务的需求，目前主要有三种资源分配机制，第一种资源分配机制是提前为URLLC预分配专用的频率资源，使URLLC可以免授权的直接传输，但由于URLLC是突发的小数据量业务，直接为其分配专用的频率资源，会导致频率资源闲置；第二种资源分配机制是采用穿孔(puncturing)的方式以提高系统资源利用率，URLLC业务可抢占正在进行的eMBB业务的时频资源，而不需要排队等待，以满足低时延需求，但该方案以牺牲eMBB用户的传输速率为代价；第三种资源分配机制是采用叠加(superposition)的方式，URLLC和eMBB两类业务共享时频资源，也可以被称为功率域的非正交多址接入(power
‑
domain non
‑
orthogonal multiple access，PD
‑
NOMA)，并利用串行干扰消除(successive interference cancellation，SIC)进行解码，但这类方案更适合URLLC和eMBB的信道状态差异很大的情况，并且会影响URLLC的可靠性。
[0004]因此，现有技术存在缺陷，有待改进与发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，旨在解决现有技术中URLLC和eMBB混合业务场景中的资源分配机制无法同时兼顾URLLC业务需求和eMBB业务需求的问题。
[0006]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]一种5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，包括：
[0008]对eMBB业务进行资源预分配处理，确定每个eMBB业务对应的时频资源；
[0009]根据多样化的URLLC业务时延需求对所述时频资源进行时频资源块划分，得到不同的时频资源块类型；
[0010]预设抢占机制，突发URLLC业务选用不同的抢占机制抢占eMBB业务预分配的时频资源，所述抢占机制采用功率分配因子表示；
[0011]若接收到URLLC业务，以最大化所有eMBB业务的实际可达速率为目标，以URLLC业务的可靠性约束和时延约束为约束条件，确定所述URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型；
[0012]按照所述抢占机制及所述时频资源块类型，控制所述URLLC业务对所述目标eMBB业务的时频资源进行抢占。
[0013]在一种实现方式中，所述对eMBB业务进行资源预分配处理，确定每个eMBB业务对应的时频资源，包括：
[0014]在预设传输时间内，获取每个eMBB业务的传输速率；
[0015]根据每个所述eMBB业务的传输速率，对eMBB业务进行时频资源预分配处理；
[0016]确定每个eMBB业务的资源分配参数。
[0017]在一种实现方式中，所述根据多样化的URLLC业务时延需求对所述时频资源进行时频资源块划分，得到不同的时频资源块类型，包括：
[0018]根据多样化的URLLC业务时延需求，对预设子载波间隔和预设微时隙的不同取值进行相互组合，得到不同的时频资源块类型；
[0019]每一种时频资源块类型，所选的子载波间隔决定符号的持续时间，所选的微时隙决定包含的符号数量，以满足不同的URLLC业务时延需求。
[0020]在一种实现方式中，所述预设抢占机制，突发URLLC业务选用不同的抢占机制抢占eMBB业务预分配的时频资源，所述抢占机制采用功率分配因子表示，包括：
[0021]URLLC业务对时频资源块进行穿孔抢占，功率分配因子等于1，所述时频资源块完全由URLLC业务占据；
[0022]URLLC业务对时频资源块进行叠加抢占，功率分配因子大于0且小于1，所述时频资源块被eMBB业务和URLLC业务共享；
[0023]URLLC业务无法抢占时频资源块，功率分配因子等于0。
[0024]在一种实现方式中，所述若接收到URLLC业务，以最大化所有eMBB业务的实际可达速率为目标，以URLLC业务的可靠性约束和时延约束为约束条件，确定所述URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型，包括：
[0025]根据线性传输速率损失模型，得到被URLLC业务抢占后的eMBB实际可达速率；
[0026]基于有限块长编码理论得到所述URLLC业务的传输速率，根据所述传输速率计算所述URLLC业务的可靠性约束和时延约束；
[0027]以最大化所有eMBB业务的实际可达速率，满足所述URLLC业务的可靠性约束和时延约束为优化目标，得到目标eMBB业务和所述URLLC业务的资源分配参数与功率分配因子；
[0028]根据所述资源分配参数与功率分配因子，确定URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型。
