资源分配方法和系统与流程

本公开涉及通信领域，特别涉及一种资源分配方法和系统。

背景技术：

近年来，计算密集型应用得到了前所未有的增长，如人脸识别、虚拟现实(Virtual Reality，简称：VR)和增强现实(Augmented Reality，简称：AR)等。计算密集型应用的不断增加给用户终端(User equipment，简称：UE)在计算资源和能耗方面带来了巨大的压力。由于物理尺寸和电池容量等的限制，UE可能很难保持长时间运行该类应用。

移动数据流量的急剧增长和异构小区网络的出现，将使得频谱资源变得更加稀缺。为了应对全球范围内急剧增长的移动数据流量，在传统的蜂窝网络中部署不同类型的小基站(Small-cell Base Station,简称：SBS)已成为学术界的普遍共识，但这会导致稀有的频谱资源更加稀缺，用户间的干扰变得更加严重。

技术实现要素：

本公开提供一种能够有效利用小区频谱资源的方案。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种资源分配方法，包括：在用户终端接入小区的情况下，查询对应用户的身份等级；若所述用户为主用户，则控制所述用户终端接入所述小区的主基站，以便所述用户终端使用所述小区的频谱资源；若所述用户为从用户，则控制所述用户终端接入在所述小区中所选择的一个小基站；接入同一小基站的各用户终端通过功率域非正交多址接入NOMA共享频谱资源，且接入小基站的用户终端能够将计算任务卸载到与所接入小基站相关联的移动边缘计算MEC服务器。

在一些实施例中，接入到同一小基站的各用户终端的总接收功率小于预设的干扰温度门限。

在一些实施例中，为所述小区中各小基站分配的频谱资源总和不超过频谱资源门限。

在一些实施例中，在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，由小基站SBSi给MECi分配用于执行计算任务的计算资源，以便由MECi处理计算任务，其中由MECi处理计算任务所需时间和能耗均小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需时间和能耗。

在一些实施例中，在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，还包括：对各接入小基站的用户终端的计算资源进行调整，以便使得接入到小基站SBSi的各用户终端的计算资源总和不超过小基站SBSi的计算资源总和。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种资源分配系统，包括：身份查询模块，被配置为在用户终端接入小区的情况下，查询对应用户的身份等级；接入控制模块，被配置为若所述用户为主用户，则控制所述用户终端接入所述小区的主基站，以便所述用户终端使用所述小区的频谱资源；若所述用户为从用户，则控制所述用户终端接入在所述小区中所选择的一个小基站；资源管理模块，被配置为控制接入同一小基站的各用户终端通过功率域非正交多址接入NOMA共享频谱资源，且接入小基站的用户终端能够将计算任务卸载到与所接入小基站相关联的移动边缘计算MEC服务器。

在一些实施例中，接入到同一小基站的各用户终端的总接收功率小于预设的干扰温度门限。

在一些实施例中，为所述小区中各小基站分配的频谱资源总和不超过频谱资源门限。

在一些实施例中，资源管理模块还被配置为在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，通过小基站SBSi给MECi分配用于执行计算任务的计算资源，以便由MECi处理计算任务，其中由MECi处理计算任务所需时间和能耗均小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需时间和能耗。

在一些实施例中，资源管理模块还被配置为在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，对各接入小基站的用户终端的计算资源进行调整，以便使得接入到小基站SBSi的各用户终端的计算资源总和不超过小基站SBSi的计算资源总和。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种资源分配系统，包括：存储器，被配置为存储指令；处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例所述的方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例涉及的方法。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一个实施例的资源分配方法的流程示意图；

图2是根据本公开一个实施例的异构网络示意图；

图3是根据本公开一个实施例的资源分配系统的结构示意图；

图4是根据本公开另一个实施例的资源分配系统的结构示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是根据本公开一个实施例的资源分配方法的流程示意图。在一些实施例中，下面的资源分配方法步骤由资源分配系统执行。

