專利名稱：通信系統(tǒng)中資源分配的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種通信系統(tǒng)中資源分配的方法 及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前通信系統(tǒng)中，對資源的分配通常是根據(jù)當(dāng)前的系統(tǒng)狀況和 信道狀況進(jìn)行分配的，即獲取當(dāng)前時刻的系統(tǒng)內(nèi)資源狀態(tài)信息，并根 據(jù)該當(dāng)前時刻的資源狀態(tài)信息實(shí)施資源分配。
但由于系統(tǒng)和信道狀態(tài)變化的瞬時性，下一 時刻的狀況與前一 時 刻的狀況往往會存在著較大的差異，從而導(dǎo)致了基于當(dāng)前信息的資源 分配方法存在一定程度的滯后性，難以滿足實(shí)現(xiàn)更優(yōu)地資源分配的需 求。正是由于這種滯后性的資源分配方法，降低了通信系統(tǒng)中各種系 統(tǒng)資源的配置效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種通信系統(tǒng)中資源分配的方法及系統(tǒng)，能 夠消除現(xiàn)有通信系統(tǒng)中基于當(dāng)前系統(tǒng)狀況和信道狀況進(jìn)行資源分配的 滯后性，以提高資源配置效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)中資源分配的方
法，包括
對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得下一時刻的資源狀態(tài) 的預(yù)測信息；
根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下 一 時刻的資源分配。
進(jìn)一步的，所述對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測的操作具體 為依據(jù)當(dāng)前時刻和/或以前時刻的資源狀態(tài)信息對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測。
進(jìn)一步的，在預(yù)測下一時刻的資源狀態(tài)信息之前，還包括獲取當(dāng) 前時刻和/或以前時刻的資源狀態(tài)信息的操作。
進(jìn)一步的，資源狀態(tài)信息包括信噪比、信干比、信干噪比、信道
增益干擾比、信道狀態(tài)信息、可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率、誤碼率或干擾強(qiáng)度； 系統(tǒng)資源包括信道、頻率、時隙、天線、功率、子載波、碼字或帶寬； 預(yù)測方法包括各種濾波估計(jì)、遞歸/非遞歸估計(jì)、線性預(yù)測、非線性預(yù) 測、時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、馬爾科夫鏈或小波分析。
進(jìn)一步的，在蜂窩通信系統(tǒng)中，釆用遞歸估計(jì)的預(yù)測方法對當(dāng)前 時刻和/或以前時刻的信道增益干擾比進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測信息進(jìn)行 信道資源的分配，具體包括以下步驟
對用戶的可用信道集合中每個需要分配給用戶的可用信道建立 信道增益干擾比矩陣；
采用遞歸估計(jì)方法預(yù)測每個用戶可用信道下一時刻的信道增益 干擾比值，建立對應(yīng)的信道增益干擾比預(yù)測矩陣，并依據(jù)信道增益干 擾比預(yù)測值的大小為信道資源設(shè)置優(yōu)先級；
根據(jù)所述優(yōu)先級將相應(yīng)的信道資源進(jìn)行分配給對應(yīng)的用戶，直到 分配的信道數(shù)達(dá)到要求的數(shù)目，或是有需要分配信道的用戶都分配到 相應(yīng)的信道為止。
進(jìn)一步的，所述建立信道增益干擾比矩陣的操作具體為
檢測用戶所在信道對應(yīng)的信道狀況，并計(jì)算干擾小區(qū)基站到該用 戶當(dāng)前信道的干擾功率之和；
獲取該用戶在當(dāng)前信道上的信道增益，依次計(jì)算出每個用戶在每 個信道上的信道增益干擾比，進(jìn)而建立信道增益干擾比矩陣。
進(jìn)一步的，在建立信道增益干擾比矩陣之前，還包括以下步驟