[0029]在一种实现方式中，第e个eMBB业务在第i个传输时间间隔的可达速率为：
[0030][0031]其中，第b个频率资源区间属于授权频率资源区间的集合B，具有相同的带宽W；所述T为传输时间间隔的长度；所述为资源分配系数；所述为信干燥比；
[0032][0033]由于接收的URLLC业务抢占eMBB业务预分配的时频资源，导致eMBB传输速率出现损失，通过线性传输速率损失函数，得到被抢占后的eMBB实际可达速率为：
[0034][0035]其中，所述β为时频单元对应的频率值，所述τ为时频单元对应的时间值；所述为第e个eMBB业务在第i个传输时间间隔所分配的时频资源中被URLLC业务抢占的时频单元总数；
[0036][0037]其中，所述t和w表示第(t，w)个时频资源块，所述表示时间集合，所述表示频率集合，所述l表示第l个URLLC业务，所述L表示URLLC业务的集合，所述为功率分配因子；
[0038]预设抢占机制的功率分配因子为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，包括：对eMBB业务进行资源预分配处理，确定每个eMBB业务对应的时频资源；根据多样化的URLLC业务时延需求对所述时频资源进行时频资源块划分，得到不同的时频资源块类型；预设抢占机制，突发URLLC业务选用不同的抢占机制抢占eMBB业务预分配的时频资源，所述抢占机制采用功率分配因子表示；若接收到URLLC业务，以最大化所有eMBB业务的实际可达速率为目标，以URLLC业务的可靠性约束和时延约束为约束条件，确定所述URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型；按照所述抢占机制及所述时频资源块类型，控制所述URLLC业务对所述目标eMBB业务的时频资源进行抢占。2.根据权利要求1所述的5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，所述对eMBB业务进行资源预分配处理，确定每个eMBB业务对应的时频资源，包括：在预设传输时间内，获取每个eMBB业务的传输速率；根据每个所述eMBB业务的传输速率，对eMBB业务进行时频资源预分配处理；确定每个eMBB业务的资源分配参数。3.根据权利要求1所述的5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，所述根据多样化的URLLC业务时延需求对所述时频资源进行时频资源块划分，得到不同的时频资源块类型，包括：根据多样化的URLLC业务时延需求，对预设子载波间隔和预设微时隙的不同取值进行相互组合，得到不同的时频资源块类型；每一种时频资源块类型，所选的子载波间隔决定符号的持续时间，所选的微时隙决定包含的符号数量，以满足不同的URLLC业务时延需求。4.根据权利要求1所述的5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，所述预设抢占机制，突发URLLC业务选用不同的抢占机制抢占eMBB业务预分配的时频资源，所述抢占机制采用功率分配因子表示，包括：URLLC业务对时频资源块进行穿孔抢占，功率分配因子等于1，所述时频资源块完全由URLLC业务占据；URLLC业务对时频资源块进行叠加抢占，功率分配因子大于0且小于1，所述时频资源块被eMBB业务和URLLC业务共享；URLLC业务无法抢占时频资源块，功率分配因子等于0。5.根据权利要求2所述的5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，所述若接收到URLLC业务，以最大化所有eMBB业务的实际可达速率为目标，以URLLC业务的可靠性约束和时延约束为约束条件，确定所述URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型，包括：根据线性传输速率损失模型，得到被URLLC业务抢占后的eMBB实际可达速率；基于有限块长编码理论得到所述URLLC业务的传输速率，根据所述传输速率计算所述URLLC业务的可靠性约束和时延约束；以最大化所有eMBB业务的实际可达速率，满足所述URLLC业务的可靠性约束和时延约
束为优化目标，得到目标eMBB业务和所述URLLC业务的资源分配参数与功率分配因子；根据所述资源分配参数与功率分配因子，确定URLLC业务抢占的目标eMBB业务、抢占机制以及时频资源块类型。6.根据权利要求5所述的5G新空口下混合业务的综合调度与资源分配方法，其特征在于，所述被URLLC业务抢占后的eMBB实际可达速率为：其中，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马翔雪，马昕，田长彬，彭勃，李斐，商泽晗，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：