在步骤101，在用户终端接入小区的情况下，查询对应用户的身份等级。

在步骤102，若用户为主用户，则控制用户终端接入小区的主基站，以便用户终端使用小区的频谱资源。

在步骤103，若用户为从用户，则控制用户终端接入在小区中所选择的一个小基站。

在步骤104，接入同一小基站的各用户终端通过功率域NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access，非正交多址接入)共享频谱资源，且接入小基站的用户终端能够将计算任务卸载到与所接入小基站相关联的MEC(Mobile Edge Computing，移动边缘计算)服务器。

图2是根据本公开一个实施例的异构网络示意图。

如图2所示，一个小区中包括一个主基站和多个小基站，每个小基站还配置一个MEC服务器。主用户接入该小区的主基站，从用户接入该小区的小基站。从用户可将计算任务卸载到相应的MEC服务器，由此可缩短计算处理时间，提升用户的体验质量。为了避免各小基站之间的干扰，各小基站所使用的频谱是相互正交的，由此可避免在各基站之间发生干扰。

例如，在图2所示实施例中，基站211为主基站，主用户接入主基站211。基站221-224为小基站，从用户接入小基站。每个小基站还配置有对应的MEC服务器，如图2中的服务器231-234所示。在图2中，主基站或小基站通过无线链路与用户终端连接，主基站和小基站通过回程链路连接。接入同一小基站的各用户终端通过功率域NOMA共享频谱资源，可有效提升频谱效率。

这里需要说明的是，由于NOMA算法本身并不是本公开的发明点所在，因此这里不展开描述。

在一些实施例中，接入到同一小基站的各用户终端的总接收功率小于预设的干扰温度门限。

这里需要说明的是，为了确保接入主基站的主用户的服务质量不会受到接入小基站的从用户的干扰，将接入到同一小基站的各用户终端的总接收功率设置为小于主用户的干扰温度门限。例如，该门限可以为该小基站能够检测到的最大干扰温度限制。

在一些实施例中，为小区中各小基站分配的频谱资源总和不超过频谱资源门限。

通过为小区中各小基站所使用的频谱资源设定门限，以有效避免主用户的频谱资源使用受到影响。

在一些实施例中，在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，由小基站SBSi给MECi分配用于执行计算任务的计算资源，以便由MECi处理计算任务，其中由MECi处理计算任务所需时间和能耗均小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需时间和能耗。其中1≤i≤N，N为小区中的小基站总数，1≤j≤Mj，Mj为小区中的第j个小基站中的用户终端总数。

在一些实施例中，通过对各接入小基站的用户终端的计算资源进行调整，以便使得接入到小基站SBSi的各用户终端的计算资源总和不超过小基站SBSi的计算资源总和。

例如，若第i个小基站中的第j个用户终端将计算任务卸载到相应的MEC服务器MECi，则需要给MECi分配相应的计算资源，并根据需要减小该用户终端的计算资源。同时根据需要对各小基站中的各用户终端的资源分配进行调整，例如在某个用户终端在本地执行计算任务时，可为该用户终端增加计算资源，并减小同一小基站中其它用户终端的计算资源。由此，通过上述资源分配处理，使得由MECi处理计算任务所需时间小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需时间，由MECi处理计算任务所需能耗小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需能耗，同时小基站SBSi的各用户终端的计算资源总和不超过小基站SBSi的计算资源总和，小区中各小基站所使用的频谱资源不超过预设门限，并且各小基站中的各用户终端的总接收功率小于预设的干扰温度门限。

由此，在用户终端将计算任务卸载到MEC服务器的情况下，通过给MEC服务器分配相应的计算资源，同时调整各用户终端的资源分配，以满足用户终端的正常使用，以便有效缩短计算任务的处理时延，降低小区间干扰，有效提升了用户体验。