根據(jù)用戶到各小區(qū)基站的信道增益大小確定用戶的主控小區(qū)，并 根據(jù)路徑損耗確定用戶類別以及對應(yīng)的可用信道集合。
進(jìn)一步的，在無源光網(wǎng)絡(luò)中，采用時間序列分析預(yù)測方法對當(dāng)前 時刻和/或以前時刻的帶寬進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測信息進(jìn)行帶寬資源的分配。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)中資源分配的系
統(tǒng)，包括
狀態(tài)預(yù)測模塊，用于對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得 下一時刻的資源狀態(tài)的預(yù)測信息；
資源分配模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下 一 時刻的資源分配。
進(jìn)一步的，還包括狀態(tài)獲取模塊，用于在預(yù)測下一時刻的資源 狀態(tài)之前，獲取當(dāng)前時刻和/或以前時刻的資源的狀態(tài)信息。
基于上迷技術(shù)方案，本發(fā)明基于預(yù)測信息的資源分配的技術(shù)手段 克服了基于當(dāng)前資源狀況分配系統(tǒng)狀態(tài)的時變性影響，進(jìn)而優(yōu)化了資 源分配過程，極大的改善了用戶性能。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請 的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu) 成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖l為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的方法的一實(shí)施例的流程示意圖。
圖2為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的方法的另 一 實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖l所示，為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的方法的一實(shí)施例的
流程示意圖。在本實(shí)施例中，具體流程包括
步驟IOI、對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得下一時刻 的資源狀態(tài)的預(yù)測信息；
步驟102、根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下一時刻的資源分配。
在步驟101中，可以依據(jù)當(dāng)前時刻和/或以前時刻的資源狀態(tài)信 息對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，這與具體采用的預(yù)測算法有 關(guān)。在步驟101之前，還可以包括獲取當(dāng)前時刻和/或以前時刻的資源 的狀態(tài)信息的操作。
在獲取通信系統(tǒng)中各種資源的狀態(tài)信息的步驟中，獲取狀態(tài)信息 的方法多種多樣，不僅包括由采樣、測量、反饋等技術(shù)概念延伸出的 各種技術(shù)手段，而且也包括借助于第三方間接獲取狀態(tài)信息的方法， 例如發(fā)送訓(xùn)練序列獲取信道狀態(tài)信息、采用概率統(tǒng)計(jì)獲取狀態(tài)信息等 技術(shù)手段。另外系統(tǒng)的資源具有廣泛性，狀態(tài)具有時變性，使用具有 靈活性，包括時域范圍的所有可用資源，頻域范圍的所有可用資源， 碼域范圍的所有可用資源以及空域范圍的所有可用資源等內(nèi)容。狀態(tài) 信息嚢括所有與系統(tǒng)性能有關(guān)的技術(shù)參數(shù)狀態(tài)，包括資源可以支持的 信噪比、信干比、信干噪比、增益干擾比、信道狀態(tài)信息、可傳輸?shù)?數(shù)據(jù)速率、阻塞率、誤碼率等。
在已知系統(tǒng)資源以前和/或當(dāng)前時刻狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，可以選 擇適當(dāng)?shù)念A(yù)測方法估計(jì)下一時刻資源的預(yù)測信息。在預(yù)測的過程中， 可以根據(jù)不同要求適當(dāng)調(diào)節(jié)所需的以前或當(dāng)前狀態(tài)的信息數(shù)量多少。 例如可以僅基于當(dāng)前狀態(tài)；可以僅基于部分或全部以前狀態(tài)；可以同 時既基于部分或全部以前狀態(tài)，又基于當(dāng)前狀態(tài)；還可以基于以前和 當(dāng)前狀態(tài)的任意組合形式，數(shù)量多少可任意調(diào)整。預(yù)測的實(shí)際方法多 種多樣，包括但不限于基于濾波估計(jì)，遞歸/非遞歸估計(jì)，概率統(tǒng)計(jì)， 時間序列，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，小波分析等方法，也包括其它基于過去狀態(tài)和 當(dāng)前狀態(tài)衍生出的各種預(yù)測估計(jì)方法。
在獲得的預(yù)測信息基礎(chǔ)上實(shí)施資源分配的步驟中，將預(yù)測得到的
7信息作為下一時刻資源分配的依據(jù)，并作為衡量資源性能優(yōu)劣程度的 評價(jià)依據(jù)，并將系統(tǒng)資源按照一定規(guī)則進(jìn)行分配，從而消除了由于系 統(tǒng)狀態(tài)的時變性帶來的資源分配的滯后性影響。
本發(fā)明的資源分配方案實(shí)施內(nèi)容包括系統(tǒng)通過獲取當(dāng)前時刻之 前資源的狀態(tài)信息和/或當(dāng)前時刻資源的狀態(tài)信息，采用預(yù)測的方法對 下一時刻資源的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測并獲取下一時刻的資源狀態(tài)預(yù)測信息， 并將預(yù)測信息作為所述資源在下一時刻的分配依據(jù)，系統(tǒng)依據(jù)所述預(yù) 測信息為用戶分配資源。其中，資源狀態(tài)信息包括資源可以支持的信 噪比、信干比、信千噪比、增益千擾比、信道狀態(tài)信息、可傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)速率、阻塞率、誤碼率等。
通信系統(tǒng)中資源集合是一個一維或多維資源集合，預(yù)測是要對當(dāng) 前系統(tǒng)資源集合中的每一個資源狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而得到整個資源集 合的預(yù)測信息集合。所述資源包括當(dāng)前系統(tǒng)的各種資源，具體包括信 道、頻率、時隙、天線、功率、子栽波、碼字、帶寬等。
資源預(yù)測的方法不僅包括各種濾波算法及其改進(jìn)的表達(dá)形式，可 以采用橫向?yàn)V波、縱向?yàn)V波、卡爾曼濾波、維納濾波、馬爾科夫鏈、 遞歸方法、線性預(yù)測算法和非線性預(yù)測方法，而且也包括其它基于以 前狀態(tài)或當(dāng)前狀態(tài)預(yù)測未來狀態(tài)的方法，包括采用遞歸/非遞歸估計(jì)、 時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析等預(yù)測方法。預(yù)測下一時刻的資源狀 態(tài)需要通過以前時刻或當(dāng)前時刻的資源狀態(tài)決定。
在獲得的預(yù)測信息基礎(chǔ)上，資源分配的方法包括對資源按照一定 規(guī)則劃分優(yōu)先級，并依據(jù)優(yōu)先級為用戶分配資源等方案。資源預(yù)測的 目的是預(yù)測下一時刻的資源狀態(tài)信息，即預(yù)測信息，然后根據(jù)所述預(yù) 測信息進(jìn)行所述資源的分配。資源預(yù)測的結(jié)果形式多種多樣。不僅包 括資源直接預(yù)測的結(jié)果，也包括各種間接引用的表達(dá)式或表示內(nèi)容。
基于預(yù)測信息的資源的分配方法不僅適用于蜂窩通信系統(tǒng)中的 單、多小區(qū)系統(tǒng)，也適用于任意通信系統(tǒng)中的資源分配方案，例如光 通信系統(tǒng)，無線通信系統(tǒng)，衛(wèi)星通信系統(tǒng)，水聲通信系統(tǒng)。
下面選取幾種不同資源預(yù)測方法為例，來說明本發(fā)明提出的基于預(yù)測信息的資源分配的具體實(shí)現(xiàn)方法。
實(shí)例一蜂窩通信系統(tǒng)中的信道分配