图3是根据本公开一个实施例的资源分配系统的结构示意图。如图3所示，资源分配系统包括身份查询模块31、接入控制模块32和资源管理模块33。

身份查询模块31被配置为在用户终端接入小区的情况下，查询对应用户的身份等级。

接入控制模块32被配置为若用户为主用户，则控制用户终端接入小区的主基站，以便用户终端使用小区的频谱资源；若用户为从用户，则控制用户终端接入在小区中所选择的一个小基站。

资源管理模块33被配置为控制接入同一小基站的各用户终端通过功率域非正交多址接入NOMA共享频谱资源，且接入小基站的用户终端能够将计算任务卸载到与所接入小基站相关联的移动边缘计算MEC服务器。

接入同一小基站的各用户终端通过功率域NOMA共享频谱资源，可有效提升频谱效率。

在一些实施例中，接入到同一小基站的各用户终端的总接收功率小于预设的干扰温度门限。

这里需要说明的是，为了确保接入主基站的主用户的服务质量不会受到接入小基站的从用户的干扰，将接入到同一小基站的各用户终端的总接收功率设置为小于主用户的干扰温度门限。例如，该门限可以为该小基站能够检测到的最大干扰温度限制。

在一些实施例中，为小区中各小基站分配的频谱资源总和不超过频谱资源门限。

通过为小区中各小基站所使用的频谱资源设定门限，以有效避免主用户的频谱资源使用受到影响。

在一些实施例中，资源管理模块33还被配置为在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，通过小基站SBSi给MECi分配用于执行计算任务的计算资源，以便由MECi处理计算任务，其中由MECi处理计算任务所需时间和能耗均小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需时间和能耗。

在一些实施例中，资源管理模块33还被配置为在接入小基站SBSi的第j个用户终端SUi,j将计算任务卸载到与小基站SBSi相关联的MEC服务器MECi的过程中，对各接入小基站的用户终端的计算资源进行调整，以便使得接入到小基站SBSi的各用户终端的计算资源总和不超过小基站SBSi的计算资源总和。

例如，若第i个小基站中的第j个用户终端将计算任务卸载到相应的MEC服务器MECi，则需要给MECi分配相应的计算资源，并根据需要减小该用户终端的计算资源。同时根据需要对各小基站中的各用户终端的资源分配进行调整，例如在某个用户终端在本地执行计算任务时，可为该用户终端增加计算资源，并减小同一小基站中其它用户终端的计算资源。由此，通过上述资源分配处理，使得由MECi处理计算任务所需时间小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需时间，由MECi处理计算任务所需能耗小于由用户终端SUi,j自身处理计算任务所需能耗，同时小基站SBSi的各用户终端的计算资源总和不超过小基站SBSi的计算资源总和，小区中各小基站所使用的频谱资源不超过预设门限，并且各小基站中的各用户终端的总接收功率小于预设的干扰温度门限。

由此，在用户终端将计算任务卸载到MEC服务器的情况下，通过给MEC服务器分配相应的计算资源，同时调整各用户终端的资源分配，以满足用户终端的正常使用，以便有效缩短计算任务的处理时延，降低小区间干扰，有效提升了用户体验。

图4是根据本公开另一个实施例的资源分配系统的结构示意图。如图4所示，资源分配系统包括存储器41和处理器42。

存储器41用于存储指令。处理器42耦合到存储器41。处理器42被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图1中任一实施例涉及的方法。

如图4所示，资源分配系统还包括通信接口43，用于与其它设备进行信息交互。同时，该系统还包括总线44，处理器42、通信接口43、以及存储器41通过总线44完成相互间的通信。

存储器41可以包含高速RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可还包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)。例如至少一个磁盘存储器。存储器41也可以是存储器阵列。存储器41还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。

此外，处理器42可以是一个中央处理器，或者可以是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。

本公开还提供一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图1中任一实施例涉及的方法。

在一些实施例中，上述功能模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本公开的实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。