本實(shí)施例采用實(shí)時測量，系統(tǒng)反饋和資源報(bào)告的方法確定當(dāng)前通 信系統(tǒng)中資源狀態(tài)信息，同時利用基于以前狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)信息估計(jì) 預(yù)測下一時刻的資源狀況信息。在獲得下一時刻資源預(yù)測信息最優(yōu)或 次優(yōu)估計(jì)值的情況下，為所述資源設(shè)立優(yōu)先級，并按照優(yōu)先級大小為 用戶分配資源。
本實(shí)施例給出了 一種基于預(yù)測信道增益干擾比(Gain to Interference Ratio,簡稱GIR)的信道分配方案。在該實(shí)例中，根據(jù) 系統(tǒng)當(dāng)前的資源情況，采用遞歸估計(jì)的方法對下一時刻的資源情況進(jìn) 行預(yù)測，并以預(yù)測得到的信息作為依據(jù)，對可用信道進(jìn)行分配的過程。
現(xiàn)有的可用信道分配方案是采用基于當(dāng)前信道狀況對下一時刻 的信道進(jìn)行的固定分配形式。由于信道狀況的實(shí)時變化和同頻干擾隨 機(jī)化的影響，不同信道對不同用戶的GIR在實(shí)時變化，基于當(dāng)前信道 狀況的信道分配方法會因這種實(shí)時變化而而影響信道分配的有效性。
為了克服信道的時變性，提高小區(qū)用戶性能，并為分配可用信道 提供依據(jù)，需要對可用信道的未來狀況進(jìn)行預(yù)測和估計(jì)，因而考慮采 用下一時刻的GIR預(yù)測值替代當(dāng)前的GIR值，以預(yù)測值作為信道分 配的依據(jù)。
在頻率復(fù)用的蜂窩系統(tǒng)中，小區(qū)信道下行鏈路的信道增益干擾比 (GIR)定義為
式中《為當(dāng)前服務(wù)小區(qū)到用戶的信道增益，"為干擾小區(qū)基站到 該用戶的信道增益，^為干擾小區(qū)基站信道的下行發(fā)射功率，；"^為 用戶需要的k個信道功率之和，w為由噪聲引起的干擾功率，？&4為 m個小區(qū)對該用戶的同頻干擾功率之和。
針對不同信道對不同用戶的GIR值大小各異的情況，建立對應(yīng) 的GIR矩陣作為信道分配的依據(jù)。該矩陣如(2)式所示，其中行向量表 示用戶標(biāo)號，列向量表示可用的信道標(biāo)號，從而該矩陣可以表示出每
9個用戶在所有可用信道上的GIR值。設(shè)定每個用戶占用A個連續(xù)分布 的信道，并且這t個信道的分配代價(jià)值相同。
C"…C,C/+1)… … Cl"
C''l…C,U+1) C'C;+W… C/" … C/nC;+l)… … C柳」
在進(jìn)行信道分配時，首先選擇GIR矩陣中最大的元素。若在GIR
分配矩陣中最大的元素為第,行的笫"+i卜"+"列，因此將第"+i卜"+"號
信道分配給!'號用戶，分配完后將矩陣的第!'行以及第G + l"" + "列都清 零，直到被釋放才復(fù)位。這意味著用戶,和信道"+ l卜"+ "在此期間將不 再參與之后的分配。若有用戶釋放信道，則將新的信道增益值列入分 配矩陣中，參與下一次的分配。
采用遞歸估計(jì)預(yù)測系統(tǒng)資源的基本原理是依據(jù)以前狀態(tài)的小區(qū) 資源狀況值和當(dāng)前狀態(tài)的小區(qū)資源狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上通過遞歸迭代 進(jìn)行估計(jì)和修正，進(jìn)而預(yù)測出后 一 狀態(tài)的小區(qū)資源情況。
遞歸估計(jì)是一種典型的估計(jì)方法。下面以遞歸估計(jì)方法為例，說
明估計(jì)預(yù)測步驟
步驟l:建立狀態(tài)方程和遞推方程；
步驟2:獲取當(dāng)前小區(qū)資源的狀態(tài)估計(jì)初值，并計(jì)算實(shí)際偏差；
步驟3:計(jì)算小區(qū)資源狀態(tài)的先驗(yàn)或后驗(yàn)估計(jì)值；
步驟4:計(jì)算偏差的先驗(yàn)或后驗(yàn)概率統(tǒng)計(jì)值；
步驟5:根據(jù)偏差情況修正狀態(tài)估計(jì)值大??；
步驟6:遞歸計(jì)算小區(qū)資源新的狀態(tài)估計(jì)值；
步驟7:遞歸計(jì)算偏差新的概率統(tǒng)計(jì)值；
步驟8:預(yù)測下一時刻的小區(qū)資源狀態(tài)；
借助于遞歸估計(jì)，預(yù)測可用信道在下一時刻的GIR大小。在該 預(yù)測值的基礎(chǔ)上依據(jù)GIR大小進(jìn)行優(yōu)先級排序。GIR預(yù)測值越大，信 道的優(yōu)先級越高，GIR預(yù)測值越小，信道的優(yōu)先級越低。在每次分配 可用信道資源的過程中，依據(jù)優(yōu)先級順序進(jìn)行分配。從而每次都將性 能最好的信道分配給新增用戶，有利于克服測量和分配之間的時變性，提高小區(qū)用戶的性能?；贕IR預(yù)測的信道分配實(shí)施例步驟如下(參 見圖4):
步驟201、根據(jù)用戶到各小區(qū)基站的信道增益大小確定用戶的主 控小區(qū)。
步驟202、根據(jù)路徑損耗確定用戶類別以及對應(yīng)的可用信道集合。
步驟203、對該集合中每個需要分配給某個用戶的可用信道建立 GIR矩陣。具體建立過程為首先檢測用戶所在信道對應(yīng)的信道狀況， 計(jì)算干擾小區(qū)基站到該用戶當(dāng)前信道的干擾功率之和？s^，并獲取該 用戶在當(dāng)前信道上的信道增益？S ，依次計(jì)算出每個用戶在每個信道上 的GIR，進(jìn)而建立GIR矩陣。
步驟204、借助于遞歸估計(jì)的方法，預(yù)測每個用戶可用信道下一 時刻的GIR值"，&，"，建立對應(yīng)的GIR預(yù)測矩陣。同時，依據(jù)GIR 預(yù)測值的大小為信道設(shè)置優(yōu)先級。
步驟205、根據(jù)GIR預(yù)測矩陣中信道的優(yōu)先級，將其列對應(yīng)的信 道進(jìn)行調(diào)度，并分配給其行對應(yīng)的用戶，直到分配的信道數(shù)達(dá)到要求 的數(shù)目，或是有需要分配信道的用戶都分配到相應(yīng)的信道為止。
針對小區(qū)頻率復(fù)用中的信道分配問題，本發(fā)明實(shí)例給出了 一種基 于GIR預(yù)測的可用信道分配方法，還可以在獲取小區(qū)當(dāng)前可用信道的 GIR值之后，進(jìn)一步地利用遞歸估計(jì)的方法預(yù)測下一時刻的GIR大 小，在獲得下一時刻GIR預(yù)測值的前提下，依據(jù)各信道GIR大小為 對應(yīng)的信道設(shè)立優(yōu)先級，GIR越大優(yōu)先級越高。按照優(yōu)先級大小在分 配矩陣中給新增用戶調(diào)度并分配信道。
實(shí)驗(yàn)表明，與固定信道分配和基于當(dāng)前GIR的信道分配相比， 本發(fā)明實(shí)例給出的基于GIR預(yù)測值的信道分配方法由于克服了基于 當(dāng)前GIR分配信道的時間滯后性和時變性，進(jìn)而優(yōu)化了信道分配過 程，即每次都分配當(dāng)前GIR預(yù)測值最大的信道給用戶，極大地克服了 測量和分配之間的時變性，改善了用戶性能。仿真結(jié)果表明，該方法 提高了小區(qū)吞吐量，降低了阻塞率，同時改善了小區(qū)邊緣用戶的比特 丟失率。實(shí)例二無源光網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)帶寬分配
本實(shí)例給出了一種基于時間序列預(yù)測的動態(tài)帶寬分配方案。在該 實(shí)例中，根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前的資源情況，采用時間序列的方法對無源光網(wǎng) 絡(luò)中下一時刻的資源情況進(jìn)行預(yù)測，并以預(yù)測得到的信息作為依據(jù)， 對可用帶寬進(jìn)行分配的過程。
時間序列分析就是估算和研究某 一 時間序列在長期變動過程中 所存在的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，預(yù)測今后的發(fā)展和變化。自回歸模型，滑動平
均模型，自回歸滑動平均模型和自回歸結(jié)合滑動平均模型是時間序列 預(yù)測估計(jì)的基本方法。
自回歸模型AR(p)表達(dá)式如下
<formula>formula see original document page 12</formula>, (3) 由自回歸模型的定義，原始序列在除去間接的相關(guān)性之后，^'與
它間隔超過p期的序列值將不再相關(guān)，因而AR(p)的偏自相關(guān)函數(shù)在 p階函數(shù)值之后將呈現(xiàn)截尾性。自回歸模型與一般線性回歸模型形式 相同，差別僅在于模型中的解釋變量是被解釋變量1至p階的滯后變 量。這意味著在自回歸模型中原始序列的變化受到自身以往狀態(tài)的影 響，影響原始序列變化的主要因素是時間序列在不同時期的取值。參 數(shù)％， A,...，爐p反映了自回歸模型AR(p)的平穩(wěn)性要求。
滑動平均模型MA(q)表達(dá)式如下
<formula>formula see original document page 12</formula> (4)
由滑動平均模型的定義，MA(q)是白噪聲序列A的q+l個近期值 的線性組合，因此e'只會影響前q+l個X序列值，讓間隔超過q+l的 兩個^之間不存在相關(guān)性，從而使得MA(q)的自相關(guān)函數(shù)在q階函數(shù) 值后呈現(xiàn)截尾。MA(q)模型可根據(jù)前期的平均預(yù)測誤差情況建立，在 前次預(yù)測值之上加上預(yù)測誤差便可以得到現(xiàn)在的預(yù)測值。參數(shù)《， 《，...，^體現(xiàn)了 MA(q)模型的可逆性要求。
自回歸滑動平均模型ARMA(p，q)表達(dá)式如下<formula>formula see original document page 12</formula>(5)
其中，等式左邊是自回歸部分，非負(fù)整數(shù)p為自回歸階數(shù)，^，伊2，…，W為自回歸系數(shù)；等式右邊是模型的滑動平均部分，非負(fù)整數(shù)
q為滑動平均階數(shù)，W，《，…，^為滑動平均系數(shù)。p， q分別是偏自相關(guān) 函數(shù)值和自相關(guān)函數(shù)值不為零的最高階數(shù)。當(dāng)p-O， d-O時，模型是 純滑動平均模型，記為MA(q);當(dāng)q=0， d=0時，模型是純自回歸模 型，記為AR(p)。
由于ARIMA模型在ARMA模型的基礎(chǔ)之上增加了對數(shù)據(jù)的差 分預(yù)處理過程，因而ARIMA模型能對非平穩(wěn)時間序列進(jìn)行分析，使 經(jīng)過預(yù)處理后的序列具有以下特性(1)與平穩(wěn)性無顯著差異；(2) 有迅速下降的自相關(guān)函數(shù)。
其中，ARIMA(p，q)模型中p表示偏自相關(guān)函數(shù)值不為零的最高 階數(shù)，q表示自相關(guān)函數(shù)值不為零的最高階數(shù)，d則表示平穩(wěn)化過程 中差分的階數(shù)。
對于平穩(wěn)可逆的模型來說，ARIMA模型實(shí)際上是無限階的AR 模型和MA模型的等價(jià)形式。因此有效的ARIMA模型不僅可以彌補(bǔ) 單純用AR模型或MA模型導(dǎo)致的參數(shù)過多的問題，而且還能消除 ARMA模型因序列非平穩(wěn)性帶來的千擾，提高估計(jì)精度，節(jié)省計(jì)算量。
在無源光網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)帶寬分配中，由于數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)性本 質(zhì)，基于當(dāng)前狀態(tài)的帶寬分配方案不能很好的適應(yīng)這一突發(fā)過程，難 以為后一時刻的用戶分配最合理的帶寬。通過時間序列的預(yù)測信息， 有效地解決了如何適應(yīng)突發(fā)用戶量的問題，使得光網(wǎng)絡(luò)單元能適應(yīng)瞬 時的帶寬需求，為上傳數(shù)據(jù)流安排最佳的公平性、延時、變異程度與 其他所需的特性。當(dāng)然，時間序列預(yù)測模型僅為本發(fā)明給出的特例之 一，也可以采用其它基于過去或當(dāng)前時刻預(yù)測后一時刻狀態(tài)的預(yù)測方 法。事實(shí)上，任何基于本發(fā)明的思想，而作的有關(guān)預(yù)測方法或預(yù)測內(nèi) 容的替換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明針對廣義的通信系統(tǒng)，包括無線通信系統(tǒng)、光通信系統(tǒng)等 所有存在資源分配的通信系統(tǒng)。依照本發(fā)明內(nèi)容和權(quán)利要求，在進(jìn)行 資源分配時，根據(jù)系統(tǒng)資源以前狀態(tài)或當(dāng)前狀態(tài)，預(yù)測下一時刻的資 源狀態(tài)，在預(yù)測得到的信息的基礎(chǔ)上，實(shí)施資源分配，實(shí)現(xiàn)了一種基于預(yù)測信息的資源分配方法。
由于系統(tǒng)和信道狀態(tài)變化的瞬時性，下 一 時刻的狀態(tài)與前一 時刻 的狀態(tài)往往會有較大的差異，基于預(yù)測信息的資源分配方法能消除這 種時間上的滯后性，提高系統(tǒng)性能和用戶性能。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部 分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于 一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實(shí) 施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括ROM、 RAM、磁碟或者光盤 等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
如圖2所示，為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)的一實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)包括狀態(tài)預(yù)測模塊ll和資源分配模 塊12。其中狀態(tài)預(yù)測模塊11負(fù)責(zé)對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù) 測，獲得下一時刻的資源狀態(tài)的預(yù)測信息。資源分配模塊12用于根據(jù) 所述預(yù)測信息進(jìn)行下 一 時刻的資源分配。
本實(shí)施例中釆用基于預(yù)測信息的資源分配方案克服了基于當(dāng)前資源狀 況分配系統(tǒng)資源的時間滯后性，進(jìn)而優(yōu)化了資源分配過程，極大的改善了用 戶性能。
如圖3所示，為本發(fā)明通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)的另一實(shí)施例 的結(jié)構(gòu)示意圖。與上一實(shí)施例相比，本實(shí)施例還包括狀態(tài)獲取模塊 10，該模塊用于在預(yù)測下一時刻的資源狀態(tài)之前，獲取當(dāng)前時刻和/ 或以前時刻的資源的狀態(tài)信息。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而 非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn) 行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
1權(quán)利要求
1、一種通信系統(tǒng)中資源分配的方法，包括對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得下一時刻的資源狀態(tài)的預(yù)測信息；根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下一時刻的資源分配。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中所 述對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測的操作具體為依據(jù)當(dāng)前時刻 和/或以前時刻的資源狀態(tài)信息對下 一 時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中在 預(yù)測下一時刻的資源狀態(tài)信息之前，還包括獲取當(dāng)前時刻和/或以前時 刻的資源的狀態(tài)信息的操作。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中資 源狀態(tài)信息包括信噪比、信干比、信干噪比、信道增益干擾比、信道 狀態(tài)信息、可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率、誤碼率或干擾強(qiáng)度；系統(tǒng)資源包括信 道、頻率、時隙、天線、功率、子載波、碼字或帶寬；預(yù)測方法包括 各種濾波估計(jì)、遞歸/非遞歸估計(jì)、線性預(yù)測、非線性預(yù)測、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 時間序列、馬爾科夫鏈或小波分析。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中在 蜂窩通信系統(tǒng)中，采用遞歸估計(jì)的預(yù)測方法對當(dāng)前時刻和/或以前時刻 的信道增益干擾比進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測信息進(jìn)行信道資源的分配， 具體包括以下步驟對用戶的可用信道集合中每個需要分配給用戶的可用信道建立 信道增益干擾比矩陣；采用遞歸估計(jì)方法預(yù)測每個用戶可用信道下一時刻的信道增益 干擾比值，建立對應(yīng)的信道增益干擾比預(yù)測矩陣，并依據(jù)信道增益干 擾比預(yù)測值的大小為信道資源設(shè)置優(yōu)先級；根據(jù)所述優(yōu)先級將相應(yīng)的信道資源進(jìn)行分配給對應(yīng)的用戶，直到 分配的信道數(shù)達(dá)到要求的數(shù)目，或是有需要分配信道的用戶都分配到相應(yīng)的信道為止。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中所 述建立信道增益干擾比矩陣的操作具體為檢測用戶所在信道對應(yīng)的信道狀況，并計(jì)算干擾小區(qū)基站到該用 戶當(dāng)前信道的干擾功率之和；獲取該用戶在當(dāng)前信道上的信道增益，依次計(jì)算出每個用戶在每 個信道上的信道增益干擾比，進(jìn)而建立信道增益千擾比矩陣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中在 建立信道增益干擾比矩陣之前，還包括以下步驟根據(jù)用戶到各小區(qū)基站的信道增益大小確定用戶的主控小區(qū)，并 根據(jù)路徑損耗確定用戶類別以及對應(yīng)的可用信道集合。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)中資源分配的方法，其中在 無源光網(wǎng)絡(luò)中，采用時間序列分析預(yù)測方法對當(dāng)前時刻和/或以前時刻 的帶寬進(jìn)行預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測信息進(jìn)行帶寬資源的分配。
9、 一種通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)，包括 狀態(tài)預(yù)測模塊，用于對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得下一時刻的資源狀態(tài)的預(yù)測信息；資源分配模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下 一 時刻的資源分配。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)，其中還包括狀態(tài)獲取模塊，用于在預(yù)測下一時刻的資源狀態(tài)之前，獲取當(dāng)前 時刻和/或以前時刻的資源的狀態(tài)信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)中資源分配的方法，包括對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得下一時刻的資源狀態(tài)的預(yù)測信息；根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下一時刻的資源分配。本發(fā)明還涉及一種通信系統(tǒng)中資源分配的系統(tǒng)，包括狀態(tài)預(yù)測模塊，用于對下一時刻資源的狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)測，獲得下一時刻的資源狀態(tài)的預(yù)測信息；資源分配模塊，用于根據(jù)所述預(yù)測信息進(jìn)行下一時刻的資源分配。本發(fā)明中采用基于預(yù)測信息的資源分配方案，克服了基于當(dāng)前資源狀況分配系統(tǒng)資源的時間滯后性，進(jìn)而優(yōu)化了資源分配過程，極大的改善了用戶性能。
文檔編號H04W24/00GK101442807SQ200810246740
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者平 張, 張忠起, 李靜雅, 輝 章, 許曉東, 趙英宏, 郝志潔, 鑫 陳, 陶小峰 申請人:北京郵電大學(xué)